JPWO2016047151A1

JPWO2016047151A1 - 撮像装置

Info

Publication number: JPWO2016047151A1
Application number: JP2016549964A
Authority: JP
Inventors: 圭俊中田; 鈴木　誠; 鈴木　　誠; 貴裕岡田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2014-09-26
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2017-04-27
Anticipated expiration: 2035-09-25
Also published as: EP3200443A4; EP3200443A1; JP6218958B2; WO2016047151A1; US10243013B2; EP3200443B1; US20170301711A1

Abstract

撮像装置は、撮像素子（１６）を有する基板（１３）と、基板（１３）をねじ止めにより取付け、ねじ（１８）のねじ込みにより、基板１３の板面を、撮像素子（１６）に光学像を結像させる光学系の光軸（ＯＸ）に垂直な平面（ＶＰ）に対して傾斜させ得る１つ又は２つの取付部（１４）と、ねじ込みに基づく傾斜をさせると、基板（１３）上において取付部（１４）のねじ止め方向に回転する任意の位置において、取付部（１４）のねじ止め方向の逆方向から基板（１３）に当接する、少なくとも１つの支持部（１５）とを備える。これにより、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。

Description

関連出願の相互参照

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。

特開昭６１−２５９５９９号公報特開２０１０−２７８６７８号公報

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。

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。

第１の実施形態に係る撮像装置の撮像ユニットの上面図である。図１に示す撮像ユニットの背面図である。図１に示す撮像ユニットの取付部の基板側端部近傍の拡大図である。第２の実施形態に係る撮像ユニットの上面図である。図４に示す撮像ユニットの背面図である。図５に示す撮像ユニットの正面図における支持部の基板側端部近傍の拡大図である。取付部の変形例を示す図である。取付部の変形例を示す図である。取付部の変形例を示す図である。

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

Claims

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。