撮像装置
【課題】 カメラに落下等の衝撃が加わっても撮像ユニットが回転することなく、撮像ユニットの位置精度悪化を抑えた撮像装置を提供する。
【解決手段】 撮像ユニットの重心位置を原点とするＸＹ平面が撮像素子の撮像面と平行になる座標系を定義したときに、複数の第１の弾性部材が前記撮像ユニットを付勢する際の付勢重心位置が存在する座標系の象限と、第２の弾性部材が撮像ユニットを付勢する付勢位置が存在する座標系の象限とが互いに点対称の関係となるように、第２の弾性部材を配置する。
【解決手段】 撮像ユニットの重心位置を原点とするＸＹ平面が撮像素子の撮像面と平行になる座標系を定義したときに、複数の第１の弾性部材が前記撮像ユニットを付勢する際の付勢重心位置が存在する座標系の象限と、第２の弾性部材が撮像ユニットを付勢する付勢位置が存在する座標系の象限とが互いに点対称の関係となるように、第２の弾性部材を配置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、撮像装置に関し、特に撮像素子ユニットを浮遊支持する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。特にデジタル一眼レフカメラの場合、撮影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光軸周りの回転調整が必要となる。
【０００４】
例えば、特許文献１では、画角合わせのための水平垂直方向の位置調整および光軸周りの回転調整の３軸についての調整は、撮像ユニット内で精度が保証されており、調整が不要である。一方、ピント方向の位置調整および上下左右チルト調整は、撮像ユニットとミラーボックスとの間に挟むワッシャの厚みを変えることで行っている。
【０００５】
特許文献１におけるワッシャの厚みを変える調整を簡略化するために、撮像ユニットとミラーボックスの間にコイルスプリングを介在させたものがある。すなわち、撮像ユニットに調整ネジを挿通する穴を設けるとともに、ミラーボックスに調整ネジが螺合する３つのネジ穴を設ける。そして、撮像ユニットとミラーボックスとの間に３つのコイルスプリングを介在させた状態で３本の調節ビスにより撮像ユニットを取り付ける。このような構成とすることで、３本の調節ビスを回転させることで、撮像ユニットのピント方向の位置調整および上下左右チルト調整を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−６５０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、撮像ユニットとミラーボックスとの間にコイルスプリングを介在させる調整構造を採用する場合にも、カメラ内部の様々な制約から、撮像ユニット自体の重心位置とコイルスプリングが撮像ユニットを付勢する３点の重心位置とを一致させることは困難である。
【０００８】
撮像ユニット自体の重心位置とコイルスプリングが撮像ユニットを付勢する３点の重心位置とがずれている場合には、落下等でカメラに強い衝撃がかかった際に撮像ユニットを回転させるモーメントが発生する。
【０００９】
図８は、ミラーボックス１２０に撮像ユニット１４０を浮遊支持させた状態を模式的に示す断面図である。
【００１０】
図８において、撮像ユニット１４０に形成される挿通孔１４２ａ、１４２ｃに、ミラーボックス１２０に形成した位置決め突起１２１ａ、１２１ｃが挿通されることで、撮像ユニット１４０はミラーボックス１２０に対して位置決めされる。そして、調節ビス１６１ａが挿通孔１４２ａおよびコイルスプリング１６３ａを挿通し、雌ネジ部１２２ａに螺合している。同様に、調節ビス１６１ｃが挿通孔１４２ｃおよびコイルスプリング１６３ｃを挿通し、雌ネジ部１２２ｃに螺合している。なお、図８には図示されていないが、調節ビス１６１ｂが挿通孔１４２ｂおよびコイルスプリング１６３ｂを挿通し、雌ネジ部１２２ｂに螺合している。
【００１１】
したがって、コイルスプリング１６３ａ、１６３ｂおよび１６３ｃの付勢力によって撮像ユニット１４０を図８のＲｒ方向に付勢している。
【００１２】
図８（ａ）はミラーボックス１２０に対して浮遊支持された撮像ユニット１４０に衝撃が加わっていない状態を示している。図８（ａ）の図示する状態では、コイルスプリング１６３ａ、１６３ｂおよび１６３が作用する点の重心位置Ｓは撮像ユニット１４０の重心位置Ｇとは一致していない。そして、コイルスプリング１６３ａ、１６３ｂおよび１６３が作用する点の重心位置Ｓには、弾性支持部材１６３ａ、１６３ｃの合力Ｆｓが作用している。このとき、撮像ユニット１４０には、調節ビス１６１ｃの頭部分１６２ｃが当接する部分および調節ビス１６１ａの頭部分１６２ａが当接する部分に、合力Ｆｓと釣り合う力が作用している。
【００１３】
図８（ｂ）はミラーボックス１２０に対して浮遊支持された撮像ユニット１４０に前方（Ｆｒ方向）へ衝撃がかかった衝撃が加えられたときの状態を示している。このとき、撮像ユニット１４０の重心位置Ｇには、衝撃による力Ｆｇが働く。したがって、撮像ユニット１４０には、力Ｆｇおよび合力Ｆｓが同時に作用し、撮像ユニット１４０には、回転モーメントＭｓが発生する。これによって、図８（ｂ）に図示するように、撮像ユニット１４０が傾いてしまう。
【００１４】
撮像ユニット１４０が傾いた状態で、金属製プレートの位置決め孔１４３が樹脂製の位置決め突起１２３に沿って摺動する。これによって、位置決め孔１４３のエッジが位置決め突起１２１に引っかかったり、突起１２１を削ってしまったりすることで、撮像ユニットの位置精度が悪化してしまう。
【００１５】
本発明の目的は、カメラに落下等の衝撃が加わっても撮像ユニットが回転することなく、撮像ユニットの位置精度悪化を抑えた撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を解決するために、本発明は、撮像素子が固定されるとともに、複数の位置決め穴および複数の挿通孔が形成される撮像ユニットと、前記複数の位置決め穴にそれぞれ挿通されることで、前記撮像素子の撮像面方向における前記撮像ユニットの位置を決める複数の位置決め突起および複数の雌ネジ部が形成される取付部材と、前記撮像ユニットと前記取付部材との間に配置され、前記撮像ユニットに前記取付部材から離れる方向の付勢力を与える複数の第１の弾性部材と、前記複数の挿通孔にそれぞれ挿通され、前記複数の雌ネジ部にそれぞれ螺合させることで、前記撮像素子の撮像面と直交する方向における前記撮像ユニットの位置および前記取付部材に対する傾きを調節する複数の調節ビスと、前記撮像ユニットと前記取付部材との間に配置され、前記撮像ユニットに前記取付部材から離れる方向の付勢力を与える第２の弾性部材とを備え、前記撮像ユニットの重心位置を原点とするＸＹ平面が前記撮像素子の撮像面と平行になる座標系を定義したときに、前記複数の第１の弾性部材が前記撮像ユニットを付勢する際の付勢重心位置が存在する前記座標系の象限と、前記第２の弾性部材が前記撮像ユニットを付勢する付勢位置が存在する前記座標系の象限とが互いに点対称の関係となるように、前記第２の弾性部材を配置することを特徴とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、カメラに落下等の衝撃が加わっても撮像ユニットが回転することなく、撮像ユニットの位置精度悪化を抑えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係るカメラ１００の外観図である。
【図２】カメラ１００の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】カメラ１００の内部構成を説明する分解斜視図である。
