JP2018005146A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学部材と撮像素子の間に配置される封止部材の位置決めを確実にすることができ、封止部材の位置規制部の挿入状態を目視で確認することができる。また、封止部材の弾性力増加を回避し経時変化による撮像素子ズレを防止することができる撮像装置を提供すること。【解決手段】撮像装置は、撮像光学系（１０）により結像した被写体像を電気信号に変換する撮像素子（７）を支持部材（１）で支持する。光学部材（３）は撮像素子（７）よりも被写体側に配置されて支持部材（１）に取り付けられる。弾性力を有する封止部材（４）は、防塵対策として撮像素子（７）の受光面を包囲する。封止部材（４）に設けた位置規制部（４ｄ）を光学フィルター（３）より前方（Ｆｒ）に突出して、支持地板（１）の挿入孔（１ｇ）を貫通する。【選択図】図５

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置において、撮像素子の封止部材の構造に関する。

撮影画像のデータをメモリに取り込むデジタルカメラは、撮像素子で画像情報を取得する。撮像素子には光軸方向の前方に、入射光の波長を制御する役目をもつ光学フィルターを配置するのが一般的な構成である。また、ガラス板を光学フィルターのように配置した構成も知られている。

撮像素子の撮像面に付着したゴミ等の異物が撮影画像に写り込まないように防ぐために、光学フィルターと撮像素子との間には、ゴム等の弾性材料で形成した封止部材が配置されている。

通常は封止部材の外形を規制して封止部材を保持する方法が採られているが、封止部材が比較的自由に弾性変形するため、保持が困難で作業が煩わしいという問題があった。

そこで、特許文献１では、光学部材を保持部材側に押圧する押圧部に光学部材の外周縁部に挿入し封止部材の位置を決める位置規制部が光学部材より突出しない構成で設けられている。

特開２０１２−２３５３２７号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示された構成では、封止部材の位置規制部先端と保持部材との隙間が少ないため、撮像素子を光学フィルター側に移動させて光学調整を行った際、封止部材の位置規制部先端と保持部材が当接し、封止部材の位置規制部が押圧され弾性力が増加し経時変化により撮像素子ズレが発生すると言った問題がある。

また、封止部材の位置を決める位置規制部が光学部材より突出しない構成で設けられている場合、組み込み作業時に封止部材の位置規制部が光学フィルターの外周縁部に挿入されずに乗り上げてしまい封止部材の位置決まらなくなり、封止部材の押圧部が有効光束範囲に侵入する。また、乗り上げた状態で調整ネジを締め付けると封止部材の位置規制部が押圧され、封止部材の弾性力が増加し経時変化により撮像素子ズレが発生する。更に封止部材の位置規制部の挿入状態を目視で確認することができないと言った問題がある。

そこで、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、光学部材と撮像素子の間に配置される封止部材の位置決めを確実にすることができ、封止部材の位置規制部の挿入状態を目視で確認することができる。また封止部材の弾性力増加を回避し経時変化による撮像素子ズレを防止することができる撮像装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
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（７）と、該撮像素子（７）を支持する支持部材（１）と、前記撮像素子（７）よりも被写体側に配置された光学部材（３）と、該光学部材（３）と前記撮像素子（７）との間に位置し、前記撮像素子（７）の受光面の周囲を包囲し弾性力を有する封止部材（４）とを備えた撮像装置であって、
前記封止部材（４）は、前記光学部材（３）の外周縁に挿入されて位置を決める位置規制部（４ｄ）を前記光学部材（３）より被写体側に突出させたことを特徴とする。

また、前記支持地板（１）は、前記光学部材（３）を支持する支持部（１ｅ）に挿入孔（１ｇ）を有し、前記封止部材（４）の位置規制部（４ｄ）は、前記支持地板（１）の挿入孔（１ｇ）に挿入され貫通することを特徴とする。

本発明に係る撮像装置によれば、光学部材と撮像素子の間に配置される封止部材の位置決めを確実にすることができ、封止部材の位置規制部の挿入状態を目視で確認することができる。また、封止部材の弾性力増加を回避し経時変化による撮像素子ズレを防止することができる。

