(57)【要約】【課題】撮像素子の交換を簡単にできるようにする。【解決手段】圧電アクチュエータ１８に電圧を印加していない状態では、撮影光軸Ｌに対してＣＣＤ１２の受光面１３が傾いている。圧電アクチュエータ１８に電圧を印加すると、電圧値に応じて可動部１８ａの伸長する長さが変わり、撮影光軸Ｌに対する受光面１３の傾きが変化する。圧電アクチュエータ１８に印加する電圧値を変化させながらＣＣＤ１２によって撮影されるチャート画像を観察し、チャート画像の歪みが最も少なくなる電圧値を求め、メモリ２６に記憶する。撮像素子ユニット１０をデジタルカメラに取り付けると、スルー画表示期間と、撮影開始直前からＣＣＤ１２から撮像信号が読み出されている期間とに、メモリ２６から電圧値が読み出されて圧電アクチュエータ１８が駆動され、ＣＣＤ１２の受光面１３が撮影光軸Ｌに対して垂直になる。【選択図】図２
2009021761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に撮像素子を収納するユニット本体を備え、撮影光学系を有する装置に装着される撮像素子ユニットにおいて、
前記ユニット本体に設けられ、所定の電力制御値を加えることにより変位して撮像素子のそれぞれ異なる複数箇所を押圧し、前記撮影光学系の光軸に対する撮像素子の受光面の傾きを変更する複数個のアクチュエータと、
前記ユニット本体に設けられ、前記撮像素子の受光面が撮影光学系の光軸に対して垂直となる時に加えられる各アクチュエータ毎の電力制御値を予め記憶する記憶部と
を設けたことを特徴とする撮像素子ユニット。
【請求項２】
前記撮像素子を挟んでアクチュエータと反対側のユニット本体には、前記撮像素子をアクチュエータ側へ向かって付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項１記載の撮像素子ユニット。
【請求項３】
撮影光学系による被写体像を受光面に結像する撮像素子と、
所定の電力制御値を加えることにより変位して撮像素子のそれぞれ異なる複数箇所を押圧し、前記撮影光学系の光軸に対する撮像素子の受光面の傾きを変更する複数個のアクチュエータと、
前記撮像素子の受光面が撮影光学系の光軸に対して垂直となる時に加えられる各アクチュエータ毎の電力制御値を予め記憶する記憶部と、
少なくとも撮像素子を駆動する直前には、前記記憶部から前記電力制御値を読み出して各アクチュエータ毎に加える制御部と
を設けたことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子を挟んでアクチュエータと反対側には、前記撮像素子をアクチュエータ側へ向かって付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
撮影光学系を有する装置に着脱自在に取り付けられる治具本体を備え、前記装置に撮像素子を位置決めする撮像素子位置決め治具において、
前記治具本体に設けられ、所定の電力制御値を加えることにより変位して撮像素子のそれぞれ異なる複数箇所を押圧し、前記撮影光学系の光軸に対する撮像素子の受光面の傾きを変更する複数個のアクチュエータと、
前記撮像素子の受光面が撮影光学系の光軸に対して垂直となるように前記各アクチュエータ毎に所定の電力制御値を加える制御部と、
前記治具本体に形成され、前記撮像素子の受光面が撮影光学系の光軸に対して垂直となるように前記制御部が各アクチュエータ毎に所定の電力制御値を加えている間に、前記撮像素子を装置に固定する接着剤が注入される注入口と
を設けたことを特徴とする撮像素子位置決め治具。
【請求項６】
前記各アクチュエータの変位量をそれぞれ増幅する複数個の増幅部材を前記撮像素子と前記各アクチュエータとの間の治具本体に設けたことを特徴とする請求項５記載の撮像素子位置決め治具。
【請求項７】
撮影光学系を有する装置に撮像素子を位置決めして取り付ける撮像素子取付方法において、
前記撮像素子のそれぞれ異なる複数箇所を押圧するように設けられた複数個のアクチュエータにそれぞれ所定の電力制御値を加えることにより、前記撮影光学系の光軸に対する撮像素子の受光面の傾きを調整する調整ステップと、
前記撮像素子の受光面が撮影光学系の光軸に対して垂直となるように前記複数個のアクチュエータにそれぞれ所定の電力制御値を加えている間に、前記撮像素子を装置に固定する固定ステップと
からなることを特徴とする撮像素子取付方法。
【請求項８】
