JP3897731B2

JP3897731B2 - Imaging device

Info

Publication number: JP3897731B2
Application number: JP2003125208A
Authority: JP
Inventors: 和男金沢
Original assignee: 株式会社シーアイエス
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2023-04-30
Also published as: JP2004333545A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子（以下、ＣＣＤ素子という）を用いた監視用カメラ等の撮像装置に関し、詳しくは、Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの焦点調整と同時に、Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの合焦位置の微調整を可能にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、監視カメラ等の小型モニタ用カメラにはＣＣＤ素子を用いたＣＣＤカメラが使用されている。このＣＣＤカメラには基準面からの焦点距離が１２．５ｍｍのＣＳマウントレンズと、基準面からの焦点距離が１７．５ｍｍのＣマウントレンズとの２種類のカメラレンズが使用用途によって使い分けされている。
【０００３】
例えば、ＣＳマウントレンズからＣマウントレンズに切り変えるＣＣＤカメラを使用する場合には、調整用のスペーサー等をレンズマウントとＣマウントレンズとの間に挿入してＣマウントレンズを装着することが行われている。また、ＣＣＤカメラのレンズマウントを前方に約５ｍｍだけ引き出してビス等により固定を行い、引き出したレンズマウントにＣマウントレンズを装着するものもある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３０７８１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したように調整用のスペーサーをレンズマウントとＣマウントレンズとの間に挿入してＣマウントレンズを装着したり、ＣＣＤカメラのレンズマウントを前方に約５ｍｍだけ引き出してビス等により固定し、引き出したレンズマウントにＣマウントレンズを装着する方法は、手数を要し煩わしさがあるといった問題がある。
【０００６】
そこで、〔特許文献１〕には〔０００７〕において、ＣＣＤ固定部を有する基板固定枠をカメラケースの内部で前後方向に摺動可能に設け、偏心ピンを有するカム体をカム軸を中心として回転可能にカメラケースに設けると共に、カム体の一部をカメラケースの外部に露出させ、カム体に形成されたカムピンを基板固定枠の一部に係合させることにより、カム体の回転に合わせて基板固定枠を前後に平行移動可能にし、そして、〔０００８〕において、・・・ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの焦点が異なるカメラレンズを装着する場合に、・・・基板固定枠に取り付けたＣＣＤの位置をレンズの焦点位置に合わせて調整できるようにした技術が記載されている。
【０００７】
しかしながら、〔特許文献１〕の発明では、カム体の回転によってＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとに応じてレンズの焦点位置にＣＣＤを摺動して調整できるという記載だけであり、ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの焦点位置にＣＣＤを精密に微調整することは困難である。
【０００８】
本発明は、上述したような課題を解消するためになされたもので、ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの焦点位置にＣＣＤ素子を切り変えると同時に、焦点位置を微調整することのできる撮像装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため、本発明による撮像装置は、ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの交換に際してＣＣＤ素子が光軸に沿って合焦できるようにした撮像装置であって、カメラ本体部に固定される固定ブロックと、固定ブロックの摺動面に片持ち式にガイドされ、ＣＣＤ素子が保持された状態で光軸方向に摺動可能にされるようにした可動ブロックと、固定ブロックにカム回転軸を備え回転可能に支持されたカム体に偏心カムピンを有し、この偏心カムピンが可動ブロックに形成されたカム長溝に係合され、カム回転軸を回転することで偏心カムピンを介して可動ブロックと共にＣＣＤ素子を移動しＣマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの位置に合焦するようにしたカム機構と、を備え、カム機構は、Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの精密な合焦位置を偏心カムピンの上死点付近及び下死点付近で微調整できるように構成され、さらに固定ブロックと可動ブロックとの摺動面は、光軸方向と平行な相互に嵌合し合うテーパー面からなり、可動ブロックのテーパー面が板ばねのばね力によって固定ブロックのテーパー面に押し付けられた状態で摺動し、板ばねは、可動ブロックに固定され、その板ばねに、カム回転軸が摺動可能に挿通される長孔を設けたことを特徴としている。
