WO2018181890A1 - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

撮像装置において、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、前記基板の周囲を覆うシールドプレートと、前記レンズ鏡筒、前記基板、及び前記シールドプレートを覆うよう配置されたケースと、前記基板と他の部材とを連結する、接地電位に電気的に接続された連結具と、を備え、前記シールドプレートは、光軸方向の移動を規制するよう他の部材と接する当接部と、光軸方向に付勢力を受けるように前記連結具と接する付勢部と、を有する構成とする。

Description

撮像装置

　本発明の一態様は、撮像装置等に関する。

　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では、ノイズ対策のため、撮像素子が搭載された基板の周囲を覆うシールドプレートを備える構成とすることがある。特許文献１では、電磁波を遮蔽するために、シールドケースを備えた構成のカメラ装置が開示されている。このようなシールドプレートを備える構成では、シールドプレートを接地する構成が採用されることがある。特許文献２では、シールド部材を、ねじ部材によって基板のアースパタンに電気的に接続する構成が開示されている。

特開２０１１－１６４４６１号公報 特開２００６－３５１９２９号公報

　一方で、近年車載カメラが広く普及しつつある。このような車載カメラでは、搭載される空間が限定されるため、従来よりもさらに、小型化に対する要求が高まっている。また、車載カメラ以外の撮像装置においても、小型化に対する要求がある。この点、従来構成のシールドプレートを備える撮像装置では小型化に限界があった。

　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、
　撮像部を搭載する基板と、
　レンズを保持するレンズ鏡筒（２）と、
　前記基板の周囲を覆うシールドプレート（８）と、
　前記レンズ鏡筒、前記基板、及び前記シールドプレートを覆うよう配置されたケース（１、９）と、
　前記基板と他の部材とを連結する、接地電位に電気的に接続された連結具（６１）と、を備え、
　前記シールドプレートは、光軸方向に付勢力を受けるように前記連結具と接する付勢部（８ｃ）を有する、
　撮像装置である。

　上記構成の撮像装置では、付勢部によってシールドプレートが接地電位に接続されているため、シールドプレートがねじで連結されるためのねじ孔を持つ必要がなくなり、比較的小面積のシールドプレートを形成することができる。また、連結具とシールドプレートの付勢部とが接することでシールドプレートを接地電位に接続しているため、基板上にシールドプレートに当接させるためのパターンを形成する必要がなくなり、基板の実装スペースを確保しやすくすることができる。これによって、基板サイズを縮小することが可能となる。また、ねじなどの連結具を用いることで、基板とシールドプレートの端部との間にある程度の隙間を設けることができるため、シールドプレートが基板の電子部品または配線と接してショートしてしまうことを防止することができる。　

　上記撮像装置において、好ましくは、
　前記付勢部（８ｃ）は、端部が２以上に分割され、２以上の前記端部はそれぞれ前記連結具に接している。

　上記構成の撮像装置によれば、シールドプレートが付勢部によって安定的に位置固定されながら、２以上に分割した付勢部の端部が接地電位に接するため、衝撃や振動によってシールドプレートが振動した場合であっても、２以上の端部の少なくとも１つが接地電位に接した状態を保ちやすくなる。そのため、シールドプレートが接地電位から離れてしまうことを抑制することができる。これによって、基板に搭載された撮像部などに対して外部からの電磁ノイズが混入することを抑制しやすい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、
　前記シールドプレート（８）は、
　　光軸方向に垂直な平面部（８ａ）と、
　　前記平面部から光軸方向に向かって延び、前記基板の外側を覆う側面部（８ｂ）と、を有し、
　前記付勢部（８ｃ）は、前記側面部（８ｂ）から延びた板ばね部（８ｄ）である。

　上記構成の撮像装置によれば、側面部から延びた板ばね部が接地電位に接しているため、シールドプレートの平面部などが接地電位の近傍に配置された導線に接してショートしてしまうことを防止することができる。

　上記撮像装置において、好ましくは、
　前記シールドプレート（８）は、
　　光軸方向に垂直な平面部（８ａ）と、
　　前記平面部から光軸方向に向かって延び、前記基板の外側を覆う側面部（８ｂ）と、を有し、
　前記付勢部（８ｃ）は、前記平面部（８ａ）に形成された板ばね部である。

　上記構成の撮像装置によれば、平面部の板ばね部が接地電位に接する構成としているため、比較的容易に付勢部を形成することができる。

図１は、実施形態の撮像装置の外観斜視図である。 図２は、実施形態の撮像装置の分解斜視図である。 図３は、実施形態の撮像装置の断面図である。 図４は、実施形態のシールドプレートの斜視図である。 図５は、実施形態の撮像装置において、リアケースを取り外した状態の斜視図である。

