JP4714619B2 - カメラ装置および撮像装置 - Google Patents

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Description

本発明は,カメラ装置および撮像装置に関し,特に,光軸方向の厚みや結像位置の異なる撮像素子を使用可能なカメラ装置およびこれを備える撮像装置に関する。
一般に,レンズ装置から射出された光学像の結像位置については,ダミーガラスやIRカットフィルタ,CCDなどの撮像素子の表面を保護するカバーガラスなどの光学ガラス厚の合計と屈折率が同じであれば,その結像位置も同じ位置となる。
また,CCDなどの撮像素子やダミーガラス,カバーガラスなどの光学ガラスは,カメラ装置に備えられた撮像素子ホルダ内に保持されるが,同じ撮像素子ホルダ内に,光軸方向の厚みや結像位置の異なる撮像素子を保持しようとする場合には,レンズ装置から射出された光学像を受光する撮像素子の受光面の光軸方向の位置がずれてしまうため,撮像素子の受光面と光学像の結像位置が合致しなくなってしまう。
そのため,従来は,光軸方向の厚みや結像位置の異なる撮像素子を用いる場合には,それぞれの撮像素子に対応して形成された専用の撮像素子ホルダを使用する必要があった(例えば,特許文献1を参照)。
特開2005−326777号公報
しかしながら,光軸方向の厚みや結像位置の異なる複数の撮像素子ごとに専用の撮像素子ホルダを製作すると,型代などの費用が多く発生し,コスト高となるという問題があった。
そこで,本発明は,このような問題に鑑みてなされたもので,その目的は,同一の撮像素子ホルダ内に光軸方向の厚みや結像位置の異なる複数の撮像素子を保持しても,撮像素子の受光面の位置をレンズ装置からの光学像の結像位置に合致させることが可能な,新規かつ改良されたカメラ装置およびこれを備える撮像装置を提供することにある。
上記課題を解決するために,本発明のある観点によれば,レンズ装置から入射された光学像を受光する撮像素子と,撮像素子を支持する支持基板と,支持基板が装着される装着部を有するホルダと,を備えるカメラ装置が提供される。このカメラ装置は,ホルダの装着部または支持基板に形成された凹凸により,ホルダに対する支持基板の光軸方向の取り付け位置を,撮像素子の受光面が光学像の結像位置に合致するように位置決めする。ホルダの装着部には、第1支持基板と、撮像素子の厚み及び/又は受光面位置に応じ、第1支持基板とは異なる種類の第2支持基板とが選択的に装着可能である。ホルダに対する第1支持基板の取り付け位置と、ホルダに対する第2支持基板の取り付け位置が、光軸方向において異なっている。
かかる構成を有することにより,同一の撮像素子ホルダ内に光軸方向の厚みや結像位置の異なる複数の撮像素子を保持しても,撮像素子の受光面の位置をレンズ装置からの光学像の結像位置に合致させることができるので,光軸方向の厚みや結像位置の異なる複数の撮像素子ごとに専用の撮像素子ホルダを製作する必要がなく,型代などの費用も低く抑えられ,コストを削減することができる。
また,上記カメラ装置において,支持基板の位置決めは,ホルダの装着部に形成された凸部と,該凸部を避けるように支持基板に形成された切り欠きまたは貫通孔との組み合わせにより行われるようにしてもよい。
また,上記ホルダの装着部には,ホルダの装着部に形成された凸部を避けるように形成された切り欠きまたは貫通孔を有する第1支持基板と,この切り欠きまたは貫通孔を有しない第2支持基板とを選択的に装着可能であるようにしてもよい。
上記課題を解決するために,本発明の別の観点によれば,上述したカメラ装置を備える撮像装置が提供される。
本発明によれば,カメラ装置およびこれを備える撮像装置において,同一の撮像素子ホルダ内に,光軸方向の厚みや結像位置の異なる複数の撮像素子を保持しても,撮像素子の受光面の位置をレンズ装置からの光学像の結像位置に合致させることができる。したがって,光軸方向の厚みや結像位置の異なる複数の撮像素子ごとに専用の撮像素子ホルダを製作する必要がなく,型代などの費用も低く抑えられ,コストを削減することができる。
以下に添付図面を参照しながら,本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお,本明細書及び図面において,実質的に同一の機能構成を有する構成要素については,同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
(第1の実施形態)
まず,図1に基づいて,本発明の第1の実施形態に係る撮像装置10の構成について説明する。なお,図1は,本実施形態に係る撮像装置10の全体構成を示す断面図である。
