WO2024048701A1

WO2024048701A1 - カメラユニット

Info

Publication number: WO2024048701A1
Application number: PCT/JP2023/031684
Authority: WO
Inventors: 孝行藤岡; 純高山
Original assignee: 興和株式会社
Priority date: 2022-09-02
Filing date: 2023-08-31
Publication date: 2024-03-07

Abstract

本発明のカメラユニット９は、カメラ本体１と、外周面にフォーカス及び／又は絞りを調節するための調節機構２１を有し、カメラ本体１に取り付けられるレンズ鏡筒２と、複数の光源３３が環状に配置され、中央にレンズ鏡筒２の先端部が挿設される中空部３２を有するリング型照明装置３と、を備えており、調節機構２１がカメラユニット９の外部に対して露出している。本発明のカメラユニット９であれば、リング型照明装置３が組み込まれた構成を有するとともに、撮影条件を柔軟に調整できる汎用性を備えたものとすることができる。

Description

カメラユニット

　本発明は、レンズ鏡筒を取り付けたカメラ本体とリング型照明装置とを備えたカメラユニットに関するものである。

　例えば工場の生産ラインの自動化（ＦＡ）工程においては、照明装置を設置するスペースを節減し、かつ撮影対象部（撮影対象物）に対して一様に光を照射できるよう、カメラと共にリング型照明装置を用いることがある。リング型照明装置は、一般に中央に中空部を備えた環状のケース部材を備え、当該ケース部材の内部に光源が所定の間隔で配置された構造になっており、例えば特許文献１や特許文献２に記載されているように、中央の中空部からレンズ鏡筒が覗くように、カメラと組み合わされて用いられる。

特開２００７－０５７４２１号公報特開２００５－２４２３８６号公報

　ところで、リング型照明装置と組み合わせて用いられるカメラに取り付けられるレンズ鏡筒は、フォーカスや絞りを調節する必要のない固定焦点・固定絞りのものが多く、従来は、ひとたびリング型照明装置と組み合わせてカメラを設置した後には、レンズ鏡筒を触る必要が生じることはほとんどなかった。そのため、特にカメラやレンズ鏡筒の操作のしやすさに配慮することもなく、カメラとリング型照明装置とを組み合わせて設置していたという実情がある。

　しかしながら、昨今、少量多品種の生産を行う現場もある中で、様々な撮影対象部に向けて異なる特性のレンズ鏡筒を用いたカメラで撮影をすることが増えてきており、フォーカスや絞りの調整機構を有するレンズ鏡筒を取り付けたカメラを、リング型照明装置と組み合わせて用いることによって、カメラユニットとしての汎用性を高めたいというニーズがある。

　本発明は、このような実状に鑑みてなされたものであり、リング型照明装置が組み込まれた構成を有するととともに、撮影条件を柔軟に調整できる汎用性のあるカメラユニットを提供することを目的とする。

　上記目的を達成するために、本発明は、カメラ本体と、外周面にフォーカス及び／又は絞りを調節するための調節機構を有し、前記カメラ本体に取り付けられるレンズ鏡筒と、複数の光源が環状に配置され、中央に前記レンズ鏡筒の先端部が挿設される中空部を有するリング型照明装置と、を備え、前記調節機構が外部に対して露出している、カメラユニットを提供する（発明１）。

　上記発明（発明１）によれば、カメラ本体に取り付けられるレンズ鏡筒の外周面にフォーカス及び／又は絞りを調節するための調節機構が設けられているので、状況に応じて撮影条件を柔軟に調節することができるとともに、その調節機構が外部に対して露出していることから、リング型照明装置が組み込まれた構成でありながらも、調節機構を円滑に動かすことできる。したがって、リング型照明装置が組み込まれた構成を有するととともに、撮影条件を柔軟に調整できる汎用性のあるカメラユニットを提供することが可能となる。

　上記発明（発明１）において、前記カメラ本体の底部と、前記リング型照明装置の底部とが固定されているベース部材をさらに備えていてもよい（発明２）。

　上記発明（発明１、２）において、前記レンズ鏡筒の先端には、一方向に回転させることにより前記調節機構の動きを規制する環状のフレーム部材が設けられていてもよい（発明３）。また、上記発明（発明３）において、前記調節機構の少なくとも一部が前記リング型照明装置に覆われており、前記フレーム部材の先端面に、前記フレーム部材を回転させるための治具と係合する係合部が形成されていてもよい（発明４）。

