JP2021047372A - 撮像装置、及び撮像素子の傾き調整方法 - Google Patents

Abstract

【課題】外装を外さずに光学性能を低下させることなく撮像素子の傾きを調整することを可能にした撮像装置を提供すること。【解決手段】そのために撮像装置は、レンズが取り付けられるマウントと、筐体と、撮像素子と、前記撮像素子を保持するプレート部材と、前記プレート部材を前記筐体とは離反する方向に付勢する弾性体と、前記プレート部材を前記筐体に締結する複数の調整ねじと、を有し、前記複数の調整ねじのうち少なくとも第１の調整ねじが、前記マウントの正面から見たときに、前記マウントの開口の内側に配置されており、前記マウントの前面側から前記撮像素子の傾きを調整可能となっていることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、撮像素子の傾き等を調整可能な撮像装置等に関するものである。

レンズ交換式のデジタルカメラ等の撮像装置は交換レンズを通った光束を受光し、電気信号に変換する光電変換部を有する撮像素子を備えている。撮像素子が交換レンズの光軸に対して傾いていると、片ボケが発生するため、交換レンズとの接触面であるカメラのマウントの面と撮像素子の面との平行度は重要である。
従来、レンズ交換式デジタルカメラは組立時に撮像素子の光軸方向の位置や傾きを調整するための機構を備えている。しかし、長期間の使用や物理的な衝撃による変形などにより、撮像素子の傾きが変化してしまうことがある。撮像素子の傾きの変化を修正するためには、前記調整機構によって撮像素子の傾きを調整する際に、カメラの外装を外さなければならないという課題があった。例えば、特許文献１ではガラス部材等をマウント側から挿入することで外装をはずすことなく撮像素子の位置を調整する技術が開示されている。

特開２０１８−５４６９２号公報

しかしながら、上記特許文献に開示された従来技術では、撮像素子のフランジバック等を調整することはできるが、傾きを調整することはできない。また、光学部品を間に挟むことになるので透過率の低下やゴミ、キズの写りこみのリスクが増加するなど光学性能が低下してしまう。
そこで、本発明の目的は、外装を外さずに光学性能を低下させることなく撮像素子の傾き等を調整することを可能にした撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、
レンズが取り付けられるマウントと、
筐体と、
撮像素子と、
前記撮像素子を保持するプレート部材と、
前記プレート部材を前記筐体とは離反する方向に付勢する弾性体と、
前記プレート部材を前記筐体に締結する複数の調整ねじと、を有し、
前記複数の調整ねじのうち少なくとも第１の調整ねじが、前記マウントの正面から見たときに、前記マウントの開口の内側に配置されており、前記マウントの前面側から前記撮像素子の傾きを調整可能となっていることを特徴とする。

本発明によれば外装を外さずに光学性能を低下させることなく撮像素子の傾きを調整することが可能な撮像装置を提供することができる。

本発明の実施例１の撮像装置１００の概略断面構成図である。 実施例１による撮像装置１００を正面から見た正面図である。 撮像装置１００の撮像素子ユニット３００の斜視図である。 撮像素子ユニット３００と、その前面に配置されたフォーカルプレンシャッタ４００との位置関係を説明する正面図である。 イメージセンサシフト方式の防振機構があるときの調整ねじ１０６の配置について説明するための図である。 実施例２による撮像装置６００を正面から見た図である。 撮像装置６００の撮像素子ユニット７００の斜視図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について実施例を用いて説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略ないし簡略化する。
なお、実施例においては、撮像装置としてレンズ交換式のデジタルスチルカメラに適用した例について説明する。しかし、上記撮像装置は、レンズ用のマウントを有し撮像素子を有するものであれば、デジタルムービーカメラ、カメラ付きのスマートフォン、カメラ付きのタブレットコンピュータ、車載カメラ、ネットワークカメラなどの形態の電子機器等を含む。

図１は実施例１のレンズ交換式のデジタルスチルカメラとしての撮像装置１００の光軸を含む概略断面構成図を示している。撮像装置１００は筐体１０１を有し、筐体１０１は不図示の交換レンズが取り付けられるマウント１０２を備えている。ＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子１０３はプレート部材１０４に取り付けられている。弾性体としての付勢弾性体としてのばね１０５は筐体１０１とプレート部材１０４との間に配置され、筐体１０１とプレート部材１０４とを離反する方向に付勢している。調整ねじ１０６はプレート部材１０４に設けられた穴を挿通し、筐体１０１に対して締結され、調整ねじ１０６のねじこみ量に応じて、プレート部材１０４は傾きが変化するため、マウント１０２に対する撮像素子１０３の平行度を調整可能となっている。

