(57)【要約】【課題】  高精度かつ効率的にレンズ位置調整をする。【解決手段】  カメラ本体ａ２とカメラ本体ａ２に対し回転することで前後位置が変化するレンズユニットａ１とを具備したカメラモジュールＡを調整対象としたレンズ位置調整装置であって、基台１０と、基台１０上に固定されカメラモジュールＡを着脱可能に装着する固定部２０と、固定部２０の前方側で前後方向へ移動するように基台１０に支持された可動部３０と、可動部３０に回転可能に支持されその回転中心部に開口４１を有するクランプ回転体４０と、開口４１の内縁に固定されてレンズユニットａ１の外周部に弾性的に嵌り合う弾性嵌合部材５１と、クランプ回転体４０を駆動回転する駆動機構６０とを備えている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ本体と該カメラ本体に対し回転することで前後位置が変化するレンズユニットとを具備したカメラモジュールを調整対象としたレンズ位置調整装置であって、
基台と、前記基台上に固定され前記カメラモジュールを着脱可能に装着する固定部と、前記固定部の前方側で前後方向へ移動するように前記基台に支持された可動部と、前記可動部に回転可能に支持されその回転中心部に開口を有するクランプ回転体と、前記開口の内縁に固定されて前記レンズユニットの外周部に弾性的に嵌り合う弾性嵌合部材と、前記クランプ回転体を駆動回転する駆動機構とを備えていることを特徴とするレンズ位置調整装置。
【請求項２】
前記クランプ回転体は、前記レンズユニットの視野角に沿って徐々に拡径する円錐状に形成され、前記開口を有する後部側を前記可動部に挿通していることを特徴とする請求項１記載のレンズ位置調整装置。
【請求項３】
前記カメラ本体によって撮像される画像に応じて前記クランプ回転体の回転量を制御する制御部を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ位置調整装置。
【請求項４】
前記固定部は、後方側から前記レンズユニットを挿通して前方の前記開口内へ導くレンズ導入孔と、前記カメラ本体を前進不能に受ける受面とを有し、この固定部には、前記カメラ本体を前記受面に押し付けるための押付け機構が支持されていることを特徴とする請求項１〜３何れか１項記載のレンズ位置調整装置。
【請求項５】
前記押付け機構は、前記受面に対向して設けられていることを特徴とする請求項４記載のレンズ位置調整装置。
【請求項６】
前記可動部を移動方向の一方側へ付勢する付勢部材を備えることを特徴とする請求項１〜５何れか１項記載のレンズ位置調整装置。
【請求項７】
前記駆動機構は、モータと動力伝達機構を備え、これらモータと動力伝達機構は、前記可動部に支持されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項記載のレンズ位置調整装置。
【請求項８】
請求項１〜７何れか１項記載のレンズ位置調整装置を用いてレンズ位置を調整する工程を含むカメラモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視カメラ等のレンズユニットの前後位置を調整するレンズ位置調整装置及びカメラモジュールの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の監視カメラは、例えば特許文献１に記載されるように、回転操作されることで光軸に沿って前後移動可能なフォーカスレンズ及びズームレンズと、これらを所定位置で固定するために締め付けられるロック摘みとを具備している。
このような構造の監視カメラは、設置場所に応じて焦点距離が固定される場合が多いため、予め製造段階において、手作業などによってフォーカスレンズ及びズームレンズを位置決めし固定した後に販売されることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１５４３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような監視カメラを量産する場合には、上記したレンズ位置の調整作業に時間がかかる上、調整後のレンズ位置にばらつきを生じ易い。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような課題を解決するために、本発明は以下の構成を具備するものである。
カメラ本体と該カメラ本体に対し回転することで前後位置が変化するレンズユニットとを具備したカメラモジュールを調整対象としたレンズ位置調整装置であって、基台と、前記基台上に固定され前記カメラモジュールを着脱可能に装着する固定部と、前記固定部の前方側で前後方向へ移動するように前記基台に支持された可動部と、前記可動部に回転可能に支持されその回転中心部に開口を有するクランプ回転体と、前記開口の内縁に固定されて前記レンズユニットの外周部に弾性的に嵌り合う弾性嵌合部材と、前記クランプ回転体を駆動回転する駆動機構とを備えていることを特徴とするレンズ位置調整装置。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係るレンズ位置調整装置の一例を示す斜視図である。
