(57)【要約】【課題】撮像装置において、経時的に撮像素子にずれが生じることを抑制し、また、撮像装置を小型化する。【解決手段】撮像装置は、撮像素子７と、光学フィルタ３と、撮像素子７と光学フィルタ３との間に配置される四角枠状の防塵ゴム４とを備え、防塵ゴム４は、光学フィルタ３を押圧する第１の押圧部４ａと、撮像素子７を押圧する第２の押圧部４ｂと、第１の押圧部４ａと第２の押圧部４ｂとを繋ぐ防塵部４ｃとを有し、防塵部４ｃは、長辺側の２カ所の第１の防塵部４０ｙと、短辺側の２カ所の第２の防塵部４０ｘと、第１の防塵部４０ｙと第２の防塵部４０ｘとを繋ぐ４カ所の第３の防塵部４０ｒとを有する。第１の防塵部４０ｙと第２の防塵部４０ｘは同じ厚みで形成され、第３の防塵部４０ｒの厚みを第１の防塵部４０ｙの厚みよりも薄く形成する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子の受光面に照射される光に含まれる高周波ノイズ成分をカットする光学フィルタと、
前記撮像素子と前記光学フィルタとの間に配置される四角枠状の防塵部材と、を備え、
前記防塵部材は、
前記光学フィルタを押圧する第１の押圧部と、
前記撮像素子を押圧する第２の押圧部と、
前記第１の押圧部と前記第２の押圧部とを繋ぐ防塵部と、を有し、
前記防塵部は、
対向する一方の１組の辺となる２カ所の第１の防塵部と、
対向する他方の１組の辺となる２カ所の第２の防塵部と、
前記第１の防塵部と前記第２の防塵部とを繋ぐ４カ所の第３の防塵部と、を有し、
前記第１の防塵部と前記第２の防塵部は同じ厚みで形成され、前記第３の防塵部の厚みは前記第１の防塵部の厚みよりも薄いことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記防塵部材は、ゴム材料からな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】
前記第３の防塵部の厚みは、前記第１の防塵部の厚みの半分の厚みであることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子の受光面と直交する方向において、前記第３の防塵部に発生する弾性力の大きさは、前記第１の防塵部と前記第２の防塵部のそれぞれに発生する弾性力の大きさと略等しいか又は小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮像素子を保持する保持板と、
前記光学フィルタ、前記防塵部材、前記撮像素子および前記保持板が組み付けられる支持地板と、を備え、
前記防塵部材は、
前記防塵部から外周側へ向けて延出するフランジ部と、
前記フランジ部の外縁部に設けられ、前記撮像素子の受光面と直交する方向に伸縮可能な突起部と、を有し、
前記支持地板は、
前記突起部が挿入される有底孔と、
前記支持地板にネジを用いて前記保持板を組み付ける際に前記ネジが螺合されるネジ孔部と、を有し、
前記支持地板では、１つの前記有底孔に対して１つの前記ネジ孔部が近接して設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記支持地板にネジを用いて前記保持板を組み付ける際の前記ネジの前記ネジ孔部に対するねじ込み量に応じて、前記撮像装置の撮影光学系の光軸方向での前記撮像素子の位置と前記撮影光学系の光軸に対する傾きの調整が可能となっていることを特徴とする請求項５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、撮像素子を備える撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子を備える撮像装置において、撮像素子の光学調整を行うことができるものが知られている。例えば、特許文献１には、撮像素子と光学フィルタとの間に、撮像素子の受光面の周囲を包囲するように略四角形の枠形状を有する防塵部材が配置された撮像装置が記載されている。ここで、防塵部材は、光学フィルタを押圧する押圧部と、撮像素子を保持する保持部材と当接する当接部と、押圧部と当接部との間を繋ぐ防塵部から構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４６０３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に開示された撮像装置では、防塵部材において防塵部は全周にわたって同じ厚みで構成されている。そのため、撮像素子と光学フィルタとの距離を縮める方向（光軸方向）に撮像素子を移動させたときに、防塵部材の４隅部で防塵部が防塵部材の厚み方向（光軸方向）で重なり合う。その結果、防塵部材の４隅部で弾性力が強くなることで、時間の経過に伴って撮像素子にずれが発生しやすくなる。