次に、図２〜図５を参照して、実施例１の撮像装置の詳細について説明する。
図２は本発明の実施例１の撮像装置１００を正面から見た正面図である。正面から見たときのマウント１０２のほぼ円形の開口の内側には撮像素子１０３に入射する光を制限する矩形の開口部２０１を有する遮光部（遮光シート）２０２が配置されている。遮光部２０２には穴部２０３、穴部２０４が開いている。穴部２０３と穴部２０４の奥にはそれぞれ調整ねじ１０６（調整ねじ１０６Ａ、調整ねじ１０６Ｂ）がある。マウント１０２の外側には前側外装部材２０５があり、撮像装置１００の内部構造部品を保護している。開口部２０１の下方には不図示の交換レンズとの通信を行うための接点部を有する接点ユニット２０６が配置されている。

本実施例では調整ねじ１０６Ａ（第１の調整ねじ）、調整ねじ１０６Ｂ（第２の調整ねじ）の２つがマウント１０２の正面から見たときに、マウント１０２の開口の内側に配置されている。そして、マウント１０２の前面側から前記撮像素子の傾きを調整可能となっている。しかし、１つの調整ねじ（例えば前記第１の調整ねじ）だけがマウント１０２の正面から見たときに、マウント１０２の開口の内側に配置されており、マウント１０２の前面側から前記撮像素子の傾きを調整可能となっていても良い。

図３は撮像装置１００の撮像素子ユニット３００の斜視図である。不図示の撮像素子１０３はプレート部材１０４の裏側に接着固定されている。撮像素子１０３の前面には赤外光をカットする赤外カットフィルタや偽色を防止するための複屈折板等を含む光学フィルタ３０１が配置されている。光学フィルタ３０１はホルダー部材３０２に収納されており、カバー部材３０３で抑えられている。ホルダー部材３０２はプレート部材１０４に固定されており、撮像素子１０３と光学フィルタ３０１の相対位置関係を所望の位置に保持している。

プレート部材１０４は不図示の筐体１０１に複数の調整ねじ、すなわち調整ねじ１０６Ａと調整ねじ１０６Ｂと調整ねじ１０６Ｃ（第３の調整ねじ）の３本のねじで固定されている。プレート部材１０４と筐体１０１の間には、弾性体としての付勢ばね１０５Ａ、付勢ばね１０５Ｂ、付勢ばね１０５Ｃの３つのばねが配置されている。それぞれのばねはプレート部材１０４を筐体１０１から遠ざける方向（つまりマウント１０２の方向）に付勢している。なお弾性体としては、ばねでなくても例えばゴムのようなものであっても良い。

調整ねじ１０６Ａは付勢ばね１０５Ａを挿通して筐体１０１に締結し、調整ねじ１０６Ｂは付勢ばね１０５Ｂを挿通して筐体１０１に締結し、調整ねじ１０６Ｃは付勢ばね１０５Ｃを挿通して筐体１０１に締結している。なお、弾性体としての付勢ばね１０５Ａ、付勢ばね１０５Ｂ、付勢ばね１０５Ｃは調整ネジとは異なる位置に配置されていても良いし、３つでなくても良い。
調整ねじ１０６Ａと調整ねじ１０６Ｂは図２のように正面から見たときにマウント１０２の開口の内側に位置し、交換レンズをマウントから外した状態において視認可能である。

一方、調整ねじ１０６Ｃ（第３の調整ねじ）は図２のように正面から見たときにマウント１０２の開口の外側に配置されており、前側外装部材２０５に覆われていて視認不能である。調整ねじ１０６Ａと調整ねじ１０６Ｂの周囲にはそれぞれ粘着部１０７Ａ、粘着部１０７Ｂがプレート部材１０４に設けられている。これによって図２に示す穴部２０３と穴部２０４から侵入したゴミは粘着部１０７Ａと粘着部１０７Ｂに付着する。そのため、外部から侵入したゴミが撮像素子ユニット３００に付着することを抑制できる。
撮像装置１００を組み立てるときには、前側外装部材２０５を筐体１０１に組付ける前に撮像素子ユニット３００の光軸直交方向の位置（フランジバック量）や傾きを調整する。

