(57)【要約】【課題】撮像素子とレンズ鏡筒とのアオリ調整を容易に行なうことのできるレンズユニット及びこれを具えた撮像装置を提供する。【解決手段】本発明に係るレンズユニット20は、光軸の通過する撮像窓33の開設されたレンズ鏡筒30と、一方の面に撮像素子の装着された素子取付プレート77との間に、薄板リング状のシム50を挟んだ状態で、前記素子取付プレートを前記レンズ鏡筒にネジ止めしてなるレンズユニットであって、前記レンズ鏡筒には、前記素子取付プレートに向けて前記撮像窓の周縁から突設された台座41と、該台座から前記素子取付プレートに向けて突設された軸部44からなるシム取付部40を有し、該シム取付部の前記軸部に前記シムの孔54を通し、前記台座に前記シムを当接させた状態で、前記素子取付プレートの孔を前記軸部に通し、前記素子取付プレートを前記シムに当接させて前記ユニット取付面に前記素子取付プレートをネジ止めしてなる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸の通過する撮像窓の開設されたレンズ鏡筒と、一方の面に撮像素子の装着された素子取付プレートとの間に、薄板リング状のシムを挟んだ状態で、前記素子取付プレートを前記レンズ鏡筒にネジ止めしてなるレンズユニットであって、
前記レンズ鏡筒には、前記撮像窓の周縁に前記素子取付プレートが取り付けられるユニット取付面を有し、該ユニット取付面には、前記素子取付プレートに向けて前記撮像窓の周縁から突設された台座と、該台座から前記素子取付プレートに向けて突設された軸部からなるシム取付部を有し、
前記素子プレートには、前記軸部が挿通可能な孔が開設されており、
前記シムは、前記軸部に挿通可能な孔が開設されており、
前記シム取付部の前記軸部に前記シムの孔を通し、前記台座に前記シムを当接させた状態で、前記素子取付プレートの孔を前記軸部に通し、前記素子取付プレートを前記シムに当接させて前記ユニット取付面に前記素子取付プレートをネジ止めしてなるレンズユニット。
【請求項２】
前記シム取付部は、前記ユニット取付面に複数形成されており、少なくとも１つに前記シムが装着される請求項1に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記ユニット取付面には、前記シムを複数配備可能であって、少なくとも１つのシムが前記シム取付部に装着される請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記ネジは、座面が前記台座と前記素子取付プレートを介して対向する請求項１乃至請求項３の何れかに記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記シムは、樹脂材料を打ち抜きして作製される請求項１乃至請求項４の何れかに記載のレンズユニット。
【請求項６】
前記シムは、スプリングワッシャである請求項１乃至請求項４の何れかに記載のレンズユニット。
【請求項７】
前記軸部は、前記素子取付プレートを前記ユニット取付面に取り付けるための位置決めピンを兼ねる請求項1乃至請求項６の何れかに記載のレンズユニット。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れかに記載のレンズユニットを具えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子とレンズ鏡筒とのアオリ調整を容易に行なうことのできるレンズユニット及びこれを具えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子により得られた画像や動画の撮像信号をデジタル画像データに変換し、メモリなどに記憶したり、液晶表示部に表示するデジタルカメラなどの撮像装置が知られている。
【０００３】
この種の撮像装置では、撮像素子の撮像面の中心が、レンズ鏡筒内に配置されたレンズの光軸と一致し、また、撮像面とレンズ光軸が垂直となるように、撮像素子をレンズ鏡筒に取り付けなければならない。
【０００４】
