JP6667424B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明の一態様は、撮像装置等に関する。

従来から、自動車の後方を運転手が確認できるようにする撮像装置（カメラ）を有する自動車がある。このような自動車に搭載された撮像装置では、レンズユニット保持部材、レンズホルダ、及びレンズ固定部材などの構成を備え、レンズユニット保持部材に対してレンズ固定部材を光軸方向に移動させることで、レンズの結像位置を調整する構成を採用していた（特許文献１参照）。

特開２０１３−３７１８９号公報

しかし、特許文献１などに記載の従来の構成では、筐体にあたるレンズユニット保持部材、レンズホルダ、及びレンズ固定部材がそれぞれ別構成となっていた。そのため、これらの構成の位置を調整することで結像位置を調整することができる一方で、それぞれの構成の連結部で適切な防水加工を施す必要があり、部品点数や溶接工程の増加などの原因となっていた。

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（１１〜１８）を収容するフロントケース（１）と、
前記レンズを通過した光を受光する撮像部（５ａ）を有する基板（５）と、
前記基板と前記フロントケースとの間に配置されたスペーサ（４）と、を備え、
前記スペーサ（４）は、前記撮像部（５ａ）と前記レンズ（１１〜１８）との間の距離を調整可能に構成された、
撮像装置である。

上記構成の撮像装置では、スペーサによって撮像部とレンズとの間の距離を調整可能であるため、フロントケースが別体のレンズ枠を有することなくレンズを収容する構成とすることができている。そのため、従来の構成と比較して、部品点数を減少させ、または溶接等の工程を削減することができる。また、従来よりも高い防水性能を有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、
前記スペーサ（４）は、前記フロントケース（１）とねじ嵌合し（Ｂ）、前記基板（５）に固定されており、回転することで前記撮像部（５ａ）と前記レンズ（１１〜１８）との間の光軸方向の距離を変化可能である。

上記構成の撮像装置によれば、ねじ嵌合部分の回転により、スペーサとフロントケースとの光軸方向の距離を変化させることができるため、比較的簡易な構成で、結像位置の調整を行うことができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記基板は、前記フロントケースに対して光軸方向に垂直な方向に移動可能である。

上記構成の撮像装置によれば、スペーサのねじ回転によって光軸方向の結像位置を調整し、基板の移動によって光軸方向に垂直な方向の結像位置を調整することが可能な構成とすることができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記基板（５）と前記スペーサ（４）との間に配置された基板支持部材（７）をさらに備え、
前記基板（５）は前記基板支持部材（７）に接しており、
前記基板支持部材（７）は前記スペーサ（４）に接している。

上記構成の撮像装置によれば、基板とスペーサとの間に基板支持部材が配置されているため、基板と基板支持部材との当接領域を調整することで、基板における電子部品等の配置領域の自由度を高めることなどが可能となる。

上記撮像装置において、好ましくは、
平面視において、前記基板支持部材（７）と前記基板（５）とが接する領域は、前記スペーサ（４）が前記基板（５）と接したときの領域よりも狭い。

上記構成の撮像装置によれば、基板に別部材が接する領域を狭くすることができるため、基板における電子部品等の配置領域の自由度をさらに高めることができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記基板支持部材（７）は、前記フロントケース（１）に対して光軸方向に垂直な方向の位置が固定されている。

上記構成の撮像装置によれば、スペーサが回転されたとしても基板支持部材が光軸方向に垂直な平面で移動することがなくなるため、基板５の上の電子部品等の配置領域をより有効に利用することができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記フロントケース（１）は、前記レンズ（１１〜１８）を収容するレンズ枠部（３）と、筐体部（２）とを有する。

上記構成の撮像装置によれば、従来構成における筐体とレンズ枠とを一体とした構成にすることができるため、従来の構成と比較して、より効果的に部品点数を減少させ、または溶接等の工程を削減することができる。

撮像装置を光軸方向前方側から見た外観斜視図。 実施形態１の撮像装置の分解斜視図。 実施形態１の撮像装置の断面図。 実施形態２の撮像装置の分解斜視図。 実施形態２の撮像装置の断面図。 実施形態２の撮像装置を光軸方向後方側から見た外観斜視図。 実施形態２の撮像装置の光軸方向後方側から見た平面図。

本発明の各実施形態における撮像装置は、従来の筐体とレンズ枠とを一体構成としたフロントケースを有し、スペーサとフロントケースとのねじ嵌合部分を回転することで光軸方向の結像位置（ピント）を調整できる構成としている点を特徴としている。

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。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１
２．実施形態２
３．変形例
４．本発明の特徴
５．補足事項

