JP2005333263A - 撮像素子支持具、撮像装置及び撮像素子の位置決め方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影装置の小型化・高精度調整を可能にする撮像素子の位置決め方法を提供する。
【解決手段】 レンズを有する筐体５に固定される複数の固定部１４、１５、１６と、撮像素子を装着する複数の装着部とを備えた撮像素子支持具１の、少なくとも１つの前記撮像素子支持具の所定の部位２１、２２、２３にレーザーを照射し、前記撮像素子支持具を熱変形させ、前記撮像素子に結像された画像の信号波形をモニターすることにより、前記レーザーのエネルギー又は照射時間を変更し、前記レンズの光軸に対する前記撮像素子の位置を調節する調整工程を備えた、撮像素子の位置決め方法。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ＣＣＤ等の撮像素子をレーザにより調整する撮像素子の位置決め方法、及びそれに用いる撮像素子支持具、撮像装置に関する。

ＣＣＤ等の固体撮像素子を有する固体撮像装置は、図２１のように、被写体１０１の画像を光学レンズ１０２を介して撮像素子１０３上に結像させ、この撮像素子１０３によって画像情報を光電変換して画像信号として出力するように構成されている。

ところで、撮像素子１０３はその表面に結像された画像の明るさに応じたレベルの画像信号を出力するため、撮像素子１０３の表面に結像された画像がボケていたりすると、その状態に応じた画像信号を出力する。

そして、撮像素子１０３の光学レンズ１０２に対する取付け状態が、上記光学レンズ１０２の光軸１０４に対し図中Ｚ軸方向にずれていたり、光軸と直角でなかったりすると、撮像素子１０３の表面への正確な結像を行うことができなくなり、いわゆる片ボケ、結像ボケ等を発生させてしまう。

このような撮像素子１０３の光学レンズ１０２との取付け誤差をなくすため、例えば、特許文献１、２に開示されるように、固体撮像装置として組み立てた後、上記撮像素子１０３と光学レンズ１０２との相対取付け位置の調整を行うようにしている。この調整方法としては、撮像素子１０３に結像された画像の信号波形をモニターしながら上記撮像素子１０３の取付け位置、つまり、光軸方向の位置や光軸に対する角度の調整を行うといったことが行われている。
特開昭５６−１４４６７６号公報 特開昭６０−６２７８１号公報

しかし、従来の方法の場合、撮像素子近傍に調整用のスペースを設けておく必要があり、装置自体の小型化を十分に達成できなかった。また、部品点数の増加を招き、構造が複雑となり、装置の低コスト化を十分に達成できなかった。

本発明は、上記従来の課題を考慮し、固体撮像装置の小型化をより達成でき、又、部品点数の増加を招くことなく低コスト化でき、又は、より正確且つ容易な、光学レンズに対する撮像素子の位置決め方法、それに用いる撮像素子支持具、及び撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の本発明は、
レンズを有する筐体に固定される複数の固定部と、撮像素子を装着する複数の装着部とを備えた撮像素子支持具の、少なくとも１つの前記撮像素子支持具の所定の部位にレーザーを照射し、前記撮像素子支持具を熱変形させることによって、前記レンズの光軸に対する前記撮像素子の位置を調節する調整工程を備えた、撮像素子の位置決め方法である。

又、第２の本発明は、
前記調整工程は、前記撮像素子に結像された画像の信号波形をモニターすることにより、前記レーザーのエネルギー又は照射時間を変更することによって前記撮像素子の位置を調整する調整工程である、第１の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第３の本発明は、
前記所定の部位とは、前記固定部近傍である、第１の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第４の本発明は、
前記撮像素子支持具は、実質上平面形状であり、
実質上中心に配置された中央部と、
各々に少なくとも１つの前記固定部を持つ、前記中央部の周囲に配置された複数の凸形状の取り付け部とを有し、
前記撮像素子は、前記撮像素子支持具の平面と実質上平行に配置されており、
前記調整工程は、前記固定部と前記中央部の間の前記取り付け部に前記レーザーを照射する工程である、第１の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第５の本発明は、
前記複数の装着部は、各々に対応する前記所定の部位へのレーザー照射による前記撮像素子支持具の熱変形の最も大きな部分に形成されている、第１の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第６の本発明は、
前記固定部は、前記撮像素子支持具の実質上中心を中心とする同心円上に等間隔で形成されており、
前記装着部は、前記撮像素子支持具の実質上中心を中心とする同心円上に等間隔で形成されている、第４の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第７の本発明は、
前記装着部は、前記撮像素子支持具の実質上中心と前記固定部を結ぶ直線上に形成されている、第６の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第８の本発明は、
前記固定部は、前記取り付け部の先端近傍に形成されており、
前記装着部は、前記取り付け部との接合部近傍の前記中央部に配置されている、第７の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第９の本発明は、
前記装着部は、前記撮像素子支持具の実質上中心と前記固定部を結ぶ直線上には形成されておらず、
前記取り付け部は、実質上Ｌ字形状である、第６の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第１０の本発明は、
前記固定部は、前記Ｌ字形状の先端に形成され、
前記装着部は、前記Ｌ字形状の屈曲部に形成されている、第９の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第１１の本発明は、
前記装着部は、前記撮像素子支持具の実質上中心と前記固定部を結ぶ直線上には形成されておらず、
前記取り付け部は、実質上Ｔ字形状である、第６の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第１２の本発明は、
前記Ｔ字形状の脚部が、前記中央部と接合しており、
前記固定部は、前記Ｔ字形状の頭部の一方の先端に形成されており、
前記装着部は、前記Ｔ字形状の頭部の他方の先端に形成されている、第１１の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第１３の本発明は、
前記取り付け部及び前記装着部は、３つであり、前記撮像素子支持具の実質上中心を基準にして、実質上１２０度間隔で形成されている、第７〜１２のいずれかの本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第１４の本発明は、
前記中央部は、開口部を実質上中心部に有している、第４の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第１５の本発明は、
前記装着部は、前記撮像素子支持具の平面と実質上垂直方向に形成された突起部である、第４の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第１６の本発明は、
前記調整工程は、前記撮像素子支持具の実質上中心から同一距離である、全ての前記複数の固定部の近傍部分に、同一のエネルギーを持ったレーザーを照射することにより、前記光軸と平行方向への前記撮像素子の位置調整を行う工程を有する、第６の本発明の撮像素子の位置決め方法である。

