JP2024108316A - Imaging device - Google Patents
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Abstract
【課題】レンズユニットと撮像素子との相対位置精度を適切に調整可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、撮像光学系を保持するレンズユニットと、撮像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を含むセンサ基板と、センサ基板を一体的に保持するセンサホルダと、レンズユニットに対して光軸方向に移動可能に支持される支持部材と、を備える。センサホルダおよび支持部材の一方は、撮像素子の受光面の中央を中心とした球形状の凸部を有し、他方は、撮像素子の受光面の中央を中心とした球形状の凹部であって、凸部と摺動可能に当接する凹部を有する。支持部材は、光軸方向において、センサホルダに対して被写体側に配置され、センサホルダに向かって弾性部材によって押圧され、センサホルダは、レンズユニットに対して、弾性部材による押圧に抗する方向から第1のネジにより固定されている。【選択図】 図2[Problem] To provide an imaging device capable of appropriately adjusting the relative positional accuracy between a lens unit and an imaging element. [Solution] The imaging device includes a lens unit that holds an imaging optical system, a sensor board including an imaging element that converts an object image that has passed through the imaging optical system into an electrical signal, a sensor holder that integrally holds the sensor board, and a support member that is supported movably in the optical axis direction relative to the lens unit. One of the sensor holder and the support member has a spherical convex portion centered on the center of the light receiving surface of the imaging element, and the other has a spherical concave portion centered on the center of the light receiving surface of the imaging element, the concave portion being in slidable contact with the convex portion. The support member is disposed on the object side relative to the sensor holder in the optical axis direction and is pressed toward the sensor holder by an elastic member, and the sensor holder is fixed to the lens unit by a first screw from a direction that resists the pressing force of the elastic member. [Selected Figure] Figure 2
Description
本発明は、撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging device.
レンズユニットと撮像素子との位置や傾きのズレによって発生する解像度の低下を改善するため、レンズユニットと撮像素子との位置や傾きを調整する調整機構を有するカメラがある。
特許文献1は、レンズが取り付けられたレンズユニットを、筺体の支持部および同筺体に螺合された締め込み部材により挟み込んで固定するレンズモジュールを開示する。ここで、レンズユニットは支持部と球面形状で接しており、レンズユニットの傾き調整が可能である。また、支持部は光軸方向に弾性変形するように形成されており、レンズユニットの光軸方向の位置調整が可能である。
In order to improve resolution degradation caused by misalignment of the position and tilt between the lens unit and the image sensor, some cameras have an adjustment mechanism that adjusts the position and tilt between the lens unit and the image sensor.
Patent Literature 1 discloses a lens module in which a lens unit having a lens attached thereto is clamped and fixed by a support part of a housing and a fastening member screwed into the housing. Here, the lens unit is in contact with the support part in a spherical shape, and the inclination of the lens unit can be adjusted. In addition, the support part is formed so as to be elastically deformed in the optical axis direction, and the position of the lens unit in the optical axis direction can be adjusted.
レンズユニットと撮像素子との相対位置精度を調整する場合、レンズユニットの前方にチャートもしくはコリメーターチャートを複数配置し、撮像素子からの画像に基づき画像中央および周辺の解像度が最も高くなるように調整する。
しかしながら、上記特許文献1に記載の技術では、レンズユニットの位置および傾きを調整する際、締め込み部材を被写体側から調整する必要がある。そのため、レンズユニットの画角が広いと、チャートを撮像している画像に調整工具などが映り込んでしまう。
When adjusting the relative positional accuracy between the lens unit and the image sensor, multiple charts or collimator charts are placed in front of the lens unit and adjustments are made so that the resolution at the center and periphery of the image is maximized based on the image from the image sensor.
However, in the technology described in Patent Document 1, when adjusting the position and inclination of the lens unit, it is necessary to adjust the tightening member from the subject side. Therefore, if the angle of view of the lens unit is wide, adjustment tools and the like will be captured in the image capturing the chart.
そこで、本発明は、レンズユニットと撮像素子との相対位置精度を適切に調整可能な撮像装置を提供することを課題としている。 Therefore, the present invention aims to provide an imaging device that can appropriately adjust the relative position accuracy between the lens unit and the imaging element.
