JP2014068307A - 撮像素子の位置調整装置、及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像素子の位置をレンズ鏡筒に高精度に調整固定する撮像素子の位置調整装置、及び撮像装置を提供すること。
【解決手段】本発明にかかる駆動基板３０には、撮像素子から出力される画像信号を伝送するためのコネクタ３０ａが備え付けられている。また、撮像素子５０を駆動制御するための部品が搭載されている。板金２０には、板金２０をレンズ鏡筒１０に固定する際の位置精度をだすため、位置決めの突起２０ａが設けられている。また、駆動基板３０と板金２０とを接着するための接着部４０が板金２０に設けられている。板金２０には開口部があり、駆動基板３０と板金２０との間には、間隙６０を設けている。
【選択図】図４

Description

本発明は撮像素子の位置調整装置、及び撮像装置に関する。

ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、カメラ機能を搭載した携帯端末等の撮像素子を使用したカメラにおいて、レンズ鏡筒によって結像される被写体像に対して、撮像素子の位置及び姿勢を精度よく固定することは、レンズの結像性能を最大限に引き出し、画像の品質を安定させるためには必要不可欠であることが知られている。

また、鏡筒部品の精度ばらつき、撮像素子のパッケージ内部での受光素子の位置のばらつき、製造工程における作業ばらつき等の要因により、そうした結像性能を確保するために、撮像素子の位置をレンズ鏡筒に固定した後に、微調整する必要が生じる場合があることも知られている。

このような撮像素子の位置を調整するものとして、撮像素子を駆動回路とともに駆動回路基板上に取付け固定し、その基板を固定支持枠、いわゆる板金を用いてレンズ鏡筒に固定する取付け構造が知られている。調整機構を構成する枠部材の中に、固定部材及び調整部を収納し、調整機構の光軸方向の厚さを薄くでき、撮像素子の位置調整装置を小型にすることができる撮像素子の位置調整装置が提案されている（ 特許文献１参照） 。

しかしながら、近年撮像素子の製造技術が進歩し、撮像素子の光軸方向に対する厚みが薄い構造が可能となっている。特許文献１に開示されている撮像素子の位置調整装置において、撮像素子の厚みが薄くなると、レンズ鏡筒に撮像素子を近づけて固定しなければならないが、その場合調整機構を構成する枠部材の厚みを薄くするか、レンズ鏡筒との調整機構との構造を変更しないといけないという問題が生じる。

そこで、撮像素子を駆動回路とともに駆動回路基板上に取付け固定し、その基板を固定支持枠に固定した構造体に凹み部分を設け、レンズ鏡筒に撮像素子を近づけて固定する撮像装置及びその調整方法が提案されている（ 特許文献２参照） 。

特開２００７−１４８０２０号公報 特開２００４−０５３７６９号公報

しかしながら、特許文献１の提案では撮像素子の光軸方向に対する厚みが薄い構造に対応することができない。また、特許文献２の提案では、構造は簡素化できるが、凹み部とガイドピンにより接着しており、撮像素子をレンズ鏡筒に接近させるには凹み部を大きくしなければならず小型化が難しいという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、撮像素子の位置をレンズ鏡筒に高精度に調整固定する撮像素子の位置調整装置、及び撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、以下１）〜３）に記載の手段よりなる。
すなわち、
１）撮像素子と、
前記撮像素子を搭載する駆動基板と、
開口部を有しその開口部に前記駆動基板を移動可能に保持する支持枠部材と、
前記支持枠部材に形成された前記駆動基板を接着固定するための接着部と
を備え、
前記開口部と前記駆動基板との間に間隙を設け、前記接着部を介して前記支持枠部材と前記駆動基板とを接着固定することを特徴とする撮像素子の位置調整装置。
２）前記支持枠部材には、折り曲げ部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子の位置調整装置。
３）レンズ鏡筒を有するレンズユニットと、
前記レンズユニットを格納する筐体と、
前記筐体にディスプレイを有するモニタ部と、を備え、
前記レンズユニット後段に、請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の撮像素子の位置調整装置が設けられていることを特徴とする撮像装置。

