JP4328808B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、カメラ等に備えられ撮影レンズを有する撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus provided in a camera or the like and having a photographing lens.
従来から銀塩フィルムを用いるフィルムカメラは広く普及しているが、近年、フィルムを使用せずに画像をメモリに取り込むことができるデジタルカメラが急速に普及している。デジタルカメラに利用する撮像素子にはCCDやCMOS等のイメージセンサを使用していることが一般的である。 Conventionally, a film camera using a silver salt film has been widely used, but in recent years, a digital camera capable of capturing an image in a memory without using a film has been rapidly spread. In general, an image sensor such as a CCD or a CMOS is used as an image sensor used in a digital camera.
このデジタルカメラの中には、撮像装置内にあって、撮像素子の分光感度の赤外光をカットする赤外カットフィルタや、撮像素子の画素ピッチに関連する周波数成分が被写体撮影像に生じるモアレや偽色を防止するローパスフィルタ等を配置しているものがある。また、赤外カットフィルタの代わりにローパスフィルタ上に赤外カットコーティングを施しているものもある。 Among these digital cameras, there is an infrared cut filter that cuts infrared light having a spectral sensitivity of the image sensor, and a moire that is generated in a subject photographed image by a frequency component related to the pixel pitch of the image sensor. And a low-pass filter for preventing false colors. In some cases, an infrared cut coating is applied on a low-pass filter instead of the infrared cut filter.
赤外カットフィルタやローパスフィルタは、通常、撮像素子の光軸直上に配置され、開口部を有する箱状の地板内に、まず有害光をカットするマスクを持ったシートを落とし込み、その後上記のフィルタを落とし込む。そして、フィルタと地板を接着剤等で固定することでフィルタは保持される。 Infrared cut filters and low-pass filters are usually placed directly above the optical axis of the image sensor. A sheet having a mask for cutting harmful light is first dropped into a box-shaped ground plane having an opening, and then the above filter is used. Drop. And a filter is hold | maintained by fixing a filter and a ground plane with an adhesive agent etc.
また、フィルタの背後では、地板と撮像素子前面の保護ガラスとの間にゴム等でできた弾性部材で撮影範囲を囲み、周囲から撮像面に対してゴミ等が侵入しないようにしている。 Further, behind the filter, an imaging range is surrounded by an elastic member made of rubber or the like between the ground plate and the protective glass on the front surface of the imaging device so that dust or the like does not enter the imaging surface from the surroundings.
図11は、従来の撮像装置の撮像素子周辺の断面図である。 FIG. 11 is a cross-sectional view of the periphery of an imaging element of a conventional imaging device.
同図において、は、光学部材保持手段11、撮像素子保持手段12、撮像素子13、撮像素子13へ入射する光量を決め、かつ有害光を遮断するマスク手段14、オプチカルローパズフィルタ及び赤外カットフィルタ等の光学部材15が示される。また、ゴム等の弾性体でできている不純物侵入防止手段16、撮影光学手段17が示される。
In the figure, the optical member holding
図から分かるように、光学部材保持手段11の光軸前面に光学部材受部11aが具備されており、そこにマスク手段14、光学部材15を入れるようになっている。ここでは光学部材15を光学部材保持手段11に対して接着剤で固定している。
As can be seen from the drawing, an optical
光学部材15の背面には撮像素子保持手段12に接着固定されている撮像素子13が配置されており、撮像素子13と光学部材保持手段11の間には撮像素子13の受光面にゴミ等が侵入するのを防止する不純物侵入防止手段16を配置している。この構成の前面に撮影レンズ18を含む撮影光学手段17を配置する構成になっている。
An
上記構成にすると、光学部材受部11aの肉厚分光軸方向の距離が厚くなり、図11のように撮影レンズ18をできるだけ光学部材15に近づけたとしても撮影光学手段17は光学部材受部11aの厚み分は距離が厚くなってしまうことになる。これらの距離を縮める提案は様々なされている。
With the above configuration, the distance in the direction of the thickness spectral axis of the optical
特許文献1及び特許文献2は、光学フィルタを有する光学系において、光軸方向の長さを短くし、光学系全体として光軸方向の厚さを薄くすることができる構造を提案したものである。
上記特許文献1においては、2つの屈曲部を有する金属板金でできた光学フィルタ保持手段に対して、マスク手段、光学部材を組み込み、いわゆるCCDホルダの背面から挿入する。このようにすることで、光学フィルタの前面にはマスク手段と板金状の光学フィルタ保持手段のみが存在するようになるので、従来の構造よりも光軸方向の薄型化が達成できる。
In the above-mentioned
しかし、この場合、光学フィルタ保持手段は階段状の複雑な形状になり、かつマスク手段と光学フィルタ保持手段の両方の厚み分は薄型化できないという課題があった。 However, in this case, the optical filter holding means has a step-like complicated shape, and there is a problem that the thickness of both the mask means and the optical filter holding means cannot be reduced.
