JP4439759B2

JP4439759B2 - Imaging device

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Publication number: JP4439759B2
Application number: JP2001124265A
Authority: JP
Inventors: 厚司道盛; 教弘渡辺
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-04-23
Filing date: 2001-04-23
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2021-04-23
Also published as: JP2002320123A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の光学系を切り替える撮像装置に関するものであり、特に携帯電話や携帯パソコンなどの携帯情報機器に使用される小型の撮像装置に適した撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３ないし図１５は従来の撮像装置を説明する図であり、例えば特開平１０−２６２１６７号公報に記載されたものである。図１３は従来の撮像装置においての光学系切り替え動作を説明する斜視図、図１４は図１３の保持ユニット２０の駆動機構の分解斜視図、図１５は図１３の光学系８１，８２，８３および保持ユニット２０ならびに図１４の駆動機構を収納するカメラブロックケースの分解斜視図である。
【０００３】
図１３において、８１は撮像レンズ８１ａ，８１ｂ，８１ｃによって構成される第１の光学系、８２は撮像レンズ８２ａ，８２ｂ，８２ｃによって構成される第２の光学系、８３は撮像レンズ８３ａ，８３ｂによって構成される第３の光学系、２は撮像素子、２０は保持ユニットである。例えば、第２の光学系８２が標準画角に設定されていたとすると、第１の光学系８１はより広角に設定されており、第３の光学系８３はより望遠に設定されている。撮像素子２は、保持ユニット２０に保持されており、第１の光学系８１、第２の光学系８２、または第３の光学系８３によって結像された光学像を電気信号に変換する。
【０００４】
図１４において、２０ａは保持ユニット２０の被駆動片、２０ｂは保持ユニット２０のガイド穴、２７は圧電アクチュエータ、３０は駆動棒、３１は基台、３１ａ，３１ｂは基台３１の保持部、３２はシャフトである。シャフト３２は、保持部３１ａ，３１ｂに保持され、ガイド穴２０ｂに挿通される。駆動棒３０は、その端部に圧電アクチュエータ２７が設けられ、被駆動片２０ａに当接している。
【０００５】
図１５において、カメラブロックケースは、底板３５と、側板３６，３７と、天板（図示せず）と、３つの開口部３３ａ，３３ｂ，３３ｃを備えた前面板３３と、背面板３４、３つの開口部３８ａ，３８ｂ，３８ｃを備えた仕切り板３８とによって構成されている。このカメラブロックケース内において、前面板３３と仕切り板３８の間に光学系８１〜８３が収納され、仕切り板３８と背面板３４の間に保持ユニット２０ならびに図１４の駆動機構が収納される。
【０００６】
図１３ないし図１５の従来の撮像装置の動作について以下に説明する。撮像素子２が第２の光学系８２に対向する位置（図１のＰ２）にあり、ユーザが画角を広角側に変更するためにスイッチ（図示せず）などを操作すると、圧電アクチュエータ２７が駆動され、図１４の駆動機構によって保持ユニット２０が図１３のＡ方向に駆動され、撮像素子２が第１の光学系８１に対向する位置（図１のＰ１）に移動し、第１の光学系８１から入射した光学像が撮像素子２上に結像する。また、ユーザが画角を望遠側に変更するためにスイッチ（図示せず）などを操作すると、圧電アクチュエータ２７が駆動され、図１４の駆動機構によって保持ユニット２０が図１３のＢ方向に駆動され、撮像素子２が第３の光学系８３に対向する位置（図１のＰ３）に移動し、第３の光学系８３から入射した光学像が撮像素子２上に結像する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の撮像装置においては、撮像素子と光学系を保持する保持手段との間に間隙があるので、撮像素子上への塵埃などの異物の進入が避けられない。撮像素子は撮像エリアに複数の画素を数１０ミクロンピッチで配列したものであり、この撮像エリア面上にゴミや塵埃などの異物が存在すると、画像に大きな影響を与え、画像を劣化させる。
【０００８】
撮像素子上への異物の進入を防止するためには、カメラブロック全体を密閉構造にするなどの防塵対策が必要になる。しかし、一般に操作スイッチ類の隙間や、ケースの嵌合部を防塵構造とするには、コストがかかり、装置の小型化が困難になる。
【０００９】
本発明は、このような従来の課題を解消するためになされたものであり、小型かつ簡単な構成で、撮像素子上への塵埃などの異物の進入を防止することができる光学系切り替え式の撮像装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載の撮像装置は、
光学像を電気信号に変換する撮像素子を設けたベースと、
上記撮像素子上に光学像を結像する第１の光学系およびこの第１の光学系とは独立かつ異なる光軸を持って上記撮像素子上に光学像を結像する第２の光学系を保持する保持手段とを備え、
上記ベースに対して上記保持手段を移動させて上記第１の光学系と上記第２の光学系を切り替える撮像装置において、
上記ベースは、上記撮像素子を露出させるために設けられた開口部を周回して設けられた第１摺動面とそれに略直角をなす第２摺動面とを備え、
上記保持手段は、上記ベースの第１摺動面と第２摺動面とのそれぞれに密着する第１当接面と第２当接面とを備え、
前記保持手段を、上記第１摺動面および上記第２摺動面に密着する方向に付勢する付勢手段をさらに備えた
ことを特徴とする。
【００１１】
請求項２記載の撮像装置は、請求項１において、上記ベースの第１摺動面が、上記開口部の３辺の周囲に形成され、第２摺動面が、上記開口部の残る１辺に沿った上記ベースの側面に形成されたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３記載の撮像装置は、請求項２において、上記保持手段の移動方向に延在して上記保持手段に挿通された主軸をさらに備え、上記付勢手段が、上記主軸を、上記保持手段が上記第１摺動面および上記第２摺動面に押圧される方向に付勢することを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の撮像装置は、請求項２において、上記ベースの上記開口部の外縁が、上記第１摺動面よりも突出するように形成されていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１および図２は本発明の実施の形態の撮像装置の構成を説明する分解斜視図であり、図１は上面からの分解斜視図、図２は下面からの分解斜視図である。また、図３は図１および図２の保持手段５の構成を説明する分解斜視図である。さらに、図４および図５は本発明の実施の形態の撮像装置の外観斜視図であり、図４は保持手段５がその移動ストロークの＋Ｘ側の端に位置したときの外観斜視図、図５は保持手段５がその移動ストロークの−Ｘ側の端に位置したときの外観斜視図である。
