JP7005295B2

JP7005295B2 - 撮像ユニット及び撮像装置

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Publication number: JP7005295B2
Application number: JP2017215593A
Authority: JP
Inventors: 大輔藤原
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Priority date: 2017-11-08
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2022-01-21
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Description

本発明は、撮像ユニット及び撮像装置に関し、特にレンズ群を光軸方向に進退可能に保持する撮像ユニットと、撮像ユニットを備える撮像装置に関する。

従来、被写体を撮影するカメラユニットがドーム等の筺体に覆われ、パン軸及びチルト軸まわりに回転可能に支持され、ユーザが希望する撮影方向にカメラユニットの向きを変えて被写体を撮影することができる撮像装置が知られている。このような撮像装置については撮像ユニット（カメラユニット）の高性能化や小型化が求められている。しかし、例えば、撮像素子の大型化に伴う撮影レンズの最適化やズームの高倍率化を目的として撮像ユニットを構成するレンズ鏡筒の高性能化を図ると、レンズ鏡筒の光路長が伸びてしまう。その結果、撮像ユニットや撮像ユニットを覆う筺体を含む撮像装置全体が大型化してしまう。そこで、撮像ユニットの高性能化を図ると共に小型化を実現するレンズ鏡筒として、カム環を使用して複数のレンズ群を光軸方向に直進移動させることによりズーミングを行うレンズ鏡筒が知られている。

例えば、特許文献１には、光軸方向に移動する被写体側レンズ群と、光軸方向に移動しない中間固定レンズ群と、光軸方向に移動する撮像素子を備えるレンズ鏡筒が記載されている。このレンズ鏡筒では、被写体側レンズ群はカム環によって光軸方向に駆動され、撮像素子は２本のガイドバーで光軸方向に直進移動可能に保持されている。そして、カム環を回転する駆動源と撮像素子を直進駆動する駆動源の少なくとも一方は振動型リニアアクチュエータが用いられている。

特開２０１２－２７０５７号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されたレンズ鏡筒では、中間に固定レンズ群があり、固定レンズ保持鏡筒上に周上を略１２０°等分に配置した３つの振動型リニアアクチュエータでカム環を回転駆動させる。そのため、レンズ鏡筒全体が大型化してしまうという問題がある。また、特許文献１には、撮像素子に対して電気信号の入出力を行う電気配線や撮像素子で発生した熱を放熱する放熱部材の性能を、撮像素子を繰り返し光軸方向に進退させても劣化しないようにするための構成について記載されていない。そのため、撮像装置を筺体に収めたときの筐体の大型化を抑制しながら、撮像装置の耐久性を高めることは容易ではない。

本発明は、撮像ユニットの大型化を抑制すると共に、耐久性を高めることができる撮像ユニットを提供することを目的とする。

本発明に係る撮像ユニットは、それぞれが光学部品を保持すると共にそれぞれがカムフォロアを有する複数の第１の保持部材を有するレンズ鏡筒を備える撮像ユニットであって、それぞれが異なる駆動対象を前記レンズ鏡筒の光軸方向に駆動する２つの振動型リニアアクチュエータと、前記光軸方向と平行な軸まわりに回転可能に配置され、前記カムフォロアのそれぞれと係合するカム溝を有するカム筒と、を備え、前記複数の第１の保持部材は前記光軸方向に移動可能に配置されており、前記２つの振動型リニアアクチュエータのうち１つの振動型リニアアクチュエータは、前記複数の第１の保持部材のうち少なくとも１つの第１の保持部材を前記光軸方向に駆動して前記カム筒を回転させることにより、前記カム溝に係合した別のカムフォロアを有する他の第１の保持部材を前記光軸方向に駆動し、前記２つの振動型リニアアクチュエータは、前記光軸方向と平行な第１の側面に配置されており、前記カム筒は、前記第１の側面と直交し且つ前記光軸方向と平行な第２の側面に配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、撮像ユニットの大型化を抑制することができると共に撮像ユニットの耐久性を高めることができる。

