(57)【要約】【課題】ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの焦点位置にＣＣＤ素子を切変えると同時に、焦点位置を微調整することのできる撮像装置を得る。【解決手段】ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの交換に際してＣＣＤ素子が光軸に沿って合焦できるようにした撮像装置であって、カメラ本体部に固定される固定ブロック５に形成したテーパー面にＣＣＤ素子８を保持した可動ブロック６がこれに形成したテーパー面１６，１６を嵌合し片持ち支持された状態で光軸方向に摺動可能にされ、固定ブロック５にカム回転軸２１を備え回転可能に支持されたフランジバック調整軸２０に偏心カムピン２２を有し、この偏心カムピン２２が可動ブロック６に形成されたカム長孔１７に係合され、カム回転軸２１を回転することで偏心カムピン２２を介して可動ブロック６と共にＣＣＤ素子８を移動しＣマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの合焦位置に切換えると動作と、Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの精密な合焦位置を偏心カムピン２２の上死点付近及び下死点付近で微調整できるようにした。【選択図】      図３
2004333545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ本体部にＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとが交換可能にされるマウントレンズ取付部を有し、上記カメラ本体部側に上記マウントレンズ取付部の光軸上に固体撮像素子が配設され、上記ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの交換に際して上記固体撮像素子が光軸に沿って合焦できるようにした撮像装置であって、
上記カメラ本体部に固定される固定ブロックと、
上記固定ブロックの摺動面に片持ち式にガイドされ、上記固体撮像素子が保持された状態で光軸方向に摺動可能にされるようにした可動ブロックと、
上記固定ブロックにカム回転軸を備え回転可能に支持されたカム体に偏心カムピンを有し、この偏心カムピンが上記可動ブロックに形成されたカム長溝に係合され、上記カム回転軸を回転することで上記偏心カムピンを介して上記可動ブロックと共に上記固体撮像素子を移動し上記Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの位置に合焦するようにしたカム機構と、
を備え、上記カム機構は、Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの精密な合焦位置を上記偏心カムピンの上死点付近及び下死点付近で微調整できるようにしたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置において、
上記固定ブロックと上記可動ブロックとの摺動面は、光軸方向と平行な相互に嵌合し合うテーパー面からなり、上記可動ブロックのテーパー面が板ばねのばね力によって上記固定ブロックのテーパー面に押し付けられた状態で摺動するようにしたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子（以下、ＣＣＤ素子という）を用いた監視用カメラ等の撮像装置に関し、詳しくは、Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの焦点調整と同時に、Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの合焦位置の微調整を可能にしたものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、監視カメラ等の小型モニタ用カメラにはＣＣＤ素子を用いたＣＣＤカメラが使用されている。このＣＣＤカメラには基準面からの焦点距離が１２．５ｍｍのＣＳマウントレンズと、基準面からの焦点距離が１７．５ｍｍのＣマウントレンズとの２種類のカメラレンズが使用用途によって使い分けされている。
【０００３】
