JP5224142B2

JP5224142B2 - 撮像装置

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Publication number: JP5224142B2
Application number: JP2009538992A
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Inventors: 淳高山
Original assignee: Konica Minolta Inc
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Filing date: 2008-10-10
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Description

本発明は、複数の撮像素子を備える撮像装置に関する。

従来、ステレオカメラにおいては、撮像素子を用いた各カメラを支持体に固定するものが一般的である（特許文献１〜３参照）。また、特許文献４では、撮像素子を実装した基板を支持体に当接させて取り付けた撮像装置が提案されている。
特開平１１−２３７６８４号公報特開平１１−２３９２８８号公報特開２００１−８８６２３号公報特開２００１−２４２５２１号公報

ステレオカメラのような複数のカメラを利用した３次元撮像装置においては、複数取り付けられた撮像素子の取付誤差により測距精度が決まるから、複数の撮像素子の撮像面の位置関係が重要である。また、取付誤差は撮像素子間に存在する部材の加工精度及び取付精度の累積で決まり、この累積取付精度は取付箇所数に大きく依存する。したがって、撮像素子間に存在する部材の数が少なければ少ないほど精度を高くできる。

また、各部材の精度を上げれば累積誤差も少なくできるが、一般に加工精度を上げると、それだけ部材の加工コストがアップする。同じ加工精度であれば部材の数が少ないほど累積誤差は小さくなる。

特許文献４においても撮像素子間には支持部材のほかに、基板、撮像素子を格納するパッケージが存在し、撮像面からの累積誤差としては、撮像素子の厚み誤差、パッケージの厚み誤差、パッケージへの取付誤差、パッケージと基板との取付誤差、基板の形状誤差、基板の支持体に取り付ける取付誤差、がある。

本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、複数の撮像素子の撮像面間に介在する部材を最小限とし複数の撮像素子の撮像面間の累積誤差を最小限とすることで高精度な撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の撮像装置は、光電変換機能を有する複数の画素をそれぞれ備える複数の撮像素子と、前記複数の撮像素子を取り付ける支持体と、を有し、前記複数の撮像素子がその受光側の面でそれぞれ前記支持体に直接当接することで光軸方向の位置決めがなされていることを特徴とする。

この撮像装置によれば、複数の撮像素子がそれぞれ共通の支持体に当接することで光軸方向に位置決められるので、複数の撮像素子の撮像面間に介在する部材を最小限とし複数の撮像素子の撮像面間の累積誤差を最小限とすることができ、高精度な撮像装置を実現できる。

請求項２に記載の撮像装置は、請求項１に記載の発明において、前記撮像素子上に画像を形成する光学系を備えた光学ユニットを有し、前記光学系の一部に前記撮像素子に当接する支持部が形成され、前記支持部が前記撮像素子に当接することで、前記光学ユニットの光軸方向の位置決めがなされていることを特徴とする。これにより光学ユニットの光軸の傾きを最小限に抑えることができる。

請求項３に記載の撮像装置は、請求項１に記載の発明において、前記撮像素子上に画像を形成する光学系を備えた光学ユニットを有し、前記光学系の一部に前記支持体に当接する支持部が形成され、前記支持部が前記支持体に当接することで、前記光学ユニットの光軸方向の位置決めがなされていることを特徴とする。

請求項４に記載の撮像装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、前記複数の撮像素子は、それぞれ前記複数の画素からなる光電変換エリア以外の領域が前記支持体に当接していることを特徴とする。

請求項５に記載の撮像装置は、請求項１乃至３の何れかに記載の発明において、前記複数の撮像素子は、それぞれ前記複数の画素からなる光電変換エリア内の画像に用いない画素領域が前記支持体に当接していることを特徴とする。

なお、参考例の撮像装置は、光電変換機能を有する複数の画素を備える撮像素子と、前記撮像素子に当接する光学部材と、をそれぞれ含む複数の撮像ユニットと、前記複数の撮像ユニットを取り付ける支持体と、を有し、前記複数の撮像ユニットは、それぞれ前記撮像ユニットの前記光学部材が前記支持体に当接することで、光軸方向の位置決めがなされて前記支持体に取り付けられていることを特徴とする。

