(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズを介して撮像素子に結像させた被写体像を撮像する撮像装置であって、
前記撮像レンズを保持するレンズホルダと、
前記撮像素子が実装された基板と、
前記基板を前記レンズホルダに固定した際に、前記撮像素子の周りを囲むように環形状を有すると共に、前記基板及び前記レンズホルダ間に前記基板に接触して介在するように配置される金属材料からなるスペーサと
を備え、
前記スペーサには、その厚み毎に異なる形状を有する環状外縁部が設けられており、
前記基板には前記スペーサと接触する部分に金属材料からなる基板道通部が設けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記環状外縁部は、前記スペーサの厚みに対応する数の凹部若しくは凸部が形成されており、
前記凹部若しくは凸部の数は、前記スペーサの厚みが厚いほど少なく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記環状外縁部は、前記スペーサの厚みに対応する数の凹部が形成されており、
前記凹部の数は、前記スペーサの厚みが厚いほど多く設定されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記環状外縁部は、前記スペーサの厚みに対応する大きさの凹部若しくは凸部が形成されており、
前記凹部若しくは凸部の大きさは、前記スペーサの厚みが厚いほど小さく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記環状外縁部は、前記スペーサの厚みに対応する大きさの凹部が形成されており、
前記凹部の大きさは、前記スペーサの厚みが厚いほど大きく設定されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像レンズを介して撮像素子に結像させた被写体像を撮像する撮像装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像レンズを介して、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの撮像素子に結像させた被写体像を撮像する撮像装置が広く知られている。この種の撮像装置では、撮像レンズと撮像素子との光軸方向の距離を調整することによって、撮像素子に集光される被写体像のピント合わせを行う。このようなピント合わせは、撮像レンズを保持するレンズホルダと、該レンズホルダに組み合わされる撮像素子が実装された基板との間に、所定の厚みを有するスペーサなどの距離調整部材を介在させることにより行われることが知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、撮像素子が実装された基板をレンズホルダに固定する際に、基板表面のうち撮像素子の周囲に沿って接着剤を塗布し、該接着剤を硬化した際に撮像レンズと撮像素子との距離が適切な値になるように、距離調整部材として接着剤を利用することが記載されている。これにより、特許文献１では撮像素子における被写体像のピント合わせと共に、レンズホルダと撮像素子が実装された基板間の隙間を接着剤で密閉することにより、撮像素子の周囲における防塵性を確保できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−１２８７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１では撮像素子の周辺空間が密封されているので、撮像素子で生じた熱量の放熱性が問題となる。また、接着剤は硬化の際に内包する水分を放出する場合があり、それが密封空間に存在すると、温度変化に伴なって結露が生じる可能性もある。また、硬化前の接着剤は定型を有していないため、撮像レンズと撮像素子との間の距離を精度よく調整することが困難であり、ピントを合わせにくいという問題点もある。
【０００６】