【００１０】
このように構成した撮像装置によれば、カム回転軸を回転操作することによって偏心カムピンが偏心回動し、この偏心カムピンに係合しているカム長溝を介して可動ブロックと共にＣＣＤ素子が光軸方向に移動し、Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズに切り変えることができる。この際、カム長溝に係合されている偏心カムピンが上死点付近である０°〜３０°付近の回転角度においてＣＳマウントレンズに対するＣＣＤ素子の合焦の微調整を行うことができ、また、偏心カムピンが下死点付近である１５０°〜１８０°付近の回転角度においてＣマウントレンズに対するＣＣＤ素子の合焦の微調整を行うことができる。
【００１１】
そして、特に本発明の撮像装置では、固定ブロックと可動ブロックとの摺動面が、光軸方向と平行な相互に嵌合し合うテーパー面からなり、可動ブロックのテーパー面が板ばねのばね力によって固定ブロックのテーパー面に押し付けられた状態で、しかも、板ばねが可動ブロックと一体的に摺動するようにしたものである。
【００１２】
これによれば、固定ブロックのテーパー面に対して可動ブロックのテーパー面が密接状態に嵌合され、可動ブロックがガタ付きなく高精度に移動させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による撮像装置の実施の形態を監視用のＣＣＤカメラを例にとって図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は監視用ＣＣＤカメラの外観斜視図であり、カメラ本体部１の前面にマウントレンズ取付部２を有し、このマウントレンズ取付部２にＣマウントレンズ３または図示しないＣＳマウントレンズが交換可能に取り付けられる。
【００１５】
Ｃマウントレンズ３の光軸上で上述したカメラ本体部１内には本発明による全体を符号４で示す撮像装置が配設されている。この撮像装置４の組付け状態の斜視図を図２に示し、撮像装置４の分離状態の斜視図を図３に示す。
【００１６】
撮像装置４はカメラ本体部１側に固定される固定ブロック５と、この固定ブロック５に片持ち保持されて組付けられ、光軸方向に沿って摺動移動する可動ブロック６とからなる。
【００１７】
可動ブロック６には可動フレーム７を備え、可動フレーム７の前面側にＣＣＤ素子８を備えた回路基板９が前面フレーム１０にあり、この前面フレーム１０がねじ透孔１０ａを通じて複数のビス１１により可動フレーム７の各ねじ孔７ａにねじ締めされ固定されている。そして、前面フレーム１０は、ＣＣＤ素子８の前面に対応する位置に周囲をフード１２で覆われた窓部１３を有し、この窓部１３にフィルター１４が取り付けられている。
【００１８】
また、可動フレーム７の一端側には摺動部１５を備え、摺動部１５の上下面部の角部に光軸方向と平行するようなテーパー面１６，１６が形成されている。そして、摺動部１５の固定ブロック５との対面側に縦長状のカム長溝であるカム長孔１７が形成されている。
【００１９】
一方、固定ブロック５は、可動フレーム７が光軸方向に摺動するするためのガイド部材であって、固定ブロック５側にも可動フレーム７のテーパー面１６，１６と嵌合するテーパー面１８，１８（図４参照）を備えている。
【００２０】
また、固定ブロック５にはこれに開けた軸孔１９にカム体であるフランジバック調整軸２０の中心にあるカム回転軸２１が、当該固定ブロック５の内側から貫通するように回転可能に支承され、カム回転軸２１の先端部にはドライバー等の工具により回転させるための溝２１ａがある。また、フランジバック調整軸２０にはその偏心位置に偏心カムピン２２が設けられ、この偏心カムピン２２が上述した可動フレーム７のカム長孔１７に係合される。
【００２１】
また、固定ブロック５には可動フレーム７の移動方向に長くされた３つの平行するガイド孔２３が形成され、各ガイド長孔２３に可動フレーム７から突設した中心にねじ孔を有するボス２４が挿入される。これらボス２４も可動フレーム７の光軸方向への摺動のガイドにもなる。
【００２２】
また、固定ブロック５の外側面には板ばね２５が取り付けられ、この板ばね２５はこれに開けた３つのねじ透孔２５ａに止めねじ２６を通すと共に、固定ブロック５のガイド長孔２３に臨んでいる可動フレーム７のボス２４にねじ止めされる。また、板ばね２５には可動フレーム７の移動方向に長い長孔２７が形成され、この長孔２７から上述したカム回転軸２１の先端部が突き出るようになる。さらに、板ばね２５の長孔２７を通じてワッシャ２８を介してロックねじ２９が固定ブロック５のねじ孔５ａに挿入され、ロックねじ２９を締め付けることで、ロックねじ２９と固定ブロック５との間で板ばね２５が挟圧されて可動フレーム６の摺動移動をロックできるようになっている。
【００２３】
このように構成した撮像装置は、図２に示したようにブロック状態にし、固定フレーム５の固定ねじ孔３０，３０に図示しないねじを通してカメラ本体部１に固定する。この際、カメラ本体部１内に取り付けられた撮像装置は、カム回転軸２１の先端部と、ロックねじ２９の先端部が図１に示すようにカメラ本体部１の外装体から露見できるようにし、ここから、カム回転軸２１とロックねじ２９とを工具により回転操作できるようになっている。
【００２４】
また、撮像装置を図２のＡ−Ａ線から切断した要部の断面図を図４に示し、同じく図２のＢ−Ｂ線で切断した要部の断面図を図５に示す。
【００２５】
次に、以上のように構成した本発明による撮像装置のＣＣＤ素子をＣＳマウントレンズの焦点位置とＣマウントレンズの焦点位置とに切り換える動作を図６を含めて説明する。ここで、図６はフランジバック調整軸２０の偏心カムピン２２と、可動フレーム７のカム長孔１７との係合位置関係を示したものである。
