JP2016181887A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像センサの受光面周りを密封する構造を備えた撮像装置で、密封構造の小型化と生産性の向上を実現する。【解決手段】撮像センサは、光軸方向に突出して受光面を端部に有する突出部と、突出部の外周部分を囲む外周支持面とを備える。撮像センサの外周支持面に当接して支持される被支持部を内周側に有する枠状の弾性材として密封部材を形成する。撮像センサの外周支持面に密封部材の被支持部を支持させた状態で、撮像光学系を支持する支持部材に対して撮像センサを取り付けて、撮像センサと支持部材で密封部材を挟んだ密封状態にする。【選択図】図９

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に撮像センサの周囲を密封する構造に関する。

デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラのように、被写体光を受光する受光部として撮像センサ（撮像素子）を用いる撮像装置では、撮像センサの受光面上に埃や異物が付着することを防ぐために受光面周りを密封構造にする場合がある。密封構造の一例として、撮像センサの受領面の周縁領域と、受光面に対向する支持部材の当付面との間に密封用のパッキンを挟んだものが知られている（特許文献１）。このタイプの密封構造を備えた撮像装置は、組み立てに際して、支持部材の当付面側にパッキンを支持させた状態で撮像センサを支持部材に組み付けて密封状態にするのが一般的である。

特開２０１０-２８４７１号公報

撮像センサの受光面の周縁領域と支持部材の当付面との間にパッキンを挟む従来の密封構造は、パッキン全体の厚みに対応したスペースを受光面と当付面の間に確保する必要があり、受光面に入射する光束の進行方向（光軸方向）での小型化に制約があった。また、支持部材と撮像センサによって挟まれるまではパッキンが安定的に支持されないので、組み付けの作業性や組み付け精度を考慮してパッキン自体にある程度の形状保持性（強度）を持たせる必要があった。すなわちパッキンを小型化したり柔軟にしたりすることに対する制約があった。

また、パッキンは荷重をかけて圧縮させた状態で組み込まれるため、パッキンが受光面の周縁領域に当接していると、その周縁領域の内側に位置する受光面の実効的な受光領域にも負荷が影響するおそれがある。そのため、密封性能を損なわない範囲でパッキンから受光面への負荷をできるだけ少なくするべく、撮像センサ周りの各部の寸法関係やパッキンの圧縮量などを厳密に設定する必要があり、設計や製造の難度が高いという問題があった。さらにパッキンの形状によっては、各部の寸法関係を適切に設定した場合でも、圧縮荷重に対するパッキンの反力が大きくて撮像センサの組み付け性に支障を及ぼしたり、撮像センサの組み付け段階でパッキンに意図しない異常変形（密封性能や撮影性能に影響を及ぼすような変形）を生じたりしてしまうおそれがあった。

また、光軸に対する撮像センサの傾き調整を可能としたタイプの撮像装置では、傾き調整を行った際にパッキンの各部の圧縮量が非均一になり、負荷や密封性能にばらつきが生じるおそれがある。そのためパッキンに関する条件設定がより一層難しくなるという問題があった。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、撮像センサの受光面周りの密封を行う密封構造における小型化と生産性の向上を実現した撮像装置を提供することを目的とする。

本発明は、撮像光学系を通った光束を受光する受光面を有する撮像センサと、撮像光学系と撮像センサを支持する支持部材と、撮像センサを支持部材に支持させたときに撮像センサと支持部材の間に挟まれて受光面周りを密封する密封部材とを有する撮像装置において、以下の特徴を備えるものである。

第１の特徴では、撮像センサは、光軸方向に突出して受光面を端部に有する突出部と、突出部の外周部分を囲む外周支持面とを備え、密封部材は、撮像センサの外周支持面に当接して支持される被支持部を内周側に有する枠状の弾性材からなる。そして外周支持面に密封部材の被支持部を支持させた状態で撮像センサを支持部材に取り付けて密封状態にする。

第２の特徴では、第１の特徴と同様に撮像センサの突出部の外周支持面に密封部材の被支持部を支持させた上で、撮像センサを支持部材に取り付けたときに、支持部材に形成した第１の挟持部と、撮像センサの突出部を囲む位置に設けた第２の挟持部とが光軸方向に対向して位置し、この第１の挟持部と第２の挟持部に挟まれて密封部材が圧縮荷重を受けるようにする。そして密封部材においては、第１の挟持部に当接する第１の当接部と第２の挟持部に当接する第２の当接部を、圧縮荷重の作用方向で互いの延長上に位置しないオフセットした配置にする。

より具体的には、密封部材における第２の当接部が第１の当接部よりも被支持部から遠い外周側に位置しており、第１の挟持部から第１の当接部に対して圧縮荷重が加わったときに、第２の当接部に対して被支持部から離れる外周方向への変形を誘発させる力が作用するようにすることが好ましい。

また、撮像センサの突出部を挿入可能な開口と、この開口の周囲に位置する枠状部とを有する中間部材を備え、撮像センサは、開口に突出部を挿入させた状態で中間部材を介して支持部材に支持され、中間部材の枠状部によって第２の挟持部を構成するとよい。

第３の特徴では、支持部材と撮像センサの間に、光軸方向での撮像センサの位置変化を規制する支点部と、光軸方向へ撮像センサを位置調整可能とする調整部とを含む傾き調整機構を備え、支持部材に対して支点部を支点として撮像センサを傾動させて光軸に対する受光面の傾きを変化させることを可能とした上で、密封部材を、調整部側から支点部側へ進むにつれて光軸方向の厚みを小さくする形状にする。

