JP2012088374A - 撮像ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】入射側プリズムLP1、移動レンズ群LG2、LG3、出射側プリズムLP2、及び、撮像素子69と、移動レンズ群と出射側プリズムの間に設けた、移動レンズ群が変倍動作するときに移動する複数の遮光枠54、59と、を備える。
【選択図】図2
Description
しかし移動レンズ群と出射側プリズムの間に、移動レンズ群が変倍動作するときに移動する遮光枠を設けたので、該遮光枠によって迷光が撮像素子に入射するのを抑制できる。また、最も移動レンズ群側に位置する遮光枠とケース内面のクリアランスを迷光が通り抜けるおそれがあるものの、この迷光は出射側プリズム側に位置する別の遮光枠によって遮ることができるので、迷光が撮像素子に入射するのを確実に防止できる。
図1、図2に示すように撮像ユニット10は大きな構成要素として本体モジュール15、基板モジュール65、及び、カバー部材76を具備している。
本体モジュール15は、合成樹脂製のハウジング(ケース)16を備えている。ハウジング16は前面の左端部に断面略D字形の取付用凹部17を有し、前面の該左端部を除く部分には断面略矩形の収納凹部18を有し、取付用凹部17と収納凹部18の間には両者を区切る隔壁19を備えており、隔壁19の中央部には取付用凹部17と収納凹部18を連通させるための連通孔20(図3〜図5参照)が穿設してある。収納凹部18の底面(後面)の右端部には正面視略方形をなす位置決め部22が前向きに突設してある。位置決め部22は前方に向かって突出する3つの位置決め用突部23を備えており、各位置決め用突部23の前面は前後方向(ハウジング16の厚み方向)に対して直交する偏平な位置決め平面24となっている。また位置決め部22の内部には前面及び左側面が開口するプリズム用凹部25が凹設してある。さらに位置決め部22の左側面には上下一対の規制用突部26が突設してあり、各規制用突部26の左端面は左右方向(ハウジング16の長手方向)に対して直交する平面からなる遮光枠位置規制面26aとなっている。さらに収納凹部18の内周面の前縁部には、ハウジング16の前面より後方に一段後退しかつ前後方向に対して直交する基板支持面27が形成してあり、基板支持面27の2カ所には前向きに突出する係止突起28が設けてある。ハウジング16の上面中央部の前端部には周辺部に比べて(下方に)一段下がった第1係合凹部30が形成してあり、第1係合凹部30の左側には第1係合凹部30と同じ高さに位置しかつ第1係合凹部30より広幅の第2係合凹部31が形成してあり、第2係合凹部31には係合突起32が突設してある。さらにハウジング16の下面にも同じ構成の第1係合凹部30、第2係合凹部31、係合突起32が形成してある。下面の第1係合凹部30、第2係合凹部31、係合突起32の互いの位置関係は上面のものと同じであるが、下面の第1係合凹部30、第2係合凹部31、係合突起32は上面のものに対して全体的に右側にずれている。さらにハウジング16の右側面には上下一対の係合突起34が突設してある。
プリズム用凹部25には左右方向に対して直交する入射面LP2−aと前後方向に対して直交する出射面LP2−bとを備える第2プリズム(出射側プリズム)LP2が嵌合固定してあり、入射面LP2−aは出射面LP1−bと左右方向に対向している。
第1ロッド36には合成樹脂製の2群レンズ枠(第1の移動レンズ枠)39の上部に形成した挿通孔40が嵌合しており、第2ロッド37には2群レンズ枠39の下端部に形成した回転止め溝41が係合している。このように回転止め溝41が第2ロッド37に係合することにより2群レンズ枠39の第1ロッド36回りの回転を規制しているので、2群レンズ枠39は第1ロッド36及び第2ロッド37に沿って左右方向にスライド可能である。2群レンズ枠39を左右方向に貫通するレンズ保持孔には、2枚のレンズL4、L5からなり、かつ出射面LP1−b及び入射面LP2−aと左右方向に対向する第2レンズ群(移動レンズ群)(第1の移動レンズ群)LG2が嵌合固定してある。2群レンズ枠39の右側面には、中央部にレンズL4、L5と同心をなす光束規制開口43aを有する遮光シート43が固着してある。