【００１５】
図１ないし図５において、１はベースであり、このべース１において、１ａ，１ｂはＵ溝、１ｃは側壁面、１ｄ，１ｅは溝、１ｆは係止凸部、１ｇ，１ｈは壁面、１ｉはベース１の表面、１ｊはべース１の側面である。また、２は撮像素子、３は撮像素子２を位置決めする位置決め部材である。また、４は主軸、４ａ，４ｂは主軸４の端部である。また、５は保持手段であり、この保持手段５において、５ａは挿通穴、５ｂは第１の開口部、５ｃは第２の開口部、５ｄはガイド溝、５ｅは凸部、５ｉは保持手段５の裏面、５ｊは凸部５ｅの側面である。また、６は第１の光学系であり、この第１の光学系６において、６ａは第１の対物レンズ、６ｂはプリズム、６ｃは第１のホルダである。また、７は第２の光学系であり、この第２の光学系７において、７ａは第２の対物レンズ、７ｃは第２のホルダである。また、８は板バネ、８ａは板バネの先端部、８８は板バネ８を固定するネジである。
【００１６】
また、図１ないし図５において、９はバネ、９ａ，９ｂはバネ９の腕部、９ｃはバネ９のクランク部である。１０はホルダ、１０ａ，１０ｂは主軸係止部、１０ｃ，１０ｄはバネ係止部、１０ｅは係合部である。また、１１はベース１に設けられた開口部、１１ａ，１１ｂは開口部１１の辺である。また、１２はベース１に設けられた鍔部、１２ａは鍔部１２の摺動面、１２ｂ，１２ｃは摺動面１２ａの両端のカム斜面である。また、１００はベース表面１ｉの第１摺動面、１１０はベース側面１ｊの第２摺動面、３００はベース表面１ｉの開口外縁部、５００は保持手段裏面５ｉの第１当接面、５００は保持手段凸部側面５ｊの第２当接面である。
【００１７】
［撮像素子２］
ベース１には、その裏面から表面１ｉに至るように、撮像素子２を露出させるための開口部１１が設けられている。撮像素子２は、その撮像エリア面上に結像された光学像を電気信号に変換し、その光学像の映像信号を出力する。この撮像素子２は、位置決め部材３によってベース１の裏面から開口部１１に固設される。
【００１８】
［第１の光学系６、第２の光学系７］
第１の光学系６は、第１の対物レンズ６ａと、この第１の対物レンズ６ａの光軸を略９０度折り曲げるプリズム６ｂと、対物レンズ６ａを保持する第１のホルダ６ｃとによって構成されており、第２の光学系７は、第２の対物レンズ７ａと、この第２の対物レンズ７ａを保持する第２のホルダ７ｃとによって構成されている（図３参照）。また、保持手段５には、その裏面５ｉから−Ｙ側の側面に達する第１の開口部５ｂ、およびその裏面５ｉから表面に達する第２の開口部５ｃが設けられている。第１の光学系６は、第１のホルダ６ｃが第１の開口部５ｂに保持手段５の−Ｙ側の側面から螺合するとともに、プリズム６ｂが第１の開口部５ｂに裏面５ｉ側から挿入されて固設されることによって、保持手段５に保持される。また、第２の光学系７は、第２のホルダ７ｃが第２の開口部５ｃに保持手段５の表面側から螺合することによって、保持手段５に保持される。このように、保持手段５は、第１の光学系６および第２の光学系７を保持する。
【００１９】
［主軸４］
保持手段５には、主軸４を挿通する挿通穴５ａが設けられている。また、ベース１の表面１ｉのＸ方向の両端には、壁面１ｇ，１ｈが凸設されており、これらの壁面１ｇ，１ｈには、それぞれＵ溝１ａ，１ｂが設けられている。これらのＵ溝１ａ，１ｂは、それぞれ主軸４の両端部４ａ，４ｂの軸受であり、主軸４に対し、所定の間隙を有するように、その幅および深さが設定されている。主軸４を挿通穴５ａにスライド自在に挿通した保持手段５がベース１上に載置され、主軸４の両端部４ａ，４ｂがＵ溝１ａ，１ｂにそれぞれ支持される。
【００２０】
［鍔部１２、ガイド溝５ｄ、板バネ８］
ベース１の側面１ｊには、鍔部１２が凸設されている。この鍔部１２は、開口部１１に対し、主軸４が配設される側の辺１１ａと対峙する辺１１ｂに沿って、Ｘ方向に所定長さだけ形成されている。鍔部１２の下面には、摺動面１２ａが形成され、この摺動面１２ａの両端には、所定角度のカム斜面１２ｂ，１２ｃが形成されている。カム斜面１２ｂ，１２ｃの角度は、例えば摺動面１２ａに対し、略４５度である。また、保持手段５の裏面５ｉの−Ｙ側の辺に沿って、凸部５ｅが設けられており、この凸部５ｅの側面５ｊには、ガイド溝５ｄが設けられている。このガイド溝５ｄは、＋Ｘ側の端から第１の光学系６に干渉しない位置まで、Ｘ方向に所定長さだけ形成されている。また、凸部５ｅには、板バネ８がネジ８８によって固設される（図３参照）。挿通穴５ａに挿通した主軸４の両端部４ａ，４ｂがＵ溝１ａ，１ｂにそれぞれ支持されるように、保持手段５をベース１上に載置したとき、ガイド溝５ｄは、Ｘ方向にスライド自在に鍔部１２に嵌合する。また、板バネ８の先端部８ａが鍔部１２の摺動面１２ａに当接し、鍔部１２は板バネ８によって付勢される。
【００２１】
［バネ９］
バネ９の両端には腕部９ａ，９ｂが形成されており、バネ９の中央にはクランク部９ｃが形成されている。また、べース１の表面１ｉの＋Ｙ側の辺に沿って、壁面１ｇ，１ｈに連なるように側壁面１ｃが凸設されており、この側壁面１ｃには、溝１ｄ，１ｅおよび係止凸部１ｆが設けられている。バネ９のクランク部９ｃを溝１ｅに嵌合させて係止凸部１ｆに係合させるとともに、腕部９ａ，９ｂとクランク部９ｃの間の部分を溝１ｄに嵌合させることによって、バネ９はベース１に保持される。また、ベース１に保持されるバネ９の腕部９ａ，９ｂを、保持手段５の挿通穴５ａに挿貫された主軸４の端部４ａ，４ｂにそれぞれ当接させることによって、バネ９が主軸４を付勢する。
【００２２】
［ホルダ１０］
ホルダ１０には、主軸係止部１０ａ，１０ｂ、バネ係止部１０ｃ，１０ｄ、および係合部１０ｅが形成されている。このホルダ１０は、コの字型のバネ係止部１０ｃ，１０ｄをベース１の側壁面１ｃに係合させるとともに、係合部１０ｅをベース１の溝１ｅに係合させることによって、バネ９を保持するとともに主軸４の両端部４ａ，４ｂをＵ溝１ａ，１ｂによって支持したベース１に取り付けられる。主軸係止部１０ａ，１０ｂは、主軸４がＸ方向およびＺ方向に脱落するのを防止し、バネ係止部１０ｃ，１０ｄは、バネ９がＺ方向に脱落するのを防止する。
【００２３】
［摺動面１００，１１０、当接面５００，５１０］
ベース１の表面１ｉにおいて、開口部１１の辺１１ａおよびこの辺１１ａと略直角をなす２辺からなる３辺の周囲の平面領域は、第１摺動面１００を形成している（図１参照）。また、開口部１１の辺１１ｂに沿ったベース１の側面１ｊの平面領域は、第１摺動面１００と略直角をなす第２摺動面１１０を形成している（図１参照）。保持手段５の裏面５ｉの３辺の周囲には、裏面５ｉから突出した第１当接面５００が形成されている（図２参照）。また、保持手段５の裏面５ｉの残る１辺に沿った凸部５ｅの側面５ｊの平面領域は、第１当接面５００と略直角をなす第２当接面５１０を形成している（図２参照）。保持手段５をベース１上に載置したとき、第１当接面５００は第１摺動面１００に密着し、第２当接面５１０は第２摺動面１１０に密着する。
