JP2012173523A - レンズ鏡筒及びそれを有する光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 フィルタ枠を光軸に対して直交する方向に精度良く、装置全体の簡素化を図りつつ切替えすることができるフィルタ切替え機構を有したレンズ鏡筒を得ること。
【解決手段】 アクチュエータからの駆動力でレンズ群の光軸に対し垂直な方向に移動可能に配置されたフィルタ枠と一体に配置された光学部材と、フィルタ枠とアクチュエータを挟み込む第一の枠と第二の枠を備え、フィルタ枠は第一の枠側に突出した少なくとも二つの突起部と、開口径がフィルタ枠の移動方向と直交方向に長い長穴部を備え、二つの突起部は光学部材の移動領域上にあり、第一の枠は二つの突起部に嵌合する第一のレール部と第二のレール部を備え、第二の枠は第三のレール部を備え、第二のレール部と、第三のレール部はフィルタ枠に当接し、アクチュエータのレバー部が長穴部に嵌合しながら移動しフィルタ枠が移動すること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒及びそれを有する光学機器に関し、特にフィルタ枠の切替機構を有したビデオカメラ、監視用ビデオカメラ等に好適なものである。

従来、監視用ビデオレンズ等の光学機器においては、夜間撮影時にモータ等の駆動手段を用い赤外線遮断用のフィルタを光路中より退避させるフィルタ切替え機構が搭載されている。また各種の光学機器においては、フィルタ切替え機構を用いて、撮像素子に入射する光量調節のためＮＤフィルタや光学フィルタ等を光路中に挿脱させている。

フィルタ切替え機構として、例えば、レバーのついたアクチュエータによって絞り羽根を上下方向にスライドさせる機構を用い、フィルタ枠をスライドさせるフィルタ切替え機構を有したレンズ鏡筒が知られている（特許文献１）。また形状記憶合金を用い、形状記憶合金に通電することによって、フィルタ保持部材の光路中からの切替えを行ったフィルタ駆動装置が知られている（特許文献２）。

特開２００４−２０５５５７号公報 特開２００１−１４１９７３号公報

特許文献１に開示されている光量調整装置の機構をフィルタを光路中より挿脱させるフィルタ切替え機構に用いるとフィルタ枠のストローク量が大きくなるにつれてレール部が長くなるので、フィルタ枠が大型化する。それによってフィルタ枠の周辺部品との干渉が起こり、フィルタ切替えに必要な最低な移動量を確保するのが難しくなってくる。特許文献２に開示されているフィルタ駆動装置は、装置全体の小型化が容易になるが、部品点数が増大し、フィルタ切替え機構が複雑になる傾向があった。

本発明は、フィルタ枠を光軸に対して直交する方向に精度良く、また装置全体の簡素化を図りつつ、切替えすることができるフィルタ切替え機構を有したレンズ鏡筒及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。

本発明のレンズ鏡筒は、レンズ群と、アクチュエータと、アクチュエータからの駆動力で前記レンズ群の光軸に対し垂直な方向に移動可能に配置されたフィルタ枠と、前記フィルタ枠と一体に配置された光学部材と、前記フィルタ枠と前記アクチュエータを挟み込む第一の枠と第二の枠を備え、前記フィルタ枠は前記第一の枠側に突出した少なくとも二つの突起部と、開口径が前記フィルタ枠の移動方向と直交方向に長い長穴部を備え、前記二つの突起部は前記光学部材の移動領域上にあり、前記第一の枠は前記二つの突起部に嵌合する移動方向と平行な凹状の第一のレール部と、前記第一のレール部を挟み込むように光路外に配置した少なくとも二本の第二のレール部を備え、前記第二の枠は前記フィルタ枠の移動方向と平行な少なくとも二本の第三のレール部を備え、前記第二のレール部と、第三のレール部は前記フィルタ枠に当接し、前記アクチュエータのレバー部が前記長穴部に嵌合しながら移動することにより、前記フィルタ枠が移動することを特徴としている。

本発明によれば、フィルタ枠を光軸に対して直交する方向に精度良く、また装置全体の簡素化を図りつつ、切替えすることができるフィルタ切替え機構を有したレンズ鏡筒が得られる。