上記課題を解決するために、本発明に係る撮像装置の一態様は、撮像光学系を保持するレンズユニットと、前記撮像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を含むセンサ基板と、前記センサ基板を一体的に保持するセンサホルダと、前記レンズユニットに対して光軸方向に移動可能に支持される支持部材と、を備え、前記センサホルダおよび前記支持部材の一方は、前記撮像素子の受光面の中央を中心とした球形状の凸部を有し、他方は、前記撮像素子の受光面の中央を中心とした球形状の凹部であって、前記凸部と摺動可能に当接する凹部を有し、前記支持部材は、前記光軸方向において、前記センサホルダに対して被写体側に配置され、前記センサホルダに向かって弾性部材によって押圧され、前記センサホルダは、前記レンズユニットに対して、前記弾性部材による押圧に抗する方向から第1のネジにより固定されている。 In order to solve the above problem, one aspect of the imaging device according to the present invention includes a lens unit that holds an imaging optical system, a sensor board including an imaging element that converts a subject image that passes through the imaging optical system into an electrical signal, a sensor holder that holds the sensor board as an integral part, and a support member that is supported movably in the optical axis direction relative to the lens unit, where one of the sensor holder and the support member has a spherical convex portion centered on the center of the light receiving surface of the imaging element, and the other has a spherical concave portion centered on the center of the light receiving surface of the imaging element that slidably abuts against the convex portion, the support member is disposed on the subject side relative to the sensor holder in the optical axis direction and is pressed toward the sensor holder by an elastic member, and the sensor holder is fixed to the lens unit by a first screw from a direction that resists the pressing force of the elastic member.
本発明によれば、レンズユニットと撮像素子との相対位置精度を適切に調整可能な撮像装置を提供することができる。 The present invention provides an imaging device that can appropriately adjust the relative position accuracy between the lens unit and the imaging element.
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。
なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Note that the embodiment described below is one example of a means for realizing the present invention, and should be appropriately modified or changed depending on the configuration of the device to which the present invention is applied and various conditions, and the present invention is not limited to the embodiment described below.
図1は、本実施形態に係る撮像装置が備えるレンズモジュール10の構成例を模式的に示す分解構成図である。また、図2は、本実施形態におけるレンズモジュール10の構成例を示す断面図である。
なお、以下の説明では、撮像装置において、被写体に向ける側を「被写体側」と称し、その反対側を「撮像面側」と称する。また、撮像装置において、レンズの光軸方向をX軸方向とする。
Fig. 1 is an exploded view showing a typical example of the configuration of a
In the following description, in an imaging device, the side facing a subject is referred to as the “subject side,” and the opposite side is referred to as the “imaging surface side.” In addition, in the imaging device, the optical axis direction of the lens is the X-axis direction.
図1および図2に示すように、レンズモジュール10は、レンズユニット100と、フォーカス調整部110と、撮像素子210を含むセンサ基板211と、センサ基板211を一体的に保持するセンサホルダ200と、を備える。
レンズユニット100は、図2に示すように、中央部に複数のレンズ101を備える。複数のレンズ101は、レンズ101の光軸を中心軸とする円筒形状の支持部102によって支持されている。ここで、レンズ101は、フォーカスレンズやズームレンズを含む撮像光学系である。なお、図2では、3枚のレンズを図示しているがレンズの数は特に限定されない。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
As shown in Fig. 2, the
フォーカス調整部110は、レンズユニット100の円筒形状の支持部102に外嵌されて、光軸方向(X軸方向)に移動可能にレンズユニット100に支持される支持部材である。