又、第１７の本発明は、
レンズを有する筐体に固定される複数の固定部と、
撮像素子を装着する複数の装着部と、
実質上中心に配置された、実質上平面形状である中央部と、
各々に少なくとも１つの前記固定部を持つ、前記中央部の周囲に配置された、実質上平面形状である複数の凸形状の取り付け部とを備えた、撮像素子支持具である。

又、第１８の本発明は、
前記固定部は、前記撮像素子支持具の実質上中心を中心とする同心円上に等間隔で形成されており、
前記装着部は、前記撮像素子支持具の実質上中心を中心とする同心円上に等間隔で形成されている、第１７の本発明の撮像素子支持具である。

又、第１９の本発明は、
前記固定部近傍に、レーザーを照射するためのマーカーを更に備えた、第１７又は１８の本発明の撮像素子支持具である。

又、第２０の本発明は、
前記複数の装着部は、各々に対応する前記マーカーへのレーザー照射による前記撮像素子支持具の熱変形の最も大きな部分に形成されている、第１９の本発明の撮像素子支持具である。

又、第２１の本発明は、
レンズを有する筐体と、
前記筐体に固定された第１７〜２０のいずれかの本発明の撮像素子支持具と、
前記レンズの光軸と垂直になる様に前記装着部に装着された撮像素子とを備えた、撮像装置。

本発明によれば、撮像装置の小型化をより達成でき、又、部品点数の増加を招くことなく低コスト化でき、又、より正確且つ容易な、光学レンズに対する撮像素子の位置決め方法、それに用いる撮像素子支持具、及び撮像装置を提供することが出来る。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照し説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る固体撮像装置を被写体側とは反対側となる裏側から見た平面図であり、図２は、図１におけるＸ−Ｘ´軸における断面図である。

図２に示す様に、本実施の形態１における、本発明の撮像装置の一例である固体撮像装置は、レンズ８がレンズ枠９に固着されて、本発明の筐体の一例である鏡筒５に保持されており、被写体（光軸６上のレンズ８の右側）の画像をレンズ８により、固体撮像素子２に結像させる。この固体撮像素子２は、撮像素子支持具１に接着固定されている。

次に撮像素子支持具１の形状について説明する。図１に示す様に、撮像素子支持具１は、その中央部に円環状の、本発明の中央部の一例である円環部１ｓと、この円環部１ｓからその中心Ｏを基準として略１２０度間隔でビスを固定するために外周方向に伸びている、本発明の取り付け部の一例である実質上同一形状のアーム１１、１２、１３とを有している。この円環部１ｓは中央部に開口部７を有しており、アーム１１、１２、１３の先端側はビス１４、１５、１６によって鏡筒５に固定されている。又、固体撮像素子２は撮像素子支持具１の円環部１ｓ近傍にて接着固定されている。又、固体撮像素子２からの画像信号は撮像素子２の裏側に半田付けされたＦＰコイル３から外部へと出力される。

図８（ａ）（ｂ）は撮像素子支持具１の固体撮像素子２が装着される側の形状と円環部１ｓの様子を示す平面図と側面図である。図８（ａ）（ｂ）に示す様に、撮像素子支持具１の円環部１ｓの微小領域に、本発明の装着部の一例である３箇所の微小突起１７、１８、１９が設けられている。これら微小突起１７、１８、１９は、アーム１１、１２、１３の円環部１ｓとの接合部近傍の円環部１ｓ上であって、円環部１ｓの中心と、各々のアームの先端に位置しているビス１４、１５、１６との直線上に形成されている。すなわち、微小突起１７は、ビス１４と円環部１ｓの中心Ｏとの直線上、微小突起１８はビス１５と円環部１ｓの中心Ｏとの直線上、微小突起１９はビス１６と円環部１ｓの中心との直線上に形成されていることになる。これら微小突起１７、１８、１９の面上で固体撮像素子２が支えられ、接着されている。尚、固体撮像素子２が接着されている周辺部は接着剤で補強固定する方がより好ましい。

