JP2022131939A - camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラに関する。 The present invention relates to cameras.
例えば、特許文献1に記載されたカメラは、レンズユニットと、レンズユニットの後方に設けられた撮像素子と、レンズユニットをその光軸方向に移動させてレンズユニットと撮像素子との離間距離を変更する移動機構と、を有する。また、移動機構は、レンズユニットの側壁に接続されたカム板と、カム板を後方に付勢する引張コイルばねと、を有する。そのため、自然状態では、引張コイルばねの復元力によってレンズユニットが撮像素子側に付勢されており、この引張コイルばねの付勢力に抗してカム板を前方に移動させることにより、それに連動してレンズユニットが前方に移動する。 For example, the camera described in Patent Document 1 includes a lens unit, an image sensor provided behind the lens unit, and a separation distance between the lens unit and the image sensor by moving the lens unit in the optical axis direction. and a moving mechanism. The moving mechanism also has a cam plate connected to the side wall of the lens unit, and an extension coil spring that biases the cam plate rearward. Therefore, in the natural state, the lens unit is urged toward the imaging element by the restoring force of the tension coil spring. to move the lens unit forward.
しかしながら、特許文献1のカメラでは、カム板がレンズユニットの側壁に接続されていることから、カム板を前方に移動させるとレンズユニットに光軸に対して傾斜した力が加わり、当該力によってレンズユニットが光軸に対して傾く。そのため、安定した撮像特性が得られないという問題がある。 However, in the camera disclosed in Patent Document 1, since the cam plate is connected to the side wall of the lens unit, when the cam plate is moved forward, a force that is inclined with respect to the optical axis is applied to the lens unit. The unit tilts with respect to the optical axis. Therefore, there is a problem that stable imaging characteristics cannot be obtained.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、レンズユニットが光軸に対して傾斜し難い移動機構を備えることにより、安定した撮像特性を発揮することのできるカメラを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a camera capable of exhibiting stable imaging characteristics by providing a movement mechanism in which the lens unit is less likely to tilt with respect to the optical axis. and
このような目的は、以下の(1)~(10)の本発明により達成される。
(1) シリンダーと、
テレセントリック構造のレンズユニットを備え、前記シリンダー内に配置されたレンズアッセンブリーと、
前記レンズユニットから入った光を受光する撮像素子と、
前記レンズアッセンブリーに対して光軸方向の結像側から前記光軸方向の力を加えることにより、前記シリンダー内で前記レンズアッセンブリーを前記光軸方向に移動させる移動機構と、を有することを特徴とするカメラ。
Such objects are achieved by the present invention of the following (1) to (10).
(1) a cylinder;
a lens assembly having a lens unit with a telecentric structure and disposed within the cylinder;
an imaging device that receives light entering from the lens unit;
a moving mechanism for moving the lens assembly in the optical axis direction within the cylinder by applying a force in the optical axis direction to the lens assembly from the imaging side in the optical axis direction. camera to do.
(2) 前記移動機構は、前記レンズアッセンブリーの前記光軸方向の結像側に位置し、前記レンズアッセンブリーの基端部に接続されたロッドと、
前記ロッドを前記光軸方向の受光側に送り出す送り装置と、
前記ロッドを前記光軸方向の結像側に付勢する付勢部材と、を有する上記(1)に記載のカメラ。
(2) the moving mechanism includes a rod positioned on the imaging side of the lens assembly in the optical axis direction and connected to the base end of the lens assembly;
a feeding device for feeding the rod to the light receiving side in the optical axis direction;
The camera according to (1) above, further comprising a biasing member that biases the rod toward the imaging side in the optical axis direction.
(3) 前記レンズアッセンブリーは、前記レンズユニットの前記光軸方向の結像側に位置し、前記レンズユニットと接続されたスリーブを有し、
前記ロッドは、前記スリーブの基端部に接続されている上記(2)に記載のカメラ。
(3) the lens assembly has a sleeve positioned on the imaging side of the lens unit in the optical axis direction and connected to the lens unit;
The camera according to (2) above, wherein the rod is connected to the proximal end of the sleeve.
(4) 前記ロッドは、前記光軸方向に延在する棒状である上記(2)または(3)に記載のカメラ。 (4) The camera according to (2) or (3) above, wherein the rod is rod-shaped and extends in the optical axis direction.
(5) 前記光軸方向からの平面視で、
前記ロッドは、前記レンズアッセンブリーと重なっている上記(2)ないし(4)のいずれかに記載のカメラ。
(5) Planar view from the optical axis direction,
A camera according to any one of (2) to (4) above, wherein the rod overlaps the lens assembly.
(6) 前記移動機構は、前記ロッドを前記光軸方向に誘導するロッドガイドを有する上記(2)ないし(5)のいずれかに記載のカメラ。 (6) The camera according to any one of (2) to (5) above, wherein the moving mechanism has a rod guide that guides the rod in the optical axis direction.
(7) 前記付勢部材は、圧縮コイルばねであり、前記ロッドと同軸的に配置されている上記(2)ないし(6)のいずれかに記載のカメラ。 (7) The camera according to any one of (2) to (6) above, wherein the biasing member is a compression coil spring and is arranged coaxially with the rod.
