JP2009284277A - 大型のイメージャを有するデジタルスチルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】特にコンパクトデジタルスチルカメラにおいて、大型のイメージャを搭載する際に、筐体のコンパクト性を維持し、大型のイメージャの搭載に必須のイメージャの倒れの調整を容易に行うことができるデジタルスチルカメラを提供する。
【解決手段】固定筒後端部の外周に、イメージャを搭載したイメージャベースを取り付けるための取り付け孔を、レンズ光学系の主光軸を中心に略放射状に配置し、該イメージャベースに保持された該イメージャの長方形の任意の２つの頂点近傍と、その２つの頂点を結ぶ該イメージャの長方形の辺に対向する辺の中点近傍とに、該取り付け孔に対応する貫通孔を配置し、取り付けビスを、該貫通孔に通し、該取り付け孔に螺合させることで該イメージャベースを該固定筒に取り付ける、ことを特徴とするデジタルスチルカメラとした。
【選択図】図２

Description

本発明は、大型の撮像素子（イメージャ）を有するデジタルスチルカメラに関するものであり、特に大型のイメージャを有するコンパクトデジタルスチルカメラに関する。

近年、消耗品であるフィルムへ像を結像させ、これを感光させることにより写真を撮影する銀塩カメラに代わって、ＣＣＤ等の撮像素子（イメージャ）へ像を結像させて写真を撮影するデジタルスチルカメラが広く普及している。

ＣＣＤ等のイメージャは、例えば１３５判のような既定のフィルムを考慮しなければならない銀塩カメラと違い、特にレンズ交換が不要なコンパクトデジタルスチルカメラにおいて、機種ごとに独自のサイズ、画素数等の特性を有するものを採用することができる。そのため、デジタルスチルカメラは、採用するイメージャの特性に最適なレンズ光学系、カメラ筐体及び電子基板等を設計することにより、筐体全体を小型化するための様々な工夫を施すことができる。

また、デジタルスチルカメラにおいては、イメージャ自体を小型化することにより筐体全体を小型化する方法もある。

しかし、特にコンパクトデジタルスチルカメラにおいて、３５ｍｍフィルムサイズと比較して極めて小さい１／１．８インチ型や１／２．５インチ型のイメージャを採用すると、非常に広角なレンズ光学系を使用せざるを得なくなったり、また、極めて小さいサイズのイメージャでさらに高画素化をせざるを得なくなることにより、ダイナミックレンジが小さくなったりする結果が生じる。したがって、コンパクトデジタルスチルカメラでは浅い被写界深度が得にくいため、十分なボケ味を表現した写真を撮影できない問題があった。しかしながら、これに対して、コンパクトデジタルスチルカメラでも、大型なイメージャを搭載するデジタル一眼レフカメラと同等に、十分なボケ味を表現した写真を撮影したいという要望があった。

また、CCD等のイメージャにおいては、そのサイズが極めて小さいか否かに関わらず、高画素化されると必然的に画素ピッチが小さくなるので、イメージャに求められる許容錯乱円はフィルムよりもより小さい。したがって、デジタルスチルカメラにおいてイメージャを適正な姿勢で取り付けるためには、銀塩カメラのフィルム面の姿勢精度よりもよりシビアな取り付け精度が要求される。

さらに、上述したような大型のイメージャを採用するほど、イメージャにおける周辺での結像面に対する倒れ角度は必然的に大きくなり、イメージャの取り付け精度はイメージャが大型であるほどより高いレベルが要求される。

引用文献１（特開２００１−２８５７２２号公報）に記載された固体撮像素子の取り付け構造では、面倒れや位置ずれをおこすことなく高い精度で固体撮像素子を取り付けることができる固体撮像素子の取り付け構造が開示されている。具体的には貫通孔を設けた金属板に突出面を設け、その金属板の突出面に撮像素子を配置し底面から接着剤で固定する構造である。この構造により、固体撮像素子の結像面に対する傾きや浮き等を発生させることなく安定して光学ユニットに固体撮像素子を取り付けることができる。引用文献１に開示された固体撮像素子の取り付け構造の目的は、あくまでも固体撮像素子の金属板に対する面倒れや位置ずれの発生を防止し、金属板と固体撮像素子とからなるユニットを光学ユニットへ取り付けることである。

