JP2019028141A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置において、レンズに対する撮像素子の回転を抑制し、撮像された画像が回転した画像となってしまうことを防止する。【解決手段】撮像装置において、レンズを保持するレンズ鏡筒と、前記レンズを透過した光を受光して撮像する撮像素子を搭載した基板と、前記レンズ鏡筒及び前記基板を保持するケースと、を備え、前記レンズ鏡筒と前記ケースとが径嵌合し、前記ケースは、第１回転規制部を有しており、前記基板は、前記第１回転規制部とともに、前記ケースに対する前記基板の回転を規制する第２回転規制部を有する構成とする。【選択図】図５

Description

本発明の一態様は、撮像装置等に関する。

レンズ鏡筒と、撮像素子が搭載された基板とがケースに収容された撮像装置では、光軸位置の精度を高めるため、ケースに対するレンズ鏡筒の位置を精度良く固定する必要がある。このように、ケースに対してレンズ鏡筒を固定する構成として、特許文献１には、フロントケースに設けられた開口部に、レンズバレルが嵌合された構成を採用している。

特開２０１１−１６４４６１号公報

車載カメラなど、近年の撮像装置では、従来よりもさらに精度良く光軸の位置を調整することが要求されている。しかし、従来のように、単にケースとレンズ鏡筒とを嵌合することで位置固定する構成では、回転方向の位置固定がなされておらず、撮影された画像では、光軸の中心は一致しているものの、回転してしまった画像となることがあった。

本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

本発明の一の手段は、
レンズを保持するレンズ鏡筒（３）と、
前記レンズを透過した光を受光して撮像する撮像素子を搭載した基板（４１）と、
前記レンズ鏡筒及び前記基板を保持するケース（１、８）と、を備え、
前記レンズ鏡筒と前記ケースとが径嵌合し、
前記ケースは、第１回転規制部（１ｂ）を有しており、
前記基板は、前記第１回転規制部とともに、前記ケースに対する前記基板の回転を規制する第２回転規制部（４１ａ）を有している、
撮像装置である。

上記構成の撮像装置では、第１回転規制部及び第２回転規制部により、ケースに対して基板及び撮像素子が光軸を軸として回転することを防止する構成とすることができる。これにより、撮像部で撮像された画像が光軸を軸として回転した画像となってしまうことを防止することができる。また、ケースを基準として、レンズ鏡筒で光軸に垂直な平面における光軸ずれを調整し、基板で光軸を軸とする回転方向の光軸ずれを調整する構成としているため、光軸ずれを効果的に抑制することができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記第１回転規制部は、前記ケースから前記基板に対して突出する回転規制凸部（１ｂ）であり、
前記第２回転規制部は、光軸を中心とする回転方向において前記回転規制凸部と当接する回転規制面（４１ａ）である。

または、上記撮像装置において、好ましくは、
前記第２回転規制部は、前記ケースから前記基板に対して突出する回転規制凸部であり、
前記第１回転規制部は、光軸を中心とする回転方向において前記回転規制凸部と当接する回転規制面である。

上記構成の撮像装置によれば、凸部と回転規制面との簡易な構成によって、ケースに対して基板及び撮像素子が回転することを抑制する構成にすることができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記レンズ鏡筒は、前記ケースと光軸方向において当接している（Ｅ）。

上記構成の撮像装置によれば、光軸方向におけるレンズ鏡筒とケースとの相対位置を固定することができるため、ピント調整を比較的容易に行うことが可能な構成にすることができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記レンズ鏡筒は、第１レンズ鏡筒及び第２レンズ鏡筒を含んでおり、
前記第１レンズ鏡筒は、前記レンズを保持し、
前記第２レンズ鏡筒（３ｂ）は、前記ケースと光軸方向において当接するとともに、前記第１レンズ鏡筒を光軸方向に移動自在に保持する。

上記構成の撮像装置によれば、レンズ鏡筒においてレンズの光軸方向の位置を移動させることができるため、ピント調整を比較的容易に行うことが可能な構成にすることができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
径方向において、前記ケースと前記レンズ鏡筒との間に配置された防水シール（２）をさらに備える。

