WO2010007745A1

WO2010007745A1 - 撮像装置

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Publication number: WO2010007745A1
Application number: PCT/JP2009/003197
Authority: WO
Inventors: 小西章雄; 平林晃一郎; 阪本圭司; 伊藤大介; 長崎栄司
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2008-07-18
Filing date: 2009-07-09
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2011-01-18
Also published as: US20110115975A1; JP5414541B2; US8441572B2; EP2312828A1; EP2312828A4; CN101939979B; EP2312828B1; CN101939979A; JPWO2010007745A1

Abstract

　正確な被写体像を撮像素子上に形成するために有用な、光学系の組み立て工程において適用可能な技術を提供する。　撮像装置は、撮像素子と、撮像素子が取り付けられた板状体と、板状体を保持する保持部材とを有している。板状体は、少なくとも１つの固定孔が開けられた第１部分と、撮像素子が取り付けられ、かつ、少なくとも１つの調整孔が開けられた第２部分とを備えている。少なくとも１つの固定孔、および、少なくとも１つの調整孔をそれぞれ貫通する複数の固定部材を用いて、板状体が保持部材に保持され、第１部分が保持部材に固定されているときにおいて、少なくとも１つの調整孔を貫通する固定部材により、第２部分と保持部材との位置関係が調整されている。

Description

撮像装置

　本発明は、撮像素子を有する撮像装置に関する。より具体的には、本発明は、撮像素子を含む撮像装置内の光学系を組み立てるための技術に関する。

　いわゆるデジタルカメラ内には、レンズや撮像素子（たとえばＣＣＤ）などの種々の光学素子が配置されている。正確な被写体像を撮像素子上に形成するために、各光学素子自体の性能を向上する改良のほか、各光学素子を支持する部材の形状や配置に関しても種々の改良が加えられている。

　たとえば特許文献１は、光学系の組み立て時に、撮像素子と撮像素子に隣接する光学素子との間にパッキンを設け、撮像素子上への埃の混入を防止している。パッキンの形状は種々検討されており、特許文献１では、その図５に示される構成や、当該構成を改良した図１等に示される構成が開示されている。

　また、光学系の組み立て後においては、光学系の光軸と撮像素子とが垂直であるかどうかが検査される。垂直でなければ、被写体像の結像状態がＣＣＤ上で不均一になり、被写体像がぼけるからである。検査の結果、垂直でなかった場合には、一旦分解し、再度組み立てて再検査を行う。しかしながらこれでは非常に効率が悪い。そこで、たとえば特許文献２では、ＣＣＤとＣＣＤ固定部材とを３つの調整ねじを用いて固定する際、各ねじのねじ込み量を調整することにより、ＣＣＤの取り付け角度を調整可能としている。

特開平４－３１４２７３号公報特開２００４－２８７３０４号公報

　特許文献１の図５に記載されたパッキンの構造は簡単ではあるが、特許文献１では組み立て工程での変形に伴う隙間の発生が指摘されている。また、特許文献１の図１等に記載されたパッキンの構造は複雑であり、高価である。

　また特許文献２に記載の、３つの調整ねじを用いてＣＣＤの取り付け角度を調整する技術は、各調整ねじのねじ込み量に応じて、どのようにＣＣＤの取り付け角度が変化するかが直感的にわかりにくく、試行錯誤が必要であり、精度よくＣＣＤの取り付け角度を調整することが困難であった。

　本発明の目的は、正確な被写体像を撮像素子上に形成するために有用な、光学系の組み立て工程において適用可能な技術を提供することである。具体的な本発明の第１の目的は、簡単な構成で、かつ、撮像素子などの光学部材の間への埃の進入を確実に防止するための部材を提供することにある。また本発明の第２の目的は、撮像素子の光軸に対する角度を、直交した２方向に対して独立して高精度で調整可能にするための構造を、単純な構成で提供することである。

　本発明による撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子が取り付けられた板状体と、前記板状体を保持する保持部材とを有し、前記板状体は、少なくとも１つの固定孔が開けられた第１部分と、前記撮像素子が取り付けられ、かつ、少なくとも１つの調整孔が開けられた第２部分とを備え、前記少なくとも１つの固定孔、および、前記少なくとも１つの調整孔をそれぞれ貫通する複数の固定部材を用いて、前記板状体が前記保持部材に保持され、前記第１部分が前記保持部材に固定されているときにおいて、前記少なくとも１つの調整孔を貫通する固定部材により、前記第２部分と前記保持部材との位置関係が調整されている。

　前記板状体および前記保持部材は、光軸が延びる方向と略平行な方向に積層されており、前記第２部分に取り付けられた前記撮像素子と前記光軸とが垂直になるよう、前記保持部材に対する前記第２部分の角度が調整されていてもよい。

　前記撮像装置は、前記第１部分及び前記第２部分を接続する少なくとも１つのブリッジ部をさらに備え、前記少なくとも１つのブリッジ部は弾性変形可能であり、前記第１部分が前記保持部材に固定されているときにおいて、前記少なくとも１つのブリッジ部の弾性変形により、前記第２部分と前記保持部材との位置関係が調整されていてもよい。

