JP5877953B2 - 撮像ユニット - Google Patents
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Description
しかし上記のようにケースを薄型化した撮像ユニットにおいては、ケース内壁と撮像光学系の距離が近づくため、従来のように遮光枠を移動レンズ群の光軸に対して直交するように設けた場合は、遮光枠によって反射された迷光がゴーストを誘発するおそれがある。
しかし本発明の撮像ユニットは、出射側光路屈曲手段とレンズ群との間に位置させた遮光枠が傾斜平板部を備えている。そのため、傾斜平板部の傾斜角を、自身が反射した迷光によってゴーストが発生しない角度に設定することにより、ゴーストの発生を効果的に防止できる。
図1、図2に示すように撮像ユニット10は大きな構成要素として本体モジュール15、基板モジュール65、及び、カバー部材76を具備している。
本体モジュール15は、合成樹脂製のハウジング(ケース)16を備えている。ハウジング16は前面の左端部に断面略D字形の取付用凹部17を有し、前面の該左端部を除く部分には断面略矩形の収納凹部18を有し、取付用凹部17と収納凹部18の間には両者を区切る隔壁19を備えており、隔壁19の中央部には取付用凹部17と収納凹部18を連通させるための連通孔20(図3〜図5参照)が穿設してある。収納凹部18の底面(後面)の右端部には正面視略方形をなす位置決め部22が前向きに突設してある。位置決め部22は前方に向かって突出する3つの位置決め用突部23を備えており、各位置決め用突部23の前面は前後方向(ハウジング16の厚み方向)に対して直交する偏平な位置決め平面24となっている。また位置決め部22の内部には前面及び左側面が開口するプリズム用凹部25が凹設してある。さらに位置決め部22の左側面の下端近傍には規制用突部26が突設してあり、規制用突部26の左端面は左右方向(ハウジング16の長手方向)に対して直交する平面からなる遮光枠位置規制面26aとなっている。さらに収納凹部18の内周面の前縁部には、ハウジング16の前面より後方に一段後退しかつ前後方向に対して直交する基板支持面27が形成してあり、基板支持面27の2カ所には前向きに突出する係止突起28が設けてある。ハウジング16の上面中央部の前端部には周辺部に比べて(下方に)一段下がった第1係合凹部30が形成してあり、第1係合凹部30の左側には第1係合凹部30と同じ高さに位置しかつ第1係合凹部30より広幅の第2係合凹部31が形成してあり、第2係合凹部31には係合突起32が突設してある。さらにハウジング16の下面にも同じ構成の第1係合凹部30、第2係合凹部31、係合突起32が形成してある。下面の第1係合凹部30、第2係合凹部31、係合突起32の互いの位置関係は上面のものと同じであるが、下面の第1係合凹部30、第2係合凹部31、係合突起32は上面のものに対して全体的に右側にずれている。さらにハウジング16の右側面には上下一対の係合突起34が突設してある。
プリズム用凹部25には左右方向に対して直交する入射面LP2−aと前後方向に対して直交する出射面LP2−bとを備える第2プリズム(出射側光路屈曲手段)LP2が嵌合固定してあり、入射面LP2−aは出射面LP1−bと左右方向に対向している。
第1ロッド36には合成樹脂製の2群レンズ枠39の上部に形成した挿通孔40が嵌合しており、第2ロッド37には2群レンズ枠39の下端部に形成した回転止め溝41が係合している。このように回転止め溝41が第2ロッド37に係合することにより2群レンズ枠39の第1ロッド36回りの回転を規制しているので、2群レンズ枠39は第1ロッド36及び第2ロッド37に沿って左右方向にスライド可能である。2群レンズ枠39を左右方向に貫通するレンズ保持孔には、2枚のレンズL4、L5からなり、かつ出射面LP1−b及び入射面LP2−aと左右方向に対向する第2レンズ群(レンズ群)(移動変倍レンズ群)LG2が嵌合固定してある。2群レンズ枠39の右側面には、中央部にレンズL4、L5と同心をなす光束規制開口43aを有する遮光シート43が固着してある。また、2群レンズ枠39の上端部には左右両端が開放したナット保持孔42が形成してあり、ナット保持孔42には軸線が左右方向に延びる雌ねじ孔を備えるドリブンナット44が嵌合固定してある(ナット保持孔42の第1ロッド36側の端部がドリブンナット44の回転止めを構成している)。収納凹部18の上部にはステッピングモータからなる第1モータM1が固定してある。第1モータM1は左方に向かって直線的に延びる回転駆動軸M1aを備えており、回転駆動軸M1aの先端部近傍に形成した雄ねじ溝がドリブンナット44の上記雌ねじ溝に螺合している。従って、第1モータM1を動作させることにより回転駆動軸M1aをその軸線回りに正逆回転させると、2群レンズ枠39(レンズL4、L5)が第1ロッド36と第2ロッド37に沿って図3、図4に示すテレ端位置と図5に示すワイド端位置の間を左右方向に直線移動する。
