JP2008283358A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学フィルタ類の保持機構のさらなる薄型化を図ることができる撮像装置を提供する。
【解決手段】ＣＣＤ２２の保護ガラス２３上にＣＣＤプレート２４を載せ、このＣＣＤプレート２４上にＣＣＤマスク２６、光学ＬＰＦ２７、光学ＬＰＦカバー２８を順に積層し、ＣＣＤプレート２４と光学ＬＰＦカバー２８をビス２９により締結するとこでユニット化し、ユニットとして、位置及び傾き調整をできるように構成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に、鏡筒内での撮像素子の固定技術に特徴のある撮像装置に関する。

ＣＣＤやＣＭＯＳのような撮像素子を用いて、撮影光学系によって結像された被写体象を電気信号に変換する電子スチルカメラ、いわゆるデジタルカメラが普及している。これら撮像素子には、人間の目には見えない赤外光に対して感度を持つものがあり、赤外光による画質の低下を防止するために、撮影光学系内部に赤外カットフィルタを配置した撮像装置がある。

また、撮像素子の画素ピッチによって決まるサンプリング周波数を含む被写体を撮像した場合に発生する偽色やモアレによる画質低下を防止するために、以下の撮像装置も知られている。即ち、複屈折現象を呈する水晶により作られた光学ローパスフィルタを撮像素子の被写体側前面に配置した撮像装置である。

これら赤外カットフィルタまたは光学ローパスフィルタまたはその両方（以降、光学フィルタ類と称する）を保持するために、以下の構造が提案されている。即ち、撮影光束が通る開口を有するとともに光学フィルタ類を大きくずれること無く位置決めするための窪みを有する地板に対して、光学フィルタ類をはめ込み、接着固定する構造である。

ところで、撮像素子表面にごみが付着した場合、そのごみの部分は光が当たらないため、被写体像にごみの影が入り、撮影画像にごみの影が写り込んでしまう問題がある。さらに、撮像素子は、通常撮影レンズの内部に位置しており、ユーザーは撮像素子を掃除することできない。従って、撮影画像にごみの影が写り込まないようにするためには、ごみが撮像素子に付かないような構造にする必要がある。そのため、撮像素子は通常その前面が保護ガラスにより覆われている。

しかし、ごみが大きい場合は、保護ガラス面にごみが付いても画像にごみが写り込んでしまう場合がある。そこで、光学フィルタ類と保護ガラスの間を密閉された空間とすることで、ごみが保護ガラス表面に付着しないようにした撮像装置がある。

さらには、撮影光学系の製造誤差を吸収するために、撮像面の位置及び姿勢を微調整する機構が必要とされる場合がある。また、光学フィルタ類や撮像素子の組み立て性の向上は、組立コスト削減のため常に求められるものである。加えて、撮像装置の携帯性を向上するために、光軸方向への光学系の厚さは薄い方が良い。

保護ガラスと光学フィルタ類の間を密閉した構造を有し、かつ、それら構造が占める光学系の光軸方向への厚さを薄くするために、撮像素子及び光学フィルタ類を鏡筒に保持する機構については従来から種種の提案がなされている。

例えば、特許文献１によれば、光学フィルタ類を保持する薄板状の金属部材からなるローパスフィルタホルダを配置し、光軸方向への厚さを薄くしている。また、特許文献２によれば、光学フィルタ類と撮像素子を接着固定することにより保持している。
特開２００６−６７３５６号公報 特開２００５−１２３３４号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の技術では、撮像素子の背面に撮像素子を保持するＣＣＤプレートが配置されているので、ＣＣＤプレートの厚さ分だけ光軸方向への厚さが厚くなっている。

また、上記特許文献２記載の技術では、光学フィルタ類と撮像素子とを接着しているが、接着剤が硬化するまで、光学フィルタ類を保持しなければならないので組み立て性が悪かった。また、分離が困難であるので、仮に、光学フィルタ類か撮像素子のどちらかが破損した場合には、破損していない方の部品も損品となり、廃棄しなければならない。さらに、特許文献１と同様に、撮像素子の背面に撮像素子を保持するＣＣＤプレートが配置されているので、ＣＣＤプレートの厚さ分だけ光軸方向への厚さが厚くなっている。