本発明の第１実施形態に係る撮像ユニットの外観斜視図である。図１の撮像ユニットの光軸を含む面での断面図である。図１の撮像ユニットの分解斜視図である。図１の撮像ユニットが備えるカム筒のカム溝を示す展開図である。図１の撮像ユニットが備える光学フィルタ駆動機構の分解斜視図である。図１の撮像ユニットの光軸と直交する面での断面図である。図１の撮像ユニットを備える監視カメラの断面図である。図１の撮像ユニットが備えるレンズ群等の移動軌跡を示す図である。本発明の第２実施形態に係る撮像ユニットの分解斜視図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像ユニット１の外観斜視図である。説明の便宜上、図１に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を規定する。撮像ユニット１の撮影光軸（以下「光軸」という）と平行な軸をＸ軸とする。図１に示す姿勢でＸ軸が水平方向と平行であるとしたときに、鉛直方向と平行になる軸をＺ軸とし、Ｘ軸及びＺ軸と直交して水平方向と平行になる軸をＹ軸とする。

図２は、光軸を含みＺ軸と平行な面で撮像ユニット１を切断して示す断面図である。図３は、撮像ユニット１の分解斜視図である。撮像ユニット１は、レンズ鏡筒（撮影光学系）を構成するように被写体側から順に配置された光学部品、すなわち、第１群レンズＬ１、第２群レンズＬ２、第３群レンズＬ３、第４群レンズＬ４、第５群レンズＬ５及び光学フィルタＬ６を備える。また、撮像ユニット１は撮像素子Ｌ７を備え、レンズ鏡筒を通過した光は撮像素子Ｌ７に結像する。

第１群レンズＬ１は、光軸方向において移動することができないように固定されている。第２群レンズＬ２、第３群レンズＬ３及び第４群レンズＬ４は、光軸方向に移動して変倍動作（ズーミング）を行う。第５群レンズＬ５は、光軸方向に移動して合焦動作（フォーカシング）を行う。光学フィルタＬ６は、例えばＩＲカットフィルタやバンドパスフィルタであり、光軸と直交する面内で移動して光路に対して挿抜されることで、特定の波長域の光線の透過や遮光を行う。撮像素子Ｌ７は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の光電変換素子である。

撮像ユニット１は、第１群鏡筒１０、第２群鏡筒２０、ガイドバー２１，２２、カムフォロア２３、ラック部材２４、位置検出用スケール２５、第３群鏡筒３０、ガイドバー３１、カムフォロア３３、絞りユニット３６、第４群鏡筒４０及びガイドバー４１を備える。また、撮像ユニット１は、カムフォロア４３、第５群鏡筒５０、ガイドバー５１，５２、ラック部材５４、光学フィルタ保持枠６０及びカムフォロア６３を備える。更に撮像ユニット１は、撮像素子保持枠７０、ガイドバー７１，７２、ラック部材７４、位置検出用スケール７５及びセンサ基板７６を備える。

第１群鏡筒１０は、第１群レンズＬ１を保持する保持部材（第１の保持部材）である。第２群鏡筒２０は、第２群レンズＬ２を保持する保持部材（第１の保持部材）である。第２群鏡筒２０のスリーブ部がガイドバー２１に係合して第２群鏡筒２０が光軸方向に案内され、第２群鏡筒２０のＵ溝がガイドバー２２に係合して第２群鏡筒２０のガイドバー２１を中心とした回転を規制している。カムフォロア２３は第２群鏡筒２０に回転可能に取り付けられており、ラック部材２４及び位置検出用スケール２５は、第２群鏡筒２０に取り付けられている。

第３群鏡筒３０は、第３群レンズＬ３を保持する保持部材（第１の保持部材）である。第３群鏡筒３０のスリーブ部がガイドバー３１に係合して第３群鏡筒３０が光軸方向に案内され、第３群鏡筒３０のＵ溝がガイドバー２２に係合して第３群鏡筒３０のガイドバー３１を中心とした回転を規制している。カムフォロア３３は、第３群鏡筒３０に回転可能に取り付けられている。絞りユニット３６は、第３群鏡筒３０に固定されており、絞り羽根を駆動して開口径を変化させる。