【００２４】
［開口外縁部３００］
ベース１の表面１ｉにおいて、開口部１１の外縁には、第１摺動面１００よりも突出した開口外縁部３００が形成されている（図１参照）。なお、第１摺動面１００および第２摺動面１１０には、グリスなどの潤滑剤が塗布されており、この開口外縁部３００は、開口部１１と第１摺動面１００および第２摺動面１１０とを分離するように形成されており、上記の潤滑剤が開口部１１内に進入するのを防止する。
【００２５】
本発明の実施の形態の撮像装置は以上のように構成されており、保持手段５は、壁面１ｇに当接する位置から壁面１ｈに当接する位置までを移動ストロークとして、Ｘ方向に移動自在にベース１に保持されている。そして、保持手段５の第１当接面５００、第２当接面５１０は、上記の移動ストロークのいずれの位置においてもベース１の第１摺動面１００、第２摺動面１１０にそれぞれ密着しており、密着したまま移動する。
【００２６】
この実施の形態の撮像装置の動作について図４ないし図１２を参照して以下に説明する。図６は図４および図５においての方向Ｌからの視断図、図７は図５においての方向Ｎからの視断図、図８は図５においての方向Ｍからの視断図である。また、図９は図４においての第１の光学系６と撮像素子２の位置関係を説明する図、図１０は図５においての第２の光学系７と撮像素子２の位置関係を説明する図である。また、図１１は図４においての板バネ８と鍔部１２の位置関係を説明する図、図１２は図５においての板バネ８と鍔部１２の位置関係を説明する図である。
【００２７】
まず、バネ９の作用について説明する。図６のように、保持手段５の移動ストロークのいずれの位置においても、バネ９の両端部９ａ，９ｂがそれぞれ主軸４の両端部４ａ，４ｂをＵ方向に付勢しており、この主軸４が挿通されている保持手段５にも同じくＵ方向の付勢力が作用している。このＵ方向の付勢力の＋Ｙ方向および−Ｚ方向の分力によって、保持手段５は、移動ストロークのいずれの位置においても、＋Ｙ方向および−Ｚ方向に付勢される。この＋Ｙ方向および−Ｚ方向の付勢によって、保持手段５の第１当接面５００がベース１の第１摺動面１００に押圧されるとともに、保持手段５の第２当接面５１０がベース１の第２摺動面１１０に押圧され、移動ストロークのいずれの位置においても、第１当接面５００が第１摺動面１００に安定して密着するとができるとともに、第２当接面５１０が第２摺動面１１０に安定して密着することができる。また、上記の＋Ｙ方向および−Ｚ方向の付勢によって、移動ストロークのいずれの位置においても、ベース１に対し、保持手段５の姿勢を安定させることができる。
【００２８】
第１摺動面１００と第２摺動面１１０は連なっており、これらの摺動面は、ベース１の表面１ｉ側の開口部１１を取り囲むように形成されている。また、第１当接面５００と第２当接面５１０も連なっており、これらの当接面は、保持手段５の裏面５ｉ側の開口部５ｂ，５ｃを取り囲むように形成されている。そして、これらの摺動面とこれらの当接面との密着部は、ベース１の表面１ｉと保持手段５の裏面５ｉが対向する空間において、撮像素子２と第１の光学系６および第２の光学系７が対向する空間領域を取り囲み、この空間領域を装置の外部から遮断する。
【００２９】
次に、光学系の切り替え動作について説明する。図４のように、保持手段５がベース１の壁面１ｇに当接しているときには（移動ストロークの＋Ｘ方向の端に位置しているときには）、第１の光学系６が選択されている。
【００３０】
この保持手段５が壁面１ｇに当接している第１の光学系６の選択位置においては、図９のように、第１の光学系６は、撮像素子２と対向する位置に配置され、−Ｙ方向の被写体の光学像を第１の対物レンズ６ａによって集光し、プリズム６ｂによって光路を略９０度折り曲げ、撮像素子２上に結像させる。撮像素子２は、結像された上記−Ｙ方向の被写体の光学像を電気信号に変換し、その光学像の映像信号を出力する。
【００３１】
また、第１の光学系６の選択位置においては、図１１のように、板バネ８は、鍔部１２のカム斜面１２ｃからその法線方向であるＶ方向に反力を受け、保持手段５は、その＋Ｘ方向の分力によって＋Ｘ方向に付勢され、壁面１ｇに押圧される。この＋Ｘ方向の付勢よって、保持手段５は、Ｘ方向について安定した姿勢でかつ高い精度で位置決めされる。
【００３２】
また、第１の光学系６の選択位置においても、図６のように、保持手段５はバネ９によって＋Ｙ方向および−Ｚ方向に付勢され、第１当接面５００と第１摺動面１００が密着するとともに、第２当接面５１０と第２摺動面１１０が密着することによって、撮像素子２と第１の光学系６とが対向する空間領域は撮像装置の外部から遮断され、上記の空間領域および撮像素子２上に塵埃などの異物が侵入することがない。また、保持手段５は、Ｙ方向およびＺ方向について安定した姿勢でかつ高い精度で位置決めされる。
【００３３】
次に、図５のように、保持手段５がベース１の壁面１ｇに当接しているときには（移動ストロークの−Ｘ方向の端に位置しているときには）、第２の光学系７が選択されている。第１の光学系６から第２の光学系７に切り替えるには、保持手段５を、移動ストロークの＋Ｘ方向の端から−Ｘ方向の端に移動させ、壁面１ｇに当接させる。
【００３４】
保持手段５が＋Ｘ方向から−Ｘ方向に移動する途中においても、保持手段５は、常にバネ９によって＋Ｙ方向および−Ｚ方向に付勢されてベース１に押圧されており、第１の当接面５００、第２の当接面５１０が、それぞれ第１の摺動面１００、第２の摺動面１１０に密着したまま移動がなされるので、撮像素子２と第１の光学系６および第２の光学系７が対向する空間領域は撮像装置の外部から遮断されたままであり、上記の空間領域および撮像素子２上に塵埃などの異物が侵入することがない。また、保持手段５を安定した姿勢のまま移動させることができる。なお、保持手段５が−Ｘ方向から＋Ｘ方向に移動する場合にも同様である。
【００３５】
また、保持手段５が移動するときに、第１摺動面１００に塗布されている潤滑剤が、第１当接面５００の摺動作用によって剥離されたとしても、開口部１１の外縁に第１摺動面１００よりも突出した開口外縁部３００を形成していることによって、上記の潤滑剤が開口部１１内および撮像素子２上に到達することを阻止する。
【００３６】
図５のように、保持手段５が壁面１ｇに当接している第２の光学系７の選択位置においては、図１０のように、第２の光学系７は、撮像素子２と対向する位置に配置され、＋Ｚ方向の被写体の光学像を第２の対物レンズ７ａによって集光し、撮像素子２上に結像させる。撮像素子２は、結像された上記＋Ｚ方向の被写体の光学像を電気信号に変換し、その光学像の映像信号を出力する。
【００３７】
また、第２の光学系７の選択位置においては、図１２のように、板バネ８は、鍔部１２のカム斜面１２ｂからその法線方向であるＷ方向に反力を受け、保持手段５は、その−Ｘ方向の分力によって−Ｘ方向に付勢され、壁面１ｈに押圧される。この−Ｘ方向の付勢によって、保持手段５は、Ｘ方向について安定した姿勢でかつ高い精度で位置決めされる。
【００３８】
