JP2005079892A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固体撮像素子をカメラ筐体内に撮像レンズに対して位置決めして取り付ける。
【解決手段】撮像レンズ１１で撮影した被写体像を結像する固体撮像素子１９を、カメラ筐体１４の後方側に撮像レンズ１１に対して位置決めして形成した凹部１４ｄ内に挿入し、且つ、固体撮像素子１９を取り付けた回路基板２０を前記凹部１４ｄより後方に取り付ける撮像装置１０において、カメラ筐体１４に形成した前記凹部１４ｄより後方に導電性を有する基板支持部材１５を設けて、回路基板２０に取り付けた固体撮像素子１９を前記凹部１４ｄ内に挿入した後、基板支持部材１５と回路基板２０とを半田付けして締結することを特徴とする撮像装置１０を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＣＣＤ，ＣＭＯＳなどの固体撮像素子をカメラ筐体内に撮像レンズに対して位置決めして取り付ける際に、固体撮像素子が回路基板上に傾いて取り付けられた場合でも固体撮像素子をカメラ筐体の後方側に撮像レンズに対して位置決めして形成した凹部内に挿入でき、且つ、回路基板をカメラ筐体に形成した凹部より後方に確実に取り付けることができるように構成した撮像装置に関するものである。

一般的に、ビデオカメラなどに適用される撮像装置は、撮像レンズを前方側に取り付けたカメラ筐体の後方側に固体撮像素子を取り付ける際に、組み立てが容易で、且つ、撮像レンズに対して固体撮像素子の取り付け位置を位置合わせしている。これに伴って、固体撮像素子を撮像レンズの光軸と一致するようにカメラ筐体の後方側に位置決めして取り付ける構造形態が各種あるものの、一例として安価に高精度な位置決めが可能となる固体撮像装置がある。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−７７６８２号公報（第４頁、第１図）。

図４は従来の固体撮像装置を示した縦断面図である。 図４に示した従来の固体撮像装置１００は、上記した特許文献１（特開２００２−７７６８２号公報）に開示されており、ここでは特許文献１を参照して簡略に説明する。

図４に示した如く、従来の固体撮像装置１００では、被写体を撮影する撮像レンズ１０１と、撮像レンズ１０１を保持するレンズ鏡筒１０２と、撮像レンズ１０１で撮影された被写体像を結像する固体撮像素子１０３と、光学基準面１０４ａが形成されてレンズ鏡筒１０２を保持する光学マウント１０４と、光学マウント１０４の位置決め部１０４ｂ内に取り付けられ且つ固体撮像素子１０３を撮像レンズ１０１に対して位置決めする凹部１０５ａを形成した固体撮像素子位置決め部材１０５と、回路基板１０６上にソケット１０７を半田付けして、このソケット１０７内に固体撮像素子１０３の背面側に形成した複数の接続ピン１０３ａを嵌め込んだ状態で回路基板１０６を光学マウント１０４に固定させるための複数の基板取付部材１０８とで構成されている。

上記した従来の固体撮像装置１００によれば、光学基準面１０４ａを有した光学マウント１０４内に固体撮像素子１０３を撮像レンズ１０１に対して位置決めするための固体撮像素子位置決め部材１０５を設けることで、撮像レンズ１０１に対する固体撮像素子１０３の取り付け位置精度を非常に高くすることが可能となる。

尚、ここでの図示を省略するものの、固体撮像素子１０３の背面側に形成した複数の接続ピン１０３ａをソケット１０７内に嵌め込むことなく、固体撮像素子１０３の背面側を回路基板１０６上に直接半田付けする方法でも上記構成は適用可能である。

ところで、図４に示した従来の固体撮像装置１００によれば、比較的安価な構造で撮像レンズ１０１に対して固体撮像素子１０３を光学マウント１０４上で位置合わせできるものの、図５に示したように固体撮像素子１０３が回路基板１０６上に傾いて取り付けられた場合に、固体撮像素子１０３は固体撮像素子位置決め部材１０５の凹部１０５ａ内に位置決めされるものの、回路基板１０６を複数の基板取付部材１０８に取り付けることができないとか、または、回路基板１０６を無理に複数の基板取付部材１０８に取り付ければ回路基板１０６が損傷するなどの問題点が発生する。

即ち、固体撮像素子１０３をソケット１０７を介して回路基板１０６上に取り付ける際に、ソケット１０７が回路基板１０６に対して傾いて半田付けされた場合とか、あるいは、回路基板１０６自体に反りが発生して固体撮像素子１０３がソケット１０７を介して回路基板１０６上に傾いて取り付けられてしまう場合とかがある。

