JP4257641B2 - レンズ装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ装置に係り、特に監視カメラに使用されるレンズ装置であって、昼光の可視光波長域から夜光の近赤外波長域までの波長域で使用可能なレンズ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
監視カメラは、カメラ本体に設けられた撮像素子の結像面に昼間は可視光領域の光を結像させてカラー撮影を行い、夜間は可視光領域の光に加えて近赤外波長域の光を結像させてモノクロ撮影を行い、TVモニタに監視像を映し出す。
【0003】
一般にレンズ装置の光学系は、使用される波長域に応じて設計され、それ以外の波長域で使用されると、色収差の影響で結像位置にずれが生じる。このため、昼光の可視光波長域(400nm〜700nm程度)と夜光の近赤外波長域(700nm〜1000nm程度)の両方の波長域で使用される監視カメラ用のレンズ装置は、使用される波長域に応じて結像位置を修正する必要がある。
【0004】
そこで従来では、昼光及び夜光における結像位置のずれを修正する赤外フィルタ(結像位置修正用フィルタ)を、レンズ装置の光学系の途中部分に配置するとともに光学系の光軸に対して挿抜自在に設けた監視カメラ用のレンズ装置が知られている(例えば、特許文献1)。
【0005】
【特許文献1】
特開2002−250864号公報(3頁 図1)
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のレンズ装置は、レンズ装置の光学系の途中部分に結像位置修正用フィルタが設けられたものなので、昼光用に設計された交換レンズのような一般的なレンズ装置を監視カメラ用レンズ装置に改造する場合、大幅な改造を要するという欠点があった。
【0007】
一方、レンズ装置の最前端に結像位置修正用フィルタとフィルタ挿抜装置とを取り付け、フィルタ挿抜装置によって結像位置修正用フィルタを光軸に対して挿抜させれば、大幅改造することなく前記一般のレンズ装置を監視カメラ用のレンズ装置に転用できる。しかしながら、この装置では、径の大きい最前端のレンズに相当する大きさの結像位置修正用フィルタを使用せざるを得ないため、この結像位置修正用フィルタを挿抜させるフィルタ挿抜装置も大型になり、また動力も嵩むという問題があった。
【0008】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、本来は別の目的で設計されたレンズ装置を昼夜使用される監視カメラ用レンズ装置に容易に転用することができるコンパクトなレンズ装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、レンズ鏡胴に回転自在に設けられたマウント環を、カメラ本体のレンズ取付部にねじ込むことにより、カメラ本体に取り付けられるレンズ装置において、前記レンズ鏡胴内部の最後端レンズと前記マウント環との間に形成される略円筒状空間内に、結像位置修正用フィルタと該結像位置修正用フィルタをレンズ鏡胴の光軸に対して挿抜させるフィルタ挿抜装置とが配置され、前記マウント環は、前記レンズ鏡胴に着脱部材を介して着脱自在に取り付けられ、前記結像位置修正用フィルタと前記フィルタ挿抜装置とが連結されてフィルタ切換ユニットが構成されるとともに、該フィルタ切換ユニットは、前記レンズ鏡胴に着脱部材を介して着脱自在に取り付けられ、前記フィルタ切換ユニットは、結像位置修正用フィルタが取り付けられた枠体、該枠体を挿抜方向にガイドするガイドフレーム、該ガイドフレームに前記枠体を保持させる押え板を有し、該押え板には、前記結像位置修正用フィルタを逃がすための切欠部が形成されて、前記枠体には、前記結像位置修正用フィルタが2枚取り付けられ、前記押え板に形成された切欠部は、前記2枚の結像位置修正用フィルタのうち、厚みが厚い一方の結像位置修正用フィルタを逃がすために形成されるとともに、該一方の結像位置修正用フィルタの作動範囲に合わせて形成されていることを特徴としている。