本発明により、撮像素子の位置をレンズ鏡筒に高精度に調整固定することが可能な
撮像素子の位置調整装置、及び撮像装置を提供することができる。

実施例１に適用される撮像装置の構成を側面上方から見た斜視図である。 実施例１に適用される撮像装置をモニタ部側の側面下方からみた斜視図である。 実施例１に適用される駆動基板に実装された撮像素子が支持枠である板金を介してレンズ鏡筒に固定されている状態を説明する図である。 図３を駆動基板側からみた状態を説明する図である。 実施例１に適用される駆動基板に実装された撮像素子が支持枠である板金を介してレンズ鏡筒に固定されている状態を説明する図である。 実施例１に適用される駆動基板に実装された撮像素子が支持枠である板金を介してレンズ鏡筒固定されている状態を説明する図である。 実施例１に適用される駆動基板が支持枠である板金に固定されている状態を説明する図である。 実施例１に適用される駆動基板が支持枠である板金に固定されている状態を説明する図である。 実施例１に適用される駆動基板が支持枠である板金に固定されている状態を説明する図である。 実施例１に適用される駆動基板が支持枠である板金に固定されている状態を説明する図である。 実施例１に適用される駆動基板が支持枠である板金に固定されている状態を説明する図である。 実施例１に適用される駆動基板が支持枠である板金に固定されている状態を説明する図である。 従来例における撮像素子の位置調整装置、その問題点を説明するための図である。

以下、本発明に係る投射型表示装置を実施するための好適な実施形態を説明する。

＜実施例１＞
図１、及び図２は、本実施の形態に係る撮像装置１００の全体的な構成を示す斜視図である。図１は、撮像装置１００を左前方から見た斜視図であり、図２は、撮像装置１００を右前方から見た斜視図である。以下の説明では、説明の明確化のため、図に示すようなｘｙｚ直交座標系を用いて、説明を行う。

ここでは、ｚ軸が、撮像装置１００の前後方向を示し、ｙ軸が撮像装置１００の上下方向（鉛直方向）を示し、ｘ軸が撮像装置１００の左右方向（横方向）を示している。すなわち、ｚ方向が、撮像装置１００に設けられたレンズの光軸に平行な方向であり、ｙ方向、及びｘ方向が撮像装置１００に設けられたレンズの光軸と垂直な方向である。さらに、レンズ６側を被写体（物体）側に向け、レンズ６と反対側をユーザ側に向け、かつ、操作部１８を上方に向けてユーザが撮像装置１００を把持した状態において、撮像装置１００を把持するユーザを基準に方向を特定する。すなわち、＋ｘ側が左側、−ｘ側が右側、＋ｙ側が上方側、−ｙ側が下方側、＋ｚ側が後側（背面側）、−ｚ側が前側（前面側）とする。もちろん、上記の方向は、相対的なものであり、撮像装置１００の向きに応じて変化する。

図１、図２に示すように、撮像装置１００は、本体部５と、モニタ部３と、レンズ６と、レンズバリア１０と、操作部１８とを有している。撮像装置１００は、手ブレ補正機構を有している。

本体部５は、略直方体形状を有しており、レンズ６を有するレンズ鏡筒、撮像素子を有する手ブレ補正機構、制御回路、及びメモリなどが内蔵されている。そして、本体部５の前面には、レンズ６を覆うレンズバリア１０が設けられている。このレンズバリア１０が開くことで、レンズ６が露出して、撮像可能な状態となる。さらに、本体部５の右側面の前方側には、レンズバリア１０の開閉を切り替えるためのレバー１７が設けられている。本体部５の上面には、操作ボタンなどを有する操作部１８が設けられている。操作部１８は、録画開始ボタン、録画終了ボタン等を備えている。ユーザが、操作部１８を操作することで、被写体を撮像することができる。

