(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ取り付け面に交換可能に撮影レンズが装着されるカメラボディと、
前記撮影レンズを通して前記カメラボディ内に入射する被写体像を受光する撮像素子と、
前記カメラボディのカメラボディ側取り付け面に当接されるホルダ側取り付け面を有し、前記撮像素子を保持するホルダとを備え、
前記カメラボディには、前記レンズ取り付け面までの寸法が所定値Ｌ２となるように前記カメラボディ側取り付け面が予め切削加工されており、
前記ホルダには、前記撮像素子の受光面までの寸法が所定値Ｌ３となるように前記ホルダ側取り付け面が予め切削加工されており、
前記カメラボディの前記レンズ取り付け面から撮影レンズによる被写体像の予定結像面までの寸法を所定の距離Ｌ１とするとき、前記所定値Ｌ２およびＬ３は、Ｌ２＋Ｌ３＝Ｌ１を満足する寸法であり、
前記撮像素子を保持したホルダは、前記ホルダ側取り付け面を前記カメラボディ側取り付け面に当接して前記カメラボディに取り付けられ、この状態で前記撮像素子の受光面が前記予定結像面と一致している電子スチルカメラであって、
前記ホルダ側取り付け面を予め切削加工する工程は、
前記ホルダに保持された撮像素子に所定のパターンを投影する工程と、
前記パターンが投影されている前記撮像素子から画像信号を入力する工程と、
前記入力された画像信号に基づいて、カッタに対する前記ホルダ側取り付け面の位置を算出する工程と、
前記算出された位置に応じて前記ホルダを移動して前記カッタで前記ホルダ側取り付け面を切削して前記寸法Ｌ３を得る工程とを含むことを特徴とするホルダ側取り付け面加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載のホルダ側取り付け面加工方法において、
前記レンズ取り付け面は光軸と直交する方向に広がり、
前記カメラボディ側取り付け面は前記レンズ取り付け面に対して平行であり、
前記ホルダ側取り付け面は前記撮像素子の受光面に対して平行であることを特徴とするホルダ側取り付け面加工方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のホルダ側取り付け面加工方法において、
前記カメラボディ側取り付け面と前記ホルダ側取り付け面は、光軸と直交する面内での前記カメラボディに対する前記ホルダの位置を規定する当接面をそれぞれ有することを特徴とするホルダ側取り付け面加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影レンズを通してカメラボディ内に入射する被写体像を受光する撮像素子をホルダで保持し、そのホルダを介して撮像素子をカメラボディに取り付けるようにした電子スチルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子スチルカメラでは、高品質の画像を得るために撮影レンズからの被写体像を正しく撮像素子上に結像させる必要がある。撮像素子はパッケージに保持され、パッケージをカメラボディに取り付けることにより撮像素子がカメラボディに取り付けられる。しかしながら、撮像素子の受光面とパッケージの取り付け面との寸法は製造誤差を含むため、単にパッケージをカメラボディの取り付け面に取り付けるだけでは所望の寸法精度が満足されない。そのため、パッケージをカメラボディに取り付けた後で撮影レンズに対する撮像素子の位置を調整したり、逆に撮影レンズの位置を調整している。
【０００３】
レンズ交換式カメラ、たとえば一眼レフレックスカメラでは、交換レンズはレンズマウント面に装着されるため、撮像素子をレンズマウント面に対して所定の位置に取り付け調整する必要がある。そこで従来は、パッケージングされている撮像素子を位置調節機構とともにカメラボディに組込み、撮像素子に基準パターンを投影してモニタ上に表示させ、モニタを見ながら撮像素子の位置を位置調節機構で調節している。
【０００４】
位置調節機構は、たとえば３角形の各頂点に配置した３本のねじと、がた寄せのためのばねとを有し、３本のねじを螺進、螺退させることにより撮像素子の位置を調節するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように位置調節機構を撮像素子とともにカメラボディに収容するとカメラが大型化するばかりではなく、カメラの保守点検のために撮像素子を取外すと、取り付けの際に再調整が必要となり、作業性が悪い、保守性が悪いという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、位置調節機構を不要として作業性や保守性を向上させた電子スチルカメラを提供することにある。
