WO2018181887A1 - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

撮像装置において、レンズを保持するレンズ枠と、前記レンズ枠を保持するホルダと、貫通孔に挿入された連結具によって前記ホルダに保持され、光軸に略垂直な方向に対して前記レンズ枠を前記ホルダに付勢する付勢部と、を備え、前記付勢部は、前記ホルダに対する前記連結具の挿入量に応じて、前記レンズ枠に対して与える付勢力が変化する構成とする。

Description

撮像装置

　本発明の一態様は、撮像装置等に関する。

　カメラなどの撮像装置では、レンズ保持部材（ホルダ）に対してレンズの位置がずれたりすることを防止するため、レンズ保持部材（ホルダ）に対してレンズを固定する手段を有している。この固定手段として、例えば、特許文献１には、鏡筒にネジを押し当ててレンズの位置を固定する構成が開示されている。

特開２０１４－１８６２１２号公報

　しかし、特許文献１に記載の従来の構成では、ネジには多少の余裕があるため、レンズ保持部材に対して固定された撮像素子とレンズとの光軸方向の相対位置を、螺合状態を変化させながら調整しつつ、光軸に直交する方向のレンズの位置をネジによって調整することが困難であった。そのため、レンズの位置の調整に時間を要し、撮像装置の組立時間が長くなってしまうなどの課題があった。また、撮像素子とレンズとの位置調整によるピントの調整にも時間を要するなどの課題があった。

　本発明は、上記の課題などを解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

　本発明の一の手段は、
　レンズを保持するレンズ枠（１）と、
　前記レンズ枠を保持するホルダ（３）と、
　貫通孔に挿入された連結具（４ａ、４ｂ）によって前記ホルダに保持され、光軸に略垂直な方向に対して前記レンズ枠を前記ホルダに付勢する付勢部（２）と、を備え、
　前記付勢部は、前記ホルダに対する前記連結具の挿入量に応じて、前記レンズ枠に対して与える付勢力が変化する、
　撮像装置である。

　上記構成の撮像装置では、レンズ枠に保持されたレンズが、付勢部及び連結具によって光軸に垂直な方向に適度に付勢された状態とすることができ、ホルダに対してレンズ枠を光軸方向に移動させやすい構成とすることができる。これにより、レンズのピント調整を従来よりも容易にし、撮像装置の組立時間を短縮することなどが可能となる。ひいては、撮像装置の製造コストを削減することなどが可能となる。また、ホルダに対する連結具の挿入量を変化させることで、光軸に直交する平面での光軸の位置調整も容易に行うことができる。

　上記撮像装置において、好ましくは、
　前記付勢部は、複数の連結具によって前記ホルダに保持されている。

　上記構成の撮像装置によれば、１つの連結具を用いて付勢部を固定することで適度な付勢力を与え、ホルダに対するレンズ枠の光軸方向の位置を調整可能にし、２つの連結具を用いて付勢部を固定することで、ホルダに対してレンズ枠の位置を固定する付勢力を与える構成とすることなどが可能となる。

　上記撮像装置において、好ましくは、
　前記付勢部は、所定方向に延びる延伸部（２ａ）と、前記延伸部から突出する突出部（２ｂ）を有し、
　前記ホルダは、前記突出部（２ｂ）を移動規制しながら保持する固定部（３ｃ）を有する。

　上記構成の撮像装置によれば、連結具に加え、突出部と固定部とによって付勢部の位置を安定的に固定することができる。また、突出部と固定部とを有する構成とすることで、装置の組立時に組立方向のミスなどが発生することを防止することができる。

　上記撮像装置において、好ましくは、
　前記付勢部が板バネ（２）である。

　上記構成の撮像装置によれば、コイルバネなどの他の付勢部よりも薄い板バネを採用することで、光軸に直交する方向のサイズを比較的小さくすることなどが可能となる。これにより、撮像装置を比較的小型に構成することが可能となる。