【図４】撮像ユニット４０の構成を説明する分解斜視図である。
【図５】ミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）から見た平面図である。
【図６】図５における撮像ユニット４０の重心位置Ｇと撮像ユニット４０の支持重心位置Ｓとの関係を示す模式図である。
【図７】図５に図示するミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０のＥ−Ｅ断面の模式図である。
【図８】ミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニットの従来例を説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。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被写体側を前方Ｆｒで示し、撮影者側を後方Ｒｒで示し、撮影者側Ｆｒに対して右側をＲで示し、左側をＬで示している。
【００２０】
まず、本発明の実施形態に係るカメラの構成について図１および図２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２は、カメラ１００の電気的構成を示すブロック図である。
【００２１】
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。
【００２２】
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。本実施形態にて、ミラーボックス２０は取付部材として機能する。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２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、固体撮像素子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。
【００２３】
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。図２に示すように、レリーズボタン１０には、ＳＷ１（７ａ）とＳＷ２（７ｂ）とがあり、レリーズボタン１０の第１ストロークでＳＷ１がＯＮになり、第２ストロークでＳＷ２がＯＮになる。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
次に、カメラ１００の内部の構成について図３を参照して説明する。図３は、カメラ１００の内部の構成を説明する分解斜視図である。図３（ａ）は、カメラを前面側から見た分解斜視図であり、図３（ｂ）は、カメラを背面側から見た分解斜視図である。
【００２７】
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、本体ベース３０、撮像ユニット４０の順番に配置されている。
【００２８】
ミラーボックス２０は、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、位置決め突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃが撮影光軸に沿って後方（Ｒｒ方向）に向かって延出形成されている。また、位置決め突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃの近傍には、それぞれ雌ネジ部２２ａ、２２ｂおよび２２ｃが形成されている。さらに、ミラーボックス２０には、支持突起２３が撮影光軸に沿って後方Ｒｒに向かって延出形成されている。
【００２９】
撮像ユニット４０には、位置決め突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃがそれぞれ挿通される位置決め穴４３ａ、４３ｂおよび４３ｃが形成される。また、撮像ユニット４０には、雌ネジ部２２ａ、２２ｂおよび２２ｃに対応する位置に、それぞれ挿通孔４２ａ、４２ｂおよび４２ｃが形成されている。本実施形態では、位置決め穴４３ａ、４３ｂおよび４３ｃ第１の挿通孔として機能する。
【００３０】
ミラーボックス２０と撮像ユニット４０との間には、コイルスプリング６３ａが雌ネジ部２２ａと挿通孔４２ａとの間に配置される。同様に、コイルスプリング６３ｂが雌ネジ部２２ｂと挿通孔４２ｂとの間に配置され、コイルスプリング６３ｃが雌ネジ部２２ｃと挿通孔４２ｃとの間に配置される。そして、コイルスプリング６５が支持突起２３に支持される。本実施形態では、コイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃが複数の第１の弾性部材として機能する。
【００３１】
次に、ミラーボックス２０に撮像ユニット４０を支持させる方法について説明する。
【００３２】
コイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃをそれぞれ雌ネジ部２２ａ、２２ｂおよび２２ｃの後方に配置するとともに、コイルスプリング６５を支持突起２３に支持される。
【００３３】
そして、ミラーボックス２０の位置決め突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃを撮像ユニット４０の位置決め穴４３ａ、４３ｂおよび４３ｃにそれぞれ挿通することで、ミラーボックス２０に撮像ユニット４０を位置決めする。これによって、ミラーボックス２０と撮像ユニット４０とは、水平垂直方向と光軸周りの回転方向の位置関係も精度よく位置決めされる。
【００３４】
撮像ユニット４０の後方から調節ビス６１ａを挿通孔４２ａおよびコイルスプリング６３ａに挿通して、雌ネジ部２２ａに螺合させる。撮像ユニット４０の後方から調節ビス６１ｂを挿通孔４２ｂおよびコイルスプリング６３ｂに挿通して、雌ネジ部２２ｂに螺合させる。撮像ユニット４０の後方から調節ビス６１ｃを挿通孔４２ｃおよびコイルスプリング６３ｃに挿通して、雌ネジ部２２ｃに螺合させる。調節ビス６１ａの頭部分６２ａ、調節ビス６１ｂの頭部分６２ｂおよび調節ビス６１ｃの頭部分６２ｃがそれぞれ撮像ユニット４０当接すると、コイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃは撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢する。このとき、支持突起２３に支持されたコイルスプリング６５も撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢する。本実施形態では、コイルスプリング６５が第２の弾性部材として機能する。
【００３５】
このようにして、撮像ユニット４０は、ミラーボックス２０に対して浮遊支持されている。
【００３６】
本体シャーシ３０は、折り曲げ加工した金属板に樹脂をインサート成型することで形成されている。調節ビス６１ａ、６１ｂおよび６１ｃをそれぞれ雌ネジ部２２ａ、２２ｂおよび２２ｃに螺合させる際に、調節ビス６１ａ、６１ｂおよび６１ｃが本体シャーシ３０と干渉しないように、本体シャーシ３０には、それぞれ切り欠き穴が形成されている。
【００３７】
本体シャーシ３０は、本体シャーシ３０の後方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。本体シャーシ３０は、ミラーボックス２０と撮像ユニット４０との間に配置され、ミラーボックス２０に固定されるが、撮像ユニット４は本体シャーシ３０を介することなく、ミラーボックス２０に直接浮遊支持されている。