本発明の他の目的は、位置調節機構を不要として作業性や保守性を向上させた電子スチルカメラのホルダ側取り付け面を簡単に加工するようにした加工方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
図１〜９に対応づけて本発明を説明する。
（１）請求項１の発明は、レンズ取り付け面に交換可能に撮影レンズ１３が装着されるカメラボディ１１と、交換可能な撮影レンズ１３を通してカメラボディ１１内に入射する被写体像を受光する撮像素子２１と、カメラボディ１１のカメラボディ側取り付け面１１１に当接されるホルダ側取り付け面２２１を有し、撮像素子１２を保持するホルダ２２とを備える電子スチルカメラに適用される。そして、カメラボディ１１には、レンズ取り付け面１２１までの寸法が所定値Ｌ２となるように前記カメラボディ側取り付け面１１１が予め切削加工されており、ホルダ２２には、撮像素子１２の受光面２１ａまでの寸法が所定値Ｌ３となるように前記ホルダ側取り付け面２２１が予め切削加工されており、カメラボディ１１のレンズ取り付け面１２１から撮影レンズ１３による被写体像の予定結像面までの寸法を所定の距離Ｌ１とするとき、所定値Ｌ２およびＬ３は、Ｌ２＋Ｌ３＝Ｌ１を満足する寸法であり、撮像素子１２を保持したホルダ２２は、ホルダ側取り付け面２２１をカメラボディ側取り付け面１１１に当接してカメラボディ１１に取り付けられ、この状態で撮像素子１２の受光面２１ａが予定結像面と一致している。
本発明によるホルダ側取り付け面加工方法は、上記ホルダ側取り付け面２２１を予め切削加工する工程を有し、この工程は、ホルダ２２に保持された撮像素子２１に所定のパターンを投影する工程と、パターンが投影されている撮像素子２１から画像信号を入力する工程と、入力された画像信号に基づいて、カッタに対するホルダ側取り付け面２２１の位置を算出する工程と、算出された位置に応じてホルダ２２を移動してカッタでホルダ側取り付け面２２１を切削して寸法Ｌ３を得る工程とを含むことを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項１に記載のホルダ側取り付け面加工方法において、レンズ取り付け面１２１は光軸と直交する方向に広がり、カメラボディ側取り付け面１１１はレンズ取り付け面１２１に対して平行であり、ホルダ側取り付け面２２１は撮像素子２１の受光面２１ａに対して平行であることを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２に記載のホルダ側取り付け面加工方法において、光軸と直交する面内でのカメラボディ１１に対するホルダ２２の位置を規定する当接面２２３，２２５をそれぞれ有することを特徴とする。
【０００８】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段と作用の項では、本発明を分かり易くするために実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明による電子スチルカメラを一眼レフレックス型とした場合の概略的構成を示している。図１に示すように、カメラボディ１１にはレンズマウント１２が設けられており、このレンズマウント１２には交換式の撮影レンズ１３が装着されている。撮影レンズ１３を通過した被写体光はクイックリターンミラー１４で上方に反射されてスクリーン１５上に結像する。スクリーン１５に結像した被写体像はペンタダハプリズム１６から接眼レンズ１７を通してファインダ観察窓から観察される。
【００１０】
クイックリターンミラー１４は図示しないレリーズ釦が全押しされると上方に跳ね上がり、撮影レンズ１３からの被写体像が撮像装置２０に入射する。撮像装置２０は、ＣＣＤに代表される固体撮像素子２１をホルダ２２に固定したものであり、その取り付け面２２１をカメラボディ１１の取り付け面１１１に当接し、ねじ１８でカメラボディ１１に締結されている。このような一眼レフレックス型の電子スチルカメラでは、レンズマウント１２のレンズ取り付け面１２１と撮像素子２１の受光面２１ａとの寸法を所定距離Ｌ１に所定の精度で取り付け、これにより受光面２１ａを撮影レンズ１３の結像面に一致させる必要がある。なお、撮像素子２１はセラミックなどにより予めパッケージングされ、そのパッケージにホルダ２２が一体化されている。
【００１１】