また、第２の光学系７の選択位置においても、図６にように、保持手段５はバネ９によって＋Ｙ方向および−Ｚ方向に付勢され、図７および図８のように、第１当接面５００と第１摺動面１００が密着するとともに、第２当接面５１０と第２摺動面１１０が密着することによって、撮像素子２と第２の光学系７とが対向する空間領域は撮像装置の外部から遮断され、上記の空間領域および撮像素子２上に塵埃などの異物が侵入することがない。また、保持手段５は、Ｙ方向およびＺ方向について安定した姿勢でかつ高い精度で位置決めされる。
【００３９】
以上のように本発明の実施の形態によれば、それぞれ保持手段５の第１当接面５００、第２当接面５１０がそれぞれベース１の第１摺動面１００、第２摺動面１１０に密着して移動する構成としたことにより、簡単かつ小型な構成で撮像素子２上への塵埃などの異物の進入を防止することができ、上記異物の進入に起因する画像劣化を回避することができる。
【００４０】
また、ベース１の表面１ｉに第１摺動面１００を形成するとともにベース１の側面１ｊに第２摺動面１１０を形成したことにより、装置の奥行き寸法を短縮することができる。
【００４１】
また、保持手段５が第１摺動面１００および第２摺動面１１０に押圧される方向に主軸４を付勢するバネ９を設けたことにより、第１当接面５００、第２当接面５１０を第１摺動面１００、第２摺動面１１０に確実に密着させることができるので、異物の進入を確実に防止できる。また、Ｙ方向およびＺ方向においての保持手段５の姿勢を安定させることができるので、保持手段５の位置決め精度を上げ、光軸の傾きおよび合焦性能の低下をなくすことができる。
【００４２】
また、開口部１１の外縁に、第１摺動面よりも突出した開口外縁部３００を形成したことにより、第１摺動面１００に塗布された潤滑剤などの異物の撮像素子２上への進入を防止することができ、上記異物の進入に起因する画像劣化を回避することができる。
【００４３】
また、主軸４の軸受を、上部が開放されたＵ溝１ａ，１ｂで形成したことにより、主軸４を挿通された保持手段５の組立性が向上する。
【００４４】
また、保持手段５の裏面５ｉを第１当接面とすることも可能ではあるが、裏面５ｉの周囲に、裏面５ｉよりも突出した第１当接面５００を形成したことにより、裏面５ｉを第１当接面とした場合よりも摺動抵抗を低減することができる。また、この第１当接面５００によって保持手段５の裏面５ｉのほぼ全体がベース１の第１摺動面１００に密着することと等価になるので、簡単な構成で、保持手段５の姿勢を安定させることができ、光軸の傾きおよび合焦性能の低下を抑えることができる。
【００４５】
なお、上記実施の形態においては、鍔部１２のカム斜面１２ｂ，１２ｃの角度を略４５度としたが、この角度は特に決められたものではなく、保持手段５の位置決め精度や鍔部１２の寸法などに応じて任意の角度に設定できる。
【００４６】
また、上記実施の形態においては、第１の光学系６の光路変換手段として、プリズム６ａを用いたが、ミラーを用いることも可能であり、光路が略９０度に変換されるものであれば、その他の手段を用いることもできる。
【００４７】
また、上記実施の形態においては、主軸４の付勢手段としてのバネ９にトーションバネを用いているが、トーションバネに限らず、板バネなどを用いることも可能である。同様に、移動ストロークの両端に位置決めするための手段として、板バネ８を用いているが、板バネに限らず、コイルバネなどを用いることも可能である。
【００４８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の請求項１記載の撮像装置によれば、ベース上面に、保持手段が密着して移動するための摺動面を形成したので、光学系切り替え式の撮像装置において、小型かつ簡単な構成で撮像素子上への塵埃などの異物の進入を防止することができ、上記異物の進入に起因する画像劣化を回避することができるという効果がある。
【００４９】
請求項２記載の撮像装置によれば、ベースの表面に第１摺動面を形成するとともにベースの側面に第２摺動面を形成したことにより、装置の奥行き寸法を短縮することができるという効果がある。
【００５０】
請求項３記載の撮像装置によれば、保持手段が第１摺動面および第２摺動面に押圧される方向に主軸を付勢する付勢手段を設けたことにより、光学系切り替え式の撮像装置において、当接面を摺動面に確実に密着させることができるので、異物の進入を確実に防止できるという効果がある。また、保持手段の姿勢を安定させることができるので、保持手段の位置決め精度を上げ、光軸の傾きおよび合焦性能の低下をなくすことができるという効果がある。
【００５１】
請求項４記載の撮像装置によれば、開口部の外縁を第１摺動面よりも突出させたことにより、第１摺動面に塗布された潤滑剤などの異物の撮像素子上への進入を防止することができ、上記異物の進入に起因する画像劣化を回避することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の撮像装置の構成を説明する分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の撮像装置の構成を説明する分解斜視図である。
【図３】図１および図２の保持手段の構成を説明する分解斜視図である。
【図４】保持手段が第１の光学系の選択位置に位置決めされているときの本発明の実施の形態の撮像装置の外観斜視図である。
【図５】保持手段が第２の光学系の選択位置に位置決めされているときの本発明の実施の形態の撮像装置の外観斜視図である。
【図６】図４および図５においてのＬ方向の視断図である。
【図７】図５においてのＮ方向の視断図である。
【図８】図５においてのＭ方向の視断図である。
【図９】図４においての第１の光学系と撮像素子の位置関係を説明する図である。
【図１０】図５においての第２の光学系と撮像素子の位置関係を説明する図である。
【図１１】図４においての保持手段の鍔部と板バネの位置関係を説明する図である。
【図１２】図５においての保持手段の鍔部と板バネの位置関係を説明する図である。
【図１３】従来の撮像装置の光学系切り替え動作を説明する斜視図である。
【図１４】図１３の保持ユニットの駆動機構の分解斜視図である。
【図１５】図１３の光学系および保持ユニットならびに図１４の駆動機構を収納するカメラブロックケースの分解斜視図である。
【符号の説明】
１ベース、２撮像素子、３位置決め部材、４主軸、５保持手段、６第１の光学系、７第２の光学系、８板バネ、９バネ、１０ホルダ、１１開口部、１２鍔部、１００第１摺動面、１１０第２摺動面、３００外縁部、５００第１当接面、５１０第２当接面。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image pickup apparatus that switches a plurality of optical systems, and more particularly to an image pickup apparatus suitable for a small-size image pickup apparatus used in a portable information device such as a mobile phone or a mobile personal computer.
