JP2010078830A - デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子周りにおけるゴミ除去や位置調整といった作業の作業性を向上させつつ、従来のデジタルバック交換式カメラで問題とされていた撮像素子保持部分の脱落、損傷を防止できるデジタルカメラを提供する。
【解決手段】撮像光学系を支持するカメラ本体部と、カメラ本体部に臨む光軸方向前面側に撮像素子ユニットを備えるバック部と、カメラ本体部に対してバック部を、撮像素子ユニットの受光面を撮像光学系の結像位置に位置させる閉じ位置と、撮像素子ユニットを露出させる開放位置とに可動に接続するバック部接続機構を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
【選択図】図２

Description

本発明は撮像用の媒体として撮像素子を用いるデジタルカメラに関する。

銀塩フィルムに画像を記録するフィルムカメラに代えて、ＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子で光電変換された画像をデータとして記録するデジタルカメラが広く用いられている。デジタルカメラでは、フィルム交換の必要がないため、撮像素子は撮像光学系の結像位置に固定的に設けられていることが多い。しかし、撮像素子を固定的に設けた構造では、撮像素子及びその前部に設けたフィルタ類に対してアクセスしにくいため、撮像素子やフィルタに付着したゴミの除去や清掃が難しいという点が問題であった。また、フィルタ類の交換作業も難しかった。

特許文献１のように、銀塩フィルムカメラの裏蓋を、撮像素子を搭載したデジタルバックに換装可能とし、銀塩フィルムカメラとデジタルカメラのいずれとしても使用可能なカメラが知られている。この種のバック交換式カメラでは、前述のような撮像素子固定内蔵式のデジタルカメラでは困難であった撮像素子周りの調整作業やメンテナンスが容易になる一方、次のような点が問題となる。

まず、デジタルバックを着脱時に落として損傷させるおそれがある。デジタルバックに搭載される撮像素子は高価な部品であるため、このような衝撃を与えてしまうリスクを極力少なくすることが望まれる。

また、カメラ本体部にデジタルバックを取り付けた状態で、撮像素子を光学系の結像位置に高精度に位置させることが難しい。具体的には、従来のデジタルバック交換式カメラでは、撮像素子がデジタルバック上に固定的に支持されており、デジタルバックにおけるカメラ本体部への当付面を機械加工することによりピント精度を確保していた。そのため、何らかの原因でピントがずれてしまった場合や、ピント精度が満足できない場合などに、それを解消する調整を行うことが困難であった。また、カメラ本体部とデジタルバックのそれぞれで、取り付け部分に高い精度の寸法管理が要求され、製造の際のコストや手間の面で負担になっていた。

また、従来の着脱式のデジタルバックは、従来の銀塩フィルムバックの延長として構成されているので、電装系に制約が多かった。例えば、デジタルバックを用いる場合、銀塩フィルムでの撮影時に比べて遙かに消費電力が大きく、カメラ本体部とは別にデジタルバック側にも独自の電源を設ける必要があり、構造の複雑化や大型化の原因となっていた。また、カメラ本体部とデジタルバックの間には情報通信を行う接点を備えるものの、接点方式では通信可能なデータ量などに制約があり、高機能化するデジタルカメラ用として十分な機能を果たすものではなかった。
特開２００３−２９５０４８号公報

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、撮像素子固定式のデジタルカメラにおける撮像素子周りへのアクセス性の悪さという欠点を解消しつつ、同時に、デジタルバック交換式のカメラに関する上記諸問題も解決したデジタルカメラを提供することを目的とする。詳しくは、カメラ本体部に対する撮像素子保持部分の脱落、損傷を防ぐことを目的とする。また、撮像素子の高精度で容易な位置設定を可能にすることを目的とする。さらに、カメラ本体部と撮像素子保持部分の電気的接続を強化し、電源構成のシンプル化や、データ通信性能の向上を図ることを目的とする。

本発明のデジタルカメラは、撮像光学系を支持するカメラ本体部と；カメラ本体部に臨む光軸方向前面側に撮像素子ユニットを備えるバック部と；カメラ本体部に対してバック部を、撮像素子ユニットの受光面を撮像光学系の結像位置に位置させる閉じ位置と、撮像素子ユニットを露出させる開放位置とに可動に接続するバック部接続機構と；を備えたことを特徴としている。

バック部接続機構は、カメラ本体部とバック部に連通させて形成した中空のスリーブ部に対して挿入された軸を中心としてバック部を回動可能に支持するヒンジ機構であり、このヒンジ機構を構成する中空のスリーブ部内に、カメラ本体部とバック部を常時電気的に接続する配線が挿通されていることが好ましい。具体的には、カメラ本体部とバック部のいずれか一方に電源が設けられ、他方に該電源から他の電子部品への給電を制御する電源回路が設けられ、ヒンジ機構の中空スリーブ部を通る配線によって電源と電源回路を接続するとよい。また、カメラ本体部とバック部のいずれか一方にカメラ全体の動作を制御する中央制御回路を設け、他方に撮像素子ユニットから出力される画像データを処理する画像処理回路を設け、ヒンジ機構の中空スリーブ部を通る配線によって中央制御回路と画像処理回路を接続させるとよい。

撮像素子の位置決めは、次のような構造で行うとよい。カメラ本体部には、撮像素子ユニットの位置基準面を設ける。一方、撮像素子ユニットは、バック部がカメラ本体部に対する開放位置にあるときに該バック部内で光軸方向への移動が許容され、バック部がカメラ本体部に対する閉じ位置にあるときにカメラ本体部側の位置基準面に当接して光軸方向位置が決定される。

この場合のバック部における撮像素子ユニットの支持機構の詳細構造として、バック部に対して固定され、撮像素子を保持する親板に形成したガイド穴に対し、光軸方向への移動を許容して挿通されるガイド軸と；親板に対して光軸方向へ進退可能にネジ螺合された複数の調整軸部材と；該複数の調整軸部材のネジ部に螺合して、親板に対する調整軸部材の移動を規制可能なナットと；親板と複数の調整軸部材の結合体をバック部内で光軸方向前方に向けて付勢する付勢部材と；を備え、バック部の開放位置から閉じ位置への移動に応じて、複数の調整軸部材がカメラ本体部の位置基準面に当接し、付勢部材の付勢力に抗して撮像素子ユニットがバック部内で光軸方向後方へ押圧されるように構成するとよい。

