JP2012138664A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子の撮像面の傾きを調整する機構の小型化を可能してレンズ鏡筒ひいては撮像装置の小型化を図ることができるとともに、撮像素子の撮像面の傾きを調整する際の作業性を向上させることができる仕組みを提供する。
【解決手段】撮像装置は、撮像素子を保持し、位置決め穴２４ａ，２４ｂが設けられた保持板２１と、位置決め穴２４ａ，２４ｂが嵌合される軸部３１，３２が設けられた鏡筒本体２２と、保持板２１を鏡筒本体２２から光軸方向に離間する方向に付勢する弾性筒部２９と、光軸に対する保持板２１の傾き角の調整が可能に保持板２１を弾性筒部２９の弾性力に抗して鏡筒本体２２に固定するねじ２８と、を備える。そして、鏡筒本体２２の軸部３１，３２に、弾性筒部２９が外挿される。
【選択図】図４

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置では、撮影光学系によって結像された被写体像をＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子によって電気信号に変換する。

撮像素子は、ダイと呼ばれるシリコンウェハーチップと、ダイを保持するセラミックや樹脂からなるケースとによってパッケージ化されている。つまり、撮像素子の撮像面は、ダイに配置され、撮像素子のパッケージ外観を形成するケースとは異なる部品に配置されることになる。そのため、製造誤差により、撮像素子のパッケージ外観を基準にしたときの実際の撮像面の位置および傾きにずれが生じ、撮像素子の外観と撮像面との間には公差が与えられている。

また、撮影光学系においては、レンズやレンズを保持する保持部材の製造誤差によって結像面が傾くことがある。この撮影光学系による結像面の傾きと前述した撮像素子の撮像面の傾きとの組み合わせによっては、撮像面の中心で焦点を合わせたとしても撮像面の周辺部では焦点がずれる状態が発生する。

そこで、撮像素子の光軸に対するピッチおよびヨー方向の傾きを調整することで、撮影光学系の結像面の傾きと撮像素子の撮像面の傾きとを揃える技術が提案されている（特許文献１）。

特開２００４−３２５５５５号公報

しかし、上記特許文献１では、板金部品に、３つのねじ挿通穴、２つの位置決め穴、及び３か所の圧縮ばね受け部を設ける必要がある。このため、板金部品が大型化してレンズ鏡筒ひいては撮像装置の小型化を妨げる原因になる。たとえば、撮像素子としてＣＭＯＳセンサを用いる場合など、撮像素子の周辺に電気素子を配置すると、板金部品に対するねじ挿通穴、位置決め穴及び圧縮ばね受け部の配置位置が光軸から鏡筒の径方向外方に離れていく傾向にある。

また、上記特許文献１では、板金部品の位置決め穴と圧縮ばね受け部とが離れて配置されているため、位置決め穴と鏡筒本体の位置決めダボとの嵌合部分と、圧縮ばねによる付勢力が加わる部分との位置が相違する。このため、ねじの締め込み時に位置決めダボと位置決め穴との嵌合部分にコジリが発生し、撮像素子の撮像面の傾きを調整する作業がやりにくいという問題がある。

そこで、本発明は、撮像素子の撮像面の傾きを調整する機構の小型化を可能してレンズ鏡筒ひいては撮像装置の小型化を図ることができるとともに、撮像素子の撮像面の傾きを調整する際の作業性を向上させることができる仕組みを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子を保持する保持部材と、前記保持部材が取り付けられる取付部材と、前記保持部材を前記取付部材から光軸の方向に離間する方向に付勢する筒状の弾性部材と、前記保持部材と前記取付部材との間に設けられ、軸部と位置決め穴との嵌合により前記取付部材に対して前記保持部材を位置決めする位置決め手段と、光軸に対する前記保持部材の傾き角の調整が可能に前記保持部材を前記弾性部材の弾性力に抗して前記取付部材に固定する調整手段と、を備え、前記位置決め手段の前記軸部に、前記筒状の弾性部材が外挿されることを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子の撮像面の傾きを調整する機構の小型化を可能してレンズ鏡筒ひいては撮像装置の小型化を図ることができるとともに、撮像素子の撮像面の傾きを調整する際の作業性を向上させることができる。

本発明の実施形態の一例である撮像装置に搭載されるレンズ鏡筒の沈胴位置での断面図である。 撮像素子を保持板に接着固定する前の状態を示す斜視図である。 （ａ）は撮像素子に保持板を接着固定した後の状態を光軸方向から見た図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 撮像素子ユニットを鏡筒本体に取り付ける方法を説明するための分解斜視図である。 軸部に外挿された弾性枠の弾性筒部が保持板に光軸方向に押されて弾性変形した状態を示す要部断面図である。

