JPH10321827A - 撮像装置及びカメラ - Google Patents

撮像装置及びカメラ

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JPH10321827A
JPH10321827A JP9126553A JP12655397A JPH10321827A JP H10321827 A JPH10321827 A JP H10321827A JP 9126553 A JP9126553 A JP 9126553A JP 12655397 A JP12655397 A JP 12655397A JP H10321827 A JPH10321827 A JP H10321827A
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optical component
package
image pickup
image
pickup device
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JP9126553A
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Taizo Takachi
泰三 高地
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Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品点数を減らし、組立工数を減らし、
小型化の要請に応え、焦点距離の調整をし易くし、更に
は、焦点距離調整後に焦点距離が狂うのを防止する。 【解決手段】 撮像素子４を収納するパッケージ３と、
被写体を撮像素子４表面に結像する光学部品１０を保持
する光学部品保持部材８ａとを、係合段部１５と係合爪
１６を係合させることによりＸ及びＹ方向とＺ方向の上
記光学部品と撮像素子との位置関係が規定された状態で
一体化されるようにし、更にパッケージ３と光学部品保
持部材８ａとの間に焦点距離調整用スペーサ１９を介在
させ、そして、撮像素子収納パッケージ３と光学部材１
０との間に、光学部品１０をパッケージ３側に付勢する
付勢手段１８を介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像素子を収納す
るパッケージと光学部品を保持する光学部品保持部材と
を組み合わせた撮像装置と、それを用いたカメラに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】撮像装置として、ＣＣＤ型、ＭＯＳ型或
いは増幅型の固体撮像素子を用いたものがあり、図３は
そのような撮像装置の一つの従来例を示す断面図であ
る。
【０００３】図面において、１は上記撮像装置２が取り
付けられたプリント配線基板、３は固体撮像素子４を収
納するパッケージで、例えばセラミック或いは樹脂から
なる。５はシールガラスで、パッケージ３内部に収納さ
れた固体撮像素子４を収納する。６は鏡筒で、上記プリ
ント配線基板１に取り付けられ、上記固体撮像素子４を
収納した上記パッケージ３を囲繞し、図示しない突き当
て部にてパッケージ３・鏡筒６間のＸ、Ｙ方向（Ｘ方向
及びＹ方向：撮像素子４表面と平行な面上における互い
に直角な二つの方向）における位置決めが為されるよう
になっている。７は該鏡筒６の略上半部内面に形成され
た雌ねじで、光学部品取付部材８の雄ねじ９が螺合され
て鏡筒６と、光学部品取付部材８とが固定される。
【０００４】上記光学部品取付部材８は略筒状で、先端
部において内径が他の部分よりも小径にされて係合段部
を成しており、内部にレンズ１０、赤外線カットフィル
タ１１、絞り１２及びレンズ１３が接着等の手段により
固定されている。１４は絞り１２の絞り孔である。この
ような撮像装置は、光学部品１０、１１、１２、１３と
撮像素子４とのＸ及びＹ方向の位置関係については、鏡
筒６とパッケージ３との突き当て部での突き当てにより
自ずと所定通りになるが、Ｚ方向（撮像素子４表面と垂
直な方向）における位置関係については鏡筒６に対する
光学部品保持部材８のねじ込み量により調整する必要が
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、図３に示す
ような従来の撮像装置２によれば、下記のような欠点が
あった。先ず第１に、撮像素子４を収納するパッケージ