図２に示すように、本体部５の左側面には、モニタ部３が設けられている。モニタ部３は、本体部５に対して、ヒンジ４を介して接続されている。ヒンジ４によって、モニタ部３が本体部５に開閉可能に取り付けられている。モニタ部３は、被写体、記憶された画像データ、設定情報、その他の情報を表示する液晶ディスプレイなどを有している。なお、モニタ部３を開いた状態では、モニタ部３のモニタは、後方側、すなわちユーザ側を向いて配置されている。タッチパネル機能を備える場合には、モニタ部３のディスプレイが操作部の一部となる。

レンズ６は、外部の光を撮像装置１００内の撮像素子に導くものである。また、本体部５には、撮像素子、制御回路等が配置されている。撮像装置１００は、レンズ６を通して伝播してきた光を受光して、被写体を撮像する。さらに、本体部５のモニタ部３が設けられた左側面と対向する右側面には、バッテリが収納されている。バッテリは、本体部５に対して脱着可能に設けられ、撮像装置１００のモニタ部３や撮像素子に電源を供給する。

次に、図３〜図１２に示す図を用いて、撮像装置１００に設けられた撮像素子の位置調整装置について説明する。これらは、撮像素子の位置調整装置について説明するための概念図であるため、実際の配置や構成とは異なっている箇所も存在している。

図３は、駆動基板に実装された撮像素子が支持枠である板金を介してレンズ鏡筒に固定されている図である。撮像素子５０（図３では内部にあるため不図示）が固定された駆動基板３０が、固定枠である板金２０に接着されレンズ鏡筒１０に固定されている。

通常、板金２０とレンズ鏡筒１０の機構部品は、平面の精度よく加工可能であるので、レンズ鏡筒１０に板金２０を固定した状態で板金２０に調整を行いながら撮像素子５０が固定された駆動基板３０を接着する。あるいは、治具に板金２０を固定した状態で、撮像素子５０が固定された駆動基板３０を接着し、その後撮像素子５０が固定された駆動基板３０と一体になった板金２０をレンズ鏡筒１０に固定する。説明のため、各図においては、接着部材がない状態の図を示している。

図４は、図３を駆動基板３０側からみた図である。駆動基板３０には、撮像素子から出力される画像信号を伝送するためのコネクタ３０ａが備え付けられている。通常フレキシブル配線を用いる。また、撮像素子５０を駆動制御するための部品が搭載されている。板金２０には、板金２０をレンズ鏡筒１０に固定する際の位置精度をだすため、位置決めの突起２０ａが設けられている。また、駆動基板３０と板金２０とを接着するための接着部４０が板金２０に設けられている。板金２０には開口部があり、駆動基板３０と板金２０との間には、間隙６０を設けている。

図５は、駆動基板に実装された撮像素子が支持枠である板金を介してレンズ鏡筒１０に固定されている状態をＹ方向に平行にみた図である。駆動基板３０には、撮像素子から出力される画像信号を伝送するためのコネクタ３０ａが備え付けられている。また、撮像素子５０を駆動制御するための部品が搭載されている。板金２０には、板金２０をレンズ鏡筒１０に固定する際の位置精度をだすため、位置決めの突起２０ａが設けられている。また、駆動基板３０と板金２０とを接着するための接着部４０が板金２０に設けられている。さらに、板金２０は、強度を増すため、また、方熱効果を増すため図のように曲げの部分を有してもよい。

図６は、駆動基板に実装された撮像素子が支持枠である板金を介してレンズ鏡筒１０に固定されている状態をＸ方向に平行にみた図である。駆動基板３０には、撮像素子から出力される画像信号を伝送するためのコネクタ３０ａが備え付けられている。上述の板金２０における強度を増すため、また、方熱効果を増すため図のように曲げの部分がレンズ鏡筒１０に向かって設けられている。

