JP6218958B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
本出願は、2014年9月26日出願の日本国特許出願2014−197530号の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。
本発明は、光学系および撮像素子によって画像を撮像する撮像装置に関する。
光学系および撮像素子が、デジタルカメラやビデオカメラに搭載され、幅広く用いられていることが知られている。撮像素子が取付けられる位置および姿勢が光学系に対する所望の位置および姿勢からずれている場合、所望の画像を得ることができないため、撮像素子は、光学系に対して所望の位置および姿勢で高い精度で取付けられる必要がある。そのために、光学系に対する所望の位置に撮像素子を取付ける技術が知られている。
撮像素子を取付ける技術として、例えば、特許文献1には、偏心ビスを回転させて撮像素子基板を動かすことにより、撮像素子基板の位置を微調整することが記載されている。
また、特許文献2には、調整板を用いて光学系に対する撮像素子の相対位置を決め、その位置を保持した状態で固定することが記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では撮像素子基板を面内で移動させその位置を調整するものであり、撮像素子基板の姿勢を調整することができない。また、特許文献2に記載の技術では、4つの脚部および4つ以上のねじを用いて撮像素子基板を固定しているが、このように多数の部材を用いることにより、これらの部材を基板に取付けるためのスペースが必要となり、撮像素子基板の小型化を妨げてしまう場合がある。
本発明の目的は、基板の小型化を実現しながら、所望の位置および姿勢に撮像素子を設置することが可能となる撮像装置を提供することにある。
ある実施形態における撮像装置は、
撮像素子を有する基板と、
前記基板をねじ止めにより取付け、ねじのねじ込みにより、前記基板の板面を、前記撮像素子に光学像を結像させる光学系の光軸に垂直な平面に対して傾斜させ得る1つ又は2つの取付部と、
前記ねじ込みに基づく傾斜をさせると、前記基板上において前記取付部のねじ止め方向に回転する任意の位置において、前記取付部のねじ止め方向の逆方向から前記基板に当接する、少なくとも1つの支持部とを備える。
撮像素子を有する基板と、
前記基板をねじ止めにより取付け、ねじのねじ込みにより、前記基板の板面を、前記撮像素子に光学像を結像させる光学系の光軸に垂直な平面に対して傾斜させ得る1つ又は2つの取付部と、
前記ねじ込みに基づく傾斜をさせると、前記基板上において前記取付部のねじ止め方向に回転する任意の位置において、前記取付部のねじ止め方向の逆方向から前記基板に当接する、少なくとも1つの支持部とを備える。
ある実施形態における撮像装置は、
撮像素子を有する基板と、
前記基板がねじ止めにより取付られ、ねじのねじ込みにより、前記基板の板面を、前記撮像素子に光学像を結像させる光学系の光軸に垂直な平面に対して傾斜させ得る1つ又は2つの取付部と、
前記ねじ込みに基づいた前記基板の板面の傾斜が生じた際に、当該傾斜に抗する方向において前記基板に当接する、少なくとも1つの支持部とを備える。
撮像素子を有する基板と、
前記基板がねじ止めにより取付られ、ねじのねじ込みにより、前記基板の板面を、前記撮像素子に光学像を結像させる光学系の光軸に垂直な平面に対して傾斜させ得る1つ又は2つの取付部と、
前記ねじ込みに基づいた前記基板の板面の傾斜が生じた際に、当該傾斜に抗する方向において前記基板に当接する、少なくとも1つの支持部とを備える。
以下、本発明の一実施形態について説明する。
図1乃至図3を用いて、第1の実施形態に係る撮像装置について説明する。撮像装置は、図1に示すように、画像を撮像するための撮像ユニット10を備える。撮像ユニット10は、光学系11、保持部12、基板13、2つの取付部14および支持部15を有する。
光学系11は、少なくとも1つの光学素子を含むことにより所望の光学特性を有し、物体の光学像を結像させる。
保持部12は、光学系11を構成する光学素子を、所定の位置および所定の姿勢で保持し、上述の所望の光学特性を発揮させる。