上記構成の撮像装置によれば、防水シールの圧縮率を略均等にすることができ、優れた防水性能を得る構成にすることができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記ケースは、フロントケースと、前記フロントケースよりも光軸方向後方に配置されたリアケースとを含み、
前記フロントケースまたは前記リアケースが、前記第１回転規制部を有する。

上記構成の撮像装置によれば、ケースがフロントケースとリアケースとに分解可能であり、いずれか一方の第１回転規制部により基板の回転を抑制する構成としているため、比較的組立容易な構成にすることができる。

図１は、実施形態の撮像装置をフロント側から見た外観斜視図である。 図２は、実施形態の撮像装置をリア側から見た外観斜視図である。 図３は、実施形態の撮像装置をフロント側から見た分解斜視図である。 図４は、実施形態の撮像装置をリア側から見た分解斜視図である。 図５は、実施形態の撮像装置において、フロントケース、防水シール、レンズ鏡筒、及び撮像素子基板を連結させた状態をリア側から見た平面図である。 図６は、図５のＣ−Ｃの位置における断面図である。

本発明の撮像装置は、フロントケースに対して、撮像素子を搭載した撮像素子基板が光軸に垂直な平面で回転することを防止するための回転規制部を備える構成としている点を特徴の一つとしている。

なお、本明細書では、レンズの中心位置であって、撮像素子に入射する光の中心位置を「光軸」と称する。レンズに対して撮像素子とは反対側に位置する撮像対象を「被写体」と称する。撮像素子に対して被写体が位置する方向を「フロント側」または「光軸方向前方」と称し、被写体に対して撮像素子が位置する方向を「リア側」または「光軸方向後方」と称する。

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．補足事項

＜１．実施形態＞
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、本実施形態の撮像装置の外観斜視図であり、図１はフロント側から見た図、図２はリア側から見た図である。図３及び図４は、本実施形態の撮像装置の分解斜視図であり、図３はフロント側から見た図、図４はリア側から見た図である。図５は、本実施形態の撮像装置において、フロントケース、防水シール、レンズ鏡筒、及び撮像素子基板を連結させた状態をリア側から見た平面図である。図６は、図５のＣ−Ｃの位置における断面図である。

図１〜図６に示されるように、本実施形態の撮像装置は、フロントケース１、防水シール２、レンズ鏡筒３、撮像素子基板４１、電子部品基板４２、シールドプレート６、防水シール７、リアケース８、コネクタ９、並びに連結具５１、５２、及び５３を含んで構成される。

＜フロントケース１＞
フロントケース１は、リアケース８と共に撮像装置の筐体（ケース）を形成する部材であって、樹脂などで形成される。フロントケース１は、光軸方向前方に、光軸を中心とする開口部１ａを有し、光軸方向後方はリアケース８と連結可能に開放されており、光軸を覆うよう形成された略矩形状の側面を有している。フロントケース１とリアケース８とが連結されることで、防水シール２、レンズ鏡筒３、撮像素子基板４１、及び電子部品基板４２、シールドプレート６、及び防水シール７などを収容する空間が形成される。図１に示されるように、フロントケース１の光軸方向前方の開口部１ａには、レンズ鏡筒３により保持されたレンズ３ａが位置する。図６に示されるように、フロントケース１とレンズ鏡筒３とは、フロントケース１の開口部１ａの位置で当接することで径嵌合している。開口部１ａの位置でフロントケース１とレンズ鏡筒３とが径嵌合することで、レンズ３ａの中心である光軸が決定される。なお、本明細書において「径嵌合」とは、径方向に略隙間なく配置されることで嵌め合わされていることを指す。

＜回転規制凸部１ｂ＞
図４〜図６に示されるように、フロントケース１は、光軸方向前方の面から光軸方向後方に軸状に突出した回転規制凸部１ｂを有する。回転規制凸部１ｂは円筒状である。図５及び図６に示されるように、回転規制凸部１ｂは、組み立て状態において、撮像素子基板４１の切欠部４１ａに当接する。より具体的には、回転規制凸部１ｂの外周面が、切欠部４１ａの縁部に当接する。回転規制凸部１ｂは、光軸方向において、切欠部４１ａに対向する位置に形成されている。

