JP6241778B2

JP6241778B2 - レンズ装置およびカメラ装置

Info

Publication number: JP6241778B2
Application number: JP2013030983A
Authority: JP
Inventors: 雅人岡
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2013-02-20
Publication date: 2017-12-06
Anticipated expiration: 2033-02-20
Also published as: CN203759403U; JP2014160180A

Description

本発明は、入射光量を調整する絞り部を有するレンズ装置およびカメラ装置に関するものである。

従来、ビデオカメラ等のカメラ装置においては、入射光量を調整する絞り部が設けられている（例えば、特許文献１参照）。
図１２に示すように、特許文献１に記載のビデオカメラ装置１００は、複数のレンズ１０１Ａ〜１０１Ｄが光軸Ｌに沿って配列されたレンズ光学系１０１を有する。レンズ１０１Ｂとレンズ１０１Ｃとの間には、上下一対の絞り羽根１０２、１０３が配置されている。また、絞り羽根１０２、１０３の前面である入射光側には、フィルタ機能を有するＮＤフィルタ（減光フィルタ）１０４が出し入れ可能に配置されている。

絞り羽根１０２、１０３は絞り駆動装置１０５によって駆動され、絞り駆動装置１０５はＣＰＵ１０６からの信号によって駆動制御される。絞り羽根１０２、１０３は絞り位置が絞り位置検出装置１０７によって検出される。この絞り位置検出装置１０７からの信号はＣＰＵ１０６へ出力される。
また、ＮＤフィルタ１０４は、ＮＤフィルタ出／入駆動装置１０８によってレンズ絞り羽根１０２、１０３の入射光側に出し入れ動作される。

レンズ光学系１０１において絞り羽根１０２、１０３を通して入射した被写体像は、ＣＣＤ撮像素子１０９で結像され電気信号に変換される。そして、信号処理回路１１０によって光量が検出され、その光量が一定になるようにＣＰＵ１０６によって絞り量が計算される。その計算値に基づいて、ＣＰＵ１０６が絞り駆動装置１０５を駆動して、絞り羽根１０２、１０３を開閉制御する。
一方、絞り羽根１０２、１０３の絞りの位置は、絞り位置検出装置１０７によって常に監視されている。なお、この例では、位置制御方式により絞り羽根１０２、１０３の位置を制御しているが、このほか、光量に比例して絞り羽根１０２、１０３を動かす光量制御方式がある。

ここで、絞り位置が所定位置を越えた小絞り状態になると、回折現象が発生し、レンズ解像度が急激に低下する。
このため、小絞り状態となったときを絞り位置検出装置１０７によって検出し、ＣＰＵ１０６からの信号によりＮＤフィルタ出／入駆動装置１０８を駆動してＮＤフィルタ１０４を絞り羽根１０２、１０３の前面に挿入する。
この結果、ＣＣＤ撮像素子１０９に入射する光量が低下する。この入射光量に基づいて、ＣＰＵ１０６からの信号により駆動装置１０５が駆動して、絞り羽根１０２、１０３を開放側に制御する。
これにより、小絞り状態から解除され、いわゆる小絞りぼけを回避することができる。

特開平１１−６４９２１号公報（第１図）

前述したように、特許文献１に記載のビデオカメラ装置１００のように、ＮＤフィルタ１０４を用いた場合には、光量を減少させて小絞りぼけを回避することができる。
しかしながら、地面や床等で反射した反射光がある場合には、これらを除去することができないため、画質が低下する。
そこで、反射除去効果を有する偏光フィルタを用いることが考えられるが、偏光フィルタを常時用いると、結晶方向に一致した振幅成分の光しか透過させないので、光量低下、画質の悪化等を招くという問題があった。

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、反射外乱光による画質低下を防止できるレンズ装置およびカメラ装置を提供することを目的とする。

本発明のレンズ装置は、撮像素子と、前記撮像素子に光を導光するレンズ部とを備え、前記レンズ部は、レンズ本体と、前記レンズ本体と前記撮像素子との間に設けられ、移動可能な絞り板を備えた絞り部と、前記絞り部に取り付けられ、かつ前記絞り部とは独立して回動可能な偏光フィルタとを有するものである。