例えば略矩形である撮像センサの受光面の一組の対辺の一方に沿う位置に支点部を設け、他方に沿う位置に調整部を設ける。密封部材は、受光面を囲む４つの辺部を有する略矩形の枠状体であり、調整部が設けられている側に位置する第１の辺部から支点部が設けられている側に位置する第２の辺部へ進むにつれて光軸方向の厚みが小さくなる。

本発明の第１の特徴を適用した撮像装置では、撮像センサにおける受光面を含む平面上ではなく、受光面を端部に有する突出部の外周部分に密封部材を支持させるため、受光面と支持部材との間における密封部材の配置スペースの設定自由度が高くなり、光軸方向でのスペース効率を向上させることができる。また、撮像センサ側に密封部材を支持させた状態で支持部材への撮像センサの取り付けを行うので、簡単かつ高精度に密封部材を組み込むことができる。さらに、支持部材への撮像センサの取り付け段階で密封部材の基本形状が撮像センサの突出部を介して維持されるため、小型で柔軟な密封部材にも対応しやすい。

本発明の第２の特徴を適用した撮像装置では、密封部材における第１の当接部と第２の当接部を圧縮荷重の作用方向で互いの延長上に位置しないようにオフセットさせたことで、圧縮方向と異なる方向への変形を生じさせやすくなる。その結果、圧縮荷重を加えたときの密封部材の反力を抑えて、組み込みの作業性を向上させると共に、密封状態における撮像センサへの負荷を小さくすることができる。特に、支持部材側の第１の挟持部から第１の当接部に圧縮荷重が加わったときに、密封部材の外周方向へ向けて第２の当接部を変形させることで、支持部材との間の封止を担う第１の当接部の形状をコントロールしやすくなり（異常変形を防ぎ）、負荷を抑えつつ優れた密封性能を得ることができる。

本発明の第３の特徴を適用した撮像装置では、撮像センサの傾き調整時の傾動の変位量に対応させた非均一な厚みを密封部材に持たせることにより、撮像センサの組み付け段階での難しい調整などを要することなく、傾き調整による影響を受けにくい優れた密封性能を得ることができる。

以上から、本発明の各特徴を適用することで、撮像センサ周りの密封構造を備えた撮像装置における小型化や生産性の向上を実現することができる。第１から第３の特徴は、個別に適用してもよいし、組み合わせて用いてもよい。

本発明の一実施形態の撮像装置を被写体側から見た外観斜視図である。 同撮像装置を被写体側から見た正面図である。 図２のIII-III線に沿う撮像装置の断面図である。 図２のIV-IV線に沿う撮像装置の断面図である。 図３の一部を拡大した断面図である。 図４の一部を拡大した断面図である。 図２のVII-VII線に沿う撮像装置の断面図である。 図２のVIII-VIII線に沿う撮像装置の断面図である。 撮像センサユニットを分解した状態の撮像装置を被写体側から見た外観斜視図である。 撮像センサユニットを組み合わせた状態の斜視図である。 撮像センサユニットを分解した状態の斜視図である。 撮像センサユニットを被写体側から見た正面図である。 パッキンを被写体側から見た斜視図である。 パッキンを被写体側から見た正面図である。 図１４のXV-XV線に沿うパッキンの断面図である。 図１４のXVI-XVI線に沿うパッキンの断面図である。 図１４のXVII-XVII線に沿うパッキンの断面図である。 図１２のXVIII-XVIII線に沿う撮像センサユニットの断面図である。 撮像センサユニットをハウジングに取り付けた状態における図１８と同様の断面図である。 図１２のXX-XX線に沿う撮像センサユニットの断面図である。 撮像センサユニットをハウジングに取り付けた状態における図２０と同様の断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態に係る撮像装置１０について説明する。以下の説明中の前後、左右、上下の各方向は図中の矢線を基準としている。撮像装置１０は、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータなどの様々な電子機器に搭載することが可能であり、図１及び図２に外観形状を示すように、前後方向に薄く左右方向に長い横長形状をなしている。

図３と図４に示すように、撮像装置１０の撮像光学系は、被写体側から順に、第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４を有し、第１レンズ群Ｇ１に含まれる第１プリズムＬ１１と第４レンズ群Ｇ４の像側に位置する第２プリズムＬ１２でそれぞれ略直角に被写体からの光束を反射させる屈曲光学系となっている。第１レンズ群Ｇ１は、第１プリズムＬ１１の入射面Ｌ１１−ａの前方に位置する第１レンズＬ１と、第１プリズムＬ１１と、第１プリズムＬ１１の出射面Ｌ１１−ｂの右方に位置する第２レンズＬ２とから構成される。第２レンズ群Ｇ２から第４レンズ群Ｇ４はそれぞれ、プリズムなどの反射素子を含まないレンズ群である。第４レンズ群Ｇ４の右方に第２プリズムＬ１２の入射面Ｌ１２−ａが位置し、第２プリズムＬ１２の出射面Ｌ１２−ｂの前方に撮像センサ４０の受光面４１が位置している。

図３に示すように、撮像装置１０の撮像光学系では、第１プリズムＬ１１で屈曲される前の光軸（第１レンズＬ１の光軸）を第１光軸Ｏ１、第１プリズムＬ１１で屈曲されて第２プリズムＬ１２に至るまでの光軸（第２レンズＬ２、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３及び第４レンズ群Ｇ４の光軸）を第２光軸Ｏ２、第２プリズムＬ１２で屈曲された後の光軸を第３光軸Ｏ３とする。

