JP6882395B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関し、特にフィルタ等の光学部材を光路中に挿抜する機構を備えた撮像装置に関する。

従来、監視カメラ等の撮像装置においては、夜間や暗部の撮影時に、入射する赤外線を利用して画像を得るために、モータ等の駆動手段を用いて赤外線遮断用のフィルタを光路中より退避させるフィルタ切り替え機構が搭載されている。

例えば、特許文献１には、レバーのついたアクチュエータによって羽根をスライドさせる機構を用いてフィルタを保持したフィルタ枠を光路中にスライドさせるフィルタ切替え機構を有したフィルタ切り替えユニットを開示している。特許文献１では、該フィルタ切替えユニットをレンズ鏡筒の側面に設けた開口部から挿入するようにした構成が開示されている。

特開平４−１６３４２９号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、フィルタ切り替えユニットとレンズ鏡筒の側面に設けた開口部との隙間から異物が進入し撮像素子の受光面上に付着することで画質が劣化してしまう。

そこで、本発明の目的は、光学部材としてのフィルタを光路中に挿抜するフィルタ切り替え機構がレンズ鏡筒と撮像素子の間に設けられている構成において、異物が撮像素子の受光面上に付着することを防止することが可能な撮像装置を提供することである。

本発明の一側面としての撮像装置は、撮像素子を保持する基板と、光路中に挿抜可能に光学部材を保持し、レンズ鏡筒の少なくとも一部と前記撮像素子の間に配置される保持部材と、前記光学部材より前記撮像素子側に設けられ、前記撮像素子の受光面の周囲を包囲する封止部材と、を有し、前記封止部材は、前記基板と当接し、前記基板と前記レンズ鏡筒との間の隙間を封止する第１の封止部と、前記保持部材と当接し、前記レンズ鏡筒と前記保持部材との間の隙間を封止する第２の封止部とを備える。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、フィルタを光路中に挿抜するフィルタ切り替え機構がレンズ鏡筒と撮像素子の間に設けられている構成において、異物が撮像素子の受光面上に付着することを防止することが可能な撮像装置を提供することができる。

本発明の実施例１による撮像装置の斜視図である。 本発明の実施例１によるカメラユニットの斜視図である。 本発明の実施例１によるカメラユニットの断面図である。 本発明の実施例１によるレンズ鏡筒ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施例１によるカメラユニットの断面図であり、ダミーガラスが光路中に挿入された状態の図である。 本発明の実施例１による固定鏡筒と防塵ゴムの斜視図である。 本発明の実施例１による防塵ゴムの断面図である。 本発明の実施例１による防塵ゴムとレンズ鏡筒の側面図と断面図である。 本発明の実施例１による防塵ゴムの延在部の部分拡大図である。 本発明の実施例１によるフィルタベースとフィルタ保持枠の固定鏡筒への組み込み開始の状態を示す図である。 本発明の実施例１によるフィルタベースとフィルタ保持枠の固定鏡筒への組み込み途中の状態を示す図である。 本発明の実施例１によるフィルタベースとフィルタ保持枠の固定鏡筒への組み込み完成前の状態を示す図である。 本発明の実施例１によるフィルタベースとフィルタ保持枠を固定鏡筒に組み込んだ状態を示す図である。 本発明の実施例２によるレンズ鏡筒ユニットの断面図である。 本発明の実施例２による防塵ゴムの斜視図である。 本発明の実施例２による防塵ゴムの断面図である。 本発明の実施例２による防塵ゴムの断面図の部分拡大図である。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる撮像装置の斜視図である。

以下、図１〜図１３を参照して、本発明の第１の実施例による撮像装置について説明する。

図１において、１は撮像装置を示す。図２において、２は撮像装置１の内部に含まれるカメラユニットを示す。図３は、カメラユニット２の断面図である。３は前側ホルダを示し、４は後ろ側ホルダを示す。５はレンズ鏡筒ユニットを示し、レンズ鏡筒ユニット５は、前側ホルダ３と後ろ側ホルダ４に挟持されて固定される。