【００２６】
今、図６ではフランジバック調整軸２０の偏心カムピン２２が実線で示すようにカム長孔１７の一方の端部の位置にあって、この位置が偏心カムピン２２の回転角度が０°で、カム長孔１７に対して下死点位置であると共に、ＣＣＤ素子がＣＳマウントレンズの焦点範囲にある位置である。
【００２７】
ここで、ＣＣＤ素子をＣＳマウントレンズの焦点位置からＣマウントレンズの焦点位置に切り換える動作は、カム回転軸２１を介してフランジバック調整軸２０を時計回り方向へ回転させることで、偏心カムピン２２のカム作用により当該偏心カムピン２２がカム長孔１７内を移動しながら可動フレーム７と共にＣＣＤ素子をＣマウントレンズの焦点方向へ摺動移動する。偏心カムピン２２が９０°回転した時点では仮想線で示すようにカム長孔１７の他方の端部の位置まで移動し、さらに、偏心カムピン２２が１８０°回転した時点では再びカム長孔１７の一方の端部の位置に移動し、偏心カムピン２２はカム長孔１７に対して上死点位置であると共に、ＣＣＤ素子がＣマウントレンズの焦点位置に切り換え移動された状態となる。
【００２８】
尚、ＣＣＤ素子をＣマウントレンズの焦点位置からＣＳマウントレンズの焦点位置に逆に切り換える場合には、カム回転軸２１を反時計回り方向へ回転させることで、上述した動きの逆の動作が行われＣＳマウントレンズの焦点位置に切り換えることができる。
【００２９】
ここで、図７に偏心カムピン２２の回転角度に対するＣＣＤ素子の移動量とのサインカーブを示す。このサインカーブから判るようにＣＣＤ素子がＣＳマウントレンズの焦点位置付近である偏心カムピン２２が０°から３０°付近まではＣＣＤ素子の移動量が少なく、偏心カムピン２２が３０°から１５０°付近まではＣＣＤ素子の移動量は多くなり、そして、偏心カムピン２２が１５０°から１８０°付近であるＣマウントレンズの焦点位置付近ではＣＣＤ素子の移動量は少なくなるということである。
【００３０】
すなわち、偏心カムピン２２が０°から３０°付近まではＣＣＤ素子の移動量が少ないことから、この範囲をＣＳマウントレンズ設計値（１２．５ｍｍ）に対するＣＣＤ素子の合焦のための微調整範囲Ｔ₂となり、これによって、ＣＣＤ素子の合焦操作が精密に行える。また、偏心カムピン２２が３０°から１５０°付近まではＣＣＤ素子の移動量が多いことから、ＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの切り換え範囲Ｔ₁となり、切り換え操作を迅速に行うことができる。また、偏心カムピン２２が１５０°から１８０°付近まではＣＣＤ素子の移動量が少ないことから、この範囲をＣマウントレンズ設計値（１７．５２６ｍｍ）に対するＣＣＤ素子の合焦のための微調整範囲Ｔ₂にすることができ、これによって、ＣＣＤ素子の合焦操作を精密に行うことができるものである。
【００３１】
上述した根拠は図６を参照し以下の数式によって証明できる。
フランジバック調整軸２０の中心から偏心カムピン２２の中心までの寸法をＬとし、ＣＳマウントレンズ設計値からＣマウントレンズ設計値との寸法をｄとし、それぞれの位置での微調整範囲をＴ₂より、Ｌ＝１／２ｄ＋Ｔ₂と設定する。
【００３２】
また、微調整範囲は偏心カムピン２２の回転角度に対して移動量の少ない０°〜約３０°と、約１５０°〜１８０°とする。
【００３３】
Ｃ／ＣＳマウントレンズ切換え範囲Ｔ₁と、微調整範囲Ｔ₂は、下式のようになる。
【００３４】
【数１】
Ｔ₁＝Ｌ（ｌ−COS θ₁）
Ｔ₂＝Ｌ（ｌ−COS θ₂）
【００３５】
この式から、Ｃ／ＣＳマウントレンズ切換え範囲での単位角度当たりの最大移動量Ｔ_1MAXは、θ＝９０°のとき最大となり、
【００３６】
【数２】
Ｔ_1MAX＝Ｌ（ｌ−COS ９０°）＝Ｌ
【００３７】
また、微調整範囲での単位角度当たりの最大移動量Ｔ_2MAXは、θ＝３０°のとき最大となり、
【００３８】
【数３】
Ｔ_2MAX＝Ｌ（ｌ−COS ３０°）＝０．１３Ｌ
となる。
【００３９】
これにより、Ｃ／ＣＳマウントレンズ切換え時は迅速に行え、微調整時は精密な移動が連続して行えることが判る。
【００４０】
このように本発明による撮像装置は、ＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとを交換したとき、フランジバック調整軸２０を回転操作することで、ＣＣＤ素子をＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの焦点位置に素早く迅速に切り換えることができると共に、この切り換え操作に連続してＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの合焦位置に精密に微調整することができるといった利点がある。
【００４１】
また、ＣＣＤ素子８を備えた可動フレーム７は、そのテーパー面１６，１６が固定ブロック５側のテーパー面１８，１８に嵌合されて光軸方向に摺動移動可能とされ、しかも、両テーパー面１６，１８は板ばね２５のばね圧により密着して嵌合されることになるため、ＣＣＤ素子８がＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの切換え時や微調整時に光軸方向以外にはぶれることもなく精確な移動が可能である。
【００４２】
本発明は、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００４３】