[0002]
[Prior art]
FIG. 13 to FIG. 15 are diagrams for explaining a conventional imaging apparatus, which is described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 10-262167. 13 is a perspective view for explaining an optical system switching operation in a conventional imaging apparatus, FIG. 14 is an exploded perspective view of a drive mechanism of the holding unit 20 in FIG. 13, and FIG. 15 is an optical system 81, 82, 83 in FIG. It is a disassembled perspective view of the camera block case which accommodates the holding | maintenance unit 20 and the drive mechanism of FIG.
[0003]
In FIG. 13, reference numeral 81 denotes a first optical system constituted by imaging lenses 81a, 81b and 81c, 82 denotes a second optical system constituted by imaging lenses 82a, 82b and 82c, and 83 denotes imaging lenses 83a and 83b. A third optical system is configured, 2 is an image sensor, and 20 is a holding unit. For example, if the second optical system 82 is set to a standard angle of view, the first optical system 81 is set to a wider angle, and the third optical system 83 is set to a telephoto position. The image sensor 2 is held by the holding unit 20 and converts an optical image formed by the first optical system 81, the second optical system 82, or the third optical system 83 into an electrical signal.
[0004]
In FIG. 14, 20a is a driven piece of the holding unit 20, 20b is a guide hole of the holding unit 20, 27 is a piezoelectric actuator, 30 is a driving rod, 31 is a base, 31a and 31b are holding parts for the base 31, 32 Is the shaft. The shaft 32 is held by the holding portions 31a and 31b and is inserted through the guide hole 20b. The driving rod 30 is provided with a piezoelectric actuator 27 at an end thereof, and is in contact with the driven piece 20a.
[0005]
In FIG. 15, the camera block case includes a bottom plate 35, side plates 36, 37, a top plate (not shown), a front plate 33 having three openings 33a, 33b, 33c, and back plates 34, 3 And a partition plate 38 having two openings 38a, 38b, and 38c. In this camera block case, the optical systems 81 to 83 are accommodated between the front plate 33 and the partition plate 38, and the holding unit 20 and the drive mechanism shown in FIG. 14 are accommodated between the partition plate 38 and the back plate 34.
[0006]
The operation of the conventional imaging apparatus shown in FIGS. 13 to 15 will be described below. When the imaging device 2 is at a position (P2 in FIG. 1) facing the second optical system 82, and the user operates a switch (not shown) or the like to change the angle of view to the wide angle side, the piezoelectric actuator 27 is 14, the holding unit 20 is driven in the direction A of FIG. 13 by the driving mechanism of FIG. An optical image incident from the system 81 is formed on the image sensor 2. When the user operates a switch (not shown) or the like to change the angle of view to the telephoto side, the piezoelectric actuator 27 is driven, and the holding unit 20 is driven in the direction B of FIG. 13 by the drive mechanism of FIG. The image sensor 2 moves to a position (P3 in FIG. 1) facing the third optical system 83, and an optical image incident from the third optical system 83 is formed on the image sensor 2.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional imaging apparatus, since there is a gap between the imaging element and the holding means that holds the optical system, it is inevitable that foreign matters such as dust enter the imaging element. The image pickup element has a plurality of pixels arranged in the image pickup area at a pitch of several tens of microns. If foreign matter such as dust or dust exists on the surface of the image pickup area, the image is greatly affected and the image is deteriorated.
[0008]
In order to prevent foreign matter from entering the image pickup device, it is necessary to take dust prevention measures such as making the entire camera block in a sealed structure. However, in general, it is expensive to make the gap between the operation switches and the fitting portion of the case dust-proof, and it is difficult to reduce the size of the apparatus.
[0009]
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and is an optical system switching type that can prevent entry of foreign matters such as dust onto the image sensor with a small and simple configuration. An object of the present invention is to provide an imaging device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
  The imaging device according to claim 1 of the present invention is
  A base provided with an image sensor that converts an optical image into an electrical signal;
  A first optical system that forms an optical image on the image sensor and a second optical system that forms an optical image on the image sensor with an optical axis independent of and different from the first optical system. Holding means for holding,
  Move the holding means relative to the basethe aboveWith the first optical systemthe aboveIn the imaging device that switches the second optical system,
  The base includes a first sliding surface provided around the opening provided to expose the imaging device, and a second sliding surface substantially perpendicular to the first sliding surface.
  The holding means includes a first contact surface and a second contact surface that are in close contact with the first sliding surface and the second sliding surface of the base.,
  Further provided is an urging means for urging the holding means in a direction in close contact with the first sliding surface and the second sliding surface.
  It is characterized by that.
[0011]
  The imaging device according to claim 2 is the imaging device according to claim 1.The first sliding surface of the base is formed around the three sides of the opening, and the second sliding surface is formed on the side surface of the base along the remaining one side of the opening.It is characterized by that.
[0012]
  The imaging apparatus according to claim 3 is the spindle according to claim 2, which extends in a moving direction of the holding unit and is inserted into the holding unit.Further equipped,The biasing means isThe above spindle,The holding means is biased in a direction pressed by the first sliding surface and the second sliding surface.thingIt is characterized by.
[0013]
  The imaging device according to a fourth aspect is the base device according to the second aspect.The above openingThe outer edge is formed so as to protrude from the first sliding surface.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2 are exploded perspective views for explaining the configuration of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 1 is an exploded perspective view from the upper surface, and FIG. 2 is an exploded perspective view from the lower surface. FIG. 3 is an exploded perspective view for explaining the configuration of the holding means 5 in FIGS. 1 and 2. 4 and 5 are external perspective views of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 4 is an external perspective view when the holding means 5 is positioned at the + X side end of the moving stroke. These are external appearance perspective views when the holding means 5 is located at the end of the moving stroke on the −X side.
[0015]
1 to 5, reference numeral 1 denotes a base. In this base 1, 1a and 1b are U grooves, 1c is a side wall surface, 1d and 1e are grooves, 1f is a locking projection, and 1g and 1h are wall surfaces. Reference numeral 1 i denotes a surface of the base 1, and 1 j denotes a side surface of the base 1. Reference numeral 2 denotes an image sensor, and 3 denotes a positioning member for positioning the image sensor 2. Reference numeral 4 denotes a main shaft, and 4a and 4b denote end portions of the main shaft 4. Reference numeral 5 denotes a holding means. In this holding means 5, 5a is an insertion hole, 5b is a first opening, 5c is a second opening, 5d is a guide groove, 5e is a convex portion, and 5i is a holding means. The back surface of 5 and 5j are side surfaces of the convex portion 5e. Reference numeral 6 denotes a first optical system. In the first optical system 6, reference numeral 6a denotes a first objective lens, 6b denotes a prism, and 6c denotes a first holder. Reference numeral 7 denotes a second optical system. In the second optical system 7, reference numeral 7a denotes a second objective lens, and 7c denotes a second holder. Reference numeral 8 denotes a leaf spring, 8a denotes a tip of the leaf spring, and 88 denotes a screw for fixing the leaf spring 8.