例えば、ＣＳマウントレンズからＣマウントレンズに切り変えるＣＣＤカメラを使用する場合には、調整用のスペーサー等をレンズマウントとＣマウントレンズとの間に挿入してＣマウントレンズを装着することが行われている。また、ＣＣＤカメラのレンズマウントを前方に約５ｍｍだけ引き出してビス等により固定を行い、引き出したレンズマウントにＣマウントレンズを装着するものもある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−３０７８１９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したように調整用のスペーサーをレンズマウントとＣマウントレンズとの間に挿入してＣマウントレンズを装着したり、ＣＣＤカメラのレンズマウントを前方に約５ｍｍだけ引き出してビス等により固定し、引き出したレンズマウントにＣマウントレンズを装着する方法は、手数を要し煩わしさがあるといった問題がある。
【０００６】
そこで、〔特許文献１〕には〔０００７〕において、ＣＣＤ固定部を有する基板固定枠をカメラケースの内部で前後方向に摺動可能に設け、偏心ピンを有するカム体をカム軸を中心として回転可能にカメラケースに設けると共に、カム体の一部をカメラケースの外部に露出させ、カム体に形成されたカムピンを基板固定枠の一部に係合させることにより、カム体の回転に合わせて基板固定枠を前後に平行移動可能にし、そして、〔０００８〕において、・・・ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの焦点が異なるカメラレンズを装着する場合に、・・・基板固定枠に取り付けたＣＣＤの位置をレンズの焦点位置に合わせて調整できるようにした技術が記載されている。
【０００７】
しかしながら、〔特許文献１〕の発明では、カム体の回転によってＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとに応じてレンズの焦点位置にＣＣＤを摺動して調整できるという記載だけであり、ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの焦点位置にＣＣＤを精密に微調整することは困難である。
【０００８】
本発明は、上述したような課題を解消するためになされたもので、ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの焦点位置にＣＣＤ素子を切り変えると同時に、焦点位置を微調整することのできる撮像装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するため本発明による撮像装置は、ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの交換に際してＣＣＤ素子が光軸に沿って合焦できるようにした撮像装置であって、カメラ本体部に固定される固定ブロックと、固定ブロックの摺動面に片持ち式にガイドされ、ＣＣＤ素子が保持された状態で光軸方向に摺動可能にされるようにした可動ブロックと、固定ブロックにカム回転軸を備え回転可能に支持されたカム体に偏心カムピンを有し、この偏心カムピンが可動ブロックに形成されたカム長溝に係合され、カム回転軸を回転することで偏心カムピンを介して可動ブロックと共にＣＣＤ素子を移動しＣマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの位置に合焦するようにしたカム機構とを備え、カム機構は、Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの精密な合焦位置を偏心カムピンの上死点付近及び下死点付近で微調整できるようにしたものである。
【００１０】
このように構成した撮像装置によれば、カム回転軸を回転操作することによって偏心カムピンが偏心回動し、この偏心カムピンに係合しているカム長溝を介して可動ブロックと共にＣＣＤ素子が光軸方向に移動し、Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズに切り変えることができる。この際、カム長溝に係合されている偏心カムピンが上死点付近である０°〜３０°付近の回転角度においてＣＳマウントレンズに対するＣＣＤ素子の合焦の微調整を行うことができ、また、偏心カムピンが下死点付近である１５０°〜１８０°付近の回転角度においてＣマウントレンズに対するＣＣＤ素子の合焦の微調整を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の実施形態では、固定ブロックと可動ブロックとの摺動面が、光軸方向と平行な相互に嵌合し合うテーパー面からなり、可動ブロックのテーパー面が板ばねのばね力によって固定ブロックのテーパー面に押し付けられた状態で摺動するようにしたものである。
【００１２】