撮影光学系による被写体像を受光面に結像する撮像素子において、
前記受光面を支持し、加える電力制御値を変更することにより変位量が変化して撮影光学系の光軸に対する受光面の傾きを変更する複数個のアクチュエータと、
前記受光面が撮影光学系の光軸に対して垂直となる時に、前記各アクチュエータ毎に加えられる電力制御値を記憶する記憶部と
を設けたことを特徴とする撮像素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子ユニット，撮像装置，撮像素子位置決め治具，撮像素子取付方法及び撮像素子に関し、更に詳しくは撮像素子が交換自在な撮像素子ユニット，撮像装置，撮像素子位置決め治具，撮像素子取付方法及び撮像素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を用いて撮影を行なう撮像装置、例えばデジタルカメラやカメラ付き携帯電話等が周知である。
【０００３】
ところで、撮像素子は性能向上が著しく陳腐化しやすいという問題がある。このため、撮像装置を購入してから１〜２年も経つと、同じ価格帯でありながら性能は１．５〜２倍の機種が市販されることも珍しくなく、撮像素子の交換を希望するユーザも多い。
【０００４】
上記のような撮像素子自体の陳腐化は、メーカーサイドでも起こっており、当初予定していた機種に用いるＣＣＤが販売時期には陳腐化してしまうことがあり、このような場合の対処方法が望まれていた。
【０００５】
撮像素子は、製造誤差や歩留りなどの問題から、その受光面が筐体の前面や背面と完全には平行となっていないものが多い。したがって、同じ形状及びサイズの筐体だからと云ってそのまま交換しても、新しい撮像素子の受光面が撮影レンズの撮影光軸と垂直になるとは限らない。撮像素子の受光面が撮影光軸と垂直でない場合、片ぼけや画像の歪みが生じる。
【０００６】
このため、現状では、撮像素子によるチャートの撮影画像を観察しながら、撮像素子の筐体の複数箇所にシムと呼ばれる薄い板状の金属板を重ねて貼り付けたり剥がしたりしてシムの厚みを調整している。これにより、撮像装置の取付面に対する撮像素子の傾き、すなわち撮影光軸に対する撮像素子の受光面の傾きを調整し、チャートの撮影画像に歪みがない状態を探すという、たいへんに面倒な作業を行なわなければならない。
【０００７】
ところで、撮像素子の傾きを調整する方法として、例えば特許文献１，２が提案されている。特許文献１記載の車載カメラの撮像面調整装置では、２台のカメラを車両に搭載して車外の対象物を撮像し、三角測量の原理により対象物までの距離を検出する。２台のカメラの撮像面が水平線に対して互いに一致していないと、正確な距離を検出することができない。このため、一方のカメラの撮像素子の撮像面の水平線に対する傾きを２個の圧電素子の制御により調整し、他方のカメラの撮像素子の撮像面の水平線に対する傾きと一致するようにしている。
【０００８】
特許文献２記載の電子カメラでは、ＣＣＤが４個の圧電素子によって支持されている。ユーザがあおりを行なうために蛇腹の後端面を動かすと、この動きを変位センサが検出して圧電素子の駆動が制御される。これにより、ＣＣＤの受光面の傾きが変更され、ユーザのあおり操作に対応して全ての被写体にピントが合うように補正するあおり補正が行なわれる。
【特許文献１】特開平０７−１２３３１６号公報
【特許文献２】特開２０００−１３６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１，２には、圧電素子を用いて撮像素子の傾きを変更する旨の記載はあるものの、どのようにしたら簡単に撮像素子を交換できるようになるかの具体的な方法や示唆は開示されていない。
【００１０】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、撮像素子の交換を簡易化できる撮像素子ユニット，撮像装置，撮像素子位置決め治具，撮像素子取付方法及び撮像素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の撮像素子ユニットは、内部に撮像素子を収納するユニット本体を備え、撮影光学系を有する装置に装着される撮像素子ユニットにおいて、前記ユニット本体に設けられ、所定の電力制御値を加えることにより変位して撮像素子のそれぞれ異なる複数箇所を押圧し、前記撮影光学系の光軸に対する撮像素子の受光面の傾きを変更する複数個のアクチュエータと、前記ユニット本体に設けられ、前記撮像素子の受光面が撮影光学系の光軸に対して垂直となる時に加えられる各アクチュエータ毎の電力制御値を予め記憶する記憶部とを設けたことを特徴とする。
