JP2014168226A - 撮像ユニット - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像ユニット125は、交換レンズユニット200を装着可能なマウントユニット150と、マウントユニット150と間隔を空けて配置され光電変換により被写体の画像データを生成する撮像素子ユニット180と、マウントユニット150と撮像素子ユニット180との間に圧縮された状態で配置された複数のアジャストスプリング183と、マウントユニットと撮像素子ユニットとの間に、複数のアジャストスプリング183のそれぞれと同軸に、圧縮された状態で配置された充填チューブ182と、複数のアジャストスプリングのそれぞれと同軸に配置されマウントユニットおよび撮像素子ユニットのうち少なくとも一方に装着されマウントユニット150と撮像素子ユニット180との間の距離を調整するための複数の調整ネジ181と、を備える。
【選択図】図6
Description
この調整機構は、複数の調整ネジと、複数のアジャストスプリングと、から構成されている。ボディマウントを含むマウントユニットと撮像素子を含む撮像素子ユニットとが複数の調整ネジで連結されており、両者の間にはアジャストスプリングが挟み込まれている。アジャストスプリングの弾性力により、撮像素子ユニットはネジの頭部に押し付けられている。撮像素子ユニットは、ネジを回すと、ネジの頭部に押し付けられた状態でマウントユニットに対して移動する。こうして、マウントユニットと撮像素子ユニットとの間の距離を調整することができ、フランジバックを製品組立時に調整することができる。
なお、出願人は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
本実施形態のデジタルカメラ1について、図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、以下の説明では、通常姿勢(以下、横撮り姿勢ともいう)のデジタルカメラ1を基準として、被写体に向かう方向を「前方」、被写体の反対に向かう方向を「後方」、鉛直上方を「上方」、鉛直下方を「下方」、被写体に向かって右側を「右方」、被写体に向かって左側を「左方」、と表現する。交換レンズユニット200の光軸AXは、前後方向に概ね平行に配置されている。
なお、これらの用語は、本実施の形態に係るデジタルカメラ1の使用姿勢、あるいは、デジタルカメラ1における各構成要素の配置を限定することを意図しない。
(2:カメラ本体100)
図2、図3に示すように、カメラ本体100(撮像装置の一例)は、撮像ユニット125(撮像ユニットの一例)と、カメラモニタ120と、操作部130と、を備えている。また、図4に示すように、カメラ本体100は、カメラコントローラ140(駆動制御部の一例)と、電源160と、カードスロット170と、をさらに備えている。撮像ユニット125の詳細構成については後述する。
表示用画像データは、図4に示すカメラコントローラ140で生成される。表示用画像データは、例えば、画像処理された画像データ、デジタルカメラ1の撮影条件、操作メニュー等を画像として表示するためのデータである。
カードスロット170は、メモリーカード171を装着可能である。カードスロット170は、カメラコントローラ140から送信される制御信号に基づいて、メモリーカード171を制御する。具体的には、カードスロット170は、メモリーカード171に画像データ(静止画像データおよび動画像データ)を格納したり、メモリーカード171から画像データを出力したりできる。
カメラコントローラ140は、カメラ本体100の各部を制御するとともに、交換レンズユニット200がカメラ本体100に装着されている状態ではデジタルカメラ1全体を制御する。カメラコントローラ140は、操作部130に入力された操作情報に基づいてデジタルカメラ1の各部を制御する。カメラコントローラ140は、交換レンズユニット200を制御するための信号を、マウントユニット150およびレンズマウント250を介して、レンズコントローラ240に送信し、レンズコントローラ240を介して交換レンズユニット200の各部を制御する。
(3:交換レンズユニット200)
光学系Lは、CMOSイメージセンサ110の受光面に被写体の光学像を形成する。レンズ筒260には、レンズマウント250が固定されている。駆動部215は、光学系Lの絞りユニットやレンズ群を駆動する。レンズコントローラ240は、カメラコントローラ140から送信される制御信号に基づいて、交換レンズユニット200全体を制御する。例えば、レンズコントローラ240は、カメラコントローラ140から送信される制御信号に基づいて、駆動部215を制御する。交換レンズユニット200により形成される光学像は、撮像ユニット125に入射する。