図４は、レンズ鏡筒ユニット５の分解斜視図である。１１は撮影レンズユニットを示し、１２は固定鏡筒（レンズ鏡筒）を示す。撮影レンズユニット１１は固定鏡筒１２にねじ込んで固定される。１３は弾性部材からなる防塵ゴム（封止部材）を示し、１４は撮像素子基板（基板）を示す。１５は撮像素子を示し、撮像素子基板１４に実装される。撮像素子基板１４は固定鏡筒１２に固定され、防塵ゴム１３は固定鏡筒１２と撮像素子基板１４に挟持される。

１６はフィルタベース（保持部材）を示す。１７はフィルタ保持枠（光学部材保持枠）を示し、一側面にラックギヤ１７ａが形成されている。１８は光学部材としての赤外カットフィルタを示し、１９はダミーガラスを示し、共にフィルタ保持枠１７に固定される。フィルタ保持枠１７は撮影レンズユニット１１の光軸に直交する方向に移動可能なようにフィルタベース１６上に保持されており、フィルタベース１６は固定鏡筒１２の側面に設けた開口部より挿入されて固定鏡筒１２に保持される。２０はフィルタ保持枠１７を光軸直交方向に駆動するためのアクチュエータを示す。２１はアクチュエータ２０に接続されたフレキシブルプリント基板を示す。２２はフィルタ保持枠１７の光軸直交方向の位置を検出するためのフォトインタラプタを示し、フレキシブルプリント基板２１に実装されている。２３はウォームギヤを示し、アクチュエータ２０のロータの回転軸に固定されている。２４は中間ギヤを示し、ウォームギヤ２３に噛合するはす歯ギヤと同軸上にフィルタ保持枠１７上に形成されたラックギヤ１７ａと噛合するピニオンギヤが形成されている。２５はギヤカバーを示し、アクチュエータ２０を保持すると共に、中間ギヤ２４を固定鏡筒１２との間で回動可能に挟持する。

次に本実施例のフィルタ切り替え動作について図４を用いて説明する。撮像素子基板１４に接続された図示しない電気配線を介してアクチュエータ２０に駆動信号が入力されると、アクチュエータ２０のロータが回転軸周りに回転する。アクチュエータ２０のロータが回転すると、アクチュエータ２０のロータの回転軸に固定されたウォームギヤ２３にはす歯ギヤが噛合した中間ギヤ２４が回転する。中間ギヤ２４が回転すると、中間ギヤ２４の平歯ギヤにラックギヤ１７ａが噛合したフィルタ保持枠１７が光軸直交方向に移動する。アクチュエータ２０には、所定の移動量だけフィルタ保持枠１７が移動すると停止するよう駆動信号が入力される。図３は赤外カットフィルタ１８が光路中に挿入された状態を示しているのに対して、図５はダミーガラス１９が光路中に挿入された状態を示しており、図中の矢印で示す光軸直交方向にフィルタ保持枠１７が駆動されることにより、赤外カットフィルタ１８またはダミーガラス１９が選択的に光路中に挿抜可能に挿入される。

次に、本実施例における防塵ゴム１３の作用について説明する。図６は固定鏡筒１２と防塵ゴム１３の斜視図を示し、図７は防塵ゴム１３の断面図を示す。また、図８（ａ）は固定鏡筒１２と防塵ゴム１３の側面図を示し、図８（ｂ）はその断面図（断面Ａ−Ａ）を示す。図９は図８（ｂ）の部分拡大図を示す。防塵ゴム１３は開口部１３ｂを有したゴム製の部材であり、４箇所の係合穴１３ａ（被係合部）を有する。係合穴１３ａが固定鏡筒１２の側面に設けた４箇所の係合部１２ａに係合することによって、防塵ゴム１３は固定鏡筒１２に固定される。防塵ゴム１３は、略四角錐台形状の第１の封止部１３ｃと、撮影レンズユニット１１の光軸に直交する方向に延設して形成された２箇所の略矩形平板形状の第２の封止部１３ｄを有する。第１の封止部１３ｃおよび第２の封止部１３ｄの厚みは、防塵ゴム１３のうちの第１の封止部１３ｃおよび第２の封止部１３ｄ以外の箇所の厚みよりも薄く作られている。第１の封止部１３ｃと第２の封止部１３ｄの厚みは同じであっても、一方が他方より厚い構成であってもよい。第２の封止部１３ｄの形状は、上述した略矩形平板形状に限定されるものではなく、撮影レンズユニット１１の光軸方向に突出する凸形状であればよい。