【0010】
本発明によれば、レンズ鏡胴内部の最後端レンズとレンズ鏡胴の基端部に取り付けられるマウント環との間に形成される略円筒状空間内に、結像位置修正用フィルタとフィルタ挿抜装置とを配置している。これにより、結像位置修正用フィルタは、径の小さい最後端のレンズに相当する大きさで済むので、狭い前記略円筒空間内においても結像位置修正用フィルタの挿抜ストロークを確保できる。また、その挿抜ストロークの位置から外れた位置に、フィルタ挿抜装置のモータや動力伝達機構を配置する。結像位置修正用フィルタが小径で済むので、動力の小さい小型のモータや動力伝達機構で済む。これにより、結像位置修正用フィルタとフィルタ挿抜装置とからなるフィルタ切換ユニットが小型になり、このフィルタ切換ユニットが取り付けられたレンズ装置も小型になる。
【0011】
また、本来は別の目的で設計されたレンズ装置を、監視カメラ用レンズ装置に転用する場合、まず、レンズ鏡胴に着脱部材を介して着脱自在に取り付けられているマウント環を、レンズ鏡胴から取り外す。次に、前記フィルタ交換ユニットをレンズ鏡胴の基端部に着脱部材によって取り付ける。次に、マウント環をレンズ鏡胴に着脱部材によって取り付ける。このような着脱作業によって、前記レンズ装置を監視カメラ用レンズ装置に転用することも可能となる。
【0012】
前記結像位置修正用フィルタは、夜間撮影時における結像位置のずれ、又は昼間撮影時における結像位置のずれを修正する近赤外光カットフィルタ、又は可視光カットフィルタである。可視光波長域を対象として使用する場合は、近赤外光カットフィルタを使用し、近赤外波長域を対象として使用する場合は、可視光カットフィルタを使用する。これにより、昼夜において鮮明な画像を得ることができる。但し、夜間、近赤外照明を行なう場合等は、可視光カットフィルタを省略する場合もある。
【0013】
また、本発明によれば、フィルタ切換ユニットを構成する押え板に、結像位置修正用フィルタを逃がすための切欠部を形成したので、結像位置修正用フィルタとして厚みの厚い光路長補正ガラスの効果を持たせた場合におけるフィルタ切換ユニットの大型化を防止できる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るレンズ装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【0015】
図1は、本発明が適用された監視カメラ用レンズ装置10の基端部の構造を示した断面図、図2はその基端部の組立斜視図である。図1の如くレンズ装置10を構成するレンズ鏡胴12の円筒状基端部14には、Cマウント環(マウント環に相当)16が光軸Pを中心に回転自在に配置される。このCマウント環16の基端部に形成された雄ねじ部18が、図1上で二点鎖線で示す監視カメラ本体20の雌ねじ部(レンズ取付部に相当)22にねじ込まれることにより、レンズ装置10が監視カメラ本体20に取り付けられる。これによって、監視カメラが組み立てられ、レンズ装置10によって取り込んだ被写体像が、監視カメラ本体20の固体撮像素子24の結像面に結像される。
【0016】
レンズ鏡胴12の基端部14には、レンズ装置10の光学系の最後列に配置されるリレーレンズ26のレンズ保持部28が形成される。リレーレンズ26は、レンズ鏡胴12の基端部14の最後端に配置されている。このことは、後述するフィルタ切換ユニットがレンズ鏡胴12の基端部14に内蔵することができないことを示している。
【0017】
レンズ鏡胴12の基端部14の外周部には、所定の隙間30をもって固定環32が配置される。この固定環32は、ねじ34によって基端部14の外周部に固定され、レンズ鏡胴12の一部を構成している。また、固定環32の外周に形成されたねじ部36には、Cマウント環16を固定環32に回転不能に固定するためのねじ環38が螺合されている。