【００３８】
図４で撮像ユニット４０の構成について詳細に説明する。図４（ａ）は、撮像ユニット４０を前面側から見た分解斜視図であり、図４（ｂ）は、撮像ユニット４０を背面側から見た分解斜視図である。
【００３９】
光学ローパスフィルタ４５０は、水晶からなる１枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。光学ローパスフィルタ４５０は、撮影有効領域４５０ａの一側方に圧電素子４３０を配置する周縁部４５０ｂを有しており、撮影光軸中心に対して直交する方向（カメラＲＬ方向）は非対称である。このようにした光学ローパスフィルタ４５０の表面には、光学的なコーティングが施されている。
【００４０】
圧電素子４３０は、単板の矩形の短冊形状を呈し、光学ローパスフィルタ４５０の周縁部４５ｂにおいて、圧電素子４３０の長辺が光学ローパスフィルタ４５０の短辺（側辺）に平行になるように配置されて接着保持される（貼着される）。この圧電素子４３０は光学ローパスフィルタ４５０を振動させる。すなわち、圧電素子４３０は、光学ローパスフィルタ４５０上において四辺のうち一辺に近接して平行に貼着され、一辺に平行な複数の節部を有するように光学ローパスフィルタ４５０を波状に振動させる。この圧電素子４３０の駆動により、光学ローパスフィルタ４５０の表面に付着した塵埃等の異物を除去する機能を備えている。
【００４１】
光学ローパスフィルタ保持部材４２０は光学ローパスフィルタ４５０を保持する。光学ローパスフィルタ保持部材４２０は樹脂材料または金属材料で形成され、両面テープ５２０で撮像素子８に接着固定される。両面テープ５２０は、撮像素子８に撮影光路外からの余計な光が入射することを防ぐためのマスクの役割を兼ね備えている。
【００４２】
圧電素子用フレキシブルプリント基板４７０は、圧電素子４３０に接着固定されるとともに、圧電素子４３０に電圧を印加することができる。圧電素子４３０は、電圧の印加により光軸と直交する方向（Ｆｒ−Ｒｒ）に主として伸縮振動し、光学ローパスフィルタ４５０を共振（振動）させる。
【００４３】
付勢部材４４０は、光学ローパスフィルタ４５０を光軸方向に付勢し、光学ローパスフィルタ保持部材４２０またはセンサープレート４１０に係止される。付勢部材４４０は導電性を有する材料で形成されるとともに、ビスによりセンサープレート４１０に電気的に接続されている。これによって、付勢部材４４０と接する光学ローパスフィルタ４５の表面（光学的なコーティングが施された面）とも電気的に接続される。センサープレート４１０はカメラ本体１の接地電位となっている。これにより、光学ローパスフィルタ４５０の表面も接地電位となり、光学ローパスフィルタ４５０の表面への塵埃等の静電気的な付着を抑制することができる。
【００４４】
光学ローパスフィルタ保持部材４２０は断面略円形の枠状の弾性部材が二色成型、インサート成型または別体で配置されており、光学ローパスフィルタ４５０により密着封止される。光学部材４６０は位相板（偏光解消板）と赤外カットフィルタと光学ローパスフィルタ４５に対して屈折方向が９０°異なる複屈折板とを貼り合わせている。光学部材４６０は、光学ローパスフィルタ保持部材４２０に接着固定される。
【００４５】
センサープレート４１０は板状に形成され、厚み方向に矩形の開口部７００を有している。撮像素子８をセンサープレート４１０に位置決めした後、センサープレート４１０の開口部７００に接着剤８００を流し込むことで、センサープレート４１０と撮像素子８とを接着固定している。
【００４６】
センサープレート４１０には、上述した撮像ユニット４０の位置決め穴４３ａ〜４３ｃおよび挿通孔４２ａ〜４２ｃが形成される。すなわち、コイルスプリング６３ａはセンサープレート４１０の挿通孔４２ａの周囲を付勢し、コイルスプリング６３ｂはセンサープレート４１０の挿通孔４２ｂの周囲を付勢し、コイルスプリング６３ｃはセンサープレート４１０の挿通孔４２ｃの周囲を付勢する。コイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃはセンサープレート４１０を付勢することで、撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢する。また、センサープレート４１０には、コイルスプリング６５によって付勢される被付勢部４１０ａが形成される。コイルスプリング６５はセンサープレート４１０を付勢することで、撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢する。
【００４７】
本実施形態では、コイルスプリング６３ａ〜６３ｃおよびコイルスプリング６５によって撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢しているが、ゴムなどの弾性材料で形成された円筒形状の部材で撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢しても同様の作用効果を奏することができる。
【００４８】
信号処理基板６００は、撮像素子８と電気的に接続され、撮像素子８を動作させる回路が実装されている。
【００４９】
撮像ユニット４０のミラーボックス２０に対する位置決めについて説明する。
【００５０】
ミラーボックス２０に形成される位置決め突起２１ａ〜２１ｃおよび撮像ユニット４０に形成される位置決め穴４３ａ〜４３ｃはともに高精度に形成されている。したがって、位置決め穴４３ａ〜４３に位置決め突起２１ａ〜２１ｃを挿通させることで、撮像ユニット４０はミラーボックス２０に対して、水平垂直方向の位置と光軸周りの回転方向の位置関係が決められる。すなわち、撮像素子８の撮像面方向の位置が決められる。
【００５１】
次に、撮像ユニット４０の光軸方向の位置、傾き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、ピント方向位置と上下左右チルト方向の傾きにばらつきがある。このため、本実施形態では、マウント部２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に構成している。すなわち、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、調節ビス６１ａ、６１ｂおよび６１ｃをそれぞれ緩めたり締め付けたりすることで、光軸方向の位置調整および傾き調整を行う。すなわち、撮像素子８の撮像面と直交する方向における撮像ユニット４０の位置およびミラーボックス２０に対する傾きを調節する。
【００５２】
撮像ユニット４０がミラーボックス２０に対して浮遊支持された状態では、撮像ユニット４０はコイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃによって後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢された状態となっている。したがって、調節ビス６１ａ、６１ｂおよび６１ｃを緩める方向に回転させると、撮像ユニット４０はコイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃの付勢力によって後方（Ｒｒ方向）に移動する。一方、調節ビス６１ａ、６１ｂおよび６１ｃを締め込む方向に回転させると、撮像ユニット４０はコイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃの付勢力に抗して前方（Ｆｒ方向）に移動する。ここで、調節ビス６１ａ、６１ｂおよび６１ｃの回転は手動調節であっても、自動調節であってもよい。
