JP2023000443A - レンズ鏡筒及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成でドームカバーのレンズ効果を考慮した適切なフォーカス調整を実行可能なレンズ鏡筒及びそれを有する撮像装置を提供すること。【解決手段】レンズ鏡筒は、レンズ群を光軸方向へ移動可能に保持する固定筒と、固定筒の周りを回動することでレンズ群を光軸方向へ移動させるカム筒と、カム筒に光軸方向と直交する方向から先端部が固定筒の外周に当接するようにねじ込まれるねじ部材とを有し、固定筒の外周には、光軸方向に沿って傾斜し、先端部に当接する斜面を備える溝が形成され、先端部は、斜面に当接した後、ねじ部材のねじ込みに応じて溝の底部に当接するまで斜面に沿って光軸方向へ移動し、カム筒とレンズ群は、先端部の移動に応じて光軸方向へ移動する。【選択図】図７

Description

本発明は、レンズ鏡筒及びそれを有する撮像装置に関する。

従来、施設や建物の天井や壁等に設置される監視用の撮像装置として、ドームカバーを備えるドームカメラ装置が知られている。ドームカメラ装置では監視画像はドームカバーを通して撮影されるため、ドームカバーは光透過性を有するが、ドーム型の形状に起因してドームカバー自体がレンズとして作用してしまうことがある。そのため、ドームカバーを取り外した状態でピントの合った映像を得るためのフォーカス調整を行った後、ドームカバーを取り付けると、ドームカバーのレンズ効果によってピントがずれてしまうことがある。

特許文献１には、ドームカバーを取り外した状態でフォーカス調整を行った後にドームカバーを取り付けた場合に自動でフォーカス調整を行うフォーカス補正機構を備える撮像装置が開示されている。

また、特許文献２には、ドームカバーの一部が形成されたアタッチメントを装着した状態でフォーカス調整を行った後にドームカバーに付け替えることでピントの合った映像が得られる構成が開示されている。

特開２００７－６３９７号公報 特開２０１０－２７８８６９号公報

しかしながら、特許文献１の撮像装置では、フォーカスレンズの駆動機構を含むフォーカス補正機構を設ける必要があるため、撮像装置が大型化してしまう。また、バリフォーカルレンズを用いて手動でフォーカス調整を行う撮像装置のように小型化を要求される撮像装置では、フォーカス補正機構を用いることは困難である。

また、特許文献２の構成では、フォーカス調整時のみの専用のアタッチメントを用いるため、保管や準備が煩わしい。

本発明は、簡易な構成でドームカバーのレンズ効果を考慮した適切なフォーカス調整を実行可能なレンズ鏡筒及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としてのレンズ鏡筒は、レンズ群を光軸方向へ移動可能に保持する固定筒と、固定筒の周りを回動することでレンズ群を光軸方向へ移動させるカム筒と、カム筒に光軸方向と直交する方向から先端部が固定筒の外周に当接するようにねじ込まれるねじ部材とを有し、固定筒の外周には、光軸方向に沿って傾斜し、先端部に当接する斜面を備える溝が形成され、先端部は、斜面に当接した後、ねじ部材のねじ込みに応じて溝の底部に当接するまで斜面に沿って光軸方向へ移動し、カム筒とレンズ群は、先端部の移動に応じて光軸方向へ移動することを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成でドームカバーのレンズ効果を考慮した適切なフォーカス調整を実行可能なレンズ鏡筒及びそれを有する撮像装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒の分解斜視図である。 レンズ鏡筒の正面図である。 レンズ鏡筒の断面図である。 レンズ鏡筒のカム図である。 ドームカバーを備える撮像装置に装着された状態のレンズ鏡筒の断面図である。 レンズ鏡筒の無限カム曲線を示す図である。 レンズ鏡筒の部分断面図である。 レンズ鏡筒の部分断面図である。 前群鏡筒の外周の部分展開図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るレンズ鏡筒１の分解斜視図である。図２は、レンズ鏡筒１の正面図である。図２（ａ）はズーム位置がＷｉｄｅ（広角端）で無限位置にピントを合わせた状態を示し、図２（ｂ）はズーム位置がＴｅｌｅ（望遠端）で無限位置にピントを合わせた状態を示している。図３は、レンズ鏡筒１の断面図である。図３（ａ）はズーム位置がＷｉｄｅで無限位置にピントを合わせた状態を示し、図３（ｂ）はズーム位置がＴｅｌｅで無限位置にピントを合わせた状態を示している。