＜リアケース８＞
リアケース８は、上記のように、フロントケース１と連結されることで、レンズ鏡筒３、撮像素子基板４１、及び電子部品基板４２などを収容する空間を形成する。リアケース８は、光軸に対して略垂直な面を有する板状の部材である。リアケース８は、光軸方向後方に開口部を有する。リアケース８の開口部には、コネクタ９の突出部が挿入される。リアケース８は、連結具５２によりフロントケース１と連結され、連結具５３によりコネクタ９と連結される。

＜防水シール２＞
防水シール２は、ゴムなどの弾性部材により形成された円環状の部材であって、フロントケース１とレンズ鏡筒３との間に配置されることで、フロントケース１とレンズ鏡筒３とを隙間無く連結させるよう作用する。防水シール２は、レンズ鏡筒３の径方向外側であって、フロントケース１の径方向内側に配置されている（図６参照）。つまり、防水シール２は、光軸に垂直な方向（径方向）において、レンズ鏡筒３とフロントケース１との間に配置される。防水シール２は、レンズ鏡筒３の外周部に沿った円環状になっている。防水シール２は、レンズ鏡筒３とフロントケース１とが径嵌合する開口部１ａの位置の光軸方向後方の位置であって、開口部１ａの近傍に配置される（図６参照）。

＜レンズ鏡筒３＞
レンズ鏡筒３は、光軸方向に伸びる円筒状の鏡筒部と、レンズホルダ３ｂとを含んで構成される。レンズ鏡筒３の鏡筒部は、レンズ３ａを含む１以上の光学部材を保持する。レンズ鏡筒３に保持される光学部材には、レンズ３ａの他に、レンズ、スペーサ、口径板、及び光学フィルタなどが含まれる。レンズ３ａを含むレンズは、ガラスまたはプラスチック等の透過性を有する素材で形成され、光軸方向前方からの光を屈折させながら光軸方向後方に透過させる。スペーサは、光軸方向に適度な厚みを有する板状で円環状の部材であり、各レンズの光軸方向の位置を調整する。スペーサは、光軸を含む中心部に開口部を有する。口径板は、通過する光の最外位置を決める。光学フィルタは、所定の波長の光を抑制または遮蔽する。光学フィルタは、例えば、通過する赤外線を抑制する赤外線カットフィルタなどが含まれる。これらの光学部材の数は、任意に変更可能である。

レンズホルダ３ｂは、レンズ鏡筒３における鏡筒部の光軸方向後方に配置された板状の部材である。図６に示されるように、レンズホルダ３ｂの光軸方向前方の面は、図６の「Ｅ」の位置でフロントケース１の光軸方向後方の面と当接しており、これによってレンズ鏡筒３の光軸方向の位置が固定されている。レンズホルダ３ｂは、径方向内側にねじ山を有しており、図６の「Ｄ」の位置で鏡筒部とねじ嵌合している。鏡筒部を回転させることで、レンズホルダ３ｂに対する鏡筒部のねじ込み量が変化し、これによってレンズホルダ３ｂと鏡筒部及びレンズ３ａを含む光学部材との位置が変化する。レンズホルダ３ｂに対する鏡筒部のねじ込み量を変化させることで、撮像素子４４に対するレンズ３ａを含む光学部材との位置を変化させることができ、これによりピント調整をすることができる。

なお、鏡筒部は本発明の「第１レンズ鏡筒」の一例であり、レンズホルダ３ｂは本発明の「第２レンズ鏡筒」の一例である。

＜撮像素子基板４１及び電子部品基板４２＞
撮像素子基板４１は、撮像素子４４を含む電子部品が搭載されたリジッド基板である。なお、撮像素子基板４１には、撮像素子４４のみが搭載されていても良い。電子部品基板４２は、電子部品が搭載されたリジッド基板である。撮像素子４４により取得された電気信号は、撮像素子基板４１、及び電子部品基板４２に搭載された電子部品により所定の電気処理または信号処理が施された後、撮像装置の外部に画像データとして出力される。撮像素子基板４１は、フレキシブル基板４３によって、電子部品基板４２と電気的に接続される。撮像素子基板４１、電子部品基板４２、及びフレキシブル基板４３は、シールドプレート６によって周囲を覆われている。なお、撮像素子基板４１は、本発明の「基板」の一例である。

フレキシブル基板４３は、可撓性を有する基板であって、撮像素子基板４１と電子部品基板４２とを電気的に接続するための導線を含んで構成される。フレキシブル基板４３は、ＦＰＣと称されることがある。