[0016]
1 to 5, 9 is a spring, 9 a and 9 b are arm portions of the spring 9, and 9 c is a crank portion of the spring 9. 10 is a holder, 10a and 10b are main shaft locking portions, 10c and 10d are spring locking portions, and 10e is an engaging portion. Further, 11 is an opening provided in the base 1, and 11 a and 11 b are sides of the opening 11. Further, 12 is a flange provided on the base 1, 12a is a sliding surface of the flange 12, and 12b and 12c are cam inclined surfaces at both ends of the sliding surface 12a. Reference numeral 100 denotes a first sliding surface of the base surface 1i, 110 denotes a second sliding surface of the base side surface 1j, 300 denotes an opening outer edge portion of the base surface 1i, 500 denotes a first contact surface of the holding means back surface 5i, 500 Is a second contact surface of the holding means convex portion side surface 5j.
[0017]
[Image sensor 2]
The base 1 is provided with an opening 11 for exposing the imaging device 2 so as to reach the front surface 1i from the back surface thereof. The imaging device 2 converts an optical image formed on the imaging area surface into an electrical signal, and outputs a video signal of the optical image. The imaging element 2 is fixed to the opening 11 from the back surface of the base 1 by a positioning member 3.
[0018]
[First optical system 6, second optical system 7]
The first optical system 6 includes a first objective lens 6a, a prism 6b that bends the optical axis of the first objective lens 6a by approximately 90 degrees, and a first holder 6c that holds the objective lens 6a. The second optical system 7 includes a second objective lens 7a and a second holder 7c that holds the second objective lens 7a (see FIG. 3). Further, the holding means 5 is provided with a first opening 5b that reaches the side surface on the −Y side from the back surface 5i, and a second opening 5c that reaches the surface from the back surface 5i. In the first optical system 6, the first holder 6c is screwed into the first opening 5b from the side surface on the -Y side of the holding means 5, and the prism 6b is engaged with the first opening 5b from the back surface 5i side. By being inserted and fixed, it is held by the holding means 5. Further, the second optical system 7 is held by the holding means 5 by the second holder 7c being screwed into the second opening 5c from the surface side of the holding means 5. As described above, the holding unit 5 holds the first optical system 6 and the second optical system 7.
[0019]
[Spindle 4]
The holding means 5 is provided with an insertion hole 5a through which the main shaft 4 is inserted. Further, wall surfaces 1g and 1h are provided at both ends of the surface 1i of the base 1 in the X direction, and U-grooves 1a and 1b are provided on the wall surfaces 1g and 1h, respectively. These U grooves 1a and 1b are bearings of both end portions 4a and 4b of the main shaft 4, respectively, and the width and depth thereof are set so as to have a predetermined gap with respect to the main shaft 4. Holding means 5 slidably passing through the main shaft 4 through the insertion hole 5a is placed on the base 1, and both end portions 4a and 4b of the main shaft 4 are supported by the U grooves 1a and 1b, respectively.
[0020]
[Bridge 12, guide groove 5d, leaf spring 8]
On the side surface 1j of the base 1, a flange 12 is provided in a protruding manner. The flange portion 12 is formed with a predetermined length in the X direction along the side 11 b facing the side 11 a on the side where the main shaft 4 is disposed with respect to the opening 11. A sliding surface 12a is formed on the lower surface of the flange portion 12, and cam inclined surfaces 12b and 12c having a predetermined angle are formed on both ends of the sliding surface 12a. The angles of the cam inclined surfaces 12b and 12c are, for example, approximately 45 degrees with respect to the sliding surface 12a. A convex portion 5e is provided along the −Y side of the back surface 5i of the holding means 5, and a guide groove 5d is provided on a side surface 5j of the convex portion 5e. The guide groove 5d is formed by a predetermined length in the X direction from the end on the + X side to a position where it does not interfere with the first optical system 6. Further, a leaf spring 8 is fixed to the convex portion 5e by a screw 88 (see FIG. 3). When the holding means 5 is placed on the base 1 so that both ends 4a and 4b of the main shaft 4 inserted through the insertion hole 5a are supported by the U grooves 1a and 1b, the guide groove 5d slides in the X direction. It fits in the collar part 12 freely. Further, the distal end portion 8 a of the leaf spring 8 abuts on the sliding surface 12 a of the flange portion 12, and the flange portion 12 is urged by the leaf spring 8.
[0021]
[Spring 9]
Arms 9 a and 9 b are formed at both ends of the spring 9, and a crank portion 9 c is formed at the center of the spring 9. A side wall surface 1c is projected along the + Y side of the surface 1i of the base 1 so as to be continuous with the wall surfaces 1g and 1h. The side wall surface 1c has grooves 1d and 1e and locking portions. A convex portion 1f is provided. By fitting the crank portion 9c of the spring 9 into the groove 1e and engaging with the locking convex portion 1f, the portion between the arm portions 9a, 9b and the crank portion 9c is fitted into the groove 1d, whereby the spring 9 Is held on the base 1. Further, the arms 9 a and 9 b of the spring 9 held by the base 1 are brought into contact with the end portions 4 a and 4 b of the main shaft 4 inserted through the insertion holes 5 a of the holding means 5, respectively, so that the spring 9 is moved to the main shaft. 4 is energized.
[0022]
[Holder 10]
The holder 10 is formed with main shaft locking portions 10a and 10b, spring locking portions 10c and 10d, and an engaging portion 10e. The holder 10 engages the spring 9 by engaging the U-shaped spring locking portions 10c and 10d with the side wall surface 1c of the base 1 and engaging the engaging portion 10e with the groove 1e of the base 1. The both ends 4a and 4b of the main shaft 4 are held and attached to the base 1 supported by the U grooves 1a and 1b. The main shaft locking portions 10a and 10b prevent the main shaft 4 from dropping in the X direction and the Z direction, and the spring locking portions 10c and 10d prevent the spring 9 from dropping in the Z direction.
[0023]
[Sliding surface 100, 110, contact surface 500, 510]
On the surface 1i of the base 1, a planar region around the side 11a of the opening 11 and the three sides formed by two sides substantially perpendicular to the side 11a forms a first sliding surface 100 (see FIG. 1). . Further, the planar region of the side surface 1j of the base 1 along the side 11b of the opening 11 forms a second sliding surface 110 that is substantially perpendicular to the first sliding surface 100 (see FIG. 1). Around the three sides of the back surface 5i of the holding means 5, a first contact surface 500 protruding from the back surface 5i is formed (see FIG. 2). Further, the planar region of the side surface 5j of the convex portion 5e along the remaining one side of the back surface 5i of the holding means 5 forms a second contact surface 510 that is substantially perpendicular to the first contact surface 500 (FIG. 2). When the holding means 5 is placed on the base 1, the first contact surface 500 is in close contact with the first sliding surface 100, and the second contact surface 510 is in close contact with the second sliding surface 110.
[0024]
[Opening edge 300]
On the surface 1i of the base 1, an opening outer edge portion 300 protruding from the first sliding surface 100 is formed on the outer edge of the opening portion 11 (see FIG. 1). Note that a lubricant such as grease is applied to the first sliding surface 100 and the second sliding surface 110, and the opening outer edge portion 300 has the opening portion 11, the first sliding surface 100, and the second sliding surface. It is formed so as to be separated from the moving surface 110, and prevents the lubricant from entering the opening 11.
[0025]
The image pickup apparatus according to the embodiment of the present invention is configured as described above, and the holding means 5 has a base that is movable in the X direction with a movement stroke from a position contacting the wall surface 1g to a position contacting the wall surface 1h. 1 is held. The first contact surface 500 and the second contact surface 510 of the holding means 5 are in close contact with the first sliding surface 100 and the second sliding surface 110 of the base 1 at any position of the moving stroke. And move with close contact.
