JP2011135217A

JP2011135217A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2011135217A
Application number: JP2009291276A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hase; 博之長谷
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2009-12-22
Publication date: 2011-07-07
Anticipated expiration: 2029-12-22
Also published as: JP5460300B2; US20110150461A1; CN102103307B; CN102103307A; US8175453B2

Abstract

【課題】専用部品を必要することなく、撮像素子の光軸方向の位置調整および傾き調整を行うことができる撮像装置を提供する。
【解決手段】撮影光学系を通過した被写体像を電気信号に変換する撮像素子６と、前記撮像素子６を保持する保持部材５と、前記撮像素子６の受光面の周囲を包囲する防塵部材４とを備える撮像装置であって、前記防塵部材４は、前記保持部材５を前記撮影光学系から離間する方向に付勢する付勢部４ｄが一体で形成されていることを特徴とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、撮像素子の光学調整を行うことができる撮像装置に関するものである。

従来から、撮像素子の光学調整を行うことができる撮像装置が知られている。例えば、特許文献１に開示された撮像装置は、ＣＣＤ地板と撮像素子が固定されたＣＣＤ保持板との間に設けられた圧縮バネと、ＣＣＤ保持板をＣＣＤ地板に対して光軸方向に移動させる３つの調整ネジとを含んで構成されている。

撮像素子の光学調整を行う場合、３つの調整ネジのねじ込み量を変化させることで撮像素子を光軸方向に微調整することができ、３本の調整ネジのそれぞれのねじ込み量を変化させることで撮像素子の傾きを微調整することができる。

特開２００４−３２５５５５号公報

しかしながら、従来の撮像装置では、撮像素子を光学調整するために圧縮バネ等の専用部品が必要となり部品点数が増えてしまい、撮像装置の組み付けが容易ではないという問題がある。また、圧縮バネを配置する自由度が少なく圧縮バネの配置によっては光学調整ができないという問題がある。
本発明は、上述したような問題点に鑑みてなされたものであり、専用部品を必要することなく、撮像素子の光軸方向の位置調整および傾き調整を行うことができる撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の撮像装置は、撮影光学系を通過した被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、前記撮像素子を保持する保持部材と、前記撮像素子の受光面の周囲を包囲する防塵部材とを備える撮像装置であって、前記防塵部材に、前記保持部材を前記撮影光学系から離間する方向に付勢する付勢部が一体で形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、部品点数の削減を図り撮像装置の組み付け性を向上させると共に、部品配置の自由度を向上させることができる。

本実施形態に係る撮像装置の内部構成を示す分解斜視図である。本実施形態に係る撮像素子と保持板との接着状態を示す正面図である。本実施形態に係る防塵ゴムを示す斜視図である。本実施形態に係る撮像素子のビス止め前の状態を示す断面図である。本実施形態に係る撮像素子の光学調整前の状態を示す断面図である。本実施形態に係る撮像素子の光学調整後の状態を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。なお、本実施形態では、撮像装置としてデジタルカメラを取り上げて説明する。各図では、必要に応じてデジタルカメラの撮影方向を前方としてＦｒで示し、その反対方向を後方としてＲｒで示している。
図１は、デジタルカメラを構成する構成部品の一部を示す斜視図であり、特に撮像素子周辺の構成部品を中心に示している。

図１に示すようにデジタルカメラは、固定地板１、レンズ鏡筒２、光学フィルター３、防塵ゴム４、保持板５、撮像素子６、フレキシブル基板７および調整ネジ８を含んで構成されている。
固定地板１は、レンズ鏡筒２および撮像素子６等を支持する。固定地板１には、レンズ鏡筒２を固定する側と相反する位置に撮像素子６を収容する凹状の収容室１ａが形成されている。収容室１ａ内には、被写体光線の入射光量を決定し、かつ有害光線をカットする開口部１ｂが形成されている。収容室１ａの周囲には、調整ネジ８（調整部材）が螺合される複数の雌ネジ部１ｃが形成されている。また、各雌ネジ部１ｃに隣接して光軸方向に沿った有底孔１ｄが形成されている。

光学フィルター３は、撮像素子６の受光面に照射される光のうち高周波ノイズ成分をカットする。光学フィルター３は、平板状であって、固定地板１の収容室１ａ内の開口部１ｂの後方の位置で防塵ゴム４によって支持される。
防塵ゴム４（防塵部材）は、弾性力を有し、光学フィルター３と撮像素子６との間にゴミ等の異物の侵入を防止する。防塵ゴム４は、固定地板１の収容室１ａ内の光学フィルター３の後方の位置で保持板５によって支持される。