本実施形態１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１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１に係る防塵ゴムを示す斜視図である。 本実施形態１に係る防塵ゴムを示す縦断面図である。 本実施形態１に係る撮像素子を締結する前の状態を示す断面図である。 本実施形態１に係る撮像素子の光学調整前の状態を示す部分断面図である。 本実施形態２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２に係る支持部材の収容室を示す部分斜視図である。 本実施形態３に係る撮像素子を締結する前の状態を示す断面図である。

［実施例１］
以下、本発明に係る実施形態１について図面を参照して説明する。なお、本実施形態１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（被写体側）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（ａ）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（ｂ）は支持部材の一部を示す拡大図である。図１に示すようにデジタルカメラは、支持地板１、レンズ鏡筒２、光学フィルター３、封止ゴム４、保持板６、撮像素子７、フレキシブル基板８および３本の調整ネジ９で構成されている。

支持地板１（支持部材）は、レンズ鏡筒２および撮像素子７等を支持する。支持地板１には、レンズ鏡筒２を固定する側と対向する位置に撮像素子７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、レンズ鏡筒２の撮影光学系１０を通過した被写体光線の入射光が通過する開口部１ｂが形成され、開口部１ｂの周囲には、光学フィルター３を支持する支持部１ｅを形成し、支持部１ｅの４隅部分には光学フィルター３の位置を決める保持部１ｆが形成されている。

保持部１ｆの間には、後述する封止ゴム４の位置規制部４ｄの外形より大きく貫通した挿入孔１ｇが形成され、封止ゴム４の位置規制部４ｄが挿入され貫通する。収容室１ａの周囲には、調整ネジ９が螺合される３つの雌ネジ部１ｃが形成され、また光軸方向に沿った複数の有底孔１ｄが形成されている。光学フィルター３（光学部材）は、撮像素子７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、後述する撮像素子７よりも被写体側且つ、支持地板１の収容室１ａ内の開口部１ｂの後方の位置に配置され、封止ゴム４によって保持される。光学フィルター３は、支持部材１の保持部１ｆにより支持地板１に対して位置決めされる。

封止ゴム４（封止部材）は、弾性力を有し、光学フィルター３と撮像素子７との間に配置されゴミ等の異物の侵入を防止する。封止ゴム４は、光学フィルター３の後方の位置で撮像素子７によって支持される。

保持板６（保持部材）は、撮像素子７およびフレキシブル基板８を保持する。保持板６は、平板状であって、撮像素子７のパッケージ全周の一部を収容する開口部６ａが形成されている。また、保持板６は、調整ネジ９が挿通される挿通孔６ｂが形成されていて、調整ネジ９により支持地板１に支持される。

撮像素子７は、レンズ鏡筒２の撮影光学系１０を通過した被写体像を電気信号に変換する。撮像素子７は、フレキシブル基板８に半田付けされる。フレキシブル基板８により変換された電気信号を図示しない他の画像処理回路に送信する。

保持板６と、撮像素子７と、フレキシブル基板８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７とフレキシブル基板８とを保持板６に組み付けた状態を前方Ｆｒから見た図である。

図２に示すように、撮像素子７のパッケージ全周の一部を保持板６の開口部６ａに挿入した状態で、撮像素子７のパッケージと保持板６の開口部６ａとの間に接着剤１１を塗布することで撮像素子７が保持板６に固定される。撮像素子７の光軸方向の位置調整は、封止ゴム４の弾性力を利用している。

ここで、封止ゴム４の詳細な形状について図３（ａ）、図３（ｂ）、図４を参照して説明する。

図３（ａ）は封止ゴム４を斜め前方Ｆｒから見た斜視図であり、図３（ｂ）は封止ゴム４を斜め後方Ｒｒから見た斜視図であり、図４は封止ゴム４の縦断面図である。

封止ゴム４は、図３（ａ）、（ｂ）及び図４に示すように、封止ゴム４は、前方から見ると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の周縁には、光学フィルター３を当接する第１の押圧部４ａが形成されている。

第１の押圧部４ａは、光学フィルター３を支持地板１に対して押圧する。第１の押圧部４ａと対向する位置には、撮像素子７と当接する第２の押圧部４ｂが形成されている。第２の押圧部４ｂは、撮像素子７を光学フィルター３に対して押圧する。第１の押圧部４ａと第２の押圧部４ｂとを繋ぐ部分は、弾性力を有する封止部４ｃが形成され、封止部４ｃには、前方Ｆｒに突出する４つの位置規制部４ｄがそれぞれ一体で形成されている。

