JP2024085633A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging device.
CMOSセンサ等の撮像素子による撮像を行う撮像装置では、撮像素子への不要な光線の侵入を防止する必要がある。そこで、例えば特許文献1は、複数のレンズを有する鏡筒において撮像素子と対面する端部に光学フィルタが配置され、且つ、鏡筒の端部端面と光学フィルタの間に遮光リングが挟み込まれたレンズユニットを開示している。また、特許文献1では、遮光リングを備えるレンズユニットを撮像素子を保持したユニットに螺合させることで、撮像素子の前面に遮光リングを配置することにより、撮像素子への不要な光の入射を防止している。 In an imaging device that captures an image using an image sensor such as a CMOS sensor, it is necessary to prevent unnecessary light rays from entering the image sensor. For example, Patent Document 1 discloses a lens unit in which an optical filter is placed at the end of a lens barrel having multiple lenses that faces the image sensor, and a light-shielding ring is sandwiched between the end face of the lens barrel and the optical filter. Patent Document 1 also discloses that a lens unit with a light-shielding ring is screwed into a unit that holds the image sensor, and the light-shielding ring is placed in front of the image sensor, thereby preventing unnecessary light from entering the image sensor.
撮像装置の一例であるデジタルカメラの中で、近年、レフレックスミラーを備えないことで小型化や薄型化を実現したミラーレスカメラが広く好まれている。そして、ミラーレスカメラにおいても、撮像素子への不要な光線の侵入を防止する必要がある。 Digital cameras are an example of imaging devices, and in recent years, mirrorless cameras, which are compact and thin because they do not have a reflex mirror, have become popular. Even in mirrorless cameras, it is necessary to prevent unwanted light from entering the imaging element.
ここで、上記特許文献1に開示された技術では、遮光部材を保持したユニットを撮像素子を保持したユニットと螺合させる必要があるため、遮光部材として円環形状を有する遮光リングが用いられる。遮光リングを撮像素子に近接して配置する場合、遮光リングの内径を撮像素子の有効画素領域への光の入射を妨げない長さに設定する必要がある。この場合、遮光リングと撮像素子を光軸方向から見ると、撮像素子の各辺と遮光リングの内周との間に必ずスペースが生じるため、撮像素子への不要な光の入射を十分に防止することができないおそれがある。また、各ユニットを螺合させるためのねじ部を遮光リングの内径よりも外側に設ける必要があるため、各ユニットの大型化が懸念される。 Here, in the technology disclosed in the above-mentioned Patent Document 1, since it is necessary to screw the unit holding the light-shielding member into the unit holding the image sensor, a light-shielding ring having an annular shape is used as the light-shielding member. When the light-shielding ring is placed close to the image sensor, it is necessary to set the inner diameter of the light-shielding ring to a length that does not prevent light from entering the effective pixel area of the image sensor. In this case, when the light-shielding ring and the image sensor are viewed from the optical axis direction, there is always a space between each side of the image sensor and the inner circumference of the light-shielding ring, so there is a risk that it is not possible to sufficiently prevent unnecessary light from entering the image sensor. In addition, since it is necessary to provide the threaded portion for screwing each unit into the unit outside the inner diameter of the light-shielding ring, there is a concern that each unit may become large.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、大型化を回避しつつ、撮像素子への不要な光線の侵入をより確実に防止することができる撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and aims to provide an imaging device that can more reliably prevent unwanted light rays from entering the imaging element while avoiding an increase in size.
本発明に係る撮像装置は、撮像ユニットを備える撮像装置であって、前記撮像ユニットは、撮像素子と、前記撮像素子への入射光路に配置される第1の光学部材と、前記撮像素子への不要な光線の入射をカットする遮光部材と、前記第1の光学部材と前記遮光部材を保持する保持部材と、を備え、前記第1の光学部材は前記撮像素子に近接して配置され、前記遮光部材は、略矩形の開口が設けられた略矩形の枠形状を有し、接着剤で接着された前記第1の光学部材と保持部材とに挟まれた状態で保持されていることを特徴とする。 The imaging device according to the present invention is an imaging device including an imaging unit, the imaging unit including an imaging element, a first optical member arranged in an incident optical path to the imaging element, a light blocking member that blocks unwanted light rays from entering the imaging element, and a holding member that holds the first optical member and the light blocking member, the first optical member being arranged close to the imaging element, the light blocking member having a substantially rectangular frame shape with a substantially rectangular opening, and being held in a state sandwiched between the first optical member and the holding member that are bonded with an adhesive.