　カメラユニットの設置スペースが限られる場合、画角の広いレンズを用いたレンズ鏡筒を取り付けたカメラで撮影することが求められることがあるが、このようなレンズ鏡筒にリング型照明装置を組み合わせる場合、リング型照明装置が視野に干渉してこないように、リング型照明装置はレンズ鏡筒の先端部の真横付近に配置される必要がある。レンズ鏡筒の外周面に、フォーカス及び／又は絞りを調節するための調節機構（例えば、フォーカスの調節を行うための円筒形状のフォーカスリングや、絞りの調節を行うための円筒形状の絞りリング）が配置されている場合、調節機構が外部に対して露出していれば、調節機構を動かすことはできるものの、リング型照明装置の干渉によって、その調節された状態を維持するために調節機構の動きを規制するための機構（ロック機構）を設けるだけのスペースを確保できないおそれがある。上記発明（発明３、４）によれば、フレーム部材を回転させるだけで調節機構の動きを規制することができ、また、そのフレーム部材の先端面に形成された係合部に治具を係合させれば、その治具を用いてフレーム部材を簡単に回転させることが可能となるので、リング型照明装置が組み込まれたカメラユニットであっても、調節機構の調節操作やロック操作を容易に行うことができる。

　上記発明（発明４）において、前記係合部が、対向するように配置された一対の切り欠きであってもよい（発明５）。

　本発明によれば、リング型照明装置が組み込まれた構成を有するととともに、撮影条件を柔軟に調整できる汎用性のあるカメラユニットを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るカメラユニットの全体構成を示す説明図である。カメラユニットを構成するレンズ鏡筒の構造を示す説明図である。レンズ鏡筒とリング照明装置とを組み合わせた状態を示す説明図である。

　以下、本発明の一実施形態に係るカメラユニット９を図面に基づいて説明する。なお、本発明は、以下に説明する実施形態にのみ限定されるものではなく、記載された実施形態はあくまでも本発明の技術的特徴を説明するための例示にすぎない。また、各図面に示す形状や寸法はあくまでも本発明の内容の理解を容易にするために示したものであり、実際の形状や寸法を正しく反映したものではない。

　本実施形態のカメラユニット９は、図１に示すように、カメラ本体１と、レンズ鏡筒２と、リング型照明装置３と、ベース部材４とを備える。カメラ本体１にレンズ鏡筒２が取り付けられており、カメラ本体１とリング型照明装置３とはベース部材４に取り付けられているため、カメラユニット１は、一体化された状態で、例えば工場内において所望の位置を撮影できるように配置される。

　なお、本実施形態において、「後端側」とは、カメラユニット９（を構成するレンズ鏡筒２）の光軸方向に沿った方向であって、レンズ鏡筒２からカメラ本体１に向かう方向を意味する。「先端側」とは、同光軸方向に沿った方向であって、上記後端側と反対の方向を意味する。また、「後端」とは、任意の部材または部位における後端側の端部、「先端」とは、任意の部材または部位における先端側の端部をそれぞれ示す。

　カメラ本体１は、筐体１１の内部に撮像素子（不図示）が配置され、当該撮像素子によって得られた画像データを、背面に設けられた出力部１２から電気信号として外部に出力する、いわゆる産業用デジタルカメラとよばれるものである。筐体１１は略直方体形状の外形を有し、正面にはレンズ鏡筒２が取り付けられる略円筒形状のカメラ側マウント部１３が形成されている。カメラ側マウント部１３は、例えばＣマウント、ＣＳマウント、Ｓマウント、ＮＦマウント等の標準化されたレンズマウント規格に合わせて形成されていてもよく、レンズ鏡筒２の後端に設けられているレンズ側マウント部２２がカメラ側マウント部１３にねじ込まれることにより、カメラ本体１にレンズ鏡筒２が着脱自在に固定される。

　レンズ鏡筒２は、図２に示すように、外周面にフォーカス及び／又は絞りを調節するための調節機構２１を有するものであり、カメラ本体１に取り付けられることにより、カメラ本体１と共に撮影装置を構成する。本実施形態において、調節機構２１は、後端側に配置された第１調節機構２１１と、第１調節機構２１１の先端側に配置された第２調節機構２１２との２つの調節機構によって構成されている。第１調節機構２１１はフォーカスを調節するための円筒形状のフォーカスリング２１１であり、第２調節機構２１２は絞りを調節するための円筒形状の絞りリング２１２である。