撮像素子210は、レンズユニット100の撮像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210を含むセンサ基板211は、センサホルダ200に取り付けられる。
センサホルダ200は、撮像素子210の受光面の中央を中心とする球形状の凸部201を有する。また、フォーカス調整部110は、センサホルダ200の凸部201と摺動可能に当接する同径の球形状の凹部111を有し、センサホルダ200を、撮像素子210の受光面の中央を中心として回転可能に支持する。
The
The
The
また、レンズモジュール10は、レンズユニット100とフォーカス調整部110との間に配置される弾性部材120を備える。弾性部材120は、例えば圧縮コイルバネであり、フォーカス調整部110をセンサホルダ200側へ押圧する。いいかえると、図中-X側方向へ押圧している。つまり、フォーカス調整部110は、光軸方向において、センサホルダ200に対して被写体側に配置され、センサホルダ200に向かって弾性部材120により押圧されている。なお、弾性部材120の種類や形状、配置位置などは上記に限定されない。
また、レンズモジュール10は、弾性部材120によって押圧されたフォーカス調整部110がレンズユニット100から外れないように、フォーカス調整部110の弾性部材120による押圧方向への移動範囲を制限するフォーカスストッパー130を備える。
Furthermore, the
The
フォーカスストッパー130は、固定ネジ131によってレンズユニット100に一体的に固定されるストッパー部材である。フォーカスストッパー130には、固定ネジ131が挿通される挿通穴132が形成されている。固定ネジ131が、挿通穴132を通ってレンズユニット100に形成された固定用ネジ穴104に螺合されることで、フォーカスストッパー130はレンズユニット100に固定される。
また、フォーカス調整部110とフォーカスストッパー130とは、固定ネジ140によってネジ締め可能に構成されている。フォーカスストッパー130には、固定ネジ140が挿通される挿通穴133が形成されている。固定ネジ140が、挿通穴133を通ってフォーカス調整部110に形成された固定用ネジ穴112に螺合されることで、フォーカス調整部110とフォーカスストッパー130とが固定される。
The
Moreover, the
センサホルダ200は、調整ネジ230によってレンズユニット100の撮像面側端面に固定される。
図3(a)は、センサホルダ200を撮像面側(X軸のマイナス側)から見た図、図3(b)は、センサホルダ200を被写体側(X軸のプラス側)から見た図である。なお、図2は、図3(a)におけるA-A断面図に相当する。
センサホルダ200は、撮像素子210の長辺方向(Y軸方向)および短辺方向(Z軸方向)にそれぞれ対向する位置に4つの調整穴202を有する。また、図1に示すように、レンズユニット100には、4つの調整穴202に対応する位置に4つの調整用ネジ穴103が設けられている。4つの調整ネジ230が、それぞれ調整穴202を通って調整用ネジ穴103に螺合されることで、センサホルダ200はレンズユニット100に固定される。
The
Fig. 3(a) is a view of
The
センサホルダ200は、調整ネジ230の調整によって、レンズユニット100に対する光軸方向の位置と傾きとが調整され得る。具体的には、センサホルダ200は、4つの調整ネジ230を全て同一方向に回すことで、光軸方向(X軸光軸)における位置を調整することができる。なお、4つの調整ネジ230を全て同一方向に回すとは、4つの調整ネジ230を全て締める、または、全て緩めることをいう。
また、センサホルダ200は、4つの調整ネジ230のうち、撮像素子210の長辺方向(Y軸方向)または短辺方向(Z軸方向)に対向する2つの調整ネジ230を互いに逆方向に回すことで、傾きを調整することができる。
センサホルダ200の位置および傾きを調整することで、レンズユニット100と撮像素子210との光軸方向および傾き方向における相対位置を調整することができる。
The position and inclination of the
In addition, the inclination of the
By adjusting the position and inclination of the
図4(a)は、センサホルダ200の光軸方向の位置を調整したときのレンズモジュール10の断面図である。図4(a)は、図3(a)におけるA-A断面図に相当する。
この図4(a)に示すように、4つの調整ネジ230を締めると、センサホルダ200がフォーカス調整部110を押圧する。このとき、センサホルダ200の押圧力が弾性部材120の付勢力に打ち勝つことで、センサホルダ200は被写体側に移動する。
一方、4つの調整ネジ230を緩めると、フォーカス調整部110が弾性部材120よってセンサホルダ200側へ押圧される。このとき、フォーカス調整部110がセンサホルダ200を押圧することで、センサホルダ200は撮像面側に移動する。
このように、4つの調整ネジ230を調整することで、レンズユニット100に対するセンサホルダ200の光軸方向の位置を調整し、レンズユニット100に対する撮像素子210の光軸方向の位置を調整することができる。
Fig. 4A is a cross-sectional view of the
4A, when the four
On the other hand, when the four
In this way, by adjusting the four
図4(b)は、センサホルダ200の傾き方向の位置を調整したときのレンズモジュール10の断面図である。図4(b)は、図3(a)におけるA-A断面図に相当する。
この図4(b)は、撮像素子210の短辺方向(Z軸方向)に対向する2つの調整ネジ230のうち、上方(Z軸プラス側)の調整ネジ230を締め、下方(Z軸マイナス側)の調整ネジ230を緩めた例を示している。この場合、フォーカス調整部110は移動せず、センサホルダ200の球形状の凸部201がフォーカス調整部110の凹部111に沿って、撮像素子210中央を中心として、図4(b)の反時計回りに回転する。これにより、撮像素子210の短辺方向(Z軸方向)におけるセンサホルダ200の傾きが調整される。
Fig. 4B is a cross-sectional view of the
4B shows an example in which, of the two
一方、撮像素子210の長辺方向(Y軸方向)に対向する2つの調整ネジ230を互いに逆方向に回した場合には、撮像素子210の長辺方向におけるセンサホルダ200の傾きを調整することができる。
このように、対向する2つの調整ネジ230を調整することで、レンズユニット100に対するセンサホルダ200の傾き方向の位置を調整し、光軸に対する撮像素子210の受光面の角度を調整することができる。撮像素子210の長辺方向および短辺方向の傾きは、それぞれ独立して調整することが可能である。
On the other hand, when the two
In this way, by adjusting the two opposing adjustment screws 230, it is possible to adjust the tilt position of the
