JP2008124673A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成でより小型化の図れる撮像措置を提供することを目的とする。
【解決手段】ＣＣＤを内蔵したＣＣＤパッケージ１１と撮影光学系との間の光路中に配置されたローパスフィルタ２３と、ＣＣＤパッケージ１１とローパスフィルタ２３を保持するＣＣＤホルダ２５を具備している。また、ＣＣＤへの光路に対応する開口を有し、この開口の周囲を囲む内周部と、この内周部を囲む外周部とを有するシート状の固定用シート２１と、ローパスフィルタ２３と当接するフィルタ受け面２５ａと、このフィルタ受け面２５ａに対しＣＣＤパッケージ１１側に突出するように段差をもって形成され、固定用シート２１と当接するシート受け面２５ｂを具備している。ローパスフィルタ２３はシート受け面２５ｂよりも突出しており、固定用シート２１の弾性力により保持されるようになっている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、撮像装置に関し、より詳細には、光学素子を撮像装置内に固定する機構に関する。

デジタルカメラ、電子スチルカメラ等の撮像装置においては、光学的ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の光学素子が、撮影レンズと撮像素子の間に配され、光学素子は撮像装置に固定されている。例えば、特許文献１には、撮像素子としてのＣＣＤ（電荷結合素子charge coupled device）と光学素子としてのローパスフィルタの間にゴム部材を配し、このゴム部材を弾性変形させてローパスフィルタを固定することが開示されている。
特開２００６−６７３５６号公報

一般に、撮像素子等の電子部品における外形寸法などの機械的な寸法公差は±０．２〜０．３ｍｍ程度であり、精密機器としては比較的、大きな公差となっている。このため、特許文献１に開示されているように、ゴムなどの弾性部材で光学素子を弾性保持する場合に、寸法公差の中で最小寸法でも弾性力を確保するには、厚い弾性部材が必要となる。この結果、弾性部材を配するに十分な空隙を設けなければならない。

一方、デジタルカメラなどの撮像装置は、より一層の小型化が要求されており、光学的ローパスフィルタや赤外カットフィルタ等の光学素子と撮像素子との間隔を狭くする必要がある。特許文献１に開示されるように、ゴムなどの弾性部材の弾性力によって光学素子を保持する場合には、保持力を得るために、ゴム自体の厚さを必要としており、撮像装置の小型化を十分図ることができない。また、電子部品の外形寸法の公差を考慮すると、さらにゴム自体を厚くする必要がある。このため、光学素子を保持するための弾性部材を配するための空隙を十分確保することが必要であり、デジタルカメラなどの撮像装置を小型化することが困難であった。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、簡単な構成でより小型化の図れる撮像措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第１の発明に係わる撮像装置は、撮影光学系からの光を受光して光電変換する撮像素子と、この撮像素子と上記撮影光学系との間の光路中に配される光学素子と、上記撮像素子と上記光学素子を保持する保持部材と、上記光学素子と上記撮像素子との間に配され、上記撮像素子への光路に対応する開口を有し、上記開口の周囲を覆う内周部と、この内周部を覆う外周部とを有するシート状の押さえ部材と、上記撮像素子と対向するように上記保持部材に設けられ、上記光学素子と当接する光学素子受け面と、この光学素子受け面に対し上記撮像素子側に突出するように段差をもって形成され、上記押さえ部材と当接する押さえ部材受け面を具備し、上記光学素子は上記押さえ部材受け面よりも突出して配され、上記押さえ部材の弾性力により上記光学素子を保持する。

第２の発明に係わる撮像装置は、上記第１の発明において、上記押さえ部材の外周部を上記押さえ部材受け面と挟持する弾性部材を有し、この弾性部材は、上記光学素子と上記撮像素子との間隔よりも光軸方向の寸法が大きい。
また、第３の発明に係わる撮像装置は、上記第２の発明において、上記撮像素子に上記光学素子側に向かって突出するように設けられるカバー部材と、このカバー部材の周囲に、上記カバー部材に対し上記光学素子から離間する方向に段差をもって形成される弾性部材受け面を具備し、上記撮像素子を上記保持部材に取り付けた状態で、上記弾性部材が上記弾性部材受け面と上記押さえ部材との間で弾性変形することで、上記押さえ部材の外周部が保持される。
さらに、第４の発明に係わる撮像装置は、第１の発明において、上記押さえ部材は合成樹脂によって形成されている。
さらに、第５の発明に係わる撮像装置は、第１の発明において、上記シート状の押さえ部材は、上記撮影光学系の光軸と直交する方向に延びている。