【００１２】
前記撮像素子を挟んでアクチュエータと反対側のユニット本体には、前記撮像素子をアクチュエータ側へ向かって付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の撮像装置は、撮影光学系による被写体像を受光面に結像する撮像素子と、所定の電力制御値を加えることにより変位して撮像素子のそれぞれ異なる複数箇所を押圧し、前記撮影光学系の光軸に対する撮像素子の受光面の傾きを変更する複数個のアクチュエータと、前記撮像素子の受光面が撮影光学系の光軸に対して垂直となる時に加えられる各アクチュエータ毎の電力制御値を予め記憶する記憶部と、少なくとも撮像素子を駆動する直前には、前記記憶部から前記電力制御値を読み出して各アクチュエータ毎に加える制御部とを設けたことを特徴とする。
【００１４】
前記撮像素子を挟んでアクチュエータと反対側には、前記撮像素子をアクチュエータ側へ向かって付勢する付勢部材が設けられていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の撮像素子位置決め治具は、撮影光学系を有する装置に着脱自在に取り付けられる治具本体を備え、前記装置に撮像素子を位置決めする撮像素子位置決め治具において、前記治具本体に設けられ、所定の電力制御値を加えることにより変位して撮像素子のそれぞれ異なる複数箇所を押圧し、前記撮影光学系の光軸に対する撮像素子の受光面の傾きを変更する複数個のアクチュエータと、前記撮像素子の受光面が撮影光学系の光軸に対して垂直となるように前記各アクチュエータ毎に所定の電力制御値を加える制御部と、前記治具本体に形成され、前記撮像素子の受光面が撮影光学系の光軸に対して垂直となるように前記制御部が各アクチュエータ毎に所定の電力制御値を加えている間に、前記撮像素子を装置に固定する接着剤が注入される注入口とを設けたことを特徴とする。
【００１６】
前記各アクチュエータの変位量をそれぞれ増幅する複数個の増幅部材を前記撮像素子と前記各アクチュエータとの間の治具本体に設けたことを特徴とする。
【００１７】
本発明の撮像素子取付方法は、撮影光学系を有する装置に撮像素子を位置決めして取り付ける撮像素子取付方法において、前記撮像素子のそれぞれ異なる複数箇所を押圧するように設けられた複数個のアクチュエータにそれぞれ所定の電力制御値を加えることにより、前記撮影光学系の光軸に対する撮像素子の受光面の傾きを調整する調整ステップと、前記撮像素子の受光面が撮影光学系の光軸に対して垂直となるように前記複数個のアクチュエータにそれぞれ所定の電力制御値を加えている間に、前記撮像素子を装置に固定する固定ステップとからなることを特徴とする。
【００１８】
本発明の撮像素子は、撮影光学系による被写体像を受光面に結像する撮像素子において、前記受光面を支持し、加える電力制御値を変更することにより変位量が変化して撮影光学系の光軸に対する受光面の傾きを変更する複数個のアクチュエータと、前記受光面が撮影光学系の光軸に対して垂直となる時に、前記各アクチュエータ毎に加えられる電力制御値を記憶する記憶部とを設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の撮像素子ユニットによれば、複数個のアクチュエータによって撮像素子の複数箇所を押圧して受光面の傾きを変更自在とし、撮像素子の受光面が撮影光軸に対して垂直となるアクチュエータに加えられる電力制御値を記憶部に記憶するので、撮像素子ユニットを交換した後、撮影時等に記憶部から電力制御値を読み出してアクチュエータを駆動すれば、撮像素子の受光面が撮影光軸に対して垂直となる。したがって、撮像素子ユニットを交換する度に、撮像素子の受光面が撮影光軸に対して垂直となるように調整する必要がなく、撮像素子ユニットの交換作業を簡単にできるようになる。
【００２０】
また、付勢部材により撮像素子がアクチュエータ側に付勢されるようにしたので、簡単な構成でありながら、アクチュエータの変位量がダイレクトに撮像素子の姿勢に反映される。
【００２１】
本発明の撮像装置によれば、アクチュエータと記憶部を撮像装置側に設けたので、撮像素子を交換する際に行なう撮像素子の傾き調整が従来のシム貼り調整に比べてはるかに簡単にできるようになり、撮像素子の交換作業が簡易化できる。