また、図示を省略するものの、固体撮像素子１０３の背面側を回路基板１０６上に直接半田付けする際に、固体撮像素子１０３が回路基板１０６上に傾いて半田付けされた場合とか、あるいは、回路基板１０６自体に反りが発生して固体撮像素子１０３が回路基板１０６上に傾いて取り付けられてしまう場合とかがある。

そこで、ＣＣＤ，ＣＭＯＳなどの固体撮像素子をカメラ筐体内に撮像レンズに対して位置決めして取り付ける際に、固体撮像素子が回路基板上に傾いて取り付けられた場合でも固体撮像素子をカメラ筐体の後方側に撮像レンズに対して位置決めして形成した凹部内に挿入でき、且つ、回路基板をカメラ筐体に形成した凹部より後方に無理なく確実に取り付けることができる撮像装置が望まれている。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、撮像レンズで撮影した被写体像を結像する固体撮像素子を、カメラ筐体の後方側に前記撮像レンズに対して位置決めして形成した凹部内に挿入し、且つ、前記固体撮像素子を取り付けた回路基板を前記凹部より後方に取り付ける撮像装置において、
前記カメラ筐体に形成した前記凹部より後方に導電性を有する基板支持部材を設けて、前記回路基板に取り付けた前記固体撮像素子を前記凹部内に挿入した後、前記基板支持部材と前記回路基板とを半田付けして締結することを特徴とする撮像装置を提供するもである。

本発明に係る撮像装置によれば、固体撮像素子が回路基板上に平行に取り付けられていない場合でも、回路基板に取り付けた固体撮像素子をカメラ筐体の後方側に撮像レンズに対して位置決めして形成した凹部内に挿入でき、且つ、固体撮像素子の回路基板への平行度のズレを基板支持部材と回路基板との間で半田付けにより吸収しているので、回路基板をカメラ筐体に形成した凹部よりも後方に設けた基板支持部材に無理な力が加わることなく半田付けにより確実に締結することができる。更に、固体撮像素子が万一故障しても基板支持部材と回路基板との間で半田付けを除去すればサービが可能となるなどの利点がある。

以下に本発明に係る撮像装置の一実施例を図１乃至図３を参照して詳細に説明する。

図１は本発明に係る撮像装置を分解して示した分解斜視図、
図２は本発明に係る撮像装置を断面して示した縦断面図、
図３は本発明に係る撮像装置において、固体撮像素子が回路基板上に傾いて半田付けされた場合を示した縦断面図である。

図１に示した如く、本発明に係る撮像装置１０では、被写体を撮影する撮像レンズ（又は撮像レンズ群）１１を保持したレンズ鏡筒１２と、レンズ鏡筒１２をネジ嵌合により取り付けるマウントリング１３と、前方側にマウントリング１３をネジ嵌合により取り付け且つ後方側に導電性を有する基板支持部材１５をネジ１６により取り付けるカメラ筐体１４と、カメラ筐体１４の後方側で撮像レンズ１１に対して位置決めして形成した第１凹部１４ｃ（図２，図３）内に挿入される光学ローパスフィルタ１７と、カメラ筐体１４の第１凹部１４ｃ（図２，図３）より後方で撮像レンズ１１に対して位置決めして形成した第２凹部１４ｄ（図２，図３）内に挿入され且つ撮像レンズ１１で撮影された被写体像を光学ローパスフィルタ１７及びこの光学ローパスフィルタ１７の後方に設けたゴム板１８の矩形孔１８ａを通して結像する固体撮像素子１９と、固体撮像素子１９の背面側を半田付けした後にこの固体撮像素子１９をカメラ筐体１４の後方側に形成した上記第２凹部１４ｄ（図２，図３）内に挿入した状態で基板支持部材１５に半田付けすることで基板支持部材１５に締結される回路基板２０とで構成されている。尚、図中のＫは撮像レンズ１１の光軸を示している。

より具体的に説明すると、図１及び図２に示したように、撮像装置１０の基台となるカメラ筐体１４の前方に形成した円筒状丸孔１４ａ内には、マウントリング１３が嵌め込まれてこの円筒状丸孔１４ａ内の後方側で両者がネジ部１３ａ，１４ｂにより螺合し合っている。