図5に示すように、撮像ユニット125は、マウントユニット150(マウントユニットの一例)と、撮像素子ユニット180(撮像素子ユニットの一例)と、フォーカルプレーンシャッタ装置190(シャッタ装置の一例)と、を有している。被写体側から順に、マウントユニット150、フォーカルプレーンシャッタ装置190および撮像素子ユニット180が配置されている。
撮像素子ユニット180およびフォーカルプレーンシャッタ装置190は、マウントユニット150に装着されている。
フォーカルプレーンシャッタ装置190は、撮像素子ユニット180への入射光量を調整する。フォーカルプレーンシャッタ装置190は、撮像素子ユニット180の被写体側に配置されており、マウントユニット150と撮像素子ユニット180との間に配置されている。
図5および図6に示すように、マウントユニット150は、ボディマウント151と、接点ユニット158と、マウントベース152と、を有している。
ボディマウント151には、交換レンズユニット200のレンズマウント250をバヨネット結合することができる。
マウントベース152は、金属で構成され、カメラ本体100のメインフレーム(図示せず)に固定されている。
交換レンズユニット200がボディマウント151に装着されている状態では、交換レンズユニット200は、マウントユニット150によって支持される。
具体的には、図5に示すように、レンズマウント250がマウントユニット150に装着されている状態では、接点ユニット158の接点159が、交換レンズユニット200の接点251と接触している。したがって、カメラ本体100は、接点ユニット158を介して交換レンズユニット200とデータおよび制御信号のうち少なくとも一方を送受信できる。
図5に示すように、撮像素子ユニット180は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ110(撮像素子の一例)と、CMOS回路基板113と、放熱板186(プレート部材の一例)と、を有している。
CMOSイメージセンサ110(撮像素子の一例)は、CMOS回路基板113のタイミング発生器112で生成されるタイミング信号に基づいて動作する。CMOSイメージセンサ110は、CMOS回路基板113の制御により、静止画データおよび動画データを取得する。CMOSイメージセンサ110において取得された動画データは、スルー画像の表示にも用いられる。
CMOSイメージセンサ110は、スルー画像として用いられる低解像度の動画像と、記録用として用いられる高解像度の動画像とを取得可能である。高解像度の動画像としては、例えば、HDサイズ(ハイビジョンサイズ:1920×1080画素)の動画像が考えられる。
図6に示す放熱板186(プレート部材の一例)は、金属等の熱伝導率の高い材質で構成されている。放熱板186は、CMOSイメージセンサ110において発生する熱を逃がすために設けられており、CMOSイメージセンサ110に接続されている。より詳細には、放熱板186は、マウントユニット150に装着され、マウントユニット150と隙間を介して配置されている(例えば、図7(A)および図7(B)参照)。放熱板186の詳細については後述する。
ここで、撮像ユニット125の詳細構成について説明する。
例えば、撮像素子ユニット180がネジによってマウントユニット150に装着された構成は、取付構造としてシンプルになるという点で好ましい。
しかし、マウントユニット150および撮像素子ユニット180の各部材の寸法誤差を考慮すると、撮像素子ユニット180をマウントユニット150に単に装着しただけでは製品ごとにフランジバックがばらついてしまうおそれがある。
具体的には、図6に示すように、撮像素子ユニット180は、3つの調整ネジ181および3つのアジャストスプリング183(弾性部材の一例)によって、マウントユニット150に装着されている。本実施形態では、3つの調整ネジ181および3つのアジャストスプリング183を用いて、撮像素子ユニット180の放熱板186の部分が、マウントユニット150のマウントベース152に装着される。
より具体的には、撮像素子ユニット180の放熱板186は、撮像素子ユニット180の上部から突出する3つのフランジ185を有している。アジャストスプリング183は、マウントユニット150のマウントベース152と放熱板186のフランジ185との間に圧縮された状態で配置されている。これにより、撮像素子ユニット180は、アジャストスプリング183の弾性力によって、マウントユニット150に対して離間する方向へ力を受けている。
なお、充填チューブ182は、熱伝導性を向上させるため、シリコンゴムやエラストマーをベースとして、炭素繊維等を混合したものを用いてもよい。
図8(A)および図8(B)に示すように、調整ネジ181は、マウントユニット150のマウントベース152にねじ込まれる。調整ネジ181は、マウントユニット150にねじ込まれるネジ部181aと、ネジ部181aの端部に形成された頭部181bと、ネジ部181aと頭部181bとを接続する径大部181cと、を有している。