この撮像装置によれば、複数の撮像ユニットは、撮像素子に当接する光学部材が支持体に当接することで光軸方向に位置決められるので、複数の撮像素子の撮像面間に介在する部材を最小限とし複数の撮像素子の撮像面間の累積誤差を最小限とすることができ、高精度な撮像装置を実現できる。

また、撮像装置は、上記参考例の撮像装置において、前記撮像素子上に画像を形成する光学系を備えた光学ユニットを有し、前記光学系の一部に前記光学部材に当接する支持部が形成され、前記支持部が前記光学部材に当接することで、前記光学ユニットの光軸方向の位置決めがなされていることを特徴とする。これにより、光学ユニットの光軸の傾きを最小限に抑えることができる。

なお、別の参考例の撮像装置は、光電変換機能を有する複数の画素を備える撮像素子と、前記撮像素子上に画像を形成する光学系を備えた光学ユニットを有し、前記光学系の一部に前記撮像素子に当接する支持部が形成され、前記支持部が前記撮像素子に当接することで前記光学ユニットの光軸方向の位置決めがなされた複数のカメラユニットと、前記複数のカメラユニットを取り付ける支持体と、を有し、前記複数のカメラユニットは、それぞれが前記支持体に当接することで光軸方向の位置決めがなされて前記支持体に取り付けられていることを特徴とする。

この撮像装置によれば、各カメラユニットの光学ユニットの光学系の一部に形成された支持部が撮像素子に当接することで光学ユニットが光軸方向に位置決められるとともに、複数のカメラユニットが支持体に当接することで光軸方向に位置決められるので、複数の撮像素子の撮像面間に介在する部材を最小限とし複数の撮像素子の撮像面間の累積誤差を最小限とすることができ、高精度な撮像装置を実現できる。また、光学ユニットの支持部が撮像素子に当接することで光学ユニットが光軸方向に位置決められるので、光学ユニットの光軸の傾きを最小限に抑えることができる。

本発明によれば、複数の撮像素子の撮像面間に介在する部材を最小限とし複数の撮像素子の撮像面間の累積誤差を最小限とすることで高精度な撮像装置を実現できる。

第１の実施の形態に係る撮像装置の要部断面図である。図１の撮像装置の各部材を分解して示す要部分解断面図である。図１、図２の撮像装置の第１変形例を示す要部断面図である。図１、図２の撮像装置の第２変形例を示す要部断面図である。第２の実施の形態に係る撮像装置の要部断面図である。図５の撮像装置の第１変形例を示す要部断面図である。図１、図２の撮像装置の第２変形例を示す要部断面図である。図７の撮像装置の各部材を分解して示す要部分解断面図である。図５の撮像装置の第３変形例を示す要部断面図である。図５〜図９の撮像ユニットの変形例を示す側断面図である。第３の実施の形態に係る撮像装置の要部断面図である。

符号の説明

１支持体
２、３取付孔
４、５突出部
４ａ、５ａ段部
７、８、７Ａ段部
１０、１０Ａ、１０Ｂ撮像装置
１１、１２撮像素子
１１ａ、１２ａ撮像面
１１ｂ、１２ｂスペーサ
２０光学ユニット
２１、２２レンズ
２３支持部
２４レンズ枠部材
２８、２８Ａ基板
２９、２９Ａ、２９Ｂ封止部材
３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ、４０撮像装置
３１、３２撮像ユニット
３３光学部材
４１、４２カメラユニット
４３カメラ枠部材
Ｐ１、Ｐ２光軸

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。

〈第１の実施の形態〉
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置の要部断面図である。図２は、図１の撮像装置の各部材を分解して示す要部分解断面図である。

図１、図２に示すように、撮像装置１０は、光電変換機能を有する多数の画素からなる撮像面１１ａを備える第１の撮像素子１１と、光電変換機能を有する多数の画素からなる撮像面１２ａを備える第２の撮像素子１２と、撮像素子１１、１２をそれぞれ取り付けて支持する支持体１と、を備える。

