(57)【要約】【課題】レンズ鏡筒の大型化を抑制し、複数のレンズ群を効率よく移動させる。【解決手段】それぞれに光学部品が保持されると共にカムフォロアが設けられ、光軸方向に移動可能に支持された複数の保持部材と、前記カムフォロアと係合するカム溝を有し、光軸と平行な軸まわりに回転可能に保持されたカム筒８０と、複数の保持部材のうち１つの保持部材である第２群鏡筒２０を光軸方向に駆動するリニアアクチュエータ１１１と備え、第２群鏡筒２０がリニアアクチュエータ１１１によって光軸方向に駆動されることでカム筒８０が回転し、カム筒８０と係合する他の保持部材が光軸方向に駆動される。【選択図】図３
2019086687.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれに光学部品が保持されると共にカムフォロアが設けられ、光軸方向に移動可能に支持された複数の保持部材と、
前記カムフォロアと係合するカム溝を有し、光軸と平行な軸まわりに回転可能に保持されたカム筒と、
前記複数の保持部材のうち１つの保持部材を前記光軸方向に駆動する駆動手段と、を備え、
前記１つの保持部材が前記駆動手段によって前記光軸方向に駆動されることで前記カム筒が回転して、前記複数の保持部材のうち他の保持部材が前記光軸方向に駆動されることを特徴とするレンズ鏡筒。
【請求項２】
前記１つの保持部材のカムフォロアに係合するカム溝の交角の向きが一定であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
【請求項３】
前記１つの保持部材のカムフォロアに係合するカム溝の交角が略一定であることを特徴とする請求項２に記載のレンズ鏡筒。
【請求項４】
前記１つの保持部材のカムフォロアの前記カム筒に対する係合位置での交角をθ（ＺＭ）とし、前記複数の保持部材のうち他の保持部材のカムフォロアの前記カム筒に対する係合位置での交角をθｎ（ＺＭ）としたときに、｜θ（ＺＭ）｜＞｜θｎ（ＺＭ）｜、の関係が成り立つことを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ鏡筒。
【請求項５】
θ（ＺＭ）＞４５°であることを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。
【請求項６】
前記１つの保持部材が前記光軸方向に駆動される際の摺動部の摩擦係数をμとし、前記他の保持部材が前記光軸方向に駆動される際の摺動部の摩擦係数をμｎとしたときに、ｃｏｔ（θ（ＺＭ））＋μ＜ｃｏｔ（θｎ（ＺＭ））−μｎ、の関係が成り立つことを特徴とする請求項４又は５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記駆動手段は、前記光軸と平行な面内で励起させた楕円振動によって前記１つの保持部材を駆動する推力を発生させる振動型リニアアクチュエータであり、
前記１つの保持部材に設けられたカムフォロアの回転軸は前記光軸と直交することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
前記駆動手段は、リニアアクチュエータであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
前記駆動手段は、前記レンズ鏡筒の第１の側面に配置され、
前記カム筒は、前記レンズ鏡筒の前記第１の側面と直交する第２の側面に配置されていることを特徴とする請求項７又は８に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１０】
前記第１の側面において前記光軸と直交する辺の長さは、前記第２の側面において前記光軸と直交する辺の長さよりも長いことを特徴とする請求項９に記載のレンズ鏡筒。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒を通過した光が結像する撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項１２】
請求項１１に記載の撮像ユニットと、
前記撮像ユニットを、前記撮像ユニットが備えるレンズ鏡筒の光軸と直交し、且つ、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ鏡筒、撮像ユニット及び撮像装置に関し、特に複数のレンズ群を光軸方向に進退可能に保持するレンズ鏡筒、レンズ鏡筒を備える撮像ユニット、撮像ユニットを備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載されたレンズ鏡筒では、光軸と平行に回転自在に支持されたスクリューバーを回転させて、スクリューバーに螺合するスリーブが設けられた２群レンズ保持環を光軸方向に移動させる。そして、２群レンズ保持環のカムフォロワーと係合するカム溝を有するカム筒を回転させて、３群レンズ保持環又は絞り保持環を光軸方向に移動させる。また、特許文献２には、光軸と異軸に回転中心を有する超音波モータと、超音波モータの回転中心と同軸上に回転中心を有し、超音波モータの出力部材と直結されると共に移動レンズ保持部材とカム結合するカム環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、カム環を超音波モータで回転させることによって、移動レンズ保持部材を光軸方向に移動させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３２４２５２号公報
【特許文献２】特開平７−３０６３５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、レンズ鏡筒の高性能化のために更に多くのレンズ群を光軸方向に移動させようとすると、カム部材の回転に必要なトルクが増大するため、トルクの大きな駆動源を用いるか又はギヤ等を用いてトルクを高める必要がある。しかし、それらの方法では、駆動源の大型化や部品点数の増加によってレンズ鏡筒全体が大型化してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、レンズ鏡筒の大型化を抑制すると共に、複数のレンズ群を効率よく光軸方向に移動させることができるレンズ鏡筒を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るレンズ鏡筒は、それぞれに光学部品が保持されると共にカムフォロアが設けられ、光軸方向に移動可能に支持された複数の保持部材と、前記カムフォロアと係合するカム溝を有し、光軸と平行な軸まわりに回転可能に保持されたカム筒と、前記複数の保持部材のうち１つの保持部材を前記光軸方向に駆動する駆動手段と、を備え、前記１つの保持部材が前記駆動手段によって前記光軸方向に駆動されることで前記カム筒が回転して、前記複数の保持部材のうち他の保持部材が前記光軸方向に駆動されることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撮像ユニットの大型化を抑制すると共に、複数のレンズ群を効率よく光軸方向に移動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像ユニットの外観斜視図である。