防塵ゴム１３は係合穴１３ａ周辺を光軸方向被写体側に延在した延在部１３ｅ（図９（ａ））を有しており、固定鏡筒１２の外形１２ｅからはみ出るまで延在される（延在部の端部は、固定鏡筒の端部より外側に位置する）。その結果、延在部１３ｅを掴むことで、係合穴１３ａを係合部１２ａに係合させて防塵ゴム１３を固定鏡筒１２に取り付けたり取り外したりする際の組立作業を容易に行うことが可能となる。ここでは、固定鏡筒１２の外形１２ｅからはみ出るまで延在部１３ｅを延在させているが、係合部１２ａと係合穴１３ａとの取り付け取り外しがし易い形状であればよく、例えば、延在部１３ｅ近傍に固定鏡筒１２に凹形状１２ｆ（図９（ｂ））があってもよく、もしくは、延在部１３ｅにアーチ形状１３ｆ（図９（ｃ））または凸形状１３ｇ（図９（ｄ））があってもよい。

図１０〜図１３は、フィルタベース１６とフィルタ保持枠１７を固定鏡筒１２に組み込む際のシーケンスを示した図である。図１０はフィルタベース１６とフィルタ保持枠１７の組み込み開始直後の状態を示す図である。固定鏡筒１２には防塵ゴム１３が取り付けられ、撮像素子基板１４が複数の接着部１２ｃで接着固定されている。なお、本実施例では撮像素子基板１４は固定鏡筒１２に接着固定されているが、螺子で固定されていても、あるいは弾性部材で付勢されて固定されていてもよい。この状態で、固定鏡筒１２の側面に設けた開口部１２ｂより、赤外カットフィルタ１８とダミーガラス１９を固定したフィルタ保持枠１７とフィルタベース１６を図中矢印で示す光軸直交方向に挿入する。

図１１はフィルタベース１６とフィルタ保持枠１７を固定鏡筒１２にさらに挿入した状態を示す図である。このとき、フィルタベース１６に防塵ゴム１３の一方の第２の封止部１３ｄが当接し、第２の封止部１３ｄが図中矢印で示す光軸に直交する方向に弾性変形により撓んで摺接する。このため、第２の封止部１３ｄは、図中矢印とは反対の方向に作用する力をフィルタベース１６に作用させる。また、防塵ゴム１３はフィルタベース１６に封止部１３ｄを介して光軸方向撮像素子側に押圧されることになるが、固定鏡筒１２とは係合穴１３ａによって係合されている為、光軸方向撮像素子側に移動することがなく、その結果封止部材１３に当接している撮像素子基板１４に有害な負荷をかけることがなく、撮像素子基板１４の接着ずれを防止できる。また、この効果は前述したように第２の封止部１３ｄの厚さを薄くすることで、さらに発揮できる。

図１２はフィルタベース１６とフィルタ保持枠１７を固定鏡筒１２にさらに挿入した状態を示す図である。このとき、フィルタベース１６に防塵ゴム１３の一方の第２の封止部１３ｄに加えて、他方の第２の封止部１３ｄも当接し、２箇所の第２の封止部１３ｄが図中矢印で示す光軸直交方向に撓んで摺接する。

図１３はフィルタベース１６とフィルタ保持枠１７の固定鏡筒１２への挿入が完了した状態を示す図である。挿入完了時には、フィルタベース１６の撮像素子側に設置した複数の当接部１６ａが固定鏡筒１２の開口部の内面と当接することによって、フィルタベース１６およびフィルタ保持枠１７が図中矢印で示す光軸方向被写体側に移動する。それによって、フィルタベース１６と固定鏡筒１２の側面の被写体側の隙間１２ｄがほぼ無くなり、隙間１２ｄからの異物の進入を防止すると共に、フィルタ保持枠１７が固定鏡筒１２とフィルタベース１６との間でガタつくことなく良好に摺動できるようになる。このとき、フィルタベース１６と固定鏡筒１２の側面の撮像素子側に生じた隙間１２ｅから異物が進入したとしても防塵ゴム１３の第２の封止部１３ｄによって封止される。また、固定鏡筒１２と撮像素子基板１４との間から異物が進入したとしても防塵ゴム１３の第１の封止部１３ｃで封止される。このように、防塵ゴム１３は、撮像素子１５の受光面の周囲を包囲し、これにより、異物が撮像素子１５の受光面上に到達することがない。