(8) 前記圧縮コイルばねは、前記光軸方向の受光側から前記光軸方向の結像側に向けて径が漸減する円錐型をなす上記(7)に記載のカメラ。 (8) The camera according to (7) above, wherein the compression coil spring has a conical shape whose diameter gradually decreases from the light receiving side in the optical axis direction toward the imaging side in the optical axis direction.
(9) 前記送り装置は、前記ロッドの前記光軸方向の結像側から押圧する押圧子と、
前記押圧子を変位させる操作部と、を有する上記(2)ないし(8)のいずれかに記載のカメラ。
(9) The feeding device includes a presser that presses from the imaging side of the rod in the optical axis direction;
A camera according to any one of the above (2) to (8), further comprising an operating section for displacing the pressing element.
(10) 前記押圧子の移動軸は、光軸に対して傾斜している上記(9)に記載のカメラ。 (10) The camera according to (9) above, wherein the moving axis of the pressing element is inclined with respect to the optical axis.
本発明のカメラでは、レンズアッセンブリーに対して後方側から光軸方向の力を加えることにより、シリンダー内でレンズアッセンブリーを光軸方向に移動させる。したがって、レンズアッセンブリーに光軸に対して傾斜した力が加わり難くなり、レンズアッセンブリーが光軸に対して傾き難くなる。このようなカメラによれば、安定した撮像特性を発揮することができる。 In the camera of the present invention, the lens assembly is moved in the optical axis direction within the cylinder by applying a force in the optical axis direction to the lens assembly from the rear side. Therefore, it becomes difficult to apply a force tilting the lens assembly with respect to the optical axis, and the lens assembly is less likely to tilt with respect to the optical axis. Such a camera can exhibit stable imaging characteristics.
以下、本発明のカメラを添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の好適な実施形態に係るカメラを前方から見た斜視図である。図2は、図1に示すカメラの断面図である。図3は、図1に示すカメラを後方から見た斜視図である。図4は、移動機構を示す分解斜視図である。図5は、送り装置の変形例を示す断面斜視図である。図6は、図1に示すカメラの第1変形例を前方から見た斜視図である。図7は、図6に示すカメラの断面図である。図8は、図1に示すカメラの第2変形例を前方から見た斜視図である。図9は、図8に示すカメラの断面図である。なお、以下では、説明の便宜上、図1および図2中の左側すなわち光軸方向LLの受光側を前方(先端)とし、右側すなわち光軸方向LLの結像側を後方(基端)とする。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A camera of the present invention will be described in detail below based on preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
FIG. 1 is a front perspective view of a camera according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of the camera shown in FIG. 3 is a rear perspective view of the camera shown in FIG. 1. FIG. FIG. 4 is an exploded perspective view showing a moving mechanism. FIG. 5 is a cross-sectional perspective view showing a modification of the feeding device. FIG. 6 is a front perspective view of the first modification of the camera shown in FIG. 7 is a cross-sectional view of the camera shown in FIG. 6. FIG. FIG. 8 is a front perspective view of a second modification of the camera shown in FIG. 9 is a cross-sectional view of the camera shown in FIG. 8. FIG. In the following, for convenience of explanation, the left side in FIGS. 1 and 2, that is, the light receiving side in the optical axis direction LL, is defined as the front (tip), and the right side, that is, the image formation side in the optical axis direction LL is defined as the rear (base end). .
