JP7302707B2 - レンズユニットとセンサープレートの実装構造、及び撮像装置、レンズユニットとセンサープレートの実装方法 - Google Patents

Description

本発明は、光学レンズを有するレンズユニットと撮像素子を搭載したセンサープレートとの実装構造と、その実装構造によるレンズユニット及びセンサープレートを備える撮像装置と、レンズユニットとセンサープレートの実装方法に関する。

デジタルカメラにおいて、撮像レンズを収容したレンズユニットに対し、撮像素子を搭載したセンサープレートがネジ止めして実装される。そして、撮像素子の撮像面が光軸に対して垂直になるように調整するためには、レンズユニットに対するセンサープレートのネジ止め部にシムを挿入して、撮像面の傾き（あおり）を調整している。
しかし、撮像面をあおり調整するためには、センサープレートをあおり調整する必要があり、その際、レンズユニットとセンサープレートの位置決めに使用しているガイドピンとガイド孔が、あおり調整することにより干渉し、センサープレートの引っ掛かりや、ガイドピンの破損の可能性があった。
そこで、撮像素子の撮像面のあおり調整を確実に可能とするために、レンズユニットに突出形状のガイドピンを備え、センサープレートにガイドピンを挿入するガイド孔が形成されていて、ガイド孔が面取りされていることにより、撮像面のあおり調整を確実に行うことができるようにした提案がある（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１６－１０５５３５号公報

ところで、撮像面のあおりの調整代を確保するため、シムに代えて、レンズユニットとセンサープレートとのネジ止め部にバネを設けて、レンズユニットのネジ止めのボス面に対しバネの荷重によって、センサープレートを常に浮いた状態で組み付けることが考えられる。
このように、レンズユニットとセンサープレートとのネジ止め部にバネを設けると、落下等で外部から衝撃が加わった場合、センサープレート及びセンサープレートと接着剤で固定されている撮像素子及びセンサー基板もあおり代の分揺れ動き、場合によっては撮像面が傾いた状態となり、ユーザーが撮影した写真の画質に影響（型ボケ等）を与える可能性がある。
その対応策として、バネの加重を増やす、センサープレートとレンズユニットの隙間に紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤を充填するなどが必要となる。
しかしながら、撮像面のあおり調整後にレンズの向きを変えながらＵＶ硬化型接着剤を塗布する必要がある、ＵＶ硬化時、照射光がレンズの奥側に届きにくく硬化不十分な状態となる可能性がある、という問題が生じることになる。

本発明の課題は、光学レンズを有するレンズユニットと撮像素子を搭載したセンサープレートとの実装において、耐衝撃性の向上を図りながら組立工程における作業性の向上を図ることである。

上記課題を解決するため、本発明に係るレンズユニットとセンサープレートの実装構造は、
光学レンズを有するレンズユニットと、撮像素子を囲むように配置されるセンサープレートとの実装構造であって、
前記レンズユニットと前記センサープレートとのネジ止め部に配置された弾性体を備え、
前記レンズユニットに対し前記センサープレートが前記弾性体の付勢により浮いた状態で組み付けられているとともに、前記撮像素子の撮像面が光軸に対して垂直になるようにあおり調整された状態で組み付けられており、
前記レンズユニットと前記センサープレートとの前記ネジ止め部の近傍に充填された接着剤が固化した状態で、前記レンズユニットに前記センサープレートが固定されていることを特徴とする。
また、上記課題を解決するため、本発明に係るレンズユニットとセンサープレートの実装方法は、
光学レンズを有するレンズユニットと、撮像素子を囲むように配置されるセンサープレートとの実装方法であって、
前記レンズユニットと前記センサープレートとのネジ止め部に弾性体を設け、
前記レンズユニットに対し前記センサープレートを前記弾性体の付勢により浮いた状態で組み付けて、前記撮像素子の撮像面が光軸に対して垂直になるようにあおり調整した後、前記レンズユニットと前記センサープレートとの前記ネジ止め部の近傍に接着剤を充填し、
前記接着剤を固化させて前記レンズユニットに前記センサープレートを固定することを特徴とする。