本発明の撮像装置は、実施の形態では監視用のＣＣＤカメラの場合を例にとって説明したが、監視用以外、レンズに対してＣＣＤ素子を移動して焦点を調整するその他の用途のＣＣＤカメラにも広く適用可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による撮像装置は、ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの交換に際してＣＣＤ素子が光軸に沿って合焦できるようにした撮像装置であって、カメラ本体部に固定される固定ブロックと、固定ブロックの摺動面に片持ち式にガイドされ、ＣＣＤ素子が保持された状態で光軸方向に摺動可能にされるようにした可動ブロックと、固定ブロックにカム回転軸を備え回転可能に支持されたカム体に偏心カムピンを有し、この偏心カムピンが可動ブロックに形成されたカム長溝に係合され、カム回転軸を回転することで偏心カムピンを介して可動ブロックと共にＣＣＤ素子を移動しＣマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの位置に合焦するようにしたカム機構と、を備え、カム機構は、Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの精密な合焦位置を偏心カムピンの上死点付近及び下死点付近で微調整できるように構成され、さらに固定ブロックと可動ブロックとの摺動面は、光軸方向と平行な相互に嵌合し合うテーパー面からなり、可動ブロックのテーパー面が板ばねのばね力によって固定ブロックのテーパー面に押し付けられた状態で摺動し、板ばねは、可動ブロックに固定され、その板ばねに、カム回転軸が摺動可能に挿通される長孔を設けたことにより、ＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとを交換したとき、カム回転軸を回転操作することで、ＣＣＤ素子をＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの焦点位置に素早く迅速に切り換えることができると共に、この切り換え操作に連動してＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの精密な合焦位置に微調整することができるといった効果がある。
【００４５】
さらにこの撮像装置においてＣＣＤ素子を備えた可動ブロックは、そのテーパー面が固定ブロック側のテーパー面に嵌合されて光軸方向に摺動移動可能とされ、しかも、両テーパー面は板ばねのばね圧により密着して嵌合されることになるため、ＣＣＤ素子がＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの切り換え時や微調整時に光軸方向以外にはぶれることもなく精確な移動が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による撮像装置が適用される監視用カメラの外観斜視図である。
【図２】撮像装置をブロック状態に組付けた全体の斜視図である。
【図３】同じく撮像装置を分離した状態の斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線における要部の部分断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線における要部の部分断面図である。
【図６】偏心カムピンの回転に対するカム長孔との関係の説明図である。
【図７】偏心カムピンの回転角度に対するＣＣＤ素子の移動量を示すサインカーブ図である。
【符号の説明】
１…カメラ本体部、２…マウントレンズ取付部、３…マウントレンズ、４…撮像装置、５…固定ブロック、６…可動ブロック、７…可動フレーム、８…ＣＣＤ素子、１５…摺動部、１６…可動フレームのテーパー面、１７…カム長孔、１８…固定ブロックのテーパー面、２０…フランジバック調整軸、２１…カム回転軸、２２…偏心カムピン、２５…板ばね、２９…ロックねじ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging apparatus such as a monitoring camera using a solid-state imaging device (hereinafter referred to as a CCD device). More specifically, the focus adjustment of a C mount lens and a CS mount lens is performed simultaneously with the adjustment of the focus of the C mount lens and the CS mount lens. This enables fine adjustment of the in-focus position.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a CCD camera using a CCD element has been used for a small monitor camera such as a surveillance camera. In this CCD camera, there are two types of camera lenses, a CS mount lens with a focal length of 12.5 mm from the reference surface and a C mount lens with a focal length of 17.5 mm from the reference surface, which are selectively used depending on the application. .