そこでこの実施の形態では、レンズマウント１２に形成されたレンズ取り付け面１２１とカメラボディ１１のカメラ側取り付け面１１１の寸法が所定の距離Ｌ２となるように、レンズマウント面１２１を基準として、換言すると撮影レンズ１３の結像面を基準として取り付け面１１１を加工する。カメラボディ１１をカメラ背面から見た図２に示すように、カメラボディ１１には撮影レンズ１３から入射した被写体光束が撮像装置２０に入射するように開口１１２が形成され、開口１１２の下部に取り付け面１１１ａ，１１１ｂが、上部に取り付け面１１１ｃがそれぞれ形成される。この取り付け面１１１ａ〜１１１ｃは、レンズマウント１２をカメラボディ１１の前面に取り付けた後に、上述したように、レンズ取り付け面１２１を基準として加工される。
【００１２】
また、撮像装置２０の光軸回りの位置を決める下部位置決め面１１３ａと１１３ｂが、取り付け面１１１ａと１１１ｂからカメラ後方に直交して延設するとともに、開口１１２の左部には側部位置決め面１１３ｃが光軸方向と平行な面内に延設されている。下部位置決め面１１３ａと１１３ｂは光軸を通る水平基準線ＨＬから距離Ｌ４に加工されるとともに、側部位置決め面１１３ｃは光軸を通る垂直基準線ＶＬから距離Ｌ５に加工される。撮像装置２０の光軸回りの位置調整については後述する。
【００１３】
一方、図１に示すように、撮像素子２１の受光面２１ａとホルダ２２の取り付け面２２１との寸法が所定の距離Ｌ３となるように、撮像素子２１の受光面２１ａを基準としてホルダ２２の取り付け面２２１を加工すれば、撮像装置２０をねじ１８でカメラボディ１１に取り付けたとき、レンズマウント１２のレンズ取り付け面１２１と撮像素子２１の受光面２１ａとの寸法が所定距離Ｌ１に所定の精度に設定される。取り付け面２２１の加工方法については後述する。
【００１４】
図３はカメラボディへの撮像装置２０の取り付け状態をカメラ背面から見た図である。撮像装置２０のホルダ２２には、図３において下方に突出する２つの取り付け片２２２ａおよび２２２ｂと、上方に突出する１つの取り付け突片２２２ｃとが形成されている。２つの取り付け突片２２２ａおよび２２２ｂの一辺２２３をカメラボディ１１の下方位置決め面１１３ａおよび１１３ｂにそれぞれ当接し、ホルダ２２の左側面２２５を側方位置決め面１１３ｃに当接することにより、撮像素子２１の光軸回りの位置決めが行なわれる。
【００１５】
図４（ａ），（ｂ）および図５により撮像装置２０の取り付け面２２１や位置決め面２２３および２２５の加工方法について詳細に説明する。なお、図４（ｂ）に示すように、ホルダ側取り付け面２２１はホルダ２２の各突片２２２ａ〜２２２ｃの裏面に形成されるものである。
【００１６】
図４および図５の加工装置は、撮像装置２０のホルダ２２をチャックするチャッキング装置１１３と、このチャッキング装置１１３を矢印Ａ１方向に上下動させ、矢印Ａ２方向に揺動させ、矢印Ａ３方向に揺動させ、図５の矢印Ａ４方向およびＡ５方向に水平移動させ、図４のＡ６方向に回転させる駆動装置１１５と、照明光源１０３と、照明光源１０３により照射される試験チャート１０５と、試験チャート１０５のパターンを撮像素子２１の受光面２１ａ上に結像させる光学系１０７と、ホルダ２２の取り付け面２２１を加工するカッタ１０９Ａと、ホルダ２２の位置決め面２２３を加工するカッタ１０９Ｂと、ホルダ２２の位置決め面２２５を加工するカッタ１０９Ｃと、カッタ１０９Ａによる切削粉を吸引する吸引装置１１１と、撮像素子２１からのアナログ撮像信号をデジタル画像信号に変換したり、各種信号処理を行なう信号処理装置１１９と、信号処理装置１１９からの画像信号に基づいて後述する各種の処理を実行して駆動装置１１５を駆動制御する制御装置１１７とを有する。カッタ１０９Ａは、その加工面が試験チャート１０５の結像面からＬ３離れた位置に設定されている。
【００１７】
試験チャート１０５のパターンは、受光面２１ａの少なくとも中央部と、左右端部と、上下端部のそれぞれの複数の画素から出力される画像信号の信号強度を計測できるようなパターンである。このパターンによりホルダ側取り付け面２２１の光軸方向の位置決めが行なわれる。また、光学系１０７の光軸で互いに直交する横基準線と縦基準線も描かれていて、後述するようにこの横基準線により位置決め面２２３の位置決めが、縦基準線により位置決め面２２５の位置決めが行なわれる。
【００１８】
