JP2017151264A

JP2017151264A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2017151264A
Application number: JP2016033509A
Authority: JP
Inventors: 健佑小松原; Kensuke Komatsubara
Original assignee: Sigma Corp
Current assignee: Sigma Corp
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2016-02-24
Publication date: 2017-08-31

Abstract

【課題】撮像装置が衝撃を受けた際にもＩＲカットフィルタは外れず、ＩＲカットフィルタと撮像素子がガタツキを発生せず平行度を維持し、撮像装置の使用者がＩＲカットフィルタを容易に外すことが可能な撮像装置を提供することができる。【解決手段】交換レンズを透過してきた光を受けて画像信号へ変換する撮像素子との間に光学フィルタを備えた撮像装置において、前記光学フィルタを保持する光学フィルタ保持枠と、前記光学フィルタ保持枠の一方を押えるフィルタ保持枠押えを備え、前記フィルタ保持枠押えは、前記フィルタ保持枠押えを光軸方向に付勢する付勢手段を備え、前記光学フィルタ保持枠が撮像装置に装着された状態で、前記光学フィルタ保持枠と前記フィルタ保持枠押えの接触部は、第１接触部を形成し、前記第１接触部は、前記第１付勢手段による付勢力を光軸中心方向成分と光軸撮像素子側方向成分とに分解することを特徴とする撮像装置。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ交換式撮像装置における光学フィルタの装着に関するものである。

ＣＣＤやＣＭＯＳからなる撮像素子は、人間の視覚が感じることの出来ない赤外光を受光することが出来る。つまり、赤外光を含む光源の下でこれらの撮像素子を用いた撮像装置を用いて撮影した場合、画像に赤外光の影響が及ぶ。従って、多くの撮像装置は赤外光をカットするフィルタ（以下、ＩＲカットフィルタ）をレンズと撮像素子の間に配置することで、撮影画像に赤外交が画像に影響を及ぼすことを防いでいる。

また、レンズ交換式撮像装置では、レンズを交換する際に光路に埃などが入り込み易い。以上より、ＩＲカットフィルタがそれらの進入を防ぐ目的も有している。

そこで、レンズ交換式カメラにおいて光学部品に付着した埃を容易に除去する技術が特許文献１に記載されている。この技術は、ビスの締結によりカバーガラスユニットを撮像装置本体に固定する。よって、カバーガラスユニットを取り外すだけで、カメラ内のＮＤフィルタを外観に露出することが出来る。従って、カバーガラスユニットを取り外すだけで、露出したＮＤフィルタにエアーを吹き付けるという非常に簡単な作業で、ＮＤフィルタに付着した埃などを確実に除去できる。また、金属外装部とカバーガラスが同通部を有していることでカバーガラスへの静電気による埃の吸着を防止する。

次に、特許文献２は、フィルム状の光学的ローパスフィルタを可撓性の材料で形成された保持部材で保持することで容易に光学的ローパスフィルタの着脱を可能とする撮像装置が提案されている。

特開２０１３−９２６０９号公報特開２００６−１７１１４９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の撮像装置は、カバーガラスユニットを撮像装置本体に固定するのに、ビスの締結にて行っているので、ビスを外すことで撮像装置本体側のパーツのゴミ（削りかす）がフィルタに付着する。ビスの着脱を繰り返すことで、撮像装置本体側のねじ部の破損リスクがある。カバーガラスユニットの着脱に工具が必要。着脱作業に時間を要する。といった課題を有します。

次に、特許文献２に記載の撮像装置は、光学的ローパスフィルタを可撓性の保持部材で固定した場合、撮像素子と光学的ローパスフィルタの平行度を維持できず着脱する度に平行度が変わる恐れがある。その結果、撮影画像の色つきや焦点ズレの発生といった課題を有します。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、撮像装置が衝撃を受けた際にもＩＲカットフィルタは外れず、ＩＲカットフィルタと撮像素子がガタツキを発生せず平行度を維持し、撮像装置の使用者がＩＲカットフィルタを容易に外せることを目的とする。

上記の目的を達成するための手段である第１の発明である撮像装置は、交換レンズを装着し、前記交換レンズを取り付けるためのマウント部と前記交換レンズを透過してきた光を受けて画像信号へ変換する撮像素子との間に光学フィルタを備えた撮像装置において、前記光学フィルタを保持する光学フィルタ保持枠と、前記光学フィルタ保持枠の一方を押える第１フィルタ保持枠押えを備え、前記第１フィルタ保持枠押えは、前記第１フィルタ保持枠押えを光軸方向に付勢する第１付勢手段を備え、前記光学フィルタ保持枠が撮像装置に装着された状態で、前記光学フィルタ保持枠と前記第１フィルタ保持枠押えの接触部は、第１接触部を形成し、前記第１接触部は、前記第１付勢手段による付勢力を光軸中心方向成分と光軸撮像素子側方向成分とに分解することを特徴とする。