図1に示すように,撮像装置10は,カメラ装置100と,カメラ装置100に着脱可能なレンズ装置200とからなる。
カメラ装置100は,レンズ装置200から射出された光学像を受光する撮像素子の一例としての第1CCD110Aまたは第2CCD110Bと,第1CCD110Aまたは第2CCD110Bの表面を保護するカバーガラス120と,ダミーガラス130と,第1CCD110Aまたは第2CCD110Bとダミーガラス130との間に配置された第1スペーサ140Aまたは第2スペーサ140Bと,第1CCD110Aまたは第2CCD110B,ダミーガラス130および第1スペーサ140Aまたは第2スペーサ140Bを保持するホルダ150と,第1CCD110Aまたは第2CCD110Bが取り付けられた第1CCD支持基板160Aまたは第2CCD支持基板160Bと,を主に備える。
ホルダ150内においては,ダミーガラス130,第1スペーサ140A(または第2スペーサ140B)および第1CCD110A(または第2CCD110B)が,カメラ装置100の前側(レンズ装置200側)から順に,光軸P方向に沿って並んで配置されている。また,ダミーガラス130は,ホルダ150内において,第1スペーサ140A(または第2スペーサ140B)とホルダ150の前端部とにより挟持されることにより保持または接着にて保持されている。
本実施形態においては,ホルダ150内に保持可能なCCDなどの撮像素子として,光軸P方向の厚みが異なる2種類の第1CCD110Aおよび第2CCD110Bを選択的に使用することができる。また,上記2種類の第1CCD110A,第2CCD110Bに応じて,2種類の第1スペーサ140A,第2スペーサ140B,および2種類の第1CCD支持基板160A,第2CCD支持基板160Bが使用される。なお,図1(a)は,光軸P方向の厚みの薄い第1CCD110Aを使用した場合を示しており,図1(b)は,光軸P方向の厚みの厚い第2CCD110Bを使用した場合を示している。図1(b)に示すように,第2CCD110Bを使用する場合には,第2CCD基板160Bは,凸部154(155)上に載置される。
レンズ装置200は,レンズ鏡胴210内に,複数の,例えば2枚の光学レンズ222,224が光軸P方向に並んで配置され,レンズ光学系を構成している。このレンズ装置200から射出された光学像は,第1CCD110A(または第2CCD110B)により受光され,焦点位置Fで結像する。本実施形態においては,この焦点位置Fが,第1CCD110A(または第2CCD110B)の受光面の光軸P方向の位置と合致するように,第1CCD110A(または第2CCD110B)の位置が位置決めされる。
次に,図2〜図6に基づいて,本実施形態に係るカメラ装置100のホルダ150の詳細な構成および第1CCD110A(または第2CCD110B)の位置決め動作について説明する。
まず,図2(a)および図3に基づいて,本実施形態に係るホルダ150により,第1CCD110Aを保持する場合の各部材の構成について詳細に説明する。なお,図2(a)は,本実施形態に係るホルダ150にレンズ装置200が装着された場合における撮像装置10の構成を示す斜視図である。また,図3(a)は,本実施形態に係るホルダ150の構成を示す斜視図であり,図3(b)は,本実施形態に係る第1CCD支持基板160Aの構成を示す斜視図である。
図2(a)に示すように,本実施形態に係るホルダ150は,レンズ装置200のレンズ鏡胴210の後端部(カメラ装置100側端部)に装着される。ホルダ150は,その背面側(レンズ装置200の他側)に,2種類の第1CCD支持基板160Aまたは第2CCD支持基板160Bを選択的に装着可能な装着部151を有している。光軸P方向の厚みの小さな第1CCD110Aを保持する場合,装着部151には第1CCD支持基板160Aが装着される。
図2(a)および図3(a)に示すように,装着部151の略中央部には,ダミーガラス130,第1スペーサ140Aおよび第1CCD110Aが保持される保持部152が形成される。保持部152は,開口部152aが形成されてダミーガラス130が保持される第1保持部152bと,第1スペーサ140Aが保持される第2保持部152cとからなる。
また,装着部151の内周側には,2種類の第1凸部154と第2凸部155が設けられている。第1凸部154および第2凸部155は,それぞれ,装着部151の中心に対して略対称となるように配置されている。なお,上記凸部154,155の形状,数,配置などは,上述した場合に限られるものではない。