また接着剤に代えて、撮像レンズと撮像素子との間の距離調整用のスペーサを用いた場合であっても、撮像装置の組立時に当該距離を様々な値に変更しながら調整できるように、厚みの異なるスペーサを複数種類用意する必要がある。従来のこの種のスペーサは、厚み以外の構成が一様であるため、異なる厚みのスペーサを作業者が視覚的に判別することが困難であり、組立作業時に取り違えが生じやすいという問題がある。その対策の一案として、本願発明者はスペーサの厚み毎に特徴付けた取り違え防止用の形状を付加することが有効であると考えた。しかしながら、このような対応ではスペーサの厚み毎に表面積が変化することによって放熱性や剛性にバラツキが生じ、完成品の品質を均一に保つことが困難であるという課題を見出した。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、良好な放熱性を有すると共に、組立作業時の取り違え防止対策が施されており、製品の品質を均一化できる撮像レンズと撮像素子との間の距離調整用スペーサを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る撮像装置は上記課題を解決するために、撮像レンズを介して撮像素子に結像させた被写体像を撮像する撮像装置であって、前記撮像レンズを保持するレンズホルダと、前記撮像素子が実装された基板と、前記基板を前記レンズホルダに固定した際に、前記撮像素子の周りを囲むように環形状を有すると共に、前記基板及び前記レンズホルダ間に前記基板に接触して介在するように配置される金属材料からなるスペーサとを備え、前記スペーサには、その厚み毎に異なる形状を有する環状外縁部が設けられており、前記基板には前記スペーサと接触する部分に金属材料からなる基板道通部が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、レンズホルダと基板間に熱伝導性に優れた金属材料からなるスペーサを介在させることにより、撮像レンズと撮像素子との間の距離調整を精度よく行いつつ、撮像素子や基板からの発熱を外部へ効率よく放熱できる。このスペーサは厚みによって異なる形状を有する環状外縁部を有するので、作業者が視覚的に厚みの違いを判別しやすく、組立作業時の取り違えを有効に防止できる。特に環状外縁部は、厚みの違いによる表面積や剛性の違い等を相殺するように設けられることによって、スペーサが組み込まれる撮像装置の品質の均一化を図ることができる。
【００１０】
本発明の一態様によれば、前記環状外縁部は、前記スペーサの厚みに対応する数の凹部若しくは凸部が形成されており、前記凹部若しくは凸部の数は、前記スペーサの厚みが厚いほど少なく設定されている。スペーサの厚みが薄くなると該スペーサの外気と接触する表面積が減少して放熱性が低下する。この態様では、スペーサの厚みが薄くなるに従い凹部若しくは凸部の数を増加させることにより、外気に触れる表面積を増加させて放熱性の低下を抑制できる。また凸部に関しては、スペーサの厚みが薄くなると該スペーサの剛性や重量が減少するので、凸部の数を増加させることにより剛性や重量の減少を抑制することができる。このように本態様によれば、厚みの違いによるスペーサの放熱性、剛性、重量のバラツキを抑制して、該スペーサが組み込まれる撮像装置の品質の均一化を図ることができる。
【００１１】
また本発明の他の態様としては、前記環状外縁部は、前記スペーサの厚みに対応する数の凹部が形成されており、前記凹部の数は、前記スペーサの厚みが厚いほど多く設定されていてもよい。スペーサの厚みが厚くなると該スペーサの剛性が増し、組み込み時にスペーサが有する反りの矯正が困難になる。この態様では、スペーサの厚みが厚くなるに従い凹部の数を増加させてスペーサの剛性を減少させ、反りの矯正を容易にすることができる。これにより、厚みの違いによるスペーサの組み込み容易性のバラツキを防止して、該スペーサが組み込まれる撮像装置の品質の均一化を図ることができる。また、スペーサの厚みが厚くなると該スペーサの重量が増すので、凹部の数を増加させることによりスペーサの重量を減少させ、該スペーサが組み込まれる撮像装置の重量の均一化も図ることができる。
【００１２】
また本発明の他の態様としては、前記環状外縁部は、前記スペーサの厚みに対応する大きさの凹部若しくは凸部が形成されており、前記凹部若しくは凸部の大きさは、前記スペーサの厚みが厚いほど小さく設定されていてもよい。スペーサの厚みが薄くなると該スペーサの表面積が減少して放熱性が低下する。この態様では、スペーサの厚みが薄くなるに従って凹部若しくは凸部の大きさを増加させることにより、外気に触れる表面積を増加させて放熱性の低下を抑制できる。また凸部に関しては、スペーサの厚みが薄くなると該スペーサの剛性や重量が減少するので、凸部の大きさを増加させることによりスペーサの剛性や重量の減少を抑制することができる。このように本態様によれば、厚みの違いによるスペーサの放熱性、剛性、重量のバラツキを抑制して、該スペーサが組み込まれる撮像装置の品質の均一化を図ることができる。
【００１３】