又、これらビス１４、１５、１６は撮像素子支持具１の中心Ｏを中心として同心円上に等間隔に位置している。又、微小突起１７、１８、１９も中心Ｏを中心として同心円上に等間隔に位置している。

次に、本発明にかかる本実施の形態１における撮像素子の位置決め方法について説明する。

図３は図１と同様、固体撮像装置を被写体側とは反対側となる裏側から見た平面図であり、レーザを照射する照射位置２１、２２、２３を示す説明図である。

金属製の撮像素子支持具１にレーザを照射すると、レーザ照射部は高温になり照射部分およびその周辺部は急激に膨張する。この膨張により圧縮応力が働き金属が塑性変形し、金属の体積がレーザ照射位置近傍で収縮することになる。そして照射部分の冷却過程において、体積の収縮による応力と母材との応力バランスにより撮像素子支持具１が変形することとなる。

図３に示す様にレーザーを照射する、本発明のマーカーの一例である照射位置２１、２２、２３は、アーム１１、１２、１３上であって、ビス１４、１５、１６と円環部１ｓの間に位置している。又、照射位置２１は円環部１ｓの中心とビス１４を結ぶ直線上に、照射位置２２は円環部１ｓの中心とビス１５を結ぶ直線上に、又、照射位置２３は円環部１ｓの中心とビス１６を結ぶ直線上に位置している。又、これらの照射位置２１、２２、２３は撮像素子支持具１の中心Ｏを中心として同心円上に等間隔に位置している。

例えば、撮像素子支持具１の照射位置２１にレーザを照射すると、照射位置２１を中心にして上に凹型となるように変形する。しかし、照射位置２１の近傍はビス１４で固定されている為、撮像素子支持具１の円環部１ｓが変形しようとする。更に撮像素子支持具１のアーム１２、１３もビス１５、１６で固定されているため、撮像素子支持具１の変形は山型形状となる。図４は撮像素子支持具１の変形状態を等高線で表したものであり、ボックス内の数字は相対的な高さを表している。尚、数字の大きいほうが高くなっていることを示す。

また、図５は図４のＸ−Ｘ´断面でみた変形状態を表したものである。基本的には撮像素子支持具１の円環部１ｓ上に固体撮像素子２（図示せず）を載置しているため、固体撮像素子２はゆるやかな傾斜にならうようになる。同様に照射位置２１、２２に同じエネルギーで照射した場合には撮像素子支持具１のアーム１１、１２は撮像素子支持具１の円環部１ｓに向かって上側に傾斜を形成する。従って、この場合には斜線上のアーム１１、１２の中間部分が最も大きく変形する。図６はその変形の様子を表した図であり、図７は、図６のＸ−Ｘ´断面における撮像素子支持具１の断面図である。

尚、照射位置２１、２２に同じエネルギーを投入した場合には前述したように、アーム１１、１２の中間部分が最も大きく変形するが、照射するエネルギーを変えてやれば、アーム１１、１２の間で変形の最も大きな所を自由に変える事ができる。また、更にいえば、照射位置２１、２２、２３の３箇所に同じエネルギーを投入することにより、撮像素子支持具１の円環部１ｓの全体を持ち上げることが可能となる。つまり、レンズを動かすことなく、被写体の画像を固体撮像素子２の表面に結像させることが可能となり、部品バラツキによる焦点ボケを解消することができる。

被写体の撮影時に出力される固体撮像素子２の信号レベルをモニターしながら、上述した様に撮像素子支持具１のレーザーを照射する照射位置２１、２２、２３のいずれかにレーザーを照射し、固体撮像素子２の取付け位置、つまり、光軸方向の位置や光軸に対する角度の調整を行う。

この様に個体撮像素子が接着固定されている撮像素子支持具から略１２０度間隔で伸びる方向にビス固定位置を配置することにより、レーザー照射による撮像素子の傾斜方向が容易にわかり、調整工数の低減を図ることが出来る。

（実施の形態２）
本実施の形態２における、本発明の撮像装置の一例である固体撮像装置は、基本的構成は本実施の形態１と同じであるが、撮像素子支持具の形状が異なる。そのため、本実施の形態２の実施の形態１に対する相違点を中心に述べる。又、実施の形態１と同一の構成要素には同一の符号を付している。

図９は本実施の形態２に係る固体撮像装置を被写体側とは反対側の裏側から見た平面図であり、図１０は、図９におけるＸ−Ｏ−Ｙ軸における断面図である。また、図１１（ａ）は固体撮像素子２を接着固定する側から見た撮像素子支持具１の平面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）における撮像素子支持具１のＸ−Ｘ´断面図である。

