(57)【要約】【課題】本発明は、レンズの光路に進退移動される光学部材を有するレンズ装置において、コンパクトな構造のレンズ装置を提供する。【解決手段】本発明は、リレーレンズ２８の光路に進退移動される近赤外光カットフィルタ１２を上フィルタ１２Ａと下フィルタ１２Ｂとで二分割し、二分割した上フィルタ１２Ａと下フィルタ１２Ｂを互いに近づく方向及び離れる方向に移動自在に設け、これらの上フィルタ１２Ａと下フィルタ１２Ｂをモータ４８の動力によって互いに近づく方向に移動させることによりリレーレンズ２８の光路に進出位置させ、互いに離れる方向に移動させることによりリレーレンズ２８の光路から退避移動させる。【選択図】      図３
2005250276.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ鏡胴の内部に配置されたレンズ保持枠と、光学部材と、前記レンズ保持枠に保持されるレンズの光路に対して前記光学部材を進退移動させる進退移動手段とを備えたレンズ装置において、
前記光学部材は二分割され、前記二分割された一方の光学部材及び他方の光学部材は互いに近づく方向及び離れる方向に移動自在に設けられるとともに、前記進退移動手段によって互いに近づく方向に移動されることにより前記レンズの光路に進出位置され、互いに離れる方向に移動されることにより前記レンズの光路から退避移動されることを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記光学部材は、昼光又は夜光における結像位置のずれを修正する結像位置修正用部材であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記結像位置修正用部材は、近赤外光カットフィルタ又は可視光カットフィルタであることを特徴とする請求項２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記進退移動手段は、前記一方の光学部材を保持する保持枠が形成された第１のアーム及び前記他方の光学部材を保持する保持枠が形成された第２のアームを同一軸上で回動自在に支持する回動支持部と、前記回動支持部に支持された前記第１のアーム及び前記第２のアームに互いに反対方向に回動させる動力を伝達する動力伝達機構と、前記動力伝達機構に動力を与える駆動源とを備えていることを特徴とする請求項１、２又は３のうちいずれか一つに記載のレンズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズ装置に係り、特に監視カメラ用のレンズ装置であって、昼光の可視光波長域から夜光の近赤外波長域までの波長域で使用可能な昼間及び夜間監視用カメラのレンズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラは、カメラ本体に設けられた撮像素子の結像面に昼間は可視光領域の光を結像させてカラー撮影を行い、夜間は可視光領域の光に加えて近赤外波長域の光を結像させてモノクロ撮影を行い、ＴＶモニタに監視像を映し出す。
【０００３】
一般にレンズ装置の光学系は、使用される波長域に応じて設計され、それ以外の波長域で使用されると、色収差の影響で結像位置にずれが生じる。このため、昼光の可視光波長域（４００ｎｍ〜７００ｎｍ程度）と夜光の近赤外波長域（７００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度）の両方の波長域で使用される監視カメラ用のレンズ装置は、使用される波長域に応じて結像位置を修正する必要がある。
【０００４】
そこで従来では、昼光における結像位置のずれを修正する赤外カットフィルタを、レンズ装置の光学系と撮像素子との間に配置するとともに光学系の光路に対して直交する平面内で進退移動自在に設けたレンズ装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００５】
図６は、赤外カットフィルタ進退構造の模式図である。同図はレンズ鏡胴１の後端部が示された図であり、赤外カットフィルタ２は、矩形状の保持枠３の円形開口部３Ａに保持されている。また、この開口部３Ａに隣接した開口部３Ｂには、光が単に透過するダミーガラス４が取り付けられている。保持枠３は、レンズ装置の鏡胴１内の円筒空間において撮影光学系５の光軸Ｐと直交する面内でスライド移動自在に設けられている。図６の状態は、撮影光学系５の光路上にダミーガラス４が位置されており、この状態から昼光用に切り替える場合には、保持枠３を矢印Ａ方向にスライド移動させ、赤外カットフィルタ２を前記光路上に位置させる。