親板に対して、複数の調整軸部材をそれぞれ個別に軸方向位置を調整可能とすることで、光軸に対する撮像素子ユニットの傾き調整も行うことができる。

調整軸部材の数や位置は任意に設定することができるが、例えば、撮像素子ユニットの受光面を囲んで少なくとも３つの調整軸部材を配置することによって、任意の方向への傾き調整が可能となり、調整の自由度が高くなる。

好ましくは、付勢部材は、一端部がバック部内の固定部材に当接し、他端部が上記親板に当接し、内部に調整軸部材が挿入された圧縮コイルバネであるとよい。

請求項１の発明によれば、カメラ本体部に対してバック部を開放させることで撮像素子ユニットへのアクセスが容易になり、撮像素子やフィルタ上のゴミ除去や清掃、フィルタ類の交換といった作業を行い易くなる。そして、バック部の開放状態でもカメラ本体部とバック部の接続が維持されるため、高価な撮像素子を備えたバック部の脱落を防ぐことができる。また、請求項２の発明によれば、カメラ本体部とバック部を接続するヒンジ機構の中空スリーブ内に配線を通すことで、従来のデジタルバックにおける接点方式に比べてカメラ本体部とバック部の電気的接続が強化される。その結果、請求項３の発明のようにカメラ本体部とバック部で電源を共通化して電源構成の簡略化を図ったり、請求項４の発明のように構成して画像など大容量のデータの通信を行わせたりすることが可能となる。また、請求項５の発明によれば、撮像素子ユニットはバック部内にフローティングされた状態で支持され、バック部を閉じたときにカメラ本体部側の位置基準面に当接して撮像素子ユニットの光軸方向位置が定まるので、カメラ本体部とバック部の間のクリアランスなどの影響を受けることなく、カメラ本体部側の位置基準面によって撮像素子ユニットを高精度に位置決めすることができる。また、請求項６ないし９の発明によれば、撮像素子ユニットの親板に対して調整軸部材を回転操作するだけで簡単かつ高精度に撮像素子ユニットの光軸方向位置や傾きを調整することができる。

図１に示すデジタルカメラ１０は、カメラ本体部２０の前部のマウント（不図示）に、撮像光学系を内蔵したレンズ鏡筒１１（図１に二点鎖線で示す）を着脱可能な、レンズ交換式の一眼レフタイプのカメラである。カメラ本体部２０の後部には、ヒンジ部（バック部接続機構）１２の回動中心軸Ｘ（後述する軸ピン６３の軸線）を中心として回動可能にバック部４０が接続されている。ヒンジ部１２の回動中心軸Ｘは、撮像光学系の撮影光軸Ｚと略直交する方向に向く軸線である。

図３に示すように、カメラ本体部２０には、光学ファインダ（ファインダ光学系）２１、シャッタ２２、クイックリターンミラーの駆動装置（以下、ミラー駆動装置）２３、測光素子２４、ＡＦ駆動装置２５、レリーズ釦２６、絞り駆動装置２７、各種操作スイッチ２８、バッテリー（電源）２９、ＣＰＵ（Central Processing Unit／中央制御回路）３０、ＤＰＵ（Data Processing Unit）３１、ボディＬＣＤ３２が備えられている。

カメラ本体部２０内にはクイックリターンミラー（不図示）が設けられ、このクイックリターンミラーは、ミラー駆動装置２３によって下降位置と上昇位置との間で回動される。下降位置では、レンズ鏡筒１１の撮像光学系を通った光束がクイックリターンミラーによって反射されてファインダ光学系２１へ入射し、図１及び図２に表れているファインダ光学系２１の接眼部を通して被写体画像を観察することが可能である。クイックリターンミラーが上昇位置へ回動すると、撮像光学系からの光束が、該ミラーで反射されずに撮影光軸Ｚに沿ってシャッタ２２側へ向かう。シャッタ２２は、カメラ本体部２０の後部に形成されたシャッタ開口３３を閉じる位置に設けられたフォーカルプレーンシャッターで、先幕と後幕の走行タイミングを制御することで露光時間を変化させることができる。シャッタ２２とミラー駆動装置２３の動作はＣＰＵ３０によって制御され、レリーズ釦２６の操作によってＣＰＵ３０にレリーズ信号が入力されると、クイックリターンミラーの上昇動作とシャッタ２２の走行が行われて撮影動作が実行される。ＣＰＵ３０はまた、測光素子２４を用いた測光動作と、ＡＦ駆動装置２５を用いたＡＦ動作も制御する。ＡＦ制御では、レンズ鏡筒１１内の撮像光学系の一部を構成するＡＦレンズ群を光軸方向に移動させて合焦動作が行われる。

また、レンズ鏡筒１１内には光路の開口径を可変とさせる絞り機構（不図示）が備えられ、この絞り機構は、ＤＰＵ３１に制御される絞り駆動装置２７によって駆動される。ＤＰＵ３１にはさらに、操作スイッチ２８の操作によって各種の設定情報が入力される。図１及び図２に示すように、操作スイッチ２８は、外観上は複数のボタン、ダイヤル、押しスイッチ類として構成されており、代表的には、撮影モードなどを設定する上面ダイヤル２８ａ、シャッタスピードや露出などを設定する背面ダイヤル２８ｂ、４方向ボタンと中央ボタンの組み合わせからなり各種ファンクションの選択と決定を行う十字キー２８ｃなどが備えられている。操作スイッチ２８で入力された各種設定情報は、ボディＬＣＤ３２に表示される。