さらに加えて、特許文献１と特許文献２の両方において、撮像面の光軸方向の位置及び光軸に対する傾きを調整することはできない。

本発明の目的は、光学フィルタ類の保持機構のさらなる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。加えて、光学フィルタ類と撮像素子の組み立て性を良くするとともに、光学フィルタ類と撮像素子を容易に分離可能とすることができる撮像装置を提供することにある。さらに加えて、撮像素子の光軸方向への位置や光軸に対する傾きを調整することができる撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、撮像光学系を通過した被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、被写体光束が通過する光学素子と、前記撮像素子と前記光学素子の間に配置されるとともに、被写体光束が通過する開口を有し、前記撮像素子を保持する保持部材と、前記保持部材との間に前記光学素子を挟んで配置され前記光学素子を保持する弾性部材とを備え、前記弾性部材と前記保持部材を締結し、撮像素子ユニットを構成することを特徴とする撮像装置。

以上説明したように、本発明によれば、光学フィルタ類の保持機構のさらなる薄型化を図ることができる撮像装置を提供することができる。また、光学フィルタ類と撮像素子の組み立て性を良くするとともに、光学フィルタ類と撮像素子を容易に分離可能とすることができる。また、撮像素子の光軸方向への位置や光軸に対する傾きを調整することができる。

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。

図１は、本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラにおける沈胴状態の外観斜視図である。

図１において、デジタルカメラは、撮影レンズ１、電源ボタン２、モードダイヤル３、レリーズボタン４を備える。

撮影レンズ１は、電源がオフ状態で撮影に供せず、保管するための状態であるところの沈胴状態にある。電源ボタン２を操作することにより、デジタルカメラの電源をオンにすることができる。さらに、モードダイヤル３の操作により使用者は撮影モードを選択することができる。

図２は、本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラにおける撮影状態の外観斜視図である。

図２において、一群ホルダ１１、一群案内筒２１が示される。撮影モード状態では、レリーズボタン４を押圧操作することにより、撮影レンズ１を通して、被写体を撮像することができる。

図３は、本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラにおける沈胴状態の断面図である。

以下、その構成を説明する。

図３において、第一群レンズ１０は一群ホルダ１１に保持される。同様に、第二群レンズ１２は二群ホルダ１３に保持され、第三群レンズ１４は三群ホルダ１５に保持され、第四群レンズ１６は四群ホルダ１７に保持される。

カム環１８は筒状を成し、図示しないが、その内面には二群ホルダ１３及び三群ホルダ１５を光軸方向へ変位させるカム溝を有する。また、二群ホルダ１３及び三群ホルダ１５にはカムフォロワーピンが植設されており、それぞれカム環１８の内面のカム溝にカム係合する。さらに、カム環１８の外面には、一群ホルダ１１を光軸方向へ変位させるカム溝を有しており、一群ホルダ１１に植設されたカムフォロワーピンがこのカム溝にカム係合する。

固定筒１９は、その内面にカム環１８を光軸方向へ繰り出すカム溝を有する。駆動環２０は、デジタルカメラの電源オン及び撮影モードへの移行に伴い、駆動源からの駆動力により光軸周りに回転する筒部材である。カム環１８は駆動環２０に係合しており、駆動環２０の回転とともに回転する。その際に、カム環１８は固定筒１９のカム溝に倣って、回転しながら光軸方向へ進退する。

一群案内筒２１は、一群ホルダ１１を光軸方向へ進退可能に支持するとともに、撮影レンズ１の繰り出し時に一群ホルダ１１と固定筒１９の間にできる隙間を隠す役割を有する、外観に現れる部品である。

第四群レンズ１６は、被写体距離に応じてねじ送り機構により光軸方向へ進退し、撮像面に被写体のピントを位置させる機能を有する、いわゆるフォーカシングレンズである。

図３においては、撮影レンズ１は沈胴状態にあり、沈胴時の鏡筒長さを縮めるために、第四群レンズ１６は最も撮像面に近い位置に移動している。

上記第一群レンズ１０、第二群レンズ１２、第三群レンズ１４及び第四群レンズ１６からなる撮像光学系を通して結像した被写体像は、撮像素子であるところのＣＣＤ２２において電気信号に変換される。ＣＣＤ２２には、その被写体側前面（図の左側面、撮像光学系側前面）にＣＣＤ２２を保護する保護ガラス２３が固着されている。また、ＣＣＤ２２の背面には不図示であるがＣＣＤ２２への電気的な配線となるフレキシブルプリント基板が接続される。

