JP5047220B2 - カメラ装置およびカメラ装置の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像素子を有するカメラ装置に関し、特に、光軸に対する撮像素子の撮像面の傾き（あおり）を調整する技術に関するものである。

従来、光軸に対する撮像素子の撮像面の傾き（あおり）を調整する機能を備えた撮像装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。従来の撮像装置では、撮像素子を保持する光軸傾角調整板に凸状半球面が設けられ、結像位置調整用ネジ部に凹状半球面が設けられている。これらの凸状半球面と凹状半球面は、曲率半径が等しくかつ曲率中心が共に撮像中心に設定されており、常に面接触している。

このような従来の撮像装置では、まず、撮像素子をケース内に組み付けるときに、光軸傾角調整板の凸状半球面の曲率中心と撮像素子の撮像面の画像エリアの中心を位置あわせ（中心あわせ）をしておき、撮像素子のケース内への組付けが完了した後に、結像位置調整用ネジ部を回転させてＺ軸方向へ移動させることによって、結像位置（フォーカス位置）を調整し、その後、光軸傾角調整板を撮像面中心を回転中心としてＸ軸周りに回転させることによって、（調整された結像位置をずらさずに）光軸傾角を調整する。

特開２００２−７７６９９号公報

しかしながら、従来のカメラ装置では、撮像面のあおり調整の作業は、撮像面の中心あわせやフォーカス位置の調整が完了した後に行なわなければならず、あおり調整作業の作業順についての自由度が低い（例えば、あおり調整の作業だけを先に行なうことができない）という問題があった。また、光軸傾角調整板や結像位置調整用ネジ部は、比較的大きな部材であるので、ケース内の省スペース化（カメラ装置の小型化）が困難であるという問題があった。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、あおり調整作業の作業順についての自由度が高く、ケース内の省スペース化（カメラ装置の小型化）をすることのできるカメラ装置を提供することを目的とする。

本発明のカメラ装置は、ケース内に組み付けられる撮像素子と、前記撮像素子の裏側に取り付けられ、光軸に対する前記撮像素子の撮像面の傾きを調整するための凸状部分球面を有する第１あおり調整部品と、前記第１あおり調整部品の上に載置され、曲率半径および曲率中心が前記凸状部分球面と等しい凹状部分球面を有する第２あおり調整部品と、を備え、前記撮像素子の前記ケース内への組付けが完了する前に、前記第１あおり調整部品の上に前記第２あおり調整部品を載置して、前記凸状部分球面と前記凹状部分球面とを互いに面接触させた状態で前記撮像面の傾きを調整し、前記調整が完了した状態で前記第１あおり調整部品と前記第２あおり調整部品とを互いに固定することが可能である構成を有している。

この構成により、撮像素子をケース内に組み付けるときに、光軸に対する撮像面の傾きの調整（あおり調整）の作業だけを先に行なうことが可能になる。したがって、撮像面の中心合わせやフォーカス位置の調整の作業などは、あおり調整作業が終わった後に（あおり調整作業とは別に）行なうことができる。これにより、それぞれの作業を別々に行なうことが可能になり、あおり調整作業の作業順についての自由度が高くなる。また、あおり調整部品（第１あおり調整部品や第２あおり調整部品）は、比較的小さな部品であるため、ケース内の省スペース化（カメラ装置の小型化）が可能になる。

また、本発明のカメラ装置では、前記第１あおり調整部品と前記第２あおり調整部品との間には、前記第１あおり調整部品と前記第２あおり調整部品とを互いに固定する接着剤を流し込むための隙間が形成されている構成を有している。

この構成により、第１あおり調整部品と第２あおり調整部品との間に形成された隙間に接着剤を流し込むことによって、第１あおり調整部品と第２あおり調整部品とを互いに固定することができる。特に、この場合、撮像素子をケース内に組み付けるときに（ケース内への組付けが完了する前に）あおり調整の作業を行なうことができるので、（ケース内への組付けが完了した後に接着剤を使う場合に比べて）第１あおり調整部品と第２あおり調整部品を接着剤で固定する作業が極めて容易である。

