JP2012010274A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】組み立て効率の向上が可能で、且つメンテナンスが容易に行なえる撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像レンズ５と、撮像レンズにより結像した被写体像を撮像する撮像素子６と、撮像素子を搭載する回路基板７と、撮像レンズを保持する第１の開口２１と、該第１の開口と対向して結像側に設けられた第２の開口２２とを有する第一の筺体２と、第２の開口に対応する開口３１を有し、回路基板７を保持する第二の筺体３と、第一の筺体２の第２の開口２２と第二の筺体３の開口３１との間に挟持される環状のスペーサ１０と、スペーサを挟持した状態で第一の筺体２と第二の筺体３とを固定する固定手段１１とを備え、スペーサ１０の肉厚若しくは積層枚数を変更することにより撮像レンズ５と撮像素子６との間の距離を調整可能とした。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズを保持する筺体内に撮像素子が収納された撮像装置に関する。

一般に、車載カメラや監視カメラ等の撮像装置は、レンズを保持した筺体内に撮像素子が収納された構造を有している。この筐体は、レンズや撮像素子等の各部材を組み込むためにフロントケースとリアケースとが別体で形成され、各部材を組み込んだ後にフロントケースとリアケースとを固定するようになっている。ここでフロントケースはレンズ側に位置する筐体であり、リアケースは結像側に位置する筐体である。

従来の撮像装置では、筐体の内部に組み込まれる部材はフロントケース又はリアケースのいずれか一方に固定されていた。例えば、レンズを保持したレンズブラケットと回路基板とを固定して一体化した後これをリアケースに固定し、最後にフロントケースをリアケースに固定していた。この場合、筐体内に収納される部材は全てリアケース側に固定されることとなる。

また別の構造として、特許文献１（特開２００９−１９４５４３号公報）には、フロントケースに、レンズを保持する開口を設けるとともに基板を取り付けるポストを設け、レンズと回路基板とをフロントケース側に固定するようにした撮像装置の構成が開示されている。

上記したような従来の撮像装置では、まずいずれか一方のケースにレンズや回路基板等の各部材を組み込み、このときレンズと撮像素子との距離の調整（ピント調整）や光軸調整を行ない、最後に他方のケースを固定するようになっている。例えば特許文献１では、フロントケースのポストと回路基板との間にスペーサを介装することによりピント調整している。

特開２００９−１９４５４３号公報

しかしながら、従来の撮像装置は一方のケースに部材が集中していたため、メンテナンスが困難であるという問題があった。例えば特許文献１のようにフロントケース側に収納部材が固定されている場合、レンズに不具合があったときは一旦回路基板を取り外さなければレンズに対する処置が行なえず、さらに全てを再度組み付けなければならず手間かかってしまう。
また、一般に撮像装置は、回路基板から延出するケーブルがリアケースから引き出されるが、特許文献１のようにフロントケース側に回路基板が取り付けられているとリアケースの取り付け時にケーブルの取り回しが困難となり、さらにケーブルに加わるストレスにより不具合や接触不良が発生するおそれがある。

また、特許文献１のようにフロントケースに設けられたポストと回路基板との間にスペーサを介装することによりピント調整する場合、少なくとも２本のポストにスペーサを挿入する必要があるため手間がかかり、且つ小型のスペーサとなるため取扱いが困難となる。
さらにまた、光軸調整する際に回路基板をクランプする必要があるが、クランプ時の荷重により回路基板が変形するおそれがあるため取扱いが困難であった。
そのため本発明においては、組み立て効率の向上が可能で、且つメンテナンスが容易に行なえる撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は、撮像レンズと、前記撮像レンズにより結像した被写体像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子を搭載する回路基板と、前記撮像レンズを保持する第１の開口と、該第１の開口と対向して結像側に設けられた第２の開口とを有する第一の筺体と、前記第２の開口に対応する開口を有し、前記回路基板を保持する第二の筺体と、前記第一の筺体の第２の開口と前記第二の筺体の開口との間に挟持される環状のスペーサと、前記スペーサを挟持した状態で第一の筺体と前記第二の筺体とを固定する固定手段とを備え、前記スペーサの肉厚若しくは積層枚数を変更することにより前記撮像レンズと前記撮像素子との間の距離を調整可能としたことを特徴とする。