図６は制御装置１１７で実行される取り付け面２２１の加工処理手順例を示すフローチャートである。ステップＳ１において、照明光学系１０３を点灯して試験チャート１０５のパターンを撮像素子２１上に投影する。ステップＳ２において、撮像素子２１の受光面２１ａの中央部の画像信号が所定値以上であるか判定する。受光面２１ａの中央部の画像信号が所定値以上でないと判定されるとステップＳ３に進み、チャッキング装置１１３をＡ１方向に移動して撮像素子２１を上下動させてステップＳ２に戻る。ステップＳ２において受光面２１ａの中央部の画像信号が所定値以上であると判定されると、すなわち、中央部が光学系１０７の焦点面と一致したと判定されるとステップＳ４に進み、受光面２１ａの左右端部の画像信号が所定値以上であるか判定する。受光面２１ａの左右端部の画像信号が所定値以上でないと判定されるとステップＳ５に進み、チャッキング装置１１３をＡ２方向に揺動し、撮像素子２１をその受光面２１ａの中央部を中心として揺動させてステップＳ４に戻る。
【００１９】
ステップＳ４において受光面２１ａの左右端部の画像信号が所定値以上であると判定されると、すなわち、左右端部が光学系１０７の焦点面と一致したと判定されるとステップＳ６に進み、受光面２１ａの上下端部の画像信号が所定値以上であるか判定する。受光面２１ａの上下端部の画像信号が所定値以上でないと判定されるとステップＳ７に進み、チャッキング装置１１３をＡ３方向に揺動し、撮像素子２１をその受光面２１ａの中央部を中心として揺動してステップＳ６に戻る。ステップＳ６で受光面２１ａの上下端部の画像信号が所定値以上であると判定されると、すなわち、上下端部が光学系１０７の焦点面と一致したと判定されるとステップＳ８に進む。ステップＳ８で吸引装置１１１を始動し、ステップＳ９においてカッタ１０９Ａで取り付け面２２１を加工する。
【００２０】
このようにホルダ側取り付け面２２１を加工することにより、図１に示すようにホルダ側取り付け面２２１と受光面２１ａとの寸法がＬ３に設定される。
【００２１】
図７は制御装置１１７で実行される位置決め面２２３，２２５の加工処理手順例を示すフローチャートである。ステップＳ１１において、照明光学系１０３を点灯して試験チャート１０５のパターンを撮像素子２１上に投影する。ステップＳ１２において、試験チャート１０５で撮像素子２１の受光面２１ａ上に投影された横基準線３０９（図５）が撮像素子２１の水平線方向（図４（ｂ）の左右方向）と平行か判定する。否定されるとステップＳ１３に進み、チャッキング装置１１３を光軸回りにＡ６方向（図４（ａ））に回転してステップＳ１２に戻る。ステップＳ１２において、横基準線３０９が撮像素子２１の水平線方向と平行であると判定されるとステップＳ１４に進む。
【００２２】
ステップＳ１４において、試験チャート１０５で撮像素子２１の受光面２１ａ上に投影された横基準線３０９が撮像素子２１の中央水平線（撮像素子２１の画面中心を通る水平方向の画素の並び方向）と一致するか判定する。否定されるとステップＳ１５に進み、チャッキング装置１１３をＡ４方向（図５）に移動してステップＳ１４に戻る。ステップＳ１４において、横基準線３０９が撮像素子２１の中央水平線と一致すると判定されるとステップＳ１６に進む。
【００２３】
ステップＳ１６において、試験チャート１０５で撮像素子２１の受光面２１ａ上に投影された縦基準線３０７（図５参照）が撮像素子２１の中央垂直線（撮像素子２１の画面中心を通る垂直方向の画素の並び方向）と一致するか判定する。否定されるとステップＳ１７に進み、チャッキング装置１１３をＡ５方向（図５）に移動してステップＳ１６に戻る。ステップＳ１６において、縦基準線３０７が撮像素子２１の中央垂直線と一致すると判定されるとステップＳ１８に進む。ステップＳ１８で吸引装置１１１を始動し、ステップＳ１９においてカッタ１０９Ｂ，１０９Ｃで位置決め面２２３，２２５をそれぞれ加工する。
【００２４】
このように位置決め面２２３，２２５を加工することにより、図５に示すように位置決め面２２３と横基準線３０９との寸法がＬ４に設定され、位置決め面２２５と縦基準線３０７との寸法がＬ５に設定される。なお、図２に示すように、カメラ側位置決め面１１３ａ，１１３ｂと水平線ＨＬとの寸法もＬ４に、また、カメラ側位置決め面１１３ｃと垂直線ＶＬとの寸法はＬ５に予め加工されている。したがって、撮像装置２０をカメラボディ１１に取り付けたときに、撮影レンズ１１３の光軸と撮像装置２０の光軸も正しく一致する。
【００２５】
図８は図４の加工装置の別の例を示す。試験チャート１０５のパターンを投影する代りに顕微鏡２０３で受光面２１ａまでの位置を計測してチャッキング装置１１３を駆動するものである。図４と同様な箇所には同一の符号を付して説明を行なう。図８において、顕微鏡２０３は加工前のホルダ取り付け面２２１に焦点調節されている。また、カッタ１０９Ａも顕微鏡２０３の焦点面位置を加工するように設定されている。