位置規制部４ｄの高さＨは、光学フィルター３の厚みＴ（図５（ｂ）参照）より高く設定して、光学フィルター３より前方Ｆｒに突出して支持地板１に対応する挿入孔１ｅにそれぞれ挿入できる外形である。この位置規制部４ｄは、光学フィルター３の外周縁部３ａに挿入され、位置規制部４ｄが光学フィルター３の外周縁部３ａに当接することで、封止ゴム４の第１の押圧部４ａが光軸と直行する方向に移動しないように規制される。

封止ゴム４が支持地板１に取り付けられた状態では、封止部４ｃは、光学フィルター３と撮像素子７との周囲を包囲する態様となり、撮像素子７の受光面に塵などが付着することを防止する。

また、封止ゴム４に光軸方向に沿って第１の押圧部４ａと第２の押圧部４ｂとの距離を縮めるような力が作用したとき、封止部４ｃは、逆に第１の押圧部４ａと第２の押圧部４ｂとの距離を離間させるような弾性力が働く。

即ち、後述するように保持板６を光軸方向に対して前方Ｆｒに移動させると、封止部４ｃの弾性力によって第１の押圧部４ａを介して光学フィルター３を前方Ｆｒに付勢し、第２の押圧部４ｂを介して撮像素子７を光軸方向に対して後方Ｒｒに付勢する。

このような封止ゴム４の封止部４ｃの弾性力によって、光学フィルター３と封止ゴム４との間および撮像素子７と封止ゴム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７との間を密閉にし、ゴミ等の異物の侵入を防止している。更に、封止ゴム４の第２の押圧部４ｂの外縁部には、光軸方向に対して突出する３つの突起状の付勢部４ｆ（突起部）が一体で形成されている。

付勢部４ｆは、支持地板１と保持板６との間に配置され、支持地板１に対して保持板６を離す方向に付勢する。付勢部４ｆ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り、支持地板１に対応する有底孔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、支持地板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、封止ゴム４が支持地板１に取り付けられた状態では、各付勢部４ｆは３つの調整ネジ９と隣接した位置に配設される。

各付勢部４ｆは、３つの調整ネジ９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７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、封止ゴム４、保持板６、撮像素子７およびフレキシブル基板８を支持地板１に取り付ける場合について図５（ａ）、図５（ｂ）を参照して説明する。

図５（ａ）は各構成部品を支持地板１に取り付け、調整ネジ９を締結する前の状態を示す断面図であり、図５（ｂ）は封止構造の位置規制部を示す詳細図である。なお、図５（ａ）、図５（ｂ）は封止ゴム４の上端から突出する付勢部４ｆの中心を通るように切断した縦断面図である。

図５（ａ）、図５（ｂ）に示すように、光学フィルター３と、封止ゴム４と、撮像素子７およびフレキシブル基板８を保持した保持板６と、を順番に支持地板１の収容室１ａ内に組み付けていく。このとき、封止ゴム４の各位置規制部４ｄを光学フィルター３の外周縁部３ａに挿入し、更に支持地板１の対応する挿入孔１ｇを貫通する。このように貫通させることで、封止ゴム４の位置規制部４ｄを確実に光学フィルター３の外周縁部３ａに挿入することができ、封止ゴム４の位置規制部４ｄの挿入状態を目視で確認することができる。また、封止ゴム４の各付勢部４ｆを支持地板１の対応する有底孔１ｄ内に挿入する。

その後、各調整ネジ９を、保持板６の各挿通孔６ｂに挿通させ、対応する雌ネジ部１ｃに締結する。調整ネジ９が各雌ネジ部１ｃに締結され、各構成部品が支持地板１に組み付けられた状態の縦断面図を図６に示す。