なお、調整ネジ230は、少なくとも3つあれば、レンズユニット100と撮像素子210との光軸方向の位置と傾きとを調整することができる。ただし、本実施形態のように、撮像素子210の長辺方向および短辺方向のそれぞれに対向する位置に4つの調整穴202を配置することで、光軸方向の調整と傾斜方向の調整とを分離しやすいため、調整ネジ230は4つ配置する方が望ましい。
Note that at least three
図1に戻って、レンズモジュール10は、センサ基板211に一体的に固定される固定部材である偏心調整部220を備える。偏心調整部220は、図3(a)に示すように、撮像素子210の長辺方向(Y軸方向)および短辺方向(Z軸方向)にそれぞれ対向する位置に4つのテーパー部221を有する。テーパー部221は、それぞれ、光軸方向においてセンサ基板211から離隔する側が、偏心調整部220の内側に傾斜するテーパー面に形成されている。言い換えると、テーパー部221は、弾性部材120による押圧方向に向かって光軸中心側に傾斜するテーパー面に形成されている。
Returning to FIG. 1, the
偏心調整部220は、4つのテーパー部221が、撮像素子210の長辺方向および短辺方向にそれぞれ延在するように位置決めされて、センサ基板211に一体的に取り付けられる。例えば、センサ基板211および偏心調整部220の対向面の一方に形成された凸形状と、他方に形成された凹形状との嵌め合いを利用することで、センサ基板211に対する偏心調整部220の位置決めを行うことができる(図1参照)。なお、センサ基板211と偏心調整部220との位置決め方法は、上記に限定されない。
The
レンズモジュール10は、偏心調整部220のテーパー部221にそれぞれ当接する4つの調整テーパーネジ240を備える。調整テーパーネジ240は、例えば、テーパー部221に当接する頭部を有する皿ネジであってよい。センサホルダ200には、4つの調整テーパーネジ240が螺合される4つのネジ穴204が形成されている。4つの調整テーパーネジ240がそれぞれ偏心調整部220のテーパー部221に当接した状態でセンサホルダ200の4つのネジ穴204に螺合されることで、センサ基板211および偏心調整部220は、センサホルダ200に固定される。
また、4つの調整テーパーネジ240のうち、Y軸方向またはZ軸方向に対向する2つの調整テーパーネジ240を互いに逆方向に回すことで、センサホルダ200に対する偏心調整部220のY軸方向およびZ軸方向の位置調整が可能である。
The
In addition, by turning two of the four adjustment taper screws 240 that face each other in the Y-axis direction or the Z-axis direction in opposite directions, it is possible to adjust the position of the
図4(c)は、偏心調整部220の位置を調整したときのレンズモジュール10の断面図である。図4(c)は、図3(a)におけるA-A断面図に相当する。
この図4(c)は、撮像素子210の短辺方向(Z軸方向)に対向する2つの調整テーパーネジ240のうち、上方(Z軸プラス側)の調整テーパーネジ240を締め、下方(Z軸マイナス側)の調整テーパーネジ240を緩めた例を示している。この場合、調整テーパーネジ240を締めた側のテーパー部221が調整テーパーネジ240によって押圧され、偏心調整部220が図4(c)の下方に移動する。これにより、撮像素子210の短辺方向(Z軸方向)における偏心調整部220の位置が調整される。
Fig. 4C is a cross-sectional view of the
4C shows an example in which, of the two adjustment taper screws 240 facing each other in the short side direction (Z-axis direction) of the
一方、撮像素子210の長辺方向(Y軸方向)に対向する2つの調整テーパーネジ240を互いに逆方向に回した場合には、撮像素子210の長辺方向における偏心調整部220の位置を調整することができる。
このように、偏心調整部220のY軸方向およびZ軸方向の位置を調整することで、偏心調整部220が一体的に固定されたセンサ基板211のY軸方向およびZ軸方向の位置を調整することができる。これにより、光軸に対する撮像素子210の受光面の中央位置を調整し、偏心を調整することができる。ここで、撮像素子210の長辺方向および短辺方向における位置は、それぞれ独立して調整することが可能である。
なお、本実施形態では、センサ基板211に一体的に固定される偏心調整部220がテーパー部221を有する場合について説明したが、センサ基板211がテーパー部221に相当するテーパー面を有していてもよい。
On the other hand, when the two adjustment taper screws 240 facing each other in the long side direction (Y-axis direction) of the
In this way, by adjusting the position of the
In this embodiment, the case has been described in which the
以上のように、調整ネジ230を調整することで、センサホルダ200の光軸方向における位置および傾きを調整し、撮像素子210の光軸方向における位置および傾きを調整することができる。また、調整テーパーネジ240を調整することで、偏心調整部220の光軸方向に直交する方向における位置を調整し、レンズユニット100と撮像素子210との中心位置合わせ(偏心調整)を行うことができる。
As described above, by adjusting the
レンズユニット100と撮像素子210との相対位置を調整した後のセンサホルダ200の位置および傾きは、調整ネジ230と、フォーカス調整部110を介した弾性部材120の押圧とによって維持される。しかしながら、この状態のままだと、センサホルダ200に被写体方向への力が加わった場合、センサホルダ200が被写体側へ動いてしまう可能性がある。
そこで、本実施形態では、フォーカス調整部110は、センサホルダ200の位置調整後にフォーカスストッパー130との間でネジ締め可能に構成されている。
The position and inclination of
Therefore, in this embodiment, the
図1に示すように、フォーカス調整部110は、2つの固定用ネジ穴112を有する。また、フォーカスストッパー130には、2つの固定用ネジ穴112に対応する2つの挿通穴133が形成されている。固定ネジ140が、挿通穴133を通ってフォーカス調整部110に形成された固定用ネジ穴112に螺合されることで、フォーカス調整部110はフォーカスストッパー130との間でネジ締めされる。
As shown in FIG. 1, the
