JPS61245773A - 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、レンズの焦点面
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
が提案されている。

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ｍｓ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撮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搬像素子の光軸に
封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７図を用いて説明する。

第７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、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。固体搬像素子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
光学画像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、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。調整ねじ６上には圧縮ばね７が配置
され、したがって、主基板５は常に後方方向、すなわち
レンズ鏡胴部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ν＼る。

［発明が解決しようとする問題点］ 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搬像素子の光軸に対する直
角度の調整は、３本の調整ねじ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
の調整ねじ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ｍ！！！が完了していたとしても、そのときに焦
点位置調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
点像［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、レンズの焦点像１［整
および固体ｍ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。固体搬像素子は、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ＷＩされる。

セラミックパッケージは互いに直交する第１の側面部分
と第２の側面部分とを有し、上記第２の側面部分には切
込が形成されている。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第１の側面部分に当接する
第１の位置決めピンと、上記切込内に位置するようにさ
れた第２の位置決めピンとが設けられる。それによって
、固体撮像素子の光軸に対する位置決めが行なわれる。

［作用］ 固体搬像素子をレンズ鏡胴部の後端部に固定して取付け
ることによって、固体撮像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、主レンズの焦点位置調整が行なわ
れる。

［実施例］ １１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。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り、第４図は第
３図の模面図である。

示される実部例では、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フランジ８を有している。この
フランジ８は、カメラ本体１を構成する！の一部を構成
する。このような７ランジ８を、レンズ鎖Ｍ１１５２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１ｍ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の外周部を回転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、被写体距離に応じてピント調整を行なう。

固体ＩＩ像素子上に光学画像を結像する主レンズ１０は
、たと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
内周面上に配置される。

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＠３図に
示される。すなわち、ホルダ１１の外周面上にはガイド
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偏心突起部１４を
有している。偏心突起部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
の焦点位置調整を行なうことが可能となる。

また、レンズａｍｍ２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（プば、その先端部はホルダ１
１の外周面を強く押圧１）、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・）で、係合ピ
ン′１３を￥ｊＡ節することによってホルダ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、固体撮像素子に係わる構成について説明する。固
体撮像素子は、レンズＪｊｌ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因ないし第４図を参照しで、レンズ５ｎ胴部２の後
端部分には取付フランジ部１７が形成されている。この
実施例では、取付７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番プられている。しか
し、変形例として、レンズａ胴部２の後端部分の外周面
上の２筒所、３ｉＩ所または４箇所に取付フランジ部を
設けるようにしてもよい。取付フランジ部１７の後端面
１７ａは、レンズＭ４ｒＩ４部２を通過する光軸に対し
て直角になるＪ：うに機械加工されており、ざらにそこ
には後述される固体撮像素子の組立体を取付けるための
ねじ孔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、後方に向って延びた２本
の位置決めピン１７ｂ、１７Ｇが立設されている。この
２本の位置決めピン１７ｂ。

１７Ｃは、後述する条件を満すようにその位置が選ばれ
ている。

第５図は、第１図ないし第４図に示される固体撮像素子
を含む組立体の正面図であり、第６因はその側石面図で
ある。固体連像素子の組立体は、前述したレンズ鏡胴部
２の取付７ランジ部１７の後端面１７ａに固定して取付
けられる取付板２１を含む。第５図から明らかなように
、この取付板２１の周辺部分には２個の取付穴２１ａが
形成されている。そして、取付板２１は、この２Ｗ１の
取付穴２１ａを挿通する取付ねじ２３を介してレンズｔ
ｌｔＷＡ部２の後端面１７ａに固着される。その際、取
は板２１の前面は、レンズ技胴部２の後端面１７ａに面
接触する。そのため、取付板２１の前面は、特に平面度
を重視して仕上げ加工される。なお、図示されている取
付板２１は、コの字形状となっているが、このような形
状に限られるものではない。この取付板２１の形状は、
強度や仕上げ加工法などを考慮して決定される。ただ図
示されるコの字状の形状は、軽量化と強度とを併せ持つ
例として示される。

取付板２１の１７１面上には、セラミックパッケージ２
０が組立ねじ２２を介して固定して取付けられる。セラ
ミックパッケージ２０は、セラミック焼成体から作られ
ており、この実施例では底体２０ａと柱体２０１）の２
個の部材から構成されている。しかし、セラミックパッ
ケージ２０を必ずしも２個の部材から構成する必要はな
く、それらを一体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２０Ｇと、この背面２０Ｃよ
りも前方に位置する貼付面２０ｄとは、特【こ平行度を
保つように精密仕上げされている。背面２゜Ｃと貼付面
２０ｄとの間の平行度を保つための方法として、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２０
ｃ　、２０ｄ間の平行度を出すようにしてもよい。