図1に示すカメラ100は、FA(ファクトリーオートメーション)用のカメラである。典型的には、カメラ100は、部品の組み立て、加工、検査等を実行するFA用のロボットのアーム等に取り付けられ、部品の形状や位置、部品とロボットのアームとの間の相対関係等を取得するために部品を撮影する。ただし、カメラ100の用途は、これに限定されない。
A
図2に示すように、カメラ100は、ケーシング200と、ケーシング200の前方に装着されたシリンダー300と、シリンダー300内に配置されたレンズアッセンブリー400と、レンズアッセンブリー400をシリンダー300内で光軸Lに沿って移動させる移動機構500と、図示しない外部装置との接続を行うレセプタクル群800と、を有する。また、カメラ100は、レンズアッセンブリー400から入った光を受光する撮像素子600と、撮像素子600を支持する第1回路基板710と、第1回路基板710と電気的に接続された第2回路基板720と、を有する。これら撮像素子600、第1回路基板710および第2回路基板720は、それぞれ、ケーシング200に収容されている。なお、以下では、説明の便宜上、光軸Lに沿う方向すなわち光軸Lと平行な方向を「光軸方向LL」とも言う。
As shown in FIG. 2, the
カメラ100では、移動機構500によってレンズアッセンブリー400を光軸方向LLに移動させることによりレンズアッセンブリー400と撮像素子600との離間距離Dを変更、調整することができる。そのため、撮影距離(被写体との距離)に応じて離間距離Dを調整することによりフォーカス調整(ピント合わせ)が可能となる。特に、後述するように、移動機構500は、レンズアッセンブリー400に対してその後方から光軸方向LLの力Fを加える。そのため、レンズアッセンブリー400の光軸方向LL以外への変位が抑えられ、レンズアッセンブリー400が光軸Lに対して偏心したり、傾斜したりするのを抑制することができる。そのため、カメラ100は、安定した撮像特性を発揮し、良質な画像を取得することができる。
In the
以下、カメラ100を構成する各部について、順次詳細に説明する。
<シリンダー300>
まずは、シリンダー300について説明する。図2に示すように、シリンダー300は、円筒形状を有する。また、シリンダー300は、鏡筒430が収容された鏡筒収容部350と、鏡筒収容部350の後方に位置し、スリーブ410が収容されたスリーブ収容部360と、を有する。また、鏡筒収容部350は、スリーブ収容部360よりも大径であり、これらの境界には前方を向く段差面370が形成されている。段差面370は、光軸Lに直交する平坦面である。段差面370は、鏡筒430と当接し、鏡筒430のそれ以上の後方への移動を規制するストッパーとして機能する。
Below, each part constituting the
<
First, the
また、シリンダー300は、小外径部310と、小外径部310よりも外径が大きい大外径部330と、を有する。これらは、前方から小外径部310、大外径部330の順に光軸方向LLに並んで一体的に形成されている。また、シリンダー300は、小外径部310と大外径部330との境界に形成され前方を向く段差面340を有する。段差面340は、光軸Lに直交する平坦面である。
Further, the
小外径部310の外周には、ネジ溝311が形成されている。また、大外径部330の外周面の上部と下部には、円筒状の外周面の一部を切り欠いた平坦面であるDカット面331がそれぞれ形成されている。Dカット面331は、大外径部330の上側と下側とに等間隔(180°間隔)で一対形成されており、互いに対向している。ただし、シリンダー300の構成としては、特に限定されず、例えば、ネジ溝311およびDカット面331を省略してもよい。
A
このような構成のシリンダー300は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料で構成されている。これにより、十分な剛性を有するシリンダー300が得られ、内部に収容されたレンズアッセンブリー400を安定して保持することができる。また、シリンダー300は、例えば、NC(Numerical Control)旋盤加工により形成されている。NC旋盤加工を用いることにより、優れた寸法精度でシリンダー300を形成することができる。そのため、シリンダー300内でのレンズアッセンブリー400のがたつきを抑え、かつ、レンズアッセンブリー400をシリンダー300内でスムーズに動かすことができる。ただし、シリンダー300の材質や形成方法は、特に限定されない。
以上、シリンダー300について説明した。
The
The
<ケーシング200>
次に、ケーシング200について説明する。図2に示すように、ケーシング200は、シリンダー300の後方に位置している。また、ケーシング200は、後方上部を略矩形状に切り欠いた形状となっている。そのため、ケーシング200は、シリンダー300を保持する高背部201と、高背部201の後方に位置し、高背部201よりも背が低い低背部202と、を有する。そして、高背部201の後面201Bから後述する送り装置550が突出している。また、低背部202の後面202Bにレセプタクル群800が設けられている。
<
Next, casing 200 will be described. As shown in FIG. 2 , casing 200 is positioned behind
このように、低背部202の後面202Bすなわちケーシング200の最後方に位置する部分にレセプタクル群800を設けることにより、レセプタクル群800の周囲にスペースを確保し易くなり、レセプタクル群800へのアプローチが容易となる。また、図示しないが、レセプタクル群800にケーブルを接続した状態ではケーブルが後方へ延びるため、ケーブルを含めたカメラ100全体の光軸Lに直交する方向への広がり、換言すると、光軸方向LLからの平面視でのカメラ100の輪郭の広がりを抑えることができる。そのため、カメラ100の小型化を図ることができる。
In this way, by providing the
なお、図2および図3に示すように、本実施形態では、レセプタクル群800には、カメラ100で撮像した画像を送信する画像データ出力用のレセプタクル810と、制御信号が入力される制御信号用のレセプタクル820と、が含まれている。ただし、レセプタクル群800に含まれるレセプタクルの数や機能は、特に限定されない。
