JP2021047348A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置において、温度等の環境が変化しても撮像素子とレンズとが位置ずれを起こさない構成とする。【解決手段】撮像装置において、光学部材を保持するレンズ鏡筒３と、撮像素子５１が搭載された基板５と、前記レンズ鏡筒３及び前記基板５を保持するベース１と、を備え、前記レンズ鏡筒３は、光軸に略垂直な鏡筒接着面を有し、前記基板５は、光軸に略垂直な基板接着面を有し、前記ベース１は、前記鏡筒接着面に対向し前記鏡筒接着面に略平行な第１ベース接着面１ａと、前記基板接着面に対向し前記基板接着面に略平行な第２ベース接着面１ｂと、を有し、前記鏡筒接着面と前記第１ベース接着面１ａとの間、及び前記基板接着面と前記第２ベース接着面１ｂとの間にはそれぞれ接着剤２、４が配置され、前記第１ベース接着面１ａ及び前記第２ベース接着面１ｂは、いずれも光軸方向後方側または光軸方向前方側に面する、構成とする。【選択図】図５

Description

本発明の一態様は、撮像装置等に関する。

カメラなどの撮像装置では、レンズ中心の光軸に対して撮像素子がずれないよう、撮像素子とレンズとの位置を、装置の組立時に調整する。例えば、特許文献１には、撮像素子ユニットが、光透過性部材の撮像素子側の面を撮像装置本体のレンズユニット側に向く受け面に突き立てて組み立てることで、撮像素子ユニットの位置決めを精度よく行う構成が開示されている。

特開２００２−２１８２９３号公報

しかし、撮像素子とレンズとの位置決めに接着剤などの温度変化によって膨張または収縮する部品を含む構成とした場合、組立後の温度変化によって膨張または収縮した接着剤などにより撮像素子とレンズとの位置がずれてしまう場合があった。上記特許文献１に記載の構成では撮像素子の固定に接着剤が介在しており、上記の位置ずれが発生することがあった。温度変化が生じたとしても、撮像素子とレンズとが位置ずれを起こさない構成の撮像装置が求められている。

本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

本発明の一の手段は、
光学部材を保持するレンズ鏡筒（３）と、
撮像素子が搭載された基板（５）と、
前記レンズ鏡筒及び前記基板を保持するベース（１）と、を備え、
前記レンズ鏡筒は、光軸に略垂直な鏡筒接着面（３ａ）を有し、
前記基板は、光軸に略垂直な基板接着面（５ａ）を有し、
前記ベースは、前記鏡筒接着面（３ａ）に対向し前記鏡筒接着面に略平行な第１ベース接着面（１ａ）と、前記基板接着面（５ａ）に対向し前記基板接着面に略平行な第２ベース接着面（１ｂ）と、を有し、
前記鏡筒接着面（３ａ）と前記第１ベース接着面（１ａ）との間、及び前記基板接着面（５ａ）と前記第２ベース接着面（１ｂ）との間にはそれぞれ接着剤（２、４）が配置され、
前記第１ベース接着面（１ａ）及び前記第２ベース接着面（１ｂ）は、いずれも光軸方向後方側または光軸方向前方側に面している、
撮像装置である。

上記構成の撮像装置では、温度変化等により接着剤が膨張または収縮した場合であっても、接着剤の膨張または収縮によって、レンズを保持するレンズ鏡筒と撮像素子を搭載した基板とが同じ方向に移動するため、レンズと撮像素子との位置ずれを抑制することが可能となる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記鏡筒接着面と前記第１ベース接着面との間の距離と、及び前記基板接着面と前記第２ベース接着面との間の距離とは、略同じである。

上記構成の撮像装置によれば、温度変化等により接着剤が膨張または収縮する割合を、鏡筒接着面と第１ベース接着面との間と、基板接着面と第２ベース接着面との間とで略同程度にすることができる。これにより、レンズと撮像素子との位置ずれを、より効果的に抑制することが可能となる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記鏡筒接着面と前記第１ベース接着面との間、及び前記基板接着面と前記第２ベース接着面との間に配置される前記接着剤は略同一の熱膨張係数を有する。