上記目的を達するために、第６の発明に係る撮像装置は、被写体像を結像するための撮影レンズと、上記被写体像を光電変換し画像信号を出力する撮像素子と、上記撮影レンズと上記撮像素子の間に配置された光学素子と、この光学素子と当接する当接面と、中央部が開口となっており、開口部の外側が上記光学素子の外周側を覆う位置に配された合成樹脂製のシート状部材を具備し、上記光学素子は上記シート状部材の取り付け面より突出する厚みを有し、上記シート状部材の曲げ方向への弾性力によって上記光学素子を上記当接面に押し付ける。

本発明によれば、簡単な構成でより小型化の図れる撮像装置を提供することができる。

以下、図面に従って本発明を適用したデジタルカメラを用いて好ましい一実施形態について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの光学素子とその周辺部材の分解斜視図であり、図２は光学素子とその周辺部材の断面図である。

内部に撮像素子としてのＣＣＤとその周辺回路を内蔵したＣＣＤパッケージ１１はＣＣＤプレート１３に固着され、ＣＣＤパッケージ１１の被写体光束受光面側には、保護用のカバーガラス１７がＣＣＤパッケージ１１を密封している。なお、撮像素子としては、本実施形態のようなＣＣＤに限らず、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）タイプの撮像素子でも良く、被写体像を光電変換し、画像信号を出力する二次元撮像素子であれば良い。

ＣＣＤプレート１３は、このＣＣＤプレート１３に設けられた孔１３ａを通してビス１５によって、ＣＣＤホルダ２５に固着されている。ＣＣＤホルダ２５のＣＣＤプレート１３と反対側には、撮影レンズの最後端のレンズ２７が配置されており、このＣＣＤホルダ２５はレンズ鏡筒に取り付けられている。ＣＣＤホルダ２５には、光学素子としての光学的ローパスフィルタ２３を受けるための矩形形状のフィルタ受け面２５ａが、ＣＣＤホルダ２５の開口部の周囲に設けられている。

フィルタ受け面２５ａの外周側には、段差によって隔てられ、フィルタ受け面２５ａを囲むようにシート受け面２５ｂが設けられている。シート受け面２５ｂには、中央部分が開口となっている矩形形状の固定用シート２１の外周部が固着されている。この固定用シート２１は、０．０５〜０．１ｍｍ程度の厚さのポリエステルフィルム（ＰＥＴ材）によって構成されている。

ローパスフィルタ２３の厚みは、フィルタ受け面２５ａとシート受け面２５ｂの間の段差より大きいので、フィルタ受け面２５ａにローパスフィルタ２３を載置した状態では、ローパスフィルタ２３はシート受け面２５ｂより突出している。このため、固定用シート２１の内周部２１ａ(開口部側)では、曲げ方向の弾性力、いわゆる腰の力によって、固定用シート２１はローパスフィルタ２３をフィルタ受け面２５ａに押し付け、保持している。

固定用シート２１の外周部２１ｂのシート受け面２５ｂと当接する部分には、粘着剤が貼付された粘着領域２１ｃが設けられており、この粘着領域をシート受け面２５ｂに貼り付け、固定する。固定用シート２１の内周部２１ａ(開口部側)には粘着領域が設けられておらず、固定用シート２１がローパスフィルタ２３に貼り付くようなことはない。このため、粘着剤がローパスフィルタ２３等に付着し、付着した粘着剤が影となって、被写体像に写しこまれることを防止することができる。

なお、固定用シート２１のシート受け面２５ｂへの固定方法は、粘着剤以外にも接着材でも良く、またビス等によって固定するようにしても構わない。また、固定用シート２１は、樹脂色として黒色にしておけば、特に表面処理を施さなくても、反射防止機能を果たすことができる。固定用シートとして金属の薄膜を使用する場合に比較し、反射防止のための後処理を施す必要がなくなるという利点がある。また、金属の薄膜に反射防止などの表面処理を施した場合、その処理膜が剥落し、ローパスフィルタ２３やＣＣＤパッケージ１１に付着して、その影が画像に写り込む虞がある。これに対し、遮光機能を有する黒色の合成樹脂のシート材を用いれば表面処理がいらないので処理膜の剥落などによる影の写り込みを防止することができる。

固定用シート２１の外周部２１ｂとＣＣＤパッケージ１１の間には、ＣＣＤゴム１９が挟持されている。ＣＣＤゴム１９は、図１に示すように矩形形状しており、その厚さは、固定用シート２１とＣＣＤパッケージ１１の間隔よりは厚くなっている。図２において、ＣＣＤゴム１９がＣＣＤパッケージ１１に重なっているように見えるが、実際には重なっておらず、ＣＣＤパッケージ１１がない場合のＣＣＤゴム１９の厚さを示している。したがって、組み立て後は、ＣＣＤゴム１９はＣＣＤパッケージ１１の平面に密着することになる。ＣＣＤパッケージ１１はカバーガラス１７の周囲にカバーガラス１７に対しローパスフィルタ２３から離間する方向に段差をもって弾性部材受け面１１ａが形成されており、ＣＣＤゴム１９は、弾性部材受け面１１ａに当接している。