　レンズ鏡筒２は、内部に複数のレンズ群（不図示）や絞り板（不図示）等が配置されており、複数の筒状部材を組み合わせることにより全体としては略円筒形状の外形を有するように構成されている。図２に示すように、レンズ鏡筒２は、その外周面に、レンズ側マウント部２２、調節機構２１、フレーム部材２４を後端側からその順に備えており、調節機構２１は、後端側に配置された第１調節機構２１１と、第１調節機構２１１の先端側に配置された第２調節機構２１２との２つの調節機構によって構成されているので、すなわち、レンズ鏡筒２の外周面には、レンズ側マウント部２２、第１調節機構２１１、第２調節機構２１２、フレーム部材２４が後端側からその順に配置されている。第１調節機構２１１を回転させると、内部のレンズ群の位置関係が変化してレンズ鏡筒２のフォーカス調節ができ、第２調節機構２１２を回転させると、内部の絞り板に設けられている絞り穴の径が変化してレンズ鏡筒２の絞り調節ができる。

　リング型照明装置３は、図３に示すように、複数のＬＥＤ（光源）３３１が環状に配置されたＬＥＤ基板３３が収納された環状のケース部材３１を備え、ケース部材３１には、その軸中心の中央にレンズ鏡筒２の先端部が挿設される中空部３２が形成されている。ケース部材３１は、中空部３２を画成する内壁部３１１と、中空部３２を囲む環状の開口部３１２を画成し、内壁部３１１から周方向に離間している外壁部３１３とを備える。内壁部３１１と外壁部３１３とは、環状の底壁部３１４から延設されて形成されている。なお、図３においては、リング型照明装置３と、リング型照明装置３の中空部３２に先端部が挿設されたレンズ鏡筒２とを組み合わせた際の位置関係がわかりやすくなるように、リング型照明装置３のみが断面図で示されている。

　ケース部材３１の開口部３１２には環状のＬＥＤ基板３３が配置される。ＬＥＤ基板３３は、環状の基板部材３３２の一方面側に複数のＬＥＤ３３１が実装されてなる。このＬＥＤ３３１の発光面が、開口部３１２の開口３１２ａに臨むようにＬＥＤ基板３３は配置されている。ＬＥＤ基板３３の先端側には開口部３１２を閉塞するように、環状のカバー板３４が嵌め込まれている。カバー板３４は、ＬＥＤ３３１からの光を通過させることができる程度の光透過性を少なくとも有していればよく、拡散透過・拡散反射性を有するプラスチック板（アクリル樹脂板、乳白ポリカーボネート樹脂板、プリズム板など）であってもよい。

　ケース部材３１の内部には、ＬＥＤ基板３３に実装されたＬＥＤ３３１を駆動するための電源回路が実装された電源基板（不図示）が収納されている。また、底壁部３１４には、図示しない電源ケーブル挿入孔が形成されている。電源ケーブルが当該電源ケーブル挿入孔から挿入されて、電源基板に電力を供給するとともに制御信号を入力して、ＬＥＤ３３１の発光を制御できるように構成されている。なお、電源ケーブル挿入孔はＬＥＤ基板３３に電力を供給等することができれば、ケース部材３１のどこに設けられていてもよい。

　レンズ鏡筒２に戻り、第１調節機構２１１（フォーカスリング２１１）には、第１調節機構２１１（フォーカスリング２１１）の位置を固定するための第１ロック機構として、外周面に突出する固定ねじ２３が設けられている。固定ねじ２３を締めると第１調節機構２１１を回転することができなくなり、第１調節機構２１１の位置を固定することができ、固定ねじ２３を緩めると第１調節機構２１１を回転することができ、第１調節機構２１１を回転させてフォーカス調節ができるようになる。なお、固定ねじ２３は、図３に示すように、第１調節機構２１１を回転させても、リング型照明装置３とは干渉しないような位置に設けられている。

