JP2006217475A - イメージセンサの取付方法、抑え板、保持機構、及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小さなスペースとしながら、十分な押圧力でイメージセンサを固定する。
【解決手段】 抑え板３９はその両端が下部鏡筒に固定されることにより、凸部５４，５５でＣＣＤイメージセンサのパッケージを押圧する。抑え板３９は、パッケージから離れる方向に撓むことを防止するために、凸部５４，５５の間の折り曲げ線Ｃｐでパッケージを押圧する方向とは反対方向に予め折り曲げられている。抑え板３９は、組み付けの際にパッケージを押圧する方向に弾性変形されて固定される。
【選択図】 図６

Description

本発明は、イメージセンサの取付方法、抑え板、保持機構、及び撮像装置に関するものである。

撮像装置であるデジタルカメラやビデオカメラには、受光面に光学的に結像された被写体像を光電変換して撮影信号として出力するＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等のイメージセンサ（撮像素子）が組み込まれている。このようなイメージセンサは、ベアチップのままでは、取り扱いが難しい、受光面にゴミや埃が付着する等の理由から、セラミックや樹脂などのパッケージにベアチップを組み込んだものが利用されている。

イメージセンサのデジタルカメラ等への実装方法としては、デジタルカメラの小型化の実現のため等の理由で取り付けスペースが小さく、また複雑な機構でないことが好ましい。このような要望を満たす実装方法としては、直接に撮影レンズの鏡筒にパッケージを組み込む方法がある。

小さなスペースでイメージセンサを組み込むことに関連して、ローパスフィルタをイメージセンサのパッケージに保持させるときに、ローパスフィルタを保持する保持部材と、パッケージのカバーガラスの間にシート状のスペーサを挟み込み、保持部材をカバーガラスに対してバネで付勢するようにすることで、小さなスペースでローパスフィルタを保持することができるようにした撮像装置が知られている（特許文献１）。
特開２００３−１４３４４８号公報

ところで、撮影レンズの鏡筒等にイメージセンサを取り付ける場合に、イメージセンサのパッケージの背面側に抑え板を配し、この抑え板に設けた凸部でパッケージの背面を押圧することでパッケージを鏡筒等に押しつけて固定することが考えられる。このような抑え板を用いた場合に、小さなスペースでイメージセンサを固定することができるが、抑え板がイメージセンサとは反対の方向に撓んでしまい、押圧力が小さくなってしまうといった問題が生じる。特に抑え板の幅が小さいときには、抑え板の押圧力が十分に得られず、位置ずれや接触不良を起こしやすい。

本発明は上記課題を解消するためになされたもので、十分な押圧力を得ることができるイメージセンサの取付方法，抑え板，保持機構、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、請求項１記載のイメージセンサの取付方法では、
パッケージの背面を押圧する方向とは反対方向に抑え板を折り曲げておき、パッケージを保持部材に固定する際には、前記パッケージを押圧する方向に前記抑え板を弾性変形させて略平板状とするとともに抑え板に設けた凸部を前記パッケージの背面に当接させて押圧力を付与した状態として、抑え板の両端を保持部材に固定するものである。

請求項２記載のイメージセンサの保持機構では、イメージセンサのパッケージの背面側に配され、このパッケージの背面を押圧する方向とは反対方向に予め折り曲げられた抑え板と、この抑え板に設けられ、パッケージの背面側に突出した凸部と、前記パッケージを押圧する方向に前記抑え板を略平板状に弾性変形させて前記凸部を前記パッケージの背面に当接させて押圧力を付与した状態で前記抑え板の両端を固定する板固定手段とを備えたものである。

請求項３記載のイメージセンサの保持機構では、凸部を、少なくとも２個設け、抑え板の折り曲げ線を前記２個の凸部の間としたものであり、請求項４記載のイメージセンサの保持機構では、各凸部を、折り曲げ線からほぼ等距離に設けたものである。

