JP7028589B2 - 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、レンズを保持するレンズ鏡筒と、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が広く採用されており、自動車などにも搭載されてきている。このような撮像装置に関連する従来技術として、特許文献１及び特許文献２に記載された装置などが開示されている。

特開２０１１－１６４４６１号公報 特開２０１１－２５９１０１号公報

近年、撮像装置が様々な機器等に搭載されるにつれ、撮像装置が搭載された機器等の他の部分に対して、撮像装置が発生する電磁ノイズの軽減に対する要求が高まってきている。しかしながら、従来の構成では、求められる電磁ノイズの対策として十分ではない場合があった。

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、
被写体を撮像する撮像部（５１１）と、
前記撮像部を搭載する基板（５１、５２）と、
レンズを保持するレンズ鏡筒（１）と、
前記基板を囲んで配置された、金属で形成されたシールド板（６）と、
前記基板、前記レンズ鏡筒、及び前記シールド板を収容する、金属で形成されたケース（３、７）と、を備え、
前記シールド板（６）が前記ケース（３、７）と当接しており、
前記基板の接地電位部分は、前記シールド板及び前記ケースと電気的に接続されている（６５ａ、６５ｂ）、
撮像装置である。

上記構成の撮像装置によれば、基板に加え、シールド板及びケースが接地電位となり、撮像装置の基板から発生する電磁ノイズを、従来よりも効果的に遮蔽することが可能となる。また、接地電位に接続された金属部分が広い範囲に及ぶため、外部から供給される電力に含まれるサージに対して強化された構成とするなど、ノイズに強い電気回路を構成することが可能となる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記シールド板は、前記ケースに弾性的に当接する第１板ばね部（６５ａ、６５ｂ）を有しており、
前記第１板ばね部を介して、前記シールド板と前記ケースとが電気的に接続される。

上記構成の撮像装置によれば、撮像装置が外部からの衝撃、または動作時の振動などの力を受けたとしても、シールド板がケースから離れ、シールド板とケースとが電気的に絶縁された状態となることを抑制することができる。これにより、撮像装置における接地電位を安定させることができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記第１板ばね部は、前記ケースに光軸方向に付勢力を与えながら当接している。

上記構成の撮像装置によれば、例えば、組み立ての際にケースに対してシールド板の第１板ばね部を押し付けながら組み立てることとなるため、シールド板とケースとの接地電位部分を確実に電気的に接続させることができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記シールド板は、光軸に対して垂直な平面部を有しており、
前記第１板ばね部は、前記平面部に形成されている。

上記構成の撮像装置によれば、シールド板の一部を加工するなどして板ばね部を形成することができるため、第１板ばね部の寸法、及び第１板ばね部からケースに対して与える付勢力を、安定させることができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記基板に電気的に接続されたコネクタ部（７４）をさらに備え、
前記コネクタ部の接地電位部分（７４ａ）は、前記シールド板（６）と電気的に接続されている。

上記構成の撮像装置によれば、コネクタ部によって、外部機器の接地電位と撮像装置の接地電位とを電気的に接続させることができるため、電磁ノイズの遮蔽効果をさらに高めることなどが可能となる。また、さらにノイズに強い電気回路を構成することが可能となる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記シールド板は、前記コネクタ部の前記接地電位部分（７４ａ）に弾性的に当接する第２板ばね部（６４）を有している。

上記構成の撮像装置によれば、撮像装置が外部からの衝撃、または動作時の振動などの力を受けたとしても、シールド板がコネクタ部から離れ、シールド板とコネクタ部とが電気的に絶縁された状態となることを抑制することができる。これにより、撮像装置における接地電位をさらに安定させることができる。

図１は、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、撮像装置をリア側から見た外観斜視図である。 図３は、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、撮像装置をリア側から見た分解斜視図である。 図５は、フロントケースとシールド板とを連結させた状態をリア側から見た斜視図である。 図６は、リアケースとシールド板とを連結させた状態をフロント側から見た斜視図である。 図７は、撮像装置の特徴部分の拡大断面図である。

本発明の撮像装置は、撮像装置等が搭載された基板の接地電位が、シールド板に加え、ケースと電気的に接続されている点を特徴のひとつとしている。本発明の具体的な構成例としての実施形態について、以下の構成にしたがって説明する。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

なお、本明細書では、撮像装置に搭載された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。

＜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は撮像装置の外観図であって、図１はフロント側、図２はリア側から見た図である。図３及び図４は撮像装置の分解斜視図であって、図３はフロント側、図４はリア側から見た図である。図５は、フロントケース３及びシールド板６を連結させた状態を、リア側から見た斜視図である。図６は、リアケース７及びシールド板６を連結させた状態を、フロント側から見た斜視図である。

