(57)【要約】【課題】複数組の撮像素子による撮像を行う撮像装置において、光軸及び視差調整を容易にする。【解決手段】入射光をそれぞれ受光する第１撮像素子と第２撮像素子とを有する基板と、入射光を前記第１撮像素子に導く第１のレンズを保持する第１レンズ枠と、入射光を前記第２撮像素子に導く第２のレンズを保持する第２レンズ枠と、前記第１レンズ枠と前記第２レンズ枠とを保持する筐体と、を備え、前記第１レンズ枠は、固定前の状態で、前記基板に対して光軸方向及び光軸方向に垂直な方向に移動可能であり、前記第２レンズ枠は、固定前の状態で、前記基板に対して光軸方向及び光軸方向に垂直な方向に移動可能である、撮像装置を採用する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光をそれぞれ受光する第１撮像素子と第２撮像素子とを有する基板と、
入射光を前記第１撮像素子に導く第１のレンズを保持する第１レンズ枠と、
入射光を前記第２撮像素子に導く第２のレンズを保持する第２レンズ枠と、
前記第１レンズ枠と前記第２レンズ枠とを保持する筐体と、を備え、
前記第１レンズ枠は、固定前の状態で、前記基板に対して光軸方向及び光軸方向に垂直な方向に移動可能であり、
前記第２レンズ枠は、固定前の状態で、前記基板に対して光軸方向及び光軸方向に垂直な方向に移動可能である、
撮像装置。
【請求項２】
前記第１レンズ枠を光軸方向に移動可能に支持しつつ、前記筐体に対して光軸方向に垂直な平面に移動可能な第１アタッチメントと、
前記第２レンズ枠を光軸方向に移動可能に支持しつつ、前記筐体に対して光軸方向に垂直な平面に移動可能な第２アタッチメントと、をさらに備える、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１アタッチメントと前記第１レンズ枠とはねじ嵌合またはカム嵌合しており、
前記第２アタッチメントと前記第２レンズ枠とはねじ嵌合またはカム嵌合している、
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１レンズ枠と前記筐体との間に配置され、前記第１レンズ枠を光軸方向後方に付勢し、前記筐体を光軸方向前方に付勢する第１付勢部材と、
前記第２レンズ枠と前記筐体との間に配置され、前記第２レンズ枠を光軸方向後方に付勢し、前記筐体を光軸方向前方に付勢する第２付勢部材と、をさらに備える、
請求項２または請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記第１付勢部材及び前記第２付勢部材は、それぞれ圧縮ばねである、
請求項４に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、撮像装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像素子とレンズとを所定間隔を隔てて２組配置することで、視差を有する２つの撮像結果を取得して撮像対象を立体的に捉える、所謂ステレオカメラが普及しつつある。このようなステレオカメラでは、２組の撮像素子とレンズとの組み合わせにおいて、それぞれ撮像素子とレンズとの距離及び傾きを適切に調整する必要がある。特許文献１には、このようなステレオカメラが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−５６８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来のステレオカメラでは、レンズを固定し、撮像素子が搭載された基板を移動させながらターゲットチャートを撮影するなどの方法で光軸調整を行っていた。そのため、基板のコネクタに撮影基板及び治具を接続して全体を一緒に移動させる必要があり、作業性が悪いことがあった。また、撮像素子を搭載する複数の基板をコネクタで接続するため、電気信号にノイズが混入しやすく、結果的に撮像結果に影響を与えることもあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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。
【０００６】
本発明の一の手段は、
入射光をそれぞれ受光する第１撮像素子と第２撮像素子とを有する基板（５）と、
入射光を前記第１撮像素子に導く第１のレンズを保持する第１レンズ枠（４）と、
入射光を前記第２撮像素子に導く第２のレンズを保持する第２レンズ枠（４）と、
前記第１レンズ枠と前記第２レンズ枠とを保持する筐体（２）と、を備え、
前記第１レンズ枠（４）は、固定前の状態で、前記基板に対して光軸方向及び光軸方向に垂直な方向に移動可能であり、
前記第２レンズ枠（４）は、固定前の状態で、前記基板に対して光軸方向及び光軸方向に垂直な方向に移動可能である、
