JP5473637B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関するものであり、特に撮像素子を有する撮像ユニットがベース部材に対して複数の固定ネジを用いて取り付けられる撮像装置に用いられて好適である。

被写体像を電気信号に変換して撮像するデジタルカメラ等の撮像装置では、撮影光束を撮像素子で受光し、その撮像素子から出力される光電変換信号を画像データに変換して、メモリカード等の記録媒体に記録する。撮像素子としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）や、ＣＭＯＳセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等が用いられる。

このような撮像装置においては、複数の光学部品間の相対的位置関係を正確に維持しながら、撮像素子が信頼性高く保持されなければならない。通常、撮像装置では、特許文献１で示されているように、撮像素子をまず他の部品もしくは基板等に固定して撮像素子ユニットを形成し、この撮像素子ユニットを撮像装置に対して調整し位置決めすることで保持するというものが一般的である。

近年の大型の撮像素子を用いたデジタル一眼レフカメラの場合、撮像素子と光学ファインダの相対的位置関係と撮影ピント方向の位置決めが必要である。そこでピント方向の位置調整、片ボケ防止のための上下左右チルト調整、画角合わせのための水平垂直方向の調整および傾き回転調整が必要となり、結果として６軸の調整が必要となる。

例えば、特許文献２では、撮像素子ユニット内で撮像素子の位置出しを完結し、撮像素子ユニットを撮像装置の本体に取り付けている。ここでは、ピント方向の位置調整、片ボケ防止のための上下左右チルト調整の３軸についての調整は、位置決めにより精度が保証されており、調整が不要である。一方、画角合わせのための水平垂直方向の調整と傾き回転調整の３軸は、ワッシャの厚みを変えて調整を行っている。

特開平１１−２６１９０４号公報 特開２００５−６５０１５号公報

しかしながら、特許文献２に開示された固定撮像素子の保持構造では、撮像素子ユニットを位置決めするときに、ビスと同数のワッシャを用いる必要があり、部品点数が多いために部品コスト、組み立てコストが掛かるという問題を有している。
本発明は上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、撮像素子ユニットの部品点数を少なくし、撮像素子ユニットをカメラ本体部に精度良く効率的に組み立てる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、撮像素子と、前記撮像素子が電気的に接続される基板からなる撮像ユニットと、前記撮像ユニットが固定ビスによって固定されるベース部材と、前記基板の少なくとも一部を覆うシールド部材とを有し、前記シールド部材には、前記基板の少なくとも一部を覆うシールド本体部から延出され、前記シールド本体部に対して弾性変形可能な腕部が形成されるとともに、前記腕部の先端に回転止め部が形成され、前記撮像ユニットを前記ベース部材に固定する際に、前記固定ビスが前記回転止め部を共締めすることで、前記シールド部材を前記撮像ユニットに固定することを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子ユニットの部品点数を削減させ、撮像素子ユニットをカメラ本体部に精度よく効率的に組み立てることができる。

本実施形態に係るカメラ全体の概略構成を示す斜視図である。 本実施形態に係るカメラ内部の外観構成を示す図である。 本実施形態に係る撮像ユニットおよび周辺の部品を示す分解斜視図である。 本実施形態に係る撮像ユニットを固定する構造を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態では、撮像装置としてデジタル一眼レフカメラ（以下、カメラという）を取り上げて説明する。各図では、必要に応じてカメラの撮影方向を前方としてＦｒで示し、その反対方向を後方としてＲｒで示し、撮影方向に対して右側をＲで示し、左側をＬで示している。
まず、本実施形態に係るカメラの全体の概略構成について図１を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るカメラの外観図であり、撮影レンズユニット（不図示）を外した状態を示している。図１（ａ）は、カメラを前面側（被写体側）から見た斜視図であり、図１（ｂ）は、カメラを背面側（撮影者側）から見た斜視図である。

図１（ａ）に示すように、カメラ本体１の正面には、撮影レンズユニットを着脱可能に固定するマウント部２が設けられている。マウント部２には、カメラ本体１と撮影レンズユニットとの間で制御信号、状態信号およびデータ信号等の通信を可能にし、撮影レンズユニット側に電力を供給するマウント接点３が設けられている。また、カメラ本体１には、マウント部２の近接した位置に、装着された撮影レンズユニットを取り外すときに押下するレンズロック解除ボタン４が設けられている。

カメラ本体１の内部には、撮影レンズを通過した撮影光束が導かれるミラーボックス２０が設けられている。ミラーボックス２０内には、撮影光束を所定の方向に反射させるメインミラー（クイックリターンミラー）６が配設されている。図１に示すように、メインミラー６は撮影光束をペンタダハミラー７の方向に導くように撮影光軸に対して４５°の角度に保持される状態と、固定撮像素子８（以下、撮像素子という）の方向に導くように撮影光束から退避した位置に保持される状態とに変化する。