また、2群レンズ枠39の上端部には左右両端が開放したナット保持孔42が形成してあり、ナット保持孔42には軸線が左右方向に延びる雌ねじ孔を備えるドリブンナット44が嵌合固定してある(ナット保持孔42の第1ロッド36側の端部がドリブンナット44の回転止めを構成している)。収納凹部18の上部にはステッピングモータからなる第1モータM1が固定してある。第1モータM1は左方に向かって直線的に延びる回転駆動軸M1aを備えており、回転駆動軸M1aの先端部近傍に形成した雄ねじ溝がドリブンナット44の上記雌ねじ溝に螺合している。従って、第1モータM1を動作させることにより回転駆動軸M1aをその軸線回りに正逆回転させると、2群レンズ枠39(レンズL4、L5)が第1ロッド36と第2ロッド37に沿って図3、図4に示すテレ端位置と図5に示すワイド端位置の間を左右方向に直線移動する。
また第2ロッド37には2群レンズ枠39の右側に位置する合成樹脂製の3群レンズ枠(第2の移動レンズ枠)47の下部に形成した挿通孔48が嵌合しており、第1ロッド36には3群レンズ枠47の上端部に形成した回転止め溝49が係合しているので、3群レンズ枠47は第1ロッド36及び第2ロッド37に沿って(第2ロッド37回りに回転を規制された状態で)左右方向にスライド可能である。3群レンズ枠47を左右方向に貫通するレンズ保持孔には1枚のレンズL6からなり第2レンズ群LG2と互いに同心をなす第3レンズ群(移動レンズ群)(第2の移動レンズ群)LG3が嵌合固定してあり、3群レンズ枠47の下端部には左右両端が開放したナット保持孔50が形成してあり、ナット保持孔50にはドリブンナット44が嵌合固定してある(ナット保持孔50の第2ロッド37側の端部がドリブンナット44の回転止めを構成している)。さらに収納凹部18の下部には第1モータM1と同一仕様の第2モータM2が固定してあり、回転駆動軸M2a(回転駆動軸M1aと同一仕様)の先端部近傍に形成した雄ねじ溝がドリブンナット44の上記雌ねじ溝に螺合している。従って、第2モータM2を動作させることにより回転駆動軸M2aをその軸線回りに正逆回転させると、3群レンズ枠47(第3レンズ群LG3)が第1ロッド36と第2ロッド37に沿って図3、図4に示すテレ端位置と図5に示すワイド端位置の間を左右方向に直線移動する。
以上説明した第1レンズ群LG1、第2レンズ群LG2(2群レンズ枠39、ドリブンナット44)、第3レンズ群LG3(3群レンズ枠47、ドリブンナット44)、及び、第2プリズムLP2が撮像光学系(屈曲光学系)の構成要素であり、第2レンズ群LG2(レンズL4、L5)と第3レンズ群LG3(レンズL6)が第1ロッド36及び第2ロッド37に沿って進退することにより該撮像光学系はズーミング動作を行い、第3レンズ群LG3が進退することによりフォーカシング動作を行う。
さらにハウジング16、第1ロッド36、第2ロッド37、撮像光学系、第1モータM1、及び、第2モータM2が本体モジュール15の構成要素である。
スライド筒53には遮光性材料からなる第1遮光枠54の上端部が固定してある。第1遮光枠54はガイドバー52に対して直交する板状部材である。第1遮光枠54の中央部には矩形形状の光束規制開口54aが形成してある。第1遮光枠54の上端部にはスライド筒53に対して固定状態で嵌合する固定孔54bが形成してあり、第1遮光枠54の下端部には第2ロッド37に対して係合する回転転止め溝54cが形成してある。スライド筒53がガイドバー52及び2群レンズ枠39と一緒に左右方向に進退すると、第1遮光枠54は第2ロッド37に沿って左右方向にスライドする。
ガイドバー58に支持したスライド筒53には、第1遮光枠54と第2プリズムLP2の間に位置する第2遮光枠59の下端部が固定してある。第2遮光枠59は遮光性材料からなり中央部に矩形形状の光束規制開口59aを有するガイドバー58に対して直交する板状部材からなるものであり、第2遮光枠59の下端部に形成した固定孔59bがスライド筒53に固定状態で嵌合しており、第2遮光枠59の上端部に形成した回転転止め溝59cが第1ロッド36に係合している。ガイドバー58に支持したスライド筒53がガイドバー58及び3群レンズ枠47と一緒に左右方向に進退すると、第2遮光枠59は第1ロッド36に沿って左右方向にスライドする。