[0003]
For example, when a CCD camera that switches from a CS mount lens to a C mount lens is used, an adjustment spacer or the like is inserted between the lens mount and the C mount lens to mount the C mount lens. ing. Also, there is a type in which a lens mount of a CCD camera is pulled out by about 5 mm forward and fixed with a screw or the like, and a C-mount lens is attached to the drawn lens mount.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 9-307819
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, the spacer for adjustment is inserted between the lens mount and the C mount lens to mount the C mount lens, or the lens mount of the CCD camera is pulled forward by about 5 mm and fixed with a screw or the like. The method of attaching the C mount lens to the lens mount that has been pulled out is troublesome and cumbersome.
[0006]
Therefore, in [0007] in [0007], a substrate fixing frame having a CCD fixing portion is slidable in the front-rear direction inside the camera case, and a cam body having an eccentric pin is rotated around the cam shaft. The cam case is provided to the camera case, a part of the cam body is exposed to the outside of the camera case, and a cam pin formed on the cam body is engaged with a part of the board fixing frame to match the rotation of the cam body. The substrate fixing frame can be moved back and forth in parallel, and in [0008], when a camera lens having a focal point different from that of the C mount lens and the CS mount lens is mounted, it is attached to the substrate fixing frame. A technique is described in which the position of the CCD can be adjusted in accordance with the focal position of the lens.
[0007]
However, the invention of [Patent Document 1] only describes that the CCD can be slid and adjusted to the focal position of the lens according to the C mount lens and the CS mount lens by rotating the cam body. It is difficult to finely adjust the CCD precisely to the focal position with the CS mount lens.
[0008]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an imaging apparatus capable of finely adjusting the focal position while simultaneously switching the CCD element to the focal position of the C mount lens and the CS mount lens. The purpose is to obtain.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention is an imaging apparatus in which a CCD element can be focused along an optical axis when exchanging a C mount lens and a CS mount lens. A fixed block that is fixed, a movable block that is guided in a cantilevered manner on the sliding surface of the fixed block, and that can be slid in the optical axis direction while holding the CCD element, and a cam on the fixed block A cam body having a rotation shaft and rotatably supported has an eccentric cam pin. The eccentric cam pin is engaged with a cam long groove formed in the movable block, and is movable through the eccentric cam pin by rotating the cam rotation shaft. And a cam mechanism that moves the CCD element together with the block so as to focus on the position of the C mount lens and the CS mount lens. Is configured to precise focus position of the S-mount lens can be finely adjusted in the vicinity of dead center and near the bottom dead center of the eccentric cam pins, sliding surfaces between the further fixed block and the movable block includes a parallel optical axis It consists of tapered surfaces that fit together, and slides while the tapered surface of the movable block is pressed against the tapered surface of the fixed block by the spring force of the leaf spring, and the leaf spring is fixed to the movable block. The spring is provided with a long hole through which the cam rotation shaft is slidably inserted .
[0010]
According to the imaging apparatus configured as described above, the eccentric cam pin rotates eccentrically by rotating the cam rotation shaft, and the CCD element together with the movable block passes through the cam long groove engaged with the eccentric cam pin. Can be switched to a C mount lens and a CS mount lens. At this time, it is possible to finely adjust the focusing of the CCD element with respect to the CS mount lens at a rotation angle of 0 ° to 30 °, which is near the top dead center, with the eccentric cam pin engaged with the cam long groove. Fine adjustment of the focusing of the CCD element with respect to the C mount lens can be performed at a rotation angle of 150 ° to 180 °, which is near the bottom dead center of the eccentric cam pin.
[0011]
Then, particularly in the imaging apparatus of the present invention, the sliding surfaces of the fixed block and the movable block is made of tapered surfaces mutually fitted to parallel to the optical axis direction each other, the spring force tapered surface of the plate spring of the movable block In this state , the leaf spring slides integrally with the movable block while being pressed against the tapered surface of the fixed block.
[0012]
According to this, the taper surface of the movable block is closely fitted to the taper surface of the fixed block, and the movable block can be moved with high accuracy without rattling.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of an image pickup apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings by taking a monitoring CCD camera as an example.
[0014]
FIG. 1 is an external perspective view of a CCD camera for monitoring, which has a mount lens mounting portion 2 on the front surface of the camera body 1, and a C mount lens 3 or a CS mount lens (not shown) can be exchanged in the mount lens mounting portion 2. Attached to.