はじめに、本実施の形態２における固体撮像素子２を固定する撮像素子支持具３０の構成について説明する。図９に示す様に、本実施の形態２の撮像素子支持具３０は中央が開口されている、本発明の中央部の一例である円環部３０ｓを有している。この円環部３０ｓの中心Ｏ（撮像素子支持具３０の中心）を中心として同心円上に約１２０度間隔で、本発明の取り付け部の一例である実質上同一形状のアーム３１、３２、３３が、円環部３０ｓの外周に形成されている。この円環部３０ｓは中心に開口部３７を有している。又、これら円環部３０ｓ、及びアーム３１、３２、３３で撮像素子支持具３０は構成されている。

これらアーム３１、３２、３３は実質上Ｌ字形状であり、円環部３０ｓの中心Ｏから半径の延伸方向に形成されている第１Ｌ字アーム部３１ａ、３２ａ、３３ａと、その先端から円環部３０ｓの外周に沿って、同一方向に形成されている第２Ｌ字アーム部３１ｂ、３２ｂ、３３ｂと、第１Ｌ字アーム部と第２Ｌ字アーム部の接合部である屈曲部、３１ｃ、３２ｃ、３３ｃとを有している。又、第２Ｌ字アーム部３１ｂ、３２ｂ、３３ｂの先端部３１ｄ、３２ｄ、３３ｄでビス３４、３５、３６によって、撮像素子支持具３０は鏡筒５に固定されている。

又、図１１（ａ）、（ｂ）に示す様に、屈曲部３１ｃ、３２ｃ、３３ｃの外周側は、固体撮像素子２を固定する側に、側面から見て中央部３０ｓと平行になる様に折れ曲がっており、この平行になる部分を装着部３１ｅ、３２ｅ、３３ｅとして固体撮像素子２が接着固定されている。

又、これらのビス３４、３５、３６は撮像素子支持具３０の中心Ｏを中心として同心円上に等間隔に位置している。又、装着部３１ｅ、３２ｅ、３３ｅも中心Ｏを中心として同心円上に等間隔に位置している。この様に本実施の形態２では、実施の形態１と異なり、撮像素子支持具３０の中心Ｏとビス３４、３５、３６を結ぶ各々の直線上に装着部、３１ｅ、３２ｅ、３３ｅは位置していない。

次に、本発明にかかる本実施の形態２における撮像素子の位置決め方法について説明する。

図１２（ａ）は図９と同様、固体撮像装置を被写体側とは反対側の裏側から見た平面図であり、レーザを照射する照射位置４１、４２、４３を示す説明図である。又、図１２（ｂ）は、（ａ）の点線部Ａの拡大図である。本発明のマーカーの一例である照射位置４１、４２、４３は、第２Ｌ字アーム部３１ｂ、３２ｂ、３３ｂの各々の先端部３１ｄ、３２ｄ、３３ｄの近傍に位置している。これら照射位置４１、４２、４３は撮像素子支持具３０の中心Ｏを中心として同心円上に等間隔に位置している。

例えば、撮像素子支持具３０の照射位置４１にレーザを照射すると、照射位置４１を中心にして上に凹型となるように変形する。しかし、照射位置４１近傍であるアーム３１の先端部３１ｄはビス３４で固定されている為、第２Ｌ字アーム部３１ｂの先端部３１ｄと屈曲部３１ｃの間、屈曲部３１ｃ、及び第１Ｌ字アーム部３１ａが変形しようとする。更に撮像素子支持具３０はビス３５、３６で固定されているため、屈曲部３１ｃの外側の部位３１ｆが最も大きく変形することとなる。

図１３は撮像素子支持具３０の変形状態を等高線で表したものであり、ボックス内の数字は相対的な変形量を示したものである。数字の大きいほうが変形量の大きいことを示している。図１３に示される様に、アーム３１は先端部３１ｄをビス３４にて固定されているため、ビス３４の近傍の変形量は殆どない状態である。しかし、レーザー照射位置４１から徐々に離れるに従い、変形量が増加し、屈曲部３１ｃの外側の部位３１ｆのところで変位量が最大となる。

更に、図１４は撮像素子支持具３０に対して、照射位置４１、４２にレーザーを照射した場合の撮像素子支持具３０の変形量を等高線で表したものである。この場合にもビス３４、３５によってアーム３１、３２は固定されている為、屈曲部３１ｃ、３２ｄの各々の外側の部位３１ｆ、３２ｆにおける変位量が最大となっている。つまり、変位量が最大となる外側の部位３１ｆ、３２ｆの裏側である装着部３１ｅ、３２ｅの箇所で固体撮像素子２を接着固定することにより、固体撮像素子２はレーザー照射の際に、大きく傾斜することになる。また、更にいえば、照射位置４１、４２、４３の３箇所に同じエネルギーを投入することにより、撮像素子支持具３０の円環部３０ｓの全体を持ち上げることが可能となる。つまり、レンズを動かすことなく、被写体の画像を固体撮像素子２の表面に結像させることが可能となり、部品バラツキによる焦点ボケを解消することができる。