第４群鏡筒４０は、第４群レンズＬ４を保持する保持部材（第１の保持部材）である。第４群鏡筒４０のスリーブ部がガイドバー４１に係合して第４群鏡筒４０が光軸方向に案内され、第４群鏡筒４０のＵ溝がガイドバー２２に係合して第４群鏡筒４０のガイドバー４１を中心とした回転を規制している。カムフォロア４３は、第４群鏡筒４０に回転可能に取り付けられている。第５群鏡筒５０は、第５群レンズＬ５を保持する保持部材である。第５群鏡筒５０のスリーブ部がガイドバー５１に係合して第５群鏡筒５０が光軸方向に案内され、第５群鏡筒５０のＵ溝がガイドバー５２に係合して第５群鏡筒５０のガイドバー５１を中心とした回転を規制している。ラック部材５４は、第５群鏡筒５０に取り付けられている。

光学フィルタ保持枠６０は、光学フィルタＬ６を保持する保持部材（第１の保持部材）である。光学フィルタ保持枠６０のスリーブ部がガイドバー５２に係合して光学フィルタ保持枠６０が光軸方向に案内され、光学フィルタ保持枠６０のＵ溝がガイドバー５１に係合して光学フィルタ保持枠６０のガイドバー５２を中心とした回転を規制している。カムフォロア６３は、光学フィルタ保持枠６０に回転可能に取り付けられている。撮像素子保持枠７０は、撮像素子Ｌ７を保持する保持部材（第２の保持部材）である。センサ基板７６は、撮像素子保持枠７０に取り付けられている。撮像素子保持枠７０のスリーブ部がガイドバー７１に係合して撮像素子保持枠７０が光軸方向に案内され、撮像素子保持枠７０のＵ溝がガイドバー７２に係合して撮像素子保持枠７０のガイドバー７１を中心とした回転を規制している。ラック部材７４と位置検出用スケール７５は、撮像素子保持枠７０に取り付けられている。

撮像ユニット１は、カム筒８０を備える。図４は、カム筒８０のカム溝を示す展開図である。カム筒８０には、第２群カム溝８２、第３群カム溝８３、第４群カム溝８４及び光学フィルタカム溝８６が形成されている。第２群カム溝８２は、第２群鏡筒２０のカムフォロア２３と係合する。第３群カム溝８３は、第３群鏡筒３０のカムフォロア３３と係合する。第４群カム溝８４は、第４群鏡筒のカムフォロア４３と係合する。光学フィルタカム溝８６は、光学フィルタ保持枠６０のカムフォロア６３と係合する。

撮像ユニット１は、固定鏡筒１０１（固定部材）、後部鏡筒１０２、ガイドバー保持部材１０３、光学フィルタ挿抜モータ保持部材１０７、カム筒付勢部材８１、光学式センサ１１３，１１４及びステッピングモータ１１５を備える。

固定鏡筒１０１には、第１群鏡筒１０、ガイドバー保持部材１０３及び光学フィルタ挿抜モータ保持部材１０７が固定される。ガイドバー２１，２２，５１，５２，７１，７２は、固定鏡筒１０１と後部鏡筒１０２に挟持される。ガイドバー３１，４１は、固定鏡筒１０１とガイドバー保持部材１０３に挟持される。カム筒付勢部材８１は、カム筒８０を光軸方向に付勢する。カム筒８０は、カム筒付勢部材８１を介して固定鏡筒１０１と後部鏡筒１０２に回転可能に挟持され、カム筒８０の回転中心軸は光軸と平行となっている。

光学式センサ１１３は固定鏡筒１０１に固定され、光学式センサ１１４は後部鏡筒１０２に固定される。光学式センサ１１３，１１４は、同等の構造を有している。光学式センサ１１３は、発光部と受光部を有し、第２群鏡筒２０に取り付けられた位置検出用スケール２５で反射した周期的な明暗パターンの光を検出して電気信号に変換し、第２群鏡筒２０の位置を検出する。同様に、光学式センサ１１４は、発光部と受光部を有し、撮像素子保持枠７０に取り付けられた位置検出用スケール７５で反射した周期的な明暗パターンの光を検出して電気信号に変換し、撮像素子保持枠７０の位置を検出する。