図３に示すように、バック部４０には、撮像素子４１、イメージＬＣＤ４２、入出力端子４３、ＤＳＰ（Digital Signal Processor／画像処理回路）４４、電源回路４５が設けられている。撮像素子４１はＣＣＤやＣＭＯＳといった固体撮像素子からなり、該撮像素子４１による光電変換で得られた画像情報がＤＳＰ４４に入力される。ＤＳＰ４４は入力された画像情報を処理して所定フォーマットの画像データを生成し、イメージＬＣＤ４２での画像表示や、入出力端子４３を介しての画像出力を行わせることができる。ＤＳＰ４４とカメラ本体部２０側のＣＰＵ３０は、後述するリード線６９を介して通信可能に接続されており、カメラ本体部２０側の操作スイッチ２８で入力された各種設定情報なども、イメージＬＣＤ４２に表示させることができる。入出力端子４３は、パーソナルコンピュータやテレビモニタなどに接続するための外部入出力端子と、バック部４０内に挿入されるメモリカードなどの記憶手段と接続される内部入出力端子とを備えていて、バック部４０の側面に開閉可能に設けた側部リッド４６を開くことで、これら入出力端子へのアクセスが可能となる。また、バック部４０内に設けた電源回路４５は、カメラ本体部２０側のバッテリー２９及びＤＰＵ３１に対して後述するリード線６９を介して接続されており、ＤＰＵ３１により制御されて、ＣＰＵ３０、ＤＰＵ３１及びＤＳＰ４４への電源供給を行う。

図１及び図２に示すように、カメラ本体部２０の後部には、シャッタ開口３３を囲む態様でバック装着凹部５０が形成され、バック装着凹部５０内におけるシャッタ開口３３の両側には、光軸方向後方を向く位置基準部材５１が設けられている。この位置基準部材５１上には、後述するバック部４０側の３つの調整軸部材８１に対応して位置する３つの位置基準面５１ａ（図１及び図２には１つのみ示されている）が形成されている。３つの位置基準面５１ａは、撮影光軸Ｚに対して直交する同一平面内に位置している。

バック装着凹部５０の下部には、ヒンジ部１２を構成する本体側スリーブ部５２が設けられている。図９に示すように、本体側スリーブ部５２は、撮影光軸Ｚと直交する水平方向に貫通する円形断面の軸挿通穴５２ａを有し、該軸挿通穴５２ａが開口する水平方向の端部は、軸挿通穴５２ａの軸線に対して直交する一対の摺接平面５２ｂ、５２ｃとなっている。

バック部４０は、バック装着凹部５０内に嵌る形状の箱形ハウジング６０を有している。箱形ハウジング６０の下部には、本体側スリーブ部５２の摺接平面５２ｂ、５２ｃを挟む位置関係で対をなすバック側スリーブ部６１、６２が形成されている。バック側スリーブ部６１、６２はそれぞれ、水平方向に貫通する軸挿通穴６１ａ、６２ａと、本体側スリーブ部５２の摺接平面５２ｂ、５２ｃと略平行な対向平面６１ｂ、６２ｂを有している。対向平面６１ｂ、６２ｂの間隔は本体側スリーブ部５２の幅に対応しており、バック側スリーブ部６１の対向平面６１ｂは、本体側スリーブ部５２の摺接平面５２ｂに対して摺動可能に対向し、バック側スリーブ部６２の対向平面６２ｂは、本体側スリーブ部５２の摺接平面５２ｃに対して摺動可能に対向する。

バック側スリーブ部６１、６２の軸挿通穴６１ａ、６２ａと、その間に挟まれる本体側スリーブ部５２の軸挿通穴５２ａに対して、軸ピン６３が挿通されている。図９ないし図１１に示すように、軸ピン６３は、大径部６３ａ、細径部６３ｂ及び非円形断面軸部６３ｃを同軸上に有している。大径部６３ａを挟む両側に位置する細径部６３ｂと非円形断面軸部６３ｃはいずれも該大径部６３ａより小径であり、細径部６３ｂが完全な円形断面形状であるのに対し、非円形断面軸部６３ｃは「Ｄ」状の非円形断面形状をしている。図１１に示すように、本体側スリーブ部５２の軸挿通穴５２ａは、軸ピン６３の大径部６３ａに対応する内径の大径円形穴部５２ａ１と、細径部６３ｂに対応する内径の小径円形穴部５２ａ２を有している。バック側スリーブ部６１の軸挿通穴６１ａは、大径円形穴部５２ａ１と略同径の円形穴部６１ａ１と、該円形穴部６１ａ１に続く非円形断面穴部６１ａ２を有している。また、図１０に示すように、バック側スリーブ部６２の軸挿通穴６２ａは、小径円形穴部５２ａ２と略同径の小径円形穴部６２ａ１と、該小径円形穴部６２ａ１に続く大径円形穴部６２ａ２を有し、大径円形穴部６２ａ２の一部がバック部４０の内方へ向けた内方開口部６２ａ３となっている。

図１０及び図１１に示すように、軸ピン６３は、軸挿通穴５２ａに対して、大径円形穴部５２ａ１と小径円形穴部５２ａ２の境界の段部に大径部６３ａの端部（大径部６３ａと細径部６３ｂの境界部）が当て付く位置まで挿入され、軸止めビス６４で本体側スリーブ部５２に固定される。本体側スリーブ部５２には、軸止めビス６４を挿通可能なビス挿通穴５２ｄが形成され、軸ピン６３には、軸止めビス６４が螺合されるビス穴６３ｄが形成されている。この軸止めビス６４を用いた軸ピン６３の固定状態で、大径部６３ａの一部と非円形断面軸部６３ｃは、本体側スリーブ部５２の摺接平面５２ｂから突出し、細径部６３ｂの一部は、本体側スリーブ部５２の摺接平面５２ｃから突出する。大径部６３ａの突出部分は、バック側スリーブ部６１の軸挿通穴６１ａの円形穴部６１ａ１に対して相対回動可能に挿入支持され、細径部６３ｂの突出部分は、バック側スリーブ部６２の軸挿通穴６２ａの小径円形穴部６２ａ１に対して相対回動可能に挿入支持される。これにより、バック部４０はカメラ本体部２０に対して、軸ピン６３の軸線（ヒンジ部１２の回動中心軸Ｘ）を中心として回動可能に支持される。