また、上述の目的を達成するための手段である第２の発明の撮像装置は、第１の発明である撮像装置であって、前記光学フィルタ保持枠は、撮像素子側の外縁に傾斜部を有し、前記光学フィルタ保持枠の前記第１フィルタ保持枠押えの他方を押える第２フィルタ保持枠押えを有し、前記第２フィルタ保持枠押えは、前記第２フィルタ保持枠押えを光軸方向に付勢する第２付勢手段を備え、前記第１接触部は、前記第１接触部の最も物体側の地点において、光軸と垂直な面と第１のなす角を有し、前記光学フィルタ保持枠を撮像装置に装着時に、前記傾斜部と接する前記第１フィルタ保持枠押え、又は前記第２フィルタ保持枠押えの物体側との接触部である第２接触部を有し、前記第２接触部は、前記第２接触部の最も物体側の地点において、光軸と垂直な面と第２のなす角を有し、前記第１のなす角と前記第２のなす角は以下の条件式を満足することを特徴とする。
θ１＜θ２
θ１：前記第１のなす角
θ２：前記第２のなす角

また、上述の目的を達成するための手段である第３の発明の撮像装置は、第２の発明である撮像装置であって、前記光学フィルタ保持枠を物体側へ押出す保持枠押出ピンと、前記保持枠押出ピンを付勢する押出部材とを備え、前記保持枠押出ピンと前記押出部材は、光軸よりも前記第２接触部の近傍に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、撮像装置が衝撃を受けた際にもＩＲカットフィルタは外れず、ＩＲカットフィルタと撮像素子がガタツキを発生せず平行度を維持し、撮像装置の使用者がＩＲカットフィルタを容易に外すことが可能な撮像装置を提供することができる。

レンズ交換式撮像装置の分解斜視図ＩＲカットフィルタ装着時の撮像装置断面図１と２はＩＲカットフィルタ装着途中のフィルタホルダ１０１とホルダロックＲ１０２の関係を示した断面図であり、３はＩＲカットフィルタ装着時のフィルタホルダ１０１とホルダロックＲ１０２の関係を示した断面図ＩＲカットフィルタ装着時のフィルタホルダ１０１とホルダロックＲ１０２とホルダロックＬ１０３の関係を示した断面図

以下、添付の図面に従って、本発明を実施するための最良の形態について説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の撮像装置の主要構造を示す斜視図である。

撮像装置は、図１に示すように図示されない交換レンズの光軸物体側から順にマウントやホルダロックＬやホルダロックＲやホルダ押出ピンなどを有するフィルタユニット、シャッタユニット、撮像素子を有するイメージャユニットなどから構成される。

図２は、ＩＲカットフィルタを装着した状態の撮像装置を光軸方向に沿った断面図である。

図２は、上側が被写体側、下側が撮像素子側となり、図１上側から見て撮像装置１００のフィルタユニットを光軸に沿って分割した断面図となる。

フィルタユニット１は、外装１１０、不図示の交換レンズと接続するマウント部、不図示の交換レンズとレンズ通信を行う電気接点、ＩＲカットフィルタ１０とＩＲカットフィルタ１０を保持するフィルタホルダ１０１、フィルタホルダ１０１が取り付けられるマウントベース１０９、フィルタホルダ１０１をマウントベース１０９に取り付けるホルダロックＲ１０２、ホルダロックＬ１０３、ロックバネ１０４、ロック板１０５、押えピン１０６、フィルタホルダ１０１を取り外す際のホルダ押出ピン１０７、押出部材１０８を有する。

ＩＲカットフィルタ１０はフィルタホルダ１０１に保持され、フィルタホルダ１０１はマウントベース１０９に押えピン１０６で備え付けられたロック板１０５からロックバネ１０４を介してホルダロックＬ１０３とホルダロックＲ１０２によって保持される。本実施例では、押えピン１０６やロック板１０５は、マウントベース１０９と別物としたが、マウントベース１０９と一体として、ホルダロックＲ１０２とホルダロックＬ１０３とロックバネ１０４とマウントベース１０９の構成としても問題ない。フィルタホルダ１０１の取り付けについては、後ほど詳細に説明する。

尚、フィルタホルダ１０１は、撮像装置にはめ込んだ際に物体側の面を表とし、撮像素子側の面を裏とする。また、ホルダロックＲ１０２は、撮像装置に取り付けられた状態で、物体側から見える側をホルダロックＲ１０２の物体側、物体側から見えない側をホルダロックＲ１０２の撮像素子側とし、ホルダロックＬ１０３も同様とする。つまり、フィルタホルダ１０１が撮像装置にはめ込んだ状態では、ホルダロックＲ１０２とホルダロックＬ１０３の撮像素子側とフィルタホルダ１０１の表側が接していることになる。また、この時フィルタホルダ１０１とホルダロックＲ１０２の接触面は、光軸と垂直な面を基準として、撮像素子側になす角を有する。フィルタホルダ１０１とホルダロックＬ１０３の接触面も同様である。

