JPS61245772A - ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レンズ鏡胴部内に配置されるレンズを通し
て前方にある被写体の光学画像を固体撮像素子上に結像
し、これを電気信号に変換して取出すようにされたビデ
オカメラに関する。

［従来の技術］ 従来、ビデオカメラの分野においては、レンズの焦点−
に得られた光学画像を電気信号に変換するものとして撮
像管が用いられていたが、近年この撮像管の代わりにシ
リコン基板上に形成された固体撮像素子板を用いるもの
が堤案されている。

固体撮像素子板を用いるビデオカメラにおいては、以下
の調整が必要となる。すなわち、まず第１に、全面にわ
たってシャープな映像信号を得るために固体撮像素子板
をレンズの光軸に対して直角に保持することが必要とな
る。そして、第２に、被写体距離との関係を正確に捉え
るためにレンズと固体搬像素子板との間の距離を調整し
レンズの距離目盛と被写体距離との関係を許容範囲内に
調整する、いわゆる焦点位置調整を行なう必要がある。

このレンズの焦点位置調整および固体撮像素子の光軸に
対する直角度の調整が従来どのように行なわれていたか
を第８図を用いて説明する。

第８図は、従来のビデオカメラを図式的に示す側面断面
図である。図において、たとえばアルミニウムダイカス
トによって作られるカメラ本体１の前面には、レンズ鏡
胴部２がねじ３を介して取付けられている。レンズ鏡胴
部２内に配置されたレンズは、図示が省略されているね
じによってレンズ鏡胴部２を通過する光軸の方向に移動
し得るようにされている。このレンズの移動によって、
レンズの焦点位置は変化する。固体＊＊素子４は主基板
５上の所定の位置にたとえばはんだ付けによって固定さ
れる。さらに、主基板５上には固体撮像素子上に結像し
た光学ｊｌｉｆｓを電気信号に変換するための信号処理
回路が、はんだ付けによって接続される。主基板５は１
通常、等間隔に配置された３本の調整ねじ６を介してカ
メラ本体１に取付けられる、Ｗ４整ねじ６上には圧縮ば
ね７が配置され、したがうて、主基板５は常に後方方向
、すなわちレンズＭ１ｒＩ４部２内に配置されたレンズ
から遠ざかる方向に付勢されている。

し発明が解決しようとする同Ｍ点］ このような構成の従来のビデオカメラにおいては、レン
ズの焦点位置調整および固体撮像素子の光軸に対する直
角度の１１１１は、３本の１ｌＩＩねじ６をそれぞれ適
宜に必要な方向に必要な量だけ回転させることによって
なされる。しかしながら、直角度調整と焦点位置調整と
を、３本の＊＊ねじ６によって同時に行なうのは非常に
困難なことである。すなわち、たとえば調整途中におい
てたとえ直角度調整が完了していたとしても、そのとき
に焦点位Ｗ１１１整が完了していないならば、調整ねじ
６をさらに調節することになる。したがって、その場合
には、一旦適正に調整された直角度も調整ねじ６の回転
によって再び崩れてしまうことになる。このように、レ
ンズの焦点位置調整と固体撮像素子の光軸に対する直角
度調整とを調整ねじ６を用いて同時に行なうことは非常
に困難なことである。

この発明は、上述された欠点を解消するためになされた
ものであり、その主たる目的は、レンズの焦点位置調整
および固体撮像素子の光軸に対する直角度調整を容易に
行なうことのできるビデオカメラを提供することである
。

［問題点を解決するための手段］ この発明によるビデオカメラは、レンズｔＪＬ胴部内に
配置されるレンズを通して前方にある被写体の光学画像
を固体撮像素子上に結像し、これを電気信号に変換して
取出すようにされたものであり、以下のことを特徴とす
る。