また第2ロッド37には2群レンズ枠39の右側に位置する合成樹脂製の3群レンズ枠47の下部に形成した挿通孔48が嵌合しており、第1ロッド36には3群レンズ枠47の上端部に形成した回転止め溝49が係合しているので、3群レンズ枠47は第1ロッド36及び第2ロッド37に沿って(第2ロッド37回りに回転を規制された状態で)左右方向にスライド可能である。3群レンズ枠47を左右方向に貫通するレンズ保持孔には1枚のレンズL6からなり第2レンズ群LG2と互いに同心をなす第3レンズ群(レンズ群)(移動変倍レンズ群)LG3が嵌合固定してあり、3群レンズ枠47の下端部には左右両端が開放したナット保持孔50が形成してあり、ナット保持孔50にはドリブンナット44が嵌合固定してある(ナット保持孔50の第2ロッド37側の端部がドリブンナット44の回転止めを構成している)。さらに収納凹部18の下部には第1モータM1と同一仕様の第2モータM2が固定してあり、回転駆動軸M2a(回転駆動軸M1aと同一仕様)の先端部近傍に形成した雄ねじ溝がドリブンナット44の上記雌ねじ溝に螺合している。従って、第2モータM2を動作させることにより回転駆動軸M2aをその軸線回りに正逆回転させると、3群レンズ枠47(第3レンズ群LG3)が第1ロッド36と第2ロッド37に沿って図3、図4に示すテレ端位置と図5に示すワイド端位置の間を左右方向に直線移動する。
以上説明した第1レンズ群LG1、第2レンズ群LG2(2群レンズ枠39、ドリブンナット44)、第3レンズ群LG3(3群レンズ枠47、ドリブンナット44)、及び、第2プリズムLP2が撮像光学系(屈曲光学系)の構成要素であり、第2レンズ群LG2(レンズL4、L5)と第3レンズ群LG3(レンズL6)が第1ロッド36及び第2ロッド37に沿って進退することにより該撮像光学系はズーミング動作を行い、第3レンズ群LG3が進退することによりフォーカシング動作を行う。
スライド筒53には遮光性と弾性を有する材料からなる板状部材である第1遮光枠54の上端部が固定してある。第1遮光枠54の中央部には矩形形状の光束規制開口54aが形成してある。第1遮光枠54の上端部にはスライド筒53に対して固定状態で嵌合する固定孔54bが形成してあり、第1遮光枠54の下端部には第2ロッド37に対して係合する回転転止め溝54cが形成してある。
図3、図5、図8等に示すように第1遮光枠54は、その被支持部54d(固定孔54bを備える突部)が光軸Aに対して直交するのに対し、被支持部54dを除く部分である傾斜平板部54eが前後方向に見たときに光軸Aに直交する平面に対して傾斜するように曲折してある(回転止め溝54c側が被支持部54d側に対して3群レンズ枠47側に傾斜する。また図8に示す二点鎖線は、被支持部54dと傾斜平板部54eの間に形成された前後方向に延びる境界線である)。
スライド筒53がガイドバー52及び2群レンズ枠39と一緒に左右方向に進退すると、第1遮光枠54は第2ロッド37に沿って左右方向にスライドする。
ガイドバー58に支持したスライド筒53には、第1遮光枠54と第2プリズムLP2の間に位置する第2遮光枠59の下端部が固定してある。第2遮光枠59は第1遮光枠54と同じ材質からなる板状部材であり、中央部に矩形形状の光束規制開口59aを備えている。第2遮光枠59は、その下端部に形成した固定孔59bがスライド筒53に固定状態で嵌合しており、第2遮光枠59の上端部に形成した回転転止め溝59cが第1ロッド36に係合している。
図3、図5、図8等に示すように第2遮光枠59も、その被支持部59d(固定孔59bを備える突部)が光軸Aに対して直交するのに対し、被支持部59dを除く部分である傾斜平板部59eが前後方向に見たときに光軸Aに直交する平面に対して傾斜するように曲折してある(回転止め溝59c側が被支持部59d側に対して3群レンズ枠47側に傾斜する。また図8に示す二点鎖線は、被支持部59dと傾斜平板部59eの間に形成された前後方向に延びる境界線である)。