また、本発明のカメラ装置では、前記第１あおり調整部品は、前記凸状部分球面に連続する連続部分球面を有しており、前記第２あおり調整部品は、前記連続部分球面に対向するテーパ面を有しており、前記連続部分球面と前記テーパ面との間に、前記接着剤を流し込むための前記隙間が形成されている構成を有している。

この構成により、連続部分球面とテーパ面との間に形成された隙間に接着剤を流し込むことによって、第１あおり調整部品と第２あおり調整部品とを互いに固定することができる。

また、本発明のカメラ装置では、前記凸状部分球面または前記凹状部分球面の一方、あるいは、前記連続部分球面または前記テーパ面の一方には、ブラスト処理が施されている構成を有している。

この構成により、凸状部分球面または凹状部分球面の一方、あるいは、連続部分球面またはテーパ面の一方にブラスト処理が施されているので、接着剤による固定力が向上する。この場合、凸状部分球面と凹状部分球面の両方にブラスト処理が施されている場合に比べて、凸状部分球面と凹状部分球面とを互いに面接触させた状態でスムーズにあおり調整を行なうことができる。

本発明のカメラ装置の製造方法は、ケース内に組み付けられる撮像素子と、光軸に対する前記撮像素子の撮像面の傾きを調整するための凸状部分球面を有する第１あおり調整部品と、曲率半径および曲率中心が前記凸状部分球面と等しい凹状部分球面を有する第２あおり調整部品と、を備えたカメラ装置の製造方法であって、前記製造方法は、前記撮像素子の前記ケース内への組付けが完了する前に、前記撮像素子の裏側に取り付けられた前記第１あおり調整部品の上に、前記第２あおり調整部品を載置することと、前記凸状部分球面と前記凹状部分球面とを互いに面接触させた状態で、光軸に対する前記撮像面の傾きを調整することと、前記調整が完了した状態で、前記第１あおり調整部品と前記第２あおり調整部品とを互いに固定することと、を含んでいる。

この製造方法によっても、上記と同様に、撮像素子をケース内に組み付けるときに、光軸に対する撮像面の傾きの調整（あおり調整）の作業だけを先に行なうことが可能になる。したがって、撮像面の中心合わせやフォーカス位置の調整の作業などは、あおり調整作業が終わった後に（あおり調整作業とは別に）行なうことができる。これにより、それぞれの作業を別々に行なうことが可能になり、あおり調整作業の作業順についての自由度が高くなる。

本発明は、撮像素子をケース内に組み付けるときに、光軸に対する撮像面の傾きの調整（あおり調整）の作業だけを先に行なうことができ、あおり調整作業の作業順についての自由度が高くなるという効果を有するカメラ装置を提供することができるものである。

本実施の形態の撮像素子と第１あおり調整部品と第２あおり調整部品の構成を示す分解斜視図 本実施の形態のカメラ装置の外観を示す斜視図 カメラ装置のケースの内部構成を示す分解斜視図 撮像素子の裏側に第１あおり調整部品を載置する様子を示す斜視図 撮像素子と第１あおり調整部品を接着剤で固定する様子を示す側断面図 第１あおり調整部品の上に第２あおり調整部品を載置する様子を示す斜視図 撮像素子のあおり調整を行う様子を示す側断面図 第１あおり調整部品と第２あおり調整部品を接着剤で固定する様子を示す斜視図 第１あおり調整部品と第２あおり調整部品との間の隙間の拡大図

以下、本発明の実施の形態のカメラ装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、監視カメラや家庭用ビデオカメラ等に用いられるカメラ装置の場合を例示する。

本発明の実施の形態のカメラ装置の構成を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の主要部（撮像素子と第１あおり調整部品と第２あおり調整部品）の構成を示す分解斜視図である。図２は、本実施の形態のカメラ装置の外観を示す斜視図であり、図３は、カメラ装置のケースの内部構成を示す分解斜視図である。