固体撮像素子上に光学画像を結像する主レンズは、筒状
のホルダ内に取付けられる。この筒状のホルダは、レン
ズ鏡胴部を通過する光軸の方向に移動し得るようにレン
ズ鏡胴部の内周面上に配置される。そして、この筒状の
ホルダの光軸方向の移動によって主レンズの焦点位置調
整が行なわれる。

レンズ鏡胴部の後端面は、光軸に対して所定の直角度を
維持するように形成されている。また、この発明による
ビデオカメラは、その前面をレンズ鏡胴部の後端面に面
接触させた状態で固定される取付板と、この取付板の前
面上に固定して取付けられるセラミックパッケージとを
備える。

固体撮像素子は、上記セラミックパッケージの側面部分
に対して所定の位璽関係を保ち、かつ上記取付板の前面
に対して所定の平行度を維持した状態で、セラミックパ
ッケージ内に配置される。

そして、レンズ鏡胴部の後端部には、セラミックパッケ
ージの側面部分に当接して咳セラミックパッケージを所
定の位置に位置決めする位置決め当接部が設けられてい
る。

［作用］ 固体ｌ１ｍ素子はレンズ鏡ｖｉ４部の後端部に固定して
取付けられるので、固体１１ｉ１ｆ＆素子の光軸に対す
る直角度調整が不要となる。また、筒状のホルダを光軸
方向に移動させることによって、主レンズの焦点位１ｉ
ｆｌｌ整が行なわれる。

し実施例］ 第１図は、この発明の一実施例の要部を示す分解斜視図
であり、第２図は、第１図において分解して示された各
部品を組立てた状態の斜視図である。ＪＲ３図は、この
発明の一実施例の要部を示す側面断面図である。第４図
は１３図の俊面図である。

示される実施例では、レンズ鏡胴部２は、その長さ方向
のほぼ中央部外周面上に７ランジ８を有している。この
７ランジ８は、カメラ本体１を構成する壁の一部を構成
する。このようなフランジ８を、レンズ鏡胴部２の中央
部外周面上に形成することは、以下の理由により有利で
ある。すなわち、このように構成すれば、レンズ鏡胴部
２の後方部がカメラ本体′１内に収納されることになり
、その結果外観的にコンパクトな感じを与えるものとな
るからである。さらに、レンズ鏡胴部２の後方部の外周
面上にある空間にたとえば回路基板を設置したりするこ
とによって、空間の有効利用を図ることができるのでビ
デオカメラ全体を小形化することが、できる。しかしな
がら、このような利点を望まないならば、このフランジ
８は必ずしも必要なものとは言えない。

レンズ鏡胴部２の前方部には、外周面上に距離目盛が表
示されている前レンズ９が取付けられている。前レンズ
９はレンズ鏡胴部２とねじによって噛合っており、した
がって前レンズ９の外周部を回礼させることによって前
レンズ９は光軸方向に移動する。こうして、前レンズ９
は、被写体距離に応じ−Ｃピント調整を行なう。

固体ｍ＠素子上に光学画像を結像する主レンズ１０は、
たどえば円筒形である筒状のホルダ１１内に取付けられ
ている。筒状のホルダ１１は、レンズ鏡胴部２を通過す
る光軸の方向に移動し得るように、レンズ鏡胴部２の内
因面上に配置される。

ホルダ１１を光軸方向に移動させ得るような構成として
は、種々の態様が考えられるが、その−態様が第３図に
示される。、４ｔなわち、ホルダ１１の外周面上にはが
イド溝１２が形成される。そして、レンズ鏡胴部２は、
このガイド溝１２と対応した位置に係合ピン１３を有し
ている。この係合ピン１３は、示されるように、その先
端部に、軸心に対して偏心した位置にある編心突起部１
４を有している。ＷＡ／ｃ＞突起部１４は、ホルダ１１
に形成されたガイド溝１２と係合するようにされている
。

