(57)【要約】【課題】撮像装置におけるレジストレーション調整が簡便かつ確実に行え、さらに、コストや作業時間等を大幅に減ずることができる撮像素子取付装置を提供する。【解決手段】撮像装置内に撮像素子をＸ、Ｙ、Ｚ方向の位置調整、およびθ角の回転調整可能な機構を設け、かつ、各々の調整作業が同一方向から行えるようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を通して得られる光像を結像して撮像を行う撮像素子の取付装置において、上記光学系に相対して、上記撮像素子をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれ垂直な３方向の位置調整と、前記３方向の内いずれか１方向を軸方向とする回転軸の回転角度調整のうち少なくとも２以上の調整を行えると共に、前記調整のための調整作業が皆同一方向から行うことができることを特徴とする撮像素子取付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像光学系を通して得られる光像を、撮像素子に結像させ、その撮像素子で得られた映像信号でもって撮像を行うようにした撮像装置の撮像素子取付装置に係り、特に、複数の撮像素子を用いるカラーテレビジョンカメラの撮像素子取付装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、複数の撮像素子を用いたカラーテレビジョンカメラにおいては、撮像光学系を通して得られる光像を、複数色の分光光にそれぞれ分光する分光プリズムを備え、各色分光光ごとのプリズムの光射出部にそれぞれ撮像素子を取付けて、これら複数の撮像素子の出力信号を合成するようにすることで、カラー撮像した映像信号を得ているものがある。
【０００３】
この信号合成については、各々の撮像素子により撮像される各色映像信号、例えば三色の映像信号でもって、被写体像を再現するときに、視聴者が見て違和感なくその被写体像を認識できるようにする必要がある。そのため、その画面上での信号どうしの重ね合わせ（レジストレーション）が一致するように、撮像装置の撮像素子位置の調整をおこない、その調整された位置でもって撮像素子が固定されるように、撮像素子の取付を行っている。この撮像素子の取り付け位置精度は、大概、数μｍの精度を要する。
【０００４】
また、一般に、撮像素子の取り付け時の位置決めは、専用の治具を用いることでレジストレーション調整を行っており、その調整の後、主に接着剤又は溶融金属を用いてプリズムの光射出部などに、撮像素子が固定されている。
【０００５】
ここで、代表的な従来の固定方法について、図８を用いて説明する。この図において、プリズム２０の光射出部と、撮像素子２１のホルダ２２をテーパ状に加工する。そして、プリズム２０に対し、撮像素子２１のレジストレーション調整を行うことでその位置決めを行い、その後、その位置を動かさないようにして、テーパ形状のスペーサ２３を挿入すると共に、それらを接着剤でもって固定する。
【０００６】
また、従来、特開平８−１４９３５１号公報に記載された固体撮像素子取付装置として、固体撮像素子を固定した金具と、カメラ筐体または該筐体に取り付けられた撮像レンズ本体に、ネジ止めや接着剤によって固定された金具とを、接着固定するとしたものがある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１４９３５１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術は、下記に示す欠点を有する。すなわち、撮像素子の発熱、撮像装置内の電子回路からの発熱、撮像装置外部熱によって、接着剤に悪影響をおよぼし、レジストレーションずれを起こす場合がある。またこの場合、レジストレーションずれの修正には、接着剤を除去してから、再度撮像素子を取り付ける等の手間がかかり、生産工場へ戻して行う等の、多大なコストや作業時間等を要することとなる。
【０００９】
また、撮像素子に何らかの不良が発生し、交換等が必要な場合であっても、同様にコストや時間が掛かる。
【００１０】
さらに、レジストレーション調整治具の製作には、通常、多大な費用を要するため、その点に関しても生産設備費用がかさむこととなる。
【００１１】
本発明はこれらの欠点を除去し、レジストレーション調整が簡便かつ確実に行え、さらに、コストや作業時間等を大幅に減ずることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の課題を解決するために、光学系を通して得られる光像を結像して撮像を行う撮像素子の取付装置において、上記光学系に相対して、上記撮像素子をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれ垂直な３方向の位置調整と、前記３方向の内いずれか１方向を軸方向とする回転軸の回転角度調整のうち少なくとも２以上の調整を行えると共に、前記調整のための調整作業が皆同一方向から行うことができるようにしたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を用いて説明する。
【００１４】
図１は、本発明の撮像素子取付装置の一実施例の左側面図である。図２は、図１のＢ−Ｂでの断面図であり、また、図３は、図１のＣ−Ｃでの断面図であり、また、図４は、図１のＡ−Ａでの断面図である。
【００１５】