撮像ユニット１は、振動型リニアアクチュエータ１１１，１１２を備える。振動型リニアアクチュエータ１１１，１１２は、相対的に光軸方向に移動可能な不図示のスライダと振動体を備える。振動体は、例えば、圧電素子（電歪素子）を用いて構成されるが、圧電素子を用いたものに限定されるものではない。振動型リニアアクチュエータ１１１，１１２では、不図示のフレキシブルプリント基板を介して振動体に所定の周波数の交番電圧信号が入力されると振動体に略楕円運動が励起され、スライダとの圧接面に推力（駆動力）を発生させることができる。この推力により、スライダと振動体とに相対移動が生じる。

振動型リニアアクチュエータ１１１は固定鏡筒１０１に固定され、スライダと振動体のうち光軸方向に移動可能となっている部材がラック部材２４と係合している。振動型リニアアクチュエータ１１１に光軸方向の推力が発生すると、ラック部材２４を介して駆動対象である第２群鏡筒２０が光軸方向に進退する。第２群鏡筒２０が光軸方向に進退すると、第２群鏡筒のカムフォロア２３と係合したカム筒８０が回転する。カム筒８０が回転すると、カム筒８０に係合したカムフォロア３３，４３，６３のそれぞれを介して第３群鏡筒３０，第４群鏡筒４０，光学フィルタ保持枠６０が光軸方向に進退する。つまり、１つの振動型リニアアクチュエータ１１１で、複数の光学部品（第２群レンズＬ２、第３群レンズＬ３、第４群レンズＬ４、光学フィルタＬ６）を光軸方向に駆動することができる。

振動型リニアアクチュエータ１１２は後部鏡筒１０２に固定され、スライダと振動体のうち光軸方向に移動可能となっている部材がラック部材７４と係合している。振動型リニアアクチュエータ１１２に光軸方向の推力を発生させると、ラック部材７４を介して駆動対象である撮像素子保持枠７０を光軸方向に進退させることができる。よって、振動型リニアアクチュエータ１１１，１１２を駆動することによって、第２群鏡筒２０、第３群鏡筒３０、第４群鏡筒４０、光学フィルタ保持枠６０及び撮像素子保持枠７０を光軸方向に進退させて、変倍動作を行うことができる。

ステッピングモータ１１５は、固定鏡筒１０１に固定され、ラック部材５４と係合している。ステッピングモータ１１５を駆動すると光軸方向の推力が発生し、ラック部材５４を介して第５群鏡筒５０を光軸方向に進退させて合焦動作を行うことができる。

撮像ユニット１は、光学フィルタ挿抜モータ１１６，１１７、電気配線１０４、レンズ基板１０５及び熱伝導部材１０６を備える。光学フィルタ挿抜モータ１１６，１１７は、光学フィルタ挿抜モータ保持部材１０７に固定されており、よって、光学フィルタ挿抜モータ保持部材１０７を介して固定鏡筒１０１に固定される。

図５は、光学フィルタ駆動機構の分解斜視図である。光学フィルタ駆動機構は、光学フィルタ挿抜モータ１１６，１１７、光学フィルタ挿抜モータ保持部材１０７、ＩＲカットフィルタ６４、フィルタ保持枠６５，６７、バンドパスフィルタ６６、カバー部材６８及び係合アーム１１８，１１９を備える。

ＩＲカットフィルタ６４は、赤外線をカットする光学特性を有する。フィルタ保持枠６５は、ＩＲカットフィルタ６４を保持する。バンドパスフィルタ６６は、特定の波長域の光線を透過させる光学特性を有する。フィルタ保持枠６７は、バンドパスフィルタ６６を保持する。カバー部材６８は、光学フィルタ保持枠６０との間でフィルタ保持枠６５，６７を光軸と直交する面内で移動可能に保持する。係合アーム１１８，１１９はそれぞれ、光学フィルタ挿抜モータ１１６，１１７に結合している。また、係合アーム１１８，１１９はそれぞれ、フィルタ保持枠６５，６７に設けられた係合穴６５ａ，６７ａと係合している。