　前記少なくとも１つのブリッジ部は、前記少なくとも１つの固定孔と前記少なくとも１つの調整孔とを結ぶ直線と略平行な方向に延びていてもよい。

　前記少なくとも１つの固定孔は単一の固定孔であり、前記少なくとも１つの調整孔は第１調整孔および第２調整孔を含み、前記少なくとも１つのブリッジ部は、前記固定孔と前記第１調整孔とを結ぶ直線に略平行な第１ブリッジ部と、前記固定孔と前記第２調整孔とを結ぶ直線に略平行な第２ブリッジ部であって、前記第１ブリッジ部と略直交する方向に延びる第２ブリッジ部とを含んでもよい。

　前記板状体は、弾性変形可能であり、前記第１部分が前記保持部材に固定されているときにおいて、前記板状体の弾性変形により、前記第２部分と前記保持部材との位置関係が調整されていてもよい。

　前記複数の固定部材の各々はねじであり、前記第１調整孔は、前記ねじの径よりも長く、かつ、前記第１ブリッジ部と平行な方向の長径を持つ長孔であり、前記第２調整孔は、前記ねじの径よりも大きい径を持つ丸孔であってもよい。

　前記撮像装置は、前記板状体の第２部分と前記保持部材との間に少なくとも１つの弾性体をさらに備えており、前記固定部材であるねじにより、前記第２部分には前記保持部材に近づく方向に力が加えられ、前記少なくとも１つの弾性体により、前記第２部分には前記保持部材から離れる方向に力が加えられ、それにより調整後の前記第２部分と前記保持部材との位置関係が保持されてもよい。

　前記ねじによる力、および、前記少なくとも１つの弾性体による力が前記第２部分の略同じ位置に作用するよう、前記少なくとも１つの弾性体の作用点が設定されていてもよい。

　前記少なくとも１つのブリッジ部には、前記保持部材から離れる方向への反りが与えられており、前記固定部材であるねじにより、前記第２部分には前記保持部材に近づく方向に力が加えられ、前記少なくとも１つのブリッジ部に与えられた反りにより、前記第２部分には前記保持部材から離れる方向に力が加えられ、それにより調整後の前記第２部分と前記保持部材との位置関係が保持されてもよい。

　本発明によれば、板金のような板状体の第１部分の固定孔、および、第２部分の調整孔をそれぞれ貫通する複数の固定部材を用いて、板状体が保持部材に保持されるよう構成されている。第１部分と第２部分とが一体化されていないため、固定孔を利用して第１部分を固定し、かつ第２部分と保持部材との位置関係（たとえば第２部分の光軸に対する傾き）を調整することが可能である。特に、第１部分が保持部材に固定されているため、安定して第２部分の傾きを調整することが可能である。

　また、複数の光学部材間の空間を囲むように弾性部材が配置されており、少なくとも１つの光学部材が、光軸に対して傾斜した弾性部材の傾斜面において弾性部材と当接する。傾斜面の最上端の部分で光学部材と弾性部材と当接させないようにしたため、単純な構成で上述の空間を確実に封止でき、それにより塵の侵入を確実に防止できる。

本発明の実施形態によるデジタルカメラ１００の外観を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は上面図である。光軸３を含む平面による鏡筒１の断面図である。ＣＣＤユニット２の詳細な断面図である。ＣＣＤユニット２の組み立て図を示す。板金４２の拡大図である。ビス４１ｂおよび４１ｃの締め付け時における、締め付け部分の板金４２の断面図である。クッション４５の斜視図である。組み付け方向に沿って切断したクッション４５の断面図である。ＣＣＤ４４がクッション４５に組み付けられる直前の状態を示す図である。ＣＣＤ４４がクッション４５に組み付けられた直後の状態を示す図である。３つの金型１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃを用いて形成されているクッション４５を示す図である。他の構成例による板金１２０を示す図である。さらに他の構成例による板金１３０の一部断面図である。第１部分５０ａ、第２部分５０ｂ、および、ブリッジ部５０ｃが略水平な状態になるまでビス４１ｂを締め付けた状態での、板金１３０の断面形状を示す図である。図１４の状態からさらにビス４１ｂを締め付けた状態での、板金１３０の断面形状を示す図である。

　以下、添付の図面を参照して、本発明による撮像装置の実施形態を説明する。以下では、撮像装置はデジタルカメラであるとする。

　図１（ａ）～（ｃ）は、本実施形態によるデジタルカメラ１００の外観を示す。（ａ）は正面図、（ｂ）は背面図、（ｃ）は上面図である。

　デジタルカメラ１００は鏡筒１を有している。撮影対象の被写体からの光が鏡筒１に入射すると、デジタルカメラ１００内の光学系を経て、後述する撮像素子（本実施形態ではＣＣＤ）上に結像する。撮像素子は受けた光の強度に応じた大きさの電気信号を出力する。その後、電気信号はデジタル化されて映像データが生成される。図１（ｂ）に示す液晶ディスプレイ１０には、映像データに基づく画像が表示される。図１（ｃ）に示すシャッタボタン１２が押下されると、そのときの画像データがメモリカード（図示せず）に書き込まれる。