本発明によれば、第一の筐体にレンズを固定し、第二の筐体に撮像素子を搭載した回路基板を固定する構成としたため、第一の筐体と第二の筐体とを取り外して筐体を開放することでレンズと撮像素子とがそれぞれ露出することとなり、メンテナンスが容易に行なえる。また、第二の筐体に回路基板を固定する構成としたため、回路基板と、該回路基板からリアケースを介して外部に引き出されるケーブルとを第二の筐体にまとめることができ、無理な配線や接続を回避しケーブルにかかるストレスによる不具合や接触不良を防げるとともに、第二の筐体内に無駄な空間が形成されないため撮像装置の小型化が図れる。さらに、第一の筐体と第二の筐体の間に介装した環状のスペーサによりピント調整を行なうようにしたため、スペーサの使用数を最小限にでき且つポストに介装するものより大型にできるため取扱いが容易となり、組み立て効率の向上が見込める。さらにまた、第一の筐体と第二の筐体の位置関係を調整することで光軸調整することができるため、回路基板を直接クランプする必要がなくなり、回路基板の変形のおそれがないため取扱いが容易となる。

また、前記スペーサの内周側若しくは外周側に配置され、前記スペーサとともに前記第一の筺体と前記第二の筺体との間に挟持される弾性部材をさらに備え、前記弾性部材は前記第一の筺体と前記第二の筺体との間で変形密着して隙間を密封することが好ましい。
このように、弾性部材により第一の筐体と第二の筐体の間の隙間を密封することにより、防水・防滴効果のある撮像装置とすることができ、特に屋外に設置される車載カメラや監視カメラにも好適に用いることが可能となる。

さらに、前記固定手段は、前記第一の筺体と前記第二の筺体との相対位置を前記撮像レンズの光軸に対して垂直方向に微調整可能とし、微調整した状態を保持して固定する構成としてもよい。
このように第一の筺体と第二の筺体との相対位置を調整することにより簡単に光軸調整を行なうことが可能となる。このとき、従来のように回路基板をクランプして光軸調整する場合に比べて本構成では筐体をクランプするため取扱いが容易であり、また第一の筐体と第二の筐体を組み立て後に光軸調整することができるため、光軸を再修正する場合にも適している。

さらにまた、前記固定手段が、ネジによる締結、接着若しくは溶着であることが好ましく、これにより光軸調整を容易に行なうことができ、且つ光軸調整後に第一の筐体と第二の筐体とを確実に固定することができる。

本発明によれば、レンズと撮像素子を搭載した回路基板とをそれぞれ別の筐体に固定する構成としたため、メンテナンスを容易に行なうことが可能となる。また、第二の筐体に回路基板を固定する構成としたため、無理な配線や接続を回避しケーブルにかかるストレスによる不具合や接触不良を防げる。さらに、第一の筐体と第二の筐体の間に介装した環状のスペーサによりピント調整を行なうようにしたため、組み立て効率の向上が見込める。さらにまた、第一の筐体と第二の筐体の相対位置を調整することで光軸調整することができるため、回路基板を直接クランプする必要がなくなり、回路基板の変形のおそれがないため取扱いが容易となる。

本発明の実施形態に係る撮像装置を示す側断面図である。 本発明の実施形態に係る撮像装置を示す外観側面図である。 フロントケースの内部構造を示す斜視図である。 リアケースの内部構造を示す斜視図である。 （Ａ）は環状スペーサの斜視図で、（Ｂ）は側面図である。 フロントケースとリアケースの固定部位を示す拡大断面図である。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実例に記載されている構成部品の形状等は、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

まず最初に、図１を参照して本発明の実施形態に係る撮像装置の全体構成を説明する。ここで、図１は本発明の実施形態に係る撮像装置を示す側断面図である。
本発明の実施形態に係る撮像装置１は、主に、撮像レンズ５と、該撮像レンズ５により結像した被写体像を撮像する撮像素子６と、該撮像素子６を搭載した回路基板７と、フロントケース２と、リアケース３と、環状のスペーサ１０と、フロントケース２とリアケース３とを固定する固定手段１１とから構成される。なお、フロントケース２は本発明における第一の筐体であり、リアケース３は本発明における第二の筐体である。

フロントケース２は、撮像レンズ５を保持する第１の開口２１と、該第１の開口２１と対向して結像側に設けられた第２の開口２２とを有する。撮像レンズ５は、第１の開口２１に一枚だけ保持されていてもよいし、光軸方向に複数枚保持されていてもよいし、また光軸方向に複数枚の撮像レンズ５を保持したレンズホルダが第１の開口２１に取り付けられていてもよい。いずれの場合においても、撮像レンズ５はフロントケース２側に固定され、第１の開口２１から入射した光を撮像素子６上に結像するように配置されている。