図２に示すように、カメラ装置１のケース２は、上ケース３と下ケース４から構成されており、ケース２の内部には、ＣＣＤなどの撮像素子５が組み付けられている。図１に示すように、撮像素子５の裏側（撮像面の反対側）には、第１あおり調整部品６が取り付けられており、第１あおり調整部品６の上には、第２あおり調整部品７が取り付けられている。

図３に示すように、撮像素子５と第１あおり調整部品６と第２あおり調整部品７で構成された撮像素子ユニット８は、支持フレーム９にネジ止めされて、フォーカス位置調整フレーム１０やフォーカス位置調整リング１１などと共に、フロントフレーム１２に組み付けられている。この場合、支持フレーム９は、コイルバネ２８の弾性力によって、フォーカス位置調整リング１１側（図３における上側）に押し付けられている。また、このフロントフレーム１２には、光学フィルタユニット１３やフォーカス位置調整用の駆動ユニット１４なども組み付けられる。そして、このフロントフレーム１２が、ケース２の内部に取り付けられる。

第１あおり調整部品６の外周下部には、光軸に対する撮像面の傾き（あおり）を調整するための凸状部分球面１５が設けられており、第１あおり調整部品６の外周上部には、凸状部分球面１５に連続して連続部分球面１６が設けられている（図９参照）。そして、この凸状部分球面１５と連続部分球面１６には、ブラスト処理（表面を粗くする処理）が施されている。

また、第１あおり調整部品６の中央部には、凹部１７が設けられており、凹部１７の底面には、撮像素子５との固定用の接着剤を注入するための注入口１８が二つ設けられている（図５参照）。さらに、第１あおり調整部品６の底面には、注入口１８から注入された接着剤が充填される充填スペース１９が凹設されている（図５参照）。なお、図５では、接着剤が斜線で示されている。

第２あおり調整部品７の中央部には、第１あおり調整部品６が嵌め込まれる開口部２０が設けられている。そして、この開口部２０の周縁下部には、凸状部分球面１５と曲率半径および曲率中心が等しい凹状部分球面２１が設けられており、開口部２０の周縁上部には、連続部分球面１６に対向してテーパ面２２が設けられている（図９参照）。第２あおり調整部品７を第１あおり調整部品６の上に載置した状態では、凸状部分球面１５と凹状部分球面２１とが互いに面接触しており、連続部分球面１６とテーパ面２２との間には隙間が形成されている。なお、この場合には、ほぼ一様な幅の隙間が形成されるように、凹状部分球面２１から一段下げてテーパ面２２が形成されている（図９参照）。この隙間には、第１あおり調整部品６と第２あおり調整部品７を互いに固定するための接着剤が流し込まれる。

また、第２あおり調整部品７の上面には、第１あおり調整部品６との固定用の接着剤を流し込むための注入凹部２３が４箇所に設けられている（図１および図８参照）。注入凹部２３は、テーパ面２２に連続しており、注入凹部２３から注入された接着剤が、連続部分球面１６とテーパ面２２との間の隙間に流し込まれるように構成されている。なお、図８でも、接着剤が斜線で示されている。

以上のように構成されたカメラ装置１について、図面を参照してその動作を説明する。以下、本発明の特徴的な動作として、カメラ装置１の製造工程を説明するが、ここでは、特に、撮像素子５のケース２内への組付けが完了する前に、撮像素子５のあおり調整を行う工程を中心に説明する。

本実施の形態のカメラ装置１を製造するときには、まず、図４に示すように、撮像素子５の裏側に第１あおり調整部品６を載置する。この場合、第１あおり調整部品６の凹部１７が、平面視で略十字形状をしているので、凹部１７の形状（十字形状）を基準にして、第１あおり調整部品６を撮像素子５の中央に容易に位置決めすることができる。