このＣＣＤゴム１９は、前述した特許文献１に開示されている弾性部材とは異なり、光学素子としてのローパスフィルタ２３を保持する機能は有しておらず、ＣＣＤパッケージ１１、ＣＣＤカバーガラス１７およびローパスフィルタ２３の間に、外部より塵埃が侵入することを防止している。このような塵埃侵入を果たせる材料であれば、弾性部材でなくても構わない。また、本実施形態のＣＣＤゴム１９は、ローパスフィルタ２３を保持する必要がないので、ローパスフィルタ２３とＣＣＤパッケージ１１のカバーガラス１７との間に介在する必要がない。従って、ローパスフィルタ２３とＣＣＤパッケージ１１のカバーガラス１７との間隔を短くすることができる。具体的には、ＣＣＤパッケージ１１には突出するようにカバーガラス１７が形成されているものが多い。本実施形態においては、ＣＣＤゴム１９をカバーガラス１７の周囲に形成される弾性部材受け面１１ａにて受け、カバーガラス１７とローパスフィルタ２３との間の空間からＣＣＤゴム１９を避けて配置している。さらに、本実施形態ではＣＣＤゴム１９は固定用シート２１の外周部と当接しているので、固定用シート２１をＣＣＤホルダ２５に対して粘着剤を用いずとも、ＣＣＤゴム１９の弾性力により保持することも可能である。この場合、固定用シート２１に粘着剤が不要となり、コストの低減を図ることができる。

また、本実施形態においては、ＣＣＤゴム１９はＣＣＤパッケージ１１と固定用シート２１の間に配置しているが、これに限らず、例えば、固定用シート２１とＣＣＤカバーガラス１７の間に配置しても良い。本実施形態のようにＣＣＤパッケージ１１と固定用シート２１の間に配置した場合には、ＣＣＤカバーガラス１７と固定用シート２１の空隙を狭くすることができ、撮像装置全体の小型化を図ることができる。

このように、本実施形態の構成によれば、撮影光学系からの光を受光して光電変換するＣＣＤを内蔵したＣＣＤパッケージ１１と、このＣＣＤパッケージ１１と撮影光学系との間の光路中に光学素子としてのローパスフィルタ２３と、ＣＣＤパッケージ１１とローパスフィルタ２３を保持するＣＣＤホルダ２５を具備している。また、ローパスフィルタ２３とＣＣＤパッケージ１１の間に、ＣＣＤパッケージ１１に内蔵されたＣＣＤへの光路に対応する開口を有し、この開口の周囲を囲む内周部と、この内周部を囲む外周部とを有するシート状の固定用シート２１と、ＣＣＤパッケージ１１と対向するようにＣＣＤホルダ２５に設けられ、ローパスフィルタ２３と当接するフィルタ受け面２５ａと、このフィルタ受け面２５ａに対しＣＣＤパッケージ１１側に突出するように段差をもって形成され、固定用シート２１と当接するシート受け面２５ｂを具備している。そして、ローパスフィルタ２３はシート受け面２５ｂよりも突出しており、固定用シート２１の弾性力により保持されるようになっている。ローパスフィルタ２３を保持する固定用シート２１は、光軸方向にスペースをとらないので、全体を小型化することができる。

次に、本実施形態の組み立て手順について説明する。まず、ＣＣＤホルダ２５のフィルタ受け面２５ａにローパスフィルタ２３に載置し、その周囲を固定用シート２１で覆う。固定用シート２１の外周部側の粘着領域をシート受け面２５ｂに貼り付け、固定する。このとき、固定用シート２１の曲げ方向の弾性力によって、ローパスフィルタ２３の保持を行う。次に、固定用シート２１の上にＣＣＤゴム１９を載置する。

上述の作業と並行してＣＣＤパッケージ１１をＣＣＤプレート１３上に位置決めして固定しておく。このＣＣＤパッケージ１１をＣＣＤゴム１９上に載せ、この状態で、ビス１５をＣＣＤホルダ２５に螺合することにより、一体化させる。なお、レンズ２７は、事前にＣＣＤホルダ２５に取り付けておいても良く、逆に、ＣＣＤパッケージ１１を取り付けてからレンズ２７を固定するようにしても良い。本実施形態においては、固定用シート２１を粘着剤によりＣＣＤホルダ２５に固定しているので、ＣＣＤホルダ２５にローパスフィルタ２３と固定用シート２１を組み付けた状態で、両者がＣＣＤホルダ２５から脱落することがないので、組み立て時の作業性が良い。

以上のように、本実施形態ではローパスフィルタ２３の保持は、固定用シート２１の曲げ方向の弾性力によって行うようにしている。このため、特許文献１に開示されているように、圧縮された弾性部材の膨張力によって光学素子を保持する場合に比較し、撮影レンズの光軸方向の空隙を狭くすることができ、撮像装置の小型化を図ることができる。