リアケース３は、フロントケース２の第２の開口２２に対応する開口３１を有している。また、リアケース３は、回路基板７を取り付ける複数のポスト３２を有している。ポスト３２にはその軸方向にネジ穴３３が形成されており、基板固定用ネジ１８によって回路基板６がポスト３２に固定されるようになっている。ただし、ポスト３２と回路基板７との固定方法はネジ締結に限定されるものではない。
回路基板７の撮像レンズ側の面には撮像素子６が搭載されている。一方、回路基板７の撮像素子６搭載面とは反対側の面からはケーブル８が延出しており、このケーブル８はリアケース３を介して外部に引き出されている。
フロントケース２及びリアケース３は例えば樹脂で形成されている。

このように本実施形態によれば、フロントケース２に撮像レンズ５を固定し、リアケース３に撮像素子６を搭載した回路基板７を固定する構成としたため、フロントケース２とリアケース３とを取り外してケースを開放することで撮像レンズ５と撮像素子６とがそれぞれ露出することとなり、メンテナンスが容易に行なえる。また、リアケース３に回路基板７を固定する構成としたため、回路基板７とケーブル８とをリアケース３にまとめることができ、無理な配線や接続を回避しケーブル８にかかるストレスによる不具合や接触不良を防げる。

また、フロントケース２とリアケース３とは、第２の開口２２と開口３１とを対向させた状態で固定手段１１によって固定される。固定手段１１は、フロントケース２とリアケース３との相対位置を撮像レンズ５の光軸に対して垂直方向に微調整することにより光軸調整可能な構成を有する。この光軸調整の方法については後述する。固定手段１１としては、ネジによる締結、接着若しくは溶着が好適に用いられる。これにより光軸調整を容易に行なうことができ、且つ光軸調整後にフロントケース２とリアケース３とを確実に固定することができる。

本実施形態では一例として、固定手段１１に締結ネジを用いた場合を説明する。この場合、フロントケース２にネジ穴２３を形成するとともに、このネジ穴２３に対応してリアケース３にネジ貫通穴３５を形成する。そして、フロントケース２とリアケース３とを突き合わせた状態で、ネジ貫通穴３５を貫通した締結ネジ１１をネジ穴２３に螺合することによりフロントケース２とリアケース３とが固定されるようになっている。

図２は本発明の実施形態に係る撮像装置１を示す外観側面図である。同図に示すように、リアケース３の外周でネジ貫通穴３５が開口する部位に段差を設けて、締結ネジ１１の頭部１１ａがリアケース３から突出しないように構成することが好ましい。

図１に戻り、フロントケース２とリアケース３の間には環状のスペーサ１０が介装される。このスペーサ１０は、樹脂であってもよいし金属であってもよいが、締結ネジ１１による圧力によって変形しない程度の剛性を有することが好ましい。これは、スペーサ１０によって調整した撮像レンズ５と撮像素子６との距離がフロントケース２とリアケース３の固定時に変化しないようにするためである。

図３はフロントケースの内部構造を示す斜視図である。同図に示すように、フロントケース２の内周側にその全周に亘って段差部２４を設けて、この段差部２４に環状のスペーサ１０を嵌め込むことが好ましい。
図４はリアケースの内部構造を示す斜視図である。リアケース３においても上記したフロントケース２と同様に段差部３６を設けて、この段差部３６に環状のスペーサ１０を嵌め込むことが好ましい。これにより、スペーサ１０を設置後にその位置がずれることを防止できる。なお、段差部２４と段差部３６の高さは、これらの段差部２４、３６の和が、スペーサ１０の肉厚より小さくなるようにする。

図５（Ａ）は環状スペーサの斜視図で、（Ｂ）は側面図である。同図に示すように、スペーサ１０Ａ、１０Ｂを複数枚積層することにより肉厚を調整可能とすることが好ましい。これは、スペーサ１０の積層枚数により撮像レンズ５と撮像素子６との間の距離の調整（ピント調整）ができるようになっている。
なお、ピント調整の方法は、上記した他に、肉厚の異なる複数種類のスペーサ１０を用意しておき、適切な肉厚のスペーサ１０を選択してピント調整を行なってもよいし、異なる複数種類のスペーサ１０を複数枚組み合わせて積層することによりピント調整を行なってもよい。

このように、フロントケース２とリアケース３の間に介装した環状のスペーサ１０によりピント調整を行なうようにしたため、スペーサ１０の使用数を最小限にでき且つポストに介装するものよりスペーサ１０を大型にできるため取扱いが容易となり、組み立て効率の向上が見込める。