図5は、フォーカス調整部110およびフォーカスストッパー130を示す断面図である。図5は、図3(a)におけるB-B断面図に相当する。
フォーカスストッパー130は、固定ネジ131(図1参照)によってレンズユニット100に一体的に固定されており移動できない。そのため、図5に示すように固定ネジ140を締めた場合、固定ネジ140は、フォーカス調整部110を撮像面方向に引き込むようにネジ締めする。
また、センサホルダ200は、図2に示すように、調整ネジ230によってレンズユニット100に固定されており、撮像面方向へは移動できない。そのため、図5に示すように固定ネジ140を締めることで、センサホルダ200およびフォーカス調整部110が完全固定される。
Fig. 5 is a cross-sectional view showing the
The
2, the
また、固定ネジ140によるフォーカス調整部110とフォーカスストッパー130との間のねじ締め固定は、センサホルダ200の位置調整後にできるように構成されている。具体的には、図1に示すように、センサホルダ200およびセンサ基板211には、固定ネジ140用の工具挿通口203および212が設けられている。固定ネジ140は、レンズユニット100にセンサホルダ200およびセンサ基板211を取り付けた状態で、光軸方向における被写体側とは反対側(撮像面側)から締結可能に構成されている。
The fixing
なお、本実施形態では、センサホルダ200およびセンサ基板211に工具挿通口203および212が設けられている場合について説明するが、上記に限定されない。固定ネジ140は、レンズユニット100にセンサホルダ200およびセンサ基板211を取り付けた状態で、光軸方向における被写体側とは反対側(撮像面側)から締結可能に構成されていればよい。そのため、例えばセンサホルダ200およびセンサ基板211は、固定ネジ140および固定ネジ140用の工具と干渉しない切欠き部などを有していてもよい。
In this embodiment, the
このように、本実施形態では、調整ネジ230、調整テーパーネジ240および固定ネジ140によるネジ締めのみにより、レンズユニット100と撮像素子210との相対位置の調整および調整後の固定を行うことができる。そして、調整ネジ230、調整テーパーネジ240および固定ネジ140はいずれも、被写体側とは反対側から工具を挿し込むことでネジ締めが可能である。したがって、ネジ締めの際に工具がレンズモジュール10の画角内に映り込むことがない。そのため、調整のためのチャートやコリメーターチャートの撮影の障害になることがない。
In this manner, in this embodiment, the relative positions of the
以上説明したように、本実施形態における撮像装置のレンズモジュール10は、レンズユニット100と、撮像素子210を含むセンサ基板211と、センサ基板211を一体的に保持するセンサホルダ200と、フォーカス調整部110と、を備える。フォーカス調整部110は、レンズユニット100に対して光軸方向に移動可能に支持されている。
また、センサホルダ200は、撮像素子210の受光面の中央を中心とした球形状の凸部201を有し、フォーカス調整部110は、撮像素子210の受光面の中央を中心とした球形状の凹部111を有する。凸部201と凹部111とは、摺動可能に当接されている。さらに、フォーカス調整部110は、光軸方向において、センサホルダ200に対して被写体側に配置され、センサホルダ200に向かって弾性部材120によって押圧されている。
As described above, the
Moreover, the
このように、本実施形態の撮像装置において、センサ基板211を一体的に保持するセンサホルダ200は、レンズユニット100に対する光軸方向の位置および傾きを調整可能に構成されている。したがって、レンズユニット100と撮像素子210との位置や傾きを適切に調整することができ、レンズユニット100と撮像素子210との位置や傾きのズレによって発生する解像度の低下を改善することができる。
また、本実施形態において、センサホルダ200とフォーカス調整部110とは、互いに当接する撮像素子210の中心を中心とした球形状を有する。センサホルダ200の凸部201がフォーカス調整部110の凹部111に沿って移動することでセンサホルダ200の傾き調整を行うため、傾き調整時に光軸方向位置がずれにくい。
Thus, in the imaging device of this embodiment, the
In this embodiment, the
さらに、本実施形態において、フォーカス調整部110は、光軸方向において、センサホルダ200に対して被写体側に配置され、センサホルダ200に向かって弾性部材120により押圧されている。そのため、レンズユニット100に対するセンサホルダ200の光軸方向の位置および傾きは、センサホルダ200への被写体側とは反対側からの押圧調整により行うことができる。つまり、被写体側からの調整作業は不要である。
Furthermore, in this embodiment, the
レンズユニットと撮像素子との相対位置を調整する際には、ピント、倍率、光軸のたおれ等の光学的な特性を検出可能なチャートを用いるのが一般的である。レンズユニットの上記チャートを配置し、撮像素子からの画像に基づき、光学的な特性が所定の必要値になるようにレンズユニットと撮像素子との相対位置を調整する。しかしながら、被写体側からの調整作業が必要である場合、レンズユニットの画角が広いとチャートを撮像している画像に調整工具などが映り込んでしまう。
これに対して、本実施形態では、被写体側からの調整作業が不要であるため、チャートを撮影している画像に調整工具などが映り込んでしまうことがなく、レンズユニット100と撮像素子210との相対位置精度を適切に調整することができる。
When adjusting the relative position between the lens unit and the image sensor, a chart capable of detecting optical characteristics such as focus, magnification, and tilt of the optical axis is generally used. The chart is placed on the lens unit, and the relative position between the lens unit and the image sensor is adjusted based on the image from the image sensor so that the optical characteristics reach a predetermined required value. However, when adjustment work from the subject side is required, if the lens unit has a wide angle of view, adjustment tools and the like will be reflected in the image capturing the chart.