ガイドバー58に支持したスライド筒53がガイドバー58及び3群レンズ枠47と一緒に左右方向に進退すると、第2遮光枠59は第1ロッド36に沿って左右方向にスライドする。
以上説明した構成のうち、ハウジング16、第1ロッド36、第2ロッド37、第1遮光枠54、第2遮光枠59、撮像光学系、第1モータM1、及び、第2モータM2が本体モジュール15の構成要素である。
さらに第2ロッド37、2群レンズ枠39、ガイドバー52、スライド筒53、及び、圧縮コイルバネS1が第1遮光枠54側の遮光枠位置調整機構の構成要素である。また、規制用突部26、第1ロッド36、3群レンズ枠47、スライド筒53、ガイドバー58、及び、圧縮コイルバネS2が第2遮光枠59側の遮光枠位置調整機構の構成要素である。
回路基板66の後面の右端部には撮像素子69が固定してあり、撮像素子69に設けた複数の端子(図示略)が上記プリント回路に半田付けにより固定状態で接続している。撮像素子69の後面には前後方向に対して直交する撮像面(図示略)が形成してある。さらに撮像素子69はその入射側の面(図中後面)に、平板からなり該撮像面全体を覆うカバーガラス70を固定状態で備えている。
さらに撮像素子69の後面(後端部)には、前面及び左側面が開放したゴム等の弾性材料からなるパッキン72が被せてある。さらにパッキン72の後面には上記撮像面全体を後方に露出させるための露出用孔73と、露出用孔73の右側に位置する貫通孔74とが穿設してある。
以上説明した回路基板66、撮像素子69、及び、パッキン72が基板モジュール65の構成要素である。
押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86は前方から後方に向かって突出する押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aをそれぞれ具備しており(押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86の押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aに対応する部分の前面は凹んでいる)、自由状態にあるとき押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86は基部77の他の部分と同一平面上に位置している。
長寸係合片79と側部係合片81には共に方形をなす係合孔80と係合孔82がそれぞれ穿設してある。
次いでハウジング16の隔壁19より右側全体の前面にカバー部材76の基部77を前方から被せて、上下の長寸係合片79の係合孔80を上下の係合突起32にそれぞれ係合させ、かつ、上下の側部係合片81の係合孔82を上下の係合突起34にそれぞれ係合させて、カバー部材76をハウジング16に固定する。
このようにして撮像ユニット10を組み立てると、カバー部材76の押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86の押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aが回路基板66の前面の右側部に接触し、僅かに前方に弾性変形した押圧片84、押圧片85、及び、押圧片86から(押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aを通じて)回路基板66の前面に後向きの押圧力(付勢力)が掛かるので、回路基板66及び撮像素子69が後方に押圧される。するとハウジング16の3つの位置決め用突部23の位置決め平面24とカバー部材76の押圧突起84a、押圧突起85a、及び、押圧突起86aによって回路基板66と撮像素子69の一体物が前後から挟持されるので、位置決め用突部23と押圧突起84a、85a、86aとによって回路基板66及び撮像素子69がハウジング16に対して前後方向に正確に位置決めされる。
さらに第1モータM1と第2モータM2を利用して第2レンズ群LG2(レンズL4、L5)と第3レンズ群LG3(レンズL6)を第1ロッド36及び第2ロッド37に沿って進退させることにより上記撮像光学系をズーミング動作及びフォーカシング動作させれば、被写体像を変倍及び合焦させた状態で撮像可能となる。