　本発明の撮像装置は、基板を覆うよう配置されたシールドプレートが板ばね部を有しており、基板の接地電位に接続された連結具にこの板ばね部が付勢力を発生させながら接する構成となっている点を特徴の一つとしている。

　本明細書では、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。

　本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って説明する。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

　＜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は、本実施形態の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、本実施形態の撮像装置をフロント側から見た分解斜視図である。図３は、本実施形態の撮像装置の断面図である。図中に示される「Ａ」は光軸を示す。

　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、レンズ鏡筒２、防水シール３、レンズフランジ４、基板５、防水シール７、シールドプレート８、リアケース９、並びに連結具６１及び６２を含んで構成される。

　　＜フロントケース１＞
　フロントケース１は、光軸方向後方に配置されたリアケース９と共に撮像装置の筐体（ケース）を形成する部材であって、樹脂などで形成される。フロントケース１とリアケース９との間には、レンズフランジ４が挟まれるよう配置される。フロントケース１は、光軸方向前方に、光軸を中心とする開口部を有し、光軸方向後方はレンズフランジ４及びリアケース９と連結可能に開放されており、光軸を覆うように、断面が略矩形状となる側面を有している。フロントケース１、レンズフランジ４、及びリアケース９が連結されることで、レンズ鏡筒２、及び基板５などを収容する空間が形成される。図１に示されるように、フロントケース１の光軸方向前方の開口部には、レンズ鏡筒２により保持されたレンズ２ａが位置し、フロントケース１の径方向内側とレンズ鏡筒２の径方向外側とが径嵌合する。フロントケース１は、防水シール３より光軸に対して外側の位置に、連結具６２が挿入される連結溝（図示省略）を有する。連結溝は、光軸方向後方から前方に向かって、光軸と水平な方向に延びて形成された溝状の部分である。

　　＜リアケース９＞
　リアケース９は、フロントケース１及びレンズフランジ４より光軸方向後方に配置される。上記のように、リアケース９は、フロントケース１及びレンズフランジ４と連結されることで、レンズ鏡筒２、基板５などを収容する空間を形成する。リアケース９は、光軸に対して略垂直な面を有する板状の部材である。リアケース９は、防水シール３より光軸に対して外側の位置に、連結具６２が挿入される連結孔９ａを有する。連結孔９ａは、光軸に水平な方向に延びる貫通孔である。リアケース９は、光軸方向後方から連結孔９ａに挿入された連結具６２により、レンズフランジ４及びフロントケース１と連結される。

　　＜レンズ鏡筒２＞
　レンズ鏡筒２は、光軸方向に伸びる円筒状の部材であって、レンズ２ａを含む１以上の光学部材を保持する。レンズ鏡筒２に保持される光学部材には、レンズ２ａ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２ａ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。

　レンズ鏡筒２は、光軸方向後方に配置されたレンズフランジ４と、ねじ嵌合により嵌合される。レンズ鏡筒２は、径方向外側にねじ山が形成されており、レンズフランジ４のねじ山とねじ嵌合する。レンズ鏡筒２は、レンズフランジ４に対して回転されることでレンズフランジ４に対して挿入されていく。つまり、レンズ鏡筒２は、レンズフランジ４に対するねじ込み量に応じて、レンズフランジ４との光軸方向の相対位置が変化する。なお、レンズ鏡筒２とレンズフランジ４とは、ねじ嵌合に代えてカム嵌合であっても良い。つまり、レンズ鏡筒２とレンズフランジ４とは螺合している。

　レンズ鏡筒２は、径方向外側に環状に延びる凸部２ｂを有する。凸部２ｂは、周方向の所定位置に切欠部２ｃを有しており、これにより、ピント調整に用いられる治具を引っかける引っかかり部が形成されている。撮像素子５ａに対するレンズ鏡筒２の位置を調整する際には、凸部２ｂ及び切欠部２ｃからなる引っかかり部に治具を引っかけることで、レンズ鏡筒２を回転させることで、レンズフランジ４に対するレンズ鏡筒２のねじ込み量を変化させる。レンズ鏡筒２の凸部２ｂ及び切欠部２ｃは、撮像装置が組み立てられた状態では、外部から視認できないよう、フロントケース１によって覆われている。