[0015]
In the camera main body 1 described above on the optical axis of the C-mount lens 3, an image pickup apparatus denoted as a whole by 4 is provided. A perspective view of the assembled state of the imaging device 4 is shown in FIG. 2, and a perspective view of the separated state of the imaging device 4 is shown in FIG.
[0016]
The imaging device 4 includes a fixed block 5 fixed to the camera body 1 side and a movable block 6 that is cantilevered and assembled to the fixed block 5 and slides along the optical axis direction.
[0017]
The movable block 6 includes a movable frame 7, and a circuit board 9 having a CCD element 8 on the front side of the movable frame 7 is provided on the front frame 10 , and the front frame 10 is movable by a plurality of screws 11 through screw through holes 10 a. Screwed into each screw hole 7a of the frame 7 and fixed. The front frame 10 has a window 13 whose periphery is covered with a hood 12 at a position corresponding to the front surface of the CCD element 8, and a filter 14 is attached to the window 13.
[0018]
The movable frame 7 is provided with a sliding portion 15 at one end side, and tapered surfaces 16 and 16 are formed at corners of the upper and lower surfaces of the sliding portion 15 so as to be parallel to the optical axis direction. A cam long hole 17 that is a vertically long cam long groove is formed on the side of the sliding portion 15 facing the fixed block 5.
[0019]
On the other hand, the fixed block 5 is a guide member for the movable frame 7 to slide in the optical axis direction. The fixed block 5 also has tapered surfaces 18 and 16 which are fitted to the tapered surfaces 16 and 16 of the movable frame 7 on the fixed block 5 side. 18 (see FIG. 4).
[0020]
In addition, a cam rotation shaft 21 at the center of a flange back adjusting shaft 20 that is a cam body is rotatably supported on the fixed block 5 so as to penetrate from the inside of the fixed block 5 in a shaft hole 19 opened in the fixed block 5. There is a groove 21a at the tip of the cam rotation shaft 21 for rotation by a tool such as a screwdriver. The flange back adjustment shaft 20 is provided with an eccentric cam pin 22 at an eccentric position thereof, and the eccentric cam pin 22 is engaged with the cam long hole 17 of the movable frame 7 described above.
[0021]
The fixed block 5 is formed with three parallel guide holes 23 elongated in the moving direction of the movable frame 7, and a boss 24 having a screw hole at the center projecting from the movable frame 7 in each guide long hole 23. Inserted. These bosses 24 also serve as guides for sliding the movable frame 7 in the optical axis direction.
[0022]
Further, a plate spring 25 is attached to the outer surface of the fixed block 5, and the plate spring 25 passes the set screw 26 through the three screw through holes 25 a opened in the fixed spring 5 and faces the guide long hole 23 of the fixed block 5. It is screwed to the boss 24 of the movable frame 7 that is protruding. Further, a long hole 27 that is long in the moving direction of the movable frame 7 is formed in the leaf spring 25, and the tip of the cam rotation shaft 21 protrudes from the long hole 27. Further, the lock screw 29 is inserted into the screw hole 5 a of the fixed block 5 through the washer 28 through the long hole 27 of the plate spring 25, and the plate is interposed between the lock screw 29 and the fixed block 5 by tightening the lock screw 29. The spring 25 is pinched so that the sliding movement of the movable frame 6 can be locked.
[0023]
The imaging apparatus configured as described above is in a block state as shown in FIG. 2 and is fixed to the camera body 1 through screws (not shown) in the fixing screw holes 30 and 30 of the fixing frame 5. At this time, the imaging device mounted in the camera body 1 allows the tip of the cam rotation shaft 21 and the tip of the lock screw 29 to be exposed from the exterior body of the camera body 1 as shown in FIG. From here, the cam rotation shaft 21 and the lock screw 29 can be rotated by a tool.
[0024]
Further, FIG. 4 shows a cross-sectional view of the main part of the imaging device cut along the line AA in FIG. 2, and FIG. 5 shows a cross-sectional view of the main part cut along the line BB in FIG.
[0025]
Next, the operation of switching the CCD element of the imaging apparatus according to the present invention configured as described above between the focal position of the CS mount lens and the focal position of the C mount lens will be described with reference to FIG. Here, FIG. 6 shows the engagement position relationship between the eccentric cam pin 22 of the flange back adjusting shaft 20 and the cam long hole 17 of the movable frame 7.
[0026]
In FIG. 6, the eccentric cam pin 22 of the flange back adjusting shaft 20 is located at one end portion of the cam long hole 17 as indicated by the solid line, and this position is the cam angle of the eccentric cam pin 22 being 0 °. It is a bottom dead center position with respect to the long hole 17 and a position where the CCD element is in the focal range of the CS mount lens.