頭部181bは、調整ネジ181の上端に設けられ径大部181cの外周面から径方向外側に向かって延伸するフランジ状の部分であって、上面に工具等の先端が挿入されて回転する窪みが形成されている。また、頭部181bは、図8(B)等に示すように、組立て状態において、上記窪みが形成された面とは反対側の面において、放熱板186のフランジ185に当接する。換言すれば、撮像素子ユニット180の放熱板186(より詳細には、フランジ185)は、調整ネジ181の頭部181bのネジ部181a側の面と当接している。
ここで、調整ネジ181は、上述したように、撮像素子ユニット180とマウントユニット150との間の隙間の大きさを調整するための設けられているため、ネジ部181aを完全にネジ孔153a内へと螺合させた締結状態とはなりにくい。
本実施形態の撮像ユニット125では、径大部181cがボス部153の筒状の部分の内周面の内径とほぼ同等の外径を有している。
図8(A)および図8(B)に示すように、マウントベース152は、撮像素子ユニット180が取り付けられる側に突出する3つのボス部153を有している。それぞれのボス部153には、撮像素子ユニット180が取り付けられる方向に沿って、ネジ孔153aが形成されている。調整ネジ181のネジ部181aは、ボス部153のネジ孔153aにねじ込まれる。また、ボス部153は、アジャストスプリング183の内周側に、アジャストスプリング183および充填チューブ182と同軸になるように挿入されている。マウントベース152上に形成されたボス部153は、上下および左右方向におけるアジャストスプリング183の位置決めを行う。
さらに、管状の3つの充填チューブ182は、フランジ185とマウントベース152との間に調整ネジ181およびアジャストスプリング183と同軸になるように装着されている(図6参照)。
図8(B)に示す状態では、充填チューブ182の内径部182aがネジ部181aに密着し、かつ充填チューブ182の外径部182bがアジャストスプリング183の凹凸形状に沿って密着する。このように、調整ネジ181をねじ込んだ状態では、調整ネジ181とアジャストスプリング183との間の空間を充填チューブ182が充填した状態となる。このため、充填チューブ182がネジ部181およびアジャストスプリング183に対して接触する面積が増加するため、充填チューブ182を介して効率よく熱を伝達することができる。この結果、CMOSイメージセンサ110において発生する熱を、効率よくマウントユニット150側へと伝えることができる。
より詳細には、アジャストスプリング183の内周側に挿入された充填チューブ182は、調整ネジ181をねじ込んでいくと、図8(B)に示すように、その後ろ側の端部において、撮像素子ユニット180の放熱板186のフランジ185の面に対して当接する。そして、充填チューブ182における前側の端部は、マウントベース152上に立設されたボス部153の端部に当接している。さらに、調整ネジ181をボス部53にねじ込んだ状態では、上述したように、充填チューブ182が内径側および外径側に膨張した状態となって、充填チューブ182の調整ネジ181やアジャストスプリング183に対する接触面積が増大する。
(6:デジタルカメラ1の主な特徴)
撮像素子が動作しているときに発生する熱は、撮像素子ユニットからネジおよびコイルバネを介してマウントユニットに放熱される。しかしながら、ネジとコイルバネとは主に点で接触していることから、撮像素子ユニットで生じた熱をネジおよびコイルバネを介してマウントユニットへ効率よく伝達するという観点からは十分とは言い難い。特に、撮像素子の発熱量が多い場合には、十分な放熱が行われないおそれがあった。
このため、マウントユニット150と撮像素子ユニット180とが調整ネジ181およびアジャストスプリング183のみで接続される従来の構成と比較して、撮像素子ユニット180において発生した熱がより効率よくマウントユニット150に伝達され、動作中の放熱効率を向上させることができる。
また、本実施形態の撮像ユニット125では、充填チューブ182がアジャストスプリング183の内周側に配置されている。
ここで、撮像素子ユニット180において生じた熱は、撮像素子ユニット180の端部に配置された放熱板186のフランジ185から、調整ネジ181、充填チューブ182、アジャストスプリング183等を介して、マウントベース152のボス部153へと伝達される。
本開示は、前述の実施形態に限られず、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々の修正および変更が可能である。
(A)
前述の実施形態では、CMOSイメージセンサ110を例として挙げて、本技術の撮像素子について説明した。しかし、本技術における撮像素子は、上記実施形態で説明したCMOSイメージセンサ110に限定されない。
例えば、撮像素子は、CCD(Charge-Coupled Device)イメージセンサなどの、光電変換により被写体の画像データを生成できる構成であればよい。