保持板５（保持部材）は、撮像素子６およびフレキシブル基板７を保持する。保持板５は、平板状であって、撮像素子６のパッケージ全周の一部を収容する開口部５ａが形成されている。また、保持板５は、調整ネジ８が挿通される挿通孔５ｂが形成されていて、調整ネジ８により固定地板１に支持される。
撮像素子６は、撮影光学系を通過した被写体像を電気信号に変換する。撮像素子６は、フレキシブル基板７に半田付けされる。

フレキシブル基板７は、変換された電気信号を図示しない他の処理回路に送信する。
保持板５と、撮像素子６と、フレキシブル基板７とは、予め一体化された状態で組み付けられる。図２は、撮像素子６とフレキシブル基板７とを保持板５に組み付けた状態を前方から見た図である。図２に示すように、撮像素子６のパッケージ全周の一部を保持板５の開口部５ａに挿入した状態で、撮像素子６のパッケージ全周と保持板５の開口部５ａとの間に接着剤９を塗布することで撮像素子６が保持板５に固定される。

本実施形態に係る、撮像素子の光軸方向の位置調整および傾き調整には、防塵ゴム４の弾性力を利用している。
ここで、防塵ゴム４の詳細な形状について図３を参照して説明する。図３（ａ）は、防塵ゴム４を斜め前方から見た斜視図であり、図３（ｂ）は、防塵ゴム４を斜め後方から見た斜視図である。

防塵ゴム４は、前方から見ると保持板５の外形よりも小さく保持板５の開口部５ａよりも大きい矩形状であって、中央に光学フィルター３の外形よりも小さい開口部４ｅが形成されている。開口部４ｅの内周縁における前面は、光学フィルター３の外周縁の後面と当接する押圧部４ａが形成されている。この押圧部４ａは、光学フィルター３を固定地板１に対して押圧する。
一方、防塵ゴム４の外周縁の後面は、保持板５と当接される。

防塵ゴム４は、当接部４ｂから押圧部４ａに向かうにしたがって、前方に向かって突出するように斜めに形成されている。当接部４ｂと押圧部４ａとを繋ぐ部分は、弾性力を有する防塵部４ｃを構成する。防塵ゴム４が固定地板１に取り付けられた状態では、防塵部４ｃは、撮像素子６の受光面の周囲を包囲する態様となり、撮像素子６の受光面に塵などが付着することを防止する。

また、防塵ゴム４に光軸方向に沿って当接部４ｂと押圧部４ａとの距離を縮めるような力が作用したとき、防塵部４ｃは、逆に当接部４ｂと押圧部４ａとの距離を離間させるような弾性力が働く。すなわち、後述するように保持板５を光軸方向に対して前方に移動させると、防塵部４ｃの弾性力によって押圧部４ａを介して光学フィルター３を前方に付勢し、当接部４ｂを介して保持板５を光軸方向に対して後方に付勢する。
このような防塵部４ｃの弾性力によって、光学フィルター３と防塵ゴム４との間および保持板５と防塵ゴム４との間には常に隙間がなく、光学フィルター３と撮像素子６との間を密閉にし、ゴミ等の異物の侵入を防止している。

さらに、防塵ゴム４の当接部４ｂの外縁部には、光軸方向に対して前方に延出する突起状の付勢部４ｄ（突起部）が一体で形成されている。本実施形態の防塵ゴム４は、当接部４ｂの上端から２つ、下端から１つの計３つの付勢部４ｄが形成されている。付勢部４ｄは、前後方向（光軸方向）に沿った円柱状であって、前後方向に伸縮可能である。各付勢部４ｄは、固定地板１の対応する有底孔１ｄにそれぞれ挿入できる外径である。
また、上述したように、固定地板１の有底孔１ｄと雌ネジ部１ｃとは互いに隣接させた位置に形成されていることから、防塵ゴム４が固定地板１に取り付けられた状態では、各付勢部４ｄは３つの調整ネジ８と隣接した位置に配設される。各付勢部４ｄは、３つの調整ネジ８のねじ込み量を変化させることで後述するように撮像素子６の光軸方向の位置を微調整したり傾きを微調整したりする役割を有する。