図１０及び図１１に示すように、ヒンジ部１２によるカメラ本体部２０とバック部４０の接続状態において、軸ピン６３の非円形断面軸部６３ｃは、バック側スリーブ部６１の軸挿通穴６１ａの非円形断面穴部６１ａ２内に挿入され、非円形断面軸部６３ｃと非円形断面穴部６１ａ２は径方向にワッシャ挿入空間Ｓを空けて対向している。図９に示すように、バック側スリーブ部６１の非円形断面穴部６１ａ２は、径方向に対向して位置する一対の部分円筒領域Ｕ１と、これを接続する４つの平面状領域Ｕ２を組み合わせた非円形の内面形状の穴である。軸ピン６３の非円形断面軸部６３ｃは、その外面に、円筒状外面領域Ｔ１と、該軸ピン６３の軸線と平行をなす平面状領域Ｔ２とを有している。そして、ワッシャ挿入空間Ｓ内には、それぞれ複数枚の第１制動ワッシャ６５と第２制動ワッシャ６６が軸方向に交互に嵌められている。

図９に示すように、第１制動ワッシャ６５は、軸挿通穴６１ａの非円形断面穴部６１ａ２における部分円筒領域Ｕ１に対応する部分円形領域Ｖ１と、平面状領域Ｕ２に対応する直線状領域Ｖ２とを含む非円形外周部６５ａを有し、平面状領域Ｕ２と直線状領域Ｖ２の係合関係によって非円形断面穴部６１ａ２に対する相対回動が規制されている。第１制動ワッシャ６５の中央には、軸ピン６３の非円形断面軸部６３ｃの部分円筒領域Ｔ１に対して相対回動可能に嵌る円形中心穴６５ｂが形成されている。これに対し、第２制動ワッシャ６６は、軸挿通穴６１ａの非円形断面穴部６１ａ２の部分円筒領域Ｕ１に対応する部分のみからなる円形外周部６６ａを有し、非円形断面穴部６１ａ２に対して相対回動可能に支持される。第２制動ワッシャ６６の中央には、軸ピン６３の非円形断面軸部６３ｃの部分円筒領域Ｔ１に対応する部分円形領域Ｗ１と、平面状領域Ｔ２に対応する直線状領域Ｗ２とを含む「Ｄ」状の非円形中心穴６６ｂが形成されていて、第２制動ワッシャ６６は、平面状領域Ｔ２と直線状領域Ｗ２の係合関係によって軸ピン６３に対する相対回動が規制されている。つまり、第１制動ワッシャ６５は、軸ピン６３が固定されるカメラ本体部２０に対して相対回動可能で、バック側スリーブ部６１を有するバック部４０に対して相対回動不能な関係にあり、第２制動ワッシャ６６は、軸ピン６３が固定されるカメラ本体部２０に対して相対回動不能で、バック側スリーブ部６１を有するバック部４０に対して相対回動可能な関係にある。軸ピン６３の非円形断面軸部６３ｃの先端付近に形成された抜止溝６３ｅに対してロックワッシャ６７が係着されている。第１制動ワッシャ６５及び第２制動ワッシャ６６の挿入領域とロックワッシャ６７との間には圧縮コイルバネ６８が挿入されていて、非円形断面軸部６３ｃ上に交互に配された第１制動ワッシャ６５と第２制動ワッシャ６６の接触面圧を高める方向の付勢力が作用している。

以上の構造のヒンジ部１２では、前述の通り、第１制動ワッシャ６５はバック部４０側のバック側スリーブ部６１との相対回動が規制され、第２制動ワッシャ６６はカメラ本体部２０側に固定される軸ピン６３との相対回動が規制されているため、隣り合う第１制動ワッシャ６５と第２制動ワッシャ６６の接触面間で生じる摩擦力によって、カメラ本体部２０に対するバック部４０の開閉回動動作に対する制動効果が得られる。この制動効果は、第１制動ワッシャ６５と第２制動ワッシャ６６の挿入枚数を変えることで自在に調整することができる。また、第１制動ワッシャ６５と第２制動ワッシャ６６の材質によっても、制動効果を変化させることができ、摺接部分の摩擦係数が高い材質であるほど、制動力が大きくなる。また、図１０及び図１１では、第１制動ワッシャ６５を白、第２制動ワッシャ６６を黒で示しており、このように各タイプのワッシャの色を異ならせることで、区別が容易になり組み付け時の作業性を向上させることができる。なお、ワッシャ６５、６６の色分けは白黒に限られるものではなく、任意の色にすることができる。

以上のようにしてヒンジ部１２を介してカメラ本体部２０と接続されたバック部４０は、該ヒンジ部１２の回動中心軸Ｘ（軸ピン６３の軸線）を中心として、図１のようにバック装着凹部５０に対して開かれた開放位置と、箱形ハウジング６０がバック装着凹部５０内に入り込んでバック部４０がカメラ本体部２０の後部を閉じる閉じ位置（不図示）との間で回動させることができる。バック部４０には、箱形ハウジング６０の上部に位置させて一対のロック爪４７が設けられていて、ロック爪４７がカメラ本体部２０側のロック爪係合部（不図示）に係合して、バック部４０を閉じ位置に係止させることができる。バック部４０の側面に設けたロック解除ノブ４８を操作することで、ロック爪４７によるロックを解除させ、バック部４０が開放位置へ回動可能になる。このとき、ヒンジ部１２内にそれぞれ複数枚設けた第１制動ワッシャ６５と第２制動ワッシャ６６の摺接面間に作用する面摩擦力によって所定の回動抵抗が与えられるため、ロック解除に伴ってバック部４０が開放位置まで一気に回動してヒンジ部１２に過大な負荷を及ぼすおそれがない。