ＩＲカットフィルタ１０から撮像素子方向へシャッタを有するシャッタユニット２を経て撮像素子を有するイメージャユニット３が配置されている。

次に、ＩＲカットフィルタ１０の取り付け方について説明する。

ＩＲカットフィルタ１０の取り付け方は、使用者は始めにフィルタホルダ１０１の一端をホルダロックＬ１０３にはめ込んだ後、他端をホルダロックＲ１０２にはめ込むという順になる。図３は、フィルタホルダ１０１の一端をホルダロックＬ１０３にはめ込み、フィルタホルダ１０１他端をホルダロックＲ１０２にはめ込む時のフィルタホルダ１０１とホルダロックＲ１０２の関係図である。フィルタホルダ１０１の一端をホルダロックＬ１０３にはめ込んだ際、本発明のフィルタホルダ１０１裏側の端とホルダロックＲ１０２の物体側は、互いが接する部分に接触部が設けられている。その為、使用者がフィルタホルダ１０１を光軸に沿った方向の力（図３−１の矢印Ａの力）を加えてはめ込もうとすることで、この加えられた力は、フィルタホルダ１０１端撮像素子側の傾斜部からホルダロックＲ１０２に伝わり、光軸と垂直な方向の力（図３−１の矢印Ｂの力）によって押されたホルダロックＲ１０２は、図３に不図示のホルダロックバネ１０４とロック板１０５の付勢力に逆って、光軸と垂直な方向へ移動し、フィルタホルダ１０１が通過できるだけホルダロックＲ１０２が光軸と垂直な方向へ移動すると、フィルタホルダ１０１ははめ込まれる。

図３―２を用いて、フィルタホルダ１０１とホルダロックＲ１０２の接触部について説明する。フィルタホルダ１０１裏側の端とホルダロックＲ１０２とが接することで構成される第２接触部（図中Ｑ）は、第２接触部の最も物体側の地点（図中Ｐ）において、光軸と垂直な面（図中点線）と第２接触部になす角（図中θ２）を形成する。

尚、図３のいずれも図上側が物体側、下側が撮像素子側となる。本出願のなす角とは、前述のように、第１接触部、第２接触部の最も物体側の地点において、光軸と垂直な面と各接触部のなす角を意味し、なす角は９０°よりも小さい角を言う。

また、図４に示すようにフィルタホルダ１０１が装着された状態では、フィルタホルダ１０１両端の物体側のホルダロックＬ１０３とホルダロックＲ１０２と接する部分に傾斜部が設けられていることで、ホルダロックＬ１０３とホルダロックＲ１０２はロックバネ１０４からそれぞれα方向に付勢され、付勢された力はそれぞれホルダロックＬ１０３とホルダロックＲ１０２からフィルタホルダ１０１の接触面に設けられた傾斜によりβ方向の力となる。このβ方向の力は、光軸方向（図４中矢印β１）と光軸と垂直な方向（図４中矢印β２）に分解することが可能であり、分解した力によってフィルタホルダ１０１のガタ付きと外れ防止に貢献する。この結果、フィルタホルダ１０１に保持されているＩＲカットフィルタ１０とマウントベースの平行度が維持される。マウントベースは工場出荷時に撮像素子と調整されているので、結果的にフィルタホルダ１０１と撮像素子の平行度が維持されることとなる。

次に、ホルダロックとフィルタホルダ１０１の第１接触部について説明する。

前述の通り、フィルタホルダ１０１が装着された状態で、ＩＲカットフィルタ１０と撮像素子の平行度を維持しつつ、ガタ付きと外れの防止の効果をもたらすのは、ホルダロックＬ１０３とホルダロックＲ１０２の撮像素子側とフィルタホルダ１０１の裏側に設けられた傾斜部の当接する第１接触部である。

ＩＲカットフィルタ１０が撮像装置に装着された状態、すなわちＩＲカットフィルタ１０がフィルタユニット１に装着された状態のフィルタホルダ１０１とホルダロックＲ１０２の断面図である図３−３を用いて第１接触部について説明する。

この時、フィルタホルダ１０１とホルダロックＲ１０２が接することで構成される傾第１接触部は、第１接触部の最も物体側の地点（図中Ｐ）において、光軸と垂直な面（図中点線）と第１接触部のなす角（図中θ１）を形成する。