図示されるように、本実施形態の撮像装置は、レンズ鏡筒１、防水シール２、フロントケース３、防水シール４、第１基板５１、第２基板５２、シールド板６、及びリアケース７を含んで構成される。なお、本実施形態では、基板部分が第１基板５１と第２基板５２とに分離されているが、これらは１枚の基板で構成されてもよい。

＜フロントケース３＞
フロントケース３は、リアケース７と共に撮像装置の筐体（ケース）を形成する部材であって、導電性を有する金属などで形成される。当業者であれば容易に理解できるように、導電体で形成されていれば、フロントケース３は必ずしも金属である必要はない。フロントケース３は、光軸方向前方に、光軸を中心とする開口部を有し、光軸方向後方はリアケース７と連結可能に開放されており、光軸を覆うように略矩形状の周面を有している。フロントケース３とリアケース７とが連結されることで、レンズ鏡筒１、第１基板５１、第２基板５２、及びシールド板６などを収容する内部空間が形成される。図１に示されるように、フロントケース３の光軸方向前方の開口部には、レンズ鏡筒１により保持されたレンズ１ａが位置する。

図４、図５、及び図７に示されるように、フロントケース３は、光軸方向後方に突出する凸部３１ａ及び３１ｂを有する。凸部３１ａ及び３１ｂは、フロントケース３の外縁部の近傍に形成され、シールド板６の第１板ばね部６５ａ及び６５ｂとそれぞれ当接する。凸部３１ａ及び３１ｂは、フロントケース３の他の部分同様に、導電性を有する金属などで形成されている。そのため、凸部３１ａ及び３１ｂがシールド板６と当接し、フロントケース３全体がシールド板６と同様に接地電位となる。

＜リアケース７＞
リアケース７は、上記のように、フロントケース３と連結されることで、レンズ鏡筒１、第１基板５１、第２基板５２、及びシールド板６などを収容する空間を形成する。リアケース７は、シールド板６に沿った形状をしており、光軸方向後方に光軸に対して略垂直な面を有し、この面から光軸方向前方に向かって光軸を覆うように突出した略矩形状の周面を有している。また、リアケース７は、この面から光軸方向後方に向かってシールド板６の形状に沿って突出している。リアケース７の光軸方向前方は、フロントケース３の光軸方向後方と略同形状であり、組立状態では、連結ねじ８５及び８６によってフロントケース３と連結される。リアケース７とフロントケース３との間には、防水シール４が配置される。

リアケース７は、光軸方向後方に、第１基板５１のコネクタ５１２を外部機器と連結するためのコネクタ部７４を有する。コネクタ部７４は、光軸方向前方に向かって、筒状に突出している。図６及び図７に示されるように、コネクタ部７４は、接地電位部分７４ａと、信号線７４ｂとを含む。接地電位部分７４ａは、コネクタ部７４の外側の筒状部分を形成する。信号線７４ｂは、コネクタ部７４の中心部に配置されている。コネクタ部７４は、必要に応じてケーブル等（図示省略）を介して外部機器に接続される。接地電位部分７４ａは、外部機器の接地電位に電気的に接続される。信号線７４ｂは、外部機器に電気的に接続され、第１基板５１から出力された信号を外部機器に送信する。また、信号線７４ｂは、外部機器からの信号を第１基板５１に対して送信する際に使用されても良い。コネクタ部７４の接地電位部分７４ａは、シールド板６の第２板ばね部６４に当接する。

＜レンズ鏡筒１＞
レンズ鏡筒１は、レンズ１ａを含む１以上の光学部材を保持し、光軸方向に伸びる円筒状の部材である。レンズ鏡筒１に保持される光学部材には、レンズ１ａ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１ａ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。

＜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３とレンズ鏡筒１との間に配置されることで、フロントケース３とレンズ鏡筒１とを隙間無く連結させるよう作用する。防水シール２は、フロントケース３の開口部の外縁の位置に沿った円環状となっている。

＜防水シール４＞
防水シール４は、ゴムなどの弾性部材により形成された矩形状の部材であって、フロントケース３とリアケース７との間に配置されることで、フロントケース３とリアケース７とを隙間無く連結させるよう作用する。防水シール４は、フロントケース３の光軸方向後方の矩形状の開放部分、及びリアケース７の光軸方向前方の矩形状の開放部分に沿った矩形状に形成される。

なお、フロントケース３の光軸方向後方の開放部分、リアケース７の光軸方向前方の開放部分、及び防水シール４の形状は矩形状に限定されるものではなく、円状であっても良いし多角形状などであっても良い。