図８及び図１０に示すように、ヒンジ部１２を構成するバック側スリーブ部６２の軸挿通穴６２ａの大径円形穴部６２ａ２には、カメラ本体部２０とバック部４０を電気的に接続させる複数本のリード線６９が束ねられた状態で挿通されている。リード線６９は、大径円形穴部６２ａ２の末端部（図８に見えている開口部）から出てカメラ本体部２０内に延設され、かつ大径円形穴部６２ａ２内で曲折され内方開口部６２ａ３を通してバック部４０内へ延出されており、カメラ本体部２０側のＣＰＵ３０とバック部４０側のＤＳＰ４４、カメラ本体部２０側のバッテリー２９及びＤＰＵ３１とバック部４０側の電源回路４５をそれぞれ接続している。このように、カメラ本体部２０側とバック部４０側の電子部品をリード線６９で接続した構成は、バック部４０を閉じたときのみ導通するような接点に比べて、次のような点で優れている。

まず、リード線６９は、バック部４０の開閉状態に関わらず常にカメラ本体部２０とバック部４０を電気的に接続することができるため、同様の機能を持つ電子部品をカメラ本体部２０とバック部４０に重複して設けることを回避でき、電装系の構成の簡略化や小型化に寄与する。また、リード線６９の配線数を多くとることができるので、電源供給やデータ通信のように多用な用途を持たせることができ、かつデータ通信では大容量のデータを支障なく送ることができる。これによって、カメラ本体部２０とバック部４０の電装系に関する親和性や信頼性が向上し、デジタルカメラとしての完成度が高くなる。具体的には、本実施形態のデジタルカメラ１０では、リード線６９を電力供給用の経路として用いることで、カメラ本体部２０とバック部４０で共通のバッテリー２９を利用することが可能になっている。特に、消費電力が大きいイメージＬＣＤ４２を備えたバック部４０において独自の電源を不要とできるので、バック部４０の軽量コンパクト化を図ることができる。なお、本実施形態ではカメラ本体部２０側にバッテリー２９を備え、バック部４０側に電源回路４５を備えているが、この配置関係を逆にすることも可能である。また、ＣＰＵ３０とＤＳＰ４４の間をリード線６９で接続することにより、ＤＳＰ４４が処理を担当する画像データなどの大容量のデータ通信が可能になっている。

そして、ヒンジ部１２を構成する軸挿通穴６２ａの大径円形穴部６２ａ２の内部にリード線６９を通す構造のため、リード線６９が外観に表れず見栄えが良く、またカメラ本体部２０とバック部４０の間でリード線６９を挟み込んで断線させてしまうおそれもない。

カメラ本体部２０とバック部４０には、バック部４０がバック装着凹部５０を閉じる位置にあるときに、撮像素子４１の受光面４１ａを、レンズ鏡筒１１の撮像光学系の結像位置に正しく位置させるための調整機構が備えられている。図４及び図５に示すように、撮像素子４１は、撮像素子ユニット７０としてユニット化された形態でバック部４０に対して取り付けられる。撮像素子ユニット７０は、親板７１と、親板７１の後面側に位置する撮像素子用基板７２を有し、撮像素子用基板７２に形成した３つの固定ネジ挿通穴７２ａにそれぞれ挿通させた固定ネジ７３（図６、図７）を、親板７１の３つのネジ穴７１ａに対して螺合させることにより、撮像素子用基板７２が親板７１に対して固定される。親板７１の前面側には撮像素子４１が支持され、撮像素子４１から突出する複数本の端子４１ｂが、撮像素子用基板７２上の端子接続穴７２ｂに挿入される。撮像素子４１の前部には、光学ローパスフィルタ７４を保持したフィルタ枠７５が取り付けられる。フィルタ枠７５は、４つの固定ネジ７６によって親板７１に固定され、撮像素子４１は、該フィルタ枠７５と親板７１の間に保持される。

バック部４０の箱形ハウジング６０には、カメラ本体部２０に対向する前面側に、撮像素子ユニット７０を収容する横長矩形の撮像素子ユニット取付凹部７７が形成され、撮像素子ユニット取付凹部７７の内方に、箱形ハウジング６０の左右の短辺部に沿って一対の内方フランジ７７ａが形成されている。一方の（図５に実線で描かれている側の）内方フランジ７７ａには、ガイド軸支持穴７８と調整軸支持穴７９が１つずつ近接して形成されている。他方の（図５に破線で描かれている側の）内方フランジ７７ａには、上下方向に離間させて２つの調整軸支持穴７９が形成され、その間の位置に１つのガイド軸支持穴７８が形成されている。すなわち、内方フランジ７７ａ上には計２つのガイド軸支持穴７８と計３つの調整軸支持穴７９が形成されている。図６に示すように、ガイド軸支持穴７８は、内方フランジ７７ａの前面部７７ｂ側に開口する大径部７８ａと、その奥側の小径部７８ｂを有し、小径部７８ｂの内面に雌ネジが形成されている。撮像素子ユニット７０の親板７１には、２つのガイド軸支持穴７８に対応する位置にガイド軸通穴７１ｂが形成され、３つの調整軸支持穴７９に対応する位置に調整軸螺合穴７１ｃが形成されている。調整軸螺合穴７１ｃの内面には雌ネジが形成されている。

撮像素子ユニット７０は、２つのガイド軸８０によって撮像素子ユニット取付凹部７７内に支持される。図６に示すように、ガイド軸８０は、軸方向の先端部に雄ネジ付きの小径軸部８０ａを有し、続いて、これより大径の大径軸部８０ｂと、さらに大径の頭部８０ｃとを有しており、撮像素子ユニット７０の親板７１のガイド軸通穴７１ｂに対して大径軸部８０ｂを挿通させた状態で、小径軸部８０ａの雄ネジがガイド軸支持穴７８の小径部７８ｂの雌ネジに螺合される。大径軸部８０ｂの端部（小径軸部８０ａと大径軸部８０ｂの間の段部）が、ガイド軸支持穴７８の大径部７８ａの底面（小径部７８ｂと大径部７８ａの間の段部）に当て付く最奥位置までガイド軸８０を締め込んだとき、該ガイド軸８０の頭部８０ｃと内方フランジ７７ａの前面部７７ｂの間の距離は、撮像素子ユニット７０の親板７１の板厚よりも大きく、撮像素子ユニット７０は、ガイド軸８０の軸線方向には可動に支持される。具体的には、図６にＭ１、Ｍ２で示す可動量が確保されている。この撮像素子ユニット７０の可動方向は、バック部４０を閉じたときにカメラ本体部２０（レンズ鏡筒１１）の撮像光学系から撮像素子４１に入射する撮影光軸Ｚの方向と平行であり、つまりは、撮像素子ユニット７０は光軸方向に位置調整可能に支持されている。一方、撮影光軸Ｚと直交する方向へは、２つのガイド軸８０と親板７１上の２箇所のガイド軸通穴７１ｂとの係合関係によって、撮像素子ユニット７０の位置が決められる。