本発明によれば、大型化を回避しつつ、撮像素子への不要な光線の侵入をより確実に防止することができる撮像装置を提供することができる。 The present invention provides an imaging device that can more reliably prevent unwanted light rays from entering the imaging element while avoiding an increase in size.
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。 The following describes in detail an embodiment of the present invention with reference to the attached drawings.
図1は実施形態に係る撮像装置100の外観を示す斜視図であり、図1(a)は撮像装置100を前方斜め上から見た図であり、図1(b)は撮像装置100を後方斜め上から見た図である。撮像装置100は、所謂、ミラーレスデジタル一眼カメラである。 1A and 1B are perspective views showing the appearance of an imaging device 100 according to an embodiment, with FIG. 1A being a view of the imaging device 100 seen obliquely from above and the front, and FIG. 1B being a view of the imaging device 100 seen obliquely from above and the rear. The imaging device 100 is a so-called mirrorless digital single-lens camera.
本実施形態の説明では、撮像装置100とは、ミラーレスデジタル一眼カメラのカメラ本体を指すものとし、カメラ本体に着脱可能な撮影レンズユニット(交換レンズ)を含まないものとする。 In the description of this embodiment, the imaging device 100 refers to the camera body of a mirrorless digital single-lens camera, and does not include a detachable imaging lens unit (interchangeable lens) for the camera body.
撮像装置100の前面(不図示の被写体側の面)には、撮影レンズユニット(不図示)の着脱を行うためのマウント部11が設けられている。そして、マウント部11には、撮像装置100と撮影レンズユニットとの間で制御信号や状態信号、データ信号等の通信を可能にすると共に撮影レンズユニットへ電力を供給するマウント接点12が設けられている。また、マウント部11に近接するように、レンズロック解除ボタン13が設けられている。撮像装置100のユーザは、レンズロック解除ボタン13を押下した状態でマウント部11に装着された撮影レンズユニットを所定の方向に回転させることにより、撮影レンズユニットを撮像装置100から取り外すことができる。 The front surface of the imaging device 100 (the surface facing the subject, not shown) is provided with a mount section 11 for attaching and detaching a photographing lens unit (not shown). The mount section 11 is provided with mount contacts 12 that enable communication of control signals, status signals, data signals, etc. between the imaging device 100 and the photographing lens unit, and also supplies power to the photographing lens unit. A lens unlock button 13 is also provided close to the mount section 11. A user of the imaging device 100 can remove the photographing lens unit from the imaging device 100 by rotating the photographing lens unit attached to the mount section 11 in a specified direction while pressing the lens unlock button 13.
撮像装置100の正面側から見て左側には、撮影者が撮像装置100を保持するためのグリップ部14が設けられている。グリップ部14の上面には、撮影者が撮像装置100に対して撮影動作の開始を指示するためのレリーズボタン15が設けられている。撮像装置100の上部には、撮像装置100に対してポップアップするストロボユニット16と、外部ストロボ装置等のアクセサリ装着用のシュー溝17と、端子群18が設けられている。撮像装置100の背面(不図示の撮影者側の面)の中央付近には、ライブビュー映像や撮影画像、撮像装置100の各種設定を行うためのメニュー画面等を表示するためのカラー液晶モニタ19が設けられている。なお、撮像装置100の外観の構成は本発明に直接の関係がないため、他の部位や部品等についての説明は省略する。 On the left side of the imaging device 100 as viewed from the front side, a grip section 14 is provided for the photographer to hold the imaging device 100. On the top surface of the grip section 14, a release button 15 is provided for the photographer to instruct the imaging device 100 to start a shooting operation. On the top of the imaging device 100, a strobe unit 16 that pops up on the imaging device 100, a shoe groove 17 for attaching accessories such as an external strobe device, and a terminal group 18 are provided. Near the center of the back surface of the imaging device 100 (the surface facing the photographer, not shown), a color liquid crystal monitor 19 is provided for displaying live view images, captured images, menu screens for various settings of the imaging device 100, and the like. Note that the external configuration of the imaging device 100 is not directly related to the present invention, so a description of other parts and parts is omitted.