フォーカスレンズ群２は、フォーカスレンズ２ａ及びフォーカスレンズ２ａを保持するフォーカスレンズ鏡筒２ｂを備える。フォーカスレンズ鏡筒２ｂは、外周にカムフォロワ２ｃを備える。カムフォロワ２ｃは、フォーカスレンズ鏡筒２ｂの外周を略等分割する３つの位置に設けられている。

前群鏡筒（固定筒）３は、キー溝３ａ及びフランジ部３ｂを備える。キー溝３ａは、前群鏡筒３の外周を略等分割する３つの位置に設けられ、光軸に沿って形成される。３つのキー溝３ａのそれぞれにはカムフォロワ２ｃが嵌入されており、前群鏡筒３はフォーカスレンズ群２を光軸方向へ移動可能に保持する。

フォーカス環（カム筒）４は、カム溝４ａ及びねじ穴部４ｂを備える。カム溝４ａは、フォーカス環４の内周を略等分割する３つの位置に設けられ、カムリフトを備える。３つのカム溝４ａのそれぞれにはカムフォロワ２ｃが嵌入されており、フォーカス環４を前群鏡筒３の外周を光軸周りに回動させることで、フォーカスレンズ群２を光軸に沿って移動させることができる。

フォーカスレバー（ねじ部材）５は、操作部５ａ及びねじ部５ｂを備え、フォーカス環４に形成されたねじ穴部４ｂに螺合結合する。操作部５ａを手動で操作することで、フォーカスレバー５はフォーカス環４に光軸に直交する方向からねじ部５ｂの先端部５ｃが前群鏡筒３の外周に当接するようにねじ込まれる。その後、後述するように、フォーカスレバー５のねじ込みに応じて、先端部５ｃは前群鏡筒３に形成された溝３ｃの底部に当接するまで光軸方向へ移動する。先端部５ｃが溝３ｃの底部に当接した状態では、フォーカス環４の前群鏡筒３に対する回転が制限される。

ウェーブワッシャー６は、円周に沿って波打っている形状でバネ性を有する板バネである。ウェーブワッシャー６は、前群鏡筒３の外周上でフランジ部３ｂとフォーカス環４との間に配置され、フォーカス環４を光軸方向へ付勢しガタ取りしている。

ズームレンズ群７は、ズームレンズ７ａ及びズームレンズ７ａを保持するズームレンズ鏡筒７ｂを備える。ズームレンズ鏡筒７ｂは、外周にカムフォロワ７ｃを備える。カムフォロワ７ｃは、ズームレンズ鏡筒７ｂの外周を略等分割した３つの位置に設けられている。

後群鏡筒（固定筒）８は、キー溝８ａを備える。キー溝８ａは、後群鏡筒８の外周を略等分割する３つの位置に設けられ、光軸に沿って形成される。３つのキー溝８ａのそれぞれにはカムフォロワ７ｃが嵌入されており、後群鏡筒８はズームレンズ群７を光軸方向へ移動可能に保持する。

ズーム環（カム筒）９は、カム溝９ａ及びねじ穴部９ｂを備える。カム溝９ａは、ズーム環９の内周を略等分割する３つの位置に設けられ、カムリフトを備える。３つのカム溝９ａのそれぞれにはカムフォロワ７ｃが嵌入されており、ズーム環９を後群鏡筒８の外周を光軸周りに回動させることで、ズームレンズ群７を光軸に沿って移動させることができる。