上記構成の撮像装置によれば、温度変化等により接着剤が膨張または収縮する割合を、鏡筒接着面と第１ベース接着面との間と、基板接着面と第２ベース接着面との間とで略同程度にすることができる。これにより、レンズと撮像素子との位置ずれを、さらに効果的に抑制することが可能となる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記鏡筒接着面と前記第１ベース接着面との間、及び前記基板接着面と前記第２ベース接着面との間に配置される前記接着剤は同一成分である。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記レンズ鏡筒は、縮径部及び拡径部を有し、前記縮径部と前記拡径部とを接続する箇所が前記鏡筒接着面になっており、
前記縮径部と前記ベースとの間には、光軸に略垂直な方向の空隙が形成され、
前記空隙の少なくとも一部には前記接着剤が配置される。

上記構成の撮像装置によれば、レンズ鏡筒とベースとの間の空隙に接着剤が配置されるため、紫外線硬化型または熱硬化型などの接着剤を硬化させやすい構成にすることができる。また、組立時に接着剤を配置しやすい構成にすることができる。

上記撮像装置において、好ましくは、
前記接着剤は、紫外線硬化型の接着剤である。

図１は、フロント側から見た撮像装置の外観斜視図である。 図２は、リア側から見た撮像装置の外観斜視図である。 図３は、フロント側から見た撮像装置の分解斜視図である。 図４は、リア側から見た撮像装置の分解斜視図である。 図５は、撮像装置の断面図である。

本発明の撮像装置は、カメラなど、被写体を撮像して画像データを取得する装置において、ベース、レンズ鏡筒、及び撮像素子を搭載する基板を接着剤で固定される構成としている。本発明では、この接着剤が膨張または収縮した場合であっても撮像素子とレンズとの位置ずれが起こらないよう、ベースに対して固定されたレンズ鏡筒及び基板において、ベースとレンズ鏡筒との間の接着剤、及びベースと基板との間の接着剤の光軸方向の厚みを同じにし、光軸方向の膨張または収縮を同程度にしていることを特徴のひとつとしている。

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
１．実施形態
２．本発明の特徴
３．補足事項

なお、本明細書では、レンズの中心位置であって、撮像素子に入射する光の中心位置を「光軸」と称する。レンズに対して撮像素子とは反対側に位置する撮像対象を「被写体」と称する。撮像素子に対して被写体が位置する方向を「フロント側」または「光軸方向前方」と称し、被写体に対して撮像素子が位置する方向を「リア側」または「光軸方向後方」と称する。

＜１．実施形態＞
まず、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１及び図２は、本実施形態の撮像装置の外観斜視図であり、図１はフロント側から見た図、図２はリア側から見た図である。図３及び図４は、本実施形態の撮像装置の分解斜視図であり、図３はフロント側から見た図、図４はリア側から見た図である。図５は、本実施形態の撮像装置の断面図である。

図に示されるように、本実施形態の撮像装置は、ベース１、レンズ鏡筒３、及び基板５を含んで構成され、接着剤２及び４が配置される。

＜ベース１＞
ベース１は、撮像装置の筐体を形成する。ベース１は、レンズ鏡筒３、及び基板５を保持する。ベース１とレンズ鏡筒３との間、及びベース１と基板５との間には、それぞれ接着剤２及び４が配置され、この接着剤によりベース１、レンズ鏡筒３、及び基板５が固定される。

図５の断面図に示されるように、ベース１は、光軸方向後方側に面し、光軸に対して垂直な平面に沿って形成された第１ベース接着面１ａ及び第２ベース接着面１ｂを有する。第１ベース接着面１ａは、レンズ鏡筒３の鏡筒接着面３ａに対向している。第１ベース接着面１ａは、鏡筒接着面３ａと平行である。第２ベース接着面１ｂは、基板５の基板接着面５ａに対向している。第２ベース接着面１ｂは、基板接着面５ａと平行である。

ベース１の光軸方向前方には、内周が小さく形成された部分がある。この部分の内周面１ｃは、レンズ鏡筒３の縮径部３１の外周面３ｂと対向している。後述するように、ベース１の内周面１ｃと、縮径部３１の外周面３ｂとの間には、接着剤２が配置されない空隙（クリアランス）が形成される。