【図２】同レンズ位置調整装置を示す側面図である。
【図３】同レンズ位置調整装置を上斜め後方側から視た斜視図であり、（ａ）は固定部にカメラモジュールを接近させている状態を示し、（ｂ）はカメラモジュールを押付け機構によって固定部に押し付けている状態を示す。
【図４】同レンズ位置調整装置を光軸に沿って切断した縦断面図である。
【図５】可動部からクランプ回転体を外した状態を示す斜視図である。
【図６】クランプ回転体とカメラモジュールの関係を示す縦断面図である。
【図７】（ａ）カメラモジュールを示す斜視図、（ｂ）は同カメラモジュールについてレンズユニットと位置固定ナットを外した状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。
【０００８】
レンズ位置調整装置１は、平板状の基台１０と、基台１０上に固定されカメラモジュールＡを着脱可能に装着する固定部２０と、固定部２０の前方側（図１のＸ方向側）で前後方向へ移動するように基台１０に支持された可動部３０と、可動部３０に回転可能に支持されその回転中心部に開口４１を有するクランプ回転体４０と、開口４１の内縁に固定されてレンズユニットａ１に対し弾性的に嵌り合う弾性嵌合部材５１（図６参照）と、クランプ回転体４０を駆動回転する駆動機構６０と、カメラモジュールＡのカメラ本体ａ２（図７参照）を固定部２０の受面２２に押し付ける押付け機構７０（図２及び図３参照）と、カメラ本体ａ２によって撮像される画像に応じてクランプ回転体４０の回転量を制御する制御部８０（図２参照）とを備えている。
【０００９】
カメラモジュールＡは、図７に示すように、カメラ本体ａ２と、カメラ本体ａ２に対し回転することで前後方向のフォーカス位置が変化する円筒状のレンズユニットａ１と、レンズユニットａ１の位置を固定する固定ナットａ３とを具備している。
このカメラモジュールＡの製造工程には、レンズ位置調整装置１を用いてレンズユニットａ１の位置を調整する工程が含まれる。
【００１０】
カメラ本体ａ２は、平板状の基板ａ２１と、基板ａ２１前面に固定された撮像ケース部ａ２２と、撮像ケース部ａ２２の前面に固定された固定筒部ａ２５とを一体的に具備している。
撮像ケース部ａ２２は、矩形箱状に形成され、内部にＣＣＤ等の撮像素子（図示せず）を固定している。
固定筒部ａ２５は、内周面に雌ネジ部を有する円筒状に形成され、撮像ケース部ａ２２及び基板ａ２１に対し不動に固定されている。
【００１１】
レンズユニットａ１は、内部に単数もしくは複数のレンズを固定した円筒状部材の外周面に、固定筒部ａ２５の雌ネジ部に螺合する雄ネジ部を形成している。
【００１２】
なお、図中、符号ａ２３は、基板ａ２１の発熱を放熱するためのヒートシンクである。また、符号ａ２４は，コンデンサー等の電子部品である。
【００１３】
固定ナットａ３は、外周面に周方向へわたる凹凸を有するとともに内周面にレンズユニットａ１外周面の雄ネジ部に螺合する雌ネジ部を有するリング状の部材である。この固定ナットａ３は、固定筒部ａ２５内に螺合したレンズユニットａ１の外周部でカメラ本体ａ２側へ締め付けられ、固定筒部ａ２５の前端面に圧接されて、レンズユニットａ１を前後へ移動しないように固定する。
【００１４】
基台１０は、矩形平板状の基盤１１と、基盤１１上の両端部側に固定された二つの平板状の補助基盤１２，１２とから一体に構成され、補助基盤１２，１２上に、後述する固定部２０及び可動部３０等を支持している（図３参照）。
なお、他例としては、補助基盤１２，１２を省いて、基盤１１上に固定部２０及び可動部３０を支持した構成とすることも可能である。
【００１５】
固定部２０は、基台１０に対し略垂直に起立した板状の部材であり、補助基盤１２，１２間に跨って不動に固定されている。
この固定部２０は、後方側からカメラモジュールＡのレンズユニットａ１を挿通して前方のクランプ回転体４０の開口４１へ導くレンズ導入孔２１と、カメラモジュールＡのカメラ本体ａ２を前進不能に受ける受面２２とを有する。そして、この固定部２０には、カメラ本体ａ２を受面２２に押し付けるための押付け機構７０が支持されている（図３参照）。
【００１６】
なお、図３中の符号２４は、カメラモジュールＡの電子部品ａ２４（コンデンサー等）を挿入するための貫通孔、符号２５は、カメラモジュールＡのヒートシンクａ２３に嵌り合う切欠部である。これら貫通孔２４及び切欠部２５は、カメラモジュールＡの周方向の位置を決める位置決め篏合部としても機能する。