撮像素子１１、１２は、共通の基板２８上に形成されており、それぞれＣＣＤまたはＣＭＯＳイメージセンサ等から構成できる。また、撮像面１１ａ及び撮像面１２ａには、各画素上にマイクロレンズが形成されている。本願において、「撮像面に当接する」とは、マイクロレンズが形成されている場合には、撮像面上に形成されたマイクロレンズに当接するということであり、マイクロレンズが形成されていない場合には、画素面に当接するということである。

支持体１は、板状部材からなり、アルミニウム等の金属材料や樹脂材料等から構成でき、撮像装置１０の軽量化を図ることができる。支持体１には、撮像素子１１、１２に対応して取付孔２、３が貫通して円形状に形成されており、また、支持体１の下面１ａから突き出た段部４ａ、５ａが形成され、さらに取付孔２、３側には下面１ａからさらに突き出た突出部４、５が形成されている。

支持体１の各取付孔２、３には、それぞれ、光学ユニット２０が配置されている。光学ユニット２０は、それぞれ、レンズ２１とレンズ２２とを有する光学系であるレンズユニットを有し、また、レンズ２１の上方に配置されてレンズ２１を押さえるレンズ押さえ部材２５と、絞り部材２６と、ガラス製のカバー部材２７と、を有している。光学ユニット２０のレンズ２２には、フランジ部の外周側から撮像素子１１、１２方向に突き出た支持部２３が形成されている。

また、共通の基板２８上には、それぞれの撮像素子１１、１２を包囲するように封止部材２９が立設されている。

図１、図２に示すカバー部材２７からの入射光は、レンズ２１とレンズ２２とを含む光学系により撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａに結像し、撮像面１１ａ、１１ｂにおいて光電変換機能を有する多数の画素により光電変換されて電気信号として出力する。

図１、図２の撮像装置１０の組み立てについて説明する。図１のように、共通の基板２８に形成された撮像素子１１、１２を取付孔２、３に対し配置し、封止部材２９を支持体１の段部４ａ、５ａに沿って下面１ａにそれぞれ取り付ける。封止部材２９は、基板２８及び下面１ａに例えば接着剤により取り付けることができる。封止部材２９と基板２８とにより撮像素子１１、１２は内部にそれぞれ封止される。

上述のように、封止部材２９を介して基板２８に形成された撮像素子１１、１２を支持体１に取り付けると、支持体１の突出部４、５が各撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａにそれぞれ当接する。

また、各取付孔２、３内に光学ユニット２０を、それぞれ図２のようにレンズ２２、レンズ２１を配置してから、絞り部材２６とカバー部材２７とを固定したレンズ押さえ部材２５を嵌め込むことでレンズ部２１、２２を押さえ付けるようにして配置する。このとき、光学ユニット２０のレンズ２２のフランジ部に形成された支持部２３が各撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａの外周で当接する。

上述のようにして組み立てられる撮像装置１０において、レンズ部２１、２２を含む光学ユニット２０の光軸Ｐ１、Ｐ２と円形状の各取付孔２、３の中心線とがそれぞれ一致するように光学ユニット２０が支持体１の各取付孔２、３にそれぞれ取り付けられるとともに、各撮像素子１１、１２が各撮像面１１ａ、１２ａの中心と各光軸Ｐ１、Ｐ２とがそれぞれ一致するように支持体１に取り付けられる。

以上のような撮像装置１０によれば、各撮像素子１１、１２がそれらの撮像面１１ａ、１２ａの外周で支持体１の突出部４、５にそれぞれ当接することで光軸Ｐ１、Ｐ２の方向に位置決めされる。このため、複数の撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間に介在する部材が支持体１だけであり、複数の撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間の累積誤差を最小限とすることができるので、高精度な撮像装置を実現できる。

また、各光学ユニット２０は、各支持部２３が各撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａの外周で当接することで、光軸Ｐ１、Ｐ２の方向に位置決められるので、光学ユニット２０の光軸の傾きを最小限に抑えることができる。また、封止部材２９により撮像装置１０の内部を密閉し、塵埃等の侵入を防止できる。