【００２２】
本発明の撮像素子位置決め治具及び撮像素子取付方法によれば、複数個のアクチュエータによって撮像素子の複数箇所を押圧して撮像素子の受光面の傾きを変更自在とし、撮像素子の受光面が撮影光軸に対して垂直となった状態で撮像素子を固定するので、従来のシム貼り調整に比べてはるかに撮像素子の傾き調整が簡単にできる。また、撮像素子と各アクチュエータとの間に増幅部材を設けたので、各アクチュエータの変位量が小さくても十分な調整量を確保できる。
【００２３】
本発明の撮像素子によれば、撮像素子を交換した後、撮影時等に記憶部から電力制御値を読み出してアクチュエータを駆動すれば、撮像素子の受光面が撮影光軸に対して垂直となる。したがって、撮像素子を交換する度に、受光面が撮影光軸に対して垂直となる電力制御値を求める必要がなく、撮像素子の交換作業が簡単にできるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の第１実施形態である撮像素子ユニットは、不揮発性のメモリを備えており、ユニット本体内に収納する撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ）の傾き情報（撮影光軸に対して撮像素子の受光面が垂直となるための情報）をメモリに記憶する。
【００２５】
撮像素子ユニットを装着した撮像装置であるデジタルカメラは、撮影を行なう直前にメモリから撮像素子の傾き情報を読み出し、撮像素子ユニットに組み込まれた圧電素子に所定の電圧値（電力制御値）を印加して撮像素子の傾きを調整時の状態にするから、常に圧電素子に電圧を印加しておく必要がない。
【００２６】
また、撮像素子ユニットは、デジタルカメラへの装着がきわめて簡単にできる。このため、当初予定していたデジタルカメラに用いる撮像素子が販売時期に陳腐化してしまうことがあっても、新型の撮像素子を収納するとともに撮像素子の傾き情報をメモリに記憶した新しい撮像素子ユニットを用意し、これを古い撮像素子ユニットと交換すれば、迅速に新型の撮像素子に変更することができる。
【００２７】
また、新しい撮像素子ユニットをサービスセンター等に用意しておけば、お客様を長期間（例えば２〜３週間）待たせることなく、例えば１〜２日間程度の短期間で撮像素子のアップグレードに応じることもできる。更に、部品を取り寄せれば、お客様自身にても交換可能で有り、サービスセンター等へ送付する必要がない。
【００２８】
図１に示すように、撮像素子ユニット１０のボックス形状をしたユニット本体１１の前面１１ａの中央部には、ユニット本体１１内に収納したＣＣＤ１２（撮像素子）の受光面１３（図２参照）を露呈する開口１４が形成され、これにカバーガラス１５が嵌め込まれている。
【００２９】
前面１１ａのカバーガラス１５近傍の四隅には、３つの圧電アクチュエータ１６〜１８と同形状のダミー突起１９が取り付けられている。圧電アクチュエータ１６〜１８は、圧電セラミックスなどの圧電素子を用いたアクチュエータであり、周知のように、電圧を印加すると、その電圧値の大きさに応じて可動部１６ａ〜１８ａが伸長する。また、電圧の印加を停止すると、可動部１６ａ〜１８ａが元の短いサイズに収縮する。
【００３０】
ユニット本体１１の開口１４と反対側の背面側には、ユニット本体１１を密封する蓋部２１が取り付けられる。ユニット本体１１の上部には、撮像素子ユニット１０を撮像装置であるデジタルカメラ４５（図４参照）と電気的に接続するコネクタ２２が設けられている。
【００３１】
ユニット本体１１の内部構造を示す図２（Ａ）において、ユニット本体１１の中にＣＣＤ１２を挿入して、ユニット本体１１の背面側を蓋部２１で閉じると、蓋部２１の背面に取り付けられた板バネ２４がＣＣＤ１２の筐体１２ａの背面を押圧して、筐体１２ａの前面を圧電アクチュエータ１６〜１８及びダミー突起１９に押しつける。
【００３２】
ユニット本体１１のコネクタ２２の近傍には、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ２６が設けられている。ＣＣＤ１２，圧電アクチュエータ１６〜１８及びメモリ２６は、コネクタ２２を介してデジタルカメラ４５のカメラ本体４６と電気的に接続される。
【００３３】