In contrast, in this embodiment, no adjustment work is required from the subject side, so adjustment tools, etc. are not reflected in the image of the chart, and the relative positional accuracy between the
また、本実施形態において、センサホルダ200は、レンズユニット100に対して、弾性部材120による押圧に抗する方向(センサ基板211の撮像素子210が配置される側と反対側)から調整ネジ230により固定されている。具体的には、センサホルダ200は、レンズユニット100に対して、撮像素子210の長辺方向および短辺方向にそれぞれ対向して設けられた4つの調整ネジ230により固定されている。したがって、4つの調整ネジ230を全て同一方向に回すことで、センサホルダ200の光軸方向の位置調整をすることができる。また、撮像素子210の長辺方向または短辺方向に対向する2つの調整ネジ230を互いに逆方向に回すことで、センサホルダ200の傾き調整をすることができる。
このように、調整ネジ230の調整により、レンズユニット100に対する撮像素子210の光軸方向の位置および傾きを適切に調整することが可能である。
In this embodiment, the
In this way, by adjusting the
また、本実施形態において、センサ基板211に一体的に固定される偏心調整部220は、撮像素子210の長辺方向および短辺方向にそれぞれ延在するテーパー部221を有する。テーパー面221は、弾性部材120による押圧方向に向かって光軸中心側に傾斜するテーパー面である。センサ基板211は、センサホルダ200に対して、テーパー部221面にそれぞれ当接する頭部を有する調整テーパーネジ240により固定されている。したがって、撮像素子210の長辺方向(Y軸方向)または短辺方向(Z軸方向)に対向する2つの調整テーパーネジ240を互いに逆方向に回すことで、センサホルダ200に対する偏心調整部220のY軸方向およびZ軸方向の位置を調整することができる。
このように、調整テーパーネジ240の調整により、レンズユニット100に対する撮像素子210の中心位置合わせを適切に行うことが可能である。
In this embodiment, the
In this manner, by adjusting the
さらに、本実施形態においては、レンズユニット100に一体的に固定され、フォーカス調整部110の弾性部材120による押圧方向への移動範囲を制限するフォーカスストッパー130をさらに備える。フォーカス調整部110は、フォーカスストッパー130と固定ネジ140により固定可能に構成されている。ここで、固定ネジ140は、レンズユニット100にセンサホルダ200およびセンサ基板211を取り付けた状態で、光軸方向における被写体側とは反対側から締結可能である。
センサホルダ200の位置調整後に固定ネジ140を締めることで、調整状態を維持してフォーカス調整部110を固定することができる。したがって、センサホルダ200に被写体方向への力が加わった場合であっても、センサホルダ200の位置ずれを防止し、高精度に調整状態を維持することができる。
Furthermore, in this embodiment, the
By tightening the fixing
以上のように、本実施形態では、ネジ締めのみにより、レンズユニット100と撮像素子210との相対位置の調整と、調整後のレンズユニット100と撮像素子210との固定とを行うことができる。
従来、レンズユニットと撮像素子との位置や傾きを調整した後、レンズユニットもしくはそれを保持するレンズホルダーと、撮像素子基板を保持するセンサホルダとを接着剤で固定する方法もある。上記接着剤としては、UV照射により硬化するUV接着剤などを用いることができる。しかしながら、UV接着剤などの接着剤は、硬化する際に収縮を伴う。また、高温多湿の環境下においては、硬化後の接着剤が吸湿し膨張することもある。レンズユニットとセンサホルダとの隙間に存在する接着剤が膨張や収縮を起こすと、レンズユニットと撮像素子が調整した位置からずれてしまうといった問題がある。
As described above, in this embodiment, the relative positions of the
Conventionally, there has been a method in which, after adjusting the positions and inclinations of the lens unit and the imaging element, the lens unit or the lens holder that holds it is fixed to the sensor holder that holds the imaging element substrate with an adhesive. As the adhesive, a UV adhesive that hardens by UV irradiation can be used. However, adhesives such as UV adhesives shrink when hardened. In addition, in a high-temperature and high-humidity environment, the adhesive after hardening may absorb moisture and expand. If the adhesive present in the gap between the lens unit and the sensor holder expands or contracts, there is a problem in that the lens unit and the imaging element may be displaced from their adjusted positions.