調整ねじ１０６Ａと調整ねじ１０６Ｂと調整ねじ１０６Ｃの筐体１０１へのねじ込み量を調整することで撮像素子ユニット３００の光軸直交方向の位置（フランジバック）と傾きを調整できる。
実施例１では、前側外装部材２０５を組んだ後は調整ねじ１０６Ｃの筐体１０１へのねじ込み量を調整することはできなくなってしまう。従って、前側外装部材２０５を組んだ状態では、調整ねじ１０６Ａと調整ねじ１０６Ｂの筐体１０１へのねじ込み量を調整することにより撮像素子ユニット３００の傾きのみを調整する。

このとき、撮像素子ユニット３００の光軸直交方向の位置がずれてしまうことになるが、調整ねじ１０６Ａと調整ねじ１０６Ｂの筐体１０１へのねじ込み量から撮像素子ユニット３００の光軸直交方向の位置の変化量を算出可能である。算出された撮像素子ユニット３００の光軸直交方向の位置の変化量を記憶し、交換レンズのフォーカス制御をするための、撮像装置内の不図示の制御部に入力することで、ピント補正は可能となる。すなわち、前記第１、第２の調整ねじのねじ込み量に応じて前記レンズのピント位置を補正する補正工程を設ければピント補正が可能となる。

図４は撮像素子ユニット３００と、その前面に配置された、シャッタ機構としてのフォーカルプレンシャッタ４００との位置関係を説明する正面図である。フォーカルプレンシャッタ４００は先幕を形成する不図示のシャッタ羽根群４０１と後幕を形成する不図示のシャッタ羽根群４０２とを備え、シャッタ地板４０３はシャッタが開いたときにシャッタ羽根群４０１とシャッタ羽根群４０２とをそれぞれ収納する先幕収納部４０４と後幕収納部４０５とを備える。前記シャッタ羽根群４０１とシャッタ羽根群４０２はそれぞれシャッタ駆動系４０６で図４中の上下方向に開閉駆動される。

具体的には、モータを駆動源としてギア連結されたアームが回転することでシャッタの開閉駆動が行われる。図４で示すように、開口部２０１の上下左右のいずれか１辺側（図４では右辺側）の撮像素子ユニット３００の前面側にシャッタ駆動系４０６が存在する。そのため、図２のマウントの開口の前側から調整ねじ１０６を回転させるためには、シャッタ駆動系４０６がある図４の右辺側には調整ねじ１０６Ａと調整ねじ１０６Ｂは配置できない。また、図２で説明したように、開口部２０１の下方には接点ユニット２０６が存在するため、開口部２０１の下側にも調整ねじ１０６Ａと調整ねじ１０６Ｂは配置できない。よって、図２に示すように、調整ねじ１０６Ａと調整ねじ１０６Ｂはシャッタ駆動系４０６と接点ユニット２０６を回避するために開口部２０１の左側と上側に配置される。

なお、調整ねじ１０６Ａと調整ねじ１０６Ｂの配置位置に対する考え方は、イメージセンサシフト方式の防振機構を有する撮像装置においても同様である。図５はイメージセンサシフト方式の防振機構があるときの調整ねじ１０６の配置について説明するための図である。イメージセンサシフト方式の防振機構はコイルとマグネットをそれぞれ対向させて、電磁力により防振効果を発揮させる。コイルとマグネットの対はイメージセンサをシフトさせる方向が２軸（上下方向と左右方向）であるため、開口の左右方向のうち１辺（図５中では領域５０１で示す）と開口の上下方向のうち１辺（図５中では領域５０２で示す）に配置される。

このように、第１の調整ねじと第２の調整ねじは、前記マウントの正面から見たときに、前記マウントの開口の内側であって、シャッタ機構や接点ユニットや防振機構を避けた位置に配置されている。しかし１つの調整ねじ（例えば第１の調整ねじ）だけが前記マウントの開口の内側であって、シャッタ機構や接点ユニットや防振機構を避けた位置に配置されていても良い。あるいは３つの調整ねじが前記マウントの開口の内側であって、シャッタ機構や接点ユニットや防振機構を避けた位置に配置されていても良い。

