(57)【要約】【課題】アオリ調整時に対物レンズを不要として、アオリ調整時の余分な手間や設備を省き、且つ撮像素子交換時のサービスコスト低減を図る。【解決手段】撮像面10を有する撮像素子1と、該撮像素子1が取り付けられる固定板2を用意し、撮像素子1又は固定板2の何れか一方には、他方に点接触する突起20が設けられている。撮像素子のアオリ調整方法は、撮像素子1と固定板2を対向配備し、突起20を介して、撮像素子1と固定板2とを点接触させる工程と、撮像面10に対する固定板2の傾きを３次元測定して、固定板2又は撮像素子1を傾けて、撮像面10と固定板2を平行に設定する工程と、固定板2と撮像素子1を接着する工程を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像面(10)を有する撮像素子(１)と、該撮像素子(１)が取り付けられる固定板(２)を用意し、撮像素子(１)又は固定板(２)の何れか一方には、他方に点接触する突起(20)が設けられ、
撮像素子(１)と固定板(２)を対向配備し、突起(20)を介して、撮像素子(１)と固定板(２)とを点接触させる工程と、
撮像面(10)に対する固定板(２)の傾きを３次元測定して、固定板(２)又は撮像素子(１)を傾けて、撮像面(10)と固定板(２)を平行に設定する工程と、
固定板(２)と撮像素子(１)を接着する工程を有する撮像素子のアオリ調整方法。
【請求項２】
撮像素子(１)が接着された固定板(２)を鏡筒(３)に取り付ける工程を有する、請求項１に記載の撮像素子のアオリ調整方法。
【請求項３】
撮像面(10)に対する固定板(２)の傾きを３次元測定した際に、固定板(２)又は撮像素子(１)を水平に移動させる工程を含む、請求項１に記載の撮像素子のアオリ調整方法。
【請求項４】
撮像面(10)を有する撮像素子(１)と、該撮像素子(１)が取り付けられる固定板(２)を用意し、撮像素子(１)又は固定板(２)の何れか一方には、他方に点接触する突起(20)が設けられ、固定板(２)には固定板(２)に対する撮像素子(１)のアオリ角度を調整する調整機構が取り付けられ、
撮像素子(１)と固定板(２)を対向配備し、突起(20)を介して、撮像素子(１)と固定板(２)とを点接触させる工程と、
撮像面(10)に対する固定板(２)の傾きを３次元測定して、固定板(２)又は撮像素子(１)を傾けて、撮像面(10)と固定板(２)を略平行に設定する工程と、
調整機構を操作して、固定板(２)に対する撮像素子(１)のアオリ角度を調整する工程と、
固定板(２)と撮像素子(１)を接着固定する工程を有する撮像素子のアオリ調整方法。
【請求項５】
撮像素子(１)の撮像面(10)に対して平行に設定され、撮像素子(１)が接着された固定板(２)と、該固定板(２)が対物レンズ(４)の光軸Ｌに直交して取り付けられた鏡筒(３)とを具え、撮像素子(１)又は固定板(２)の何れか一方には、他方に点接触する突起(20)が設けられたことを特徴とするカメラ機器。
【請求項６】
固定板(２)には、固定板(２)に対する撮像素子(１)のアオリ角度を調整する調整機構が取り付けられた、請求項５に記載のカメラ機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラ、デジタルカメラのようなカメラ機器に関し、レンズ鏡筒の奥部に配備された撮像素子をレンズ光軸に対して傾き調整したカメラ機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラに於いて、ＣＣＤのような撮像素子の撮像面が対物レンズに正確に直交していないと、撮像面上に正確に画像が合焦しない。従って、従来から、撮像素子のレンズ光軸に対する傾き角の調整、所謂アオリ調整する構成が提案されている(特許文献１参照)。図１０は、該構成を示す断面図である。対物レンズ(４)が配備される鏡筒(３)の奥部には、画像が合焦するＣＣＤである撮像素子(１)が設けられている。前記の如く、撮像面(10)はレンズ光軸Ｌに直交させる必要があるから、鏡筒(３)の基端部に撮像素子(１)をアオリ調整する機構が設けられている。
アオリ調整する機構は、撮像素子(１)が取り付けられる固定板(２)を貫通して鏡筒(３)に螺合したネジ(35)(35)と、該固定板(２)をネジ(35)の頭部に向けて付勢するバネ(36)とから構成される。撮像素子(１)の撮像面(10)が取り込んだ画像は、フレキシブル基板(37)を介して、ディスプレイ(図示せず)に映し出される。