このように、撮像素子支持具３０の３箇所からＬの字型のアームを固体撮像素子２の略中心から略等距離となるように配置することで、固体撮像素子２から大きくはみ出すことなく、小型の取付板を形成することができ、しかもレーザ照射領域が大きく確保できる為、大きな変位量を確保することが可能となり、調整角度を大きく取ることができる。

（実施の形態３）
以下に本発明の実施の形態３について説明する。

本実施の形態３における、本発明の撮像装置の一例である固体撮像装置は、本実施の形態２における固体撮像素子と基本的構成は同じあるが、撮像素子支持具の形状が異なる。そのため相違点である撮像素子支持具の形状を中心に説明する。尚、実施の形態２と同一の構成要素については、同一の符号を付している。

図１５は本発明の実施の形態２における固体撮像装置を被写体側とは反対側の裏側から見た平面図であり、図１６は、図１５におけるＸ−Ｏ−Ｓ−Ｖ−Ｙ軸における断面図である。また、図１７（ａ）は固体撮像素子２を接着固定する側から見た撮像素子支持具３０の平面図であり、図１７（ｂ）は図１７（ａ）における撮像素子支持具のＸ−Ｘ´断面図である。

はじめに、本実施の形態３における撮像素子支持具５０の構成について説明する。図１５に示す様に、本実施の形態３の撮像素子支持具５０は中央が開口されている、本発明の中央部の一例である円環部５０ｓを有している。この円環部５０ｓの中心Ｏ（撮像素子支持具５０の中心）を中心として同心円上に約１２０度間隔で、本発明の取り付け部の一例である実質上同一形状のアーム５１、５２、５３が円環部５０ｓの外周に形成されている。又、円環部５０ｓは、中心に開口部５７を有している。

これらアーム５１、５２、５３は実質上Ｔ字形状であり、円環部５０ｓの中心Ｏから半径の延伸方向に形成されているＴ字アーム脚部５１ａ、５２ａ、５３ａとその先端から円環部５０ｓの外周に沿って形成されているＴ字アーム頭部５１ｂ、５２ｂ、５３ｂとを有している。又、Ｔ字アーム頭部５１ｂ、５２ｂ、５３ｂの一方の先端部５１ｃ、５２ｃ、５３ｃでビス５４、５５、５６によって、撮像素子支持具５０は鏡筒５に固定されている。

又、図１７（ａ）、（ｂ）に示す様に、Ｔ字アーム頭部５１ｂ、５２ｂ、５３ｂの他方の先端部である自由端５１ｄ、５２ｄ、５３ｄの外周側は、固体撮像素子２を固定する側に、側面から見て中央部５０ｓと平行になる様に折れ曲がっており、この平行になる部分を装着部５１ｅ、５２ｅ、５３ｅとして固体撮像素子２が接着固定されている。

又、これらのビス５４、５５、５６は撮像素子支持具５０の中心Ｏを中心として同心円上に等間隔に位置している。又、装着部５１ｅ、５２ｅ、５３ｅも中心Ｏを中心として同心円上に等間隔に位置している。この様に本実施の形態３では、実施の形態１と異なり、撮像素子支持具５０の中心Ｏとビス５４、５５、５６を結ぶ各々の直線上に装着部、５１ｅ、５２ｅ、５３ｅは位置していない。

次に、本発明にかかる本実施の形態１における撮像素子の位置決め方法について説明する。

図１８は図１５と同様、固体撮像装置を被写体側とは反対側の裏側から見た平面図であり、レーザ照射位置６１、６２、６３を示す説明図である。本発明のマーカーの一例である照射位置６１、６２、６３は、Ｔ字アーム頭部５１ｂ、５２ｂ、５３ｂの各々の一方の先端部５１ｃ、５２ｃ、５３ｃ（ビス５４、５５、５６）の近傍に位置している。又、これら照射位置６１、６２、６３は撮像素子支持具５０の中心Ｏを中心として同心円上に等間隔に位置している。

金属製の撮像素子支持具５０の照射位置６１にレーザを照射すると、照射位置６１を中心にして上に凹型となるように変形する。しかし、照射位置６１の近傍であるアーム５１の先端部はビス５４で固定されている為、Ｔ字アーム頭部５１ｂの照射位置６１から自由端５１ｄを有している側と、Ｔ字アーム脚部５１ａが変形するが、撮像素子支持具５０の円環部５０ｓにより拘束力を受ける。しかし、レーザ照射位置６１と反対側の自由端５１ｄ側ではＴ字アーム頭部５１ｂの変形がそのまま維持される為、自由端５１ｄにおける変形量が最も大きくなる。