　上記撮像装置において、好ましくは、
　前記連結具がネジ（４ａ、４ｂ）である。

　上記構成の撮像装置によれば、貫通孔へのネジのねじ込み量を変化させることで、付勢部からレンズ枠に与えられる付勢力を調整することができる。これによって、付勢部による付勢力の調整を比較的容易に行うことが可能となる。

　上記撮像装置において、好ましくは、
　受光により撮像する撮像部と、
　前記撮像部を保持する基板と、をさらに備える。

　上記構成の撮像装置によれば、レンズの位置調整を容易に行うことができる構成にすることなどが可能となる。

図１は、撮像装置の外観斜視図である。 図２は、撮像装置の分解斜視図である。 図３は、撮像装置をフロント側から見た平面図である。 図４は、撮像装置を上側から見た平面図である。 図５は、撮像装置を下側から見た平面図である。 図６は、撮像装置をリア側から見た平面図である。 図７は、撮像装置を側面から見た平面図である。 図８は、撮像装置を上側から見た平面図であって、ピント調整前の状態を示す図である。 図９は、撮像装置を上側から見た平面図であって、ピント調整後の状態を示す図である。 図１０は、図８及び図９におけるＡ－Ａの断面図である。

　本発明の各実施形態における撮像装置は、板バネ及び連結ネジによって、光軸に垂直な方向に、付勢力を調整可能にしながら、レンズ枠をホルダに対して付勢している点を特徴の一つとしている。

　本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。なお、各図面において、同一の構成要素には同一の符号を付しており、その説明を省略する場合がある。
　１．実施形態
　２．補足事項

　なお、本明細書では、レンズの中心位置であって、撮像素子に入射する光の中心位置を「光軸」と称する。レンズに対して撮像素子とは反対側に位置する撮像対象を「被写体」と称する。撮像素子に対して被写体が位置する方向を「フロント側」または「光軸方向前方」と称し、被写体に対して撮像素子が位置する方向を「リア側」または「光軸方向後方」と称する。また、説明の便宜上、図中に記載したＸＹＺの方向を適宜使用して説明することがある。Ｚ方向は光軸方向である。Ｘ方向及びＹ方向はいずれも光軸に垂直な方向であって、Ｘ方向＋側を上側と称し、Ｘ方向－側を下側と称する。Ｙ方向を側面と称する。

　＜１．実施形態＞
　まず、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の撮像装置の外観斜視図である。図２は、撮像装置の分解斜視図である。図３～図７は、撮像装置の平面図であって、図３はフロント側から見た図、図４は上側から見た図、図５は下側から見た図、図６はリア側から見た図、図７は側面から見た図である。図８及び図９は、撮像装置の平面図であって、図８はピント調整前の状態を示し、図９はピント調整後の状態を示す。図１０は、図８及び図９のＡ－Ａの位置における断面図である。

　これらの図に示されるように、本実施形態の撮像装置は、レンズ枠１、板バネ２、ホルダ３、連結ネジ４ａ及び４ｂ、並びに基板５を含んで構成される。

　　＜レンズ枠１＞
　レンズ枠１は、レンズ１ａを含む１以上のレンズ、及びその他の光学部材を保持する。レンズ枠１は、光軸方向に伸びる筒状の部材である。

　レンズ枠１は、径方向外側の位置にネジ山１ｂが形成され（図２、図１０参照）、ホルダ３の開口部３ａに形成されたネジ山と嵌合している。つまり、レンズ枠１とホルダ３とは螺合している。ホルダ３に対してレンズ枠１を回転させることで、ねじ込み量が変化し、ホルダ３に対するレンズ枠１の光軸方向の位置が変化する。後述するように、撮像素子５ａを搭載する基板５はホルダ３に固定されているため、ホルダ３に対するレンズ枠１の光軸方向の位置が変化することで、撮像素子５ａとレンズとの位置が変化し、これによってピント調整を行うことができる。