　後に詳細に説明するように、本実施形態によるデジタルカメラ１００では、ＣＣＤはデジタルカメラ１００の光学系の光軸と垂直になるよう調整されている。ＣＣＤ上における結像状態は均一であるため、像の片ぼけが生じることはない。

　また、ＣＣＤと隣接して配置される光学フィルタとの間には、弾性部材であるクッション（本実施形態ではゴム製のクッション）が配置されており、ＣＣＤと光学フィルタとの間の空間を封止している。クッションは製造が容易な構造であり、かつ、非常に簡単かつ確実に、ＣＣＤと光学フィルタとの間の空間を封止することができる。

　次に、デジタルカメラ１００内の光学系の構成を説明する。なお、本明細書においては、「光学系」はレンズ、プリズム、光学フィルタおよびＣＣＤを含んでいる。光学系を構成する素子や部品は、光学素子と呼ぶ。

　図２は、光軸３を含む平面による鏡筒１の断面図である。被写体からの光は、図２の上側から鏡筒１に入射し、鏡筒１内を進む。図２には、鏡筒１よりもデジタルカメラ１００の奥に配置されるＣＣＤユニット２もあわせて示している。

　図３は、ＣＣＤユニット２の詳細な断面図である。光軸３に垂直にＣＣＤ４４、クッション４５、および、光学フィルタ４６が配置されている。

　被写体からの光は、図中の光軸３に示す方向に沿って鏡筒１からＣＣＤユニット２に入射する。入射した被写体からの光は、まず光学フィルタ４６を通過する。光学フィルタ４６は、たとえば赤外線カットフィルタや紫外線カットフィルタである。その後、光学フィルタ４６およびＣＣＤ４４の間に存在する空間３０を通過してＣＣＤ４４に入射する。ＣＣＤ４４は入射した光に対応する電気信号を出力する。電気信号は、ＣＣＤ４４と接続されたフレキシブルプリント基板（後述）を介して出力される。

　クッション４５および光学フィルタ４６は、接着剤で貼り付けられている。またＣＣＤ４４およびクッション４５は、隙間なく接触している。後者についてより具体的に説明すると、ＣＣＤ４４がクッション４５に押圧されて、クッション４５が弾性変形する。これは、両者の接触位置では、ＣＣＤ４４から押し付けられる力とクッション４５の復元力とが釣り合う状態になっていることを意味している。さらに、ＣＣＤ４４は、光軸に対して傾斜したクッション４５の傾斜面中腹においてクッション４５に押圧されている。この状態では、ＣＣＤ４４とクッション４５との間に隙間は生じない。空間３０は、ＣＣＤ４４、クッション４５および光学フィルタ４６によって完全に封止されており、外部からの塵が空間３０内に進入することはない。

　図４は、ＣＣＤユニット２の組み立て図を示す。ＣＣＤユニット２は、板金４２と、フレキシブルプリント基板４３と、ＣＣＤ４４と、クッション４５と、光学フィルタ４６と、ばね４７ｂおよび４７ｃと、マスタフランジ４８とを含んでおり、これらがこの順に積層されて組み立てられる。板金４２からばね４７ｂおよび４７ｃまでの構成要素は、３本のビス４１ａ～４１ｃを用いてマスタフランジ４８に固定され保持される。マスタフランジ４８は、上述の多くの部品を保持する保持部材として機能する。

　以下、各構成要素を説明する。ただし図３においてＣＣＤ４４、クッション４５および光学フィルタ４６を説明したので、以下での再度の説明は省略する。

　板金４２は、フレキシブルプリント基板４３およびＣＣＤ４４が取り付けられる金属製の板状体である。板金４２の詳細は図５を参照しながら後述する。

　フレキシブルプリント基板４３は、ＣＣＤ４４と電気的に接続され、ＣＣＤ４４から出力された電気信号をデジタルカメラ１００内部に伝送するための配線および回路を有している。

　ばね４７ｂおよび４７ｃはたとえばコイルばねであり、ビス４１ｂおよび４１ｃが貫通する。ばね４７ｂおよび４７ｃは、ビス４１ｂおよび４１ｃが締め付ける方向（マスタフランジ４８に向かう方向）とは逆の方向に弾性力を作用させ、それにより、それらの間に挟まれた板金４２から光学フィルタ４６までの要素のがたつきを防止している。

　次に、図５を参照しながら、板金４２を詳細に説明する。

　図５は、板金４２の拡大図である。図４に示すビス４１ａ～４１ｃは、図５の紙面の表から裏に向かう方向に締め付けられる。

　本実施形態による板金４２は、大きく分けて４つの部分から構成されている。具体的には、板金４２は、第１部分５０ａと、第２部分５０ｂと、２つのブリッジ部５０ｃおよび５０ｄとから構成されている。