撮像素子は、素子取付プレートに接着等により接合された撮像素子ユニットの形態でレンズ鏡筒のユニット取付面にネジ止めされる。しかしながら、これら各部品には個体間に製造上のバラツキがあるから、単にネジ止めしただけでは、撮像素子の撮像面がレンズ光軸に対して傾いてしまうことがある。このため、撮像素子の取付角度をレンズ鏡筒に対して傾き調整する所謂チルト調整が行なわれる。
【０００５】
また、チルト調整と共に、撮像素子とレンズ鏡筒との間の距離を調整する所謂フランジバック調整も必要に応じて行なわれる。
【０００６】
特許文献１では、チルト調整とフランジバック調整(以下、これらをまとめて「アオリ調整」と称する)は、素子取付プレートとレンズ鏡筒のユニット取付面との間に複数のバネを嵌装し、測定機器を用いて出力画像を参照しながら各ネジの締付量を調整することにより行なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１８８２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
撮像素子等は非常に小さい部品であり、アオリ調整を行なうために、複数の微小なバネを装着する作業は非常に困難である。また、微小なバネはバネ強さにバラツキがあるから、そのバラツキによりアオリ調整が困難となることもある。さらには、出力画像を参照しながらアオリ調整するため、調整作業に非常に時間が掛かってしまう。
【０００９】
そこで、バネに代えて、厚さ調整部材である薄板状のシムをレンズ鏡筒と素子取付プレートとの間に挟んでアオリ調整を行なうことも提案されている。
【００１０】
シムはリング状に形成され、ユニット取付面に設けられたネジ止め用のボスに載置し、シムをネジが貫通することで装着後に移動や脱落しないようにしている。
【００１１】
シムをボスに容易に載置するために、細径のシャフトの如き治具が用いられている。然して、シャフトをボスのネジ孔に突き刺し、シャフトにシムを通してシムをボスに載置する。この状態で素子取付プレートに設けられたネジ止め用の取付孔にシャフトを通し、シムがずれないように素子取付プレートを押さえ付けながらシャフトを引き抜いてネジ止めすることで、アオリ調整と共にレンズユニットの組立てが行なわれる。
【００１２】
上記作業は非常に煩雑である。また、メンテナンス等のためにネジを外して撮像素子をレンズ鏡筒から取り外すときも、シャフトの如き治具を使用しなければ、分解したときにシムがずれてレンズ鏡筒内に落下してしまう虞がある。
【００１３】
本発明の目的は、撮像素子とレンズ鏡筒とのアオリ調整を容易に行なうことのできるレンズユニット及びこれを具えた撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明に係るレンズユニットは、
光軸の通過する撮像窓の開設されたレンズ鏡筒と、一方の面に撮像素子の装着された素子取付プレートとの間に、薄板リング状のシムを挟んだ状態で、前記素子取付プレートを前記レンズ鏡筒にネジ止めしてなるレンズユニットであって、
前記レンズ鏡筒には、前記撮像窓の周縁に前記素子取付プレートが取り付けられるユニット取付面を有し、該ユニット取付面には、前記素子取付プレートに向けて前記撮像窓の周縁から突設された台座と、該台座から前記素子取付プレートに向けて突設された軸部からなるシム取付部を有し、
前記素子プレートには、前記軸部が挿通可能な孔が開設されており、
前記シムは、前記軸部に挿通可能な孔が開設されており、
前記シム取付部の前記軸部に前記シムの孔を通し、前記台座に前記シムを当接させた状態で、前記素子取付プレートの孔を前記軸部に通し、前記素子取付プレートを前記シムに当接させて前記ユニット取付面に前記素子取付プレートをネジ止めしてなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るレンズユニットは、シム取付部の軸部にシムの孔を挿通させるだけでシムを台座に載置することができ、シムは軸部に嵌っているからレンズユニットの組立ての際にレンズ鏡筒を動かしてもシムが脱落する虞はない。
上記のようにシムの取付けにシャフトの如き治具を使わなくてもよいから、レンズユニットの組立作業を簡便化できる。