　レンズ１ａを含む各レンズは、ガラスまたはプラスチック等の透過性を有する素材で形成され、それぞれ光軸方向前方からの光を屈折させながら光軸方向後方に透過させる光学部材である。光学部材は、レンズを含む。レンズ枠１に保持される光学部材には、レンズ以外に、スペーサ、口径板、及び光学フィルタ（いずれも図示省略）などが含まれる。スペーサは、光軸方向に適度な厚みを有する円板状の部材であり、各レンズの光軸方向の位置を調整する。スペーサは、光軸を含む中心部に開口部を有する。口径板は、通過する光の最外位置を決める。光学フィルタは、所定の波長の光を抑制または遮蔽する。光学フィルタは、例えば、通過する赤外線を抑制する赤外線カットフィルタなどが含まれる。これらの光学部材の数は、任意に変更可能である。

　　＜板バネ２＞
　板バネ２は、光軸に対して垂直な横方向（Ｘ方向）に延びる板状の付勢部材である。板バネ２は、レンズ枠１に対して付勢力を与える、横方向に延びる延伸部２ａと、延伸部２ａから光軸方向前方に向かって延び、さらに横方向に延びるよう突出した突出部２ｂとを含んで構成される。板バネ２は、ホルダ３の板バネ保持部３ｂ及び固定部３ｃに保持される。具体的には、板バネ２の延伸部２ａは板バネ保持部３ｂに保持され、突出部２ｂは固定部３ｃに保持される。板バネ２は、レンズ枠１と接する中央部近傍に、レンズ枠１の湾曲度に対応した湾曲部を有する。

　板バネ２は、延伸部２ａの横方向（Ｘ方向）の両端部近傍に、貫通孔２ｃ及び２ｄを有する（図２参照）。貫通孔２ｃは円状であって、貫通孔２ｄは長孔状である。貫通孔２ｃは、長孔ではない、楕円状または矩形状の貫通孔であっても良い。貫通孔２ｃ及び２ｄには、それぞれ連結ネジ４ａ及び４ｂが上側から挿入され、これによって板バネ２がホルダ３に対して固定される。板バネ２は、板バネ保持部３ｂに収容されるよう配置される。板バネ２は、板バネ保持部３ｂに露出したレンズ枠１の上側の位置に接し、レンズ枠１を下側（Ｙ方向－側）に付勢する。つまり、板バネ２によって、レンズ枠１がホルダ３に対して付勢される。板バネ２によって付勢されることで、レンズ枠１はホルダ３に対してがたつかず、安定して保持される。板バネ２は、本発明における「付勢部」の一例である。

　板バネ２かがレンズ枠１に対して与える付勢力は、連結ネジ４ａ及び４ｂのねじ込み量（挿入量）によって変化する。つまり、ホルダ３に対する連結ネジ４ａ及び４ｂのねじ込み量が多いほど（深く挿入されているほど）、板バネ２からレンズ枠１に与えられる付勢力が強くなる。板バネ２を用いたピント調整の方法については後述する。

　　＜ホルダ３＞
　ホルダ３は、レンズ枠１、及び板バネ２を保持する。ホルダ３は、ネジ６ａ～６ｃによって、基板５と取り付けられる。なお、ホルダ３と基板５との連結は、リベットなど、ネジ以外の連結具を用いても良い。

　ホルダ３は、光軸方向に延び、径方向内側にネジ山を有する開口部３ａを有する。レンズ枠１は、この開口部３ａに光軸方向前方から挿入される。ホルダ３の開口部３ａのネジ山は、レンズ枠１の径方向外側のネジ山１ｂと嵌合する。

　ホルダ３は、上面に、上面から下方向（Ｙ方向－側）に向かって窪んだ形状の、板バネ保持部３ｂ及び固定部３ｃを有する。板バネ保持部３ｂには、板バネ２の延伸部２ａが保持され、固定部３ｃには板バネ２の突出部２ｂが保持される。このように、ホルダ３が固定部３ｃを有しており、板バネ２が突出部２ｂを有することで、板バネ２の位置がずれることを効果的に抑制可能である。また、板バネ２が誤った方向で取り付けられることを防止することもできる。