また、3群レンズ枠47(第3レンズ群LG3)がテレ端位置とテレ端近傍位置(図示略)の間の範囲である3群側一体移動範囲を移動するときは3群レンズ枠47と第2遮光枠59の左右方向距離は一定(不変)である。しかし3群レンズ枠47が該テレ端近傍位置よりワイド端位置側の範囲である3群側相対移動範囲を移動するときは、第2遮光枠59の下端近傍部の右側面に規制用突部26の遮光枠位置規制面26aが当接することにより第2遮光枠59のそれ以上の右側への移動が規制される一方で、3群レンズ枠47はさらに右側へ移動するので、第2遮光枠59と3群レンズ枠47(第3レンズ群LG3)の左右方向距離が徐々に短くなり、ワイド端位置に達したときに最も短くなる(図5参照)。一方、2群レンズ枠39がテレ端位置とワイド端近傍位置(図示略)の間の範囲である2群側一体移動範囲を移動するときは2群レンズ枠39と第1遮光枠54の左右方向距離は一定(不変)である。しかし2群レンズ枠39が該ワイド端近傍位置よりワイド端位置側の範囲である2群側相対移動範囲を移動するときは、第1遮光枠54の右側面の上端近傍部が(規制用突部26によって移動を規制された)第2遮光枠59の左側面の上端近傍部に当接することにより第1遮光枠54のそれ以上の右側への移動が規制される一方で、2群レンズ枠39はさらに右側へ移動するので、第1遮光枠54と2群レンズ枠39(第2レンズ群LG2)の左右方向距離が徐々に短くなり、ワイド端位置に達したときに最も短くなる(図5参照)。
しかし本実施形態では3群レンズ枠47(第3レンズ群LG3)と第2プリズムLP2の間に第1遮光枠54と第2遮光枠59を設けた上で、傾斜平板部54eと傾斜平板部59eの傾斜角度を、自身が反射した迷光によってゴーストが発生しない角度に設定しているので、第1遮光枠54と第2遮光枠59によって迷光が撮像素子69の撮像面に入射するのを効果的に抑制できる。
また、第1遮光枠54(及び第2遮光枠59)とハウジング16の内壁や回路基板66の内面との間には、第1遮光枠54(及び第2遮光枠59)の移動を可能にするためのクリアランスが形成してあるため、第1遮光枠54とハウジング16の内壁や回路基板66の内面との間のクリアランスを迷光が通り抜けるおそれがある。しかし、この迷光は第2遮光枠59によって遮ることができるので、この迷光が撮像素子69の撮像面に入射するのを確実に防止できる。
さらに第1遮光枠54側の遮光枠位置調整機構と第2遮光枠59側の遮光枠位置調整機構が、2群レンズ枠39(レンズL4、L5)と3群レンズ枠47(第3レンズ群LG3)が2群側一体移動範囲と3群側一体移動範囲をそれぞれ移動するときは、2群レンズ枠39と第1遮光枠54の左右方向距離及び3群レンズ枠47と第2遮光枠59の左右方向距離をそれぞれ一定(不変)にする一方で、2群レンズ枠39と3群レンズ枠47が2群側相対移動範囲と3群側相対移動範囲をそれぞれ移動するときは、2群レンズ枠39と第1遮光枠54の左右方向距離及び3群レンズ枠47と第2遮光枠59の左右方向距離をそれぞれ徐々に変化させる(短くする)ことにより、撮像光学系が如何なる焦点距離にある場合も第1遮光枠54及び第2遮光枠59を常に迷光が撮像素子69の撮像面に入射するのを防止するために最適な位置に移動させるので、ゴーストの発生を効果的に抑制できる。
しかも、2群レンズ枠39と3群レンズ枠47にそれぞれ固定したガイドバー52及びガイドバー58と、2群レンズ枠39と3群レンズ枠47を移動案内するための部材である第1ロッド36及び第2ロッド37とを利用して第1遮光枠54と第2遮光枠59をそれぞれ支持しているので、第1遮光枠54及び第2遮光枠59用の特別な保持枠が不要であり、かつ第1遮光枠54と第2遮光枠59の移動支持機構の構造が簡単である。
さらに2群レンズ枠39と第1遮光枠54の左右方向距離及び3群レンズ枠47と第2遮光枠59の左右方向距離を変化させるための機構として規制用突部26を利用した簡単な構造を採用しているので、当該機構の構成は簡単である。
例えば第1遮光枠54と第2遮光枠59をハウジング16に対して移動不能(固定)としてもよい。また遮光枠を一つのみとしたり、3つ以上としてもよい。3つ以上とする場合も、遮光枠(傾斜平板部)によって反射される迷光の進路を考慮しながら各傾斜平板部の傾斜角を設定する(必要に応じて互いの傾斜角(傾斜方向)を異ならせる)。