つまり、調整ねじ１０６Ａと調整ねじ１０６Ｂは領域５０１と領域５０２を避けた位置に配置される。また、接点ユニット２０６を回避する必要があることは前述したとおりであるため、調整ねじ１０６Ａと調整ねじ１０６Ｂは開口部２０１の左側と上側に配置される。
以上の構成によれば、外装を外さずに光学性能を低下させることなく図２のマウントの開口の前側から撮像素子の傾きを容易に調整することを可能となる。

次に、図６〜図７を参照して、実施例２の撮像装置について説明する。
図６は実施例２の撮像装置６００を正面から見た図である。実施例１と同一構成部分については説明を省略する。マウント１０２の開口の内側には撮像素子１０３に入射する光を制限する矩形の開口部６０１を有する遮光部（遮光シート）６０２が配置されている。遮光部６０２には穴部６０３、穴部６０４が開いている。穴部６０３と穴部６０４の奥にはそれぞれ調整ねじ６０５Ａ、調整ねじ６０５Ｂがある。

撮像装置６００はフォーカルプレンシャッタとイメージセンサシフト方式の防振機構の両方を有している。図６において、シャッタ駆動系６０６とイメージセンサシフト方式の防振機構のコイルとマグネットの対の領域６０７および領域６０８の配置を点線で示している。点線で示した領域には調整ねじ６０５を配置することはできない。つまり、調整ねじ６０５は開口部６０１の左右両辺側領域と下側領域には配置できない。よって、調整ねじ６０５は開口部６０１の上側に２か所配置されている。すなわち、２つの調整ねじが撮像素子の１辺側に配置されていることを特徴とする。

図７は撮像装置６００の撮像素子ユニット７００の斜視図である。不図示の撮像素子１０３はプレート部材７０１の裏側に接着固定されている。実施例１と同一構成部分については説明を省略する。プレート部材７０１は不図示の筐体１０１に調整ねじ６０５Ａと調整ねじ６０５Ｂと調整ねじ６０５Ｃとの３本のねじで固定されている。調整ねじ６０５Ａ、調整ねじ６０５Ｂ、調整ねじ６０５Ｃと弾性体としての付勢ばね６０９Ａ、付勢ばね６０９Ｂ、付勢ばね６０９Ｃの関係は実施例１と同様である。

実施例１と同様に、調整ねじ６０５Ａと調整ねじ６０５Ｂは、図６のように、マウント１０２の正面から見たときにマウントの開口の内側に位置し視認可能であり、調整可能である。一方、調整ねじ６０５Ｃは前側外装部材２０５に隠れて視認不能であるため、前側外装部材２０５を外さないと調整できない。撮像素子ユニット７００の傾きを調整する原理についても実施例１と同様のため詳しい説明は省略するが、調整ねじ６０５Ａと調整ねじ６０５Ｂを同じ方向に回転させればヨー方向の調整ができ、相対的に逆に回転すればピッチ方向の調整ができる。

以上の構成によれば、フォーカルプレンシャッタとイメージセンサシフト方式の防振機構の両方を有した撮像装置においても、外装を外さずに光学性能を低下させることなくマウントの開口側から撮像素子の傾きを調整することを可能となる。

なお、例えば、本実施例の説明において、フォーカルプレンシャッタおよびイメージセンサシフト方式の防振機構のいずれかを有した前提で構成の説明を行ったが、いずれも非搭載である撮像装置の場合には、調整ねじの配置の自由度が上がる。その結果、撮像装置を正面から見たときのマウントの開口の内側に調整ねじを３か所配置することが可能となり、撮像素子ユニットの傾き調整だけでなく、フランジバック調整も可能となる。即ち、３つの調整ねじがマウント１０２の正面から見たときに、マウント１０２の開口の内側に配置されており、マウント１０２の前面側から前記撮像素子の傾きを調整可能となっていても良い。

また、実施例１、２の説明において、マウントの正面側から調整ねじの穴が視認可能としていたが、穴をふさぐためのシート部材が着脱可能に取り外しできるような構成であっても構わない。また、穴をふさぐための部材がレンズの着脱と連動して穴を開閉可能な構成としていても構わない。
以上、本発明をその好適な実施例に基づいて詳述してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。