引用文献２（特開２００２−２８６９９３号公報）に記載された撮像素子の取り付け構造では、レンズ鏡胴後端部に撮像素子を取り付ける際に、レンズ鏡胴の固定枠自体に撮像素子を直接取り付けず、固定枠の後端部に開口部を設けそこに撮像素子の保持枠を設けている。固定枠と撮像素子を保持する保持枠を別部材に設けることで、固定枠の製造効率化、レンズ光学系の検査や撮像素子の交換を容易にしている。

引用文献３（特開平８−２４８４６５号公報）に記載されたアオリ調整機構では、撮像素子の有効撮像範囲内の対角線の一端を回転中心として、撮像素子が取り付けられた可動板に固定板の突起部を当て、撮像素子の有効撮像範囲内の対角線の一端を通る垂直線上、水平線上にそれぞれ調整ビスを設け、撮像素子の光軸方向のアオリを調整している。
特開２００１−２８５７２２号公報 特開２００２−２８６９９３号公報 特開平８−２４８４６５号公報

従来、イメージャ自体が小さい場合でのイメージャの倒れ調整においては、イメージャの倒れを調整する支持端から調整ビス等の調整部材までの距離が短いため、調整部材の調整量に対する倒れ角度の敏感度が非常に高かった。そのため、わずかな調整量によりイメージャの倒れ角度が大きく傾いてしまい、イメージャの倒れを微調整することが難しかった。

また、イメージャの倒れを微調整するため、微小な調整ができる調整部材として極めて薄いワッシャーを採用するには技術面、コスト面で不利であった。そのため、イメージャの倒れ調整にワッシャーが使用できず、スプリングとビスによる倒れ調整が一般的であり、イメージャの倒れ調整作業に熟練度を要する場合があった。また、スプリングとビスによるイメージャの倒れ調整であっても、ビスの調整量に対するイメージャの倒れ角度の敏感度は高いままであるため、イメージャの倒れの微調整が困難であることに変わりはなかった。

また、従来の特に交換不可能なレンズ鏡筒が搭載されたコンパクトデジタルカメラにおいては、筐体をコンパクトにするために極めて小さいイメージャの採用を前提としていたので、イメージャもその倒れ調整機構もレンズ鏡筒内側に設けられていた。そのため、この従来のイメージャの取り付け構造や倒れ調整機構を、そのまま大型のイメージャを採用したコンパクトデジタルカメラへ応用すると、レンズ鏡筒の外形が大型化するおそれがあった。

また、従来のデジタルスチルカメラにおいて、イメージャの倒れ調整をいかに効率的に高精度に行うことができるのかという課題に対して、上記の引用文献が開示されているが、依然として次の問題が残留している。

引用文献１に記載された固体撮像素子の取り付け構造では、金属板の突出面に固体撮像素子を取り付けること自体が、固体撮像素子の浮きや倒れのないことを前提としており、金属板と固体撮像素子とからなるユニットを、光学ユニットに取り付ける際の浮きや倒れを修正する方法は開示されていない。イメージャの倒れ調整は組み立て精度だけに依存せず、実際に固体ごとに必要な調整値を検知しながら調整する必要があり、組み立て精度を高めたからといってイメージャの倒れがなくなるとはいえない。

引用文献２に記載された撮像素子の取り付け構造では、撮像素子の姿勢ズレが起きた場合にその撮像素子ごと交換することは可能であるが、撮像素子の姿勢を調整することはできない。そのため、姿勢ズレにより不良として交換された撮像素子は、無駄になってしまったり、若しくは再利用されるにも効率が悪くなってしまったりする。また、撮像素子の倒れなどの配置ズレを容易に修正することができると記述されてはいるが、固定枠と保持枠を別部材にすることによる撮像素子の倒れの具体的な修正方法は開示されていない。