さらに移動レンズ群(及び、その支持枠)を3群以上とした上で、各移動レンズ群に対応する遮光枠位置調整機構と遮光枠を設けて実施してもよい。
さらに遮光枠を各移動レンズ群(及び、その支持枠)とは異なる部材に支持させて、各移動レンズ群が変倍動作するときに遮光枠を各移動レンズ群とは独立して移動させてもよい。
また、上記撮像光学系は上記実施形態の構成に限定されるものでない。例えば、光路屈曲手段として、第1プリズムLP1と第2プリズムLP2の代わりにミラーを用いてもよい。
15 本体モジュール
16 ハウジング(ケース)
17 取付用凹部
18 収納凹部
19 隔壁
20 連通孔
22 位置決め部
23 位置決め用突部
24 位置決め平面
25 プリズム用凹部
26 規制用突部
26a 遮光枠位置規制面
27 基板支持面
28 係止突起
30 第1係合凹部
31 第2係合凹部
32 34 係合突起
36 第1ロッド(支持軸)
37 第2ロッド(支持軸)
39 2群レンズ枠
40 挿通孔
41 回転止め溝
42 ナット保持孔
43 遮光シート
43a 光束規制開口
44 ドリブンナット
47 3群レンズ枠
48 挿通孔
49 回転止め溝
50 ナット保持孔
52 ガイドバー(支持軸)
52a ストッパ
53 スライド筒
54 第1遮光枠
54a 光束規制開口
54b 固定孔
54c 回転止め溝
54d 被支持部
54e 傾斜平板部
58 ガイドバー(支持軸)
58a ストッパ
59 第2遮光枠
59a 光束規制開口
59b 固定孔
59c 回転止め溝
59d 被支持部
59e 傾斜平板部
65 基板モジュール
66 回路基板
67 円形孔
69 撮像素子
70 カバーガラス
72 パッキン
73 露出用孔
74 貫通孔
76 カバー部材(ケース)
77 基部
78 短寸係合片
79 長寸係合片
80 係合孔
81 側部係合片
82 係合孔
84 85 86 押圧片
84a 85a 86a 押圧突起
L1 レンズ
L2 レンズ
L3 レンズ
L4 レンズ
L5 レンズ
L6 レンズ
LG1 第1レンズ群
LG2 第2レンズ群(レンズ群)(移動変倍レンズ群)
LG3 第3レンズ群(レンズ群)(移動変倍レンズ群)
LP1 第1プリズム(入射側光路屈曲手段)
LP1−a 入射面
LP1−b 出射面
LP2 第2プリズム(出射側光路屈曲手段)
LP2−a 入射面
LP2−b 出射面
M1 第1モータ
M1a 回転駆動軸
M2 第2モータ
M2a 回転駆動軸
S1 S2 圧縮コイルバネ
Claims (4)
- ケース内に設けた、該ケース外からケースの厚み方向に光軸を有する撮影対象側レンズを介して入射した撮影光を、該厚み方向に対して直交する該ケースの長手方向に向けて出射する入射側光路屈曲手段と、
上記ケース内に設けた、該入射側光路屈曲手段が出射した該撮影光を透過させるレンズ群と、
上記ケース内に設けた、該レンズ群を透過した後に入射した該撮影光を上記厚み方向に出射する出射側光路屈曲手段と、
上記ケース内に設けた、該出射側光路屈曲手段が出射した該撮影光を受光する撮像素子と、
上記ケース内において上記入射側光路屈曲手段と上記出射側光路屈曲手段との間に位置する、光束規制開口を有する遮光枠と、
を備え、
上記遮光枠は、上記撮影対象側レンズの光軸の方向から見たとき、上記レンズ群の光軸と直交する面に対して、上記入射側光路屈曲手段側または上記出射側光路屈曲手段側に傾斜している、上記光束規制開口を有する傾斜平板部を備えていることを特徴とする撮像ユニット。 - 請求項1記載の撮像ユニットにおいて、
上記ケース内に上記レンズ群の光軸と平行な支持軸を固定状態で設け、
上記遮光枠に、上記支持軸に支持されかつ該支持軸に対して直交する被支持部と、上記傾斜平板部とを設けた撮像ユニット。 - 請求項1または2記載の撮像ユニットにおいて、
上記レンズ群が、上記レンズ群の光軸方向に移動可能な移動変倍レンズ群であり、
上記遮光枠は、該移動変倍レンズ群の移動に伴って該移動変倍レンズ群の光軸方向に移動する撮像ユニット。 - 請求項1から3のいずれか1項記載の撮像ユニットにおいて、
上記遮光枠が複数であり、各遮光枠の上記傾斜平板部の傾斜方向が互いに異なる撮像ユニット。
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