光学フィルタ挿抜モータ１１６，１１７を駆動してその出力軸が光軸と平行な軸まわりに回転することで、係合アーム１１８，１１９が回転してフィルタ保持枠６５，６７が回動する。これにより、光学フィルタ挿抜モータ１１６，１１７の回転方向を制御することにより、フィルタ保持枠６５，６７を光路に対して挿抜することができる。フィルタ保持枠６５（ＩＲカットフィルタ６４）が光路に挿入されると、赤外光がカットされた光が撮像素子Ｌ７に入射し、これにより、通常のカラー画像の生成に適した光線が得られる。フィルタ保持枠６７（バンドパスフィルタ６６）が光路に挿入されると、例えば近赤外光のような特定の波長域の光線のみが撮像素子Ｌ７に入射することで、よりコントラストの高い画像を生成することができる。フィルタ保持枠６５，６７を光路から退避させると、赤外光を含んだ光線が撮像素子Ｌ７に入射することでより多くの光量が得られるようになり、例えば、夜間等の低照度下でも撮影が可能になる。

レンズ基板１０５は、固定鏡筒１０１に固定されており、不図示のフレキシブルプリント基板を介して、給電が必要な部品への給電を行うと共に部品間での電気信号の入出力を行う。なお、フレキシブルプリント基板を介して給電が必要な部品とは、振動型リニアアクチュエータ１１１，１１２、ステッピングモータ１１５、光学フィルタ挿抜モータ１１６，１１７、光学式センサ１１３，１１４等である。レンズ基板１０５に接続されている電気配線１０４は、Ｕ字形状に屈曲した状態で、一端がセンサ基板７６に接続されて固定され、他端がレンズ基板１０５に接続されて固定されている。電気配線１０４は、センサ基板７６に保持されている撮像素子Ｌ７に対して電気信号の入出力を行う。電気配線１０４の曲率は、撮像素子保持枠７０を光軸方向に移動させるために必要な振動型リニアアクチュエータ１１２の推力が過度に増加しないように設計されている。

熱伝導部材１０６は、グラファイトシート等の高い熱伝導性を持った可撓性のシート部材で構成されている。熱伝導部材１０６の一方の端はセンサ基板７６に固定され、他方の端は不図示のヒートシンクに固定されている。熱伝導部材１０６は、センサ基板７６で発生した熱をヒートシンクに伝導することで撮像素子Ｌ７の温度上昇を抑制する放熱手段である。熱伝導部材１０６は、撮像素子保持枠７０を光軸方向に移動させるために必要な振動型リニアアクチュエータ１１２の推力が過度に増加しないように、撮像素子保持枠７０の背面側で光軸方向に伸縮自在に蛇腹形状に折り畳まれている。よって、撮像素子Ｌ７を保持した撮像素子保持枠７０を繰り返し光軸方向に進退させても、熱伝導部材１０６に加わるダメージを小さくすることができ、これにより熱伝導部材１０６の劣化を抑制することができる。つまり、熱伝導部材１０６の耐久性を高めることが可能となる。

図６は、撮像ユニット１を光軸と直交する面（ＺＸ面）で切断した断面を撮像ユニット１の前方側から見た断面図である。振動型リニアアクチュエータ１１１，１１２は、略直方体の形状を有しており、最も短い辺がＹ軸と平行となるように、撮像ユニット１の＋Ｙ方向側面（第１の側面）に配置されている。つまり、振動型リニアアクチュエータ１１１，１１２は、撮像ユニット１からの＋Ｙ方向への突出が抑制されるように、撮像ユニット１に配置されている。これにより、撮像ユニット１全体の幅（Ｙ方向長さ）を短く抑えることができる。電気配線１０４は、ＸＹ平面に略平行な平面内で屈曲するように、撮像ユニット１の－Ｚ方向側面（第２の側面）に配置されており、これにより、撮像ユニット１全体の高さが高く（Ｚ方向長さが長く）なってしまうことを抑えることができる。