本発明によれば、光学レンズを有するレンズユニットと撮像素子を搭載したセンサープレートとの実装において、組立工程における作業性の向上を図ることが可能となる。

本発明を適用したレンズユニットとセンサープレートの一実施形態の構成を示す分解斜視図である。 図１の中央縦断面図である。 図１の下方から見た分解斜視図である。 図１のレンズユニットにセンサープレートをネジ止めした状態の図である。 図４の矢印Ａ部を拡大して固定用ボス及び固定用孔に沿った縦断面図である。 図４の固定用ボスと固定用孔との隙間に接着剤を充填した状態の図である。 図６の矢印Ａ部を拡大して固定用ボス及び固定用孔に沿った縦断面図である。 図５の変形例１を示す図である。 図５の変形例２を示す図である。 図５の変形例３を示す図である。 図４の矢印Ａ部の変形例４を示す拡大図である。 図１１の固定用ボスと固定用孔との隙間に接着剤を充填した状態の図である。 図４の矢印Ｂ部の変形例５を示す拡大図である。 図１３の固定用ボスと固定用孔との隙間に接着剤を充填した状態の図である。 本発明を適用した撮像装置の一実施形態の構成を示す正面図である。 図１５の撮像装置の分解斜視図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。

（実施形態）
先ず、図１５は本発明を適用した撮像装置の一実施形態の構成を示すもので、黒子などの癌（メラノーマ）を診察するための撮像装置であるダーモスコピーカメラ１は、カメラ本体２と、カメラ本体２の前方に設けられたライトユニット３と、カメラ本体２の後方に設けられたコントローラ４とによって一体的に構成されている。
図１６に分解して示すように、カメラ本体２は、光学レンズによる撮影レンズ２２を備えるレンズユニット２１と、枠体２９を含み、ライトユニット３は第１カバー体３１と第２カバー体３２を含み、コントローラ４は本体部４１と回路基板４２と表示部４３を含んでいる。

次に、図１から図３は本発明を適用したレンズユニット２１とセンサープレート５１の一実施形態の構成を分解して示すものである。
図示のように、ほぼ円筒状のレンズユニット２１の内部には、円周方向の三箇所にほぼ等間隔に離間して突出させて形成した比較的太い円柱状のネジ止めボス２３と、そのうち二箇所のネジ止めボス２３の近傍に突出させて形成した比較的細長い円柱状のガイドボス２４と、三箇所のネジ止めボス２３の近傍に突出させて形成した比較的細長い円柱状の固定用ボス２５が備えられている。
このレンズユニット２１のネジ止めボス２３にセンサーアッシー５がネジ２６で組み付けられて、センサーアッシー５の撮像素子６１の撮像面が光軸に対して垂直になるようにあおり調整した後、固定用ボス２５にＵＶ硬化型接着剤６５を介してセンサーアッシー５が固定される。

図示のように、センサーアッシー５のほぼ三角形状の板金によるセンサープレート５１には、その三箇所の隅部に貫通するネジ止め孔５３が形成されており、そのうち二箇所のネジ止め孔５３の近傍に貫通する小さなガイド孔５４が形成されて、三箇所のネジ止め孔５３の近傍に貫通する小さな固定用孔５５が形成されている。
なお、センサープレート５１の固定用孔５５の周囲は、レンズユニット２１に対し反対面側が潰し加工により凹部形状５６に形成されている。

また、センサーアッシー５は、センサープレート５１に対し撮像素子６２を、平行する二辺部において、ＵＶ硬化型接着剤６３で固定したもので、撮像素子６２はセンサー基板６１に搭載されている。

そして、レンズユニット２１とセンサープレート５１は、ネジ止めに先立って、二箇所において、ガイドボス２４をガイド孔５４に挿入して、撮影レンズ２２の中心と撮像素子６２の中心とを一致させて位置決めされる。

その光学中心の位置決めの際、レンズユニット２１の三箇所のネジ止めボス２３の周囲には、圧縮コイルバネによるあおり調整バネ２７を予め配置しておき、レンズユニット２１の中央部には、防塵クッション２８を予め敷いておく。
なお、固定用ボス２５も固定用孔５５に挿入状態となるが、図４及び図５に示すように、固定用ボス２５と固定用孔５５及び凹部形状５６との間にはリング状の隙間が形成されている。

次に、センサープレート５１の三箇所の隅部において、ネジ止め孔５３からネジ２６を、レンズユニット２１のネジ止めボス２３のネジ穴にネジ込む。
こうして、レンズユニット２１にセンサープレート５１をネジ止めした状態を図４及び図５に示す。

