JP2010258657A

JP2010258657A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2010258657A
Application number: JP2009105008A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Ogino; 泰荻野
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2009-04-23
Filing date: 2009-04-23
Publication date: 2010-11-11
Anticipated expiration: 2029-04-23
Also published as: JP5439929B2

Abstract

【課題】設計上の制約が少なく、精度よく撮像素子の受光面の位置合わせを行うことができる撮像ユニットが着脱可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】本体４に対して撮像ユニット２０が着脱可能に構成された撮像装置２であって、前記撮像ユニットは、被写体を撮像する撮像素子３４と、前記撮像素子を固定し、前記撮像素子の受光面とは反対側の面に位置規制部材５６を有する内部フレーム４４とを備え、前記本体は、前記装着位置規制部材と対応する装着位置規制部材７２，７４とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。

カメラ本体に対して撮像素子を備える撮像ユニットを着脱可能なカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。このカメラにおいては、カメラ本体に設けられた撮影レンズ等の撮影光学系の結像面及び結像面の中心がそれぞれ撮像素子の受光面及び受光面の中心と一致するように位置合わせを行っている。

特開２００７−１０４６５３号公報

しかし、このカメラにおいては、シャッタ等の撮像に関わる部品が多く設けられている撮像素子の受光面側に位置合わせを行う位置規制部材を配置するため設計上の制約が大きかった。

本発明の目的は、設計上の制約が少なく、精度よく撮像素子の受光面の位置合わせを行うことができる撮像ユニットが着脱可能な撮像装置を提供することである。

本発明の撮像装置は、本体に対して撮像ユニットが着脱可能に構成された撮像装置であって、前記撮像ユニットは、被写体を撮像する撮像素子と、前記撮像素子を固定し、前記撮像素子の受光面とは反対側の面に位置規制部材を有する内部フレームとを備え、前記本体は、前記位置規制部材と対応する装着位置規制部材を備えることを特徴とする。

本発明の撮像装置によれば、撮像素子を備えた撮像ユニットが着脱可能な撮像装置において、設計上の制約を少なくすることができ、また、精度よく撮像素子の受光面の位置合わせを行うことができる。

本発明の実施の形態に係るカメラのシステム構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る撮像ユニットの外観を示す斜視図である。本発明の実施の形態に係る撮像ユニットの断面図である。本発明の実施の形態に係るカメラの撮像ユニットを装填した場合の断面を示す図である。本発明の実施の形態に係る大きさの異なる撮像ユニット及びアダプタを示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態に係る撮像装置をカメラを例に説明する。図１は、実施の形態に係るカメラのシステム構成を示すブロック図である。カメラ２はカメラ本体４を備え、カメラ本体４の前面には被写体からの光をカメラ内部に導く撮影レンズ６が着脱可能に装着されている。ここで、撮影レンズ６は、レンズ制御部８を備え、レンズ制御部８には絞り１０の調整を行う絞り機構１２、メインレンズ、焦点距離調節レンズ、フォーカスレンズ等の複数のレンズからなるレンズ系１４の駆動を行うレンズ駆動機構１６が接続され、レンズ制御部８には後述するバッテリ３０により電力が供給される。また、レンズ制御部８は、後述するメインＣＰＵ１８との間で制御信号の送受信を行う。

また、カメラ本体４は、メインＣＰＵ１８を備え、メインＣＰＵ１８には、カメラ本体４に対して着脱可能に構成された撮像ユニット２０を接続するためのコネクタ３１、撮像ユニット２０から出力された画像データに、ホワイトバランス調整、輪郭補償、ガンマ補正等の画像処理を行うカメラ本体画像処理部２２、画像処理が施された画像を記憶するメモリカード２４、ＬＣＤ等により構成される表示部２６、レリーズボタン等を備える操作部２８、電力の供給を行うバッテリ３０が接続されている。

また、撮像ユニット２０は撮像ユニット制御部３２を備え、撮像ユニット制御部３２には、撮影レンズ６を介した被写体を撮像して撮像信号（蓄積電荷としてのアナログ信号）を生成するＣＣＤ或いはＣＭＯＳ等により構成される撮像素子３４、撮像素子３４から出力された撮像信号を図示しないＡ／Ｄ変換部においてＡ／Ｄ変換し、カメラ本体画像処理部２２に出力する撮像ユニット画像処理部３６、撮像素子３４への塵埃の付着を防止する除塵アクチュエータ６４、除塵ガラス６６（図３参照）からなる塵埃除去機構３８が接続されている。また、撮像ユニット制御部３２は接続端子４０及びコネクタ３１を介してメインＣＰＵ１８に接続される。