【００１７】
レンズ導入孔２１は、カメラモジュールＡのレンズユニットａ１を挿入可能な貫通孔である。
受面２２は、固定部２０の後面に形成された凹部の底面であり、カメラモジュールＡの撮像ケース部ａ２２の前端面を受ける。レンズ導入孔２１は、この受面２２上に開口している。
【００１８】
可動部３０は、固定部２０の前方側で固定部２０に対し略平行に直立する板状の部材である。
この可動部３０は、後述するクランプ回転体４０の後端側を挿通するための貫通状のクランプ回転体挿通孔３０ａを有し、このクランプ回転体挿通孔３０ａの周囲に、周方向に所定間隔を置いて複数の転動部材３１を支持している。そして、これら複数の転動部材３１は、クランプ回転体挿通孔３０ａに挿通されたクランプ回転体４０の後端側の円筒部４２を、回転自在に支持している。この軸受構造によれば、比較的省スペースで安価な構造によって、クランプ回転体４０を回転自在に支持することができる。
【００１９】
なお、他例としては、可動部３０のクランプ回転体挿通孔３０ａとクランプ回転体４０の円筒部４２の間に単数のベアリングを介在し、このベアリングによってクランプ回転体４０を回転自在に支持する構成とすることも可能である。
【００２０】
また、可動部３０は、幅方向へ間隔を置いた二つの直線スライド支持機構３５によって基台１０に支持されている。
【００２１】
各直線スライド支持機構３５は、前後に間隔を置いた二つの支持台３５ｄ，３５ｄと、これら支持台３５ｄ，３５ｄの間にわたって支持されたガイドシャフト３５ａと、このガイドシャフト３５ａに環状に装着されて前後方向へ移動可能なリニアブッシュ３５ｂ（リニアボールベアリング）と、リニアブッシュ３５ｂよりも後側でガイドシャフト３５ａに環状に装着された付勢部材３５ｃ（図示例によれば圧縮コイルスプリング）とを具備し、リニアブッシュ３５ｂに可動部３０を固定している。
したがって、この直線スライド支持機構３５によれば、付勢部材３５ｃよりも前側の範囲Ｅ１（図２参照）では、可動部３０が付勢部材３５ｃの付勢力を受けることなく前後方向へ自在に移動可能であり、範囲Ｅ１よりも後側では、可動部３０が付勢部材３５ｃの付勢力を受けながら前後方向へ移動可能である。
【００２２】
クランプ回転体４０は、レンズユニットａ１の視野角に沿って徐々に拡径する略円錐状に形成される。このクランプ回転体４０は、その後端側の小径部分を、可動部３０のクランプ回転体挿通孔３０ａに遊挿し、その遊挿部分よりも前側の円筒部４２の外周面が、可動部３０側に支持された複数の転動部材３１によって回転自在に受けられる（図４及び図５参照）。
クランプ回転体４０の外周部には、後述する駆動機構６０からの回転力を受けるギヤ部４３（例えば平歯車）が全周にわたって設けられる。
【００２３】
また、クランプ回転体４０の回転中心側には開口４１が設けられ、この開口４１には、ホルダ４４を介して弾性嵌合部材５１が嵌め合わせられている。
【００２４】
ホルダ４４は、内周部に全周へわたる凹溝を有する環状の部材であり、クランプ回転体４０に嵌り合って不動に固定されている。
弾性嵌合部材５１は、ホルダ４４の前記凹溝に嵌り合い圧接したゴム製のＯリングであり、クランプ回転体４０及びホルダ４４と一体的に回転及び進退する。
ホルダ４４の前記凹溝の深さは、弾性嵌合部材５１が弾性変形してレンズユニットａ１の外周部を把持するように、その深さが適宜に設定される。すなわち、この溝深さの調整により、弾性嵌合部材５１によるレンズユニットａ１のクランプ力を容易に最適化することができる。
【００２５】
なお、弾性嵌合部材５１の他例としては、Ｏリング以外の環状弾性体や、ホルダ４４内に周方向へ間を置いて配設された複数の弾性体等とすることも可能である。
また、図示例以外の他例としては、ホルダ４４を省いて、弾性嵌合部材５１の外周部を開口４１に直接嵌め合わせた態様とすることも可能である。
【００２６】
また、駆動機構６０は、モータ６４と動力伝達機構６０ａを備え、モータ６４の回転力を動力伝達機構６０ａによって適宜な回転速度に減速してクランプ回転体４０へ伝達する。
モータ６４は、回転角を制御可能な電動の回転式モータであり、例えば、ステッピングモータやサーボモータ等によって構成される。
動力伝達機構６０ａは、図示例によれば、クランプ回転体４０外周のギヤ部４３に噛み合った駆動ギヤ６１と、この駆動ギヤ６１に回転力を伝達するベルト６２と、ベルト６２に回転力を伝達する駆動プーリー６３とを備え、駆動プーリー６３をモータ６４の出力軸に固定している。
なお、動力伝達機構６０ａは、複数の歯車のみからなる回転力伝達機構や、プーリーとベルトのみからなる回転力伝達機構、モータ６４の回転力を直接ギヤ部４３に伝達する構造等に置換することが可能である。
【００２７】