【００５３】
このように調節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。
【００５４】
本実施形態では、撮像ユニット４０が後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢された浮遊支持状態となっているので、カメラ本体１へ前方（Ｆｒ方向）へ衝撃がかかった際には、撮像ユニット４０は付勢力に抗して瞬間的に前方（Ｆｒ方向）に移動する可能性がある。この衝撃がかかった時の挙動を以下で詳細に説明する。
【００５５】
図５は、ミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）から見た平面図である。
【００５６】
図５では、撮像ユニット４０の重心位置Ｇを原点として、撮像ユニット４０の左右方向をｘ軸、撮像ユニット４０の上下方向をｙ軸を定義している。また、コイルスプリング６３ａが撮像ユニット４０を付勢している点をＡ、コイルスプリング６３ｂが撮像ユニット４０を付勢している点をＢ、コイルスプリング６３ｃが撮像ユニット４０を付勢している点をＣと定義する。このとき、Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形の重心位置が、撮像ユニット４０の付勢重心位置Ｓとなる。図５に示されるように、撮像ユニット４０の重心位置Ｇと撮像ユニット４０の付勢重心位置Ｓとは一致していない。
【００５７】
なお、図５において、コイルスプリング６５が撮像ユニット４０を付勢している付勢位置をＨと定義する。
【００５８】
図６は、図５における撮像ユニット４０の重心位置Ｇと撮像ユニット４０の付勢重心位置Ｓとの関係を示す模式図である。
【００５９】
図６に示すように、撮像ユニット４０の重心位置Ｇを原点とするＸＹ平面が撮像素子８の撮像面と平行になる座標系を定義する。本実施形態では、撮像ユニット４０の付勢重心位置Ｓは、撮像ユニット４０の重心位置Ｇを原点とする座標系の第１象限に存在している。そして、コイルスプリング６５が撮像ユニット４０を付勢している付勢位置Ｈが、第１象限とは点対称となる第３象限に存在するように設定している。この理由を説明する。
【００６０】
ミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０にカメラ本体１へ前方（Ｆｒ方向）へ衝撃がかかった衝撃が加えられたときの撮像ユニット４０の挙動を図７を用いて説明する。
【００６１】
図７は、図５に図示するミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０のＥ−Ｅ断面の模式図である。図７（ａ）はミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０に衝撃が加わっていない状態を示している。図７（ｂ）はミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０に前方（Ｆｒ方向）へ衝撃がかかった衝撃が加えられたときの状態を示している。
【００６２】
図７に図示するように、撮像ユニット４０の付勢重心位置Ｓには、コイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃの合力Ｆｓが作用している。コイルスプリング６５が撮像ユニット４０を付勢している付勢位置Ｈには、力Ｆｈが作用している。図７に示すように、コイルスプリング６５は、コイルスプリング６３ｃのように、調節ビス６１ｃの頭部分６２ｃに突き当たっている状態とは異なり、撮像ユニット４０に力Ｆｈを作用させているのみである。
【００６３】
このため、図７（ｂ）に示すように、撮像ユニット４０に前方（Ｆｒ方向）への衝撃が加えられたときには、撮像ユニット４０の重心位置Ｇに力Ｆｇが作用する。これによって、撮像ユニット４０には、撮像ユニット４０の付勢重心位置Ｓ周りに回転モーメントＭｓが発生しようとする。しかし、力Ｆｈが付勢位置Ｈに作用することによりＭｓの発生を抑制することができる。すなわち、撮像ユニット４０に前方（Ｆｒ方向）への衝撃がかかった瞬間には、図７（ｂ）に示すように、撮像ユニット４０が回転モーメントＭｓによって傾くことがなく、前方（Ｆｒ方向）に平行に移動するだけである。したがって、撮像ユニット４０に前方（Ｆｒ方向）への衝撃がかかった後には、コイルスプリング６３ａ〜６３ｃ、６５の後方（Ｒｒ方向）への付勢力により、図７（ａ）の状態に戻る。
【００６４】
撮像ユニット４０の支持重心位置Ｓが存在する象限と点対称となる象限に、付勢位置Ｈを存在させることによって、撮像ユニット４０には回転モーメントＭｓが発生しない。
【００６５】
本実施形態では、撮像ユニット４０が傾いて、撮像ユニット４０の位置決め穴４３ａ、４３ｂおよび４３ｃがミラーボックス２０の位置決め突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃに引っかかってしまうこともない。
【００６６】
また、本実施形態では、撮像ユニット４０が傾いて、撮像ユニット４０の位置決め穴４３ａ、４３ｂおよび４３ｃがミラーボックス２０の位置決め突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃを削ってしまうことがない。これによって、ミラーボックス２０と撮像ユニット４０とは高い位置精度を維持することができる。
【００６７】
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。
【符号の説明】
【００６８】
８ 撮像素子
２０ ミラーボックス
２１ａ〜２１ｃ 位置決め突起
２２ａ〜２２ｃ 雌ネジ部
２３ 支持突起
４０ 撮像ユニット
４２ａ〜４２ｃ 挿通孔
４３ａ〜４３ｃ 位置決め穴
４１０ センサープレート
６１ａ〜６１ｃ 調節ビス
６３ａ〜６３ｃ コイルスプリング
６５ コイルスプリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、撮像装置に関し、特に撮像素子ユニットを浮遊支持する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。特にデジタル一眼レフカメラの場合、撮影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光軸周りの回転調整が必要となる。
【０００４】
例えば、特許文献１では、画角合わせのための水平垂直方向の位置調整および光軸周りの回転調整の３軸についての調整は、撮像ユニット内で精度が保証されており、調整が不要である。一方、ピント方向の位置調整および上下左右チルト調整は、撮像ユニットとミラーボックスとの間に挟むワッシャの厚みを変えることで行っている。
【０００５】
特許文献１におけるワッシャの厚みを変える調整を簡略化するために、撮像ユニットとミラーボックスの間にコイルスプリングを介在させたものがある。すなわち、撮像ユニットに調整ネジを挿通する穴を設けるとともに、ミラーボックスに調整ネジが螺合する３つのネジ穴を設ける。そして、撮像ユニットとミラーボックスとの間に３つのコイルスプリングを介在させた状態で３本の調節ビスにより撮像ユニットを取り付ける。このような構成とすることで、３本の調節ビスを回転させることで、撮像ユニットのピント方向の位置調整および上下左右チルト調整を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−６５０１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、撮像ユニットとミラーボックスとの間にコイルスプリングを介在させる調整構造を採用する場合にも、カメラ内部の様々な制約から、撮像ユニット自体の重心位置とコイルスプリングが撮像ユニットを付勢する３点の重心位置とを一致させることは困難である。