As shown in FIGS. 2 and 3, in the present embodiment, the
また、図2に示すように、ケーシング200は、その下側部分を構成するベースシャーシ210と、上側部分を構成するアッパーケース220と、を有する。そして、ベースシャーシ210とアッパーケース220とでシリンダー300の基端部を挟み込むことにより、シリンダー300を保持している。ただし、ケーシング200の構成は、特に限定されない。
Further, as shown in FIG. 2, the
ベースシャーシ210およびアッパーケース220は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料で構成されている。これにより、十分な剛性を有するケーシング200が得られ、シリンダー300を安定して保持することができる。特に、本実施形態では、ベースシャーシ210およびアッパーケース220は、それぞれ、ダイカストすなわち鋳造品である。ダイカストを用いることにより、安価なベースシャーシ210およびアッパーケース220が得られる。また、二次加工により部分的に高い寸法精度を出すことができる。ただし、ベースシャーシ210およびアッパーケース220の材質や形成方法は、特に限定されない。
以上、ケーシング200について説明した。
The
<レンズアッセンブリー400>
次に、レンズアッセンブリー400について説明する。図2に示すように、レンズアッセンブリー400は、シリンダー300内にシリンダー300と同軸的に配置されている。また、レンズアッセンブリー400は、シリンダー300に対して光軸方向LLに移動(摺動)可能である。このようなレンズアッセンブリー400は、レンズユニット420と、レンズユニット420の基端部に接続されたスリーブ410と、を有する。
<
Next, the
レンズユニット420は、円筒状の鏡筒430と、鏡筒430内に配置されたレンズ群440および絞り450と、を有する。本実施形態のレンズユニット420は、テレセントリック構造のレンズユニットである。テレセントリック構造とは、主光線が光軸Lと平行となる構造を言う。テレセントリック構造は、被写体との距離が変化しても光学倍率が変わらないという計測用途に適した特性を持つため、FA用として適している。特に、本実施形態のレンズユニット420は、物体側および像側が共にテレセントリック構造である両側テレセントリック構造である。ただし、レンズユニット420は、これに限定されず、例えば、物体側のみをテレセントリック構造とした物側テレセントリック構造であってもよいし、像側のみをテレセントリック構造とした像側テレセントリック構造であってもよい。
The
鏡筒430は、外周面から外側へ突出する一対のリング状のフランジ431、432を有する。フランジ431は、鏡筒430の外周面の先端部に位置しており、フランジ432は、鏡筒430の外周面の基端部に位置している。鏡筒430は、これらフランジ431、432の外周面においてシリンダー300の内周面と接触している。つまり、鏡筒430は、その中央部を除く両端部においてシリンダー300と接触している。このような構成とすることにより、シリンダー300内での鏡筒430の姿勢を安定させつつ、シリンダー300と鏡筒430との接触面積を小さくすることができる。そのため、シリンダー300内での鏡筒430の安定した移動が可能となる。ただし、鏡筒430の構成としては、特に限定されず、例えば、フランジ431、432を省略し、鏡筒430の外周面の全域がシリンダー300の内周面と接触していてもよい。
The
このような構成の鏡筒430は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料で構成されている。これにより、十分な剛性を有する鏡筒430が得られる。特に、本実施形態の鏡筒430は、シリンダー300と同一の材料で構成されている。これにより、シリンダー300と鏡筒430の線膨張係数が等しくなり、昇温によってシリンダー300と鏡筒430との間にガタが生じたり、反対に、鏡筒430の動きが鈍くなったりするのを効果的に抑制することができる。また、鏡筒430は、例えば、NC旋盤加工により形成されている。NC旋盤加工を用いることにより、優れた寸法精度で鏡筒430を形成することができる。ただし、鏡筒430の材質や形成方法は、特に限定されない。
The
このように、本実施形態では、シリンダー300および鏡筒430が共にNC旋盤加工により形成されている。そのため、これらのクリアランスを高精度に管理することができ、鏡筒430をシリンダー300に精度よく組み付けることができる。したがって、レンズユニット420をシリンダー300内でスムーズに動かすことができると共に、シリンダー300内でのレンズユニット420の光軸Lに対する偏心や傾斜を抑制することができる。
Thus, in this embodiment, both the
スリーブ410は、鏡筒430の後方に設けられている。また、スリーブ410は、前方開口に臨むレンズユニット挿入部413を有する。そして、レンズユニット挿入部413に鏡筒430の基端部が挿入されており、これらが螺合している。また、レンズユニット挿入部413は、その後方の部分よりも内径が大きい。そのため、レンズユニット挿入部413の基端側には、前方を向く段差面414が形成されている。段差面414は、光軸Lに直交する平坦面であり、レンズユニット420の度当たりとして機能する。そのため、スリーブ410に対するレンズユニット420の位置決めが容易となる。
The
なお、本実施形態のレンズユニット挿入部413は、Cマウント規格で構成されている。そのため、Cマウント規格に対応したものであれば、用途に合わせてレンズユニット420を交換することもできる。ただし、レンズユニット挿入部413の規格としては、特に限定されず、例えば、Sマウント規格で構成されていてもよいし、それ以外の規格で構成されていてもよい。
It should be noted that the lens
このような構成のスリーブ410は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料で構成されている。これにより、十分な剛性を有するスリーブ410が得られる。特に、本実施形態のスリーブ410は、シリンダー300および鏡筒430と同一の材料で構成されている。これにより、シリンダー300、鏡筒430およびスリーブ410の線膨張係数が等しくなる。そのため、昇温によってシリンダー300とスリーブ410との間にガタが生じたり、反対に、スリーブ410の動きが鈍くなったりするのを効果的に抑制することができる。また、レンズユニット420に熱応力が加わり難くなり、レンズユニット420の破損、光学特性の変動等を抑制することができる。また、スリーブ410は、例えば、NC旋盤加工により形成されている。NC旋盤加工を用いることにより、優れた寸法精度でスリーブ410を形成することができる。ただし、スリーブ410の材質や形成方法は、特に限定されない。