また、ベース１の光軸方向後方には、内周が大きく形成された部分がある。この部分の内周面１ｄは、基板５の端面５ｂと対向している。後述するように、ベース１の内周面１ｄと基板５の端面５ｂとの間には、接着剤４が配置されない空隙（クリアランス）が形成される。

＜レンズ鏡筒３＞
レンズ鏡筒３は、それぞれが光軸方向に円筒状に延びる縮径部３１及び拡径部３２を含んで構成される。レンズ鏡筒３は、１以上のレンズ、及びその他の光学部材を保持する。縮径部３１は、拡径部３２よりも小さい外径を有しており、拡径部３２よりも光軸方向前方に位置する。縮径部３１と拡径部３２とは一体的に形成されている。縮径部３１と拡径部３２とを接続する箇所は、光軸に対して垂直な平面に沿って形成された鏡筒接着面３ａになっている（図５参照）。鏡筒接着面３ａは、光軸方向前方側に面した拡径部３２の面であるともいえる。

レンズ鏡筒３の縮径部３１には、ベース１の内周面１ｃと対向する外周面３ｂが形成される。レンズ鏡筒の拡径部３２は、ベース１の内周面と径嵌合する。

＜基板５＞
基板５は、撮像素子５１、及びその他の電子部品等（図示省略）を搭載する。撮像素子５１、及び基板５の光軸方向前方の面は、光軸に対して垂直である。基板５の光軸方向前方側の面は、基板接着面５ａになっている。基板５の端面５ｂは、ベース１の内周面１ｄと対向する。

撮像素子５１は、レンズ鏡筒３に保持されたレンズ等を透過した光を受け、電気信号に変換して出力する光電変換装置であって、例えばＣ−ＭＯＳセンサまたはＣＣＤなどである。

＜接着剤２及び４＞
ベース１とレンズ鏡筒３との間には接着剤２が配置され、ベース１と基板５との間には接着剤４が配置される。図３及び図４に示された接着剤２及び４は、いずれも硬化された状態である。接着剤２及び４は、紫外線を照射することで硬化する、紫外線硬化型の接着剤である。接着剤２及び４は、同一の接着剤である。ただし、接着剤２及び４は、熱膨張係数が略同一であれば、必ずしも同一の接着剤でなくてもよい。この場合であっても、接着剤２及び４は、同一成分であることが好ましい。

接着剤２は、ベース１の第１ベース接着面１ａと、レンズ鏡筒３の鏡筒接着面３ａとの間に配置される。上記のとおり、第１ベース接着面１ａと鏡筒接着面３ａとが対向する位置に配置された接着剤２は、第１ベース接着面１ａと鏡筒接着面３ａとは平行であるため、光軸からの距離にかかわらず、光軸方向において一定の厚さになっている。

接着剤４は、ベース１の第２ベース接着面１ｂと、基板５の基板接着面５ａとの間に配置される。上記のとおり、第２ベース接着面１ｂと基板接着面５ａとが対向する位置に配置された接着剤４は、第２ベース接着面１ｂと基板接着面５ａとは平行であるため、光軸からの距離にかかわらず、光軸方向において一定の厚さになっている。

ベース１の第１ベース接着面１ａと、レンズ鏡筒３の鏡筒接着面３ａとの対向部分の光軸方向の距離は、ベース１の第２ベース接着面１ｂと、基板５の基板接着面５ａとの対向部分の光軸方向の距離と略同じである。そのため、光軸方向において、第１ベース接着面１ａと鏡筒接着面３ａとの間に配置された接着剤２の厚さと、第２ベース接着面１ｂと基板接着面５ａとの間に配置された接着剤４の厚さとは、略同じになっている。また、上記のとおり、接着剤２と４とは同一の接着剤である。そのため、接着剤２及び４がある温度で膨張または収縮した場合、光軸方向における接着剤２と４との膨張または収縮は略同程度となる。よって、ベース１を基準としたときの、光軸方向後方へのレンズ鏡筒３の変位量と、同じく光軸方向後方への基板５の変位量とは、略等しくなる。したがって、温度変化によって基板５とレンズ鏡筒３との位置が変化せず、同様に基板５に搭載された撮像素子５１とレンズ鏡筒３に保持されたレンズとの位置も変化しない。