これに対して、本実施形態では、接着剤を使用せずにネジ締めのみでレンズユニット100と撮像素子210の相対位置の調整および調整後の固定を行うことができる。したがって、上記のような接着剤の収縮膨張に伴うレンズユニット100と撮像素子210との位置ズレが発生せず、高精度に調整状態を維持することが可能である。
また、ネジ締めによる調整および固定は、全て被写体側とは反対側から行うことができるため、ネジ締め工具がレンズユニット100の画角内に映り込むことがなく、調整時の障害とならない。
In contrast, in this embodiment, the relative positions of the
Furthermore, all adjustments and fixings by tightening the screws can be performed from the side opposite the subject side, so the screw tightening tool does not appear within the angle of view of the
以上のように、本実施形態では、レンズユニット100と撮像素子210との相対位置精度を適切に調整することができるレンズモジュール10を備える撮像装置とすることができる。
As described above, in this embodiment, an imaging device can be provided that includes a
なお、上記実施形態においては、センサホルダ200が球形状の凸部201を有し、フォーカス調整部110が球形状の凹部111を有する場合について説明した。しかしながら、センサホルダ200とフォーカス調整部110とは、撮像素子210の受光面の中央を中心とした互いに当接する球形状の当接部を有していればよい。つまり、センサホルダ200が球形状の凹部を有し、フォーカス調整部110が球形状の凸部を有してもよい。
In the above embodiment, the
(その他の実施形態)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
Other Embodiments
The present invention can also be realized by a process in which a program for implementing one or more of the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or device via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device read and execute the program. The present invention can also be realized by a circuit (e.g., ASIC) that implements one or more of the functions.
本実施形態の開示は、以下の構成および方法を含む。
(構成1)
撮像光学系を保持するレンズユニットと、
前記撮像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を含むセンサ基板と、
前記センサ基板を一体的に保持するセンサホルダと、
前記レンズユニットに対して光軸方向に移動可能に支持される支持部材と、を備え、
前記センサホルダおよび前記支持部材の一方は、前記撮像素子の受光面の中央を中心とした球形状の凸部を有し、他方は、前記撮像素子の受光面の中央を中心とした球形状の凹部であって、前記凸部と摺動可能に当接する凹部を有し、
前記支持部材は、前記光軸方向において、前記センサホルダに対して被写体側に配置され、前記センサホルダに向かって弾性部材によって押圧され、
前記センサホルダは、前記レンズユニットに対して、前記弾性部材による押圧に抗する方向から第1のネジにより固定されていることを特徴とする撮像装置。
The disclosure of this embodiment includes the following configurations and methods.
(Configuration 1)
a lens unit that holds an imaging optical system;
a sensor substrate including an image sensor for converting an object image passing through the image capturing optical system into an electrical signal;
a sensor holder that integrally holds the sensor substrate;
a support member supported on the lens unit so as to be movable in the optical axis direction,
one of the sensor holder and the support member has a spherical convex portion centered on a center of a light receiving surface of the image sensor, and the other has a spherical concave portion centered on the center of the light receiving surface of the image sensor, the concave portion being in slidable contact with the convex portion,
the support member is disposed on a subject side with respect to the sensor holder in the optical axis direction and is pressed toward the sensor holder by an elastic member;
The imaging device according to claim 1, wherein the sensor holder is fixed to the lens unit by a first screw in a direction resisting the pressing force of the elastic member.
(構成2)
前記センサホルダは、前記レンズユニットに対して、前記撮像素子の長辺方向および短辺方向にそれぞれ対向して設けられた4つの前記第1のネジにより固定されていることを特徴とする構成1に記載の撮像装置。
(Configuration 2)
2. The imaging device according to claim 1, wherein the sensor holder is fixed to the lens unit by four first screws provided opposite to each other in a long side direction and a short side direction of the imaging element.
(構成3)
前記センサ基板および当該センサ基板に一体的に固定される固定部材の少なくとも一方は、前記撮像素子の長辺方向および短辺方向にそれぞれ延在し、前記弾性部材による押圧方向に向かって光軸中心側に傾斜するテーパー面を有し、
前記センサ基板は、前記センサホルダに対して、前記テーパー面にそれぞれ当接する頭部を有する第2のネジにより固定されていることを特徴とする構成1または2に記載の撮像装置。
(Configuration 3)
At least one of the sensor substrate and a fixing member fixed integrally to the sensor substrate has a tapered surface extending in a long side direction and a short side direction of the image sensor, respectively, and inclined toward a center of an optical axis in a pressing direction by the elastic member,
3. The imaging device according to claim 1, wherein the sensor board is fixed to the sensor holder by second screws each having a head that abuts against the tapered surface.