　ホルダ３の板バネ保持部３ｂの位置には、板バネ２の貫通孔２ｃ及び２ｄに対応する位置に、上側から下側に向かって延びるネジ孔が形成される。これらのネジ孔には、連結ネジ４ａ及び４ｂが挿入される。

　　＜連結ネジ４ａ及び４ｂ＞
　連結ネジ４ａ及び４ｂは、それぞれ板バネ２の貫通孔２ｃ及び２ｄに上方向（Ｙ方向＋側）から挿入され、ホルダ３に形成されたネジ孔に挿入される。連結ネジ４ａ及び４ｂは、軸の径方向外側にネジ山を有し、ホルダ３のネジ孔とネジ嵌合する。ホルダ３のネジ孔に対する連結ネジ４ａ及び４ｂのねじ込み量（挿入量）を調整することで、板バネ２の位置（Ｙ方向の位置）を調整可能である。

　なお、連結ネジ４ａ及び４ｂは、必ずしも２つである必要はなく、２以上の任意の数に変更可能である。ただし、連結ネジ４ａ及び４ｂを２つにすることで、板バネ２からレンズ枠１に与えられる付勢力を最小限の構成で調整可能にすることができる。

　　＜基板５＞
　基板５は、撮像素子５ａ、及びその他の電子部品等を搭載する。撮像素子５ａは、レンズ枠１に保持されたレンズ等を透過した光を受け、電気信号に変換して出力する光電変換装置であって、例えばＣ－ＭＯＳセンサまたはＣＣＤなどである。基板５は、ホルダ３に固定状態で連結される。なお、撮像素子５ａは、本発明における「撮像部」の一例であって、他の撮像部に置き換えられてもよい。

　　＜板バネ２を用いたピント調整＞
　ここで、本実施形態における、板バネ２を用いたピント調整について説明する。

　図８に示されるように、組立構成におけるピント調整を行う場合には、まず、ホルダ３に対して板バネ２の貫通孔２ｃに連結ネジ４ａを挿入することで、板バネ２の一端を固定する。これによって、板バネ２からレンズ枠１に対して適度な付勢力が与えられることとなる。この状態で、ホルダ３に対するレンズ枠１の挿入量を変化させることで、撮像素子５ａと、レンズ枠１に保持されたレンズとの位置を調整し、ピント調整を行う。

　ピント調整が完了したら、図９に示されるように、板バネ２の貫通孔２ｄに連結ネジ４ｂを挿入して、連結ネジ４ｂの挿入を完了する。このとき、連結ネジ４ｂの挿入量を調整しながら、ピントの微調整を行っても良い。連結ネジ４ｂを十分に挿入することで、板バネ２からレンズ枠１に対して十分な力が与えられ、レンズ枠１が光軸方向に移動することなく強固に固定することができる。

　このように、連結ネジ４ａ及び４ｂの２つを用いた構成において、連結ネジ４ａのみを挿入した状態では、レンズ枠１が適度な力量でホルダ３に付勢されることとなるため、撮像素子５ａに対するレンズの位置を調整しやすくすることができる。一方、連結ネジ４ａ及び４ｂの双方を挿入した状態では、レンズ枠１を強固に固定することができる。さらに、連結ネジ４ａ及び４ｂによって、光軸をレンズの中心からずれないようにすることも可能である。

　本実施形態の撮像装置では、レンズ枠１に保持されたレンズが、板バネ２、並びに連結ネジ４ａ及び４ｂによって、光軸に垂直な方向（Ｙ方向）に適度に付勢された状態とすることができる。そのため、ホルダ３に対してレンズ枠１を光軸方向（Ｚ方向）に移動させやすい構成とすることができる。これにより、レンズのピント調整を従来よりも容易にし、撮像装置の組立時間を短縮することなどが可能となる。ひいては、撮像装置の製造コストを削減することなどが可能となる。また、ホルダ３に対する連結ネジ４ａ及び４ｂの挿入量を変化させることで、光軸の位置調整も容易に行うことができる。また、ピント調整後に、接着剤等を用いてレンズ枠１やホルダ３の固定を行う必要がないため、温度または湿度の変化や、経年劣化により、ピントがずれてしまうことなどを抑制することができる。さらに、ピントの再調整など、リペアしやすい構成とすることができる。