板金２０とレンズ鏡筒１０の機構部品は、平面の精度よく加工可能であるので、レンズ鏡筒１０に板金２０を固定した状態で板金２０に調整を行いながら撮像素子５０が固定された駆動基板３０を接着する。あるいは、治具に板金２０を固定した状態で、撮像素子５０が固定された駆動基板３０を接着し、その後撮像素子５０が固定された駆動基板３０と一体になった板金２０をレンズ鏡筒１０に固定する。

以下、撮像素子５０と駆動基板３０と板金２０との構造をさらに詳細に説明する。図７は、駆動基板３０が支持枠である板金２０に固定されている状態を撮像素子５０の取付け部分の裏面からみた図である。駆動基板３０には、撮像素子から出力される画像信号を伝送するためのコネクタ３０ａが備え付けられている。また、図示していないが電気回路部品が搭載されている。板金２０には開口部があり、駆動基板３０と板金２０との間には、間隙６０を設けている。図７の例では、この開口部は、板金２０の内部側を駆動基板３０の形状に沿って切り欠いた形状である。この図Ｘ方向のいずれかが開口されたコの字形状であってもよい。

板金２０とレンズ鏡筒１０の機構部品は、平面の精度よく加工可能であるので、レンズ鏡筒１０に板金２０を固定した状態で板金２０に調整を行いながら撮像素子５０が固定された駆動基板３０を接着する。あるいは、治具に板金２０を固定した状態で、撮像素子５０が固定された駆動基板３０を接着し、その後撮像素子５０が固定された駆動基板３０と一体になった板金２０をレンズ鏡筒１０に固定する。その固定に用いるため、駆動基板３０と板金２０とを接着するための接着部４０が板金２０に設けられている。また、板金２０には、板金２０をレンズ鏡筒１０に固定する際の位置精度をだすため、位置決めの突起２０ａが設けられている。

図８は、駆動基板３０が支持枠である板金２０に固定されている状態を撮像素子５０の取付け面からみた図である。板金２０には開口部があり、駆動基板３０と板金２０との間には、間隙６０を設けている。この間隙６０は、板金２０の開口部と駆動基板３０との隙間であり板金２０と駆動基板３０とが接触することなく設けられている。

図９は、駆動基板３０が支持枠である板金２０に固定されている状態を撮像素子５０の取付け部分の裏面からＺ方向にみた図である。間隙６０は、板金２０の開口部と駆動基板３０との隙間であり板金２０と駆動基板３０とが接触することなく設けられている。この間隙６０は、レンズ鏡筒１０に対する撮像素子５０の、ＸＹＺ、並びにＸＹの回転方向、ねじれ等の調節が可能な間隔を設けている。

図１０は、駆動基板３０が支持枠である板金２０に固定されている状態を撮像素子５０の取付け部分からＺ方向にみた図である。間隙６０は、板金２０の開口部と駆動基板３０との隙間であり板金２０と駆動基板３０とが接触することなく設けられている。駆動基板３０と板金２０とを接着するための接着部４０が板金２０と撮像素子５０との近接部にそれぞれ４箇所設けられている。４箇所である必要はなく、精度が確保できる個数でよいし、面で構成されていてもよい。

図１１は、駆動基板３０が支持枠である板金２０に固定されている状態をＹ方向に平行にみた図である。駆動基板３０と板金２０とを接着するための接着部４０が板金２０と撮像素子５０との近接部にそれぞれ４箇所設けられている。この接着部４０は、図に示すように板金２０のＺ方向の厚みよりＺ方向の長さが長く、駆動基板３０を光軸方向であるＺ方向に調整可能な厚みを有して設けている。

