JP2019207313A

JP2019207313A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2019207313A
Application number: JP2018102274A
Authority: JP
Inventors: 慎一朗原田; Shinichiro Harada
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2018-05-29
Filing date: 2018-05-29
Publication date: 2019-12-05

Abstract

【課題】レンズ鏡筒が外乱等により振動した場合にも、フレキシブルプリント回路基板の電気接続の性能の劣化を抑制できるレンズ鏡筒を提供する。【解決手段】撮像素子と、前記撮像素子に最も近づく第一位置と、前記撮像素子から離れた位置である第二位置との間で、光軸方向に移動可能であり、レンズを保持するレンズ移動枠と前記レンズ移動枠に保持される絞りユニットと、前記レンズ移動枠を移動可能に保持する前記固定部と、前記絞りユニットに電気的に接続するものであって、一方が前記絞りユニットに固定され、他方が前記固定部に接続され、前記レンズ移動枠が第二位置から前記第一位置に移動するのに伴って、徐々に屈曲するフレキシブルプリント回路基板と、を備える。前記固定部は、前記フレキシブルプリント回路基板の少なくとも一部が挿通可能な開口部を有することを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、フレキシブルプリント回路基板を備えるレンズ鏡筒に関する。

ネットワークカメラ等の監視カメラでは、レンズ部を通過した入射光が撮像素子で結像し、画像を取得することができる。

一般的に、ズームレンズには、ズーム移動レンズ群に入射する光量を調整する絞り機構を搭載することで、装置を小型化が実現できる。また、絞り機構には電気接続するフレキシブルプリント回路基板（以下、移動ＦＰＣ）が接続されている。また、特許文献１では、レンズと一体で駆動するシャッタユニットの移動ＦＰＣを、前記シャッタユニットの前側又は後ろ側に沿って曲率半径をほぼ一定にして光軸に平行な方向に湾曲させ、レンズ駆動負荷を抑制しつつ小型化する技術が提案されている。

特開２００７−３３６９９号公報

特許文献１の構成では、移動ＦＰＣは、道路からの振動、風の影響による支柱の揺らぎ、バット等での叩かれたときの衝撃によりレンズ鏡筒が揺れることにより、レンズ鏡筒の内壁に継続して接触又は瞬間的に強く接触することがある。これにより、屈曲部における電気接続の性能が劣化する恐れがある。

そこで、本発明は、フレキシブルプリント回路基板を備えるレンズ鏡筒において、レンズ鏡筒が外乱等により振動した場合にも、フレキシブルプリント回路基板の電気接続の性能の劣化を抑制できるレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、撮像素子と、前記撮像素子に最も近づく第一位置と、前記撮像素子から離れた位置である第二位置との間で、光軸方向に移動可能であり、レンズを保持するレンズ移動枠と、前記レンズ移動枠に保持される絞りユニットと、前記レンズ移動枠を移動可能に保持する前記固定部と、前記絞りユニットに電気的に接続するものであって、一方が前記絞りユニットに固定され、他方が前記固定部に接続され、前記レンズ移動枠が第二位置から前記第一位置に移動するのに伴って、徐々に屈曲するフレキシブルプリント回路基板と、を備える。前記固定部は、前記フレキシブルプリント回路基板の少なくとも一部が挿通可能な開口部を有することを特徴とする。

本発明によれば、レンズ鏡筒が外乱等により振動した場合にも、フレキシブルプリント回路基板の電気接続の性能の劣化を抑制できる。

本発明の撮像装置の第１の実施形態であるネットワーク監視カメラの構成図である。レンズ鏡筒４の構成を説明する分解斜視図である。（ａ）ＷＩＤＥ端でのレンズ配置図である。（ｂ）ＴＥＬＥ端でのレンズ配置図である。（ａ）ＷＩＤＥ端位置のレンズ配置における移動ＦＰＣ２６の屈曲部７３を示す図である。（ｂ）ＴＥＬＥ端でのレンズ配置での移動ＦＰＣ２６の屈曲部７４を示す図である。（ｃ）振動または衝撃が光軸方向から生じた時、ＷＩＤＥ端位置のレンズ配置における移動ＦＰＣ２６の位置及び赤外カットフィルタ３３の位置関係を示す図である。レンズ鏡筒４をフィルタホルダ枠３４または撮像素子ユニット７側から見た斜視図である。（ａ）赤外カットフィルタ３３が各レンズを通過した入射光を覆うデイモードの状態を示す図である。（ｂ）赤外カットフィルタ３３が各レンズを通過した入射光から退避するナイトモードの状態を示す図である。（ａ）デイモード時、赤外カットフィルタ１３３が各レンズを通過した入射光１０１を覆うことを示す図である。（ｂ）ナイトモード時、赤外カットフィルタ１３３の代わりにダミーガラス１００が各レンズを通過した入射光１０１を覆うことを示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は本発明の撮像装置の実施形態の一例であるネットワーク監視カメラ（以下、監視カメラという）の構成図である。図２（ａ）（ｂ）は、レンズ鏡筒の分解斜視図である。