図１９は撮像素子支持具５０の変形状態を等高線で表したものであり、ボックス内の数字は相対的な変形量を示したものである。数字の大きいほうが変位量の大きいことを示している。ビス５４近傍は固定されている為、変形量は殆どない。しかし、レーザ照射位置６１から徐々に離れるに従い、変位量が拡大し、ビス固定部と反対側となる自由端５１ｄのところで変位量が最大となっているのがわかる。

図２０は撮像素子支持具５０に対して、照射位置６１、６２の部分にレーザを照射した場合の撮像素子支持具５０の変形量を表している。この場合にもビス５４、５５によって、先端部５１ｃ、５２ｃは固定されている為、ビス近傍の変形は殆どないが、自由端５１ｄ、５２ｄにおける変位量が最大となっている。つまり、変位量が最大となる自由端５１ｄ、５２ｄの裏側である装着部５１ｅ、５２ｅのところで固体撮像素子２を接着固定することにより、固体撮像素子２は大きく傾斜することになる。

また、更にいえば、照射位置６１、６２、６３の３箇所に同じエネルギーを投入することにより、撮像素子支持具２の円環部５０ｓの全体を持ち上げることが可能となる。つまり、レンズを動かすことなく、被写体の画像を固体撮像素子２の表面に結像させることが可能となり、部品バラツキによる焦点ボケを解消することができる。

このように、撮像素子支持具１の３箇所からＴの字型のアームを固体撮像素子２の略中心から略等距離となるように配置することで、固体撮像素子２から大きくはみ出すことなく、小型の取付板を形成することができ、しかもレーザ照射領域が大きく確保できる為、大きな変位量を確保することが可能となり、調整角度を大きく取ることができる。

尚、本実施の形態１では、撮像素子支持具に微小突起を設け、又、実施の形態２、３では、撮像素子支持具のアームに折り返しによって装着部を設けることにより固体撮像素子を接着固定しているが、微小突起や装着部を設けずに撮像素子支持具の所定の箇所に直接接着固定しても良い。しかしながら、実施の形態１を例に挙げると撮像素子支持具１の円環部１ｓに撮像素子を接着固定した場合、図４、図６の変形状態の等高線図で示したように、撮像素子支持具１は連続的に変形しており、使用する接着剤の物性によっては撮像素子支持具１の変形を抑制しようとする力が働く可能性がある。そのため、３箇所の微小突起や、装着部（実施の形態２、３では、アーム部の外側を折り返し箇所に相当する。）を設けた方が、撮像素子支持具がどのように変形しても微小突起及び装着部の光軸方向への変化によって固体撮像素子の角度を任意の方向へと調整することができるためより好ましい。

又、本発明の中央部は、実施の形態１〜３では、円環部１ｓ、３０ｓ、５０ｓに相当し、各々に開口部７、３７、５７を有しているが、開口部を形成しなくてもよい。しかしながら、開口部を形成することにより、撮像素子支持具の変形量の拡大が図れるためより好ましい。例えば、実施の形態１を例に挙げて具体的に述べると、撮像素子支持具１が平板で、ビス１４、１５、１６で固定されて拘束された状態となっている場合、レーザ照射によって光軸６方向に変化するということは撮像素子支持具１の平面方向にも寸法変化が生じる。従って撮像素子支持具１に低剛性部分を持たせておいたほうが変形量の拡大に繋がり、調整量に余裕が生まれることになる。

上記の様に実施の形態１〜３の撮像素子支持具に開口部を設けたのは、調整量の拡大を図るためのものであり、本形状の限りではないことは言うまでもない。更に、固体撮像素子２と対向する撮像素子支持具の中央部分は円環状で説明したが、他の形状でも構わない。

又、第５の本発明の、前記複数の装着部は、各々に対応する前記所定の部位へのレーザー照射による前記撮像素子支持具の熱変形の最も大きな部分に形成されているとは、例えば本実施の形態１では、装着部の一例である微小突起１７が、照射位置２１にレーザーを照射した際に最も変形の大きい（図４に示したボックス内の数字が３の部位に相当する。）部分に形成されていることに相当する。すなわち、微小突起１７に対応する所定の部位は、照射位置２１に相当することになる。同様に、微小突起１８には照射位置２２が、微小突起１９には照射位置２３が相当する。

同様に、例えば、実施の形態２では装着部３１ｅに対応する所定の部位は、照射位置４１に、装着部３２ｅは照射位置４２に、装着部３３ｅは照射位置４３に相当する。又、例えば、実施の形態３では装着部５１ｅに対応する所定の部位は、照射位置６１に、装着部５２ｅは照射位置６２に、装着部５３ｅは照射位置６３に相当する。

これらの実施の形態１における微小突起、及び実施の形態２，３における装着部は、他の部分に形成してもよいが、最も変形の大きな箇所に形成するほうが、より少ないレーザーの照射で大きな変形を得ることが出来るため、より好ましい。又、微小突起及び装着部の数は３つに限られないが、レーザー照射位置に対応した数と対応した位置に備えた方が、撮像素子支持具の変形方向を推測しやすいためより好ましい。