　第１部分５０ａには、固定用ビス孔４２ａが開けられている。固定用ビス孔４２ａは、ビス４１ａを貫通させる孔である。

　第２部分５０ｂには、調整用ビス孔４２ｂおよび４２ｃが開けられている。調整用ビス孔４２ｂおよび４２ｃは、それぞれビス４１ｂおよび４１ｃを貫通させる孔である。また、第２部分５０ｂには、ＣＣＤ４４およびフレキシブルプリント基板４３を取り付けるための段差部分５１が含まれている。

　ブリッジ部５０ｃおよび５０ｄは、第１部分５０ａと第２部分５０ｂとを接続しており、その幅は比較的狭い。

　ＣＣＤ４４が取り付けられた板金４２は、ＣＣＤユニット２の組み立て後に、ＣＣＤ４４が光軸に垂直になるよう調整することが可能な構造を有している。そのために設けられた主要な構造のひとつが、ブリッジ部５０ｃおよび５０ｄである。以下、その構造および調整方法を詳細に説明する。

　なお、以下では、ＣＣＤ４４と光軸とを垂直に調整する工程もあわせて説明する。当該工程は、ＣＣＤユニット２の組み立て途中に実施されてもよく、また、組立工程が完了した後に実施されてもよい。

　ブリッジ部５０ｃは、固定用ビス孔４２ａおよび調整用ビス孔４２ｂを結ぶ直線と略平行な方向（図５のＸ軸方向）に延びるよう設けられている。また、ブリッジ部５０ｄは、固定用ビス孔４２ａおよび調整用ビス孔４２ｃを結ぶ直線と略平行な方向（図５のＹ軸方向）に延びるよう設けられている。

　ビス４１ａ、４１ｃには、フランジ部（ネジ頭部分）ｑ１の下に段付き部ｑ２が設けられている。固定用ビス孔４２ａは、丸孔で、その径はビス４１ａの段付き部ｑ２の径とほぼ一致するように設定されている。ビス孔４２ｃは、長孔で、その長辺Ｐはビス４１ｃの段付き部ｑ２の径よりも長く設定されており、その短辺Ｑはビス４２ａの径とほぼ一致するように、設定されている。

　ビス４１ａを固定用ビス孔４２ａに挿入し、ビス４１ｃをビス孔４２ｃに挿入し、締め込むことによって、丸孔と長孔との関係によって、板金４２は、ビス４１ａとビス４１ｃによって、マスタフランジ４８に精度よく位置決めされる。

　ビス４１ａは、固定用ビス孔４２ａに完全に締め付けされる。続いて、ビス４１ｂをビス孔４２ｂに締め付ける。ビス孔４２ｂの径Ｒはビス４１ｂの径よりも大きい。その理由は、マスタフランジ４８に設けられたビス孔（図示せず）の位置が製造上の誤差によって若干ずれることがある点に鑑み、マージンを与えるためである。すでにビス孔４２ａおよび４２ｃがビス４１ａおよび４１ｃで締め付けられているが、ビス孔４２ｂの径Ｒをビス４１ｂの径よりも大きくとることにより、確実にビス４１ｂをビス孔４２ｂに挿すことができる。なおビス孔４２ｂは「バカ孔」とも呼ばれる。

　ビス４１ａと異なり、ビス４１ｂおよび４１ｃは完全にはビス孔４２ｂおよび４２ｃには締め付けられない。それぞれの締め付け高さに応じて、マスタフランジ４８に対する第２部分５０ｂの角度を調整するためである。

　なお、上述したビス４１ａ、ビス４１ｂおよびビス４１ｃを締め付ける順序は一例であり、逆であってもよい。

　本実施形態においては、図５のＸ軸方向およびＹ軸方向は、矩形のＣＣＤ４４のそれぞれの辺と平行である。

　ブリッジ部５０ｄは、弾性変形し、変形の大きさは、ビス４１ｃをビス孔４２ｃに締め付ける高さに応じて定まる。ビス４１ｃを深く締め付ければ、ブリッジ部５０ｄは紙面の表から裏に向かう方向に大きく変形し、浅く締め付ければ、変形の程度は小さくなる。マスタフランジ４８に対する第２部分５０ｂの角度は、Ｙ軸に沿った方向に関して、ブリッジ部５０ｄが弾性変形することにより、ビス４１ｃの締め付け高さに比例して変化する。これにより、第２部分５０ｂに取り付けられたＣＣＤ４４のＹ軸方向の角度のみを、Ｘ軸方向の角度を変化させることなく、調整することができる。

　ブリッジ部５０ｃは、弾性変形し、変形の大きさは、ビス４１ｂをビス孔４２ｂに締め付ける高さに応じて定まる。ビス４１ｂを深く締め付ければ、ブリッジ部５０ｃは紙面の表から裏に向かう方向に大きく変形し、浅く締め付ければ、変形の程度は小さくなる。マスタフランジ４８に対する第２部分５０ｂの角度は、Ｘ軸に沿った方向に関して、ブリッジ部５０ｃが弾性変形することにより、ビス４１ｂの締め付け高さに比例して変化する。これにより、第２部分５０ｂに取り付けられたＣＣＤ４４のＸ軸方向の角度のみを、Ｙ軸方向の角度を変化させることなく、独立して調整することができる。

