(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像素子保持部材の傾き調整時に、光軸方向位置がずれにくい調整を可能とする光学機器を提供する。【解決手段】撮像光学系を保持する鏡筒部材と、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、撮像素子を固定保持する保持部材と、鏡筒部材には、光学素子を保持する保持部とを備え、保持部材の背面側略光軸上部を受ける調整ネジ１０４と、保持部材の背面側周辺部を受ける調整ネジ１０５および１０６によって、保持部材の位置が決まられている撮像装置において、保持部材は、調整ネジ１０４、１０５、１０６に付勢するバネ部材を撮像素子側に有し、調整ネジ１０４により、撮像素子の光軸方向位置を調整し、調整ネジ１０５、１０６により、傾き調整を行う。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系を保持する鏡筒部材と、前記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、前記撮像素子を固定保持する保持部材と、前記鏡筒部材には、前記光学素子を保持する保持部とを備え、前記保持部材の背面側光軸上部を受ける調整ネジ１０４と、前記保持部材の背面側周辺部を受ける調整ネジ１０５および１０６によって、前記保持部材の位置が決まられている撮像装置において、前記保持部材は、調整ネジ１０４、１０５、１０６に付勢するバネ部材を撮像素子側に有し、調整ネジ１０４により、前記撮像素子の光軸方向位置を調整し、調整ネジ１０５、１０６により、傾き調整を行うことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの、撮像素子調整機構およびそれを有する光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影光学系によって結像される被写体像を電気信号に変換する、撮像素子を用いたビデオカメラおよびデジタルスチルカメラに代表される電子カメラが普及している。
【０００３】
近年では、撮影画素数も高画素化が進み、ピントの許容深度が浅くなる方向であり、撮像素子面の倒れにより発生する片ボケを、撮像素子の傾き調整により修正する、調整機構を採用する撮像装置も提案されている。特許文献１には、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レンズ鏡筒の構造が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２８３３５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１のレンズ鏡筒は、撮像素子周辺の３箇所のビスおよび圧縮バネによる位置調整機構である為、傾き調整を行うと、ピント方向の位置がズレてしまうと言った課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明に係る光学機器は、
撮像光学系を保持する鏡筒部材と、前記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、前記撮像素子を固定保持する保持部材と、前記鏡筒部材には、前記光学素子を保持する保持部とを備え、前記保持部材の背面側略光軸上部を受ける調整ネジ１０４と、前記保持部材の背面側周辺部を受ける調整ネジ１０５および１０６によって、前記保持部材の位置が決まられている撮像装置において、前記保持部材は、調整ネジ１０４、１０５、１０６に付勢するバネ部材を撮像素子側に有し、調整ネジ１０４により、前記撮像素子の光軸方向位置を調整し、調整ネジ１０５、１０６により、傾き調整を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮像素子保持部材３０２の背面側略光軸上部を受ける調整ネジ１０４により、撮像素子３０１の光軸方向位置を調整し、その後、調整ネジ１０４を頂点とし略９０度に配置され、撮像素子保持部材３０２の背面側周辺部を受ける調整ネジ１０５、１０６により、傾き調整を行うことで、傾き調整時に、光軸方向位置がずれにくい調整を可能とする光学機器を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の撮像装置（光学機器）のブロック図である。
【図２】本発明の実施形態にかかわる撮像装置の断面図である。
【図３】本発明の実施形態にかかわる撮像装置の断面図である。
【図４】本発明の実施形態にかかわる撮像装置の後方平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１０】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の実施形態にかかわる撮像装置のブロック図である。
【００１１】
図１において、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、それぞれ光軸方向に移動することにより変倍動作を行う変倍レンズ群としての第１レンズ群、第２レンズ群および第３レンズ群、Ｌ４は光軸Ｚ方向に移動することにより合焦動作を行う第４レンズ群、Ｌ５は固定のレンズ群である。第１レンズ群Ｌ１〜第５レンズ群Ｌ５は被写体の光学像を形成する撮影光学系を構成している。