つぎに、図５に示すように、第１あおり調整部品６の注入口１８から接着剤を注入し、撮像素子５との間の充填スペース１９に接着剤を充填する。そして、接着剤を硬化させて、第１あおり調整部品６と撮像素子５を固定する。この場合、使用される接着剤は、紫外線硬化樹脂を材料とする嫌気性の接着剤である。したがって、第１あおり調整部品６の上側から紫外線を照射することによって、短時間で接着剤が硬化する。また、紫外線が届かない部分（影になる部分）については、空気との接触を遮断する（十分な量の接着剤を充填する）ことによって、比較的短時間で接着剤が硬化する。

接着剤が十分に硬化して撮像素子５と第１あおり調整部品６が固定されたら、図６に示すように、第１あおり調整部品６の上に第２あおり調整部品７を載置する。この場合、第２あおり調整部品７の４つの注入凹部２３が、平面視で十字形になるように配置されているので、第１あおり調整部品６の凹部１７の形状（十字形状）に合わせて容易に位置決めすることができる。

そして、図７に示すように、撮像素子５の撮像面のあおり調整を行う。この例では、まず、撮像素子５の撮像面側（図７の下側）にあおり調整用の治具２４を取り付ける。この治具２４は、撮像素子５をつかんで撮像面のＸ軸方向とＹ軸方向の傾きを調整することができる２軸ゴニオステージ２５と、撮像面に照射したレーザの反射光の位置を測定する傾斜計測センサ２６と、測定された反射光の位置を表示するモニタ２７を備えている。撮像素子５の撮像面のあおり調整を行うときには、凸状部分球面１５と凹状部分球面２１とを互いに面接触させた状態で、撮像面に照射したレーザの反射光がＸ軸とＹ軸の中央になるように、撮像面のＸ軸方向とＹ軸方向の傾きを調整する。

あおり調整が完了したら、図８に示すように、その状態で、第２あおり調整部品７の注入凹部２３から接着剤を注入し、第１あおり調整部品６と第２あおり調整部品７との隙間（連続部分球面１６とテーパ面２２との間の隙間）に接着剤を流し込む（図９参照）。この場合も、使用される接着剤は、紫外線硬化樹脂を材料とする嫌気性の接着剤である。したがって、第２あおり調整部品７の上側から紫外線を照射することによって、注入凹部２３の接着剤は短時間で硬化する。また、紫外線が届かない部分（影になる部分）についても、空気との接触が遮断されているので、隙間の接着剤は比較的短時間で硬化する。

このような本発明の実施の形態のカメラ装置１によれば、撮像素子５をケース２内に組み付けるときに、光軸に対する撮像面の傾きの調整（あおり調整）の作業だけを先に行なうことができ、あおり調整作業の作業順についての自由度が高くなる。

すなわち、本実施の形態では、撮像素子５をケース２内に組み付けるときに、光軸に対する撮像面の傾きの調整（あおり調整）の作業だけを先に行なうことが可能になる。したがって、撮像面の中心合わせやフォーカス位置の調整の作業などは、あおり調整作業が終わった後に（あおり調整作業とは別に）行なうことができる。これにより、それぞれの作業を別々に行なうことが可能になり、あおり調整作業の作業順についての自由度が高くなる。また、あおり調整部品（第１あおり調整部品６や第２あおり調整部品７）は、比較的小さな部品であるため、ケース２内の省スペース化（カメラ装置１の小型化）が可能になる。

また、本実施の形態では、第１あおり調整部品６と第２あおり調整部品７との間に形成された隙間に接着剤を流し込むことによって、第１あおり調整部品６と第２あおり調整部品７とを互いに固定することができる。特に、この場合、撮像素子５をケース２内に組み付けるときに（ケース２内への組付けが完了する前に）あおり調整の作業を行なうことができるので、（ケース２内への組付けが完了した後に接着剤を使う場合に比べて）第１あおり調整部品６と第２あおり調整部品７を接着剤で固定する作業が極めて容易である。

また、本実施の形態では、連続部分球面１６とテーパ面２２との間に形成された隙間に接着剤を流し込むことによって、第１あおり調整部品６と第２あおり調整部品７とを互いに固定することができる。