基板13は、光学系11からの光が結像する撮像素子16を、撮像素子16の受光面と基板13の板面とが平行になるように有する。
取付部14は、保持部12に接合されており、基板13を、保持部12を介して光学系11に取付ける。または、取付部14は、保持部12と一体的に構成してもよい。取付部14は、取付本体17およびねじ18を有する。取付本体17は、保持部12に接合されている。ねじ18は、例えば雄螺子であり、取付本体17の内部に形成される雌螺子に螺合可能である。ねじ18は、基板13を取付本体17にねじ止めする。
図2に示すように、取付部14は、基板13の板面内において、撮像素子16の設置領域以外の任意の位置で、板面を取付け可能に形成される。さらに、取付部14は、安定して基板13を取付けるために、基板13の周辺部の位置に取付け可能に形成することが好ましい。
取付部14は、ねじ18の取付本体17へのねじ込みによって、基板13の板面を、光学系11の光軸OXに垂直な平面に対して傾斜させ得るように形成される。例えば、図3に示すように、取付本体17は、光軸OXに沿った基板13側の端に、光軸に垂直な平面VPに対して傾斜した傾斜面が形成される。したがって、取付本体17にねじ18をねじ込むと、取付本体17の最も基板13側に位置する部分19に基板13が当接し、さらにねじ込むことにより、当該部分19を支点に基板13が光軸OXに垂直な平面VPから傾斜し得る。なお、本実施形態において、取付部14は2つ形成されているが、1つであってもよく、あるいは3つ以上であってもよい。
支持部15は、保持部12に接合されており、取付部14の取付け位置とは板面上の異なる位置で、基板13に当接する(図2参照)。さらに、詳細に説明すると、支持部15は、取付部14のねじ込みに基づき基板13を傾斜させると、基板13の板面上においてねじ止め方向D1に回転する任意の位置(図3参照)において、ねじ止め方向D1の逆方向、すなわち取付本体17と同じ方向から基板13に当接する。また、支持部15は、保持部12と一体として構成してもよい。
また、支持部15は、2つの取付本体17、17と基板13が接する2つの接触位置P1、P1を通る直線L1の線外において基板13に当接する。また、2つの取付本体17、17および支持部15は、光軸OXに垂直な同一平面において、基板13に接触するように形成される。
支持部15は、2つの取付部14のねじ込みにより基板13を回転させようとする力の合力のモーメントが最大となる位置に、その合力の逆方向から当接するように配置されてもよい。例えば、図2に示すように、2つの取付部14を正方形の板面を有する基板13の隣り合う角の周辺部にそれぞれ配置した場合、基板13上で2つの取付部14の中間の位置に対向する位置に支持部15が当接するように配置される。
以上説明したように第1の実施形態の撮像装置によれば、基板13を一方向に傾斜させる得ることにより基板13を支持部15側に確実に傾斜させ、ねじ込みによる光軸OXに垂直な直線を軸に基板13を回転させる力のモーメントが、支持部15による回転を抑止する力のモーメントとつりあう。そのため、基板13は安定して所望の姿勢、具体的には、光軸OXに対して垂直な平面VPに板面が平行となるように保持することが可能となる。
さらに、第1の実施形態の撮像装置によれば、基板13の面内の移動だけでなく、基板13の、光軸に垂直な直線を軸にした回転を規制した安定した基板13の取付けを可能としつつ、撮像ユニット10を構成するために用いられるねじ18の数を抑えることができる。基板13の撮像素子16が取付けられる面の裏側の面に取付けられるねじ18の数を抑えることによって、基板13に設置すべく電子素子または配線の設置スペースを確保することが可能となる。このため、他の部品を取り付けるスペースを確保することを目的として基板13を大きくする必要がなく、基板13の小型化が実現される。
続いて、図4乃至図6を用いて、第2の実施形態に係る撮像装置について説明する。図4は、第2実施形態に係る撮像装置の撮像ユニット100についての光軸OXを含む上面図である。撮像装置は、画像を撮像するための撮像ユニット100を備える。図4に示すように撮像ユニット100は、光学系11、保持部12、基板13、1つの取付部31、および2つの支持部32、32を有する。光学系11、保持部12、基板13、および基板13が有する撮像素子16はそれぞれ第1の実施形態と同様であるためその説明を省略する。