撮像素子基板４１及び電子部品基板４２は、それぞれ複数の連結具５１によって、レンズ鏡筒３のレンズホルダ３ｂに連結されることで固定される。

撮像素子４４は、照射された光を電気信号に変換する光電変換素子であり、例えばＣ−ＭＯＳセンサやＣＣＤなどであるが、これらに限定されるものではない。また、撮像装置においては、撮像素子４４以外の撮像機能を要する撮像部を採用してもよい。撮像素子は、本発明の「撮像部」の一例である。

撮像素子基板４１は、光軸に垂直な平面において矩形状に形成されており、角部の近傍に、光軸方向内側に向かって切り欠くよう形成された切欠部４１ａを有する。切欠部４１ａは、光軸方向において、フロントケース１の回転規制凸部１ｂに対向する位置に形成されている。図５及び図６に示されるように、組み立て状態では、切欠部４１ａと回転規制凸部１ｂとが、光軸に垂直な平面において、光軸を中心軸とする回転方向で当接する。これによって、フロントケース１に対して撮像素子基板４１が回転方向に変位することが規制される。

＜シールドプレート６＞
シールドプレート６は、導電性を有する板状の部材により形成され、組み立てられた状態で、撮像素子基板４１、電子部品基板４２、及びフレキシブル基板４３を覆うように配置される。これによって、外部から与えられる電磁ノイズをシールドプレート６によって遮蔽することができ、撮像素子基板４１、電子部品基板４２、及びフレキシブル基板４３が電磁ノイズの影響により誤動作することなどを防止することができる。また、撮像素子基板４１、電子部品基板４２、及びフレキシブル基板４３から外部に電磁ノイズを放出されることを抑制することができる。

＜防水シール７＞
防水シール７は、防水シール２と同様にゴムなどの弾性部材により形成された部材であって、フロントケース１とリアケース８との間に配置されることで、フロントケース１とリアケース８とを隙間無く連結させるよう作用する。防水シール７は、フロントケース１とリアケース８との連結面に対応した形状となっており、本実施形態の防水シール７は、角部が切り欠かれた矩形状となっている。

＜コネクタ９＞
コネクタ９は、リアケース８の光軸方向後方に配置され、連結具５３によってリアケース８と連結される。コネクタ９は、撮像装置と外部機器とを電気的に接続させつつ、撮像装置を取り付け対象の機器に対して取り付けるための取付具として利用される。コネクタ９は、電子部品基板４２から光軸方向後方に突出した端子４２ａ（図４参照）と接続される。

本実施形態の撮像装置は、上記のように、回転規制部として機能する回転規制凸部１ｂ及び切欠部４１ａを有する構成としていることで、フロントケース１に対して撮像素子基板４１及び撮像素子４４が光軸に対して回転することを防止することができる。これにより、撮像素子４４で撮像された画像が、回転した画像となってしまうことを防止することができる。また、フロントケース１を基準として、レンズ鏡筒３で光軸に垂直な平面における光軸ずれを調整し、撮像素子基板４１で光軸を中心軸とする回転方向の光軸ずれを調整する構成としているため、光軸ずれを効果的に抑制することができる。

なお、回転規制部として機能する構成は、必ずしも回転規制凸部１ｂと切欠部４１ａとからなる必要はなく、フロントケース１に対して撮像素子基板４１の回転を規制する構成であれば、別の構成を採用可能である。例えば、撮像素子基板４１が凸部を有し、フロントケース１が切欠部を有するような構成であっても良い。また、撮像素子基板４１が切欠部４１ａに代えて貫通孔または溝部を有し、貫通孔または溝部に回転規制凸部１ｂが挿入される構成を採用しても良い。つまり、フロントケース１の一部と撮像素子基板４１の一部とが、光軸に対する回転方向の双方に当接する構成を採用することで、本実施形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態の撮像装置では、レンズ鏡筒３のレンズホルダ３ｂの光軸方向前方の面と、フロントケース１の光軸方向後方の面とが当接しているため、光軸方向におけるレンズ鏡筒３とフロントケース１との相対位置を固定することができ、ピント調整を比較的容易に行うことが可能な構成にすることができる。