図３に示すように、撮像素子２１は部材４に固定されている。ここで、撮像素子２１は、その撮像面が、図の左方向に向けられていて、すなわち、部材４とは反対の方向に向くように、部材４に取り付けられている。さらに、図２〜図４に示すように、部材４は部材２に保持され、部材２は部材３に保持され、部材３は部材１に保持されている。部材１は、カメラ筐体またはその筐体に固定されたプリズム光学系の光射出部に、固定される。
【００１６】
図６は、この一実施例の全体斜視図である。この図において、撮像素子２１の撮像面に対して、垂直な方向をＺ方向とする。また、撮像面に平行で、部材１の長手方向をＸ方向とする。また、Ｚ方向とＸ方向とに垂直な方向をＹ方向とする。さらに、部材４の円筒形状部分の円周の中心を回転軸（Ｚ方向の軸）とする回転角度をθ角とする。
【００１７】
以下、図２〜図４により、各部材間の相対位置調整について説明する。
まず、図２により、部材１に対してＸ方向、Ｙ方向へ撮像素子２１の相対位置を移動調整させる動作について説明する。
【００１８】
図２において、５はネジ部を有する回転棒材で、板材３０により部材１に取り付けられている。この回転棒材５のネジ部は、部材３のネジ部とかみ合（噛み合）わされており、この棒材５が回転することで、部材１に対し、部材１に保持された部材３の位置を、Ｘ方向に移動させることができる。
【００１９】
そうすることによって、部材３に保持された部材２に、さらに保持された部材４に固定された撮像素子２１が、部材１に対してＸ方向に相対移動される。
【００２０】
ここで、回転棒材５を囲むように配置されたバネ１３により、回転棒材５の回転軸方向に、部材１と部材３との間に所定のテンションを与えることで、上述のネジ部どうしのかみ合わせのガタつきを防止することができる。
【００２１】
さらに、図７に示すように、バネ１２と押付部材９により、部材３のネジ部を回転棒材５のネジ部に、所定のテンションで押し付けるようにして、部材３と回転棒材５および部材１とのガタつきを防止することができる。ここで、図７は、図２のＤ−Ｄでの断面図である。
【００２２】
このとき、回転棒材５の回転調整作業時の作業方向としては、回転棒材５の回転軸方向がＸ方向であり、板材３０の近傍に、ねじ回し等のトルクを受けるための調整用溝部があることから、図６に示す調整方向から調整することになる。
【００２３】
また、図２において、６は略円筒形状を有する回転部材で、その円筒形状の底部の、円筒中心回転軸から偏心した位置にガイドピンを有する構造となっている。
【００２４】
この回転部材６および後述する回転部材１０，１１の構成を図５の（ａ）に示す。この回転部材６が回転することによって、そのガイドピンが円筒中心回転軸に対して上下左右に移動する。そして、その移動によって、図５の（ｂ）に示すように、ガイドピンが挿入された長穴構造のガイド溝を有する部材は、そのガイドピンによりガイド溝が上下または左右に押されて移動することにより、その部材の位置は、回転部材６の回転軸位置に対して、上下または左右に移動することになる。
【００２５】
以上説明した構成を用いたことによる、図２の回転部材６による調整動作について説明する。回転部材６は、板材３１により、その円筒中心回転軸方向がＸ軸方向となるように部材３に取り付けられている。そして、回転部材６のガイドピンが、部材３に保持された部材２に設けられたガイド溝に挿入されている。そのガイド溝は、Ｚ方向に長くされた溝形状となっており、そのため回転部材６のガイドピンの移動によって、部材２のガイド溝はＹ方向に移動されることになる。そのため、回転部材６が回転することで、部材３に対し、部材３に保持された部材２の位置を、Ｙ方向に移動させることができる。
【００２６】
そうすることによって、部材２に保持された部材４に固定された撮像素子２１が、部材３を保持する部材１に対してＹ方向に相対移動される。
【００２７】
このとき、回転部材６の回転調整作業時の作業方向としては、回転部材６の回転軸方向がＸ方向であり、板材３１の近傍に調整用溝部があることから、図６に示す調整方向から調整することになる。
【００２８】
ここで、板材３２により部材３に取り付けられたバネ７と、そのバネ７のテンションを部材２に伝えるためのＶ形レール形状を有する押付部材８により、回転部材６の回転軸方向、すなわちＸ方向に、部材３と部材２との間に所定のテンションを与えることで、それら部材間のガタつきを防止することができる。
【００２９】
なお、押付部材８のＶ形レール形状に相対して、部材２にＶ溝レール形状を備えるようにし、それらレール方向をＹ方向とすることで、上記所定のテンションを与えながら、回転部材６によるＹ方向の移動調整には支障の無いように、それらレール間がなめらかに滑るように構成すればよい。
【００３０】
さらに、図３により、部材１に対してＺ方向へ撮像素子２１の相対位置を移動調整させる動作について説明する。
【００３１】
図３において、１０は、上述の回転部材６と同様に、略円筒形状を有する回転部材で、その円筒形状の底部の、円筒中心回転軸から偏心した位置にガイドピンを有する構造となっている。
【００３２】
この回転部材１０は、板材３３により、その円筒中心回転軸方向がＸ軸方向となるように部材２に取り付けられている。そして、回転部材１０のガイドピンが、Ｚ方向に高さを有する円筒形状部分の側面を有し、その側面でもって、部材２により保持された部材４の、その円筒形状部分に設けられたガイド溝に挿入されている。そのガイド溝は、Ｙ方向側に長くされた溝形状となっており、そのため回転部材１０のガイドピンの移動によって、部材４のガイド溝はＺ方向に移動される。そのため、部材４の円筒形状部分と、それに相対して設けられた部材２の筒状保持部とがなめらかに滑るように構成されていることから、回転部材１０が回転することで、部材２に対し、部材２に保持された部材４の位置を、Ｚ方向に移動させることができる。
