JP2018173431A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置において、フロントケースとリアケースとをレーザー溶着する構成とする際に、透過性樹脂側の厚みを厚く形成可能にする。【解決手段】撮像装置において、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、フロントケースと、前記フロントケースより光軸方向後方に配置され、前記フロントケースと共に前記レンズ鏡筒及び基板を収容するリアケースと、を備え、前記リアケースは、光軸方向後方に位置する面部と、前記面部から光軸方向前方に向かって延びる筒状部と、光軸に垂直な面において前記筒状部より外側に広がりを有し、前記フロントケースの光軸方向後方の端面と接する連結部と、を有し、前記リアケースの前記連結部は、レーザー光を透過する素材で形成されており、前記フロントケースの前記端面は、前記レーザー光により融解される素材で形成されており、前記連結部は、前記レーザー光により前記フロントケースの前記端面と溶着された構成とする。【選択図】図５

Description

本発明の一態様は、撮像装置等に関する。

レンズ鏡筒と、撮像素子が搭載された基板とがケースに収容された撮像装置では、フロントケースとリアケースとからなるケースを、ねじなどの連結具や接着剤を用いずに連結させるために、溶着により連結する方法を採用することがある。この点、特許文献１には、樹脂材のレーザー溶着方法について開示されている。

特開２０１１−５７０５号公報

撮像装置においてフロントケースとリアケースとを溶着する際に、上記特許文献１に記載された方法を採用することが考えられる。しかし、特許文献１に記載のような従来の溶着方法では、透過性樹脂側からレーザーを照射し、吸収性樹脂を融解させることで両樹脂を溶着するため、透過性樹脂側の厚みはレーザーが透過可能な厚みに限定されてしまう。そのため、このようなレーザー溶着方法を採用すると、透過性樹脂側の厚みが薄く、吸収性樹脂側の厚みが厚い構成とする必要があった。そうすると、吸収性樹脂で形成された部分を厚み方向に深い箱形状にする必要があり、樹脂成形時にヒケが生じて寸法ばらつきが生じるなど、寸法精度に課題を有していた。

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。

本発明の一の手段は、
撮像部を搭載する基板（４１）と、
レンズを保持するレンズ鏡筒（３）と、
フロントケース（１）と、
前記フロントケースより光軸方向後方に配置され、前記フロントケースと共に前記レンズ鏡筒及び基板を収容するリアケース（７）と、を備え、
前記リアケース（７）は、
光軸方向後方に位置する面部（７ａ）と、
前記面部から光軸方向前方に向かって延びる筒状部（７ｂ）と、
光軸に垂直な面において前記筒状部より外側に広がりを有し、前記フロントケースの光軸方向後方の端面と接する連結部（７ｃ）と、を有し、
前記リアケースの前記連結部は、レーザー光を透過する素材で形成されており、
前記フロントケースの前記端面は、前記レーザー光により融解される素材で形成されており、
前記連結部は、前記レーザー光により前記フロントケースの前記端面と溶着されている、
撮像装置である。

また、本発明の別の手段は、
撮像部を搭載する基板（４１）と、
レンズを保持するレンズ鏡筒（３）と、
フロントケース（１）と、
前記フロントケースより光軸方向後方に配置され、前記フロントケースと共に前記レンズ鏡筒及び基板を収容するリアケース（７）と、を備え、
前記フロントケース（１）は、
光軸方向前方に位置する面部と、
前記面部から光軸方向後方に向かって延びる筒状部と、
光軸に垂直な面において前記筒状部より外側に広がりを有し、前記リアケースの光軸方向前方の端面と接する連結部と、を有し、
前記フロントケースの前記連結部は、レーザー光を透過する素材で形成されており、
前記リアケースの前記端面は、前記レーザー光により融解される素材で形成されており、
前記連結部は、前記レーザー光により前記リアケースの前記端面と溶着されている、
撮像装置である。

上記構成の撮像装置では、リアケース（またはフロントケース）の連結部にレーザー光が照射されることで、フロントケース（またはリアケース）とレーザー溶着されるため、レーザー光を透過する必要がない筒状部は光軸方向に任意の長さで形成することができる。そのため、リアケース（またはフロントケース）の光軸方向の長さ（厚み）を長く（厚く）形成することが可能となるため、フロントケース（またはリアケース）の光軸方向の長さを比較的短く形成しても、広い収容スペースを確保することができる。この場合、フロントケース（またはリアケース）の成形時に寸法ばらつきなどが生じることを抑制することができる。

