特許 5965152 光学ブロック組立体及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5965152

(24)【登録日】2016年7月8日

(45)【発行日】2016年8月3日

(54)【発明の名称】光学ブロック組立体及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03B 17/02 20060101AFI20160721BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20160721BHJP

   G03B 17/00 20060101ALN20160721BHJP

【ＦＩ】

   G03B17/02

   H04N5/225 D

   !G03B17/00 M

【請求項の数】4

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2012-9063(P2012-9063)

(22)【出願日】2012年1月19日

(65)【公開番号】特開2013-148713(P2013-148713A)

(43)【公開日】2013年8月1日

【審査請求日】2014年10月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】000209751

【氏名又は名称】池上通信機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078330

【弁理士】

【氏名又は名称】笹島 富二雄

(74)【代理人】

【識別番号】100129425

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 護晃

(72)【発明者】

【氏名】日置 信広

【審査官】 辻本 寛司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１４７４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−１３４６１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２６６０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−１１１２３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−３０２９９０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ １７／０２

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

Ｇ０３Ｂ １７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像装置に適用される光学ブロック組立体であって、
分光部によって分解された光を受光する撮像素子を有する素子基板と、
前記撮像素子の駆動信号を発生する駆動回路及び前記撮像素子の出力信号を処理する処理回路の少なくとも一方を有し、少なくとも前記分光部を内側に収容するケージ部材の外側の面に固定された回路基板と、
前記ケージ部材の内側に収容され、前記素子基板と前記回路基板との間で信号を中継する中継基板と、
を備え、
前記回路基板は、第１コネクタ部を有し、
前記中継基板は、前記ケージ部材に形成された開口部又は切欠き部によって露出する第２コネクタ部と、前記ケージ部材に形成された開口部又は切欠き部によって露出し前記回路基板を外側から貫通するねじ部品のおねじ部と嵌合するめねじ部と、を有し、
前記中継基板は、前記素子基板と配線接続されると共に、前記回路基板を外側から貫通する前記ねじ部品によって、前記第２コネクタ部が前記回路基板の前記第１コネクタ部に接続された状態で前記ケージ部材の内側で前記回路基板に固定されている、光学ブロック組立体。

【請求項2】

前記回路基板に固定される前の前記中継基板を仮置き可能な仮置き部をさらに備えた、請求項１に記載の光学ブロック組立体。

【請求項3】

前記第１コネクタ部は、スタッキング・コネクタの一方を構成するメス側コネクタ部又はオス側コネクタ部であり、前記第２コネクタ部は、前記スタッキング・コネクタの他方を構成するオス側コネクタ部又はメス側コネクタ部である、請求項１又は２に記載の光学ブロック組立体。

【請求項4】

撮像装置に適用され、分光部によって分解された光を受光する撮像素子を有する素子基板と、前記撮像素子の駆動信号を発生する駆動回路及び前記撮像素子の出力信号を処理する処理回路の少なくとも一方を有する回路基板と、前記素子基板と前記回路基板との間で信号を中継する中継基板と、を備えた光学ブロック組立体の製造方法であって、
前記素子基板と前記中継基板とを配線接続すると共に、前記中継基板を仮置き部に仮置きするステップと、
少なくとも前記分光部及び仮置きされた前記中継基板を内側に収容するケージ部材を取り付けるステップと、
前記ケージ部材の外側の面に前記回路基板を固定するステップと、
前記回路基板に形成された貫通孔に当該回路基板の外側からねじ部品を挿通させ、このねじ部品のおねじ部を、前記ケージ部材に形成された開口部又は切欠き部によって露出する前記中継基板のめねじ部に締め込むことにより、前記中継基板を前記回路基板にコネクタ接続させると共に前記中継基板を前記ケージ部材の内側で前記回路基板に固定するステップと、
を含む、光学ブロック組立体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、テレビジョンカメラなどの撮像装置に適用される光学ブロック組立体及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のテレビジョンカメラに適用される光学ブロックとして、例えば特許文献１に記載された光学ブロックが知られている。この光学ブロックは、撮像素子を実装してなる３個の主基板（素子基板）と、信号を中継するコネクタ基板（中継基板）とを備え、中継基板と各素子基板とが同一の形状からなる３個のフレキシブルシートによって電気的に接続されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平５−２８４４１２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、前記中継基板には、撮像素子の駆動パルス（駆動信号）を発生する駆動回路等が実装された回路基板が電気的に接続される。配線によって前記中継基板と前記回路基板とを電気的に接続することも可能であるが、部品点数の低減や装置の小型化などの観点から、配線を使用せずに、前記中継基板と前記回路基板とをコネクタ接続させる構成が多く採用されている。
しかし、従来のこのような構成においては、前記中継基板と前記回路基板とが別々の部材に固定されていたため、中継車を利用した移動撮影時など、テレビジョンカメラ（撮像装置）に振動が加わった場合に、前記中継基板の振幅と前記回路基板の振幅とが異なることとなって、両者の接続部（コネクタ接続部）にて接触不良が発生するおそれがあった。

