JP5929669B2 - 光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、光学機器に関するものであり、特に詳しくは、レンズユニットに対するアオリ角度を調整するアオリ調整機構を有する光学機器に関するものである。

ＣＣＤ（Charged Coupled Device）又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）のような撮像素子を備えたデジタルカメラやデジタルビデオカメラでは、撮像素子の高精細対応が進んでいる。そして撮像面に配置される画素ピッチの微細化に伴い、入射する光の撮像面に対する位置合わせの要求基準がより高度化していっている。

特許文献１は、３つの楔形状調整部品により、固体撮像素子を押圧し、アオリ調整を行う機構が開示されている。特許文献１に記載の機構では、楔形状のカム部を備えた部材にツマミ部が一体に形成されている。そして、ツマミ部が操作されることで、カム部が動かされ押圧具合が変更されて固体撮像素子の傾きが調整される。

特開２００６−２１７４０３号公報

特許文献１に記載の機構では、楔形状部品の斜面の部分を使って、光学基準軸に垂直な方向の変位を、光学基準軸に平行な方向のより小さい変位に変換して、アオリ調整している。しかしながら、この構造では以下の問題点がある。

しかしながら、特許文献１に記載のツマミ部を操作する方法の場合、定量的な変位量を作り出す事は難しく、カム部の安定的な変動及び微小な変動に適していない。すなわち、操作者が、ツマミ部を所望の動作量だけ移動させて、楔形状部品を微小量だけ変位することが困難である。そのため、固体撮像素子の撮像面の高度な位置合わせに適していないという問題が推察される。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであり、簡便で適切なアオリ調整を可能とするアオリ調整機構を有する光学機器を提供する事を目的とする。

本発明の一態様に係る光学機器は、レンズユニット（２）と、前記レンズユニット（２）に取り付けられた光学素子（センサ３）と、前記レンズユニット（２）の光軸（１０）と垂直な平面に対する前記光学素子（センサ３）のアオリを調整するアオリ調整機構（４）と、備えた光学機器であって、前記アオリ調整機構（４）が、前記レンズユニット（２）側に延びた調整用ピン（アオリ調整用ピン３１）を有し、前記光学素子（アオリ調整機構４）を保持する保持部材（センサ保持部材３０）と、前記保持部材（センサ保持部材３０）の前記レンズユニット（２）側に取り付けられ、前記調整用ピン（アオリ調整用ピン３１）が受ける力に応じて変形することで前記平面に対する前記光学素子（センサ３）の傾きを変えるバネ部材（板バネ４０）と、前記バネ部材（４０）の前記レンズユニット（２）側に配置され、前記バネ部材（板バネ４０）を保持するフレーム（５０）と、前記フレーム（５０）の前記レンズユニット（２）側に配置され、前記フレーム（５０）に取り付けられたベース（ベース板７０）と、前記フレーム（５０）と前記ベース（ベース板７０）との間に保持された調整用部材（アオリ調整部材６０）と、を備え、前記調整用部材（アオリ調整部材６０）が、前記調整用ピン（アオリ調整用ピン３１）が当接する傾斜面（６２）を有する傾斜ブロック（６１）と、前記傾斜ブロック（６１）を軸に沿って移動させて、前記調整用ピン（アオリ調整用ピン３１）と前記傾斜面（傾斜面６２）との当接位置を光軸方向に移動させる送りネジ（６３）と、前記傾斜ブロックの前記傾斜面と対向する面から前記ベース側に突出して、前記ベースと当接する突起部（６１ｂ）と、を備え、前記送りネジ（６３）の軸と垂直な平面において、前記当接位置及び前記突起部（６１ｂ）の位置が前記送りネジの軸に対して、前記光軸（１０）と垂直な方向における同じ側に配置されているものである。簡便で適切なアオリ調整を可能とすることができる。
上記の光学機器において、前記送りネジ（６３）の軸と垂直な平面において、前記当接位置及び前記突起部（６１ｂ）の位置が、前記光軸（１０）と垂直な方向における前記レンズユニット（２）の光軸（１０）から遠い側に配置されていることが好ましい。こうすることで、より細かな調整が可能になる。
上記の光学機器において、前記傾斜ブロック（６１）が前記送りネジ（６３）の軸方向に沿って厚みが増す構造を有するよう、前記傾斜面（６２９が前記平面に対して傾斜しており、前記調整用部材（アオリ調整部材６０）には、前記傾斜面（６２）の厚みが増す方向に、前記傾斜ブロック（６１）を付勢する弾性体（圧縮コイルばね６５）が設けられているようにしてもよい。こうすることで、スラストガタを排除することができる。

本発明によれば、簡便で適切なアオリ調整を可能とするアオリ調整機構を有する光学機器を提供することができる。

撮像装置の構成を側面上方から見た斜視図である。 撮像装置をモニタ部側の側面下方からみた斜視図である。 撮像装置の主要構成を模式的に示す側面図である。 アオリ調整機構の全体構成を示す分解斜視図である。 アオリ調整機構の全体構成を示す分解斜視図である。 センサ保持基板とセンサ基板との構成を示す図である。 アオリ調整部材の構成を示す斜視図である。 アオリ調整部材の内部構成を示す透視図である。 アオリ調整部材と、ベース板との位置関係を説明するための平面図である。 アオリ調整部材と、ベース板との位置関係を説明するための平面図である。 実施の形態１にかかるアオリ調整機構の板バネの構成を示す平面図である。 実施の形態２にかかるアオリ調整機構の板バネの構成を示す平面図である。