３と、光学部品１０、１１、１２、１３を保持する光学
部品保持部材８との間に鏡筒６という部材が介在し、更
にそれをプリント配線基板１等に取り付ける例えばねじ
或いは接着剤等の部品も必要とし、部品点数が多くなる
ので、撮像装置２の材料費が高くなると共に、昨今強く
要求されている小型化が難しくなり、また、組立工数が
増えるという欠点があった。
【０００６】第２に、光学部品保持部材８への光学部品
１０、１１、１２、１３の固定に例えば接着剤或いはね
じ等の部品を必要とし、更にその固定に無視できない工
数がかかるという欠点があった。
【０００７】第３に、鏡筒６と光学部品保持部材８との
組付けが螺合なので、これらの部材の構造が複雑となる
だけでなく、バックラッシがあり、焦点距離調整が難し
いという問題がある。更に、ねじ込み量の調整により焦
点距離を調整するためには、撮像装置２を駆動回路に接
続すべく配線をし、実際に撮像をし、撮像画像を再生し
てこれを見ながらねじ込み量を調整するという面倒な作
業をしなければならないという欠点がある。これは非常
に面倒で、工数がかかるので無視できない欠点である。
更に、ねじの緩み等により、焦点距離調整後に焦点距離
が狂うという問題もあった。
【０００８】本発明はこのような問題点を解決すべく為
されたものであり、部品点数を減らし、組立工数を減ら
し、小型化の要請に応え、焦点距離の調整をし易くし、
更には、焦点距離調整後に焦点距離が狂うのを防止する
ことを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の撮像装置は、
撮像素子を収納する撮像素子収納パッケージと、被写体
を上記撮像素子の表面に結像する光学部品を保持する光
学部品保持部材とを、その一部同士を係合させることに
より上記光学部品と撮像素子とのＸ及びＹ方向とＺ方向
における位置関係が規定された状態で一体化されるよう
にしたことを特徴とする。
【００１０】従って、請求項１の撮像装置によれば、撮
像素子収納パッケージと光学部品保持部材とが直接組み
付けられ、その間に鏡筒の如き部材が介在しないので、
部品点数が少なくなり、小型化の要請にも応えることが
可能になる。しかも、パッケージと光学部品保持部材と
はその一部同士を係合することにより一体化でき、同時
に光学部品と撮像素子とのＸ、Ｙ方向及びＺ方向におけ
る位置決めもできるので、組立がきわめて容易になり、
組立工数を著しく低減できる。勿論、雄ねじと雌ねじと
の螺合により一体化するわけではないので、バックラッ
シはない。そして、撮像素子収納パッケージと光学部品
保持部材との一体化に螺合という手段を用いないので、
焦点距離調整後に焦点距離が狂うというおそれもない。
【００１１】請求項２の撮像装置は、請求項１の撮像装
置において、パッケージと光学部品保持部材との間にす
るスペーサが介在し、光学部品と、撮像素子との間のＺ
方向に沿った距離が上記スペーサにより所定値に調整さ
れたことを特徴とする。
【００１２】従って、請求項２の撮像装置によれば、パ
ッケージ・光学部品間には焦点距離調整用のスペーサが
介在しているので、予め撮像素子表面のパッケージに対
する高さを測定しておくこととすることにより、その高
さに対応した厚さのスペーサを選ぶことによって撮像素
子・光学部品間の距離を予め設定した値にすることが可
能であり、撮像して得た画像から焦点距離調整をするこ
とが必要でなくなり、焦点距離の調整作業を著しく簡単
にすることができる。
【００１３】請求項３の撮像装置は、請求項１又は２の
撮像装置において、撮像素子収納パッケージと光学部材
との間に、光学部品をパッケージ側に付勢する付勢手段
が介在することを特徴とする。
【００１４】従って、請求項２の撮像装置によれば、付
勢手段により光学部品をパッケージ側に付勢するので、
光学部品保持部材或いは光学部品に寸法誤差があっても
光学部品と撮像素子のとの距離をスペーサにより確実に
調整でき、焦点距離調整機能を確実に発揮させることが
できる。また、撮像素子収納パッケージと光学部品保持
部材とが一体化した状態を付勢手段により保持できる。
【００１５】請求項４のカメラは、請求項１、２又は３
の撮像装置を用いたことを特徴とする。
【００１６】従って、請求項４のカメラによれば、請求
項１、２又は３の撮像装置による利点を享受できる。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明は、基本的には、撮像素子