[0027]
Here, the operation of switching the CCD element from the focal position of the CS mount lens to the focal position of the C mount lens is performed by rotating the flange back adjustment shaft 20 in the clockwise direction via the cam rotation shaft 21. The eccentric cam pin 22 is slidably moved in the focal direction of the C mount lens together with the movable frame 7 while the eccentric cam pin 22 moves in the cam long hole 17 by the cam action. When the eccentric cam pin 22 rotates 90 °, it moves to the position of the other end of the cam slot 17 as indicated by the phantom line, and when the eccentric cam pin 22 rotates 180 °, one of the cam slots 17 again. The eccentric cam pin 22 is at the top dead center position with respect to the cam long hole 17, and the CCD element is switched to the focal position of the C mount lens.
[0028]
When the CCD element is switched from the focal position of the C mount lens to the focal position of the CS mount lens, the cam rotation shaft 21 is rotated in the counterclockwise direction to perform the reverse operation of the above movement. It is possible to switch to the focal position of the CS mount lens.
[0029]
Here, FIG. 7 shows a sine curve with the movement amount of the CCD element with respect to the rotation angle of the eccentric cam pin 22. As can be seen from this sine curve, the amount of movement of the CCD element is small when the eccentric cam pin 22 where the CCD element is near the focal position of the CS mount lens is from 0 ° to 30 °, and the eccentric cam pin 22 is from 30 ° to around 150 °. This means that the amount of movement of the CCD element increases, and the amount of movement of the CCD element decreases near the focal position of the C-mount lens where the eccentric cam pin 22 is in the vicinity of 150 ° to 180 °.
[0030]
That is, since the amount of movement of the CCD element is small when the eccentric cam pin 22 is in the vicinity of 0 ° to 30 °, this range is a fine adjustment range T for focusing the CCD element with respect to the CS mount lens design value (12.5 mm). ₂ , which enables precise focusing of the CCD element. Further, since the amount of movement of the CCD element is large when the eccentric cam pin 22 is in the vicinity of 30 ° to 150 °, the switching range T ₁ between the CS mount lens and the C mount lens is reached, and the switching operation can be performed quickly. Further, since the amount of movement of the CCD element is small when the eccentric cam pin 22 is in the vicinity of 150 ° to 180 °, this range is a fine adjustment range T for focusing the CCD element with respect to the C mount lens design value (17.526 mm). ₂ , which enables precise focusing of the CCD element.
[0031]
The grounds described above can be proved by the following mathematical formula with reference to FIG.
The dimension from the center of the flange back adjustment shaft 20 to the center of the eccentric cam pin 22 is L, the dimension from the CS mount lens design value to the C mount lens design value is d, and the fine adjustment range at each position from T ₂ , L = 1 / 2d + T ₂ is set.
[0032]
Further, the fine adjustment range is 0 ° to about 30 ° with a small amount of movement with respect to the rotation angle of the eccentric cam pin 22 and about 150 ° to 180 °.
[0033]
The C / CS mount lens switching range T ₁ and the fine adjustment range T ₂ are expressed by the following equations.
[0034]
[Expression 1]
T ₁ = L (l−COS θ ₁ )
T ₂ = L (l−COS θ ₂ )
[0035]
From this equation, the maximum movement amount T _1MAX per unit angle in the C / CS mount lens switching range is maximum when θ = 90 °,
[0036]
[Expression 2]
T _1MAX = L (1-COS 90 °) = L
[0037]
Further, the maximum movement amount T _2MAX per unit angle in the fine adjustment range becomes maximum when θ = 30 °,
[0038]
[Equation 3]
T _2MAX = L (1-COS 30 °) = 0.13L
It becomes.
[0039]
Thus, it can be seen that the C / CS mount lens can be switched quickly and the fine movement can be continuously performed during fine adjustment.
[0040]
As described above, when the CS mount lens and the C mount lens are exchanged, the image pickup apparatus according to the present invention rotates the flange back adjusting shaft 20 to bring the CCD element into the focal position between the CS mount lens and the C mount lens. There are advantages that switching can be made quickly and quickly and fine adjustment can be made precisely to the in-focus position between the CS mount lens and the C mount lens following this switching operation.
[0041]
Further, the movable frame 7 having a CCD element 8, the tapered surface 16, 16 is fitted to the tapered surface 18, 18 of the fixed block 5 side is slidable moved in the optical axis direction, moreover, both taper Since the surfaces 16 and 18 are closely fitted by the spring pressure of the leaf spring 25, the CCD element 8 is shaken except in the optical axis direction when switching between the CS mount lens and the C mount lens or during fine adjustment. It is possible to move accurately.
