WO2015002257A1

WO2015002257A1 - アンカ機構を用いた構造を持つ撮像装置

Info

Publication number: WO2015002257A1
Application number: PCT/JP2014/067745
Authority: WO
Inventors: 貴之木村
Original assignee: 株式会社デンソー
Priority date: 2013-07-03
Filing date: 2014-07-03
Publication date: 2015-01-08
Also published as: CN105359022B; DE112014003131T5; CN105359022A; JP2015014648A; JP6048325B2; US9864159B2; US20160274326A1; DE112014003131B4

Abstract

　撮像装置であり、レンズ（１１）と、入射光を受け電気信号に変換する撮像デバイスと、前記レンズを収納する筒部材（１０）と、前記筒部材を収納し、前記撮像デバイスを保持するホルダ（３０）と、前記筒部材の外周面のと、前記ホルダの内周面とで形成される溝と、前記外周面と前記内周面と接触した状態で前記溝内に設けられ、前記筒部材と前記ホルダを接合する前記接着剤（５１）と、前記溝内において、前記接着剤と共にアンカ効果を発生させることにより前記筒部材とホルダの接合の強度を増加させるアンカ機構（６０）で構成される。

Description

アンカ機構を用いた構造を持つ撮像装置

　本開示は、レンズから入射される光に応じた撮像を行う撮像装置に関し、特にレンズ及び構成部材を撮像装置に固定する構造に関する。

　従来、例えば、特開２０１２－１２３２２０号公報では、レンズを収納する筒部材と、筒部材を含む構成部品を内部に収納した状態で保持するホルダ部材とを備え、筒部材とホルダ部材の間に段差を設け、その段差の一端部をかしめることにより筒部材とホルダ部材を接合し、接着剤により固定している。

特開２０１２－１２３２２０号公報

　しかしながら、上記の構造では、筒部材とホルダ部材をかしめにより接合し、接着剤によって固定しているだけであるので、高温や振動に起因し、筒部材とホルダ部材の接合部が緩むなど耐久性に問題があった。本開示は、レンズから入射される光に応じた撮像を行う撮像装置において、振動に対する接合強度を向上できることを目的とする。

　本開示の撮像装置においては、筒部材とホルダとの接合を強化し、接合強度を向上させることを目的とする。本開示の撮像装置は、
　レンズ（１１）と、前記レンズに入射した入射光を受け信号に変換する撮像手段と、前記レンズを収納する筒部材（１０）と、内部に空間を持ち、この内部空間に前記筒部材を収納すると共に、前記撮像手段を保持するホルダ（３０）と、前記筒部材の外周面の少なくとも一部である第１接合面（７０）と、前記ホルダの内周面の少なくとも一部である第２接合面（７５）によって形成される溝と、前記第１接合面と前記第２接合面と接触した状態で前記溝内に設けられ、前記筒部材と前記ホルダを接合する前記接着剤（５１）と、前記溝において、前記接着剤と共にアンカ効果を発生させることにより前記筒部材とホルダの接合の強度を増加させるアンカ機構（６０）と、を備える。

　このような撮像装置によれば、筒部材およびホルダの間に接着剤が注入（塗布）されることによって、接着剤と凸部との間でアンカ効果が発生することにより、筒部材およびホルダは強固に接合される。さらに、アンカ接合構造の凸部は、筒部材とホルダが振動により緩む場合にその緩む方向の力を阻止するように配置され、ストッパの機能を有する。従って、振動が発生した場合であっても、筒部材およびホルダの接合箇所が緩むことを阻止できるので、筒部材およびホルダ部材の接合を強固に維持できる。従って、撮像装置の高温や振動に対する耐久性を向上させることができる。

　なお、各請求項の記載は、可能な限りにおいて任意に組み合わせることができる。この際、本開示の効果を達成できる範囲内において一部構成を除外してもよい。

本開示における撮像装置の斜視図である。第１実施形態の撮像装置の構成を示す側面図である。第１実施形態の撮像装置の中央断面図である。第２実施形態の撮像装置の構成を示す側面図である。第２実施形態の撮像装置の中央断面図である。第３実施形態の凸部のバリエーションを示す図である。第４実施形態の凸部の配置箇所のバリエーションを示す図である。アンカ部を拡大した説明図である。