以上説明した構成のうち、規制用突部26、第2ロッド37、2群レンズ枠39、ガイドバー52、スライド筒53、及び、圧縮コイルバネS1が第1遮光枠54側の遮光枠位置調整機構の構成要素である。また、規制用突部26、第1ロッド36、3群レンズ枠47、スライド筒53、ガイドバー58、及び、圧縮コイルバネS2が第2遮光枠59側の遮光枠位置調整機構の構成要素である。
回路基板66の後面の右端部には撮像素子69が固定してあり、撮像素子69に設けた複数の端子(図示略)が上記プリント回路に半田付けにより固定状態で接続している。撮像素子69の後面には前後方向に対して直交する撮像面(図示略)が形成してある。さらに撮像素子69はその入射側の面(図中後面)に、平板からなり該撮像面全体を覆うカバーガラス70を固定状態で備えている。
さらに撮像素子69の後面(後端部)には、前面及び左側面が開放したゴム等の弾性材料からなるパッキン72が被せてある。さらにパッキン72の後面には上記撮像面全体を後方に露出させるための露出用孔73と、露出用孔73の右側に位置する貫通孔74とが穿設してある。
以上説明した回路基板66、撮像素子69、及び、パッキン72が基板モジュール65の構成要素である。
押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86は前方から後方に向かって突出する押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aをそれぞれ具備しており(押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86の押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aに対応する部分の前面は凹んでいる)、自由状態にあるとき押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86は基部77の他の部分と同一平面上に位置している。
長寸係合片79と側部係合片81には共に方形をなす係合孔80と係合孔82がそれぞれ穿設してある。
次いでハウジング16の隔壁19より右側全体の前面にカバー部材76の基部77を前方から被せて、上下の長寸係合片79の係合孔80を上下の係合突起32にそれぞれ係合させ、かつ、上下の側部係合片81の係合孔82を上下の係合突起34にそれぞれ係合させて、カバー部材76をハウジング16に固定する。
このようにして撮像ユニット10を組み立てると、カバー部材76の押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86の押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aが回路基板66の前面の右側部に接触し、僅かに前方に弾性変形した押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86から(押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aを通じて)回路基板66の前面に後向きの押圧力(付勢力)が掛かるので、回路基板66及び撮像素子69が後方に押圧される。するとハウジング16の3つの位置決め用突部23の位置決め平面24とカバー部材76の押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aによって回路基板66と撮像素子69の一体物が前後から挟持されるので、位置決め用突部23と押圧突起84a、85a、86aとによって回路基板66及び撮像素子69がハウジング16に対して前後方向に正確に位置決めされる。
さらに第1モータM1と第2モータM2を利用して第2レンズ群LG2(レンズL4、L5)と第3レンズ群LG3(レンズL6)を第1ロッド36及び第2ロッド37に沿って進退させることにより上記撮像光学系をズーミング動作及びフォーカシング動作させれば、被写体像を変倍及び合焦させた状態で撮像可能となる。
