特許 6747991 撮像装置

(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】6747991

(24)【登録日】2020年8月11日

(45)【発行日】2020年8月26日

(54)【発明の名称】撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/225 20060101AFI20200817BHJP

   G03B 17/02 20060101ALI20200817BHJP

   G03B 17/55 20060101ALI20200817BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/225 400

   H04N5/225 700

   G03B17/02

   G03B17/55

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-5481(P2017-5481)

(22)【出願日】2017年1月17日

(65)【公開番号】特開2018-117197(P2018-117197A)

(43)【公開日】2018年7月26日

【審査請求日】2019年12月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137947

【弁理士】

【氏名又は名称】石井 貴文

(72)【発明者】

【氏名】中村 優太

(72)【発明者】

【氏名】久保 浩一

【審査官】 中嶋 樹理

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２７０２６４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

Ｇ０３Ｂ １７／０２

Ｇ０３Ｂ １７／５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像部を搭載する基板と、
レンズを保持するレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒を保持するレンズフランジと、
前記基板、及び前記レンズフランジを保持するプレートと、を備え、
前記プレートは、前記基板または前記レンズフランジの一方を、光軸方向に付勢しながら固定し、前記基板または前記レンズフランジの他方に対して光軸に垂直な方向に移動可能に保持する第１保持部を有し、
前記基板または前記レンズフランジの他方は、前記プレートに対して固定されており、
前記プレートはさらに、前記基板と電気的に接続された補助基板を保持する、
撮像装置。

【請求項2】

前記プレートが金属であって、前記基板を覆うよう配置される、
請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記第１保持部は、前記プレートの板バネ部である、
請求項１または請求項２に記載の撮像装置。

【請求項4】

電子部品をさらに備え、
前記プレートは、前記電子部品に接する熱伝導部をさらに有する、
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。

【請求項5】

撮像部を搭載する基板と、
レンズを保持するレンズ鏡筒と、
前記レンズ鏡筒を保持するレンズフランジと、
前記基板、及び前記レンズフランジを保持するプレートと、
電子部品と、を備え、
前記プレートは、前記基板または前記レンズフランジの一方を、光軸方向に付勢しながら固定し、前記基板または前記レンズフランジの他方に対して光軸に垂直な方向に移動可能に保持する第１保持部を有し、
前記基板または前記レンズフランジの他方は、前記プレートに対して固定されており、
前記プレートは、前記電子部品に接する熱伝導部をさらに有する、
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】

レンズ鏡筒と、撮像素子を搭載した基板を有する撮像装置では、撮像素子に対してレンズ鏡筒の位置を調整し、光軸及びピントを調整する必要がある。従来の撮像装置では、所定の治具を用いて基板を保持しながら、レンズ鏡筒の光軸位置を調整するなどしていた。このような従来構成の撮像装置は、例えば特許文献１などに開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１−２５９１０１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、近年、自動車などに用いられる撮像装置では、さらに高精度に光軸及びピントを調整し、位置ずれが生じないような構成が要求されている。しかしながら、上記従来の撮像装置では、高精度に光軸を調整することが容易ではなかった。また、光軸調整に治具が必要であり、光軸調整が煩雑であった。

【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、
撮像部を搭載する基板（５ａ）と、
レンズを保持するレンズ鏡筒（３）と、
前記レンズ鏡筒を保持するレンズフランジ（４）と、
前記基板、及び前記レンズフランジを保持するプレート（６）と、を備え、
前記プレートは、前記基板または前記レンズフランジの一方を、光軸方向に付勢しながら固定し、前記基板または前記レンズフランジの他方に対して光軸に垂直な方向に移動可能に保持する第１保持部（例えば、基板後方付勢部６ｆ、６ｊ）を有し、
前記基板または前記レンズフランジの他方は、前記プレートに対して固定されており、
前記プレートはさらに、前記基板と電気的に接続された補助基板を保持する、
撮像装置である。