以下、本発明の実施形態の一例である撮像装置に搭載されるレンズ鏡筒について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の一例である撮像装置に搭載されるレンズ鏡筒の沈胴位置での断面図である。

図１に示すように、レンズ鏡筒は、１群ホルダ１１に１群レンズ１０が保持され、２群ホルダ１３に２群レンズ１２が保持され、３群ホルダ１５に３群レンズ１４が保持されている。

１群カム環１６は、内周部に１群ホルダ１１を光軸方向へ変位させるカム溝を有する。１群ホルダ１１には、１群カム環１６のカム溝にカム係合するカムフォロワピンが植設されている。２群カム環１７は、内周部に２群ホルダ１３を光軸方向へ変位させるカム溝を有する。２群ホルダ１３には、２群カム環１７のカム溝のカム係合するカムフォロワピンが植設されている。

移動カム環１８は、内周部に１群カム環１６、及び２群カム環１７を光軸方向へ変位させるカム溝を有する。固定筒１９は、内周部に移動カム環１８を光軸方向へ変位させるカム溝を有する。移動カム環１８は、外周部に固定筒１９のカム溝にカム係合するカムフォロワピンが植設されており、不図示の駆動源によって駆動されることで、固定筒１９のカム溝にならって回転しながら光軸方向へ移動する。

そして、１群カム環１６、及び２群カム環１７は、移動カム環１８の回転に伴って回転するように移動カム環１８にキー結合されている。また、１群ホルダ１１、及び２群ホルダ１３は、回転しないように移動カム環１８に案内され、これにより、移動カム環１８の回転繰り出しに応じて１群ホルダ１１、及び２群ホルダ１３が光軸方向へ移動する。

３群レンズ１４は、本実施形態では、フォーカスレンズで構成され、カメラ本体のメイン基板からの指示に基づき制御される不図示のねじ送り機構によって光軸方向へ駆動される。１群レンズ１０、２群レンズ１２、及び３群レンズ１４を透過した被写体光束は、撮像素子２０に結像して電気信号に変換される。撮像素子２０は、保持板２１に接着固定され、保持板２１は、後述するように、鏡筒本体２２にねじ等により固定される。ここで、保持板２１は、本発明の保持部材の一例に相当し、鏡筒本体２２は、本発明の取付部材の一例に相当する。

図２は撮像素子２０を保持板２１に接着固定する前の状態を示す斜視図、図３（ａ）は撮像素子２０に保持板２１を接着固定した後の状態を光軸方向から見た図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図２に示すように、撮像素子２０は、フレキシブルプリント基板等の基板２３に実装されている。なお、本実施形態では、撮像素子としてＣＭＯＳセンサを採用し、基板２３の撮像素子２０の周囲に撮像素子２０を駆動するための電気素子２３ａを実装している。また、撮像素子２０の撮像面には、保護ガラス３３が取り付けられている。一方、保持板２１には、中央部に撮像素子２０、及び基板２３の電気素子２３ａを露出させるための開口部２１ａが形成されている。また、保持板２１の開口部２１ａの周囲には、位置決め穴２４ａ，２４ｂ、及び３つのねじ挿通穴３４が形成されている。そして、基板２３に保持板２１を重ね合わせ、位置決め穴２４ａ，２４ｂを基準として撮像素子２０の撮像面が光軸に直交する面上の所定の位置に配置されるように調整する。この状態で、図３に示すように、保持板２１の開口部２１ａと撮像素子２０との間に接着剤Ｓを充填して、撮像素子２０を基板２３とともに保持板２１に固定し、これにより、撮像素子ユニット２５を構成している。なお、本実施形態では、撮像素子２０としてＣＭＯＳセンサを採用し、撮像素子２０の周囲に電気素子２３ａを実装しているが、特にこれに限定されない。

図４は、撮像素子ユニット２５を鏡筒本体２２に取り付ける方法を説明するための分解斜視図である。

図４に示すように、鏡筒本体２２には、フィルタ嵌合凹部２２ａが形成され、フィルタ嵌合凹部２２ａには、光学フィルタ２６が嵌め込まれて位置決めされる。また、鏡筒本体２２には、３本の軸部３０，３１，３２が突設されている。３本の軸部３０，３１，３２には、ゴム等の弾性枠２７に設けられた３本の弾性筒部２９が外挿され、これにより、鏡筒本体２２に対して弾性枠２７が位置決めされる。

また、３本の軸部３０，３１，３２のうち、２本の軸部３１，３２は、先端に小径部を有する段付軸部とされている。そして、２本の軸部３１，３２の小径部には、撮像素子ユニット２５の保持板２１の位置決め穴２４ａ，２４ｂが嵌合され、これにより、鏡筒本体２２に対する撮像素子ユニット２５の光軸に直交する面上での位置決めがなされる。