【０００８】
撮像ユニット自体の重心位置とコイルスプリングが撮像ユニットを付勢する３点の重心位置とがずれている場合には、落下等でカメラに強い衝撃がかかった際に撮像ユニットを回転させるモーメントが発生する。
【０００９】
図８は、ミラーボックス１２０に撮像ユニット１４０を浮遊支持させた状態を模式的に示す断面図である。
【００１０】
図８において、撮像ユニット１４０に形成される挿通孔１４２ａ、１４２ｃに、ミラーボックス１２０に形成した位置決め突起１２１ａ、１２１ｃが挿通されることで、撮像ユニット１４０はミラーボックス１２０に対して位置決めされる。そして、調節ビス１６１ａが挿通孔１４２ａおよびコイルスプリング１６３ａを挿通し、雌ネジ部１２２ａに螺合している。同様に、調節ビス１６１ｃが挿通孔１４２ｃおよびコイルスプリング１６３ｃを挿通し、雌ネジ部１２２ｃに螺合している。なお、図８には図示されていないが、調節ビス１６１ｂが挿通孔１４２ｂおよびコイルスプリング１６３ｂを挿通し、雌ネジ部１２２ｂに螺合している。
【００１１】
したがって、コイルスプリング１６３ａ、１６３ｂおよび１６３ｃの付勢力によって撮像ユニット１４０を図８のＲｒ方向に付勢している。
【００１２】
図８（ａ）はミラーボックス１２０に対して浮遊支持された撮像ユニット１４０に衝撃が加わっていない状態を示している。図８（ａ）の図示する状態では、コイルスプリング１６３ａ、１６３ｂおよび１６３が作用する点の重心位置Ｓは撮像ユニット１４０の重心位置Ｇとは一致していない。そして、コイルスプリング１６３ａ、１６３ｂおよび１６３が作用する点の重心位置Ｓには、弾性支持部材１６３ａ、１６３ｃの合力Ｆｓが作用している。このとき、撮像ユニット１４０には、調節ビス１６１ｃの頭部分１６２ｃが当接する部分および調節ビス１６１ａの頭部分１６２ａが当接する部分に、合力Ｆｓと釣り合う力が作用している。
【００１３】
図８（ｂ）はミラーボックス１２０に対して浮遊支持された撮像ユニット１４０に前方（Ｆｒ方向）へ衝撃がかかった衝撃が加えられたときの状態を示している。このとき、撮像ユニット１４０の重心位置Ｇには、衝撃による力Ｆｇが働く。したがって、撮像ユニット１４０には、力Ｆｇおよび合力Ｆｓが同時に作用し、撮像ユニット１４０には、回転モーメントＭｓが発生する。これによって、図８（ｂ）に図示するように、撮像ユニット１４０が傾いてしまう。
【００１４】
撮像ユニット１４０が傾いた状態で、金属製プレートの位置決め孔１４３が樹脂製の位置決め突起１２３に沿って摺動する。これによって、位置決め孔１４３のエッジが位置決め突起１２１に引っかかったり、突起１２１を削ってしまったりすることで、撮像ユニットの位置精度が悪化してしまう。
【００１５】
本発明の目的は、カメラに落下等の衝撃が加わっても撮像ユニットが回転することなく、撮像ユニットの位置精度悪化を抑えた撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を解決するために、本発明は、撮像素子が固定されるとともに、複数の位置決め穴および複数の挿通孔が形成される撮像ユニットと、前記複数の位置決め穴にそれぞれ挿通されることで、前記撮像素子の撮像面方向における前記撮像ユニットの位置を決める複数の位置決め突起および複数の雌ネジ部が形成される取付部材と、前記撮像ユニットと前記取付部材との間に配置され、前記撮像ユニットに前記取付部材から離れる方向の付勢力を与える複数の第１の弾性部材と、前記複数の挿通孔にそれぞれ挿通され、前記複数の雌ネジ部にそれぞれ螺合させることで、前記撮像素子の撮像面と直交する方向における前記撮像ユニットの位置および前記取付部材に対する傾きを調節する複数の調節ビスと、前記撮像ユニットと前記取付部材との間に配置され、前記撮像ユニットに前記取付部材から離れる方向の付勢力を与える第２の弾性部材とを備え、前記撮像ユニットの重心位置を原点とするＸＹ平面が前記撮像素子の撮像面と平行になる座標系を定義したときに、前記複数の第１の弾性部材が前記撮像ユニットを付勢する際の付勢重心位置が存在する前記座標系の象限と、前記第２の弾性部材が前記撮像ユニットを付勢する付勢位置が存在する前記座標系の象限とが互いに点対称の関係となるように、前記第２の弾性部材を配置することを特徴とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、カメラに落下等の衝撃が加わっても撮像ユニットが回転することなく、撮像ユニットの位置精度悪化を抑えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係るカメラ１００の外観図である。
【図２】カメラ１００の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】カメラ１００の内部構成を説明する分解斜視図である。
【図４】撮像ユニット４０の構成を説明する分解斜視図である。
【図５】ミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）から見た平面図である。
【図６】図５における撮像ユニット４０の重心位置Ｇと撮像ユニット４０の支持重心位置Ｓとの関係を示す模式図である。
【図７】図５に図示するミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０のＥ−Ｅ断面の模式図である。
【図８】ミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニットの従来例を説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。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被写体側を前方Ｆｒで示し、撮影者側を後方Ｒｒで示し、撮影者側Ｆｒに対して右側をＲで示し、左側をＬで示している。
【００２０】
まず、本発明の実施形態に係るカメラの構成について図１および図２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２は、カメラ１００の電気的構成を示すブロック図である。
【００２１】
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。
【００２２】
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。本実施形態にて、ミラーボックス２０は取付部材として機能する。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２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、固体撮像素子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。
【００２３】
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。図２に示すように、レリーズボタン１０には、ＳＷ１（７ａ）とＳＷ２（７ｂ）とがあり、レリーズボタン１０の第１ストロークでＳＷ１がＯＮになり、第２ストロークでＳＷ２がＯＮになる。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