【0005】

本発明は、このような実情に着目してなされたものであり、テレビジョンカメラ等の撮像装置に振動が加わった場合であっても、上記中継基板と上記回路基板の接続部における接触不良の発生を抑制することのできる、光学ブロック組立体及びその製造方法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】

【0006】

本発明の一側面による光学ブロック組立体は、撮像装置に適用される光学ブロック組立体であって、分光部によって分解された光を受光する撮像素子を有する素子基板と、前記撮像素子の駆動信号を発生する駆動回路及び前記撮像素子の出力信号を処理する処理回路の少なくとも一方を有し、少なくとも前記分光部を内側に収容するケージ部材の外側の面に固定された回路基板と、前記ケージ部材の内側に収容され、前記素子基板と前記回路基板との間で信号を中継する中継基板と、を備える。前記回路基板は、第１コネクタ部を有する。前記中継基板は、前記ケージ部材に形成された開口部又は切欠き部によって露出する第２コネクタ部と、前記ケージ部材に形成された開口部又は切欠き部によって露出し前記回路基板を外側から貫通するねじ部品のおねじ部と嵌合するめねじ部と、を有する。そして、前記中継基板は、前記素子基板と配線接続されると共に、前記回路基板を外側から貫通する前記ねじ部品によって、前記第２コネクタ部が前記回路基板の前記第１コネクタ部に接続された状態で前記ケージ部材の内側で前記回路基板に固定されている。

【0007】

また、本発明の他の側面による光学ブロック組立体の製造方法は、撮像装置に適用され、分光部によって分解された光を受光する撮像素子を有する素子基板と、前記撮像素子の駆動信号を発生する駆動回路及び前記撮像素子の出力信号を処理する処理回路の少なくとも一方を有する回路基板と、前記素子基板と前記回路基板との間で信号を中継する中継基板と、を備えた光学ブロック組立体の製造方法であって、（ａ）前記素子基板と前記中継基板とを配線接続すると共に、前記中継基板を仮置き部に仮置きするステップと、（ｂ）少なくとも前記分光部及び仮置きされた前記中継基板を内側に収容するケージ部材を取り付けるステップと、（ｃ）前記ケージ部材の外側の面に前記回路基板を固定するステップと、（ｄ）前記回路基板に形成された貫通孔に当該回路基板の外側からねじ部品を挿通させ、このねじ部品のおねじ部を、前記ケージ部材に形成された開口部又は切欠き部によって露出する前記中継基板のめねじ部に締め込むことにより、前記中継基板を前記回路基板にコネクタ接続させると共に前記中継基板を前記ケージ部材の内側で前記回路基板に固定するステップと、を含む。