また、本発明のレンズ装置は、前記偏光フィルタが前記レンズ部の光軸に対して平行な線を中心として回動可能であるものである。

さらに、本発明のレンズ装置は、前記絞り部が、互いに近接離反可能な一対の絞り板と、前記一対の絞り板を移動可能に支持するベース上に取り付けられた絞り用モータとを有するものである。

本発明のレンズ装置は、撮像素子と、前記撮像素子に光を導光するレンズ部とを備え、前記レンズ部は、レンズ本体と、前記レンズ本体と前記撮像素子との間に設けられた絞り部と、前記絞り部に連動する偏光フィルタとを有し、前記絞り部は、互いに近接離反可能な一対の絞り板と、前記一対の絞り板を移動可能に支持するベース上に取り付けられた絞り用モータと前記偏光フィルタを回転させる偏光フィルタ用モータとを有し、前記絞り部の移動にともなって移動する前記偏光フィルタが前記絞り部の移動にともなって回転しないように、前記偏光フィルタ用モータを制御するものである。

また、本発明のレンズ装置は、撮像素子と、前記撮像素子に光を導光するレンズ部とを備え、前記レンズ部は、レンズ本体と、前記レンズ本体と前記撮像素子との間に設けられた絞り部と、前記絞り部に連動する偏光フィルタとを有し、前記絞り部は、互いに近接離反可能な一対の絞り板と、前記一対の絞り板を移動可能に支持するベース上に取り付けられた絞り用モータとを有し、前記偏光フィルタを回転させる偏光フィルタ用モータを前記絞り板の上に設けたものである。

さらに、本発明のカメラ装置は、上記のレンズ装置と、カメラ本体とを備えるものである。

本発明は、絞り部に連動する偏光フィルタを設けたので、通常昼間等で十分な光量が確保された環境下では、偏光フィルタが機能して反射外乱光を減光させて、画質低下を防止できる。また、夜間等の低照度環境下では反射外乱光が影響する可能性が少なく、偏光フィルタが機能しないので、照度（光量）の低下を抑えることができるという効果を有するレンズ装置およびカメラ装置を提供できる。

本発明に係る第１実施形態のカメラ装置の外観斜視図レンズ装置およびカメラ装置の構成を示す透視図本発明に係る第１実施形態のレンズ装置における絞り部の斜視図本発明に係る第１実施形態のレンズ装置における絞り部の平面図絞り板を接近させたときの図３中Ｖ−Ｖ位置の断面図（Ａ）は偏光フィルタの中立状態を示す絞り部の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）中Ａ１方向に偏光フィルタ用モータを回転させたときの平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）中Ｂ１方向に偏光フィルタ用モータを回転させたときの平面図本発明に係る第２実施形態のレンズ装置における絞り部の斜視図本発明に係る第２実施形態のレンズ装置における絞り部の平面図（Ａ）は偏光フィルタの中立状態を示す絞り部の平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）中Ａ１方向に偏光フィルタ用モータを回転させたときの平面図であり、（Ｃ）は（Ａ）中Ｂ１方向に偏光フィルタ用モータを回転させたときの平面図本発明に係る第３実施形態のレンズ装置における絞り部の斜視図（Ａ）偏光フィルタの変形例を示す概略図であり、（Ｂ）偏光フィルタの別の変形例を示す概略図従来のカメラ装置の構成を示すブロック図

（第１実施形態）
以下、本発明に係る第１実施形態のレンズ装置およびカメラ装置について、図面を用いて説明する。
図１に示すように、本発明に係る実施形態のカメラ装置１０Ａは、取付金具４０によって取付面である天井面１１に取り付けられて、例えば、感度を重要視する監視カメラ等に使用することができる。
なお、以下の説明においては、天井面１１側を「上」とし、天井面１１と反対側を「下」とする。また、カメラ装置１０Ａにおいては、撮影対象側を「前」とし、反対側を「後」とする。