図６に示すように、封止ゴム４の第１の押圧部４ａと光学フィルター３との間および封止ゴム４の第２の押圧部４ｂと撮像素子７との間には隙間がない状態であって、封止ゴム４の封止部４ｃによって光学フィルター３と撮像素子７の周囲が囲まれている。また、封止ゴム４の付勢部４ｆの先端は支持地板１の有底孔１ｃの底面に当接し、封止ゴム４の付勢部４ｆの基端は保持板６に当接している。

次に、支持地板１に各構成部品を組み付けた状態において、撮像素子７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９のねじ込み量を変化させることで、撮像素子７の位置調整および傾き調整を行うことができる。まず、図６に示す状態から、３つの調整ネジ９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９が保持板６の各挿通孔６ｂを介して、保持板６全体を光軸方向に対して前方Ｆｒ（撮影光学系に近接する方向）に移動する。

このとき、封止ゴム４の付勢部４ｆは、保持板６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。この変形により封止ゴム４の付勢部４ｆには、保持板６を後方に付勢する方向の弾性力が発生する。また、封止ゴム４の封止部４ｃも封止ゴム４の第２の押圧部４ｂを介して撮像素子７により押圧されることで、外周に広がる方向に撓みながら光軸方向に変形する。この変形により封止ゴム４の封止部４ｃを介して光学フィルター３を前方に付勢し、封止ゴム４の第２の押圧部４ｂを介して撮像素子７を後方に付勢する方向の弾性力が発生する。

このとき、封止ゴム４の位置規制部４ｄは、支持地板１の挿入孔１ｅを貫通させているので、封止ゴム４の位置規制部４ｄの弾性力が加わることがなくなり経時変化による撮像素子ズレを防止することができる。

一方、図６に示す状態から、３つの調整ネジ９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９が後方Ｒｒ（撮影光学系から離間する方向）に移動する。このとき、封止ゴム４の付勢部４ｆおよび封止部４ｃには保持板６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６を、各調整ネジ９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９によって減少したねじ込み量に応じて、保持板６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９のねじ込み量を増加させるように回転させた場合、封止ゴム４の第１の押圧部４ａと封止部４ｃとに発生する弾性力は、封止ゴム４の付勢部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９のねじ込み量を変化させて保持板６を光軸方向に移動させても封止ゴム４の付勢部４ｄに発生する弾性力のみで撮像素子７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７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９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６に保持された撮像素子７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７の位置調整を行うことができる。また、３つの調整ネジ９のうち一つずつねじ込み量を変化させることで、保持板６の傾きを調整することができる。

上述したように、封止ゴム４の位置規制部４ｄを光学フィルター３より前方Ｆｒに突出して、支持地板１の挿入孔１ｇを貫通することで、封止ゴム４の位置規制部４ｄを確実に光学フィルター３の外周縁部３ａに挿入することができると共に、封止ゴム４の位置規制部４ｄの挿入状態を目視で確認することができる。また、封止ゴム４の位置規制部４ｄに弾性力が加わることがなくなり経時変化による撮像素子ズレを防止することができる。

［実施例２］
以下、本発明に係る実施形態２について、図７、図８（ａ）、図８（ｂ）を参照して説明する。

図７は支持部材の収容室を示す部分斜視図であり、図８（ａ）は各構成部品を支持地板１に取り付け、調整ネジ９を締結する前の状態を示す断面図であり、図８（ｂ）は封止構造の位置規制部を示す詳細図である。なお、図８（ａ）、図８（ｂ）は、封止ゴム４の上端から突出する付勢部４ｆの中心を通るように切断した縦断面図である。

機械的構造は上記実施形態１のものと同じであるから、実施形態１に示した構造要素と同じものは図７、図８（ａ）、図８（ｂ）においても図１から図６と同じ符号で示し、これらの構造要素についてはその説明を省略する。また、本発明の実施形態２における動作も、上記実施形態１と同じなのでその説明も省略する。

上記実施形態と１と異なる構成は、図７、図８（ａ）、図８（ｂ）示すように、支持部材１の保持部１ｆを、挿入孔１ｇと向き合う内側に形成し、光学フィルター３の外周縁部３ａを覆う構成にする。また、支持部材１の保持部１ｆの外周縁部１ｈに封止ゴム４の位置規制部４ｄを挿入する構成にしたことのみである。