圧電アクチュエータ１６〜１８に電圧を印加していない状態では、可動部１６ａ〜１８ａは最も短い長さになっており、ユニット本体１１内への突出量がダミー突起１９と同じになっている。このため、筐体１２ａの前面は開口１４側の壁面に対して平行になるが、ＣＣＤ１２の個体差により受光面１３と筐体１２ａの前面との平行度にバラツキがあるため、必ずしも受光面１３が開口１４側の壁面に対して平行になるとは限らない。
【００３４】
図３に示すように、撮像素子ユニット１０を調整用撮像装置３０に装着する。この調整用撮像装置３０は、基本的な構造は市販されるデジタルカメラと同じであるが、調整用に用いられるため、ＣＣＤ１２から出力される撮像信号を信号処理回路３２を介して外部の大型のＬＣＤ３３に送る機能などを有する。信号処理回路３２は、撮像信号の増幅やホワイトバランス処理を行なう。
【００３５】
なお、図３及び図４において、図面が煩雑になるのを避けるためにＣＣＤ１２から直接に信号処理回路３２に撮像信号が入力されているように描いているが、実際にはコネクタ２２，３４を介している。また、以下に記載する駆動回路から圧電アクチュエータに印加される電圧も、図面上では直接に印加されるように描いているが、実際にはコネクタ２２，３４を介している。
【００３６】
撮像素子ユニット１０を調整用撮像装置３０に装着するには、撮像素子ユニット１０のコネクタ２２を調整用撮像装置３０のコネクタ３４に差し込んでから、コネクタ２２と反対側のユニット本体１１を鉤型の取付治具３６を用いて調整用撮像装置３０のボディ３１の内壁面にねじ止めする。
【００３７】
撮影レンズ３８の前方に調整用のチャートを設置しておき、コネクタ２２，３４を介してＣＣＤ１２を駆動する。ＣＣＤ１２から出力される撮像信号が信号処理回路３２を介して外部のＬＣＤ３３に送られ、ＬＣＤ３３にチャート画像が表示される。圧電アクチュエータ１６〜１８に電圧を印加していない図２（Ａ）に示す状態では、撮影光軸Ｌに対してＣＣＤ１２の受光面１３が傾いているため、チャート画像がＬＣＤ３３に歪んで表示される。
【００３８】
作業員が圧電アクチュエータ１６〜１８毎に印加する電圧をそれぞれ設定する操作部４０を操作すると、制御部４１から駆動回路４２に指令信号が送られ、圧電アクチュエータ１６〜１８にそれぞれの電圧が印加される。なお、図面が煩雑になるのを避けるため、圧電アクチュエータ１８のみを記載し、他の圧電アクチュエータ１６，１７は省略している。
【００３９】
圧電アクチュエータ１６〜１８にそれぞれの電圧が印加されると、その電圧の値に応じて可動部１６ａ〜１８ａの伸長する長さが変わる（図２（Ｂ）参照）。これにより、ダミー突起１９の端部を支点として開口１４側の壁面に対するＣＣＤ１２の傾きが変わり、撮影光軸Ｌに対する受光面１３の傾きが変化するから、ＬＣＤ３３に表示されるチャート画像の歪みが変化する。
【００４０】
ＣＣＤ１２の受光面１３が撮影光軸Ｌに対して垂直な状態でチャート画像の歪みが最も少なくなるから、作業員は、ＬＣＤ３３に表示されるチャート画像の歪みの程度を観察しながら、圧電アクチュエータ１６〜１８に印加する電圧を変化させ、チャート画像の歪みが最も少なくなる電圧値を探し出す。そして、この圧電アクチュエータ１６〜１８毎の電圧値、例えば５ｖ，２０ｖ，１５ｖをメモリ２６に記憶する。
【００４１】
このように構成された撮像素子ユニット１０は、調整用撮像装置３０から取り外された後、撮像素子ユニット交換ラインに搬送される。この交換ラインでは、デジタルカメラ４５を分解して、古い撮像素子ユニットを取り外し、図４に示すように、新しい撮像素子ユニット１０を取り付ける。これにより、ＣＣＤ１２，圧電アクチュエータ１６〜１８，メモリ２６が、コネクタ２２，３４を介して、カメラ本体４６側の信号処理回路（図示せず），駆動回路４２，制御部４１にそれぞれ接続される。
【００４２】
動作確認のための簡単なテスト撮影を行なった後、デジタルカメラ４５は元通りに組み立てられ、出荷ラインへ搬送される。このように撮像素子ユニットの交換作業と確認テストを行なうだけで、撮像素子の傾き調整を行なう必要がないから、迅速にＣＣＤの交換を行なうことができる。このため、常に最新型のＣＣＤを搭載したデジタルカメラを出荷することができるようになる。
【００４３】
デジタルカメラ４５でシャッタボタンを半押しした場合などでスルー画をＬＣＤ（図示せず）に表示している期間と、シャッタボタンを全押しした直後から実際にＣＣＤ１２から撮像信号が読み出されている期間とに、制御部４１はメモリ２６から圧電アクチュエータ１６〜１８毎の電圧値を読み出して駆動回路４２に送る。