図2は撮像装置100の構成を示す分解斜視図であり、図2(a)は撮像装置100を構成する部品群を前方斜め上から見た図であり、図1(b)は撮像装置100を構成する部品群を後方斜め上から見た図である。なお、図2(a),(b)では、撮像装置100の外装部品を不図示とすると共に撮像装置100の主要な構成要素のみを示している。 Figure 2 is an exploded perspective view showing the configuration of the imaging device 100, with Figure 2(a) being a view of the components constituting the imaging device 100 as seen obliquely from above and the front, and Figure 1(b) being a view of the components constituting the imaging device 100 as seen obliquely from above and the rear. Note that Figures 2(a) and (b) do not show the exterior components of the imaging device 100, and only show the main components of the imaging device 100.
撮像装置100の外装(不図示)の内部は、撮像装置100の正面側から背面側に向かって順に、フロントベース21、シャッタユニット30、撮像ユニット40、メイン基板50、メインプレート60が配設されることにより構成されている。 The interior of the exterior (not shown) of the imaging device 100 is configured by arranging, in order from the front side to the rear side of the imaging device 100, a front base 21, a shutter unit 30, an imaging unit 40, a main board 50, and a main plate 60.
フロントベース21は、撮像装置100の骨格となる部品である。シャッタユニット30、撮像ユニット40、メイン基板50及びメインプレート60は、フロントベース21に固定されている。フロントベース21と撮像ユニット40の間には、付勢部材として複数の金属製のコイル状の圧縮ばね22が配置されている。撮像ユニット40がフロントベース21に組み付けられた状態において、圧縮ばね22によって撮像ユニット40は後方に付勢される。つまり、圧縮ばね22は、撮像ユニット40とフロントベース21を離間させる方向に撮像ユニット40を付勢する。なお、圧縮ばね22は、金属製に限られず、樹脂製であってもよい。 The front base 21 is a component that forms the framework of the imaging device 100. The shutter unit 30, the imaging unit 40, the main board 50, and the main plate 60 are fixed to the front base 21. A plurality of metallic coil-shaped compression springs 22 are arranged between the front base 21 and the imaging unit 40 as biasing members. When the imaging unit 40 is attached to the front base 21, the imaging unit 40 is biased backward by the compression springs 22. In other words, the compression springs 22 bias the imaging unit 40 in a direction that separates the imaging unit 40 from the front base 21. Note that the compression springs 22 are not limited to being made of metal, and may be made of resin.
フロントベース21の背面側には、シャッタユニット30と撮像ユニット40が撮像装置100の正面側からこの順で近接するように固定される。撮像素子41に対する露光を制御するシャッタユニット30は、開口31aが形成されたシャッタ地板31を有する。撮像ユニット40は、撮影レンズユニットの取付基準となるマウント部11の取付面に対して、撮像素子41の撮像面との間に所定の距離(間隔)が設けられ、且つ、撮像面が平行になるように、圧縮ばね22によって調整されて固定される。 The shutter unit 30 and the imaging unit 40 are fixed to the rear side of the front base 21 in that order, adjacent to each other from the front side of the imaging device 100. The shutter unit 30, which controls the exposure to the imaging element 41, has a shutter base plate 31 in which an opening 31a is formed. The imaging unit 40 is adjusted and fixed by a compression spring 22 so that a predetermined distance (gap) is provided between the imaging surface of the imaging element 41 and the mounting surface of the mount section 11, which serves as the mounting reference for the photographing lens unit, and the imaging surface is parallel.