The
以上、レンズアッセンブリー400について説明した。レンズアッセンブリー400の外周面とシリンダー300の内周面との間には、これらの摺動抵抗を低減するための図示しない潤滑剤が設けられている。そのため、レンズアッセンブリー400をシリンダー300内でスムーズに動かすことができる。潤滑剤としては、特に限定されないが、本実施形態では、モリブテン系、グラファイト系、フッ素系等の各種固体潤滑剤を用いている。
The
<撮像素子600>
次に、撮像素子600について説明する。図2に示すように、撮像素子600は、レンズアッセンブリー400の後方に設けられ、受光面が光軸Lに直交している。撮像素子600は、レンズアッセンブリー400から入った光を受光する。撮像素子600としては、特に限定されず、CCDイメージセンサー、CMOSイメージセンサー等を用いることができる。また、撮像素子600の素子サイズ(寸法)、解像度等の各種スペックは、カメラ100に求められるスペックに合わせて適宜設定することができる。
以上、撮像素子600について説明した。
<
Next, the
The
<第1回路基板710>
次に、第1回路基板710について説明する。図2に示すように、第1回路基板710は、撮像素子600の後方に設けられ、光軸Lに直交する姿勢で配置されている。また、第1回路基板710は、撮像素子600を支持している。つまり、第1回路基板710は、撮像素子600が搭載されたセンサー基板である。第1回路基板710は、ネジB1によってシリンダー300の基端面にネジ止めされている。ここで、上述したように、シリンダー300は、NC旋盤加工により形成されているため、基端面の形成精度が高く、光軸Lに対する垂直度を高精度に管理することができる。そのため、第1回路基板710をシリンダー300の基端面に固定することにより、撮像素子600を光軸Lに対して精度よく位置決めすることができる。ただし、第1回路基板710の固定方法や固定される対象としては、特に限定されない。
以上、第1回路基板710について説明した。
<
Next, the
The
<第2回路基板720>
次に、第2回路基板720について説明する。図2に示すように、第2回路基板720は、ケーシング200内において、第1回路基板710の後方に設けられ、光軸Lと平行な向きで配置されている。また、第2回路基板720は、ネジB2によってベースシャーシ210にネジ止めされている。ただし、第2回路基板720の固定方法や固定される対象としては、特に限定されない。また、例えば、第2回路基板720を省略し、その機能を第1回路基板710に持たせてもよい。
<
Next, the
第2回路基板720には、カメラ100の駆動を制御する回路素子であるICチップ730が搭載されている。ICチップ730は、第1回路基板710およびレセプタクル群800と電気的に接続されている。ICチップ730は、レセプタクル820を介して受信した制御信号に基づいてカメラ100の各部を制御する。また、ICチップ730は、撮像素子600から出力された光電変換信号に基づいて画像データを生成し、生成した画像データをレセプタクル810から出力する。
以上、第2回路基板720について説明した。
An
The
<移動機構500>
次に、移動機構500について説明する。移動機構500は、レンズアッセンブリー400を光軸方向LLに移動させ、レンズアッセンブリー400と撮像素子600との離間距離Dを変更、調整するための機構である。移動機構500は、図2および図4に示すように、レンズアッセンブリー400に接続されたロッド510と、ロッド510の基端に接続されたロッドヘッド520と、ロッド510を光軸方向LLに誘導するロッドガイド530と、ロッド510を後方に向けて付勢する付勢部材としての圧縮コイルばね540と、圧縮コイルばね540の力に抗してロッド510を前方に向けて送り出す送り装置550と、を有する。
<Moving
Next, the moving
ロッド510は、ケーシング200内において、レンズアッセンブリー400の後方に設けられている。また、ロッド510は、棒状であり、光軸方向LLに延在している。また、光軸方向LLからの平面視で、ロッド510は、スリーブ410と重なっている。また、ロッド510は、その先端部においてスリーブ410の基端部に接続されている。具体的には、ロッド510の先端部がスリーブ410の基端面に形成されたネジ穴415に螺合している。そのため、ロッド510が前方に移動すると、ロッド510に押されてレンズアッセンブリー400が前方に移動する。反対に、ロッド510が後方に移動すると、ロッド510に引っ張られてレンズアッセンブリー400が後方に移動する。
ロッド510をこのような形状および配置とすることにより、カメラ100の光軸Lに直交する方向への広がり、換言すると、光軸方向LLからの平面視でのカメラ100の輪郭の広がりを抑えることができ、カメラ100の小型化を図ることができる。また、ロッド510をスリーブ410に接続することにより、レンズユニット420がロッド510によって直接押圧されないため、レンズユニット420に加わる負荷を低減することができる。
With such a shape and arrangement of the
このような構成のロッド510は、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料で構成されている。これにより、十分な剛性を有するロッド510が得られ、送り装置550からの押圧力を効率的にレンズアッセンブリー400に伝達することができる。そのため、レンズアッセンブリー400をスムーズに移動させることができる。
The
ロッドヘッド520は、ロッド510の基端部に接続されている。また、ロッドヘッド520は、ロッド510よりも大径な頭部521を有する。頭部521の前面521aおよび後面521bは、それぞれ、光軸Lに直交する平坦面である。前面521aは、圧縮コイルばね540が当接する当接面であり、後面521bは、送り装置550が当接する当接面である。