【0018】
ねじ環38の内周部にはフランジ40が形成され、このフランジ40は、Cマウント環16の外周部に形成された凹条溝42に係合されている。また、Cマウント環16の内周部にもフランジ44が形成される。このフランジ44は、固定環32に対してCマウント環16を図1上で左方向にスライドさせたときに、固定環32の図1上で右端面46に当接される。この状態でねじ環38をねじ込むと、内周フランジ40に係合されているCマウント環16が、図1上で左方向に押されるので、フランジ44が固定環32の右端面46に圧接される。これによって、Cマウント環16が回転不能に固定環32に固定される。
【0019】
なお、Cマウント環16の外周部には、リング部材48がねじ50によって固定され、このリング部材48とCマウント環16との間に前記凹条溝42が形成される。また、ねじ環38には、ねじ50を締緩するドライバ(不図示)を挿入するための孔52がねじ50の個数分だけ開口される。ねじ環38を回して孔52をねじ50の位置に合わせ、この孔52を介してドライバを差し込み、ねじ50を緩めていけば、Cマウント環16からリング部材48を取り外すことができる。これによって、Cマウント環16を固定環32から取り外す(引き抜く)ことができ、また、ねじ環38を緩めていくことにより、ねじ環38を固定環32から取り外すことができる。したがって、Cマウント環16、ねじ環38及び固定環32がレンズ鏡胴12に対し着脱可能となっている。
【0020】
図1の如く、レンズ鏡胴12の基端部14とCマウント環16との間には、略円筒状の空間54が形成される。この空間54内に、図2に示したフィルタ切換ユニット56が挿入配置される。
【0021】
フィルタ切換ユニット56は図3、図4に示されるように、近赤外光カットフィルタ58及び可視光カットフィルタ69と、これらのフィルタ58、69のうち選択した一枚のフィルタを光軸Pに対して直交方向に挿抜させるフィルタ挿抜装置60とから構成される。
【0022】
実施の形態のレンズ装置10によれば、昼間撮影時には結像位置修正用フィルタである近赤外光カットフィルタ58が、図3の如くレンズ装置10の光軸P上に進出する。近赤外光カットフィルタ58の進出移動は、フィルタ挿抜装置60のモータ62の駆動力によって行われ、このモータ62は監視カメラを遠隔制御するコントローラからの指令信号によって制御されている。
【0023】
また、同レンズ装置10を夜間使用する場合には、結像位置修正用フィルタである可視光カットフィルタ69がレンズ装置10の光軸上に進出する。なお、近赤外光カットフィルタ58に代えて近赤外光カットレンズを用いてもよく、可視光カットフィルタに代えて可視光カットレンズを用いてもよい。
【0024】
近赤外光カットフィルタ58は、略小判形に形成された枠体64の円形開口部66に固定されている。また、この開口部66に接近して図3、図4の左側方に円形開口部68が枠体64に形成される。この開口部68には可視光カットフィルタ69が固定され、薄暮時等に、この可視光カットフィルタ69が図4の如く光軸P上に位置した時に、図1のリレーレンズ26を通過した可視光成分が、可視光カットフィルタ69を通過することにより近赤外光のみとなり固体撮像素子24の結像面に結像される。これにより、昼間撮影から夜間撮影への移行に伴う結像位置のずれが修正されるが、前述のように近赤外照明を行なう時等は可視光カットフィルタ69を省略して素通しの透孔としてもよい。
【0025】
図3、図4の如く枠体64は、水平方向に平行に形成されている上縁部64A及び下縁部64Bがガイドフレーム70の上レール部70A及び下レール部70Bに摺接されている。これにより、枠体64はガイドフレーム70にガイドされ、近赤外光カットフィルタ58が光軸P上に位置する図3の位置と、可視光カットフィルタ69が光軸P上に位置する図4の位置との間で往復移動される。この動作によって、近赤外光カットフィルタ58及び可視光カットフィルタ69が光軸Pに対して挿抜される。