本発明の実施例１におけるフィルタ切替え機構を示す撮像素子側を視点とした説明図（ＣＣＤホルダ未装着）である。 本発明のレンズ鏡筒の実施例１の構成を示す側面断面図である。 本発明のレンズ鏡筒の実施例１の組立斜視図である。 本発明の実施例１に係るフィルタ切替え機構を示す組立斜視図である。 本発明の実施例１に係るフィルタ切替え機構を示す側面断面図である。 図１においてフィルタ枠を上方向にスライドさせた時の説明図（ＣＣＤホルダ未装着）である。 本発明の実施例１に係るリアスリーブ上のレールの関係を示す、撮像素子側を視点とした説明図である。 本発明の実施例１に係るホルダ上のレールの関係を示す、被写体側を視点とした説明図である。 本発明の実施例１に係る図３の固定枠側からみたフィルタ枠の正面図である。 従来のフィルタ切替え機構を示す撮像素子側を視点とした説明図（ＣＣＤホルダ未装着）である。 本発明のレンズ鏡筒を備えた監視カメラ（光学機器）のブロック図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明のレンズ鏡筒は、撮影光学系を構成するレンズ群と、アクチュエータ５と、アクチュエータ５からの駆動力でレンズ群の光軸に対し垂直な方向に移動可能に配置されたフィルタ枠４とを有する。そしてフィルタ枠４と一体に配置された光学部材（赤外カットフィルター２、ダミーガラス３）を有する。そしてフィルタ枠４とアクチュエータ５を挟み込む第一の枠（固定枠６）と第二の枠（ＣＣＤホルダー７）を備えている。

フィルタ枠４は第一の枠側（固定枠６）に突出した少なくとも二つの突起部４１ａ、４１ｂと、開口径がフィルタ枠４の移動方向と直交方向に長い長穴部４４を備えている。長穴部４４の一部と二つの突起部４１ａ、４１ｂは、赤外線カットフィルタ２の移動領域上にある。

第一の枠（固定枠６）は二つの突起部４１ａ、４１ｂに嵌合する移動方向と平行な凹状の第一のレール部６１ａ、６１ｂと、第一のレール部６１ａ、６１ｂを挟み込むように光路外に配置した少なくとも二本の凸状の第二のレール部６２ａ、６２ｂを備えている。第二の枠（ＣＣＤホルダー７）はフィルタ枠４の移動方向と平行な少なくとも二本の凸状の第三のレール部７１ａ、７１ｂを備えている。第二のレール部６２ａ、６２ｂと、第三のレール部７１ａ、７１ｂはフィルタ枠４にフィルタ枠４が移動できる程度に当接している。アクチュエータ５のレバー部５１が長穴部４４に嵌合しながら移動することにより、フィルタ枠４が移動する。

［実施例１］
図１は、本発明のレンズ鏡筒の実施例１におけるフィルタ切替え機構を示す撮像素子側を視点とした説明図（ＣＣＤホルダ未装着）である。図２は本発明のレンズ鏡筒の実施例１のレンズ構成を示す側面断面図である。図３は本発明のレンズ鏡筒の実施例１のレンズ鏡筒での組立斜視図である。レンズ鏡筒１は、Ｌ１〜Ｌ４の第１群レンズ〜第４群レンズからなる４群ズームレンズを有している。

Ｌ１は固定の第１群レンズである。Ｌ２は光軸方向に移動して変倍動作を行う第２群レンズ、Ｌ３は固定の第３群レンズである。Ｌ４は光軸方向に移動して変倍に伴う像面変動の補正と合焦動作を行う第４群レンズである。１１は第１群レンズＬ１を保持する固定枠で、１群固定ビス１１ａによって、固定枠１２と係合している。１５は第３群レンズＬ３を保持する固定枠で、絞り固定ビス１４ａによって第２群レンズＬ２側に絞りユニット１４が固定されている。また固定枠１５は固定枠１２およびフィルタ切替えユニット９に挟み込まれる形で係合している。

２１、２３はガイドバーで、固定枠１２、フィルタ切替えユニット（フィルタ切替え機構）９に挟まれる形で固定されている。２２はガイドバーで、固定枠１２、固定枠１５に挟まれる形で固定されている。２４はガイドバーで、固定枠１５、フィルタ切替えユニット９に挟まれる形で固定されている。１３は２群レンズＬ２を保持する２群可動枠で、ガイドバー２１によって、光軸方向に移動可能に支持される。またガイドバー２２にて、２群可動枠１３上のＵ溝１３ａが係合して、ガイドバー２２周りの回転が規制される。

１６は４群レンズＬ４を保持する４群可動枠で、ガイドバー２３によって、光軸方向に移動可能に支持される。ガイドバー２４にて、４群可動枠１６上のＵ溝１６ａが係合して、上記ガイドバー２４周りの回転が規制される。１７はズーム用のステッピングモーターで、固定ビス１７ａによって、固定枠１２に固定されている。ネジ部１７ｂが２群可動枠１３に固定されたラック１３ａに係合しており、ネジ部１７ｂの回転により、上記２群可動枠１３は光軸方向に移動する。１８はフォーカス用のステッピングモーターで、固定ビス１８ａによって、フィルタ切替えユニット９に固定されている。ネジ部１８ｂが４群可動枠１６に固定されたラック１６ｂに係合しており、ネジ部１８ｂの回転により、上記４群可動枠１６は光軸方向に移動する。

