JP2012037586A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像装置内部に生じる撮像素子がレンズ群よりも突出することによって形成される空間を効率良く用いてさらなる小型・薄型化した撮像装置を提供する。
【解決手段】 撮像素子と、前記撮像素子が固定されるとともに、レンズ群が移動可能に取り付けられるレンズ鏡筒と、前記撮像素子から出力される画像を表示する表示ユニットと、前記表示ユニットを保持するシャーシ部材を有する撮像装置であって、前記撮像素子は、前記レンズ鏡筒に取り付けられる前記レンズ群よりも前記撮像装置の背面方向に突出して前記レンズ鏡筒に固定され、前記撮像素子が前記レンズ群よりも突出することによって形成される空間に、前記シャーシ部材を配置する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、銀塩カメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなどの撮像装置、特に屈曲光学系を用いた撮像装置に関するものである。

デジタルカメラなどの撮像装置は、撮影時には大きく伸びて、携帯時にはレンズ鏡筒がカメラ内部に沈み込む沈胴式と呼ばれる撮像装置が普及している。さらにカメラの小型化に伴いレンズ鏡筒を光軸方向に動かすだけでなく、光学系を屈曲させる屈曲光学系を用いた撮像装置が出てきている。このような撮像装置においては、複数のレンズ群より構成される物体側光軸（第一の光学系）および像面側光軸（第二の光学系）と、光軸を折り曲げるミラ−（折り曲げ光学系）を撮像装置内に収納している。

そして、像面側光軸のレンズ群のガイド軸をミラ−よりも背面側に配置し、物体側光軸に沿った方向に移動するカム筒と直進筒と、像面側光軸に沿った方向に移動するレンズとレンズ枠を重複した移動領域である重複領域を有している撮像装置が提案されている。（特許文献１参照）

特開２００６−９１３７１号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、像面側光軸（第二の光学系）のレンズ群のガイド軸が２本共、撮像装置の厚み方向で重なるため、撮像装置の薄型化の制約になっている。

また、物体側光軸（第一の光学系）を撮像装置の端に配置することで、第一の光学系の光軸方向において、液晶表示装置は撮像素子が重なるよう配置されていた。

しかし、影レンズ群は、非球面レンズやコ−ティング技術の向上によって小型化する一方で、撮像素子ＣＭＯＳセンサが主流になることで大型化している。したがって、撮像装置内部に撮像素子がレンズ群よりも突出することによって形成される空間が生じてしまう。

本発明の目的は、撮像装置内部に生じる撮像素子がレンズ群よりも突出することによって形成される空間を効率良く用いてさらなる小型・薄型化した撮像装置を提供することにある。

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、前記撮像素子が固定されるとともに、レンズ群が移動可能に取り付けられるレンズ鏡筒と、前記撮像素子から出力される画像を表示する表示ユニットと、前記表示ユニットを保持するシャーシ部材を有する撮像装置であって、前記撮像素子は、前記レンズ鏡筒に取り付けられる前記レンズ群よりも前記撮像装置の背面方向に突出して前記レンズ鏡筒に固定され、前記撮像素子が前記レンズ群よりも突出することによって形成される空間に、前記シャーシ部材を配置することを特徴とする。

本発明によれば、撮像装置内部に生じる撮像素子がレンズ群よりも突出することによって形成される空間を効率良く用いてさらなる小型・薄型化した撮像装置を提供することができる。

本発明に係る電子撮像装置の要部拡大断面図である。 （ａ）本発明に係る電子撮像装置の正面斜視図である。（ｂ）本発明に係る電子撮像装置の背面斜視図である。 （ａ）本発明に係る電子撮像装置の要部拡大断面図である（ワイド位置）。（ｂ）本発明に係る電子撮像装置の要部拡大断面図である（沈胴位置）。 本発明に係る電子撮像装置の背面展開図である。 本発明に係るレンズ鏡筒の背面斜視図である。 本発明に係る電子撮像装置の正面断面図である。 本発明に係る電子撮像装置の要部拡大断面図である。