また、メンテナンス等のためにレンズユニットを分解した場合であっても、シムは軸部に嵌っているので、素子取付プレートを取り外してもシムがレンズ鏡筒内等に落下してしまうことを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るレンズユニットを具えるデジタルカメラを斜め後方から見た斜視図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係るレンズユニットの分解斜視図である。
【図３】図３(ａ)乃至図３(ｃ)は、本発明の一実施形態に係るシム取付部の拡大断面図である。
【図４】図４(ａ)乃至図４(ｃ)は、本発明の異なる実施形態に係るシム取付部又はボスの拡大断面図である。
【図５】図５は、本発明の異なる実施形態に係るシム取付部の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明は、シム(50)をシャフトの如き治具を用いることなく装着して、容易にアオリ調整を行なうことのできるレンズユニット(20)及びこれを具えた撮像装置(10)に関するものである。以下、図面を参照しながら本発明を詳細に説明する。
【００１８】
本発明の一実施形態として、レンズユニット(20)は、図１に示すように、デジタルカメラ等の筺体(11)の前面に取り付けられて、画像や動画を撮像する撮像装置(10)を構成する。
【００１９】
図２は、レンズユニット(20)の分解斜視図である。レンズユニット(20)は、内部に１又は複数枚の撮像レンズを収容した筒状のレンズ鏡筒(30)と、撮像面(61)を有する撮像素子(62)を素子取付プレート(77)に取り付けて構成される撮像素子ユニット(60)との間に、レンズ光軸Ａと撮像面(61)を一致させて、撮像面(61)とレンズ光軸が垂直となるようにアオリ調整を行なう薄板リング状の１又は複数枚のシム(50)を挟んで構成することができる。
【００２０】
レンズ鏡筒(30)は、図２に示すように、基端側に撮像レンズを通過した光を撮像素子(62)へ導く矩形の撮像窓(33)が開設されており、該撮像窓(33)の周縁は、素子取付プレート(77)が取り付けられるユニット取付面(31)となっている。
【００２１】
ユニット取付面(31)には、撮像窓(33)の周縁に１又は複数のシム取付部(40)が設けられている。図示の実施例では、シム取付部(40)は、矩形の撮像窓(33)の頂点の内、３つの頂点の近傍に設けており、素子取付プレート(77)をネジ止めするボス(32)が併設されている。ボス(32)には、タップの切られたネジ孔(34)が形成されている。
【００２２】
シム取付部(40)は、ユニット取付面(31)から突設され、後述するシム(50)を上面(42)に載置する台座(41)と、該台座(41)の先端から突設され、シム(50)が嵌まる軸部(44)と、を含む段付きピンとすることができる。
【００２３】
図３は、シム取付部(40)の拡大図である。シム取付部(40)は、台座(41)を円柱状とすることができ、ネジ止め用のボス(32)と連続するよう構成している。台座(41)の高さは、図示のようにボス(32)の頂面より台座(41)の上面(42)を高くすることが望ましい。これにより、ボス(32)の頂面に素子取付プレート(77)が直接当接せず、台座(41)の上面(42)を素子取付プレート(77)の基準面(37)とすることができるからである。
【００２４】
台座(41)の上面(42)は、素子取付プレート(77)が直接当接したり、シム(50)が載置される面となるため、ユニット取付面(31)に平行且つ全ての台座(41)の上面(42)の高さが揃うように形成し、撮像素子ユニット(60)の取付けの際の基準面(37)とすることが望ましい。なお、何れか１つの台座(41)の上面(42)を他よりも高く形成して、この上面(42)を基準面(37)とすることもできる。
【００２５】
軸部(44)は、台座(41)の中心から突設することができる。軸部(44)は台座(41)よりも小径の円柱状とすることができ、シム(50)を挿入しやすくするために、先端にテーパを形成することが望ましい。
【００２６】
軸部(44)は、素子取付プレート(77)を貫通する長さとすることで、素子取付プレート(77)の取付時の位置決めピンを兼ねることができ、位置決め用の他の機構を不要とすることができる。