２は上側筐体、３はドームカバー、４はレンズ鏡筒である。６は赤外照明用の赤外ＬＥＤ、５は赤外ＬＥＤ６を保持する赤外ＬＥＤ保持部材、８は下側筐体である。

レンズ鏡筒４は、下側筐体８において、パン、チルト、ローテーション方向に回転可能に保持される。赤外ＬＥＤ保持部材６は、下側筐体８に固定される。ドームカバー３は、上側筐体２および下側筐体８で挟み込むように配置される。上側筐体２は、下側筐体８に締結ビス１によって締結される。

レンズ鏡筒４は、図２に示すように、１つの固定群及び３つの移動群のレンズで構成されている。９は光軸方向に固定される固定レンズである。１３は光軸方向に移動して変倍動作を行う第１のズームレンズである。１４は光軸方向に移動して合焦動作を行うフォーカスレンズである。１５は光軸方向に移動して変倍動作を行う第２のズームレンズである。１０は固定レンズ枠である。１１は前側固定枠である。１２は固定部としての後側固定枠である。

固定レンズ枠１０は、前側固定枠１１にビス（非図示）によって固定され、像を結像させる入射光を、固定レンズ９を介してレンズ鏡筒４に取りこむ。前側固定枠１１は後側固定枠１２とビス（非図示）で結合している。

１６、１７、１８、１９はガイドバーであり、前側固定枠１１と後側固定枠１２に挟まれる形で固定されている。後側固定枠１２の板部７８は、後述する開口部８０を有している。開口部８０は、移動ＦＰＣ２６の少なくとも一部が入り込む（挿通可能な）開口である。

２０はズームレンズ１３を保持するレンズ移動枠で、ガイドバー１６によって、光軸方向に移動可能に支持される。ガイドバー１７が、レンズ移動枠２０上のＵ溝に係合して、レンズ移動枠２０のガイドバー１７周りの回転が規制される。

２１はラックで、図示しないラックバネにより光軸方向及び回転方向に付勢された状態でレンズ移動枠２０に固定される。ラック２１は、ステッピングモータ２２のネジ部に係合している。レンズ移動枠２０は、ステッピングモータ２２のネジ部の回転によって、ラック２１を介して光軸方向に移動する。レンズ移動枠２０は、撮像素子に最も近づく第一位置と撮像素子から離れた位置である第二位置との間で光軸方向に移動可能である。

２３は絞りユニットである。絞りユニット２３は、外部から入力される入力電流を変化させることで絞り羽根（非図示）で形成された開口部２５の開口径の大きさを自在に変化させ、入射光量を調節することができる。絞りユニット２３は、レンズ移動枠２０にビス２４によって固定されている。絞りユニット２３には、外部から電流を入力するために電気的に移動ＦＰＣ２６が接続されており、レンズ鏡筒４の内部から後側固定枠１２の外部に引き出され、外部電源と接続される。移動ＦＰＣ２６の一方の端部７５はレンズ移動枠２０に固定され、他方の端部７６は後側固定枠１２に固定されている。移動ＦＰＣ２６は、レンズ移動枠２０が撮像素子から離れた位置である第二位置から撮像素子に最も近づく第一位置に移動するのに伴って、徐々に屈曲する。

２７はフォーカスレンズ１４を保持するレンズ移動枠で、ガイドバー１９によって、光軸方向に移動可能に支持される。ガイドバー１８が、レンズ移動枠２７上のＵ溝に係合して、レンズ移動枠２７のガイドバー１８周りの回転が規制される。