【００４４】
駆動回路４２は、圧電アクチュエータ１６〜１８に各電圧値を印加して圧電アクチュエータ１６〜１８を駆動する。圧電アクチュエータ１６〜１８が駆動されている間は、ＣＣＤ１２の受光面１３が撮影光軸Ｌに対して垂直になり、歪みがない高画質のスルー画や撮影画像を得ることができる。
【００４５】
次に、本発明の第２実施形態である撮像素子ユニット５０は、図５に示すように、箱状をしたユニット本体５１の内部に、ＣＣＤ５２及び台座５３を収納している。ＣＣＤ５２は、柱状をした４個の圧電素子５５〜５８によって台座５３上に支持されている。台座５３には、不揮発性のメモリ６０が取り付けられている。
【００４６】
ユニット本体５１の上部中央には、ＣＣＤ５２の受光面５２ａを露呈する開口５１ａが形成され、この開口５１ａには保護ガラス６１が嵌め込まれている。メモリ６０には、上記第１実施形態と同様に、撮影光軸に対してＣＣＤ５２の受光面５２ａが垂直となる圧電素子５５〜５８毎の電圧値を記憶しておく。
【００４７】
図６に示すように、撮像素子ユニット５０をデジタルカメラ６２の内部に装着すると、スルー画表示の期間と、シャッタボタンを全押しした直後から実際にＣＣＤ５２から撮像信号が読み出されている期間とに、制御部６３はメモリ６０から圧電素子５５〜５８毎の電圧値を読み出して駆動回路６４に送る。
【００４８】
駆動回路６４は、圧電素子５５〜５８に各電圧値を印加して圧電素子５５〜５８を駆動する。圧電素子５５〜５８が駆動されている間は、ＣＣＤ５２の受光面５２ａが撮影光軸Ｌに対して垂直になり、歪みがない高画質のスルー画や撮影画像を得ることができる。
【００４９】
次に、本発明の第３実施形態であるデジタルカメラを図７を参照して説明する。デジタルカメラ６５は、第１実施形態の撮像素子ユニット１０のメモリ２６を省略し、カメラ本体６６にメモリ６７を設けることにより、ＣＣＤ１２の傾き調整を効率よく行なうようにしたものである。
【００５０】
デジタルカメラ６５は、外部に大型のＬＣＤを接続可能なコネクタ（図示せず）を有しており、新しい撮像素子ユニット６８をカメラ本体６６に取り付けた後、コネクタを介してＣＣＤ１２によって撮像されるチャート画像をＬＣＤに表示する。作業員は、このチャート画像を見ながら、圧電アクチュエータ１６〜１８に印加する電圧値を変更して、チャート画像が歪みなく表示される圧電アクチュエータ１６〜１８毎の電圧値を探し出し、これをメモリ６７に記憶する。
【００５１】
デジタルカメラ６５を使用する際には、スルー画表示の期間と、シャッタボタンを全押しした直後から実際にＣＣＤ１２から撮像信号が読み出されている期間とに、制御部４１はメモリ６７から圧電アクチュエータ１６〜１８毎の電圧値を読み出して駆動回路４２に送る。
【００５２】
駆動回路４２は、圧電アクチュエータ１６〜１８に各電圧値を印加する。圧電アクチュエータ１６〜１８が駆動されている間は、ＣＣＤ１２の受光面１３が撮影光軸Ｌに対して垂直になり、歪みがない高画質のスルー画や撮影画像を得ることができる。
【００５３】
このように本実施形態では、ＣＣＤ１２の傾き調整に圧電アクチュエータ１６〜２８を用いているから、従来のシム貼り調整に比べてはるかに効率的な調整を行なうことができる。また、圧電アクチュエータ１６〜２８に電圧を印加するのは、スルー画表示時や撮影時等の時だけでよく、電圧を印加し続ける必要がない。
【００５４】
本実施形態では、撮像素子ユニット６８によってＣＣＤ１２の交換を行なうようにしたが、カメラ本体６６に、圧電アクチュエータ１６〜１８及びダミー突起１９，板バネ２４，メモリ６７，制御部４１及び駆動回路４２を設け、ＣＣＤ１２のみを単独で交換するようにしてもよい。
【００５５】
次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態のデジタルカメラ７０は、図８に示すように、撮像素子ユニットを用いることなく、ＣＣＤ１２を撮影レンズ３８の後方に設けられたカメラ本体７１の凹部７２内に直接的に取り付けるものである。このため、治具７４を用いる。なお、前に説明した実施形態と同じ部材には同じ符号を付し、説明を省略する。また、以下に説明する別の実施形態においても同様である。
【００５６】
治具７４は、升状の治具本体７５の底部に、４個の圧電アクチュエータ７６〜７９が取り付けられている。なお、第１実施形態と同様に、この４個のうち１個をダミー突起としてもよい。圧電アクチュエータ７８，７９は、図面上それぞれ圧電アクチュエータ７６，７７に隠れており、符号のみを括弧で示す。