図６及び図７に示すように、撮像素子ユニット７０の親板７１に３箇所形成した調整軸螺合穴７１ｃの雌ネジに対して、３つの調整軸部材８１のそれぞれのネジ軸部８１ａの外面に形成した雄ネジが螺合される。調整軸部材８１は、ネジ軸部８１ａと、軸部よりも大径で非円形形状の鍔部８１ｂと、ネジ軸部８１ａの端部に位置する当付頭部８１ｃと、該当付頭部８１ｃとは反対のネジ軸部８１ａの先端に位置する小径先端部８１ｄとを有していて、回転を与えると、ネジ軸部８１ａの雄ネジと調整軸螺合穴７１ｃの雌ネジの螺合関係によって、親板７１に対して軸線方向に進退させることができる。この調整軸部材８１の進退方向は、ガイド軸８０の案内による撮像素子ユニット７０の可動方向（すなわちバック部４０を閉じた状態での撮影光軸Ｚの方向）と平行である。親板７１と鍔部８１ｂの間には、ネジ軸部８１ａの雄ネジに螺合するナット８２が備えられ、このナット８２を締め込むことによって、親板７１に対して調整軸部材８１を固定させることができる。それぞれの調整軸部材８１の小径先端部８１ｄは調整軸螺合穴７１ｃから突出し、調整軸支持穴７９内に支持された圧縮コイルバネ（付勢部材）８３の内部に挿入されている。３つの調整軸部材８１に対応して３つ設けられた圧縮コイルバネ８３はそれぞれ、その一端部が親板７１に当接し、他端部が調整軸支持穴７９の底面部に当接しており、撮像素子ユニット７０を撮像素子ユニット取付凹部７７から突出させる方向、すなわち光軸方向前方に付勢する。

以上のようにして撮像素子ユニット取付凹部７７内に撮像素子ユニット７０を支持させた状態で、図２に示すように、飾り板８４が取り付けられる。飾り板８４は、フィルタ枠７５を露出させる開口部８４ａを中央に有する矩形の枠状体であり、その四隅に固定ビス挿通穴８４ｂが形成され、さらに撮像素子ユニット７０における３つの調整軸部材８１に対応する位置に、該調整軸部材８１の当付頭部８１ｃを露出させる貫通穴８４ｃが形成されている。バック部４０の箱形ハウジング６０には、飾り板８４の４つの固定ビス挿通穴８４ｂに対応する位置に４つのネジ座８５が形成され、各固定ビス挿通穴８４ｂを通して各ネジ座８５に対して固定ビス８６（図２）を螺合させることで、飾り板８４が固定される。

前述のように、撮像素子ユニット７０は３つの圧縮コイルバネ８３によって光軸方向前方に付勢されており、カメラ本体部２０に対してバック部８４が図１のように開かれた状態では、調整軸部材８１の鍔部８１ｂが飾り板８４の裏面に当て付く前方移動端に保持されている。このとき、各調整軸部材８１の当付頭部８１ｃが、飾り板８４の貫通穴８４ｃから突出されている。なお、バック部８４内での撮像素子ユニット７０の前方移動端は、親板７１をガイド軸８０の頭部８０ｃに当接させることによって定めることもできる。ヒンジ部１２を介してバック部４０を閉じ位置に回動させてロック爪４７によるバック部４０のロック状態になると、３つの調整軸部材８１の当付頭部８１ｃが、カメラ本体部２０側の位置基準部材５１に設けた３つの位置基準面５１ａに当接する。図６や図７に示すようにそれぞれの当付頭部８１ｃの端面はなだらかな球面状になっていて、位置基準面５１ａに対する当付頭部８１ｃの当接は点接触となる。この当付頭部８１ｃと位置基準面５１ａの当接はバック部４０の閉じ動作の最終段階で生じ、位置基準面５１ａへの当接によって光軸方向前方への移動を規制された各調整軸部材８１が、バック部４０の閉じ方向の回動動作によって、圧縮コイルバネ８３の付勢力に抗して光軸方向後方に押し込まれる。これにより、ナット８２を介して調整軸部材８１と結合された撮像素子ユニット７０全体が、前述の前方移動端から撮像素子ユニット取付凹部７７内で光軸方向位置を変化させ、ロック爪４７によってバック部４０が閉じ位置に係止されたときに撮像素子ユニット７０の最終的な位置が定まる。図６は、バック部４０が閉じられた状態での撮像素子ユニット７０の保持位置の一例を示しており、撮像素子ユニット７０は、ガイド軸８０の頭部８０ｃに対して親板７１が光軸方向後方に「Ｍ１」変位された位置に保持されている。撮像素子ユニット７０に対する圧縮コイルバネ８３の付勢力は、位置基準面５１ａに対して調整軸部材８１の当付頭部８１ｃを押し付ける方向に作用しているので、バック部４０が閉じられている間、撮像素子ユニット７０は図６に示す位置に維持される。

このように、バック部４０側では撮像素子ユニット７０を光軸方向（撮像素子４１の受光面４１ａと直交する方向）に可動なフローティング状態で保持し、撮影状態での撮像素子ユニット７０の位置をカメラ本体部２０側の位置基準面５１ａで決めるようにしたことにより、バック部４０とカメラ本体部２０の間の遊びやガタに影響されることがなく、撮影状態での撮像素子４１の光軸方向位置を高精度に定めることができる。なお、より高い精度を得るために、撮像素子ユニット７０の位置決め用の当接箇所を構成する位置基準部材５１や調整軸部材８１は、硬度が高く耐摩耗性に優れる金属などの材質で構成することが好ましい。