また、上記特許文献2においては、特許文献1の構成の上で、光学フィルタ保持手段がゴム等の弾性部材で作られているが、この場合、弾性部材の精度が安定しづらいことと、衝撃により光学部材の位置が変動してしまうという課題があった。
In
本発明の目的は、光軸方向の薄型化を図ることができる撮像装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can be thinned in the optical axis direction.
上記目的を達成するために、請求項1記載の撮像装置は、光学部材と、被写体像を電気信号に変換する撮像素子を保持する光学部材保持手段と、前記光学部材の光軸前方にあり前記光学部材保持手段に固定され、かつ、被写体光線の入射光量を制限するマスク手段と、前記光学部材の光軸後方にあって、被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子と前記光学部材との間に設けられた弾性体である弾性部材とを備え、前記光学部材は前記マスク手段により光入射面を保持され前記光学部材保持手段によって側面を保持されるとともに、前記弾性部材は当該光学部材の背面と前記撮像素子の前面に挟みこまれていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to
本発明の撮像装置は、光学部材と、光学部材保持手段と、光学部材の光軸前方にあり光学部材保持手段前面に保持され、かつ、被写体光線の入射光量を制限するマスク手段と、光学部材の光軸後方にあって、被写体像を電気信号に変換する撮像素子とを備える。また、撮像素子と光学部材との間には、周辺からの不純物の侵入を防止する不純物侵入防止手段を備える。光学部材は、マスク手段により光入射面を保持され、光学部材保持手段によって側面を保持されている。 An image pickup apparatus according to the present invention includes an optical member, an optical member holding unit, a mask unit that is in front of the optical axis of the optical member, is held on the front surface of the optical member holding unit, and limits the amount of incident light of the subject light beam, And an image sensor for converting a subject image into an electrical signal. Further, an impurity intrusion prevention unit for preventing intrusion of impurities from the periphery is provided between the image pickup element and the optical member. The optical member has a light incident surface held by a mask unit and a side surface held by the optical member holding unit.
この構成により、光軸方向の薄型化を図ることができる。 With this configuration, it is possible to reduce the thickness in the optical axis direction.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの電源をオフにした状態を示す外観斜視図である。図2は、本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの電源をオンにした状態を示す外観斜視図である。図3は、本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの上面図である。図4は、本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの背面図である。図5は、本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの底面図である。また、図6は、本発明の実施の形態に係るデジタルカメラのブロック構成図である。 FIG. 1 is an external perspective view showing a state in which a digital camera according to an embodiment of the present invention is turned off. FIG. 2 is an external perspective view showing a state in which the power supply of the digital camera according to the embodiment of the present invention is turned on. FIG. 3 is a top view of the digital camera according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a rear view of the digital camera according to the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a bottom view of the digital camera according to the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a block diagram of the digital camera according to the embodiment of the present invention.