フロントベース21の背面側には、放熱部材23,24が撮像ユニット40と接続されて配設されている。放熱部材23,24は、撮像素子41で発生する熱を外部に伝熱する放熱機能を有しており、例えば、銅板等の金属プレス加工によって作製された板金部材が用いられる。 The heat dissipation members 23, 24 are connected to the imaging unit 40 and disposed on the rear side of the front base 21. The heat dissipation members 23, 24 have a heat dissipation function of transferring heat generated by the imaging element 41 to the outside, and are made of, for example, sheet metal members made by pressing a metal such as a copper plate.
図3は撮像ユニット40の構成を示す分解斜視図であり、図3(a)は撮像ユニット40を前方斜め上から見た図であり、図3(b)は撮像ユニット40を後方斜め上から見た図である。撮像ユニット40は、後述する光学ローパスフィルタ48や撮像素子41が他の部品と共にユニット化されたものである。 Figure 3 is an exploded perspective view showing the configuration of the imaging unit 40, with Figure 3(a) being a view of the imaging unit 40 seen from diagonally above the front, and Figure 3(b) being a view of the imaging unit 40 seen from diagonally above the rear. The imaging unit 40 is a unit in which the optical low-pass filter 48 and the imaging element 41, which will be described later, are unitized together with other components.
撮像ユニット40は、前面側から背面側に向かって、光学ローパスフィルタ48、光学部材46、シート状の遮光部材45、光学部材保持部材44、封止部材43、撮像素子保持部材42及び撮像素子ユニット1がこの順序で配置された構成となっている。以下の説明では、「シート状の遮光部材45」を「シートマスク45」と称呼する。 The imaging unit 40 is configured such that, from the front side to the rear side, an optical low pass filter 48, an optical member 46, a sheet-like light-shielding member 45, an optical member holding member 44, a sealing member 43, an imaging element holding member 42, and an imaging element unit 1 are arranged in this order. In the following description, the "sheet-like light-shielding member 45" is referred to as the "sheet mask 45."
光学ローパスフィルタ48は、水晶からなる1枚の複屈折板であり、図3(a),(b)に示されるように略矩形の形状を有し、撮像素子41への入射光路に配置される。光学ローパスフィルタ48の表面には、光学的なコーティングが施されている。光学ローパスフィルタ48の背面側において撮像素子41への入射光路に配置された光学部材46は、赤外線吸収能力を有するガラス部品(赤外線カットフィルタ)であり、光学ローパスフィルタ48と同様にその表面には光学的なコーティングが施されている。光学部材46の背面側に配置された光学部材保持部材44(第1の保持部材)は、光学ローパスフィルタ48及び光学部材46を保持する。光学部材保持部材44は、樹脂又は金属で作製された部品であり、略矩形状の開口44aを有する。 The optical low-pass filter 48 is a birefringent plate made of quartz crystal, has a substantially rectangular shape as shown in Figs. 3(a) and (b), and is arranged in the incident light path to the image sensor 41. The surface of the optical low-pass filter 48 is optically coated. The optical member 46 arranged in the incident light path to the image sensor 41 on the rear side of the optical low-pass filter 48 is a glass part (infrared cut filter) having infrared absorbing ability, and has an optical coating on its surface like the optical low-pass filter 48. The optical member holding member 44 (first holding member) arranged on the rear side of the optical member 46 holds the optical low-pass filter 48 and the optical member 46. The optical member holding member 44 is a part made of resin or metal, and has a substantially rectangular opening 44a.
なお、図3(a)において光学ローパスフィルタ48の背面側には略矩形枠状の接着部材47が示されている。接着部材47は、光学ローパスフィルタ48の撮影有効領域外に貼り付けられることで、光学ローパスフィルタ48を光学部材保持部材44に密着させる役割を担う。また、光学ローパスフィルタ48には、詳細は後述するが、光学部材保持部材44との位置合わせを容易に行うことができるように、正面側から見た左上の角に面取り部48aが設けられている。 In FIG. 3(a), a substantially rectangular frame-shaped adhesive member 47 is shown on the back side of the optical low pass filter 48. The adhesive member 47 is attached to the outside of the effective imaging area of the optical low pass filter 48, thereby serving to tightly attach the optical low pass filter 48 to the optical member holding member 44. In addition, the optical low pass filter 48 has a chamfered portion 48a at the upper left corner when viewed from the front side, which will be described in detail later, to facilitate alignment with the optical member holding member 44.