【００２７】
具体的実施例として、シム取付部(40)は、台座(41)が直径約２ｍｍ、ユニット取付面(31)からの高さを約２ｍｍとし、軸部(44)は直径約１ｍｍ、台座(41)の上面(42)からの高さを約４ｍｍとすることができる。
【００２８】
厚さ調整部材となるシム(50)は薄板リング状のものを採用することができる。より詳細には、図２及び図３に示すように、シム(50)は、中央に軸部(44)に遊嵌するが、台座(41)よりも小径の貫通孔(54)が開設されている。
【００２９】
シム(50)の形状は特に限定されるものではないが、台座(41)よりも大きく形成することが望ましい。これにより、シム(50)の製造過程で外周にバリが発生したとしても、バリは直接台座(41)には当たらず、アオリ調整に影響を与えることはない。
【００３０】
具体的実施例として、シム(50)は、外径３ｍｍ、貫通孔(54)の直径約１．２ｍｍの円環状とすることができる。
【００３１】
シム(50)は、荷重が加わっても厚みが変形し難い薄い材料を採用することができ、例えば、ＰＥＴ(ポリエチレンテレフタレート)、ＰＯＭ(ポリアセタール)、ＰＣ(ポリカーボネート)、アクリルなどの熱可塑性樹脂の他、アルミニウム合金等の金属を例示できる。シム(50)は、これら樹脂材料や金属材料を打ち抜きして作製することができる。
【００３２】
シム(50)は、アオリ調整を行なうために、複数の厚さを有するものを選択できるようにすることが望ましい。例えば、シム(50)の厚さ(Ｄ)は、３８μｍ、７５μｍ、１２５μｍ及び１８８μｍの４種類とすることができる。
シム(50)の厚さ(Ｄ)を外観で見分けることができるように、厚さに応じて、シム(50)の色を夫々変えたり、シム(50)の周縁に切欠き(図示せず)を形成することが望ましい。
【００３３】
シム(50)は、調整すべきチルト角度及びフランジバック量(以下「アオリ量」という)に応じて、単体又は複数種類を組み合わせて使用することができる。
勿論、アオリ調整が不要なシム取付部(40)にはシム(50)を載置する必要はない。
【００３４】
シム(50)は、予め組み立てられるレンズ鏡筒(30)と撮像素子ユニット(60)の組合せから算出されたアオリ量に基づいて、最適な厚さのものが選択され、選択されたシム(50)は、貫通孔(54)をシム取付部(40)の軸部(44)に通して、台座(41)と当接させる。
【００３５】
シム(50)は、軸部(44)に嵌まっているからレンズ鏡筒(30)を組立てのために移動させてもズレたり脱落することはない。また、シャフトの如き治具を用いる必要もないから、シム(50)の装着作業は可及的に簡便化される。
【００３６】
レンズ鏡筒(30)にシム(50)を取り付けた後、撮像素子ユニット(60)が取り付けられる。
【００３７】
撮像素子ユニット(60)は、図２に示すように、アルミニウム合金等の金属製の素子取付プレート(77)の一方の面に、センサ基板(63)を介してＣＣＤやＣＭＯＳなど、撮像面(61)を有する撮像素子(62)を取り付けて構成することができる。センサ基板(63)は、フレキシブル基板(65)等により、撮像装置(10)の制御系に電気的に接続することができる。
【００３８】
素子取付プレート(77)には、前述したユニット取付面(31)のボス(32)に形成されたネジ孔(34)と対向する位置に夫々ネジ孔(34)よりも径の大きいルーズ孔(74)が開設されている。また、ユニット取付面(31)の軸部(44)と対応した位置に、軸部(44)が嵌まる孔(75)が開設されている。図示の実施例では、これら孔(75)のうち、１つを長孔形状、その他を丸孔形状とし、素子取付プレート(77)等の成型精度のバラツキを許容し、位置決めを容易にできるようにしている。
【００３９】
上記構成の撮像素子ユニット(60)は、図２及び図３に示すように、シム取付部(40)にシム(50)が載置された状態で、軸部(44)が孔(75)に嵌るようにユニット取付面(31)に載置する。この後、ルーズ孔(74)にネジ(84)を挿通して、ネジ(84)をボス(32)のネジ孔(34)にネジ止めすることでレンズユニット(20)の組立てが完了する。