また、3群レンズ枠47(第3レンズ群LG3)がテレ端位置とテレ端近傍位置(図示略)の間の範囲である3群側一体移動範囲を移動するときは3群レンズ枠47と第2遮光枠59の左右方向距離は一定(不変)である。しかし3群レンズ枠47が該テレ端近傍位置よりワイド端位置側の範囲である3群側相対移動範囲を移動するときは、第2遮光枠59の右側面に規制用突部26の遮光枠位置規制面26aが当接することにより第2遮光枠59のそれ以上の右側への移動が規制される一方で、3群レンズ枠47はさらに右側へ移動するので、第2遮光枠59と3群レンズ枠47(第3レンズ群LG3)の左右方向距離が徐々に短くなり、ワイド端位置に達したときに最も短くなる(図5参照)。一方、2群レンズ枠39がテレ端位置とワイド端近傍位置(図示略)の間の範囲である2群側一体移動範囲を移動するときは2群レンズ枠39と第1遮光枠54の左右方向距離は一定(不変)である。しかし2群レンズ枠39が該ワイド端近傍位置よりワイド端位置側の範囲である2群側相対移動範囲を移動するときは、第1遮光枠54の右側面が(規制用突部26によって移動を規制された)第2遮光枠59の左側面に当接することにより第1遮光枠54のそれ以上の右側への移動が規制される一方で、2群レンズ枠39はさらに右側へ移動するので、第1遮光枠54と2群レンズ枠39(第2レンズ群LG2)の左右方向距離が徐々に短くなり、ワイド端位置に達したときに最も短くなる(図5参照)。
しかし本実施形態では3群レンズ枠47(第3レンズ群LG3)と第2プリズムLP2の間に第1遮光枠54と第2遮光枠59を設けているので、第1遮光枠54と第2遮光枠59によって迷光が撮像素子69の撮像面に入射するのを効果的に抑制できる。また、第1遮光枠54(及び第2遮光枠59)とハウジング16の内壁や回路基板66の内面との間には、第1遮光枠54(及び第2遮光枠59)の移動を可能にするためのクリアランスが形成してあるため、第1遮光枠54とハウジング16の内壁や回路基板66の内面との間のクリアランスを迷光が通り抜けるおそれがある。しかし、この迷光は第2遮光枠59によって遮ることができるので、この迷光が撮像素子69の撮像面に入射するのを確実に防止できる。
さらに第1遮光枠54側の遮光枠位置調整機構と第2遮光枠59側の遮光枠位置調整機構が、2群レンズ枠39(レンズL4、L5)と3群レンズ枠47(第3レンズ群LG3)が2群側一体移動範囲と3群側一体移動範囲をそれぞれ移動するときは、2群レンズ枠39と第1遮光枠54の左右方向距離及び3群レンズ枠47と第2遮光枠59の左右方向距離をそれぞれ一定(不変)にする一方で、2群レンズ枠39と3群レンズ枠47が2群側相対移動範囲と3群側相対移動範囲をそれぞれ移動するときは、2群レンズ枠39と第1遮光枠54の左右方向距離及び3群レンズ枠47と第2遮光枠59の左右方向距離をそれぞれ徐々に変化させる(短くする)ことにより、撮像光学系が如何なる焦点距離にある場合も第1遮光枠54及び第2遮光枠59を常に迷光が撮像素子69の撮像面に入射するのを防止するために最適な位置に移動させるので、ゴーストの発生を効果的に抑制できる。
しかも、2群レンズ枠39と3群レンズ枠47にそれぞれ固定したガイドバー52及びガイドバー58と、2群レンズ枠39と3群レンズ枠47を移動案内するための部材である第1ロッド36及び第2ロッド37とを利用して第1遮光枠54と第2遮光枠59をそれぞれ支持しているので、第1遮光枠54及び第2遮光枠59用の特別な保持枠が不要であり、かつ第1遮光枠54と第2遮光枠59の移動支持機構の構造が簡単である。
さらに2群レンズ枠39と第1遮光枠54の左右方向距離及び3群レンズ枠47と第2遮光枠59の左右方向距離を変化させるための機構として規制用突部26を利用した簡単な構造を採用しているので、当該機構の構成は簡単である。
例えば図8及び図9に示すように、2群レンズ枠39に固定したガイドバー87(右端部にストッパ52aと同一仕様のストッパ87aが一体的に形成してある)を、3群レンズ枠47に固定したガイドバー88(右端部にストッパ52aと同一仕様のストッパ88aが一体的に形成してある)よりも長くした上で、ガイドバー87にスライド自在に支持したスライド筒53に第1遮光枠54(回転止め溝54cは第2ロッド37にスライド自在に係合している)を固定し、ガイドバー88にスライド自在に支持したスライド筒53に、第1遮光枠54より左側に位置させた第2遮光枠59(回転止め溝59cは第1ロッド36にスライド自在に係合している)を固定してもよい。