このネジ止め状態において、レンズユニット２１に対しセンサープレート５１が三箇所の隅部で、あおり調整バネ２７の付勢により浮いた状態で組み付けた状態に保たれているため、撮像素子６１の撮像面が光軸に対して垂直になるようにあおり調整することができる。

次に、図６及び図７に示すように、センサープレート５１の三箇所の隅部近傍において、固定用ボス２５と固定用孔５５及び凹部形状５６との間に形成されたリング状の隙間に、ＵＶ硬化型接着剤６５を充填する。
このとき、センサープレート５１の固定用孔５５の周囲が、凹部形状５６に形成されているので、ＵＶ硬化型接着剤６５の塗布範囲が明確化され、ＵＶ硬化型接着剤６５を確実に固定用ボス２５周囲との隙間に充填することができる。

その後、三箇所に充填したＵＶ硬化型接着剤６５にＵＶを照射して、ＵＶ硬化型接着剤６５を固化させることで、レンズユニット２１に対しセンサープレート５１を固定する。

以上のＵＶ硬化型接着剤６５の塗布と硬化のためのＵＶ照射は、３箇所とも同一方向から可能となるため、作業性が大幅に向上する。
また、ＵＶ硬化型接着剤６５も安定した量が塗布可能であり、すなわち、目視で塗布量が判断し易いため、硬化不十分な状態も回避しやすいという効果がある。

以上、実施形態のレンズユニット２１とセンサープレート５１の実装によれば、先ず、三箇所のネジ止め状態において、レンズユニット２１に対しセンサープレート５１をあおり調整バネ２７の付勢により浮いた状態で組み付けて、撮像素子６１の撮像面が光軸に対して垂直になるようにあおり調整することができる。

そして、その撮像面のあおり調整後、三箇所のネジ止め部近傍において、レンズユニット２１の固定用ボス２５とセンサープレート５１の固定用孔５５とのリング状の隙間に、ＵＶ硬化型接着剤６５を充填し、そのＵＶ硬化型接着剤６５をＵＶ照射により固化させることで、レンズユニット２１にセンサープレート５１を固定することができる。

このように、撮像素子６２の撮像面のあおり調整後に、レンズユニット２１とセンサープレート５１を確実かつ容易に固定することができ、ダーモスコピーカメラ１の組立工程における作業性を向上することができる。
そして、三箇所のネジ止め部近傍におけるＵＶ硬化型接着剤６５の固化による固定のため、ダーモスコピーカメラ１の耐衝撃性も向上することができる。

これにより、光学レンズを有するレンズユニットと撮像素子を搭載したセンサープレートとの実装において、撮像素子の撮像面のあおり調整後の確実な固定が容易に可能となり、組立工程における作業性の向上、及び耐衝撃性の向上を図ることが可能となる。
なお、上記実施の形態では、センサープレート５１側に固定用孔５５を設け、レンズユニット２１側に固定用ボス２５を設けたが、これは相対的なものであって、逆に設けてもよい。すなわち、センサープレート５１側に固定用ボス２５を設け、レンズユニット２１側に固定用孔５５を設けてもよい。

（変形例）
図８は図５の変形例１を示すもので、センサープレート５１の固定用孔５５の周囲は、半抜き加工によって、図示のように、レンズユニット２１に対し反対面側が凹部形状５６に形成されるとともに、レンズユニット２１との対向面側に突出する短い円筒状の凸部形状５７に形成されている。

このように、センサープレート５１の固定用孔５５の周囲に、凹部形状５６に加えて、レンズユニット２１との対向面側に突出する短い円筒状の凸部形状５７を形成することで、固定用ボス２５の周囲との隙間に充填するＵＶ硬化型接着剤６５の塗布面積を増やすことができる。

図９は図５の変形例２を示すもので、センサープレート５１の固定用孔５５周囲の凹部形状５６が、傾斜面加工によって、図示のように、傾斜面形状５８に形成されている。

図１０は図５の変形例３を示すもので、センサープレート５１の固定用孔５５周囲の潰し加工による凹部形状５６の内周側が、傾斜面加工によって、傾斜面形状５９に形成されている。

なお、図８の半抜き加工による凹部形状５６及び凸部形状５７と、図１０の凹部形状５６の内周側の傾斜面加工による傾斜面形状５８の組み合わせてとしてもよい。

図１１は図４の矢印Ａ部の変形例４を示すもので、図示のように、レンズユニット２１の固定用ボス２５の外周に、長手方向に沿って突出する円周方向等間隔に六本のリブ２５１が形成されている。

