JP2019134360A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】落下などの衝撃による撮像装置本体と撮像素子との相対位置のずれを抑制可能であるとともに、組立てコストを抑制可能な撮像装置を提供すること。【解決手段】外周部には第１のねじ部が形成され、内周部には第２のねじ部が形成されているねじ部材と、第１のねじ部で締結される構造体と、第２のねじ部に螺合する固定ねじと、光学系により結像された被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子を保持するとともに、ねじ部材および固定ねじにより構造体に固定される保持部材と、を有し、第１のねじ部と第２のねじ部は、逆ねじの関係にある。【選択図】図４

Description

本発明は、撮像装置本体に対する撮像素子の相対位置の調整機構を有する撮像装置に関する。

従来、撮像装置本体に対する撮像素子の相対位置調整（いわゆるフランジバック調整）および固定方法として、バネで付勢された撮像素子ユニットをねじで位置調整し固定する方法が広く知られている。

特許文献１では、撮像素子を含む調整板を撮像装置本体から離反する方向へ付勢する付勢手段を有し、調整板を取り付ける調整ねじの締め付け具合によって、フランジバックを調整する位置調整機構が開示されている。

特許文献２では、撮像素子を固定する固定部をレンズ鏡筒の後端側で３本のねじで固定し、３本のねじのねじ込み量をそれぞれ調整することにより、レンズ鏡筒の光軸に対して撮像素子の撮像面を所望の傾きで調整固定可能とした撮像装置が開示されている。

特許文献３では、撮像素子の位置調整後、調整ねじが回転しないようにねじ頭と撮像素子を含むプレート部とを接着剤によって接着固定して、フランジバック調整を完了させる撮像装置が開示されている。

特開２００１−１７７７５５号公報 特開２００３−１３４３８３号公報 特開２０１６−１９００５号公報

上述の特許文献に開示された従来技術では、撮像素子を含む調整板または撮像素子を固定する固定部の後端側をねじで調整し固定するため、撮像装置本体と撮像素子とが離反する方向では位置ずれが発生しにくい。しかしながら、撮像装置本体と撮像素子とが接近する方向では、付勢手段で付勢しているのみなので位置ずれが発生する可能性がある。そのため、撮像装置に落下などの想定外の衝撃が加わった際に、撮像装置本体に固定されている撮像用光学レンズと撮像素子との相対位置がずれ、元の位置に戻らなくなる可能性がある。そのため、所望の画像が撮像できないといった不具合が生じてしまう。

また、従来技術において、調整板または固定部をねじで調整し固定した後、ねじを接着剤などで固定する処置を実施する場合、接着剤塗布の工数がかかり、さらに接着剤の固化する間は仕掛り状態で保存する必要があり、組立てコストがかかってしまう。

本発明は、落下などの衝撃による撮像装置本体と撮像素子との相対位置のずれを抑制可能であるとともに、組立てコストを抑制可能な撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての撮像装置は、外周部には第１のねじ部が形成され、内周部には第２のねじ部が形成されているねじ部材と、前記第１のねじ部で締結される構造体と、前記第２のねじ部に螺合する固定ねじと、光学系により結像された被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子を保持するとともに、前記ねじ部材および前記固定ねじにより前記構造体に固定される保持部材と、を有し、前記第１のねじ部と前記第２のねじ部は、逆ねじの関係にあることを特徴とする。

本発明によれば、落下などの衝撃による撮像装置本体と撮像素子との相対位置のずれを抑制可能であるとともに、組立てコストを抑制可能な撮像装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタル一眼レフカメラの主要部の電気回路構成を示すブロック図である。 前方側から見た場合のカメラ本体の外観斜視図である。 後方側から見た場合のカメラ本体の外観斜視図である。 カメラ本体の内部構成図である。 撮像素子ユニットおよび周辺の部品の斜視図である。 撮像素子ユニットおよび周辺の部品の背面図である。 後方側から見た場合の調整ねじ具を示す図である。 図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。 フランジバック調整中の図５のＢ−Ｂ線断面図である。 フランジバック調整後の図５のＢ−Ｂ線断面図である。

以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタル一眼レフカメラ（以下、カメラという）の主要部の電気回路構成を示すブロック図である。

カメラ本体１には、撮像レンズ（光学系）１５が着脱可能に取り付けられている。なお、撮像レンズ１５は、カメラ本体１と一体的に構成されていてもよい。

撮像素子２は、撮像レンズ１５により結像された被写体の光学像を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等で構成されている。撮像素子駆動・制御回路３は、撮像素子２の駆動／制御を行う。Ａ／Ｄ変換回路４は、撮像素子２から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。画像信号処理回路５は、Ａ／Ｄ変換回路４から出力されたデジタル信号を処理して画像データを生成する。画像信号処理回路５により生成された画像データは、バッファメモリ６に保存されたり、表示装置駆動回路７によりＴＦＴ液晶ディスプレイで構成された表示装置８に表示されたりする。また、表示装置８は、例えば、撮影モード、レンズの絞り値、シャッタスピード値およびＩＳＯ感度などのカメラ設定情報を表示することができる。