【０００６】
なお、夜光における結像位置のずれを修正する際には、保持枠３の開口部３Ｂに可視光カットフィルタを取り付ければよいが、監視カメラでは夜間、近赤外照明を行なう場合があり、この場合には可視光カットフィルタが省略されて図６の如くダミーガラス４が保持枠３に取り付けられている。また、ダミーガラス４を取り付けることなく開口部３Ｂを素通しの透孔としてもよい。
【特許文献１】特開２００１−２５５４４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、赤外カットフィルタ２を撮影光学系５の光路に対して進退移動させる前記従来のレンズ装置は、撮影光学系５を挟んで一方側に赤外カットフィルタ２の退避スペースと他方側にダミーガラス４の退避スペースとが必要になるので、レンズ鏡胴１の外径Ｄが大径になり、レンズ装置が大型になるという欠点があった。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、レンズの光路に光学部材が進退移動されるレンズ装置において、コンパクトな構造のレンズ装置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】
【０００９】
本発明は、前記目的を達成するために、レンズ鏡胴の内部に配置されたレンズ保持枠と、光学部材と、前記レンズ保持枠に保持されるレンズの光路に対して前記光学部材を進退移動させる進退移動手段とを備えたレンズ装置において、前記光学部材は二分割され、前記二分割された一方の光学部材及び他方の光学部材は互いに近づく方向及び離れる方向に移動自在に設けられるとともに、前記進退移動手段によって互いに近づく方向に移動されることにより前記レンズの光路に進出位置され、互いに離れる方向に移動されることにより前記レンズの光路から退避移動されることを特徴としている。
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、光学部材を二分割し、二分割した一方の光学部材及び他方の光学部材を互いに近づく方向及び離れる方向に移動自在に設け、これらの光学部材を進退移動手段によって互いに近づく方向に移動させることによりレンズの光路に進出位置させ、互いに離れる方向に移動させることによりレンズの光路から退避移動させた。
【００１１】
ここで、本発明のレンズ装置のレンズ鏡胴径と従来のレンズ装置の鏡胴径とを比較する。レンズ径をｄとした場合、従来のレンズ装置は、レンズの両側に、レンズ径ｄと略等しい径の赤外カットフィルタ２の退避スペースと、同様にレンズ径ｄと略等しい径のダミーガラス４の退避スペースが必要となるので、従来のレンズ装置のレンズ鏡胴径Ｄは３ｄとなる。これに対して、光学部材が二分割された本願発明のレンズ装置は、レンズの両側に、レンズ径の約ｄ／２の光学部材の退避スペースを設けるだけでよいので、鏡胴径が２ｄとなる。よって、従来の鏡胴径に対して約３分の２の径になるので、レンズ装置がコンパクトになる。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、前記光学部材は、昼光又は夜光における結像位置のずれを修正する結像位置修正用部材であることを特徴とする。本発明のレンズ装置を監視カメラ用として適用し、光学部材を前記結像位置修正用部材とすることによって、昼間又は夜間においてピントの合った鮮明な画像を得ることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記結像位置修正用部材は、近赤外光カットフィルタ又は可視光カットフィルタであることを特徴とする。昼間時に、近赤外光カットフィルタをレンズの光路に進出させることにより、昼間においてピントの合った鮮明な画像を得ることができる。