　以下に本開示にかかる実施の形態を図面と共に説明する。
（第１の実施形態）
　［本実施形態の構成］
　本開示が適用された撮像装置１は、レンズ１１から入射される光に応じた撮像を行うカメラとして構成されている。撮像装置１は、例えば、車載用カメラとして構成され車室内に配置される。具体的には、直射日光の影響で高温となるガラス側（フロントガラス側）にレンズ１１を向けて配置される。本実施形態の撮像装置１では、このようにレンズ１１が高温となり、かつ振動が発生する過酷な環境においても、良好な耐久性を有するよう工夫されている。

　詳細には、図１乃至図３に示すように、本実施形態の撮像装置１は、バレル１０と本体部３０とを備えている。バレル１０は、レンズを収納する円筒状の部材であり、複数のレンズ１１を備えている。

　また、本体部３０は内部に空間を持ち、バレル１０を内部に収納した状態で保持する。また、本体部３０は光学フィルタ３５およびフォトダイオードアレイ３１も備えている。なお、光学フィルタ３５はレンズからの入射光の長波長成分を透過するフィルタ（ロングパスフィルタ）であり、該光学フィルタを透過した入射光はフォトダイオードアレイ３１に到達する。また、フォトダイオードアレイ３１は、多数のフォトダイオードを備えた周知の撮像素子として構成されレンズを介した入射光を信号(例えば電気信号に変換する機能を持つ（撮像手段）。

　ここで、バレル１０には、雄ネジ１２、凸部１３、および溝部３４が備えられている。凸部１３は、雄ネジ１２として設けられたネジ溝に対して逆ネジ構造（つまり、雄ネジ１２として設けられたネジ溝とは逆方向の螺旋になる構造）となるように、バレル１０の周方向に沿って形成されている（第１接合面）。

　本体部３０には雌ネジ３２が備えられ、バレル１０の雄ネジ１２と蝶合することにより、バレル１０および本体部３０を位置決めし、組み付けられる。

　なお、溝部３４およびゴムパッキン５３（後述）に隣接する突起２２、溝部２３の箇所には、インロー部５５が構成されている。そして、雌ネジ３２に雄ネジ１２を蝶合しつつバレル１０および本体部３０の相対的な位置を適切な位置まで変位できるよう配慮されている。なお、フォトダイオードアレイ３１とレンズ１１との位置関係は、雌ネジ３２および雄ネジ１２による蝶合の状態を調整することで設定される。

　また、バレル１０において溝部３４の近傍にはゴムパッキン５３（Ｏリング）が備えられている。雌ネジ３２と雄ネジ１２との蝶合が進むにつれてゴムパッキン５３がバレル１０と本体部３０との間で挟まれることで変形が進むよう設定されている。この構成によって、バレル１０と本体部３０との隙間がゴムパッキン５３によって塞がれ、防水性が向上する。

　このような状態において、バレル１０および本体部３０の間に接着剤５１を注入（塗布）することによって、バレル１０および本体部３０は強固に接合される。尚、図３において、凸部１３と接着剤５１とでアンカ部６０（下記）を構成する。図８（a）, (b)はアンカ部６０を拡大した図である。図８の(a)はアンカ部に凸部１３が設けられ、図８(b)はアンカ部６０に凹部が設けられている。図８（a）に示すように、接着剤５１が固化すると、バレル１０の凸部１３が形成されるバレル１０の外周面の一部である接合面７０（第１接合面）と本体部３０の内周面の一部である接合面７５（第２接合面）とで形成された溝と凸部１３と接着剤５１により、アンカ部６０（アンカ機構）が形成される。即ち、固化した接着剤５１と凸部１３との間でバレル１０と本体部30の接着面積が増加することにより、アンカ効果が発生し、バレル１０および本体部３０は強固に接合される。さらに、このアンカ部６０においては、バレル１０および本体部３０が、高温により接合箇所に剥がれが発生し、本体の振動が接合箇所に加わることにより、雌ネジ３２と雄ネジ１２とが緩む方向に力が加わる場合、雌ネジ３２と雄ネジ１２が締まる方向に反力が加わる。つまり、アンカ部６０は前記雌ネジ３２と前記雄ネジ１２とが緩む方向に作用する力が発生した場合、前記雌ネジと前記雄ネジとが締まる方向への反力、（緩む方向に作用する力に抵抗する同等な力）により、前記雌ネジと前記雄ネジとの緩み度合いを最小限にする。
図３ではこのアンカ部６０は凸部１３が形成されているが、凹部（図８(b)）が形成されても上記アンカ効果を発生させることができる。なお、アンカ効果とは、接着剤を用いた接合を行う際に接合面の凹凸箇所に接着剤が入り込んで固化することで接着強度が高まる効果という。