このような構成のロッドヘッド520は、例えば、PEEK(ポリエーテルエーテルケトン)等の各種樹脂材料で構成されている。PEEKで構成することにより、優れた機械的強度、耐摩擦特性を発揮することができるため、圧縮コイルばね540や送り装置550との接点に用いるのに適した材質となる。ただし、これに限定されず、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料で構成してもよい。これにより、PEEKに比べてロッドヘッド520を安価に製造することができる。
The
ロッドガイド530は、ケーシング200内において、第1回路基板710の後方に設けられている。ロッドガイド530は、第1回路基板710と共に、ネジB1によってシリンダー300の基端面にネジ止めされている。ロッドガイド530は、第1回路基板710に支持された基部531と、基部531から後方に突出する円錐台形の突出部532と、を有する。
基部531は、光軸方向LLを厚さ方向とする板状部分である。基部531の後面は、圧縮コイルばね540が当接する当接面である。基部531には、その外縁部から後方に突出するフランジ533が設けられている。フランジ533は、圧縮コイルばね540の外周を囲み、ロッドガイド530に対して圧縮コイルばね540を位置決めしている。
The
また、突出部532の頂面と第1回路基板710の前面との間には、これらを貫通し光軸方向LLに延在する貫通孔Hが形成されている。そして、この貫通孔Hにロッド510が挿通されている。そのため、ロッド510は、光軸方向LLへの移動が許容され、それ以外の方向への移動、特に光軸Lまわりの回転が規制される。これにより、ロッド510の操作性が向上し、レンズアッセンブリー400を光軸方向LLにスムーズに移動させることができる。特に、本実施形態のように突出部532を後方に突出させた構成とすることにより、貫通孔Hを光軸方向LLに長く形成することができる。そのため、上述の効果がより顕著となり、ロッド510の操作性がより向上する。
A through hole H is formed between the top surface of the protruding
貫通孔Hの内面とロッド510との間には、これらの摺動抵抗を低減するための図示しない潤滑剤が設けられている。そのため、貫通孔Hに対してロッド510をスムーズに動かすことができる。なお、潤滑剤としては、特に限定されないが、本実施形態では、モリブテン系、グラファイト系、フッ素系等の各種固体潤滑剤を用いている。
Lubricant (not shown) is provided between the inner surface of the through hole H and the
圧縮コイルばね540は、ロッド510の周囲に設けられている。換言すると、ロッド510は、圧縮コイルばね540に挿通されている。また、圧縮コイルばね540は、ロッドガイド530の基部531とロッドヘッド520との間に収縮(圧縮)した状態で配置されている。そのため、圧縮コイルばね540の復元力によって、ロッド510が後方に付勢されている。前述したように、圧縮コイルばね540は、ロッドガイド530によって位置決めされており、その中心軸がロッド510の中心軸J1と一致している。つまり、圧縮コイルばね540は、ロッド510と同軸的に配置されている。そのため、圧縮コイルばね540からロッド510に光軸Lに対して傾斜する方向の力が加わり難くなる。したがって、ロッド510を光軸方向LLにスムーズに移動させることができる。
また、圧縮コイルばね540は、前方から後方に向けて径が漸減する円錐形状を有する。つまり、圧縮コイルばね540は、円錐コイルばねである。そのため、ロッド510の中心軸J1に向けて力を集中させ易くなる。したがって、当該構成によっても、圧縮コイルばね540からロッド510に光軸Lに対して傾斜する方向の力が加わり難くなる。よって、ロッド510を光軸方向LLにスムーズに移動させることができる。ただし、圧縮コイルばね540としては、特に限定されず、例えば、円筒コイルばね、樽型コイルばね、鼓型コイルばね等を用いてもよい。また、圧縮コイルばね540に替えて、引張コイルばね、板バネ等を付勢部材として用いてもよい。また、引張コイルばねを用いてロッド510を後方へ付勢してもよい。
Also, the
なお、ロッドガイド530の突出部532を円錐台形にしているのは、圧縮コイルばね540の形状に合わせるためである。このように、突出部532および圧縮コイルばね540を共に円錐台形とすることにより、圧縮コイルばね540が収縮する際のこれらの接触を効果的に抑制することができ、ロッド510を光軸方向LLにスムーズに移動させることができる。特に本実施形態では、突出部532のテーパー角は、レンズアッセンブリー400が最も前方に位置する状態における圧縮コイルばね540のテーパー角と等しい。これにより、上述の効果がより顕著となる。
The reason why the protruding
送り装置550は、圧縮コイルばね540の力に抗してロッド510を前方に向けて押圧する。本実施形態では、送り装置550として、マイクロメーターヘッド550Aを用いている。マイクロメーターヘッド550Aは、公知の構成であり、押圧子としてのスピンドル551と、スリーブ552と、操作部としてのシンブル553と、ラチェットストップ554と、を有する。マイクロメーターヘッド550Aを用いることにより、離間距離Dをより微細にかつ精度よく調整することができる。なお、本実施形態では、ラチェットストップ554を使用しないため、省略してもよい。
The
マイクロメーターヘッド550Aは、スリーブ552においてケーシング200のアッパーケース220に固定されている。本実施形態では、アッパーケース220の後面201Bに形成された挿通孔221にマイクロメーターヘッド550Aが挿通され、さらにイモネジB3によってケーシング200に対して固定、位置決めされている。
マイクロメーターヘッド550Aがケーシング200に固定された状態では、スピンドル551がケーシング200内に位置し、その先端面がロッドヘッド520の後面521bに当接している。スピンドル551の先端面は、球面形状を有する。そのため、例えば、平坦面で構成されている場合と比べて、スピンドル551およびロッドヘッド520の摩耗や、マイクロメーターヘッド550Aの傾きによる誤差を抑えることができる。一方で、シンブル553およびラチェットストップ554は、ケーシング200外に突出し、露出している。そして、ケーシング200外に突出した部分は、低背部202の上方であって切り欠かれた部分に位置している。
When the