以下、図１４〜図１７を参照して、本発明の第２の実施例による撮像装置について説明する。第１の実施例と同一部分には同一符号を付し、相違する点のみを説明する。

図１４はレンズ鏡筒ユニット１０５の断面図を示し、図１５は防塵ゴム１１３の斜視図を示し、図１６は防塵ゴム１１３の断面図を示す。図１７は防塵ゴム１１３の断面図の部分拡大図を示す。実施例１と相違する点は防塵ゴムの形状のみである。

防塵ゴム１１３は開口部１１３ｂを有したゴム製の部材であり、４箇所の係合穴１１３ａを有する。係合穴１１３ａは固定鏡筒１２の側面に設けた４箇所の係合部１２ａに係合することによって、防塵ゴム１１３が固定鏡筒１２に固定される。防塵ゴム１１３は、略四角錐台形状の第１の封止部１１３ｃと、開口形状が略矩形である角型蛇腹形状をした第２の封止部１１３ｄを有する。第１の封止部１１３ｃおよび第２の封止部１１３ｄの厚みは、防塵ゴム１１３のうちの第１の封止部１１３ｃおよび第２の封止部１１３ｄ以外の箇所よりも薄く作られている。以下、フィルタベース１６とフィルタ保持枠１７を固定鏡筒１２に組み込む際の防塵ゴム１１３の作用については実施例１と同様であり、防塵ゴム１１３の第１の封止部１１３ｃおよび第２の封止部１１３ｄにより、異物が撮像素子１５の受光面上に到達することがない。なお、防塵ゴム１１３の第２の封止部１１３ｄは開口部１１３ｂを包囲する形状の弾性体であれば本実施形態に限られるものではない。

また、第２の封止部１１３ｄはフィルタベース１６と摺接する開口部の近傍１１３ｅの厚みｔ１が第２の封止部１１３ｄの厚みｔ２よりも厚く作られている。これにより、フィルタベース１６とフィルタ保持枠１７を固定鏡筒１２に組み込む際に、第２の封止部１１３ｄの開口部近傍１１３ｅがフィルタベース１６と摺れることによって捲れ上がり、フィルタベース１６との間に隙間ができてしまうことがない。また、本実施例ではフィルタベース１６に、ゴミ封止用にダミーガラス１１６を固定しているが、フィルタベース１６とフィルタ保持枠１７を固定鏡筒１２に組み込む際に、第２の封止部１１３ｄの開口部近傍１１３ｅが撓んでダミーガラス１１６と接触することによりダミーガラス１１６を汚損することがない。なお、第２の封止部１１３ｄの開口部近傍１１３ｅの４辺のうち、第２の封止部１１３ｄの厚みより厚くするのは、少なくともフィルタベース１６の挿入方向に対して直交する２辺であればよい。

以上により、フィルタを光路中に挿抜するフィルタ切り替え機構をレンズ鏡筒の側面に設けた開口部から挿入する構成において、異物が撮像素子の受光面上に付着することを防止することが可能な撮像装置を提供することができる。

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。

１３，１１３：防塵ゴム（封止部材）
１３ｃ：第１の封止部
１３ｄ：第２の封止部
１４：撮像素子基板（基板）
１５：撮像素子
１６：フィルタベース（保持部材）
１７：フィルタ保持枠
１８：赤外カットフィルタ（光学部材）

Claims (19)