　上述のように、ブリッジ部５０ｃおよび５０ｄは、ビス４１ｂおよび４１ｃの締め付け高さに応じて弾性変形するよう設計されている。したがって、ブリッジ部５０ｃおよび５０ｄは、弾性変形を生じやすい構成であることが好ましい。たとえば、ブリッジ部５０ｃおよび５０ｄの幅をより細く、かつ、より長くすると、ブリッジ部５０ｃおよび５０ｄのばね係数（弾性係数）を小さくすることができる。またはブリッジ部５０ｃおよび５０ｄの材質によってもばね係数を調整することができる。

　なお、本実施形態においては、ビス４１ｂおよび４１ｃの締め付けの程度にかかわらず、第２部分５０ｂは弾性変形をしない。ＣＣＤ４４が取り付けられる第２部分５０ｂが変形すると、ビス４１ｂおよび４１ｃの締め付けによる高さ調整以外の要因によってＣＣＤ４４の角度と光軸との位置関係が変動するからである。

　上述のとおり、ビス４１ｂおよび４１ｃの締め付ける高さに応じて、図５の紙面表から裏に向かう方向については、マスタフランジ４８に対する第２部分５０ｂの角度を調整できる。

　ＣＣＤユニット２の調整において、ビス４１ｂおよび４１ｃのフランジ部に、板金４２ビス孔４２ｂ、４２ｃの周辺部分を確実に、当接させるために本実施形態においては、図４に示すばね４７ｂおよび４７ｃを設けている。

　図６は、ビス４１ｂおよび４１ｃの締め付け時における、締め付け部分の板金４２の断面図である。ばね４７ｂおよび４７ｃは、ビス４１ｂおよび４１ｃの締め付け方向とは反対の方向に弾性力を与える。これにより、図５の紙面裏から表に向かう方向に第２部分５０ｂの角度を変化させることができ、ビス４１ｂおよび４１ｃの高さ調整時に、ブリッジ部５０ｃおよび５０ｄが弾性域を超えて変化させた時でも、ばね４７ｂおよび４７ｃにより、確実に、ビス４１ｂおよび４１ｃのフランジ部を、板金４２ビス孔４２ｂ、４２ｃの周辺部分に当接させることが可能である。

　本実施形態においては、ばね４７ｂおよび４７ｃの軸は、ビス４１ｂおよび４１ｃの軸と一致させている。そして、ビス４１ｂおよび４１ｃが板金４２を締め付ける時の作用点Ｓ１と、ばね４７ｂおよび４７ｃが板金４２に弾性力を作用させる作用点Ｓ２とを近接させている。図５に示す方向から板金４２をみたとき、ビスの作用点とばねの作用点は、ビス孔４２ｂおよび４２ｃ近傍の略同じ位置である。ビスの作用点とばねの作用点が離れていると、第２部分５０ｂが変形しやすくなる。そこで、第２部分５０ｂへの無用な負荷を低減するため、ビスの作用点とばねの作用点とを略同じ位置にした。

　上述した本実施形態の構成によれば、マスタフランジ４８に対する第２部分５０ｂの角度を、Ｘ軸に沿った方向に関して調整したいか、または、Ｙ軸に沿った方向に関して調整したいかに応じて、ビス４１ｂおよび４１ｃのいずれかを締め付け、または緩めればよい。試行錯誤が不要になり、調整のための作業時間を大幅に短縮できる。

　マスタフランジ４８は、光軸と直交するように設計され、デジタルカメラ１００本体に取り付けられる。本願の機構によりＣＣＤ４４が取り付けられた第２部分５０ｂの角度をＸ軸、もしくは、Ｙ軸に沿った方向に対してそれぞれ独立してビスによって調整することが可能となるため、ＣＣＤ４４が光軸に対して垂直になるように精度よく調整することができる。

　また、ビス４１ａのみを完全に締め付けるだけで、Ｘ軸およびＹ軸の両方向について独立して、かつ安定的に傾き調整を行うことができるという利点も得ることができる。板金の構成も非常に簡単である。

　ビス４１ａは完全に締め付けられているため、振動、落下等の外力が作用した場合でも、第２部分５０ｂの傾きの変化が発生しにくい。特にビス４１ｂおよび４１ｃのフランジ部直下にバネを配置することにより、第２部分５０ｂの傾きをより安定して維持できる。また、ブリッジ部とバネとが互いに反対方向の力を加えながら位置を調整できるため、微妙な角度の調整が可能であり、位置の精度を高めることができる。

　ネジ４１ａ、４１ｃにおいて、そのフランジ部（ネジ頭部分）ｑ１の下に設けられた段付き部ｑ２の外径により、板金４２は平面方向（Ｘ－Ｙ面方向）の位置決めがされている。ネジ４１ｂ、４１ｃによってＣＣＤの傾き調整が行われた時でも、常にネジ４１ａ、４１ｃの段付き部ｑ２の外径により板金４２の平面方向（Ｘ－Ｙ面方向）の位置決めがなされている。