（第１の実施の形態）
以下、図１乃至図６を参照して第１の実施の形態を詳細に説明する。

図２（ａ）は本発明の撮像装置を前方向から見た斜視図で、撮像装置１には、被写体像を撮像素子に結像する沈胴式のレンズ鏡筒２が固定されている。

レンズ鏡筒２には、光学像を光電変換して画像デ−タを生成するＣＣＤやＣＭＯＳイメ−ジセンサ等の撮像素子（不図示）が固定されている。

また撮像装置１には、撮像素子で生成した画像デ−タをデジタル情報に変換する処理回路を載せたメイン基板（不図示）や補助基板（不図示）が実装されている。

メイン基板には、撮像部や画像処理部、システム制御部、表示制御部、シリアルＩ／Ｆ、シリアル接続端子等が実装されている。補助基板には、カードＩ／Ｆ等を含むメモリーカードスロットや電源供給切換回路、ＤＣ／ＤＣコンバータ、操作ＳＷ、ビデオＩ／Ｆ、ビデオ接続端子、外部電源入力端子等が実装されている。

撮像装置１の右上方には、撮影時に被写体の明るさが足りない時に発光するストロボ発光窓３が設けられている。

撮像装置１の上面にシャッターボタン４が設けられている。シャッターボタン４は２段階の押圧操作が可能となっている。シャッターボタン４を半押し操作すると、測光動作やＡＦ動作等の撮影準備動作が開始される。シャッターボタン４を全押し操作すると、被写体を撮影し、収納室に挿着したメモリーカードに被写体像の画像デ−タを記録する。シャッターボタン４の外周には、回転操作可能なズームレバー５が取り付けられている。このズームレバー５を撮像装置１の上面から見て時計周りに回転させると、撮影レンズが望遠側にズームし、逆に反時計周りに回転させると撮影レンズが広角側にズームする。ズームレバー５の横には、モード設定レバー６および電源ボタン７が設けられている。モード設定レバー６は撮像装置１に対してスライド移動可能に取り付けられている。モード設定レバー６の近傍に、各種の撮影モードに応じたマーク（不図示）が印刷されており、モード設定レバー６の指標をマークに合わせることで、マークに応じた撮影モードの設定を行うことができる。

撮像装置１の底面には、電池蓋８およびメモリーカード蓋９があり、電源となる電池を収納する収納室および撮影された被写体像を記録するメモリーカードを収納する収納室を開閉可能としている。それぞれの蓋部材を開くことによって、収納室が開口し電池とメモリーカードが挿脱可能になる。

図２（ｂ）は撮像装置１を後ろ方向から見た斜視図を示している。

撮像装置１の側面には電源や信号の入出力用ジャックが設けられジャック保護用のカバー部材１０で覆われている。カバー部材１０を開くことで入出力用ジャックへの各種ケーブル類の抜き差しが可能となる。

撮像装置１背面に表示ユニット１１が設けられている。表示ユニット１１は撮像する被写体像の確認や、撮像された画像の再生表示に用いられる。表示ユニット１１の横には、複数の操作ボタン群１２が設けられている。複数の操作ボタン群１２には、中央に回転操作部材も含まれている。複数の操作ボタン群１２は、例えば撮影条件の変更、表示形態の変更、再生画面への切換えを実行する。

次に、図１、図３〜６を用いて、撮像装置１の内部構成について詳細に説明する。

図３（ａ）は、レンズ鏡筒２が広角位置にある状態を示す断面図である。

図３（ａ）に示すように、本実施形態のレンズ鏡筒２は、第１レンズ群１５、第２レンズ群２０、プリズム２５、固定筒３０、カム筒３１および直進ガイド筒３２を備える。

固定筒３０は第１レンズ群１５、第２レンズ群２０を囲む筒型形状と、固定筒つなぎ部３０ｃと、固定筒つなぎ部３０ｃから箱形状に延びた、第３レンズ群３５、第４レンズ群４０と撮像素子３３を保持する箱部分からなる。固定筒つなぎ部３０ｃはプリズム２５の移動のため、大きく切り欠かれている。すなわち、本実施形態のレンズ鏡筒２は、前方後円古墳あるいは鍵穴形状のような形をしている。