本実施の形態にかかる光学機器は、レンズユニットに対するアオリ角度を調整するアオリ調整機構を有している。以下の説明において、光学機器が撮像装置である場合を例に挙げて説明を行う。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１、及び図２は、本実施の形態に係る撮像装置１の全体的な構成を示す斜視図である。図１は、撮像装置１を左前方から見た斜視図であり、図２は、撮像装置１を右前方から見た斜視図である。以下の説明では、説明の明確化のため、図に示すようなＸＹＺ直交座標系を用いて、説明を行う。

ここでは、Ｚ軸が、撮像装置１の前後方向を示し、Ｙ軸が撮像装置１の上下方向（鉛直方向）を示し、Ｘ軸が撮像装置１の左右方向（横方向）を示している。すなわち、Ｚ方向が、撮像装置１に設けられたレンズの光軸に平行な方向であり、Ｙ方向、及びＸ方向が撮像装置１に設けられたレンズの光軸と垂直な方向である。さらに、レンズ２ａ側を被写体（物体）側に向け、レンズ２ａと反対側をユーザ側に向け、かつ、操作部１８を上方に向けてユーザが撮像装置１を把持した状態において、撮像装置１を把持するユーザを基準に方向を特定する。すなわち、＋Ｘ側が左側、−Ｘ側が右側、＋Ｙ側が上方側、−Ｙ側が下方側、＋Ｚ側が後側（背面側）、−Ｚ側が前側（前面側）とする。もちろん、上記の方向は、相対的なものであり、撮像装置１の向きに応じて変化する。

（外部構成）
図１、及び図２に示すように、撮像装置１は、本体部１１と、モニタ部１３と、レンズ２ａと、レンズバリア１２と、操作部１８とを有している。撮像装置１は、アオリ調整機構を有している。

本体部１１は、略直方体形状を有しており、レンズ２ａを有するレンズ鏡筒、撮像素子、アオリ調整機構、制御回路、及びメモリなどを内蔵している。そして、本体部１１の前面には、レンズ２ａを覆うレンズバリア１２が設けられている。このレンズバリア１２が開くことで、レンズ２ａが露出して、撮像可能な状態となる。さらに、本体部１１の右側面の前方側には、レンズバリア１２の開閉を切り替えるためのレバー１７が設けられている。本体部１１の上面には、操作ボタンなどを有する操作部１８が設けられている。操作部１８は、録画開始ボタンや録画終了ボタン等を備えている。ユーザが、操作部１８を操作することで、被写体を撮像することができる。本体部１１の右側面には、バッテリを覆うバッテリカバー１４が設けられている。

図２に示すように、本体部１１の左側面には、モニタ部１３が設けられている。モニタ部１３は、本体部１１に対して、回動部１５を介して接続されている。回動部１５は、不図示のヒンジなどから構成されており、この回動部１５によって、モニタ部１３が本体部１１に開閉可能に取り付けられている。モニタ部１３は、被写体、記憶された画像データ、設定情報、及びその他の情報を表示する液晶ディスプレイなどを有している。なお、モニタ部１３を開いた状態では、モニタ部１３のモニタは、後方側、すなわちユーザ側を向いて配置されている。撮像装置１が、タッチパネル機能を備える場合には、モニタ部１３のディスプレイが操作部の一部となる。

レンズ２ａは、外部の光を撮像装置１内の撮像素子に導くものである。また、本体部１１には、撮像素子や制御回路等が配置されている。撮像装置１は、レンズ２ａを通して入射してきた光を受光して、被写体を撮像する。さらに、本体部１１のモニタ部１３が設けられた左側面と対向する右側面には、バッテリが収納されている。バッテリは、本体部１１に対して脱着可能に設けられ、撮像装置１のモニタ部１３や撮像素子に電源を供給する。

（内部構成）
次に、撮像装置１の内部構成について、図３を用いて説明する。図３は、撮像装置１の主要な内部構成を模式的に示す図である。なお、図３は、撮像装置１の内部構成を、主に機能の面から説明するための模式図であるため、実際の配置や構成とは異なっている箇所も存在している。

撮像装置１はレンズマウント６を介してレンズユニット２を筐体８に取り付ける構造を有している。レンズユニット２は、複数のレンズ２ａとそれを保持する鏡筒などを有している。レンズユニット２の光軸１０がセンサ３の中心と一致している。レンズ２ａを通して入射した画像光は、筐体内部のセンサ３に結像する。センサはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサやＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒＹ Ｍｅｔａｌ ＯＸｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサなどのイメージセンサからなる撮像素子である。センサ３は受光した光を電気信号に変換して、映像信号処理部７に出力する。映像信号処理部７、電気信号に対して映像化処理を行い、配線９を介してモニタ部１３等の外部に出力する。センサ３はレンズユニット２の光軸に対して可能な限り傾きが少ない状態で保持されなければならない。撮像装置１は、このような撮像面の傾きを調整するアオリ調整機構４を備える。

アオリ調整機構４は、図３では示さない調整操作部を備えている。撮像装置１の製造時に、調整者は、この調整操作部を操作することで、光軸に対するセンサ３の撮像面の角度を調整することができる。また撮像の際に、撮像者が、この調整操作部を操作することで、被写体に合わせてピント面を傾けたい場合等に、所望の調整を行うこともできる。また、アオリ調整機構４と筐体８を介する位置にバックフォーカス・光軸周り回転・センサセンタ調整を行う４軸調整機構５が設けられている。４軸調整機構５の４軸については、アオリ調整機構４のアオリとは別に調整可能である。この４軸調整機構５による４軸調整と、アオリ調整機構４による２軸調整により、撮像装置１では計６軸の調整が可能となっている。音声について本実施例では特にふれないが、マイクを備えて音声を電気信号に変換し、映像信号と合わせて扱える。

（アオリ調整機構４）
図４及び図５は図３におけるセンサ３とアオリ調整機構４及びセンサ３の具体的な構成を表す分解斜視図である。図４と図５はセンサ３及びアオリ調整機構４を異なる角度から示している。