【０００５】
これに対して、弾性力が局所的に強くならないように撮像素子と光学フィルタと間に、撮像素子の光軸方向での位置調整量と防塵部材の厚みの合計以上の隙間を設けた構成とする対処法が考えられるが、この場合、撮像装置の大型化を招いてしまう。また、撮像素子と光学フィルタの必要最小限の隙間に収まるように防塵部材の厚みを薄くするという対処法が考えられる。この場合、撮像装置の小型化は可能になるが、防塵部材の成形工程において、防塵部材となる成形品を金型から離型する際に成形品が破損してしまい、歩留りが低下してしまうという問題がある。
【０００６】
本発明は、撮像素子と光学フィルタとの間に配置される防塵部材の製造歩留りを低下させることなく、経時的に撮像素子にずれが生じることを抑制することができると共に装置の小型化を可能とする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】
【０００７】
本発明に係る撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子の受光面に照射される光に含まれる高周波ノイズ成分をカットする光学フィルタと、前記撮像素子と前記光学フィルタとの間に配置される四角枠状の防塵部材と、を備え、前記防塵部材は、前記光学フィルタを押圧する第１の押圧部と、前記撮像素子を押圧する第２の押圧部と、前記第１の押圧部と前記第２の押圧部とを繋ぐ防塵部と、を有し、前記防塵部は、対向する一方の１組の辺となる２カ所の第１の防塵部と、対向する他方の１組の辺となる２カ所の第２の防塵部と、前記第１の防塵部と前記第２の防塵部とを繋ぐ４カ所の第３の防塵部と、を有し、前記第１の防塵部と前記第２の防塵部は同じ厚みで形成され、前記第３の防塵部の厚みは前記第１の防塵部の厚みよりも薄いことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撮像素子と光学フィルタとの間に配置される防塵部材の製造歩留りを低下させることなく、経時的に撮像素子にずれが生じることを抑制することができ、また、撮像装置の小型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の内部構成を示す分解斜視図である。
【図２】図１に示す撮像装置において、撮像素子とフレキシブル基板が保持板に組み付けられた状態を示す正面図である。
【図３】図１に示す撮像装置を構成する防塵ゴムの斜視図である。
【図４】図３に示す防振ゴムの縦断面図である。
【図５】図１に示す撮像装置において、光学フィルタ、防塵ゴム、保持板、撮像素子及びフレキシブル基板を支持基板へ取り付ける前の状態を示す断面図である。
【図６】図１に示す撮像装置において、光学フィルタ、防塵ゴム、保持板、撮像素子及びフレキシブル基板を支持基板へ取り付けた後の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の内部構成を示す分解斜視図である。図１中の「Ｆｒ」は撮影方向（撮像装置の前方（被写体に向く方向））を示しており、「Ｒｒ」は撮影方向の反対側の方向を示している。
【００１１】
撮像装置は、支持地板１、レンズ鏡筒２、光学フィルタ３、防塵ゴム４、保持板６、撮像素子７、フレキシブル基板８及び３本の調整ネジ９を有する。図１には、主に撮像素子７の周辺に配置される部品の構成を示しており、その他の部品は本発明とは直接の関係がないために図示を省略している。
【００１２】