撮像装置である。
【０００７】
上記構成の撮像装置では、共通の基板に搭載された２つの撮像素子を備え、固定された撮像素子に対してレンズ枠を移動させることで、光軸及び視差を調整可能である。撮像素子に対してレンズ枠の位置を調整するため、光軸及び視差調整を比較的容易にすることができる。また、共通の基板に撮像素子を搭載するため、ノイズが混入しづらい構成とすることができ、ひいては、撮像結果の品質向上を達成することができる。特に、共通の基板に電子部品などを搭載すると、さらにノイズが混入しづらい構成とすることができ、さらに好ましい。
【０００８】
上記撮像装置において、好ましくは、
前記第１レンズ枠を光軸方向に移動可能に支持しつつ、前記筐体に対して光軸方向に垂直な平面に移動可能な第１アタッチメント（１）と、
前記第２レンズ枠を光軸方向に移動可能に支持しつつ、前記筐体に対して光軸方向に垂直な平面に移動可能な第２アタッチメント（１）と、をさらに備える。
【０００９】
上記構成の撮像装置によれば、アタッチメントを介して、筐体とレンズ枠とを連結させることで、撮像素子に対してレンズ枠の位置を調整しやすい構成とすることができる。
【００１０】
上記撮像装置において、好ましくは、
前記第１アタッチメントと前記第１レンズ枠とはねじ嵌合またはカム嵌合（Ｄ）しており、
前記第２アタッチメントと前記第２レンズ枠とはねじ嵌合またはカム嵌合（Ｄ）している。
【００１１】
上記構成の撮像素子によれば、アタッチメントに対するレンズ枠のねじ込み量に応じて、撮像素子に対するレンズの光軸方向の位置を調整することができるようになるため、比較的容易に、光軸方向の位置調整をすることができる。
【００１２】
上記撮像装置において、好ましくは、
前記第１レンズ枠と前記筐体との間に配置され、前記第１レンズ枠を光軸方向後方に付勢し、前記筐体を光軸方向前方に付勢する第１付勢部材（３）と、
前記第２レンズ枠と前記筐体との間に配置され、前記第２レンズ枠を光軸方向後方に付勢し、前記筐体を光軸方向前方に付勢する第２付勢部材（３）と、をさらに備える。
【００１３】
上記構成の撮像装置によれば、付勢部材によって筐体とレンズ枠とを互いに引き離す方向に付勢することが可能となり、筐体とレンズ枠との位置を安定させる構成とすることができる。
【００１４】
上記撮像装置において、好ましくは、
前記第１付勢部材及び前記第２付勢部材は、それぞれ圧縮ばね（３）である。
【００１５】
上記構成の撮像装置によれば、比較的簡易かつ安価な構成で、筐体とレンズ枠との位置を安定させる構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】撮像装置の光軸方向前方からの外観斜視図。
【図２】撮像装置の光軸方向後方からの外観斜視図。
【図３】撮像装置の光軸方向前方からの分解斜視図。
【図４】撮像装置の光軸方向後方からの分解斜視図。
【図５】撮像装置の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の実施形態における撮像装置は、一つの基板に２つの撮像素子を搭載したステレオカメラであって、撮像素子に対してレンズ枠が移動可能になっている点を特徴の一つとしている。
【００１８】
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．本発明の特徴
３．補足事項
【００１９】
＜１．実施形態＞
まず、本発明の撮像装置の構成について具体的に説明する。図１は、本実施形態の撮像装置を光軸方向前方（被写体側）から見た外観斜視図である。図２は、本実施形態の撮像装置を光軸方向後方（撮像素子側）から見た外観斜視図である。図３は、本実施形態の撮像装置を光軸方向前方（被写体側）から見た分解斜視図である。図４は、本実施形態の撮像装置を光軸方向後方（撮像素子側）から見た分解斜視図である。図５は、本実施形態の撮像装置の断面図である。なお、本明細書において、レンズの中心に位置する光軸Ａ（図５参照）において、被写体が位置する側を「被写体側」または「光軸方向前方」と称し、その逆側を「撮像素子側」または「光軸方向後方」と称する。
【００２０】
図１〜図４に示されるように、本実施形態の撮像装置は、アタッチメント１、筐体２、圧縮ばね３、レンズ枠４、及び基板５を含んで構成される。基板５には、撮像素子５ａ及びコネクタ５ｂが搭載される。基板５と筐体２とは、光軸方向後方から挿入されたねじ６によって連結固定される。本実施形態の撮像装置は、２つの撮像結果を取得可能なステレオカメラであるため、アタッチメント１、圧縮ばね３、レンズ枠４、及び撮像素子５ａの組み合わせを２組備える。これらのアタッチメント１、圧縮ばね３、レンズ枠４、及び撮像素子５ａの組み合わせは、互いの光軸が所定距離離れた位置に配置され、これによって視差を有する２つの撮像結果を取得可能となる。アタッチメント１、圧縮ばね３、レンズ枠４、及び撮像素子５ａのそれぞれの構成は、２組の構成において同様の構成であるため、以下の説明では主に一方の構成についての説明を行い、もう一方の構成についての説明を省略する。