接着剤２は、レンズ鏡筒３の縮径部３１の径方向外側の外周面３ｂと、ベース１の径方向内側の内周面１ｃとの間にも配置される。この部分に配置された接着剤２は、ベース１の光軸方向前方に突出しないよう形成されている。そのため、内周面１ｃと外周面３ｂとの間には、接着剤２が配置されない空隙（クリアランス）が形成されている。この空隙は、接着剤２に対して光軸方向前方から紫外線を照射して接着剤２を硬化する際の、紫外線のための光路として用いられる。

接着剤４は、基板５の端面５ｂと、ベース１の径方向内側の内周面１ｄとの間にも配置される。この部分に配置された接着剤４は、ベース１の光軸方向後方に突出しないよう形成されている。そのため、内周面１ｄと端面５ｂとの間には、接着剤４が配置されない空隙（クリアランス）が形成されている。この空隙は、接着剤４に対して光軸方向後方から紫外線を照射して接着剤４を硬化する際の、紫外線のための光路として用いられる。

＜２．本発明の特徴＞
上記実施形態により具体的に説明した本発明は、例えば以下のような特徴を有する。

上記実施形態の撮像装置では、第１ベース接着面１ａと鏡筒接着面３ａとが平行であり、第２ベース接着面１ｂと基板接着面５ａとが平行であり、温度変化時の接着剤２及び４の変位方向及び変位量が略同じになるよう構成されている。そのため、温度変化等により接着剤２及び４が膨張または収縮した場合であっても、接着剤２及び４の膨張または収縮によって、レンズを保持するレンズ鏡筒３と撮像素子を搭載した基板５とが同じ方向に移動するため、レンズと撮像素子５１との位置ずれを抑制することが可能となる。

なお、実施形態では、ベース１の光軸方向後方側の面に対向するよう、鏡筒接着面３ａ及び基板接着面５ａが配置された構成としているが、ベース１の光軸方向前方側の面に対向するよう、鏡筒接着面３ａ及び基板接着面５ａが配置された構成としてもよい。具体的には、実施形態とは逆に、ベース１が、光軸方向後方側から前方側に向かって段階的に拡径する形状になり、光軸方向前方から基板及びレンズ鏡筒を、順に差し込んで組み込むような構成となる。このとき、レンズ鏡筒３は光軸方向前方が拡径した形状となる。実施形態の構成では、接着剤の膨張の際には、レンズ鏡筒３及び基板５が光軸方向後方に変位する構成となるが、逆に、接着剤の膨張の際にレンズ鏡筒３及び基板５が光軸方向前方に変位する構成としてもよい。この場合、接着剤が膨張または収縮した場合、レンズ鏡筒３及び基板５が同程度に光軸方向前方に変位するため、レンズ鏡筒３のレンズと基板５の撮像素子５１との間の距離が変化せず、一定となる。

また、実施形態では温度変化に基づく接着剤２及び４の膨張または収縮について説明したが、接着剤が湿度などの温度以外の環境の変化に応じて膨張または収縮する場合であっても同様の効果が得られる。

また、上記実施形態の撮像装置では、第１ベース接着面１ａと鏡筒接着面３ａとの距離と、第２ベース接着面１ｂと基板接着面５ａとの距離とが略同じとなる構成にしている。この構成により、温度変化等により接着剤２及び４が膨張または収縮する割合を、鏡筒接着面３ａと第１ベース接着面１ａとの間と、基板接着面５ａと第２ベース接着面１ｂとの間とで略同程度にすることができる。これにより、レンズと撮像素子５１との位置ずれを、より効果的に抑制することが可能となる。

また、上記実施形態の撮像装置では、接着剤２と４とが同一成分のものとしている。これにより、温度変化等により接着剤２及び４が膨張または収縮する割合を、鏡筒接着面３ａと第１ベース接着面１ａとの間と、基板接着面５ａと第２ベース接着面１ｂとの間とで略同程度にすることができる。これにより、レンズと撮像素子５１との位置ずれを、さらに効果的に抑制することが可能となる。

なお、接着剤２と４とは、必ずしも同一成分のものでなくても、略同一の熱膨張係数を有するものであれば、上記同様の効果を得ることができる。ただし、同一成分の接着剤を採用すると、熱膨張係数のみでなく、湿度または気圧の変化に対しても膨張または収縮する量が同程度となるため好ましい。