カメラ本体１には撮影者がカメラ本体１を保持するためのグリップ部９が設けられている。グリップ部９には、撮影者がカメラ１００に対して撮影を指示するためのレリーズボタン１０が設けられている。
カメラ本体１の上部には、カメラ本体１に対してポップアップするストロボユニット１１、フラッシュ取り付け用のシュー溝１２およびフラッシュ接点１３が設けられている。

また、図１（ｂ）に示すように、カメラ本体１の背面には、上述したメインミラー６により反射された撮像光束を撮影者が観察できるファインダ接眼窓１４が設けられている。カメラ本体１の背面の中央付近には、画像表示可能なカラー液晶モニタ１５が設けられている。

次に、カメラ１００の内部の外観構成について図２を参照して説明する。図２は、カメラの内部の外観構成を示す斜視図である。図２（ａ）は、カメラを前面側から見た斜視図であり、図２（ｂ）は、カメラを背面側から見た斜視図である。
カメラ本体１は、本体シャーシ３０を備えている。本体シャーシ３０の被写体側には、上述したミラーボックス２０およびシャッタユニット３１がビス等によって取り付けられている。
本体シャーシ３０の撮影者側には、後述する撮像ユニット４０およびシールド部材５０が配設されている。

次に、撮像ユニット４０の周辺の構成について図３を参照して説明する。図３は、撮像ユニット４０の周辺の部品を示す分解斜視図である。図３（ａ）は、各構成部品を前面側から見た分解斜視図であり、図３（ｂ）は、各構成部品を背面側から見た分解斜視図である。
図３（ａ）では、構成部品が前面側から撮影光軸に沿って、マウント部２、ミラーボックス２０、本体シャーシ３０、撮像ユニット４０、シールド部材５０の順番に配置されている。

ミラーボックス２０は、ベース部材であって、内部にメインミラー６が配設できる大きさの箱状に形成されている。ミラーボックス２０には、撮影光軸に沿った円柱状のボス２１が複数、後方に向かって延設されている。具体的には、本実施形態のボス２１は、ミラーボックス２０の後側であって、左側上部、左側下部および右側に設けられている。各ボス２１には、雌ネジ部２２が形成されている。雌ネジ部２２には、後述する固定部材としての固定ビス６１が後側から螺合される。また、ミラーボックス２０には、各雌ネジ部２２に近接した位置にそれぞれ、小径な軸状の位置決め突起２３が後方に向かって延設されている。

本体シャーシ３０は、金属板を折り曲げ加工して形成されている。本体シャーシ３０は、固定ビス６１を各雌ネジ部２２に螺合するときに固定ビス６１と干渉しないように、適宜切り欠き溝が形成されている。本体シャーシ３０は後側からミラーボックス２０にビス（不図示）によって強固に締結されることで、本体シャーシ３０がミラーボックス２０に取り付けられる。

撮像ユニット４０は、センサープレート４１、基板４４、撮像素子８、光学ローパスフィルタ４５を含んで構成されている。センサープレート４１には、後側から基板４４が取り付けられ、前側から光学ローパスフィルタ４５が取り付けられている。また、基板４４の前側には、撮像素子８が半田付けによって固定され、電気的に接続されている。撮像素子８は基板４４のリードフレーム（不図示）に設けられた位置決め穴によって位置決めされるので、所定の精度で固定される。なお、撮像素子８が固定された基板４４は、センサープレート４１の位置決め突起（不図示）に、位置決め穴（不図示）を係合させビス（不図示）により固定される。
撮像ユニット４０では、前側から光学ローパスフィルタ４５、撮像素子８、基板４４の順に配置され、ユニット化された状態となる。

また、センサープレート４１には、上述した各雌ネジ部２２に対応する部位に、各固定ビス６１が挿通される挿通孔４２が複数、設けられている。具体的には、本実施形態に係る挿通孔４２は、センサープレート４１の左側上部、左側下部および右側に設けられている。また、センサープレート４１には、各挿通孔４２に近接して、上述した各位置決め突起２３が挿入される位置決め孔４３が複数、設けられている。

シールド部材５０は、基板４４の少なくとも一部を後側から覆う電磁シールドの機能を有している。シールド部材５０は、基板４４の少なくとも一部を覆う平板状のシールド本体部５１と略楕円形状の回転止め部５２とを有している。回転止め部５２は、シールド本体部５１から上述した各雌ネジ部２２に対応する部位に向かって延出する腕部５３の先端にそれぞれ形成されている。具体的には、回転止め部５２は、シールド部材５０の左側上部、左側下部および右側に設けられている。回転止め部５２には、固定ビス６１が挿通される挿通孔５４が形成されている。回転止め部５２は、雌ネジ部２２に螺合された固定ビス６１が回転して緩まないようにワッシャの役割を有する。また、回転止め部５２には、挿通孔５４に近接して、上述した各位置決め突起２３が挿入される位置決め孔５５が設けられている。