【0007】

上記構成の撮像装置では、基板またはレンズフランジの一方（例えば基板）を光軸に垂直な方向に移動させて光軸調整を行う際に、基板またはレンズフランジの一方（例えば基板）の位置を安定させ、ずれてしまうことを抑制することができる。これにより、従来よりも容易かつ高精度に、光軸調整を行うことが可能となる。また、複数の基板を有する構成において、複数の基板をプレートが保持する構成とするため、比較的組立容易な構成にすることができる。

【0008】

上記撮像装置において、好ましくは、
前記プレートが金属であり、前記基板を覆うよう配置される。

【0009】

上記構成の撮像装置によれば、基板に搭載された電子部品等から発せられる電磁気が外部に漏れることを防止したり、電子部品または撮像素子に対して外部からノイズが混入することを防止したりすることができる。

【0010】

上記撮像装置において、好ましくは、
前記第１保持部は、前記プレートの板バネ部（例えば、基板後方付勢部６ｆ、６ｊ）、である。

【0011】

上記構成の撮像装置によれば、プレートの一部の板バネ部により基板またはレンズフランジの一方を付勢するため、部品点数を増加させることなく、基板またはレンズフランジの一方を安定的に保持する構成にすることができる。

【0012】

上記撮像装置において、好ましくは、
電子部品をさらに備え、
前記プレートは、前記電子部品に接する熱伝導部（６ｂ）をさらに有する。

【0013】

上記構成の撮像装置によれば、電子部品から発せられる熱がプレートを介して放熱可能な構成にすることができる。

【0014】

本発明の他の手段は、
撮像部を搭載する基板（５ａ）と、
レンズを保持するレンズ鏡筒（３）と、
前記レンズ鏡筒を保持するレンズフランジ（４）と、
前記基板、及び前記レンズフランジを保持するプレート（６）と、
電子部品と、を備え、
前記プレートは、前記基板または前記レンズフランジの一方を、光軸方向に付勢しながら固定し、前記基板または前記レンズフランジの他方に対して光軸に垂直な方向に移動可能に保持する第１保持部（例えば、基板後方付勢部６ｆ、６ｊ）を有し、
前記基板または前記レンズフランジの他方は、前記プレートに対して固定されており、
前記プレートは、前記電子部品に接する熱伝導部（６ｂ）をさらに有する、
撮像装置である。

【0015】

上記構成の撮像装置では、基板またはレンズフランジの一方（例えば基板）を光軸に垂直な方向に移動させて光軸調整を行う際に、基板またはレンズフランジの一方（例えば基板）の位置を安定させ、ずれてしまうことを抑制することができる。これにより、従来よりも容易かつ高精度に、光軸調整を行うことが可能となる。また、電子部品から発せられる熱を、プレートを介して放熱可能な構成にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】撮像装置の分解斜視図。

【図2】撮像装置の外観斜視図。

【図3】撮像素子を光軸方向前方から見た平面図。

【図4】撮像素子を側方から見た平面図。

【図5】撮像素子を光軸方向後方から見た平面図。

【図6】フロントケース、リアケース及びコネクタを取り外した撮像装置の斜視図。

【図7】フロントケース、リアケース及びコネクタを取り外した撮像装置を光軸方向前方から見た平面図。

【図8】フロントケース、リアケース及びコネクタを取り外した撮像装置を側方から見た平面図。

【図9】フロントケース、リアケース及びコネクタを取り外した撮像装置を光軸方向後方から見た平面図。

【図10】図３のＡ−Ａの位置における断面図。

【図11】図７のＢ−Ｂの位置における断面図。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の撮像装置は、撮像素子を覆うように金属製のプレートが配置され、このプレートが基板を光軸方向に付勢しながら固定しつつ、光軸に垂直な方向には移動可能に保持した構成が特徴の一つである。