ズームレバー１０は、操作部１０ａ及びねじ部１０ｂを備え、ズーム環９に形成されたねじ穴部９ｂに螺合結合する。操作部１０ａを手動で操作することで、ズームレバー１０はズーム環９に光軸に直交する方向からねじ部１０ｂの先端部が後群鏡筒８の外周に当接するようにねじ込まれる。先端部が後群鏡筒８の外周に当接した状態では、ズーム環９の後群鏡筒８に対する回転が制限される。

絞りユニット１３は、絞り羽根、羽根駆動部１３ａ及びケーブル部１３ｂを備える。羽根駆動部１３ａは、ケーブル部１３ｂを介して電力供給され、絞り羽根を光軸と略直交する方向へ駆動し、絞り羽根で形成される開口部を変えることでレンズ鏡筒１の光学系の絞り値を変化させる。

センサホルダ１４は、後群鏡筒８に固定され、撮像素子１５を保持する。センサホルダ１４は、固定穴１４ａを介してカメラ本体に固定される。

図２（ａ）の状態と図２（ｂ）の状態では、フォーカスレバー５の位相が異なっている。すなわち、ズーム位置が異なると、フォーカス環４の回転方向の位相が変化する。

図３（ａ）の状態では、フォーカスレンズ群２は物体側（被写体側）に位置し、ズームレンズ群７は撮像面側（像側）に位置する。また、図３（ｂ）の状態では、フォーカスレンズ群２は撮像面側に位置し、ズームレンズ群７は物体側に位置する。すなわち、フォーカス環４及びズーム環９を操作することで、ズーム状態を変化させることができる。

図４は、レンズ鏡筒１のカム図である。横軸はズームレンズ群７の位置、縦軸はフォーカスレンズ群２の位置である。フォーカスレンズ群２とズームレンズ群７が、無限カム曲線２１上に位置するように操作することで無限遠の被写体にピントを合わすことができ、至近カム曲線２２上に位置するように操作することで至近の被写体にピントを合わすことができる。したがって、フォーカス環４を操作しフォーカスレンズ群２の光軸方向の位置を調整することで、被写体距離に応じてピントを合わすことが可能である。なお、無限遠と至近の間の被写体には、フォーカスレンズ群２とズームレンズ群７が無限カム曲線２１と至近カム曲線２２との間に位置するように操作することでピントを合わすことができる。

図５は、ドームカバー２５を備える撮像装置に装着された状態のレンズ鏡筒１の断面図である。ドームカバー２５は、耐衝撃性の高いプラスチック製であり、侵入者等による攻撃から撮像装置を保護する機能を備える。また、ドームカバー２５にはスモーク処理が施されていてもよく、この場合、ドームカバー２５は外見上、撮像装置で監視されていること（撮像装置を内蔵していること）を気付かせない機能を備える。レンズ鏡筒１は周囲をドームカバー２５で覆われるため、被写体像はドームカバー２５を通してレンズ鏡筒１に取り込まれる。ドームカバー２５は、球面を有するためレンズ効果を有し、ドームカバー２５の有無に応じてピント位置が異なる等のレンズ鏡筒１の光学特性に影響を及ぼす。

図６は、レンズ鏡筒１の無限カム曲線を示す図である。横軸はズームレンズ群７の位置、縦軸はフォーカスレンズ群２の位置である。無限カム曲線２１，２８はそれぞれ、ドームカバー２５が取り付けられていない状態（以下、ドームカバー未装着状態）及びドームカバー２５が取り付けられている状態（以下、ドームカバー装着状態）の無限カム曲線である。無限カム曲線２８は、無限カム曲線２１に対して物体側（至近側）にシフトしている。したがって、ドームカバー未装着状態で予め物体側寄りにピント調整を行うことで、ドームカバー装着状態においてピントが合う状態を得ることができる。しかしながら、ユーザーがどの程度物体側寄りにピント調整を行うのかを認識することは困難であると共に、図６に示されるように、ドームカバー２５有無でのフォーカス調整量（フォーカスレンズ群２の位置補正量）はズーム位置により異なる。そのため、ピント補正を行うためには、ズーム位置に応じてフォーカスレンズ群２を駆動する必要がある。