各腕部５３は、略楕円形状の回転止め部５２の長軸長さの略２倍の長さに形成されている。また、各腕部５３は、その幅が略楕円形状の回転止め部５２の短軸長さよりも狭く形成されている。したがって、腕部５３自体が弾性変形可能であり、外力が加わることでシールド本体部５１と回転止め部５２との間が、腕部５３を介して変動可能である。一方、外力がなくなると腕部５３の弾性力により、シールド本体部５１と回転止め部５２との間は、元の状態に戻る。

ミラーボックス２０と撮像ユニット４０との間には付勢部材としての金属製のコイル状の圧縮バネ６３（以下、バネという）が複数、設けられる。本実施形態に係るバネ６３は、ミラーボックス２０の各雌ネジ部２２と撮像ユニット４０の各挿通孔４２との間に配設される。撮像ユニット４０がミラーボックス２０に取り付けられた状態では、バネ６３によって撮像ユニット４０は後方に付勢される。すなわち、バネ６３は、撮像ユニット４０とミラーボックス２０とを離間させる方向に付勢する。なお、バネ６３は、金属製に限られず、ゴム製であってもよい。

撮像ユニット４０およびシールド部材５０は、固定ビス６１を用いてミラーボックス２０に取り付けられる。固定ビス６１は、シールド部材５０の挿通孔５４およびセンサープレート４１の挿通孔４２に挿通し、雌ネジ部２２に螺合される。したがって、撮像ユニット４０をミラーボックス２０に固定する際に、固定ビス６１は回転止め部５２を共締めしている。これによって、シールド部材５０も撮像ユニット４０に固定される。固定ビス６１の頭部６２は円盤状であり、回転止め部５２の挿通孔５４の孔径よりも大きいので、固定ビス６１を螺合させると、頭部６２は回転止め部５２に当接する。なお、頭部６２がなべ形状等の通常の形状のビスを用いてもよい。

次に、撮像ユニット４０の取り付け方法について説明する。撮像ユニット４０は、撮影レンズユニットが取り付けられる基準となるマウント部２の取付面から、撮像素子８の撮像面が所定の距離を空け、かつ平行になるように取り付けられる必要がある。
まず、本体シャーシ３０をミラーボックス２０に対して後側からビス（不図示）により固定する。次に、ミラーボックス２０の各ボス２１の外周に、それぞれバネ６３を嵌め合わせる。

次に、撮像素子８が取り付けられた撮像ユニット４０を本体シャーシ３０の後側に重ね合わせる。このとき、撮像ユニット４０の各位置決め孔４３に、ミラーボックス２０の各位置決め突起２３を挿入させながら重ね合わせることで、容易に位置決めを行うことができる。

次に、シールド部材５０を撮像ユニット４０の後側に重ね合わせる。このとき、シールド部材５０の各位置決め孔５５に、ミラーボックス２０の各位置決め突起２３を挿入させながら重ね合わせることで、容易に位置決めを行うことができる。
最後に、固定ビス６１をシールド部材５０の挿通孔５４およびセンサープレート４１の挿通孔４２にそれぞれ挿通し、ミラーボックス２０の雌ネジ部２２に螺合する。固定ビス６１の頭部６２をシールド部材５０の回転止め部５２に当接するまで、固定ビス６１を螺合させることで、撮像ユニット４０を取り付けることができる。

また、各回転止め部５２はシールド部材５０に一体で形成されているので、固定ビス６１をシールド部材５０の挿通孔５４に挿通させて雌ネジ部２２に螺合することで、回転止め部５２を取り付けることができ、組み付けの効率が向上する。
このように組み付けられたカメラ本体１においては、撮像ユニット４０およびシールド部材５０は、両者を後方に付勢するバネ６３により浮遊支持されている。また、撮像ユニット４０の位置決め孔４３とミラーボックス２０の位置決め突起２３とは、精度よく形成されているので、ミラーボックス２０と撮像ユニット４０の撮像素子８とは、水平垂直方向と傾き回転方向の位置関係も精度よく取り付けられる。すなわち、撮像ユニット４０を取り付けることで、撮影光軸に対する撮像素子８の水平垂直方向の調整と傾き回転調整の３軸が決定される。