実際のアオリ調整時には、鏡筒(３)から距離Ｋだけ離れたパターン(７)の画像を撮像し、ネジ(35)を回して、撮像素子(１)の撮像面(10)が取り込んだパターン画像を見ながら、最適なアオリ調整量にてネジ(35)の回転を止める。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１３４３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来では、対物レンズ(４)と一体となった鏡筒(３)を用いて、アオリ調整を行っていたので、アオリ調整を行う設備の規模が大きくなっていた。また、ネジ(35)の回転毎に、パターン画像を撮像素子(１)に合焦させていたので、合焦させる時間とネジ(35)を回す時間が必要であり、アオリ調整に時間が掛かっていた。更に、撮像素子(１)を交換用のサービス部品として供給する場合でも、対物レンズ(４)と撮像素子(１)を組み込んだ鏡筒(３)でしか供給が出来なかった。一般に対物レンズ(４)は高価であり、余計なサービスコストをも招来していた。
また、アオリ調整時には、アオリのみならず同時に撮像素子(１)に対する固定板(２)の位置を調整する必要がある。従って、アオリ以外の位置を調整する工数を減らすことも考慮する必要がある。
本発明の目的は、アオリ調整時に対物レンズを不要として、アオリ調整時の余分な手間や設備を省き、且つ撮像素子交換時のサービスコスト低減を図ることにある。特に、アオリ調整時に、調整する工数を減らすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
撮像面(10)を有する撮像素子(１)と、該撮像素子(１)が取り付けられる固定板(２)を用意し、撮像素子(１)又は固定板(２)の何れか一方には、他方に点接触する突起(20)が設けられている。
撮像素子のアオリ調整方法は、撮像素子(１)と固定板(２)を対向配備し、突起(20)を介して、撮像素子(１)と固定板(２)とを点接触させる工程と、
撮像面(10)に対する固定板(２)の傾きを３次元測定して、固定板(２)又は撮像素子(１)を傾けて、撮像面(10)と固定板(２)を平行に設定する工程と、
固定板(２)と撮像素子(１)を接着する工程を有する。
また、固定板(２)には固定板(２)に対する撮像素子(１)のアオリ角度を調整する調整機構が取り付けられ、固定板(２)と撮像素子(１)を接着固定する前に、調整機構を操作して、固定板(２)に対する撮像素子(１)のアオリ角度を調整する工程を有する。
【発明の効果】
【０００６】
一般に、撮像素子(１)に対する固定板(２)の取付けには、図９に示すように、撮像素子(１)と固定板(２)の上下間隔であるＺ方向、水平面内のＸ、Ｙ方向の位置を定める必要がある。また、水平内の回転位置であるθ３、上下面内のアオリであるθ４、θ５を定める必要がある。
撮像素子(１)は撮像面(10)に対する固定板(２)の傾きを３次元測定し、その結果から、撮像面(10)と固定板(２)を平行に設定する、即ちθ４とθ５を定める。同時にＸ、Ｙ方向、回転方向θ３の位置も調整する。
撮像面(10)と固定板(２)とが平行に設定された状態で、固定板(２)と撮像素子(１)を接着する。この固定板(２)を鏡筒(３)に取り付けることにより、撮像素子(１)は撮像面(10)とレンズ光軸が直交する状態に設定される。
これにより、アオリ調整時に対物レンズ(４)は不要であるから、アオリ調整時の余分な手間や設備を省くことができる。また、撮像素子(１)交換時のサービスコスト低減を図ることもできる。更に図１０に示す従来の構成では必要であったバネ(36)が不要となり、構成部品をも削減でき、その上で一般的なカメラ特性である解像度、輝度シェーディング等の良好な特性を得ることができる。
また、撮像素子(１)又は固定板(２)の何れか一方から、他方に点接触する突起(20)を突出することにより、撮像素子(１)と固定板(２)の間隔であるＺ方向の位置は定まる。従って、Ｚ方向の位置調整は不要であり、調整する工数を減らすことができる。更に、固定板(２)に調整機構を設けることにより、上下面内のアオリであるθ４、θ５を微調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
(第１実施例)
以下、本発明の一実施例を図を用いて詳述する。
図１は、撮像素子(１)と固定板(２)の分解斜視図である。固定板(２)からは撮像素子(１)に向けて、半球状の突起(20)が突出し、該突起(20)の先端が撮像素子(１)と点接触する。固定板(２)は該接触点Ｐを中心として、撮像素子(１)に対して回動可能に設定される。