上記の通り、−Ｚ側がレンズ側となっている。したがって、レンズ側から、ベース板７０、アオリ調整部材６０、フレーム５０、板バネ４０、センサ保持部材３０、センサ基板２０の順番で配置されている。センサ基板２０は、センサ３を保持する基板である。すなわち、撮像素子であるセンサ３がセンサ基板２０に固定されている。センサ基板２０は、センサ３と接続される回路や配線などが形成されたプリント配線基板である。

センサ基板２０の−Ｚ側には、センサ保持部材３０が配置されている。センサ基板２０は、ネジ等によってセンサ保持部材３０に固定されている。センサ保持部材３０は、平面視において、概略矩形枠状であり、その中心にレンズユニット２からの光をセンサ３に導くための開口部３４を備えている。すなわち、レンズユニット２からの光は、開口部３４を介してセンサ３に入射する。さらに、センサ保持部材３０は、アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂ、及び固定支持点用ピン３２を有している。アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂ、及び固定支持点用ピン３２は、−Ｚ側、すなわちレンズユニット２側に延びている。センサ保持部材３０には、２つのアオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂと、１つの固定支持点用ピン３２が設けられている。

アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂと固定支持点用ピン３２は、矩形枠状のセンサ保持部材３０の角部周辺に配置されている。２つのアオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂは、開口部３４を介したセンサ保持部材３０の対角に配置されている。アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂの先端は後述するように傾斜ブロック６１の傾斜面６２と当接している。なお、図４、及び図５では、アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂが傾斜面６２に当接する様子を示している。固定支持点用ピン３２は、センサ保持部材３０のアオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂが設けられていない角部周辺に配置されている。固定支持点用ピン３２の先端は、例えば、ベース板７０に接触されている。なお、アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂと固定支持点用ピン３２の配置は特に限定されるものではなく、３つのピンが同一直線上になければよい。すなわち、ＸＹ平面において、２つのピンを結ぶ直線上に、もう一つのピンが配置されていなければよい。

センサ保持部材３０の−Ｚ側には、板バネ４０が配置されている。板バネ４０は、ネジなどによってセンサ保持部材３０に固定されている。板バネ４０は、ＸＹ平面に沿って配置された薄板のばね部材である。板バネ４０には、開口部４４と穴４０６が設けられている。すなわち、金属板を加工して貫通穴を設けることで、板バネ４０を形成することができる。アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂ、及び固定支持点用ピン３２は、穴４０６を通っている。

開口部４４は、レンズユニット２からの光をセンサ３に導くために設けられている。すなわち、レンズユニット２からの光は、開口部４４を通過して、センサ３に入射する。Ｙ方向において、２つの穴４０６の間に開口部４４が配置されている。板バネ４０に穴４０６を設けることで、板バネ４０が弾性変形して、バネ機能を有する。板バネ４０は、例えば、板厚０．３ｍｍのステンレス製の薄板ばねである。板バネ４０は、アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂを後述する傾斜ブロック６１に押し付けるための付勢力を発生している。

板バネ４０の−Ｚ側には、フレーム５０が配置されている。フレーム５０は、上記した４軸調整機構５に固定される。フレーム５０は、矩形枠状に形成されており、開口部５４を有している。開口部５４は、レンズユニット２からの光をセンサ３に導くために設けられている。フレーム５０は、板バネ４０を保持している。すなわち、板バネ４０をフレーム５０に固定することで、板バネ４０がフレーム５０とセンサ保持部材３０との間に保持される。

センサ保持部材３０は板バネ４０を介してフレーム５０に保持されている。アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂが力を受けることで、板バネ４０が変形する。これにより、センサ保持部材３０が傾き、センサ３のアオリ量を制御する。アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂが受ける力が小さくなった場合は、板バネ４０の復元力が働いて元に復元する。

フレーム５０の−Ｚ側の面には、切欠部５１が形成されている。この切欠部５１にアオリ調整部材６０が配置される。すなわち、アオリ調整部材６０は、フレーム５０の−Ｚ側に配置され、切欠部５１に挿入される。切欠部５１はアオリ調整部材６０の両端周辺に配置されている。ここでは、２つのアオリ調整部材６０が設けられている。２つのアオリ調整部材６０は同じ構成を有しており、向きが反対になっている。２つのアオリ調整部材６０は独立して駆動可能である。アオリ調整部材６０のそれぞれには、傾斜ブロック６１をＹ方向に移動させるための送りネジ６３が設けられている。

アオリ調整部材６０は、Ｙ方向に延びた部材であり、その途中に傾斜ブロック６１を有している。傾斜ブロック６１は、楔形状を有しており、ＸＹ平面に対して傾斜した傾斜面６２を有している。２つのアオリ調整部材６０では、傾斜面６２の傾斜方向が反対になっている。この傾斜面６２に、アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂが当接する（図５参照）。傾斜ブロック６１がＹ方向に移動することで、傾斜面６２とアオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂとの当接位置がＺ方向に変位する。Ｙ方向における傾斜ブロック６１の位置に応じて、傾斜ブロック６１がアオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂを押圧する押圧力が変化する。このように、傾斜面６２を有する傾斜ブロック６１がＹ方向の移動をＺ方向の移動に変換するカム部となる。

２つのアオリ調整部材６０は、レンズユニット２からの光を遮らないようにＸ方向に離間して配置されている。アオリ調整部材６０は２つ設けられている。アオリ調整用ピン３１ａが一方のアオリ調整部材６０の傾斜ブロック６１と当接し、アオリ調整用ピン３１ｂが他方のアオリ調整部材６０の傾斜ブロック６１と当接する。センサ３の光学中心を対角状に挟んで設けた２箇所のアオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂを押す事で２軸の傾きに対応している。