第１光軸Ｏ１に沿って第１レンズＬ１に入射した被写体光束は、入射面Ｌ１１−ａを通して第１プリズムＬ１１に入り、第１プリズムＬ１１の反射面Ｌ１１−ｃによって第２光軸Ｏ２に沿う方向に反射されて出射面Ｌ１１−ｂから出射される。続いて被写体光束は、第２光軸Ｏ２上に位置する第２レンズと第２レンズ群Ｇ２から第４レンズ群Ｇ４までの各レンズを通り、入射面Ｌ１２−ａを通して第２プリズムＬ１２に入り、第２プリズムＬ１２内の反射面Ｌ１２−ｃによって第３光軸Ｏ３に沿う方向に反射されて出射面Ｌ１２−ｂから出射され、撮像センサ４０の受光面４１上に結像する。

撮像装置１０は、箱状のハウジング（支持部材）１５内に第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２、第３レンズ群Ｇ３、第４レンズ群Ｇ４及び第２プリズムＬ１２を支持している。ハウジング１５は、第２光軸Ｏ２に沿う左右方向に長く、かつ第１光軸Ｏ１と第３光軸Ｏ３に沿う前後方向の厚さが薄い箱状体である。第１レンズ群Ｇ１を構成する第１プリズムＬ１１と第２レンズＬ２は、ハウジング１５の長手方向の一端部（左端部）付近に固定的に保持されている。第１レンズ群Ｇ１の第１レンズＬ１は第１レンズ枠１７に支持され、第１レンズ枠１７がハウジング１５により支持されている。ハウジング１５には第１レンズ群Ｇ１の周囲を囲む１群カバー１６が取り付けられ、１群カバー１６に形成した前面開口１６ａに臨んで第１レンズＬ１が配置される。ハウジング１５の長手方向の他端部（右端部）付近には、第４レンズ群Ｇ４と第２プリズムＬ１２とが固定的に保持されている。第２レンズ群Ｇ２を保持する２群枠２０と第３レンズ群Ｇ３を保持する３群枠２１は、ハウジング１５内に設けたガイドロッド２２（図３と図４には一つのみが表れているが、上下方向に位置を異ならせて一対設けられている）によって第２光軸Ｏ２に沿って移動可能に支持されている。ハウジング１５の右端付近には第１モータ２３と第２モータ２４が設けられ（図７、図８参照）、第１モータ２３を駆動すると２群枠２０がガイドロッド２２に沿って移動し、第２モータ２４を駆動すると３群枠２１がガイドロッド２２に沿って移動する。

図９に示すように、ハウジング１５の右端付近には、撮像センサ４０を支持するための撮像センサ支持部３０が形成されている。撮像センサ支持部３０は前方を向く有底の凹部として形成されており、その底部が第３光軸Ｏ３に対して略垂直な支持平面（第１の挟持部）３１になっている。支持平面３１の左方には、支持平面３１よりも前方に位置する支持段部（第１の挟持部）３１ａが形成されている。支持平面３１の中央には略矩形の光路開口３２が形成されている。第２プリズムＬ１２の出射面Ｌ１２−ｂが光路開口３２に臨んで位置しており、出射面Ｌ１２−ｂから出射された光は、光路開口３２を通って撮像センサ４０の受光面４１に達する。撮像センサ支持部３０はさらに支持平面３１の周囲に前方へ向かって突出する立壁３３を有している。立壁３３は、支持平面３１の左側と上側と下側の３つの辺に沿って形成されており、支持平面３１の右側には立壁３３が形成されずに開放されている。各立壁３３には、撮像センサ支持部３０の内側に向けて突出する複数の半円状断面の凸部３３ａが形成されている。支持平面３１の左側に位置する立壁３３には、撮像センサ支持部３０内に向けて（すなわち右方に向けて）庇状に突出する支点突起（支点部、傾き調整機構）３４が形成されている。

図４、図６及び図９に示すように、ハウジング１５の右側部には挿入凹部（調整部、傾き調整機構）３５が形成されている。挿入凹部３５内には、ハウジング１５の後面側に開口するネジ挿通孔３６が形成されている。ネジ挿通孔３６は上下方向に位置を異ならせて２つ設けられている。

撮像センサ４０は単体でハウジング１５に対して組み付けられるのではなく、図１０と図１１に示すように、撮像センサ４０と調整板（中間部材）５０とパッキン（密封部材）６０を組み合わせた撮像センサユニット１４が構成される。

図１１に示すように、撮像センサ４０は、撮像装置１０の前面側に位置するセンサ基板４２から後方に向けて突出する直方体状の突出部４３を有し、突出部４３の端部（後方を向く端面）が受光面４１となっている。突出部４３の外周部分には外周支持面４４が形成されている。外周支持面４４は略矩形の受光面４１の４つの辺に沿う４つの平面部分を有し、それぞれの平面部分は受光面４１に対して略直交する関係にある。センサ基板４２は受光面４１よりも面積が大きく、外周支持面４４の周囲にフランジ部を形成している。センサ基板４２のうち突出部４３の右側に位置するフランジ部は幅広になっており、この幅広のフランジ部には後方へ向けて突出する複数のチップ部品４５が設けられている。センサ基板４２にフレキシブル基板４６が接続している。フレキシブル基板４６は、センサ基板４２から側方（上方）へ向けて延設され、撮像装置１０を搭載する電子機器の制御回路（図示略）に接続される。フレキシブル基板４６を介して画像信号の授受などが行われる。