次に、ＩＲカットフィルタ１０の取り外し方について説明する。

ＩＲカットフィルタが撮像装置に取り付けられている状態は、フィルタホルダ１０１物体側の両端がそれぞれホルダロックＬ１０３とホルダロックＲ１０２の撮像素子側と接触している状態である。ＩＲカットフィルタを取り外す際には、使用者がホルダロックＲ１０２をロックピン１０４の付勢力に逆らうように、ホルダロックＲ１０２を光軸と反対方向（図４左側αの矢印と反対方向）にスライドさせることで、ホルダロックＲ１０２の押えが外れ、フィルタホルダ１０１の一端がホルダ押出ピン１０７を介して押出部材１０８の弾性力により持ち上げられる。このことにより、使用者はフィルタホルダ１０１の一端が持ち上げられたことで掴みやすくなるのでマウント径で限られた開口部からフィルタホルダ１０１を取り外すことが容易となる。従って、ホルダ押出ピン１０７と押出部材１０８は、撮像装置の光軸よりもホルダロックＲ１０２に近傍に配置される。

また、本実施例は、ホルダロックＬ１０３側もロックバネ１０４を設けることで、フィルタホルダＬ１０３が可動となっていることで、フィルタホルダ１０１の取り付け・取り外しのいずれも容易となっている。

さらに、各接触部と光軸と垂直な面のなす角θ１とθ２については、なす角θ１は、大きくなるにつれて光軸方向の力は大きくなり、光軸と垂直な方向の力は小さくなる。従って、光軸方向と光軸と垂直な方向へのフィルタホルダ１０１のズレを防止するためには、なす角θ１は４５°前後であることが望ましい。また、フィルタホルダ１０１が、円滑に装着されることが望ましいことから、なす角θ２は、６０°以上であることが望ましい。以上のことから、なす角θ１とθ２はθ１＜θ２の関係式が成り立つ。

尚、本実施例では、物体側から撮像装置を見てフィルタホルダの右側（ホルダロックＲ１０２）がホルダ押出ピン１０７によって持ち上げられることで撮像装置の使用者がフィルタホルダを摘むことを容易としたが、フィルタホルダ左側（ホルダロックＬ１０３）が持ち上げられるようにしても問題ないことは言うまでもない。その場合、ホルダ押出ピン１０７と押出部材１０８も配置を変更する。

１フィルタユニット
１０ＩＲカットフィルタ
１０１フィルタホルダ
１０２ホルダロックＲ
１０３ホルダロックＬ
１０４ロックバネ
１０５ロック板
１０６押えピン
１０７ホルダ押出ピン
１０８押出部材
１０９マウントベース
１１０外装
２シャッタユニット
３イメージャユニット

Claims

交換レンズを装着し、前記交換レンズを取り付けるためのマウント部と前記交換レンズを透過してきた光を受けて画像信号へ変換する撮像素子との間に光学フィルタを備えた撮像装置において、
前記光学フィルタを保持する光学フィルタ保持枠と、
前記光学フィルタ保持枠の一方を押える第１フィルタ保持枠押えを備え、
前記第１フィルタ保持枠押えは、前記第１フィルタ保持枠押えを光軸方向に付勢する第１付勢手段を備え、
前記光学フィルタ保持枠が撮像装置に装着された状態で、
前記光学フィルタ保持枠と前記第１フィルタ保持枠押えの接触部は、第１接触部を形成し、
前記第１接触部は、前記第１付勢手段による付勢力を光軸中心方向成分と光軸撮像素子側方向成分とに分解することを特徴とする撮像装置。
前記光学フィルタ保持枠は、撮像素子側の外縁に傾斜部を有し、
前記光学フィルタ保持枠の前記第１フィルタ保持枠押えの他方を押える第２フィルタ保持枠押えを有し、
前記第２フィルタ保持枠押えは、前記第２フィルタ保持枠押えを光軸方向に付勢する第２付勢手段を備え、
前記第１接触部は、前記第１接触部の最も物体側の地点において、光軸と垂直な面と第１のなす角を有し、
前記光学フィルタ保持枠を撮像装置に装着時に、
前記傾斜部と接する前記第１フィルタ保持枠押え、又は前記第２フィルタ保持枠押えの物体側との接触部である第２接触部を有し、
前記第２接触部は、前記第２接触部の最も物体側の地点において、光軸と垂直な面と第２のなす角を有し、
前記第１のなす角と前記第２のなす角は以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

θ１＜θ２
θ１：前記第１のなす角
θ２：前記第２のなす角
前記光学フィルタ保持枠を物体側へ押出す保持枠押出ピンと、
前記保持枠押出ピンを付勢する押出部材とを備え、
前記保持枠押出ピンと前記押出部材は、光軸よりも前記第２接触部の近傍に配置されることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。