　一方、第２調節機構２１２（絞りリング２１２）には、第１ロック機構（固定ねじ２３）のような形態のロック機構は、設けられていない。調節機構２１（第１調節機構２１１、第２調節機構２１２）がカメラユニット９から外部に対して露出しているので、第２調節機構２１２を回転させること自体は、リング型照明装置３が存在していても、問題なく行うことができるものの、第１ロック機構（固定ねじ２３）のような形態のロック機構を第２調節機構２１２の外周面に突出させてしまうと、リング型照明装置３との干渉が避けられない。そのため、このレンズ鏡筒２では、第２調節機構２１２の位置を固定するための第２ロック機構として、レンズ鏡筒２の先端に設けられているフレーム部材２４を用いている。フレーム部材２４を一方向に回転させることにより、当該フレーム部材２４が第２調節機構２１２の方向に移動し、第２調節機構２１２を外側から締め付けることによって、第２調節機構２１２を回転することができなくなり、第２調節機構２１２の位置を固定することができる。また、フレーム部材２４を反対方向に回転させると、第２調節機構２１２の締め付けが緩まり、第２調節機構２１２を回転させて絞り調節ができるようになる。

　カメラ本体１の底部及びリング型照明装置３の底部（に設けられた連結部３５）は、略平板形状のベース部材４に固定されており、これによって、カメラユニット９における、カメラ本体１、レンズ鏡筒２及びリング型照明装置３の位置関係が固定されている。ベース部材４は、カメラ本体１及びリング型照明装置３を安定的に支持することができさえすれば、必ずしもこのような略平板形状でなくてもよく、例えば、略直方体形状の筐体内部にカメラ本体１、レンズ鏡筒２及びリング型照明装置３を収納し、当該筐体の底面等にカメラ本体１やリング型照明装置３を固定してもよい。また、ベース部材４に対してカメラ本体１及びリング型照明装置３の底部以外の部分を固定してもよい。さらに、ベース部材４に対してカメラ本体１及びリング型照明装置３はねじ止め、接着等の公知の固定手段を用いて固定されていてもよいし、着脱自在に取り付けられていてもよい。

　本実施形態のカメラユニット９では、調節機構２１が外部に対して露出していることが特徴となっている。前述のように、ベース部材４は略平板形状であるため、カメラ本体１に取り付けられたレンズ鏡筒２がその外周面に有する調節機構２１（第１調節機構２１１、第２調節機構２１２）は、カメラユニット９の外部に対して露出していることになる。なお、ベース部材４を略直方体形状の筐体形状にした場合には、当該筐体形状のベース部材４に開口を設けてやることにより、レンズ鏡筒２の外周面に設けられている調節機構が当該筐体形状のベース部材４から露出するように構成すればよい。

　なお、ベース部材４が略平板形状であると、調節機構２１が外部に対して露出すること以外に、カメラユニット１全体のサイズをコンパクトにすることができるので、カメラユニット１の設置の省スペース化を図ることができる。また、カメラユニット９を所望の位置に安定的に設置する際には、必ずユニット全体の底部として機能する部材が必要になるので、その機能を果たしつつ、調節機構２１が外部に対して露出した状態で、カメラ本体１及びリング型照明装置３を安定的に支持することができる略平板形状のベース部材４を採用することは、極めて合理的な構成であるといえる。

　以上説明したようなカメラユニット９であれば、カメラ本体１に取り付けられるレンズ鏡筒２の外周面にフォーカス及び／又は絞りを調節するための調節機構２１が設けられているので、状況に応じて撮影条件を柔軟に調節することができるとともに、その調節機構２１が外部に対して露出していることから、リング型照明装置３が組み込まれた構成でありながらも、調節機構２１を円滑に動かすことできる。

　カメラユニット９の設置スペースが限られる場合、画角の広いレンズを用いたレンズ鏡筒２を取り付けたカメラ本体１で撮影することが求められることがあるが、このようなレンズ鏡筒２にリング型照明装置３を組み合わせる場合、リング型照明装置３が視野に干渉してこないように、リング型照明装置３はレンズ鏡筒２の先端部の真横付近に配置される必要がある。レンズ鏡筒２の外周面に、フォーカス及び／又は絞りを調節するための調節機構２１が配置されている場合、調節機構２１が外部に対して露出していれば、調節機構２１を動かすことはできるものの、リング型照明装置３の干渉によって、その調節された状態を維持するために調節機構２１の動きを規制するための機構（ロック機構）を設けるだけのスペースを確保できないおそれがある。