上記いずれかの撮像装置において、好ましくは、
前記連結部の光軸方向の厚みは、前記レーザー光が透過可能な厚みである。

上記構成の撮像装置によれば、リアケース（またはフロントケース）の連結部と、フロントケース（またはリアケース）の端面とを確実にレーザー溶着することができる。

上記いずれかの撮像装置において、好ましくは、
前記端面と前記連結部とは、前記光軸に対して全周で溶着される。

上記構成の撮像装置によれば、フロントケースとリアケースとを確実にレーザー溶着することができ、外部から水などの液体が浸入することを抑制しやすい構成とすることなどが可能となる。

図１は、実施形態の撮像装置をフロント側から見た外観斜視図である。 図２は、実施形態の撮像装置をリア側から見た外観斜視図である。 図３は、実施形態の撮像装置をフロント側から見た分解斜視図である。 図４は、実施形態の撮像装置をリア側から見た分解斜視図である。 図５は、実施形態の撮像装置の断面図である。 図６は、実施形態のリアケースの斜視図である。 図７は、実施形態のリアケースをフロント側から見た平面部である。 図８は、実施形態のリアケースをリア側から見た平面部である。 図９は、実施形態のリアケースを上側から見た平面部である。 図１０は、実施形態のリアケースを側面から見た平面部である。

本発明の撮像装置は、フロントケースとリアケースとをレーザー溶着する構成であって、フロントケースの端面と溶着されるリアケースの連結部が、光軸に対して外側に広がりを有する形状となっている点を特徴のひとつとしている。

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

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。撮像素子に対して被写体が位置する方向を「フロント側」または「光軸方向前方」と称し、被写体に対して撮像素子が位置する方向を「リア側」または「光軸方向後方」と称する。また、説明の便宜上、図中に記載したＸＹＺの方向を適宜使用して説明することがある。Ｚ方向は光軸方向である。Ｘ方向及びＹ方向はいずれも光軸に垂直な方向であって、Ｘ方向＋側を上側と称し、Ｘ方向−側を下側と称する。Ｙ方向を側面と称する。

＜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及び図２は、本実施形態の撮像装置の外観斜視図であり、図１はフロント側から見た図、図２はリア側から見た図である。図３及び図４は、本実施形態の撮像装置の分解斜視図であり、図３はフロント側から見た図、図４はリア側から見た図である。図５は、本実施形態の撮像装置の断面図である。

図１〜図５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、防水シール２、レンズ鏡筒３、第１基板４１、第２基板４２、シールドプレート６、リアケース７、コネクタ８、並びに連結具５１及び５２を含んで構成される。

＜フロントケース１＞
フロントケース１は、リアケース７と共に撮像装置の筐体（ケース）を形成する部材であって、レーザー光を吸収することで融解する樹脂により形成される。なお、レーザー光を吸収することで融解する樹脂を、吸収性樹脂と称する。

フロントケース１は、光軸方向前方に光軸を中心とする開口部を有する前面部と、前面部から光軸方向後方に延びる筒状部を有する。前面部と筒状部とは、なだらかに連結されている。フロントケース１の光軸方向後方は、リアケース７と連結可能に開放されている。フロントケース１の光軸方向後方の端面（図５のＢの位置の面）は、リアケース７の連結部７ｃの光軸方向前方の端面に接し、レーザー光により溶着されている。フロントケース１とリアケース７とが溶着により連結されることで、レンズ鏡筒３、第１基板４１、及び第２基板４２などを収容する空間が形成される。

図１に示されるように、フロントケース１の光軸方向前方の開口部には、レンズ鏡筒３により保持されたレンズ３ａが位置する。

＜リアケース７＞
リアケース７は、上記のように、フロントケース１と溶着により連結されることで、レンズ鏡筒３、第１基板４１、及び第２基板４２などを収容する空間を形成する。

図６〜図１０は、リアケース７を示しており、図６はリアケース７の斜視図、図７はリアケース７をフロント側から見た平面部、図８はリアケース７をリア側から見た平面部、図９はリアケース７を上側から見た平面部、図１０はリアケース７を側面から見た平面部である。

図５〜図１０に示されるように、リアケース７は、面部７ａ、筒状部７ｂ、及び連結部７ｃを有する。面部７ａは、リアケース７において光軸方向後方に位置する面状の部分である。筒状部７ｂは、面部７ａの外縁部から光軸方向前方に向かって延びる筒状の部分である。つまり、筒状部７ｂは、面部７ａから光軸方向前方に壁状に延びている。連結部７ｃは、筒状部７ｂに対して、光軸に垂直な面において外側に広がりを有する形状を有する。つまり、連結部７ｃは、光軸に垂直な断面において、筒状部７ｂよりも広い面積を有する。連結部７ｃの光軸方向前方の端面は、フロントケース１の端面と接し、レーザー光により溶着される（図５のＢの位置）。