支持地板１は、レンズ鏡筒２を支持すると共に、撮像素子７及びその周辺の部材を支持する。支持地板１においてレンズ鏡筒２が固定される側の反対側には、撮像素子７を収容するための凹状の収容室１ａが形成されている。収容室１ａの内部には、レンズ鏡筒２に入射した被写体光束を通過させるための開口部１ｂが形成されている。収容室１ａの周囲には、調整ネジ９が螺合される３つの雌ネジ孔部１ｃと、光軸方向に沿った複数（ここでは、３カ所）の有底孔１ｄが形成されている。
【００１３】
光学フィルタ３は、撮像素子７の受光面に照射される光（被写体からの光束）に含まれる高周波ノイズ成分をカットする。光学フィルタ３は、矩形平板状であって、支持地板１に設けられた開口部１ｂのＲｒ側に配置され、防塵ゴム４に保持される。防塵ゴム４は、光学フィルタ３と撮像素子７の間の空間への塵埃等の異物の侵入を防止する四角枠状の防塵部材であり、ゴム材料で形成されており、弾性力を有する。防塵ゴム４は、光学フィルタ３のＲｒ側で撮像素子７に保持される。平板状で枠状の形状を有する保持板６は、撮像素子７とフレキシブル基板８を保持する。保持板６には、撮像素子７のパッケージ外周の一部を収容する開口部６ａと、調整ネジ９が挿通される挿通孔６ｂが形成されている。保持板６は、調整ネジ９により支持地板１に支持される。
【００１４】
レンズ鏡筒２の撮影光学系を通過した被写体からの光束は、撮像素子７の受光面に結像する。撮像素子７は、受光面に結像した光学像を電気信号に変換する。撮像素子７は、フレキシブル基板８に半田付け等により固定されており、撮像素子７から出力される電気信号は、フレキシブル基板８を介して不図示の画像処理回路へ送信される。なお、撮像素子７から出力される電気信号から画像データを生成するための構成については、本発明とは直接の関係がなく、周知の技術を適用することができるため、説明を省略する。保持板６、撮像素子７及びフレキシブル基板８は、予め一体化された状態で支持地板１に組み付けられる。
【００１５】
図２は、撮像素子７とフレキシブル基板８が保持板６に組み付けられた状態をＦｒ側から見た図（正面図）である。撮像素子７のパッケージ外周の一部が保持板６の開口部６ａに挿入された状態で撮像素子７のパッケージと保持板６の開口部６ａの間に接着剤１０が塗布されることにより、撮像素子７は保持板６に固定される。本実施形態では、撮像素子７の光軸方向（受光面と直交する方向）での位置調整に、防塵ゴム４の弾性力を利用している。
【００１６】
図３（ａ）は、防塵ゴム４を斜めＦｒ方向から見た斜視図であり、図３（ｂ）は、防塵ゴム４を斜めＲｒ方向から見た斜視図である。図４は、防塵ゴム４の縦断面図である。防塵ゴム４の中央には、光学フィルタ３の外形よりも小さい開口部４ｅが形成されている。開口部４ｅのＦｒ側の内周縁には、光学フィルタ３と当接する第１の押圧部４ａが形成されている。開口部４ｅのＲｒ側の内周縁には、撮像素子７と当接する第２の押圧部４ｂが形成されている。
【００１７】
第１の押圧部４ａと第２の押圧部４ｂを光軸方向で繋ぐ部分は、弾性力を有する防塵部４ｃとなっている。防塵部４ｃは、防塵ゴム４が支持地板１に取り付けられた状態で、光学フィルタ３と撮像素子７の周囲を包囲しており、これにより、撮像素子７の受光面に塵埃等の異物が付着してしまうのを防止することができる。防塵部４ｃは、対向する一方の１組の辺となる２カ所の第１の防塵部４０ｙと、対向する他方の１組の辺となる２カ所の第２の防塵部４０ｘと、第１の防塵部４０ｙと第２の防塵部４０ｘを繋ぐ４カ所の第３の防塵部４０ｒから構成される。本実施形態では、第１の防塵部４０ｙは防塵部４ｃの長辺側を、第２の防塵部４０ｘは防塵部４ｃの短辺側をそれぞれ構成し、第３の防塵部４０ｒが防塵部４ｃの角部を構成している。
【００１８】
第１の防塵部４０ｙと第２の防塵部４０ｘは、同じ厚みで形成されている。第３の防塵部４０ｒの厚みは、第３の防塵部４０ｒに発生する弾性力が第１の防塵部４０ｙと第２の防塵部４０ｘに発生する弾性力と略等しいか又はそれより小さくなるように、第１の防塵部４０ｙ及び第２の防塵部４０ｘの厚みよりも薄く形成されている。例えば、第３の防塵部４０ｒの厚みは、第１の防塵部４０ｙ及び第２の防塵部４０ｘの厚みの略半分の厚みとされるが、これに限定されるものではなく、防塵ゴム４に用いられるゴム材料の弾性率等の物性を考慮して設定すればよい。このように、防塵ゴム４は、厚みを全体的に均一に薄く構成するものではないため、成形工程において防塵ゴム４となる成形品を金型から離型する際に成形品に破損が生じてしまうことを回避することができる。よって、防塵ゴム４は、製造工程で歩留りを低下させることなく、製造することができる。