１９はフォトインタラプタと板金で構成されたフォトインタラプタユニット（ＰＩユニット）で、フィルタ切替えユニット９に固定ビス１９ａによって固定されている。ＰＩユニット１９は２群可動群１３上に配置されており、フォトインタラプタからの出力とモータの回転数によって２群可動群１３の光軸方向の位置を制御する。２０はフォトインタラプタと板金で構成されたフォトインタラプタユニット（ＰＩユニット）で、フィルタ切替えユニット９に固定ビス２０ａによって固定されている。ＰＩユニット２０は４群可動群１６上に配置されており、フォトインタラプタからの出力とモータの回転数によって４群可動群１６の光軸方向の位置を制御する。

図４は図３に示すフィルタ切替え機構９を示す組立斜視図である。図５は図３に示すフィルタ切替え機構９を示す側面断面の拡大図である。図６は図１においてフィルタ枠４を上方向にスライドさせた時の説明図（ＣＣＤホルダ未装着）である。図７は図１において固定枠（リアスリーブ）６上のレールの関係を示す、撮像素子側を視点とした説明図である。図８は図１においてＣＣＤホルダ上のレールの関係を示す、被写体側を視点とした説明図である。図９は本発明に係るフィルタ切替え機構９のうちの固定枠側からみたフィルタ枠の正面図である。

図４〜図９においてフィルタ切替えユニット９は、赤外線カットフィルタ（光学部材）２、ダミーガラス３、フィルタ枠４、フィルタ切替え用アクチュエータ５、固定枠６、ＣＣＤホルダ７、ＰＩユニット８等を有している。赤外線カットフィルタ２、ダミーガラス３、フィルタ枠４、フィルタ切替え用アクチュエータ５は固定枠（第一の枠）６、ＣＣＤホルダ（第二の枠）７に挟まれており、固定枠６とＣＣＤホルダ７は固定ビス７ａによって、係合している。また、アクチュエータ５と固定枠６はビス５ａによって固定されている。

フィルタ枠４は赤外線カットフィルタ２、ダミーガラス３等の光学部材を固定するユニットよりなり、アクチュエータ５によって光軸に対して垂直な方向に移動可能に支持されている。また、フィルタ枠４は固定枠６の方向に二つの突起部４１ａ、４１ｂと、開口径が移動方向と直交方向に長い長穴部４４を備えている。

二つの突起部４１ａ、４１ｂは赤外線カットフィルタ２の移動領域上にある。例えば一直線上にある。ここでは、突起部４１ａは図１のダミーガラス３に対し上側、突起部４１ｂは図１の赤外線カットフィルタ２に対し下側にある。 固定枠（リアスリーブ）６は二つの突起部４１ａ、４１ｂに当接（嵌合）する移動方向と平行な凹状のレール部（第一のレール部）６１ａ、６１ｂを有する。更にレール部６１ａ、６１ｂを平行で挟み込むように光路外に配置された二つの凸状のレール部（第二のレール部）６２ａ、６２ｂを備えている。

ＣＣＤホルダ７は図８に示すようにレール部６２ａ、６２ｂに対向する凸状のレール部（第三のレール部）７１ａ、７１ｂを被写体方向に備えている。レール部６２ａ、６２ｂとレール部７１ａ、７１ｂは各々フィルタ枠４に当接している。レール部６１ａ、６１ｂとレール部７１ａ、７１ｂはフィルタ枠４のレール近接部（固定枠６側）４２ａ、４２ｂとレール近接部（ＣＣＤホルダ７側）４３ａ、４３ｂに近接している。

長穴部４４は凹状のレール部６１ａ、６１ｂと、凸状のレール部６２ａ、６２ｂの間に配置され、アクチュエータ５のレバー部５１が当接（嵌合）している。レバー部５１の移動に伴って、フィルタ枠４が移動する。長穴部４４は赤外線カットフィルタ２の移動領域上にある。

８はフォトインタラプタと板金で構成されたＰＩユニットで、ＣＣＤホルダ７に固定ビス８ａによって固定されている。ＰＩユニット８はフォトインタラプタからの出力によってフィルタ枠４の光軸と直交方向の位置を判別する。６３ａ、６３ｂは固定枠６上の突起であり、固定枠６と同一部材よりなる。突起６３ａ、６３ｂはＣＣＤホルダ７と固定枠６の間にフィルタ枠４を収納する空間を確保しつつ、ガイドバー２３、２４の差し込み深さを確保するため突起形状となっている。