また、本実施形態においては、ＣＣＤホルダ２５とＣＣＤパッケージ１１の間の空隙をＣＣＤゴム１９によって充填しているので、外部から塵埃等がＣＣＤパッケージ１１の受光面に付着することを防止することができ、画像劣化を防止できる。また、ＣＣＤゴム１９を配するにあたって、ＣＣＤカバーガラス１７の脇であって、ＣＣＤパッケージ１１によってＣＣＤゴム１９を挟持するようにしたので、ローパスフィルタ２３とＣＣＤカバーガラス１７との距離を小さくすることができ、撮像装置の小型化を図ることができる。

なお、本実施形態においては、光学素子としてローパスフィルタに適用した例を示したが、光学素子としては、ローパスフィルタに限らず、例えば、赤外カットフィルタや防塵用のダミーガラス等、種々の光学素子に置き換えることができる。また、本実施形態においては、光学素子を撮像素子側からＣＣＤホルダ２５に固定用シート２１によって曲げ方向の弾性力によって押し付けていたが、これに限らず、撮影レンズ側からＣＣＤパッケージ１１やＣＣＤカバーガラス１７の方向に固定用シート２１によって押し付けるように構成しても勿論構わない。

さらに、本実施形態においては、固定用シート２１の材料としてポリエステルフィルム（ＰＥＴ材）を使用していたが、これに限らず、曲げ方向の弾性力があり、いわゆる腰の強い合成樹脂、プラスチックフィルム材料であれば、勿論使用することができる。

本発明の実施形態の説明にあたっては、デジタルカメラを例に挙げたが、デジタルカメラとしては、所謂コンパクトデジタルカメラ、デジタル一眼レフカメラや携帯電話等に内蔵されるデジタルカメラ等の種々のデジタルカメラが含まれる。また、本発明はデジタルカメラに限らず、アナログの電子撮像装置等の撮像装置に適用できることは勿論である。

本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの光学素子とその周辺部材の分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの光学素子とその周辺部材の断面図である。

符号の説明

１１ ＣＣＤパッケージ
１３ ＣＣＤプレート
１３ａ 孔
１５ ビス
１７ ＣＣＤカバーガラス
１９ ＣＣＤゴム
２１ 固定用シート
２３ ローパスフィルタ
２５ ＣＣＤホルダ
２５ａ フィルタ受け面
２５ｂ シート受け面
２７ レンズ

Claims (6)

1. 撮影光学系からの光を受光して光電変換する撮像素子と、
   この撮像素子と上記撮影光学系との間の光路中に配される光学素子と、
   上記撮像素子と上記光学素子を保持する保持部材と、
   上記光学素子と上記撮像素子との間に配され、上記撮像素子への光路に対応する開口を有し、上記開口の周囲を囲む内周部と、この内周部を囲む外周部とを有するシート状の押さえ部材と、
   上記撮像素子と対向するように上記保持部材に設けられ、上記光学素子と当接する光学素子受け面と、
   この光学素子受け面に対し上記撮像素子側に突出するように段差をもって形成され、上記押さえ部材と当接する押さえ部材受け面と、
   を具備し、
   上記光学素子は上記押さえ部材受け面よりも突出して配され、上記押さえ部材の弾性力により上記光学素子を保持することを特徴とする撮像装置。
2. 上記押さえ部材の外周部を上記押さえ部材受け面と挟持する弾性部材を有し、この弾性部材は、上記光学素子と上記撮像素子との間隔よりも光軸方向の寸法が大きいことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 上記撮像素子に上記光学素子側に向かって突出するように設けられるカバー部材と、
   このカバー部材の周囲に、上記カバー部材に対し上記光学素子から離間する方向に段差をもって形成される弾性部材受け面と、
   を具備し、
   上記撮像素子を上記保持部材に取り付けた状態で、上記弾性部材が上記弾性部材受け面と上記押さえ部材との間で弾性変形することで、上記押さえ部材の外周部が保持されることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 上記押さえ部材は合成樹脂によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 上記シート状の押さえ部材は、上記撮影光学系の光軸と直交する方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 被写体像を結像するための撮影レンズと、
   上記被写体像を光電変換し画像信号を出力する撮像素子と、
   上記撮影レンズと上記撮像素子の間に配置された光学素子と、
   この光学素子と当接する当接面と、
   中央部が開口となっており、開口部の外側が上記光学素子の外周側を覆う位置に配された合成樹脂製のシート状部材と、
   を具備し、
   上記光学素子は上記シート状部材の取り付け面より突出する厚みを有し、上記シート状部材の曲げ方向への弾性力によって上記光学素子を上記当接面に押し付けることを特徴とする撮像装置。