請求項５記載のイメージセンサの保持機構では、抑え板は、パッケージの略中心と重なる位置を通る折り曲げ線で折り曲げたものである。

請求項６記載の撮像装置では、撮影レンズと、この撮影レンズからの被写体光を受光して撮影信号を出力するイメージセンサと、このイメージセンサを固定する上記イメージセンサの保持機構とを備えたものである。請求項７記載の撮像装置では、保持部材を、撮影レンズの鏡筒の後端に一体に設けたものである。

請求項８記載の抑え板では、 イメージセンサのパッケージの背面に当接する少なくとも２個の凸部の間を折り曲げ位置として、前記パッケージの背面を押圧する方向とは反対方向に折り曲げられ、パッケージを押圧力を付与する時に、前記パッケージを押圧する方向に弾性変形されて略平板状とされて前記凸部を前記パッケージの背面に当接するものである。

本発明によれば、イメージセンサのパッケージを押圧する方向とは反対方向に抑え板を折り曲げておき、パッケージを保持部材に固定する際に、その抑え板を押圧する方向に弾性変形させて略平板状とし、その抑え板に設けた凸部をパッケージの背面に当接させて押圧力を付与するようにしたから、抑え板がパッケージの背面から離れる方向に撓んでしまうことがなく、十分な押圧力でパッケージを押圧し、確実に固定することができる。

図１及び図２に本発明を実施したデジタルカメラの外観を示す。図１に示すように、デジタルカメラ２の前面には、その中央上部にストロボ光を照射するストロボ発光部３を設けてあり、その横に撮影開口４を設けてある。撮影開口４からはデジタルカメラ２の内部に配された撮影レンズであるレンズ装置５のレンズが露呈される。上面には電源ボタン６とレリーズボタン７とを配してある。レリーズボタン７を押圧操作することにより、１フレーム分の静止画の撮影が行われ、この撮影で得られる画像データがデジタルカメラに装着された記録媒体、例えばメモリカードに記録される。

図２に示すように、デジタルカメラ２の背面には、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）１０、ズームタイプのレンズ装置５を望遠側、広角側にズーミング（変倍）させるズーム操作ボタン１１、デジタルカメラ２の各種操作及び設定を行うカーソルボタン１２を配してある。ＬＣＤ１０に表示されるメニューを見ながらカーソルボタン１２を操作して指示を与えることで、撮影モードと再生モードの切替え、ストロボ発光のオン／オフなどの各種設定を行うことができる。

ＬＣＤ１０は、撮影モード下では、撮影中の被写体像を動画のスルー画像として表示し、ユーザはこのスルー画像を観察することで撮影範囲を知ることができる。また、再生モード下では、メモリカードに記録されている画像を選択してＬＣＤ１０に表示することができる。

図３にレンズ装置５の外観を、図４にレンズ装置５の構成の概略をそれぞれ示す。レンズ装置５は、プリズム２１を用いた屈曲光学系となっている。この屈曲光学系を用いることによって、デジタルカメラ２の厚みを薄くしている。レンズ装置５は、上部ユニット２３と、下部ユニット２４と、これら各ユニット２３，２４の間に組み付けられたシャッタ装置２５とからなる。

上部ユニット２３は、上部鏡筒２６の上部前面にレンズ２７を配しており、その像面側の背後のプリズム収納部２８内にプリズム２１を配してある。上部鏡筒２６内には、ズームレンズ群３１を組み付けてあり、このズームレンズ群３１を光軸Ｐ１に沿って移動することによりズーミングを行う。