上述した様に、撮像装置の撮像素子支持具には撮像素子と対向する部分に開口部を設け、撮像素子との接着は、装着部（実施の形態１では前記開口部の外側に設けられた３箇所の突起部分に相当し、実施の形態２、３ではアーム部を折り返して形成された装着部に相当する。）を基準として接着することが好ましい。これにより、撮像素子を接着する取付板の変形量、つまり、撮像素子の調整量の拡大に繋がるため、部品精度を高精度化を追求する必要がなくなり、低コスト化に繋がる。尚、いうまでもなく実施の形態１において用いた微小突起を実施の形態２、３に適用しても良いし、その逆でも良い。

又、本発明の取り付け部は、実施の形態1〜３では、各々３個の実質上同一形状のアームに相当し、撮像素子と対抗する撮像素子支持具の中央部分に対し、各アームは１２０度方向に延びるような配置とした。これは傾斜方向に対する調整位置の特定や調整量の予測を簡略化するようにしたためである。しかしながら、１２０度方向に限らず、例えば、９０度方向に４箇所のアームを備えても良く、又、各アームの形状が同一でなくても良く、調整方法が簡略化できるのであれば、つまり、照射位置、投入エネルギーに対する調整が問題なく行われるのであれば、その限りではない。

又、本発明の複数の固定部は、本実施の形態１〜３ではビスで固定されてる撮像素子支持具の部分に相当するが、ビスによる鏡筒５への固定でなく溶接等であってもよく、要するに、鏡筒５に固定されれば良い。

本発明にかかる撮像素子の位置決め方法、それに用いる撮像素子支持具、及び撮像装置は、撮像装置の小型化をより達成でき、又、部品点数の増加を招くことなく低コスト化でき、又、より正確且つ容易に光学レンズに対する撮像素子の位置決めを行うことが出来る効果を有し、ムービ、デジタルスチルカメラ、小型携帯機器に搭載される光学装置の撮像装置等に対して有用である。

本発明にかかる実施の形態１における固体撮像装置の被写体側とは反対側である裏側から見た平面図 本発明にかかる実施の形態１における固体撮像装置のＸ−Ｏ−Ｙ軸の断面図 本発明にかかる実施の形態１における撮像素子支持具のレーザー照射部を説明するための平面図 本発明にかかる実施の形態１における撮像素子支持具の変形状態を表す等高線図 本発明にかかる実施の形態１における撮像素子支持具の変形状態を表すＸ−Ｘ´断面図 本発明にかかる実施の形態１における撮像素子支持具の変形状態を表す等高線図 本発明にかかる実施の形態１における撮像素子支持具の変形状態を表すＸ−Ｘ´断面図 （ａ）本発明にかかる実施の形態１における撮像素子支持具の撮像素子側から見た時の平面図（ｂ）本発明にかかる実施の形態１における撮像素子支持具の側面図 本発明にかかる実施の形態２における固体撮像装置の被写体側とは反対側である裏側から見た平面図 本発明にかかる実施の形態２における固体撮像装置のＸ−Ｏ―Ｙ軸の断面図 （ａ）本発明にかかる実施の形態２における撮像素子支持具の撮像素子側から見た時の平面図（ｂ）本発明にかかる実施の形態２における撮像素子支持具のＸ−Ｘ´断面図 （ａ）本発明にかかる実施の形態２における撮像素子支持具のレーザー照射部を説明するための平面図（ｂ）の点線部Ａの拡大図 本発明にかかる実施の形態２における撮像素子支持具の変形状態を表す等高線図 本発明にかかる実施の形態２における撮像素子支持具の変形状態を表す等高線図 本発明にかかる実施の形態３における固体撮像装置の被写体側とは反対側である裏側から見た平面図 本発明にかかる実施の形態３における固体撮像素子のＸ−Ｏ−Ｓ−Ｖ−Ｙ軸の断面図 （ａ）本発明にかかる実施の形態３における撮像素子支持具の撮像素子側から見た時の平面図（ｂ）本発明にかかる実施の形態３における撮像素子支持具のＸ−Ｘ´断面図 本発明にかかる実施の形態３における撮像素子支持具のレーザー照射部を説明するための平面図 本発明にかかる実施の形態３における撮像素子支持具の変形状態を表す等高線図 本発明にかかる実施の形態３における撮像素子支持具の変形状態を表す等高線図 従来例を説明する概略図

符号の説明

１ 撮像素子支持具
２ 固体撮像素子
３ ＦＰコイル
５ 鏡筒
６ 光軸
７ 開口部
８ レンズ
９ レンズ枠
１１、１２、１３ アーム
１４，１５，１６ ビス
１７、１８、１９ 微小突起
２１、２２、２３ 照射位置

Claims (21)