【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

【0019】

＜１．実施形態＞
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分解斜視図である。図２〜図５はいずれも撮像装置の外観図であり、図２は外観斜視図、図３は光軸方向前方から見た平面図、図４は側方（光軸に対して垂直な方向）から見た平面図であり、図５は光軸方向後方から見た平面図である。図６〜図９は、フロントケース１、リアケース８及びコネクタ９を取り外した状態の撮像装置を示している。図６は斜視図、図７は光軸方向前方から見た平面図、図８は側方から見た平面図、図９は光軸方向後方から見た平面図である。図における「Ｃ」は、光軸を示している。

【0020】

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。レンズに対して被写体が位置する方向を、「光軸方向の前方」または「被写体側」と称することがある。レンズに対して撮像素子が位置する方向を、「光軸方向の後方」または「撮像素子側」と称することがある。

【0021】

主に図１に示されるように、本実施形態の撮像装置は、フロントケース１、防水ゴム２、レンズ鏡筒３、レンズフランジ４、基板５ａ、補助基板５ｂ、プレート６、防水ゴム７、リアケース８、及びコネクタ９を含んで構成される。防水ゴム２、レンズ鏡筒３、レンズフランジ４、基板５ａ、補助基板５ｂ、プレート６、及び防水ゴム７は、フロントケース１及びリアケース８からなるケースに覆われ保持される。

【0022】

＜フロントケース１、リアケース８＞
フロントケース１は、撮像装置のうち、光軸方向前方に配置されたケースである。リアケース８は、撮像装置のうち、光軸方向後方に配置されたケースである。フロントケース１とリアケース８とは、連結ネジ８ａ〜８ｄによって連結される。フロントケース１及びリアケース８は、それぞれ連結ネジ８ａ〜８ｄが挿入されるネジ孔を有する。リアケース８のネジ孔は貫通孔である。リアケース８とコネクタ９とは、連結ネジ９ａ及び９ｂにより連結される。

【0023】

＜レンズ鏡筒３＞
レンズ鏡筒３は、光軸方向に伸びる円筒状の部材である。レンズ鏡筒３は、レンズ３ａを含む１以上の光学部材を保持する。

【0024】

レンズ鏡筒３に保持される光学部材には、レンズ３ａの他に、レンズ、スペーサ、口径板、及び光学フィルタ（図示省略）などが含まれる。レンズ３ａを含むレンズは、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、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。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。

【0025】

レンズ鏡筒３は、径方向外側の外周位置である、図１０及び図１１のＤの位置に、ネジ山を有する。このネジ山は、レンズフランジ４の径方向内側の内周に形成されたネジ孔と嵌合する。レンズフランジ４に対してレンズ鏡筒３を回転させることで、レンズフランジ４に対するレンズ鏡筒３のねじ込み量が変化する。後述するように、レンズフランジ４に対して、撮像素子５ｃが搭載された基板５ａが光軸方向に固定されるため、レンズフランジ４に対するレンズ鏡筒３のねじ込み量を変化させることで、撮像素子５ｃに対するレンズ鏡筒３の光軸方向の位置が変化する。これによりピントを調整することができる。

【0026】

＜レンズフランジ４＞
レンズフランジ４は、上記のとおり、径方向内側の位置である、図１０及び図１１のＤの位置にネジ山を有する。レンズフランジ４は、このネジ山でレンズ鏡筒３とねじ嵌合して連結される。これにより、レンズフランジ４はレンズ鏡筒３を保持する。また、レンズフランジ４はプレート６により保持される。

【0027】

レンズフランジ４は、フロントケース１と対向する外側の位置にフック部４ａ〜４ｃを有する（図６、図８、図１０及び図１１参照）。フック部４ａ〜４ｃは、それぞれ外側に向かって突出し、プレート６に形成された孔部から突出する。フック部４ａ〜４ｃの光軸方向前方の面は、プレート６の孔部の光軸方向後方の端面と接している。これにより、レンズフランジ４は光軸方向前方への移動が規制される。