図９から図１１に示すように、調整板５０は、撮像センサ４０の突出部４３を挿入可能な略矩形の開口５１が形成された枠状部（第２の挟持部）５２と、枠状部５２の右側の縁部から後方に向けて突出する後方延設部５３を有している。後方延設部５３の後端部には、枠状部５２と略平行になるように曲げられた２つの支持座（調整部、傾き調整機構）５４が設けられており、各支持座５４にはネジ孔５５が形成されている。ネジ孔５５内には雌ネジが形成されている。また枠状部５２と後方延設部５３の境界部分には、左右方向へ貫通する逃げ孔５６が形成されている。枠状部５２には、後方延設部５３と反対側に位置する左側の縁部に嵌合段部（支点部、傾き調整機構）５７が形成されている。嵌合段部５７は枠状部５２における他の部分に比べて後方に位置する段差形状になっている。

図１３から図１７に単体形状を示すパッキン６０は、弾性変形可能な材質で形成されており、撮像センサ４０の突出部４３の外周を囲む略矩形の枠状体である。パッキン６０は、撮像センサ４０の突出部４３における外周支持面４４に対して密着状態で当接する被支持部６１を内周側に有し、さらに、後方（第３光軸Ｏ３に沿う被写体光の進行方向と反対方向）に向けて突出する第１当接部６２と、第１当接部６２とは逆に前方（第３光軸Ｏ３に沿う被写体光の進行方向）に向けて突出する第２当接部６３とを有している。被支持部６１と第１当接部６２と第２当接部６３は基部６５で接続される（図５、図６、図１５から図１７参照）。パッキン６０の内周側と外周側を結ぶ方向において、第２当接部６３は被支持部６１から遠いパッキン６０の外周側に形成されており、第１当接部６２は被支持部６１と第２当接部６３の間の位置に形成されている。別言すれば、第１当接部６２と第２当接部６３は、前後方向に並ばない（互いの延長上に位置しない）ようにオフセットした配置になっている。

矩形の枠状をなすパッキン６０は、上下方向に延びる一対の上下方向延設部（第２の辺部）６０ａ及び上下方向延設部（第１の辺部）６０ｂと、左右方向に延びる一対の左右方向延設部６０ｃ及び左右方向延設部６０ｄを有している。撮像センサ４０の外周支持面４４にパッキン６０を支持させた状態で、上下方向延設部６０ａ、６０ｂと左右方向延設部６０ｃ、６０ｄが受光面４１の４辺に沿って位置する（図１０参照）。このうち左側に位置する上下方向延設部６０ａはその略全体に亘って第１当接部６２が形成されておらず（図１１参照）、さらに上下方向延設部６０ａにおける長手方向（上下方向）の略中央に位置する一部分は、第１当接部６２に加えて第２当接部６３も形成されていない平板部６４となっている。図５に示すように、平板部６４は、左右方向の幅よりも前後方向の厚みが小さい薄板状の断面形状を有している。

パッキン６０はさらに、図１７に示すように、右側の上下方向延設部６０ｂから左側の上下方向延設部６０ａに進むにつれて、徐々に前後方向の厚みを小さくするテーパー形状（楔状）になっている。より詳しくは、上下方向延設部６０ａと上下方向延設部６０ｂを接続する左右方向延設部６０ｃと左右方向延設部６０ｄにおいて、基部６５に対する第１当接部６２の後方への突出量は略均一であり、第２当接部６３の前方への突出量が徐々に変化しており、図１７のように左右方向延設部６０ｃ（６０ｄ）を側方から見たときに、第１当接部６２の先端面と第２当接部６３の先端面が非平行な関係（図１７と図２０に傾き角θとして示している）になっている。これによりパッキン６０の厚みが徐変している。

図９から図１１、図１８から図２１に示すように、撮像センサユニット１４を形成する際に、調整板５０に対して撮像センサ４０は、突出部４３を前方から開口５１に挿入し、センサ基板４２を枠状部５２の前面側に当接させて組み合わされる。このときセンサ基板４２に設けたチップ部品４５の一部が逃げ孔５６に進入する（図５、図６、図２０、図２１参照）。撮像センサ４０と調整板５０は接着剤などを用いて接合される。撮像センサ４０と調整板５０を組み合わせた状態では、突出部４３が開口５１を通して枠状部５２から突出しており、この突出した突出部４３の外周支持面４４に嵌る形態でパッキン６０が取り付けられる（図１０、図１８から図２１参照）。パッキン６０の被支持部６１の内寸は突出部４３における外周支持面４４の外寸よりもわずかに小さく設定されており、パッキン６０は弾性変形して被支持部６１を外周支持面４４に密着させた状態で取り付けられる。このときパッキン６０の第２当接部６３の先端が調整板５０の枠状部５２に対向して位置する。パッキン６０の第１当接部６２は、撮像センサ４０の受光面よりも後方に突出する（図１８から図２１参照）。また、調整板５０の嵌合段部５７がパッキン６０の平板部６４と重なる位置になる（図５、図１０、図２０、図２１参照）。

以上のようにして撮像センサ４０と調整板５０とパッキン６０を組み合わせることで、図１０、図１２、図１８から図２１に示す形態の撮像センサユニット１４が形成される。撮像センサユニット１４として組んだ状態では、パッキン６０は撮像センサ４０の突出部４３の外周支持面４４に対して密着保持されており、パッキン６０を手などで直接に保持していなくても脱落しない。