図７は、レンズ鏡筒１の部分断面図であり、ズーム位置がＴｅｌｅで無限位置にピントを合わせた状態でのフォーカスレバー５をねじ込む前後の状態を示している。図７（ａ）乃至図７（ｃ）はそれぞれ、フォーカスレバー５をねじ込む前、ねじ込み途中、及びねじ込み後の状態を示している。

図７（ａ）の状態では、ねじ部５ｂの先端部５ｃの位置と前群鏡筒３の外周に形成されているＶ字状の溝３ｃの底部の位置は、光軸方向において異なる位置となっている。溝３ｃは光軸方向に沿って傾斜する斜面を備えるため、図７（ｂ）の状態では、先端部５ｃが溝３ｃに誘い込まれる状態となっている。図７（ｂ）の状態からフォーカスレバー５のねじ込みに応じて、先端部５ｃは溝３ｃの斜面にガイドされ光軸方向へ移動する。これにより、フォーカス環４は、ウェーブワッシャー６による撮像面側への付勢に抗いながら、フォーカスレバー５と一体的に光軸方向へ移動する。また、フォーカスレンズ群２もフォーカス環４と一体的に光軸方向へ移動する。先端部５ｃが溝３ｃの底部に当接するまでフォーカスレバーがねじ込まれると、図７（ｃ）の状態となる。図７（ｃ）の状態では、フォーカス環４の前群鏡筒３に対する回転が制限される。したがって、フォーカスレバー５を先端部５ｃが溝３ｃの底部に当接するまでねじ込むことで、フォーカスレンズ群２はフォーカスレバー５をねじ込む前に比べて光軸方向へ移動する。このときのフォーカスレンズ群２の移動量は、ドームカバー２５有無でのフォーカス調整量に相当する。そのため、ドームカバー未装着状態でフォーカス環４を回転させてピント調整を行った後にフォーカスレバー５をねじ込むことで、フォーカス環４の前群鏡筒３に対する回転が制限されると共にドームカバー装着状態でピントが合う状態を得ることが可能となる。

図８は、レンズ鏡筒１の部分断面図である。図８（ａ）は、図２（ｂ）の光軸とフォーカスレバー５の中心とを結ぶ線５２の断面図である。図８（ｂ）は、図２（ａ）の光軸とフォーカスレバー５の中心とを結ぶ線５１の断面図である。なお、図８（ａ）及び図８（ｂ）は、フォーカスレバー５がねじ込まれる前の状態を示している。

前述したように、ドームカバー２５有無でのフォーカス調整量はズーム位置により異なるため、図８（ａ）の第１の状態と図８（ｂ）の第２の状態では、ねじ部５ｂの先端部５ｃに対する溝３ｃの底部の光軸方向の距離が異なっている。具体的には、図８（ａ）のズーム位置がＴｅｌｅである場合の先端部５ｃに対する溝３ｃの底部の光軸方向の距離は、図８（ｂ）のズーム位置がＷｉｄｅである場合の先端部５ｃに対する溝３ｃの底部の光軸方向の距離よりも長い。すなわち、ズーム位置がＴｅｌｅである場合のフォーカス調整量は、ズーム位置がＷｉｄｅである場合のフォーカス調整量よりも大きい。