リアケース７は、レーザー光を透過する樹脂により形成される。なお、レーザー光を透過する樹脂を、透過性樹脂と称する。連結部７ｃの光軸方向の長さ（厚み）は、レーザー光を透過可能な長さ（厚み）に形成されている。

リアケース７は、光軸方向後方に開口部を有する。リアケース７の開口部には、コネクタ８の突出部が挿入される。リアケース７は、連結具５２によりコネクタ８と連結される。

＜防水シール２＞
防水シール２は、ゴムなどの弾性部材により形成された円環状の部材であって、フロントケース１とレンズ鏡筒３との間に配置されることで、フロントケース１とレンズ鏡筒３とを隙間無く連結させるよう作用する。防水シール２は、フロントケース１の開口部の外縁の位置に沿った円環状となっている。

＜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。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板状で円環状の部材であり、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。

＜第１基板４１及び第２基板４２＞
第１基板４１及び第２基板４２は、撮像素子４３を含む電子部品が搭載されたリジッド基板である。本実施形態では、第１基板４１に撮像素子４３及び電子部品が搭載され、第２基板４２には電子部品が搭載される。第１基板４１と第２基板４２とは、フレキシブル基板に搭載された導線によって、電気的に接続される。撮像素子４３により取得された電気信号は、第１基板４１及び第２基板４２に搭載された電子部品により所定の電気処理または信号処理が施された後、撮像装置の外部に画像データとして出力される。第１基板４１及び第２基板４２は、連結具５１によって、撮像装置内で位置固定される。第１基板４１及び第２基板４２は、シールドプレート６によって周囲を覆われている。

撮像素子４３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。また、撮像装置においては、撮像素子４３以外の撮像機能を要する撮像部を採用してもよい。撮像素子は、本発明の「撮像部」の一例である。

＜シールドプレート６＞
シールドプレート６は、導電性を有する板状の部材により形成され、組み立てられた状態で、第１基板４１及び第２基板４２を覆うように配置される。シールドプレート６は、光軸に垂直な面を有する平面部と、平面部の外縁から光軸方向前方に延びる側面部とを含んで構成される。シールドプレート６の側面部は、光軸に対して垂直な平面で見たときに、第１基板４１及び第２基板４２の、光軸の中心から外側の位置の外周を覆うように位置する。シールドプレート６の平面部は、第１基板４１及び第２基板４２の光軸方向後方の少なくとも一部を覆うように位置する。

＜コネクタ８＞
コネクタ８は、リアケース７の光軸方向後方に配置され、連結具５２によってリアケース７と連結される。コネクタ８は、撮像装置と外部機器とを電気的に接続させつつ、撮像装置を取り付け対象の機器に対して取り付けるための取付具として利用される。コネクタ８は、第２基板４２から光軸方向後方に突出した端子４２ａと連結される。

＜フロントケース１とリアケース７とのレーザー溶着＞
次に、フロントケース１とリアケース７とのレーザー溶着について説明する。既に説明したように、リアケース７の連結部７ｃは、筒状部７ｂに対して、光軸に垂直な面において外側に広がりを有している。そのため、図８にも示されるように、連結部７ｃの光軸方向後方の面は、光軸方向後方から視認可能となっている。

フロントケース１とリアケース７とをレーザー溶着する際は、フロントケース１の端面とリアケース７の連結部７ｃとを接触させた状態で、光軸方向後方から連結部７ｃに向かってレーザー光を照射する。つまり、図５の矢印Ｌの方向からレーザー光が照射される。連結部７ｃに照射されたレーザー光は、透過性樹脂で形成されたリアケース７を透過し、吸収性樹脂で形成されたフロントケース１に達する。フロントケース１の端面は、レーザー光によって融解し、その後レーザー光の照射を停止することで凝固する。これによって、フロントケース１が、リアケース７の連結部７ｃと溶着される。フロントケース１とリアケース７とのレーザー溶着は、全周にわたって行われる。つまり、フロントケース１の端面と、リアケース７の連結部７ｃとは、光軸に対して全周でレーザー溶着される。

本実施形態の撮像装置では、リアケース７の連結部７ｃが、光軸に垂直な面において筒状部７ｂより広がりを有していることで、筒状部７ｂにはレーザー光を照射せずに、連結部７ｃにレーザー光を照射可能である。フロントケース１とリアケース７とを溶着する際、リアケース７の連結部７ｃにレーザー光が照射されることでレーザー溶着されるため、レーザー光を透過する必要がない筒状部７ｂは光軸方向に任意の長さで形成することができる。そのため、リアケース７の光軸方向の長さ（厚み）を長く（厚く）形成することが可能となり、フロントケース１の光軸方向の長さを比較的短く形成しても、広い収容スペースを確保することができる。この場合、フロントケース１の成形時に寸法ばらつきなどが生じることを抑制することができる。