本実施の形態で示す、撮像装置としてのデジタルカメラ19は撮影倍率を変更できるズーム機構を有する。
A
デジタルカメラ19の正面には、被写体の構図を決めるファインダ24、測光測距を行う場合の光源の補助を行う補助光源23、ストロボ25、撮影レンズ鏡筒26が構成されている。
A
上面にはレリーズボタン20、電源切換えボタン22、ズーム切換えスイッチ21、底面には、三脚取付部35、メモリカードドライブ49(図6)及びバッテリー挿入部(不図示)が内部に具備されているカードバッテリーカバー36が配置されている。
A
背面には、操作ボタン29,30,31,32,33,34が配置され、様々な機能切換えを行うことができる。また、背面には、LCDより成るディスプレイ28、ファインダ接眼部27が配置されている。
操作ボタン29,30,31,32,33,34によりデジタルカメラ19の動作モード、例えば、撮影モード、再生モード、動画撮影モード等の選択を行う。
The
ディスプレイ28は、画像表示手段であり、メモリ47(図6)に保存された画像データやメモリカードから読み込んだ画像データを画面上に表示する。また、モードを選択すると複数の撮影データを縮小して画面表示することもできる。
The
図6において、制御部はCPU53、ROM52、RAM54で構成され、バス51を介してレリーズボタン20、操作ボタン29〜34、ディスプレイ28、メモリ47、メモリカードドライブ49等の各種構成要素が接続されている。
In FIG. 6, the control unit includes a
バス51を介して制御系と接続する駆動回路50には、ズームモータ駆動手段37、フォーカスモータ駆動手段39、シャッタ駆動手段41、CCDやCMOS等の撮像素子8、ストロボ25が接続されている。制御系からの信号により各々の駆動を制御することになる。
The driving circuit 50 connected to the control system via the
ROM52には、上述の各機能構成要素を制御するプログラムが記憶されている。RAM54には、各制御プログラムに必要なデータが記憶されている。
The
また、図6に示すように、デジタルカメラ19は、フォーカス手段38、シャッタ手段40、絞り手段42、絞り駆動手段43、アナログ信号処理手段44、A/D変換部45、デジタル信号処理手段46、圧縮伸張手段48を備える。
As shown in FIG. 6, the
以上のように本実施の形態のデジタルカメラ19は構成されているが、使用者が電源切換えボタン22を操作することで電源をオフからオンにすると、CPU53は、ROM52から必要な制御プログラムを読み出して初期動作を開始する。つまり撮影レンズ鏡筒26を所定の撮影可能領域に移動させ、撮影機能を立ち上げて、撮影スタンバイ状態になる。
As described above, the
撮影を行うためにレリーズボタン20を押すと、撮像素子8により被写体の明るさを検知し、その測光値に基づき絞り値やシャッタスピード、またストロボ25を発光するかどうかを判断する。また、予め操作ボタン30によって使用者がストロボ25を強制的に発光させるか、発光させないかを選択することもできる。
When the
次に、測距を行い、被写体との距離を測定してフォーカスモータ駆動手段39を駆動することにより、所定のフォーカス位置へフォーカス手段38を移動させる。次に、シャッタ手段40の開閉を行い、所望の画像を撮像素子8に取り込む。
Next, distance measurement is performed, the distance to the subject is measured, and the focus motor drive means 39 is driven to move the focus means 38 to a predetermined focus position. Next, the
撮像素子8には、露光制御値に基づいて入射した光の光量に応じた電荷が蓄積され、その電荷が画像信号となり、アナログ信号処理手段44へと出力される。
In the
アナログ信号処理手段44では、取り込まれた画像データにアナログ処理を施し、A/D変換部45に出力する。A/D変換部45では取り込まれたアナログデータをデジタルデータに変換する。このデジタルデータをデジタル信号処理手段46に出力し、ここでデジタルデータの処理を行う。最終的にデジタルデータはメモリ47に記憶されることになる。
The analog
メモリ47に記憶されたデータは、操作ボタン31の操作によって圧縮伸張手段48によりJPEGやTIFF等の圧縮加工等を施しメモリ47に出力され記憶される。
Data stored in the
また、メモリ47を持たないデジタルカメラの場合、デジタル信号処理手段46で処理されたデジタルデータを圧縮伸張手段48に出力し、メモリカードドライブ49へ記憶させることになる。
In the case of a digital camera that does not have the
メモリ47に記憶された画像データやメモリカードドライブ49に記憶されている画像データを圧縮伸張手段48によって伸張処理し、その画像データを、バス51を介してディスプレイ28に表示させることができる。このディスプレイ28上のデータを使用者が見ることで、その画像が不必要であると判断すると使用者は操作ボタン32の操作によって消去することができる。
The image data stored in the
上面にはズーム切換えスイッチ21が配置されており、ズーム切換えスイッチ21を操作し、駆動回路50を介してズームモータ駆動手段37を制御することにより撮影レンズ鏡筒26をレンズの光軸方向に移動させる。
A
また、ディスプレイ28上に表示されている記憶画像をズーム切換えスイッチ21の操作で拡大及び縮小、いわゆるデジタルズームを行うことができる。
Further, the stored image displayed on the
次に、本実施の形態に係るデジタルカメラ19に備えられた撮影レンズ鏡筒26に具備されている撮像素子保持部の構成について説明する。
Next, the configuration of the image sensor holding unit provided in the photographing