取付金具４０は、天井面１１に取り付けられる円板状のベース４１およびベース４１から下方に延びる棒状の支持部４２を有する。
ベース４１の周縁部には複数の貫通孔４１１が設けられており、ねじ４１２により天井面１１に取り付けられる。なお、ここでは、３個の貫通孔４１１が設けられているが、そのうちの１個は、ベース４１の外側に開口する形状とすることができる。これにより、ベース４１の取付作業が容易になる。

支持部４２の先端（下端）には、内部に球面状の軸受部（図示省略）を有する取付部４３が取り付けられている。軸受部は、取付部４３の下方に向かって開口（開口４３１）している。取付部４３の外面には、先端が球面状の軸受部まで貫通可能な締付ねじ４３２が設けられている。
取付部４３の下側には、カメラ装置１０Ａを取り付ける締結部４４が取り付けられる。締結部４４は、一端に取付部の軸受部に収容される球状の係止部４４１を有し、下端にカメラ装置１０Ａに取り付けられる固定ねじ４４２を有する。

図１および図２に示すように、カメラ装置１０Ａは、矩形箱状の本体部１２と、本体部１２の前側に設けられたレンズ装置１３Ａを有する。
レンズ装置１３Ａには、レンズ１５、１６およびレンズ１５、１６の間に絞り部２０Ａが設けられている。さらに、レンズ１６の後方には、光学フィルタ１７および撮像素子１８が設けられている。
従って、被写体で反射した光（光軸ＢＭ）は、レンズ１５、１６および絞り部２０Ａを通して光学フィルタ１７に入射され、撮像素子１８に結像されて電気信号に変換される。

図３および図４に示すように、絞り部２０Ａは、矩形板状のベース２１を有する。なお、絞り部２０Ａの説明においては、前面２１１側を上とし、後面２１２側を下として説明する（図３参照）。
ベース２１の長手方向一方の端部（図３中左端部）付近には、光を通過させる円形の開口２１３が設けられている。
ベース２１の長手方向における開口２１３の両側には、絞り板２２Ａおよび絞り板２３が長手方向に沿って移動可能に設けられている。

絞り板２２Ａは全体矩形板状を呈しており、絞り板２３に近い側の端部はＶ字形状に切欠かれて光透過部２２１が形成されている。
同様に、絞り板２３は全体矩形板状を呈しており、絞り板２２Ａに近い側の端部はＶ字形状に切欠かれて光透過部２３１が形成されている。
これにより、両絞り板２２Ａ、２３を接近・離反させることにより、開口２１３の中心において光を通過させる空間の大きさが調整される。

図５に示すように、絞り板２２Ａの先端部（絞り板２３側端部）下面は、絞り板２２Ａの厚さの途中まで切欠２２２が設けられている。切欠２２２には円板状の偏光フィルタ２４が収容されており、偏光フィルタ２４は、光軸ＢＭに対して平行な回転軸２４１を中心として絞り板２２Ａに回転可能に支持されている。
切欠２２２は、回転軸２４１を中心とした偏光フィルタ２４より大きな円形とすることができる。
なお、切欠２２２の深さは、偏光フィルタ２４の下面が絞り板２２Ａの下面から下方に突出しない大きさとする。

図３および図４に示すように、絞り板２２Ａには、回転軸２４１を中心とした部分円弧状の長孔２２３が設けられており、偏光フィルタ２４に取り付けられている突起２４２が、長孔２２３から上方に突出している。
ベース２１の前面２１１において絞り板２２Ａ、２３と反対側の端部には、絞り用モータ２５および偏光フィルタ用モータ２６が取り付けられている。絞り用モータ２５および偏光フィルタ用モータ２６は、制御部３０（図４参照）の制御により回転する。
絞り用モータ２５の回転軸２５１には、回動アーム２５２の中心が固定されている。回動アーム２５２の両先端には、第１アーム２５３の一端および第２アーム２５４の一端が各々回転可能に取り付けられている。第１アーム２５３の他端は、絞り板２２Ａに取り付けられている。また、第２アーム２５４の他端は、絞り板２３に取り付けられている。