ＣＣＤプレート（保持部材）２４は金属板からなる部品で、保護ガラス２３上に当接するように載置され、その状態でＣＣＤ２２に接着固定される。そして、ＣＣＤプレート２４は、ＣＣＤホルダ（撮像素子ホルダ）２５の所定位置にビスにより締結される。

ＣＣＤプレート２４の被写体側前面には、ＣＣＤマスク２６、光学ＬＰＦ（光学ＬＯＷ ＰＡＳＳ ＦＩＬＴＥＲ）（光学素子）２７が順に積層される。そして、光学ＬＰＦ２７の被写体側前面にはＬＰＦカバー２８が配置され、ＬＰＦカバー２８は、ＣＣＤプレート２４に後述するビス２９により固定される。次に、図４及び図５により、ＣＣＤ２２周りの構成についてより詳細に説明する。

図４は、図３におけるＣＣＤ周りの部品の分解斜視図である。図５は、図３におけるＣＣＤ周りの部品の断面図である。

ＣＣＤプレート２４には被写体光束が通過する開口２４Ａが設けられている。さらに、接着穴２４Ｂが設けられ、この接着穴２４Ｂの中に、図５に示すように接着剤３０が塗布され、ＣＣＤプレート２４はＣＣＤ２２に接着固定される。

ＣＣＤプレート２４の被写体側前面にはＣＣＤマスク２６が隙間無く当接するように配置される。但し、ＣＣＤマスク２６は、被写体像以外の光線が撮像面に入り込みゴーストとなることを防止するものであり、撮影光学系によっては不要となることもある。

ＣＣＤマスク２６のさらに被写体側前面には、光学ＬＰＦ２７がＣＣＤマスク２６に密着するように配置される。このような順番で各部品を配置することにより、保護ガラス２３と光学ＬＰＦ２７の間がＣＣＤプレート２４により密封されることになり、保護ガラス２３の表面にごみが付着しなくなるので、被写体像に付着したごみの影が映りこむのを防止できる。尚、ＣＣＤマスク２６が不要な撮影光学系の場合には、ＣＣＤプレート２４の被写体側前面に直接光学ＬＰＦ２７を配置することになる。

ところで、ＣＣＤプレート２４には、光学ＬＰＦ２７の設置位置をその外形により決めるための位置決めダボ２４Ｃが設けられており、この位置決めダボ２４Ｃを利用して光学ＬＰＦ２７を配置する。また、ＣＣＤマスク２６には、位置決めダボ２４Ｃに嵌合する穴が開いており、この穴と位置決めダボ２４Ｃを嵌めあうことにより、ＣＣＤ２２に対するＣＣＤマスク２６の位置を決めることができる。

尚、本実施の形態においては、保護ガラス２３の被写体側前面に位置する光学素子を光学ＬＰＦ２７としているが、赤外カットフィルタまたは赤外カットフィルタと光学ＬＰＦの積層部品であっても良い。さらには、何らフィルタ作用を有しない平行平板ガラスであっても構わないし、パワーを持つ光学レンズであっても構わない。

光学ＬＰＦ２７の前面に配置されるＬＰＦカバー２８は薄い金属板（弾性部材）からなる。このＬＰＦカバー２８は、反射防止のため黒色のような光の反射率の低い色で塗装またはメッキされている。ビス２９により、ＣＣＤプレート２４とＬＰＦカバー２８は締結される。

これにより、ＣＣＤ２２、ＣＣＤプレート２４、不図示のフレキシブルプリント基板、ＣＣＤマスク２６、光学ＬＰＦ２７及びＬＰＦカバー２８が一体となる。以降、この一体部品をＣＣＤユニット（撮像素子ユニット）と称する。

尚、ビス２９を外すことによりＣＣＤユニットを各部品に分解することができるので、例えば、密閉空間にごみが入っていた場合、または保護ガラス２３表面が汚れていた場合には、ＣＣＤユニットを分解し、ごみを取り除き、あるいは表面を清掃することができる。

尚、ＬＰＦカバー２８は前述したが薄い金属板からできているので、例えば、製造誤差により厚さの厚い光学ＬＰＦ２７が組み込まれたときでも、ＬＰＦカバー２８が弾性変形し、光学ＬＰＦ２７に過度の圧力が加わることは無い。