[0026]
The operation of the image pickup apparatus according to this embodiment will be described below with reference to FIGS. 6 is a sectional view from the direction L in FIGS. 4 and 5, FIG. 7 is a sectional view from the direction N in FIG. 5, and FIG. 8 is a sectional view from the direction M in FIG. 9 is a diagram for explaining the positional relationship between the first optical system 6 and the image sensor 2 in FIG. 4, and FIG. 10 is for explaining the positional relationship between the second optical system 7 and the image sensor 2 in FIG. FIG. 11 is a diagram for explaining the positional relationship between the leaf spring 8 and the flange 12 in FIG. 4, and FIG. 12 is a diagram for explaining the positional relationship between the leaf spring 8 and the flange 12 in FIG.
[0027]
First, the operation of the spring 9 will be described. As shown in FIG. 6, both ends 9a and 9b of the spring 9 urge both ends 4a and 4b of the main shaft 4 in the U direction at any position of the moving stroke of the holding means 5, and this main shaft 4 The urging force in the U direction is also applied to the holding means 5 through which is inserted. The holding means 5 is biased in the + Y direction and the −Z direction at any position of the movement stroke by the component forces in the + Y direction and the −Z direction of the biasing force in the U direction. By the urging in the + Y direction and the −Z direction, the first contact surface 500 of the holding unit 5 is pressed against the first sliding surface 100 of the base 1 and the second contact surface 510 of the holding unit 5 is The first abutting surface 500 is pressed against the first second sliding surface 110 and can stably adhere to the first sliding surface 100 at any position of the moving stroke, and the second abutting surface 510. Can stably adhere to the second sliding surface 110. Further, the posture of the holding unit 5 can be stabilized with respect to the base 1 at any position of the movement stroke by the biasing in the + Y direction and the −Z direction.
[0028]
The first sliding surface 100 and the second sliding surface 110 are connected to each other, and these sliding surfaces are formed so as to surround the opening 11 on the surface 1i side of the base 1. The first contact surface 500 and the second contact surface 510 are also continuous, and these contact surfaces are formed so as to surround the openings 5b and 5c on the back surface 5i side of the holding means 5. The close contact portion between these sliding surfaces and these contact surfaces is the space between the front surface 1i of the base 1 and the back surface 5i of the holding means 5 in the space where the imaging device 2, the first optical system 6, and the second. The optical system 7 surrounds the opposing space region, and this space region is blocked from the outside of the apparatus.
[0029]
Next, the switching operation of the optical system will be described. As shown in FIG. 4, when the holding means 5 is in contact with the wall surface 1g of the base 1 (when it is located at the end in the + X direction of the movement stroke), the first optical system 6 is selected.
[0030]
At the selected position of the first optical system 6 in which the holding means 5 is in contact with the wall surface 1g, as shown in FIG. 9, the first optical system 6 is disposed at a position facing the imaging device 2, and − The optical image of the subject in the Y direction is condensed by the first objective lens 6a, the optical path is bent by about 90 degrees by the prism 6b, and an image is formed on the image sensor 2. The imaging element 2 converts the optical image of the imaged subject in the −Y direction into an electrical signal and outputs a video signal of the optical image.
[0031]
Further, at the selected position of the first optical system 6, as shown in FIG. 11, the leaf spring 8 receives a reaction force in the V direction which is the normal direction from the cam inclined surface 12c of the flange 12, and the holding means 5 Is biased in the + X direction by the component force in the + X direction and pressed against the wall surface 1g. Due to the urging in the + X direction, the holding means 5 is positioned with high accuracy with a stable posture in the X direction.
[0032]
Also at the selected position of the first optical system 6, as shown in FIG. 6, the holding means 5 is biased in the + Y direction and the −Z direction by the spring 9, and the first contact surface 500 and the first sliding surface. When the second contact surface 510 and the second sliding surface 110 are in close contact with each other, the spatial region in which the image sensor 2 and the first optical system 6 face each other is blocked from the outside of the image pickup apparatus. Foreign matter such as dust does not enter the space area and the image sensor 2. Further, the holding means 5 is positioned with high accuracy in a stable posture in the Y direction and the Z direction.
[0033]
Next, as shown in FIG. 5, when the holding means 5 is in contact with the wall surface 1g of the base 1 (when it is located at the end of the movement stroke in the -X direction), the second optical system 7 is selected. ing. In order to switch from the first optical system 6 to the second optical system 7, the holding means 5 is moved from the + X direction end of the movement stroke to the −X direction end and brought into contact with the wall surface 1g.
[0034]
Even during the movement of the holding means 5 from the + X direction to the −X direction, the holding means 5 is always urged in the + Y direction and the −Z direction by the spring 9 and pressed against the base 1, and the first contact is made. Since the surface 500 and the second contact surface 510 are moved in close contact with the first sliding surface 100 and the second sliding surface 110, respectively, the imaging device 2, the first optical system 6, and the first The space area where the second optical system 7 faces remains blocked from the outside of the image pickup apparatus, and foreign matters such as dust do not enter the space area and the image pickup device 2. Further, the holding means 5 can be moved in a stable posture. The same applies when the holding means 5 moves from the -X direction to the + X direction.
[0035]
Further, when the holding means 5 moves, even if the lubricant applied to the first sliding surface 100 is peeled off by the sliding action of the first contact surface 500, the lubricant is applied to the outer edge of the opening 11. By forming the opening outer edge portion 300 projecting from the sliding surface 100, the lubricant is prevented from reaching the opening portion 11 and the image pickup device 2.
[0036]
As shown in FIG. 5, at the selected position of the second optical system 7 where the holding means 5 is in contact with the wall surface 1 g, the second optical system 7 is at a position facing the image sensor 2 as shown in FIG. 10. The optical image of the subject in the + Z direction is condensed by the second objective lens 7 a and formed on the image sensor 2. The imaging device 2 converts the optical image of the imaged subject in the + Z direction into an electrical signal and outputs a video signal of the optical image.
[0037]
At the selected position of the second optical system 7, as shown in FIG. 12, the leaf spring 8 receives a reaction force in the W direction, which is the normal direction, from the cam inclined surface 12b of the flange 12, and the holding means 5 Is urged in the -X direction by the component force in the -X direction and pressed against the wall surface 1h. By this urging in the −X direction, the holding unit 5 is positioned with high accuracy and a stable posture in the X direction.
[0038]
Also at the selected position of the second optical system 7, as shown in FIG. 6, the holding means 5 is urged by the spring 9 in the + Y direction and the -Z direction, and as shown in FIGS. A space region where the imaging element 2 and the second optical system 7 face each other when the contact surface 500 and the first sliding surface 100 are in close contact with each other, and the second contact surface 510 and the second sliding surface 110 are in close contact with each other. Is blocked from the outside of the imaging device, and foreign matter such as dust does not enter the space area and the imaging device 2. Further, the holding means 5 is positioned with high accuracy in a stable posture in the Y direction and the Z direction.