＜第１基板５１＞
第１基板５１は、撮像素子５１１が搭載されたリジッド基板である。第１基板５１には、撮像素子５１１以外の電子部品が搭載されても良い。第１基板５１の光軸方向後方の面には、コネクタ５１２が搭載される。第１基板５１の光軸方向前方の面には撮像素子５１１が搭載されているため、撮像時に撮像素子５１１に光が照射されるよう、第１基板５１は光軸に垂直な平面に沿って配置される。第１基板５１と第２基板５２とは、例えば、フレキシブル基板（図示省略）などを介して電気的に接続される。撮像素子５１１により取得された電気信号は、第１基板５１及び第２基板５２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、コネクタ５１２からリアケース７のコネクタ部７４の信号線７４ｂを介して、撮像装置の外部に画像データとして出力される。第１基板５１は、連結ねじ８１及び８２によって、フロントケース３と連結されて位置固定される。

撮像素子５１１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５１１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。

＜第２基板５２＞
第２基板５２は、電子部品を搭載したリジッド基板である。第２基板５２は、光軸に水平であって、第１基板５１に対して垂直な方向に延びて配置される。第２基板５２がこのように配置されることで、第２基板５２がコネクタ５１２及びコネクタ部７４と干渉しない配置にすることができる。また、第１基板５１と第２基板５２との双方を光軸に垂直に配置する構成と比較して、光軸方向の長さ（厚さ）を部分的に短くした構成となっている。

第２基板５２は、光軸に対して外側に向かって外縁部から突出した突起部を有している。これらの突起部が、シールド板６に形成された嵌合部６１ａ及び６１ｂに挿入されることで、第２基板５２とシールド板６とが嵌合される。また、第２基板５２は、シールド板６の板ばね部６２から光軸方向前方に向かう付勢力を受け、板ばね部６３から光軸に垂直な方向の付勢力を受ける。このように第２基板５２は、板ばね部６２及び板ばね部６３から異なる方向の付勢力を受けることで、シールド板６及びリアケース７対して安定的に保持されている。

＜シールド板６＞
シールド板６は、導電性を有する金属などの板状の部材により形成される。シールド板６は、組み立てられた状態で、第１基板５１及び第２基板５２を覆うように配置される。より具体的には、シールド板６は、それぞれ光軸方向前方に開放された、第１基板５１を囲む第１箱状部分と、第２基板５２を囲む第２箱状部分とを有する。組み立ての際には、第１基板５１及び第２基板５２は、光軸方向前方の開放部分から挿入されて組み立てられる。シールド板６は、連結ねじ８３及び８４によってリアケース７に連結される。

シールド板６は、図３～図７に示されるように、嵌合部６１ａ、６１ｂ、板ばね部６２、板ばね部６３、第２板ばね部６４、並びに第１板ばね部６５ａ及び６５ｂを有する。嵌合部６１ａ及び６１ｂは、第２基板５２の突起部に対向する位置に配置された貫通孔である。組立状態では、嵌合部６１ａ及び６１ｂに第２基板５２の突起部が挿入される。板ばね部６２及び６３は、第２基板５２を、それぞれ光軸方向前方、及び光軸に垂直な方向に付勢しながら、第２基板５２を保持する。

第１板ばね部６５ａ及び６５ｂは、シールド板６の光軸に対して略垂直な平面部に形成される。第１板ばね部６５ａ及び６５ｂは、シールド板６の光軸に対して略垂直な方向に延びるよう形成された板状部分であり、フロントケース３の凸部３１ａ及び３１ｂにそれぞれ光軸方向前方の付勢力を与えながら当接する。これにより、シールド板６の全体とフロントケース３の全体とが電気的に接続された接地電位となる。

第２板ばね部６４は、コネクタ部７４の接地電位部分７４ａにおいて、筒状部分の周囲に形成された導電部に、光軸方向後方の付勢力を与えながら当接する。これにより、シールド板６が、コネクタ部７４の接地電位部分７４ａを介して、第１基板５１、第２基板５２、及び外部機器の接地電位と電気的に接続される。

なお、シールド板６と第２基板５２とは、シールド板６の板ばね部６２または６３によって電気的に接続されても良い。

本実施形態の撮像装置では、第１基板５１及び第２基板５２の接地電位が、シールド板６及びフロントケース３に電気的に接続され、シールド板６及びフロントケース３の全体が接地電位となっている。これによって、本実施形態の撮像装置では、撮像装置の基板（第１基板５１及び第２基板５２）から発生する電磁ノイズを、従来よりも効果的に遮蔽することが可能となる。また、接地電位に接続された金属部分が広い範囲に及ぶため、外部から供給される電力に含まれるサージに対して強化された構成とするなど、ノイズに強い電気回路を構成することが可能となる。