したがって、係合ピン１３をその軸心を中心として回転
させれば、それに応じて、筒状のホルダ１１は光軸方向
に移動し、こうしてピント調整、すなわち主レンズ１０
の焦点位１ｆｇｍ整を行なうことが可能となる。

また、レンズ＠胴部２は、先端部がホルダ１１と接触し
得るようにされた固定ねじ１５を有している。この固定
ねじ１５をねじ込んでいけば、その先端部はホルダ１１
の外周面を強（押圧し、その状態ではホルダ１１の光軸
方向への移動が禁止される。したがって、係合ピン１３
を１！Ｈ１ｌｌすることによってボルダ１１を適正な位
置に移動させ、その位置で固定ねじ１５をねじ込むこと
によってその適正な位置を固定することができる。

次に、固体撮Ｒ１Ｋ子にかかわる構成について説明する
。固体撮像素子は、レンズ鏡胴部２を通過する光軸に対
して所定の直角度を維持した状態で、レンズ鏡胴部２の
後端部に固着される。より具体的に例示の方法によって
説明する。

第１図ないし第４囚を参照して、レンズ鏡胴部２の後端
部分には取付７ランジ部１７が形成されている。この実
施例では、取付フランジ部１７は、レンズ鏡胴部２の後
端部分の面上全体にわたって設けられ゛（いる、、１）
かしながら、このような形状のものに限られるものでも
なく、たとえば、この取付フランジｅ！５１７を、レン
ズ１ｔｙ４部２の後端部分の外周面上の２箇所、ａｖＡ
所または４１１所に設けるようにしたものであってもよ
い。取付７ランジ８１１１７の後端面１７ａは、レンズ
鏡１部２を通過する光軸に対して直角になるように機械
加工されており、さらにそこには侵述される固体ＩＩＩ
素子の組立体を取付けるためのりじ穴１８が設けられて
いる。また、図示するように、レンズ鏡胴部２の後端部
には、後方に向って延びる３本の位置決めピン１７ｂが
立設されている。３本の位置決めピン１７ｂは、慢述す
る条件を満すようにその位置関係が選ばれている。

第５図は、第１図ないし第４図に示される固体ｍｓ素子
を含む組立体の正面図であり、第６図はその側断面図で
ある。固体撮像素子の組立体は、前述したレンズ鏡胴部
２の取付フランジ部１７の後端面１７ａに固看されるべ
き取付板２１を含む。

取付板２１は、その前面をレンズ鏡胴部２の後端面１７
ａに面接触させた状態で固定される。そのため、この前
面は特に平面度を重視して仕上げ加工される。また、第
５図に示すように、取付板２１の周辺部分には２個の取
付穴２１ａが形成されている。取付板２１は、この２個
の取付穴２１ａを挿通する取付ねじ２３を介してレンズ
鏡胴部２の後端面１７ａに固着される。なお、図示され
る取付板２１は、コの字形状をしているが、このような
形状にとられれるものではない。取付ｆ２１の形状は、
その強度および仕上げ加工法を考慮して決定されるが、
図示される形状は軽量化と強度とを併せ持つものとして
例示的に示したものである。

特に第５図および第６図を参照して、取付ｔ＆２１の前
面上には、セラミック材料を焼成して作られたセラミッ
クパッケージ２０が組立ねじ２２を介して固定して取付
けられている。セラミックパッケージ２０は、底体２０
ａと柱体２０ｂの２個の部材から構成されているように
示されているが、それらを一体内に設けたものであって
もよい。セラミックパッケージ２０の背面２０ｃと、こ
の背面よりも前方に位置する貼付面２０ｄとは、互いに
平行となるように設けられている。この背面２Ｑｃと貼
付面２０ｄとの間の平行度を出すために、たとえばセラ
ミックパッケージ２０を焼成後に研削加工してもよく、
あるいは底体２０ａを特に焼成前に圧縮成形して、両面
２００．２０ｄ　ｆｉｌの平行度を出すようにしてもよ
い。