図９は、前群鏡筒３の外周の部分展開図である。図９に示されるように、前群鏡筒３に形成されたＶ字状の溝３ｃの底部の光軸方向の位置は前群鏡筒３の周方向の位相により異なる。これにより、前述したように、ズーム位置がＴｅｌｅである場合とＷｉｄｅである場合でフォーカス調整量を異ならせる等のズーム位置に応じた補正を行うことを可能としている。

以上説明したように、本実施形態では、ドームカバー未装着状態でフォーカス調整を行った後にフォーカスレバー５をねじ込む。これにより、フォーカス環４の回転を制限すると共に、ドームカバー２５の装着によるフォーカスずれを相殺する分だけフォーカスレンズ群２を移動させる。上記簡易な構成で、ドームカバー２５のレンズ効果を考慮した適切なフォーカス調整を実行することが可能である。なお、本実施形態では、ドームカバー２５の装着による光学特性の変化の一例として、ドームカバー２５の装着によるピントのずれ（焦点位置変化）を補正するためにフォーカスレンズ群２の位置を補正する構成について説明したが、本発明はこれに限定されない。ドームカバー２５の装着により画角が小さくなる画角変化（焦点距離変化）を補正するためにズームレンズ群７の位置を補正する場合に本発明を適用してもよい。

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

１ レンズ鏡筒
２ フォーカスレンズ群（レンズ群）
３ 前群鏡筒（固定筒）
３ｃ 溝
４ フォーカス環（カム筒）
５ フォーカスレバー（ねじ部材）

Claims (8)

1. レンズ群を光軸方向へ移動可能に保持する固定筒と、
   前記固定筒の周りを回動することで前記レンズ群を光軸方向へ移動させるカム筒と、
   前記カム筒に前記光軸方向と直交する方向から先端部が前記固定筒の外周に当接するようにねじ込まれるねじ部材とを有し、
   前記固定筒の前記外周には、前記光軸方向に沿って傾斜し、前記先端部に当接する斜面を備える溝が形成され、
   前記先端部は、前記斜面に当接した後、前記ねじ部材のねじ込みに応じて前記溝の底部に当接するまで前記斜面に沿って光軸方向へ移動し、
   前記カム筒と前記レンズ群は、前記先端部の移動に応じて前記光軸方向へ移動することを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記底部の前記光軸方向における位置は、前記固定筒の周方向の位相により異なることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記レンズ鏡筒は、第１の状態と第２の状態とに変化することが可能であり、
   前記先端部と前記底部との光軸方向の距離は、前記第１の状態と前記第２の状態とで異な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. 前記先端部が前記底部に当接した状態では、前記カム筒の前記固定筒に対する回動が制限されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のレンズ鏡筒。
5. 前記レンズ群は、フォーカスレンズ群、及びズームレンズ群の少なくとも一つであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のレンズ鏡筒。
6. レンズ鏡筒と、
   前記レンズ鏡筒を覆うドームカバーとを有し、
   前記レンズ鏡筒は、レンズ群を光軸方向へ移動可能に保持する固定筒と、前記固定筒の周りを回動することで前記レンズ群を光軸方向へ移動させるカム筒と、前記カム筒に前記光軸方向と直交する方向から先端部が前記固定筒の外周に当接するまでねじ込まれるねじ部材とを有し、
   前記固定筒の前記外周には、前記光軸方向に沿って傾斜し、前記先端部に当接する斜面を備える溝が形成され、
   前記先端部は、前記斜面に当接した後、前記ねじ部材のねじ込みに応じて前記溝の底部に当接するまで前記斜面に沿って光軸方向へ移動し、
   前記カム筒と前記レンズ群は、前記先端部の移動に応じて前記光軸方向へ移動することを特徴とする撮像装置。
7. 前記ねじ部材のねじ込みに応じて前記レンズ群が前記光軸方向へ移動する量は、前記ドームカバーを装着することにより生じる光学特性の変化を補正する量であることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記光学特性の変化は、焦点位置変化、及び焦点距離変化の少なくとも一つであることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
   

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