【００２１】
＜筐体２＞
筐体２は、レンズ枠４の少なくとも一部を覆いながら、アタッチメント１を介してレンズ枠４を保持する。筐体２は、ねじ６により連結されることで基板５を保持する。筐体２は、レンズ枠４、アタッチメント１、及び圧縮ばね３が挿入される開口部２ａを有する。開口部２ａは、２組のレンズ枠４、アタッチメント１、及び圧縮ばね３に対してそれぞれ形成される。図５の断面図に示されるように、筐体２は、Ｅの位置に光軸方向前方の端面を有し、当該端面でアタッチメント１と当接する。また、筐体２は、Ｇの位置に光軸方向後方の端面を有し、当該端面で圧縮ばね３と当接する。
【００２２】
＜レンズ枠４＞
レンズ枠４は、複数のレンズを支持しながら収容し、アタッチメント１を介して筐体２により保持される。レンズ枠４の少なくとも一部の周囲は、筐体２に覆われる。レンズ枠４は、複数のレンズに加え、スペーサ、及びフィルタなどを収容してもよい。なお、レンズ枠４が収容するレンズなどの数は任意の変更可能である。図５の断面図に示されるように、レンズ枠４は、Ｆの位置に光軸方向前方の端面を有し、当該端面で圧縮ばね３と当接する。
【００２３】
＜アタッチメント１＞
アタッチメント１は、レンズ枠４と筐体２との間に配置される。図５の断面図に示されるように、アタッチメント１は、Ｂ及びＣの位置の内周面で、レンズ枠４の外周面と当接する。アタッチメント１は、Ｄの位置の内周面にはねじ穴を有しており、レンズ枠４の外周面の外周面のねじ穴とねじ嵌合する。アタッチメント１は、Ｅの位置に光軸方向後方の端面を有し、当該端面で筐体２と当接する。
【００２４】
＜圧縮ばね３＞
圧縮ばね３は、筐体２とレンズ枠４との間に配置され、筐体２とレンズ枠４とを互いに離れる方向に付勢する。具体的には、圧縮ばね３は、図５のＧの位置で筐体２と当接し、筐体２に対して光軸方向前方に向かう付勢力を与える。また、圧縮ばね３は、図５のＦの位置でレンズ枠４と当接し、レンズ枠４に対して光軸方向後方に向かう付勢力を与える。圧縮ばね３は、本発明における「付勢部材」の一例である。
【００２５】
＜基板５＞
基板５は、２つの撮像素子５ａ及びその他の電子部品を搭載し、ねじ６によって筐体２に連結される。基板５の光軸方向後方に配置されたコネクタ５ｂは、撮像装置を外部装置と電気的に接続し、撮像結果の画像データを含む所定のデータを送信し、所定のデータ及び指示などを受信するために用いられる。基板５は２つの撮像素子５ａとコネクタ５ｂとの間に、半導体装置などの電子部品を搭載する。撮像素子５ａは、Ｃ−ＭＯＳまたはＣＣＤなどの、入射光を電気信号に変換する光電変換素子である。
【００２６】
本実施形態の撮像装置において、組立の際に光軸調整及び視差調整を行う際には以下のようにして行われる。既に説明したように、レンズ枠４は、図５のＤの位置でアタッチメント１とねじ嵌合しているため、ねじ込み量に応じてレンズ枠４とアタッチメント１との光軸方向の相対位置が変化する。このとき、光軸方向と垂直な方向への位置は略変化しない。アタッチメント１と筐体２とは、図５のＥの位置で当接しており、固定前の状態では、アタッチメント１と筐体２とは、光軸方向に垂直な平面において移動可能である。そのため、筐体２に対してアタッチメント１を移動させると、アタッチメント１と筐体２との相対位置が変化する。筐体２は、基板５にねじ６で連結される。したがって、基板５の撮像素子５ａを基準にすると、位置が固定された筐体２に対してアタッチメント１が光軸方向に垂直な平面で移動し、アタッチメント１に対してレンズ枠４が光軸方向に移動する。これにより、撮像素子５ａに対して全方向に、レンズ枠４が移動可能となる。組立の際は、アタッチメント１に対するレンズ枠４のねじ込み量と、筐体２に対するアタッチメント１の位置を変化させることで、撮像素子５ａに対するレンズ枠４が収容するレンズの位置を確定させる。撮像素子５ａに対するレンズ枠４（レンズ）の位置が確定したら、図５のＤ及びＥの位置を接着剤などで固定し、筐体２に対してアタッチメント１を固定する。
【００２７】
なお、レンズ枠４と筐体２の間には、圧縮ばね３が配置され、筐体２を光軸方向前方に付勢し、レンズ枠４を光軸方向後方に付勢することで、筐体２とレンズ枠４とを互いに逆方向に付勢している。これにより、筐体２に対してレンズ枠４を、がたつかないよう安定的に支持することが可能となっている。
【００２８】