撮像センサユニット１４は、撮像センサ４０の受光面４１を後方に向ける（第２プリズムＬ１２の出射面Ｌ１２−ｂに対向させる）と共に、嵌合段部５７と平板部６４が設けられている側を左方に向けて、ハウジング１５の右端側から左方に向けてスライドさせて撮像センサ支持部３０に取り付けられる。撮像センサユニット１４を所定量スライドさせると、調整板５０の枠状部５２の左側の側部が撮像センサ支持部３０における左側の立壁３３に設けた凸部３３ａに当接して、撮像センサユニット１４の左方への移動が規制される。このとき嵌合段部５７が支点突起３４の裏側（後方）に入り込む（図５参照）。また、調整板５０の枠状部５２の上側の側部と下側の側部がそれぞれ撮像センサ支持部３０における上側と下側の立壁３３に設けた凸部３３ａに当接して、ハウジング１５に対する撮像センサユニット１４の上下方向の位置も定まる。

撮像センサユニット１４を撮像センサ支持部３０に挿入する際に、調整板５０に設けた２つの支持座５４がそれぞれハウジング１５の挿入凹部３５に進入する（図６参照）。挿入凹部３５内には２つの圧縮バネ（傾き調整機構）３７がそれぞれネジ挿通孔３６と対応する位置に挿入され、挿入凹部３５の底面と各支持座５４との間に各圧縮バネ３７が挟まれる（図６参照）。そして、２つの調整ネジ（傾き調整機構）３８をそれぞれ後方からネジ挿通孔３６に挿入する。各調整ネジ３８は、大径の頭部３８ａと、頭部から軸方向に突出する雄ネジ部３８ｂとを有し、雄ネジ部３８ｂが各圧縮バネ３７内を通して各支持座５４のネジ孔５５に螺合すると共に、頭部３８ａがハウジング１５の後面側に当接する（図６参照）。撮像センサユニット１４は、圧縮バネ３７の付勢力により前方へ付勢され、支点突起３４に対する嵌合段部５７の当接と、調整ネジ３８（雄ネジ部３８ｂ）に対するネジ孔５５の螺合によって前方への移動が規制される。このとき、嵌合段部５７の裏側（後方）にパッキン６０の平板部６４が挿入されていることにより後方への嵌合段部５７の移動を規制し、支点突起３４への嵌合段部５７の当接を維持させることができる。また撮像センサユニット１４は、調整ネジ３８（雄ネジ部３８ｂ）に対するネジ孔５５の螺合によって、撮像センサ支持部３０から右方への引き抜きが規制される。これによりハウジング１５に対して撮像センサユニット１４が組み付けられた状態になる。

撮像センサユニット１４をハウジング１５の撮像センサ支持部３０に組み付けた状態で、パッキン６０は、第１当接部６２の端部がハウジング１５の支持平面３１に当接し、第２当接部６３の端部が調整板５０の枠状部５２に当接し、支持平面３１と枠状部５２に挟まれて第３光軸Ｏ３に沿う方向の圧縮荷重を受ける（図５から図８参照）。この圧縮荷重により弾性変形したパッキン６０が、撮像センサ４０の受光面４１周りを密封する。

図１５から図１７は外力を受けない自由状態でのパッキン６０の断面形状を示している。図１８と図２０は、ハウジング１５への組み付け前の撮像センサユニット１４の断面構造を示しており、このときパッキン６０は、（撮像センサ４０の外周支持面４４への取り付けに伴う僅かな弾性変形を除いて）図１５から図１７に示す自由状態と略同じ断面形状になっている。これらの図から分かるように、前後方向の圧縮荷重を受けていないときのパッキン６０では、基部６５から後方に向けて第１当接部６２が直線的に突出し、第２当接部６３は基部６５から外周方向に向かいながら前方へ突出し、第２当接部６３の先端付近は第１当接部６２と同様に前後方向へ直線的に延びている。また、図２０に示すように、撮像センサユニット１４に組み付けた状態のパッキン６０は、上下方向延設部６０ａから上下方向延設部６０ｂに向かうにつれて徐々に厚みが大きくなる初期形状を維持している。

撮像センサユニット１４をハウジング１５に組み付けると、支持平面３１に当接した第１当接部６２が前方へ向けて押圧されて圧縮荷重を受ける。図１９と図２１は、図１８と図２０に示す組み付け前の状態との比較として、ハウジング１５への組み付け後の撮像センサユニット１４を示したものである。ここで、調整板５０の枠状部５２に対する第２当接部６３の当接位置が、第１当接部６２に対する荷重入力位置よりもパッキン６０の外周側に位置をずらせた配置になっているため、第１当接部６２が圧縮荷重を受けると、第２当接部６３には、枠状部５２への押し付け力と共に、基部６５への接続部分を中心としてパッキン６０の外周側への倒れ角を大きくさせる方向の分力が作用する。その結果、図５から図８、図１９及び図２１に示すように、パッキン６０は初期形状（図１５から図１７、図１８及び図２０）に比べて第２当接部６３の先端を外周側に変位させた形に変化する。このように圧縮荷重の作用方向と異なる方向への変形を行う第２当接部６３と異なり、第１当接部６２は、基部６５からの自身の突出方向に直線的に押圧されて圧縮されるのみであり、倒れが生じない。

また、図２０と図２１の比較から分かるように、撮像センサユニット１４をハウジング１５に取り付けると、前後方向への第１当接部６２と第２当接部６３の突出量がパッキン６０の各部で概ね均等になる。