上記のように、傾斜ブロック６１は送りネジ６３と螺合している。よって、送りネジ６３を回転させることで、傾斜ブロック６１がＹ方向に変位する。傾斜ブロック６１がＹ方向に移動すると、アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂが傾斜ブロック６１に押されて、Ｚ方向に変位する。このように、傾斜ブロック６１のＹ方向の移動に沿って、傾斜ブロック６１とアオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂとの当接位置が比例的に変化する。

さらに、フレーム５０、及びアオリ調整部材６０の−Ｚ側には、ベース板７０が配置されている。すなわち、ベース板７０は、アオリ調整機構４の最も−Ｚ側に配置されている。ベース板７０は、レンズユニット２からの光を導くための開口部７４が設けられている。すなわち、レンズユニット２からの光は、開口部７４を通って、センサ３に入射する。ベース板７０は、フレーム５０に取り付けられている。アオリ調整部材６０は、フレーム５０とベース板７０との間で保持される。ベース板７０は、送りネジ６３の基準面となっている。なお、なお、図４及び図５に図示されない光学フィルタ、光学面への塵埃の進入を防ぐスペーサ等が組み込まれてもよい。

（アオリ調整部材６０の構造）
図６は、センサ３を実装したセンサ基板２０と、アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂ、及び固定支持点用ピン３２を備えたセンサ保持部材３０を示す斜視図である。センサ保持部材３０には先端が球状の押圧ピンが三箇所設けられている。センサ保持部材３０は、１つの固定支持点用ピン３２と２つのアオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂを有している。２つのアオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂは、開口部３４を挟んだ対角に配置されている。固定支持点用ピン３２は、アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂが設けられた対角の反対側の対角の一方に配置されている。

アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂが設けられた２箇所を、送りネジ６３で螺合された傾斜ブロック６１の傾斜面６２で押し上げて角度調整する構造である。レンズユニット２の光軸１０は、センサ３の中心に一致するように配置されている。そして、レンズユニット２の光軸１０をセンサ３の受光面に対して垂直になるようにアオリ角を調整する。

以下、アオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂとアオリ調整部材６０との構成について説明する。なお、アオリ調整用ピン３１ａとアオリ調整用ピン３１ｂについての構造は基本的に同一であるため、適宜、アオリ調整用ピン３１ａとアオリ調整用ピン３１ｂをアオリ調整用ピン３１と称して、説明を行う。図７及び図８は、傾斜ブロック６１にアオリ調整用ピン３１が当接した状態のアオリ調整部材６０を示す斜視図である。アオリ調整部材６０は、傾斜ブロック６１、送りネジ６３、ナット６４、圧縮コイルばね６５、及びカラー６６を備えている。傾斜ブロック６１の＋Ｚ側の面が、ＸＹ平面に対して傾いた傾斜面６２となっている。

送りネジ６３によって傾斜ブロック６１がＹ方向に変位する。送りネジ６３にはＭ３メートル並目ねじが形成されている。したがって、ねじ１回転で、傾斜ブロック６１が５００μｍ移動する。なお、送りネジ６３に細目ねじを採用すれば、ねじ１回転の移動量を３５０μｍとする事も可能である。更に規格にこだわらなければ、専用ねじとしてピッチ２５０μｍといった、さらに微細な移動も実現可能である。

傾斜ブロック６１のＹ方向の位置に応じて、Ｚ方向における傾斜ブロック６１の厚さが変化するように傾斜面６２が傾斜している。送りネジ６３を回転させていくと、傾斜面６２を有する傾斜ブロック６１が軸６７に沿って送り出されていく。送りネジ６３の軸６７は、Ｙ方向に沿って配置されている。傾斜面６２にはアオリ調整用ピン３１が当接している。アオリ調整用ピン３１の球状先端部を傾斜ブロック６１の傾斜面６２で押圧する。傾斜面６２が、傾斜ブロック６１のＹ方向の移動をアオリ調整用ピン３１のＺ方向の移動に変換する。

図７では、−Ｙ側に向かうにつれて、Ｚ方向における傾斜ブロック６１の厚さが増加するように、傾斜面６２が傾斜している。したがって、傾斜ブロック６１を＋Ｙ方向に移動すると、アオリ調整用ピン３１が＋Ｚ方向に移動する。

ＸＹ平面に対する傾斜面６２の傾斜角度に応じて、アオリ調整用ピン３１がＺ方向に移動する。ＸＹ平面に対して傾斜面６２が傾斜している角度を適切な値にすることで、所望の位置調整分解能を得ることができる。すなわち、送りネジ６３の１回転に対するアオリ調整用ピン３１の移動量は、傾斜面６２の角度と送りネジ６３の送りピッチによって決まっている。送りネジ６３の送りピッチと傾斜面６２の角度に応じた分解能で位置調整することができる。換言すると、送りピッチを小さくするほど、傾斜面６２をなだらかにするほど、細かなアオリ調整が可能となる。さらに、２つのアオリ調整用ピン３１が対角に配置されているため、２軸方向のアオリ角を調整することができる。

送りネジ６３の材質としては、磨耗と入手性、コストを考慮してＳＳ４００等の一般構造用圧延鋼材とすることができる。軸６７がベース板７０に対して平行になるようにアオリ調整部材６０を取り付ける。傾斜ブロック６１は送りネジ６３と螺合されている。送りネジ６３を回転させると、送りネジ６３の軸６７に沿って、傾斜ブロック６１が移動する。