セラミックパッケージ２０は、互いに直交する第１の側
面部分２０ｅと第２の側面部分２０ｆとを有する。固体
撮像素子２４は、この側面部分２０８．２０ｆに対して
所定の位置関係を保ち、かつ取付板２１の前面に対して
所定の平行度を維持した状態で、セラミックパッケージ
２０の貼付面２Ｏｄ上に、たとえば接着やろう付は等の
方法によって固着される。固体撮像素子２４は、シリコ
ン基板上に構成された集積回路で光学画像を電気信号に
変換するためのものである。そして、その周辺部にワイ
ヤボンディング端子を有している。

セラミックパッケージ２０にはリード轢２６が封止され
ており、このリード！１！２６と先に記述した端子とが
セラミックパッケージ２０の内側でワイヤボンディング
され、こうしてここを通って外部への信号の出し入れが
行なわれる。

セラミックパッケージ２０の第１の側面部分２Ｑｅおよ
び第２の側面部分２Ｏｆは、互いに直交するように仕上
げられるとともに、精密仕上げをなされている。そして
、前述したように、固体撮像素子２４は、その寸法基準
（たとえば光軸中心）と上記セラミックパッケージ２０
の基準面２０ｅ。

２０ｆとをヂエツクしながら、たとえば光学的な相対位
！！関係を出して組立てられる。

なお、セラミックパッケージ２０土には封止ガラス２５
が取付けられ、固体撮像素子２４を外部雰囲気と遮蔽し
ている。光像は、この封止ガラス２５を通過して固体ｉ
ｉ像素子２４に導かれる。

以上の構成を有する固体搬像素子の組立体は、レンズ鏡
胴部２の後端部に固看される。この固着は、取付板２１
の前面とレンズ鏡胴部２の後端面１７ａとを面接触させ
た状態で、取付ねじ２３をねじ込むことによって実現さ
れる。先に説明したように取付フランジ部１７の後端面
１７ａはレンズ鏡胴部２を通過する光軸に対して直角に
なるように撮械加工され、さらに取付板２１の前面と固
体搬像素子２４との間で平行度を保つようにされている
ので、固体撮像素子２４もまた光軸に対して直角に保た
れることになる。固体撮像素子２４の光軸に対する直角
度は、そのピント合わせ精度の必要度からその組立誤着
を±０．１°以下にする必要がある。たとえば、固体ｍ
ｓ素子２４の幅を９１としたとき０．１６のずれは端部
の焦点深度のずれで１５μｍとなり、この値は、理想焦
点に対する許容ずれを２０μ僧と考えたとき、許容値内
に入る。この必要性を満すように、取付７ランジ部１７
の４１１面１７ａや、セラミックパッケージ２０の背面
２０ｃおよび貼付面２０ｄや、取付板２１の前面などが
加工される。

固体Ｉｌ像素子の組立体をレンズ鏡胴部２の後端面に取
付ける際、セラミックパッケージ２０の第１の側面部２
０ｅと第２の側面部２０ｆとを、レンズ鏡胴部２の後端
部に立設されている３本の位置決めピン１７ｂに押し付
けた状態となるようにされる。このように、セラミック
パッケージ２０の側面部分２０８．２Ｏｆと位置決めピ
ン１７ｂとが当接しているときには、レンズの光軸と固
体撮像素子２４のｗａＩ！中心とが一致するようにされ
る。つすり、固体搬像素子２４の光軸に対する位置決め
は、セラミックパッケージ２０の側面部分２０６．２Ｏ
ｆとレンズ鏡胴部２の後端部に立設された位置決めピン
１７ｂとを当接させることによって容易に実現される。

上述の実施例では、セラミックパッケージ２０の側面部
分２０ｅ　、２Ｏｆに当接して該セラミックパッケージ
２０を所定の位置に位置決めする位置決め当接部として
、３本の位置決めピン１７ｂが用いられた。しかし、こ
のような形態のものに限られるものではない。たとえば
、第７因に示すように、取付フランジ部１７に一体とし
て設けた当たり面１７ｃであってもよい。