引用文献３に記載されたアオリ調整機構では、突出部から調整ビスまでの距離を長くとることにより、イメージャの倒れの微調整が容易になったが、この機構において撮像素子が大型になる場合には、調整ビス等を設ける固定板が大型になり、さらには固定板が取り付けられるレンズ鏡筒の外形の大型化を招く。また、撮像素子が取り付けられた可動板に固定板の突起部を当てることにより、集中応力が固定板を介して撮像素子の有効撮像範囲内に負荷されるおそれがあり、撮像素子が有効撮像範囲内でたわんでしまうおそれがある。

従来、特に極めて小さいイメージャを採用していることにより十分なボケ味を得ることができなかったコンパクトデジタルスチルカメラにおいて、大型のイメージャの採用が望まれており、本発明は、特にコンパクトデジタルスチルカメラに大型のイメージャを採用しつつも、筐体のコンパクト性を維持し、大型のイメージャの採用に起因して必須となるイメージャの倒れ調整を、製造面、コスト面において効率的な機構とすることを課題とする。

上記課題を解決するため、本出願の第１の発明は、イメージャと、該イメージャを保持するイメージャベースと、被写体像を該イメージャに結合させるレンズ光学系と、該レンズ光学系を保持するレンズ鏡筒の固定筒とを有するデジタルスチルカメラにおいて、前記固定筒後端部の外周に、前記イメージャベースを取り付けるための取り付け孔を、前記レンズ光学系の主光軸を中心に略放射状に配置し、該イメージャベースに保持された該イメージャの長方形の任意の２つの頂点近傍と、その２つの頂点を結ぶ該イメージャの長方形の辺に対向する辺の中点近傍とに、該取り付け孔に対応する貫通孔を配置し、取り付けビスを、該貫通孔に通し、該取り付け孔に螺合させることで該イメージャベースを該固定筒に取り付ける、ことを特徴とするデジタルスチルカメラである。

さらに、本出願の第２の発明は、第１の発明において、前記取り付けビスを、前記貫通孔に通し、前記取り付け孔に螺合させて前記イメージャベースを前記固定筒に取り付ける際に、イメージャの倒れを調整するために必要な場合には、該イメージャベースと該固定筒との間に一又は二以上の調整ワッシャーを挟持することにより、該調整ワッシャーの厚さで、前記イメージャの倒れを調整することを特徴とするデジタルスチルカメラである。

さらに、本出願の第３の発明は、第１の発明において、前記取り付けビスを調整ビスとし、該調整ビスを、前記貫通孔に通し、前記取り付け孔に螺合させて前記イメージャベースを前記固定筒に取り付ける際に、該イメージャベースと該固定筒との間に調整スプリングを挟持することにより、該調整ビスを該固定筒に螺合させる量と該スプリングの伸縮力とで、前記イメージャの倒れを調整することを特徴とするデジタルスチルカメラである。

本発明により、特にコンパクトデジタルスチルカメラへ大型のイメージャを採用しつつも、レンズ鏡筒の外形が大型化することを防止し、大型のイメージャの倒れを容易に調整することができる。具体的には、イメージャの取り付け位置をレンズ鏡筒の内側ではなく外側に放射状に配置し、イメージャの倒れ調整量に対する倒れの敏感度を低くすることにより、調整ワッシャーを使用可能とし、イメージャの倒れを容易に調整可能とした。

以下に、本発明をコンパクトデジタルスチルカメラに適用した実施例を、図面を用いて詳細に説明する。各図面において同一符号は同一部材を示すものとする。

図１は本発明のレンズ鏡筒を有するコンパクトデジタルスチルカメラ断面図である。図２は本発明のデジタルスチルカメラのレンズ鏡筒斜視図である。図３は本発明のデジタルスチルカメラのレンズ鏡筒を図２の矢印の方向から見たレンズ鏡筒後部図である。図４は本発明に係る実施例の変形例である。