１０１ ・・・・ 筐体
１０２ ・・・・ マウント
１０３ ・・・・ 撮像素子
１０４ ・・・・ プレート部材
１０５、１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ ・・・・ 付勢ばね
１０６、１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃ ・・・・ 調整ねじ
２０１ ・・・・ 開口部
２０２ ・・・・ 遮光部
２０３、２０４ ・・・・ 穴部
２０５ ・・・・ 前側外装部材
２０６ ・・・・ 接点ユニット
３００ ・・・・ 撮像素子ユニット
３０１ ・・・・ 光学フィルタ
３０２ ・・・・ ホルダー部材
３０３ ・・・・ カバー部材
４００ ・・・・ フォーカルプレンシャッタ
４０３ ・・・・ シャッタ地板
４０４ ・・・・ 先幕収納部
４０５ ・・・・ 後幕収納部
４０６ ・・・・ シャッタ駆動系

Claims (12)

1. レンズが取り付けられるマウントと、
   筐体と、
   撮像素子と、
   前記撮像素子を保持するプレート部材と、
   前記プレート部材を前記筐体とは離反する方向に付勢する弾性体と、
   前記プレート部材を前記筐体に締結する複数の調整ねじと、を有し、
   前記複数の調整ねじのうち少なくとも第１の調整ねじが、前記マウントの正面から見たときに、前記マウントの開口の内側に配置されており、前記マウントの前面側から前記撮像素子の傾きを調整可能となっていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記複数の調整ねじのうちの前記第１の調整ねじとは異なる第２の調整ねじが、前記マウントの正面から見たときに、前記マウントの開口の内側に配置されており、前記マウントの前面側から前記第１、第２の調整ねじによって前記撮像素子の傾きを調整可能となっていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１、第２の調整ねじは、前記撮像素子の１辺側に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記複数の調整ねじのうちの第３の調整ねじは、前記マウントの開口の外側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記第３の調整ねじは、前記マウントの開口の外側に配置されているとともに、外装部材で覆われていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記複数の調整ねじのねじ込み量を調整することによって前記撮像素子のフランジバックを調整可能であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記撮像素子の前面に設けたシャッタ機構を有し、
   少なくとも前記第１の調整ねじは、前記マウントの正面から見たときに、前記マウントの開口の内側であって、前記シャッタ機構を避けた位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
8. 前記マウントに設けられ、前記レンズと通信を行うための接点ユニットを有し、
   少なくとも前記第１の調整ねじは、前記マウントの正面から見たときに、前記マウントの開口の内側であって、前記接点ユニットを避けた位置に配置されていることを特徴とする請求項１または７に記載の撮像装置。
9. 前記撮像素子に設けた防振機構を有し、
   少なくとも前記第１の調整ねじは、前記マウントの正面から見たときに、前記マウントの開口の内側であって、前記防振機構を避けた位置に配置されていることを特徴とする請求項１、７、８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. レンズが取り付けられるマウントと、
    筐体と、
    撮像素子と、
    前記撮像素子を保持するプレート部材と、
    前記プレート部材を前記筐体とは離反する方向に付勢する弾性体と、
    前記プレート部材を前記筐体に締結する複数の調整ねじ
    とを有し、
    前記複数の調整ねじのうち少なくとも第１の調整ねじが前記マウントの正面から見たときに、前記マウントの開口の内側に配置されている撮像装置に対して、
    前記マウントの前面側から、少なくとも前記第１の調整ねじの前記筐体へのねじ込み量を調整することによって前記撮像素子の傾きを調整する調整工程を有することを特徴とする撮像素子の傾き調整方法。
11. 前記撮像装置の、前記複数の調整ねじのうちの前記第１の調整ねじとは異なる第２の調整ねじが、前記マウントの正面から見たときに、前記マウントの開口の内側に配置されており、前記調整工程は、前記マウントの前面側から前記第１、第２の調整ねじの前記筐体へのねじ込み量を調整するものであることを特徴とする請求項１０に記載の撮像素子の傾き調整方法。
12. 前記調整工程における前記第１、第２の調整ねじのねじ込み量に応じて前記レンズのピント位置を補正する補正工程を有することを特徴とする請求項１１に記載の撮像素子の傾き調整方法。
    
    
    

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