JPS61245770A - ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レンズ鏡胴部内に配置されるレンズを通し
て前方に”ある被写体の光学画歎を固体撮像素子上に結
像し、これを電気信号に変換して取出すようにされたビ
デオカメラに関する。

【従来の技術］ 従来、ビデオカメラの分野においては、レンズの焦点面
に得られた光学画像を電気信号に変換するものとして撮
像管が用いられていたが、近年この撮像管の代わりにシ
リコン基板上に形成さた固体撮像素子板を用いるものが
提案されている。固体撮像素子板を用いるビデオカメラ
においては、以下の調整が必要となる。すなわち、まず
第１に、全面にわたってシャープな映像信号を得るため
に固体撮像素子板をレンズの光軸に対して直角に保持す
ることが必要となる。そして、第２に、被写体距離との
関係を正確に捉えるためにレンズと固体撮像素子板との
間の距離を調整しレンズの距離目盛と被写体距離との関
係を許容範囲内に調整する、いわゆる焦点位置調整を行
なう必要がある。

このレンズの焦点位置調整および固体撮像素子の光軸に
対する直角度の調整が従来どのように行なわれていたか
を第６図を用いて説明する。

ｊｌＩ６図は、従来のビデオカメラを図式的に示す側面
断面閲である。図において、たとえばアルミニウムダイ
カストによって作られるカメラ本体１の前面には、レン
ズ鏡胴部２がねじ３を介して取付けられている。レンズ
鏡胴部２内に配置されたレンズは、図示が省略されてい
るねじによってレンズｌｌ胴部２を通過する光軸の方向
に通過し得るようにされている。このレンズの移動によ
って、レンズの焦点位習は変化する。固体搬像素子４は
主基板す上の所定の位置にたとえばはんだ付けによって
固定される。さらに、主基板５上には固体撮像素子上に
結像した光学画像を電気信号に変換するための信号処理
回路が、はんだ付けによって接続される。主基板５は、
通常、等間隔に配置された３本の調整ねじ６を介してカ
メラ本体１に取付けられる。調整ねじ６上には圧縮ばね
７が配置され、したがって、主基板５は常に後方方向、
すなわちレンズｌ胴部２内に配置されたレンズから遠ざ
かる方向に付勢されている。

［発明が解決しようとする問題点］ このような構成の従来のビデオカメラにおいては、レン
ズの焦点位置調整および固体撮像素子の光軸に対する直
角度の調整は、３本の調整ねじ６をそれぞれ適宜に必要
な方向に必要な量だけ回転させることによってなされる
。しかしながら、直角ａｗＡ整と焦点位置調整とを、３
本の調整ねじ６によって同時に行なうのは非常に困難な
ことである。すなわち、たとえば調整途中においてたと
え直角度調整が完了していたとしても、そのときに焦点
位置調整が完了していないならば、調整ねじ６をざらに
調節することになる。したがって、その場合には、一旦
適正に調整された直角度も調整ねじ６の回転によって再
び崩れてしまうことになる。このように、レンズの焦点
位置調整と固体撮像素子の光軸に対する直角度調整とを
調整ねじ６を用いて同時に行なうことは非常に困難なこ
とである。

この発明は、上述された欠点を解消するためになされた
ものであり、その主たる目的は、レンズの焦点位［調整
および固体撮像素子の光軸に対する直角度ｗＡ！ａｉを
容易に行なうことのできるビデオカメラを提供すること
である。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明によるビデオカメラは、レンズ鏡胴部内に配置
されるレンズを通して前方にある被写体の光学画像を固
体撮像素子上に結像し、これを電気信号に変換して取出
すようにされたものであり、以下のことを特徴とする。

すなわち、固体撮像素子上に光学画像を結像する主レン
ズは、筒状のホルダ内に取付けられる。この筒状のホル
ダは、レンズ鏡胴部を通過する光軸の方向に移動し得る
ようにレンズ鏡胴部の内周面上に配置される。主レンズ
の焦点位置調整は、上記ホルダの光軸方向の移動によっ
て行なわれる。

また、レンズｌ胴部の後端面は、光軸に対して所定の直
角度を緒持するように形成されている。

さらに、この発明に従ったビデオカメラは、封止ガラス
とベース板とを備える。封止ガラスは、平行な前面と後
面とを有しており、前面がレンズ鏡胴部の後端面に面接
触するように配置される。また、ベース板は、封止ガラ
スの後面に面接触する前面と、この前面よりも後方に位
置し封止ガラスの後面に対向する貼付面とを有し、かつ
レンズ鏡胴部の後端面に固定して取付けられる。固体撮
像素子は、封止ガラスの後面に対して所定の平行度を維
持した状態で、上記貼付面に固着される。