1. 撮像素子を保持する基板と、
   光路中に挿抜可能に光学部材を保持し、レンズ鏡筒の少なくとも一部と前記撮像素子の間に配置される保持部材と、
   前記光学部材より前記撮像素子側に設けられ、前記撮像素子の受光面の周囲を包囲する封止部材と、を有し、
   前記封止部材は、前記基板と当接し、前記基板と前記レンズ鏡筒との間の隙間を封止する第１の封止部と、前記保持部材と当接し、前記レンズ鏡筒と前記保持部材との間の隙間を封止する第２の封止部とを備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記封止部材は、前記レンズ鏡筒に設けられた複数の係合部に係合する複数の被係合部を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記複数の被係合部の少なくとも１つは、前記レンズ鏡筒に保持される撮影レンズの光軸方向に延在した延在部を有し、
   前記延在部の端部は、前記レンズ鏡筒の端部より外側に位置することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記複数の被係合部の少なくとも１つは、前記レンズ鏡筒に保持される撮影レンズの光軸方向に延在した延在部を有し、
   前記延在部は、凸形状を有することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
5. 前記複数の被係合部の少なくとも１つは、前記レンズ鏡筒に保持される撮影レンズの光軸方向に延在した延在部を有し、
   前記延在部は、アーチ形状を有することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
6. 前記複数の被係合部の少なくとも１つは、前記レンズ鏡筒に保持される撮影レンズの光軸方向に延在した延在部を有し、
   前記レンズ鏡筒は、前記延在部近傍に、凹形状を有することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
7. 前記第２の封止部は、
   前記レンズ鏡筒に保持される撮影レンズの光軸方向に直交する方向に延設して形成され、前記光軸方向に突出する凸形状であり、
   弾性変形することで前記保持部材と当接することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置。
8. 前記保持部材は、前記レンズ鏡筒の側面に設けられた開口部より前記レンズ鏡筒に保持される撮影レンズの光軸方向に直交する方向から前記レンズ鏡筒の内部に挿入されることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。
9. 前記第２の封止部は、前記保持部材に、前記保持部材を前記開口部から挿入する方向とは反対の方向に働く力を作用させることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記第２の封止部は、前記保持部材を前記開口部から挿入する方向に撓んで摺接していることを特徴とする請求項８または９に記載の撮像装置。
11. 前記保持部材は、前記レンズ鏡筒に保持される撮影レンズの光軸方向に直交する方向に移動可能な光学部材保持枠によって、前記光学部材を光路中に挿抜可能に保持することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の撮像装置。
12. 前記レンズ鏡筒に保持される撮影レンズの光軸方向に直交する方向において、前記第１の封止部の厚みおよび前記第２の封止部の厚みは、前記封止部材の他の箇所の厚みより薄いことを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の撮像装置。
13. 前記封止部材は、弾性部材であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の撮像装置。
14. 前記第２の封止部は、前記光軸方向に伸びる板形状であることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
15. 前記第２の封止部は、前記光軸方向に伸びる蛇腹形状であることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
16. 前記第２の封止部のうち、前記保持部材と当接する当接面近傍の厚みが、前記第２の封止部の他の箇所の厚みより厚いことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の撮像装置。
17. 前記第２の封止部のうち、前記保持部材を前記レンズ鏡筒の側面に設けられた開口部から挿入する方向と直交する方向に延設して形成された、前記保持部材と当接する当接面近傍の厚みが、前記第２の封止部の他の箇所の厚みより厚いことを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項に記載の撮像装置。
18. 撮像素子を保持する基板と、
    光路中に挿抜可能に光学部材を保持し、レンズ鏡筒の少なくとも一部と前記撮像素子の間に配置される保持部材と、
    前記光学部材より前記撮像素子側に設けられ、前記撮像素子の受光面の周囲を包囲する封止部材と、を有し、
    前記封止部材は、前記基板と当接する第１の封止部と、前記保持部材と当接する第２の封止部と、前記レンズ鏡筒に設けられた複数の係合部に係合する複数の被係合部とを備えることを特徴とする撮像装置。
19. 撮像素子を保持する基板と、
    光路中に挿抜可能に光学部材を保持し、レンズ鏡筒の少なくとも一部と前記撮像素子の間に配置される保持部材と、
    前記光学部材より前記撮像素子側に設けられ、前記撮像素子の受光面の周囲を包囲する封止部材と、を有し、
    前記封止部材は、前記基板と当接し、前記基板と前記レンズ鏡筒との間の隙間から異物が浸入することを抑制するための第１の封止部と、前記保持部材と当接し、前記レンズ鏡筒と前記保持部材との間の隙間から異物が浸入することを抑制するための第２の封止部とを備えることを特徴とする撮像装置。

Images