【００１９】
光軸方向に沿って第１の押圧部４ａと第２の押圧部４ｂとの距離を縮めるような力が防塵ゴム４に作用すると、防塵部４ｃには逆に、第１の押圧部４ａと第２の押圧部４ｂとを光軸方向で離間させる力が生じる。よって、保持板６を光軸方向に沿ってＦｒ側へ移動させると、防塵部４ｃの弾性力によって、光学フィルタ３は第１の押圧部４ａを介してＦｒ側へ付勢され、撮像素子７は第２の押圧部４ｂを介してＲｒ側へ付勢される。このような防塵部４ｃの弾性力によって、光学フィルタ３と防塵ゴム４との間及び撮像素子７と防塵ゴム４との間には常に隙間のない状態が維持される。したがって、光学フィルタ３と撮像素子７との間に形成される空間は密閉され、この空間への塵埃等の異物の侵入が防止される。
【００２０】
このとき、第３の防塵部４０ｒの弾性力が第１の防塵部４０ｙ及び第２の防塵部４０ｘの弾性力よりも大きいと、第２の押圧部４ｂの長辺部及び短辺部を撮像素子７に対して押圧する力が小さくなってしまい、経時的に撮像素子７にずれが生じやすくなってしまう。しかし、本実施形態では、第３の防塵部４０ｒの厚みを第１の防塵部４０ｙ及び第２の防塵部４０ｘの厚みよりも薄くすることによって、第３の防塵部４０ｒの弾性力を小さくしている。これにより、第２の押圧部４ｂの角部を介して撮像素子７及び接着剤１０に掛かる負荷を低減される。したがって、第１の防塵部４０ｙ及び第２の防塵部４０ｘが第２の押圧部４ｂを撮像素子７に対して押圧する力を適切に維持することができ、これにより、経時的に撮像素子７にずれが生じることを防止することができる。
【００２１】
防塵ゴム４には、防塵部４ｃから外周側へ向けて延出するフランジ部４ｄが形成されており、フランジ部４ｄの外縁部の３カ所に、光軸方向に延出する突起部４ｆが形成されている。突起部４ｆは、略円柱状の形状を有し、そのスラスト方向が光軸方向と略平行であり、光軸方向において伸縮可能である。３つの突起部４ｆはそれぞれ、支持地板１に設けられた３カ所の各有底孔１ｄに挿入可能な外径を有する。本実施形態では、支持地板１において有底孔１ｄと雌ネジ孔部１ｃを隣接する位置に形成しているため、防塵ゴム４が支持地板１に取り付けられた状態で、３つの突起部４ｆはそれぞれ、３つの調整ネジ９と隣接する位置に配設される。これにより、後述するように、３つの調整ネジ９のねじ込み量を変化させたときに、突起部４ｆの光軸方向長さが調整されることで、撮像素子７の光軸方向の位置を微調整することや光軸に対する傾きを微調整することが可能となる。なお、３カ所の雌ネジ孔部１ｃは、撮像素子７を光軸方向に平行に進退させることができるように、また、撮像素子７の光軸に対する傾きを容易に調整することができるように、互いに近接しない位置に設けられている。
【００２２】
次に、光学フィルタ３、防塵ゴム４、保持板６、撮像素子７及びフレキシブル基板８（以下「構成部品」と称呼する）の支持地板１へ取り付け方について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、構成部品の支持地板１への取り付け前の状態を示す断面図であり、図３（ａ）での図示において防塵ゴム４の上側に設けられた突起部４ｆの中心を通り、且つ、光軸と略平行な面での断面図である。
【００２３】
撮像素子７及びフレキシブル基板８は、予め保持板６に取り付けられる。光学フィルタ３、防塵ゴム４、撮像素子７及びフレキシブル基板８を保持した保持板６を、この順番に支持地板１の収容室１ａに対して組み付けていく。このとき、防塵ゴム４に設けられた３カ所の突起部４ｆをそれぞれ、支持地板１に設けられた３カ所の有底孔１ｄに挿入する。その後、３つの調整ネジ９をそれぞれ、保持板６に設けられた３カ所の挿通孔６ｂに挿通させて、対応する雌ネジ孔部１ｃに螺合させる。
【００２４】