　ネジ４１ａ、４１ｂ、４１ｃは通常、金属もしくは硬度の高いセラミック等の物質で製作されている。そのため、ＣＣＤの傾き調整時や、振動、落下等の外力が作用した場合にも、板金４２に設けられたビス穴４２ｃの端面と、ネジ４１ｃの段付き部ｑ２がこすれても、樹脂と金属のこすれ時のように、削れやきしみ（スティックスリップ）が発生したりすることがなく、傾きの変化が発生しにくい。また、環境変化、経時変化による傾きの変化が少ないという利点もある。仮に、板金に穴を設け、マスタフランジに設けた突起によって板金の平面方向の位置決めを行う構成を採用すると、本発明の利点はより強調される。すなわち、マスタフランジは一般的に樹脂部品で構成されるため、樹脂部品の突起と板金の穴とが係合することになる。すると、傾き調整時に、樹脂の突起が削れたり、スムーズに樹脂の突起と板金の穴部の端面が摺動しなかったりするため、高精度の傾き調整が不可能である。よって、本願発明の構成による利点は非常に有用である。

　次に、ＣＣＤ４４、クッション４５および光学フィルタ４６の組み立て工程を説明する。

　図７は、クッション４５の斜視図である。図７から明らかなように、クッション４５は、一方の開口部の方が他方の開口部よりも大きくなるよう構成されている。

　図８は、組み付け方向に沿って切断したクッション４５の断面図である。クッション４５は、光軸３に対して傾斜した傾斜面８０を有している。この傾斜面８０が存在することにより、開口部８２の方が他方の開口部８３よりも大きく構成されている。クッション４５の開口部８３の周囲を形成する枠８１は、この例では光軸３に垂直である。

　次に、図９および図１０を参照しながら、ＣＣＤ４４がクッション４５に組み付けられる前後の、クッション４５の形状の変化を説明する。

　図９は、ＣＣＤ４４がクッション４５に組み付けられる直前の状態を示す。また図１０は、ＣＣＤ４４がクッション４５に組み付けられた直後の状態を示す。

　図９および図１０に示すように、ＣＣＤ４４は、クッション４５の傾斜面８０の中腹９１においてクッション４５と当接し、光軸３に沿った方向にクッション４５を押さえつける。これにより、クッション４５が撓む。このとき、両者の接触位置には、ＣＣＤ４４から押し付けられる力とクッション４５の復元力とが加えられている。接触位置においてはＣＣＤ４４とクッション４５との間には隙間が生じていない状態である。

　なお、傾斜面８０の中腹９１においてクッション４５と当接させるために、ＣＣＤ４４のクッション４５側の角部分には段差（切り欠き部）が設けられている。段差を設けることにより、ＣＣＤ４４を、傾斜面８０のより下方の中腹９１において当接させることができる。ただし、切り欠き部を設けることは必須ではない。

　一方、枠８１は隣接する光学フィルタ４６と位置９２において接着される。また、クッション４５の外縁は、マスタフランジ４８によって移動や変形が規制されている。これにより、空間３０は、ＣＣＤ４４、クッション４５および光学フィルタ４６によって完全に封止される。よって、外部からの塵が空間３０内に進入することはない。

　なお、本実施形態においては、クッション４５はゴム製であるとしたが、これは一例である。クッション４５は、たとえばシリコン、エラストマー、プラスチックなどの他の弾性材料を用いて作製されたものであってもよい。

　本実施形態においては、図９および１０に示すように、クッション４５の傾斜面８０の中腹９１においてＣＣＤ４４とクッション４５とを当接させるとした。当業者であれば、背景技術の欄において言及した特許文献１の図５のように、ＣＣＤとパッキン（クッション）とが本願図８の開口部８２に相当する最上部で当接されるよう構成することが一般的であると考えられる。特許文献１では、パッキン最上部の撓みによる変形を問題点として指摘しているが、さらに他の問題も存在する。

　図１１は、３つの金型１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃを用いて形成されているクッション４５を示す。３つの金型１１０ａ、１１０ｂおよび１１０ｃを利用することにより、各金型の接合部において、クッション４５にはバリが形成される。具体的には、金型１１０ａおよび１１０ｃの接合部で形成されるバリ１１１ａ、金型１１０ａおよび１１０ｂの接合部で形成されるバリ１１１ｂ、および、金型１１０ｂおよび１１０ｃの接合部で形成されるバリ１１１ｃである。

　バリ１１１ａは、傾斜面８０の最上部（図８に示す開口部８２の最上部）に形成されている。よって、ＣＣＤとクッション４５とが仮に傾斜面８０の最上部で当接されると、最上部の撓みが生じなかったとしてもバリ１１１ａによって隙間が生じ、空間３０を完全に封止することができない。

　なお、バリ１１１ａをいくらか除去することは可能であるが、そのための工程が必要となり、コストおよび時間が必要になる。バリおよび本体は同材料で連続して形成されているため、バリを完全に除去することは非常に困難である。バリを完全に除去しようとすると本体部分も除去してしまうという危険がある。また、金型の接合部が被密閉物と完全に接するように構成し、バリを発生させないようにするのは不可能に近い。

