JP2015201777A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ネジ締結時の撮像素子の位置ずれを低減することができる撮像装置の提供。【解決手段】撮像装置１は、撮像素子１００を保持するプレート１２０と、レンズホルダ２４０を保持する筐体２００とをネジ３００で固定する構造において、ネジ３００の座面とプレート１２０との間および筐体２００とプレート１２０との間の、少なくとも一方に配置される軸ずれ低減部材４０と、を備える。そして、軸ずれ低減部材４０は、ネジ３００が貫通する凹曲面が形成された凹曲面部材４０ａと、ネジ３００が貫通する凸曲面が形成され、該凸曲面が凹曲面に対して摺動可能に当接している凸曲面部材４０ｂとを有し、プレート１２０の貫通孔の孔径ａ、ネジ３００の軸径ｂ、および、プレート１２０の最大軸ずれ調整量ｃは、式「ａ≧ｂ＋ｃ」を満足するように設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

撮像装置においては、撮像素子の撮像面に光学系により被写体像を結像し、画像を取得している。そのため、撮像素子と光学系との位置決めは高精度に行われる必要がある。例えば、特許文献１に記載の発明では、撮像素子が搭載された回路基板をネジ締結によりカメラボディに直接取り付けているが、取り付けネジを完全に締め付ける前に、光軸に対する撮像素子の位置を調整するようにしている。

特開２００１−２４２５２１号公報

しかしながら、上述した撮像装置では、撮像位置の調整後に取り付けネジを完全に締め付けた際に、ネジの締め付けによって撮像素子を搭載した回路基板の位置がずれてしまう可能性があった。さらに、ネジで接合する両部材が互いに傾斜している場合には上記課題がより顕著となる。

本発明の撮像装置は、撮像素子を保持する撮像素子保持部材と、前記撮像素子に被写体像を結像する光学系を保持する光学系保持部材と、前記撮像素子保持部材を貫通し、前記光学系保持部材に前記撮像素子保持部材を固定する少なくとも２つのネジと、前記ネジが貫通する貫通孔を有し、前記ネジの座面と前記撮像素子保持部材との間および前記光学系保持部材と前記撮像素子保持部材との間の、少なくとも一方に配置される軸ずれ低減部材と、を備え、前記軸ずれ低減部材は、前記ネジが貫通する凹曲面が形成された凹曲面部材と、前記ネジが貫通する凸曲面が形成され、該凸曲面が前記凹曲面に対して摺動可能に当接している凸曲面部材とを有し、前記ネジが貫通する前記撮像素子保持部材の貫通孔の孔径ａ、前記ネジの軸径ｂ、および、前記光学系保持部材に対する前記撮像素子保持部材の最大軸ずれ調整量ｃは、式「ａ≧ｂ＋ｃ」を満足するように設定されていることを特徴とする。

本発明によれば、ネジ締結時における撮像素子の位置ずれを低減することができる。

図１は、本発明の撮像装置の一実施の形態を示す断面図である。 図２は、撮像装置の分解斜視図である。 図３は、軸ずれ低減部材４０を説明する図である。 図４は、軸ずれ低減部材４０の摺動動作を説明する図である。 図５は、プレート１２０の位置ずれを説明する図である。 図６は、軸ずれ低減部材４０の配置の変形例を示す例である。 図７は、軸ずれ低減部材４０の一部を他の部材と一体化した場合を示す図である。 図８は、軸ずれ低減部材４０の一部を他の部材と一体化した場合の他の例を示す図である。 図９は、プレート１２０の位置調整の一例を示す図である。 図１０は、プレート１２０が面に沿って移動する場合を説明する図である。 図１１は、ネジ３００の締結順やトルク管理を説明する図である。 図１２は、２つのプレート１２０，２６０を用いて撮像素子１００を筐体２００に固定する構成を示す図である。 図１３は、プレート１２０の片側のみに軸ずれ低減部材４０を配置する構成を示す図である。 図１４は、本実施の形態の撮像装置における位置ずれ低減効果を示す図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本発明に係る撮像装置１の一実施の形態を示す断面図である。また、図２は、撮像装置１の分解斜視図である。図１に示すように、撮像装置１は、レンズホルダ２４０が保持される筐体２００、撮像素子１００を搭載する回路基板１１０、回路基板１１０が固定されるプレート１２０、軸ずれ低減部材４０、高さ調整部材５００，５１０，５２０（図２参照）を備えている。なお、図２の分解斜視図ではレンズホルダ２４０の図示を省略した。