図１０は従来構成でのフィルタ切替え機構を示す撮像素子側を視点とした説明図（ＣＣＤホルダ未装着）である。図１０のフィルタ切替え機構ではフィルタ枠１０にレール部１０ａ、１０ｂ、１０ｃがあり、固定枠９１にレール部１０ａ、１０ｂ、１０ｃと当接する突起部９１ａ、９１ｂ、９１ｃが有る構成となっている。フィルタ枠１０にレール部を作るためフィルタ枠１０が大型化する。フィルタ枠１０の移動ストロークが長いとその分レール部１０ａ、１０ｂ、１０ｃが長くなる。このため、固定枠９１にガイドバーなどによる突起部があると干渉してしまう場合がある。

突起６３ａ、６３ｂのようなガイドバー２３，２４による固定枠６の突起部、アクチュエータ５、ステッピングモーター１７、１８がフィルタ枠４の摺動面と同一面に有る場合、図１０の構成ではストロークの長さ分必要であった。

これに対して本実施例のレンズ鏡筒では前述した構成をとることにより、フィルタ枠のレール部１０ａ、１０ｂ、１０ｃがなくなり、フィルタ枠４を小型化することができる。そのため干渉せずに搭載可能となる。さらにフィルタ枠４に設けた長穴部４４を二つの突起部４１ａ、４１ｂ（固定枠６のレール部６１ａ、６１ｂ）と近接させ、二つの突起部４１ａ、４１ｂ（レール部６１ａ、６１ｂ）が移動方向に平行な一直線状にあるように配置する。このようにすることによって、フィルタ枠４の摺動性も良くなる。

図１１は上述した実施例１のレンズ鏡筒１を持つ監視カメラ（光学機器）のブロック図である。図１１において撮影時に被写体からの光がレンズ鏡筒１内のレンズ群を通って、撮像素子２５に入射する。入射した光は処理信号２６に光電変化し、デジタル信号としてＡＦゲート２７を通り、ＡＦ信号処理２８などを行ったあとＣＰＵ３０に入力される。ズーム指令２９がＣＰＵ３０に入力されるとＣＰＵ３０に入力された信号を元にステッピングモーター１７、１８によって、レンズ群が光軸方向に移動し、ズーミングが行われる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

Ｌ１……１群レンズ、Ｌ２……２群レンズ、Ｌ３……３群レンズ、Ｌ４……４群レンズ、
１……レンズ鏡筒、２、赤外線カットフィルタ（光学部材）、３……ダミーガラス、
４……フィルタ枠、５……アクチュエータ、６……固定枠、７……ＣＣＤホルダ、
９……ＩＲ切替えユニット、４１ａ、４１ｂ……突起部、
４２ａ、４２ｂ……レール近接部（固定枠６側）、
４３ａ、４３ｂ……レール近接部（固定枠７側）、４４……長穴部、５１……レバー部、
６１ａ、６１ｂ……レール部（凹）、６２ａ、６２ｂ……レール部（凸）、
７１ａ、７１ｂ……レール部（ＣＣＤ）

Claims (4)

1. レンズ群と、アクチュエータと、アクチュエータからの駆動力で前記レンズ群の光軸に対し垂直な方向に移動可能に配置されたフィルタ枠と、前記フィルタ枠と一体に配置された光学部材と、前記フィルタ枠と前記アクチュエータを挟み込む第一の枠と第二の枠を備え、前記フィルタ枠は前記第一の枠側に突出した少なくとも二つの突起部と、開口径が前記フィルタ枠の移動方向と直交方向に長い長穴部を備え、前記二つの突起部は前記光学部材の移動領域上にあり、前記第一の枠は前記二つの突起部に嵌合する移動方向と平行な凹状の第一のレール部と、前記第一のレール部を挟み込むように光路外に配置した少なくとも二本の第二のレール部を備え、前記第二の枠は前記フィルタ枠の移動方向と平行な少なくとも二本の第三のレール部を備え、前記第二のレール部と、第三のレール部は前記フィルタ枠に当接し、前記アクチュエータのレバー部が前記長穴部に嵌合しながら移動することにより、前記フィルタ枠が移動することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記長穴部の一部は、前記光学部材の移動領域上にあることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記フィルタ枠の突起部は移動方向と平行な一直線上に配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項のレンズ鏡筒を備えたことを特徴とする光学機器。