(構成4)
前記レンズユニットに一体的に固定され、前記支持部材の前記弾性部材による押圧方向への移動範囲を制限するストッパー部材をさらに備え、
前記支持部材は、前記ストッパー部材と第3のネジにより固定可能に構成されていることを特徴とする構成1から3のいずれかに記載の撮像装置。
(Configuration 4)
a stopper member fixed integrally to the lens unit to limit a range of movement of the support member in a pressing direction by the elastic member;
4. The imaging device according to any one of configurations 1 to 3, wherein the support member is configured to be fixed by the stopper member and a third screw.
(構成5)
前記第3のネジは、前記レンズユニットに前記センサホルダおよび前記センサ基板を取り付けた状態で、前記光軸方向における被写体側とは反対側から締結可能に構成されていることを特徴とする構成4に記載の撮像装置。
(Configuration 5)
The imaging device described in configuration 4, characterized in that the third screw is configured to be fastened from the side opposite to the subject side in the optical axis direction with the sensor holder and the sensor board attached to the lens unit.
10…レンズモジュール、100…レンズユニット、101…レンズ、102…支持部、103…調整用ネジ穴、110…フォーカス調整部、111…凹部、112…固定用ネジ穴、120…弾性部材、130…フォーカスストッパー、131…ネジ、140…固定ネジ、200…センサホルダ、201…凸部、202…調整穴、203…工具挿通口、210…撮像素子、211…センサ基板、212…工具挿通口、220…偏心調整部、221…テーパー部、230…調整ネジ、240…調整テーパーネジ 10...Lens module, 100...Lens unit, 101...Lens, 102...Support part, 103...Adjustment screw hole, 110...Focus adjustment part, 111...Concave part, 112...Fixing screw hole, 120...Elastic member, 130...Focus stopper, 131...Screw, 140...Fixing screw, 200...Sensor holder, 201...Convex part, 202...Adjustment hole, 203...Tool insertion hole, 210...Imaging element, 211...Sensor board, 212...Tool insertion hole, 220...Eccentricity adjustment part, 221...Tapered part, 230...Adjustment screw, 240...Adjustment taper screw
Claims (5)
前記撮像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を含むセンサ基板と、
前記センサ基板を一体的に保持するセンサホルダと、
前記レンズユニットに対して光軸方向に移動可能に支持される支持部材と、を備え、
前記センサホルダおよび前記支持部材の一方は、前記撮像素子の受光面の中央を中心とした球形状の凸部を有し、他方は、前記撮像素子の受光面の中央を中心とした球形状の凹部であって、前記凸部と摺動可能に当接する凹部を有し、
前記支持部材は、前記光軸方向において、前記センサホルダに対して被写体側に配置され、前記センサホルダに向かって弾性部材によって押圧され、
前記センサホルダは、前記レンズユニットに対して、前記弾性部材による押圧に抗する方向から第1のネジにより固定されていることを特徴とする撮像装置。 a lens unit that holds an imaging optical system;
a sensor substrate including an image sensor for converting an object image passing through the image capturing optical system into an electrical signal;
a sensor holder that integrally holds the sensor substrate;
a support member supported on the lens unit so as to be movable in the optical axis direction,
one of the sensor holder and the support member has a spherical convex portion centered on a center of a light receiving surface of the image sensor, and the other has a spherical concave portion centered on the center of the light receiving surface of the image sensor, the concave portion being in slidable contact with the convex portion,
the support member is disposed on a subject side with respect to the sensor holder in the optical axis direction and is pressed toward the sensor holder by an elastic member;
The imaging device according to claim 1, wherein the sensor holder is fixed to the lens unit by a first screw in a direction against the pressing force of the elastic member.
前記センサ基板は、前記センサホルダに対して、前記テーパー面にそれぞれ当接する頭部を有する第2のネジにより固定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。 At least one of the sensor substrate and a fixing member fixed integrally to the sensor substrate has a tapered surface extending in a long side direction and a short side direction of the image sensor, respectively, and inclined toward a center of an optical axis in a pressing direction by the elastic member,
2. The imaging device according to claim 1, wherein the sensor board is fixed to the sensor holder by second screws having heads that come into contact with the tapered surfaces.
前記支持部材は、前記ストッパー部材と第3のネジにより固定可能に構成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。 a stopper member fixed integrally to the lens unit to limit a range of movement of the support member in a pressing direction by the elastic member;
2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the support member is configured to be fixed by the stopper member and a third screw.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023012623A JP2024108316A (en) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | Imaging device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2023012623A Pending JP2024108316A (en) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | Imaging device |
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Country | Link |
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2023
- 2023-01-31 JP JP2023012623A patent/JP2024108316A/en active Pending
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