また,第1凸部154を貫通するようにして,装着部151に装着された第2CCD支持基板160Bを固定するための固定ネジ156Bと嵌合するネジ孔156が形成されている。また,装着部151には,第1CCD支持基板160Aを固定するための固定ネジ158Aと嵌合するネジ孔158が形成されている。さらに,装着部151には,第1CCD支持基板160Aの位置を位置決めするための位置決めピン159が装着部151の中心に対して互いに略対称となるように2本設けられている。なお,ネジ孔156,158の位置および数,位置決めピン159の位置,形状および数については特に限定されない。
また,図2(a)および図3(b)に示すように,第1CCD支持基板160Aには,上述した2本の位置決めピン159と係合する係合孔162A,164Aが設けられており,さらに,上記固定ネジ158Aが貫通する2つの貫通孔168Aが形成されている。
ここで,第1CCD支持基板160Aには,第1CCD支持基板160Aをホルダ150の装着部151に装着したときに,ホルダ150の装着部151に形成された第1凸部154を避けるように2つの切り欠き166Aが形成されており,また,第2凸部155を避けるように2つの切り欠き167Aが形成されている。
なお,図3(b)においては,第1CCD支持基板160Aと第1CCD110Aとが一体的に形成された例を示している。ただし,第1CCD支持基板160Aと第1CCD110Aとは必ずしも一体的に形成される必要はなく,第1CCD支持基板160Aが,第1CCD110Aの光軸P方向の厚みおよび結像位置に応じて形成されているものであればよい。
次に,図2(a)および図4に基づいて,本実施形態に係るホルダ150の装着部151に,第1CCD支持基板160Aを装着する動作および装着後の状態について詳細に説明する。なお,図4は,本実施形態に係るホルダ150に第1CCD支持基板160Aが装着された状態を示す図であって,(a)は斜視図であり,(b)は断面図である。
ダミーガラス130および第1スペーサ140Aが保持されたホルダ150に第1CCD支持基板160Aを装着する場合には,図2(a)および図4(a)に示すように,まず,位置決めピン159と係合孔162A,164Aとを係合させ,ホルダ150の装着部151内における第1CCD支持基板160Aの位置を位置決めする。
このとき,上述したように,第1CCD支持基板160Aは,第1凸部154を避けるように形成された切り欠き166Aおよび第2凸部155を避けるように形成された切り欠き167Aを有するため,第1CCD支持基板160Aは,装着部151内の面151aおよび面151b(面151aと面151bとは光軸方向の位置が同一)に当接して,第1CCD110Aが保持される。
次に,この状態で,貫通孔168Aを介して,固定ネジ158Aとネジ孔158とを嵌合させることにより,第1CCD支持基板160Aは装着部151内で固定され,図4(b)に示すように,ダミーガラス130,第1スペーサ140Aおよび第1CCD110Aがホルダ150内で保持される。
なお,第1CCD支持基板160Aの位置決めは,本実施形態においては,ホルダ150の装着部151に形成された第1凸部154および第2凸部155と,この第1凸部154および第2凸部155を避けるように第1CCD支持基板160Aに形成された切り欠き166A,167Aとの組み合わせにより行われるが,このような凸部と切り欠きとの組み合わせに限られない。例えば,上記位置決めは,ホルダ150の装着部151に形成された凸部と,この凸部を避けるように第1CCD支持基板160Aに形成された貫通孔との組み合わせにより行われても良い。また,凸部は,ホルダ150の装着部151に形成されている場合に限られず,ホルダ150の装着部151または第1CCD支持基板160Aに形成された凹凸により,ホルダ150に対する第1CCD支持基板160Aの光軸P方向の取り付け位置を,第1CCD110Aの受光面がレンズ装置200からの光学像の結像位置に合致するように位置決めされるものであれば差し支えない。
次に,図2(b)および図5に基づいて,本実施形態に係るホルダ150により,第2CCD110Bを保持する場合の各部材の構成について詳細に説明する。なお,図2(b)は,本実施形態に係るホルダ150にレンズ装置200が装着された状態における撮像装置10の構成を示す斜視図である。また,図5(a)は,本実施形態に係るホルダ150の構成を示す斜視図であり,図5(b)は,本実施形態に係る第2CCD支持基板160Bの構成を示す斜視図である。
図2(b)に示すように,本実施形態に係るホルダ150は,レンズ装置200のレンズ鏡胴210の後端部(カメラ装置100側端部)に装着される。ホルダ150は,その背面側(レンズ装置200の他側)に,2種類の第1CCD支持基板160Aまたは第2CCD支持基板160Bを選択的に装着可能な装着部151を有している。第2CCD110Bを保持する場合,装着部151には第2CCD支持基板160Bが装着される。