また、被写体を撮影する撮像レンズ１１を保持したレンズ鏡筒１２がマウントリング１３の前方側に着脱可能に嵌め込まれて両者がネジ部１２ａ，１３ｂにより螺合し合っている。

また、カメラ筐体１４の後方側には、光学ローパスフィルタ１７を撮像レンズ１１に対して位置決めするための第１凹部１４ｃが撮像レンズ１１に向けて光学ローパスフィルタ１７より一回り小形の矩形孔１４ｃ１を開口しながら撮像レンズ１１の光軸Ｋを中心に上下対称及び左右対称（紙面垂直方向）に矩形凹状に形成され、且つ、この第１凹部１４ｃの後方に連接して固体撮像素子１９を撮像レンズ１１に対して位置決めするための第２凹部１４ｄが前記光軸Ｋに対して上下非対称で且つ左右対称（紙面垂直方向）に矩形凹状に形成されていると共に、第２凹部１４ｄは第１凹部１４ｃより大形に形成されている。更に、第２凹部１４ｄの後方に連接して基板支持部材取り付け面１４ｅが固体撮像素子１９が進入する部位を開口して回路基板２０の外形寸法より一回り大きく平坦に形成されている。

この際、カメラ筐体１４の後方側に形成した基板支持部材取り付け面１４ｅから第２凹部１４ｄ，第１凹部１４ｃにかけて階段状にへこんでおり、且つ、第２凹部１４ｄ及び第１凹部１４ｃは撮像レンズ１１の光軸Ｋに対して直交して設けられることで撮像レンズ１１に対する光学的位置が予め精度良く形成されている。

また、基板支持部材１５は、導電性を有する板金材を用いて形成されており、平坦な面の上下にネジ取り付け孔１５ａが貫通して穿設され、且つ、平坦な面の略中央部位に固体撮像素子１９の外形寸法より一回り大きな矩形孔１５ｂが貫通して穿設され、更に、左右側面の上下計４か所に基板ハンダ付け片１５ｃが回路基板２０側に向かって折り曲げられて突出形成されている。そして、基板支持部材１５は、ネジ１６を用いてカメラ筐体１４の第２凹部１４より後方に形成した基板支持部材取り付け面１４ｅに取り付けられている。尚、基板支持部材１５は、上記したような導電性を有する板金材を用いずに、基板支持部材１５の基板ハンダ付け片１５ｃに代えて、基板支持部材として導電性を有する導電性ピンをカメラ筐体１４の第２凹部１４より後方に形成した基板支持部材取り付け面１４ｅに４か所圧入などにより固着させる構成でも可能である。

次に、光学ローパスフィルタ１７は、光透過性部材を用いて直方体に形成したローパスフィルタである。また、ゴム板１８はカメラ筐体１４の後方側に形成した第２凹部１４ｄの面積よりも一回り小形で薄い板厚により弾性変位可能に形成さており、且つ、内部に光学ローパスフィルタ１７より一回り小形の矩形孔１８ａが貫通して穿設されており、このゴム板１８を光学ローパスフィルタ１７と固体撮像素子１９との間に介装した時にゴム板１８でカメラ筐体１４の後方側に形成した第１凹部１４ｃ内に挿入した光学ローパスフィルタ１７をカメラ筐体１４の前方側に押し付けるようになっている。

次に、固体撮像素子１９は、撮像レンズ１１の光軸Ｋと対応する部位にＣＣＤ，ＣＭＯＳなどが内蔵され、且つ、図示上方にＣＣＤ，ＣＭＯＳなど駆動するための駆動回路部品が内蔵されているので、撮像レンズ１１の光軸Ｋに対して上下方向は非対称に形成されているものの、左右方向（紙面垂直方向）は対称に形成されている。そして、固体撮像素子１９の背面側が回路基板２０上に半田付けされている。

次に、回路基板２０は、矩形状に形成した上下左右の４隅に半田付け用孔２０ａが貫通して穿設されており、これら４か所の半田付け用孔２０ａは基板支持部材１５に突出形成した４か所の基板ハンダ付け片１５ｃの挿入に対して左右上下方向に余裕を持つ孔寸法に形成されていると共に、固体撮像素子１９を半田付けした表面と反対側の裏面には半田付け用孔２０ａの周辺に沿って半田付け用パターンが形成されている。