レンズホルダ２４０には撮影用のレンズ２５０が設けられており、そのレンズホルダ２４０は筐体２００に形成されたネジ穴２１０に装着される。レンズホルダ２４０の光軸方向位置を調節することにより、ピント合わせが行われる。回路基板１１０が固定されたプレート１２０は３つのネジ３００（図２参照）により筐体２００に固定される。図２に示すように、プレート１２０には、各ネジ３００が貫挿される貫通孔１３０が形成されている。

撮像素子１００の撮像面は、プレート１２０の回路基板固定面に対して必ずしも平行となっていない。その場合、撮像素子１００の撮像面はレンズ２５０の光軸Ｊに対して垂直になっていない。図１に示す例ではｚｘ平面内において角度θだけ傾いているが、一般的には、撮像面の法線と光軸Ｊ（ｚ軸）の成す角度と、法線とｘ軸の成す角度とで表される。

高さ調整部材５００〜５２０は撮像素子１００の配置を調整する部材であり、撮像素子１００の撮像面が光軸Ｊに対して垂直になるように用いられている。例えば、撮像面の傾き角度を実測し、撮像面が光軸Ｊに対して垂直となるような高さ調整部材５００〜５２０を予め用意しておく。各高さ調整部材５００〜５２０にはネジ固定用の貫通孔（不図示）がそれぞれ形成されており、プレート１２０を筐体２００に固定する際に、各ネジ固定部のプレート１２０と筐体２００との間に配置される。

図２に示したとおり、ネジ固定部は３箇所あるので、各々の箇所に設けた高さ調整部材５００〜５２０の厚さを調整することで各方向の傾きに対応できる。ここで、組立の作業性を考慮していずれか１箇所を固定の厚みにしても傾きに対して対応可能であり、固定した箇所の高さ調整部材は筐体２００と一体にしても良い。

図３は、軸ずれ低減部材４０を説明する図である。軸ずれ低減部材４０は、図３（ａ）に示すように凹曲面部材４０ａと凸曲面部材４０ｂとから成る。凹曲面部材４０ａは柱状部材であって、軸芯には貫通孔４２０が形成されている。凹曲面部材４０ａの図示左側の端面は平面４００となっており、図示右側の端面は凹曲面４１０となっている。凸曲面部材４０ｂは柱状部材であって、軸芯には貫通孔４５０が形成されている。凸曲面部材４０ｂの図示右側の端面は平面４３０となっており、図示左側の端面は凸曲面４４０となっている。図３に示す例では貫通孔４２０，４５０の径寸法を同一としているが、同一でなくても良い。

軸ずれ低減部材４０は、図３（ｂ）に示すように、凹曲面部材４０ａの凹曲面４１０と凸曲面部材４０ｂの凸曲面４４０とが当接するように配置される。図３（ｂ）に示す配置では、凹曲面４１０と凸曲面４４０とは正対しており、貫通孔４２０の軸と貫通孔４５０の軸とが一致している。ここでは、貫通孔４２０，４５０の直径は同一径としている。

凹曲面４１０と凸曲面４４０とは摺動面を構成しており、凹曲面部材４０ａに対して凸曲面部材４０ｂを摺動移動させることで、凹曲面部材４０ａの平面４００に対して凸曲面部材４０ｂの平面４３０の角度を自由に調整することができる。図３に示す例では、凸曲面４４０と凹曲面４１０とは同一曲率（すなわち同一半径ｒ）の球面の一部を成している。図３（ｃ）に示すように、凹曲面部材４０ａと凸曲面部材４０ｂとは、凹曲面４１０の中心Ｏに関して相対的に摺動移動することができ、このように互いに斜めに当接する場合でも面接触が維持される。

図１のネジ３００による固定部を見ると、ネジ３００の座面とプレート１２０との間に配置されている軸ずれ低減部材４０は、ネジ３００の座面側に凸曲面部材４０ｂが配置されている。凸曲面部材４０ｂの平面４３０がネジ３００の座面と接触し、凹曲面部材４０ａの平面４００がプレート１２０と接触している。一方、プレート１２０と筐体２００との間に配置されている軸ずれ低減部材４０の場合には、プレート１２０側に凸曲面部材４０ｂが配置されている。この場合、凸曲面部材４０ｂの平面４３０がプレート１２０と接触し、凹曲面部材４０ａの平面４００が高さ調整部材５００の端面と接触している。