なお、図２に示すように、支持体１の突出部４、５及び支持部２３は、撮像面である複数の画素からなる光電変換エリア内の画像に用いない画素領域上で当接させることが好ましいが、突出部４、５を撮像素子上の光電変換エリアの領域を避けた位置で当接させ、支持部２３を光電変換エリア内の画像に用いない画素領域上で当接させるように構成してもよい。

次に、図３を参照して図１、図２に示した撮像装置の第１変形例を説明する。図３は図１、図２の撮像装置の第１変形例を示す要部断面図である。

図３の撮像装置１０Ａは、撮像素子１１を支持体１内に配置するようにしたものである。すなわち、図３のように、支持体１の下面１ａに取付孔２と連通する凹部６を形成し、支持体１の突出部４を凹部６の底面から突出させ、撮像素子１１を独立の基板２８Ａ上に形成し、基板２８Ａを凹部６内に嵌め込むようにして取り付けることで、支持体１の突出部４が撮像素子１１の撮像面１１ａに当接する。基板２８Ａは、支持体１の凹部６に接着剤６ａで取り付けられて凹部６内が封止される。

また、光学ユニット２０は図１と同様にして配置され、その支持部２３が撮像素子１１の撮像面１１ａの外周で当接する。レンズ押さえ部材２５は支持体１の上面１ｂから若干落ち込んだ位置に配置され、接着剤２５ａで封止される。

なお、図１の撮像素子１２も支持体１の取付孔３に図３と同様の構造で取り付けられる。

以上のように、撮像装置１０Ａによれば、各撮像素子１１、１２がそれらの撮像面１１ａ、１２ａの外周で支持体１の突出部４、５にそれぞれ当接することで光軸Ｐ１、Ｐ２の方向に位置決められる。このため、複数の撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間に介在する部材が支持体１だけであり、複数の撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間の累積誤差を最小限とすることができるので、高精度な撮像装置を実現できる。

また、撮像素子１１と一体の基板２８Ａと光学ユニット２０とが支持体１内に収まるので、撮像装置全体をコンパクトに構成できる。また、基板２８Ａを接着剤で取り付けることで、撮像装置１０Ａの内部を封止し密閉できるので、図１、図２の封止部材２９を省略できる。

次に、図４を参照して図１、図２に示した撮像装置の第２変形例を説明する。図４は図１、図２の撮像装置の第２変形例を示す要部断面図である。

図４に示す撮像装置１０Ｂは、光学ユニット２０のレンズ２２のフランジ部の底面を支持部として機能するようにしたものである。すなわち、支持体１の突出部４ｂ、５ｂを水平方向に光軸Ｐ１、Ｐ２側に若干図１〜図３よりも張り出させ、光学ユニット２０のレンズ２２のフランジ部に形成された支持部２３（図１〜図３）を省略し、支持体１の突出部４ｂ、５ｂの下面で各撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａにそれぞれ当接するとともに、突出部４ｂ、５ｂの上面で各光学ユニット２０のレンズ２２に形成されたフランジ部の底面２２ａにそれぞれ当接する。

以上のような撮像装置１０Ｂによれば、各撮像素子１１，１２がそれらの撮像面１１ａ、１２ａの外周で支持体１の突出部４ｂ、５ｂにそれぞれ当接することで光軸Ｐ１、Ｐ２の方向に位置決められる。このため、複数の撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間に介在する部材を最小限とし、複数の撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間の累積誤差を最小限とすることができるので、高精度な撮像装置を実現できる。なお、図４のようなレンズ２２の一部であるフランジ部の底面を支持部として支持体１の突出部に当接させる構成を図３と同様の撮像装置に適用してもよい。

本実施の形態によれば、撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａに支持体１を突き当てるようにして複数の撮像素子１１、１２を支持体１に取り付けることで、各撮像素子１１、１２の相互の位置関係の誤差を最小限にし、撮像面１１ａ、１２ａの取付位置の誤差を最小限でき、簡単な構造により安価でかつ高精度な３次元撮像装置を実現できる。また、これにより、撮像面１１ａ、１２ａのロール、ピッチを最小とすることができる。また、各光学ユニット２０の光軸Ｐ１、Ｐ２が並行になるのが理想であるが、各光学ユニット２０の支持部が撮像面１１ａ、１２ａに当接することで各光学ユニット２０の光軸の傾きが抑えられることで理想状態により近づく。