また本発明の他の態様としては、前記環状外縁部は、前記スペーサの厚みに対応する大きさの凹部が形成されており、前記凹部の大きさは、前記スペーサの厚みが厚いほど大きく設定されていてもよい。スペーサの厚みが厚くなると該スペーサの剛性が増加し、組み込み時にスペーサが有する反りの矯正が困難になる。この態様では、スペーサの厚みが厚くなるに従って凹部の大きさを増加させることにより、スペーサの剛性を減少させ、反りの矯正を容易にすることができる。これにより、厚みの違いによるスペーサの組み込み容易性のバラツキを防止して、該スペーサが組み込まれる撮像装置の品質の均一化を図ることができる。また、スペーサの厚みが厚くなると該スペーサの重量が増すので、凹部の大きさを増加させることによりスペーサの重量を減少させ、該スペーサが組み込まれる撮像装置の重量の均一化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、レンズホルダと基板間に熱伝導性に優れた金属材料からなるスペーサを介在させることにより、撮像レンズと撮像素子との間の距離調整を精度よく行いつつ、撮像素子や基板からの発熱を外部へ効率よく放熱できる。このスペーサは厚みによって異なる形状を有する環状外縁部を有するので、作業者が視覚的に厚みの違いを判別しやすく、組立作業時の取り違えを有効に防止できる。特に環状外縁部は、厚みの違いによる表面積や剛性の違い等を相殺するように設けられることによって、スペーサが組み込まれる撮像装置の品質の均一化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る撮像装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す撮像装置のネジ止め部の拡大図である。
【図３】基板をスペーサに面する側から示す平面図である。
【図４】スペーサの構成を示す平面図である。
【図５】第１実施例に係るスペーサ形状を示す平面図である。
【図６】第２実施例に係るスペーサ形状を示す平面図である。
【図７】第３実施例に係るスペーサ形状を示す平面図である。
【図８】撮像装置の組立時に、スペーサをレンズホルダと基板との間に挟み込む様子を示す模式図である。
【図９】第４実施例に係るスペーサ形状を示す平面図である。
【図１０】第５実施例に係るスペーサ形状を示す平面図である。
【図１１】第６実施例に係るスペーサ形状を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図１は本発明に係る撮像装置１の全体構成を示す断面図であり、図２は図１に示す撮像装置１のネジ止め部１ａの拡大図である。撮像装置１は乗用車などの車両の外装（フロント側、バック側、サイド側を問わない）に取り付けられることによって、車外にある被写体を撮像する車載カメラである。
【００１７】
撮像装置１は、被写体像を結像させるための撮像レンズ２と、該撮像レンズ２を保持するためのレンズホルダ３と、表面に結像した被写体像を撮像する撮像素子４と、該撮像素子４が実装された基板５とを備えてなる。撮像素子４は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｅｒ）などの固体撮像素子であり、基板５上にプリント回路と共に実装搭載されている。
【００１８】
撮像レンズ２は、被写体像を基板５上に実装された撮像素子４に結像させるための光学レンズであり、レンズホルダ３によって保持固定されている。レンズホルダ３は撮像レンズ２を保持する関係上強度が必要であり、例えばガラスフィラーが入ったポリカーボネートなどのエンジニアリングプラスチックなどで構成されている。本実施例では２枚の撮像レンズを用いているが、２枚以上の撮像レンズからなる撮像レンズ群であってもよいし、単体の撮像レンズであってもよいし、用途に応じてズームレンズとしてもよい。
【００１９】
撮像素子４が実装された基板５は、撮像レンズ２が保持されたレンズホルダ３に対して、間にスペーサ６を介して、ボルト７によってネジ止め固定されている。スペーサ６の詳細については後述するが、該スペーサ６は撮像素子４に結像する被写体像のピントを合わせるために、レンズホルダ３に保持された撮像レンズ２と基板５上に実装された撮像素子４との距離を調整すべく、所定の厚みを有している。スペーサ６の厚みは、調整用に複数種類用意されており、撮像装置１を組み立てる作業者によって撮像素子４に結像する被写体像のピントが合うように適宜選択される。
【００２０】
スペーサ６は、例えばステンレスやアルミニウムなどの熱伝導性に優れた金属材料からなっている。これにより、撮像素子４や基板５で発生した熱を効率よく外部へ放熱することができるようになっている。
【００２１】