図2(b)および図5(a)に示すように,装着部151の略中央部には,ダミーガラス130,第2スペーサ140Bおよび第2CCD110Bが保持される保持部152が形成される。保持部152は,開口部152aが形成されてダミーガラス130が保持される第1保持部152bと,第2スペーサ140Bが保持される第2保持部152cとからなる。
また,第1凸部154,第2凸部155,ネジ孔156,158,および位置決めピン159等の構成の詳細については上述したので省略する。
また,図2(a)および図3(b)に示すように,第2CCD支持基板160Bには,上述した2本の位置決めピン159と係合する係合孔162B,164Bが設けられており,さらに,第2CCD支持基板160Bには,上記固定ネジ156Bが貫通する2つの貫通孔166Bが形成されている。
ここで,第2CCD支持基板160Bには,上述した第1CCD支持基板160Aの場合と異なり,第2CCD支持基板160Bをホルダ150の装着部151に装着したときに,ホルダ150の装着部151に形成された第1凸部154および第2凸部155を避けるような切り欠きや貫通孔は形成されていない。
なお,図3(b)においては,CCD支持基板160BとCCD110Bとが一体的に形成された例を示している。ただし,CCD支持基板160BとCCD110Bとは必ずしも一体的に形成される必要はなく,CCD支持基板160Bが,CCD110Bの光軸P方向の厚みおよび結像位置に応じて形成されているものであればよい。
次に,図2(b)および図6に基づいて,本実施形態に係るホルダ150の装着部151に,第2CCD支持基板160Bを装着する動作および装着後の状態について詳細に説明する。なお,図6は,本実施形態に係るホルダ150に第2CCD支持基板160Bが装着された状態を示す図であって,(a)は斜視図であり,(b)は断面図である。
ダミーガラス130および第2スペーサ140Bが保持されたホルダ150に第2CCD支持基板160Bを装着する場合には,図2(b)および図6(a)に示すように,まず,位置決めピン159と係合孔162B,164Bとを係合させ,ホルダ150の装着部151内における第2CCD支持基板160Bの位置を位置決めする。
このとき,上述したように,第2CCD支持基板160Bは,第1凸部154および第2凸部155を避けるように形成された切り欠きや貫通孔を有しないため,第2CCD支持基板160Bは,装着部151内の第1凸部154の表面および第2凸部155の表面(第1凸部154の表面と第2凸部155の表面とは光軸方向の位置が同一)に当接して,第2CCD110Bが保持される。
次に,この状態で,貫通孔166Bを介して,固定ネジ156Bとネジ孔156とを嵌合させることにより,第2CCD支持基板160Bは装着部151内で固定され,図6(b)に示すように,ダミーガラス130,第2スペーサ140Bおよび第2CCD110Bがホルダ150内で保持される。
以上説明したように,本実施形態においては,光軸P方向の厚みおよび結像位置の異なる2種類の第1CCD110A,第2CCD110Bに対応して形成された第1CCD支持基板160A,第2CCD支持基板160Bを,ホルダ150に選択的に装着可能とし,ホルダ150および2種類の基板160A,160Bの形状を工夫することにより,同一のホルダ150内に光軸P方向の厚みや結像位置の異なる2種類のCCD110A,110Bを保持しても,CCD110A,110Bの受光面の位置をレンズ装置200からの光学像の結像位置に合致させることができる。具体的には,ホルダ150の装着部151内に第1凸部154および第2凸部155を設けるとともに,第1CCD支持基板160Aには,この2種類の凸部154,155を避けるように形成された切り欠き166A,167Aを設け,第2CCD支持基板160Bにはかかる切り欠きを設けないようにすることにより,光軸P方向の厚みおよび結像位置の異なる2種類の第1CCD110A,第2CCD110Bのいずれを使用した場合でも,CCD110A,110Bの受光面の位置をレンズ装置200からの光学像の結像位置に合致させることができる。
(第2の実施形態)
以上,本発明の第1の実施形態に係る撮像装置10について説明したが,次に,図7に基づいて,本発明の第2の実施形態に係る撮像装置20について説明する。なお,図7は,本実施形態に係る撮像装置20の全体構成を示す断面図である。
本実施形態に係る撮像装置20は,スペーサ140の形状を工夫することにより,具体的には,スペーサ140に段差部142を設けることにより,上述した第1の実施形態の場合と異なり,光軸P方向の厚みの異なる2種類の第1CCD110A,第2CCD110Bを使用した場合でも,同一のスペーサ140を使用することができる。