図１２は、駆動基板３０が支持枠である板金２０に固定されている状態をＸ方向に平行にみた図である。板金２０の開口部が大きくなることによる強度の低下は、折り曲げ部を設けることにより強度を確保することができる。この図の例では、折り曲げ部は、Ｚ方向に設けられている。また、間隙６０は、駆動基板３０が調整取付け可能な範囲で、駆動基板３０と板金２０が接触しないようＺ方向の切り欠きを設けている。こうすることで、コネクタ３０ａにケーブルが接続されている状態でも駆動基板３０と板金２０とが干渉することがない。また、板金２０折り曲げ部を設け、板金２０の面積を増大させることにより、撮像素子５０の放熱にも効果がある。

図１３を用いて従来構造の問題点及び本発明の効果を説明する。図１３Ａは従来構造の駆動基板３００が支持枠である板金２００に固定されている状態を示した図である。従来構造では、撮像素子５００に相当する部分のみの開口部が板金２００に設けられている。

図１３Ｂに示すように、板金２００には、撮像素子５００に相当する部分の開口部が設けられ、撮像素子５００の位置を調整して固定される。

このとき、撮像素子５００の薄型化や素子位置によっては、図１３Ｃに示すように、撮像素子５００が実装されている駆動基板３００と板金２００が接触してしまい高精度調整接着固定ができない。また、レンズ方向に対して調整範囲が限定されるため、フォーカスが合わないという問題が生じる。

本発明に係る撮像素子の位置調整装置によれば、撮像素子と板金の接着固定構造において、駆動基板に実装された撮像素子と板金を高精度調整接着固定する際、基駆動板形状より板金の開口部を大きくすることによって、駆動基板と板金が接触することなく高精度接着固定ができる構造とした。これにより撮像素子パッケージの薄型化が進んでも、高精度調整接着ができる構造が可能である。

板金の開口部が大きくなることによる強度の低下は、折り曲げ部を追加することによって強度を確保することができる。また、板金に折り曲げ部を設け、板金の面積を増大させることにより、撮像素子の放熱にも効果がある。

撮像素子の位置を調整する場合に、複雑な機構を用いる必要がないため、装置の部品点数が少なく、撮像素子の位置調整装置を安価に製造することができる。また、従来の工法を踏襲することができるので、製造ラインでの組み立て性を向上させることができる。

撮像素子の薄型化が進んでも駆動基板の支持枠である板金の接着部が有する厚みの範囲内で、撮像素子の水平・垂直方向の調整機構及び光軸方向に対する撮像素子の位置を決める機構を収めることができるので、撮像素子の位置調整装置の小型化を図ることができ、特に、光軸方向に対する位置調整装置の薄型化が可能である。

さらに、本発明に係る撮像装置の位置調整装置によれば、光軸周りの回転位相を調整する場合にも、精度の高い位置調整を行うことができる。

３ モニタ部
４ ヒンジ
５ 本体部
６ レンズ
１０ レンズバリア
１７ レバー
１８ 操作部
２０ 板金
３０ 駆動基板
３０ａ コネクタ
４０ 接着部
５０ 撮像素子
６０ 間隙
１００ 撮像装置
２００ 板金
３００ 駆動基板
５００ 撮像素子

Claims (3)

1. 撮像素子と、
   前記撮像素子を搭載する駆動基板と、
   開口部を有しその開口部に前記駆動基板を移動可能に保持する支持枠部材と、
   前記支持枠部材に形成された前記駆動基板を接着固定するための接着部と
   を備え、
   前記開口部と前記駆動基板との間に間隙を設け、前記接着部を介して前記支持枠部材と前記駆動基板とを接着固定することを特徴とする撮像素子の位置調整装置。
2. 前記支持枠部材には、折り曲げ部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像素子の位置調整装置。
3. レンズ鏡筒を有するレンズユニットと、
   前記レンズユニットを格納する筐体と、
   前記筐体にディスプレイを有するモニタ部と、を備え、
   前記レンズユニットの後段に、請求項１及び請求項２のいずれか１項に記載の撮像素子の位置調整装置が設けられていることを特徴とする撮像装置。