又は、夜間時に、可視光カットフィルタをレンズの光路に進出させることにより夜間においてピントの合った鮮明な画像を得ることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、前記進退移動手段は、前記一方の光学部材を保持する保持枠が形成された第１のアーム及び前記他方の光学部材を保持する保持枠が形成された第２のアームを同一軸上で回動自在に支持する回動支持部と、前記回動支持部に支持された前記第１のアーム及び前記第２のアームに互いに反対方向に回動させる動力を伝達する動力伝達機構と、前記動力伝達機構に動力を与える駆動源とを備えていることを特徴とする。駆動源の動力を動力伝達機構に与えると、第１のアーム及び第２のアームが互いに反対方向に回動するので、一方の光学部材及び他方の光学部材が、レンズの光路に対して進退移動する。このような、動力伝達機構を備えることにより、分割された一方及び他方の光学部材を一つの駆動源で互いに近づく方向及び離れる方向に連動させることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るレンズ装置によれば、レンズの光路に進退移動される光学部材を有するレンズ装置において、光学部材を二分割し、一方の光学部材及び他方の光学部材をレンズの光路に対して互いに進退移動させたので、コンパクトなレンズ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に従って本発明に係るレンズ装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明が適用された監視カメラ用レンズ装置１０の基端部の構造を示した断面図であり、光学部材である近赤外光カットフィルタ１２がレンズの光路に進出した状態が模式的に示されている。また、図２は、近赤外光カットフィルタ１２がレンズの光路から退避した状態を模式的に示した断面図である。更に、図３は、図１に示した近赤外光カットフィルタ１２をレンズの後方側から見た斜視図であり、図４は、図２に示した近赤外光カットフィルタ１２をレンズの後方側から見た斜視図である。
【００１８】
なお、実施の形態では、光学部材である結像位置修正用部材として近赤外光カットフィルタ１２のみが取り付けられたレンズ装置１０を例示している。このレンズ装置１０は、夜間、近赤外照明が行われる監視箇所に設置される監視カメラ用なので、可視光カットフィルタが省略されている。また、近赤外照明を行わない仕様によっては、近赤外光カットフィルタ１２に代えて可視光カットフィルタが取り付けられる。更に、これらのフィルタと同等の光路長を有する光路長補正ガラスを用いてもよく、近赤外光カットレンズや可視光カットレンズを用いてもよい。
【００１９】
図１、図２の如くレンズ装置１０を構成する固定鏡胴１４の内部には、略円筒状のレンズ保持枠１６が設けられ、レンズ保持枠１６の外側には、Ｃマウント環１８が光軸Ｐを中心に回転自在に配置される。このＣマウント環１８の基端部に形成された雄ねじ部２０が、図１、図２上で二点鎖線で示す監視カメラ本体２２の雌ねじ部２４にねじ込まれることにより、レンズ装置１０が監視カメラ本体２２に取り付けられる。これによって、監視カメラが組み立てられ、レンズ装置１０によって取り込んだ被写体像が、監視カメラ本体２２の固体撮像素子２４の結像面に結像される。
【００２０】
レンズ保持枠１６には、レンズ装置１０の結像光学系の最後列に配置されるリレーレンズ２８が保持されている。また、固定鏡胴１４の外周にはねじ部３０が形成され、このねじ部３０には、Ｃマウント環１８を固定鏡胴１４に回転不能に固定するためのねじ環３２が螺合されている。すなわち、ねじ環３２の内周部には段差部３４が形成され、この段差部３４は、Ｃマウント環１８の外周部に形成された段差部３６に係合されている。また、Ｃマウント環１８の内周部にも段差部３８が形成され、この段差部３８は、固定鏡胴１４に対してＣマウント環１８を図１上で左方向にスライドさせたときに、固定鏡胴１４の右端面１５に当接される。この状態でねじ環３２をねじ部３０に対してねじ込むと、段差部３４によってＣマウント環１８が、図１上で左方向に押圧されるので、段差部３８が固定鏡胴１４の右端面１５に圧接される。これによって、Ｃマウント環１８が回転不能に固定鏡胴１４に固定される。
【００２１】
