JP2008193390A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ローパスフィルター周りの隙間を詰めて鏡筒沈胴長を短縮するとともに、ローパスフィルター上のゴミの管理を容易にすることが困難であった。
【解決手段】 撮影位置と収納位置に移動可能な少なくとも１つ以上のレンズ群を有する光学系と、光学系からの光学像情報を電気信号に変換する撮像素子と、前記光学系内に配置される光学フィルターとを備える撮像装置において、前記光学系のレンズ群のうち、前記撮像素子前面に配置されるレンズ群を保持するレンズ保持枠の背面に前記光学フィルターが一体保持される構成とすることで、レンズユニットとローパスフィルタ間の隙間までも鏡筒沈胴長を短縮するとともに、さらにはローパスフィルタをレンズ保持枠に一体保持することでローパスフィルタ上の防塵効果を高めることを可能とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は撮影位置と収納位置に移動可能な光学系を有する撮像装置の技術に関するものである。

従来の撮影位置と収納位置に移動可能な光学系を有する撮像装置には、例えば、特許文献１に記載のものがある。図５は従来例における撮像装置が有するズームレンズ鏡筒断面図、図６は従来例におけるローパスフィルター保持部を拡大した断面図である。

ＣＣＤ４０の前面に配置されるローパスフィルター３７はローパスフィルタホルダ３５により保持され、ＣＣＤゴム３８によりＣＣＤ４０とローパスフィルター３７との空間が密閉される。ローパスフィルタホルダ３５は、撮影レンズの光軸と略平行な基部３５ｂと、この基部３５ｂの一端から上記撮影レンズの光軸と垂直な方向であって、撮影レンズの光軸から離れる方向へ延出された第１の延出部３５ｄを有する。さらに、上記基部３５ｂの他端から上記撮影レンズの光軸と垂直な方向であって、撮影レンズの光軸方向へ延出された第２の延出部３５ｃとから構成されている。そして、第１の延出部３５ｄがＣＣＤホルダ３０の開口縁部３０ｂと当接し、第２の延出部３５ｃがローパスフィルター３７上に配設された絞り３６と当接するようになっている。

上記構成によって、ローパスフィルタホルダ３５を樹脂部材であるＣＣＤホルダ３０にて一体成型する場合と比較して、ズームレンズ鏡筒の沈胴長を短くすることが可能となっている。これは、ローパスフィルター３７を固定するための固定部材として樹脂部材よりも断面が薄い板状の金属製部材であるローパスフィルタホルダ３５を使用するからである。
特開２００６−６７３５６号公報

しかしながら従来例においては、沈胴時にローパスフィルターへ最接近してくるレンズユニット（従来例においては２群レンズユニットとなる）とは干渉することが無いように設計上の隙間を設ける必要がある。この隙間はローパスフィルターが樹脂部材で保持される。または板状の金属製部材で保持されるに関わらず必ず必要となる。したがって、レンズユニットとローパスフィルター間の隙間分は鏡筒沈胴長を短くすることができないという課題が残っていた。

また、ローパスフィルター上のゴミは撮影画面に写りこんでしまうため製造上の重要管理項目である。そして、ゴミの写りこみはローパスフィルターが撮像面に近いほどその影響は大きくなる。しかしながら従来例においては、鏡筒沈胴長を短くする為に可能な限りローパスフィルターをＣＣＤへ近接して配置しており、ローパスフィルター上のゴミの管理が難しいという課題があった。

そこで本発明では、レンズユニットとローパスフィルタ間の隙間までも鏡筒沈胴長を短縮することを可能とする。さらにはローパスフィルタをレンズ保持枠に一体保持することでローパスフィルタ上の防塵効果を高めることを可能とする撮像装置を提供することを目的としている。

本出願に係る発明の目的を実現する構成は、請求項１に記載のように、撮影位置と収納位置に移動可能な少なくとも１つ以上のレンズ群を有する光学系（１、２、３）と、光学系からの光学像情報を電気信号に変換する撮像素子（４）と、前記光学系内に配置される光学フィルター（５）とを備える撮像装置において、前記光学系のレンズ群のうち、前記撮像素子前面に配置されるレンズ群（３）を保持するレンズ保持枠（１３）の背面に前記光学フィルターが一体保持されることを特徴とする撮像装置にある。

以上、本発明によれば、レンズユニットとローパスフィルタ間の隙間までも鏡筒沈胴長を短縮するとともに、さらにはローパスフィルタをレンズ保持枠に一体保持することでローパスフィルタ上の防塵効果を高めることができる効果がある。