　なお、溝部３４においても接着剤５２が塗布されている。また、接着剤５１、５２としては、例えば、熱硬化樹脂、エポキシ系樹脂等の材質のものが採用されうる。すなわち、熱や振動に対する耐性が強いものを採用することが好ましい。このような材質の接着剤を採用する場合、バレル１０および本体部３０はポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）材等の樹脂であると接着効果が高く好ましい。

　また、接着剤５１，５２は、バレル１０と本体部３０との組み付け前に塗布されていてもよい。尚、本実施例では本体部３０に接着剤５１、５２の接着剤の注入口１００（接着剤注入口）を備えており、バレル１０と本体部３０との組み付け後にこの注入口から接着剤５１，５２を注入してもよい。

　［本実施形態による効果］
　以上のように詳述した撮像装置１においては、レンズを収納するバレル１０と、バレル１０を含む当該撮像装置１の構成部品を内部に収納した状態で保持する本体部３０と、を備えている。バレル１０および本体部３０の間に接着剤５１が注入（塗布）されることによって、接着剤５１と凸部１３との間でアンカ効果が発生することにより、バレル１０および本体部３０は強固に接合される。
　また、バレル１０および本体部３０は、バレル１０および本体部３０のうちの一方（本実施形態では本体部３０）に設けられた雌ネジ３２に、バレル１０および本体部３０のうちの他方（本実施形態ではバレル１０）に設けられた雄ネジ１２を蝶合すること、並びに、バレル１０および本体部３０の間に接着剤５１，５２を塗布することによって接合されている。

　このような撮像装置１によれば、雄ネジ１２と雌ネジ３２とを蝶合することによってバレル１０および本体部３０を位置決めするとともに、接着剤５１，５２で接合する。さらに、アンカ部６０が、雌ネジ３２と雄ネジ１２が緩む際に締まる方向に力を発生させるので、バレル１０および本体部３０の位置関係を強固に保持することができる。よって、撮像装置１のバレル１０と本体部30の接合部の高温や振動に対する耐久性を向上させることができる。

　また、上記撮像装置１において、アンカ部６０は、バレル１０および本体部３０の少なくとも一方に、雄ネジ１２および雌ネジ３２として設けられたネジ溝に対して逆ネジ構造となる凸部１３を備え、凸部１３において接着剤５１を固化させることによって構成されている。

　このような撮像装置１によれば、固化した接着剤５１と凸部１３とが密着するので、蝶合状態が緩む際に蝶合状態が締まる方向に力を発生させることができる。

　さらに、上記撮像装置１においてはインロー部５５を備え、このインロー部５５によりバレル１０および本体部３０の位置決めをすることが出来る。

　このような撮像装置１によれば、インロー部５５によってバレル１０および本体部３０を組み付ける際の位置決めを容易にすることができる。
　また、上記撮像装置１においては、インロー部５５においても接着剤５２を塗布することが出来る。

　このような撮像装置１によれば、インロー部５５にも接着剤５２が塗布されているので、接着面を増加することでバレル１０および本体部３０をより強固に保持することができる。