【図２】撮像ユニットの光軸を含む面での断面図である。
【図３】撮像ユニットの分解斜視図である。
【図４】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５】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６】撮像ユニットの光軸と直交する面での断面図である。
【図７】撮像ユニットを備える監視カメラの光軸と直交する面での断面図である。
【図８】撮像ユニットが備えるカムフォロアの周辺構造を示す正面図である。
【図９】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。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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り、結像した光学像を電気信号からなる画像信号に変換する。
【００１３】
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。
【００１４】
第１群鏡筒１０は、第１群レンズＬ１を保持するレンズ保持部材である。第２群鏡筒２０は、第２群レンズＬ２を保持するレンズ保持部材である。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、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を保持するレンズ保持部材である。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。
【００１５】
第４群鏡筒４０は、第４群レンズＬ４を保持するレンズ保持部材である。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を保持するレンズ保持部材である。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。
【００１６】
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。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。
【００１７】
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。
【００１８】
撮像ユニット１は、固定鏡筒１０１、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、リニアアクチュエータ１１１，１１２、光学式センサ１１３，１１４及びステッピングモータ１１５を備える。
【００１９】
固定鏡筒１０１には、第１群鏡筒１０、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。
【００２０】
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。
【００２１】
リニアアクチュエータ１１１，１１２は、本実施形態では圧電素子（電歪素子）等を用いた振動型リニアアクチュエータであり、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。但し、リニアアクチュエータ１１１，１１２は、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、スライダと振動体との圧接面に推力（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。
【００２２】
リニアアクチュエータ１１１（第１の駆動手段）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。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。
【００２３】
リニアアクチュエータ１１２（第２の駆動手段）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。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、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。
【００２４】
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。
【００２５】
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、これらは光学フィルタ駆動機構を構成する部品の一部である。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更に、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を有する。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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、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。
【００２９】
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の一端はセンサ基板７６に固定され、他端は不図示のヒートシンクに固定されて、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。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の光軸に沿った後方で蛇腹形状に折り畳まれている。
【００３０】
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。光軸Ｏに対して、リニアアクチュエータ１１１，１１２は撮像ユニット１の＋Ｙ方向側面（第１の側面）に配置されている。ステッピングモータ１１５は、撮像ユニット１の−Ｙ方向側面に配置されている。カム筒８０は、撮像ユニット１の＋Ｚ方向側面（第２の側面）近傍に配置されている。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方向側面に配置されている。