　また、ゴムなどの辺縁部は経年劣化により変形しやすいため、バリの有無にかかわらず、空間３０の封止を長期間維持できない。

　したがって、傾斜面８０の最上部で当接されることによる問題点は無視できない。特許文献１では、当該構成の問題点を指摘して他の構成への開発の契機とし、他の構成を開発している。

　一方、本実施形態によれば、そのようなバリ１１１ａが存在していたとしても除去する必要はなく、かつ確実に空間３０を封止できる。特に特許文献１の図１に記載されたパッキンと比較すると、クッション４５の構成は簡単であり、金型作製も容易である。よって安価に入手または製造することができる。

　本実施形態によれば、弾性部材（クッション４５）の傾斜面中腹において光学素子を当接させるため、バリや素子形状のバラツキの影響を受けることなく、高い密閉性を実現できる。また、光学素子であるＣＣＤおよび光学フィルタの間隔がばらついても、高密閉度を実現することが可能になる。さらに、傾斜面中腹を利用するため、ＣＣＤの傾きを調整しても高い密閉性を維持できる。さらに使用時に弾性部材の圧縮、変形が生じても、その影響を受けることもない。

　上述した構成の組み立て工程および調整工程により、本実施形態によるデジタルカメラ１００では、ＣＣＤ４４はデジタルカメラ１００の光学系の光軸と垂直になるよう調整され、また、ＣＣＤ４４と光学フィルタ４６との間の空間３０がクッション４５を用いて封止されている。

　上述の説明では、図５に示す形状の板金４２を挙げたが、これは一例であり、他の構成を採用することも可能である。

　図１２は、他の構成例による板金１２０を示す。図５に示す板金４２と同じ機能または構成を有する箇所には同じ参照符号を付している。

　板金１２０もまた、第１部分５０ａと、第２部分５０ｂと、２つのブリッジ部５０ｃおよび５０ｄとから構成されている。板金４２と異なり、板金１２０は、ブリッジ部５０ｃおよび５０ｄが一体的に形成されている。

　ただし、ブリッジ部５０ｃが、固定用ビス孔４２ａおよび調整用ビス孔４２ｂを結ぶ直線と平行な方向（図５のＸ軸方向）に延びるよう設けられている点、および、ブリッジ部５０ｄが、固定用ビス孔４２ａおよび調整用ビス孔４２ｃを結ぶ直線と平行な方向（図５のＹ軸方向）に延びるよう設けられている点は、板金４２と同じである。ブリッジ部５０ｃおよび５０ｄが弾性変形する方向は、板金４２と同じであるため、ビス４１ｂおよびビス４１ｃのいずれを締め付け、または緩めればよいかを直感的に判断できる。

　次に、図１３～１５を参照しながら、ばね４７ｂおよび４７ｃ（図４および６）が不要な構成を説明する。

　図１３は、本実施形態によるさらに他の構成例による板金１３０の一部断面図である。板金１３０にもブリッジ部が設けられており、図１３にはブリッジ部５０ｃのみが示されている。

　板金４２では、第１部分５０ａ、第２部分５０ｂ、および、ブリッジ部５０ｃおよび５０ｄが同一平面上に設けられていることを想定していた。

　一方、板金１３０では、ブリッジ部５０ｃおよび５０ｄの少なくとも一方には予め反りが与えられている。その結果、板金１３０では、第１部分５０ａ、第２部分５０ｂ、および、ブリッジ部５０ｃおよび５０ｄは同一平面上には存在しない。以下では、ブリッジ部５０ｃに反りが与えられている例を説明する。

　図１３では、ビス４１ｂをビス孔４２ｂに締め付けていない状態での、板金１３０の断面形状が示されている。

　ブリッジ部５０ｃの反りは、ビス４１ｂを締め付ける方向とは反対方向に与えられている。予め反りを与えておくことにより、ビス４１ｂを締め付けたとき、その反対方向にブリッジ部５０ｃ自体の弾性力が作用する。この弾性力はばね４７ｂの弾性力に相当する。これにより、ばね４７ｂを設ける必要がなくなる。

　図１４は、第１部分５０ａ、第２部分５０ｂ、および、ブリッジ部５０ｃが略水平な状態になるまでビス４１ｂを締め付けた状態での、板金１３０の断面形状が示されている。この状態においても、ビス４１ｂの締め付け方向と反対方向にブリッジ部５０ｃの弾性力が作用している。

　そして図１５は、図１４の状態からさらにビス４１ｂを締め付けた状態での、板金１３０の断面形状が示されている。図１４の状態における弾性力よりも大きいブリッジ部５０ｃの弾性力が、ビス４１ｂの締め付け方向と反対方向に作用している。

　ブリッジ部が弾性力を持つように板金４２を設計しているため、予めビス４１ｂを締め付ける方向とは反対方向に反りを与えておくことは容易であり、かつ、製造コストは実質的には増加しない。ばねが不要になるため、コストも抑えることが可能である。