【0026】
また、ガイドフレーム70の下部には、一対のマイクロ(リミット)スイッチ72、74が取り付けられるとともに、マイクロスイッチ72、74をON/OFFさせるピン76が枠体64の下部に突設されている。枠体64が図4の位置から図3の位置に移動していき、近赤外光カットフィルタ58が光軸P上に位置したときに、マイクロスイッチ72の板ばね式スイッチ片72Aがピン76に押下され、固定接点72Bに接触する。これにより、マイクロスイッチ72から不図示のコントローラにON信号が出力され、コントローラはモータ62のドライバにOFF信号を出力する。このシーケンスによってモータ62が停止し、近赤外光カットフィルタ58の中心が光軸P上に位置する。これとは逆に、枠体64が図3の位置から図4の位置に移動していき、可視光カットフィルタ69が光軸P上に位置したときに、マイクロスイッチ74の板ばね式スイッチ片74Aがピン76に押下され、固定接点74Bに接触する。これにより、マイクロスイッチ74から前記コントローラにON信号が出力され、コントローラはモータ62のドライバにOFF信号を出力するので、モータ62が停止し、可視光カットフィルタ69の中心が光軸P上に位置する。
【0027】
枠体64は、図2に示したフィルタ挿抜装置60の円環状台座78に、図3、図4に示すねじ80、80…によって固定される。これにより、フィルタ切換ユニット56が構成される。
【0028】
台座78には、動力伝達機構を構成する3枚のギア82、84、86が噛合された状態で回転自在に取り付けられている。これらのギア82、84、86は台座78の上部、すなわち、枠体64の水平移動エリアから外れた位置に取り付けられている。ギヤ82には、モータ62の出力軸が連結され、ギヤ86は図3の如く枠体64の上縁部64Aに固定されたラック88に噛合されている。したがって、モータ62が正/逆転駆動されると、その動力がギヤ82、84、86及びラック88を介して枠体64に伝達されるので、枠体64が水平方向に往復移動される。
【0029】
このように構成されたフィルタ切換ユニット56は、図2の如く台座78がねじ90、90…(図2では1本のねじ90の図示)によってレンズ鏡胴12の基端部14に着脱可能に固定されることにより、レンズ鏡胴12側に装着される。この後に、Cマウント環16がレンズ鏡胴12に図1の如く取り付けられる。この状態において、フィルタ切換ユニット56は、レンズ鏡胴12の基端部14とCマウント環16との間に形成された略円筒状の空間54に挿入配置された形態となる。また、モータ62は、前記空間54に連通した、円筒状の空間30に挿入配置される。
【0030】
次に、前記の如く構成された監視カメラ用レンズ装置10の作用について説明する。
【0031】
まず、夜間撮影の場合には、可視光カットフィルタ69を図4の位置に位置させる。これにより、レンズ装置10で取り込んだ可視光波長域成分が可視光カットフィルタ69によってカットされ、可視光波長域成分がカットされた光像が固体撮像素子24の結像面に結像される。よって、夜間撮影において鮮明な画像を得ることができる。
【0032】
また、昼間撮影に切り換えられた場合には、フィルタ切換ユニット56のモータ62を駆動させて、図3の如く近赤外光カットフィルタ58を光軸P上に位置させる。これにより、レンズ装置10で取り込んだ近赤外波長域成分が近赤外光カットフィルタ58によってカットされ、近赤外波長域成分がカットされた光像が固体撮像素子24の結像面に結像される。この近赤外光カットフィルタ58の挿入により、夜間撮影から昼間撮影への移行に伴う結像位置のずれが修正され、昼間撮影においても鮮明な画像を得ることができる。
【0033】