【発明の効果】

【0008】

一般に、前記中継基板と前記回路基板は組み付けられる順番が異なるため、両基板を予め固定して一体化しておくことができない。
上記光学ブロック組立体及びその製造方法によれば、コネクタ接続される前記中継基板と前記回路基板とが組立完成時に固定されているので、例えば撮像装置に振動が加わった場合であっても、前記中継基板と前記回路基板とが異なる振幅で振動することが防止され、両基板のコネクタ接続部における接触不良の発生を抑制できる。また、組立の途中又は最終段階で前記中継基板と前記回路基板とを一体化するので、従来の組み付け手順を大きく変更することもない。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の一実施形態による光学ブロック組立体の分解斜視図である。

【図2】光学ブロック・サブアッシーの構成を示す図である。

【図3】前記光学ブロック・サブアッシーを構成する光学ブロック本体の構成を示す図である。

【図4】前記光学ブロック・サブアッシーを構成する右側板を示す図である。

【図5】光学ブロック組立体の組み付け手順を説明するための図である。

【図6】光学ブロック組立体の組み付け手順を説明するための図である。

【図7】光学ブロック組立体の組み付け手順を説明するための図である。

【図8】光学ブロック組立体の組み付け手順を説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による光学ブロック組立体（光学ブロック・アッシー）の分解斜視図である。この光学ブロック組立体１は、テレビジョンカメラ等の撮像装置（図示省略）に適用される。図１に示すように、光学ブロック組立体１は、前記撮像装置の前面の一部を構成するフロントフレーム２と、光学ブロック・サブアッシー３と、中継基板４と、ケージ部材５と、回路基板６と、を含んで構成される。

【0011】

図２は、光学ブロック・サブアッシー３の構成を示している。図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は左側面図、図２（ｃ）は右側面図、図２（ｄ）は平面図である。
図２に示すように、光学ブロック・サブアッシー３は、光学ブロック本体３１と、左側板３２と、右側板３３と、支持プレート３４と、を含む。

【0012】

図３は、光学ブロック本体３１の構成を示している。図３（ａ）は正面図、図３（ｂ）は左側面図、図３（ｃ）は右側面図、図３（ｄ）は平面図である。
図３に示すように、光学ブロック本体３１は、図示省略した撮像レンズが装着されるレンズマウント３１１を有するマウントベース３１２と、マウントベース３１２に固定された分光プリズム（分光部）３１３と、第１〜第３素子基板３１４ａ〜３１４ｃとを含む。

【0013】

マウントベース３１２の前面には、フロントフレーム２を取り付けるためのねじ穴３１２ａ〜３１２ｄが形成され、マウントベース３１２の上面及び左右側面には、ケージ部材５を固定するためのねじ穴３１２ｅ〜３１２ｈが形成されている。
分光プリズム３１３は、前記撮像レンズを通して入射された撮像光をＲ、Ｇ、Ｂ光に分解（分光）し、対応する各光出射面から出射する。

【0014】

第１〜第３素子基板３１４ａ〜３１４ｃは、それぞれ分光プリズム３１３の光出射面に隣接して配置される。第１〜第３素子基板３１４ａ〜３１４ｃには、分光プリズム３１３によって分解された光を受光して電気信号に変換するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子３１５ａ〜３１５ｃと、配線用コネクタ３１６ａ〜３１６ｃとが搭載されている。例えば、第１素子基板３１４ａに搭載された撮像素子３１５ａは、分光プリズム３１３から出射されたＢ光を受光して電気信号に変換し、第２素子基板３１４ｂに搭載された撮像素子３１５ｂは、分光プリズム３１３から出射されたＧ光を受光して電気信号に変換し、第３素子基板３１４ｃに搭載された撮像素子３１５ｃは、分光プリズム３１３から出射されたＲ光を受光して電気信号に変換する。