図８は傾斜ブロック６１のスラストガタを排除する構成を説明するものであり、一部の構成の断面を示している。傾斜ブロック６１と同じく送りネジ６３に螺合されたナット６４はベース板７０で回転しない外形を有している。ナット６４は、送りネジ６３の回転につれて傾斜ブロック６１と間隔を保ちながら移動する。ナット６４と傾斜ブロック６１の間には圧縮コイルばね６５が送りネジ６３と同軸で配置されている。圧縮コイルばね６５は、傾斜ブロック６１をナット６４から離れる側に付勢している。圧縮コイルばね６５と送りネジ６３の間にはカラー６６が、送りネジ６３と同軸に配置されている。送りネジ６３と圧縮コイルばね６５が干渉しないようにカラー６６が設けられている。このようにすることで、スラストガタを低減することができる。

次に、傾斜面６２上でのアオリ調整用ピン３１の当接位置について、図９を用い説明する。図９は、傾斜面６２上でのアオリ調整用ピン３１の当接位置を示すＸＺ平面図である。すなわち、図９は送りネジ６３の軸６７と垂直な平面視の構成を示している。図９に示すように、Ｘ方向における傾斜ブロック６１とアオリ調整用ピン３１との当接位置をＡとする。Ｘ方向において、当接位置Ａは、送りネジ６３の軸６７からずれている。

ここでは、送りネジ６３の軸６７を境界として、光軸１０から遠い側でアオリ調整用ピン３１が設けられている。すなわち、Ｘ方向において、アオリ調整用ピン３１と光軸１０との間に、送りネジ６３の軸６７が配置されている。こうすることで、センサ３中心から遠い位置に角度変位を与える事ができ、微小な角度調整に対応する。光軸１０から離れた位置にアオリ調整用ピン３１を配置することで、アオリ角をより細かく調整することができる。また、送りネジ６３の軸６７から可能な限り離れた位置でアオリ調整用ピン３１を傾斜面６２と接触させることが好ましい。こうすることで、より少ない板バネ４０の力で、送りネジ６３の回転方向の力を抑える事が出来る。

傾斜ブロック６１の傾斜面６２と対向する面を対向面６１ａとする。すなわち、傾斜ブロック６１の−Ｚ側の面を対向面６１ａとする。対向面６１ａはＸＹ平面に沿って設けられている。そして、対向面６１ａとベース板７０の間には２ｍｍのクリアランスを確保してある。さらに、対向面６１ａからは突起部６１ｂが設けられている。突起部６１ｂは、対向面６１ａから−Ｚ側に突出している。すなわち、突起部６１ｂは対向面６１ａから約２ｍｍ突出している。そして、突起部６１ｂの先端がベース板７０と当接している。Ｘ方向における突起部６１ｂとベース板７０の当接位置を当接位置Ｂとする。

傾斜ブロック６１の対向面６１ａがベース板７０と接触するように設計すると、部品の寸法や組立のばらつきにより、送りネジの軸６７とベース板７０の平行が保てない場合に、調整部品の動きが渋くなる或いは動かなくなる。従って、本実施形態では、図９に示すように、ベース板７０と対向面６１ａとの間にクリアランスを確保している。さらに、アオリ調整用ピン３１の先端部に合わせて、送りネジ６３の軸６７を境界として光軸１０から遠い側に、ベース板７０に接する突起部６１ｂを設けている。突起部６１ｂがベース板７０に当接した状態で傾斜面６２が正規の位置になるように設定している。こうすることで、傾斜ブロック６１がアオリ調整用ピン３１とベース板７０に挟まれた構成となる。すなわち、＋Ｚ側からは、アオリ調整用ピン３１が傾斜ブロック６１を押さえ、−Ｚ側からは突起部６１ｂを通じてベース板７０が傾斜ブロック６１を押さえている。これにより、送りネジ６３の回転に伴って、傾斜ブロック６１が回転するのを防ぐことができる。

Ｘ方向において、当接位置Ａと当接位置Ｂを軸６７からずらして配置している。このように、突起部６１ｂと傾斜ブロック６１との当接位置Ｂと、アオリ調整用ピン３１と傾斜ブロック６１の当接位置Ａを設定すれば、部品寸法或いは組立ばらつきで送りネジの軸とベース板７０の面の平行が保てない場合であっても、傾斜ブロック６１は、送りネジ６３の軸６７について傾きながら接触を保つ事が出来る。そして傾いてはいるが送りネジ６３の軸６７の傾きの範囲内であり、送りネジ６３の回転の影響は受けない。

図９において、送りネジ６３が紙面表からみて時計回りに回転する場合について考える。傾斜ブロック６１の突起部６１ｂがベース板７０に当接する。これにより、送りネジ６３の回転が傾斜ブロック６１の傾斜面６２に影響するのを抑える事が出来る。逆に、反時計回り方向に回転する場合、板バネ４０の付勢力によって、送りネジ６３の回転が傾斜ブロック６１の傾斜面６２に影響するのを抑える事が出来る。換言すると、送りネジ６３の回転により傾斜ブロック６１が受ける力より大きい力がアオリ調整用ピン３１から掛かるように板バネ４０の力を設定すれば良い。アオリ調整用ピン３１が傾斜面６２に当接する当接位置Ａが送りネジ６３の軸６７から離れているほどより少ない力で送りネジ６３の回転の影響を抑えられる。よって、本実施形態では、傾斜ブロック６１の最外縁部に突起部６１ｂを設けている。すなわち、突起部６１ｂは傾斜ブロック６１の＋Ｘ側の端部に形成されている。

図１０は、送りネジ６３が傾斜ブロック６１を動かす力が円滑に伝わるように送りネジ６３の軸６７上にアオリ調整用ピン３１の当接位置Ｃを設けた比較例の構成を示すＸＺ平面図である。部品寸法や組立ばらつきにより、調整部材の動きが渋くなる或いは動かなくなる恐れがある。したがって、必ず、傾斜ブロック６１とベース板７０とのクリアランスは必要であるが、送りネジ６３の軸６７上に当接位置Ｃを設けると、送りネジ６３の回転方向によって傾斜ブロック６１が矢印の方向に振られてしまう。よって、アオリ調整用ピン３１の変位量も不安定になってしまう。