以下、本発明の実施例について図を参照して説明する。

まず本発明の撮像装置が有するズームレンズ鏡筒の全体構成について説明する。図１において１、２は変倍作用を持つ１群レンズ、２群レンズ、３はフォーカスと像面補正を司る３群レンズ、４は撮像素子としてのＣＣＤである。ＣＣＤ４は、光学系からの光学像情報を電気信号に変換する素子である。レンズ群３は、ＣＣＤ４の前面に配置されている。１１、１２，１３は各群レンズを光軸方向に移動可能に保持する保持枠である。それぞれ、１群鏡筒である、２群鏡筒、３群鏡筒であり、１、２群鏡筒は内周にカム溝を有する移動カム環２１に保持されている。３群鏡筒１３背面にはＣＣＤ４において生じる偽信号を低減させるためのローパスフィルター５が一体保持されている。ローパスフィルター５は、光学系からの入射光を光学的に分離する。１４は公知の絞りシャッターユニットであり、２群鏡筒１２に固定され、２群鏡筒１２と一体的に光軸方向に移動する。２２は固定筒であり、内周に有するカム溝で移動カム環を移動可能に保持している。２３はＣＣＤホルダーであり、固定筒２２が固定されている。２５はＣＣＤ４を保持するＣＣＤプレートであり、ＣＣＤホルダー２３に固定される。６は３群鏡筒１３とＣＣＤ４との間でのゴミを封止するための防塵ゴムである。２４は１群鏡筒１１、２群鏡筒１２の回転を抑制して直進移動させる直進ガイド環である。

以上のように構成されたズームレンズ鏡筒の動作を詳述する。不図示のズームモーターの回転は不図示のギア系によって移動カム環２１に構成されている不図示の外周ギアと噛合って移動カム環２１を回転させる。移動カム環２１の外周には固定筒２２の３本の内面カム溝２２ａと嵌合する３つのフォロアピン２１ａが植立されており、移動カム環２１は固定筒２２のカム溝２２ａに沿って回転しながら光軸方向に移動することになる。直進ガイド環２４の外周部の前方側突起部２４ａは、移動カム環２１内周に設けられた溝部２１ｂに当接している。また、直進ガイド環２４後端部のフランジ部２４ｂが移動カム環２１の後端部に当接している。これによって直進ガイド環２４は、移動カム環２１に対して光軸方向への相対的な移動が規制されている。また、直進ガイド環２４は固定筒２２の内周側面に設けられた不図示の直進ガイドに直進可能に嵌合しており、これにより直進ガイド環２４の回転方向の移動が規制されている。よって移動カム環２１が固定筒２２のカム溝２２ａに沿って回転移動すると、直進ガイド環２４は、移動カム環２１の光軸方向の移動に追従して光軸方向にのみ移動する。移動カム環２１の内面カム溝２１ｃ、２１ｄにはそれぞれ１群鏡筒１１の不図示の３本のカムフォロアならびに２群鏡筒１２の不図示の３本のカムフォロアが嵌合している。直進ガイド環の側面には光軸に平行に一定幅の直進ガイド溝（不図示）が設けられている。この直進ガイド溝によって各群鏡筒は回転移動を抑制されている。そのため、移動カム環２１が移動すると各群鏡筒は回転せずに各内面カム溝に沿って光軸方向に移動することになり、所望の焦点距離に応じたレンズの配置をすることが可能である。

次に図２を用いて３群鏡筒の構成ならびに駆動について詳述する。３群レンズ３は３群鏡筒１３に熱加締めあるいは接着により固定される。３群鏡筒１３の背面には円形の３群レンズ３と四角形のローパスフィルター５とが投影上重ならない対角方向４隅に対応する個所に取り付け部としての取り付け面３ａが設けられている。取り付け面３ａは、略対角方向の位相に保持されている。ローパスフィルター５は光学系からの不要な光線を遮断するマスク７を挟み込むようにして取り付け面３ａに接着固定される（図２ｂ参照）。このことで、３群鏡筒１３に一体保持される。３群鏡筒１３は光軸と平行にＣＣＤホルダー２３に固定されたメインガイドバー３１に摺動可能に保持されている。光軸を隔ててメインガイドバー３１の略反対側には不図示の光軸と平行なサブガイドバーがＣＣＤホルダー２３に設けられており、３群鏡筒１３の回り止め１３ｂが摺動可能に嵌合している。さらに３群鏡筒１３にはナット受け部１３ｃがあり、不図示のフォーカスモーターの送りネジに螺合しているナット（不図示）がナット受け部１３ｃに配置される。この様に構成されているので、３群鏡筒１３は一体保持されているローパスフィルター５とともにフォーカスモーターが回転するとメインガイドバー３１に沿って光軸方向に進退することになる。すなわち、撮影位置と収納位置とを移動可能なレンズ群１、２、および３となる。