従って、図４に示すように、絞り用モータ２５を回転させると、回動アーム２５２が回動して、第１アーム２５３および第２アーム２５４をそれぞれ長手方向反対方向へ移動させる。
例えば、図４に示す絞り板２２Ａ、２３が開いた状態で、絞り用モータ２５を矢印Ａ１方向へ回転させると、第１アーム２５３が矢印Ａ２方向へ移動すると同時に、第２アーム２５４が矢印Ａ３方向へ移動する。その結果、一対の絞り板２２Ａ、２３が長手方向に沿って接近して重なり、光透過部２２１、２３１を小さくする（閉じる）。
また、絞り用モータ２５を矢印Ａ１と反対方向へ回転させると、一対の絞り板２２Ａ、２３が長手方向に沿って離反し、光透過部２２１、２３１を大きくする（開く）。

偏光フィルタ用モータ２６の回転軸２６１には、回動アーム２６２の端部が固定されている。回動アーム２６２の先端には、アーム２６３Ａの一端が回転可能に取り付けられている。アーム２６３Ａの他端は、偏光フィルタ２４の突起２４２に回転可能に取り付けられている。

従って、偏光フィルタ用モータ２６を回転させると、回動アーム２６２が回転して、アーム２６３Ａを長手方向へ移動させる。アーム２６３Ａは、突起２４２を回転軸２４１回りに移動させるので、偏光フィルタ２４が回転する。
例えば、図６（Ａ）に示す中立状態で偏光フィルタ用モータ２６を図６（Ａ）中矢印Ａ１方向へ回転させると、アーム２６３Ａが矢印Ａ２方向へ移動する。これにより、偏光フィルタ２４は、矢印Ａ３方向へ回転して、図６（Ｂ）に示す状態となる。
また、図６（Ａ）に示す状態で偏光フィルタ用モータ２６を図６（Ａ）中矢印Ｂ１方向へ回転させると、アーム２６３Ａが矢印Ｂ２方向へ移動する。これにより、偏光フィルタ２４は、矢印Ｂ３方向へ回転して、図６（Ｃ）に示す状態となる。

なお、絞り用モータ２５によって絞り板２２Ａ、２３を接近・離反させることにより偏光フィルタ２４も移動する。
このとき、偏光フィルタ２４の突起２４２がアーム２６３Ａを介して偏光フィルタ用モータ２６に連結されているので、偏光フィルタ用モータ２６を作動させなくても偏光フィルタ２４が回転する。
従って、絞り板２２Ａ、２３を接近・離反した際に、偏光フィルタ２４を回転させずに一定の角度を保持するためには、制御部３０は、絞り用モータ２５および偏光フィルタ用モータ２６を同時に制御しながら偏光フィルタ２４の角度を制御する。

このときの偏光フィルタ用モータ２６の制御方法としては、予め、絞り用モータ２５の回転角に対する偏光フィルタ用モータ２６の回転角をテーブルにして制御部３０に記憶しておく。そして、制御部３０は、このテーブルに基づいて、絞り用モータ２５と偏光フィルタ用モータ２６を同時に制御する。
あるいは、絞り用モータ２５の回転角度に対する絞り板２２Ａの移動量すなわち第１のアーム２５３の移動量と、偏光フィルタ用モータ２６の回転に対する偏光フィルタ２４の突起２４２の移動量を算出する。そして、偏光フィルタ２４の突起２４２の移動量が第１のアーム２５３の移動量と等しくなるように偏光フィルタ用モータ２６を制御することも可能である。

本発明のレンズ装置１３Ａの作用効果について説明する。
本発明のレンズ装置１３Ａは、撮像素子１８と、撮像素子１８に光を導光するレンズ部とを有する。レンズ部は、レンズ１５、１６と、レンズ１５、１６と撮像素子１８との間に設けられた絞り部２０Ａとを有する。
従って、被写体からの反射光（光軸ＢＭ）は、レンズ１５、１６を通り、絞り部２０Ａによって光量が調整されて、撮像素子１８に受光されて電気信号に変換される。
このとき、絞り部２０Ａに連動する偏光フィルタ２４を設けたので、通常昼間等で十分な光量が確保された環境下では、偏光フィルタ２４が機能して光量を減少させ小絞りぼけを回避できる。また、偏光フィルタ２４が反射外乱光を減光させるので、画質の低下を防止できる。また、夜間等の低照度環境下では反射外乱光が影響する可能性が少なく、偏光フィルタ２４が機能しないので、照度（光量）の低下を抑えることができ、画質の低下を防止できる。