第１レンズ群１５は、１群レンズ１７と１群レンズ１７を保持する１群鏡筒１６から構成されている。第２レンズ群２０は、２群レンズ２２と２群レンズ２２を保持する２群鏡筒２１ら構成されている。２群レンズ２２から射出した光束は、プリズム２５により１群レンズ１７および２群レンズ２２の物体側光軸Ａに対して９０°の角度で交差する像面側光軸Ｂの方向に屈曲されて、撮像素子３３に導かれる。

プリズム２５は保持部材２７に保持され、モータ群２６（図６参照）の駆動により像面側光軸Ｂに沿って移動する。プリズム２５と撮像素子３３との間には、第３レンズ群３５、第４レンズ群４０および光学フィルタ４３が像面側光軸Ｂに沿って配置されている。

第３レンズ群３５は、地板３７と、地板３７に保持された３群レンズ３８と、地板３７にねじ等により結合されたシャッタとを備えている。第３レンズ群３５が、モータ群２６に駆動され、像面側光軸Ｂに沿って移動することでズーム動作が行われる。

第４レンズ群４０は、４群レンズホルダ４１と、４群レンズホルダ４１に保持された４群レンズ４２とを備えている。第４レンズ群４０がモータ群２６に駆動され、像面側光軸Ｂに沿って移動することで、ズーム動作およびフォーカス動作が行われる。光学フィルタ４３は、空間周波数の高い光をカットするためのハイカットフィルタ機能と赤外光をカットする機能を有する。

図３（ｂ）は、レンズ鏡筒２が沈胴位置（収納位置）にある状態を示す断面図である。図３に示すように、レンズ鏡筒２が沈胴位置にある状態では、プリズム２５、第３レンズ群３５および第４レンズ群４０は、像面側光軸Ｂに沿って互いに干渉しないように撮像素子３３側に移動する。これにより、第２レンズ群２０および第１レンズ群１５の後方に収納空間が形成され、第２レンズ群２０および第１レンズ群１５が物体側光軸Ａに沿って後退して、カム筒３１と共に収納空間に収納される。

プリズム２５は、固定筒つなぎ部３０ｃで大きく切り欠かれている空間を通り固定筒３０の円筒形状部分の外に出て、箱部分に入る。

レンズ鏡筒２は固定筒３０の形状に沿った形をしていて、やはり前方後円古墳あるいは鍵穴形状のような形をしている。

レンズ鏡筒２の図中右側には電源となる電池２８を収納する収納室２９が配置されている。

撮像装置１の電源となる電池２８は、蒲鉾形状となっており、平面部をレンズ鏡筒２に向けて配置されている。

レンズ鏡筒２の箱形状の前側には、撮像素子３３で生成した画像デ−タをデジタル情報に変換する処理回路を載せたメイン基板や補助基板５４が備えられている。収納室２９と、レンズ鏡筒２の筒型形状と、箱形状の後側には、撮像する被写体像の確認や、撮像された画像の再生表示に用いられる表示ユニット１１と、表示ユニット１１を保持するシャ−シ部材５５が配置されている。レンズ鏡筒２の箱形状の端にある撮像素子３３の背面側には、操作ボタン群１２が配置されている。シャーシ部材５５は、電池２８のマイナス端子と電気的に接続されており、様々な回路基板のグランドや金属部品が接続することが可能となっている。

表示ユニット１１はレンズ鏡筒２の箱形状の中間部分までに収まり、箱形状から出っ張る撮像素子３３との干渉が起こらなくなる。

図４は撮像装置１の背面分解図を示す。レンズ鏡筒２の固定筒３０は、背面側が大きく開口され、レンズ枠が露出している。この固定筒３０の開口部３０ａに表示ユニット１１を保持するシャーシ部材５５で蓋をして、固定筒３０の剛性を高めている。そしてあわせえて固定筒３０の内部光学部材の遮光を施している。すなわち、シャーシ部材５５には、開口部３０ａを覆う領域が形成されている。