また、各撮像素子１１，１２の撮像面１１ａ、１２ａ間に介在する部材が最小限となることで、撮像面１１ａ、１２ａ間の調整のための工数や特別な回路等が不要となり、また、かかる調整が不要であるので、撮像装置の組み立て工数も最小限とできる。

また、用途に応じたレンズの組み込みが可能であり、例えば、距離計測等のためのステレオ視の場合、主要な被写体までの距離に応じて光学系の焦点距離を最適化する必要があるが、撮像素子部分は共通で、高精度を保ったままレンズだけ組み替えることができ、これにより安価に撮像素子から構成されたカメラを供給することができる。

なお、図１、図４では基板２８を共通の部材から構成したが、別の基板としてもよい。

〈第２の実施の形態〉
図５は、第２の実施の形態に係る撮像装置の要部断面図である。図５の撮像装置３０は、各取付孔２、３に上述の光学ユニット２０をそれぞれ配置するとともに、取付孔２、３に対応して各撮像ユニット３１、３２を配置したものである。

各撮像素子１１、１２は、それぞれ共通の基板２８に形成され、光電変換機能を有する多数の画素からなる撮像面１１ａ、１２ａと、撮像面１１ａ、１２ａの外周側に設けられ、撮像面１１ａ、１２ａ上に形成されたマイクロレンズの高さよりも突出した厚みのマイクロレンズ状のスペーサ１１ｂ、１２ｂと、を備える。

撮像ユニット３１、３２は、撮像素子１１、１２と、撮像面１１ａ、１２ａの外周側のスペーサ１１ｂ、１２ｂに当接して設けられた光学部材３３、３３と、をそれぞれ備える。

光学ユニット２０は、図１、図２と同様の構成であるが、レンズ２２のフランジ部の底面２２ａから突き出た凸部２２ｂを有する。撮像ユニット３１、３２の光学部材３３には、凸部２２ｂに対応して凹部３３ａが設けられている。

支持体１には、光学部材３３が嵌り込むように下面１ａから段差の付いた段部７、８がそれぞれ各取付孔２、３の周囲に形成されている。

図５の撮像装置３０の組み立てについて説明する。各撮像ユニット３１、３２を封止部材２９Ａを介して各取付孔２、３に配置し、各光学部材３３を支持体１の各段部７、８に嵌め込むことで、各段部７、８に光学部材３３の上面３３ｂが当接するとともに、レンズ２２のフランジ部に形成された凸部２２ｂが光学部材３３の凹部３３ａ内に入り込み、レンズ２２のフランジ部の底面２２ａが光学部材３３の上面３３ｂに当接する。

なお、封止部材２９Ａは、支持体１の下面１ａと光学部材３３の側面とに当接して接着剤で取り付けられ各撮像ユニット３１、３２の内部を封止する。また、図５のレンズ２２のフランジ部に形成された凸部２２ｂと光学部材３３の凹部３３ａとは、略台形状断面の相補的な形状となっているが、他の形状であってもよく、また、省略してもよい。

上述のようにして組み立てられる撮像装置３０において、レンズ２１、２２を含む光学ユニット２０の光軸Ｐ１、Ｐ２と円形状の各取付孔２、３の中心線とがそれぞれ一致するように光学ユニット２０が支持体１の各取付孔２、３にそれぞれ取り付けられるとともに、各撮像ユニット３１、３２が各撮像面１１ａ、１２ａの中心と各光軸Ｐ１、Ｐ２とがそれぞれ一致するように支持体１に取り付けられる。

以上のように、撮像装置３０によれば、複数の撮像ユニット３１、３２は、撮像素子１１、１２のスペーサ１１ｂ，１２ｂに当接する光学部材３３の上面３３ｂが支持部として支持体１の段部７、８に当接することで光軸Ｐ１、Ｐ２の方向に位置決められるので、各撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間に介在する部材を最小限とし複数の各撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間の累積誤差を最小限とすることができ、高精度な撮像装置を実現できる。