以上本発明の構成による効果を図３の沈胴位置鏡筒断面図を用いて説明する（図３ａ、ｂ、ｃにおいて同一の機能を有するものには同一番号を付してある）。図３ａが本発明の構成、図３ｂが従来例の構成、図３ｃが従来例におけるローパスフィルター５まわりの拡大図である。図３ｂにおける従来例ではローパスフィルター５を保持するための取り付け部肉厚Ａと、別体であるがゆえに３群鏡筒１３とローパスフィルターを保持するＣＣＤホルダー２３との間に生じる空気間隔Ｂとが必ず必要となる（図３ｃ参照）。しかしながら図３ａにおける本発明においてはローパスフィルター５を光学系最後群である３群鏡筒１３に一体保持することによって、ＡとＢを加算したＣだけ鏡筒沈胴長を短縮することが可能である。

また本発明における構成である光学系の最後群であるレンズ群の背面（実施例における３群鏡筒１３の背面）にローパスフィルターを一体保持する構成としたのは以下の理由による。

図４はローパスフィルターの作用を表す説明図である。図左側よりローパスフィルターへと入射した光線は複屈折による異常分散で一定の分離幅をもって分かれて射出される。この分離幅を調整することで撮像面上にて高周波成分をぼかすのがローパスフィルターの作用である。そのため分離幅は光学系のズームポジションによらず不変である必要がある。例えば１群と２群の間あるいは２群と３群の間といったズームポジションによりその群間が変化する場合にはローパスフィルターに入射する光線の角度がズームポジションにより変化するために配置することは非現実的となる。一方で、光学系を一度通過してしまえばローパスフィルターに入射する光線の角度は不変なので、光学系と撮像面との間にローパスフィルターを配置さえすればその距離が変化しても問題無い。よって取り付け部肉厚Ａと空気間隔Ｂの分の鏡筒沈胴長を短縮する点ではａ）ローパスフィルターを光学系最後群レンズ群背面かあるいはｂ）撮像面上前面に一体保持することで実現可能である。

また、ローパスフィルター上のゴミは製造工程上特に管理が必要な項目である。ゴミの撮影画像への写り込みはローパスフィルターが撮像面に近いほど影響は大きいため、ローパスフィルターは撮像面から可能な限り離したほうが良い。よってｂ）ローパスフィルターを撮像面上前面に一体保持する構成よりも、本発明の構成であるａ）ローパスフィルターを光学系最後群レンズ群背面に一体保持する構成のほうがローパスフィルターを撮像面から遠ざけるという点で効果的である。さらに図１と図３を比べれば明らかなように、従来例である図３ｂではローパスフィルター５はＣＣＤ４の前方に固定されている。これに対して、本発明では鏡筒沈同時（図３ａ）からさらに撮影時の鏡筒繰出し状態（図１）でローパスフィルター５がＣＣＤ４から遠ざかる構成となっている。そのためローパスフィルター上のゴミに対して有利となる。

以上本発明の構成では、ＣＣＤ４の前面に配置される３群鏡筒１３の背面にローパスフィルター５を一体保持することでローパスフィルター５とＣＣＤ４との空気間隔までも鏡筒沈胴長を短縮する。さらには鏡筒繰出し時にはローパスフィルター５がＣＣＤ４から遠ざかるためローパスフィルター上のゴミの管理を容易にすることを可能とした。

ズームレンズ鏡筒断面図（ＷＩＤＥ位置） ３群鏡筒の構成斜視図 本発明の効果を表す沈胴位置鏡筒断面図（ａ本発明、ｂ従来例、ｃ拡大図） ローパスフィルターの作用を表す説明図 従来例におけるズームレンズ鏡筒断面図（沈胴位置） 従来例におけるローパスフィルター保持部を拡大した断面図

符号の説明

１ １群レンズ
２ ２群レンズ
３ ３群レンズ
４ ＣＣＤ
５ ローパスフィルター
６ 防塵ゴム
１１ １群鏡筒
１２ ２群鏡筒
１３ ３群鏡筒
１４ 絞りシャッターユニット
２１ 移動カム環
２２ 固定筒
２３ ＣＣＤホルダー
２４ 直進ガイド環
２５ ＣＣＤプレート

Claims (3)

1. 撮影位置と収納位置に移動可能なレンズ群を有する光学系と、光学系からの光学像情報を電気信号に変換する撮像素子と、前記光学系に配置される光学フィルターとを備える撮像装置において、前記光学系のレンズ群のうち、前記撮像素子の前面に配置されるレンズ群を保持するレンズ保持枠の背面に前記光学フィルターが一体保持されることを特徴とする撮像装置。
2. 前記光学フィルターは、前記光学系からの入射光を光学的に分離して前記撮像素子において生じる偽信号を低減させるためのローパスフィルターであることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記レンズ保持枠には、前記撮像素子における略対角方向の位相に前記光学フィルターの取り付け部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

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