取付部31の構造および機能は、第1の実施形態の取付部14と同様である。したがって、取付部31は、ねじ止めにより基板13を取付け、またねじ込みにより光軸OXに垂直な平面VPに対して基板13を傾斜させ得る傾斜面を有する。
図5に示すように、取付部31は、基板13の板面内において、撮像素子16の設置領域以外の任意の位置で、基板13を取付可能に形成される。さらに、取付部14は、安定して基板13を取付けるために、基板13の周辺部の位置に取付け可能に形成することが好ましい。本実施形態では、取付部31は、矩形の基板13の任意の1辺の中央近傍に取付け可能に形成される。取付部31の数および形成位置は特に制限されない。
支持部32は、保持部12に接合されており、取付部31の取付け位置とは板面上の異なる位置で、基板13に当接する。さらに、詳細に説明すると、支持部32は、取付部31のねじ込みに基づき基板13を傾斜させると、基板13の板面上においてねじ止め方向に回転する任意の位置において、ねじ止め方向の逆方向、すなわち取付本体33と同じ方向から基板13に当接する。また、支持部32は、保持部12と一体として構成してもよい。
さらに、2つの支持部32は、基板13の板面上において、取付部31の取付け位置近傍の辺と対向する辺の異なる角CN1、CN2において、基板13に当接する。また、2つの取付本体33および支持部32は、光軸OXに垂直な同一平面において、基板13に接触するように形成される。
図5、6に示すように、支持部32は、支持部32の光軸に沿った基板13側の端に、光軸OXに垂直な平面VPに対して傾斜した傾斜面を有する。2つの支持部32のそれぞれの傾斜面は、互いに他方の支持部32側に少なくとも傾斜している(図6参照)。さらには、2つの支持部32のそれぞれの傾斜面は、取付部31側にも傾斜することが好ましい。
また、支持部32,32は、保持部12と一体として構成してもよい。また、撮像装置は3つ以上の支持部32を備えるようにしてもよい。
以上説明したように第2の実施形態の撮像装置によれば、第1の実施形態と同様に、基板13は安定して所望の姿勢、具体的には、光軸OXに対して垂直な平面VPに板面が平行となるように保持することが可能となる。
また、第2の実施形態の撮像装置によれば、取付部31が1つなので、撮像ユニット100を構成するために用いられるねじ18の数を1つに抑えることができる。このように、基板13の撮像素子16が取付けられる面の裏側の面に取付けられるねじ18の数を抑えることによって、基板13に設置すべ電子素子または配線の設置スペースを確保することが可能となる。このため、他の部品を取り付けるスペースを確保することを目的として基板13を大きくする必要がなく、基板13の小型化が実現される。
また、第2の実施形態の撮像装置によれば、2つの支持部32の基板13側の端面が互いに他方の支持部32側に少なくとも傾斜しているので、両接点を結んだ直線の方向に沿った変位および面内の回転が抑制され得る。また、第2の実施形態の撮像装置によれば、2つの支持部32の基板13側の端面が取付部31側にも傾斜しているので、両接点に垂直な方向に沿った変位が抑制され得る。
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨および範囲内で、多くの変更および置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
第1の実施形態および第2の実施形態において、基板13は、取付部14,31の光軸OXに沿った基板13側の端部の平面を光軸OXに垂直な平面VPに対して傾斜させることにより、ねじ込みにより傾斜させ得るが、基板13を傾斜させる構造は、このような構造に限定されない。例えば、図7に示すように、取付部14,31のねじ込み位置P4に対して支持部15,32とは反対側において、取付部14,31と基板13との間に、スペーサ21を配置することによって、基板13を傾斜させることも可能である。このような構成においては、取付部14,31の光軸OXに沿った基板13側の端面が、光軸OXに垂直な平面VPから傾斜させる面に限定されない。
