JPS61245771A - 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ｍ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れ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Ｗｉ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８図を用いて説明する。

第８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、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
によってレンズ鏡胴部２を通過する光軸の方向に移動し
得るようにされている。このレンズの移動によって、レ
ンズの焦点位置は変化する。固体撮像素子４は主基板５
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
１ＩｌｌＩＩ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、
すなわちレンズ鏡胴部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（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
な方向に必要な農だけ回転させることによってなされる
。しかしながら、直角度調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
！１２１１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９灼は、レンズの焦点位置調整
および固体ｍ＊素子の光軸に対する直角＊調整を容易に
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＆！
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ｌＩＩ素子上に結像し、これを電気信号に変換し
て取出すようになされたものであり、以下のことを特徴
とする。

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ｗ４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ｌされる。そして、筒状のホ
ルダの光軸方向の移動によって主レンズの焦点位置調整
が行なわれる。

レンズ鏡胴部の後端面は、光軸に対して所定の直角廓を
維持するように形成されている。

また、この発明によるビデオカメラは、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、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。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。

さらに、固体撮像素子は、ベース板の前面上に固着され
る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。

封止ガラスは、その側面部分と固体撮像素子とが所定の
位置関係となるようにベース板の前面上に固着される。

そして、レンズ鏡胴部の後端面には、封止ガラスの側面
部分と当接して咳封止ガラスを所定の位置に位置決めす
る位置決め当接部が設けられている。

［作用］ 固体撮像素子はレンズ鏡胴部の後端面に固定して取付け
られるので、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、主レンズの焦点位置調整が行なわれる
。

［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断面図である。第４図は、
第３図の後面図である。

示される実施例では、レンズ鏡胴部２は、その長さ方向
のほぼ中央部外周面上にフランジ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。このようなフランジ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の優方部がカメラ本体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、このフランジ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。

固体撮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ｌＮ１１ｆ１
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、ホルダコ１の外周面上にはガイド
ｌ！１２が形成される。そして、レンズ＃Ｉｔ胴部２は
、このガイド溝１２と対応した位置に保合ビン１３を有
している。この保合ビン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ｕｋ、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
形成されたガイド溝１２と係合するようにされている。

したがって、保合ビン１３をその軸心を中心として回転
させれば、それに応じて、筒状のボルダ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
の焦点像１１ＡＩ整を行なうことが可能となる。

また、レンズｌＩＩ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ボルダ１１を適正な位置に
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ｉｓ素子部１６に関わる構成について説明す
る。固体搬像素子部１６は、レンズ鏡胴部２を通過する
光軸に対し°（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。

￥Ｓ１図ないし＃１４図を参照して、レンズ鏡胴部２の
後端部分には取付フランジ部１７が形成されている。こ
の実施例では、取付フランジ部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。しか
し、必ずしもこのように面上全体にわたって設ける必要
はなく、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７ランジ部１７の後端面１
７ａは、レンズ鏡胴！！ｃ２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。また、特に第１図および第４
図から明らかなように、この後端面１７ａには、３本の
位置決めピン１７ｂが立設されている。

第５図は、第１図ないし第３図に示される固体撮像素子
ＰＪ５１６の正面図であり、第６図はその側断面図であ
る。固体撮像素子部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。このベース板２０
は、セラミック材料から作られている。そして、レンズ
鏡胴部２の後端面１７ａに対向する前面２０ｂと、この
前面２０ｂよりも後方に位置する貼付面２０ａとを有し
ている。前面２０ｂと貼付面２０ａとが、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１９を挿通させるべき取付穴２１
（図では２個）が形成される。

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
にリブ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２２
は、ベース板２０の貼付面２Ｏａ上の所定位置にたとえ
ば接着やろう付番プ等の方法によって固着される。素子
２２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１２４が封止されており、このリード
１ａ２４と先に記述した端子とがベース板２ｏの内側で
ワイヤボンディングされ、こうしてここを通りて外部へ
の信号の出し入れが行なわれる。

ペースｔＮ２０上には封止ガラス２３が取付けられ、素
子２２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２３を通過して素子２２に導かれる。封止ガ
ラス２３は、平行な前面２３ｃと後面２３ｄとを有して
いる。したがって、封止カラス２３の後面２３ｄとベー
ス板２０の貼付面２０ａに固着される素子２２とは平行
度を保つようになされている。

また、封止ガラス２３は、互いに直交する第１の側面部
２３ａと第２の側ＵＭＪ部２３１）とを有している。第
１の側面部２３ａは相対的にその長さが短く、第２の側
面部２３ｂは相対的にその長さが長くされている。この
両側面部２３ａ　、　２３ｂは、互いに直角となるよう
に精密仕上げされている。

そして、封止ガラス２３は、その側面部２３ａ。

２３ｂと素子２２とが所定の位Ｗ＠係となるようにベー
ス板２０の前＠２０１）上に固着される。つまり、封止
ガラス２３は、素子２２の寸法基準（たとえば光軸中心
）と封止ガラスの基準面２３ａ、２３ｂとをチェックし
ながら、たとえば光学的な相対位ＭｒｌｌＪ係を出して
組立てられる。