1. レンズを有する筐体に固定される複数の固定部と、撮像素子を装着する複数の装着部とを備えた撮像素子支持具の、少なくとも１つの前記撮像素子支持具の所定の部位にレーザーを照射し、前記撮像素子支持具を熱変形させることによって、前記レンズの光軸に対する前記撮像素子の位置を調節する調整工程を備えた、撮像素子の位置決め方法。
2. 前記調整工程は、前記撮像素子に結像された画像の信号波形をモニターすることにより、前記レーザーのエネルギー又は照射時間を変更することによって前記撮像素子の位置を調整する調整工程である、請求項１記載の撮像素子の位置決め方法。
3. 前記所定の部位とは、前記固定部近傍である、請求項１記載の撮像素子の位置決め方法。
4. 前記撮像素子支持具は、実質上平面形状であり、
   実質上中心に配置された中央部と、
   各々に少なくとも１つの前記固定部を持つ、前記中央部の周囲に配置された複数の凸形状の取り付け部とを有し、
   前記撮像素子は、前記撮像素子支持具の平面と実質上平行に配置されており、
   前記調整工程は、前記固定部と前記中央部の間の前記取り付け部に前記レーザーを照射する工程である、請求項１記載の撮像素子の位置決め方法。
5. 前記複数の装着部は、各々に対応する前記所定の部位へのレーザー照射による前記撮像素子支持具の熱変形の最も大きな部分に形成されている、請求項１記載の撮像素子の位置決め方法。
6. 前記固定部は、前記撮像素子支持具の実質上中心を中心とする同心円上に等間隔で形成されており、
   前記装着部は、前記撮像素子支持具の実質上中心を中心とする同心円上に等間隔で形成されている、請求項４記載の撮像素子の位置決め方法。
7. 前記装着部は、前記撮像素子支持具の実質上中心と前記固定部を結ぶ直線上に形成されている、請求項６記載の撮像素子の位置決め方法。
8. 前記固定部は、前記取り付け部の先端近傍に形成されており、
   前記装着部は、前記取り付け部との接合部近傍の前記中央部に配置されている、請求項７記載の撮像素子の位置決め方法。
9. 前記装着部は、前記撮像素子支持具の実質上中心と前記固定部を結ぶ直線上には形成されておらず、
   前記取り付け部は、実質上Ｌ字形状である、請求項６記載の撮像素子の位置決め方法。
10. 前記固定部は、前記Ｌ字形状の先端に形成され、
    前記装着部は、前記Ｌ字形状の屈曲部に形成されている、請求項９記載の撮像素子の位置決め方法。
11. 前記装着部は、前記撮像素子支持具の実質上中心と前記固定部を結ぶ直線上には形成されておらず、
    前記取り付け部は、実質上Ｔ字形状である、請求項６記載の撮像素子の位置決め方法。
12. 前記Ｔ字形状の脚部が、前記中央部と接合しており、
    前記固定部は、前記Ｔ字形状の頭部の一方の先端に形成されており、
    前記装着部は、前記Ｔ字形状の頭部の他方の先端に形成されている、請求項１１記載の撮像素子の位置決め方法。
13. 前記取り付け部及び前記装着部は、３つであり、前記撮像素子支持具の実質上中心を基準にして、実質上１２０度間隔で形成されている、請求項７〜１２のいずれかに記載の撮像素子の位置決め方法。
14. 前記中央部は、開口部を実質上中心部に有している、請求項４記載の撮像素子の位置決め方法。
15. 前記装着部は、前記撮像素子支持具の平面と実質上垂直方向に形成された突起部である、請求項４記載の撮像素子の位置決め方法。
16. 前記調整工程は、前記撮像素子支持具の実質上中心から同一距離である、全ての前記複数の固定部の近傍部分に、同一のエネルギーを持ったレーザーを照射することにより、前記光軸と平行方向への前記撮像素子の位置調整を行う工程を有する、請求項６記載の撮像素子の位置決め方法。
17. レンズを有する筐体に固定される複数の固定部と、
    撮像素子を装着する複数の装着部と、
    実質上中心に配置された、実質上平面形状である中央部と、
    各々に少なくとも１つの前記固定部を持つ、前記中央部の周囲に配置された、実質上平面形状である複数の凸形状の取り付け部とを備えた、撮像素子支持具。
18. 前記固定部は、前記撮像素子支持具の実質上中心を中心とする同心円上に等間隔で形成されており、
    前記装着部は、前記撮像素子支持具の実質上中心を中心とする同心円上に等間隔で形成されている、請求項１７記載の撮像素子支持具。
19. 前記固定部近傍に、レーザーを照射するためのマーカーを更に備えた、請求項１７又は１８に記載の撮像素子支持具。
20. 前記複数の装着部は、各々に対応する前記マーカーへのレーザー照射による前記撮像素子支持具の熱変形の最も大きな部分に形成されている、請求項１９記載の撮像素子支持具。
21. レンズを有する筐体と、
    前記筐体に固定された請求項１７〜２０のいずれかに記載の撮像素子支持具と、
    前記レンズの光軸と垂直になる様に前記装着部に装着された撮像素子とを備えた、撮像装置。
    

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