図１において、１００はデジタルスチルカメラボディ、１０１はレンズ光学系、１０２は固定筒、１０３は取り付け孔、１０４はイメージャベース、１０５は調整ワッシャー、１０６は取り付けビス、１０７はダストフィルタ、１０８はウィンドウガラス、１０９は受光素子、１１０はセラミックパッケージ、１１１はイメージャ基板、１１２はシールド板、１１３はメイン基板、１１４はＬＣＤである。

レンズ光学系１０１を構成する各レンズ群は不図示のレンズ枠により保持され、カム溝を有する不図示のカム筒がレンズ枠に取り付けられた不図示のコロを介して各レンズ群を移動させることにより、レンズ鏡筒は沈胴動作又は繰り出し動作を行う。固定筒１０２の外側には取り付け孔１０３が光軸方向に平行な方向に向かって設けられている。取り付けビス１０６は、イメージャベース１０４の貫通孔と調整ワッシャー１０５とを貫通し、イメージャベース１０４と調整ワッシャー１０５とを固定筒１０２に取り付けるために取り付け孔１０３に螺合している。イメージャはウィンドウガラス１０８、受光素子１０９、セラミックパッケージ１１０、イメージャ基板１１１からなり、イメージャベース１０４に取り付けられている。

図２はイメージャをレンズ鏡筒へ取り付ける様子を図示している。イメージャはイメージャベース１０４に取り付けられ、取り付けビス１０６によってレンズ鏡筒の固定筒１０２に設けられた取り付け孔１０３に３点で固定される。その際にイメージャベース１０４と固定筒１０２との間には、イメージャの倒れを調整するのに必要な調整ワッシャー１０５を挟んでおり、調整ワッシャー１０５の厚さでイメージャの倒れを調整する。

イメージャの倒れを調整する具体的な方法は、まず、イメージャを取り付けたイメージャベース１０４を実際に固定筒１０２に取り付けビス１０６で取り付けて、レンズ光学系１０１のオートフォーカス（ＡＦ）駆動距離全域でフォーカスレンズを駆動することにより、イメージャ上の任意の複数ポイントにおいて、それぞれのポイントに対して同じ距離にある被写体を目標とするコントラストデータをスキャンする。次に、それぞれのポイントにおいて得られたＡＦ駆動距離全域でのコントラストデータの最大値を求め、これらに対応する被写体までの距離を相互に比較する。そして、イメージャの倒れを調整するため、すなわち、それぞれのポイントにおいてイメージャから同じ距離であると仮定していた被写体までの距離に正しく補正するため、取り付けビス１０６のそれぞれにイメージャの倒れを調整するのに必要な調整ワッシャー１０５による調整量を求め、イメージャベース１０４と固定筒１０２との間に配置する。以上のようにして、倒れのないイメージャの取り付けの調整が可能となる。

イメージャベース１０４を固定筒１０２に固定する３点は図３に示すように固定筒１０２の外周上で放射状に配置する。また同時に、固定する３点は、イメージャベース１０４において、イメージャの長方形における任意の２つの頂点近傍の固定する点２点と、そのイメージャの長方形における任意の２つの頂点を結ぶ辺に対向する辺の中点近傍の固定する点１点とする。固定する３点を上記のように配置をすることで、光軸方向に垂直な断面が円形のレンズ鏡筒１０２に対しても、長方形のイメージャに対しても、レンズ光学系１０１の主光軸を中心に放射状に配置することができ、イメージャベース１０４を固定筒１０２に安定的に取り付けることができる。また、イメージャの倒れを調整してその平面を決定する固定する点３点における調整ワッシャー１０５による調整量が、それぞれ独立に調整しやすくなり、効率的にイメージャの倒れを調整することが容易となる。

以上に説明した実施例におけるイメージャの倒れを調整するための調整部材は、調整ワッシャー１０５である。固定する点３点において必要な調整ワッシャー１０５の調整量は、上述したようにイメージャから得られたコントラストデータに基いて算出された固定する点３点での倒れ量により決定される。作業者は、その結果に従って必要な調整ワッシャー１０５を、イメージャベース１０４と固定筒１０２の間に挟み、取り付けビス１０６でイメージャベース１０４を固定筒１０２に取り付けるだけで済むので、イメージャの倒れを調整する作業は容易である。