【００５７】
ＣＣＤ１２と凹部７２との間の隙間には、ＣＣＤ１２を治具７４側に付勢して圧電アクチュエータ７６〜７９の可動部７６ａ〜７９ａに密着させるための板バネ８０が設けられている。これにより、圧電アクチュエータ７６〜７９にそれぞれ異なる所定の電圧が印加されると、可動部７６ａ〜７９ａの伸長度に応じて撮影光軸Ｌに対するＣＣＤ１２の受光面１３の傾きが変化する。
【００５８】
図９のフローチャートに示すように、まず凹部７２の中の板バネ８０の上にＣＣＤ１２を載せ、治具７４を凹部７２を塞ぐように取り付ける（ｓｔ１）。第１実施形態と同様に、作業員は、ＬＣＤ３３に表示されるチャート画像の歪みの程度を観察しながら、操作部４０を操作して制御部４１，駆動回路４２を介して圧電アクチュエータ７６〜７９に印加する電圧を変化させ、チャート画像の歪みが最も少なくなる電圧値、すなわちＣＣＤ１２の受光面１３が撮影光軸Ｌに対して垂直となる電圧値を求める（ｓｔ２）。
【００５９】
治具本体７５の側方部には、少なくとも２箇所に漏斗状の孔７５ａが形成されている。ＣＣＤ１２の受光面１３が撮影光軸Ｌに対して垂直となる電圧値を圧電アクチュエータ７６〜７９に印加したまま、孔７５ａから、凹部７２に形成された孔７２ａに、例えば光（ＵＶ）硬化系樹脂等の接着剤８２を注入する（ｓｔ３）。
【００６０】
この後、接着剤８２に光を照射して接着剤８２を硬化させれば（ｓｔ４）、ＣＣＤ１２の受光面１３が撮影光軸Ｌに対して垂直のままＣＣＤ１２が凹部７２内に固定される。圧電アクチュエータ７６〜７９への電圧印加を止めて治具７４を凹部７２から取り外すと（ｓｔ５）、図１０に示すようになる。
【００６１】
このように、本実施形態では、圧電アクチュエータ７６〜７９をデジタルカメラ７０に組み込まず、尚かつ治具７４は繰り返し使用できるから、デジタルカメラ７０のローコスト化に寄与することができる。なお、本実施形態では、駆動回路４２は、圧電アクチュエータ７６〜７９とコードで着脱自在に接続されるが、操作部４０，制御部４１及び駆動回路４２を治具７４と一体的に設けてもよい。
【００６２】
次に、本発明の第５実施形態について、図１１を参照して説明する。本実施形態は、トルクはあるが変位量が少ない圧電アクチュエータの変位量を増幅するために、第４実施形態と同様に升状をした治具８５の治具本体８６に、４個のレバー８７〜９０を支点９１〜９４を介して回動自在に設けたものである。
【００６３】
レバー８７〜９０と、これらをそれぞれ駆動する圧電アクチュエータ９５〜９８の構成は同じであるから、代表してレバー８７と圧電アクチュエータ９５について説明する。レバー８７は、支点９１を中心に回動自在に取り付けられ、支点９１からの長さが短い方の端部８７ａには、圧電アクチュエータ９５の可動部９５ａが回動自在に取り付けられている。また、支点９１からの長さが長い方の端部８７ｂは、治具本体８６の底部に形成された孔８６ａから凹部７２内に突出し、ＣＣＤ１２の背面を押圧する。
【００６４】
圧電アクチュエータ９５に所定の電圧が印加されると、可動部９５ａが伸長して端部８７ａを押すから、レバー８７が支点９１を中心に回動して端部８７ｂがＣＣＤ１２の背面を押圧する。支点９１から端部８７ｂまでの長さが、支点９１から端部８７ａまでの長さよりも長いから、端部８７ｂ側の変位量は、端部８７ａ側の変位量、すなわち可動部９５ａの変位量よりも大きくなる。
【００６５】
次に、本発明の第６実施形態を図１２を参照して説明する。ＣＣＤ１００は、圧電アクチュエータ１０１〜１０４とメモリ１０５とを内蔵し、受光面１０６の傾きをＣＣＤ１００内部で補正するようにしたものである。圧電アクチュエータ１０１〜１０４及びメモリ１０５をＣＣＤ１００内に組み込むには、周知のＭＥＭＳ（マイクロエレクトロメカニカルシステム）の深堀加工技術を用いる。
【００６６】
受光面１０６は、柱状をした４個の圧電アクチュエータ１０１〜１０４によって支持されており、圧電アクチュエータ１０１〜１０４の伸縮によって、ＣＣＤ１００の前面１００ａに対する傾きが変更可能に構成されている。
【００６７】
受光面１０６の傾き調整を行なうには、まずＣＣＤ１００を調整用のデジタルカメラに組み込む。第１実施形態と同様に、外部から圧電アクチュエータ１０１〜１０４に印加する電圧の値を変化させながら、ＣＣＤ１００によって撮影されるチャートの画像を観察する。そして、画像に歪みがない状態の電圧値をメモリ１０５に記憶させる。