尚、突起(20)は半球状に限定されず、先端が撮像素子(１)と点接触すればよい。
図２(a)は、撮像面(10)を具えた撮像素子(１)をアオリ調整するシステムの概略図である。撮像素子(１)は受け治具(52)に支持されて動かない。撮像素子(１)から離れて固定板(２)が設けられ、該固定板(２)はアーム(51)に把持されて、撮像面(10)に対して傾き可能及び水平移動可能に支持される。アーム(51)は、アーム(51)を昇降又は水平移動させる移動機構(50)に繋がり、該移動機構(50)は移動機構(50)の動作を制御する制御手段(５)に繋がる。制御手段(５)は非接触３次元測定器(６)に繋がり、該非接触３次元測定器(６)は固定板(２)に対する撮像面(10)の傾き角を求める。また、固定板(２)に対する撮像面(10)の水平位置を求めてもよい。
【０００８】
図３は、非接触３次元測定器(６)の測定原理を示す図である。非接触３次元測定器(６)は、発光素子(60)と、発光素子(60)からの光を任意の位置に向けて反射するガルバノミラー(61)と、被測定物(本例の場合は、固定板(２)と撮像面(10))に反射された光を受けるセンサ(62)とを具える。センサ(62)とガルバノミラー(61)間の距離Ｌ１、ガルバノミラー(61)による光の反射角θ１は既知であるから、センサ(62)が光の入射角θ２を検出すれば、三角測距の原理から、センサ(62)から被測定物までの距離Ｌ２が判る。ガルバノミラー(61)の傾き角を変えることにより、被測定物上の任意の箇所までの距離が判る。また、ガルバノミラー(61)の傾き角を変えて、被測定物上の任意の箇所に発光素子(60)からの光を当てることにより、箇所間どうしの水平距離を求めることもできる。
【０００９】
アオリ調整
アオリ調整時には、先ず図２(a)に示すように、固定板(２)の突起(20)の先端を、撮像素子(１)の表面に当てる。非接触３次元測定器(６)にて固定板(２)上の数点までの距離を求め、該数点を繋いで形成される面を基準面とする。
次に、撮像面(10)上の数点までの距離を求め、該数点を繋いで形成される面を求める。制御手段(５)は、基準面と該撮像面(10)の傾きの差分量を演算し、該差分量に基づいて、移動機構(50)を介してアーム(51)を昇降させる。具体的には、図２(b)に示すように、撮像面(10)に合わせて固定板(２)を突起(20)との接触点Ｐを中心として傾け、撮像面(10)と固定板(２)とが平行になるように設定する。同時に、Ｘ、Ｙ方向、回転方向θ３の位置(図  参照)も調整する。
尚、撮像面(10)を基準面に設定し、固定板(２)との傾きの差分量を求めてもよい。また、撮像素子(１)をアーム(51)にて把持して傾けてもよい。
【００１０】
アオリ調整時には、アオリのみならず同時に撮像素子(１)に対する固定板(２)の位置を調整する必要がある。具体的には、図９に示すように、上下面内のアオリであるθ４、θ５のみならず、水平面内の回転位置であるθ３、撮像素子(１)と固定板(２)の間隔であるＺ方向、水平面内のＸ、Ｙ方向の位置を定める必要がある。
本例にあっては、固定板(２)の突起(20)が撮像素子(１)に点接触しているので、撮像素子(１)と固定板(２)の間隔であるＺ方向の位置は自動的に定まる。従って、Ｚ方向の位置調整は不要であり、調整する工数を減らすことができる。
【００１１】
撮像面(10)と固定板(２)とが平行になった状態で、図４に示すように、撮像素子(１)と固定板(２)との間に、ＵＶ硬化する接着剤(８)を塗布し、撮像素子(１)を固定板(２)に接着する。接着剤(８)が十分に硬化した後に、撮像素子(１)と固定板(２)をアーム(51)及び受け治具(52)から外し、図５に示すように、鏡筒(３)の対物レンズ(４)と反対側の端部に取り付ける。出願人の経験から、固定板(２)が鏡筒(３)に取り付けられた状態では、対物レンズ(４)の光軸Ｌと固定板(２)は殆ど正確に直交することが多く、撮像面(10)と対物レンズ(４)の光軸Ｌは殆ど正確に直交する。
【００１２】
本例にあっては、撮像素子(１)の撮像面(10)に対する固定板(２)の傾きを３次元測定し、その結果から、撮像面(10)と固定板(２)を平行に設定する。撮像面(10)と固定板(２)とが平行に設定された状態で、固定板(２)と撮像素子(１)を接着する。この固定板(２)を鏡筒(３)に取り付けることにより、撮像素子(１)は撮像面(10)とレンズ光軸Ｌが直交する状態に設定される。