リレーレンズ２８の後方の光路に対して進退移動される近赤外光カットフィルタ１２は、図３に示すようにリレーレンズ２８の表面積よりも大きめ面積をもつ矩形状に形成される。また、近赤外光カットフィルタ１２は上下に二分割され、上フィルタ（一方の光学部材）１２Ａと下フィルタ（他方の光学部材）１２Ｂとから構成されている。更に、近赤外光カットフィルタ１２は、ゼラチンフィルタであり、上フィルタ１２Ａはその上辺及び左右辺が下に凹形状のフレーム３１に保持されるとともに、下フィルム１２Ｂはその下辺及び左右辺が凹形状のフレーム３３に保持されている。これらのフレーム３１、３３は、上フィルタ１２Ａの下辺及び下フィルタ１２Ｂの上辺が当接した図３の状態、すなわち、近赤外光カットフィルタ１２がリレーレンズ２８の光路に侵入した状態において、その光路にフレーム３１、３３が侵入しない大きさに構成されている。なお、近赤外光カットフィルタ１２を左右に二分割し、リレーレンズ２８の光路に対して進退移動させてもよい。
【００２２】
上フィルタ１２Ａ及び下フィルタ１２Ｂは、固定鏡胴１４とレンズ保持枠１６との間に形成される略すり鉢形状の空間１７に配置される。また、この空間１７内において上フィルタ１２Ａ及び下フィルタ１２Ｂは、図３、図４に示す進退移動装置（進退移動手段）４０により、リレーレンズ２８の光路に対して互いに近づく方向に移動（図１参照）されるとともに、互いに離れる方向に移動（図２参照）される。
【００２３】
進退移動装置４０は図３、図４に示すように、回動支持部４２、４４、動力伝達機構４６、及びモータ（動力源）４８等から構成される。回動支持部４２、４４は、上フィルタ１２Ａ及び下フィルム１２Ｂをリレーレンズ２８の光路に対して進退移動自在に支持する支持部である。この回動支持部４２は、上フィルタ１２Ａを保持するフレーム３１と一体形成された一対のアーム（第１のアーム）５０、５２のうち、アーム５０の端部に固定される回動軸５４を有している。回転軸５４は、水平面内において光軸Ｐと直交する方向に配設されている。また、アーム５０、５２は、フレーム３１の両端部に連設されるとともに光軸Ｐと平行に被写体側に向けて延設されている。したがって、回転軸５４がその軸芯５４Ａを中心に回転されると、上フィルタ１２Ａは、回転軸５４の軸芯５４Ａを中心としたアーム５０を半径とする円形軌跡に沿って移動される。
【００２４】
他方の回動支持部４４は、下フィルタ１２Ｂを保持するフレーム３３と一体形成された一対のアーム（第２のアーム）５６、５８のうち、アーム５６の端部に固定される回動軸（不図示）を有している。不図示の回転軸は、水平面内において光軸Ｐと直交する方向に配設されるとともに回転軸５４と同軸上に配置されている。また、アーム５６、５８は、フレーム３３の両端部に連設されるとともに光軸Ｐと平行に被写体側に向けて延設されている。したがって、前記不図示の回転軸をその軸芯を中心に回転されると、下フィルタ１２Ｂは、不図示の回転軸の軸芯を中心としたアーム５６を半径とする円形軌跡に沿って移動される。
【００２５】
なお、不図示の回転軸の軸芯と回転軸５４の軸芯５４Ａとは同軸上に位置され、且つアーム５０、５６の長さも等しいため、上フィルタ１２Ａ及び下フィルタ１２Ｂは、同一の円形軌跡に沿って移動される。また、上フィルタ１２Ａ側のアーム５２は、前記不図示の回転軸に回転自在に支持され、不図示の回転軸からの動力は伝達されない。同様に下フィルタ１２Ｂ側のアーム５８も回転軸５４に回転自在に支持され、回転軸５４からの動力は伝達されない。回転軸５４と不図示の回転軸は、一端が固定鏡胴１４に、他端がレンズ保持枠１６に回転自在に支持されている。
【００２６】
動力伝達機構４６は、複数のギヤから構成され、回転支持部４２、４４に支持されたアーム５０及びアーム５６に互いに反対方向に回動させる動力を伝達する。すなわち、前記不図示の回転軸にはギヤ６０が固定され、回転軸５４にはギヤ６２が固定されている。ギヤ６２には、アイドラギヤ６４が噛合され、アイドラギヤ６４はギヤ６６に噛合されている。ギヤ６６の回転軸６８には、ベベルギヤ７０がギヤ６６の内側に固定され、ベベルギヤ７０は、モータ４８のモータ軸４９に固定されたベベルギヤ７２に噛合されている。また、回転軸６８のレンズ保持枠１６を挟んでギヤ６６の反対側にはギヤ７４が固定され、このギヤ７４がギヤ６０にアイドラギヤ無しで噛合されている。したがって、モータ４８の回転動力を動力伝達機構４６に与えると、アイドラギヤ６４の逆転作用によってアーム５０、５６が互いに反対方向に同期して回動する。これにより、上フィルタ１２Ａと下フィルタ１２Ｂとが、リレーレンズ２８の光路に対して同期して進退移動し、図１に示した進出位置、及び図２に示した退避位置に同時に位置する。