また、本実施の形態では、凸状部分球面１５または凹状部分球面２１の一方、あるいは、連続部分球面１６またはテーパ面２２の一方にブラスト処理が施されているので、接着剤による固定力が向上する。この場合、凸状部分球面１５と凹状部分球面２１の両方にブラスト処理が施されている場合に比べて、凸状部分球面１５と凹状部分球面２１とを互いに面接触させた状態でスムーズにあおり調整を行なうことができる。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

例えば、以上の説明では、凸状部分球面１５と連続部分球面１６にブラスト処理が施されている例について説明したが、ブラスト処理は、凸状部分球面１５または凹状部分球面２１の一方、あるいは、連続部分球面１６またはテーパ面２２の一方に施されていればよい。

また、以上の説明では、撮像素子５の裏面に第１あおり調整部品６を直接固定した例について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、撮像素子５の裏面に基板（例えばフレキシブル基板）を介して第１あおり調整部品６が固定されていてもよい。

以上のように、本発明にかかるカメラ装置は、撮像素子をケース内に組み付けるときに、光軸に対する撮像面の傾きの調整（あおり調整）の作業だけを先に行なうことができ、あおり調整作業の作業順についての自由度が高くなるという効果を有し、監視カメラや家庭用ビデオカメラ等として用いられ、有用である。

１ カメラ装置
２ ケース
５ 撮像素子
６ 第１あおり調整部品
７ 第２あおり調整部品
１５ 凸状部分球面
１６ 連続部分球面
２１ 凹状部分球面
２２ テーパ面

Claims (5)

1. ケース内に組み付けられる撮像素子と、
   前記撮像素子の裏側に取り付けられ、光軸に対する前記撮像素子の撮像面の傾きを調整するための凸状部分球面を有する第１あおり調整部品と、
   前記第１あおり調整部品の上に載置され、曲率半径および曲率中心が前記凸状部分球面と等しい凹状部分球面を有する第２あおり調整部品と、
   を備え、
   前記撮像素子の前記ケース内への組付けが完了する前に、前記第１あおり調整部品の上に前記第２あおり調整部品を載置して、前記凸状部分球面と前記凹状部分球面とを互いに面接触させた状態で前記撮像面の傾きを調整し、前記調整が完了した状態で前記第１あおり調整部品と前記第２あおり調整部品とを互いに固定することが可能であることを特徴とするカメラ装置。
2. 前記第１あおり調整部品と前記第２あおり調整部品との間には、前記第１あおり調整部品と前記第２あおり調整部品とを互いに固定する接着剤を流し込むための隙間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
3. 前記第１あおり調整部品は、前記凸状部分球面に連続する連続部分球面を有しており、
   前記第２あおり調整部品は、前記連続部分球面に対向するテーパ面を有しており、
   前記連続部分球面と前記テーパ面との間に、前記接着剤を流し込むための前記隙間が形成されていることを特徴とする請求項２に記載のカメラ装置。
4. 前記凸状部分球面または前記凹状部分球面の一方、あるいは、前記連続部分球面または前記テーパ面の一方には、ブラスト処理が施されていることを特徴とする請求項３に記載のカメラ装置。
5. ケース内に組み付けられる撮像素子と、光軸に対する前記撮像素子の撮像面の傾きを調整するための凸状部分球面を有する第１あおり調整部品と、曲率半径および曲率中心が前記凸状部分球面と等しい凹状部分球面を有する第２あおり調整部品と、を備えたカメラ装置の製造方法であって、
   前記製造方法は、
   前記撮像素子の前記ケース内への組付けが完了する前に、前記撮像素子の裏側に取り付けられた前記第１あおり調整部品の上に、前記第２あおり調整部品を載置することと、
   前記凸状部分球面と前記凹状部分球面とを互いに面接触させた状態で、光軸に対する前記撮像面の傾きを調整することと、
   前記調整が完了した状態で、前記第１あおり調整部品と前記第２あおり調整部品とを互いに固定することと、
   を含むことを特徴とするカメラ装置の製造方法。