カム筒８０は撮像ユニット１の＋Ｚ方向側面（第３の側面）の近傍に配置されている。また、ステッピングモータ１１５は、撮像ユニット１の－Ｙ方向側面（第４の側面）に配置されている。このように、撮像ユニット１では、光軸を挟んで対向するようにカム筒８０と電気配線１０４が配置され、光軸を挟んで対向するように振動型リニアアクチュエータ１１１，１１２とステッピングモータ１１５が配置されている。これにより、撮像ユニット１を全体的にコンパクトでバランスのよい形状にすることができる。

図７は、撮像ユニット１を備える撮像装置の一例である監視カメラ２００を光軸と直交する面で切断して示す断面図である。監視カメラ２００は、ドーム２０１、ケース２０２、インナーカバー２０３、カメラケース２０４、チルトユニット２０５及びパンユニット２０６を備える。撮像ユニット１は、カメラケース２０４の内部において、２軸（チルト軸及びパン軸）のそれぞれの軸まわりに回転可能に保持されている。チルトユニット２０５は、不図示のステッピングモータ等から構成されるチルト駆動部を有し、カメラケース２０４をチルト軸Ｔまわりに回転可能に支持している。チルトユニット２０５を駆動してカメラケース２０４をチルト方向に電気的に駆動することにより、カメラケース２０４に収納された撮像ユニット１はチルト駆動される。

インナーカバー２０３は、カメラケース２０４とチルトユニット２０５を覆った状態で、パンユニット２０６に支持されている。また、チルトユニット２０５はパンユニット２０６に支持されている。パンユニット２０６は、不図示のステッピングモータ等から構成されるパン駆動部を有し、チルトユニット２０５をパン軸Ｐまわりに回転可能に支持している。パンユニット２０６を駆動してチルトユニット２０５をパン方向に電気的に駆動することにより、カメラケース２０４に収納された撮像ユニット１がパン駆動される。こうして、監視カメラ２００において撮像ユニット１はパン軸Ｐ及びチルト軸Ｔのそれぞれの軸まわりに回転可能となっている。ケース２０２は、内部にパンユニット２０６を保持すると共に、インナーカバー２０３を収容し、ドーム２０１を保持している。ドーム２０１は、例えば、透明又は半透明のプラスチック形成された半球形状の部材であり、インナーカバー２０３を覆っている。

前述の通り、撮像ユニット１では、振動型リニアアクチュエータ１１１，１１２やステッピングモータ１１５が±Ｙ方向側面に配置され、カム筒８０や電気配線１０４が±Ｚ方向に配置されている。これにより、Ｘ方向から見たときに撮像ユニット１はチルト軸Ｔ方向（Ｙ方向）長さが短い略矩形の形状となっているため、チルト軸Ｔの周囲にチルトユニット２０５（チルト駆動部）を配置して、全体をコンパクトにまとめることが可能となっている。

図８は、撮像ユニット１の撮像光学系を構成する第１群レンズＬ１～第５群レンズＬ５、光学フィルタＬ６及び撮像素子Ｌ７の移動軌跡を示す図である。光学フィルタＬ６は、第５群レンズＬ５及び撮像素子Ｌ７と干渉しない最小距離だけ光軸方向に移動する。また、光学フィルタ挿抜モータ１１６，１１７の係合アーム１１８，１１９は、光学フィルタＬ６が光軸方向に移動しても、係合アーム１１８，１１９とフィルタ保持枠６５，６７との係合が維持される長さに設定されている。更に、カム筒８０の回転によって光軸方向に移動する第３群レンズＬ３及び第４群レンズＬ４の交角が小さく、カム筒８０に必要な回転トルクが小さいズーム範囲Ａにおいて、光学フィルタＬ６は光軸方向に移動する。このような構成により、振動型リニアアクチュエータ１１１の駆動負荷を増大させることなく、光学フィルタＬ６を光軸方向に移動させ、且つ、光路に対して挿抜することが可能となる。つまり、振動型リニアアクチュエータ１１１の駆動負荷を増大させない構成とすることで、振動型リニアアクチュエータ１１１の耐久性を高めることができる。

＜第２実施形態＞
図９は、本発明の第２実施形態に係る撮像ユニット１Ａの分解斜視図である。撮像ユニット１Ａの構成部品のうち、第１実施形態に係る撮像ユニット１の構成部品と同じ構成部品については同じ符号を付して説明を省略し、ここでは、撮像ユニット１との相違点を中心に説明を行うこととする。