前述の実施形態では、マウントユニット150を例として挙げて、本技術のマウントユニットについて説明した。しかし、本技術のマウントユニットは、上記実施形態で説明したマウントユニット150に限定されない。
例えば、マウントユニットは、交換レンズユニット200を装着可能であれば、一体形成された部材であってもよい。
前述の実施形態では、アジャストスプリング183の内周側に充填チューブ182を配置した構成について説明した。しかし、本技術では、アジャストスプリング183と充填チューブ182との位置関係は、上記実施形態で説明した内容に限定されない。
例えば、アジャストスプリング183の外周側に充填チューブ182を同軸状に配置してもよい。この場合には、調整ネジ181をねじ込んだ状態において、アジャストスプリング183の外周側からせん状の巻き線の間に充填チューブ182が入り込む。この結果、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
要するに、本技術においては、アジャストスプリング183および充填チューブ182が同軸状となるように配置されていればよい。
前述の実施形態では、ボス部153の後ろ側に充填チューブ182が配置される構成について説明した。しかし、本技術では、ボス部153と充填チューブ182の位置関係は上記実施形態で説明した内容には限定されない。
例えば、ボス部153の外周側、かつアジャストスプリング183の内周側に充填チューブ182を配置して、これら3つの部材が同軸となるように配置されてもよい。
以上のように、添付図面および詳細な説明によって、出願人がベストモードと考える実施の形態と他の実施の形態とを提供した。これらは、特定の実施の形態を参照することにより、当業者に対して、特許請求の範囲に記載の主題を例証するために提供されるものである。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、それ以外の構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されているからといって、直ちにそれらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定を受けるべきではない。また、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、上述の実施の形態に対して、種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
100 カメラ本体
125 撮像ユニット(撮像ユニットの一例)
150 マウントユニット(マウントユニットの一例)
180 撮像素子ユニット(撮像素子ユニットの一例)
181 調整ネジ(調整ネジの一例)
181a ネジ部
181b 頭部
181c 径大部
182 充填チューブ(充填部材の一例)
183 アジャストスプリング(弾性部材の一例)
186 放熱板(プレート部材の一例)
190 フォーカルプレーンシャッタ装置(シャッタ装置の一例)
200 交換レンズユニット
Claims (5)
- 交換レンズユニットによって形成された被写体の光学像から画像データを生成する撮像ユニットであって、
前記交換レンズユニットを装着可能なマウントユニットと、
前記マウントユニットと間隔を空けて配置され、光電変換により前記被写体の画像データを生成する撮像素子ユニットと、
前記マウントユニットと前記撮像素子ユニットとの間に圧縮された状態で配置される複数の弾性部材と、
前記複数の弾性部材のそれぞれに対して同軸に配置され、前記マウントユニットおよび前記撮像素子ユニットのうち少なくとも一方に装着され、前記マウントユニットと前記撮像素子ユニットとの間の距離を調整する複数の調整ネジと、
少なくとも1組の前記弾性部材および前記調整ネジと同軸に配置され、前記調整ネジを締めていくと前記マウントユニットと前記撮像素子ユニットとの間に挟まれて圧縮される充填部材と、
を備えた撮像ユニット。 - 前記充填部材は、前記弾性部材の内周側に設けられている、
請求項1に記載の撮像ユニット。 - 前記撮像素子ユニットは、光電変換により前記被写体の光学像から画像データを生成する撮像素子と、前記撮像素子に装着されたプレート部材と、を有しており、
前記弾性部材は、前記マウントユニットと前記プレート部材との間に挟み込まれている、
請求項1および2のいずれかに記載の撮像ユニット。 - 前記プレート部材は、前記調整ネジの頭部と前記弾性部材との間に挟み込まれている、
請求項3に記載の撮像ユニット。 - 前記マウントユニットおよび前記撮像素子ユニットの間に設けられており、前記撮像素子ユニットへの入射光量を調整するシャッタ装置を、さらに備えた、
請求項1から4のいずれかに記載の撮像ユニット。
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