また、押付け機構７０は、受面２２に対向して設けられる。この押付け機構７０は、固定部２０の後方へ離れ下方へ回動した離間位置（図３（ａ）参照）と、固定部２０の受面２２に接触したカメラモジュールＡの後端面に押し付けられた押圧位置（図３（ｂ）参照）との間で回動する押子７１と、この押子７１の回動を操作するレバー部７２とを備える周知の機構であり、トグルクランプと称される場合もある。
この押付け機構７０は、電動でカメラモジュールＡの後端面を押圧する機構や、図示以外の他の機構に置換することが可能である。
【００２８】
制御部８０は、カメラ本体ａ２の撮像素子による撮像データを、予め記憶した処理ブログラムによって画像処理し、その処理結果に応じてモータ６４の回転を制御する制御回路であり、例えば、パーソナルコンピュータやモータドライバ等によって構成される。
【００２９】
次に、上記レンズ位置調整装置１を用いてカメラモジュールＡにおけるレンズユニットａ１の位置を調整する手順について詳細に説明する。
【００３０】
先ず、図３に示すように、カメラモジュールＡが固定部２０にセットされる。詳細には、カメラモジュールＡのレンズユニットａ１が固定部２０のレンズ導入孔２１に挿入され、カメラ本体ａ２の撮像ケース部ａ２２が、固定部２０の受面２２に押し付けられる。そして、押付け機構７０のレバー部７２が手動操作されることで、同押付け機構７０の押子７１が回動しカメラ本体ａ２の背面に押圧され、この押圧状態が維持される。
【００３１】
次に、可動部３０及びクランプ回転体４０が、図４に二点鎖線で示す初期位置から、手動で後方（反Ｘ方向）へ押されて、クランプ回転体４０中心側の弾性嵌合部材５１が、レンズユニットａ１の前端側外周部に弾性的に嵌合する。この嵌合状態では、可動部３０は付勢部材３５ｃによって前方（Ｘ方向）へ付勢される。
【００３２】
次に、制御部８０によってモータ６４を一方向へ回転させることで、クランプ回転体４０を所定方向へ回転させる。このため、クランプ回転体４０と一体的な弾性嵌合部材５１に嵌り合ったレンズユニットａ１が、固定筒部ａ２５に対し、ねじを緩める方向へ回転しながら前方へ移動する。
そして、このレンズユニットａ１の前進に追従するようにして、可動部３０もガイドシャフト３５ａ上を前進する。この前進の際、レンズユニットａ１は可動部３０等を介して付勢部材３５ｃによる前方への付勢力を受けるため、レンズユニットａ１と固定筒部ａ２５の間のバックラッシュが解消される。
すなわち、クランプ回転体４０及び弾性嵌合部材５１は、レンズユニットａ１を前方（Ｘ方向）へ引っ張りながら緩み方向へ回転させる。
【００３３】
制御部８０は、前記回転中、所定寸法前方に離れたテスト用被写体Ｘ（図２参照）をカメラモジュールＡによって撮像し、その撮像データに基づき、レンズユニットａ１のピント面（焦点面）が、テスト用被写体Ｘ面に略一致したかどうかを判断し、略一致していればモータ６４を停止する。
【００３４】
次に、固定ナットａ３が、専用工具により手動で締め付けられ固定筒部ａ２５に押圧されることで、レンズユニットａ１が、回転及び進退しないように固定される。
この後、押付け機構７０が解除操作されて、カメラモジュールＡが固定部２０から外される。
このようにして、フォーカス調整が完了したカメラモジュールＡは、監視カメラの一部品として用いられる。
【００３５】
よって、上記構成のレンズ位置調整装置１、及びレンズ位置調整装置１を用いたカメラモジュールＡの製造方法によれば、レンズユニットａ１の位置調整作業を速やかに行うことができる上、調整後のレンズ位置にばらつきを生じ難く、高精度かつ効率的にレンズ位置を調整することができる。ひいては、カメラモジュールＡの製造を自動化して、安定した品質を確保することができる。
【００３６】
なお、上記実施の形態によれば、レンズ位置調整装置１をフォーカスレンズであるレンズユニットａ１の位置調整に用いたが、他例としては、同レンズ位置調整装置１を図示しないズームレンズの位置調整に用いることも可能である。
【００３７】
また、上記実施の形態では、カメラモジュールＡを監視カメラの一部品として用いたが、他例としては、略同構成のカメラモジュールを、監視カメラ以外のカメラに用いることも可能である。
【００３８】
以上、本発明の実施の形態について詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１：レンズ位置調整装置
１０：基台
２０：固定部
２１：レンズ導入孔
２２：受面
３０：可動部
４０：クランプ回転体
４１：開口
５１：弾性嵌合部材
６０：駆動機構
７０：押付け機構
８０：制御部
Ａ：カメラモジュール
ａ１：レンズユニット
ａ２：カメラ本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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