　また、本実施形態の撮像装置では、板バネ２が複数の連結ネジ４ａ及び４ｂでホルダ３に保持された構成としている。そのため、一方の連結ネジ（例えば連結ネジ４ａ）を用いて板バネ２を固定することで適度な付勢力を与え、ホルダ３に対するレンズ枠１の光軸方向の位置を調整可能にすることができる。また、２つの連結ネジ４ａ及び４ｂを用いて板バネ２を固定することで、ホルダ３に対してレンズ枠１の位置を強固に固定する付勢力を与える構成とすることができる。

　また、本実施形態の撮像装置では、板バネ２の突出部２ｂと、ホルダ３の固定部３ｃとによって、板バネ２の位置を安定的に固定する構成とすることができる。また、突出部２ｂと固定部３ｃを有するこうせいとすることで、装置の組立時に板バネ２の組立方向のミスなどが発生することを防止することができる。

　また、本実施形態の撮像装置では、ホルダ３に対してレンズ枠１を付勢する部材として板バネ２を用いているため、コイルバネなどを用いる構成と比較して、光軸に直交する方向のサイズを比較的小さくすることなどが可能となる。これにより、撮像装置を比較的小型に構成することが可能となる。

　また、本実施形態の撮像装置では、ホルダ３に対して板バネ２を連結させるために、連結ネジ４ａ及び４ｂを用いているため、連結ネジ４ａ及び４ｂのねじ込み量を変化させることで、板バネ２からレンズ枠１に対して与えられる付勢力を調整することができる。これによって、板バネ２による付勢力の調整を比較的容易に行うことができる。

　＜２．補足事項＞
　以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明では、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

　上記実施形態の撮像装置では、ホルダ３に対してレンズ枠１がネジ嵌合する構成を例に挙げて説明していたが、ホルダ３とレンズ枠１とはネジ嵌合に代えて、カム嵌合またはその他の方法で嵌合されても良い。

　本発明は、ピントの調整を容易にした撮像装置として好適に利用される。

１…レンズ枠
　１ａ…レンズ
　１ｂ…ネジ山
２…板バネ
　２ａ…延伸部
　２ｂ…突出部
　２ｃ、２ｄ…貫通孔
３…ホルダ
　３ａ…開口部
　３ｂ…板バネ保持部
　３ｃ…固定部
４ａ、４ｂ…連結ネジ
５…基板
　５ａ…撮像素子
６ａ～６ｃ…ネジ

Claims (6)

1. 　レンズを保持するレンズ枠と、
   　前記レンズ枠を保持するホルダと、
   　貫通孔に挿入された連結具によって前記ホルダに保持され、光軸に略垂直な方向に対して前記レンズ枠を前記ホルダに付勢する付勢部と、を備え、
   　前記付勢部は、前記ホルダに対する前記連結具の挿入量に応じて、前記レンズ枠に対して与える付勢力が変化する、
   　撮像装置。
2. 　前記付勢部は、複数の連結具によって前記ホルダに保持されている、
   　請求項１に記載の撮像装置。
3. 　前記付勢部は、所定方向に延びる延伸部と、前記延伸部から突出する突出部を有し、
   　前記ホルダは、前記突出部を移動規制しながら保持する固定部を有する、
   　請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 　前記付勢部が板バネである、
   　請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 　前記連結具がネジである、
   　請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 　受光により撮像する撮像部と、
   　前記撮像部を保持する基板と、をさらに備える、
   　請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の撮像装置。

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