【0015】

左側板３２、右側板３３及び支持プレート３４は、例えば板金部材からなり、ねじにより直接又はブラケット等を介して間接に光学ブロック本体３１に固定されている。
図４は、右側板３３を示している。図４に示すように、右側板３３には、三つの突起部３３ａ〜３３ｃが曲げ加工によって形成されている。各突起部３３ａ〜３３ｃは、右側板３３が光学ブロック本体３１に固定された際に、光学ブロック本体３１の右側方に突出する。各突起部３３ａ〜３３ｃは、その先端側が曲げ元側に比べて幅狭に形成されている。なお、突起部の個数は三つに限るものではなく、複数であればよい。
支持プレート３４は、主にケージ部材５を固定するために使用される。支持プレート３４には、ケージ部材５固定用のねじ穴３４ａ、３４ｂが形成されている（図２参照）。

【0016】

中継基板４は、第１〜第３素子基板３１４ａ〜３１４ｃと回路基板６との間で、第１〜第３撮像素子３１５ａ〜３１５ｃの駆動信号（駆動パルス）や撮像素子３１５ａ〜３１５ｃの出力信号を中継する。
図１に示すように、中継基板４の一方の面には、三つの配線用コネクタ４１ａ〜４１ｃと、スタッキング・コネクタの一方を構成するオス側コネクタ部４２と、が搭載されている。また、中継基板４の前記一方の面には、先端にねじ穴が形成された三つのねじ穴付きボス４３ａ〜４３ｃが立設されている。但し、ねじ穴付きボスの個数は、三つに限るものではなく、複数であればよい。

【0017】

さらに、中継基板４には、右側板３３（図４参照）の突起部３３ａ、３３ｂの先端側がそれぞれ挿入される二つの長孔４ａ、４ｂ、及び、右側板３３の突起部３３ｃの先端側が嵌合される切欠き部４ｃが形成されており、これにより、中継基板４は、右側板３３（の突起部３３ａ〜３３ｃ）によって保持される。換言すれば、中継基板４を右側板３に仮置きできるようになっている。ここで、仮置きとは、例えば中継基板４を固定することなく所定の位置に保持することをいう。
なお、以下では、中継基板４の前記一方の面、すなわち、コネクタ４１ａ〜４１ｃ，４２及びボス４３ａ〜４３ｃが設けられた面を中継基板４の「表面」といい、中継基板４の他方の面を中継基板４の「裏面」という。

【0018】

ケージ部材５は、例えば板金部材からなり、ねじによって光学ブロック・サブアッシー３（マウントベース３１２及び支持プレート３４）に取り付けられる。より具体的には、ケージ部材５は、右側板３３に中継基板４が仮置きされた後の光学ブロック・サブアッシー３に取り付けられる。ケージ部材５が光学ブロック・サブアッシー３に取り付けられると、分光プリズム３１３、左側板３２、右側板３３及び右側板３３に仮置きされた中継基板４は、当該ケージ部材５の内側に収容される。もちろん、第１〜第３素子基板３１４ａ〜３１４ｃの全部又は一部がケージ部材５の内側に収容されてもよい。

【0019】

ケージ部材５の右側面には、先端にねじ穴が形成された四つの基板支持用ボス５１ａ〜５１ｄが立設されている。但し、基板支持用ボスの個数は四つに限るものではなく、複数（好ましくは三つ以上）設けられていればよい。また、ケージ部材５の右側面には、当該ケージ部材５が光学ブロック・サブアッシー３に取り付けられた際に、右側板３３に仮置きされた中継基板４のオス側コネクタ部４２及びねじ穴付きボス４３ａ、４３ｂを露出させる開口部５ａと、ねじ穴付きボス４３ｃを露出させる切欠き部５ｂと、が形成されている。但し、これに限るものではなく、ケージ部材５には、右側板３３に仮置きされた中継基板４のオス側コネクタ部４２及びねじ穴付きボス４３ａ〜４３ｃを露出させる開口部や切欠き部（逃げ部も含む）が適宜形成されていればよい。