シンブル553を順回転させるとスピンドル551が前進し、スピンドル551に押されたロッド510が圧縮コイルばね540の付勢力に抗して前方へ移動し、ロッド510に押されたレンズアッセンブリー400が前方へ移動する。これにより、レンズアッセンブリー400と撮像素子600との離間距離Dが大きくなる。反対に、シンブル553を逆回転させるとスピンドル551が後退し、圧縮コイルばね540の付勢力によってロッド510が後方へ移動し、ロッド510に引っ張られたレンズアッセンブリー400が後方へ移動する。これにより、レンズアッセンブリー400と撮像素子600との離間距離Dが小さくなる。このようなマイクロメーターヘッド550Aの操作によりカメラ100のフォーカス調整(ピント合わせ)が可能となる。そのため、レンズユニット420を交換することなく、カメラ100の撮影距離および分解能(物理的解像度)を変更することができる。
When the
このように、マイクロメーターヘッド550Aによれば、シンブル553を回転させるだけで離間距離Dを変更することができるため、使用者の操作による過度な応力がカメラ100に加わり難い。そのため、カメラ100を構成する各部品の破損が抑制される。また、マイクロメーターヘッド550Aにはスピンドル551の繰り出し量を表示する図示しない目盛が設けられているため、当該目盛から離間距離Dを読み取ることも可能である。
In this way, according to the
なお、フォーカス調整の方法としては、特に限定されない。例えば、カメラ100で撮像した画像をモニター等に表示し、操作者が当該画像を目視しながらマイクロメーターヘッド550Aを操作することによりフォーカス調整(ピント合わせ)を行ってもよい。また、物理的解像度が最も高くなるようにフォーカス調整(ピント合わせ)を自動で行うソフトウェアを用いてもよい。
Note that the method of focus adjustment is not particularly limited. For example, an image captured by the
スピンドル551の移動軸すなわちスピンドル551の中心軸J2は、後方が上側に位置するように、光軸L(=中心軸J1)に対して傾斜している。このように、中心軸J2を光軸Lに対して傾斜させることにより、マイクロメーターヘッド550Aとケーシング200との干渉を防ぎ、マイクロメーターヘッド550Aを配置し易くなる。また、シンブル553の周囲にスペースを確保し易くなり、シンブル553を操作し易くなる。また、中心軸J2が光軸Lと平行な場合と比べて、シンブル553の回転量に対するレンズアッセンブリー400の変位量を小さくすることができる。そのため、離間距離Dをより微細に調整することができる。
The axis of movement of the
なお、中心軸J2を光軸Lに対して傾斜させることにより、マイクロメーターヘッド550Aに表示されるシンブル553の送り量とレンズアッセンブリー400の実際の変位量との間に誤差が生じるが、前述したように、フォーカス調整(ピント合わせ)の際にマイクロメーターヘッド550Aの表示を使用しないため特段の問題とならない。光軸Lに対する中心軸J2の傾斜角θとしては、特に限定されないが、例えば、5°~10°程度とすることが好ましく、7°~9°程度とすることがより好ましい。これにより、マイクロメーターヘッド550Aのケーシング200から突出している部分(シンブル553およびラチェットストップ554)がケーシング200の上方へ過度に突出するのを抑制しつつ、上述した効果を十分に発揮することができる。
Incidentally, by inclining the central axis J2 with respect to the optical axis L, an error occurs between the feed amount of the
以上、移動機構500について説明した。このような移動機構500によれば、レンズアッセンブリー400に対して、その後方側から光軸方向LLの力Fを加えることにより、シリンダー300内でレンズアッセンブリー400を光軸方向LLに移動させる。そのため、レンズアッセンブリー400に光軸Lに対して傾斜した力が加わり難くなり、レンズアッセンブリー400が光軸Lに対して偏心したり、傾いたりし難くなる。したがって、安定した撮像特性を発揮することができるカメラ100となる。
The moving
特に、移動機構500は、レンズアッセンブリー400の後方に位置し、レンズアッセンブリー400の基端部に接続されたロッド510と、ロッド510を光軸方向LLの前方側に送り出す送り装置550と、ロッド510を光軸方向LLの後方側に付勢する付勢部材としての圧縮コイルばね540と、を有する。このようなパーツを組み合わせることにより、移動機構500の構成が簡単となる。
In particular, the moving
ただし、送り装置550としては、ロッド510を前方に送り出すことができれば、特に限定されない。例えば、図5に示すように、ケーシング200に固定された送りねじガイド557と、送りねじガイド557に螺号し、先端がロッドヘッド520に当接する送りねじシャフト558と、送りねじシャフト558を後方に付勢し、送りねじシャフト558の回転を規制する圧縮コイルばね559と、を有する構成であってもよい。このような構成では、圧縮コイルばね559の付勢力に抗して送りねじシャフト558を順回転させることによりロッド510を前方へ移動させることができる。反対に、送りねじシャフト558を逆回転させることによりロッド510を後方へ移動させることができる。なお、図5では、送りねじガイド557の内周面および送りねじシャフト558の外周面に形成されたねじ溝の図示を省略している。
However, the
以上、本発明のカメラを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に、他の任意の構成物が付加されていてもよい。 Although the camera of the present invention has been described above based on the illustrated embodiments, the present invention is not limited to this, and the configuration of each section can be replaced with any configuration having similar functions. can be done. Also, other optional components may be added to the present invention.