撮像ユニット１Ａでは、第５群レンズＬ５が第５群鏡筒３５０に保持されている。第５群鏡筒３５０のスリーブ部がガイドバー５１に係合して第５群鏡筒３５０は光軸方向に案内され、第５群鏡筒３５０のＵ溝がガイドバー５２に係合して第５群鏡筒３５０のガイドバー５１を中心とした回転が規制されている。ラック部材３５４が、第５群鏡筒３５０に対して、光軸と直交する面内で回転可能に取り付けられている。位置検出用スケール３５５が第５群鏡筒３５０に固定されており、光学式センサ１１４は、位置検出用スケール３５５で反射した周期的な明暗パターンの光を検出して電気信号に変換することにより第５群鏡筒３５０の位置を検出する。不図示の撮像素子Ｌ７は、後部鏡筒１０２に固定されている。

振動型リニアアクチュエータ１１２は後部鏡筒１０２に固定されて、ラック部材３５４と係合している。振動型リニアアクチュエータ１１２に光軸方向の推力を発生させると、ラック部材３５４を介して第５群鏡筒３５０が光軸方向に進退し、合焦動作を行うことができる。また、振動型リニアアクチュエータ１１１を駆動することによって、第２群鏡筒２０、第３群鏡筒３０、第４群鏡筒４０、光学フィルタ保持枠６０が光軸方向に進退し、変倍動作を行うことができる。

すなわち、撮像ユニット１では、振動型リニアアクチュエータ１１２の駆動により撮像素子Ｌ７を光軸方向に進退させ、第５群鏡筒５０をステッピングモータ１１５で光軸方向に進退させる構成とした。これに対して、撮像ユニット１Ａでは、撮像素子Ｌ７の光軸方向での位置が固定される代わりに、振動型リニアアクチュエータ１１２の駆動により第５群鏡筒５０を光軸方向に進退させ、ステッピングモータ１１５を用いない構成としている。これにより、撮像ユニット１Ａでは、全体の幅（Ｙ方向長さ）を撮像ユニット１よりも短く抑えることができる。また、撮像ユニット１Ａは、振動型リニアアクチュエータ１１１，１１２が＋Ｙ方向側面に配置され、カム筒８０や電気配線１０４が±Ｚ方向に配置されている点では、撮像ユニット１と変わりはない。したがって、撮像ユニット１Ａは、撮像ユニット１に代えて監視カメラ２００に用いることができ撮像ユニット１Ａの大型化を抑制しながら、撮影光学系を高性能化することができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。例えば、撮像ユニット１では、第５群鏡筒５０をステッピングモータ１１５で駆動し、撮像素子保持枠７０を振動型リニアアクチュエータ１１２で駆動した。これに対して、振動型リニアアクチュエータ１１２とステッピングモータ１１５の配設位置を変更せずに、撮像素子保持枠７０をステッピングモータ１１５で駆動し、第５群鏡筒５０を振動型リニアアクチュエータ１１２で駆動する構成としてもよい。

１，１Ａ撮像ユニット
２０第２群鏡筒
２３カムフォロア
６０光学フィルタ保持枠
７０撮像素子保持枠
８０カム筒
１０１固定鏡筒
１０４電気配線
１０６熱伝導部材
１１１，１１２振動型リニアアクチュエータ
１１６，１１７光学フィルタ挿抜モータ
２００監視カメラ
２０１ドーム