上述したように、図３に示した軸ずれ低減部材４０の場合には、凸曲面４４０と凹曲面４１０とは同一曲率（すなわち同一半径ｒ）の球面の一部を成し、互いに相補形状となっている。そのため、凹曲面部材４０ａと凸曲面部材４０ｂとは相対的に摺動移動するだけで、相互の間で位置ずれすることはない。ただし、必ずしも厳密な相補形状とする必要はない。例えば、図４（ａ）に示す軸ずれ低減部材４０では、凹曲面４１０を構成する球面の半径ｒ１は、凸曲面４４０を構成する球面の半径ｒ２よりも大きく設定されている。この場合も、図４（ｂ）に示すような摺動移動が可能である。

上述したように、高さ調整部材５００〜５２０を用いる場合、高さ調整部材５００〜５２０の厚さが異なる場合にはプレート１２０が筐体２００に対して傾くことになる。このような状況において上述した軸ずれ低減部材４０を使用しない場合（図５（ａ）参照）には、プレート１２０の面に対してネジ３００の座面が傾き、ネジ３００の座面はある一点でプレート１２０と接触することになる。そのため、ネジ３００を締結する際にプレート１２０の位置がずれ易くなる。図５（ａ）に示す例では、ネジ３００を締め付けるとプレート１２０が矢印方向に移動する。その結果、撮像素子１００は光軸方向および光軸に対して垂直方向に位置ずれしてしまう。

ここでは、撮像素子１００がプレート１２０に対して傾いていて、それを調整するために高さ調整部材５００〜５２０の厚さが異なる場合について説明したが、高さ調整部材５００〜５２０の厚さが同じ場合でも、寸法公差等により筐体２００に対してプレート１２０が傾斜する場合がある。このような場合にも、プレート１２０が移動して撮像素子１００に上述したような位置ずれが発生してしまう。

一方、図５（ｂ）に示すように軸ずれ低減部材４０を使用した場合、ネジ３００の座面とプレート１２０との間に軸ずれ低減部材４０を配置することで、ネジ３００の座面と凸曲面部材４０ｂの平面４３０（図３参照）とが面接触し、凹曲面部材４０ａの平面４００（図３参照）とプレート１２０の図示右側の面とが面接触する。さらに、プレート１２０と高さ調整部材５２０との間に軸ずれ低減部材４０を配置することで、凸曲面部材４０ｂの平面４３０（図３参照）とプレート１２０の図示左側の面とが面接触し、凹曲面部材４０ａの平面４００（図３参照）と高さ調整部材５２０の端面とが面接触する。その結果、ネジ締めの際に発生するプレート１２０の位置ずれを低減できる。

軸ずれ低減部材４０は高さ調整部材５００〜５２０とプレート１２０の間あるいはプレート１２０とネジ３００の座面の間のどちらか一方に設置するだけでも効果は得られるが、両方の箇所に設置することがより好ましい。そうすることで、プレート１２０の変形や不要な応力が加わらないため、撮像素子１００の位置の経時変化を低減することができる。

（軸ずれ低減部材４０の配置の変形例）
図１は軸ずれ低減部材４０の配置の一例を示したものであり、様々な配置例が可能である。図６（ａ）に示す例では、プレート１２０のネジ側の面に設けられる軸ずれ低減部材４０については、ネジ３００の座面側に凹曲面部材４０ａを配置し、プレート１２０側に凸曲面部材４０ｂを配置した。同様に、プレート１２０と高さ調整部材５００との間に配置される軸ずれ低減部材４０については、プレート１２０側に凹曲面部材４０ａを配置し、高さ調整部材５００側に凸曲面部材４０ｂを配置した。

また、図６（ｂ）に示す例では、プレート１２０のネジ側の面に設けられる軸ずれ低減部材４０については図６（ａ）と同一配置であるが、プレート１２０と高さ調整部材５００との間に配置される軸ずれ低減部材４０については、プレート１２０側に凸曲面部材４０ｂを配置し、高さ調整部材５００側に凹曲面部材４０ａを配置した。図６のように凹曲面部材４０ａおよび凸曲面部材４０ｂの内のいずれをプレート１２０側に配置しても、図５に示す配置と同様の効果を奏することができる。

図７（ａ）は、図５（ｂ）に示す構成において、プレート１２０と高さ調整部材５００との間に配置される軸ずれ低減部材４０の凹曲面部材４０ａを、高さ調整部材５００と一体に形成した場合を示す。図７（ｂ）は、図６（ｂ）に示す構成において、プレート１２０の高さ調整部材５００側に配置される軸ずれ低減部材４０については、凹曲面部材４０ａを高さ調整部材５００と一体に形成すると共に凸曲面部材４０ｂをプレート１２０と一体に形成し、プレート１２０のネジ３００の座面側に配置される軸ずれ低減部材４０については、凸曲面部材４０ｂをプレート１２０と一体に形成した場合を示す。