固定筒３０の背面の壁を廃止して、表示ユニット１１を保持するシャーシ部材５５で覆うことにより、廃止した固定筒３０の背面壁の厚み分、撮像装置１を薄型化している。

レンズ鏡筒２を固定したシャーシ５５部材の上に表示ユニット１１および複数の操作ボタン群１２を取り付ける。そして、シャッターボタン４、ズームレバー５、モード設定レバー６および電源ボタン７などの上面操作部材とストロボが一体化した上部ユニット５０をレンズ鏡筒２の上方には組み付ける。ここで、上部ユニット５０に取り付けられたストロボ放電発光管を発光させる電荷を蓄積するメインコンデンサ５１は像面側光軸Ｂの方向に沿って配置されている。

その後に、前側面カバ−５２および後側面カバ−５３を取り付ける。前側面カバ−３１および後側面カバ−３２は、撮像装置１の外装となる外装カバ−である。

図５はレンズ鏡筒２の背面斜視図である。

レンズ鏡筒２の固定筒３０は、背面側が大きく開口されている。この固定筒３０の開口部３０ａに液晶表示装置を保持するシャーシ部材５５で蓋をして、固定筒３０の剛性を確保および固定筒３０の内部を遮光している。

物体側光軸Ａから入射した光束は、プリズム２５により、物体側光軸Ａに対して９０°の角度で交差する像面側光軸Ｂの方向に屈曲されて、撮像素子３３に導かれる。

プリズム２５は、モータ群２６の駆動により像面側光軸Ｂに沿って移動可能に保持部材２７に保持されている。プリズム２５と撮像素子３３との間には、第３レンズ群３５、第４レンズ群４０が像面側光軸Ｂに沿って配置されている。第３レンズ群３５の保持部材および第４レンズ群４０の保持部材は、上下２本のガイド軸３９に吊られて、像面側光軸Ｂに沿って摺動自在に保持されている。第３レンズ群３５および第４レンズ群４０は、モータ群２６の駆動により上下の２本のガイド軸に案内されて像面側光軸Ｂに沿って、移動することで、ズーム動作およびフォーカス動作が行われる。

この上下の２本のガイド軸３９は、撮像装置１の厚み方向で重ならないように配置されるので、撮像装置１の薄型化に寄与している。

第４レンズ群４０の４群レンズ４２は、すり割り形状（小判形状）４２ａが施されている。このすり割り形状（小判形状）４２ａによって、像面側光軸Ｂのレンズ群と表示ユニット１１を保持するシャーシ部材５５を近接させることができ、撮像装置の更なる薄型化が可能となっている。

図６は撮像装置の正面断面図を示す。レンズ鏡筒２は、略鍵穴形状をしており、正面から右側の筒型形状２ａに物体側光軸Ａに沿って移動可能な第１レンズ群１５、第２レンズ群２０が配置されている。さらに、レンズ鏡筒２は、左側の箱形状部２ｂに像面側光軸Ｂに沿って移動可能なプリズム２５、第３レンズ群３５、第４レンズ群４０および光学フィルタ４３が配置されている。

レンズ鏡筒２の筒型形状２ａは、撮像装置高さ方向の寸法で、箱形状部２ｂに比べて大きくなっており、上下に差分空間Ｃ、Ｄを生じている。上の差分空間Ｃには、ストロボの放電発光管を発光させる電荷を蓄積するメインコンデンサ５１を配置し、下の差分空間Ｄには、撮影レンズ群のプリズム、第３レンズ群３５、第４レンズ群を移動させるモ−タ群２６が配置されている。

上下の差分空間Ｃ、Ｄに、メインコンデンサ５１や撮影レンズ群のプリズム、第３レンズ群３５、第４レンズ群を移動させるモ−タ群２６を配置する。これにより、対物レンズである第１レンズ群１５の口径を大きくしても撮像装置の高さ方向の寸法を抑えることができ、各レンズ群の径に制約されず、撮像装置の小型化が可能となる。