【0028】

レンズフランジ４の光軸方向後方の面は、図１０及び図１１のＥの位置で、基板５ａの光軸方向前方の面と接する。後述するように、基板５ａは光軸方向前方に向かう付勢力を受けており、この付勢力によりレンズフランジ４が光軸方向前方に付勢される。つまり、レンズフランジ４は、フック部４ａ〜４ｃ及び基板５ａにより光軸方向前方に付勢されながら光軸方向の位置が固定される。

【0029】

＜基板５ａ＞
基板５ａは、リジッド基板であって、撮像素子５ｃを含む電子部品が搭載される。基板５ａの光軸方向前方の面は、図１０及び図１１のＥの位置で、レンズフランジ４の光軸方向後方の面と接する。基板５ａは、光軸方向後方の面で、プレート６の基板後方付勢部６ｆ、及び６ｊに接している。つまり、基板５ａは、基板後方付勢部６ｆ、及び６ｊにより光軸方向前方に弾性的に付勢される。

【0030】

撮像素子５ｃは、照射された光を電気信号に変換する光電変換素子であり、例えばＣ−ＭＯＳセンサやＣＣＤなどであるが、これらに限定されるものではない。

【0031】

光軸調整及びピント調整が完了した撮像装置では、レンズフランジ４と基板５ａとは、当接位置に接着剤などが塗布され位置固定される。

【0032】

＜補助基板５ｂ＞
補助基板５ｂは、リジッド基板であって、電子部品等が搭載される。補助基板５ｂは、基板５ａと、フレキシブル基板などで電気的に接続される。

【0033】

図１０に示された、補助基板５ｂに搭載された電子部品５ｆは、半導体装置などの、動作時に熱を発する、発熱性を有する部品である。電子部品５ｆの表面には、プレート６から突出した熱伝導部６ｂが接する。熱伝導部６ｂは、光軸に垂直な方向に延び、電子部品５ｆ及び補助基板５ｂの光軸方向前方への移動を規制する。熱伝導部６ｂは、電子部品５ｆの熱を伝導させることで、電子部品５ｆが高温になることを抑制することができる。

【0034】

補助基板５ｂの光軸方向前方の面には、補助基板前方支持部６ａ、６ｃ及び６ｉが接しており、補助基板５ｂの光軸方向前方への移動を規制する。

【0035】

補助基板５ｂの光軸方向後方の面には、補助基板後方付勢部６ｅ、及び６ｇが接している。補助基板５ｂは、補助基板後方付勢部６ｅ、及び６ｇにより光軸方向前方に弾性的に付勢される。

【0036】

補助基板５ｂの光軸方向後方には、円筒状の突出部を有している。この突出部は、コネクタ９の孔部に挿入される。

【0037】

＜プレート６＞
プレート６は、板状の金属で形成されており、基板５ａ及び補助基板５ｂを、光軸に対して外側から覆うよう配置される。プレート６は、基板５ａ及び補助基板５ｂから発せられる電磁気などが外部に漏れることを防止したり、外部からノイズが混入することを防止したりする機能を有する。そのため、プレート６はシールドプレートとも呼ばれる。

【0038】

プレート６は、各部が内側に向かって屈曲した屈曲板部を有しており、この屈曲板部が、基板後方付勢部６ｆ及び６ｊ、補助基板前方支持部６ａ、６ｃ及び６ｉ、補助基板後方付勢部６ｅ及び６ｇ、補助基板付勢部６ｈ、並びに熱伝導部６ｂとなる。基板後方付勢部６ｆ及び６ｊ、補助基板後方付勢部６ｅ及び６ｇ、並びに補助基板付勢部６ｈは、それぞれ板バネ形状になり付勢力を有している。