図7は、図1のデジタルカメラにおける撮像素子保持部の背面斜視図、図8は、図1のデジタルカメラにおける撮像素子保持部の前面斜視図である。 7 is a rear perspective view of the image sensor holding unit in the digital camera of FIG. 1, and FIG. 8 is a front perspective view of the image sensor holding unit in the digital camera of FIG.
一般的にCCDホルダと呼ばれている光学部材保持手段1の前後に構成部品が組み込まれるようになっている。光学部材保持手段1の前方から光線の入射量を制限し、有害光線をカットするマスク部2bを有するマスク手段2を組み込む。
In general, components are assembled in front of and behind an optical member holding means 1 called a CCD holder. A mask means 2 having a
組み込みのために、マスク手段2にスナップフィット手段2aを設け、光学部材保持手段1には被スナップフィット手段1aが設けられており、スナップフィット手段2aを被スナップフィット手段1aに係止して、光学部材保持手段1とマスク手段2を固定する。 For assembling, the mask means 2 is provided with a snap fit means 2a, the optical member holding means 1 is provided with a snap fit means 1a, and the snap fit means 2a is locked to the snap fit means 1a, The optical member holding means 1 and the mask means 2 are fixed.
マスク手段2は、薄板状の金属等でできており、厚さは0.1mm以下が望ましい。また、強度を出すために一部段曲げ形状を設けている。マスク手段2には全体に反射防止を施した黒塗装をしている。以上のようにするとマスクの機能が向上する。 The mask means 2 is made of a thin plate metal or the like, and the thickness is desirably 0.1 mm or less. In addition, a partially bent shape is provided to increase the strength. The mask means 2 is black coated with antireflection on the whole. As described above, the mask function is improved.
光学部材保持手段1にマスク手段2を組み込んだユニットに対して、図7に示す背面より光学フィルタである光学部材3を組み込む。光学部材3の前面は、マスク手段2に保持され、四方の側面は光学保持手段1で保持されることになる。
An
さらに背面に弾性部材でできた不純物侵入防止手段4を組み込み、その背面からCCD等の撮像素子8を接着固定している撮像素子保持手段5を組み込む。不純物侵入防止手段4は、光学部材3の背面と撮像素子8の前面にサンドイッチされ、撮像素子保持手段5を撮像素子保持固定手段7によって光学部材保持手段1に固定することにより一連の構成部品は保持されることになる。
Further, an impurity intrusion prevention means 4 made of an elastic member is incorporated on the back surface, and an image sensor holding means 5 for adhering and fixing an
ここで、光学部材3の前方(図の左側、撮影レンズ側)を光軸前方とし、光学部材3の後方(図の右側、撮像素子側)を光軸後方とする。また、光学部材3の光入射面は、前面、即ち撮影レンズ10と対面する面である。
Here, the front of the optical member 3 (the left side in the figure, the photographing lens side) is the front of the optical axis, and the rear of the optical member 3 (the right side of the figure, the image sensor side) is the rear of the optical axis. The light incident surface of the
このような構成にすると光学部材3と撮像素子8の内部にゴミ等の不純物が侵入しないようになる。また、撮像素子保持手段5と光学部材保持手段1の間にスプリング状の撮像素子押圧手段6を複数個介在させることにより、撮像素子保持手段5には光学部材保持手段1から引き離される方向に力がかかる。この構成により撮像素子8の位置を調整することができる。
With such a configuration, impurities such as dust do not enter the
以上の構成にすると、図11に示すように、撮影光学手段17が光学部材受部11aの厚み分だけ距離が厚くなっていた従来の構成と異なり、全体として薄型の撮影レンズ鏡筒26が構成できる。
With the above configuration, as shown in FIG. 11, unlike the conventional configuration in which the photographic optical means 17 is increased in distance by the thickness of the optical
図9は、図1のデジタルカメラの撮像素子周辺の断面図である。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the periphery of the image sensor of the digital camera of FIG.