次に、光学フィルター３、防塵ゴム４、保持板５、撮像素子６およびフレキシブル基板７を固定地板１に取り付ける場合について図４を参照して説明する。図４は、各構成部品を固定地板１に取り付ける前の状態を示す断面図である。なお、図４は、防塵ゴム４の下端から突出する付勢部４ｄの中心を通るように切断した縦断面図である。
図４に示すように、光学フィルター３と、防塵ゴム４と、撮像素子６およびフレキシブル基板７を保持した保持板５と、を順番に固定地板１の収容室１ａ内に組み付けていく。このとき、防塵ゴム４の各付勢部４ｄを固定地板１の対応する有底孔１ｃ内に挿入する。その後、各調整ネジ８を、保持板５の各挿通孔５ｂに挿通させ、対応する雌ネジ部１ｃに螺合する。

調整ネジ８が各雌ネジ部１ｃに螺合され、各構成部品が固定地板１に組み付けられた状態の縦断面図を図５に示す。
図５に示すように、防塵ゴム４の押圧部４ａと光学フィルター３との間および防塵ゴム４の当接部４ｂと保持板５との間には隙間がない状態であって、防塵部４ｃによって撮像素子６の周囲が囲まれている。また、防塵ゴム４の付勢部４ｄの先端は固定地板１の有底孔１ｃの底面に当接し、付勢部４ｄの基端は保持板５に当接している。

次に、固定地板１に各構成部品を組み付けた状態において、撮像素子６の受光面が光軸方向に対して位置がズレている場合や直交していない場合において、撮像素子を光軸方向に位置調整したり傾き調整したりする方法について説明する。本実施形態では、調整ネジ８のねじ込み量を変化させることで、撮像素子６の位置調整および傾き調整が行うことができる。

まず、図５に示す状態から、３つの調整ネジ８を各雌ネジ部１ｃに対してねじ込み量が増加する方向に回動させる。すると、各調整ネジ８の頭部８ａが保持板５の各挿通孔５ｄを介して、図６に示すように保持板５全体を光軸方向に対して前方（撮影光学系に近接する方向）に移動させる。このとき、付勢部４ｄは、保持板５により押圧されることで、光軸方向に対して縮小し径方向に拡大するように変形する（図６を参照）。この変形により付勢部４ｄには、保持板５を後方に付勢する方向の弾性力が発生する。また、防塵部４ｃも当接部４ｂを介して保持板５により押圧されることで、全体が撓みながら光軸方向に変形する（図６を参照）。この変形により防塵部４ｃには、押圧部４ａを介して光学フィルター３を前方に付勢し、当接部４ｂを介して保持板５を後方に付勢する方向の弾性力が発生する。したがって、各調整ネジ８をねじ込み量が増加する方向に回転させる場合、付勢部４ｄおよび防塵部４ｃの弾性力に抗して螺合する必要がある。

一方、図６に示す状態から、３つの調整ネジ８を各雌ネジ部１ｃに対してねじ込み量が減少する方向に回転させる。すると、各調整ネジ８の頭部８ａが後方（撮影光学系から離間する方向）に移動する。付勢部４ｄおよび防塵部４ｃには保持板５を後方に付勢する方向の弾性力が発生しているので、これらの弾性力が保持板５を、各調整ネジ８の頭部８ａに当接させる方向に付勢する。したがって、３つの調整ネジ８によって減少したねじ込み量に応じて、保持板５全体が光軸方向に対して後方に移動する。

なお、３本の調整ネジ８のねじ込み量を増加させるように回転させた場合、押圧部４ａと防塵部４ｃとに発生する弾性力は、付勢部４ｄに発生する弾性力よりも小さくなるように構成されている。したがって、３本の調整ネジ８のねじ込み量を変化させて保持板５を光軸方向に移動させても付勢部４ｄに発生する弾性力のみで撮像素子６の光学調整を行うことになる。そのため、光学フィルター３の保持および光学フィルター３と撮像素子６との間の密閉構造を保つことができる。

このように各調整ネジ８のねじ込み量を増加および減少するように回転させると、保持板５に保持された撮像素子６も光軸方向に対して前方および後方に移動することから、撮像素子６の位置調整を行うことができる。

また、３つの調整ネジ８のうち一つずつねじ込み量を変化させることで、保持板５の傾きを調整することができる。
まず、１つの調整ネジ８のねじ込み量が増加するように回転させると、回転させた調整ネジ８に対応する保持板５の部位のみが光軸方向に対して前方に移動し、他の２つの調整ネジ８に対応する保持板５の部位はほぼ変動しない。したがって、他の２つの調整ネジ８を繋ぐ軸線を中心として保持板５が傾動するので、保持板５に保持された撮像素子６も光軸方向に対して傾き調整を行うことができる。