これによれば、固定ブロックのテーパー面に対して可動ブロックのテーパー面が密接状態に嵌合され、可動ブロックがガタ付きなく高精度に移動させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による撮像装置の実施の形態を監視用のＣＣＤカメラを例にとって図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は監視用ＣＣＤカメラの外観斜視図であり、カメラ本体部１の前面にマウントレンズ取付部２を有し、このマウントレンズ取付部２にＣマウントレンズ３または図示しないＣＳマウントレンズが交換可能に取り付けられる。
【００１５】
Ｃマウントレンズ３の光軸上で上述したカメラ本体部１内には本発明による全体を符号４で示す撮像装置が配設されている。この撮像装置４の組付け状態の斜視図を図２に示し、撮像装置４の分離状態の斜視図を図３に示す。
【００１６】
撮像装置４はカメラ本体部１側に固定される固定ブロック５と、この固定ブロック５に片持ち保持されて組付けられ、光軸方向に沿って摺動移動する可動ブロック６とからなる。
【００１７】
可動ブロック６には可動フレーム７を備え、可動フレーム７の前面側にＣＣＤ素子８を備えた回路基板９が前面フレーム１０があり、この前面フレーム１０がねじ透孔１０ａを通じて複数のビス１１により可動フレーム７の各ねじ孔７ａにねじ締めされ固定されている。そして、前面フレーム１０にはＣＣＤ素子８の前面に対応する位置に周囲をフード１２で覆われた窓部１３を有し、この窓部１３にフィルター１４が取り付けられている。
【００１８】
また、可動フレーム７の一端側には摺動部１５を備え、摺動部１５の上下面部の角部に光軸方向と平行するようなテーパー面１６，１６が形成されている。そして、摺動部１５の固定フレーム５との対面側に縦長状のカム長孔１７が形成されている。
【００１９】
一方、固定ブロック５は、可動フレーム７が光軸方向に摺動するするためのガイド部材であって、固定ブロック５側にも可動フレーム７のテーパー面１６，１６と嵌合するテーパー面１８，１８（図４参照）を備えている。
【００２０】
また、固定ブロック５にはこれに開けた軸孔１９にカム体であるフランジバック調整軸２０の中心にあるカム回転軸２１が、当該固定ブロック５の内側から貫通するように回転可能に支承され、カム回転軸２１の先端部にはドライバー等の工具により回転させるための溝２１ａがある。また、フランジバック調整軸２０にはその偏心位置に偏心カムピン２２が設けられ、この偏心カムピン２２が上述した可動フレーム７のカム長孔１７に係合される。
【００２１】
また、固定ブロック５には可動フレーム７の移動方向に長くされた３つの平行するガイド孔２３が形成され、各ガイド長孔２３に可動フレーム７から突設した中心にねじ孔を有するボス２４が挿入される。これらボス２４も可動フレーム７の光軸方向への摺動のガイドにもなる。
【００２２】
また、固定ブロック５の外側面には板ばね２５が取り付けられ、この板ばね２５はこれに開けた３つのねじ透孔２５ａに止めねじ２６を通すと共に、固定ブロック５のガイド長孔２３に臨んでいる可動フレーム７のボス２４にねじ止めされる。また、板ばね２５には可動フレーム７の移動方向に長い長孔２７が形成され、この長孔２７から上述したカム回転軸２１の先端部が突き出るようになる。さらに、板ばね２５の長孔２７を通じてワッシャ２８を介してロックねじ２９が固定ブロック５のねじ孔５ａに挿入され、ロックねじ２９を締め付けることで、ロックねじ２９と固定ブロック５との間で板ばね２５が挟圧されて可動フレーム６の摺動移動をロックできるようになっている。
【００２３】
このように構成した撮像装置は、図２に示したようにブロック状態にし、固定フレーム５の固定ねじ孔３０，３０に図示しないねじを通してカメラ本体部１に固定する。この際、カメラ本体部１内に取り付けられた撮像装置は、カム回転軸２１の先端部と、ロックねじ２９の先端部が図１に示すようにカメラ本体部１の外装体から露見できるようにし、ここから、カム回転軸２１とロックねじ２９とを工具により回転操作できるようになっている。
【００２４】
また、撮像装置を図２のＡ−Ａ線から切断した要部の断面図を図４に示し、同じく図２のＢ−Ｂ線で切断した要部の断面図を図５に示す。
【００２５】
次に、以上のように構成した本発明による撮像装置のＣＣＤ素子をＣＳマウントレンズの焦点位置とＣマウントレンズの焦点位置とに切り換える動作を図６を含めて説明する。ここで、図６はフランジバック調整軸２０の偏心カムピン２２と、可動フレーム７のカム長孔１７との係合位置関係を示したものである。
【００２６】