２８はラックで、図示しないラックバネにより光軸方向及び回転方向に付勢された状態でレンズ移動枠２７に固定される。ラック２８は、ステッピングモータ２９のネジ部に係合している。レンズ移動枠２７は、ステッピングモータ２９のネジ部の回転によって、ラック２８を介して光軸方向に移動する。

３０はフォーカスレンズ１５を保持するレンズ移動枠で、ガイドバー１９によって、光軸方向に移動可能に支持される。ガイドバー１８が、レンズ移動枠３０上のＵ溝に係合して、レンズ移動枠３０のガイドバー１８周りの回転が規制される。

３１はラックで、図示しないラックバネにより光軸方向及び回転方向に付勢された状態でレンズ移動枠３０に固定される。ラック３１は、ステッピングモータ３２のネジ部に係合している。レンズ移動枠３０は、ステッピングモータ３２のネジ部の回転によって、ラック３１を介して光軸方向に移動する。

３４は赤外カットフィルタ３３を保持するレンズ移動枠で、ガイドバー３５によって、光軸方向に移動可能に支持される。ガイドバー３５が、レンズ移動枠３４上のＵ溝に係合して、レンズ移動枠３４のガイドバー３５周りの回転が規制される。

３７はラックで、図示しないラックバネにより光軸方向及び回転方向に付勢された状態でレンズ移動枠３４に固定される。ラック３７は、ステッピングモータ３８のネジ部に係合している。レンズ移動枠３４は、ステッピングモータ３８のネジ部の回転によって、ラック３７を介して光軸と垂直な方向に移動する。これにより、赤外カットフィルタ３３は、光路上から退避し、赤外光も集光する。この状態は、ナイトモードと称される撮影モードであり、夜間でも被写体撮影を可能にする。なお、赤外カットフィルタ３３が光路上に挿入される撮影モードは、赤外光をカットし、可視光を集光するデイモードと称され、昼間の被写体の撮影を可能にする。

レンズＦＰＣ３９は、後側固定枠１２に固定された絞りユニット２３、ステッピングモータ２２、２９、３２、３８につながっており、通電によってそれぞれを起動させる。レンズＦＰＣ３９には、図示しないフォトインタラプタが固定されている。ステッピングモータ２２、２９、３２、３８は、フォトインタラプタ（非図示）の出力に基づいて、レンズ移動枠２０、２７、３０、フィルタ移動枠３４の位置を制御する。

４０は撮像素子ユニット７を保持する撮像素子ホルダで、ビス（非図示）によって後側固定枠１２に固定されている。

図３−１（ａ）は、ＷＩＤＥ端でのレンズ配置であり、図３−１（ｂ）は、ＴＥＬＥ端でのレンズ配置である。

ズームレンズ１３がＴＥＬＥ端からＷＩＤＥ端に向かうにつれて、ズームレンズ１５と離間することで、ズーム倍率を変化させる。さらに、フォーカスレンズ１４が光軸方向に移動することでフォーカス調整を行う。

図３−２（ａ）は、ＷＩＤＥ端位置のレンズ配置における移動ＦＰＣ２６の屈曲部７３、図３―２（ｂ）は、ＴＥＬＥ端でのレンズ配置での移動ＦＰＣ２６の屈曲部７４を示している。なお、破線の長方形で示した部分が、赤外カットフィルタ挿抜駆動部である。図５は、レンズ鏡筒４を撮像素子ユニット７側から見た斜視図である。図３−２（ｃ）は、移動ＦＰＣ２６が赤外カットフィルタ挿抜駆動部側に移動した状態を示す図である。

絞りユニット２３は、ズームレンズ移動枠２０に取り付けられているので、ズームレンズ１３が移動するにつれて、絞りユニット２３に接続された移動ＦＰＣ２６が固定される両端（端部７５及び７６）の距離が近接または離間する。これにより、移動ＦＰＣ２６が光軸に垂直方向に湾曲もしくは屈曲する。

図３−２（ａ）に示すＷＩＤＥ端の位置での移動ＦＰＣ２６は、図３−２（ｂ）に示すＴＥＬＥ端の位置での移動ＦＰＣ２６の配置と異なって、光軸方向において赤外カットフィルタ挿抜駆動部に近い配置となる。

このような配置の状態で振動または衝撃が光軸方向から生じた時、移動ＦＰＣ２６に衝撃が伝搬することで、移動ＦＰＣ２６の湾曲部７９もしくは地板７８に近い移動ＦＰＣの一部は、図３−２（ｃ）で示すように、開口部８０に入り込む。