また、例えば、図8に示すように、取付部14,31のねじ込み位置P4に対して支持部15,32と同じ側において、基板13の取付部14,31側の板面に陥凹する傾斜部22を備え、傾斜部22が光軸OXに対して垂直な平面VPに対して傾斜することによって、基盤13を傾斜させることも可能である。
また、例えば、図9に示すように、取付部14,31のねじ込み位置P4に対して支持部15,32と同じ側において、基板13の取付部14,31側に凹部22を備え、その凹部22の内側面が光軸OXに対して垂直な平面とすることによって、基盤13を傾斜させることも可能である。
10 撮像ユニット
11 光学系
12 保持部
13 基板
14 取付部
15 支持部
16 撮像素子
17 取付本体
18 ねじ
21 スペーサ
31 取付部
32 支持部
33 取付本体
34 ねじ
100 撮像ユニット
OX 光軸
CN1 角
CN2 角
P1 接触位置
P4 ねじ込み位置
11 光学系
12 保持部
13 基板
14 取付部
15 支持部
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17 取付本体
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21 スペーサ
31 取付部
32 支持部
33 取付本体
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100 撮像ユニット
OX 光軸
CN1 角
CN2 角
P1 接触位置
P4 ねじ込み位置
Claims (10)
- 撮像素子を有する基板と、
前記基板をねじ止めにより取付け、ねじのねじ込みにより、前記基板の板面を、前記撮像素子に光学像を結像させる光学系の光軸に垂直な平面に対して傾斜させ得る1つ又は2つの取付部と、
前記ねじ込みに基づく傾斜をさせると、前記基板上において前記取付部のねじ止め方向に回転する任意の位置において、前記取付部のねじ止め方向の逆方向から前記基板に当接する、少なくとも1つの支持部とを備える、
撮像装置。 - 請求項1に記載の撮像装置であって、
前記取付部の、前記光軸に沿った基板側の端部は、前記光軸に垂直な平面に対して傾斜している、又は傾斜させ得る傾斜面である、
撮像装置。 - 請求項1又は2に記載の撮像装置であって、
前記ねじのねじ込み位置に対して前記支持部とは反対側において、前記取付部および前記基板の間に配置されるスペーサを更に備える、
撮像装置。 - 請求項3に記載の撮像装置であって、
前記スペーサは前記基板および前記取付部のいずれか一方と一体である、
撮像装置。 - 請求項4に記載の撮像装置であって、
前記スペーサは前記基板と別個の部材であり、前記基板と前記取付部との間に配置される、
撮像装置。 - 請求項1乃至5に記載の撮像装置であって、
前記取付部の数と前記支持部の数との合計が3以上であり、
任意の2つの前記取付部又は前記支持部を通る直線上から外れた位置に、他の前記取付部又は前記支持部が配置される、
撮像装置。 - 請求項1乃至6に記載の撮像装置であって、
前記取付部の数は2つであって、該2つの取付部は前記基板を同じ方向に回転させ得る、
撮像装置。 - 請求項1乃至7に記載の撮像装置であって、
前記支持部の数は複数であって、
前記複数の支持部における基板側の端面は、互いに他方の支持部側、取付部側、又は他方の支持部と取付部との間の方に傾斜する、
撮像装置。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の撮像装置であって、
前記光学系を保持する保持部をさらに有し、
前記取付部および前記支持部は、前記保持部と一体である、
撮像装置。 - 撮像素子を有する基板と、
前記基板がねじ止めにより取付られ、ねじのねじ込みにより、前記基板の板面を、前記撮像素子に光学像を結像させる光学系の光軸に垂直な平面に対して傾斜させ得る1つ又は2つの取付部と、
前記ねじ込みに基づいた前記基板の板面の傾斜が生じた際に、当該傾斜に抗する方向において前記基板に当接する、少なくとも1つの支持部とを備える、
撮像装置。
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