すなわち,光軸P方向の厚みの小さな第1CCD110Aを使用する場合には,ダミーガラス130をスペーサ140の段差部142以外の面に当接させ,光軸P方向の厚みの大きな第2CCD110Bを使用する場合には,ダミーガラス130をスペーサ140の段差部142に当接させることにより,光軸P方向の厚みの異なる2種類の第1CCD110A,第2CCD110Bを使用した場合でも,同一のスペーサ140を使用して,CCD110A,110Bの受光面の位置をレンズ装置200からの光学像の結像位置に合致させることができる。
なお,スペーサ140以外の構成については,上述した第1の実施形態の場合と同様であるので,詳細な説明は省略する。
以上,添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが,本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば,特許請求の範囲に記載された範疇内において,各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり,それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
例えば,上述した実施形態においては,カバーガラス120とダミーガラス130の厚みが同じ場合について説明したが,カバーガラス120とダミーガラス130の厚みの合計が同じであれば,光軸方向の厚みや結像位置の異なる撮像素子を使用したときに,カバーガラス120とダミーガラス130個々の厚みが異なっていても良い。
また,例えば,上述した実施形態においては,ホルダ150は,光軸P方向の厚みの異なる2種類のCCD110A,110Bに応じて形成された2種類のCCD支持基板160A,160Bを選択的に装着可能な場合について説明したが,ホルダに装着できる支持基板は2種類には限られず,3種類以上の支持基板を選択的に装着可能なように構成しても良い。
本発明の第1の実施形態に係る撮像装置の全体構成を示す断面図である。 同実施形態に係るホルダにレンズ装置が装着された状態における撮像装置の構成を示す斜視図である。 (a)は,同実施形態に係るホルダの構成を示す斜視図であり,(b)は,同実施形態に係る第1CCD支持基板の構成を示す斜視図である。 同実施形態に係る第1CCD支持基板が装着された状態を示す図であって,(a)は斜視図であり,(b)は断面図である。 (a)は,同実施形態に係るホルダの構成を示す斜視図であり,(b)は,同実施形態に係る第2CCD支持基板の構成を示す斜視図である。 同実施形態に係る第2CCD支持基板が装着された状態を示す図であって,(a)は斜視図であり,(b)は断面図である。 本発明の第2の実施形態に係る撮像装置の全体構成を示す断面図である。
符号の説明
10 撮像装置
100 カメラ装置
110A 第1CCD
110B 第2CCD
120 カバーガラス
130 ダミーガラス
140A 第1スペーサ
140B 第2スペーサ
150 ホルダ
160A 第1CCD支持基板
160B 第2CCD支持基板
200 レンズ装置
222 第1レンズ
224 第2レンズ

Claims (4)

  1. レンズ装置から入射された光学像を受光する撮像素子と;
    前記撮像素子を支持する支持基板と;
    前記支持基板が装着される装着部を有するホルダと;
    を備え,
    前記ホルダの装着部または前記支持基板に形成された凹凸により,前記ホルダに対する前記支持基板の光軸方向の取り付け位置を,前記撮像素子の受光面が前記光学像の結像位置に合致するように位置決めし、
    前記ホルダの装着部には、第1支持基板と、前記撮像素子の厚み及び/又は受光面位置に応じ、該第1支持基板とは異なる種類の第2支持基板とが選択的に装着可能であって、
    前記ホルダに対する前記第1支持基板の取り付け位置と、前記ホルダに対する前記第2支持基板の取り付け位置が、光軸方向において異なることを特徴とする,カメラ装置。
  2. 前記位置決めは,前記ホルダの装着部に形成された凸部と,該凸部を避けるように前記支持基板に形成された切り欠きまたは貫通孔との組み合わせにより行われることを特徴とする,請求項に記載のカメラ装置。
  3. 前記ホルダの装着部には,前記ホルダの装着部に形成された凸部を避けるように形成された切り欠きまたは貫通孔を有する前記第1支持基板と,前記切り欠きまたは前記貫通孔を有しない前記第2支持基板とを選択的に装着可能であることを特徴とする,請求項に記載のカメラ装置。
  4. 請求項1から3のいずれか一項に記載のカメラ装置を備える撮像装置。
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