このように本実施の形態の構成によって、簡便にアオリを調整することができる。なお、本実施形態では、センサ３の保持・位置復元に板バネ４０を利用しているが、センサ３をコイルスプリングの力を利用して回転可能に保持するようにしてもよい。この場合であっても、センサ保持部材３０に設けたアオリ調整用ピン３１が傾斜面６２から力を受けて変位する構成が可能である。

センサ保持部材３０を傾斜面６２により微小量押圧して傾きを僅かに変えるために、送りネジ６３を用いているが、通常ネジの螺合部にはスラストガタがある。よって、送りネジ６３の回転方向を変える際にスラストガタがバックラッシュとなり、傾斜面６２の追従遅れが生じる。そこで送りネジ６３の軸６７方向に傾斜面６２が低い部分から高い部分に変化する向きに付勢する構造とする。例えば、図７に示したように、＋Ｙ方向に傾斜ブロック６１が移動するように、傾斜ブロック６１を送り出していく。こうすることで、予め、傾斜ブロック６１をガタの範囲内で高い傾斜面６２の側に押し付けて、ガタの影響を排除することできる。
また、上記の構成は、以下のように表現することもできる。図９に示すように、送りネジ６３の軸６７を含み光軸１０と平行なＹＺ平面Ｐと、傾斜面６２との交線Ｌ１によって分割される傾斜面６２の光軸側の領域（図９において交線Ｌ１よりも左側の領域）を第一の領域６２ａとし、光軸１０から遠い側の領域（図９において交線Ｌ１よりも右側の領域）を第二の領域６２ｂとする。送りネジ６３の軸６７を含み光軸１０と平行なＹＺ平面Ｐと、対向面６１ａとの交線Ｌ２によって分割される対向面６１ａの光軸側の領域（図９において交線Ｌ２よりも左側の領域）を第三の領域６９ａとし、光軸１０から遠い側の領域（図９において交線Ｌ２よりも右側の領域）を第四の領域６９ｂとする。この場合、当接位置Ａは第二の領域６１ｂに設けられ、突起部６１ｂは第四の領域６９ｂに設けられている。あるいは、当接位置Ａは第一の領域６１ａに設けられ、突起部６１ｂは第三の領域６９ａに設けられている。

（板バネ４０の構造）
図１１は、板バネ４０の平面形状を示すＸＹ平面図である。図１１はレンズ側から見た状態である。板バネ４０の中央にはセンサ３用の開口部４４が設けてある。板バネ４０の材質はＪＩＳ規格にて規定されるばね用ステンレス鋼帯であるＳＵＳ３０４ＣＳＰ材を用いている。板バネ４０としての性質の他に耐食性も備えている。更にＳＵＳ３０４ＣＳＰは汎用的な非磁性のステンレス鋼帯材として広く流通しており、入手は容易である。板厚も豊富で１ｍｍ以下では、０．９ｍｍ、０．７ｍｍ等一部に汎用品として入手出来ない品も存在するが、それ以外はほぼ０．１ｍｍ置きに規格品が存在する。本実施形態では０．６ｍｍ厚のものを用いている。前述の如く送りネジ６３の回転方向が、傾斜ブロック６１の回転止めが無い側に回転する方向の場合、板バネ４０の力で抑えられるように板厚を選定する。

板バネ４０は、ばね機能部４０１、センサ保持部４０２、固定支持部４０３、固定部４０４、及び開口部４４を備えている。開口部４４は、外形が矩形状の板バネ４０の中心部分に設けられている。そして、ＸＹ平面において、開口部４４にセンサ３が配置される。

開口部４４の外側には、センサ保持部材３０を可動に保持するためのセンサ保持部４０２が設けられている。センサ保持部４０２には、固定用穴４０８が設けられている。固定用穴４０８にネジなどを挿入するころで、板バネ４０とセンサ保持部材３０が固定される。ここでは、固定用穴４０８は、センサ保持部材３０の４隅に対応する箇所に、それぞれ配置されている。

センサ保持部４０２の外側には固定部４０４が配置されている。すなわち、板バネ４０の外周部分がフレーム５０を固定するための固定部４０４となる。固定部４０４には、固定用穴４０７が設けられている。固定用穴４０７にネジなどを挿入するころで、板バネ４０とフレーム５０が固定される。ここでは、固定用穴４０７は、フレーム５０の４隅に対応する箇所に、それぞれ配置されている。

そして、固定部４０４とセンサ保持部４０２は、穴４０６ａ〜４０６ｃによって隔てられている。３つの穴４０６ａ〜４０６ｃが開口部４４の周りにそれぞれ離間して配置されている。穴４０６ａはＬ字状、穴４０６ｂ、４０６ｃは矩形状に開口している。この穴４０６ａ、４０６ｂの中にアオリ調整用ピン３１ａ、３１ｂと固定支持点用ピン３２が配置される。穴４０６ａに一つのアオリ調整用ピン３１ａが配置され、穴４０６ｂに１つのアオリ調整用ピン３１ｂと１つの固定支持点用ピン３２が配置される。アオリ調整用ピン３１ａとアオリ調整用ピン３１ｂは、開口部４４を隔てた対角に配置されている。すなわち、図１１では開口部４４の左上にアオリ調整用ピン３１ｂが配置され、開口部４４の右下にアオリ調整用ピン３１ａが配置される。また、固定支持点用ピン３２は、開口部４４の右上に配置されている。