また、スペーサ１０は、その外周及び内周に段差部１０１Ａ、１０２Ａ、１０１Ｂ、１０２Ｂを設けておき、積層されたスペーサ１０のうち隣接するスペーサ１０Ａ、１０Ｂの内周側段差部１０２Ａと、外周側段差部１０１Ｂとが嵌合するように構成することが好ましい。これにより、積層されたスペーサ１０Ａ、１０Ｂが互いにずれることなく確実に固定できる。

図１に戻り、本実施形態の撮像装置１は、弾性部材１２を装着することで防水・防滴構造とすることもできる。弾性部材１２は環状に形成され、スペーサ１０の内周側若しくは外周側に配置されてスペーサ１０とともにフロントケース２とリアケース３との間に挟持される。弾性部材１２の断面形状は円形であっても方形であってもよい。
なお、図１では一例としてスペーサ１０の外周側に弾性部材１２が配置された場合を示している。さらに弾性部材１２は、フロントケース２とリアケース３との間で変形密着してケース間の隙間を密封するようになっている。

このように、弾性部材１２によりフロントケース２とリアケース３の間の隙間を密封することにより、防水・防滴効果のある撮像装置１とすることができ、特に屋外に設置される車載カメラや監視カメラにも好適に用いることが可能となる。

次に、図６を参照して光軸調整について説明する。図６はフロントケース２とリアケース３の固定部位を示す拡大断面図である。ここでは一例として固定手段に締結ネジ１１を用いた場合を示している。この場合、フロントケース２のネジ穴２３の径Ｄ１は締結ネジ１１の径と一致するように形成し、リアケース３のネジ貫通穴３５の径Ｄ２は締結ネジの径よりも大に形成する。すなわち、Ｄ１＜Ｄ２とする。このとき、当然リアケース３のネジ貫通穴３５の径Ｄ２は、締結ネジ１１の頭部１１ａよりも小さい。また、リアケース３のネジ貫通穴３５には雌ネジを設けなくてもよい。

光軸調整する際は、フロントケース２とリアケース３との間にスペーサ１０を介装してそれぞれのケースをクランプし、リアケース３のネジ貫通穴３５を挿通した締結ネジ１１をフロントケース２のネジ穴２３に螺合する。このとき、リアケース３が撮像レンズ５の光軸Ｐに対して水平方向に動く程度の押圧力となるように螺合量を調整しておく。そして、リアケース３を光軸Ｐに対して水平方向に微調整して、撮像レンズ５の光軸Ｐが適切な位置となるように位置決めする。光軸調整が終了したらさらに締結ネジ１１を螺合して締結ネジ１１の頭部１１ａの押圧力によりフロントケース２とリアケース３とがずれないように固定する。

上記したように、フロントケース２とリアケース３との相対位置を調整することにより簡単に光軸調整を行なうことが可能となる。このとき、従来のように回路基板７をクランプして光軸調整する場合に比べて本構成ではケースをクランプするため取扱いが容易であり、またフロントケース２とリアケース３を組み立て後に光軸調整することができるため、光軸を再修正する場合にも適している。

１ 撮像装置
２ フロントケース
３ リアケース
５ 撮像レンズ
６ 撮像素子
７ 回路基板
１０ スペーサ
１１ 固定手段（締結ネジ）
１２ 弾性部材
１８ 基板固定用ネジ
２１ 第１の開口
２２ 第２の開口
２４ 段差部
３１ 開口
３２ ポスト
３６ 段差部

Claims (4)

1. 撮像レンズと、
   前記撮像レンズにより結像した被写体像を撮像する撮像素子と、
   前記撮像素子を搭載する回路基板と、
   前記撮像レンズを保持する第１の開口と、該第１の開口と対向して結像側に設けられた第２の開口とを有する第一の筺体と、
   前記第２の開口に対応する開口を有し、前記回路基板を保持する第二の筺体と、
   前記第一の筺体の第２の開口と前記第二の筺体の開口との間に挟持される環状のスペーサと、
   前記スペーサを挟持した状態で第一の筺体と前記第二の筺体とを固定する固定手段とを備え、
   前記スペーサの肉厚若しくは積層枚数を変更することにより前記撮像レンズと前記撮像素子との間の距離を調整可能としたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記スペーサの内周側若しくは外周側に配置され、前記スペーサとともに前記第一の筺体と前記第二の筺体との間に挟持される弾性部材をさらに備え、
   前記弾性部材は前記第一の筺体と前記第二の筺体との間で変形密着して隙間を密封するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記固定手段は、前記第一の筺体と前記第二の筺体との相対位置を前記撮像レンズの光軸に対して垂直方向に微調整可能とし、微調整した状態を保持して固定する構成としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記固定手段が、ネジによる締結、接着若しくは溶着であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置。

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