　　＜防水シール３＞
　防水シール３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、光軸方向において、レンズ鏡筒２とレンズフランジ４との間に配置される（図３参照）。防水シール３は、レンズ鏡筒２とレンズフランジ４とによって光軸方向に押圧されながら、レンズ鏡筒２及びレンズフランジ４によって支持される。

　　＜レンズフランジ４＞
　レンズフランジ４は、レンズ鏡筒２の光軸方向後方に配置された部材である。レンズフランジ４は、径方向内側にレンズ鏡筒２が挿入されることで、レンズ鏡筒２とねじ嵌合により連結されている。レンズフランジ４は、防水シール３より光軸に対して外側の位置に連結具６２が挿入される連結孔４ａを有する。連結孔４ａは、光軸に水平な方向に延びる貫通孔である。レンズフランジ４は、連結具６２によって、リアケース９及びフロントケース１と連結される。

　　＜基板５＞
　基板５は、撮像素子５ａを含む電子部品が搭載されたリジッド基板である。基板５には、撮像素子５ａ及び電子部品が搭載される。撮像素子５ａにより取得された電気信号は、基板５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、撮像装置の外部に画像データとして出力される。

　基板５は、導電体からなる接地電位のパターンを有する。一方、基板５は、連結具６１によってレンズフランジ４に連結されている。連結具６１は、接地電位パターンの一部に接するよう配置される。

　撮像素子５ａ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５ａ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、上記の撮像素子以外の撮像可能部であっても良く、「撮像部」と称されることがある。

　　＜連結具６１＞
　連結具６１は、例えば頭部と軸部を有するねじであって、基板５とレンズフランジ４とを連結する。連結具６１は、導電性の部材により形成される。連結具６１は、基板５の接地電位パターンに接しており、これによって接地電位になっている。後述するように、連結具６１の頭部は、シールドプレート８の板ばね部８ｃの端部８ｄに当接している。

　　＜防水シール７＞
　防水シール７は、防水シール３と同様にゴムなどの弾性部材により形成された部材であって、フロントケース１とリアケース９との間に配置されることで、フロントケース１とリアケース９とを隙間無く連結させる。防水シール７は、フロントケース１とリアケース９との連結面に対応した形状となっており、本実施形態の防水シール７は、角部が切り欠かれた矩形状となっている。

　　＜シールドプレート８＞
　シールドプレート８は、導電性を有する板状の部材により形成され、組み立てられた状態で、基板５の少なくとも一部を覆うように配置される。

　図４は、本実施形態のシールドプレート８の斜視図である。図４に示されるように、シールドプレート８は、平面部８ａと、側面部８ｂとを含んで構成される。平面部８ａは、光軸に対して垂直な平面上に形成された板状の部分である。側面部８ｂは、平面部８ａの端部から、光軸方向前方に向かって延びる部分である。側面部８ｂは、光軸に対して垂直な平面で見たときに、基板５の、光軸Ａの中心から外側の位置の外周を覆うように位置する。平面部８ａは、基板５の光軸方向後方の少なくとも一部を覆うように位置する。

　シールドプレート８は、側面部８ｂから光軸に近づく方向に延び、平面部８ａに対して傾斜を有した形状の板ばね部８ｃを有する。板ばね部８ｃの延びる方向の端部８ｄは、２つに分割され、二股に形成されている。つまり、板ばね部８ｃの端部８ｄは、２つに枝分かれした形状となっている。

　図５は、本実施形態の撮像装置において、リアケース９を取り外した状態をリア側から見た斜視図である。図５及び図３に示されるように、板ばね部８ｃの分割された端部８ｄは、それぞれが、連結具６１の頭部に付勢されながら接している。連結具６１は、上記のように、基板５の接地電位に電気的に接続されているため、シールドプレート８の板ばね部８ｃの端部８ｄが連結具６１に接することで、シールドプレート８が接地電位になっている。

　　＜連結具６２＞
　連結具６２は、例えばねじであって、光軸方向後方から、リアケース９の連結孔９ａ、及びレンズフランジ４の連結孔４ａを通って、フロントケース１の連結溝１ａに挿入される。連結具６２は、光軸に対して、防水シール３より外側の位置で、フロントケース１、リアケース９、及びレンズフランジ４をまとめて連結する。なお、連結具６２は、ねじ以外のピンなどの連結具であっても良い。