また、各光学ユニット２０の支持部としてレンズ２２のフランジ部に形成された底面２２ａが撮像ユニット３１、３２の光学部材３３の上面３３ｂにそれぞれ当接することで、光学ユニット２０が光軸Ｐ１、Ｐ２の方向に位置決められるので、光学ユニット２０の光軸の傾きを最小限に抑えることができる。また、封止部材２９Ａにより撮像装置３０の内部を密閉し、塵埃等の侵入を防止できる。

次に、図６を参照して図５に示した撮像装置の第１変形例を説明する。図６は、図５の撮像装置の第１変形例を示す要部断面図である。

図６の撮像装置３０Ａは撮像素子１１を支持体１内に配置するようにしたものである。すなわち、図６のように、支持体１の下面１ａに取付孔２と連通する凹部６Ａを形成し、支持体１の段部７Ａを凹部６Ａの底面に形成し、撮像素子１１を独立の基板２８Ａ上に形成し、撮像素子１１を凹部６Ａ内に嵌め込むようにして取り付けることで、支持体１の段部７Ａが撮像ユニット３１の光学部材３３の上面３３ｂに当接し、基板２８Ａは支持体１の凹部に接着剤６ａで取り付けられて凹部６Ａ内が封止される。

また、光学ユニット２０は図５と同様にして配置され、そのレンズ２２のフランジ部に形成された底面２２ａが撮像ユニット３１の光学部材３３の上面３３ｂに当接する。レンズ押さえ部材２５は支持体１の上面から若干落ち込んだ位置に配置され、接着剤２５ａで封止される。

なお、他方の撮像素子１２も支持体１の取付孔３に図６と同様の構造で取り付けられる。

以上のように、撮像装置３０Ａによれば、複数の撮像ユニット３１、３２は、撮像素子１１、１２のスペーサ１１ｂ、１２ｂに当接する光学部材３３の上面３３ｂが支持部として支持体１の段部７Ａに当接することで光軸Ｐ１、Ｐ２の方向に位置決められるので、各撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間に介在する部材を最小限とし複数の各撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間の累積誤差を最小限とすることができ、高精度な撮像装置を実現できる。

また、各光学ユニット２０の支持部としてレンズ２２のフランジ部に形成された底面２２ａが撮像ユニット３１、３２の光学部材３３の上面３３ｂにそれぞれ当接することで、光学ユニット２０が光軸Ｐ１、Ｐ２の方向に位置決められる。

また、撮像素子１１、基板２８Ａ等の撮像ユニット３１と光学ユニット２０とが支持体１内に収まるので、撮像装置全体をコンパクトに構成できる。また、また、基板２８Ａを接着剤で取り付けることで、撮像装置３０Ａの内部を封止し密閉できるので、図５の封止部材２９Ａを省略できる。

次に、図７、図８を参照して図５に示した撮像装置の第２変形例を説明する。図７は図５の撮像装置の第２変形例を示す要部断面図である。図８は図７の撮像装置の各部材を分解して示す要部分解断面図である。

図７、図８の撮像装置３０Ｂは、レンズ枠部材２４で一体化した各光学ユニット２０を支持体１の取付孔２、３にそれぞれ取り付け、撮像ユニット３１、３２を別の封止部材２９Ｂでさらにそれぞれ封止するようにしたものである。

撮像ユニット３１、３２は、図７、図８のように、各撮像素子１１、１２が形成された基板２８Ａと、封止部材２９Ａと、光学部材３３とにより封止されて、それぞれ内部が密閉されている。

撮像ユニット３１、３２は、各取付孔２、３に配置されて、各光学部材３３が支持体１の各段部７、８に嵌め込まれて、各段部７、８に光学部材３３の上面３３ｂが当接する。撮像ユニット３１、３２は、支持体１の下面１ａに別の封止部材２９Ｂにより取り付けられることで、撮像ユニット３１、３２の内部をさらに密閉する。

