JP6420996B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像レンズによって結像された被写体像を撮像素子により撮像する撮像装置に関する。

従来より、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子を用いて撮像する撮像装置が広く知られている。

例えば、特許文献１に記載の撮像装置は、撮像レンズと、撮像素子と、撮像レンズを保持するレンズホルダと、レンズホルダを固定するフロントケースと、撮像素子を実装固定する基板を備えている。この撮像装置は、フロントケースの背面に基板をネジ締めすることにより撮像レンズに対する撮像素子の固定を行う構造を有する。

特開２０１２−７４９３４号公報

このような撮像装置は、組立工程においてネジにより基板を締め込むため、ネジの締め込み過ぎによる基板の沈み込み等の影響により、撮像レンズに対する撮像素子の位置ずれが生じることがあった。

このような問題を回避するために、撮像レンズを保持する部材に対し撮像素子を接着固定する方法がある。しかしながら接着剤は、熱膨張率が大きいため温度変化により撮像素子と撮像レンズとの相対的な距離が変化してしまうという問題があった。

本発明の撮像装置は、上記課題を解決するために、撮像レンズを保持するレンズホルダと撮像素子を実装した基板を有する撮像装置において、レンズホルダに取り付けられるネジと、基板をネジに当接させるよう付勢する弾性体を有し、基板をネジのネジ頭の上部で受けることを特徴とする。

本発明によれば、組立工程における撮像素子の位置ずれをなくすことができ、更に、接着剤による温度変化に起因する撮像素子の位置ずれも無くすことができる。

本発明に係る撮像装置の一実施形態を示す分解斜視図である。 図１における撮像装置の外観図である。（ａ）背面図を示す。（ｂ）底面図を示す。 図２におけるＡ−Ａ部の断面図である。 ケースと弾性体の形状を示す斜視図である。

図面を参照しつつ本発明に係る撮像装置の好適な実施形態について説明する。図１から図４に示されるように、撮像装置１０は、撮像レンズ１２，１３，１４を介して撮像素子２０上に結像された被写体像を撮像する撮像装置であり、撮像レンズ１２，１３，１４を保持するレンズホルダ１１と、撮像レンズ１２，１３，１４と、調整用ネジ１５，１６，１７と、撮像素子２０と、撮像素子２０を実装固定する基板１８と、基板１８を固定するためのケース１９を備えている。

撮像レンズ１２，１３，１４は、被写体像を撮像素子２０に結像させる為の光学レンズであり、レンズホルダ１１に保持（固定）されている。尚、本実施形態では複数の撮像レンズを収容してレンズホルダ１１に取り付けられる場合を示したが、単体の撮像レンズから構成してもよく、用途に応じてズームレンズとしてもよい。また、撮像レンズを筒状のレンズバレルの内周部に固定し、このレンズバレルをレンズホルダに固定してもよい。

撮像素子２０は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｅｒ）などの固体撮像素子からなる撮像素子である。撮像素子２０は、基板１８に実装され固定される。

レンズホルダ１１は、本体部１１ａと本体部１１ａに形成される円筒部１１ｂとを有する。円筒部１１ｂの内周部には、前述の撮像レンズ１２，１３，１４が固定されている。また、レンズホルダ１１の本体部１１ａには、調整用ネジ１５，１６，１７を取り付けるネジ穴１１ｃ，１１ｄ，１１ｅと、ケース１９を固定する突起１１ｆ，１１ｇが形成されている。

ネジ穴１１ｃ，１１ｄ，１１ｅは、撮像レンズ１１，１２，１３を中心として、撮像レンズ１１，１２，１３の周囲に３つ設けられている。３箇所のネジ穴１１ｃ，１１ｄ，１１ｅを仮想の線で結べば二等辺三角形状である。尚、より好適には、ネジ穴１１ｃ，１１ｄ，１１ｅは、等間隔で設けられているとよい。この場合、３箇所のネジ穴１１ｃ，１１ｄ，１１ｅを仮想の線で結べば正三角形状となる。これによって、後述する撮像素子２０の調整について、特に傾き調整を確実に且つ容易に行うことができる。突起１１ｆ，１１ｇは、撮像レンズ１１，１２，１３を挟んで対向して２つ設けられている。