なお、本実施の形態においては、図２に示すようにレンズ系１４の光軸Ｌをｙ軸方向とし、光軸Ｌに直交する面をｘｚ平面として説明する。また、ｘｚ平面においては図２に示す矢印方向、即ちカメラ本体４に対する撮像ユニット２０の着脱方向をｘ軸方向として説明する。

次に図２及び図３を参照して実施の形態に係る撮像ユニットの構造について説明する。図２は、実施の形態に係る撮像ユニットの外観を示す斜視図であり、図３は実施の形態に係る撮像ユニットのｘｙ平面における断面図である。

図２に示すように撮像ユニット２０は外装部材４２を備え、外装部材４２の背面（撮像素子３４の受光面とは反対側の面）には後述する内部フレーム４４の−ｙ側の面を露出させる矩形形状を有する開口部４６が設けられ、側面には接続端子４０が設けられている。また、内部フレーム４４の上面及び下面にはカメラ本体４に挿入するためのガイドレール４８が直接形成されている。

また、図３に示すように外装部材４２は、ゴムブッシュ５０及びシール部材５２により内部フレーム４４に対してフローティング支持されている。また、外装部材４２と内部フレーム４４とは固定ねじ５３により螺合されている。

内部フレーム４４には、撮像素子３４を保持する保持部５４、図３の点線で示す外装部材４２の背面と同一の平面よりも内側に形成された位置規制部材５６が設けられている。また、内部フレーム４４には撮像基板５８が接着等により固定され、撮像基板５８には保持部５４内に配置された撮像素子３４、接続端子４０、撮像ユニット画像処理部３６を構成する画像処理回路部材６０が接続されている。また、撮像素子３４と内部フレーム４４との間には伝熱部材６２が設けられ、撮像素子３４の受光面側には除塵アクチュエータ６４及び除塵ガラス６６が設けられている。ここで、撮像素子３４は、撮像ユニット２０をカメラ本体４に装填した場合に受光面がレンズ系１４の結像面と一致するように撮像素子３４の内部フレーム４４に対する位置が固定されている。

また、図４に示すようにカメラ本体４には、撮像ユニット２０を装填するための装填部６８が設けられている。装填部６８の上部及び下部には図２に示すようなガイドレール４８と係合しカメラ本体４の背面方向へ撮像ユニット２０を付勢する圧接部材７０、装填部６８の側面にはコネクタ３１が設けられている。また、装填部６８におけるカメラ本体４の背面側には撮像ユニット２０の光軸Ｌに対する直交度（撮影レンズ６を装着するレンズマウント６９に対する平行度）及びレンズマウント６９に対する距離を規制する基準面部材７２が接着等により固定され、上下シフトや回転等のｘｚ平面内における撮像ユニット２０の位置を規制する少なくとも３つの偏心ピン７４が設けられている。また、偏心ピン７４は位置規制部材５６及び撮像ユニット２０に設けられた凹部５７と接触するように設けられている。

ここで、基準面部材７２は、基準面部材調整ねじ７５によって撮像ユニット２０と対向する面をレンズマウント６９と平行となるように調整し、また、レンズマウント６９との距離を調整した後にカメラ本体４に接着等により固定される。また、基準面部材７２のカメラ本体４に対する高さは、偏心ピン７４のカメラ本体に対する高さよりも高く設定されている。

なお、基準面部材７２と位置規制部材はアルミナや炭化ケイ素等の高硬度かつ耐磨耗性に優れたファインセラミックを用いるのが好ましい。これにより、撮像ユニット２０の着脱を繰り返した場合でも、安定したカメラ本体４への装填精度を維持することができる。また、特に炭化ケイ素を用いた場合には、伝熱性にも優れるため、撮像素子３４や画像処理回路部材６０による発熱を効率的にカメラ本体４へ拡散させることができる。なお、レンズマウント６９と撮像ユニット２０との間にはミラーユニット７１、シャッタ７３が配置されている。

撮像ユニット２０がカメラ本体４に装填されると、ガイドレール４８と係合した圧接部材７０により基準面部材７２に対して撮像ユニット２０の−ｙ側の面が付勢される。従って、レンズマウント６９と撮像素子３４の受光面は平行となり、また、レンズマウント６９と撮像素子３４の受光面との距離は、撮像素子３４の受光面がレンズ系１４の結像面と一致するようにｙ軸方向の位置が規制される。また、偏心ピン７４により撮像ユニット２０のｘｚ平面内における回転、上下シフトを行うことができ、撮像素子３４の撮像領域とレンズ系１４の画角との調整を行う。

本実施の形態に係るカメラによれば、撮像素子を備えた撮像ユニットが着脱可能な撮像装置において、設計上の制約を少なくすることができ、また、精度よく撮像素子の受光面の位置合わせを行うことができる。