第５図を参照して、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２
０「とを有している。そして、第２の側面部分２Ｏｆに
は、切込２０ｇが形成されている。第１の側面部分２０
ｅと、切込２００とは、固体撮験素子を光軸に対して正
確に位置決めするときに便宜を与えるものである。これ
については後述する。

固体ｍ像素子２４は、セラミックパッケージ２０の貼付
面２Ｏｄ上の所定位置に、たとえば接摺やろう付は等の
方法にＪ、って同名される。この際、固体ｗｉ像素子２
４の寸法基準（たとえば光軸中心）とセラミックパッケ
ージ２Ｑの第１の側面部分２０ｅおよび切込２００との
位置関係をチェックしながら、たとえば光学的な相対位
に関係を出して組立てられる。

固体ｗＩ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右
している。セラミックパッケージ２０には、リード線２
６が封止されており、このリード線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上には封止ガラス２５が取付
けられ、固体ｍ＋象素子２４を外部雰囲気と遮蔽してい
る。なお、光像はこの封止ガラス２５を通過して固体Ｗ
ｉ像秦子２４に導かれる。

以、ｌ：の構成を有する固体ｍｍ素子の組立体は、レン
ズ鏡胴部２の後端部に固着される。この固着は、取付板
２１の前面とレンズＩａｇ４部２に形成されている取付
フランジ部１７の後端面１７ａとを面接触させた状態で
、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７ランジ部１７の後端部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
機械加工され、さらに取付板２１の前面と固体Ｒｍ素子
２４との間で平行喰を保つようにされているので、固体
ｗ＆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の光軸に対する高角度は、そ
のピント合わせ精度の必要度からその組立誤差を±０．
１°以下にする必要がある。

たとえば、固体撮像素子２４の幅を９ｍｓとしたとき０
．１”のずれは端部の焦点深度のずれで１５μ麿となり
、この値は、理想焦点に対する許容ずれを２０μ−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の後端面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。

固体撮像素子の組立体をレンズ鏡胴部２の後端１１ｉ１
７ａに固定する際には、以下のような位置決めがなされ
る。すなわち、第４図を参照して、レンズ鏡胴部２の後
端部には２本の位置決めピン１７ｂおよび１７ｃが設け
られているが、一方の位置決めピン１７ｂがセラミック
パッケージ２０の第１の側面部分２０ｅに当接するよう
にされ、他方の位置決めピン１７０がセラミックパッケ
ージ２０の切込２ＯＱ内に位置するようにされる。セラ
ミックパッケージ２０の側面部分２０ｅ、２Ｏｆと固体
撮像素子２４とは予め所定の位置関係となるようにされ
ているので、上記のように固体撮像素子の組立体を位置
決めしてレンズ鏡胴部２の後端面に固定すれば、自ずと
レンズの光軸に対する固体搬像素子２４の位置決めがな
される。つまり、レンズの光軸と固体撮像素子２４の撮
像中心とを一致させることができる。

［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ては、従
来、固体ＩＩ像素子の光軸に対する直角度調整とレンズ
の焦点像ｉｔａｍ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、その調整に長時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ｉｍ素子をレンズ鏡胴部２の
後端部に固＠するだけで光軸に対して固体撮像素子を直
角に保つことができる。また、その固定の際、セラミッ
クパッケージがレンズ鏡胴ｆ１５２の後端部に位置決め
されるようになっているので、固体撮像素子の光軸に対
する位置決めが容易になされ得る。

次に、被写体距離に応じて前レンズ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ＩＩ作業が完了する。

［発明の効果］ 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像ＷａＳ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ず側断面図である。第４図は、
Ｗｉ３図の慢面図である。第５図は、第１図ないし第４
図に示される固体ａｍ素子の組立体の正面図であり、第
６図はそのｌＱｌ所面図である。第７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８１７４部、′１０は主レンズ
、１１Ｌｔ＊ルダ、１７ａは後端面、１７ｂ、１７Ｃは
位ｉｌ＆決めピン、２０はセラミックパッケージ、２０
ｅは第１の側面部分、２ＣＭは第２の側面部分、２０Ｑ
は切込、２１は取付板、２４は固体Ｗｉ像素子を示す。

Claims (1)

【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、 前記セラミックパッケージは互いに直交する第１の側面
   部分と第２の側面部分とを有し、前記第２の側面部分に
   は切込が形成されており、 前記レンズ鏡胴部の後端部には、前記セラミックパッケ
   ージの第１の側面部分に当接する第１の位置決めピンと
   、前記切込内に位置するようにされた第２の位置決めピ
   ンとが設けられ、それによって前記固体撮像素子の光軸
   に対する位置決めを行なうことを特徴とする、ビデオカ
   メラ。