（第２の実施形態）
　以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図４及び図５を参照し説明する。図４は本実施形態の撮像装置の構成を示す側面図である。図５は本実施形態の撮像装置の中央断面図である。本実施形態では、第１実施形態での雄ねじ１２および雌ネジ３２は使用せず、接着剤５１が固化することにより凸部１３との間で形成されるアンカ部６０により、バレル１０と本体部３０が強固に接合されている。第１実施例と同様に、このアンカ部６０において、固化した接着剤５１と凸部１３との間でバレル１０と本体部30の接着面積が増加することにより、アンカ効果が発生する。さらに、アンカ部６０の凸部１３は、高温により接合箇所に剥がれが発生し、本体の振動が接合箇所に加わることにより、バレル１０と本体部が緩む場合にその緩む方向の力を阻止するように配置され、ストッパの機能を有する。即ち、アンカ部内に加わる、緩む方向（バレル及び本体の周方向）とは異なる方向となるように、凸部１３の長手方向が前記緩む方向と交差するように配置することにより、緩む力を阻止するストッパとしての機能を有する。すなわち、凸部１３はバレル１０の本体との接合面７０から突出しているため、接合箇所が高温などにより剥がれた場合、接合部の接着層が凸部１３の接合面７０から突出している面（突出面）が抵抗となり、緩む方向へ移動することを阻止するストッパとして機能する。また、バレル１０に設けられた突起部１４と、第１実施例と比較し撮像装置の長手方向に幅が拡大された溝部３４によりバレル１０と本体部３０を位置決めし、第1実施例と同様に接着剤５２を塗布（注入）することにより、本実施形態の撮像装置を組み立てている。本実施形態では、雄ネジおよび雌ネジを用いないため、ゴムパッキン５３（Oリング）を使用していない。尚、バレル１０と本体部30の防水性を確保する為に、本実施例においてもゴムパッキンを使用しても良い。

　［本実施形態による効果］
　本実施形態による撮像装置１においては、レンズを収納するバレル１０と、バレル１０を含む当該撮像装置１の構成部品を内部に収納した状態で保持する本体部３０と、を備えている。バレル１０および本体部３０の間に接着剤５１が注入（塗布）されることによって、接着剤５１と凸部１３との間でアンカ効果が発生することにより、バレル１０および本体部３０は強固に接合される。さらに、アンカ部６０の凸部１３は、バレル１０と本体部が振動により緩む場合にその緩む方向の力を阻止するように配置され、ストッパの機能を有する。従って、振動が発生した場合であっても、バレル１０および本体部３０の接合箇所が緩むことを阻止できるので、バレル１０および本体部３０の接合を強固に維持できる。従って、撮像装置１の振動に対する耐久性を向上させることができる。また、溝部３４の長手方向の巾が拡大されているので、接着剤を塗布した場合の接着面積が、第１実施例と比較して大きくなるので、バレル１０と本体部３０をさらに強固に接合できる。また、Oリングを挿入する必要がないので、撮像装置を製造する際の部品点数を削減でき、製造コストを低減することが可能である。