センサ保持部４０２と固定部４０４との繋ぎ部分に、固定支持部４０３及びばね機能部４０１が配置される。固定支持部４０３はＸＹの両方向について繋がっている。２つのばね機能部４０１は、開口部４４を隔てた対角に配置され、Ｙ方向に延びている。一方のばね機能部４０１は、穴４０６ａと穴４０６ｂとを隔ており、他方のばね機能部４０１は穴４０６ａと穴４０６ｃとを隔てている。固定支持部４０３は、穴４０６ｂと穴４０６ｃとを隔てている。ばね機能部４０１は、傾斜面６２の押圧に応じて変形しながらセンサ３を傾ける。

このように、板バネ４０をフレーム５０とセンサ保持部材３０との間に取り付ける構成としている。簡便な構成で、ばね機能部４０１と固定支持部４０３が正しい位置関係に固定できるので組立が容易である。さらに、ネジなどによって、板バネ４０を固定することができるため、容易に組み立てることができる。さらに、図１１のような板バネ４０を用いることで、撮像装置１の小型化を図ることができる。例えば、撮像装置１のＹ方向の幅をより狭くすることができる。

対象物を正しく撮影するためには、フランジバックの調整等に加えて結像光学系の光軸１０に対してセンサ３の受光面を正対させる必要がある。楔形状の傾斜面による調整は、光軸１０に垂直な方向の変位を光軸に平行な方向の変位に変換出来るので、光軸方向の省スペース化に役立つ。さらに、傾斜面の角度設定により、入力変位量と作用する変位量の比を自由に設定できるというメリットもある。なお、これに対し、傾斜面を有する楔状部材をツマミ等を介して直接動かす従来の調整方法（特許文献１）は、定量的な移動量の把握が難しく、微小量の移動に不向きである。

本実施の形態のように、送りネジ６３で微小量送るようにした場合、送りネジ６３の回転に応じて調整部品自体も摩擦で同方向に回転する力を受ける。したがって、傾斜面６２が安定せず、送りネジ６３の進行量とセンサ３の傾き角度が比例せず不安定になる。送りネジ６３の回転による影響を受けにくい送りネジ６３の軸６７上に当接位置を設ける事が考えられるが、傾斜ブロック６１は可動部品なので周囲部品と必ずクリアランスを確保する必要があり、送りネジ６３の軸６７上に当接位置Ｃを設けた場合でも、送りネジ６３の回転の影響は避けられない。

そこで本実施の形態では、上記の通り、送りネジ６３の軸６７からずれた位置に、当接位置Ａと突起部６１ｂを配置している。より好ましくは、光軸１０から遠い側にアオリ調整用ピン３１の当接位置Ａと突起部６１ｂを設けている。傾斜面６２が押圧する位置が光軸１０から遠い側にあると、微小角度の調整に適するからである。更に傾斜ブロック６１とベース板７０の面の関係は密着せず数ミリ程度の僅かなクリアランスを確保し、当接位置Ａと同様に、当接位置Ｂを送りネジ６３の軸６７とずらす。すなわち、光軸１０から遠い側に突起部６１ｂを設けて、突起部６１ｂとベース板７０の当接位置Ｂを光軸１０から遠い側にずらす。

対向面６１ａからベース板７０側に突出した突起部６１ｂでのみベース板７０と当接し、突起部６１ｂがベース板７０と接触している状態で傾斜面６２が正規の位置になるように寸法設定を行う。傾斜ブロック６１の対向面６１ａをベース板７０と接触するように配置すると、部品のばらつきにより送りネジ６３の軸６７とベース板７０の平行が保てない場合に、傾斜ブロック６１の動きが渋くなる、或いは動かなくなる。傾斜ブロック６１のベース板７０に対向する対向面６１ａで、送りネジ６３の軸６７を投影した部分から離れて部分でベース板７０に接するように設定する。こうすることで、部品寸法或いは組立ばらつきで送りネジの軸とベース面の平行が保てない場合であっても、螺合の自由度を失わずに傾いて接触を保つ事が出来る。

センサ保持部材３０を傾斜面６２により微小量押圧して傾きを僅かに変えるために、上記の実施形態では送りネジ６３を用いているが、ねじの螺合部にはスラストガタがある場合がある。送りネジ６３の回転方向を変える際にバックラッシュとなり、傾斜面６２の追従遅れが生じる。そこで、本実施の形態では、送りネジ６３の軸６７と同方向に斜面が低い部分から高い部分に変化する方向に付勢する圧縮コイルばね６５を設ける構造とする。こうすることで、予め傾斜ブロック６１をガタの範囲内で高い斜面の側に押し付けて、ガタの影響を排除する。もちろん、圧縮コイルばね６５以外の弾性部材で、傾斜ブロック６１を軸６７方向に付勢してもよい。また、ねじは汎用的な工作機械で製作可能であり、規格も定まっているので品質の安定した部品を安価に製作可能である。

実施の形態２．
本実施の形態では、板バネ４０の構造が実施の形態１と異なっている。板バネ４０以外の基本的構成については、実施の形態１と同様であるため、共通する部分は説明を省略する。

図１２は、本実施の形態にかかる板バネ４０を示すＸＹ平面図である。本実施の形態では板バネ４０がジンバル構造を有している。開口部４４の外側には穴４０６ａ、４０６ｂが設けられている。穴４０６ａ、４０６ｂはコの字型に開口しており、互いに向かい合っている。穴４０６ａ、４０６ｂの間がばね機能部４０１ａとなっている。２つのばね機能部４０１ａはＹ方向に沿って設けられている。ばね機能部４０１ａは、Ｘ方向において、開口部４４の中心近傍に配置されている。