このように、レンズユニット２１の固定用ボス２５の外周に、円周方向等間隔に六本のリブ２５１を付けることで、センサープレート５１の固定用孔５５との隙間に充填するＵＶ硬化型接着剤６５の塗布面積を増やすことができる。

図１３は図４の矢印Ｂ部の変形例５を示すもので、図示のように、レンズユニット２１の固定用ボス２５の外周に、長手方向に沿って突出する円周方向等間隔に四本のリブ２５１が十字状に形成されている。

なお、リブ２５１は、一本、二本、三本、五本、七本以上でもよく、その形状も任意である。

（他の変形例）
以上の実施形態においては、本発明をダーモスコピーカメラに適用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、他のカメラでもよく、さらに、カメラを備える携帯電話など他の電子機器であってもよい。
また、実施形態では、ガイドボスを二箇所、固定用ボスを三箇所としたが、ガイドボス及び固定用ボスの組数は任意であり、他の箇所に追加してもよい。
さらに、レンズユニット及びセンサープレートの形状、バネの形状及び種類等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。
付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
光学レンズを有するレンズユニットと、撮像素子を囲むように配置されるセンサープレートとの実装構造であって、
前記レンズユニットと前記センサープレートとのネジ止め部に配置されたバネと、
前記レンズユニットの前記ネジ止め部の近傍に突出して設けられた固定用ボスと、
前記センサープレートの前記ネジ止め部の近傍に形成され、前記固定用ボスが隙間をあけて挿入される固定用孔と、
を備え、
前記レンズユニットに対し前記センサープレートを前記バネの付勢により浮いた状態で組み付けられているとともに、前記撮像素子の撮像面が光軸に対して垂直になるようにあおり調整された状態で組み付けられており、
前記固定用孔に挿入された前記固定用ボスと当該固定用孔との前記隙間に充填された接着剤が固化した状態で、前記レンズユニットに前記センサープレートが固定されていることを特徴とするレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
＜請求項２＞
前記レンズユニットの前記ネジ止め部の近傍に突出して設けられたガイドボスと、
前記センサープレートの前記ネジ止め部の近傍に形成され、前記ガイドボスが挿入されるガイド孔と、
を備え、
前記ガイド孔に前記ガイドボスが挿入されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
＜請求項３＞
前記センサープレートの前記固定用孔の周囲は、前記レンズユニットに対し反対面側が凹部形状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
＜請求項４＞
前記センサープレートの前記固定用孔の周囲は、前記レンズユニットとの対向面側が凸部形状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
＜請求項５＞
前記凹部形状は傾斜面形状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
＜請求項６＞
前記凹部形状の内周側が傾斜面形状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
＜請求項７＞
前記固定用ボスの外周に、長手方向に沿って突出するリブが形成されていることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
＜請求項８＞
光学レンズを有するレンズユニットと、撮像素子を囲むように配置されるセンサープレートとの実装構造であって、
前記レンズユニットと前記センサープレートとのネジ止め部に配置されたバネと、
前記センサープレートの前記ネジ止め部の近傍に突出して設けられた固定用ボスと、
前記レンズユニットの前記ネジ止め部の近傍に形成され、前記固定用ボスが隙間をあけて挿入される固定用孔と、
を備え、
前記レンズユニットに対し前記センサープレートが前記バネの付勢により浮いた状態で組み付けられているとともに、前記撮像素子の撮像面が光軸に対して垂直になるようにあおり調整された状態で組み付けられており、
前記固定用孔に挿入された前記固定用ボスと当該固定用孔との前記隙間に充填された接着剤が固化した状態で、前記レンズユニットに前記センサープレートが固定されていることを特徴とするレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
＜請求項９＞
請求項１から８のいずれか一項に記載の実装構造によるレンズユニットとセンサープレートを備えることを特徴とする撮像装置。
＜請求項１０＞
光学レンズを有するレンズユニットと、撮像素子を囲むように配置されるセンサープレートとの実装方法であって、
前記レンズユニットと前記センサープレートとのネジ止め部にバネを設け、前記レンズユニットに対し前記センサープレートを前記バネの付勢により浮いた状態で組み付けて、前記撮像素子の撮像面が光軸に対して垂直になるようにあおり調整した後、
前記レンズユニットの前記ネジ止め部の近傍に突出して設けられた固定用ボスと、前記センサープレートの前記ネジ止め部の近傍に形成された固定用孔との隙間に、接着剤を充填し、
前記接着剤を固化させて前記レンズユニットに前記センサープレートを固定することを特徴とするレンズユニットとセンサープレートの実装方法。
＜請求項１１＞
紫外線硬化型接着剤を前記隙間に充填した後、
前記隙間に充填された前記紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射することで、
前記紫外線硬化型接着剤を固化させることを特徴とする請求項１０に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装方法。

