JPS61245774A - 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搬像素子板を
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ｍ機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７図を用いて説明する。

第７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＆ｌ！
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＠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をさらに調
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。

それゆえに、この発明の目的は、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。

固体搬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、シン
１１１１部を通過する光軸の方向に移動し得るようにレ
ンズａｌＩＩＷ部の内周面上に配置される。そして、こ
の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。

また、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いる。

さらに、この発明によるビデオカメラは、セラミックパ
ッケージを備える。このセラミックパッケージは、取付
基準面を有し、その取付基準面をレンズ鏡胴部の後端面
に面接触させた状態で固定される。

固体ｗＡＩＩ素子は、上記セラミックパッケージの取付
基準面に対して平行度を維持した状態で、セラミックパ
ッケージ内に配置される。

［作用］ 固体撮像素子をレンズ鏡胴部の侵端部に固定して取付け
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。

示される実施例では、レンズ鏡ｍ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、このような構成にすれば、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ａｍ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ａ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、
たとえば円筒形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、レンズ鏡胴部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
溝１２が形成される。そして、レンズａｍ部２は、この
ガ。イド溝１２と対応した位置に係合ピン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置にある偏心突起部１４
を有している。偏心突起部１４は、ホルダ１１に形成さ
れたガイド溝１２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＆１ｌＩＩＩ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（押圧し、その状態ではホルダ１
１の光軸方向への移動が禁止される。したがって、係合
ピン１３を調節することに譜ってホルダ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、固体撮像素子に係わる構成について説明する。固
体撮像素子は、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の慢端
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ａｍ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、
変形例として、この取付７ランジ部をレンズ鏡胴部２の
後端部分の外周面上の２箇所、３箇所または４箇所に設
けるようにしてもよい。取付フランジ部１７の後端面１
７ａ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組立体を取付けるためのねじ穴１８
が設けられている。

第４図は、第１図ないし第３図に示される固体ｍｓ素子
の組立体の正面図であり、第５図および第６図はその側
断面図である。固体撮像素子の組立体は、前述したレン
ズ鏡胴部２の取付７ランジ部１７の後端面１７ａに固着
されるべきセラミックパッケージ２０を含む。セラミッ
クパッケージ２０は、セラミック焼成体から作られてい
る。また、第５図および第６図から明らかなように、こ
の実施例では、セラミックパッケージ２ｏは、底体２０
ａと柱体２０ｂの２個の構造部材から構成されている。

これら２個の構造部材２０ａ、２０ｂは、圧縮成形時に
は別々に成形され、その後接着によって組立てられて焼
成するようになされている。しかし、セラミックパッケ
ージ２０は、このように必ずしも複数の部材から構成す
る必要はなく、それらを一体に設けるようにしたもので
あってもよい。

セラミックパッケージ２０は、取付基準面２０Ｇと、貼
付面２０ｄとを有している。そして、取付基準面２０ｃ
が位置する壁には取付穴２１および２２が形成されてい
る。セラミックパッケージ２０は、この取付穴２１．２
２に挿通されるねじ１９を介してレンズａｌｌｉ１部２
の取付７ランジ部１７の後端面１７ａに固着される。し
たがって、取付基準面２００は、レンズ鏡胴部２の後端
面１７ａに面接触した状態となる。そのため、この取付
基準面２００は、特に平面度を保つように精密仕上げさ
れる。なお、この実施例では、貼付面２０ｄが取付基準
面２０ｃと同一面上となっているので、貼付面２０ｄも
取付基準面２００と同時に精密仕上げされる。

なお、セラミックパッケージ２０に形成される２個の取
付穴２１．２２のうち、一方の取付穴２１はねじ１９の
寸法にほぼ近い円形状とされ、他方の取付穴２２は長円
形状（長孔）とされている。

このように、一方の取付穴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
１７ａ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。

固体撮像素子２３は、セラミックパッケージ２Ｏの取付
基準面２０ｃに対して平行度を維持した状態で、セラミ
ックパッケージ２ｏの貼付面２゜ｄ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。固体
搬像素子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
。

セラミックパッケージ２０には、リード線２５が封止さ
れており、このリード線２５と先に記述した端子とがセ
ラミックパッケージ２ｏ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。

セラミックパッケージ２０上には封止ガラス２４が取付
けられ、固体搬像素子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を通過して固体搬像
素子２３に導かれる。

以上の構成を有する固体撮像素子の組立体は、レンス１
．Ｎ部２の後端部に固着される。この固着は、セラミッ
クパッケージ２０の取付基準面２０Ｃとレンズ鏡胴部２
の後端ｆｉｉ１７ａ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７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、さらにセラミックパッケージ２０の取付基準面２０
Ｃと固体撮像素子２３とが平行度を保つようにされてい
るので、固体撮像素子２３もまた光軸に対して直角に保
たれることになる。固体撮像素子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、固体
搬像素子２３の幅を９ａｍとしたとき０．１°のずれは
端部の焦点深度のずれで１５μ鋤となり、この値は、理
想焦点に対する許容ずれを２０μ−と考えたとき、許容
値内に入る。この必要性を満すように、取付フランジ部
１７の後端ｆｆ１１７ａやセラミックパッケージ２０の
取付基準面２０ｃや貼付面２０ｄなどが加工される。

［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Ｗｉ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ぬり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
においでは、まず、固体ｔａ撮像子をレンズ１１胴部２
の後端部に固着するだけで光軸に対して固体ｍ像素子を
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１ｏ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。そして最役に、主レンズ１０が適正な位置
に瞠かれたとき、固定ねじ１５をねじ込むことによりて
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ＩＩ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Ｉ！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組立体の
正面図であり、第５図および第６図はその側断面図であ
る。第７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ａｍ部、１０は主レンズ、１１
はホルダ、１７ａは後端面、２０はセラミックパッケー
ジ、２０ｃは取付基準面、２３は固体撮像素子を示す。

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、取付基準面を有し
   、その取付基準面を前記レンズ鏡胴部の後端面に面接触
   させた状態で固定されるセラミックパッケージを備え、 前記固体撮像素子は、前記セラミックパッケージの取付
   基準面に対して平行度を維持した状態で、前記セラミッ
   クパッケージ内に配置されることを特徴とする、ビデオ
   カメラ。
2. （２）前記セラミックパッケージ、前記取付基準面を設
   定した後に、構造部材を積層して焼成してなる、特許請
   求の範囲第１項に記載のビデオカメラ。