[0042]
The present invention is not limited to the embodiment described above and shown in the drawings, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[0043]
Although the imaging apparatus of the present invention has been described by taking the case of a CCD camera for monitoring as an example in the embodiment, it can be used as a CCD camera for other purposes that adjusts the focus by moving the CCD element relative to the lens, other than for monitoring Is also widely applicable.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, the imaging apparatus according to the present invention is an imaging apparatus in which the CCD element can be focused along the optical axis when exchanging the C mount lens and the CS mount lens, and is fixed to the camera body. A fixed block, a movable block guided in a cantilevered manner on the sliding surface of the fixed block, and configured to be slidable in the optical axis direction while holding the CCD element, and a cam rotating shaft on the fixed block The cam body is rotatably supported and has an eccentric cam pin. The eccentric cam pin is engaged with a cam long groove formed in the movable block, and is rotated together with the movable block via the eccentric cam pin by rotating the cam rotation shaft. A cam mechanism that moves the CCD element to focus on the position of the C mount lens and the CS mount lens, and the cam mechanism includes the C mount lens and the CS mount lens. The precise focus position of Ntorenzu is configured to be finely adjusted around the dead center and near the bottom dead center of the eccentric cam pins further sliding surface of the fixed block and the movable block includes a parallel mutual optical axis The taper surface of the movable block slides in a state where the taper surface of the movable block is pressed against the taper surface of the fixed block by the spring force of the leaf spring, and the leaf spring is fixed to the movable block. By providing a long hole through which the cam rotation shaft is slidably inserted , when the CS mount lens and the C mount lens are exchanged, the cam rotation shaft is rotated so that the CCD element is connected to the CS mount lens. In addition to being able to quickly and quickly switch to the focal position with the C-mount lens, a precise alignment between the CS-mount lens and the C-mount lens is linked to this switching operation. There is advantage of the ability to fine tune the position.
[0045]
Further, in this image pickup apparatus, the movable block provided with the CCD element has a taper surface fitted to the taper surface on the fixed block side so as to be slidable in the optical axis direction, and both the taper surfaces are springs of leaf springs. Since it is closely fitted by pressure, the CCD element can be accurately moved without being displaced except in the optical axis direction when switching between the CS mount lens and the C mount lens or during fine adjustment.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an external perspective view of a surveillance camera to which an imaging apparatus according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a perspective view of the entire image pickup apparatus assembled in a block state.
FIG. 3 is a perspective view showing a state where the imaging device is also separated.
4 is a partial cross-sectional view of a main part taken along line AA in FIG. 2;
5 is a partial cross-sectional view of a main part taken along line BB in FIG. 2. FIG.
FIG. 6 is an explanatory diagram of a relationship with a cam long hole with respect to rotation of an eccentric cam pin.
FIG. 7 is a sine curve diagram showing the amount of movement of the CCD element with respect to the rotation angle of the eccentric cam pin.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Camera body part, 2 ... Mount lens attaching part, 3 ... Mount lens, 4 ... Imaging device, 5 ... Fixed block, 6 ... Movable block, 7 ... Movable frame, 8 ... CCD element, 15 ... Sliding part, 16 ... taper surface of movable frame, 17 ... long hole of cam, 18 ... taper surface of fixed block, 20 ... flange back adjusting shaft, 21 ... cam rotating shaft, 22 ... eccentric cam pin, 25 ... leaf spring, 29 ... lock screw

Claims

The camera body has a mount lens mounting portion in which a C mount lens and a CS mount lens can be exchanged, and a solid-state image sensor is disposed on the optical axis of the mount lens mounting portion on the camera body side. An imaging apparatus in which the solid-state imaging device can be focused along the optical axis when exchanging the C mount lens and the CS mount lens,
A fixed block fixed to the camera body,
A movable block guided in a cantilevered manner on the sliding surface of the fixed block and configured to be slidable in the optical axis direction while the solid-state imaging device is held;
A cam body having a cam rotation shaft in the fixed block and rotatably supported has an eccentric cam pin, and the eccentric cam pin is engaged with a cam long groove formed in the movable block to rotate the cam rotation shaft. And a cam mechanism that moves the solid-state imaging device together with the movable block via the eccentric cam pin so as to focus on the positions of the C mount lens and the CS mount lens, and
The cam mechanism is configured so that the precise focusing position of the C mount lens and the CS mount lens can be finely adjusted near the top dead center and the bottom dead center of the eccentric cam pin,
Further, the sliding surface between the fixed block and the movable block is a tapered surface that is mutually fitted in parallel with the optical axis direction, and the tapered surface of the movable block is tapered by the spring force of the leaf spring. Sliding while pressed against the surface ,
An image pickup apparatus , wherein the plate spring is fixed to the movable block, and a long hole is provided in the plate spring so that the cam rotation shaft is slidably inserted .