JP2020187237A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学素子切り替え機構のユニットを、レンズ鏡筒に組み込む構成で、光学素子切り替え機構を薄型し部品点数を減らす。【解決手段】撮像装置（１）は、側面に開口部を有し、撮影レンズを固定する固定部（１０４）と、前記撮影レンズの光軸と直交する方向に前記開口部より挿入される保持ベース（１０２）と、を有し、前記保持ベースは、光学素子を保持する光学素子保持枠を前記光軸と直交する直交面に対して摺動可能に保持し、前記固定部は、前記開口部より形成された前記固定部の内部に第１の摺接部を備え、前記光学素子保持枠は、前記第１の摺接部と摺動可能に当接する第２の摺接部を備える。【選択図】図１１ｄ

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に光学フィルタ等の光学素子を光路中に挿抜する機構を備えた撮像装置に関する。

従来、監視カメラ等の撮像装置においては、夜間や暗部の撮影時には入射される赤外線を利用して画像を得る為に、モータ等の駆動手段を用いて赤外線遮断用の光学フィルタ（以下、ＩＲＣＦ）を光路中より挿抜させる光学フィルタ切り替え機構が搭載されたものが知られている。

例えば、特許文献１では、レバーのついたアクチュエータによって羽根をスライドさせる機構としての絞りユニットを開示している。該絞りユニットに、光学フィルタを保持した光学フィルタ枠が固定されており、絞りユニットをレンズ鏡筒の側面に設けた開口部から組み込むようにした構成が開示されている。

また、光学フィルタを保持した光学フィルタ枠を、前後の固定部材２部品で挟む構成により、光路中にスライドさせる光学フィルタ切り替え機構を有した光学フィルタ切り替え機構が知られている。

特開平４−１６３４２９

しかし、これら従来技術を組み合わせ構成では、光学素子切り替えユニットをレンズ鏡筒に組み込む構成において、光学素子切り替えユニットは、駆動する光学素子保持枠を前後の固定部品２部品で挟まなければならない。このため、部品点数が多く、光軸方向に大型化するといった問題があった。

そこで、本発明は、光学素子切り替えユニットを、レンズ鏡筒に組み込む構成において、光学素子切り替え機構を薄型し部品点数を減らすことを目的とする。

本発明の一側面としての撮像装置は、側面に開口部を有し、撮影レンズを固定する固定部と、撮影レンズの光軸と直交する方向に開口部より挿入される保持ベースと、を有し、保持ベースは、光学素子を保持する光学素子保持枠を光軸と直交する直交面に対して摺動可能に保持し、固定部は、開口部より形成された固定部の内部に第１の摺接部を備え、光学素子保持枠は、第１の摺接部と摺動可能に当接する第２の摺接部を備えることを特徴とする。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、光学素子切り替え機構を薄型し部品点数を減らすことができる。