下部ユニット２４の下部鏡筒３２は、上部鏡筒２６とともにレンズ装置５の鏡筒を構成する。この下部鏡筒３２内には、フォーカスレンズ群３３を組み付けてあり、このフォーカスレンズ群３３を光軸Ｐ１に沿って移動することによりピント調節を行う。また、下部鏡筒３２の下部に、モアレや擬色の発生を防止するためのローパスフィルタ３６，ＣＣＤイメージセンサ３７等からなるセンサユニット３８を組み付けてあり、これらは抑え板３９で固定されている。ＣＣＤイメージセンサ３７の受光面には、上記のように構成されるレンズ装置５の各種レンズよって被写体像が結像する。なお、イメージセンサとしては、ＣＣＤイメージセンサに限られるものではなく、例えばＣＭＯＳ型イメージセンサであってもよい。

シャッタ装置２５は、被写体光の光路上に絞り羽根を兼ねたシャッタ羽根を配してある。シャッタ装置２５は、ＣＣＤイメージセンサ３７への入射する光の強さを調節するとともに、レリーズボタン７の押圧操作に応答した静止画撮影の露光完了直後に光路を閉じてＣＣＤイメージセンサ３７への光の入射を阻止し、スメアの発生を防止する。

図５にレンズ装置５の要部断面を示す。下部鏡筒３２の底部（後端）部に、センサユニット３８を組み付けるための開口４２を設けてある。ＣＣＤイメージセンサ３７は、パッケージ４３の前面中央に凹部４３ａが設けられ、その凹部４３ａの中心に多数の受光素子や転送路などを形成したチップ４４を配してある。このチップ４４は、凹部４３ａを覆う透明なカバーガラス４５で保護してある。ローパスフィルタ３６は、スペーサ４６を介してカバーガラス４５の表面縁部に取り付けられている。このように、ローパスフィルタ３６を取り付けられたＣＣＤイメージセンサ３７を開口４２に嵌め込む。

保持部材となる開口４２は、例えば開口形状がパッケージ４３とほぼ相似形な長方形であって、内壁面がレンズ側に向かうにしたがって開口面積が段階的に小さくなるような階段状になっている。ＣＣＤイメージセンサ３７は、開口４２の内壁面の段差に設けた突起４７ａにパッケージ４３の外周面が、突起４７ｂにパッケージ４３の表面がそれぞれ当接することで、所定の位置、姿勢に位置決めされる。すなわち、ＣＣＤイメージセンサ３７は、その受光面（チップ４４）の中心を光軸Ｐ１が通り、受光面が光軸Ｐ１と垂直であり、さらに光軸Ｐ１を中心とした受光面の回転位置が所定のもとなるように正しく位置決めされる。ＣＣＤイメージセンサ３７は、そのパッケージ４３の背面を抑え板３９によって押圧することで固定される。

パッケージ４３と抑え板３９との間には、ＣＣＤイメージセンサ３７の駆動回路やＣＣＤイメージセンサ３７からの撮影信号を処理する処理回路に接続された回路側フレキシブル基板４８と、ＣＣＤイメージセンサ３７に接続されたＣＣＤ側フレキシブル基板４９とが配されている。各フレキシブル基板４８，４９は、それらに設けた各接点４８ａ，４９ａが抑え板３９の押圧力によって互いに密着することにより電気的に接続され、結果としてＣＣＤイメージセンサ３７が駆動回路や処理回路に接続される。

図６に抑え板３９の外観を、図７に抑え板３９を取り付けた状態の下部鏡筒３２の底面を示す。抑え板３９は、弾性を有する例えば金属板を加工したものであり、折り曲げて「ヘ」字形状とした板部５１と、この板部５１の他端側の両側に設けた一対のフック部５２とからなる。

板部５１は、パッケージ４３の長手方向に沿って長い板状であって、ＣＣＤイメージセンサ３７の押圧方向とは反対向きに、折り曲げ線Ｃｐで折り曲げた形状に予めしてある。このように板部５１を予め折り曲げておくことにより、抑え板３９を組み付けた際に、板部５１が押圧方向とは反対側に突出するように撓むことを防止し、幅が小さい板部５１で十分な押圧力を得ている。