１ 撮像装置
２ カメラ本体
３ ライトユニット
４ コントローラ
５ センサーアッシー
２１ レンズユニット
２２ 光学レンズ
２３ ネジ止めボス
２４ ガイドボス
２５ 固定用ボス
２６ ネジ
２７ あおり調整バネ
２８ 防塵クッション
２９ 枠体
５１ センサープレート
５３ ネジ止め孔
５４ ガイド孔
５５ 固定用孔
５６ 凹部形状
５７ 凸部形状
５８ 傾斜面形状
５９ 傾斜面形状
６１ センサー基板
６２ 撮像素子
６３ ＵＶ硬化型接着剤
６５ ＵＶ硬化型接着剤
２５１ リブ

Claims (12)

1. 光学レンズを有するレンズユニットと、撮像素子を囲むように配置されるセンサープレートとの実装構造であって、
   前記レンズユニットと前記センサープレートとのネジ止め部に配置された弾性体を備え、
   前記レンズユニットに対し前記センサープレートが前記弾性体の付勢により浮いた状態で組み付けられているとともに、前記撮像素子の撮像面が光軸に対して垂直になるようにあおり調整された状態で組み付けられており、
   前記レンズユニットと前記センサープレートとの前記ネジ止め部の近傍に充填された接着剤が固化した状態で、前記レンズユニットに前記センサープレートが固定されていることを特徴とするレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
2. 前記ネジ止め部の近傍に突出して設けられた固定用ボスと、
   前記ネジ止め部の近傍に形成され、前記固定用ボスが隙間をあけて挿入される固定用孔と、
   を更に備え、
   前記固定用ボス及び前記固定用孔の一方は、前記レンズユニットの前記ネジ止め部の近傍に設けられ、他方は前記センサープレートの前記ネジ止め部の近傍に設けられ、
   前記固定用ボスと当該固定用孔との前記隙間に前記接着剤が充填されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
3. 前記レンズユニットの前記ネジ止め部の近傍に突出して設けられたガイドボスと、
   前記センサープレートの前記ネジ止め部の近傍に形成され、前記ガイドボスが挿入されるガイド孔と、
   を備え、
   前記ガイド孔に前記ガイドボスが挿入されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
4. 前記センサープレートの前記固定用孔の周囲は、前記レンズユニットに対し反対面側が凹部形状に形成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
5. 前記センサープレートの前記固定用孔の周囲は、前記レンズユニットとの対向面側が凸部形状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
6. 前記凹部形状は傾斜面形状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
7. 前記凹部形状の内周側が傾斜面形状に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
8. 前記固定用ボスの外周に、長手方向に沿って突出するリブが形成されていることを特徴とする請求項２から７のいずれか一項に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
9. 前記弾性体は、バネであることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装構造。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載の実装構造によるレンズユニットとセンサープレートを備えることを特徴とする撮像装置。
11. 光学レンズを有するレンズユニットと、撮像素子を囲むように配置されるセンサープレートとの実装方法であって、
    前記レンズユニットと前記センサープレートとのネジ止め部に弾性体を設け、
    前記レンズユニットに対し前記センサープレートを前記弾性体の付勢により浮いた状態で組み付けて、前記撮像素子の撮像面が光軸に対して垂直になるようにあおり調整した後、前記レンズユニットと前記センサープレートとの前記ネジ止め部の近傍に接着剤を充填し、
    前記接着剤を固化させて前記レンズユニットに前記センサープレートを固定することを特徴とするレンズユニットとセンサープレートの実装方法。
12. 前記レンズユニットと前記センサープレートの間に紫外線硬化型接着剤を充填した後、充填された前記紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射することで、前記紫外線硬化型接着剤を固化させることを特徴とする請求項１１に記載のレンズユニットとセンサープレートの実装方法。

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