その後、撮像素子ユニット２５の保持板２１のねじ挿通穴３４に挿入したねじ２８を弾性筒部２９の弾性力に抗して鏡筒本体２２のねじ穴２２ｂに締め込んで締結することで、鏡筒本体２２に撮像素子ユニット２５が固定される。

この状態を図１で確認すると、光学フィルタ２６と撮像素子２０の保護ガラス３３との間が弾性枠２７で密閉されており、これにより、保護ガラス３３への塵埃等の侵入が防止されている。また、弾性枠２７は、光学フィルタ２６と撮像素子２０とで挟み込まれることで弾性反発力を発生させて、光学フィルタ２６を光軸方向に押圧する。従って、本実施形態では、弾性枠２７のみで光学フィルタ２６を固定している。

図５は、軸部３１に外挿された弾性枠２７の弾性筒部２９が保持板２１に光軸方向に押されて弾性変形した状態を示す要部断面図である。図５に示すように、弾性筒部２９は、他の２本の弾性筒部２９とともに保持板２１によって光軸方向に押されて弾性変形する。そして、保持板２１は、３本の弾性筒部２９の弾性反発力により、鏡筒本体２２から光軸方向に離間する方向に付勢されて、ねじ２８の頭部に押し付けられる。

次に、光軸に対する撮像素子ユニット２５の傾き角の調整方法について説明する。なお、撮像素子ユニット２５の傾き角の調整量を決定する際には、光軸に対する撮影レンズの結像面の傾き角、及び撮像素子２０の撮像面の傾き角を把握する必要がある。

光軸に対する撮影レンズの結像面の傾き角を測定する方法としては、例えば、一定距離離れた位置に置かれた被写体の像を結像させ、その結像面の周辺部と中心部とのピントの差を測定する方法が考えられる。また、光軸に対する撮像素子２０の撮像面の傾き角の測定方法としては、レーザ測量器を用いて撮像素子２０の撮像面の周辺部と中心部との高さの差を測定する方法が考えられる。

そして、傾き角調整量が決まった後、鏡筒本体２２に対する撮像素子ユニット２５の傾き角の調整を行う。まず、３本のねじ２８のうちの１本を締め込むことにより、そのねじ位置において保持板２１が鏡筒本体２２に接近し、また、緩めることで保持板２１が鏡筒本体２２から離間する。即ち、ねじ２８の回転量に応じて保持板２１と鏡筒本体２２との間隔が調整される。

従って、３本のねじ２８を適切に締め込み、または緩めて３本のねじ２８の位置での保持板２１と鏡筒本体２２との間隔を調整することにより、撮影レンズの結像面と撮像素子２０の撮像面とを揃えることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態では、保持板２１の位置決め穴２４ａ，２４ｂと鏡筒本体２２の軸部３１，３２との嵌合部分と、弾性筒部２９による付勢力が加わる部分との位置が略同一となる。このため、ねじ２８の締め込み時に軸部３１，３２と位置決め穴２４ａ，２４ｂとの嵌合部分にコジリが発生しにくくなり、撮像素子ユニット２５の傾き角を調整する際の作業性が向上する。また、保持板２１に形成される位置決め穴２４ａ，２４ｂと弾性筒部２９の受け部も略同軸上に配置されるため、従来のように離して配置する場合に比べて撮像素子ユニット２５の傾き角の調整する機構の小型化が可能となる。これにより、レンズ鏡筒ひいては撮像装置の小型化を図ることができる。

なお、本発明の構成は、上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、筒状の弾性部材として弾性筒部２９を例示したが、これに代えて、圧縮ばね等を用いてもよい。

２０ 撮像素子
２１ 保持板
２２ 鏡筒本体
２４ａ，２４ｂ 位置決め穴
２８ ねじ
２９ 弾性筒部
３１，３２ 軸部

Claims (3)

1. 撮像素子と、
   前記撮像素子を保持する保持部材と、
   前記保持部材が取り付けられる取付部材と、
   前記保持部材を前記取付部材から光軸の方向に離間する方向に付勢する筒状の弾性部材と、
   前記保持部材と前記取付部材との間に設けられ、軸部と位置決め穴との嵌合により前記取付部材に対して前記保持部材を位置決めする位置決め手段と、
   光軸に対する前記保持部材の傾き角の調整が可能に前記保持部材を前記弾性部材の弾性力に抗して前記取付部材に固定する調整手段と、を備え、
   前記位置決め手段の前記軸部に、前記筒状の弾性部材が外挿されることを特徴とする撮像装置。
2. 前記調整手段は、ねじであり、前記ねじの回転量に応じて前記保持部材と前記取付部材との間隔が調整されることを特徴する請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記位置決め手段の前記軸部は、前記取付部材に設けられ、前記位置決め穴は、前記保持部材に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。

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