下の差分空間Ｄにメインコンデンサ５１を、上の差分空間Ｃに撮影レンズ群のプリズム、第３レンズ群３５、第４レンズ群を移動させるモ−タ群２６を配置しても良い。

プリズム２５の保持部材２７と、第３レンズ群３５、第４レンズ群４０は上下２本のガイド軸３９に吊られて、像面側光軸Ｂに沿って摺動自在に保持されている。プリズム２５の保持部材２７は、２本のガイド軸３９と係合する係合部２７ａがそれぞれ形成されている。係合部２７ａにはラックギアが形成されており、このラックギアはプリズム駆動ギアとギア結合しているため、プリズム駆動ギアが回転するとプリズム２５が像面側光軸Ｂに沿って移動する。

図１は、レンズ鏡筒が沈胴位置（収納位置）にある状態を示す要部拡大断面図である。
撮像素子３３は、像面側光軸Ｂに沿って移動可能な第３レンズ群３５、第４レンズ群４０と比較して撮像装置１の厚み方向に厚くなっている。

固定筒３０は、撮像素子３３周りを遮光のため、壁で四方を覆っており突出部３０ｂが形成されている。

また、固定筒３０の突出部３０ｂとそれ以外の領域との差分空間Ａに表示ユニット１１およびシャーシ部材５５を配置している。すなわち、撮像素子３３は、固定筒３０に取り付けられる第３レンズ群３５、第４レンズ群４０よりも撮像装置１の背面方向に突出して固定筒３０に固定される。そして、撮像素子３３が第３レンズ群３５、第４レンズ群４０よりも突出することによって形成される空間（差分空間Ａ）に、シャーシ部材５５を配置している。

さらに、像面側光軸Ｂのレンズ群幅と撮像素子３３の幅の差でできる空間Ｂに、撮影された被写体像を記録するメモリーカードスロット５４ａや電子部品が実装されたプリント配線基板５４の一部を配置している。メモリーカードスロット５４ａでなくともプリント配線基板５４に実装された電子部品であれば良い。すなわち、撮像素子３３は、固定筒３０に取り付けられる第３レンズ群３５、第４レンズ群４０よりも撮像装置１の前面方向に突出して固定筒３０に固定される。そして、撮像素子３３が第３レンズ群３５、第４レンズ群４０よりも突出することによって形成される空間（差分空間Ｂ）に、プリント配線基板５４の一部を配置している。

これらによって、撮像素子３３もしくは、固定筒３０の突出部３０ａと像面側光軸Ｂのレンズ群幅との差分空間Ａ、Ｂを効率良く用いてさらなる小型・薄型化した撮像装置を提供することができる。

また、表示ユニット１１と撮像素子３３の間に固定筒３０の突出部３０ｂが挟まれて形成されている。このため、熱源となる表示ユニット１１と撮像素子３３の熱経路を遮断することが可能となり、光学性能の熱による画質劣化防止、また、外装に熱が伝わり撮像装置操作者の不快感抑制の効果も得られる。

（第２の実施の形態）
以下、図７を参照して、本発明の第２の実施の形態について説明する。

レンズ鏡筒２の構成および繰り出し機構は、第１の実施の形態と同様なのでその説明を省略する。

図７は、レンズ鏡筒２が沈胴位置（収納位置）にある状態を示す要部拡大断面図である。

撮像素子３３は、像面側光軸Ｂに沿って移動可能な第３レンズ群３５、第４レンズ群４０と比較して撮像装置厚み方向に厚くなっている。

第１の実施の形態と同様に、固定筒３０は、第３レンズ群３５、第４レンズ群４０の背面側だけでなく撮像素子３３周りの領域が大きく開口されている。

この固定筒３０の開口部３０ａに表示ユニット１１を保持するシャーシ部材５５’で蓋をして、固定筒３０の剛性を確保している。

シャーシ部材５５’は、撮像装置１’の主接地シャ−シであり、電池のマイナス端子と電気的に接続され、様々な回路基板のグランドや金属部品が接続することが可能となっている。