また、本実施形態の撮像装置では、レンズ鏡筒３が鏡筒部とレンズホルダ３ｂとを含んでおり、レンズホルダ３ｂが、フロントケース１に当接するとともに鏡筒部とねじ嵌合しているため、レンズ３ａを保持する鏡筒部がレンズホルダ３ｂに対して光軸方向に移動自在な構成となっている。この構成により、レンズ鏡筒３においてレンズ３ａの光軸方向の位置を移動させることができるため、ピント調整を比較的容易に行うことが可能な構成にすることができる。

また、本実施形態の撮像装置では、径方向においてフロントケース１とレンズ鏡筒３との間に防水シール２が配置されているため、防水シール２に与えられる力が均等となり、防水シール２の圧縮率を略均等にすることができ、優れた防水性能が得られる構成にすることができる。

＜２．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

実施形態の撮像装置では、撮像素子基板４１及び電子部品基板４２を有する構成例について説明したが、基板の数は任意に変更可能である。例えば、撮像素子４４及び電子部品を搭載する１枚の基板のみを有する構成としても良いし、３枚以上の基板を有する構成としても良い。

また、フロントケース１及びリアケース８は、実施形態のような構成に限定されるものではない。例えば、フロントケース１が光軸方向に略垂直な平面を形成する板状部材で、リアケース８が光軸方向に略垂直な平面を形成する板状部材と、板状部材の外縁部から光軸方向前方に突出した側面を有するなどの形状であっても良い。つまり、フロントケース１とリアケース８とは、連結されることで筐体（ケース）を形成する任意の形状を採用可能である。また、フロントケース１及びリアケース８は、樹脂以外の素材で形成されても良い。

また、レンズ鏡筒３は、必ずしもレンズホルダ３ｂを有する構成とする必要はない。つまり、レンズ鏡筒３とレンズホルダ３ｂとが一体的に形成された構成を採用してもよいし、レンズ鏡筒３のみからなる構成を採用してもよい。

本発明は、高い精度で光軸を調整する必要がある車載用の撮像装置などとして好適に利用される。

１…フロントケース
１ａ…開口部
１ｂ…回転規制凸部
２…防水シール
３…レンズ鏡筒
３ａ…レンズ
３ｂ…レンズホルダ
４１…撮像素子基板
４１ａ…切欠部
４２…電子部品基板
４２ａ…端子
４３…フレキシブル基板
４４…撮像素子
５１、５２、５３…連結具
６…シールドプレート
７…防水シール
８…リアケース
９…コネクタ

Claims (7)

1. レンズを保持するレンズ鏡筒と、
   前記レンズを透過した光を受光して撮像する撮像素子を搭載した基板と、
   前記レンズ鏡筒及び前記基板を保持するケースと、を備え、
   前記レンズ鏡筒と前記ケースとが径嵌合し、
   前記ケースは、第１回転規制部を有しており、
   前記基板は、前記第１回転規制部とともに、前記ケースに対する前記基板の回転を規制する第２回転規制部を有している、
   撮像装置。
2. 前記第１回転規制部は、前記ケースから前記基板に対して突出する回転規制凸部であり、
   前記第２回転規制部は、光軸を中心とする回転方向において前記回転規制凸部と当接する回転規制面である、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第２回転規制部は、前記ケースから前記基板に対して突出する回転規制凸部であり、
   前記第１回転規制部は、光軸を中心とする回転方向において前記回転規制凸部と当接する回転規制面である、
   請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記レンズ鏡筒は、前記ケースと光軸方向において当接している、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記レンズ鏡筒は、第１レンズ鏡筒及び第２レンズ鏡筒を含んでおり、
   前記第１レンズ鏡筒は、前記レンズを保持し、
   前記第２レンズ鏡筒は、前記ケースと光軸方向において当接するとともに、前記第１レンズ鏡筒を光軸方向に移動自在に保持する、
   請求項４に記載の撮像装置。
6. 径方向において、前記ケースと前記レンズ鏡筒との間に配置された防水シールをさらに備える、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記ケースは、フロントケースと、前記フロントケースよりも光軸方向後方に配置されたリアケースとを含み、
   前記フロントケースまたは前記リアケースが、前記第１回転規制部を有する、
   請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の撮像装置。
   
   
   
   
   
   

Images