ここで、図２に示したように、光学ローパスフィルタ１７，ゴム板１８，固体撮像素子１９をカメラ筐体１４の後方側に取り付ける際には、まず、光学ローパスフィルタ１７をカメラ筐体１４の後方側から第１凹部１４ｃに挿入し、次に、ゴム板１８を第２凹部１４ｄに挿入し、この後、回路基板２０上に半田付けされた固体撮像素子１９を第２凹部１４ｄに挿入する。この時、基板支持部材１５の左右側面の上下に形成した４か所の基板ハンダ付け片１５ｃが回路基板２０に貫通して穿設した４か所の半田付け用孔２０ａ（図１）内に余裕を持って挿入されるので、４か所の基板ハンダ付け片１５ｃと回路基板２０の裏面側で４か所の半田付け用孔２０ａの周辺に沿って形成した半田付け用パターンとを半田２１を介して半田付けして締結する。

そして、基板支持部材１５に回路基板２０が半田付けにより締結された時には、光学ローパスフィルタ１７及び固体撮像素子１９が撮像レンズ１１の光軸Ｋ上に良好に位置決めされている。

尚、撮像レンズ１１の固体撮像素子１９へのバックフォーカス調整は、マウントリング１３をカメラ筐体１４に対して進退させて位置調整した後、カメラ筐体１４の外周に取り付けたネジ２２の先端をマウントリング１３の外周に形成したリング状凹部１３ｃ内に挿入すれば、マウントリング１３がカメラ筐体１４から抜け出ることはない。この際、マウントリング１３とカメラ筐体１４との間に、不図示の円環状板バネを設けることで、ネジ部１３ａ，１４ｂでのバックラッシュを吸収し、両者１３，１４間の位置調整を安定且つ確実に行えるようになっている。

次に、図３に示した如く、光学ローパスフィルタ１７と固体撮像素子１９とがカメラ筐体１４の後方側に形成された第１凹部１４ｃ内と第２凹部１４ｃ内にそれぞれ挿入された時に、固体撮像素子１９が回路基板２０上に傾いて半田付けされている場合とか、あるいは、回路基板２０自体に反りが発生している場合でも、４か所の基板ハンダ付け片１５ｃと回路基板２０の裏面側で４か所の半田付け用孔２０ａ（図１）の周辺に沿って形成した半田付け用パターンとに半田２１を介して半田付けを行うことができる。言い換えると、固体撮像素子１９が回路基板２０上に平行に取り付けられていない場合でも、固体撮像素子１９の回路基板２０への平行度のズレを基板支持部材１５と回路基板２０との間で半田付けにより吸収しているので、回路基板２０に取り付けた固体撮像素子１９をカメラ筐体１４の後方側に撮像レンズ１１に対して位置決めして形成した第２凹部１４ｄ内に挿入でき、且つ、回路基板２０をカメラ筐体１４の第２凹部１４ｄより後方に設けた基板支持部材１５に無理な力が加わることなく半田付けにより確実に締結することができる。更に、光学ローパスフィルタ１７と固体撮像素子１９とが万一故障しても基板支持部材１５と回路基板２０との間で半田付けを除去すればサービが可能となる。

本発明に係る撮像装置を分解して示した分解斜視図である。 本発明に係る撮像装置を断面して示した縦断面図である。 本発明に係る撮像装置において、固体撮像素子が回路基板上に傾いて半田付けされた場合を示した縦断面図である。 従来の固体撮像装置を示した縦断面図である。 従来の固体撮像装置において、固体撮像素子が回路基板上に傾いて半田付けされた場合を示した縦断面図である。

符号の説明

１０…撮像装置、
１１…撮像レンズ、１２…レンズ鏡筒、１３…マウントリング、
１４…カメラ筐体、１４ｃ…第１凹部、１４ｄ…第２凹部、
１４ｅ…基板支持部材取り付け面、
１５…基板支持部材、１５ｃ…基板ハンダ付け片、
１６…ネジ、１７…光学ローパスフィルタ、１８…ゴム板、
１９…固体撮像素子、
２０…回路基板、２０ａ…半田付け用孔、２１…半田。

Claims (1)

1. 撮像レンズで撮影した被写体像を結像する固体撮像素子を、カメラ筐体の後方側に前記撮像レンズに対して位置決めして形成した凹部内に挿入し、且つ、前記固体撮像素子を取り付けた回路基板を前記凹部より後方に取り付ける撮像装置において、
   前記カメラ筐体に形成した前記凹部より後方に導電性を有する基板支持部材を設けて、前記回路基板に取り付けた前記固体撮像素子を前記凹部内に挿入した後、前記基板支持部材と前記回路基板とを半田付けして締結することを特徴とする撮像装置。
   
   

Images