また、上記実施形態の撮像装置では、内周面１ｃと外周面３ｂとは同径ではなく、空隙（クリアランス）が形成された構成としている。この構成により、接着剤２に紫外線が照射されやすく、接着剤２を硬化させやすい構成にすることができる。また、組立時に接着剤２を配置しやすい構成にすることができる。

同様に、上記実施形態の撮像装置では、接着剤４として紫外線硬化型の接着剤を用いており、内周面１ｄと端面５ｂとの間には、接着剤４が配置されない空隙（クリアランス）が形成されている。この構成により、接着剤４に紫外線が照射されやすく、接着剤４を硬化させやすい構成にすることができる。また、組立時に接着剤４を配置しやすい構成にすることができる。

なお、接着剤２及び４は紫外線硬化型に限定されるものではなく、紫外線以外の光線等により硬化するものを採用してもよい。

＜３．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

例えば、実施形態では、筐体となるベース１を有する構成を例示して説明したが、ベース１に加え、リア側を覆うよう構成されたリアケースをさらに有する構成を採用してもよい。ただし、基板５が光軸方向でリアケースに当接する構成とすると、接着剤４の膨張または収縮により基板５が変位する量が、接着剤２の膨張または収縮によりレンズ鏡筒３が経にする量と異なることになるため、基板５は光軸方向でリアケースに当接しない構成とする。

また、撮像装置が、基板５に加え、さらなる基板を有する構成を採用してもよい。この場合、撮像素子５１を搭載する基板５は、実施形態のような態様でベース１に接着固定される必要があるが、撮像素子５１を搭載しない基板は他の態様で保持されてもよい。

また、第１ベース接着面１ａと鏡筒接着面３ａとが平行であり、第２ベース接着面１ｂと基板接着面５ａとが平行であれば、これらの面は必ずしも光軸に対して垂直ではなく、光軸に対して略同様の勾配を有する構成としてもよい。この場合であっても、光軸方向に垂直な方向への移動は規制されるため、光軸方向のレンズ鏡筒３及び基板５の変位量は略同じになる。

本発明は、環境が変化した場合にも撮像素子とレンズとの間の距離が変化することを抑制する撮像装置として好適に適用される。

１…ベース
１ａ…第１ベース接着面
１ｂ…第２ベース接着面
２、４…接着剤
３…レンズ鏡筒
３１…縮径部
３２…拡径部
３ａ…鏡筒接着面
５…基板
５ａ…基板接着面
５ｂ…端面
５１…撮像素子

Claims (6)

1. 光学部材を保持するレンズ鏡筒と、
   撮像素子が搭載された基板と、
   前記レンズ鏡筒及び前記基板を保持するベースと、を備え、
   前記レンズ鏡筒は、光軸に略垂直な鏡筒接着面を有し、
   前記基板は、光軸に略垂直な基板接着面を有し、
   前記ベースは、前記鏡筒接着面に対向し前記鏡筒接着面に略平行な第１ベース接着面と、前記基板接着面に対向し前記基板接着面に略平行な第２ベース接着面と、を有し、
   前記鏡筒接着面と前記第１ベース接着面との間、及び前記基板接着面と前記第２ベース接着面との間にはそれぞれ接着剤が配置され、
   前記第１ベース接着面及び前記第２ベース接着面は、いずれも光軸方向後方側または光軸方向前方側に面している、
   撮像装置。
2. 前記鏡筒接着面と前記第１ベース接着面との間の距離と、及び前記基板接着面と前記第２ベース接着面との間の距離とは、略同じである、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記鏡筒接着面と前記第１ベース接着面との間、及び前記基板接着面と前記第２ベース接着面との間に配置される前記接着剤は略同一の熱膨張係数を有する、
   請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記鏡筒接着面と前記第１ベース接着面との間、及び前記基板接着面と前記第２ベース接着面との間に配置される前記接着剤は同一成分である、
   請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記レンズ鏡筒は、縮径部及び拡径部を有し、前記縮径部と前記拡径部とを接続する箇所が前記鏡筒接着面になっており、
   前記縮径部と前記ベースとの間には、光軸に略垂直な方向の空隙が形成され、
   前記空隙の少なくとも一部には前記接着剤が配置される、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記接着剤は、紫外線硬化型の接着剤である、
   請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。

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