また、下部鏡筒３２の底面側から見たときに、パッケージ３のほぼ中心と重なる位置を通り、パッケージ４３を長手方向に二分するように折り曲げ線Ｃｐを決めてある。そして、この折り曲げ線Ｃｐからほぼ等距離の位置に、凸部５４と、一対の凸部５５とを形成してある。各凸部５４，５５は、それぞれパッケージ４３側に突出しており、凸部５４は、パッケージ４３の背面に直接に接触して押圧し、凸部５６は、各フレキシブル基板４８，４９を挟んでパッケージ４３の背面を押圧する。凸部５６は、各フレキシブル基板４８，４９を挟む分だけ凸部５５よりも突出量を小さくしてある。このように、折り曲げ線Ｃｐからほぼ等距離の位置に各凸部５５，５６を設けることにより、パッケージに対して、その中心を挟んだ両側に適正なバランスの押圧力を付与する。

なお、ＣＣＤイメージセンサ３７を押圧する凸部を別部材で形成し、これを抑え板に取り付けてもよく、２個あるいは４個以上としてもよい。また、各凸部５５で各フレキシブル基板４８，４９の接点４８ａ，４９ａの位置を押圧することで、接続を確実なものとし、接片５７を介して抑え板３９を回路側フレキシブル基板４８のグランド用の接点に電気的に接続することにより、抑え板３９を電気的なノイズに対するシールドとして機能させている。

ＣＣＤイメージセンサ３７を固定する際には、抑え板３９をパッケージ４３を押圧する方向に弾性変形させて略平板状とし、各凸部５４，５５をパッケージ４３の背面に当接させて押圧力を付与した状態で両端を固定する。この例では、板部５１の一端を下部鏡筒３２の底面に密着させるようにしてネジ５８で固定し、各フック部５２の開口５２ａを下部鏡筒３２の外壁に設けた係合突起３２ａに係合することで、他端を固定する。なお、図中符号５９ａ，５９ｂは、ネジ５８が通される孔，切欠である。

次に上記構成の作用について説明する。ＣＣＤイメージセンサ３７にローパスフィルタ３６とスペーサ４６とを組み付け、さらにＣＣＤ側フレキシブル基板４９を接続することでセンサユニット３８を作成しておく。次に、ローパスフィルタ３６がレンズ側となる姿勢で下部鏡筒３２の開口４２内にセンサユニット３８を嵌め込む。この嵌め込みにより、開口４２内の段差に設けた凸部４７ａ，４７ｂにパッケージ３７ａが当接することにより、ＣＣＤイメージセンサ３７を含むセンサユニット３８が正しい位置、姿勢に位置決めされる。

センサユニット３８を開口４２に嵌め込んでから、各フック部５２の開口５２ａが下部鏡筒３２の係合突起３２ａに係合される。この状態では、板部５１の一端は、下部鏡筒３２の底面から離れる方向に向かって折り曲がった状態になっている。そして、その板部５１の一端を底面に密着させる向きに弾性変形させ、その一端をネジ５８で固定する。これにより、ＣＣＤイメージセンサ３７は、そのパッケージ４３の背面が凸部５４で直接に当接、押圧され、また凸部５５で各フレキシブル基板４８，４９を介して押圧されて、固定される。

抑え板３９は、板部５１の一端をＣＣＤイメージセンサ３７のパッケージ４３を押圧する方向とは反対方向に折り曲げてあったから、上記のように板部５１を弾性変形させても、その板部５１の中央部がパッケージ４３の背面から離れるように撓むことはない。したがって、十分な押圧力でパッケージ４３を押圧することができ、この後ＣＣＤイメージセンサ３７の位置がずれたりすることはない。

例えば、下部鏡筒３２は、センサユニット３８の組み付け前に、それ以外の各種部品，完成した上部ユニット２３，シャッタ装置２５が組み付けられており、センサユニット３８が固定されることでレンズ装置５が完成する。そして、その完成したレンズ装置５は、各種調整や検査を施してからデジタルカメラ２に組み付けられる。