以上の撮像装置１０における撮像センサ４０周りの密封構造では、パッキン６０を撮像センサ４０側に予め取り付けて撮像センサユニット１４を構成してからハウジング１５に対する組み付けを行う。この構造によると、ハウジング１５側に密封部材を支持させた形で撮像センサ４０の組み付けを行うタイプに比べて、パッキン６０の組み込みを容易に行うことができ、かつパッキン６０が位置ずれするおそれもない。また、パッキン６０が撮像センサ４０に取り付けられた状態で取り扱われるため、パッキン６０自体に高い形状保持性（強度）が要求されず、小型で柔軟なパッキン６０を採用することが可能になる。また、撮像センサ４０に対してパッキン６０を予め取り付けておく構成は、ハウジング１５に対する撮像センサユニット１４の組み付けの方向に関する制約も少なく、自由度の高い組み付けを実現することができる。例えば、図示実施形態のように第３光軸Ｏ３と交差する方向にスライドさせて撮像センサユニット１４を撮像センサ支持部３０に挿入する形態に加えて、撮像センサユニット１４を第３光軸Ｏ３に沿って撮像センサ支持部３０に接近させる形態など、様々な組み付け形態を採用できる。

また、撮像センサユニット１４では受光面４１を有する突出部４３の外周側にパッキン６０を取り付けているため、受光面４１の周縁部分と支持平面３１との間に密封部材を挟持する構成に比べて、受光面４１と支持平面３１の間のクリアランスを小さくすることができ、第３光軸Ｏ３に沿う方向での小型化に寄与する。さらにパッキン６０からの負荷が受光面４１に対して直接的に作用しない配置であるため、密封に際して圧縮荷重をかけても撮影性能や受光面４１の耐久性に影響しにくい。

パッキン６０においては、第１当接部６２に対して第２当接部６３を外周側にオフセットさせて配置しており、第１当接部６２へ圧縮荷重が加わると、第２当接部６３に対して外周側へ倒れる形の弾性変形が誘発されるようになっている。そのため、第１当接部６２と第２当接部６３に相当する前後の当接箇所を圧縮荷重の作用方向に並べて配置した場合に比べて、圧縮荷重を加えたときのパッキン６０の反力を抑えて、撮像センサユニット１４を取り付ける際の作業性を向上させることができる。また、第２当接部６３の変形によって、撮像センサユニット１４を組み込んだ状態でパッキン６０の反力が過大になることを防ぎ、撮像センサ４０などに対する負荷を低減できる。さらに、第１当接部６２ではなく第２当接部６３を優先的に変形させやすくすることで、ハウジング１５側への当接箇所である第１当接部６２の倒れや巻き込みなどの異常変形を防いで適正な形状を保つように管理できる。第１当接部６２が適正な形状を保つことで、撮像センサユニット１４の安定した支持に寄与すると共に、支持平面３１との密着状態を損なわずに優れた密封性能を得ることができる。

なお、パッキン６０のうち左側の上下方向延設部６０ａは、第１当接部６２を有していないため、上下方向延設部６０ｂや左右方向延設部６０ｃ、６０ｄに比べて後方への突出量が小さいが、図６に示すように、上下方向延設部６０ａは支持平面３１よりも前方に位置する支持段部３１ａに当接することで、パッキン６０の他の部分と同様に密封構造とすることができる。上下方向延設部６０ａでは、上下方向延設部６０ａに代えて基部６５が支持段部３１ａに対して直接的に当接する。

また、パッキン６０の上下方向延設部６０ａの一部をなす平板部６４は、枠状部５２と支持平面３１よりも前後方向間隔を狭くした嵌合段部５７と支持段部３１ａの間に挟まれており、前述のように第１当接部６２に加えて第２当接部６３も有していない（図５参照）。平板部６４は、撮像センサ支持部３０への撮像センサユニット１４の組み付けに際して、嵌合段部５７と共に右方から左方に向けてスライドさせながらハウジング１５における支持段部３１ａと支点突起３４の間に挿入される部分である。そのため平板部６４を、第１当接部６２と第２当接部６３のような突出部分を有さず、かつ左右方向の幅よりも前後方向の厚みが小さい（挿入方向に長い）薄板形状にすることで、意図しない変形を防いでスムーズに挿入させることができる。

撮像センサユニット１４は、２つの調整ネジ３８の締め付け量を変化させることで、第３光軸Ｏ３に対する受光面４１の傾き調整を行うことができる。より詳しくは、調整ネジ３８の締め付け量を変化させると、雄ネジ部３８ｂの軸線方向におけるネジ孔５５の螺合位置が変化し、この螺合位置変化によって調整板５０が支点突起３４と嵌合段部５７の嵌合部分を支点として傾動する。そのため撮像センサユニット１４においては、嵌合段部５７が設けられている部分は傾き調整によって前後方向の位置が実質的に変化しない支点部（固定部）となり、この支点部からの距離が大きくなるほど傾き調整による前後方向の位置変化が大きくなる。