を収納する撮像素子収納パッケージと、被写体を上記撮
像素子の表面に結像する光学部品を保持する光学部品保
持部材とを、その一部同士を係合させることによりＸ及
びＹ方向と、Ｚ方向における上記光学部品と撮像素子と
の位置関係が規定された状態で一体化してなる。
【００１８】また、上記光学部品と、上記撮像素子との
間の距離、即ち焦点距離をパッケージ・光学部品保持部
材間にスペーサを介在させることにより所定値に調整す
るようにしても良い。
【００１９】更に、付勢手段により光学部品をパッケー
ジ側に付勢するようにしても良い。付勢手段としてはＯ
リング、バネ等弾性を有するものを用いることが出来
る。
【００２０】上記の撮像素子としては、ＣＣＤ型、ＭＯ
Ｓ型或いは増幅型の固体撮像素子を用いることができ得
る。また、撮像素子収納パッケージとしてはセラミック
パッケージ或いは樹脂パッケージを用いることができ
る。光学部品としては、被写体の結像をするのに不可欠
なレンズがあるが、それ以外にも赤外線カットフィルタ
等が用いられ得る。また、レンズが１個のものもあれ
ば、レンズが複数のものもあり得る。また、絞りが光学
部品として光学部品保持部材内に保持される場合もあれ
ば、光学部品保持部材自身に設けられる場合もあり得
る。スペーサは金属或いは樹脂からなり、例えば±数μ
ｍ程度というような高い精度で厚みが制御されたものか
らなる。具体的には、例えば１ｍｍ、１．０５ｍｍ、
０．９５ｍｍというようにレンズの焦点深度の大きさに
応じて厚さの異なるスペーサを用意しておき、狂いのな
いときは１ｍｍの厚さのものを用い、それより約５０μ
ｍ程度光学部品の撮像素子との距離が大きい方向に狂っ
ている場合には０．９５ｍｍの厚さのスペーサのものを
用いるというようにして調整をするとよい。勿論、レン
ズの焦点深度分の焦点距離の誤差は画像に影響がないの
で許容される。従って、焦点距離のバラツキの大きさが
焦点深度の範囲内ならば用意するスペーサは１種類で済
むことになる。この場合には、レンズとスペーサとは一
体に形成しても良い。なお、ここで述べた数値は飽くま
でわかりやすく説明するために挙げた一例に過ぎず、こ
れに限定はされない。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を図示実施の形態に従って詳細
に説明する。図１は本発明撮像装置の第１の実施例２ａ
を、図２は第２の実施例２ｂを示す断面図である。第１
の実施例２ａと第２の実施例２ｂとは光学部品の構成が
異なり、第１の実施例２ａより第２の実施例２ｂの方が
レンズ１０の数が多く若干複雑で、その分大型であると
いう点でのみ異なり、本質的には共通性が強いので、並
行して説明する。図面において、３は撮像素子収納パッ
ケージ、１５は該撮像素子収納パッケージ３の該側面に
形成された下向きの係合段部、４は該撮像素子収納パッ
ケージ３内に収納された固体撮像素子、５は該固体撮像
素子４を封止するシールガラスである。該パッケージ３
の撮像素子４表面とシールガラス５表面とのＺ方向にお
ける距離ａは所定の値に設定されているが、実際には設
定値との誤差があり、そこで、パッケージ３に撮像素子
４を収納し、シールガラス５で封止した後は正確にその
距離ａの測定が行われる。
【００２２】８ａ、８ｂは光学部品保持部材で、例えば
樹脂或いは金属からなり、下部が開口した容器状に形成
され、その下端部には上記係合段部１５と係合するとこ
ろの弾性を有した係合爪（フック）１６が形成されてい
る。１０、１３はレンズ、１１は赤外線カットフィル
タ、１４ａは光学部品保持部材８ａ、８ｂの上面に形成
された絞り孔、１２は絞り、１４ｂは該絞り１２の絞り
孔、１７は光学部品保持部材８ａ、８ｂの上部内面に下
向きに形成されたＯリング保持突起、１８は該Ｏリング
保持突起１７に対して外嵌状に設けられたＯリングで、
突起１７の高さよりも厚いものが用いられている。
【００２３】１９はスペーサで、光学部品（レンズ）１
０（第２の実施例２ｂの場合はレンズ１０、絞り１２、
赤外線カットフィルタ１１及びレンズ１３）と、上記撮
像素子収納パッケージ３のシールガラス５との間に介在
せしめられている。
【００２４】該スペーサ１９は、例えば１ｍｍ、１．０
５ｍｍ、０．９５ｍｍというように厚さの異なるものが
複数種用意されており、パッケージ３の撮像素子４表面
とシールガラス５表面とのＺ方向における距離ａに応じ
たものを用いることにより光学部材１０或いは１３との