また、各光学ユニット２０は、レンズ２１及びレンズ２２をレンズ枠部材２４内に収容し、レンズ２１をレンズ枠部材２４の一部で押さえ付け、レンズ部２１の図の上方に絞り部材２６とカバー部材２７とを配置することで、各部材を一体化している。このような光学ユニット２０を、それぞれ取付孔２、３に挿入して支持体１に取り付ける。これにより、各光学ユニット２０のレンズ２２のフランジ部に形成された底面２２ａが撮像ユニット３１、３２の光学部材３３の各上面３３ｂにそれぞれ当接する。

以上のように、撮像装置３０Ｂによれば、複数の撮像ユニット３１、３２は、撮像素子１１、１２のスペーサ１１ｂ、１２ｂに当接する光学部材３３の上面３３ｂが支持部として支持体１の段部７、８に当接することで光軸Ｐ１、Ｐ２の方向に位置決められるので、各撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間に介在する部材を最小限とし複数の各撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間の累積誤差を最小限とすることができ、高精度な撮像装置を実現できる。

また、各光学ユニット２０の支持部としてレンズ２２のフランジ部に形成された底面２２ａが撮像ユニット３１、３２の光学部材３３の上面３３ｂにそれぞれ当接することで、光学ユニット２０が光軸Ｐ１、Ｐ２の方向に位置決められる。また、封止部材２９Ａ及び２９Ｂにより撮像装置３０の内部を２重に密閉することで、塵埃等の侵入を一層防止できる。

また、図７のように、レンズ枠部材２４で一体化された光学ユニット２０は、支持体１の上面１ｂから突き出るようにしてそれぞれ取り付けられ、また、撮像ユニット３１、３２が支持体１の下面１ａに突き出るようにして取り付けられるので、支持体１の板厚をより薄く構成でき、複数の撮像ユニット３１、３２を備える撮像装置３０Ｂをより軽量に構成できる。

次に、図９を参照して図５の撮像装置の第３変形例を説明する。図９は図５の撮像装置の第３変形例を示す要部断面図である。

図９の撮像装置３０Ｃは、基本的に図７、図８と同様の構成であり、支持体１の上面１ｂから取付孔３と同心円状に突き出た円筒部１ｃを設け、円筒部１ｃの内面に爪部１ｅを設け、円筒部１ｃ、取付孔３へと光学ユニット２０のレンズ枠部材２４を挿入したとき爪部１ｅがレンズ枠部材２４を係止し、光学ユニット２０が支持体１に固定される。

同様に、支持体１の下面１ａから突き出た円筒部１ｄを設け、円筒部１ｄの内面に爪部１ｆを設け、円筒部１ｄへと封止部材２９Ｂを挿入したとき爪部１ｆが封止部材２９Ｂを係止し、封止部材２９Ｂとともに撮像ユニット３１が支持体１に固定される。なお、撮像ユニット３２側も上述と同様に構成される。

図９の撮像装置３０Ｃによれば、図７、図８と同様の効果を奏するとともに、接着剤による封止部材２９Ｂの支持体１への接着が不要となる。

また、図５〜図９において、撮像ユニット３１、３２を図１０のように構成してもよい。図１０は、図５〜図９の撮像ユニットの変形例を示す側断面図である。図１０に示すように、光学部材３３にその外周から図の下方に突き出した突出部３３ｃを設け、突出部３３ｃが撮像素子１１の撮像面１１ａの外周上に形成されたマイクロレンズに突き当たるように構成してもよい。この場合、図５〜図９のスペーサ１１ｂを省略することができる。

上述の第２の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、図５では基板２８を共通の部材から構成したが、別の基板としてもよい。

〈第３の実施の形態〉
図１１は第３の実施の形態に係る撮像装置の要部断面図である。図１１の撮像装置４０は、上述の光学ユニット２０、２０と撮像素子１１、１２とをカメラ枠部材４３により一体化したカメラユニット４１、４２とし、支持体１の取付孔２、３にそれぞれ取り付けるようにしたものである。

カメラユニット４１、４２は、ガラス製のカバー部材２７と絞り部材２６とレンズ２１とレンズ２２とを備える光学ユニット２０と、各基板２８Ａにそれぞれ形成された撮像素子１１、１２と、支持体１の取付孔２、３に嵌め込まれるカメラ枠部材４３と、を備える。

撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａには光電変換機能を有する画素が多数配置され、撮像面１１ａ、１２ａの外側にはスペーサ１１ｂ、１２ｂが配置されている。

カメラ枠部材４３にレンズ２１、２２が挿入されて取り付けられ、レンズ２１の上方に絞り部材２６とカバー部材２７とが配置される。また、カメラ枠部材４３の下方には、各撮像素子１１、１２が形成された各基板２８Ａがそれぞれ配置される。

カメラユニット４１、４２では、光学ユニット２０のレンズ２２のフランジ部に形成された底面２２ａが支持部として撮像素子１１、１２のスペーサ１１ｂ、１２ｂに当接する。各基板２８Ａはその外周でカメラ枠部材４３の下端４３ｂに接着剤等により接着されて取り付けられてカメラユニット４１、４２の内部がそれぞれ密閉され、塵埃等の侵入を防止する。このようにして取り付けられた各撮像素子１１、１２は撮像面１１ａ、１２ａの各中心が光学ユニット２０の各光軸Ｐ１、Ｐ２と一致するようになっている。

図１１の撮像装置４０の組み立てについて説明する。光学ユニット２０及び撮像素子１１、１２が配置された各カメラ枠部材４３を各取付孔２、３にそれぞれ嵌め込んで各カメラ枠部材４３の平面部４３ａを支持体１の下面１ａにそれぞれ当接させる。

上述のようにして組み立てられる撮像装置４０において、レンズ２１、２２を含む光学ユニット２０の光軸Ｐ１、Ｐ２と円形状の各取付孔２、３の中心線とがそれぞれ一致するようにカメラユニット４１、４２が支持体１の各取付孔２、３にそれぞれ取り付けられる。

以上のように、撮像装置４０によれば、複数のカメラユニット４１、４２は、各カメラユニット４１、４２を支持体１の下面１ａに当接させることで光軸Ｐ１、Ｐ２の方向に位置決められるので、各撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間に介在する部材を最小限とし複数の各撮像素子１１、１２の撮像面１１ａ、１２ａ間の累積誤差を最小限とすることができ、高精度な撮像装置を実現できる。

また、各カメラユニット４１、４２において各光学ユニット２０の支持部としてレンズ２２のフランジ部に形成された底面２２ａが各撮像素子１１、１２のスペーサ１１ｂ、１２ｂにそれぞれ当接することで、光学ユニット２０が光軸Ｐ１、Ｐ２の方向に位置決められるので、光学ユニット２０の光軸の傾きを最小限に抑えることができる。

上述の第３の実施の形態によれば、第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。なお、図１１では各基板２８Ａをそれぞれ別の部材から構成したが、共通の基板としてもよい。

以上のように本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、各実施の形態では、撮像素子を２個配置した２眼ステレオカメラを例にしたが、本発明は、これに限定されず、撮像素子を３個またはそれ以上配置した多眼カメラにも適用できることはもちろんである。

Claims

光電変換機能を有する複数の画素をそれぞれ備える複数の撮像素子と、
前記複数の撮像素子を取り付ける支持体と、を有し、
前記複数の撮像素子がその受光側の面でそれぞれ前記支持体に直接当接することで光軸方向の位置決めがなされていることを特徴とする撮像装置。
前記撮像素子上に画像を形成する光学系を備えた光学ユニットを有し、
前記光学系の一部に前記撮像素子に当接する支持部が形成され、
前記支持部が前記撮像素子に当接することで、前記光学ユニットの光軸方向の位置決めがなされている請求項１に記載の撮像装置。
前記撮像素子上に画像を形成する光学系を備えた光学ユニットを有し、
前記光学系の一部に前記支持体に当接する支持部が形成され、
前記支持部が前記支持体に当接することで、前記光学ユニットの光軸方向の位置決めがなされている請求項１に記載の撮像装置。
前記複数の撮像素子は、それぞれ前記複数の画素からなる光電変換エリア以外の領域が前記支持体に当接している請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置。
前記複数の撮像素子は、それぞれ前記複数の画素からなる光電変換エリア内の画像に用いない画素領域が前記支持体に当接している請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置。