【００１２】
１は第１レンズ群Ｌ１を保持する移動部材（レンズ保持枠）、２は第２レンズ群Ｌ２を保持する移動部材（レンズ保持枠）、３は第３レンズ群Ｌ３を保持する移動部材（レンズ保持枠）、４は第４レンズ群Ｌ４を保持する移動保持部材（レンズ保持枠）である。５は第５レンズ群Ｌ５を保持する固定部材である。移動保持部材１、移動保持部材２、移動保持部材３aおよび移動保持部材４は、撮影光学系の光軸Ｚ方向に移動可能に支持されている。
【００１３】
６は、光学系の開口径を変化させる絞り装置であり、駆動部６aにより絞り羽根を光軸直交面内で動かし、開口径を変化させる絞り装置である。
【００１４】
ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子、ローパスフィルター、赤外カットフィルター等からなる撮像手段３０は、後記の固定鏡筒１０１に固定保持されている。撮像素子からの信号線により、撮影信号がカメラ信号処理回路３１に出力される。
【００１５】
カメラ信号処理回路３１は、撮像手段の出力に増幅やガンマー補正などを施す。カメラ信号処理回路３１で増幅やガンマー補正などを施された信号がマイコン３２に出力される。
【００１６】
マイコンは、多数の信号を取り入れて信号処理を行うと共に、入力信号に応じて多数の信号を出力し、光学機器の制御等を施す。３３はマイコン３２で信号処理された画像信号や、その他、記録条件などを記録する記録手段である。
【００１７】
３４は、駆動部６aの駆動磁石の回転位置をホール素子で検出する絞りセンサー回路である。マイコン３２は、カメラ信号処理回路３１からの入力信号と絞りセンサー３４からの絞り駆動部の回転量などの入力信号に応じて、絞り駆動回路３７に絞り駆動の信号出力を出し、光量調整を行う。
【００１８】
５０は変倍動作を指示するズームスイッチ、５１は撮影者が意識的にマニュアルフォーカス動作（合焦動作）を指示するフォーカススイッチ、５２は電源スイッチである。
【００１９】
７は、変倍光学系を光軸方向に駆動保持する為のカム環である。
【００２０】
８は、変倍光学系を直進ガイドする、長穴を有するガイド環である。
【００２１】
移動部材３の外周には、略均等に振り分け配置（１２０度毎）されたカムフォロア３ａが設けられており、カム環７のカム溝７ａと直進ガイドの長穴により、移動部材３の光軸方向位置を決めている。
【００２２】
移動部材１の内周には、カムフォロア１ａが設けられており、１対のカムフォロア１ａとカム環７のカム溝７ｂにより、移動部材１の光軸方向位置を決めている。
【００２３】
移動部材２の外周には、カムフォロア２ａが設けられており、カムフォロア２ａとカム環７のカム溝７ｃにより、移動部材２の光軸方向位置を決めている。
【００２４】
ズームモータ１０が回転すると、ズームモータ１０の出力軸に取付けられたギヤ１０ａとカム環７に設けられたギヤ部７ａの噛合い連動により、カム環７が光軸周りに定位置回転し、移動部材１、２、３を光軸方向位置に移動させ変倍動作を行う。
【００２５】
カム環７の外周部には、円弧状のエンコーダ９が取り付けられており、固定鏡筒部材に取付けられたセンサー２０によりズームポジションを検出する。
【００２６】
移動部材３には、絞りユニット６が固定保持されている。
【００２７】
第４レンズ群Ｌ４を保持する移動保持部材（レンズ保持枠）４には、超音波振動子１１が取り付けられており、スライダー１２との摩擦により光軸方向への移動と停止を行える超音波モータを構成している。
【００２８】
移動保持部材４は、光軸方向に平行に延びる一対の不図示のガイドバー１０６，１０７により撮影光学系の光軸方向に移動可能に支持されている。また、移動保持部材４には、不図示のエンコーダが取り付けられており、フォーカス位置センサー２１により、光軸方向の位置を検出する。
【００２９】
カメラの電源スイッチ５２が入れられると、センサー２０によりズームポジションが検出される。移動保持枠４は、検出されたズームポジションに対応した位置に、位置センサー２１の値が会う様、光軸方向に移動し、目標位置で停止させる。
【００３０】
マイコン３２は、撮像手段からのカメラ信号３１を基に４群駆動回路３６を制御し、駆動信号によって振動子１１を振動させ、移動保持枠４を光軸方向に動かし合焦動作を行う。
【００３１】
ズームスイッチ５０が操作されると、移動方向および移動速度が、どの様に操作されているかをマイコン３２が判断し、ズーム動作が行なわれる。
【００３２】
ズームモータ１０は、マイコン３２からの制御信号によりズーム駆動回路３５から駆動信号を受け、ズームスイッチ５０の操作に対応した方向および量だけカム環７を回転させる。この時、マイコン３２は、カム環７の位置を測定するセンサー２０の値を基に、フィードバック制御を行う。
【００３３】
また、超音波振動子１１とスライダー１２により構成された超音波モータは、マイコン３２からの制御信号により４群駆動回路３６から駆動信号を受け、ズームスイッチ５０の操作に対応した方向および量だけ移動保持枠４を駆動する。この時、マイコン３２は、移動保持枠４の位置を測定するセンサー２１の値を基に、フィードバック制御を行う。