Claims

それぞれが光学部品を保持すると共にそれぞれがカムフォロアを有する複数の第１の保持部材を有するレンズ鏡筒を備える撮像ユニットであって、
それぞれが異なる駆動対象を前記レンズ鏡筒の光軸方向に駆動する２つの振動型リニアアクチュエータと、
前記光軸方向と平行な軸まわりに回転可能に配置され、前記カムフォロアのそれぞれと係合するカム溝を有するカム筒と、を備え、
前記複数の第１の保持部材は前記光軸方向に移動可能に配置されており、
前記２つの振動型リニアアクチュエータのうち１つの振動型リニアアクチュエータは、前記複数の第１の保持部材のうち少なくとも１つの第１の保持部材を前記光軸方向に駆動して前記カム筒を回転させることにより、前記カム溝に係合した別のカムフォロアを有する他の第１の保持部材を前記光軸方向に駆動し、
前記２つの振動型リニアアクチュエータは、前記光軸方向と平行な第１の側面に配置されており、前記カム筒は、前記第１の側面と直交し且つ前記光軸方向と平行な第２の側面に配置されていることを特徴とする撮像ユニット。
前記複数の第１の保持部材がそれぞれ保持する光学部品のうちの１つは光学フィルタであり、
前記複数の第１の保持部材のうち前記光学フィルタを保持した第１の保持部材が前記カム筒の回転にしたがって前記光軸方向に移動可能な範囲は、前記複数の保持部材のうち前記カム溝に係合するカムフォロアを備える他の第１の保持部材を前記光軸方向に移動させるために必要な前記カム筒の回転トルクが小さい範囲であることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
それぞれが光学部品を保持すると共にそれぞれがカムフォロアを有する複数の第１の保持部材を有するレンズ鏡筒を備え、前記光学部品のうちの１つが光学フィルタである撮像ユニットであって、
それぞれが異なる駆動対象を前記レンズ鏡筒の光軸方向に駆動する２つの振動型リニアアクチュエータと、
前記光学フィルタを前記レンズ鏡筒の光路に対して前記光軸方向と直交する面内で挿抜する挿抜手段と、を備え、
前記複数の第１の保持部材は前記光軸方向に移動可能に配置されており、
前記２つの振動型リニアアクチュエータは、前記光軸方向と平行な第１の側面に配置され、
前記２つの振動型リニアアクチュエータのうち１つの振動型リニアアクチュエータは、前記複数の第１の保持部材のうち少なくとも１つを前記光軸方向に駆動し、
前記複数の保持部材のうち前記光学フィルタを保持した第１の保持部材は、前記挿抜手段の前記光軸方向での位置が固定された状態で、前記光軸方向に駆動されることを特徴とする撮像ユニット。
前記レンズ鏡筒を通過した光が結像する撮像素子を保持する第２の保持部材を備え、
前記２つの振動型リニアアクチュエータのうち１つの振動型リニアアクチュエータが前記第２の保持部材を前記光軸方向に駆動し、別の１つの振動型リニアアクチュエータが前記複数の第１の保持部材のうち少なくとも１つを前記光軸方向に駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
前記撮像素子で発生した熱を放熱する放熱手段を備え、
前記放熱手段は、前記第２の保持部材の背面側で前記光軸方向に伸縮自在に折り畳まれていることを特徴とする請求項４に記載の撮像ユニット。
前記撮像素子に接続され、前記光軸方向での前記撮像素子の移動に伴って屈曲する電気配線を備え、
前記電気配線は、前記撮像素子を前記光軸方向に駆動した際に前記第１の側面と直交し且つ前記光軸方向と平行な面内で屈曲するように、前記レンズ鏡筒において前記第１の側面と直交し且つ前記光軸方向と平行な第３の側面に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の撮像ユニット。
光学部品を保持すると共に前記光軸方向に移動可能に配置された第３の保持部材と、
前記第３の保持部材を前記光軸方向に駆動する駆動手段と、をさらに備え、
前記駆動手段は、前記レンズ鏡筒において前記光軸方向と平行で且つその光軸を挟んで前記第１の側面と対向する第４の側面に配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
前記振動型リニアアクチュエータは、スライダと振動体を備え、前記振動体に所定の周波数の交番電圧信号が入力されると前記振動体に略楕円運動が励起されて、前記スライダが前記駆動対象と共に移動する請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像ユニット。
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像ユニットと、
前記撮像ユニットを互いに直交する２軸のそれぞれの軸まわりに回転させる２つの駆動部と、
前記撮像ユニットを覆う半球形状のカバーと、を備えることを特徴とする撮像装置。
前記２軸のうち一方の軸は前記第１の側面と直交し、前記２軸のうち他方の軸は前記レンズ鏡筒の光軸と直交し且つ前記一方の軸と直交することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。