図9に示すように、マスク手段2及び光学部材保持手段1の前方には撮影レンズ鏡筒26の一部を構成する撮影レンズ10を含む撮影光学手段9を配置しているが、撮影光学手段9は、従来の図11の状態より光学部材保持手段1に接近できる状態になる。
As shown in FIG. 9, the photographing
撮影光学手段9には突起部9aが設けられており、撮影光学手段9がさらに光学部材保持手段1へ近づいた時は突起部9aがマスク手段2の前面を押し、マスク手段2を弾性変形させることで、光学部材3を後方に退避させる。
The photographing
このようにすると、撮影レンズ10と光学部材3が直接衝突することを防止できる。また、突起部9aを直接光学部材3に当接させ、光学部材3を後方に退避させてもよい。撮影光学手段9が前方(図9中では左方向)に移動した時には、光学部材3の背面の弾性体である不純物侵入防止手段4の弾性力により、初期位置に復帰することができる。
If it does in this way, it can prevent that
このようにすると、撮影光学手段9が部品のばらつきや制御のばらつき、又は外部からの衝撃等によって繰込みすぎた場合でも、撮影レンズ10及び光学部材3の破壊を防止することができる。
In this way, even if the photographing
また、初めから撮影光学手段9によって光学部材3を退避させる設計にしたとしても、撮影レンズ鏡筒26を薄くできるメリットがある。
Even if the
図10は、図6のデジタルカメラによって実行される撮影処理の手順を示すフローチャートである。 FIG. 10 is a flowchart showing a procedure of photographing processing executed by the digital camera of FIG.
本処理は、図6におけるCPU53によって実行される。
This process is executed by the
図10において、使用者がデジタルカメラ(撮像装置)19の電源をオンすると(ステップS101)、CPU53よりズームモータ駆動手段37に指令を送り、鏡筒駆動モータをCW回転させる(ステップS102)。その後所定の動作を行い、撮影レンズ鏡筒26が撮影位置に移動したことが確認できたら停止させる(ステップS103)。このとき、図1の状態から図2の状態へ撮影レンズ鏡筒26の状態は変化する。
In FIG. 10, when the user turns on the power of the digital camera (imaging device) 19 (step S101), a command is sent from the
次に、使用者がレリーズボタン20をオンすると(ステップS104)、測光を行い、被写体の輝度情報を得る(ステップS105)。得られた輝度が既定の輝度より高輝度の場合(ステップS106でYES)、絞り手段42を光軸内に進入(挿入)させ、入射光量を変化させる(ステップS107)。得られた輝度情報が既定の輝度より低輝度の場合、絞り手段42の動作は行わず光軸より退避した状態にしておく。 Next, when the user turns on the release button 20 (step S104), photometry is performed to obtain luminance information of the subject (step S105). When the obtained luminance is higher than the predetermined luminance (YES in step S106), the diaphragm means 42 is entered (inserted) into the optical axis to change the amount of incident light (step S107). When the obtained luminance information is lower than the predetermined luminance, the diaphragm means 42 is not operated and is kept away from the optical axis.