固定筒３０の背面の壁を廃止して、表示ユニット１１を保持するシャーシ部材５５’で覆うことにより、廃止した固定筒３０の背面壁の厚み分、撮像装置１’を薄型化することができる。

また、撮像素子３３と、像面側光軸Ｂに沿って移動可能な第３レンズ群３５、第４レンズ群４０の領域との差分空間Ａに表示ユニット１１およびシャーシ部材５５’を配置している。

シャーシ部材５５’は、板金部材で構成されるため、撮像素子３３の遮光が困難な場合が生ずる場合がある。

その場合、図中にある撮像素子３３の背面側に配置された操作部材の受けているプレート部材１３や遮光シート部材１４を追加して遮光する。

操作部材の受けているプレート部材１３は、操作者の操作力に耐えうる強度を必要とするが表示ユニット１１を保持するシャーシ部材５５’より板厚を薄くして、撮像装置本体を薄型化することが可能である。

遮光シート部材１４は、ポリエステルフィルム等の材料が使用されており、表面はマット加工が施されたシ−トを用いた方が効果が高い。

また、固定筒３０の突出部３０ａとそれ以外の領域との差分空間Ａに表示ユニット１１およびシャーシ部材５５’を配置している。

さらに、撮像素子３３の被写体側には、像面側光軸Ｂのレンズ群幅と撮像素子３３の幅の差でできる空間Ｂに、撮影された被写体像を記録するメモリーカードスロット５４ａや電子部品が実装されたプリント配線基板５４の一部を配置している。メモリーカードスロット５４ａでなくともプリント配線基板５４に実装された電子部品であれば良い。

これらによって、撮像素子３３と、像面側光軸Ｂに沿って移動可能な第３レンズ群３５、第４レンズ群４０の領域との差分空間Ａ、Ｂを効率良く用いてさらなる小型・薄型化した撮像装置を提供することができる。

また、表示ユニット１１と撮像素子３３の間にシャーシ部材５５’が挟まれて形成されているため、熱源となる両者の熱経路を遮断することが可能となり、光学性能の熱による画質劣化防止、また、外装に熱が伝わり撮像装置操作者の不快感抑制の効果も得られる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１ 撮像装置
２ レンズ鏡筒
１１ 表示ユニット
１３ 操作ボタン受けプレ−ト
１４ 遮光シ−ト
２５ プリズム
２７ プリズム保持部材
３０ 固定筒
３３ 撮像素子
３９ ガイド軸
５５ シャ−シ部材

Claims (5)

1. 撮像素子と、
   前記撮像素子が固定されるとともに、レンズ群が移動可能に取り付けられるレンズ鏡筒と、
   前記撮像素子から出力される画像を表示する表示ユニットと、
   前記表示ユニットを保持するシャーシ部材を有する撮像装置であって、
   前記撮像素子は、前記レンズ鏡筒に取り付けられる前記レンズ群よりも前記撮像装置の背面方向に突出して前記レンズ鏡筒に固定され、
   前記撮像素子が前記レンズ群よりも突出することによって形成される空間に、前記シャーシ部材を配置することを特徴とする撮像装置。
2. 前記空間に前記表示ユニットを配置することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記レンズ鏡筒には前記レンズ群が露出する開口が形成されるとともに、前記シャーシ部材には前記開口を覆う領域が形成され、前記レンズ鏡筒が前記シャーシ部材に固定されることで、前記領域が前記開口を覆うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 撮像素子と、
   前記撮像素子が固定されるとともに、レンズ群が移動可能に取り付けられるレンズ鏡筒と、
   電子部品が実装される配線基板を有する撮像装置であって、
   前記撮像素子は、前記レンズ鏡筒に取り付けられる前記レンズ群よりも前記撮像装置の前面方向に突出して前記レンズ鏡筒に固定され、
   前記撮像素子が前記レンズ群よりも突出することによって形成される空間に、前記配線基板を配置することを特徴とする撮像装置。
5. 前記電子部品はメモリーカードスロットであることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。

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