　そこで、調節機構２１の少なくとも一部がリング型照明装置３に覆われている場合であっても、リング型照明装置３の干渉によって、その調節された状態を維持するために調節機構２１の動きを規制することができるように、フレーム部材２４の先端面（先端側の端面）に、フレーム部材２４を回転させるための治具と係合する係合部２４１としての一対の切り欠き２４１ａ、２４１ｂが形成されている。切り欠き２４１ａ、２４１ｂは、対向するように設けられており、例えばカイラキとよばれる板状治具をレンズ鏡筒２の先端側からフレーム部材２４の切り欠き２４１ａ、２４１ｂに嵌合させ、当該治具を回転させることによってフレーム部材２４を回転させて、調節機構２１の絞りリング２１２の位置を固定することができる。

　フレーム部材２４を回転させるための治具はカイラキに限られるものではなく、例えば、フレーム部材２４の先端面に形成する係合部を対向するように設けられた２つの穴とし、カニ目レンチとよばれる２本のレンチを横方向に並べて連結部材で連結してなる治具を用いてフレーム部材２４を回転させるように構成してもよいし、フレーム部材２４の外周面を多角形状にし、当該多角形に対応する穴が形成されたソケットをフレーム部材２４の先端側からフレーム部材２４の外周面に嵌合させてフレーム部材２４を回転させるように構成してもよい。

　このようなカメラユニット９であれば、フレーム部材２４を回転させるだけで調節機構２１（絞りリング２１２）の動きを規制することができ、また、そのフレーム部材２４の先端面に形成された係合部２４１に治具を係合させれば、その治具を用いてフレーム部材２４を簡単に回転させることが可能となるので、リング型照明装置３が組み込まれたカメラユニット９であっても、調節機構２１の調節操作やロック操作を容易に行うことができる。

　以上、本発明に係るカメラユニット９について図面に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、種々の変更実施が可能である。例えば、上記実施形態では、レンズ鏡筒２に設けられた調節機構２１として、後端側に配置されたフォーカスを調節するためのフォーカスリング２１１（第１調節機構２１１）と、先端側に配置された絞りを調節するための絞りリング２１２（第２調節機構２１２）の２つが備えられていたが、これに限られるものではなく、レンズ鏡筒２がフォーカスリング２１１と絞りリング２１２とのいずれか一方のみを備えるものであってもよいし、先端側にフォーカスリング２１１が配置され、後端側に絞りリング２１２が配置されていてもよい。先端側にフォーカスリング２１１が配置されていれば、フォーカスリング２１１のロック機構としてフレーム部材２４を用いる構造としてもよい。

　本発明のカメラユニットは、ＦＡ用カメラユニットとして好適に用いられる。

９　カメラユニット
１　カメラ本体
　１１　筐体
　１２　出力部
　１３　カメラ側マウント部
２　レンズ鏡筒
　２１　調節機構
　　２１１　第１調節機構（フォーカスリング）
　　２１２　第２調節機構（絞りリング）
　２２　レンズ側マウント部
　２３　固定ねじ
　２４　フレーム部材
　　２４１　係合部
３　リング型照明装置
　３１　ケース部材
　３２　中空部
　３３　ＬＥＤ基板
　　３３１　ＬＥＤ（光源）
　　３３２　基板部材
　３４　カバー板
　３５　連結部
４　ベース部材

Claims

　カメラ本体と、
　外周面にフォーカス及び／又は絞りを調節するための調節機構を有し、前記カメラ本体に取り付けられるレンズ鏡筒と、
　複数の光源が環状に配置され、中央に前記レンズ鏡筒の先端部が挿設される中空部を有するリング型照明装置と、を備え、
　前記調節機構が外部に対して露出している、カメラユニット。
　前記カメラ本体の底部と、前記リング型照明装置の底部とが固定されているベース部材をさらに備える、請求項１に記載のカメラユニット。
　前記レンズ鏡筒の先端には、一方向に回転させることにより前記調節機構の動きを規制する環状のフレーム部材が設けられている、請求項１又は２に記載のカメラユニット。
　前記調節機構の少なくとも一部が前記リング型照明装置に覆われており、
　前記フレーム部材の先端面に、前記フレーム部材を回転させるための治具と係合する係合部が形成されている、請求項３に記載のカメラユニット。
　前記係合部が、対向するように配置された一対の切り欠きである、請求項４に記載のカメラユニット。