前述のように、パッキン６０の初期形状は、上下方向延設部６０ｂ側から上下方向延設部６０ａ側に進むにつれて徐々に前後方向の厚みを小さくするテーパー形状になっている（図１７、図２１参照）。上下方向延設部６０ａは、撮像センサユニット１４の傾き調整による前後方向の位置変化が生じない支点部（嵌合段部５７）が設けられている側に位置する辺部である。これに対して上下方向延設部６０ｂは、撮像センサユニット１４の傾き調整による前後方向の位置変化が最も大きくなる支持座５４が設けられている側に位置する辺部である。すなわちパッキン６０は、撮像センサユニット１４の傾き調整時の変位量が大きくなる部分ほど前後方向の厚さを大きくした初期形状に設定されている。そのため、撮像センサユニット１４の傾き調整を行うと、変位量が小さい箇所（上下方向延設部６０ａ側）ではパッキン６０の圧縮量の変化を小さくし、変位量が大きい箇所（上下方向延設部６０ｂ側）ではパッキン６０の圧縮量の変化を大きくして、傾き調整の変位量に対応した弾性変形を行うことができる。従って、撮像センサユニット１４で傾き調整を行う際に、事前の複雑な調整や設定を要さずに、圧縮荷重への反力や密封性能をパッキン６０全体で平均化（最適化）させることができる。

パッキン６０を構成する４つの辺部のうち上下方向延設部６０ａでは第１当接部６２が形成されていないが、上下方向延設部６０ａは撮像センサユニット１４の傾き調整に際して変位量が少ない部分に位置するため、上下方向延設部６０ａによって十分な密封性能を得ることができる。さらに上下方向延設部６０ａの略中央に位置する平板部６４では第２当接部６３も形成されていないが、平板部６４は撮像センサユニット１４の傾き調整に際して実質的に位置変化を伴わない支点部（支点突起３４、嵌合段部５７）に対応する箇所であるため、平板部６４によって十分な密封性能を得ることができる。

以上、図示実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は図示実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で改変することができる。例えば、図示実施形態の撮像装置１０の撮像光学系は、第１プリズムＬ１１や第２プリズムＬ１２といった反射素子を含む屈曲光学系であるが、屈曲光学系ではない撮像光学系を備えた撮像装置にも本発明を適用可能である。

図示実施形態では、調整板５０を介して撮像センサ４０をハウジング１５に支持させているが、調整板５０に相当する中間部材を省略して撮像センサ４０を直接的にハウジング１５に支持させる構成を採用することも可能である。

撮像装置における受光面は一般に矩形であり、密封部材などの形状も受光面に応じたものにすることが好ましい。例えば図示実施形態では、撮像センサ４０の受光面４１の形状に対応させて、直方体状の突出部４３の外周部に略矩形の枠状のパッキン６０を取り付ける構成としている。但し、本発明では突出部４３やパッキン６０とは異なる形状の突出部や密封部材を用いることも可能である。

図示実施形態は先に述べた本発明の３つの特徴を全て含むものであるが、いずれかの特徴に特定した構成にすることも可能である。例えば第１や第２の特徴に着目した場合、撮像センサの傾き調整機構を省略した撮像装置に適用することも可能である。

１０ 撮像装置
１４ 撮像センサユニット
１５ ハウジング（支持部材）
１６ １群カバー
１６ａ 前面開口
１７ 第１レンズ枠
２０ ２群枠
２１ ３群枠
２２ ガイドロッド
２３ 第１モータ
２４ 第２モータ
３０ 撮像センサ支持部
３１ 支持平面（第１の挟持部）
３１ａ 支持段部（第１の挟持部）
３２ 光路開口
３３ 立壁
３３ａ 凸部
３４ 支点突起（支点部、傾き調整機構）
３５ 挿入凹部（調整部、傾き調整機構）
３６ ネジ挿通孔
３７ 圧縮バネ（傾き調整機構）
３８ 調整ネジ（傾き調整機構）
３８ａ 頭部
３８ｂ 雄ネジ部
４０ 撮像センサ
４１ 受光面
４２ センサ基板
４３ 突出部
４４ 外周支持面
４５ チップ部品
４６ フレキシブル基板
５０ 調整板（中間部材）
５１ 開口
５２ 枠状部（第２の挟持部）
５３ 後方延設部
５４ 支持座（調整部、傾き調整機構）
５５ ネジ孔
５６ 逃げ孔
５７ 嵌合段部（支点部、傾き調整機構）
６０ パッキン（密封部材）
６０ａ 上下方向延設部（第２の辺部）
６０ｂ 上下方向延設部（第１の辺部）
６０ｃ 右方向延設部
６０ｄ 右方向延設部
６１ 被支持部
６２ 第１当接部
６３ 第２当接部
６４ 平板部
６５ 基部
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｇ４ 第４レンズ群
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ１１ 第１プリズム
Ｌ１２ 第２プリズム
Ｏ１ 第１光軸
Ｏ２ 第２光軸
Ｏ３ 第３光軸

Claims (11)