その後、フォーカス手段38を作動させて、被写体のピントが合う位置へ撮影レンズ鏡筒26を移動させ(ステップS108)、そこで画像の取り込みを開始する(ステップS109)。
Thereafter, the focusing
次に、シャッタ手段40を開状態から閉状態へ移動させ(ステップS110)、入射光量を遮り、画像取り込みは終了となる(ステップS111)。その後、絞り手段42を光軸から退避させ(ステップS112)、フォーカス手段38を初期位置に移動させて(ステップS113)、本処理は終了となる。 Next, the shutter means 40 is moved from the open state to the closed state (step S110), the incident light quantity is blocked, and the image capturing is completed (step S111). Thereafter, the diaphragm means 42 is retracted from the optical axis (step S112), the focus means 38 is moved to the initial position (step S113), and the process is terminated.
本実施の形態では、光軸方向に薄型であり、かつ撮影レンズ10が部品ばらつきや制御のばらつき、又は外部からの衝撃等で繰込みすぎた場合でも光学フィルタである光学部材3及び撮影レンズ10が破壊することの無い撮影レンズ鏡筒26を得ることができる。またその撮影レンズ鏡筒26を備える撮像装置を提供することができる。
In the present embodiment, the
本実施の形態ではデジタルカメラの例を示しているが、同様の鏡筒構造を持つビデオカメラや銀塩フィルムを使用するアナログカメラ等でも同じ構成を取ることができる。 Although an example of a digital camera is shown in this embodiment mode, a video camera having a similar lens barrel structure, an analog camera using a silver salt film, and the like can have the same configuration.
1 光学部材保持手段
1a 被スナップフィット手段
2 マスク手段
2a スナップフィット手段
2b マスク部
3 光学部材
4 不純物侵入防止手段
5 撮像素子保持手段
6 撮像素子押圧手段
7 撮像素子保持固定手段
8 撮像素子
9 撮影光学手段
10 撮影レンズ
19 撮影装置(デジタルカメラ)
20 レリーズボタン
21 ズーム切換えスイッチ
22 電源切変えボタン
23 補助光源
24 ファインダ
25 ストロボ
26 撮影レンズ鏡筒
27 ファインダ接眼部
28 ディスプレイ
29〜34 操作ボタン
35 三脚取付部
36 カードバッテリーカバー
37 ズームモータ駆動手段
38 フォーカス手段
39 フォーカスモータ駆動手段
40 シャッタ手段
41 シャッタ駆動手段
42 絞り手段
43 絞り駆動手段
44 アナログ信号処理手段
45 A/D変換部
46 デジタル信号処理手段
47 メモリ
48 圧縮伸張手段
49 メモリカードドライブ
50 駆動回路
51 バス
52 ROM
53 CPU
54 RAM
DESCRIPTION OF
20
53 CPU
54 RAM
Claims (3)
被写体像を電気信号に変換する撮像素子を保持する光学部材保持手段と、
前記光学部材の光軸前方にあり前記光学部材保持手段に固定され、かつ、被写体光線の入射光量を制限するマスク手段と、
前記光学部材の光軸後方にあって、被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子と前記光学部材との間に設けられた弾性体である弾性部材とを備え、
前記光学部材は前記マスク手段により光入射面を保持され前記光学部材保持手段によって側面を保持されるとともに、前記弾性部材は当該光学部材の背面と前記撮像素子の前面に挟みこまれていることを特徴とする撮像装置。 An optical member;
Optical member holding means for holding an image sensor that converts a subject image into an electrical signal ;
Mask means that is in front of the optical axis of the optical member, is fixed to the optical member holding means, and limits the amount of incident light of the subject light beam;
An image sensor that is behind the optical axis of the optical member and converts a subject image into an electrical signal;
An elastic member that is an elastic body provided between the imaging element and the optical member;
The optical member is held side by the optical member holding means is holding the light incident surface by the mask means Rutotomoni, said elastic member being sandwiched in front of the imaging device and the rear of the optical member An imaging device that is characterized.
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