【００２７】
モータ４８は、ブレーキ付きモータであり、すなわち、モータ軸４９が停止した時にモータ軸４９にブレーキをかける機能を有している。また、モータ４８は監視カメラを遠隔制御するコントローラからの指令信号によって主として制御される。更に、モータ４８は、上フィルタ１２Ａ及び下フィルタ１２Ｂの退避位置（図２参照）において、フレーム３１、３３に押圧されてＯＮになるリミットスイッチ７６、７８からの信号に基づいて停止制御される。また、上フィルタ１２Ａ及び下フィルタ１２Ｂの進出位置（図１参照）においては、退避位置と同様に、その位置で押圧されてＯＮになるリミットスイッチを設け、そのリミットスイッチからの信号に基づいてモータ４８を停止制御してもよく、モータ４８にトルクリミッタを設け、トルクリミッタが過電流を検出した際に進出位置に位置したと判断しモータ４８を停止制御してもよい。
【００２８】
次に、前記の如く構成された監視カメラ用レンズ装置１０の作用について説明する。
【００２９】
まず、夜間撮影の場合には、近赤外光カットフィルタ１２の上フィルタ１２Ａ及び下フィルタ１２Ｂを図２、図４の退避位置に位置させる。これにより、レンズ装置１０で取り込んだ光像が固体撮像素子２６の結像面に結像される。よって、夜間撮影において鮮明な画像を得ることができる。
【００３０】
昼間撮影に切り換えられた場合には、モータ４８を駆動させて、図１、図３の如く近赤外光カットフィルタ５８の上フィルタ１２Ａ及び下フィルタ１２Ｂをリレーレンズ２８の光路上に進出させる。これにより、レンズ装置１０で取り込んだ近赤外波長域成分が近赤外光カットフィルタ１２によってカットされ、近赤外波長域成分がカットされた光像が固体撮像素子２６の結像面に結像される。この近赤外光カットフィルタ１２の挿入により、夜間撮影から昼間撮影への移行に伴う結像位置のずれが修正され、昼間撮影においても鮮明な画像を得ることができる。
【００３１】
ここで、実施の形態のレンズ装置１０の固定鏡胴径と、図６に示した従来のレンズ装置の鏡胴径とを比較する。レンズ（実施の形態のレンズ装置１０の場合はリレーレンズ２８、従来のレンズ装置の場合は撮影光学系５）の径をｄとした場合、従来のレンズ装置は、レンズの両側に、レンズ径ｄと略等しい径の赤外カットフィルタ２の退避スペースと、同様にレンズ径ｄと略等しい径のダミーガラス４の退避スペースが必要となるので、従来のレンズ装置のレンズ鏡胴径Ｄは３ｄとなる。
【００３２】
これに対して、近赤外光カットフィルタ１２が二分割された実施の形態のレンズ装置１０は、図６の如くリレーレンズ２８の上下に、リレーレンズ径の約ｄ／２の上フィルタ１２Ａ及び下フィルタ１２Ｂの退避スペースを設けるだけでよいので、鏡胴径Ｄが２ｄとなる。よって、従来の鏡胴径に対して約３分の２の径になるので、レンズ装置がコンパクトになる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】近赤外光カットフィルタがレンズの光路に進出した状態を模式的に示したレンズ装置の断面図
【図２】近赤外光カットフィルタがレンズの光路から退避した状態を模式的に示したレンズ装置の断面図
【図３】図１に示した近赤外光カットフィルタを光軸Ｐの後方から見た斜視図
【図４】図２に示した近赤外光カットフィルタを光軸Ｐの後方から見た斜視図
【図５】実施の形態のレンズ装置を固定鏡胴の後部から見た模式図
【図６】従来のレンズ装置をレンズ鏡胴の後部から見た模式図
【符号の説明】
【００３４】
１０…レンズ装置、１２…近赤外光カットフィルタ、１２Ａ…上フィルタ、１２Ｂ…下フィルタ、１４…固定鏡胴、１６…レンズ保持枠、２８…リレーレンズ、３１、３３…フレーム、４２、４４…回動支持部、４６…動力伝達機構、４８…モータ、５０、５２、５６、５８…アーム、７６、７８…リミットスイッチ
【図１】
2005250276.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005250276.tif 000005
【図４】
2005250276.tif 000006
【図５】
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【図６】
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