上記実施形態では、プリズムを用いたレンズ装置の例について説明したが、本発明は、光路を屈曲した屈曲光学系でないレンズ装置にも利用することができる。また、本実施形態では撮像装置として静止画を撮影するデジタルカメラへ適用した場合について説明したが、本発明は、静止画の他に動画を撮影する撮像装置にも利用できる。また、レンズ装置の鏡筒にイメージセンサのパッケージが押しつけられる保持部材を設けた例について説明したが、これに限るものではなく、例えばカメラのフレームや筐体に保持部材を設けたりしてもよい。

本発明を実施したデジタルカメラの前面側を示す斜視図である。 デジタルカメラの背面側を示す斜視図である。 レンズ装置の外観を示す斜視図である。 レンズ装置の構成を概略的に示す説明図である。 イメージセンサの取り付けを示すレンズ装置の要部断面図である。 抑え板の外観を示す斜視図である。 下部鏡筒の底部に抑え板を組み付けた状態を示す説明図である。

符号の説明

２ デジタルカメラ
５ レンズ装置
２６，３２ 鏡筒
２７ａ レンズ
３７ ＣＣＤイメージセンサ
３９ 抑え板
５１板部
５２ フック部
５４，５５ 凸部
５８ ネジ

Claims (8)

1. 抑え板に設けた凸部によってイメージセンサのパッケージの背面に押圧力を付与し、パッケージを保持部材に押しつけて固定するイメージセンサの取付方法において、
   前記パッケージの背面を押圧する方向とは反対方向に前記抑え板を折り曲げておき、パッケージを保持部材に固定する際には、前記パッケージを押圧する方向に前記抑え板を弾性変形させて略平板状とするとともに前記凸部を前記パッケージの背面に当接させて押圧力を付与した状態として、前記抑え板の両端を保持部材に固定することを特徴とするイメージセンサの取付方法。
2. イメージセンサのパッケージを保持部材に押しつけて固定するイメージセンサの保持機構において、
   前記パッケージの背面側に配され、このパッケージの背面を押圧する方向とは反対方向に予め折り曲げられた抑え板と、この抑え板に設けられ、パッケージの背面側に突出した凸部と、前記パッケージを押圧する方向に前記抑え板を略平板状に弾性変形させて前記凸部を前記パッケージの背面に当接させて押圧力を付与した状態で前記抑え板の両端を固定する板固定手段とを備えたことを特徴とするイメージセンサの保持機構。
3. 前記凸部は、少なくとも２個設けられ、前記抑え板は、折り曲げ線が前記２個の凸部の間であることを特徴とする請求項２記載のイメージセンサの保持機構。
4. 前記各凸部は、折り曲げ線からほぼ等距離にあることを特徴とする請求項３記載のイメージセンサの保持機構。
5. 前記抑え板は、前記パッケージの略中心と重なる位置を通る折り曲げ線で折り曲げられていることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載のイメージセンサの保持機構。
6. 撮影レンズと、この撮影レンズからの被写体光を受光して撮影信号を出力するイメージセンサと、このイメージセンサを固定する請求項２ないし５のいずれか１項に記載されたイメージセンサの保持機構とを備えたことを特徴とする撮像装置。
7. 前記保持部材は、前記撮影レンズの鏡筒の後端に一体に設けられていることを特徴とする請求項６記載の撮像装置。
8. 少なくとも2個の凸部をイメージセンサのパッケージの背面に当接して押圧力を付与する抑え板において、
   前記2個の凸部との間を折り曲げ位置として、前記パッケージの背面を押圧する方向とは反対方向に折り曲げられ、パッケージを押圧力を付与する時に、前記パッケージを押圧する方向に弾性変形されて略平板状とされて前記凸部を前記パッケージの背面に当接することを特徴とする抑え板。
   
   

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