【００３１】
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。
【００３２】
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２軸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で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。
【００３３】
図８は、カムフォロア２３の周辺構造を示す正面図である。カムフォロア２３は、光軸Ｏと直交するＹＺ平面に含まれる回転軸２６まわりに回転可能に、第２群鏡筒２０に取り付けられている。リニアアクチュエータ１１１の振動体に励起される振動の方向は±Ｙ方向（ＸＹ面内の略楕円振動）であり、カムフォロア２３を第２群カム溝８２に対して挿抜する方向となる。よって、リニアアクチュエータ１１１で発生する振動がカム筒８０へと伝達するのを防ぐことができる。
【００３４】
前述の通り、撮像ユニット１では、リニアアクチュエータ１１１の推力で第２群鏡筒２０を光軸方向に駆動することによりカム筒８０を回転させ、第３群鏡筒３０、第４群鏡筒４０及び光学フィルタ保持枠６０を光軸方向に進退させる。このような構成とすることによって、駆動部の大型化やギヤ等を用いた減速を必要とすることなく、１つのリニアアクチュエータ１１１で複数のレンズ群を駆動することができる。つまり、撮像ユニット１を大型化させることなく、多くのレンズ群を駆動することが可能になる。
【００３５】
また、第２群カム溝８２は、略直線形状となっている。つまり、第２群カム溝８２の交角の向きが一定となっている。また、図４に示すように、第２群カム溝の８２のカム交角８２ａは約５０°で略一定となっている。こうして、カム交角８２ａを比較的大きな値に設定して略一定とすることにより、リニアアクチュエータ１１１の推力を効率よくカム筒８０の回転力に変換することができる。なお、カム交角８２ａをここでは約５０度としているが、カム交角８２ａはこれに限定されるものではなく、例えば、４５°より大きい角度に設定することができる。カム交角８２ａの上限値は、カム筒８０の回転によって光軸方向に移動させたいレンズ群に必要な移動距離に応じて定められる。
【００３６】
図９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。図９中に示す角度θ２（ＺＭ）は、第２群カム溝８２のズーム位置ＺＭ（第２群カム溝８２におけるカムフォロアの係合位置）におけるカム交角を示している。なお、ズーム位置ＺＭとは、撮影画角を変更可能な範囲（つまり、ＴＥＬＥ側（望遠側）とＷＩＤＥ側（広角側）の間）の任意のズーム位置である。θ３（ＺＭ）は、第３群カム溝８３のズーム位置ＺＭにおけるカム交角を示している。θ４（ＺＭ）は、第４群カム溝８４のズーム位置ＺＭにおけるカム交角を示している。θ６（ＺＭ）は、光学フィルタカム溝８６のズーム位置ＺＭにおけるカム交角を示している。
【００３７】
前述の通り、第２群鏡筒２０、第３群鏡筒３０、第４群鏡筒４０及び光学フィルタ保持枠６０は、リニアアクチュエータ１１１の推力によって光軸方向に移動する。このとき、｜θ２（ＺＭ）｜＞｜θｎ（ＺＭ）｜  （ｎ＝３，４，６）、の関係を満たす移動軌跡とすることが望ましい。これにより、リニアアクチュエータ１１１の推力で第２群鏡筒２０、第３群鏡筒３０、第４群鏡筒４０及び光学フィルタ保持枠６０を効率よく駆動することが可能となる。また、第２群鏡筒２０、第３群鏡筒３０、第４群鏡筒４０及び光学フィルタ保持枠６０とこれらが係合しているガイドバーとの間の摺動負荷を考慮して、以下の構成とすること望ましい。すなわち、第２群鏡筒２０、第３群鏡筒３０、第４群鏡筒４０及び光学フィルタ保持枠６０とこれらが係合しているガイドバーとの摺動部の摩擦係数をμｎ（ｎ＝２，３，４，６）とする。このとき、ｃｏｔ（θ２（ＺＭ））＋μ２＜ｃｏｔ（θｎ（ＺＭ））−μｎ  （ｎ＝３、４、６）、の関係を満たす移動軌跡及び摩擦係数とすることが望ましい。これにより、リニアアクチュエータ１１１の推力で第２群鏡筒２０、第３群鏡筒３０、第４群鏡筒４０及び光学フィルタ保持枠６０を更に効率よく駆動することが可能となる。
【００３８】
以上の説明の通り、本発明に係る撮像ユニットでは、光軸方向に移動させる必要のあるレンズ群等の複数の部品を効率よく光軸方向に移動させることができる。よって、例えば、ズーム倍率を上げるためにより多くのレンズ群を撮影光学系に配置した場合に、よりトルクの大きなモータ（駆動源）や速度変換ギヤを必要とすることがない。また、例えば、受光面積の広い撮像素子を用いるために各種レンズを大型化させる必要がある場合でも、モータの大型化を抑制することができる。つまり、本発明に係る撮像ユニットによれば、撮像ユニット全体の大型化を抑制しながら、撮像ユニットの性能を高めることができる。
【００３９】
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をリニアアクチュエータ１１２で駆動した。これに対して、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をリニアアクチュエータ１１２で駆動する構成としてもよい。また、上記実施形態では、撮像素子保持枠７０を光軸方向に移動可能な構成について説明したが、撮像素子保持枠７０は光軸上の所定の位置に固定された構成となっていてもよい。その場合、駆動手段の削減による撮像ユニットの小型化、軽量化、省電力化が可能となる。
【符号の説明】
【００４０】
１    撮像ユニット
２０    第２群鏡筒
２３    カムフォロア
３０    第３群鏡筒
４０    第４群鏡筒
６０    光学フィルタ保持枠
７０    撮像素子保持枠
８０    カム筒
８２    第２群カム溝
１１１，１１２    リニアアクチュエータ
２００    監視カメラ
２０１    ドーム
２０２    ケース
２０５    チルトユニット
２０６    パンユニット
【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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【図８】
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【図９】
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