また、図８（ａ）に示す例では、プレート１２０の高さ調整部材５００側に配置される軸ずれ低減部材４０については、凸曲面部材４０ｂを高さ調整部材５００と一体に形成し、プレート１２０のネジ３００の座面側に配置される軸ずれ低減部材４０については、凸曲面部材４０ｂをネジ３００の座面に一体に形成した。いずれの場合も、軸ずれ低減部材４０を構成する凹曲面部材４０ａおよび凸曲面部材４０ｂの少なくとも一方を、対向する部材（高さ調整部材５００、プレート１２０、ネジ３００の座面）に一体に形成するようにした。このような構成とすることで、部品点数の削減を図ることができ、組立て作業の効率化を図ることができる。図示は省略するが、凹曲面部材４０ａをプレート１２０と一体化する場合には、プレート１２０の表面から窪むように図３の凹曲面４１０を形成するようにしても良い。

なお、一体化をする場合には、後述するようなプレート１２０の位置調整が可能なように、凹曲面部材４０ａおよび凸曲面部材４０ｂの少なくとも一方が、筐体２００、プレート１２０およびネジ３００から分離独立した構造である必要がある。

図８（ｂ）は、図７（ｂ）に示した軸ずれ低減部材４０の変形例を示す図である。図８（ｂ）に示す例では、プレート１２０と一体とされた２つの凸曲面部材４０ｂは、それらの凸曲面の曲率中心４６０が同一となるように形成されている。このように曲率中心４６０を一致させることで、プレート１２０に加わる応力を低減することができる。この構成の場合、各軸ずれ低減部材４０の凹曲面部材４０ａは、ネジ３００および筐体２００と分離された構成とする必要がある。

さらに、ネジ３００を締結した際の位置ずれを低減するために、軸ずれ低減部材４０の凹曲面４１０と凸曲面４４０（図３参照）との間の摩擦は他の接触面より小さくすることが望ましい。例えば、図７（ｂ）の場合、軸ずれ低減部材４０の凹曲面４１０および凸曲面４４０の動摩擦および静止摩擦は、筐体２００と高さ調整部材５００との動摩擦および静止摩擦、軸ずれ低減部材４０の凹曲面部材４０ａとネジ３００の座面との動摩擦および静止摩擦よりも小さいことが望ましい。また、図７（ｂ）の構成の場合における他の接触面とは、ネジ３００の座面と凸曲面部材４０ｂとの接触面、凹曲面部材４０ａとプレート１２０との接触面、プレート１２０と凸曲面部材４０ｂとの接触面、および、高さ調整部材５００と筐体２００との接触面である。摩擦係数で比較した場合、軸ずれ低減部材４０の摺動面における摩擦係数（静止摩擦係数、動摩擦係数）は、他の接触面における摩擦係数よりも小さく設定されていることになる。

すなわち、凹曲面部材４０ａと凸曲面部材４０ｂとの間の摺動が滑らかに行われることで、ネジ３００の座面と凹曲面部材４０ａの平面４００との面接触、および、高さ調整部材５００と筐体２００との面接触を確実に行わせることができ、ネジ３００を締め付けたときにプレート１２０が位置ずれするのを防止することができる。

ところで、プレート１２０を筐体２００にネジ固定する際には、撮像面の中心が光軸Ｊと一致するようにプレート１２０のｘ軸方向位置およびｙ軸方向位置（図２参照）を調整する必要がある。そのため、本実施の形態では、図２に示したプレート１２０の貫通孔１３０の直径は、ネジ３００の軸径よりも十分大きく設定されている。これは筐体２００に対するプレート１２０の相対位置をｘ方向、ｙ方向に調整するためで、これにより撮像素子１００の中心をレンズ２５０の光軸と一致させることができる。具体的な設定方法については後述する。

図９はプレート１２０の位置調整の一例を示す図であり、図１の高さ調整部材５２０の部分の拡大図である。図１に示す構成の場合、６つの軸ずれ低減部材４０の全てにおいて、凹曲面部材４０ａ，凸曲面部材４０ｂが分離配置されている。このような構成の場合、ネジ３００を仮止めした後に、プレート１２０と、プレート１２０を挟んで設けられた一対の軸ずれ低減部材４０とを一体にｘ軸方向（図の左右方向）に移動して、プレート１２０の位置調整を行うことができる。図９（ａ）は最も左側に一体に移動させた場合を示し、図９（ｂ）は最も右側に一体に移動させた場合を示す。ｃはｘ軸方向の調整可能範囲（最大軸ズレ調整量）を表している。