図６は、各構成部品が支持地板１に組み付けられた後の状態を、図５と同じ断面で示す断面図である。防塵ゴム４の第１の押圧部４ａと光学フィルタ３との間及び防塵ゴム４の第２の押圧部４ｂと撮像素子７との間はそれぞれ、隙間のない状態となっており、光学フィルタ３と撮像素子７の間には周囲が防塵部４ｃによって囲まれた空間が形成されている。防塵ゴム４に設けられた３つの突起部４ｆの各先端（Ｆｒ側の端面）は、支持地板１に設けられた３カ所の有底孔１ｄの各底面に当接し、突起部４ｆの後端（Ｒｒ側の端面）は保持板６に当接する。
【００２５】
次に、構成部品を支持地板１に組み付けた後に、撮像素子７の受光面の光軸方向での位置と光軸に対する傾きを調整する方法について説明する。図６に示した組み付け後の状態で、３つの調整ネジ９をそれぞれ、対応する雌ネジ孔部１ｃに対してねじ込み量が増加する方向に回転させると、保持板６の挿通孔６ｂを介して、保持板６全体を光軸方向に沿ってＦｒ側へ移動させることができる。このとき、突起部４ｆは、保持板６によって押圧されることにより光軸方向において縮むと同時に径方向において拡大するように変形し、この変形によって突起部４ｆには、保持板６をＲｒ側へ付勢する方向の弾性力が発生する。また、第１の防塵部４０ｙ、第２の防塵部４０ｘ及び第３の防塵部４０ｒも、第２の押圧部４ｂを介して撮像素子７により押圧されることにより、全体が撓みながら光軸方向に変形する。この変形により、第１の防塵部４０ｙ、第２の防塵部４０ｘ及び第３の防塵部４０ｒには、第１の押圧部４ａを介して光学フィルタ３をＦｒ側へ付勢し、第２の押圧部４ｂを介して撮像素子７をＲｒ側に付勢する弾性力が発生する。
【００２６】
このとき、第３の防塵部４０ｒの厚みは第１の防塵部４０ｙ及び第２の防塵部４０ｘの厚みよりも薄いため、第３の防塵部４０ｒに生じる弾性力の大きさを、第１の防塵部４０ｙと第２の防塵部４０ｘに生じる弾性力の大きさよりも小さく抑えることができる。よって、撮像素子７を位置決めする際に、第３の防塵部４０ｒから撮像素子７及び接着剤１０に掛かる弾性力の影響によって撮像素子７にずれが生じることを防止して、正確な位置決めを行うことができる。また、撮像素子７が位置決めされた後には、前述の通り、第３の防塵部４０ｒから撮像素子７及び接着剤１０に掛かる負荷が低減されているため、経時的に撮像素子７にずれが生じることを防止することができる。更に、支持地板１と撮像素子７との間の間隔及び光学フィルタ３と撮像素子７との間の隙間を、必要最小限（撮像素子７の光軸方向での調整量と防塵ゴム４の第１の押圧部４ａ及び第２の押圧部４ｂの厚み分の隙間の合計長さ）にまで短くすることができる。これにより、撮像装置を小型化することができる。
【００２７】
保持板６をＲｒ側へ付勢する弾性力が突起部４ｆと防塵部４ｃに発生している状態では、保持板６は調整ネジ９に当接させる方向に付勢されている。したがって、３つの調整ネジ９を、対応する雌ネジ孔部１ｃに対してねじ込み量が減少する方向に回転させると、減少したねじ込み量に応じて、保持板６全体を光軸方向に沿ってＲｒ側へ移動させることができる。したがって、３カ所の雌ネジ孔部１ｃに対する３つの調整ネジ９の各ねじ込み量を調整することによって、保持板６の光軸に対する傾きを調整することができる。このように、３つの調整ネジ９のねじ込み量を調整することにより、撮像素子７の光軸方向での位置と光軸に対する傾きを調整することができる。
【００２８】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００２９】
１    支持地板
１ｃ    雌ネジ孔部
１ｄ    有底孔
３    光学フィルタ
４    防塵ゴム
４ａ    第１の押圧部
４ｂ    第２の押圧部
４ｃ    防塵部
４ｄ    フランジ部
４ｆ    突起部
６    保持板
７    撮像素子
９    調整ネジ
４０ｙ    第１の防塵部
４０ｘ    第２の防塵部
４０ｒ    第３の防塵部
【図１】
2017130714.tif 000003
【図２】
2017130714.tif 000004
【図３】
2017130714.tif 000005
【図４】
2017130714.tif 000006
【図５】
2017130714.tif 000007
【図６】
2017130714.tif 000008