逆に、１つの調整ネジ８のねじ込み量が減少するように回転させると、主に回転させた調整ネジ８に隣接する付勢部４ｄによって、保持板５を調整ネジ８の頭部８ａに当接させる方向に付勢する。このとき、他の２つの調整ネジ８に対応する保持板５の部位の位置はほぼ変動しない。したがって、他の２つの調整ネジ８を繋ぐ軸線を中心として保持板５が傾動するので、保持板５に保持された撮像素子６を光軸方向に対して傾き調整を行うことができる。

このように１つの調整ネジ８のねじ込み量を増加および減少するように回転させると、保持板５に保持された撮像素子６も光軸方向に対して傾くように移動することから撮像素子６の傾き調整を行うことができる。なお、他の調整ネジ８について同様に回転させることで、自由に光軸方向に対する撮像素子６の傾きを調整することができる。
また、１つの調整ネジ８のねじ込み量が増加するように回転させたとき、回転させた調整ネジ８に隣接する付勢部４ｄが保持板５により押圧されるので、主にこの付勢部４ｄが光軸方向に対して縮小し大きな弾性力を発生する。したがって、この調整ネジ８を逆方向に回転させたとき、主にこの付勢部４ｄで発生している弾性力を利用して保持板５を移動させることで、調整ネジ８の回動に対する保持板５の移動の追従性が向上する。

上述したように、防塵ゴム４の押圧部４ｂの外周縁に光軸方向に延出する付勢部４ｄを設け、付勢部４ｄの弾性力を利用することで、撮像素子６の光軸方向の位置調整および傾き調整において、専用部品が不要となり部品点数の削減を図ることができる。
更に、防塵ゴム４の付勢部４ｄを任意の位置に配置することができるので部品配置の自由度が向上し、撮像素子６の光軸方向の位置調整および傾き調整を容易に行うことができる。

なお、上述した実施形態では、調整ネジ８に隣接させて付勢部４ｄを配置する場合についてのみ説明したが、この場合に限られず、任意の位置に配置してもよい。
また、固定地板１に有底孔１ｄを形成し、その有底孔１ｄに防塵ゴム４の付勢部４ｄを挿入する構成についてのみ説明したが、この場合に限られず、有底孔１ｄを形成しなくともよい。
また、付勢部４ｄは円柱状の場合についてのみ説明したが、角柱状であってもよい。

１：固定地板１ｃ：雌ネジ部３：光学フィルター４：防塵ゴム（防塵部材）
４ａ：押圧部４ｂ：当接部４ｃ：防塵部４ｄ：付勢部５：保持板（保持部材）
６：撮像素子８：調整ネジ（調整部材）

Claims

撮影光学系を通過した被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子を保持する保持部材と、
前記撮像素子の受光面の周囲を包囲する防塵部材とを備える撮像装置であって、
前記防塵部材は、前記保持部材を前記撮影光学系から離間する方向に付勢する付勢部が一体で形成されていることを特徴とする撮像装置。
前記保持部材を前記撮影光学系に近接する方向に移動させる調整部材を備え、
前記付勢部は、前記調整部材に隣接して配置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。
前記付勢部は、光軸方向に伸縮可能な突起状に形成され、
前記付勢部の先端が、前記保持部材が収容される固定地板に形成された有底孔の底面に当接していることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
前記撮像素子の受光面に照射される光のうち高周波ノイズ成分をカットする光学フィルターを備え、
前記防塵部材は、前記光学フィルターを押圧する押圧部と、前記保持部材と当接する当接部と、前記押圧部と前記当接部との間を繋ぐ防塵部とが形成され、
前記防塵部は、前記押圧部を介して、前記光学フィルターを前記撮影光学系に向かって付勢することを特徴とする請求項１ないし３の何れか１項に記載の撮像装置。
前記防塵部は、前記当接部から前記押圧部に向かって斜めに形成されていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
前記防塵部によって前記押圧部を介して前記光学フィルターを付勢する力は、
前記付勢部によって前記保持部材を付勢する力よりも小さいことを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
前記付勢部は、円柱状のゴムによって形成されていることを特徴とする請求項１ないし６の何れか１項に記載の撮像装置。