操作部材９は、例えば、カメラ機能選択スイッチ、電源スイッチ、レリーズボタンおよび撮影モード切替えスイッチなどのカメラ本体１に設けられた操作部材である。デジタル回路制御マイコン１０は、ＣＰＵバス１６を介して画像信号処理回路５および表示装置駆動回路７と通信およびデータの授受を行い、これらを統括的に制御する。カメラ回路制御マイコン１１は、操作部材９の状態を検出し、各種演算処理を行う。デジタル回路制御マイコン１０とカメラ回路制御マイコン１１は互いに通信し、協調してカメラ全体の制御を行う。

二次電池１２は、電圧変換回路１３に接続され、電圧値が各回路電源部１４で必要な電圧値に分圧された後、各回路電源部１４に接続される。

図２（ａ）は、前方側から見た場合のカメラ本体１の外観斜視図である。図２（ｂ）は、後方側から見た場合のカメラ本体１の外観斜視図である。カメラ外装２１は、カメラ本体１の構成部品を内包し、保持する。カメラ外装２１には、電源スイッチやレリーズボタンなどの操作部材９が設けられている。レンズマウント２２は、撮像レンズ１５をカメラ本体１に装着する際に使用される。ファインダー接眼窓２３は、撮影者が撮像レンズ１５により結像された被写体の光学像を観察する際に使用される。表示装置８は、各種カメラ設定情報、撮像画像およびライブビュー撮影時のスルー画像などの表示を行う。なお、以下の説明では、カメラ本体１に対して被写体側を前方側（カメラ本体１の前面側）、表示装置８側を後方側（カメラ本体１の背面側）とする。

図３は、カメラ本体１の内部構成図であり、カメラ本体１からカメラ外装２１を外した状態を示している。ミラーボックス３１は、樹脂成型により略直方体形状に作られる。ミラーボックス３１の前方側には、レンズマウント２２が取付け固定されている。ファインダー光学系３２は、ミラーボックス３１内のミラー光学系３３により上方に導光された被写体の光学像を、さらに撮影者側に導光し、ファインダー接眼窓２３から観察可能にする。

図４は、カメラ本体１内の撮像素子ユニット（保持部材）４３および周辺の部品の斜視図である。図５は、撮像素子ユニット４３および周辺の部品の背面図である。シャッターユニット４１は、ミラーボックス３１に後方側からねじで取付け固定されている。本体シャーシ４２は、樹脂にアルミプレート部品をインサート成型して作られており、カメラ本体１の内部構成部品および外装構成部品が取り付けられる。撮像素子ユニット４３は、アルミプレートで作られたセンサープレート４４に撮像素子２および撮像素子２と電気的に接合された撮像素子回路基板４５が取り付けられ、一体化したユニットである。センサープレート４４の前方側には、撮像素子２および撮像素子２の前面に接着固定された光学ローパスフィルタ（不図示）が取り付けられている。センサープレート４４の後方側には、撮像素子回路基板４５が取り付けられている。

センサープレート４４には、取付け用の貫通穴４４ａ、４４ｂ、４４ｃが設けられている。センサープレート４４は、貫通穴４４ａ、４４ｂ、４４ｃおよびミラーボックス３１に設けられたねじ穴３１ａ、３１ｂ、３１ｃを介して、調整ねじ具４６ａ、４６ｂ、４６ｃおよび固定ねじ４７ａ、４７ｂ、４７ｃでミラーボックス３１により取付け固定されている。ねじ穴３１ａ、３１ｂ、３１ｃはそれぞれ、調整ねじ具４６ａ、４６ｂ、４６ｃの外周部に形成されている複数のねじ山で締結されるのに適当な穴径を有する。センサープレート４４に設けられている位置決め穴４４ｄ、４４ｅにミラーボックス３１から突出している位置決めボス３１ｄ、３１ｅを嵌合させることで、撮影光軸に直交する平面方向および撮影光軸の回転方向のセンサープレート４４の位置決めが行われる。本体シャーシ４２には調整ねじ具４６ａ、４６ｂ、４６ｃに対応する切欠き形状（不図示）が設けられているため、本体シャーシ４２は組立て時に調整ねじ具４６ａ、４６ｂ、４６ｃに干渉しない。