また、以上の撮像素子ユニット７０の保持構造では、バック部４０を閉じた撮影状態での撮像素子４１の受光面４１ａの光軸方向位置と撮影光軸Ｚに対する傾きを、３つの調整軸部材８１の操作によって容易に調整することができる。前述の通り、撮像素子ユニット７０の親板７１に対して調整軸部材８１はネジ螺合により支持されており、ナット８２を緩めた状態で調整軸部材８１を回転させることで、その軸線方向へ進退させることができる。図４に示すように、調整軸部材８１の鍔部８１ｂは、一部が直線状に切り欠かれた円板状をなしており、この直線状切り欠き部分を器具で挟むことで、容易に回転操作を行うことができる。そして、調整軸部材８１の進退移動により親板７１と当付頭部８１ｃの光軸方向距離が変化するため、結果として、当付頭部８１ｃを位置基準面５１ａに当接させたときの撮像素子ユニット７０の光軸方向位置が変化する。例えば、図６において、鍔部８１ｂを親板７１に接近させる方向に調整軸部材８１を移動させると、バック部４０を閉じたときに「Ｍ１」が相対的に小さくなり、「Ｍ２」が相対的に大きくなる。すなわち、撮像素子４１の受光面４１ａの位置が光軸方向前方に変位される。逆に、鍔部８１ｂを親板７１から離間させる方向に調整軸部材８１を移動させると、バック部４０を閉じたときに「Ｍ１」が相対的に大きくなり、「Ｍ２」が相対的に小さくなり、撮像素子４１の受光面４１ａの位置が光軸方向後方に変位される。

調整軸部材８１は撮像素子４１を囲む３箇所に設けられているため、３つの調整軸部材８１を均等に進退移動させることによって、撮影光軸Ｚに対する傾きを変化させずに撮像素子４１の受光面４１ａの光軸方向位置を変化させることができ、それぞれの調整軸部材８１の進退移動量を異ならせることによって、撮影光軸Ｚに対する撮像素子４１の受光面４１ａの角度を変化させることができる。ガイド軸８０による親板４１の支持構造では、このような親板４１の若干の角度変化を許容できるようにクリアランスが設けられている。調整軸部材８１を用いた撮像素子ユニット７０の位置調整が完了したら、ナット８２を締め付けて調整軸部材８１を親板７１に対して固定させる。以上の撮像素子ユニット７０の位置調整は、飾り板８４を取り外した状態で行われる。飾り板８４が取り付けられた状態では当付頭部８１ｃのみが露出するため、不用意に調整軸部材８１を動かして撮像素子ユニット７０の位置を変化させてしまうおそれはない。

以上のように、本実施形態のデジタルカメラ１０では、カメラ本体部２０に対してバック部４０を開閉可能に支持させたことにより、バック部４０の開放状態では撮像素子ユニット７０が露出され、該撮像素子ユニット７０に付着したゴミの除去や、フィルタ枠７５に対するフィルタの交換作業などを容易に行うことができる。そして、バック部４０はカメラ本体部２０に対してヒンジ部１２を介して常時接続された状態を保つので、バック部４０を開閉動作時に脱落させてしまうおそれがない。

また、本実施形態のデジタルカメラ１０では、前述したように、バック部４０側に支持された撮像素子ユニット７０の位置決め部を、撮像光学系を保持するカメラ本体部２０側に位置基準面５１ａとして備えるので、バック部４０とカメラ本体部２０との間のクリアランスなどに影響されない高精度な撮像素子４１のピント位置調整が可能となっている。さらに、バック部４０を開放させた状態で、飾り板８４を外して３つの調整軸部材８１を適宜回転させるだけの簡単な調整作業によって、撮像素子ユニット７０の光軸方向位置及び角度を調整することができるため、調整作業性にも優れている。

また、本実施形態のデジタルカメラ１０では、前述したように、ヒンジ部１２を構成するバック側スリーブ部６２の軸挿通穴６２ａに挿通した複数のリード線６９によってカメラ本体部２０とバック部４０の電子部品を接続することにより、カメラ本体部２０とバック部４０の電気的接続が強化され、電源構成のシンプル化や、データ通信性能の向上といった効果が得られる。

なお、本発明は、以上の図示実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない限りにおいて改良や変更を加えることができる。例えば、実施形態ではカメラ本体部２０とバック部４０をヒンジ部１２で接続しているが、請求項１の発明に関しては、ヒンジ機構以外の構造によってカメラ本体部とバック部を接続させてもよい。

また、実施形態では、バック部４０における一対のバック側スリーブ部６１、６２のうち片側のバック側スリーブ部６２の軸挿通穴６２ａにリード線６９を通しているが、両側のバック側スリーブ部６１、６２内に配線してもよい。