　本実施形態の撮像装置は、上記のように、ねじなどの連結具ではなく、板ばね部８ｃによってシールドプレート８が基板５の接地電位に接している。そのため、シールドプレート８がねじで連結されるためのねじ孔、及びその周辺部分のスペースを持つ必要がなくなるため、ねじ孔を有する構成と比較して、小面積のシールドプレート８を構成することができる。また、基板５とレンズフランジ４とを連結する連結具６１と、シールドプレート８の板ばね部８ｃの端部８ｄが接することで、連結具６１を介して、シールドプレート８が接地電位になるよう構成されている。そのため、基板５上にシールドプレート８に当接させるための接地電位のパターンを形成する必要がなくなり、基板５の実装スペースを確保しやすくすることができる。また、連結具６１としてねじなどを用いることで、基板５とシールドプレート８の端部８ｄとの間にある程度の隙間を設けることができるため、シールドプレート８が基板５の電子部品または配線と接してショートしてしまうことを防止することができる。

　また、本実施形態の撮像装置は、シールドプレート８の板ばね部８ｃの、２つに分割された端部８ｄが接地電位に接することで、シールドプレート８が接地電位になっている。この構成によって、撮像装置に対して外部から衝撃や振動が与えられ、シールドプレートが振動した場合であっても、端部８ｄの少なくとも一方が連結具６１に接している状態を保ちやすくなるため、シールドプレート８が接地電位から離れ、電磁ノイズの遮蔽効果が得られなくなることを抑制することができる。また、シールドプレート８が付勢力を受ながら位置固定されているため、外部から衝撃や振動が与えられたとしても、位置ずれを発生しづらくすることができる。

　また、本実施形態の撮像装置は、板ばね部８ｃがシールドプレート８の側面部８ｂから延びた形状として、板ばね部８ｃの端部８ｄが連結具６１に接する構成としている。そのため、板ばね部８ｃ以外のシールドプレート８の部位が基板５から一定の距離を保つことができ、シールドプレート８のいずれかの部位が基板５の接地電位以外のパターンなどに接触してしまうことを防止することができる。これによって、ショートの発生を防止することができる。

　一方、板ばね部８ｃは、シールドプレート８の平面部８ａに形成されるよう構成されてもよい。この場合、板ばね部８ｃの加工を容易にすることができる。

　＜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、実施形態で説明したフロントケース１及びリアケース９は、実施形態に示された構成に限定されるものではない。例えば、フロントケース１が光軸方向に略垂直な平面を形成する板状部材で、リアケース９が光軸方向に略垂直な平面を形成する板状部材と、板状部材の外縁部から光軸方向前方に突出した側面を有するなどの形状であっても良い。つまり、フロントケース１とリアケース９とは、連結されることで筐体（ケース）を形成する任意の形状を採用可能である。また、フロントケース１及びリアケース９は、樹脂以外の素材で形成されても良い。

　また、実施形態の撮像装置では、板ばね部８ｃの端部８ｄが２つに分割される構成を例示したが、端部８ｄは３つ以上に分割されても良い。また、端部８ｄは必ずしも分割されていなくても良い。

　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…フロントケース
　１ａ…連結溝
２…レンズ鏡筒
　２ａ…レンズ
　２ｂ…凸部
　２ｃ…切欠部
３…防水シール
４…レンズフランジ
　４ａ…連結孔
５…基板
　５ａ…撮像素子
６１、６２…連結具
７…防水シール
８…シールドプレート
　８ａ…平面部
　８ｂ…側面部
　８ｃ…板ばね部
　８ｄ…端部
９…リアケース
　９ａ…連結孔

Claims (4)

1. 　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、
   　前記基板の周囲を覆うシールドプレートと、
   　前記レンズ鏡筒、前記基板、及び前記シールドプレートを覆うよう配置されたケースと、
   　前記基板と他の部材とを連結する、接地電位に電気的に接続された連結具と、を備え、
   　前記シールドプレートは、光軸方向に付勢力を受けるように前記連結具と接する付勢部を有する、
   　撮像装置。
2. 　前記付勢部は、端部が２以上に分割され、２以上の前記端部はそれぞれ前記連結具に接している、
   　請求項１に記載の撮像装置。
3. 　前記シールドプレートは、
   　　光軸方向に垂直な平面部と、
   　　前記平面部から光軸方向に向かって延び、前記基板の外側を覆う側面部と、を有し、
   　前記付勢部は、前記側面部から延びた板ばね部である、
   　請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 　前記シールドプレートは、
   　　光軸方向に垂直な平面部と、
   　　前記平面部から光軸方向に向かって延び、前記基板の外側を覆う側面部と、を有し、
   　前記付勢部は、前記平面部に形成された板ばね部である、
   　請求項１または請求項２に記載の撮像装置。

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