図３は基板５をスペーサ６に面する側から示す平面図である。基板５にはレンズホルダ３に固定するためのボルト７を貫通させるためのスルーホール８が設けられている。図３（ａ）の例では、スルーホール８には、基板５の両表面をスルーホール８のボルト７に面する内壁を介して連結するように、熱伝導性に優れた金属材料からなる基板導通部９が設けられている。基板導通部９のうちスペーサ６に面する側は、基板５がボルト７でレンズホルダ３に固定された際にスペーサ６に接触することにより、基板５で発生した熱が効率的にスペーサ６に伝達されるようになっている。また基板導通部９は、図２に示すように、基板５の両表面を、基板５を貫通するボルト７に面する内壁を介して連結するように設けられており、基板５からボルト７を介してレンズホルダ３にも効率よく熱が伝達されるように構成されている。
【００２２】
尚、図３（ｂ）の例のように、基板導通部９をボルト７の貫通領域（スルーホール８）の周囲だけでなく、スペーサ６の形状に対応するように互いに連結するように環状に形成してもよい。この場合、スペーサ６と基板導通部９との接触面積を増加させることができるので、より高い放熱性を得ることができる。
【００２３】
続いて、スペーサ６の構成について詳細に説明する。図４はスペーサ６の構成を示す平面図である。スペーサ６は略長方形上の基板５の縁に沿って環状に設けられた環状外縁部６ａを有している。該環状外縁部６ａには、スペーサ６の厚みに応じて数や大きさが異なるように形成された凹部１０ａ若しくは凸部１０ｂが設けられている（図４では、略長方形状を有する環状外縁部６ａの各頂点に１つずつ凹部１０ａが形成されている場合を例示している）。
【００２４】
スペーサ６の短手方向の幅ａは、長手方向の幅ｂに比べて広くなるように形成されている（すなわち、ａ＞ｂ）。これにより、基板５や撮像素子４から熱が伝達される基板導通部９近辺の基板５と接触する表面積を大きくし、放熱性を向上させている。逆に言えば、基板導通部９から伝達される熱が再び基板５全体に拡散しないように、長手方向の幅ｂを狭くすることにより、撮像素子４などの実装部品から距離の離れたスルーホール８近辺にて主に放熱されるように構成している。
【００２５】
環状外縁部６ａに設けられた凹部１０ａ（後述する環状外縁部６ａに形成される凸部１０ｂについても同様）は、スペーサ６の厚みに応じて数や大きさを異ならしめることによって、撮像装置１の組立作業を行う作業者がスペーサ６の厚みを視覚的に判別可能なように構成されている。ここで、図５から図１１を参照して、環状外縁部６ａに設けられた凹部１０ａ若しくは凸部１０ｂの数又は大きさのバリエーションについて説明する。
【００２６】
（第１実施例）
図５は環状外縁部６ａにスペーサ６の厚みが厚いほど少ない数の凹部１０ａを設けた場合の、スペーサ６形状を示す平面図である。スペーサ６の厚みが薄くなると該スペーサ６の側面が外気に接触する表面積が減少して放熱性が低下する。そのため、本実施例では、スペーサ６の厚みが薄くなるに従って環状外縁部６ａに設ける凹部１０ａの数を増加させることにより、スペーサ６を撮像装置１に組み込んだ際に外気と接触する表面積を増加させて放熱性の低下を抑制している。
【００２７】
（第２実施例）
図６は環状外縁部６ａにスペーサ６の厚みが厚いほど少ない数の凸部１０ｂを設けた場合の、スペーサ６形状を示す平面図である。第１実施例（図５を参照）の場合と同様に、スペーサ６の厚みが薄くなると該スペーサ６の側面が外気に接触する表面積が減少して放熱性が低下する。そのため、本実施例では、スペーサ６の厚みが薄くなるに従って環状外縁部６ａに設ける凸部１０ｂの数を増加させることにより、スペーサ６を撮像装置１に組み込んだ際に外気と接触する表面積を増加させて放熱性の低下を抑制している。
【００２８】
またスペーサ６の厚みが薄くなると該スペーサ６の剛性や重量が減少するので、凸部１０ｂの数を増加させることによりスペーサ６の容積を増やし、剛性や重量の減少を抑制している。このように本実施例によれば、厚みの違いによるスペーサ６の放熱性、剛性、重量のバラツキを抑制して、該スペーサ６が組み込まれる撮像装置１の品質の均一化を図ることができる。
【００２９】
（第３実施例）
図７は環状外縁部６ａにスペーサ６の厚みが厚いほど多い数の凹部１０ａを設けた場合の、スペーサ６形状を示す平面図である。また図８は撮像装置１の組立時に、スペーサ６をレンズホルダ３と基板５との間に挟み込む様子を示す模式図である。図８に示すように、レンズホルダ３と基板５との間に挟み込まれる以前のスペーサ６には、プレスなどで製造される際に生じた反りが少なからず生じている。このスペーサ６が有する反りは、スペーサ６がレンズホルダ３と基板５との間に挟み込まれてボルト７で締め込まれることによって、上下方向から印加される圧力によって矯正されることとなる。
【００３０】