また、本実施形態の撮像装置では、連結部７ｃの光軸方向の厚みを、レーザー光を透過可能な厚みとしているため、リアケース７の連結部７ｃと、前記フロントケース１の端面とを確実にレーザー溶着することができる。

また、本実施形態の撮像装置では、フロントケース１の端面と、リアケース７の連結部７ｃとが、光軸に対して全周で溶着されている。そのため、フロントケース１とリアケース７とを確実にレーザー溶着することができ、外部から水などの液体が浸入することを抑制しやすい構成とすることなどが可能となる。

＜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。

例えば、上記実施形態の撮像装置では、リアケース７の光軸に垂直な断面が矩形状であったが、リアケース７の光軸に垂直な断面は、円状、楕円状、または多角形状などの任意の形状とすることができる。

また、実施形態のリアケース７の連結部７ｃは、筒状部７ｂから光軸に対して外側に段差を有していたが、段差に代えて傾斜部を有する構成としても良い。

また、実施形態のフロントケース１の光軸方向後方の端面は、光軸に垂直な面として説明したが、この端面は光軸に垂直な面に対して傾斜を有していても良い。

また、実施形態のリアケース７は、全体が透過性樹脂で形成されていたが、少なくとも連結部７ｃが透過性樹脂で形成されていれば良く、筒状部７ｂ及び面部７ａは必ずしも透過性樹脂で形成されていなくても良い。ただし、リアケース７の全体を透過性樹脂で形成すると、部位によって別部材を採用する構成と比較して、容易に形成することができるため好ましい。

また、実施形態では、フロントケース１を吸収性樹脂で形成し、リアケース７を透過性樹脂で形成していたが、フロントケース１を透過性樹脂で形成し、リアケース７を吸収性樹脂で形成しても良い。この場合、フロントケース１が、実施形態におけるリアケース７のような構成となり、リアケース７がフロントケース１のような構成となる。

また、実施形態では、第１基板４１と第２基板４２とを有する構成について説明したが、撮像素子を搭載する基板は１つまたは３つ以上であっても良い。

なお、本明細書では、フロントケース１とリアケース７とを溶着する方法としてレーザー溶着を例示して説明したが、レーザー溶着以外にも、レーザー溶着と同様にフロントケース１とリアケース７とを溶着可能な方法を採用しても良い。つまり、レーザー溶着同様に、素材による透過性が課題となり得る溶着方法であれば、本発明の構成を採用可能である。

本発明は、車載用、またはその他の用途の撮像装置などとして好適に利用される。

１…フロントケース
２…防水シール
３…レンズ鏡筒
３ａ…レンズ
４１…第１基板
４２…第２基板
４２ａ…端子
４３…撮像素子
５１、５２…連結具
６…シールドプレート
７…リアケース
７ａ…面部
７ｂ…筒状部
７ｃ…連結部
８…コネクタ

Claims (4)

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、
   フロントケースと、
   前記フロントケースより光軸方向後方に配置され、前記フロントケースと共に前記レンズ鏡筒及び基板を収容するリアケースと、を備え、
   前記リアケースは、
   光軸方向後方に位置する面部と、
   前記面部から光軸方向前方に向かって延びる筒状部と、
   光軸に垂直な面において前記筒状部より外側に広がりを有し、前記フロントケースの光軸方向後方の端面と接する連結部と、を有し、
   前記リアケースの前記連結部は、レーザー光を透過する素材で形成されており、
   前記フロントケースの前記端面は、前記レーザー光により融解される素材で形成されており、
   前記連結部は、前記レーザー光により前記フロントケースの前記端面と溶着されている、
   撮像装置。
2. 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、
   フロントケースと、
   前記フロントケースより光軸方向後方に配置され、前記フロントケースと共に前記レンズ鏡筒及び基板を収容するリアケースと、を備え、
   前記フロントケースは、
   光軸方向前方に位置する面部と、
   前記面部から光軸方向後方に向かって延びる筒状部と、
   光軸に垂直な面において前記筒状部より外側に広がりを有し、前記リアケースの光軸方向前方の端面と接する連結部と、を有し、
   前記フロントケースの前記連結部は、レーザー光を透過する素材で形成されており、
   前記リアケースの前記端面は、前記レーザー光により融解される素材で形成されており、
   前記連結部は、前記レーザー光により前記リアケースの前記端面と溶着されている、
   撮像装置。
3. 前記連結部の光軸方向の厚みは、前記レーザー光が透過可能な厚みである、
   請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記端面と前記連結部とは、前記光軸に対して全周で溶着される、
   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。

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