【００３３】
そうすることによって、部材４に固定された撮像素子２１が、部材２を保持する部材３を保持する部材１に対してＺ方向に相対移動される。
【００３４】
さらに、１１は、上述の回転部材６、１０と同様に、略円筒形状を有する回転部材で、その円筒形状の底部の、円筒中心回転軸から偏心した位置にガイドピンを有する構造となっている。
【００３５】
この回転部材１１は、板材３３により、回転部材１０と同様にその円筒中心回転軸方向がＸ軸方向となるように部材２に取り付けられている。そして、回転部材１１のガイドピンが、部材２により保持された部材４の円筒形状部分に設けられたガイド溝に挿入されている。そのガイド溝は、Ｚ方向側に長くされた溝形状となっており、そのため回転部材１１のガイドピンの移動によって、部材４のガイド溝はＺ方向を軸とする回転角度であるθ角が変化するように移動される。そのため、部材４の円筒形状部分と、それに相対して設けられた部材２の筒状保持部とがなめらかに滑るように構成されていることから、回転部材１１が回転することで、部材２に対し、部材２に保持された部材４のθ角を、変化させることができる。
【００３６】
そうすることによって、部材４に固定された撮像素子２１が、部材２を保持する部材３を保持する部材１に対してθ角を相対的に変化させられる。
【００３７】
このとき、回転部材１０，１１の回転調整作業時の作業方向としては、回転部材１０，１１の回転軸方向がＸ方向であり、板材３３の近傍に調整用溝部があることから、図６に示す調整方向から調整することになる。
【００３８】
なお、部材１に相対して可動する部材２，３，４を、調整後の位置でもって固定するためには、
１）ネジ１５でもって、回転棒材５を板材３０と部材１の間に固定して、回転棒材５が回転しないように固定する。
２）ネジ１４でもって、回転部材６を板材３１と部材３の間に固定して、回転部材６が回転しないように固定する。
３）図４に示すネジ１６でもって、部材４の円筒側面が部材２の筒状保持部により締め付けられるようにする。
以上のように固定することで、各部材を固定することが可能となる。
【００３９】
以上の説明したような構成の撮像素子取付装置により、撮像素子レジストレーション補正等のために、カメラ筐体等に対してＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向のそれぞれ垂直な３方向に撮像素子を位置移動調整したり、Ｚ方向を軸方向とする回転軸の回転角度であるθ角について撮像素子を角度調整をする場合に、それら調整の全てを、その取付装置の片側方向（一方向）から行うことが可能となる。
【００４０】
なお、それら調整の、少なくとも２以上の調整について、皆同一方向から作業可能で有るとする構成のものであっても、それが本発明の特徴を有するものであることは、いうまでもない。
【００４１】
なお、上述した撮像素子は、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ等を用いた固体撮像素子でも良いし、撮像管であっても良い。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、光学系を通して得られる光像を複数の撮像素子に結像させて撮像を行うようにした装置において、撮像素子をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置調整や、θ角回転可能な機構を有し、かつ、各々の調整作業が同一方向から行えるようにしたことにより、
１）撮像素子の発熱、撮像装置内の電子回路からの発熱、撮像装置外部熱によるレジストレーションへの悪影響を生じることがない。また過酷な使用環境下で使用され、何らかの理由でレジストレーションずれが発生したとしても、レジストレーション調整作業が同一面で行えるので短時間でその修正を行うことができる。
２）撮像素子に何らかの不良が発生した場合、又は撮像素子の評価段階で複数個の撮像素子の性能確認が必要な場合等、撮像素子の交換が必要になった時にも短時間で交換可能である。
３）多大な費用を要すレジストレーション調整治具が不要なため、生産設備費用を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像素子取付装置の一実施例の左側面図。
【図２】図１のＢ−Ｂでの断面図。
【図３】図１のＣ−Ｃでの断面図。
【図４】図１のＡ−Ａでの断面図。
【図５】本発明の一実施例における回転部材の構成と動作とを示す斜視図。
【図６】本発明の一実施例の全体斜視図。
【図７】図２のＤ−Ｄでの断面図。
【図８】従来の技術による撮像素子取付装置の一例の断面図。
【符号の説明】
１，２，３，４：部材、  ５：回転棒材、  ６，１０，１１：回転部材、  ７，１２，１３：バネ、  ８，９：押付部材、  １４，１５，１６：ネジ、  ２０：プリズム、  ２１：撮像素子、  ２２：ホルダ、  ２３：スペーサ、  ３０，３１，３２，３３：板材。
【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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