光学部材46は、光学部材保持部材44の開口44aを塞ぐようにして、光学部材保持部材44に接着されて固定される。このとき、光学部材46と光学部材保持部材44の間にシートマスク45が、光学部材46において撮像素子41と対面する面に接触するように配置される。シートマスク45は、撮像素子41への不要な光線をカットする遮光部材であり、略矩形の開口45aが設けられた略矩形の枠形状を有する。シートマスク45には、例えば、ポリイミドのシートが用いられるが、これに限られるものではない。 The optical member 46 is adhered and fixed to the optical member holding member 44 so as to cover the opening 44a of the optical member holding member 44. At this time, a sheet mask 45 is placed between the optical member 46 and the optical member holding member 44 so as to contact the surface of the optical member 46 that faces the image sensor 41. The sheet mask 45 is a light-shielding member that blocks unnecessary light rays to the image sensor 41, and has a substantially rectangular frame shape with a substantially rectangular opening 45a. The sheet mask 45 is, for example, a polyimide sheet, but is not limited to this.
光学部材保持部材44の背面側に配置された封止部材43は、光学部材保持部材44に接着されて保持されている。封止部材43は、例えば、ウレタンフォームやプラスチック等の高分子重合体等の弾性材料の成形体であるが、これらに限られず、ゴムやエラストマー等からなるものであってもよい。なお、本実施形態では光学部材保持部材44と封止部材43は別部材であるが、一体成型品として1つの部品として構成されていてもよい。 The sealing member 43 arranged on the back side of the optical member holding member 44 is adhered to and held by the optical member holding member 44. The sealing member 43 is, for example, a molded body made of an elastic material such as a high molecular weight polymer such as urethane foam or plastic, but is not limited to these and may be made of rubber, elastomer, etc. In this embodiment, the optical member holding member 44 and the sealing member 43 are separate members, but they may be configured as a single component as an integrally molded product.
撮像素子保持部材42(第2の保持部材)は、略矩形状の開口42aを有する。撮像素子保持部材42は、光学部材保持部材44を保持する。また、撮像素子保持部材42には、接着剤を用いて撮像素子ユニット1が固定される。 The image sensor holding member 42 (second holding member) has a substantially rectangular opening 42a. The image sensor holding member 42 holds the optical member holding member 44. The image sensor unit 1 is fixed to the image sensor holding member 42 using an adhesive.
撮像素子ユニット1は、撮像素子41が自動実装により配線基板に実装され、一体化されたものである。撮像素子41の外観は、筺体であるパッケージによって覆われており、パッケージの正面側の表面はガラス窓によって構成されている。撮像素子41としてはCMOSセンサが用いられるが、これに限られず、CCDセンサやCIDセンサを用いてもよい。 The imaging element unit 1 is an integrated unit in which the imaging element 41 is mounted on a wiring board by automatic mounting. The exterior of the imaging element 41 is covered by a package that acts as a housing, and the front surface of the package is configured by a glass window. A CMOS sensor is used as the imaging element 41, but this is not limited thereto, and a CCD sensor or CID sensor may also be used.
撮像素子保持部材42には、放熱部材23,24が取り付けられている。撮像素子保持部材42は、樹脂製でも金属製でもよいが、金属製とすることで撮像素子41で発生する熱を放熱部材23,24へ伝達する効果を大きくすることができ、これによって撮像素子41の発熱(温度上昇)による画質低下を抑制することができる。 Heat dissipation members 23, 24 are attached to the image sensor holding member 42. The image sensor holding member 42 may be made of resin or metal, but by using a metal member, the effect of transferring heat generated by the image sensor 41 to the heat dissipation members 23, 24 can be increased, thereby suppressing deterioration in image quality due to heat generation (temperature rise) of the image sensor 41.