＜１．実施形態１＞
まず、本発明の実施形態１について、図１〜図３を参照しながら説明する。図１は、撮像装置の外観斜視図である。図２は、本実施形態の撮像装置の分解斜視図である。図３は、本実施形態の撮像装置の断面図である。

図１〜図３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、スペーサ４、基板５、光学部材１１〜１８、及び赤外線カットフィルター２１を含んで構成される。図２に示されるように、フロントケース１は、筐体部２とレンズ枠部３とを有する。基板５は、ねじ６によってフロントケース１と連結されている。図３において「Ａ」は光軸を指す。図２及び図３において、「Ａ１」は被写体側を指し、「光軸方向の前方」と称することがある。同様に、図２及び図３において、「Ａ２」は撮像素子側を指し、「光軸方向の後方」と称することがある。

＜フロントケース１＞
フロントケース１は、筐体部２とレンズ枠部３とを含む構成である。筐体部２は、撮像装置の外側を覆うケースである。レンズ枠部３は、内側に段階的に内径が小さくなった開口部を有しており、複数のレンズ等の光学部材１１〜１８を収容する。レンズ枠部３の開口部には、光学方向前方から光学部材１１〜１８を挿入可能となっている。光学部材１１〜１８は、レンズ枠部３の内側に形成された段差によって光軸方向後方への移動を規制され、互いに接することにより光軸方向前方への移動を規制されている。

図３に示されるように、レンズ枠部３の径方向外側のＢの位置にはネジ山が形成されており、スペーサ４のネジ山と嵌合している。レンズ枠部３は、光軸方向後方の面に、ねじ６を挿入可能なねじ孔を有している。

＜光学部材１１〜１８＞
光学部材１１〜１８は、第１レンズ１１、防水ゴム１２、第１口径板１３、第２レンズ１４、第２口径板１５、第３レンズ１６、第３口径板１７、及び第４レンズ１８からなり、これらの複数のレンズ等を総称して光学部材１１〜１８という。第１レンズ１１、第２レンズ１４、第３レンズ１６、及び第４レンズ１８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、それぞ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レンズである。第１口径板１３、第２口径板１５、及び第３口径板１７は、光軸方向に適度な厚みを有しており、各レンズの光軸方向の位置を調整するための円板状の部材である。防水ゴム１２は、第１レンズ１１と第１口径板１３との間に配置され、径方向における第１レンズ１１とフロントケース１との間を弾性的に密封することで、光軸方向前方から、第１レンズ１１の光軸方向後方側に水が浸入することを防止する。これらのレンズ及びスペーサの数及び配置は、必要に応じて適宜変更可能である。

＜スペーサ４＞
スペーサ４は、フロントケース１と基板５との間に介在しており、基板５に搭載された撮像部５ａと光学部材１１〜１８との間の距離を調整する部材である。スペーサ４は、円筒状であって、内側のＢの位置にネジ山が形成されており、フロントケース１とねじ嵌合している。スペーサ４はつまみ４ａを有しており、組立工程によって作業者がつまみ４ａを持って回転させることで、フロントケース１に対してスペーサ４をねじ込むことができるよう構成されている。スペーサ４の光軸方向後方の面は、Ｃの位置で基板５と接している。

フロントケース１に対するスペーサ４のねじ込み量が変化すると、フロントケース１のレンズ枠部３に収容された光学部材１１〜１８と、スペーサ４の光軸方向後方の面との相対位置が変化する。スペーサ４の光軸方向後方の面の位置は、基板５、及び基板５に搭載された撮像部５ａの位置に対して固定されているため、光学部材１１〜１８とスペーサ４の光軸方向後方の面との相対位置が変化すると、光学部材１１〜１８と撮像部５ａとの相対位置が変化する。すなわち、フロントケース１に対してスペーサ４のねじ込み量を変化させると、光学部材１１〜１８と撮像部５ａとの光軸方向の位置が変化する。

＜基板５＞
基板５は、撮像部５ａ、及びその他の電子部品等を搭載する。撮像部５ａは、レンズ等を透過した光を受け、電気信号に変換して出力する光電変換装置であり、例えばＣ−ＭＯＳセンサまたはＣＣＤなどである。基板５の光軸方向前方の面は、Ｃの位置でスペーサ４の光軸方向後方の面と接する。組み立て前の状態において、基板５とスペーサ４とが接する面は光軸方向に垂直な平面において移動可能であり、組み立て後の状態では接着剤等で位置固定される。

＜赤外線カットフィルター２１＞
赤外線カットフィルター２１は、光学部材１１〜１８を通過した光に含まれる赤外線成分の波長を遮断し、または抑制して（弱めて）光軸方向後方に通過させる。なお、赤外線カットフィルター２１は本発明の撮像装置に必須の構成ではなく、必要に応じて配置される構成である。