プレート１２０をｘ軸方向に移動させることは、プレート１２０を光軸Ｊ（ｚ軸）に対して垂直な方向に移動させることなので、撮像面の光軸方向位置が変化しない。そのため、プレート１２０の位置調整後にレンズ２５０のピント調整を行う必要がない。

図１０は、図９において凹曲面部材４０ａを高さ調整部材５２０と一体とするとともに、その一体とした部材をさらに筐体２００に固定した場合（例えば、一体とした場合）を示す。この場合、プレート１２０の下面側（筐体２００側）に配置された凸曲面部材４０ｂは高さ調整部材５２０と一体とされた凹曲面部材４０ａに対して図示左右方向（光軸に垂直な方向）に平行移動させることはできない。そのため、プレート１２０と分離配置されている凹曲面部材４０ａおよび２つの凸曲面部材４０ｂとを、一体に図示左右方向に移動させることができない。プレート１２０は、矢印に示すようにプレート面に沿った方向のみに移動させることができる。この場合、プレート１２０の移動方向は光軸に対して垂直ではないので、プレート１２０の位置調整後に撮像面の光軸方向位置が変化し、位置調整後にレンズ２５０のピント調整を行う必要がある。

なお、図９に示す構成の場合には、光軸に垂直な方向に移動可能であると共に、プレート１２０の面に沿った方向にも移動可能である。そのため、プレート１２０の面に沿った方向の移動（すなわち、撮像面の光軸方向への移動）を防止するためには、少なくともプレート１２０の下側（筐体側）に配置された凸曲面部材４０ｂがプレート１２０と一体に設けられている必要がある。例えば、図７（ｂ）や図８（ａ）のような構成とすれば良い。そうすることで、プレート１２０は面に沿った方向に移動を避けることができる。この場合、３箇所のネジ固定部の内の少なくとも１箇所において一体にされていれば良い。

また、図９において、下側の軸ずれ低減部材４０の凹曲面部材４０ａが図１０のように筐体２００と一体となっていて、かつ、上側の軸ずれ低減部材４０の凸曲面部材４０ｂがネジ３００と一体となっている場合には、プレート１２０がその面に沿った方向に移動可能であるためには、プレート１２０を挟むように配置された凸曲面部材４０ｂおよび凹曲面部材４０ａはプレート１２０と分離状態とする必要がある。

さらに、上述のようなプレート１２０の位置調整を行えるように、本実施の形態ではネジ３００と貫通孔１３０との隙間寸法が調整可能範囲ｃよりも大きくなるように設定されている。プレート１２０が筐体２００の取り付け面に対して平行である場合には、プレート１２０の貫通孔１３０の孔径ａ、ネジ３００の軸径ｂ、調整可能範囲ｃの間に、式「ａ≧ｂ＋ｃ」が満足されるように孔径ａを設定する。さらに、筐体２００に対するプレート１２０の傾斜の範囲も考慮して、孔径ａは設定される。なお、調整可能範囲ｃは、筐体２００の機械精度やレンズ２５０および撮像素子１００の筐体２００への取り付け精度など、設計上発生しうるレンズ光軸と撮像素子１００の相対位置精度に基づいて設定される。なお、孔径ａを設定する際には、プレート１２０の傾き等も考慮して決定される。

また、図９に示す構成において、プレート１２０を光軸に対して垂直な方向に位置調整する場合には、プレート１２０と共に軸ずれ低減部材４０や高さ調整部材５００〜５２０も移動することになる。そのため、軸ずれ低減部材４０や高さ調整部材５００〜５２０の貫通孔は、前述した適用形態により、ネジ３００の軸径ｂおよびプレート１２０の位置の調整可能範囲ｃの他、プレート１２０の傾斜、各部材の厚みを考慮して加工する必要がある。