ネットワークカメラ１の外観図 ネットワークカメラ１に搭載される撮像ユニット１０の外観図 撮像ユニット１０の分解斜視図 レンズ鏡筒１００の斜視図 レンズ鏡筒１００の分解斜視図 −Ｘ方向から見たフィルタベース１０２の外観図 ＋Ｘ方向から見たフィルタベース１０２の外観図 −Ｘ方向から見たフィルタホルダ１０３の斜視図 ＋Ｘ方向から見たフィルタホルダ１０３の斜視図 −Ｘ方向から見たレンズホルダ１０４の外観図 ＋Ｘ方向から見たレンズホルダ１０４の外観図 図８ａに点線で示す光軸１１を含む面での−Ｙ方向から見たレンズホルダ１０４の断面図 ＋Ｘ方向からのレンズホルダ１０４の斜視図 第一の状態における、−Ｘ方向から見たフィルタベース１０２及びレンズホルダ１０４の外観図 第一の状態における、図９ａに点線で示す光軸１１を含む面での−Ｙ方向から見たフィルタベース１０２及びレンズホルダ１０４の断面図 第一の状態における、図９ｂに点線で示す側壁１０２８周辺の詳細図 第二の状態に遷移する直前での第一の状態における、−Ｘ方向からのフィルタベース１０２及びレンズホルダ１０４の外観図 第二の状態に遷移する直前での第一の状態における、図１０ａに点線で示す光軸１１を含む面での−Ｙ方向から見たフィルタベース１０２及びレンズホルダ１０４の断面図 第二の状態に遷移する直前での第一の状態における、図１０ｂに点線で示す開口部１０４１周辺の詳細図（詳細図１） 第二の状態に遷移する直前での第一の状態における、図１０ｂに点線で示す、開口部１０４２周辺の詳細図（詳細図２） 第二の状態における、−Ｘ方向から見たフィルタベース１０２及びレンズホルダ１０４の外観図 第二の状態における、図１１ａに点線で示す光軸１１を含む面での−Ｙ方向から見たフィルタベース１０２及びレンズホルダ１０４の断面図 第二の状態における、図１１ｂに点線で示す開口部１０４１周辺の詳細図（詳細図１） 第二の状態における、図１１ｂに点線で示す開口部１０４２周辺の詳細図（詳細図２）

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。

以下の説明では、撮像装置の例として、ネットワークに接続されたネットワークカメラを説明する。その際、図３に示すように、光軸１１のリアカバー７からフロントカバー６の方向を−Ｘ方向と呼び、フロントカバー６からリアカバー７の方向を＋Ｘ方向と定義する。また、Ｙ、Ｚ方向及びそれらの符号については、図８ａに示す、レンズホルダの図示されるＹ軸、Ｚ軸により定義されるとする。

以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
＜実施形態＞
本実施形態では、ネットワークカメラ１（撮像装置）の構成について説明する。

図１はネットワークカメラ１の外観図であり、図２はネットワークカメラ１に搭載される撮像ユニット１０の外観図である。図３は、撮像ユニット１０の分解斜視図を示す。

図１に示すネットワークカメラ１は、固定カバー２、ドームカバー３、不図示のパン・チルト・ローテーションユニット、および、図２に示される撮像ユニット１０を備えている。ドームカバー３の内部に、パン・チルト・ローテーションユニット、および、撮像ユニット１０が配置されている。ドームカバー３を透過した光は、撮像ユニット１０を通過し、図３に示す撮像ユニット１０の撮像素子５に受けられることで像を結ぶ。その結果、ネットワークカメラ１は映像を撮像できる。

図２に示す撮像ユニット１０は、図３に示すように、フロントカバー６、リアカバー７、撮像素子５およびレンズ鏡筒１００から構成される。レンズ鏡筒１００と撮像素子５は、接着剤やビスで固定されており、フロントカバー６とリアカバー７は、一体となったレンズ鏡筒１００と撮像素子５を内側に挟み込む。フロントカバー６とリアカバー７は、互いにビス８，９によって固定される。

図４は、レンズ鏡筒１００（レンズ鏡筒１００単体でも撮像装置という場合がある。）の斜視図、図５はレンズ鏡筒１００の分解斜視図である。図４に示すレンズ鏡筒１００は、図５に示すように撮像素子保護ラバー１０１、フィルタベース１０２（保持ベース）、フィルタホルダ１０３（光学素子保持枠）、レンズホルダ１０４（固定部）、アクチュエータ部１０５から構成される。

本構成では、図５に示すように、フィルタホルダ１０３は、フィルタベース１０２に−Ｘ方向から載置され、これら２部品は、レンズホルダ１０４に対して、後述するレンズホルダ１０４の開口部１０４１に−Ｚ方向から挿入される。そして、アクチュエータ部１０５は、レンズホルダ１０４のアクチュエータ取付け部１０４９に−Ｘ方向から組み付けられ、更に、撮像素子保護ラバー１０１、撮像素子５が取り付けられる。