ここで、本実施形態の撮像装置の組立工程における結像位置の調整について説明する。組立工程における結像位置の調整は、光軸方向の調整（ピント調整）と、光軸方向に垂直な平面における調整（光軸位置の調整）によって行われる。結像位置の光軸方向の調整は、フロントケース１に対してスペーサ４と回転させることで、フロントケース１に対するスペーサ４のねじ込み量を変化させ、これによってフロントケース１とスペーサ４との相対位置を変化させることにより行われる。上記のように、フロントケース１に対するスペーサ４のねじ込み量が変化すると、光学部材１１〜１８と撮像部５ａとの光軸方向の位置が変化する。

一方で、光軸方向に垂直な平面における結像位置の調整は、スペーサ４と基板５との当接面（図３のＣの位置）を光軸方向に垂直な平面で移動させることで行われる。光学部材１１〜１８に対して撮像部５ａが適切な位置になった状態で、スペーサ４と基板５とが接するＣの位置を接着剤等で接着させることで、光学部材１１〜１８に対する撮像部５ａの光軸方向に垂直な方向の位置を固定する。

＜２．実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２について、図１、及び図４〜図７を参照しながら説明する。本実施形態の撮像装置は、実施形態１の撮像装置と類似しているが、スペーサ４と基板５との間に基板支持部材７が配置されている点で異なっている。以下の説明では、実施形態１と共通の構成についてはその説明を省略し、実施形態１と異なる部分を中心に説明する。

図１は、実施形態１と共通の撮像装置の外観斜視図である。図１の外観斜視図は、光軸方向前方側から見た撮像装置の図である。図４は、本実施形態の撮像装置を光軸方向前方側から見た分解斜視図である。図５は、本実施形態の撮像装置の断面図である。図６は、本実施形態の撮像装置を光軸方向後方側から見た外観斜視図である。図７は、本実施形態の撮像装置を光軸方向後方側から見た平面図である。

＜スペーサ４＞
スペーサ４は、実施形態１と同様に、図５のＤの位置でフロントケース１とねじ嵌合しているが、基板５とは直接接しておらず、基板支持部材７と接している。

＜基板支持部材７＞
基板支持部材７は、図４に示されるように略矩形状の枠状部材であり、光軸方向に垂直な方向にある程度の厚みを有している。基板支持部材７は、光軸方向前方の面がＥの位置でスペーサ４に接しており、光軸方向後方の面がＦの位置で基板５に接している。基板支持部材７は、光軸方向後方の面に複数の凸部７ａを有しており、この凸部７ａが基板５の外側位置に接している。複数の凸部７ａは、矩形を形成する各辺の中央部分近傍に配置される。複数の凸部７ａが基板５と接する領域（図７のハッチング領域）の面積は、スペーサ４が基板５に接したときの面積よりも狭い。基板５に搭載される電子部品は、図７のハッチング領域を避けて配置される。基板支持部材７と、スペーサ４及び基板５とのそれぞれの当接面は、接着剤などにより接着される。

図４に示されるように、基板支持部材７は、組み立て時にねじ６が挿入される２つの貫通孔を有している。より具体的には、組み立て時には、ねじ６が基板５の貫通孔、及び基板支持部材７の貫通孔を貫通してフロントケース１のねじ孔に挿入されている。そのため、スペーサ４を回転させたとしても、基板支持部材７は基板５及びフロントケース１に対して光軸方向に垂直な平面では移動しない。

＜３．変形例＞
上記実施形態の撮像装置は、以下のような変形を加えてもよい。

フロントケース１は、筐体部２とレンズ枠部３とが必ずしも一体となった構成でなくてもよく、筐体部２とレンズ枠部３とが接着または溶接された構成であってもよい。ただし、フロントケースが一体的に形成されると、接着剤による接着や溶接が不要となるため、より効果的にコストを削減することなどができる。

フロントケース１とスペーサ４とは、必ずしもねじ嵌合ではなくてもよく、カム嵌合などの、光軸方向の相対位置を調整可能な別の連結構造を採用してもよい。

赤外線カットフィルター２１は、赤外線とは異なる所定の波長の光を遮断または抑制するフィルターに置き換えられてもよい。

実施形態２の基板支持部材７は、基板５と接する方向に４つの凸部７ａを有していたが、凸部７ａの位置及び数は任意に変更可能である。また、基板支持部材７は凸部７ａを有さない構成であってもよい。