さらに移動レンズ群(及び、その支持枠)を3群以上とした上で、各移動レンズ群に対応する遮光枠位置調整機構と遮光枠を設けて実施してもよい。
さらに各遮光枠を各移動レンズ群(及び、その支持枠)とは異なる部材に支持させて、各移動レンズ群が変倍動作するときに各遮光枠を各移動レンズ群とは独立して移動させてもよい。 また、第1プリズムLP1と第2プリズムLP2をミラーに代えてもよい。
15 本体モジュール
16 ハウジング(ケース)
17 取付用凹部
18 収納凹部
19 隔壁
20 連通孔
22 位置決め部
23 位置決め用突部
24 位置決め平面
25 プリズム用凹部
26 規制用突部(遮光枠位置規制部)
26a 遮光枠位置規制面
27 基板支持面
28 係止突起
30 第1係合凹部
31 第2係合凹部
32 34 係合突起
36 第1ロッド
37 第2ロッド
39 2群レンズ枠(第1の移動レンズ枠)
40 挿通孔
41 回転止め溝
42 ナット保持孔
43 遮光シート
43a 光束規制開口
44 ドリブンナット
47 3群レンズ枠(第2の移動レンズ枠)
48 挿通孔
49 回転止め溝
50 ナット保持孔
52 ガイドバー
52a ストッパ
53 スライド筒
54 第1遮光枠
54a 光束規制開口
54b 固定孔
54c 回転止め溝
58 ガイドバー
58a ストッパ
59 第2遮光枠
59a 光束規制開口
59b 固定孔
59c 回転止め溝
65 基板モジュール
66 回路基板
67 円形孔
69 撮像素子
70 カバーガラス
72 パッキン
73 露出用孔
74 貫通孔
76 カバー部材(ケース)
77 基部
78 短寸係合片
79 長寸係合片
80 係合孔
81 側部係合片
82 係合孔
84 85 86 押圧片
84a 85a 86a 押圧突起
87 88 ガイドバー
87a 88a ストッパ
L1 レンズ
L2 レンズ
L3 レンズ
L4 レンズ
L5 レンズ
L6 レンズ
LG1 第1レンズ群
LG2 第2レンズ群(移動レンズ群)(第1の移動レンズ群)
LG3 第3レンズ群(移動レンズ群)(第2の移動レンズ群)
LP1 第1プリズム(入射側プリズム)
LP1−a 入射面
LP1−b 出射面
LP2 第2プリズム(出射側プリズム)
LP2−a 入射面
LP2−b 出射面
M1 第1モータ
M1a 回転駆動軸
M2 第2モータ
M2a 回転駆動軸
S1 S2 圧縮コイルバネ
Claims (4)
- ケース内に設けた、該ケース外からケースの厚み方向に入射した撮影光を、該厚み方向に対して直交する該ケースの長手方向に向けて出射する入射側プリズムと、
上記ケース内に設けた、該入射プリズムが出射した該撮影光を透過させかつ上記長手方向に移動する変倍レンズ群である移動レンズ群と、
上記ケース内に設けた、該移動レンズ群を透過した後に入射した該撮影光を上記厚み方向に出射する出射側プリズムと、
上記ケース内に設けた、該出射側プリズムが出射した該撮影光を受光する撮像素子と、
上記ケース内において上記移動レンズ群と上記出射側プリズムの間に上記長手方向に並べて設けた、上記移動レンズ群が変倍動作するときに該長手方向に移動する複数の遮光枠と、
を備えることを特徴とする撮像ユニット。 - 請求項1記載の撮像ユニットにおいて、
上記移動レンズ群が、第1の移動レンズ群、及び、該第1の移動レンズ群より上記出射側プリズム側に位置する第2の移動レンズ群を備え、
すべての上記遮光枠が、上記第2の移動レンズ群より上記出射側プリズム側に位置する撮像ユニット。 - 請求項2記載の撮像ユニットにおいて、
上記遮光枠が、
上記第1の移動レンズ群を支持する第1の移動レンズ枠に支持した第1遮光枠と、
上記第2の移動レンズ群を支持する第2の移動レンズ枠に支持した第2遮光枠と、
を備える撮像ユニット。 - 請求項3記載の撮像ユニットにおいて、
上記第1の移動レンズ群と上記第1の遮光枠の間に上記第2の移動レンズ群が位置し、
上記第2の移動レンズ群と上記第2の遮光枠の間に上記第1の遮光枠が位置する撮像ユニット。
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