［作用］ 固体撮像素子をレンズ鏡胴部の後端面に固定して取付け
られるベース板上に固着することによって、固体撮像素
子の光軸に対する直角度調整が不要となる。また、筒状
のホルダを光軸方向に移動させることによって、主レン
ズの焦点位１２ｍ１１整が行なわれる。

［実施例］ 第１図は、この発明の一実施例の要部を示す分解斜視図
であり、第２図は、第１図において分解して示された各
部品を組立てた状態の斜視図である。第３図は、この発
明の一実施例の要部を示す側面断面図である。

示される実施例では、レンズＩａＩ１１部２は、その長
さ方向のほぼ中央部外周面上に７ランジ８を有している
。このフランジ８は、カメラ本体１を構成する壁の一部
を構成する。このような７ランジ８を、レンズ鏡胴部２
の中央部外周面上に形成することは、以下の理由により
有利である。すなわち、このように構成すれば、レンズ
鏡胴部２の後方部がカメラ本体１内に収納されることに
なり、その結果外観的にコンパクトな感じを与えるもの
となるからである。さらに、レンズ鏡胴部２の後方部の
外周面上にある空間にたとえば回路基板を設置したりす
ることによって、空間の有効利用を図ることができるの
でビデオカメラ全体を小形化することができる。しかし
ながら、このような利点を望まないならば、この７ラン
ジ８は必ずしも必要なものとは言えない。

レンズ鏡胴部２の前方部には、外周面上に距離目盛が表
示されている前レンズ９が取付けられている。前レンズ
９はレンズ鏡胴部２とねじによって噛合っており、した
がって前レンズ９の外周部を回転させることによって前
レンズ９は光軸方向に移動する。こうして、前レンズ９
は、被写体距離に応じてピント調整を行なう。

固体搬像素子上に光学画像を結像する主レンズ１０は、
たとえば円筒型である筒状のホルダ１１内に取付けられ
ている。筒状のホルダ１１は、レンズ鏡胴部２を通過す
る光軸の方向に移動し得るように、レンズ１ＩＩｊｉ部
２の内周面上に配置される。

ホルダ１１を光軸方向に移動させ得るような構成として
は、種々の態様が考えられるが、その−態様が第３図に
示される。すなわち、ホルダ１１の外周面上にはガイド
１１２が形成される。そして、レンズ鏡ｐＡ部２は、こ
のガイド溝１２と対応した位置に係合ビン１３を有して
いる。この係合ビン１３は、示されるように、その先端
部に、軸心に対して偏心した位！にある偏心突起部１４
を有している。偏心突起部１４は、ホルダ１１に形成さ
れたガイド？１１２と係合するようにされている。

したがって、係合ビン１３をその軸心を中心として回転
させれば、それに応じて、筒状のホルダ１１は光軸方向
に移動し、こうしてピント調整、すなわち主レンズ１０
の焦点位置調整を行なうことが可能となる。

また、レンズ鏡胴部２は、先端部がホルダ１１と接触し
得るようにされた固定ねじ１５を有している。この固定
ねじ１５をねじ込んでいけば、その先端部はホルダ１１
の外周面を強く押圧し、その状態ではホルダ１１の光軸
方向への移動が禁止される。したがって、係合ビン１３
を調節することによってホルダ１１を適正な佐賀に移動
させ、その位置で固定ねじ１５をねじ込むことによって
その適正な位置を固定することができる。

次に、固体撮像素子１６に関わる構成について説明する
。固体撮像素子１６は、レンズ鏡胴部２を通過する光軸
に対して所定の直角度を維持した状態で、レンズ鏡胴部
２の後端部に固着される。

より具体的に例示の方法によって説明する。

第１図ないし第３図を参照して、レンズ鏡胴部２の後端
部分には取付７ランジ部１７が形成されている。この実
施例では、取付７ランジ部１７は、レンズ鏡胴部２の後
端部分の面上全体にわたって設けられているが、必ずし
も面上全体にわたって設ける必要はない。たとえば、レ
ンズ鏡胴部２の後端部分の外周面上の２箇所、３箇所あ
るいは４箇所に取付フランジ部を設けるようにしてもよ
い。