また、本実施形態の撮像装置では、第１板ばね部６５ａ及び６５ｂによって、シールド板６が弾性的にフロントケース３に当接している。そのため、撮像装置が外部からの衝撃、または動作時の振動などの力を受けたとしても、シールド板６がフロントケース３から離れ、シールド板６とフロントケース３とが電気的に絶縁された状態となることを抑制することができる。これにより、撮像装置における接地電位を安定させることができる。

また、本実施形態の撮像装置では、シールド板６の第１板ばね部６５ａ及び６５ｂが、光軸方向の付勢力を与えながらフロントケース３に当接している。そのため、例えば、組み立ての際に、フロントケース３に対してシールド板６の第１板ばね部６５ａ及び６５ｂを押し付けながら組み立てることとなるため、シールド板６とフロントケース３との接地電位部分を確実に電気的に接続させることができる。

また、本実施形態の撮像装置では、第１板ばね部６５ａ及び６５ｂが、シールド板６において光軸に垂直な平面部に形成されている。そのため、シールド板の一部を加工するなどして板ばね部を形成することができ、第１板ばね部の寸法、及び第１板ばね部からケースに対して与える付勢力を、安定させることができる。

また、本実施形態の撮像装置では、コネクタ部７４の接地電位部分７４ａが、第２板ばね部６４を介してシールド板６と電気的に接続されている。これにより、外部機器の接地電位と撮像装置の接地電位とを電気的に接続させることができ、電磁ノイズの遮蔽効果をさらに高めることなどが可能となる。また、さらにノイズに強い電気回路を構成することが可能となる。

また、本実施形態の撮像装置では、シールド板６の第２板ばね部６４が、コネクタ部７４の接地電位部分７４ａに弾性的に接している。そのため、撮像装置が外部からの衝撃、または動作時の振動などの力を受けたとしても、シールド板６がコネクタ部７４から離れ、シールド板６とコネクタ部７４とが電気的に絶縁された状態となることを抑制することができる。これにより、撮像装置における接地電位をさらに安定させることができる。

＜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。

例えば、実施形態では、フロントケース３とリアケース７とを有する構成であったが、筐体部分を構成するケースを有する構成であれば当該構成に限定されるものではない。また、フロントケース３に代えて、リアケース７の外側部分が導電性を有する金属で形成され、接地電位に接続される構成であってもよい。ただし、リアケース７は、コネクタ部７４の信号線７４ｂと接地電位部分７４ａとが絶縁されている必要がある。この場合、シールド板６はリアケース７に弾性的に当接する構成などとなる。

また、実施形態の構成では、第１基板５１及び第２基板５２の２枚のリジッド基板を有する構成について説明したが、さらに追加のリジッド基板を有する構成を採用してもよいし、１枚のリジッド基板のみを備える構成としてもよい。また、リジッド基板に代えて、フレキシブル基板を用いる構成としてもよい。

本発明は、車載用の撮像装置などとして好適に利用される。

１…レンズ鏡筒
１ａ…レンズ
２…防水シール
３…フロントケース
３１ａ、３１ｂ…凸部
４…防水シール
５１…第１基板
５１１…撮像素子
５１２…コネクタ
５２…第２基板
６…シールド板
６１ａ、６１ｂ…嵌合部
６２、６３…板ばね部
６４…第２板ばね部
６５ａ、６５ｂ…第１板ばね部
７…リアケース
７４…コネクタ部
７４ａ…接地電位部分
７４ｂ…信号線
８１～８６…連結ねじ

Claims (4)

1. 被写体を撮像する撮像部と、
   前記撮像部を搭載する基板と、
   レンズを保持するレンズ鏡筒と、
   前記基板を囲んで配置された、金属で形成されたシールド板と、
   前記基板、前記レンズ鏡筒、及び前記シールド板を収容する、金属で形成されたケースと、を備え、
   前記シールド板が前記ケースと当接しており、
   前記基板の接地電位部分は、前記シールド板及び前記ケースと電気的に接続されており、
   前記シールド板は、前記ケースに弾性的に当接する第１板ばね部を有しており、
   前記第１板ばね部を介して、前記シールド板と前記ケースとが電気的に接続され、
   前記第１板ばね部は、前記ケースに光軸方向に付勢力を与えながら当接している、
   撮像装置。
2. 前記シールド板は、光軸に対して垂直な平面部を有しており、
   前記第１板ばね部は、前記平面部に形成されている、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記基板に電気的に接続されたコネクタ部をさらに備え、
   前記コネクタ部の接地電位部分は、前記シールド板と電気的に接続されている、
   請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記シールド板は、前記コネクタ部の前記接地電位部分に弾性的に当接する第２板ばね部を有している、
   請求項３に記載の撮像装置。

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