レンズホルダ１１のネジ穴１１ｃ，１１ｄ，１１ｅに取り付けられる調整用ネジ１５，１６，１７は、ナベ小ネジである。この調整用ネジ１５，１６，１７は、ネジ穴１１ｃ，１１ｄ，１１ｅに対して背面側から螺合させる。尚、調整用ネジ１５，１６，１７のネジ頭はナベ小ネジを図示しているが、ナベ小ネジに限るものではない。

撮像素子２０を実装した基板１８には、撮像素子２０の周囲に円形の基板穴１８ａ，１８ｂ，１８ｃが３つ設けられている。基板穴１８ａ，１８ｂ，１８ｃは、光軸Ｌ方向の平面視で、レンズホルダ１１のネジ穴１１ｃ，１１ｄ，１１ｅと同じ位置に形成されており、基板１８を貫通している貫通穴である。

そして、図３に示すように、基板穴１８ａ，１８ｂ，１８ｃの撮像レンズ１１，１２，１３側のエッジが、レンズホルダ１１に取り付けられた調整用ネジ１５，１６，１７のネジ頭の上部に当接する。言い換えれば、調整用ネジ１５，１６，１７のネジ頭の上部は、基板穴１８ａ，１８ｂ，１８ｃを通して背面側の外部に露出している。このように、基板穴１８ａ，１８ｂ，１８ｃの直径の大きさは、調整用ネジ１５，１６，１７のネジ頭の直径より小さくされているが、後述するように撮像素子２０の傾き調整時に調整ネジ１５，１６，１７を回す冶具としてドライバーを使用するため、ドライバーの先端が入る程度の大きさとしている。

基板１８は、調整用ネジ１５，１６，１７のネジ頭の上部で受けた基板１８の背面側から、板バネを有したケース１９にて付勢することで固定される。調整用ネジ１５，１６，１７においてネジ頭が丸いネジを使用することで、ネジ頭の上部と基板穴１８ａ，１８ｂ，１８ｃのエッジとを確実に当接させることができる。ネジ頭の首部に基板１８を当接させる場合は、ネジ頭の首部に対して基板１８の一部が浮いてしまうことがあり、基板１８が不安定な状態になることがあったが、ネジ頭が丸い調整ネジ１５，１６，１７の上部に円形の基板穴１８ａ，１８ｂ，１８ｃのエッジを当接させることで、ネジ頭に対して基板１８の一部が浮くことを防止できる。このように、ネジ頭が丸いネジであればより好適である。

ケース１９は、薄い金属板をコ字状に折り曲げることで形成され、レンズホルダ１１に係合するケース穴１９ａ，１９ｂと基板１８に圧接する弾性体としての板バネ１９ｃ，１９ｄが設けられている。ケース穴１９ａ，１９ｂは、コ字状に折り曲げられたケース１９の端部に形成され、レンズホルダ１１の突起１１ｆ，１１ｇが挿入される穴である。

ケース１９の板バネ１９ｃ，１９ｄは、コ字状に折り曲げられたケース１９の中間部において切り曲げ加工されている。すなわち、ケース１９に板バネ１９ｃ，１９ｄが一体形成されている。板バネ１９ｃ，１９ｄの先端が背面側から基板１８に当接し、板バネ１９ｃ，１９ｄの付勢力によって基盤１８を調整ネジ１５，１６，１７のネジ頭の上部に押し付けている。また、板バネ１９ｃ，１９ｄは、背面側から見た平面視において、３つの調整ネジ１５，１６，１７で囲まれた範囲内で基板１８に当接しているため、基盤１８を調整ネジ１５，１６，１７に対して安定して押し付けることができる。尚、板バネ１９ｃ，１９ｄを形成することに替えて、例えば、ケース１９と基板１８との間に設けた圧縮バネや、レンズホルダ１１と基板１８との間に設けた引っ張りバネ等を使用することができる。