さらに、穴４０６ａ、４０６ｂの外周には、穴４０６ｃ、４０６ｄが設けられている。穴４０６ｃ、４０６ｄはコの字型に開口しており、互いに向かい合っている。穴４０６ｃ、４０６ｄの間がばね機能部４０１ｂとなっている。２つのばね機能部４０１ｂはＸ方向に沿って設けられている。ばね機能部４０１ｂは、Ｙ方向において、開口部４４の中心近傍に配置されている。一方のアオリ調整用ピン３１ａは開口部４４を通過しており、他方のアオリ調整用ピン３１ｂは、穴４０６ｄを通過している。固定支持点用ピン３２は穴４０６ａと通過している。

穴４０６ａ、４０６ｂのペアと、穴４０６ｃ、４０６ｄのペアとは９０°向きが異なっている。したがって、ばね機能部４０１ａとばね機能部４０１ｂは９０°異なる向きとなっている。換言すると、ばね機能部４０１ａはＹ方向の回転軸となり、ばね機能部４０１ｂはＸ方向の回転軸となる。このように、ジンバルに配置すれば、ＸＹの各方向に関して両側からばね機能部が保持するので固定支持部が無く、アオリ調整の際の２軸を分離した状態で調整できる。Ｘ軸回りとＹ軸回りに分離した状態でアオリ角を調整することができるため、さらに、調整を容易に行うことができる。

その他の形態．
上記の説明では、アオリ調整用ピン３１とアオリ調整部材６０のペアを２組設けたが、アオリ調整用ピン３１とアオリ調整部材６０のペアは１組であってもよく、３組以上あってもよい。

なお、以下の説明では、レンズユニット２に対するセンサ３のアオリ角を調整するアオリ調整機構４を有する撮像装置１について説明したが、本実施の形態にかかるアオリ調整機構４は、撮像装置用に限られるものではない。レンズユニット２に対して取り付けられる光学素子を有する光学機器であれば、アオリ調整機構４を設置することが可能である。

例えば、表示素子などがレンズユニットに対して取り付けられるプロジェクタなどの光学機器であれば、アオリ調整機構４を取り付けることが可能になる。より具体的には、レンズユニット２などの光学系を通して機器外部に映像を投射する液晶表示デバイスのアオリ調整機構に対しても、上記のアオリ調整機構４を用いることができる。簡便な調整で、レンズユニット２の光軸１０に対して光学素子を正対させることができる。これにより、アオリを調整することができ、表示品質を向上することができる。スラストガタを排除した傾斜ブロック６１を、回転防止構造を取りつつ送りネジで送って微小角度変更する利用も可能である。

１ 撮像装置
２ レンズユニット
２ａ レンズ
３ センサ
４ アオリ調整機構
５ ４軸調整機構
６ レンズマウント
７ 映像信号処理部
８ 筐体
９ 配線
１０ 光軸
１１ 本体部
１２ レンズバリア
１３ モニタ部
１４ バッテリカバー
１５ ヒンジ
１７ 開閉レバー
１８ 操作部
２０ センサ基板
３０ センサ保持部材
３１ アオリ調整用ピン
３２ 固定支持点用ピン
３４ 開口部
４０ 板バネ
４４ 開口部
５０ フレーム
５１ 切欠部
６０ アオリ調整部材
６１ 傾斜ブロック
６１ａ 対向面
６１ｂ 突起部
６２ 傾斜面
６３ 送りネジ
６４ ナット
６５ 圧縮コイルばね
６６ カラー
７０ ベース板
７４ 開口部
４０１ ばね機能部
４０２ センサ保持部
４０３ 固定支持部
４０４ 固定部
４０６ａ 穴
４０６ｂ 穴
４０６ｃ 穴
４０６ｄ 穴
４０７ 固定用穴
４０８ 固定用穴

Claims (3)

1. レンズユニットと、
   前記レンズユニットに取り付けられた光学素子と、
   前記レンズユニットの光軸と垂直な平面に対する前記光学素子のアオリを調整するアオリ調整機構と、備えた光学機器であって、
   前記アオリ調整機構が、
   前記レンズユニット側に延び、光学中心を対角状に挟んで設けた２か所の調整用ピンを有し、前記光学素子を保持する保持部材と、
   前記保持部材の前記レンズユニット側に取り付けられ、前記調整用ピンが受ける力に応じて変形することで前記平面に対する前記光学素子の傾きを変えるバネ部材と、
   前記バネ部材の前記レンズユニット側に配置され、前記バネ部材を保持するフレームと、
   前記フレームの前記レンズユニット側に配置され、前記フレームに取り付けられたベースと、
   前記フレームと前記ベースとの間に保持された調整用部材と、を備え、
   前記調整用部材が、
   前記調整用ピンが当接する傾斜面を有する傾斜ブロックと、
   前記傾斜ブロックを軸に沿って移動させて、前記調整用ピンと前記傾斜面との当接位置を光軸方向に移動させる送りネジと、
   前記傾斜ブロックの前記傾斜面と対向する面から前記ベース側に突出して、前記ベースと当接する突起部と、
   を備え、
   前記送りネジの軸と垂直な平面において、前記当接位置及び前記突起部の位置が、前記送りネジの軸に対して、前記光軸と垂直な方向における同じ側に配置されており、前記送りネジの軸と前記当接位置と前記突起部が同一直線上に配置されていないことを特徴とする光学機器。
2. 前記送りネジの軸と垂直な平面において、前記当接位置及び前記突起部の位置が、前記送りネジの軸に対して、前記光軸と垂直な方向における前記レンズユニットの光軸から遠い側に配置されている請求項１に記載の光学機器。
3. 前記傾斜ブロックが前記送りネジの軸方向に沿って厚みが増す構造を有するよう、前記傾斜面が前記平面に対して傾斜しており、
   前記調整用部材には、前記傾斜面の厚みが増す方向に前記傾斜ブロックを付勢する弾性体が設けられている請求項１、又は２に記載の光学機器。

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