例えば、凹曲面部材４０ａや凸曲面部材４０ｂが筐体２００やネジ３００の座面と一体化している場合は、それらの貫通孔はほぼ軸径ｂを考慮すればよいが、筐体２００やネジ３００の座面と当接しているが分離独立した構成である場合には軸径ｂとプレート１２０の調整可能範囲ｃを考慮する必要がある。更に、凹曲面部材４０ａや凸曲面部材４０ｂがプレート１２０と一体化している場合には、軸径ｂ，プレート１２０の傾斜および凹曲面部材４０ａ，凸曲面部材４０ｂの厚みを考慮する必要がある。また、プレート１２０に当接しているが分離独立した構成である場合には、軸径ｂ、プレート１２０の調整可能範囲ｃ、プレート１２０の傾斜および凹曲面部材４０ａ，凸曲面部材４０ｂの厚みを考慮する必要がある。

図２に示した例では、３箇所のネジ固定部の全ての箇所に軸ずれ低減部材４０を設けたが、３箇所の内の１または２箇所に軸ずれ低減部材４０を設けるようにしても良い。図１１は撮像素子１００を側方から見た場合の分解斜視図であり、図１１に示す例では、高さ調整部材５００が設けられるネジ固定部のみに軸ずれ低減部材４０が設けられている。このように、軸ずれ低減部材４０を使用するネジ固定部と軸ずれ低減部材４０を使用しないネジ固定部とがある場合、軸ずれ低減部材４０によるネジ締結時のプレート１２０の位置ずれ低減効果を得るためには、以下のようにネジ３００の締結順やトルク管理を工夫する必要がある。なお、図１１では、ネジの符号を高さ調整部材５００〜５２０毎に区別して、３００，３１０，３２０とした。ネジ３２０はネジ３１０の紙面裏側に位置しているので図示していない。

例えば、図１１のように、ネジ３００を締結する部分に軸ずれ低減部材４０を使用し、他のネジ固定部には軸ずれ低減部材４０を使用しない場合、軸ずれ低減部材４０が設けられている箇所のネジ３００をより早い順番に、かつ高トルクで締結することが望ましい。すなわち、軸ずれ低減部材４０が配置された箇所におけるネジ３００の締結トルクｐ、軸ずれ低減部材４０が配置されていない箇所のネジ３００の締結トルクｑとしたとき、ｐ＞ｑのように設定する。

ここで、ネジ３００をより早い順番とする理由は、軸ずれ低減部材４０を使用した部分の方がネジ３００を締めるときのプレート１２０の位置ずれが小さいからである。また、その箇所のネジ３００を他のネジ３１０，３２０よりも高トルクで締結する理由は、軸ずれ低減部材４０を使用しない他の箇所のネジ３１０，３２０を締める際における、プレート１２０の位置ずれを抑止する効果を向上させるためである。

また、各ネジ固定部の撮像面中心からの距離が異なる場合、軸ずれ低減部材４０をどの箇所に使用するかは距離に応じて選択される。例えば、軸ずれ低減部材４０を使用する箇所におけるネジ止めの際の位置ずれをより低減したい場合には、撮像素子の中心から近い順に軸ずれ低減部材４０を使用する箇所を選択するのが望ましい。すなわち、ネジ固定箇所がｎ箇所（ｎはｎ≧２の自然数）である場合、軸ずれ低減部材４０は撮像素子１００から近いｍ箇所（ｍはｎ−１≧ｍ≧１の自然数）に配置される。

また、軸ずれ低減部材４０を使用しない箇所におけるネジ止めの際の位置ずれを低減したい場合には、撮像面中心から遠い順に軸ずれ低減部材４０を使用する箇所を選択するのが望ましい。すなわち、ネジ固定箇所がｎ箇所（ｎはｎ≧２の自然数）である場合、軸ずれ低減部材４０は撮像素子１００から遠いｍ箇所（ｍはｎ−１≧ｍ≧１の自然数）に配置される。

図１４は、本実施の形態の撮像装置における位置ずれ低減効果を示す図である。横軸はＸ方向の位置ずれを示し、縦軸はＹ方向の位置ずれを示している。単位はμｍである。軸ずれ低減部材４０を使用していない従来方式に比べて、位置ずれ量がＸ方向、Ｙ方向ともに低減できていることが分かる。

上述した実施形態では、例えば図１に示すように、撮像素子１００が搭載されるプレート１２０は、高さ調整部材５００〜５２０および軸ずれ低減部材４０を介して筐体２００にネジ固定されている。しかし、本発明はこのような構成に限らず、図１２のように撮像素子１００が搭載されるプレート１２０を高さ調整部材５００〜５２０を介してプレート２６０に固定し、そのプレート２６０を筐体２００に固定する構造の撮像装置にも同様に適用することができる。