次に、撮像ユニット４０の調整方法について説明する。撮像素子８の撮像面は、パッケージ内において、製造上、位置と傾きにばらつきがあるため、本実施形態では、撮影レンズと撮像素子８の撮像面との相関位置を合わせるために調整可能である。調整は、ピント方向の位置調整および片ボケ防止のための上下左右チルトの３軸調整を、マウント部２のレンズ取付け面から撮像素子８までの距離と傾きを測定しながら、固定ビス６１を緩めたり締め付けたりすることで行う。

撮像ユニット４０が組み立てられた状態では、撮像ユニット４０はバネ６３により後方に付勢された状態となっている。したがって、各固定ビス６１を雌ネジ部２２とのねじ込み量が減少するように回動させることで、撮像ユニット４０はバネ６３に付勢されて後方に移動する。また、各固定ビス６１を雌ネジ部２２とのねじ込み量が増加するように回動させることで、撮像ユニット４０はバネ６３の付勢に抗して前方に移動する。なお、固定ビス６１の回動は手動、または工具を利用した自動調整の何れであってもよい。

このように調整することで撮像ユニット４０の光軸方向における位置および傾きが決定される。調整が行われた固定ビス６１は、頭部６２が回転止め部５２と当接している。したがって、回転止め部５２が固定ビス６１の回転を抑止し、固定ビス６１の緩みを防止する。
本実施形態では、さらに固定ビス６１の緩みを完全に防止させるために、図４に示すように、回転止め部５２と、固定ビス６１の頭部６２との間に接着剤７０を付着させて、固定ビス６１と回転止め部５２とを完全に固着させる。

本実施形態では、撮像ユニット４０が、バネ６３による浮遊支持となっているので、調整後にカメラ１００への衝撃等により撮像ユニット４０が瞬間的に被写体側に移動する可能性がある。撮像ユニット４０とシールド部材５０とは固定ビス６１により一体で接続されているので、撮像ユニット４０とシールド部材５０とは同様に移動しようとする。このとき、移動するシールド部材５０からの外力によって、固定ビス６１が接着剤７０から剥すような力が作用する。しかし、シールド本体部５１と回転止め部５２との間に有する腕部５３が撓むことにより、シールド本体部５１が固定ビス６１を剥がそうとする力を吸収する。

また、腕部５３の撓む範囲は、シールド本体部５１から回転止め部５２の間に制限されているために、シールド本体部５１が変形されることがなく、基板４４に対する電磁シールドの機能が損なわれることがない。

このように本実施形態によれば、複数の回転止め部５２をシールド部材５０に一体で形成したことから、撮像ユニット４０をミラーボックス２０に組み付ける作業の効率が向上すると共に、部品の一体化による部品コストの削減ができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。上述した実施形態では、３つの回転止め部５２が、シールド部材５０のシールド本体部５１に一体で形成される場合についてのみ説明したが、この場合に限られない。例えば、３つの回転止め部を接続させるように一体で形成してもよい。本実施形態は、撮像ユニット４０およびシールド部材５０をミラーボックス２０に固定するものであるが、撮像ユニット４０およびシールド部材５０が本体シャーシ３０に固定されるものであっても、同様の効果を奏する。

１：カメラ本体 ８：撮像素子（固定撮像素子） ２０：ミラーボックス（ベース部材）
２１：雌ネジ部 ２３：位置決め突起 ３０：本体シャーシ ４０：撮像ユニット
４２：挿通孔 ４３：位置決め孔 ４４：基板 ４５：光学ローパスフィルタ
５０：シールド部材 ５１：シールド本体部 ５２：回転止め部 ５３：腕部
５４：ネジ挿通孔 ５５：位置決め孔 ６１：固定ネジ（固定部材）
６３：バネ（付勢部材） ７０：接着剤

Claims (4)

1. 撮像素子と、前記撮像素子が電気的に接続される基板からなる撮像ユニットと、
   前記撮像ユニットが固定ビスによって固定されるベース部材と、
   前記基板の少なくとも一部を覆うシールド部材とを有し、
   前記シールド部材には、前記基板の少なくとも一部を覆うシールド本体部から延出され、前記シールド本体部に対して弾性変形可能な腕部が形成されるとともに、前記腕部の先端に回転止め部が形成され、
   前記撮像ユニットを前記ベース部材に固定する際に、前記固定ビスが前記回転止め部を共締めすることで、前記シールド部材を前記撮像ユニットに固定することを特徴とする撮像装置。
2. 前記回転止め部と前記固定ビスとが接着剤により固着されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記ベース部材は、光軸方向に沿った位置決め突起が延設され、
   前記回転止め部は、前記位置決め突起が挿通される位置決め孔が形成されている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. 前記撮像ユニットと前記ベース部材との間には、両者を離間する方向に付勢する付勢部材を備え、
   前記固定ビスの回動により、前記撮像ユニットと前記ベース部材との間の距離が調整可能であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の撮像装置。

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