また、本発明のレンズ装置１３Ａによれば、偏光フィルタ２４が、レンズ部の光軸ＢＭに対して平行な線を中心として回動可能である。
このため、地面や水面等の反射面に対する偏光フィルタ２４の角度を調整することにより、反射外乱光のカットの度合いを調整することができる。

また、本発明のレンズ装置１３Ａによれば、互いに近接離反可能な一対の絞り板２２Ａ、２３と、一対の絞り板２２Ａ、２３を移動させる絞り用モータを有するので、絞りを容易に調整できる。

また、本発明のレンズ装置１３Ａによれば、一対の絞り板２２Ａ、２３を近接離反させることにより偏光フィルタ２４が連動するが、偏光フィルタ用モータ２６を制御して偏光フィルタ２４が回転しないようにする。
これにより、偏光フィルタ２４の偏光角度を変えずに、一対の絞り板２２Ａ、２３を近接離反を行うことができる。

さらに、本発明のカメラ装置１０Ａによれば、絞り部２０Ａに連動する偏光フィルタ２４を設けたので、通常昼間等で十分な光量が確保された環境下では、偏光フィルタ２４が機能して光量を減少させ小絞りぼけを回避できる。また、偏光フィルタ２４が反射外乱光を減光させるので、画質の低下を防止できる。また、夜間等の低照度環境下では反射外乱光が影響する可能性が少なく、偏光フィルタ２４が機能しないので、照度（光量）の低下を抑えることができ、画質の低下を防止できる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態のレンズ装置およびカメラ装置について説明する。
なお、前述した第１実施形態に係るレンズ装置１３Ａおよびカメラ装置１０Ａと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。
図７および図８に示すように、第２実施形態のカメラ装置１０Ｂでは、レンズ装置１３Ｂの絞り部２０Ｂにおける絞り板２２Ｂ上に偏光フィルタ用モータ２６を搭載した。

このため、偏光フィルタ２４は偏光フィルタ用モータ２６と一体で移動する。
すなわち、図９（Ａ）に示す中立状態で偏光フィルタ用モータ２６を図９（Ａ）中矢印Ａ１方向へ回転させると、アーム２６３Ｂが矢印Ａ２方向へ移動する。これにより、偏光フィルタ２４は、矢印Ａ３方向へ回転して、図９（Ｂ）に示す状態となる。

また、図９（Ａ）に示す状態で偏光フィルタ用モータ２６を図９（Ａ）中矢印Ｂ１方向へ回転させると、アーム２６３Ｂが矢印Ｂ２方向へ移動する。これにより、偏光フィルタ２４は、矢印Ｂ３方向へ回転して、図９（Ｃ）に示す状態となる。
なお、偏光フィルタ２４の回転は、絞り用モータ２５の回転に左右されないので、制御部３０は、絞り用モータ２５のみ制御して偏光フィルタ２４の角度を制御する。

以上、説明したように、第２実施形態のレンズ装置１３Ｂおよびカメラ装置１０Ｂによれば、前述した第１実施形態のレンズ装置１３Ａおよびカメラ装置１０Ａと同様の作用・効果を得ることができる。
さらに、偏光フィルタ２４を回転させる偏光フィルタ用モータ２６を絞り板２２Ｂの上に設けたので、一対の絞り板２２Ｂ、２３を近接離反させても偏光フィルタ２４は回転しない。
このため、偏光フィルタ用モータ２６を制御する必要が無いので、容易に偏光フィルタ２４の角度を一定に保持することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明に係る第３実施形態のレンズ装置およびカメラ装置について説明する。
なお、前述した第１実施形態のレンズ装置１３Ａおよびカメラ装置１０Ａと共通する部位には同じ符号を付して、重複する説明を省略することとする。