今、図６ではフランジバック調整軸２０の偏心カムピン２２が実線で示すようにカム長孔１７の一方の端部の位置にあって、この位置が偏心カムピン２２の回転角度が０°で、カム長孔１７に対して下死点位置であると共に、ＣＣＤ素子がＣＳマウントレンズの焦点範囲にある位置である。
【００２７】
ここで、ＣＣＤ素子をＣＳマウントレンズの焦点位置からＣマウントレンズの焦点位置に切り換える動作は、カム回転軸２１を介してフランジバック調整軸２０を時計回り方向へ回転させることで、偏心カムピン２２のカム作用により当該偏心カムピン２２がカム長孔１７内を移動しながら可動フレーム７と共にＣＣＤ素子をＣマウントレンズの焦点方向へ摺動移動する。偏心カムピン２２が９０°回転した時点では仮想線で示すようにカム長孔１７の他方の端部の位置まで移動し、さらに、偏心カムピン２２が１８０°回転した時点では再びカム長孔１７の一方の端部の位置に移動し、偏心カムピン２２はカム長孔１７に対して上死点位置であると共に、ＣＣＤ素子がＣマウントレンズの焦点位置に切り換え移動された状態となる。
【００２８】
尚、ＣＣＤ素子をＣマウントレンズの焦点位置からＣＳマウントレンズの焦点位置に逆に切り換える場合には、カム回転軸２１を反時計回り方向へ回転させることで、上述した動きの逆の動作が行われＣＳマウントレンズの焦点位置に切り換えることができる。
【００２９】
ここで、図７に偏心カムピン２２の回転角度に対するＣＣＤ素子の移動量とのサインカーブを示す。このサインカーブから判るようにＣＣＤ素子がＣＳマウントレンズの焦点位置付近である偏心カムピン２２が０°から３０°付近まではＣＣＤ素子の移動量が少なく、偏心カムピン２２が３０°から１５０°付近まではＣＣＤ素子の移動量は多くなり、そして、偏心カムピン２２が１５０°から１８０°付近であるＣマウントレンズの焦点位置付近ではＣＣＤ素子の移動量は少なくなるということである。
【００３０】
すなわち、偏心カムピン２２が０°から３０°付近まではＣＣＤ素子の移動量が少ないことから、この範囲をＣＳマウントレンズ設計値（１２．５ｍｍ）に対するＣＣＤ素子の合焦のための微調整範囲Ｔ２  となり、これによって、ＣＣＤ素子の合焦操作が精密に行える。また、偏心カムピン２２が３０°から１５０°付近まではＣＣＤ素子の移動量が多いことから、ＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの切り換え範囲Ｔ１  となり、切り換え操作を迅速に行うことができる。また、偏心カムピン２２が１５０°から１８０°付近まではＣＣＤ素子の移動量が少ないことから、この範囲をＣマウントレンズ設計値（１７．５２６ｍｍ）に対するＣＣＤ素子の合焦のための微調整範囲Ｔ２  にすることができ、これによって、ＣＣＤ素子の合焦操作を精密に行うことができるものである。
【００３１】
上述した根拠は図６を参照し以下の数式によって証明できる。
フランジバック調整軸２０の中心から偏心カムピン２２の中心までの寸法をＬとし、ＣＳマウントレンズ設計値からＣマウントレンズ設計値との寸法をｄとし、それぞれの位置での微調整範囲をＴ２  より、Ｌ＝１／２ｄ＋Ｔ２  と設定する。
【００３２】
また、微調整範囲は偏心カムピン２２の回転角度に対して移動量の少ない０°〜約３０°と、約１５０°〜１８０°とする。
【００３３】
Ｃ／ＣＳマウントレンズ切換え範囲Ｔ１  と、微調整範囲Ｔ２  は、下式のようになる。
【００３４】
【数１】
Ｔ１  ＝Ｌ（ｌ−ＣＯＳ  θ１  ）
Ｔ２  ＝Ｌ（ｌ−ＣＯＳ  θ２  ）
【００３５】
この式から、Ｃ／ＣＳマウントレンズ切換え範囲での単位角度当たりの最大移動量Ｔ１ＭＡＸは、θ＝９０°のとき最大となり、
【００３６】
【数２】
Ｔ１ＭＡＸ＝Ｌ（ｌ−ＣＯＳ  ９０°）＝Ｌ
【００３７】
また、微調整範囲での単位角度当たりの最大移動量Ｔ２ＭＡＸは、θ＝３０°のとき最大となり、
【００３８】
【数３】
Ｔ２ＭＡＸ＝Ｌ（ｌ−ＣＯＳ  ３０°）＝０．１３Ｌ
となる。
【００３９】
これにより、Ｃ／ＣＳマウントレンズ切換え時は迅速に行え、微調整時は精密な移動が連続して行えることが判る。
【００４０】
このように本発明による撮像装置は、ＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとを交換したとき、フランジバック調整軸２０を回転操作することで、ＣＣＤ素子をＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの焦点位置に素早く迅速に切り換えることができると共に、この切り換え操作に連続してＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの合焦位置に精密に微調整することができるといった利点がある。