距離が常に所定値ｂになるようにすることができる。勿
論、若干の誤差は生じるが、それが焦点深度内ならば許
容される。
【００２５】即ち、撮像装置の機種が決まれば、光学部
品１０或いは１３と、固体撮像素子４の表面との距離の
あるべき値は決まり、それがｂだとすると、ｂになるよ
うにする必要があるが、撮像素子収納パッケージ８側の
誤差により狂う可能性がある。その誤差要因としては、
固体撮像素子４の厚みのバラツキ、それをパッケージ３
底面に接着する接着剤（図示しない）の厚みのバラツ
キ、パッケージ３の底部の厚みのバラツキ、シールガラ
ス５の厚みのバラツキ、シールガラス５をパッケージ８
ａ、８ｂに接着する接着剤（図示しない）の厚みのバラ
ツキがあり、決して少なくはない。そこで、上述したよ
うに、予め撮像素子収納パッケージ８の撮像素子４の表
面とシールガラス５の表面との距離ａを測定しておくの
である。
【００２６】そして、その距離ａの基準どおりだと例え
ば１ｍｍのスペーサ１９を用いたとき上記距離ｂが所定
値になるようなケースでは、狂いのないときは１ｍｍの
厚さのものを用い、それより約５０μｍ程度光学部品の
撮像素子との距離が大きい方向に狂っている場合には
０．９５ｍｍの厚さのスペーサのものを用い、逆に５０
μｍ程度距離が小さい方向に狂っている場合には１．０
５ｍｍの厚さのものを用いるというようにして固体撮像
素子４の表面と光学部材１０或いは１３との距離ｂを所
定値にすることができる。その距離ｂには焦点深度の範
囲で誤差が許容され、その範囲内においては画像には問
題が生じない。従って、予想されるバラツキの範囲（ス
パン）をその光学系の焦点深度で割った値と同数の種類
の異なる厚さを持ったスペーサ１９、１９・・・を用意
しておけばそのなかから適切なものを一つ選んで使用す
ることにより上記寸法のバラツキには確実に対応でき
る。
【００２７】なお、もしバラツキのスパンが焦点深度以
内ならば、１種類の厚さのスペーサを用意すれば良いこ
とになる。その場合にはスペーサ１９をレンズ１０或い
は１３と一体に形成するようにしても良い。
【００２８】撮像装置を組み立てる場合には、光学部品
保持部材８ａ、８ｂに赤外線カットフィルタ１１、Ｏリ
ング１８、レンズ１０、１３、絞り１２等をセットす
る。この場合、第１の実施例８ａにおいては赤外線カッ
トフィルタ１１を光学部品保持部材８ａに固定する必要
があるが、それ以外の部品は光学部品保持部材８ａ、８
ｂに接着等による固定はする必要がない。そして、レン
ズ１０、１３に上記測定済み距離ａに応じた厚みのスペ
ーサ１９をあてがう。そして、その光学部品保持部材８
ａ、８ｂをワンタッチでパッケージ３に装着する。具体
的には、光学部品保持部材８ａ、８ｂの弾性を有する係
合爪１６の間にパッケージ３を圧入気味に挿入し、該挿
入により開いた係合爪１６をパッケージ３該側面の上記
係合段部１５に係合させる。これにより、撮像装置が出
来上がる。この状態はＯリング１８の弾力により保持さ
れる。
【００２９】このような撮像装置によれば、撮像素子収
納パッケージ３と光学部品保持部材８ａ、８ｂとが直接
組み付けられ、その間に鏡筒の如き部材が介在しないの
で、部品点数が少なくなり、小型化の要請にも応えるこ
とが可能になる。しかも、パッケージ３と光学部品保持
部材８ａ、８ｂとは、係合段部１５と係合爪１６とを係
合させることによりワンタッチで一体化でき、同時に光
学部品１０、１３等と撮像素子４とのＸ、Ｙ方向及びＺ
方向における位置決めもできるので、組立がきわめて容
易になり、組立工数を著しく低減できる。勿論、雄ねじ
と雌ねじとの螺合により一体化するわけではないので、
バックラッシはない。そして、撮像素子収納パッケージ
３と光学部品保持部材８ａ、８ｂとの一体化に螺合とい
う手段を用いないので、焦点距離調整後に焦点距離が狂
うというおそれもない。
【００３０】また、パッケージ３・光学部品１０、１３
間には焦点距離調整用のスペーサ１９が介在しているの
で、予め撮像素子４表面に対するパッケージ３のシール
ガラス５表面の高さａを測定しておくこととすることに
より、その高さａに対応した厚さのスペーサ１９を選ぶ
ことによって撮像素子・光学部品間の距離ｂを予め設定
した値にすることが可能であり、撮像して得た画像から
焦点距離調整をすることが必要でなくなり、焦点距離の
調整作業を著しく簡単にすることができる。
【００３１】そして、付勢手段であるＯリング１８によ
り光学部品１０、１３等をパッケージ３側に付勢するの