図１を参照して、組み立て手順について説明する。撮像レンズ１２，１３，１４を固定したレンズホルダ１１の本体部１１ａの背面側を上向きにして、ネジ穴１１ａ，１１ｂ，１１ｃに調整用ネジ１５，１６，１７を背面側から螺合する。そして、調整用ネジ１５，１６，１７の上に撮像素子２０を実装した基板１８を置く。このとき、基板穴１８ａ，１８ｂ，１８ｃのエッジが調整用ネジ１５，１６，１７のネジ頭の上部に当接するように置く。その後、板バネ１９ｃ，１９ｄを基板１８の背面側に当接させつつ、ケース穴１９ａ，１９ｂをレンズホルダ１１の突起１１ｆ，１１ｇに係合させることで、ケース１９と基板１８を固定する。

次に、撮像素子２０の位置調整を行う。具体的には、各調整ネジ１５，１６，１７を回して基板１８の位置調整を行う。冶具としてのドライバーを基板穴１８ａ，１８ｂ，１８ｃの背面側から挿入し、実際に撮像素子２０に結像された画像を確認しながら、調整ネジ１５，１６，１７を回転させることで調整ネジ１５，１６，１７を光軸Ｌ方向に移動させ、基板１８（撮像素子２０）の光軸Ｌ方向の位置調整や、光軸Ｌに対する傾き調整を行う。

このように、撮像装置１０は、部材を上から載せていくだけで組み立てができるため、容易に組み立てることが可能である。

以上のように、撮像レンズ１２，１３，１４を固定したレンズホルダ１１に調整用ネジ１５，１６，１７を取り付け、この調整ネジ１５，１６，１７のネジ頭の上部で撮像素子２０を実装した基板１８を受け、ケース１９の板バネ１９ｃ、１９ｄ（弾性体）によって基板１８を調整ネジ１５，１６，１７のネジ頭の上部に押し付ける。そして、調整用ネジ１５，１６，１７を回転させることで、基板１８の光軸Ｌ方向での位置、および基板１８の傾きを調整する。したがって、撮像素子２０の位置ずれをなくすことができ、更に、接着剤による温度変化に起因する撮像素子２０の位置ずれも無くすことができる。

本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

１０：撮像装置
１１：レンズホルダ
１２，１３，１４：撮像レンズ
１５，１６，１７：調整用ネジ
１８：基板
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ：基板穴
１９：ケース
１９ｃ，１９ｄ：板バネ（弾性体）
２０：撮像素子

Claims (4)

1. 撮像レンズを保持するレンズホルダと撮像素子を実装した基板を有する撮像装置において、
   前記レンズホルダにおける前記撮像レンズの周囲に取り付けられる３つのネジと、
   前記基板を前記ネジに当接させるよう付勢する弾性体と、を有し、
   前記基板を前記ネジのネジ頭の上部で受け、
   前記３つのネジの前記ネジ頭の上部が前記基板に設けられた３つの基板穴をそれぞれ通して前記基板の背面側に露出し、
   前記弾性体は、前記３つのネジで囲まれた範囲内で前記基板を付勢していることを特徴とする撮像装置。
2. 前記ネジ頭は丸く、
   前記基板穴は、円形であり、
   前記基板穴の直径が前記ネジ頭の直径より小さく、
   前記ネジ頭の上部が前記基板穴のエッジに当接することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記弾性体は、前記基板および前記レンズホルダを覆うケースと一体形成されており、
   前記ケースは、両端にそれぞれ２つのケース穴が設けられたコ字状をしており、
   前記レンズホルダには、前記２つのケース穴にそれぞれ係合し、外側に突出する２つの突起が設けられることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記３つのネジは、前記撮像レンズを中心に等間隔で取り付けられることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の撮像装置。

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