【００４１】
また、ＣＣＤ素子８を備えた可動フレーム７は、そのテーパー面１６，１６が固定ブロック５側のテーパー面１８，１８に嵌合されて光軸方向に摺動移動にされ、しかも、両テーパー面１６，１８は板ばね２５のばね圧により密着して嵌合されることになるため、ＣＣＤ素子８がＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの切換え時や微調整時に光軸方向以外にはぶれることもなく精確な移動が可能である。
【００４２】
本発明は、上述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【００４３】
本発明の撮像装置は、実施の形態では監視用のＣＣＤカメラの場合を例にとって説明したが、監視用以外、レンズに対してＣＣＤ素子を移動して焦点を調整するその他の用途のＣＣＤカメラにも広く適用可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明による撮像装置は、ＣマウントレンズとＣＳマウントレンズとの交換に際してＣＣＤ素子が光軸に沿って合焦できるようにした撮像装置であって、カメラ本体部に固定される固定ブロックと、固定ブロックの摺動面に片持ち式にガイドされ、ＣＣＤ素子が保持された状態で光軸方向に摺動可能にされるようにした可動ブロックと、固定ブロックにカム回転軸を備え回転可能に支持されたカム体に偏心カムピンを有し、この偏心カムピンが可動ブロックに形成されたカム長溝に係合され、カム回転軸を回転することで偏心カムピンを介して可動ブロックと共にＣＣＤ素子を移動しＣマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの位置に合焦するようにしたカム機構とを備え、カム機構は、Ｃマウントレンズ及びＣＳマウントレンズの合焦位置を偏心カムピンの上死点付近及び下死点付近で微調整できるようにしたので、ＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとを交換したとき、カム回転軸を回転操作することで、ＣＣＤ素子をＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの焦点位置に素早く迅速に切り換えることができると共に、この切り換え操作に連続してＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの精密な合焦位置に微調整することができるといった効果がある。
【００４５】
また、ＣＣＤ素子を備えた可動フレームは、そのテーパー面が固定ブロック側のテーパー面に嵌合されて光軸方向に摺動移動にされ、しかも、両テーパー面は板ばねのばね圧により密着して嵌合されることになるため、ＣＣＤ素子がＣＳマウントレンズとＣマウントレンズとの切り換え時や微調整時に光軸方向以外にはぶれることもなく精確な移動が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による撮像装置が適用される監視用カメラの外観斜視図である。
【図２】撮像装置をブロック状態に組付けた全体の斜視図である。
【図３】同じく撮像装置を分離した状態の斜視図である。
【図４】図２のＡ−Ａ線における要部の部分断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線における要部の部分断面図である。
【図６】偏心カムピンの回転に対するカム長孔との関係の説明図である。
【図７】偏心カムピンの回転角度に対するＣＣＤ素子の移動量を示すサインカーブ図である。
【符号の説明】
１…カメラ本体部、２…マウントレンズ取付部、３…マウントレンズ、４…撮像装置、５…固定ブロック、６…可動ブロック、７…可動フレーム、８…ＣＣＤ素子、１５…摺動部、１６…可動フレームのテーパー面、１７…カム長孔、１８…固定ブロックのテーパー面、２０…フランジバック調整軸、２１…カム回転軸、２２…偏心カムピン、２５…板ばね、２９…ロックねじ
【図１】
2004333545.tif 000003
【図２】
2004333545.tif 000004
【図３】
2004333545.tif 000005
【図４】
2004333545.tif 000006
【図５】
2004333545.tif 000007
【図６】
2004333545.tif 000008
【図７】
2004333545.tif 000009