図１２に示す構成の場合、軸ずれ低減部材４０はプレート２６０の表裏両面に配置されている。そのため、回路基板１１０をプレート１２０にネジ３３０により固定する際に位置ずれが発生した場合であっても、最終的にプレート２６０を筐体２００にネジ固定する際に、位置調整を行うことで位置ずれを修正することができる。ネジ３００を締め付けてプレート２６０を筐体２００に固定する際の位置ずれは、軸ずれ低減部材４０を配置したことにより低減することができる。

また、図１に示す構成ではプレート１２０の表裏両面に軸ずれ低減部材４０を配置したが、図１３のように片側のみに軸ずれ低減部材４０を配置する構成であっても、位置ずれの低減を図ることはできる。

さらにまた、撮像素子１００あるいは撮像素子１００を搭載した回路基板１１０を筐体２００やカメラレンズの固定部材に直接固定する場合でも、撮像素子１００あるいは撮像素子１００を搭載した回路基板１１０の表裏少なくともいずれか一方に軸ずれ低減部材４０を配置することで同等の効果を得ることができる。

図１に示した例では、筐体２００側から順に撮像素子１００、回路基板１１０、プレート１２０を配置する構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、プレート１２０に開口を形成して光路を空けることで、撮像素子１００を搭載した回路基板１１０をプレート１２０の筐体２００とは反対側の面に固定する構造においても同等の効果が得られる。

以上説明したように、撮像装置１は、撮像素子１００を保持するプレート１２０と、撮像素子１００に被写体像を結像するレンズホルダ２４０を保持する筐体２００と、プレート１２０を貫通し、筐体２００にプレート１２０を固定する少なくとも２つのネジ３００と、ネジ３００が貫通する貫通孔４２０，４５０を有し、ネジ３００の座面とプレート１２０との間および筐体２００とプレート１２０との間の、少なくとも一方に配置される軸ずれ低減部材４０と、を備える。そして、軸ずれ低減部材４０は、ネジ３００が貫通する凹曲面４１０が形成された凹曲面部材４０ａと、ネジ３００が貫通する凸曲面４４０が形成され、該凸曲面４４０が凹曲面４１０に対して摺動可能に当接している凸曲面部材４０ｂとを有する。さらに、ネジ３００が貫通するプレート１２０の貫通孔１３０の孔径ａ、ネジ３００の軸径ｂ、および、筐体２００に対するプレート１２０の最大軸ずれ調整量ｃは、式「ａ≧ｂ＋ｃ」を満足するように設定されている。

上記軸ずれ低減部材４０を備えたことにより、ネジ３００の座面と軸ずれ低減部材４０との接触状態、プレート１２０の表裏両面に配置された軸ずれ低減部材４０とプレート１２０との接触状態、軸ずれ低減部材４０と高さ調整部材５００〜５２０との接触状態の全てが面接触状態となる。その結果、ネジ締め時におけるプレート１２０の位置ずれを防止することが可能となり、レンズ２５０に対して撮像素子１００を精度良く位置決めすることができる。

さらに、貫通孔１３０の孔径ａを、ネジ３００の軸径ｂおよび最大軸ずれ調整量ｃに対して「ａ≧ｂ＋ｃ」のように設定することにより、ネジ３００を締め付ける前に、撮像素子１００の撮像中心が光軸と一致するようにプレート１２０の位置を調整することができる。

なお、凸曲面４４０と凹曲面４１０とは互いに相補形状を成し、それらが球面の一部を構成するように設定するのが好ましい。摺動面をそのような面形状とすることにより、軸ずれ低減部材４０に滑らかな摺動移動を行わせることができる。さらに、凹曲面４１０と凸曲面４４０との間の摩擦係数は、ネジ３００の座面、プレート１２０および筐体２００と軸ずれ低減部材４０との接触面における摩擦係数以上に設定されているのが好ましい。このように設定することで、上述した面接触をより確実に行わせることができる。

プレート１２０を挟むように配置された各軸ずれ低減部材４０の凹曲面部材４０ａおよび凸曲面部材４０ｂの内、少なくとも撮像素子保持部材側に配置された凹曲面部材４０ａまたは凸曲面部材４０ｂは、プレート１２０と一体に形成されているのが好ましい。このような構成とすることにより、ネジ締め付け前の位置調整の際に、プレート１２０が光軸方向に移動するのを防止できる。

また、凹曲面部材４０ａおよび凸曲面部材４０ｂに形成されたネジ３００が貫通する貫通孔４２０，４５０を、それらの孔径がプレート１２０に形成された貫通孔１３０の孔径ａ以上に設定することで、ネジ締め付け前の位置調整の際に、プレート１２０と共に軸ずれ低減部材４０も移動させることができ、位置調整が行いやすくなる。