［発明の効果］ 前述したように、この種のビデオカメラにおい又は、従
来、固体撮像素子の光軸に対する直角度調整とレンズの
焦点位置調整とを同一のねじを介して同時に行なうもの
であったので、そのｌ整（艮［ｊ″１間を要しかつ熟練
度を要していた。ところが、この発明に従ったビデオカ
メラにおいては、まず、固体撮像素子の組立体をレンズ
鏡ＩＩｉ！部２の後端部に固着するだけで光軸に対して
固体ｍｓ素子２４を直角に保ち、かつその先軸方向に対
する位置を適正に保つことができる。次に、被写体距鮒
に応じて前レンズ９の距離目盛を合わせる。そして次に
、被写体が最良のピントで映るように、主レンズ１０の
焦点位置を調整する。具体的には、係合ピン１３を調整
す・ることによって、ホルダ１１を光軸方向に移動させ
ることによってなされる。そして最後に、主レンズ１０
が適正な位置に置かれたとき、固定ねじ１５をねじ込む
ことによってホルダ１１の光軸方向への移動を禁止し、
こうしてｌＩ′！！作業が完了する。

以上のように、この発明によれば、固体撮像素子の光軸
に対する直角度調整をとりたてて行なう必要がなく、し
かも主レンズの焦点位置調整のみを単独で行なうことが
できるので、その調整が非常に容易となり、その調整に
あたっては高い熟練度も不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の要部を示す分解斜視図
である。第２図は、第１図において分解して示された各
部品を組立てた状態の斜視図である。第３図は、この発
明の一実施例の要部を示す側断面図である。第４図は、
第３図の後面図である。第５図は、第１図ないし第４図
に示される固体撮像素子の組立体の正面図であり、第６
図はその側断面図である。第７図は、位置決め当接部の
他の例を示す図である。第８図は、従来のビデオカメラ
を図式的に示す側断面図である。 図において、２はレンズ鏡胴部、１０は主レンズ、１１
はホルダ、１７ａは後端面、１７ｂは位置決めピン、２
０はセラミックパッケージ、２０ｅ、２ｏｆは側面部分
、２１は取付板、２４は固体撮像素子を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レンズ鏡胴部内に配置されるレンズを通して前方
   にある被写体の光学画像を固体撮像素子上に結像し、こ
   れを電気信号に変換して取出すようにされたビデオカメ
   ラにおいて、 固体撮像素子上に光学画像を結像する主レンズは、筒状
   のホルダ内に取付けられ、 前記筒状のホルダは、前記レンズ鏡胴部を通過する光軸
   の方向に移動し得るように前記レンズ鏡胴部の内周面上
   に配置され、この筒状のホルダの光軸方向の移動によっ
   て前記主レンズの焦点位置調整が行なわれるものであり
   、 前記レンズ鏡胴部の後端面は、光軸に対して所定の直角
   度を維持するように形成されており、その前面を前記レ
   ンズ鏡胴部の後端面に面接触させた状態で固定される取
   付板と、 前記取付板の前面上に固定して取付けられるセラミック
   パッケージとを備え、 前記固体撮像素子は、前記セラミックパッケージの側面
   部分に対して所定の位置関係を保ち、かつ前記取付板の
   前面に対して所定の平行度を維持した状態で、前記セラ
   ミックパッケージ内に配置されるものであり、 前記レンズ鏡胴部の後端部には、前記セラミックパッケ
   ージの側面部分に当接して該セラミックパッケージを所
   定の位置に位置決めする位置決め当接部が設けられてい
   ることを特徴とする、ビデオカメラ。
2. （２）前記位置決め当接部は、前記レンズ鏡胴部の後端
   部に立設されたピンである、特許請求の範囲第１項に記
   載のビデオカメラ。