図５に示すアクチュエータ１０５はモータ１０８とギア列１０９から構成されており、ギア列１０９は後述するフィルタホルダ１０３のギアかみ合い部１０３１と係合している。これにより、モータ１０８の駆動力をフィルタホルダ１０３に伝達している。ギアカバー１１３はギア列１０９をカバーする。また、モータ１０８への電圧を変更し、回転方向を変えることで、フィルタホルダ１０３はＺ方向に摺動し、光路から挿抜される。

また、アクチュエータ１０５はフォトインタラプタ１１０をもっており、ＩＲＣＦ１０６が−Ｚ方向に退避するときにフィルタホルダ１０３に付けられた遮光部１１２により遮光され、ＩＲＣＦ１０６が光軸１１上にあるときに光を入射するようになっている。これにより、光軸上にＩＲＣＦ１０６がいるかどうかを検知することができる。ここで、モータ１０８とフォトインタラプタ１１０はフレキシブルプリント基板１１４により、不図示のメイン基板と電気的に接続されている。

図６ａは、−Ｘ方向から見たフィルタベース１０２の外観図であり、図６ｂは、＋Ｘ方向から見たフィルタベース１０２の外観図である。フィルタベース１０２は、ガイド部１０２６および摺動面１０２２を持ち、これらは、レンズ鏡筒１００のＺ方向にフィルタホルダ１０３が摺動できるようにガイドしている。また、フィルタベース１０２は、当接面１０２４、側壁１０２７、１０２８を有している。

図７ａは、−Ｘ方向から見たフィルタホルダ１０３の斜視図であり、図７ｂは、＋Ｘ方向から見たフィルタホルダ１０３の斜視図である。フィルタホルダ１０３は、ＩＲＣＦ１０６（光学素子）とガラス１０７（光学素子）を保持しており、アクチュエータ１０５により、Ｚ方向に摺動可能に光路から挿抜できる。ＩＲＣＦ１０６は例えば、撮像素子５に対する光量を十分に確保できるときに、光軸１１上に配置され、撮像素子５に対する光量が十分に確保できないときに、光軸１１上から退避される。ガラス１０７は、特に、レンズ鏡筒が固定焦点のレンズである場合、ＩＲＣＦ１０６を光軸１１上から退避させたときに、焦点位置が変わることを防ぐ役割を担っている。

フィルタホルダ１０３には、摺動面１０３２、摺動面１０３３（第２の摺接部）が複数設けられ、フィルタホルダ１０３は、ガイド部１０３６、ギアかみ合い部１０３１を有する。フィルタベース１０２の摺動面１０２２と摺動面１０３２が摺動し、ガイド部１０３６がフィルタベース１０２のガイド部１０２６と係合する。これにより、フィルタホルダ１０３の摺動がＺ方向に規制される。

図８ａは、−Ｘ方向から見たレンズホルダ１０４の外観図であり、図８ｂは、＋Ｘ方向から見たレンズホルダ１０４の外観図である。図８ｃは、図８ａに点線で示す光軸１１を含む面での−Ｙ方向から見たレンズホルダ１０４の断面図であり、図８ｄは、＋Ｘ方向から見たレンズホルダ１０４の斜視図である。

レンズホルダ１０４は、レンズ１１１（撮影レンズ）を保持している。レンズホルダ１０４には、開口部１０４１、１０４２、摺動面１０４３（第１の摺接部）、当接面１０４４（第１の当接部）が設けられている。開口部１０４１，１０４２は、レンズホルダ１０４をレンズ１１１の光軸に直交する方向に貫通して設けられている。摺動面１０４３は、開口部１０４１，１０４２より形成されるレンズホルダ１０４の内部の空間において、レンズ１１１側の光軸直交面（第１の直交面）に複数設けられている。当接面１０４４は、該空間において第１の直交面と対向する光軸直交面である第２の直交面に複数設けられている。ここでは、レンズホルダ１０４にレンズ１１１が固定されているが、着脱可能な交換レンズを取り付けるマウント部が設けられている形態でもよい。また、レンズ１１１は光軸１１を有している。