＜４．本発明の特徴＞
本発明の撮像装置では、光学部材（レンズ等）１１〜１８を収容するフロントケース１と、光学部材１１〜１８を通過した光を受光する撮像部５ａと有する基板５と、基板５とフロントケース１との間に配置されたスペーサ４と、を備え、スペーサ４は、撮像部５ａと光学部材１１〜１８との間の距離を調整可能に構成されている。このような撮像装置では、スペーサ４によって撮像部５ａと光学部材１１〜１８との間の距離を調整可能であるため、フロントケース１が別体のレンズ枠を有することなくレンズ等の光学部材を収容する構成とすることができている。そのため、従来の構成と比較して、部品点数を減少させ、または溶接等の工程を削減することができる。また、従来よりも高い防水性能を有する構成にすることができる。

本発明の撮像装置では、スペーサ４は、フロントケース１とねじ嵌合し（例えば図３のＢの位置）、基板５に固定されており、回転することで撮像部５ａと光学部材１１〜１８との間の光軸方向の距離を変化可能となっている。このような撮像装置では、ねじ嵌合部分の回転により、スペーサ４とフロントケース１との光軸方向の距離を変化させることができるため、比較的簡易な構成で、結像位置の調整を行うことができる。

本発明の撮像装置では、基板５は、フロントケース１に対して光軸方向に垂直な方向に移動可能となっている。このような撮像装置では、スペーサ４のねじ回転によって光軸方向の結像位置を調整し、基板５の移動によって光軸方向に垂直な方向の結像位置を調整することが可能な構成とすることができる。

本発明の撮像装置では、基板５とスペーサ４との間に配置された基板支持部材７をさらに備え、基板５は基板支持部材７に接しており、基板支持部材７はスペーサ４に接している。このような撮像装置では、基板５とスペーサ４との間に基板支持部材７が配置されているため、基板５と基板支持部材７との当接領域を調整することで、基板５における電子部品等の配置領域の自由度を高めることなどが可能となる。

本発明の撮像装置では、平面視において、基板支持部材７と基板５とが接する領域は、スペーサ４が基板５と接したときの領域よりも狭くなっている。このような撮像装置では、基板５に別部材（スペーサ４に代えた基板支持部材７）が接する領域を狭くすることができるため、基板５における電子部品等の配置領域の自由度をさらに高めることができる。

本発明の撮像装置では、基板支持部材７が、フロントケース１に対して光軸方向に垂直な方向の位置が固定されているため、スペーサ４が回転されたとしても基板支持部材７が光軸方向に垂直な平面で移動することがなくなる。これにより、基板５の上の電子部品等の配置領域をより有効に利用することができる。

本発明の撮像装置では、フロントケース１は、光学部材１１〜１８を収容するレンズ枠部３と、筐体部２とを有する。このような撮像装置では、従来構成における筐体とレンズ枠とを一体とした構成にすることができるため、従来の構成と比較して、より効果的に部品点数を減少させ、または溶接等の工程を削減することができる。

＜５．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。

本発明は、自動車に搭載されるバックモニターなどのため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
２…筐体部
３…レンズ枠部
４…スペーサ
５…基板
５ａ…撮像部
６…ねじ
７…基板支持部材
７ａ…凸部
１１…レンズ
１２…防水ゴム
１３…口径板
１４…レンズ
１５…口径板
１６…レンズ
１７…口径板
１８…レンズ
２１…赤外線カットフィルター

Claims (6)

1. レンズを収容するフロントケースと、
   前記レンズを通過した光を受光する撮像部を有する基板と、
   前記基板と前記フロントケースとの間に配置されたスペーサと、
   前記フロントケースと前記基板とを連結するねじと、を備え、
   前記スペーサは、前記フロントケースとねじ嵌合し、前記基板に固定されており、回転することで前記撮像部と前記レンズとの間の光軸方向の距離を調整可能である、
   前記スペーサは、径方向内側に形成されたねじ山で前記フロントケースとねじ嵌合する、
   撮像装置。
2. 前記スペーサは、前記フロントケースに収容され、径方向外側に突出したつまみを有する、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記基板と前記スペーサとの間に、前記撮像部に接することなく囲むよう配置された基板支持部材をさらに備え、
   前記基板は前記基板支持部材に接しており、
   前記基板支持部材は前記スペーサに接している、
   請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 平面視において、前記基板支持部材と前記基板とが接する領域は、前記スペーサが前記基板と接したときの領域よりも狭い、
   請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記フロントケースは、前記基板支持部材側に向かって延びる凸部を有しており、
   前記基板支持部材は、前記凸部が挿入される孔を有し、前記孔に前記凸部が挿入されることで、前記フロントケースに対して光軸方向に垂直な方向の位置が固定されている、
   請求項３または請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記フロントケースは、前記レンズを収容するレンズ枠部と、筐体部とを有する、
   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。

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