次に、カメラ１００の内部の構成について図３を参照して説明する。図３は、カメラ１００の内部の構成を説明する分解斜視図である。図３（ａ）は、カメラを前面側から見た分解斜視図であり、図３（ｂ）は、カメラを背面側から見た分解斜視図である。
【００２７】
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、本体ベース３０、撮像ユニット４０の順番に配置されている。
【００２８】
ミラーボックス２０は、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、位置決め突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃが撮影光軸に沿って後方（Ｒｒ方向）に向かって延出形成されている。また、位置決め突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃの近傍には、それぞれ雌ネジ部２２ａ、２２ｂおよび２２ｃが形成されている。さらに、ミラーボックス２０には、支持突起２３が撮影光軸に沿って後方Ｒｒに向かって延出形成されている。
【００２９】
撮像ユニット４０には、位置決め突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃがそれぞれ挿通される位置決め穴４３ａ、４３ｂおよび４３ｃが形成される。また、撮像ユニット４０には、雌ネジ部２２ａ、２２ｂおよび２２ｃに対応する位置に、それぞれ挿通孔４２ａ、４２ｂおよび４２ｃが形成されている。本実施形態では、位置決め穴４３ａ、４３ｂおよび４３ｃ第１の挿通孔として機能する。
【００３０】
ミラーボックス２０と撮像ユニット４０との間には、コイルスプリング６３ａが雌ネジ部２２ａと挿通孔４２ａとの間に配置される。同様に、コイルスプリング６３ｂが雌ネジ部２２ｂと挿通孔４２ｂとの間に配置され、コイルスプリング６３ｃが雌ネジ部２２ｃと挿通孔４２ｃとの間に配置される。そして、コイルスプリング６５が支持突起２３に支持される。本実施形態では、コイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃが複数の第１の弾性部材として機能する。
【００３１】
次に、ミラーボックス２０に撮像ユニット４０を支持させる方法について説明する。
【００３２】
コイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃをそれぞれ雌ネジ部２２ａ、２２ｂおよび２２ｃの後方に配置するとともに、コイルスプリング６５を支持突起２３に支持される。
【００３３】
そして、ミラーボックス２０の位置決め突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃを撮像ユニット４０の位置決め穴４３ａ、４３ｂおよび４３ｃにそれぞれ挿通することで、ミラーボックス２０に撮像ユニット４０を位置決めする。これによって、ミラーボックス２０と撮像ユニット４０とは、水平垂直方向と光軸周りの回転方向の位置関係も精度よく位置決めされる。
【００３４】
撮像ユニット４０の後方から調節ビス６１ａを挿通孔４２ａおよびコイルスプリング６３ａに挿通して、雌ネジ部２２ａに螺合させる。撮像ユニット４０の後方から調節ビス６１ｂを挿通孔４２ｂおよびコイルスプリング６３ｂに挿通して、雌ネジ部２２ｂに螺合させる。撮像ユニット４０の後方から調節ビス６１ｃを挿通孔４２ｃおよびコイルスプリング６３ｃに挿通して、雌ネジ部２２ｃに螺合させる。調節ビス６１ａの頭部分６２ａ、調節ビス６１ｂの頭部分６２ｂおよび調節ビス６１ｃの頭部分６２ｃがそれぞれ撮像ユニット４０当接すると、コイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃは撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢する。このとき、支持突起２３に支持されたコイルスプリング６５も撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢する。本実施形態では、コイルスプリング６５が第２の弾性部材として機能する。
【００３５】
このようにして、撮像ユニット４０は、ミラーボックス２０に対して浮遊支持されている。
【００３６】
本体シャーシ３０は、折り曲げ加工した金属板に樹脂をインサート成型することで形成されている。調節ビス６１ａ、６１ｂおよび６１ｃをそれぞれ雌ネジ部２２ａ、２２ｂおよび２２ｃに螺合させる際に、調節ビス６１ａ、６１ｂおよび６１ｃが本体シャーシ３０と干渉しないように、本体シャーシ３０には、それぞれ切り欠き穴が形成されている。
【００３７】
本体シャーシ３０は、本体シャーシ３０の後方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。本体シャーシ３０は、ミラーボックス２０と撮像ユニット４０との間に配置され、ミラーボックス２０に固定されるが、撮像ユニット４は本体シャーシ３０を介することなく、ミラーボックス２０に直接浮遊支持されている。
【００３８】
図４で撮像ユニット４０の構成について詳細に説明する。図４（ａ）は、撮像ユニット４０を前面側から見た分解斜視図であり、図４（ｂ）は、撮像ユニット４０を背面側から見た分解斜視図である。
【００３９】
光学ローパスフィルタ４５０は、水晶からなる１枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。光学ローパスフィルタ４５０は、撮影有効領域４５０ａの一側方に圧電素子４３０を配置する周縁部４５０ｂを有しており、撮影光軸中心に対して直交する方向（カメラＲＬ方向）は非対称である。このようにした光学ローパスフィルタ４５０の表面には、光学的なコーティングが施されている。
【００４０】
圧電素子４３０は、単板の矩形の短冊形状を呈し、光学ローパスフィルタ４５０の周縁部４５ｂにおいて、圧電素子４３０の長辺が光学ローパスフィルタ４５０の短辺（側辺）に平行になるように配置されて接着保持される（貼着される）。この圧電素子４３０は光学ローパスフィルタ４５０を振動させる。すなわち、圧電素子４３０は、光学ローパスフィルタ４５０上において四辺のうち一辺に近接して平行に貼着され、一辺に平行な複数の節部を有するように光学ローパスフィルタ４５０を波状に振動させる。この圧電素子４３０の駆動により、光学ローパスフィルタ４５０の表面に付着した塵埃等の異物を除去する機能を備えている。
【００４１】
光学ローパスフィルタ保持部材４２０は光学ローパスフィルタ４５０を保持する。光学ローパスフィルタ保持部材４２０は樹脂材料または金属材料で形成され、両面テープ５２０で撮像素子８に接着固定される。両面テープ５２０は、撮像素子８に撮影光路外からの余計な光が入射することを防ぐためのマスクの役割を兼ね備えている。
【００４２】
圧電素子用フレキシブルプリント基板４７０は、圧電素子４３０に接着固定されるとともに、圧電素子４３０に電圧を印加することができる。圧電素子４３０は、電圧の印加により光軸と直交する方向（Ｆｒ−Ｒｒ）に主として伸縮振動し、光学ローパスフィルタ４５０を共振（振動）させる。
【００４３】
付勢部材４４０は、光学ローパスフィルタ４５０を光軸方向に付勢し、光学ローパスフィルタ保持部材４２０またはセンサープレート４１０に係止される。付勢部材４４０は導電性を有する材料で形成されるとともに、ビスによりセンサープレート４１０に電気的に接続されている。これによって、付勢部材４４０と接する光学ローパスフィルタ４５の表面（光学的なコーティングが施された面）とも電気的に接続される。センサープレート４１０はカメラ本体１の接地電位となっている。これにより、光学ローパスフィルタ４５０の表面も接地電位となり、光学ローパスフィルタ４５０の表面への塵埃等の静電気的な付着を抑制することができる。