なお、以上の説明はあくまでも一例であり、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。例えば、上述した実施の形態では、凹曲面４１０および凸曲面４４０が球面である場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、Ｘ方向やＹ方向などのいずれかの方向に対する位置ずれの許容値が十分に大きい場合、軸ずれ低減部材４０の摺動面の形状を凹凸の円筒面としても良い。また、Ｘ方向やＹ方向に対してネジ締めの際の位置ずれを冶具により微小にできる場合には、同様に軸ずれ低減部材４０の凹凸曲面を円筒面としても良い。これらの場合、軸ずれ低減部材の設置方向は、円筒の軸が位置ずれの許容値が大きい方向あるいは位置ずれが微小にできる方向と一致させれば良い。

また、上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。

１…撮像装置、４０…軸ずれ低減部材、４０ａ…凹曲面部材、４０ｂ…凸曲面部材、１００…撮像素子、１１０…回路基板、１２０，２６０…プレート、１３０，４２０，４５０…貫通孔、２００…筐体、２５０…レンズ、３００〜３３０…ネジ、４１０…凹曲面、４４０…凸曲面、５００〜５２０…高さ調整部材

Claims (9)

1. 撮像素子を保持する撮像素子保持部材と、
   前記撮像素子に被写体像を結像する光学系を保持する光学系保持部材と、
   前記撮像素子保持部材を貫通し、前記光学系保持部材に前記撮像素子保持部材を固定する少なくとも２つのネジと、
   前記ネジが貫通する貫通孔を有し、前記ネジの座面と前記撮像素子保持部材との間および前記光学系保持部材と前記撮像素子保持部材との間の、少なくとも一方に配置される軸ずれ低減部材と、を備え、
   前記軸ずれ低減部材は、
   前記ネジが貫通する凹曲面が形成された凹曲面部材と、
   前記ネジが貫通する凸曲面が形成され、該凸曲面が前記凹曲面に対して摺動可能に当接している凸曲面部材とを有し、
   前記ネジが貫通する前記撮像素子保持部材の貫通孔の孔径ａ、前記ネジの軸径ｂ、および、前記光学系保持部材に対する前記撮像素子保持部材の最大軸ずれ調整量ｃは、式「ａ≧ｂ＋ｃ」を満足するように設定されている撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記凸曲面と前記凹曲面とは互いに相補形状を成し、前記凸曲面および前記凹曲面が球面の一部を構成している撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置において、
   前記撮像素子保持部材を挟むように配置された各前記軸ずれ低減部材の前記凹曲面部材および前記凸曲面部材の内、少なくとも撮像素子保持部材側に配置された凹曲面部材または凸曲面部材は、前記撮像素子保持部材と一体に形成されている撮像装置。
4. 請求項３に記載の撮像装置において、
   前記凹曲面部材および凸曲面部材に形成された前記ネジが貫通する貫通孔は、該貫通孔の孔径が前記撮像素子保持部材に形成された貫通孔の孔径ａ以上に設定されている撮像装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   前記光学系保持部材と該光学系保持部材と対向する前記軸ずれ低減部材との間に、スペーサが配置されている撮像装置。
6. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記軸ずれ低減部材の前記凹曲面と前記凸曲面との間の摩擦係数は、前記ネジの座面、前記撮像素子保持部材および前記光学系保持部材と前記軸ずれ低減部材との接触面における摩擦係数以上に設定されている撮像装置。
7. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記光学系保持部材と前記撮像素子保持部材とはｎ箇所（ｎはｎ≧２の自然数）において前記ネジにより固定されており、
   前記軸ずれ低減部材は、前記撮像素子から近いｍ箇所（ｍはｎ−１≧ｍ≧１の自然数）に配置される撮像装置。
8. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記光学系保持部材と前記撮像素子保持部材とはｎ箇所（ｎはｎ≧２の自然数）において前記ネジにより固定されており、
   前記軸ずれ低減部材は、前記撮像素子から遠いｍ箇所（ｍはｎ−１≧ｍ≧１の自然数）に配置される撮像装置。
9. 請求項７または８に記載の撮像装置において、
   前記軸ずれ低減部材が配置された箇所におけるネジの締結トルクｐ、前記軸ずれ低減部材が配置されていない箇所のネジの締結トルクｑは、式「ｐ＞ｑ」のように設定されている撮像装置。

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