このようにすることで、振動や衝撃が生じたときに、移動ＦＰＣ２６が後側固定枠１２の地板部７８に接触することを抑制することができる。よって、移動ＦＰＣ２６の電気接続の性能の劣化を抑制できる。

次に、赤外カットフィルタ挿抜駆動部７７について図５（ａ）（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）は、赤外カットフィルタ３３が各レンズを通過した入射光を覆うデイモードの状態である。

図５（ｂ）は、赤外カットフィルタ３３が各レンズを通過した入射光から退避するナイトモードの状態である。赤外カットフィルタ３３は、デイモードのとき、光路上に配置する挿入位置にあり、ナイトモードのとき、光路から退避する退避位置にある。

赤外フィルタ移動枠３４は、赤外カットフィルタ３３を挿入位置と退避位置との間で移動可能に支持している。また、ナイトモード時の赤外カットフィルタ３３の退避方向（退避位置への移動方向）は、移動ＦＰＣ２６が振動、衝撃時に入り込む開口部８０から離れる方向である。言い換えると、赤外カットフィルタ移動枠３４は、挿入位置から退避位置に移動する際、光軸方向から見て、後側固定枠１２の開口部８０と重ならないように移動する。

このようにすることで、移動ＦＰＣ２６が、赤外カットフィルタ３３に接触することを抑制できる。よって、移動ＦＰＣ２６の電気接続の性能の劣化を抑制できる。

＜変形例＞
上記では、赤外カットフィルタのみをフィルタホルダ枠で保持する構成、つまり、光学フィルタが一枚の場合を説明したが、図６（ａ）（ｂ）に示すように、光学フィルタは、２枚以上あってもよい。また、上記では、フィルタ移動枠３４が赤外カットフィルタ３３の短辺方向に移動する方向に駆動する機構となっているが、図６（ａ）（ｂ）に示すように、フィルタホルダ枠１３４が長辺方向に移動する方向に駆動する機構となっていてもよい。言い換えると、赤外カットフィルタ移動枠は、挿入位置から退避位置に移動する際、光軸方向から見て、後側固定枠１２の開口部８０の延びる方向と平行な方向に移動する。

また、光学フィルタはダミーガラスと赤外カットフィルタに限定されなく、可視光カットフィルタやバンドパスフィルタなどを用いても良い。

なお、本発明の構成は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１２後側固定枠
２６移動ＦＰＣ
３３赤外カットフィルタ
３４フィルタホルダ移動枠
７６移動ＦＰＣ２６の屈曲部
７８後側固定枠１２の地板
８０後側固定枠１２の移動ＦＰＣ２６のための開口部

Claims

撮像素子と、
前記撮像素子に最も近づく第一位置と前記撮像素子から離れた位置である第二位置との間で光軸方向に移動可能であり、レンズを保持するレンズ移動枠と、
前記レンズ移動枠に保持される絞りユニットと、
前記レンズ移動枠を移動可能に保持する前記固定部と、
前記絞りユニットに電気的に接続するものであって、一方が前記絞りユニットに固定され、他方が前記固定部に接続され、前記レンズ移動枠が第二位置から前記第一位置に移動するのに伴って、徐々に屈曲するフレキシブルプリント回路基板と、を備え、
前記固定部は、前記フレキシブルプリント回路基板の少なくとも一部が挿通可能な開口部を有することを特徴とする、レンズ鏡筒。
赤外カットフィルタと、
前記赤外カットフィルタを光路上に配置する挿入位置と、光路から退避させる退避位置との間で移動可能に支持する赤外カットフィルタ移動枠と、を備え、
前記赤外カットフィルタ移動枠は、前記挿入位置から前記退避位置に移動する際、光軸方向から見て、前記固定部の開口部と重ならないように移動することを特徴とする、請求項１の撮像装置。
赤外カットフィルタと、
前記赤外カットフィルタを光路上に配置する挿入位置と、光路から退避させる退避位置との間で移動可能に支持する赤外カットフィルタ移動枠と、を備え、
前記赤外カットフィルタ移動枠は、前記挿入位置から前記退避位置に移動する際、光軸方向から見て、前記固定部の開口部の延びる方向と平行な方向に移動することを特徴とする、請求項１の撮像装置。