【００２６】
図９のフローチャートを参照して加工処理手順を説明する。ステップＳ２１において顕微鏡２０３を受光面２１ａの左上点に移動し、ステップＳ２２において、顕微鏡２０３を上下動させて受光面２１ａにフォーカシングし、そのときの受光面２１ａの取り付け面２２１からのずれ量ｔ１を検出する。ステップＳ２３において顕微鏡２０３を受光面２１ａの右上点に移動し、ステップＳ２４において、顕微鏡２０３を上下動させて受光面２１ａにフォーカシングし、そのときの受光面２１ａの取り付け面２２１からのずれ量ｔ２を検出する。ステップＳ２５において顕微鏡２０３を受光面２１ａの右下点に移動し、ステップＳ２６において、顕微鏡２０３を上下動させて受光面２１ａにフォーカシングし、そのときの受光面２１ａの取り付け面２２１からのずれ量ｔ３を検出する。
【００２７】
ステップＳ２７では、ずれ量ｔ１〜ｔ３に基づいて受光面２１ａの駆動量を演算し、ステップＳ２８において、その演算量に基づいてチャッキング装置１１３を駆動する。この場合、受光面２１ａとカッタ１０９Ａの加工面との距離がＬ３となるように、ずれ量ｔ１〜ｔ３に応じてチャッキング装置１１３はＡ１〜Ａ３方向に駆動される。そして、ステップＳ２９で吸引装置１１１を始動し、ステップＳ３０においてカッタ１０９Ａで取り付け面２２１を加工する。
【００２８】
このようにして図８のように顕微鏡を使用して、ホルダ側取り付け面２２１と受光面２１ａとの寸法をＬ３に加工することができる。なお、顕微鏡２０３にオートフォーカシング機能を設けた場合について説明し、受光面２１ａの取り付け面２２１からの焦点調節ずれ量を自動的に検出するようにしたが、作業者が顕微鏡を観察しながら受光面２１ａに焦点調節し、そのときの焦点調節量をずれ量として検出することもできる。
【００２９】
以上では、撮影レンズ交換式の一眼レフレックスカメラについて説明したが、交換できない撮影レンズを備えたレンズシャッタカメラなど各種のタイプの電子スチルカメラにも本発明を適用できる。
【００３０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば次のような効果を奏することができる。
（１）請求項１〜３の発明によれば、レンズ取り付け面を基準としてカメラボディにカメラボディ側取り付け面を形成し、さらに、撮像素子の受光面を基準としてホルダ側にホルダ側取り付け面を形成し、カメラボディ側取り付け面とホルダ側取り付け面とを当接して撮像素子をカメラボディに取り付けるようにしたので、撮像素子の位置決め機構を必要とせずに撮像素子の受光面を結像位置に一致させることができ、カメラの小型化に寄与する。また、出荷後に保守のために撮像装置を取外した後、カメラボディ側取り付け面とホルダ側取り付け面とを当接して撮像素子をカメラボディに取り付けるだけで位置調整作業が不要となり、保守性が向上する。
（２）請求項４および５の発明によれば、撮像素子の受光面とホルダ側取り付け面との寸法を精度よく設定することができるとともに、簡単に加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による電子スチルカメラの概略的構成を示す図
【図２】図１のカメラボディの撮像装置取り付け面をカメラ背面から見た図
【図３】図２の取り付け面に撮像装置を取り付けたカメラ背面から見た図
【図４】（ａ）は（ｂ）のａ−ａ線方向から見た撮像装置の取り付け面の加工装置の一例を示す図、（ｂ）はホルダ側取り付け面２２１を示す斜視図
【図５】撮像装置の位置決め面の加工装置を示す図
【図６】試験チャートによる取り付け面の加工手順例を示すフローチャート
【図７】試験チャートによる位置決め面の加工手順例を示すフローチャート
【図８】撮像装置の取り付け面の加工装置の他の例を示す図
【図９】図８の加工装置による取り付け面の加工手順例を示すフローチャート
【符号の説明】
１１  カメラボディ
１２  レンズマウント
１３  撮影レンズ
２０  撮像装置
２１  撮像素子
２１ａ  受光面
２２  ホルダ
１１１  カメラ側取り付け面
１１２  開口
１１３ａ，１１３ｂ，１１３ｃ  カメラ側位置決め面
１２１  レンズ取り付け面
２２１  ホルダ側取り付け面
２２２ａ〜２２２ｃ  突片
２２３，２２５  ホルダ側位置決め面
【図１】
0004138068.tif 000002
【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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