【0039】

基板後方付勢部６ｆ及び６ｊは、基板５ａの光軸方向後方に接し、光軸方向前方に向かって付勢する。補助基板後方付勢部６ｅ及び６ｇは、補助基板５ｂの光軸方向後方に接し、光軸方向前方に向かって付勢する。補助基板付勢部６ｈは、補助基板５ｂを内側に向かって付勢しながら支持する。基板後方付勢部６ｆ及び６ｊは、本発明の「第１保持部」の構成の一例である。

【0040】

＜防水ゴム２、７＞
防水ゴム２は、フロントケース１とレンズ鏡筒３との間に配置され、内部に水分が侵入することを防止する。防水ゴム７は、フロントケース１とリアケース８との間に配置され、内部に水分が侵入することを防止する。防水ゴム２及び７は、樹脂などに置き換えても良いし、備えない構成とすることもできる。

【0041】

＜コネクタ９＞
コネクタ９は、光軸方向前方の中心部に孔部を有しており、この孔部に補助基板５ｂの光軸方向後方の突出部が挿入される。コネクタ９は、リアケース８と連結される。コネクタ９は、撮像装置が搭載される機器に接続される。

【0042】

＜光軸調整及びピント調整＞
上記構成の撮像装置では、以下のように光軸調整及びピント調整が行われる。図１０及び図１１に示されるように、プレート６に対して、レンズフランジ４は、光軸方向及び光軸に垂直な方向に固定される。レンズフランジ４にはレンズ鏡筒３がねじ嵌合する。レンズフランジ４に対してレンズ鏡筒３を回転させると、レンズフランジ４に対してレンズ鏡筒３が光軸方向に移動する。つまり、レンズ鏡筒３は、プレート６に対して光軸方向に移動可能である。

【0043】

一方、プレート６は、基板５ａを、光軸方向には移動しないよう固定し、光軸に垂直な方向に移動可能に支持する。

【0044】

したがって、プレート６に対して、基板５ａは光軸に垂直な方向に移動可能であり、レンズ鏡筒３は光軸方向に移動可能である。よって、基板５ａを移動させることで光軸の位置を調整し、レンズ鏡筒３を回転させることでピントを調整することができる。光軸の位置及びピントの調整が完了したら、レンズフランジ４と基板５ａとの当接位置を接着する。また、必要に応じてその他の箇所を接着する。

【0045】

これにより、本実施形態の撮像装置では、従来構成よりも容易かつ高精度に、光軸調整及びピント調整を行うことが可能となる。

【0046】

また、本実施形態の撮像装置では、プレート６の一部を板バネ形状とし、基板５ａを光軸方向に付勢しながら支持する構成としているため、部品点数を増加させることなく、基板５ａを安定的に保持する構成とすることができる。

【0047】

＜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。

【0048】

実施形態では、プレート６に対して、レンズフランジ４が固定され、基板５ａが光軸に垂直な方向に移動可能であったが、プレート６に対して基板５ａが固定され、レンズフランジ４が光軸に垂直な方向に移動可能な構成としても良い。このような構成であっても、基板を光軸に垂直な方向に移動させて光軸調整することが可能となる。

【0049】

本発明の撮像装置は、特に高精度に光軸の調整を行う必要がある、自動車などに搭載される車載用の撮像装置として特に有用である。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明は、車載用の撮像装置などとして好適に利用される。

【符号の説明】

【0051】

１…フロントケース
２…防水ゴム
３…レンズ鏡筒
３ａ…レンズ
４…レンズフランジ
４ａ〜４ｃ…フック部
５ａ…基板
５ｂ…補助基板
５ｃ…撮像素子
５ｆ…電子部品
６…プレート
６ａ、６ｃ、６ｉ…補助基板前方支持部
６ｂ…熱伝導部
６ｅ、６ｇ…補助基板後方付勢部
６ｆ、６ｊ…基板後方付勢部
６ｈ…補助基板付勢部
７…防水ゴム
８…リアケース
８ａ〜８ｄ…連結ネジ
９…コネクタ
９ａ…連結ネジ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】