次に、レンズホルダ１０４に対するフィルタベース１０２及びフィルタホルダ１０３の組み込み手順について説明する。ここでは、前述したように、フィルタベース１０２の摺動面１０２２とフィルタホルダ１０３の摺動面１０３２と、フィルタベース１０２のガイド部１０２６とフィルタホルダ１０３のガイド部１０３６がそれぞれ対応した状態で組まれているという前提で説明する。

図９ａは、フィルタベース１０２をレンズホルダ１０４に組み込む際の状態である第一の状態における、−Ｘ方向から見たフィルタベース１０２及びレンズホルダ１０４の外観図であり、図９ｂは、図９ａに点線で示す光軸１１を含む面での、−Ｙ方向から見たフィルタベース１０２及びレンズホルダ１０４の断面図である。図９ｃは、図９ｂに点線で示す側壁１０２８周辺の詳細図である。

図１０ａは、フィルタベース１０２へのレンズホルダ１０４の組み込みが完了した状態である第二の状態に遷移する直前での第一の状態における、−Ｘ方向から見たフィルタベース１０２及びレンズホルダ１０４の外観図であり、図１０ｂは、図１０ａに点線で示す光軸１１を含む面での−Ｙ方向から見たフィルタベース１０２及びレンズホルダ１０４の断面図である。図１０ｃは、図１０ｂに点線で示す開口部１０４１周辺の詳細図（詳細図１）であり、図１０ｄは、図１０ｂに点線で示す開口部１０４２周辺の詳細図（詳細図２）である。

図１１ａは、第二の状態における、−Ｘ方向から見たフィルタベース１０２及びレンズホルダ１０４の外観図であり、図１１ｂは、図１１ａに点線で示す光軸１１を含む面での−Ｙ方向から見たフィルタベース１０２及びレンズホルダ１０４の断面図である。図１１ｃは、図１１ｂに点線で示す開口部１０４１周辺の詳細図（詳細図１）であり、図１０ｄは、図１１ｂに点線で示す開口部１０４２周辺の詳細図（詳細図２）である。

図９に示されるように、フィルタベース１０２はフィルタホルダ１０３を乗せた状態で−Ｚ方向からレンズホルダ１０４の開口部１０４１より、レンズホルダ１０４の内部に組み込まれる（第一の状態）。このとき、フィルタホルダ１０３の摺動面１０３３とレンズホルダ１０４の摺動面１０４３の間には隙間Ｓがあり、フィルタベース１０２とレンズホルダ１０４の間には隙間Ｓ’がある。Ｓ＞Ｓ’である。なお、図９では、Ｓ＞Ｓ’であるが、これに限定されない。また、フィルタベース１０２の当接面１０２４とレンズホルダ１０４の当接面１０４４は当接しておらず、レンズホルダ１０４の開口部１０４１とフィルタベース１０２の側壁１０２７の間にも空間がある。

図１０は、図１１の組み込み完了（第二の状態）直前での第一の状態の図であるが、図９と同様に隙間Ｓ、Ｓ’が設けられている。このとき、フィルタベース１０２の当接面１０２４とレンズホルダ１０４の当接面１０４４はまだ当接しておらず、レンズホルダ１０４の開口部１０４１、１０４２とフィルタホルダ１０２の側壁１０２７、１０２８の間にも空間がある（第一の状態）。開口部１０４１，１０４２の光軸方向の長さは、側壁１０２７および当接面１０２４を除いたフィルタベース１０２の光軸方向の長さより長く設計してあってもよい。