【００４４】
光学ローパスフィルタ保持部材４２０は断面略円形の枠状の弾性部材が二色成型、インサート成型または別体で配置されており、光学ローパスフィルタ４５０により密着封止される。光学部材４６０は位相板（偏光解消板）と赤外カットフィルタと光学ローパスフィルタ４５に対して屈折方向が９０°異なる複屈折板とを貼り合わせている。光学部材４６０は、光学ローパスフィルタ保持部材４２０に接着固定される。
【００４５】
センサープレート４１０は板状に形成され、厚み方向に矩形の開口部７００を有している。撮像素子８をセンサープレート４１０に位置決めした後、センサープレート４１０の開口部７００に接着剤８００を流し込むことで、センサープレート４１０と撮像素子８とを接着固定している。
【００４６】
センサープレート４１０には、上述した撮像ユニット４０の位置決め穴４３ａ〜４３ｃおよび挿通孔４２ａ〜４２ｃが形成される。すなわち、コイルスプリング６３ａはセンサープレート４１０の挿通孔４２ａの周囲を付勢し、コイルスプリング６３ｂはセンサープレート４１０の挿通孔４２ｂの周囲を付勢し、コイルスプリング６３ｃはセンサープレート４１０の挿通孔４２ｃの周囲を付勢する。コイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃはセンサープレート４１０を付勢することで、撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢する。また、センサープレート４１０には、コイルスプリング６５によって付勢される被付勢部４１０ａが形成される。コイルスプリング６５はセンサープレート４１０を付勢することで、撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢する。
【００４７】
本実施形態では、コイルスプリング６３ａ〜６３ｃおよびコイルスプリング６５によって撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢しているが、ゴムなどの弾性材料で形成された円筒形状の部材で撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢しても同様の作用効果を奏することができる。
【００４８】
信号処理基板６００は、撮像素子８と電気的に接続され、撮像素子８を動作させる回路が実装されている。
【００４９】
撮像ユニット４０のミラーボックス２０に対する位置決めについて説明する。
【００５０】
ミラーボックス２０に形成される位置決め突起２１ａ〜２１ｃおよび撮像ユニット４０に形成される位置決め穴４３ａ〜４３ｃはともに高精度に形成されている。したがって、位置決め穴４３ａ〜４３に位置決め突起２１ａ〜２１ｃを挿通させることで、撮像ユニット４０はミラーボックス２０に対して、水平垂直方向の位置と光軸周りの回転方向の位置関係が決められる。すなわち、撮像素子８の撮像面方向の位置が決められる。
【００５１】
次に、撮像ユニット４０の光軸方向の位置、傾き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、ピント方向位置と上下左右チルト方向の傾きにばらつきがある。このため、本実施形態では、マウント部２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に構成している。すなわち、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、調節ビス６１ａ、６１ｂおよび６１ｃをそれぞれ緩めたり締め付けたりすることで、光軸方向の位置調整および傾き調整を行う。すなわち、撮像素子８の撮像面と直交する方向における撮像ユニット４０の位置およびミラーボックス２０に対する傾きを調節する。
【００５２】
撮像ユニット４０がミラーボックス２０に対して浮遊支持された状態では、撮像ユニット４０はコイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃによって後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢された状態となっている。したがって、調節ビス６１ａ、６１ｂおよび６１ｃを緩める方向に回転させると、撮像ユニット４０はコイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃの付勢力によって後方（Ｒｒ方向）に移動する。一方、調節ビス６１ａ、６１ｂおよび６１ｃを締め込む方向に回転させると、撮像ユニット４０はコイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃの付勢力に抗して前方（Ｆｒ方向）に移動する。ここで、調節ビス６１ａ、６１ｂおよび６１ｃの回転は手動調節であっても、自動調節であってもよい。
【００５３】
このように調節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。
【００５４】
本実施形態では、撮像ユニット４０が後方（Ｒｒ方向）に向けて付勢された浮遊支持状態となっているので、カメラ本体１へ前方（Ｆｒ方向）へ衝撃がかかった際には、撮像ユニット４０は付勢力に抗して瞬間的に前方（Ｆｒ方向）に移動する可能性がある。この衝撃がかかった時の挙動を以下で詳細に説明する。
【００５５】
図５は、ミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０を後方（Ｒｒ方向）から見た平面図である。
【００５６】
図５では、撮像ユニット４０の重心位置Ｇを原点として、撮像ユニット４０の左右方向をｘ軸、撮像ユニット４０の上下方向をｙ軸を定義している。また、コイルスプリング６３ａが撮像ユニット４０を付勢している点をＡ、コイルスプリング６３ｂが撮像ユニット４０を付勢している点をＢ、コイルスプリング６３ｃが撮像ユニット４０を付勢している点をＣと定義する。このとき、Ａ、Ｂ、Ｃを頂点とする三角形の重心位置が、撮像ユニット４０の付勢重心位置Ｓとなる。図５に示されるように、撮像ユニット４０の重心位置Ｇと撮像ユニット４０の付勢重心位置Ｓとは一致していない。
【００５７】
なお、図５において、コイルスプリング６５が撮像ユニット４０を付勢している付勢位置をＨと定義する。
【００５８】
図６は、図５における撮像ユニット４０の重心位置Ｇと撮像ユニット４０の付勢重心位置Ｓとの関係を示す模式図である。
【００５９】
図６に示すように、撮像ユニット４０の重心位置Ｇを原点とするＸＹ平面が撮像素子８の撮像面と平行になる座標系を定義する。本実施形態では、撮像ユニット４０の付勢重心位置Ｓは、撮像ユニット４０の重心位置Ｇを原点とする座標系の第１象限に存在している。そして、コイルスプリング６５が撮像ユニット４０を付勢している付勢位置Ｈが、第１象限とは点対称となる第３象限に存在するように設定している。この理由を説明する。
【００６０】
ミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０にカメラ本体１へ前方（Ｆｒ方向）へ衝撃がかかった衝撃が加えられたときの撮像ユニット４０の挙動を図７を用いて説明する。
【００６１】