本発明を適用したデジタルカメラで、撮像素子を有するバック部をカメラ本体部に対して開いた状態を示す斜視図である。 図１のデジタルカメラで、撮像素子ユニット前方の飾り板を取り外した状態を示す斜視図である。 図１のデジタルカメラの電気回路の主要構成を示すブロック図である。 撮像素子ユニットの分解斜視図である。 バック部から撮像素子ユニットを取り外した状態の斜視図である。 バック部における撮像素子ユニットの光軸方向位置調整構造を示す断面図である。 図６の撮像素子ユニット位置調整構造の要部を示す断面図である。 カメラ本体部とバック部を接続するヒンジ部に電気配線を通した状態を示す斜視図である。 ヒンジ部を分解した状態の斜視図である。 ヒンジ部の軸線方向の断面図である。 ヒンジ部の要部を示す断面図である。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１１ レンズ鏡筒
１２ ヒンジ部（バック部接続機構）
２０ カメラ本体部
２２ シャッタ
２９ バッテリー（電源）
３０ ＣＰＵ（中央制御回路）
３１ ＤＰＵ
３２ ボディＬＣＤ
３３ シャッタ開口
４０ バック部
４１ 撮像素子
４１ａ 受光面
４２ イメージＬＣＤ
４４ ＤＳＰ（画像処理回路）
４５ 電源回路
４７ ロック爪
４８ ロック解除ノブ
５０ バック装着凹部
５１ 位置基準部材
５１ａ 位置基準面
５２ 本体側スリーブ部
５２ａ 軸挿通穴
５２ａ１ 大径円形穴部
５２ａ２ 小径円形穴部
５２ｂ ５２ｃ 摺接平面
５２ｄ ビス挿通穴
６０ 箱形ハウジング
６１ ６２ バック側スリーブ部
６１ａ 軸挿通穴
６１ａ１ 円形穴部
６１ａ２ 非円形断面穴部
６２ａ 軸挿通穴
６２ａ１ 小径円形穴部
６２ａ２ 大径円形穴部
６２ａ３ 内方開口部
６３ 軸ピン
６３ａ 大径部
６３ｂ 細径部
６３ｃ 非円形断面軸部
６３ｄ ビス穴
６３ｅ 抜止溝
６４ 軸止めビス
６５ 第１制動ワッシャ
６５ａ 非円形外周部
６５ｂ 円形中心穴
６６ 第２制動ワッシャ
６６ａ 円形外周部
６６ｂ 非円形中心穴
６７ ロックワッシャ
６８ 圧縮コイルバネ
６９ リード線
７０ 撮像素子ユニット
７１ 親板
７１ａ ネジ穴
７１ｂ ガイド軸通穴
７１ｃ 調整軸螺合穴
７２ 撮像素子用基板
７２ａ 固定ネジ挿通穴
７２ｂ 端子接続穴
７３ 固定ネジ
７４ 光学ローパスフィルタ
７５ フィルタ枠
７６ 固定ネジ
７７ 撮像素子ユニット取付凹部
７７ａ 内方フランジ
７７ｂ 内方フランジの前面部
７８ ガイド軸支持穴
７８ａ 大径部
７８ｂ 小径部
７９ 調整軸支持穴
８０ ガイド軸
８０ａ 小径軸部
８０ｂ 大径軸部
８０ｃ 頭部
８１ 調整軸部材
８１ａ ネジ軸部
８１ｂ 鍔部
８１ｃ 当付頭部
８２ ナット
８３ 圧縮コイルバネ（付勢部材）
８４ 飾り板
８４ａ 開口部
８４ｂ 固定ビス挿通穴
８４ｃ 貫通穴
８５ ネジ座
８６ 固定ビス
Ｓ ワッシャ挿入空間
Ｘ ヒンジ部の回動中心軸
Ｚ 撮影光軸

Claims (9)

1. 撮像光学系を支持するカメラ本体部と；
   上記カメラ本体部に臨む光軸方向前面側に撮像素子ユニットを備えるバック部と；
   カメラ本体部に対してバック部を、撮像素子ユニットの受光を上記撮像光学系の結像位置に位置させる閉じ位置と、撮像素子ユニットを露出させる開放位置とに可動に接続するバック部接続機構と；
   を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
2. 請求項１記載のデジタルカメラにおいて、上記バック部接続機構は、カメラ本体部とバック部に連通させて形成した中空のスリーブ部に対して挿入された軸を中心としてバック部を回動可能に支持するヒンジ機構であり、このヒンジ機構を構成する中空のスリーブ部内に、カメラ本体部とバック部を常時電気的に接続する配線が挿通されていることを特徴とするデジタルカメラ。
3. 請求項２記載のデジタルカメラにおいて、カメラ本体部とバック部のいずれか一方に電源が設けられ、他方に該電源から他の電子部品への給電を制御する電源回路が設けられ、上記ヒンジ機構の中空スリーブ部を通る配線によって電源と電源回路が接続されていることを特徴とするデジタルカメラ。
4. 請求項２または３記載のデジタルカメラにおいて、カメラ本体部とバック部のいずれか一方にカメラの中央制御回路が設けられ、他方に上記撮像素子ユニットから出力される画像データを処理する画像処理回路が設けられ、上記ヒンジ機構の中空スリーブ部を通る配線によって中央制御回路と画像処理回路が接続されていることを特徴とするデジタルカメラ。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載のデジタルカメラにおいて、カメラ本体部に撮像素子ユニットの位置基準面を有し、撮像素子ユニットは、バック部が上記開放位置にあるときに該バック部内で光軸方向への移動が許容され、バック部が上記閉じ位置にあるときにカメラ本体部側の上記位置基準面に当接して光軸方向位置が決定されることを特徴とするデジタルカメラ。
6. 請求項５記載のデジタルカメラにおいて、バック部における撮像素子ユニットの支持機構は、
   上記バック部に対して固定され、撮像素子を保持する親板に形成したガイド穴に対し、上記光軸方向への移動を許容して挿通されるガイド軸と；
   上記親板に対して上記光軸方向へ進退可能にネジ螺合された複数の調整軸部材と；
   該複数の調整軸部材のネジ部に螺合して、親板に対する調整軸部材の移動を規制可能なナットと；
   上記親板と複数の調整軸部材の結合体をバック部内で光軸方向前方に向けて付勢する付勢部材と；
   を備え、バック部の開放位置から閉じ位置への移動に応じて、複数の調整軸部材がカメラ本体部の位置基準面に当接し、付勢部材の付勢力に抗して撮像素子ユニットがバック部内で光軸方向後方へ押圧されることを特徴とするデジタルカメラ。
7. 請求項６記載のデジタルカメラにおいて、上記複数の調整軸部材は、上記親板に対してそれぞれ個別に軸方向位置を調整可能であることを特徴とするデジタルカメラ。
8. 請求項６または７記載のデジタルカメラにおいて、撮像素子ユニットの受光面を囲んで少なくとも３つの調整軸部材を備えていることを特徴とするデジタルカメラ。
9. 請求項６ないし８のいずれか１項記載のデジタルカメラにおいて、上記付勢部材は、一端部がバック部内の固定部材に当接し、他端部が上記親板に当接し、内部に上記調整軸部材が挿入された圧縮コイルバネからなることを特徴とするデジタルカメラ。

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