取付フランジ部１７の後端面１７ａは、レンズ鏡胴部２
を通過する光軸に対して直角になるように機械加工され
ており、さらにそこには後述される固体撮像素子のベー
ス板を取付けるためのねじ穴１８が設けられている。

＃１４図は、第１図ないし第３図に示される固体撮像素
子１６の正面図であり、第５図はその側面断面図である
。固体撮像素子１６は、前述したレンズ鏡胴部２の取付
フランジ部１７の後端面１７ａにねじ１９を介して固着
されるべきベース板２０を含む。ベース板２０は、セラ
ミック材料から作られている。そして、図示するように
、レノ１１１１部２の後端面１７ａに対向する前面２０
ｂと、この前面２０ｂよりも後方に位置する貼付面２０
ａとを有している。貼付面２０ａと前面２０ｂとは、互
いに平行となるように精密仕上げされている。また、ベ
ース板２０の周辺部分にはねじ］９を挿通させるべき取
付穴２１および２２が形成される。取付穴２１はねじ１
９の寸法にほぼ近い円形状とされ、取付穴２２は長円形
状（長孔）とされる。この理由については後述する。な
お、図示されているベース板２０は平板状であるが、こ
れにとられれることはない。必要に応じて、周辺部等に
リプを設けた形状のものであってもよい。

固体撮像素子１６の主要な構成要素である素子２３は、
ベース板２０の貼付面２Ｏａ上の所定位置にたとえば接
着やろう付は等の方法によって固着される。ここでいう
所定位置とは、取付穴２１゜２２によって決定される光
軸中心すなわち画面中心と、素子２３の画面中心とが合
致するようになされることである。素子２３は、シリコ
ン基板上に構成された集積回路で光学画像を電気信号に
変換するためのものである。そして、その周辺部にワイ
ヤボンディング端子を有している。ベース板２０にはリ
ード！１２５が封止されており、このリード５ｉ１２５
と先に記述した端子とがベース板２０の内側でワイヤボ
ンディングされ、こうしてここを通って外部への信号の
出し入れが行なわれる。

ベース板２０上には封止ガラス２４が取付けられ、素子
２３を外部雰囲気と遮蔽している。なお、光像はこの封
止ガラス２４を通過して素子２３に導かれる。封止ガラ
ス２４は、平行な前面２４ａと後面２４ｂとを有してい
る。そして、ｍ１１２４ａは、レンズ鏡胴部２の後端面
１７ａに面接触するようにされ、後面２４ｂはベース板
２ｏの前面２０ｂと面接触するようにされている。した
がって、封止ガラス２４の後面２４ｂと素子２３との間
で、平行度が保たれるようになされている。

以上の構成を有する固体撮像素子１６は、レンズ鏡胴部
２の後端部に固着される。この固着は、封止ガラス２４
の前面２４ａと、レンズ鏡胴部２に形成されている取付
７ランジ部１７の後端ＷＪ１７ａとを相対させた状態で
、ねじ１９をねじ込むことによって実現される。先に説
明したように取付フランジ１１１７の後端面１７ａはレ
ンズ鏡胴部２を通過する光軸に対して直角になるように
機械加工され、ざらに封止ガラス２４の後面２４ｂと素
子２３との間で平行度を保つようにされているので、素
子２３もまた光軸に対して直角に保たれることになる。

素子２３の光軸に対する直角度は、そのピント合わせ精
度の必要度からその組立誤差を±０．１＠以下にする必
要がある。たとえば、素子２３の幅を９ｓ＋ａとしたと
き０．１°のずれは端部の焦点深度のずれで１５μｍと
なり、この値は、理想焦点に対する許容ずれを２０μｍ
と考えたとき、許容値内に入る。この必要性を満すよう
に、取付７ランジ部１７の後端面１７ａやベース板２０
の貼付面２０ａおよび前１ｉ２０ｂなどが加工される。

前述したように、ベース板２０に形成された２個の取付
穴２１１３よび２２は、その一方が円形状とされ他方が
長孔とされている。取付穴２２を長孔としたのは、製造
上の寸法誤差を吸収するためである。たとえば、この取
付穴２１．２２に対応して取付フランジ部１７の後端面
にも２個のねじ穴１８が形成されるが、この両ねじ穴間
の間隔に多少の狂いが生じても、長孔形状とされた取付
穴２２の存在によってその狂いは吸収される。なお、こ
の実施例では、ねじ１９がベース板２ｏを位置決めする
ための機能と、このベース板２０を取付７ランテ部１７
の後端面１７ａに固定するための機能とを兼ねている。