【００４０】
レンズ鏡筒(30)と撮像素子ユニット(60)との間には、予め算出されたアオリ量に応じたシム(50)が介在しているから、所定の締付トルクでネジ(84)を締め付けるだけで、組立てと同時にアオリ調整も完了する。このとき、シャフトの如き治具を使用していないから、これら治具の取外作業等も不要であり、レンズユニット(20)の組立作業は可及的に簡便化できる。
【００４１】
組み立てられたレンズユニット(20)は、図１に示すようにデジタルカメラ等の筺体(11)に取り付けられて、撮像装置(10)が作製される。
【００４２】
本発明のレンズユニット(20)によれば、メンテナンス等でレンズユニット(20)を分解する場合、ネジ(84)を緩めてレンズ鏡筒(30)から素子取付プレート(77)を取り外したときに、シム(50)は貫通孔(54)が軸部(44)に嵌まっており、シム(50)がずれたり、レンズ鏡筒(30)内に脱落することはないから、メンテナンス作業を簡便化することができる。
【００４３】
なお、例えば図３に示すように、シム取付部(40)の台座(41)と、ボス(32)を近接させて構成し、素子取付プレート(77)をネジ(84)止めしたときにネジ(84)の座面(85)の一部を、素子取付プレート(77)を介して、シム(50)及び台座(41)と対向させることが望ましい。これにより、ネジ(84)を締め付けたときに、座面(85)による加えられる素子取付プレート(77)への押圧力は、シム(50)及び／又は台座(41)の上面(42)によって受け止められるから、素子取付プレート(77)が撓んだり変形することもない。
【００４４】
本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
【００４５】
例えば、シム取付部(40)の数は３つに限定されるものではない。また、シム取付部(40)は、少なくとも１つが台座(41)と軸部(44)を有する構成であれば、他のシムは、ボス(32)等に載置するようにしてもよい。
【００４６】
異なる実施形態として、図４(ｂ)に示すように、複数のボス(32)のうち１つの上面を、シム取付部(40)の台座(41)よりも高く形成してアオリ調整の基準面(37)とし、該基準面(37)に対するアオリ量に応じて、図４(ａ)及び図４(ｂ)に示すようにシム取付部(40)にシム(50)を載置するようにしてもよい。
【００４７】
図５は、シム取付部(40)の台座(41)をリブ(46)から構成した実施例であり、リブ(46)の上面(42)にシム(50)を載置するようにしたものである。
この実施例では、台座(41)がボス(32)に隣接している場合、リブ(46)の何れかをボス(32)と一体化することで、ボス(32)の強度を高めることができる。
【００４８】
なお、シム(50)としてスプリングワッシャを採用することもできる。ネジ(84)の締付けにより、スプリングワッシャが押し潰されることで、スプリングワッシャの厚み(Ｄ)をアオリ量とすることができる。また、レンズユニット(20)を組み立てた後、所期のアオリ調整が達成できていなかった場合には、レンズユニット(20)を分解してシム(50)を交換しなくても、ネジ(84)を緩めることでスプリングワッシャの復元力によって、撮像素子ユニット(60)をレンズ鏡筒(20)から離す方向にアオリ量を再調整できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、撮像素子とレンズ鏡筒とのアオリ調整を容易に行なうことのできるレンズユニット及びこれを具えた撮像装置として有用である。
【符号の説明】
【００５０】
(10)  デジタルカメラ(撮像装置)
(20)  レンズユニット
(30)  レンズ鏡筒
(33)  撮像窓
(41)  台座
(42)  上面
(44)  軸部
(50)  シム
(54)  孔
(62)  撮像素子
(75)  孔
(77)  素子取付プレート
(84)  ネジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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