図１１では、フィルタベース１０２の当接面１０２４とレンズホルダ１０４の当接面１０４４が当接することで、組み込み途中にあった第一の状態での隙間Ｓ、Ｓ’が詰められて、第二の状態での隙間Ｔ、Ｔ’となり、隙間が低減している（または、フィルタベース１０２とレンズホルダ１０４のＸ方向の並びが逆転している）。このとき、Ｓ＞Ｔであり、Ｓ’＞Ｔ’となり（フィルタベース１０２とレンズホルダ１０４のＸ方向の並びが逆転している場合、隙間Ｔ、Ｔ’の符号はマイナスになる）、フィルタホルダ１０３の摺動面１０３３はレンズホルダ１０４の摺動面１０４３と摺動可能に当接し、フィルタベース１０２はレンズホルダ１０４にしっかりと固定されるように当接する。その結果、レンズホルダ１０４がフィルタホルダ１０３をフィルタベース１０２と挟むことで、レンズホルダ１０４が蓋部材の役割を兼ねるため、光学素子切り替えユニットの部品点数が削減でき、光軸１１方向に薄型化できる。

また、Ｓ＞Ｔとなり、フィルタホルダ１０３の摺動面１０３３とレンズホルダ１０４の摺動面１０４３が摺動可能に当接するため、摺動時のガタつきが低減できる。

また、フィルタベース１０２の当接面１０２４とレンズホルダ１０４の当接面１０４４が当接することで、レンズホルダ１０４に対するフィルタベース１０２のガタつきが低減できる。

また、フィルタベース１０２の外周面の側壁１０２７、１０２８とレンズホルダ１０４の開口部１０４１、１０４２はこのとき、組み込み完了状態のとき、隙間が略０になるため、ゴミが外部から入ってくることを抑制でき、光が入射することも低減できる。

このとき、レンズホルダ１０４の開口部１０４１、１０４２が貫通していることで、成型性を考慮した形状となっている。
＜他の変形例＞
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。

１ ネットワークカメラ（撮像装置）
１００ レンズ鏡筒（撮像装置）
１０２ フィルタベース（保持ベース）
１０３ フィルタホルダ（光学素子保持枠）
１０４ レンズホルダ（固定部）
１０４３ 摺動面（第１の摺接部）
１０３３ 摺動面（第２の摺接部）
１０４４ 当接面（第１の当接部）
１０２４ 当接面（第２の当接部）

Claims (8)

1. 側面に開口部を有し、撮影レンズを固定する固定部と、
   前記撮影レンズの光軸と直交する方向に前記開口部より挿入される保持ベースと、を有し、
   前記保持ベースは、光学素子を保持する光学素子保持枠を前記光軸と直交する直交面に対して摺動可能に保持し、
   前記固定部は、前記開口部より形成された前記固定部の内部に第１の摺接部を備え、
   前記光学素子保持枠は、前記第１の摺接部と摺動可能に当接する第２の摺接部を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記第１及び第２の摺接部は、それぞれ複数設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記保持ベースは、前記側面において前記開口部と前記固定部との隙間を埋める側壁を有することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記開口部は、前記固定部を前記光軸に直交する方向に貫通して設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記開口部より形成された前記固定部の内部の空間における前記撮影レンズ側の面は、前記光軸に直交する第１の直交面であり、
   前記第１の摺接部は、前記第１の直交面に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記開口部より形成された前記固定部の内部の空間における前記第１の直交面に対向する面は、前記光軸に直交する第２の直交面であり、
   前記固定部は、前記第２の直交面に第１の当接部を備え、
   前記保持ベースは、前記第１の当接部に前記光軸方向に当接する第２の当接部を備えることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記第１及び第２の当接部は、それぞれ複数設けられていることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記保持ベースは、前記側面において前記開口部と前記固定部との隙間を埋める側壁を有し、
   前記光軸方向において、前記側壁および前記第２の当接部を除いた前記保持ベースの長さは、前記開口部の長さより短いことを特徴とする請求項６または７に記載の撮像装置。