【0020】

回路基板６は、ねじによってケージ部材５の外側の面、より具体的には、ケージ部材５の右側面に立設された基板支持用ボス５１ａ〜５１ｄに固定される。回路基板６の一方の面には、第１〜第３撮像素子３１５ａ〜３１５ｃの駆動信号（駆動パルス）を発生する駆動回路（図示省略）及び第１〜第３撮像素子３１５ａ〜３１５ｃの出力信号を処理する処理回路（図示省略）の少なくとも一方と、前記スタッキング・コネクタの他方を構成するメス側コネクタ部６１とが搭載されている。また、回路基板６の他方の面には、前記撮像装置側から延びる配線（図示省略）が接続される配線用コネクタ６２が搭載されている。

【0021】

さらに、回路基板６には、ケージ部材５の外側の面に固定されたときに、右側板３３に仮置きされた中継基板４のボス４３ａ〜４３ｃに対応して位置する三つの貫通孔６ａ〜６ｃが形成されている。なお、以下では、回路基板６の前記一方の面、すなわち、メス側コネクタ６１が搭載された面を回路基板６の「表面」といい、回路基板６の他方の面、すなわち、配線用コネクタ６１が搭載された面を回路基板６の「裏面」という。

【0022】

ここで、図５〜図８を参照して光学ブロック組立体１の組み付け手順を説明する。
まず、光学ブロック・サブアッシー３（図２参照）の第１〜第３素子基板３１４ａ〜３１４ｃと中継基板４（図１、５参照）とを配線接続すると共に、中継基板４を光学ブロック・サブアッシー３の右側板３３に仮置きする。配線接続を行った後に中継基板４を仮置きしてもよいし、中継基板４を仮置きした後に配線接続を行ってもよい。

【0023】

具体的には、図５に示すように、素子基板と中継基板との配線接続は、三つのフレキシブル配線（ＦＦＣ、ＦＰＣ等）７ａ〜７ｃの一端をそれぞれ第１〜第３素子基板３１４ａ〜３１４ｃの配線用コネクタ３１６ａ〜３１６ｃに接続し、三つのフレキシブル配線７ａ〜７ｃの他端をそれぞれ中継基板４の配線用コネクタ４１ａ〜４１ｃに接続することによって行われる。また、中継基板４の仮置きは、裏面を右側板３３に向けた状態とした中継基板４の長孔４ａ、４ｂ及び切欠き部４ｃを右側板３３の対応する突起部３３ａ〜３３ｃに差し込むことによって行われる。

【0024】

次に、図６に示すように、分光プリズム３１３、左側板３２、右側板３３、及び右側板３３に仮置きされた中継基板４を内側に収容するケージ部材５を、ねじ８ａ〜８ｆによって光学ブロック・サブアッシー３に取り付ける。これにより、右側板３３に仮置きされた中継基板４はケージ部材５の内側に位置することになるが、中継基板４のオス側コネクタ部４２及びねじ穴付きボス４３ａ〜４３ｃは、ケージ部材５に形成された開口部５ａ又は切欠き部５ｂから露出している。また、フロントフレーム２を、ねじ９ａ〜９ｄによってマウントベース３１２の前面に取り付ける。

【0025】

次に、図７に示すように、表面をケージ部材５の右側面に向けた状態とした回路基板６を、ねじ１０ａ〜１０ｄによってケージ部材５の外側の面、より具体的には、ケージ部材５の右側面に立設された基板支持用ボス５１ａ〜５１ｄ（図１，６参照）に固定する。このとき、回路基板６の貫通孔６ａ〜６ｃは、右側板３３に仮置きされた中継基板４のボス４３ａ〜４３ｃに対応して位置される。