以上の構成を有する固体Ｗａ搬像子部１６は、レンズ鏡
胴部２の後端部に固着される。この固＠は、封止ガラス
２３の前面２３Ｃとレンズ鏡胴部２に形成されている取
付フランジ部１７の後端面’ｌ　７８とを面接触させた
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８１１１７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、さらに封止ガラス２３の後面
２３ｄと素子２２とは平行度を保つようにされているの
で、素子２２もまた光軸に対して直角に保たれることに
なる。素子２２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±Ｏ１１°以下に
する必要がある。たとえば、素子２２の幅を９ｍｔ＋と
したとき０．１６のずれは端部の焦点深度のずれで１５
μ脂となり、この値は、理想焦点に対する許容ずれを２
０μｍと考えたとき、許容値内に入る。この必要性をＷ
４ｔように、数句フランジ部１７の後端面１７ａやベー
ス板２０の貼付面２０　ａやＴｉ面２０ｂなどが加工さ
れる。

なお、固体撮像素子部１６を取付フランジ部１７の後端
面１７ａに固定する際には、第４図に示すように、封止
ガラス２３の第１の側面部２３ａと第２の側面部２３ｂ
どを、後端ｆｆ１１７上に立設された位置決めピン１７
ｂに押し付けた状態でなされる。位置決めピン１７ｂは
、以下の条件を満すように、その位置が選ばれている。

つまり、封止ガラス２３の側面部２３ａ、２３ｂと素子
２２とが所定の位置関係どなるようにされているので、
封止ガラス２３の側゛面部２３８．２３１）がｔｉ、置
決　゛めピン１７ｂに当接するような位置にあれば、レ
ンズの光軸と素子２２のｍａＩ中心（光軸）とが一致す
るようにされる。こうして、素子２２の正確な位置決め
は、封止ガラス２３を取付フランジ部１７の後端面１７
ａの所定の位置に位置決めすることによってなされる。

前述したように、ベース板２０はセラミック材料から作
られている。そのため、ベース板２０の貼付面２０ａと
前面２０ｂとの開の距離、すなわち深さについては、そ
の絶対値が変動することもある。そこで、この寸法の変
動に応じて封止ガラス２３の厚ざを適宜に選択し、封止
ガラス２３の前面２３Ｃと素子２２との間の距離を決定
するようにすることにより、固体撮像素子部１６におけ
る組立！１準寸沫のばらつきをなくＪことができる。

実際には、自動測定Ｈ２１によつ°Ｃ１この作業を行な
うことができる。さらに、封止ガラス２３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。

上述された実施例では、３本の位置決めピン１７ｂによ
って封止ガラス２３の位置決めを行なっていたが、他の
手段も考えられる。そのような例が、第７図に示されて
いる。この第７図に示す例では、取付フランジ部１７に
３個の当たり面１７Ｃが一体に設けられている。この例
からも理解されるように、封止ガラス２３の側面部分２
３ａ。

２３ｂと当接して該封止ガラス２３を所定の位置に位置
決めする位置決め当接部であるならば、どのような形態
のものであってもよい。

［発明の効果］ ＷＪ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
の焦点位置調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；ａｍに長時間を要しかつ熟Ｍ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の後端面に固
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。なお、このとき、封止ガラス２３をレ
ンズ鏡胴部２の後端面１７ａに形成されている位置決め
当接部に当接させるようにすれば、固体撮像素子１６の
光軸方向に対する位置を正確にとらえることができる。

次に、被写体距離に応じτ前レンズ９の距１ｉ１１１目
盛を合わせる。そして次に、被写体が最良のピントＣ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、係合ピン１３を調整ツることによって、ホルダ１
１を光軸方向に移動す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１ことき、
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１１１１ｍ作業が完了
プる。

以上のように、この発明によれば、固体ｆｆｉ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置調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因は、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３図の後面図である。第５図は、第１図ないし第４図
に示される固体撮像素子部の正面図であり、第６図はそ
の側断面図である。第７図は、レンズ鏡胴部のＷ１端面
に形成される位置決め当接部の他の例を示す袋面図であ
る。第８因は、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Ｉａｍ素子部、１７ａは後端面、
１７ｂは位置決めピン、２０はベース板、２０ａは貼付
面、２０ｂは前面、２２は素子、２３は封止ガラス、２
３ａは第１の側面部、２３ｂは第２の側面部、２３Ｇは
前面、２３ｄは後面を示す。 第１図 Ｊ

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
   るように配置される封止ガラス、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
   取付けられるベース板を備え、 前記固体撮像素子は、前記ベース板の前面上に固着され
   る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ものであり、 前記封止ガラスは、その側面部分と前記固体撮像素子と
   が所定の位置関係となるように前記ベース板の前面上に
   固着され、 前記レンズ鏡胴部の後端面には、前記封止ガラスの側面
   部分と当接して該封止ガラスを所定の位置に位置決めす
   る位置決め当接部が設けられていることを特徴とする、
   ビデオカメラ。
2. （２）前記位置決め当接部は、前記レンズ鏡胴部の後端
   面上に立設されたピンである、特許請求の範囲第１項に
   記載のビデオカメラ。