（第３の実施形態）
　本実施形態では、凸部１３の形状が上記第２実施例に記載されている形状と異なり、他の構成は第２実施例と同様である。図６に示すように、本実施例では前記ストッパとしての機能を有する前記凸部１３を種々の形状に設定する。図中（１）から（７）の形状を以下に示す。
（１）凸部１３の中心線（一点鎖線で示す）上に円形の複数の凸箇所がバレルの周方向に所定の間隔で配置されている。
（２）凸部１３の中心線（一点鎖線で示す）を基準に左右に断面が円形の複数の凸箇所が配置され、且つ、バレルの周方向に所定の間隔で配置されている。
（３）凸部１３の中心線（一点鎖線で示す）上に複数の波状の凸箇所がバレルの周方向に所定の間隔で配置されている。
（４）凸部１３の中心線（一点鎖線で示す）を基準として左右に複数の波状の凸箇所が配置され、且つ、それぞれの凸箇所はバレルの周方向に所定の間隔で配置されている。
（５）凸部１３の中心線（一点鎖線で示す）を所定の角度で前記中心線を横切るように、波状の凸箇所が配置され、且つ、それぞれの凸箇所はバレルの周方向に所定の間隔で配置されている。
（６）凸部１３の中心線（一点鎖線で示す）を所定の角度で前記中心線を横切るように、断面が楕円形状の凸箇所が配置され、且つ、それぞれの凸箇所はバレルの周方向に等間隔で配置されている。
（７）凸部１３の中心線（一点鎖線で示す）上に波形状の一つの凸部が連続的に、所定の角度で前記中心線を横切る様に配置されている。
　図６（１）－（７）から明らかなように、それぞれの凸部１３（アンカ）は
バレル１０の接合面７０から突出している。即ち、接合面７０から周方向に見た場合に接合面７０から突出する面を持つ。また、この突出した面はバレル１０の周方向（図６（１）－（７）において一点鎖線で示されている）に交差するように凸部１３が配置されている。
［本実施形態による効果］
　凸部１３の形状を変化させることにより、接着面積を増加させ、接着剤と凸部で発生するアンカ効果の増大させることができ、バレル１０と本体部30との接合強度をさらに強化することが出来る。また、突出面が接着層の抵抗となるので、前記ストッパとしての機能をさらに強化することができる。
（第４の実施形態）
　図７は凸部の配置箇所のバリエーションを示す図である。本実施形態では、アンカ部６０の配置箇所が上記第１実施例から第３実施例に記載の箇所とは異なるが、他の構成は第１実施例から第３実施例と同様である。図７に示すように、本実施形態では、アンカ部６０はバレル１０でのアンカ配置例（図７(a)-(d)に加えて本体部３０にも配置されている（図７(e)-(ｈ））。このアンカ部６０の配置によっても上記実施形態と同様のアンカ効果を得ることができ、バレル１０と本体部30との接合を強固にすることができる。また、凸部１３はアンカ部６０内の各接合面７０、７５の何れかの面に配置されている。また、アンカ部６０はバレル１０と本体部３０に渡って構成することができ、凸部１３はバレル１０または本体部３０の何れか一方もしくはバレル１０または本体部３０の双方(図７(i))に設定することが出来る。これら各配置により様々な方向から加わる撮像装置への振動により接合箇所が弱くなることを好適に阻止することができる。

　［その他の実施形態］
本開示は、上記の実施形態によって何ら限定して解釈されない。また、上記の実施形態の構成の一部を、課題を解決できる限りにおいて省略することが出来る。また、一実施形態として、上記の複数の実施形態を適宜組み合わせて構成することも出来る。また、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される本開示の本質を逸脱しない限度において考え得るあらゆる態様も本開示の実施形態として採用可能である。また、上記の実施形態の説明で用いる符号を特許請求の範囲にも適宜使用しているが、各請求項に係る発明の理解を容易にする目的で使用しており、各請求項に係る発明の技術的範囲を限定する意図ではない。

　例えば、上記実施形態において、アンカ部６０は、凸部１３と接着剤５１との関係で逆ネジとしての効果およびアンカ効果を得るアンカ部としての効果を奏するよう構成した。しかし、凸部１３に換えて、バレル１０または本体部３０において窪みとして形成された凹部を採用してもよい。また、逆ネジとしての凸部１３または凹部１３aと、アンカ部としての凸部１３または凹部１３aは、それぞれ独立して別々に配置されていてもよい。

　また、上記実施形態においてはバレル１０を円筒形状としたが、任意の形状の筒形状とされていてもよい。
　［本実施形態の構成と本開示の構成との対応関係］
　上記実施形態におけるバレル１０は本開示でいう筒部材に相当し、上記実施形態における本体部３０は本発明でいうホルダに相当する。また、上記実施形態における凸部１３(凹部１３a)は本開示でいうアンカ及び逆ネジに相当する。また、上記実施形態のアンカ部６０はアンカ機構に相当する。上記実施形態における接合面７０は、第１接合面に接合面７５は第２接合面それぞれ相当する。