なお、本実施形態の撮像装置では、レンズ枠４とアタッチメント１とはＤの位置でねじ嵌合された例について説明したが、レンズ枠４とアタッチメント１との連結はねじ嵌合に限定されるものではない。例えば、レンズ枠４とアタッチメント１とはカム嵌合されても良いし、別の方法で嵌合または連結されてもよい。また、レンズ枠４とアタッチメント１との連結位置も、図５のＤの位置に限定されるものではない。
【００２９】
また、本実施形態の撮像装置では、付勢部材として圧縮ばね３を用いられた例について説明したが、圧縮ばね３に代えて別の付勢部材を用いてもよい。例えば、圧縮ばね３に代えて、板ばねまたはゴムなどの部材を付勢部材として用いてもよい。
【００３０】
また、アタッチメント１、筐体２、及びレンズ枠４の当接面は、必ずしも光軸方向に対して完全に垂直な平面である必要はなく、傾きを有する形状などを採用してもよい。
【００３１】
＜２．本発明の特徴＞
本発明の撮像装置は、入射光をそれぞれ受光する第１撮像素子と第２撮像素子と（５ａ）を有する基板（５）と、入射光を第１撮像素子に導くレンズを保持する第１レンズ枠（４）と、入射光を第２撮像素子に導くレンズを保持する第２レンズ枠（４）と、第１レンズ枠と第２レンズ枠とを保持する筐体（２）と、を備える。第１レンズ枠（４）は、接着剤などによる固定前の状態で、基板（５）に対して光軸方向及び光軸方向に垂直な方向に移動可能であり、第２レンズ枠（４）は、接着剤等による固定前の状態で、基板（５）に対して光軸方向及び光軸方向に垂直な方向に移動可能である。このような構成の撮像装置では、共通の基板（５）に搭載された２つの撮像素子（５ａ）を備え、固定された撮像素子に対してレンズ枠（４）を移動させることで、光軸及び視差を調整する。撮像素子（５ａ）に対してレンズ枠（４）の位置を調整するため、光軸及び視差調整を比較的容易にすることができる。また、共通の基板（５）に撮像素子（５ａ）を搭載するため、ノイズが混入しづらい構成とすることができ、ひいては、撮像結果の品質向上を達成することができる。特に、共通の基板（５）に電子部品などを搭載すると、さらにノイズが混入しづらい構成とすることができ、さらに好ましい。
【００３２】
本発明の撮像装置はさらに、第１レンズ枠（４）を光軸方向に移動可能に支持しつつ、筐体（２）に対して光軸方向に垂直な平面に移動可能な第１アタッチメント（１）と、第２レンズ枠（４）を光軸方向に移動可能に支持しつつ、筐体（２）に対して光軸方向に垂直な平面に移動可能な第２アタッチメント（１）とを備える。このような構成の撮像装置では、アタッチメント（１）を介して、筐体（２）とレンズ枠（４）とを連結させることで、撮像素子（５ａ）に対してレンズ枠（４）の位置を調整しやすい構成とすることなどが可能となる。
【００３３】
また、本発明の撮像装置では、第１アタッチメント（１）と第１レンズ枠（４）とはねじ嵌合またはカム嵌合（Ｄ）しており、第２アタッチメント（１）と第２レンズ枠（４）とはねじ嵌合またはカム嵌合（Ｄ）している。このような構成の撮像装置では、アタッチメント（１）に対するレンズ枠（４）のねじ込み量に応じて、撮像素子（５ａ）に対するレンズの光軸方向の位置を調整することができるようになるため、比較的容易に、光軸方向の位置調整をすることができる。
【００３４】
本発明の撮像装置ではさらに、第１レンズ枠（４）と筐体（２）との間に配置され、第１レンズ枠（４）を光軸方向後方に付勢し、筐体（２）を光軸方向前方に付勢する第１付勢部材（３）と、第２レンズ枠（４）と筐体（２）との間に配置され、第２レンズ枠（４）を光軸方向後方に付勢し、筐体（２）を光軸方向前方に付勢する第２付勢部材（３）と、をさらに備える。このような構成の撮像装置では、付勢部材によって筐体（２）とレンズ枠（４）とを互いに引き離す方向に付勢することが可能となり、筐体とレンズ枠との位置を安定させる構成とすることができる。
【００３５】
また、本発明の撮像装置では、第１付勢部材及び第２付勢部材がそれぞれ圧縮ばねであるため、比較的簡易かつ安価な構成で、筐体（２）とレンズ枠（４）との位置を安定させる構成とすることができる。
【００３６】
＜３．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。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明の撮像装置は、自動車に搭載されるステレオカメラなどとして好適に利用される。
【符号の説明】
【００３８】
１…アタッチメント
２…筐体
３…圧縮ばね
４…レンズ枠
５…基板
５ａ…撮像素子
５ｂ…コネクタ
【図１】
2018085614.tif 000003
【図２】
2018085614.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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