以下、図６（ａ）および図６（ｂ）を参照して、調整ねじ具（ねじ部材）の構造について説明する。図６（ａ）は、後方側から見た場合の調整ねじ具４６ａを示す図である。図６（ｂ）は、図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。ここでは、調整ねじ具４６ａの構造について説明するが、調整ねじ具４６ｂ、４６ｃについても同様である。

調整ねじ具４６ａは、撮像素子ユニット４３の撮影光軸方向に延びている筒形状であり、撮影光軸方向における第１端側（前方側）が閉口し、第２端側（後方側）が開口している。調整ねじ具４６ａの外周部５１には、複数のねじ山（第１のねじ部）５１ａが形成されている。ねじ山５１ａは、左ねじ（逆ねじ）となっている。また、ねじ山５１ａは、締結する樹脂などの部材の下穴にねじ山が形成されていなくても直接締結が可能なタッピングねじ山となっている。調整ねじ具４６の内周部５２には、複数のねじ山（第２のねじ部）５２ａが形成されている。ねじ山５２ａは、右ねじ（正ねじ）となっており、対応した径のねじとの螺合締結が可能である。本実施形態では、ねじ山５１ａとねじ山５２ａは、逆ねじの関係にある。

調整ねじ具４６ａは、ねじ山５１ａで締結される部材に対して、後方側から見て時計方向（Ｒ１方向）へ回転すると、ねじ山５１ａで締結される部材に対し緩む方向（Ｆ２方向）へ進む。一方、反時計方向（Ｒ２方向）へ回転すると、ねじ山５１ａで締結される部材に対し締まる方向（Ｆ１方向）へ進む。また、ねじ山５２ａに対し螺合締結するねじは、後方側から見て時計方向（Ｒ１方向）へ回転すると、調整ねじ具４６ａに対し締まる方向（Ｆ１方向）へ進む。一方、反時計方向（Ｒ２方向）へ回転すると、調整ねじ具４６ａに対し緩む方向（Ｆ２方向）へ進む。

調整ねじ具４６ａの開口面には、十字穴５３が形成されている。本実施形態では、十字穴５３は、内周部５２の第１端側の底面に形成されている。十字穴５３をプラスドライバーに係合させることで、調整ねじ具４６を回転可能にする。本実施形態では、十字穴５３が形成されているが、調整ねじ具４６を回転させることが可能であれば、他のドライバーや工具に係合可能な溝形状や穴形状（例えば、マイナス溝、六角穴およびヘックスローブ穴形状）が形成されていてもよい。また、同様の溝形状や穴形状は、内周部５２または内周部５２の調整ねじ具４６の第２端側の面に形成されていてもよい。

以下、図７（ａ）を参照して、フランジバック調整について説明する。図７（ａ）は、フランジバック調整中の図５のＢ−Ｂ線断面図である。図７（ａ）では、簡単のため、フランジバック調整に必要な構成部品のみが表示されている。ここでは、貫通穴４４ｂ周辺における調整について説明するが、貫通穴４４ａ、４４ｃ周辺における調整も同様である。

位置決めボス３１ｅは、前述したように、位置決め穴４４ｅに嵌合している。センサープレート４４はＦ１方向へ付勢され、センサープレート４４の前方側の面は調整ねじ具４６ｂの第２端側の面は接触している。センサープレート４４を付勢する手段として、圧縮コイルバネなどのバネ構造体を用いたり、作業者が指で押すなどの手段を用いてもよい。また、撮像素子ユニット４３の自重方向がＦ１方向になるように、前方側が下側を向くように撮像素子ユニット４３を配置してもよい。

調整ねじ具４６ｂは貫通穴４４ｂと略同軸に配置されており、プラスドライバー４８を貫通穴４４ｂに通すことで、センサープレート４４越しに調整ねじ具４６ｂを回転させることができる。調整ねじ具４６ｂは、十字穴５３に係合するプラスドライバー４８によりＲ２方向へ回転させられると、Ｆ１方向へ進む。このとき、ねじ山５１ａは、ねじ穴３１ｂの内周にねじ立てを行いながら締結される。

上記状態で、ミラーボックス３１とセンサープレート４４との相対位置を調整することで、フランジバックを調整することができる。具体的には、調整ねじ具４６ｂをＲ２方向へ回転させ、ねじ穴３１ｂへのねじ込み量を増加させることで、センサープレート４４をＦ１方向へ移動させ、ミラーボックス３１との相対位置を接近させることができる。逆に、調整ねじ具４６ｂをＲ１方向へ回転させ、ねじ穴３１ｂへのねじ込み量を減少させることで、センサープレート４４をＦ２方向へ移動させ、ミラーボックス３１との相対位置を離反させることができる。