上述したように、支持部材１の保持部１ｆで光学フィルター３の外周縁部３ａを覆うことで、実施形態１の効果に加え、支持地板１の挿入孔１ｇから侵入する光線を遮蔽することができる。なお、上述した実施形態では、光学フィルター３は支持部材１の四隅或いは短辺、長辺方向に保持部１ｆを形成した構成のみ説明したが、この場合に限られず、全周に保持部１ｆを形成する構成にしてもよい。

［実施例３］
以下、本発明に係る実施形態３について、図９（ａ）、図９（ｂ）を参照して説明する。

図９（ａ）は各構成部品を支持地板１に取り付け、調整ネジ９を締結する前の状態を示す断面図であり、図９（ｂ）は封止構造の位置規制部を示す詳細図である。なお、図９（ａ）、図９（ｂ）は、封止ゴム４の上端から突出する付勢部４ｆの中心を通るように切断した縦断面図である。

機械的構造は上記実施形態１のものと同じであるから、実施形態１に示した構造要素と同じものは図９（ａ）、図９（ｂ）においても図１から図６と同じ符号で示し、これらの構造要素についてはその説明を省略する。また、本発明の実施形態２における動作も、上記実施形態１と同じなのでその説明も省略する。

上記実施形態と１と異なる構成は、図９（ａ）、図９（ｂ）示すように、支持部材１の挿入孔１ｇを貫通孔から底面を有する凹形状し、封止ゴム４の位置規制部４ｄを挿入する構成にしたことのみである。

上述したように、支持部材１の挿入孔１ｇに底面を有する凹形状にすることで、封止ゴム４の位置規制部４ｄを確実に光学フィルター３の外周縁部３ａに挿入することができる。また、封止ゴム４の位置規制部４ｄに弾性力が加わることがなくなり経時変化による撮像素子ズレを防止することができる。

１ 支持地板（支持部材）、１ｅ 支持部、１ｆ 保持部、１ｇ 挿入孔、
３ 光学フィルター（光学部材）、１ｈ，３ａ 外周縁部、４ 封止ゴム（封止部材）、
４ａ 第１の押圧部、４ｂ 第２の押圧部、４ｃ 封止部、４ｄ 位置規制部、
４ｆ 付勢部、６ 保持板（保持部材）、７ 撮像素子、１１ 接着剤

Claims (7)

1. 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（７）と、該撮像素子（７）を支持する支持部材（１）と、前記撮像素子（７）よりも被写体側に配置された光学部材（３）と、該光学部材（３）と前記撮像素子（７）との間に位置し、前記撮像素子（７）の受光面の周囲を包囲し弾性力を有する封止部材（４）とを備えた撮像装置であって、
   前記封止部材（４）は、前記光学部材（３）の外周縁に挿入されて位置を決める位置規制部（４ｄ）を前記光学部材（３）より被写体側に突出させたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記支持地板（１）は、前記光学部材（３）を支持する支持部（１ｅ）に挿入孔（１ｇ）を有し、前記封止部材（４）の位置規制部（４ｄ）は、前記支持地板（１）の挿入孔（１ｇ）に挿入され貫通することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記支持地板（１）は、前記光学部材（３）を支持する支持部（１ｅ）に挿入孔（１ｇ）を有し、前記封止部材（４）の位置規制部（４ｄ）は、前記支持地板（１）の挿入孔（１ｇ）に挿入することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記挿入孔（１ｇ）と向い合う内側に、前記光学部材（３）の位置を決める保持部（１ｆ）を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮像装置。
5. 前記光学部材（３）は、前記撮像素子（７）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で有ることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の撮像装置。
6. 前記封止部材（４）は、前記光学部材（３）を前記支持部材（１）に対して押圧する第１の押圧部（４ａ）と、前記撮像素子（７）を前記光学部材（３）に対して押圧する第２の押圧部（４ｂ）と、該第１の押圧部４ａと該第２の押圧部４ｂとを繋ぐ弾性力を有する封止部（４ｃ）を有することを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の撮像装置。
7. 前記撮像素子（７）が取り付けられる保持部材を備え、前記封止部材（４）は、前記支持部材（１）と前記保持部材（６）との間に位置し、前記支持部材（１）に対して前記保持部材（６）が離れる方向に付勢する付勢部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の撮像装置。