【0026】

そして、図８に示すように、回路基板６に形成された貫通孔６ａ〜６ｃに、回路基板６の外側からねじ部品１１ａ〜１１ｃを挿通させ、当該ねじ部品１１ａ〜１１ｃのおねじ部を中継基板４のねじ穴付きボス４３ａ〜４３ｃ（めねじ部）に締め込む。これにより、右側板３３に仮置きされた中継基板４は、回路基板６側へと引き寄せられてケージ部材５の右側面の内側で回路基板６に固定される。またこのとき、中継基板４のオス側コネクタ部４２は回路基板６のメス側コネクタ部６１に接続され、中継基板４と回路基板６とがコネクタ接続される。
光学ブロック組立体１は、以上のような手順で組み付けられる。

【0027】

以上説明した本実施形態による光学ブロック組立体１は、撮像光を分解する分光プリズム（分光部）３１３によって分解されたＲ光、Ｇ光又はＢ光を受光する撮像素子を有する第１〜第３素子基板３１４ａ〜３１４ｃと、各撮像素子の駆動信号を発生する駆動回路及び各撮像素子の出力信号を処理する処理回路の少なくとも一方を有し、少なくとも分光プリズム３１３を内側に収容するケージ部材５の外側の面に固定された回路基板６と、ケージ部材５の内側に配置され、第１〜第３素子基板３１４ａ〜３１４ｃと回路基板６との間の信号を中継する中継基板４と、を備える。

【0028】

回路基板６は、スタッキング・コネクタの一方を構成するメス側コネクタ部（第１コネクタ部）６１を有する。中継基板４は、前記スタッキング・コネクタの他方を構成するオス側コネクタ部（第２コネクタ部）４２と、回路基板６を外側から貫通するねじ部品の１１ａ〜１１ｃのおねじ部と嵌合するねじ穴（めねじ部）が先端に形成されたねじ穴付きボス４３ａ〜４３ｃと、を有する。ここで、中継基板４のオス側コネクタ部４２及びねじ穴付きボス４３ａ〜４３ｃは、ケージ部材５に形成された開口部５ａ又は切欠き部５ｂによって露出する。

【0029】

そして、ねじ部品１１ａ〜１１ｃを、ねじ穴付きボス４３ａ〜４３ｃの先端に形成されたねじ穴（めねじ部）に締め込むことによって、中継基板４は、オス側コネクタ部４２が回路基板６のメス側コネクタ部６１に接続された状態で、ケージ部材５の内側で回路基板６に固定されている。

【0030】

これにより、コネクタ接続される中継基板４と回路基板６が固定されるので、撮像装置に振動が加わった場合であっても、中継基板４と回路基板６とが異なる振幅で振動することがなく、両基板のコネクタ接続部における接触不良の発生を抑制できる。また、固定前の中継基板４は、右側板（仮置き部）３３に仮置きできるので、中継基板４のケージ部材５の内側での固定を容易に行える。さらに、組立の最終段階（又は途中）で中継基板４と回路基板６とを一体化するので、従来の組み付け手順を大きく変更することもない。

【0031】

なお、上記実施形態では、中継基板４がスタッキング・コネクタのオス側コネクタ部を有し、回路基板６がスタッキング・コネクタのメス側コネクタ部を有しているが、中継基板４がメス側コネクタ部を有し、回路基板６がオス側コネクタ部を有してもよいことはもちろんである。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形及び変更が可能である。

【符号の説明】

【0032】

１…光学ブロック組立体、３…光学ブロック・サブアッシー、４…中継基板、４ａ，４ｂ…長孔、４ｃ…切欠き部、５…ケージ部材、５ａ…開口部、５ｂ…切欠き部、６…回路基板、６ａ〜６ｃ…貫通孔、１１ａ〜１１ｃ…ねじ部品、３１…光学ブロック本体、３３…右側板（仮置き部）、４２…オス側コネクタ部（第２コネクタ部）、４３ａ〜４３ｃ…ねじ穴付きボス（めねじ部）、６１…メス側コネクタ部（第１コネクタ部）３１１…マウントベース、３１２…レンズマウント、３１３…分光プリズム（分光部）、３１４ａ〜３１４ｃ…第１〜第３素子基板、３１５ａ〜３１５ｃ…撮像素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】