以下、図７（ｂ）を参照して、フランジバック調整後のセンサープレート４４の固定方法について説明する。図７（ｂ）は、フランジバック調整後の図５のＢ−Ｂ線断面図である。図７（ｂ）では、簡単のため、センサープレート４４の固定に必要な構成部品のみが表示されている。ここでは、固定ねじ４７ｂによるセンサープレート４４の固定方法について説明するが、固定ねじ４７ａ、４７ｃによるセンサープレート４４の固定方法についても同様である。

センサープレート４４は、貫通穴４４ｂを貫通し、ねじ山５２ａに螺合するする固定ねじ４７ｂによって、調整ねじ具４６ｂに締結固定される。固定ねじ４７ｂは、右ねじのため、センサープレート４４を調整ねじ具４６ｂに締結する際、プラスドライバー４８によりＲ１方向へ回転させられ、Ｆ１方向へ進む。このとき、調整ねじ具４６ｂは、固定ねじ４７ｂからＲ１方向への回転トルクとＦ１方向への並進力を受ける。しかしながら、ねじ山５１ａは左ねじになっているため、調整ねじ具４６ｂにはＲ１方向への回転トルクにより固定ねじ４７ｂから受けるＦ１方向への並進力に対する抗力として作用するＦ２方向への並進力が発生する。また、ねじ山５１ａは、タッピングねじ山であり、樹脂部材であるミラーボックス３１にねじ立てを行いながら締結されているため、緩みトルクが大きい。すなわち、ねじ山５１ａのミラーボックス３１への締結トルクは、固定ねじ４７ｂによるねじ山５２ａに対する回転トルクより大きい。そのため、固定ねじ４７ｂの螺合時に調整ねじ具４６ｂが受ける回転トルクによって、ねじ山５１ａが緩むことはない。これらのことより、センサープレート４４を調整ねじ具４６ｂに締結する際に、調整ねじ具４６ｂが回転し、ミラーボックス３１に対するねじ込み量が変化することはない。すなわち、センサープレート４４の位置が変化してフランジバックが変化することなく、センサープレート４４をミラーボックス３１に固定することが可能である。

本実施形態では、センサープレート４４の前後を調整ねじ具４６ａ、４６ｂ、４６ｃおよび固定ねじ４７ａ、４７ｂ、４７ｃで締結固定している。そのため、従来のように前方側を圧縮コイルバネで付勢し、後方側を固定用ねじで固定する方法に比べて、撮像素子ユニット４３の位置がずれにくい。したがって、落下などの想定外の衝撃によりミラーボックス３１と撮像素子ユニット４３との相対位置がずれ、元の位置に戻らなくなり、フランジバックが変化してしまうといった不具合を抑制することが可能である。

また、撮像素子ユニット４３の固定後、固定ねじ４７ａ、４７ｂ、４７ｃを接着剤などで固定する処置を実施する必要がなく、組立て工数を減らし、接着剤固化の仕掛時間を減らすことで組立てコストを抑制することが可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ カメラ本体（撮像装置）
２ 撮像素子
１５ 撮像レンズ（光学系）
３１ ミラーボックス（構造体）
４３ 撮像素子ユニット（保持部材）
４６ａ、４６ｂ、４６ｃ 調整ねじ具（ねじ部材）
４７ａ、４７ｂ、４７ｃ 固定ねじ
５１ 外周部
５１ａ 第１のねじ山（第１のねじ部）
５２ 内周部
５２ａ 第２のねじ山（第２のねじ部）

Claims (6)

1. 外周部には第１のねじ部が形成され、内周部には第２のねじ部が形成されているねじ部材と、
   前記第１のねじ部で締結される構造体と、
   前記第２のねじ部に螺合する固定ねじと、
   光学系により結像された被写体の光学像を電気信号に変換する撮像素子を保持するとともに、前記ねじ部材および前記固定ねじにより前記構造体に固定される保持部材と、を有し、
   前記第１のねじ部と前記第２のねじ部は、逆ねじの関係にあることを特徴とする撮像装置。
2. 前記ねじ部材の前記構造体に対するねじ込み量を調整することで、前記保持部材の位置調整が行われることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１のねじ部の前記構造体への締結トルクは、前記固定ねじによる前記第２のねじ部に対する回転トルクよりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記第１のねじ部は、タッピングねじであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記ねじ部材の開口面には、前記ねじ部材を回転可能にするように工具に係合可能な溝形状または穴形状が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置
6. 前記ねじ部材は、光軸方向へ延びている筒形状であり、前記光軸方向における第１端側が閉口しており、
   前記内周部の前記第１端側の底面には、前記ねじ部材を回転可能にするように工具に係合可能な溝形状または穴形状が形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。