【００６８】
このように構成されたＣＣＤ１００をこれに対応するデジタルカメラに組み込むと、デジタルカメラのＣＰＵは、撮影開始直前から撮影終了時までの間やスルー画表示時に、メモリ１０５から電圧値を読み出して圧電アクチュエータ１０１〜１０４に印加する。これにより、受光面１０６が撮影光軸Ｌに対して垂直となり、片ぼけや歪みのない高画質な撮影画像やスルー画を得ることができる。
【００６９】
なお、受光面１０６が撮影光軸Ｌに対して垂直な時には、受光面１０６はＣＣＤ１００の前面１００ａと平行になるから、ＣＣＤ１００のデジタルカメラへの組み込みは、前面１００ａが撮影光軸Ｌに対して垂直となるように行なわれる。
【００７０】
以上説明した第１実施形態では、３個の圧電アクチュエータに電圧を印加しない状態では、圧電アクチュエータの可動部及びダミー突起がユニット本体内にわずかに突出しているようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えばダミー突起を設けず、３個の圧電アクチュエータの可動部がユニット本体内に突出しないように設けてもよい。
【００７１】
上記実施形態では、アクチュエータとして、圧電アクチュエータ又は圧電素子の例を挙げたが、本発明はこれに限定されることなく、圧電素子と同様のトルクが得られれば、例えば超小型のソレノイドやモータなどでもよい。また、撮像素子としてＣＣＤを用いたが、ＣＭＯＳイメージセンサでもよい。
【００７２】
上記実施形態では、撮像素子を圧電アクチュエータ側へ付勢する付勢部材として板バネを挙げたが、例えばコイルバネでもよい。また、圧電アクチュエータと撮像素子とをフレキシブルに接続できれば、板バネ等の付勢部材を省略することもできる。また、上記実施形態では、撮像装置の例としてデジタルカメラを挙げたが、本発明はこれに限定されることなく、カメラ付き携帯電話やデジタルビデオカメラなどでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１実施形態である撮像素子ユニットの外観を示す斜視図である。
【図２】撮像素子ユニットの構成を示す断面図である。
【図３】撮像素子ユニットを調整用撮像装置にセットした状態を示す説明図である。
【図４】撮像素子ユニットをデジタルカメラに組み込んだ状態を示す説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態である撮像素子ユニットを示す斜視図である。
【図６】撮像素子ユニットをデジタルカメラに組み込んだ状態を示す説明図である。
【図７】本発明の第３実施形態であるデジタルカメラの構成を示す説明図である。
【図８】本発明の第４実施形態である治具の構成を示す説明図である。
【図９】第４実施形態に係る主なシーケンスを示すフローチャートである。
【図１０】ＣＣＤをデジタルカメラに固定した状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の第５実施形態である治具の構成を示す説明図である。
【図１２】本発明の第６実施形態であるＣＣＤの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７４】
１０，５０，６８  撮像素子ユニット
１２，５２，１００  ＣＣＤ
１３，５２ａ，１０６  受光面
１６〜１８，７６〜７９，９５〜９８，１０１〜１０４  圧電アクチュエータ
１６ａ〜１８ａ  可動部
１９  ダミー突起
２２，３４  コネクタ
２４，８０  板バネ
２６，６０，６７，１０５  メモリ
３０  調整用撮像装置
３８  撮影レンズ
４１，６３  制御部
４２，６４  駆動回路
４５，６２，６５，７０  デジタルカメラ
５５〜５８  圧電素子
７４，８５  治具
８２  接着剤
８７〜９０  レバー
【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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【図１１】
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【図１２】
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