で、光学部品保持部材８ａ、８ｂ或いは光学部品１０、
１３に寸法誤差があっても光学部品１０、１３と固体撮
像素子４のとの距離をスペーサ１９により確実に調整で
き、焦点距離調整機能を確実に発揮させることができ
る。換言すれば、Ｏリング１８により上記の寸法誤差を
吸収できる。尚、本実施例においては、付勢手段として
Ｏリング１８が用いられているが、弾性を有すればバネ
等他の部材でも良い。
【００３２】このような撮像装置は、家庭用ビデオカメ
ラ、内視鏡、監視カメラ等の各種カメラに撮像手段とし
て用いることができ、このようなカメラによれば、その
ような撮像装置を使用するが故に、そのような撮像装置
が持つ上述した各種利点を享受することができる。
【００３３】
【発明の効果】請求項１の撮像装置によれば、撮像素子
収納パッケージと光学部品保持部材とが直接組み付けら
れ、その間に鏡筒の如き部材が介在しないので、部品点
数が少なくなり、小型化の要請にも応えることが可能に
なる。しかも、パッケージと光学部品保持部材とはその
一部同士を係合することにより一体化でき、同時に光学
部品と撮像素子とのＸ、Ｙ方向及びＺ方向における位置
決めもできるので、組立がきわめて容易になり、組立工
数を著しく低減できる。勿論、雄ねじと雌ねじとの螺合
により一体化するわけではないので、バックラッシはな
い。そして、撮像素子収納パッケージと光学部品保持部
材との一体化に螺合という手段を用いないので、焦点距
離調整後に焦点距離が狂うというおそれもない。
【００３４】請求項２の撮像装置によれば、パッケージ
・光学部品間には焦点距離調整用のスペーサが介在して
いるので、予め撮像素子表面のパッケージに対する高さ
を測定しておくこととすることにより、その高さに対応
した厚さのスペーサを選ぶことによって撮像素子・光学
部品間の距離を予め設定した値にすることが可能であ
り、撮像して得た画像から焦点距離調整をすることが必
要でなくなり、焦点距離の調整作業を著しく簡単にする
ことができる。
【００３５】請求項３の撮像装置によれば、付勢手段に
より光学部品をパッケージ側に付勢するので、光学部品
保持部材或いは光学部品に寸法誤差があっても光学部品
と撮像素子のとの距離をスペーサにより確実に調整で
き、焦点距離調整機能を確実に発揮させることができ
る。
【００３６】請求項４のカメラによれば、請求項１、２
又は３の撮像装置による利点を享受できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明撮像装置の第１の実施例を示す断面図で
ある。
【図２】本発明撮像装置の第２の実施例を示す断面図で
ある。
【図３】従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
３・・・撮像素子収納パッケージ、４・・・撮像素子、
８ａ、８ｂ・・・光学部品保持部材、１０、１３・・・
光学部品、１５・１６・・・係合部、１８・・・付勢手
段、１９・・・スペーサ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 撮像素子を収納する撮像素子収納パッケ
    ージと、 被写体を上記撮像素子の表面に結像する光学部品を保持
    する光学部品保持部材と、 を少なくとも備え、 上記撮像素子収納パッケージと光学部品保持部材とは、
    その一部同士を係合させることにより、光学部品と撮像
    素子との間の、上記撮像素子の表面と平行な平面上にお
    けるＸ及びＹ方向と、該表面に垂直なＺ方向の位置関係
    が規定された状態で一体化されたことを特徴とする撮像
    装置。
  2. 【請求項２】 パッケージと光学部品保持部材との間に
    スペーサが介在し、 光学部品と、撮像素子との間のＺ方向に沿った距離が上
    記スペーサにより所定値に調整されたことを特徴とする
    請求項１記載の撮像装置。
  3. 【請求項３】 光学部品をパッケージ側に付勢する付勢
    手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載の撮
    像装置。
  4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の撮像装置を備
    えたことを特徴とするカメラ。
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