1. 撮像光学系を通った光束を受光する受光面を有する撮像センサと、上記撮像光学系と上記撮像センサを支持する支持部材と、上記撮像センサを上記支持部材に支持させたときに上記撮像センサと上記支持部材の間に挟まれて上記受光面周りを密封する密封部材とを有する撮像装置において、
   上記撮像センサは、光軸方向に突出して上記受光面を端部に有する突出部と、上記突出部の外周部分を囲む外周支持面とを備えていること；
   上記密封部材は、上記撮像センサの上記外周支持面に当接して支持される被支持部を内周側に有する枠状の弾性材からなること；及び
   上記外周支持面に上記密封部材の上記被支持部を支持させた状態で上記撮像センサを上記支持部材に取り付けて上記密封状態になること；
   を特徴とする撮像装置。
2. 請求項１記載の撮像装置において、上記撮像センサを上記支持部材に取り付けたときに、上記支持部材に形成した第１の挟持部と、上記撮像センサの上記突出部を囲む位置に設けた第２の挟持部とが上記光軸方向に対向して位置し、上記密封部材が上記第１の挟持部と上記第２の挟持部に挟まれて圧縮荷重を受け、
   上記密封部材は、上記第１の挟持部に当接する第１の当接部と、上記第２の挟持部に当接する第２の当接部を、上記圧縮荷重の作用方向で互いの延長上に位置しないオフセットした配置としている撮像装置。
3. 請求項２記載の撮像装置において、上記密封部材は上記第２の当接部が上記第１の当接部よりも上記被支持部から遠い外周側に位置しており、上記第１の挟持部から上記第１の当接部に対して圧縮荷重が加わったときに、上記第２の当接部に対して上記被支持部から離れる外周方向への変形を誘発させる力が作用する撮像装置。
4. 請求項２または３記載の撮像装置において、上記撮像センサの上記突出部を挿入可能な開口と、上記開口の周囲に位置する枠状部とを有する中間部材を備え、
   上記撮像センサは、上記開口に上記突出部を挿入させた状態で上記中間部材を介して上記支持部材に支持され、上記中間部材の上記枠状部が上記第２の挟持部を構成する撮像装置。
5. 請求項１ないし３のいずれか１項記載の撮像装置において、
   上記支持部材と上記撮像センサの間に、上記光軸方向での上記撮像センサの位置変化を規制する支点部と、上記光軸方向へ上記撮像センサを位置調整可能とする調整部とを含む傾き調整機構を備え、上記支持部材に対して上記支点部を支点として上記撮像センサを傾動させて光軸に対する上記受光面の傾きを変化させることが可能であり、
   上記密封部材は、上記調整部側から上記支点部側へ進むにつれて上記光軸方向の厚みを小さくする撮像装置。
6. 請求項５記載の撮像装置において、
   上記撮像センサの上記受光面は略矩形であり、上記受光面の一組の対辺の一方に沿う位置に上記支点部が設けられ、他方に沿う位置に上記調整部が設けられ、
   上記密封部材は、上記受光面を囲む４つの辺部を有する略矩形の枠状体であり、上記調整部が設けられている側に位置する第１の辺部から上記支点部が設けられている側に位置する第２の辺部へ進むにつれて上記光軸方向の厚みが小さくなる撮像装置。
7. 撮像光学系を通った光束を受光する受光面を有する撮像センサと、上記撮像光学系と上記撮像センサを支持する支持部材と、上記撮像センサを上記支持部材に支持させたときに上記撮像センサと上記支持部材の間に挟まれて上記受光面周りを密封する密封部材とを有する撮像装置において、
   上記撮像センサは、光軸方向に突出して上記受光面を端部に有する突出部と、上記突出部の外周部分を囲む外周支持面とを備えていること；
   上記密封部材は、上記撮像センサの上記外周支持面に当接して支持される被支持部を内周側に有する枠状の弾性材からなり、上記支持部材に形成した第１の挟持部に対して当接する第１の当接部と、上記撮像センサの上記突出部を囲む位置に設けた第２の挟持部に当接する第２の当接部とを有し、上記撮像センサを上記支持部材に取り付けた状態で上記第１の挟持部と上記第２の挟持部に挟まれて圧縮荷重を受けること；及び
   上記密封部材の上記第１の当接部と上記第２の当接部は、上記圧縮荷重の作用方向で互いの延長上に位置しないオフセットした配置であること；
   を特徴とする撮像装置。
8. 請求項７記載の撮像装置において、上記密封部材は上記第２の当接部が上記第１の当接部よりも上記被支持部から遠い外周側に位置しており、上記第１の挟持部から上記第１の当接部に対して圧縮荷重が加わったときに、上記第２の当接部に対して上記被支持部から離れる外周方向への変形を誘発させる力が作用する撮像装置。
9. 請求項７または８記載の撮像装置において、上記撮像センサの上記突出部を挿入可能な開口と、上記開口の周囲に位置する枠状部とを有する中間部材を備え、
   上記撮像センサは、上記開口に上記突出部を挿入させた状態で上記中間部材を介して上記支持部材に支持され、上記中間部材の上記枠状部が上記第２の挟持部を構成する撮像装置。
10. 撮像光学系を通った光束を受光する受光面を有する撮像センサと、上記撮像光学系と上記撮像センサを支持する支持部材と、上記撮像センサを上記支持部材に支持させたときに上記撮像センサと上記支持部材の間に挟まれて上記受光面周りを密封する密封部材とを有する撮像装置において、
    上記支持部材と上記撮像センサの間に、光軸方向での上記撮像センサの位置変化を規制する支点部と、上記光軸方向へ上記撮像センサを位置調整可能とする調整部とを含む傾き調整機構を備え、上記支持部材に対して上記支点部を支点として上記撮像センサを傾動させて光軸に対する上記受光面の傾きを変化させることが可能であり、
    上記密封部材は、上記調整部側から上記支点部側へ進むにつれて上記光軸方向の厚みを小さくすることを特徴とする撮像装置。
11. 請求項１０記載の撮像装置において、
    上記撮像センサの上記受光面は略矩形であり、上記受光面の一組の対辺の一方に沿う位置に上記支点部が設けられ、他方に沿う位置に上記調整部が設けられ、
    上記密封部材は、上記受光面を囲む４つの辺部を有する略矩形の枠状体であり、上記調整部が設けられている側に位置する第１の辺部から上記支点部が設けられている側に位置する第２の辺部へ進むにつれて上記光軸方向の厚みが小さくなる撮像装置。

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