図４は本発明の変形例として、調整ワッシャー１０５ではなく、調整スプリング１１５と調整ビス１１６によるイメージャの倒れの調整を示している。

従来においても、イメージャの倒れを、調整スプリング１１５と調整ビス１１６とを用いて連続的に調整できてはいたが、調整ビス１１６によるわずかな調整量でもイメージャが大きく倒れるため、作業者がイメージャの倒れを調整することは容易でなかった。

しかし、本発明では、大型イメージャが円形のレンズ鏡筒断面に対しても、長方形のイメージャに対しても、レンズ光学系１０１の主光軸を中心に放射状に取り付けられるので、イメージャの倒れを調整する調整位置はレンズ光学系１０１の主光軸から大きく離れたところにとることができ、調整量に対する倒れ角度の敏感度を低くすることができる。そこで、本発明における大型のイメージャの取り付け方法では、イメージャの倒れを調整するためにワッシャーを用いることが可能となった。これと同様に、本発明においては、調整スプリング１１５と調整ビス１１６によるイメージャの倒れの調整も、従来に比べて調整ビスの微調整が必要なくなるため、容易となる。

以上説明したとおり、本発明によれば、特にイメージャの倒れの調整が必要な大型のイメージャを採用するコンパクトデジタルスチルカメラにおいて、筐体の大型化を防止し、イメージャの倒れの調整を容易にするデジタルカメラを提供することが可能となる

本発明のデジタルスチルカメラ断面図である。 本発明のデジタルスチルカメラのレンズ鏡筒斜視図である。 本発明のデジタルスチルカメラのレンズ鏡筒を図２の矢印の方向から見たレンズ鏡筒後部図である。 本発明に係る実施例の変形例である。

符号の説明

１００ デジタルスチルカメラボディ
１０１ レンズ光学系
１０２ 固定筒
１０３ 取り付け孔
１０４ イメージャベース
１０５ 調整ワッシャー
１０６ 取り付けビス
１０７ ダストフィルタ
１０８ ウィンドウガラス
１０９ 受光素子
１１０ セラミックパッケージ
１１１ イメージャ基板
１１２ シールド板
１１３ メイン基板
１１４ LCD
１１５ 調整スプリング
１１６ 調整ビス

Claims (3)

1. イメージャと、該イメージャを保持するイメージャベースと、被写体像を該イメージャに結合させるレンズ光学系と、該レンズ光学系を保持するレンズ鏡筒の固定筒とを有するデジタルスチルカメラにおいて、
   前記固定筒後端部の外周に、前記イメージャベースを取り付けるための取り付け孔を、前記レンズ光学系の主光軸を中心に略放射状に配置し、
   該イメージャベースに保持された該イメージャの長方形の任意の２つの頂点近傍と、その２つの頂点を結ぶ該イメージャの長方形の辺に対向する辺の中点近傍とに、該取り付け孔に対応する貫通孔を配置し、
   取り付けビスを、該貫通孔に通し、該取り付け孔に螺合させることで該イメージャベースを該固定筒に取り付ける、
   ことを特徴とするデジタルスチルカメラ。
2. 前記取り付けビスを、前記貫通孔に通し、前記取り付け孔に螺合させて前記イメージャベースを前記固定筒に取り付ける際に、
   イメージャの倒れを調整するために必要な場合には、該イメージャベースと該固定筒との間に一又は二以上の調整ワッシャーを挟持することにより、該調整ワッシャーの厚さで、前記イメージャの倒れを調整することを特徴とする請求項１のデジタルスチルカメラ。
3. 前記取り付けビスを調整ビスとし、該調整ビスを、前記貫通孔に通し、前記取り付け孔に螺合させて前記イメージャベースを前記固定筒に取り付ける際に、
   該イメージャベースと該固定筒との間に調整スプリングを挟持することにより、該調整ビスを該固定筒に螺合させる量と該スプリングの伸縮力とで、前記イメージャの倒れを調整することを特徴とする請求項１のデジタルスチルカメラ。