図１０に示すように、第３実施形態のレンズ装置１３Ｃおよびカメラ装置１０Ｃにおける絞り部２０Ｃでは、偏光フィルタ２４の回転制御を行わない。
すなわち、前述した第１実施形態のレンズ装置１３Ａおよびカメラ装置１０Ａにおける絞り部２０Ａにおいて、偏光フィルタ用モータ２６、回動アーム２６２、アーム２６３Ａを設けない構造とした。
このため、絞り板２２Ａに長孔２２３を設ける必要が無く、偏光フィルタ２４に突起２４２も設ける必要が無い。
さらに、偏光フィルタ２４を回転可能に取り付ける必要が無く、固定するだけで良い。また、偏光フィルタ２４の形状も、円形以外でも良い。

以上、説明したように、第３実施形態のレンズ装置１３Ｃおよびカメラ装置１０Ｃによれば、偏光フィルタ２４の回転制御を行わないので、構造が簡易になるとともに、制御も容易に行うことができる。

本発明のカメラ装置は、前述した各実施形態に限定されるものでなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、前述した各実施形態においては、一方の絞り板２２Ａ、２２Ｂにのみ偏光フィルタ２４を設けた場合を例示した。このほか、本発明は図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）に示すように、両方の絞り板２２Ａ（２２Ｂ）、２３に偏光フィルタ２４、２７を設けることも可能である。この場合、絞り板２３側の偏光フィルタ２７を回転させるモータを設ける必要がある。
また、図１１（Ａ）に示すように、両偏光フィルタ２４、２７の向きを直交させることができる。あるいは、図１１（Ｂ）に示すように、両偏光フィルタ２４、２７の向きを平行とすることができる。
このようにすることにより、偏光フィルタ２４、２７の角度調整の自由度が増す。

また、前述した各実施形態においては、絞り板の位置を制御する位置制御方式による場合を例示したが、このほか、光量に比例して絞り板を動かす光量制御方式においても適用可能である。

本発明は、入射光量を調整する絞り部を有するカメラ装置に適用できる。

１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃカメラ装置
１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃレンズ装置
１５レンズ（レンズ本体）
１８撮像素子
２０Ａ絞り部
２２Ａ、２２Ｂ、２３絞り板
２１ベース
２４偏光フィルタ
２５絞り用モータ
２６偏光フィルタ用モータ
ＢＭ光軸

Claims

撮像素子と、
前記撮像素子に光を導光するレンズ部とを備え、
前記レンズ部は、レンズ本体と、前記レンズ本体と前記撮像素子との間に設けられ、移動可能な絞り板を備えた絞り部と、前記絞り部に取り付けられ、かつ前記絞り部とは独立して回動可能な偏光フィルタとを有するレンズ装置。
請求項１に記載のレンズ装置において、
前記偏光フィルタが前記レンズ部の光軸に対して平行な線を中心として回動可能であるレンズ装置。
請求項１または請求項２に記載のレンズ装置において、
前記絞り部が、互いに近接離反可能な一対の前記絞り板と、前記一対の絞り板を移動可能に支持するベース上に取り付けられた絞り用モータとを有するレンズ装置。
撮像素子と、
前記撮像素子に光を導光するレンズ部とを備え、
前記レンズ部は、レンズ本体と、前記レンズ本体と前記撮像素子との間に設けられた絞り部と、前記絞り部に連動する偏光フィルタとを有し、
前記絞り部は、互いに近接離反可能な一対の絞り板と、前記一対の絞り板を移動可能に支持するベース上に取り付けられた絞り用モータと前記偏光フィルタを回転させる偏光フィルタ用モータとを有し、
前記絞り部の移動にともなって移動する前記偏光フィルタが前記絞り部の移動にともなって回転しないように、前記偏光フィルタ用モータを制御するレンズ装置。
撮像素子と、
前記撮像素子に光を導光するレンズ部とを備え、
前記レンズ部は、レンズ本体と、前記レンズ本体と前記撮像素子との間に設けられた絞り部と、前記絞り部に連動する偏光フィルタとを有し、
前記絞り部は、互いに近接離反可能な一対の絞り板と、前記一対の絞り板を移動可能に支持するベース上に取り付けられた絞り用モータとを有し、
前記偏光フィルタを回転させる偏光フィルタ用モータを前記絞り板の上に設けたレンズ装置。
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１項に記載のレンズ装置と、
カメラ本体とを備えるカメラ装置。