　１…撮像装置、１０…バレル、１１…レンズ、１２…雄ネジ、１３…凸部、１４…突起部、３０…本体部、３１…フォトダイオードアレイ、３２…雌ネジ、３４…溝部、３５…シャッタ装置、５１…接着剤、５２…接着剤、５３…ゴムパッキン、５５…インロー部、６０…アンカ部、７０…第１接合面、７５…第２接合面、８０…第１側面、８５…第２側面、１００…注入口

Claims

　撮像装置（１）であって、
　レンズ（１１）と、
　前記レンズに入射した入射光を受け信号に変換する撮像手段と、
　前記レンズを収納する筒部材（１０）と、
　内部に空間を持ち、この内部空間に前記筒部材を収納すると共に、前
記撮像手段を保持するホルダ（３０）と、
　前記筒部材の外周面の少なくとも一部である第１接合面（７０）と、前記ホルダの内周面の少なくとも一部である第２接合面（７５）によって形成される溝と、
　前記第１接合面と前記第２接合面と接触した状態で前記溝内に設けられ、前記筒部材と前記ホルダを接合する接着剤（５１）と、
　前記溝において、前記接着剤と共にアンカ効果を発生させることにより前記筒部材とホルダの接合の強度を増加させるアンカ機構（６０）と、
　を備えた撮像装置。
　請求項１に記載の撮像装置であり、前記アンカ機構は、少なくとも１つのアンカ（１３、１３a）を有し、前記溝は前記筒部材の周方向に延びる長さを有し、前記少なくとも１つのアンカは、前記溝の長さ方向に対して交差する面を有すことを特徴とする撮像装置。
　請求項１または２に記載の撮像装置であり、
　前記筒部材および前記ホルダのうちの一方に設けられた雌ネジ（３２）及び、
　前記筒部材および前記ホルダのうちの他方に設けられた雄ネジ（１２）をさらに備え、
　前記筒部材および前記ホルダは、前記雌ネジが前記雄ネジと蝶合することにより接合されており、
　前記アンカ機構は、前記筒部材または前記ホルダに設けられており、前記雌ネジと前記雄ネジとが緩む方向に作用する力が発生した場合、前記雌ネジと前記雄ネジとが締まる方向への反力により、前記雌ネジと前記雄ネジとの緩み度合いを最小限にする特徴とする撮像装置。
　請求項３に記載の撮像装置において、
前記アンカ機構は、前記筒部材および前記ホルダの少なくとも一方に、前記雄ネジおよび前記雌ネジとして設けられたネジ溝に対して逆ネジ構造となる凸部または凹部を表す逆ネジ（１３）と、
　前記逆ネジにおいて固化された前記接着剤によって構成されていることを特徴とする撮像装置。
　請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置において、
前記筒部材及び前記ホルダは、樹脂であることを特徴とする撮像装置。
　請求項１乃至５のいずれか一項記載の撮像装置において、
前記ホルダは、接着剤注入口（１００）を備えることを特徴とする撮像装置。
　請求項１乃至６のいずれか一項に記載の撮像装置において、
　前記筒部材および前記ホルダの接合面に沿って前記筒部材および前記ホルダ部材のうちの一方に設けられた突起部（２２）を、前記筒部材および前記ホルダ部材の接合面に沿って前記筒部材および前記ホルダ部材のうちの他方に設けられた溝部（２３）に係合させることで前記筒部材および前記ホルダ部材を位置決めするためのインロー部（５５）、を備えたこと
　を特徴とする撮像装置。
　請求項７に記載の撮像装置において、
　前記インロー部においても接着剤（５２）が塗布されていること
　を特徴とする撮像装置。
　請求項２または３に記載の撮像装置であり、前記アンカはその断面が円形状であることを特徴とする撮像装置。
　請求項２または３に記載の撮像装置であり、前記アンカはその断面が波形状であることを特徴とする撮像装置。
　請求項２または３に記載の撮像装置であり、前記アンカはその断面が楕円形状であることを特徴とする撮像装置。