ここで、スペーサ６の厚みが厚くなると該スペーサ６の剛性が増加し、撮像装置１への組み込み時にスペーサ６が有する反りの矯正が困難になる。そのため、本実施例では図７に示すように、スペーサ６の厚みが増すに従って凹部１０ａの数を増加させることによりスペーサ６の容積を減らして剛性を減少させ、反りの矯正を容易にしている。これにより、厚みの違いによるスペーサ６の組み込み容易性のバラツキを防止して、該スペーサ６が組み込まれる撮像装置１の品質の均一化を図ることができる。また、スペーサ６の厚みが厚くなると該スペーサ６の重量が増すので、凹部１０ａの数を増加させることによりスペーサ６の重量を減少させ、該スペーサ６が組み込まれる撮像装置１０の重量の均一化を図ることもできる。
【００３１】
（第４実施例）
図９は環状外縁部６ａにスペーサ６の厚みが厚いほどサイズが小さい凹部１０ａを設けた場合の、スペーサ６形状を示す平面図である。スペーサ６の厚みが薄くなると該スペーサ６の外気と接触する表面積が減少して放熱性が低下する。そのため、本実施例では、スペーサ６の厚みが薄くなるに従い凹部１０ａのサイズを大きくすることにより外気と接触する表面積を増加させて放熱性の低下を抑制している。
【００３２】
（第５実施例）
図１０は環状外縁部６ａにスペーサ６の厚みが厚いほどサイズが小さい凸部１０ｂを設けた場合の、スペーサ６形状を示す平面図である。第４実施例（図９を参照）の場合と同様に、スペーサ６の厚みが薄くなると該スペーサ６の外気と接触する表面積が減少して放熱性が低下する。そのため本実施例では、スペーサ６の厚みが薄くなるに従って凸部のサイズを大きくすることにより外気と接触する表面積を増加させて放熱性の低下を抑制している。
【００３３】
またスペーサ６の厚みが薄くなると該スペーサ６の剛性や重量が減少するので、凸部１０ｂの大きさを増加させることによりスペーサ６の剛性や重量の減少を抑制することができる。このように本実施例によれば、厚みの違いによるスペーサ６の放熱性、剛性、重量のバラツキを抑制して、該スペーサ６が組み込まれる撮像装置１の品質の均一化を図ることができる。
【００３４】
（第６実施例）
図１１は環状外縁部６ａにスペーサ６の厚みが厚いほどサイズが大きい凹部１０ａを設けた場合の、スペーサ６形状を示す平面図である。上述の第３実施例にて図８を参照して説明したように、スペーサ６の厚みが厚くなると該スペーサ６の剛性が増加し、撮像装置１への組み込み時にスペーサ６が有する反りの矯正が困難になる。そのため、本実施例では、スペーサの厚みが厚くなるに従って凹部１０ａの大きさを増加させることによりスペーサの剛性を減少させ、組み込み時における反りの矯正を容易にしている。これにより、厚みの違いによるスペーサ１の組み込み容易性のバラツキを防止して、該スペーサ６が組み込まれる撮像装置１の品質の均一化を図ることができる。また、スペーサ６の厚みが厚くなると該スペーサ６の重量が増すので、凹部１０ａの大きさを増加させることによりスペーサ６の重量を減少させ、該スペーサ６が組み込まれる撮像装置１の重量の均一化を図ることができる。
【００３５】
以上説明したように、本実施例に係る撮像装置１によれば、レンズホルダ３と基板５間に熱伝導性に優れた金属材料からなるスペーサ６を介在させることにより、撮像レンズ２と撮像素子４との間の距離調整を精度よく行いつつ、撮像素子４や基板５からの発熱を外部へ効率よく放熱できる。このスペーサ６は厚みによって異なる形状を有する環状外縁部６ａを有するので、作業者が視覚的に厚みの違いを判別しやすく、組立作業時の取り違えを有効に防止できる。特に環状外縁部６ａは、厚みの違いによる表面積や剛性の違い等を相殺するように設けられることによって、スペーサ６が組み込まれる撮像装置１の品質の均一化を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、撮像レンズを介して撮像素子に被写体像を結像させることにより撮像する撮像装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  撮像装置
２  撮像レンズ
３  レンズホルダ
４  撮像素子
５  基板
６  スペーサ
６ａ  環状外縁部
７  ボルト
８  スルーホール
９  基板導通部
１０ａ  凹部
１０ｂ  凸部
【図１】
0005898427.tif 000002
【図２】
0005898427.tif 000003
【図３】
0005898427.tif 000004
【図４】
0005898427.tif 000005
【図５】
0005898427.tif 000006
【図６】
0005898427.tif 000007
【図７】
0005898427.tif 000008
【図８】
0005898427.tif 000009
【図９】
0005898427.tif 000010
【図１０】
0005898427.tif 000011
【図１１】
0005898427.tif 000012