例えば、図6および図7に示す構成や、図8および図9に示す構成であってもよい。これら2つの構成は、共に、レンズユニット420の先端部がシリンダー300の前方開口から突出している。このような構成は、レンズユニット420の先端部の径が基端部に対して大きい場合に有効である。それは、シリンダー300の径を基端部の径に合わせて設計することができることにあり、これにより、シリンダー300の小径化を図ることができる。そのため、カメラ100の小型化を図ることができる。また、シリンダー300が短くなる分、その製造コストを削減することができ、カメラ100の低コスト化を図ることもできる。また、レンズユニット420がシリンダー300から突出しているため、レンズユニット420をシリンダー300から取り外し易く、レンズユニット420の交換が容易となる。
For example, the configurations shown in FIGS. 6 and 7 and the configurations shown in FIGS. 8 and 9 may be used. In both of these two configurations, the tip of
特に、図6および図7に示す構成では、シリンダー300の外周からネジ溝311、Dカット面331および段差面340を削除しており、シリンダー300の外周がきれいな円周面となっている。そのため、シリンダー300の形成が容易となり、その分、カメラ100の低コスト化を図ることができる。また、図8および図9に示す構成では、小外径部310にネジ溝311の替わりに一対のDカット面312が形成されている。
In particular, in the configuration shown in FIGS. 6 and 7, the
100…カメラ 200…ケーシング 201…高背部 201B…後面 202…低背部 202B…後面 210…ベースシャーシ 220…アッパーケース 221…挿通孔 300…シリンダー 310…小外径部 311…ネジ溝 312…Dカット面 330…大外径部 331…Dカット面 340…段差面 350…鏡筒収容部 360…スリーブ収容部 370…段差面 400…レンズアッセンブリー 410…スリーブ 413…レンズユニット挿入部 414…段差面 415…ネジ穴 420…レンズユニット 430…鏡筒 431、432…フランジ 440…レンズ群 450…絞り 500…移動機構 510…ロッド 520…ロッドヘッド 521…頭部 521a…前面 521b…後面 530…ロッドガイド 531…基部 532…突出部 533…フランジ 540…圧縮コイルばね 550…送り装置 550A…マイクロメーターヘッド 551…スピンドル 552…スリーブ 553…シンブル 554…ラチェットストップ 557…送りねじガイド 558…送りねじシャフト 559…圧縮コイルばね 600…撮像素子 710…第1回路基板 720…第2回路基板 730…ICチップ 800…レセプタクル群 810、820…レセプタクル B1、B2…ネジ B3…イモネジ D…離間距離 F…力 H…貫通孔 J1、J2…中心軸 L…光軸 LL…光軸方向 θ…傾斜角
DESCRIPTION OF
Claims (10)
テレセントリック構造のレンズユニットを備え、前記シリンダー内に配置されたレンズアッセンブリーと、
前記レンズユニットから入った光を受光する撮像素子と、
前記レンズアッセンブリーに対して光軸方向の結像側から前記光軸方向の力を加えることにより、前記シリンダー内で前記レンズアッセンブリーを前記光軸方向に移動させる移動機構と、を有することを特徴とするカメラ。 a cylinder;
a lens assembly having a lens unit with a telecentric structure and disposed within the cylinder;
an imaging device that receives light entering from the lens unit;
a moving mechanism for moving the lens assembly in the optical axis direction within the cylinder by applying a force in the optical axis direction to the lens assembly from the imaging side in the optical axis direction. camera to do.
前記ロッドを前記光軸方向の受光側に送り出す送り装置と、
前記ロッドを前記光軸方向の結像側に付勢する付勢部材と、を有する請求項1に記載のカメラ。 the moving mechanism includes a rod positioned on the imaging side of the lens assembly in the optical axis direction and connected to a base end portion of the lens assembly;
a feeding device for feeding the rod to the light receiving side in the optical axis direction;
2. The camera according to claim 1, further comprising a biasing member that biases the rod toward the imaging side in the optical axis direction.
前記ロッドは、前記スリーブの基端部に接続されている請求項2に記載のカメラ。 The lens assembly has a sleeve located on the imaging side of the lens unit in the optical axis direction and connected to the lens unit,
3. A camera according to claim 2, wherein said rod is connected to the proximal end of said sleeve.
前記ロッドは、前記レンズアッセンブリーと重なっている請求項2ないし4のいずれか1項に記載のカメラ。 In a plan view from the optical axis direction,
5. A camera as claimed in any one of claims 2 to 4, wherein the rod overlaps the lens assembly.
前記押圧子を変位させる操作部と、を有する請求項2ないし8のいずれか1項に記載のカメラ。 The feeding device includes a presser that presses the rod from the imaging side in the optical axis direction;
9. The camera according to any one of claims 2 to 8, further comprising an operation section for displacing the pressing element.
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