【００３４】
図２は本発明の実施形態にかかわる撮像装置の斜視図である。図３は本発明の実施形態にかかわる撮像装置の断面図である。図４は本発明の実施形態にかかわる撮像装置の後方平面図である。
【００３５】
図２、３、４において、３０１はＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子、３０２は撮像素子３０１を接着保持する保持部材、３０３は保持部材３０２を貫通した撮像素子３０１の端子部に実装されたフレキシブルプリント基板であり、撮像素子背面部の略中央に貫通穴３０３aが設けられている。
【００３６】
３０４はローパスフィルター、赤外カットフィルター等の光学素子、３０５は撮像素子３０１と光学素子３０４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する弾性部材、１０１aは固定鏡筒１０１に設けられた光学素子３０４を保持する保持部であり、３０１〜３０５により撮像手段３０を構成している。
【００３７】
撮像素子の保持部材３０２は、保持部材３０２設けられた位置決め穴３０２aおよび３０２ｂと、固定鏡筒１０１に設けられた位置決めピン１０１ｂおよび１０１ｃとの嵌合により光軸直行面位置を規制されている。
【００３８】
撮像手段３０の光軸方向後方には、調整基準となる固定部材１０３が配置され、固定部材１０３は、固定鏡筒１０１にビス等により固定保持されている。
【００３９】
固定部材１０３には、先端を円錐または球とした調整ネジ１０４，１０５，１０６がネジ嵌合されており、回転させる事で調整ネジ１０４，１０５，１０６は光軸方向に進退出来る。
【００４０】
撮像素子保持部材３０２は、固定鏡筒１０１に配置された３個のバネ部材１０２により、調整ネジ１０４，１０５，１０６に付勢保持されている。
【００４１】
バネ部材１０２は、ネジ１０５と１０６の間に１箇所に配置され、他の２箇所は、約１２０度に等分配置されることで、ネジ１０４，１０５，１０６に均等な力で付勢している。
【００４２】
調整ネジ１０４は、撮像素子保持部材３０２の背面側略光軸上部を受ける位置に配置され、調整ネジ１０４を頂点とし、略９０度の位置に、撮像素子保持部材３０２の背面側周辺部を受ける調整ネジ１０５および１０６が配置される。
【００４３】
次に、撮像装置に撮像素子３０１を固定保持する工程を説明する。
【００４４】
撮像装置および、保持部材３０２に接着固定された撮像素子３０１は、部品バラつきおよび組立誤差を持っている為、撮像装置に撮像素子３０１を組み付ける際には、個々に、撮像面の片ボケ調整および光軸間隔調整を行う。
【００４５】
まず、合焦動作を行う第４レンズ群Ｌ４を保持する保持部材４を、所定の設計位置に移動させる。この位置で工具チャートの中心部チャートに合焦するよう、調整ネジ１０４を回転させ、撮像素子３０１を光軸方向に移動させる。
【００４６】
合焦後、工具チャートの四隅の周辺部チャートのバランスが出るよう、ネジ１０５および１０６を回転させ、撮像面の傾きを調整する。
【００４７】
調整完了後、調整ネジ１０４，１０５，１０６および撮像素子保持部材３０２を、固定部材１０３に接着固定する。
【００４８】
固定部材１０３には、撮像素子保持部材３０２を固定する接着剤１０７を充填する為の穴部１０３a、１０３bが、調整ネジ１０４とネジ１０５の間、およびネジ１０４とネジ１０６の間に設けられており、接着剤が硬化収縮してもバネにより付勢される方向と同じになり、ズレが発生しない構造となっている。
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の撮像装置は、撮像素子保持部材３０２の背面側略光軸上部を受ける調整ネジ１０４により、撮像素子３０１の光軸方向位置を調整し、その後、調整ネジ１０４を頂点とし略９０度に配置され、撮像素子保持部材３０２の背面側周辺部を受ける調整ネジ１０５、１０６により、傾き調整を行うため、傾き調整時に、光軸方向位置がずれにくい調整を可能としている。
【００５０】
本実施形態の撮像素子の調整機構はビデオカメラおよびデジタルスチルカメラに代表される電子カメラ等の、撮像装置（光学機器）に適用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
Ｌ１  第１レンズ群、Ｌ２  第２レンズ群、Ｌ３  第３レンズ群、
Ｌ４  第４レンズ群（コンペフォーカス群）、Ｌ５  第５レンズ群、
１  第１レンズ群の保持部材、２  第２レンズ群の保持部材、
３  第３レンズ群の保持部材、４  第４レンズ群の保持部材、
５  第５レンズ群の保持部材、７  カム環、８  直進ガイド環、１０１  固定鏡筒、
１０２  バネ部材、１０３  調整基準となる固定部材、１０４  光軸方向調整ネジ、
１０５、１０６  傾き調整ネジ、３０１  撮像素子、３０２  撮像素子保持部材、
３０３  フレキシブルプリント基板、
３０４  ローパスフィルターや赤外カットフィルター等の光学素子、３０５  弾性部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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