　上述の図８では、クッション４５には、ＣＣＤ４４が配置される側の開口部に傾斜面８０を設けるとした。しかしこれは一例である。傾斜面８０を光学フィルタ４６側の開口部にのみ設けてもよい。このとき、ＣＣＤ４４側の枠は光軸３に直交するように形成される。または、ＣＣＤ４４側および光学フィルタ４６側のそれぞれに傾斜面を設けてもよい。なお、光学フィルタ４６に代えて、可視光に関して透明な透明板を設けてもよい。

　本発明は、撮像素子を有するデジタルカメラ等の光学系の組み立て工程および光軸と撮像素子との位置調整工程に適用可能であり、正確な被写体像を撮像素子上に形成する上で有用である。

　４２　板金
　４３　フレキシブルプリント基板
　４４　ＣＣＤ
　４５　クッション
　４６　光学フィルタ
　４７ｂ、４７ｃ　ばね
　４８　マスタフランジ
　５０ａ　板金４２の第１部分
　５０ｂ　板金４２の第２部分
　５０ｃ、５０ｄ　ブリッジ部
　８０　クッション４５の傾斜面
　８１　クッション４５の枠
　８２　クッション４５の広い開口部
　８３　クッション４５の狭い開口部
　９１　傾斜面８０の中腹

Claims

　撮像素子と、
　前記撮像素子が取り付けられた板状体と、
　前記板状体を保持する保持部材と
　を有する撮像装置であって、
　前記板状体は、
　　少なくとも１つの固定孔が開けられた第１部分と、
　　前記撮像素子が取り付けられ、かつ、少なくとも１つの調整孔が開けられた第２部分と
　を備え、前記少なくとも１つの固定孔、および、前記少なくとも１つの調整孔をそれぞれ貫通する複数の固定部材を用いて、前記板状体が前記保持部材に保持され、
　前記第１部分が前記保持部材に固定されているときにおいて、前記少なくとも１つの調整孔を貫通する固定部材により、前記第２部分と前記保持部材との位置関係が調整されている、撮像装置。
　前記板状体および前記保持部材は、光軸が延びる方向と略平行な方向に積層されており、
　前記第２部分に取り付けられた前記撮像素子と前記光軸とが垂直になるよう、前記保持部材に対する前記第２部分の角度が調整されている、請求項１に記載の撮像装置。
　前記第１部分及び前記第２部分を接続する少なくとも１つのブリッジ部をさらに備え、
　前記少なくとも１つのブリッジ部は弾性変形可能であり、
　前記第１部分が前記保持部材に固定されているときにおいて、前記少なくとも１つのブリッジ部の弾性変形により、前記第２部分と前記保持部材との位置関係が調整されている、請求項２に記載の撮像装置。
　前記少なくとも１つのブリッジ部は、前記少なくとも１つの固定孔と前記少なくとも１つの調整孔とを結ぶ直線と略平行な方向に延びている、請求項３に記載の撮像装置。
　前記少なくとも１つの固定孔は単一の固定孔であり、
　前記少なくとも１つの調整孔は第１調整孔および第２調整孔を含み、
　前記少なくとも１つのブリッジ部は、
　　前記固定孔と前記第１調整孔とを結ぶ直線に略平行な第１ブリッジ部と、
　　前記固定孔と前記第２調整孔とを結ぶ直線に略平行な第２ブリッジ部であって、前記第１ブリッジ部と略直交する方向に延びる第２ブリッジ部と
　を含む、請求項３に記載の撮像装置。
　前記板状体は、弾性変形可能であり、
　前記第１部分が前記保持部材に固定されているときにおいて、前記板状体の弾性変形により、前記第２部分と前記保持部材との位置関係が調整されている、請求項４または５に記載の撮像装置。
　前記複数の固定部材の各々はねじであり、
　前記第１調整孔は、前記ねじの径よりも長く、かつ、前記第１ブリッジ部と平行な方向の長径を持つ長孔であり、
　前記第２調整孔は、前記ねじの径よりも大きい径を持つ丸孔である、請求項６に記載の撮像装置。
　前記板状体の第２部分と前記保持部材との間に少なくとも１つの弾性体をさらに備えており、
　前記固定部材であるねじにより、前記第２部分には前記保持部材に近づく方向に力が加えられ、前記少なくとも１つの弾性体により、前記第２部分には前記保持部材から離れる方向に力が加えられ、それにより調整後の前記第２部分と前記保持部材との位置関係が保持される、請求項７に記載の撮像装置。
　前記ねじによる力、および、前記少なくとも１つの弾性体による力が前記第２部分の略同じ位置に作用するよう、前記少なくとも１つの弾性体の作用点が設定されている、請求項８に記載の撮像装置。
　前記少なくとも１つのブリッジ部には、前記保持部材から離れる方向への反りが与えられており、
　前記固定部材であるねじにより、前記第２部分には前記保持部材に近づく方向に力が加えられ、前記少なくとも１つのブリッジ部に与えられた反りにより、前記第２部分には前記保持部材から離れる方向に力が加えられ、それにより調整後の前記第２部分と前記保持部材との位置関係が保持される、請求項７に記載の撮像装置。