[0039]
As described above, according to the embodiment of the present invention, the first contact surface 500 and the second contact surface 510 of the holding means 5 are respectively the first sliding surface 100 and the second sliding surface 110 of the base 1. By adopting a configuration that moves in close contact with the image sensor, it is possible to prevent foreign matter such as dust from entering the image pickup device 2 with a simple and small configuration, and to avoid image deterioration due to the entry of the foreign matter. Can do.
[0040]
Further, by forming the first sliding surface 100 on the surface 1i of the base 1 and forming the second sliding surface 110 on the side surface 1j of the base 1, the depth dimension of the apparatus can be shortened.
[0041]
Further, by providing the spring 9 that urges the main shaft 4 in the direction in which the holding means 5 is pressed against the first sliding surface 100 and the second sliding surface 110, the first contact surface 500 and the second contact surface are provided. Since the surface 510 can be securely brought into close contact with the first sliding surface 100 and the second sliding surface 110, entry of foreign matter can be reliably prevented. Moreover, since the posture of the holding means 5 in the Y direction and the Z direction can be stabilized, the positioning accuracy of the holding means 5 can be increased, and the tilt of the optical axis and the deterioration of the focusing performance can be eliminated.
[0042]
Further, since the opening outer edge portion 300 protruding from the first sliding surface is formed on the outer edge of the opening portion 11, foreign matters such as a lubricant applied to the first sliding surface 100 are applied onto the imaging element 2. Intrusion can be prevented, and image degradation due to the entry of the foreign matter can be avoided.
[0043]
Further, since the bearing of the main shaft 4 is formed by the U grooves 1a and 1b whose upper portions are opened, the assemblability of the holding means 5 inserted through the main shaft 4 is improved.
[0044]
Although the back surface 5i of the holding means 5 can be used as the first contact surface, the back surface 5i is formed by forming the first contact surface 500 protruding from the back surface 5i around the back surface 5i. The sliding resistance can be reduced as compared with the case where the first contact surface is used. Further, since the first contact surface 500 is equivalent to the fact that almost the entire back surface 5i of the holding means 5 is in close contact with the first sliding surface 100 of the base 1, the posture of the holding means 5 can be made with a simple configuration. It is possible to stabilize, and it is possible to suppress the tilt of the optical axis and the decrease in focusing performance.
[0045]
In the above embodiment, the angle of the cam slopes 12b, 12c of the flange 12 is approximately 45 degrees, but this angle is not particularly determined, and the positioning accuracy of the holding means 5 and the angle of the flange 12 It can be set to any angle depending on the dimensions.
[0046]
In the above embodiment, the prism 6a is used as the optical path conversion means of the first optical system 6. However, a mirror can be used as long as the optical path is converted to approximately 90 degrees. Other means can also be used.
[0047]
Moreover, in the said embodiment, although the torsion spring is used for the spring 9 as an urging means of the main axis | shaft 4, not only a torsion spring but a leaf | plate spring etc. can also be used. Similarly, the plate spring 8 is used as a means for positioning at both ends of the moving stroke. However, the present invention is not limited to the plate spring, and a coil spring or the like can also be used.
[0048]
【The invention's effect】
As described above, according to the imaging apparatus of the first aspect of the present invention, since the sliding surface for the holding means to move in close contact is formed on the upper surface of the base, in the imaging system of the optical system switching type, There is an effect that foreign matter such as dust can be prevented from entering the image pickup device with a small and simple structure, and image deterioration due to the entry of the foreign matter can be avoided.
[0049]
According to the imaging device of the second aspect, by forming the first sliding surface on the surface of the base and forming the second sliding surface on the side surface of the base, the depth dimension of the device can be shortened. effective.
[0050]
According to the image pickup apparatus of the third aspect, by providing the biasing means for biasing the main shaft in the direction in which the holding means is pressed against the first sliding surface and the second sliding surface, the optical system switching type is provided. In the imaging apparatus, the contact surface can be reliably brought into close contact with the sliding surface, so that there is an effect that foreign matter can be reliably prevented from entering. Further, since the posture of the holding unit can be stabilized, there is an effect that the positioning unit can be positioned more accurately and the tilt of the optical axis and the deterioration of the focusing performance can be eliminated.
[0051]
According to the imaging device of claim 4, the outer edge of the opening protrudes from the first sliding surface, so that foreign matters such as a lubricant applied to the first sliding surface enter the imaging element. There is an effect that image deterioration due to the entry of the foreign matter can be avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view illustrating a configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view illustrating the configuration of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view illustrating the configuration of the holding means of FIGS. 1 and 2. FIG.
FIG. 4 is an external perspective view of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention when the holding unit is positioned at the selected position of the first optical system.
FIG. 5 is an external perspective view of the imaging apparatus according to the embodiment of the present invention when the holding unit is positioned at the selection position of the second optical system.
6 is a view in the L direction in FIGS. 4 and 5. FIG.
7 is a view in the N direction in FIG.
8 is a cross-sectional view in the M direction in FIG. 5. FIG.
9 is a diagram illustrating the positional relationship between the first optical system and the image sensor in FIG. 4;
10 is a diagram illustrating a positional relationship between a second optical system and an image sensor in FIG.
11 is a view for explaining the positional relationship between the flange of the holding means and the leaf spring in FIG. 4;
12 is a view for explaining the positional relationship between the flange portion of the holding means and the leaf spring in FIG. 5;
FIG. 13 is a perspective view illustrating an optical system switching operation of a conventional imaging apparatus.
14 is an exploded perspective view of a drive mechanism of the holding unit of FIG.
15 is an exploded perspective view of a camera block case that houses the optical system and holding unit of FIG. 13 and the drive mechanism of FIG. 14;
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base, 2 Image pick-up element, 3 Positioning member, 4 Main axis | shaft, 5 Holding means, 6 1st optical system, 7 2nd optical system, 8 Leaf spring, 9 Spring, 10 Holder, 11 Opening part, 12 collar part, 100 1st sliding surface, 110 2nd sliding surface, 300 outer edge part, 500 1st contact surface, 510 2nd contact surface.

Claims

A base provided with an image sensor for converting an optical image into an electrical signal;
A first optical system that forms an optical image on the image sensor and a second optical system that forms an optical image on the image sensor with an optical axis independent of and different from the first optical system. Holding means for holding,
By moving the holding I mean relative to said base in the imaging apparatus switches the first optical system and said second optical system,
The base includes a first sliding surface provided around the opening provided to expose the imaging device, and a second sliding surface substantially perpendicular to the first sliding surface.
The holding means includes a first contact surface and a second contact surface that are in close contact with the first sliding surface and the second sliding surface of the base ,
An image pickup apparatus , further comprising: an urging unit that urges the holding unit in a direction in close contact with the first sliding surface and the second sliding surface .

That the base of said first sliding surface is formed around three sides of the opening, the second sliding surface, is formed on the base side along one side of remainder of the opening The imaging apparatus according to claim 1.

A spindle that extends in the movement direction of the holding means and is inserted into the holding means;
Said biasing means, said spindle, said holding means imaging device according to claim 2, wherein the biases to be pressed against the first sliding surface and the second sliding surface.

The imaging apparatus according to claim 2, wherein an outer edge of the opening of the base is formed so as to protrude from the first sliding surface.