また、実施の形態のレンズ装置10は、レンズ鏡胴12の基端部14とCマウント環16との間に形成される略円筒状空間内54に、図1の如くフィルタ切換ユニット56を配置している。これにより、近赤外光カットフィルタ58や可視光カットフィルタ69は、径の小さい最後端のリレーレンズ26に相当する大きさで済むので、狭い空間54内においても、近赤外光カットフィルタ58や可視光カットフィルタ69の挿抜ストローク(図3の位置と図4の位置との間の距離)を確保できる。また、その挿抜ストロークの位置から外れた位置に、フィルタ挿抜装置60のモータ62やギア82、84、86を配置している。このモータ62やギア82、84、86においても、近赤外光カットフィルタ58や可視光カットフィルタ69が小径で済むので、動力の小さい小型のもので済む。したがって、フィルタ切換ユニット56が小型になるので、このフィルタ切換ユニット56が取り付けられたレンズ装置10も小型になる。
【0034】
図5は、監視カメラ用レンズ装置として設計されたものではなく、例えばTVカメラ用のレンズ装置として設計されたレンズ鏡胴の断面図を示している。このレンズ鏡胴は、図1に示したレンズ鏡胴12と同一なので、同一の符号12で示されている。
【0035】
レンズ鏡胴12の基端部14には、TVカメラに対応したCマウント環100が回動自在に設けられる。このCマウント環100の基部には、TVカメラの雌ねじ部にねじ込まれる雄ねじ102が形成され、またCマウント環100の前端には、ねじ環104のフランジ105に係合されるフランジ部106が形成されている。ねじ環104は、レンズ鏡胴12の外周ねじ部108に螺合されており、ねじ環104をねじ込むことにより、フランジ部106が図5上で左方向に移動されるので、Cマウント環100の内周フランジ110が、レンズ鏡胴12の端面112に圧接され、これにより、Cマウント環100がねじ環104を介してレンズ鏡胴12に固定される。
【0036】
図5のレンズ装置を、監視カメラ用レンズ装置に転用する場合、まず、ねじ環104を緩めて、マウント環100及びねじ環104をレンズ鏡胴12から取り外す。
【0037】
次に、図1に示した固定環32をレンズ鏡胴12に、ねじ34によって固定する。
【0038】
次いで、図2に示したフィルタ切換ユニット56をレンズ鏡胴12の基端部14に、ねじ90によって取り付ける。
【0039】
そして、図1に示したマウント環16及びねじ環38を、固定環32に取り付ける。以上で図5のレンズ装置から図1のレンズ装置に使用形態が変更される。したがって実施の形態のレンズ装置によれば、大幅改造のない着脱作業によって、図5に示したTVカメラ用のレンズ装置を、図1に示した監視カメラ用レンズ装置に転用することができる。
【0040】
ところで、一般的なレンズ装置のトラッキング補正量では、結像位置修正フィルタを用いても結像位置のずれを修正できない場合がある。すなわち、図6(A)に示すように、可視光カットフィルタ69使用時におけるトラッキング調整を実施した後、図6(B)に示すように近赤外光カットフィルタ58使用時におけるトラッキング調整を実施しようとした場合、そのピント位置のずれ量xが前記トラッキング補正量を上回る場合があるからである。対策として、図7に示すように、結像位置修正フィルタ(この場合は近赤外光カットフィルタ58)の厚みを厚くし、結像位置修正フィルタに光路長補正ガラスの効果を持たせる方法があるが、ある程度の厚さを超えると、フィルタ切換ユニット56の構成部材である枠体64などの機構部品が共通でなくなりコスト高となる。
【0041】
そこで、結像位置修正フィルタ(この場合は近赤外光カットフィルタ58)がもう片方(可視光カットフィルタ69または素通しの透光)と比較して厚みが厚いものとなる場合には、図8の如く、結像位置修正フィルタの枠体64をガイドフレーム70に保持させるための押え板71に、厚い方の近赤外光カットフィルタ58を逃がすための、近赤外光カットフィルタ58の作動範囲に合わせた切欠部71Aを形成した。
【0042】