図７は、図５に図示するミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０のＥ−Ｅ断面の模式図である。図７（ａ）はミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０に衝撃が加わっていない状態を示している。図７（ｂ）はミラーボックス２０に対して浮遊支持された撮像ユニット４０に前方（Ｆｒ方向）へ衝撃がかかった衝撃が加えられたときの状態を示している。
【００６２】
図７に図示するように、撮像ユニット４０の付勢重心位置Ｓには、コイルスプリング６３ａ、６３ｂおよび６３ｃの合力Ｆｓが作用している。コイルスプリング６５が撮像ユニット４０を付勢している付勢位置Ｈには、力Ｆｈが作用している。図７に示すように、コイルスプリング６５は、コイルスプリング６３ｃのように、調節ビス６１ｃの頭部分６２ｃに突き当たっている状態とは異なり、撮像ユニット４０に力Ｆｈを作用させているのみである。
【００６３】
このため、図７（ｂ）に示すように、撮像ユニット４０に前方（Ｆｒ方向）への衝撃が加えられたときには、撮像ユニット４０の重心位置Ｇに力Ｆｇが作用する。これによって、撮像ユニット４０には、撮像ユニット４０の付勢重心位置Ｓ周りに回転モーメントＭｓが発生しようとする。しかし、力Ｆｈが付勢位置Ｈに作用することによりＭｓの発生を抑制することができる。すなわち、撮像ユニット４０に前方（Ｆｒ方向）への衝撃がかかった瞬間には、図７（ｂ）に示すように、撮像ユニット４０が回転モーメントＭｓによって傾くことがなく、前方（Ｆｒ方向）に平行に移動するだけである。したがって、撮像ユニット４０に前方（Ｆｒ方向）への衝撃がかかった後には、コイルスプリング６３ａ〜６３ｃ、６５の後方（Ｒｒ方向）への付勢力により、図７（ａ）の状態に戻る。
【００６４】
撮像ユニット４０の支持重心位置Ｓが存在する象限と点対称となる象限に、付勢位置Ｈを存在させることによって、撮像ユニット４０には回転モーメントＭｓが発生しない。
【００６５】
本実施形態では、撮像ユニット４０が傾いて、撮像ユニット４０の位置決め穴４３ａ、４３ｂおよび４３ｃがミラーボックス２０の位置決め突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃに引っかかってしまうこともない。
【００６６】
また、本実施形態では、撮像ユニット４０が傾いて、撮像ユニット４０の位置決め穴４３ａ、４３ｂおよび４３ｃがミラーボックス２０の位置決め突起２１ａ、２１ｂおよび２１ｃを削ってしまうことがない。これによって、ミラーボックス２０と撮像ユニット４０とは高い位置精度を維持することができる。
【００６７】
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。
【符号の説明】
【００６８】
８ 撮像素子
２０ ミラーボックス
２１ａ〜２１ｃ 位置決め突起
２２ａ〜２２ｃ 雌ネジ部
２３ 支持突起
４０ 撮像ユニット
４２ａ〜４２ｃ 挿通孔
４３ａ〜４３ｃ 位置決め穴
４１０ センサープレート
６１ａ〜６１ｃ 調節ビス
６３ａ〜６３ｃ コイルスプリング
６５ コイルスプリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子が固定されるとともに、複数の位置決め穴および複数の挿通孔が形成される撮像ユニットと、
前記複数の位置決め穴にそれぞれ挿通されることで、前記撮像素子の撮像面方向における前記撮像ユニットの位置を決める複数の位置決め突起および複数の雌ネジ部が形成される取付部材と、
前記撮像ユニットと前記取付部材との間に配置され、前記撮像ユニットに前記取付部材から離れる方向の付勢力を与える複数の第１の弾性部材と、
前記複数の挿通孔にそれぞれ挿通され、前記複数の雌ネジ部にそれぞれ螺合させることで、前記撮像素子の撮像面と直交する方向における前記撮像ユニットの位置および前記取付部材に対する傾きを調節する複数の調節ビスと、
前記撮像ユニットと前記取付部材との間に配置され、前記撮像ユニットに前記取付部材から離れる方向の付勢力を与える第２の弾性部材とを備え、
前記撮像ユニットの重心位置を原点とするＸＹ平面が前記撮像素子の撮像面と平行になる座標系を定義したときに、
前記複数の第１の弾性部材が前記撮像ユニットを付勢する際の付勢重心位置が存在する前記座標系の象限と、前記第２の弾性部材が前記撮像ユニットを付勢する付勢位置が存在する前記座標系の象限とが互いに点対称の関係となるように、前記第２の弾性部材を配置することを特徴とすることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記複数の第１の弾性部材はそれぞれ円筒形状を有し、前記複数の調節ビスは前記複数の第１の弾性部材にそれぞれ挿通されて、前記複数の雌ネジ部にそれぞれ螺合させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記取付部材には、前記第２の弾性部材を支持ずる支持突起が形成され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。
【請求項１】
撮像素子が固定されるとともに、複数の位置決め穴および複数の挿通孔が形成される撮像ユニットと、
前記複数の位置決め穴にそれぞれ挿通されることで、前記撮像素子の撮像面方向における前記撮像ユニットの位置を決める複数の位置決め突起および複数の雌ネジ部が形成される取付部材と、
前記撮像ユニットと前記取付部材との間に配置され、前記撮像ユニットに前記取付部材から離れる方向の付勢力を与える複数の第１の弾性部材と、
前記複数の挿通孔にそれぞれ挿通され、前記複数の雌ネジ部にそれぞれ螺合させることで、前記撮像素子の撮像面と直交する方向における前記撮像ユニットの位置および前記取付部材に対する傾きを調節する複数の調節ビスと、
前記撮像ユニットと前記取付部材との間に配置され、前記撮像ユニットに前記取付部材から離れる方向の付勢力を与える第２の弾性部材とを備え、
前記撮像ユニットの重心位置を原点とするＸＹ平面が前記撮像素子の撮像面と平行になる座標系を定義したときに、
前記複数の第１の弾性部材が前記撮像ユニットを付勢する際の付勢重心位置が存在する前記座標系の象限と、前記第２の弾性部材が前記撮像ユニットを付勢する付勢位置が存在する前記座標系の象限とが互いに点対称の関係となるように、前記第２の弾性部材を配置することを特徴とすることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記複数の第１の弾性部材はそれぞれ円筒形状を有し、前記複数の調節ビスは前記複数の第１の弾性部材にそれぞれ挿通されて、前記複数の雌ネジ部にそれぞれ螺合させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記取付部材には、前記第２の弾性部材を支持ずる支持突起が形成され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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−１７０８４（Ｐ２０１３−１７０８４Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４９１９７（Ｐ２０１１−１４９１９７）
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月５日（２０１１．７．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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