また、外装部材４２を内部フレーム４４に対してフローティング支持するため、外装部材４２に加えられた力が内部フレーム４４に伝わることを防止できる。また、ゴムブッシュ５０及びシール部材５２を用いることによっても外装部材４２に加えられた力が内部フレーム４４に伝わることを防止できる。そのため、外装部材４２に外力等の圧力がかかった場合でも内部フレーム４４と撮像素子３４との位置関係を維持することができる。

また、位置規制部材５６を外装部材４２の背面と同一の平面よりも内側に形成することにより、撮像ユニット２０がカメラ本体４に装填されていない場合において机上等に置かれた場合であっても、机等に位置規制部材５６が接触することを防止でき、外装部材４２と内部フレーム４４との位置関係を維持することができる。

また、内部フレーム４４に対してガイドレール４８を直接形成することにより、カメラ本体４に対して撮像ユニット２０を確実に固定することができ、レンズ系１４の結像面と撮像素子３４の受光面との位置を精度よく一致させることができる。また、圧接部材７０によりガイドレール４８を介して基準面部材７２の方向へ撮像ユニット２０が付勢されるため更に確実にカメラ本体４に対して撮像ユニット２０を固定することができる。

また、基準面部材７２のカメラ本体４に対する高さを偏心ピン７４のカメラ本体４に対する高さよりも高く設定することにより、カメラ本体４に対して撮像ユニット２０の着脱を行う際に偏心ピン７４及び撮像ユニット２０の物理的損傷を防ぐことができる。

なお、上述の実施の形態においては、撮影レンズ６が交換可能なものとして説明したが、カメラ本体４に固定されたものでもよい。

また、上述の実施の形態において、ガイドレール４８が内部フレーム４４に直接形成される構成として説明したが、ガイドレール４８が内部フレーム４４に対して強固に固定される構成としてもよい。

また、図５に示すように撮像ユニット２０とは異なる大きさの撮像ユニット７６を用いてもよい。この場合には、撮像ユニット７６に対してアダプタ８４を取り付けた後にカメラ本体４に装填する。図５（ａ）に示すように撮像ユニット２０（図５（ｄ）参照）よりも小さいサイズの撮像ユニット７６は、撮像素子７８、後述するアダプタ８４と接続するための接続端子８０、位置規制部材８２を備えている。

また、図５（ｂ）に示すようにアダプタ８４はアダプタ本体８６と固定部材８８を備えている。アダプタ８４には、アダプタ本体８６に固定部材８８を取り付けることにより撮像ユニット７６のサイズと一致するスペース８９が設けられ、また、アダプタ本体８６の外寸は撮像ユニット２０と略等しくなっている。また、アダプタ本体８６には、接続端子８０と接続するための延長端子９０、カメラ本体４のコネクタ３１と接続するための接続端子９２が設けられている。

従って、図５（ｃ）に示すようにアダプタ８４に撮像ユニット７６を取り付けることにより撮像ユニット２０と同じ大きさとなり、カメラ本体４に装填することができる。

２…カメラ、４…カメラ本体、６…撮影レンズ、１４…レンズ系、２０…撮像ユニット、３４…撮像素子、４２…外装部材、４４…内部フレーム、５６…位置規制部材、６９…レンズマウント、７２…基準面部材、７４…偏心ピン。

Claims

本体に対して撮像ユニットが着脱可能に構成された撮像装置であって、
前記撮像ユニットは、
被写体を撮像する撮像素子と、
前記撮像素子を固定し、前記撮像素子の受光面とは反対側の面に位置規制部材を有する内部フレームとを備え、
前記本体は、
前記位置規制部材と対応する装着位置規制部材
を備えることを特徴とする撮像装置。
前記撮像ユニットは、前記内部フレームに対して浮遊支持される外装部材を備えることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記外装部材は、前記内部フレームの一部を露出させる開口部を備えることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
前記撮像ユニットは、前記外装部材における前記撮像素子の受光面とは反対側の面と同一の平面よりも内側に前記位置規制部材を備えることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
前記装置位置規制部材は、
前記撮像素子上に被写体の像を結像させる撮影光学系の光軸の方向の位置と前記光軸に対する直交度を規制する基準面部材と、
前記光軸直交面内の位置と前記光軸に対する回転を規制する光軸直交規制部材と
を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の撮像装置。
前記基準面部材の前記本体の背面に対する高さは、前記光軸直交規制部材の前記本体の背面に対する高さよりも高く設定されることを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
前記撮像ユニットを前記本体に装着可能とするための変換アダプタをさらに備えることを特徴とする請求項１〜６の何れか一項に記載の撮像装置。
前記変換アダプタは、前記本体に設けられた前記装着位置規制部材と対応する位置規制部材を備えることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。