これにより、図8に示したフィルタ切換ユニット156の結像位置修正機構の部品を、他機種の部品と共通化できる。また、図8に示したフィルタ切換ユニット156は、図2に示したフィルタ切換ユニット56の大きさと実質的に変わらないので、厚い近赤外光カットフィルタ58を使用しても、図1に示した狭隘な円筒状空間54内に配置することができる。よって、本来は別の目的で設計されたレンズ装置を昼間および夜間監視用レンズ装置に転用する部品の共通化の幅がさらに広がる。
【0043】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る監視カメラ用レンズ装置によれば、レンズ鏡胴内部の最後端レンズとレンズ鏡胴に取り付けられるマウント環との間に形成される略円筒状空間内に、結像位置修正用フィルタとフィルタ挿抜装置とを配置したので、本来は別の目的で設計されたレンズ装置を昼夜使用される監視カメラ用レンズ装置に転用することができるコンパクトなレンズ装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態の監視カメラ用レンズ装置の基端部構造を示した断面図
【図2】図1に示した監視カメラ用レンズ装置の基端部の組立斜視図
【図3】図1のA−Aに沿う断面図であって近赤外光カットフィルタが光軸上に位置した状態を示す説明図
【図4】図1のA−Aに沿う断面図であって可視光カットフィルタが光軸上に位置した状態を示す説明図
【図5】図1に示したレンズ装置のレンズ鏡胴と同一のレンズ鏡胴であって、TVカメラ用の交換レンズとして使用された場合のレンズ鏡胴の全体を示した断面図
【図6】トラッキング補正量でピント補正できない場合の例を示した模式図
【図7】結像位置修正フィルタに光路長補正ガラスの効果を持たせた模式図
【図8】押え板に切欠部を形成したフィルタ切換ユニットの斜視図
【符号の説明】
10…監視カメラ用レンズ装置、12…レンズ鏡胴、14…基端部、16…Cマウント環、20…監視カメラ本体、24…固体撮像素子、26…リレーレンズ、32…固定環、38…ねじ環、48…リング部材、54…円筒状空間、56…フィルタ切換ユニット、58…近赤外光カットフィルタ、60…フィルタ挿抜装置、62…モータ、64…枠体、69…可視光カットフィルタ、70…ガイドフレーム、71…押え板、71A…切欠部、72、74…マイクロスイッチ、78…台座、82、84、86…ギア、88…ラック
Claims (2)
- レンズ鏡胴に回転自在に設けられたマウント環を、カメラ本体のレンズ取付部にねじ込むことにより、カメラ本体に取り付けられるレンズ装置において、
前記レンズ鏡胴内部の最後端レンズと前記マウント環との間に形成される略円筒状空間内に、結像位置修正用フィルタと該結像位置修正用フィルタをレンズ鏡胴の光軸に対して挿抜させるフィルタ挿抜装置とが配置され、
前記マウント環は、前記レンズ鏡胴に着脱部材を介して着脱自在に取り付けられ、前記結像位置修正用フィルタと前記フィルタ挿抜装置とが連結されてフィルタ切換ユニットが構成されるとともに、該フィルタ切換ユニットは、前記レンズ鏡胴に着脱部材を介して着脱自在に取り付けられ、
前記フィルタ切換ユニットは、結像位置修正用フィルタが取り付けられた枠体、該枠体を挿抜方向にガイドするガイドフレーム、該ガイドフレームに前記枠体を保持させる押え板を有し、該押え板には、前記結像位置修正用フィルタを逃がすための切欠部が形成され、
前記枠体には、前記結像位置修正用フィルタが2枚取り付けられ、
前記押え板に形成された切欠部は、前記2枚の結像位置修正用フィルタのうち、厚みが厚い一方の結像位置修正用フィルタを逃がすために形成されるとともに、該一方の結像位置修正用フィルタの作動範囲に合わせて形成されていることを特徴とするレンズ装置。 - 前記結像位置修正用フィルタは、夜間撮影時における結像位置のずれ、又は昼間撮影時における結像位置のずれを修正する近赤外光カットフィルタ、又は可視光カットフィルタであることを特徴とする請求項1に記載のレンズ装置。
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