これにより、アオリ調整時に対物レンズ(４)は不要であるから、アオリ調整時の余分な手間や設備を省くことができる。また、対物レンズ(４)は高価であるから、撮像素子(１)交換時のサービスコスト低減を図ることもできる。更に図１０に示す従来の構成では必要であったバネ(36)が不要となり、構成部品をも削減でき、その上で一般的なカメラ特性である解像度、輝度シェーディング等の良好な特性を得ることができる。
【００１３】
(第２実施例)
図６は、本例に用いる撮像素子(１)と固定板(２)の分解斜視図であり、図７は、撮像素子(１)をアオリ調整するシステムの概略図である。固定板(２)がアーム(51)に把持されて、撮像面(10)に対して傾き可能及び水平移動可能に支持された点、及び固定板(２)から撮像素子(１)に向けて、半球状の突起(20)が突出している点は、第１実施例と同じである。本例にあっては、固定板(２)上に撮像素子(１)の傾きを調整する調整機構、具体的には２本のネジ(21)(21)を設けた点に特徴がある。
アオリ調整時には、突起(20)の先端とネジ(21)(21)の先端に、撮像素子(１)の表面を押し当てるように、撮像素子(１)を受け治具(52)で保持する。撮像素子(１)はバネ、空気圧等で固定板(２)に付勢される。平面を確定するには３点が必要であるから、突起(20)の先端の他に、２本のネジ(21)(21)の先端に、撮像素子(１)の表面を押し当てることにより、ネジ(21)(21)を回転させれば、撮像素子(１)の傾きを調整することができる。
撮像面(10)が固定板(２)と平行になるように、非接触３次元測定器(６)で測定しながら、ネジ(21)を回して調整を行う。この調整は、接着剤(８)を塗布する前、或いは接着剤(８)を塗布した後であって、ＵＶ硬化する前に行う。
【００１４】
尚、上記例に代えて、図８に示すように、撮像素子(１)から突起(20)を突出して、該突起(20)の先端を固定板(２)に押し当ててもよい。但し、撮像素子(１)は接触点Ｐを中心として回動するので、撮像面(10)から接触点Ｐまでの高さｈは低い方がよい。
近年、高画素の撮像素子(１)に対しては、高精度のアオリ精度が要求される。かかる高いアオリ精度が要求される撮像素子(１)もしくは撮像素子自体のアオリ量が大きいときに、本例のアオリ調整方法は有効である。
また、上記例では、接着剤として、ＵＶ硬化する接着剤(８)を用いたが、これに代えて、短時間で固定することができる接着剤を用いてもよい。
【００１５】
非接触３次元測定器(６)では、前記の如く、撮像面(10)と固定板(２)との水平距離を求めることもできる。従って、撮像面(10)と固定板(２)との相対的な水平距離に基づいて、アーム(51)を水平方向に動かせば(図９のＸ方向)、対物レンズ(４)と撮像面(10)との水平位置調整も可能である。これにより、輝度シェーディング(輝度むら)の偏り調整、撮像面(10)の中心調整も可能となる。
【００１６】
上記実施例の説明は、本発明を説明するためのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本発明の各部構成は上記実施例に限らず、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ことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】撮像素子と固定板の分解斜視図である。
【図２】(a)、(b)は、撮像面を具えた撮像素子をアオリ調整するシステムの概略図である。
【図３】非接触３次元測定器の測定原理を示す図である。
【図４】撮像素子を固定板に接着した状態を示す図である。
【図５】固定板を鏡筒に取り付けた状態を示す図である。
【図６】別の撮像素子と固定板の分解斜視図である。
【図７】図６の撮像素子をアオリ調整するシステムの概略図である。
【図８】別の撮像素子をアオリ調整するシステムの概略図である。
【図９】(a)は撮像素子と固定板の上下関係を示す正面図、(b)は(a)の下面図、(c)は(b)の右側面図である。
【図１０】従来のアオリ調整機構を示す図である。
【符号の説明】
【００１８】
(１)  撮像素子
(２)  固定板
(３)  鏡筒
(４)  対物レンズ
(10)  撮像面
(20)  突起
(21)  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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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