しかしながら、ベース板２０を位置決めするためのビン
と、ベース板２０を固定するためのねじとを別に設けた
ものであってもよい。

前述したように、ベース板２０はセラミック材料から作
られる。そのため、貼付面２０ａと前面２０ｂとの間の
距離すなわち深さの寸法が変動することも考えられる。

そこで、好ましい実施例では、その寸法の変動に応じて
封止ガラス１４の厚さを適宜に選択し、封止ガラス２４
の外面と素子２３との間の寸法を決定するようにするこ
とにより、固体撮像素子１６における組立基準寸法のば
らつきをなくすことができる。実際には、自動測定装置
によってこの作業を行なうことができる。

さらに、封止ガラス２４の厚みを変化させると空気との
屈折率の差による光路長の変化をきたすが、これを勘案
してそのガラス厚を修正することは言うまでもない。

［発明の効果］ 前述したように、この種のビデオカメラにおいては、従
来、固体撮像素子の光軸に対する直角度調整とレンズの
焦点位１ｌｌｌＩ整とを同一のねじを介して同時に行な
うものであったので、その調整に長時間を要しかつ熟練
度を要していた。ところが、この発明に従ったビデオカ
メラにおいては、まず、固体撮像素子１６をレンズ鏡胴
部２の後端部に固着するだけで、光軸に対して固体撮像
素子１６を直角に保つことができる。次に、被写体距離
に応じて前レンズ９の距離目盛を合わせる。そして次に
、被写体が最良のピントで映るように、主レンズ１０の
焦点位置を調整する。具体的には、係合ビン１３を調整
することによって、ホルダ１１を光軸方向に移動させる
ことによってなされる。そして最後に、主レンズ１０が
適正な位置に置かれたとき、固定ねじ１５をねじ込むこ
とによってホルダ１１の光軸方向への移動を禁止し、こ
うして調整作業が完了する。

以上のように、この発明によれば、固体撮像素子の光軸
に対する直角度調整をとりたてて行なう必要がなく、し
かも主レンズの焦点位ＩＩ！ＩＩ整のみを単独で行なう
ことができるので、その調整が非常に容易となり、その
調整にあたっては高い熟練度も不要となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の要部を示す分解斜視図
である。第２図は、第１図において分解して示された各
部品を組立てた状態の斜視図である。第３図は、この発
明の一実施例の要部を示す側断面図である。第４図は、
第１図ないし第３図に示される固体撮像素子の正面図で
あり、第５図はその側断面図である。第６図は、従来の
ビデオカメラを図式的に示す側断面図である。 図において、２はレンズ鏡胴部、１０は主レンズ、１１
はホルダ、１６は固体撮像素子、１７ａはレンズ鏡胴部
の後端面、２０はベース板、２０ａは貼付面、２０ｂは
前面、２４は封止ガラス、２４ａは前面、２４ｂは後面
を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）レンズ鏡胴部内に配置されるレンズを通して前方
   にある被写体の光学画像を固体撮像素子上に結像し、こ
   れを電気信号に変換して取出すようにされたビデオカメ
   ラにおいて、 固体撮像素子上に光学画像を結像する主レンズは、筒状
   のホルダ内に取付けられ、 前記筒状のホルダは、前記レンズ鏡胴部を通過する光軸
   の方向に移動し得るように前記レンズ鏡胴部の内周面上
   に配置され、この筒状のホルダの光軸方向の移動によっ
   て前記主レンズの焦点位置調整が行なわれるものであり
   、 前記レンズ鏡胴部の後端面は、光軸に対して所定の直角
   度を維持するように形成されており、平行な前面と後面
   とを有し、前面が前記レンズ鏡胴部の後端面に面接触す
   るように配置された封止ガラス、および 前記封止ガラスの後面に面接触する前面と、この前面よ
   りも後方に位置し前記封止ガラスの後面に対向する貼付
   面とを有し、かつ前記レンズ鏡胴部の後端面に固定して
   取付けられたベース板を備え、 前記固体撮像素子は、前記封止ガラスの後面に対して所
   定の平行度を維持した状態で前記貼付面に固着されるこ
   とを特徴とする、ビデオカメラ。
2. （２）前記ベース板の前面と前記固体撮像素子との間の
   距離に応じて、所望厚さの封止ガラスを選択することを
   特徴とする、特許請求の範囲第１項に記載のビデオカメ
   ラ。