また、図５から明らかなように、ＣＣＤ２２の背面（被写体側前面と反対側の面、図の右側面）に、ＣＣＤプレート２４が配置されない。かつ、薄い金属板からなるＬＰＦカバー２８により光学ＬＰＦ２７を保持するので、ＣＣＤユニットの光軸方向への厚さを薄くすることが実現される。

ＣＣＤユニットはＣＣＤホルダ２５にビスにより締結される。また、ＣＣＤホルダ２５には固定筒１９が締結され、さらに、ＣＣＤホルダ２５はデジタルカメラ本体に締結される。ＣＣＤユニットの最被写体側には薄い金属板からなるＬＰＦカバー２８が配置されているので、図３に示すように、第四群レンズ１６と光学ＬＰＦ２７の間隔を小さくすることができる。

図６は、図３におけるＣＣＤユニットとＣＣＤホルダの取り付け構造を説明するための分解斜視図である。

図６において、ＣＣＤユニットとＣＣＤホルダの組立時には、まず、３つの圧縮ばね３１をそれぞれＣＣＤホルダ２５の有底穴２５Ａに入れる。次に、ＣＣＤユニットを、ＣＣＤホルダ２５の位置決めダボ２５Ｂをガイドとして利用し、ＣＣＤホルダ２５に組み込む。このとき、圧縮ばね３１は、ＣＣＤプレート２４に当接することにより、ＣＣＤユニットをＣＣＤホルダ２５から離間する方向へ付勢することになる。

この状態で、ＣＣＤビス３２をＣＣＤユニットのＣＣＤプレート２４側からＣＣＤホルダ２５にねじ込むことにより、ＣＣＤユニットはＣＣＤビス３２に追従する。これにより、ＣＣＤビス３２のねじ込み量を変化させることでＣＣＤユニットの光軸方向の位置を微調整することができる。また、位置決めダボ２５ＢのＣＣＤユニットへの嵌合を緩くすることで、３本のＣＣＤビス３２のそれぞれのねじ込み量を変えて、ＣＣＤユニットの傾きを微調整することもできる。

本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラにおける沈胴状態の外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラにおける撮影状態の外観斜視図である。 本発明の実施の形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラにおける沈胴状態の断面図である。 図３におけるＣＣＤ周りの部品の分解斜視図である。 図３におけるＣＣＤ周りの部品の断面図である。 図３におけるＣＣＤユニットとＣＣＤホルダの取り付け構造を説明するための分解斜視図である。

符号の説明

１ 撮影レンズ（撮像光学系構成要素）
２ 電源ボタン
３ モードダイヤル
４ レリーズボタン
１０ 第一群レンズ（撮像光学系構成要素）
１１ 一群ホルダ
１２ 第二群レンズ（撮像光学系構成要素）
１３ 二群ホルダ
１４ 第三群レンズ（撮像光学系構成要素）
１５ 三群ホルダ
１６ 第四群レンズ（撮像光学系構成要素）
１７ 四群ホルダ
１８ カム環
１９ 固定筒
２０ 駆動環
２１ 一群案内筒
２２ ＣＣＤ（撮像素子）
２３ 保護ガラス
２４ ＣＣＤプレート（保持部材）
２４Ａ 開口
２４Ｂ 接着穴
２４Ｃ 位置決めダボ
２５ ＣＣＤホルダ（撮像素子ホルダ）
２５Ａ 有底穴
２５Ｂ 位置決めダボ
２６ ＣＣＤマスク
２７ 光学ＬＰＦ（光学素子）
２８ ＬＰＦカバー（弾性部材）
２９ ビス
３０ 接着剤
３１ 圧縮ばね
３２ ＣＣＤビス

Claims (3)

1. 撮像光学系を通過した被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
   被写体光束が通過する光学素子と、
   前記撮像素子と前記光学素子の間に配置されるとともに、被写体光束が通過する開口を有し、前記撮像素子を保持する保持部材と、
   前記保持部材との間に前記光学素子を挟んで配置され前記光学素子を保持する弾性部材とを備え、
   前記弾性部材と前記保持部材を締結し、撮像素子ユニットを構成することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像素子の前記撮像光学系側の前面には、保護ガラスが設けられることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記撮像素子ユニットを撮像素子ホルダに圧縮ばねにより取り付けることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。

Images