撮像素子保持部材42及び光学部材保持部材44に金属付勢部材49がビスで固定されている。金属付勢部材49は適度な付勢力を有しており、金属付勢部材49の後述するばね部49cが光学ローパスフィルタ48を押圧している。 A metal biasing member 49 is fixed to the image sensor holding member 42 and the optical member holding member 44 with screws. The metal biasing member 49 has an appropriate biasing force, and a spring portion 49c (described later) of the metal biasing member 49 presses against the optical low pass filter 48.
図4(a)は撮像ユニット40の正面図であり、図4(b)は図4(a)中に示す矢視A-Aでの断面図である。ここで、線A-Aは、撮像素子41の中心を通り、撮像素子41の長辺と平行な線を含む。図5(a)は撮像ユニット40を光学部材46まで分解した状態での正面図であり、図5(b)は撮像ユニット40をシートマスク45まで分解した状態での正面図である。ここで、撮像素子41の中心を通り、且つ、撮像素子41の撮像面と直交する方向から見たときの投影面を、以下、光軸投影面という。 Figure 4(a) is a front view of the imaging unit 40, and Figure 4(b) is a cross-sectional view along the arrow A-A shown in Figure 4(a). Here, line A-A passes through the center of the imaging element 41 and includes a line parallel to the long side of the imaging element 41. Figure 5(a) is a front view of the imaging unit 40 disassembled down to the optical member 46, and Figure 5(b) is a front view of the imaging unit 40 disassembled down to the sheet mask 45. Hereinafter, the projection plane passing through the center of the imaging element 41 and viewed from a direction perpendicular to the imaging surface of the imaging element 41 will be referred to as the optical axis projection plane.
先ず、撮像素子保持部材42に対する撮像素子ユニット1の組み付けについて説明する。撮像素子ユニット1は、図3(a),(b)に示されるように、撮像素子保持部材42の背面側から、撮像素子41が撮像素子保持部材42の開口42aに入り込むように、撮像素子保持部材42に組み付けられる。その際、撮像素子保持部材42を治具等で固定し、撮像素子保持部材42に対して位置調整治具を用いて撮像素子ユニット1を組み込み方向に位置合せすることで、撮像素子ユニット1と撮像素子保持部材42の組み込み方向における相対的位置が定まる。また、撮像素子41の内部の光電変換部の中心が撮像素子保持部材42に対して設計上の理想的な位置に収まるように、撮像面と平行な方向での撮像素子保持部材42に対する撮像素子ユニット1の位置調整が行われる。 First, the assembly of the imaging element unit 1 to the imaging element holding member 42 will be described. As shown in Figs. 3(a) and (b), the imaging element unit 1 is assembled to the imaging element holding member 42 from the rear side of the imaging element holding member 42 so that the imaging element 41 enters the opening 42a of the imaging element holding member 42. At this time, the imaging element holding member 42 is fixed with a jig or the like, and the imaging element unit 1 is aligned in the assembly direction with respect to the imaging element holding member 42 using a position adjustment jig, thereby determining the relative positions of the imaging element unit 1 and the imaging element holding member 42 in the assembly direction. In addition, the position of the imaging element unit 1 is adjusted in the direction parallel to the imaging surface with respect to the imaging element holding member 42 so that the center of the photoelectric conversion unit inside the imaging element 41 is located in an ideal position in design with respect to the imaging element holding member 42.
次に、撮像素子保持部材42に対する光学部材保持部材44の組み付けについて説明する。光学部材保持部材44には、開口44aを囲むように、弾性を有する封止部材43が接着されて保持されている。封止部材43は、図4(b)に示されるように、撮像素子保持部材42に保持されるカバーガラス41aに当接するように組み付けられて保持される。このとき、封止部材43は、光学部材保持部材44と撮像素子ユニット1が所定の間隔となるまで弾性変形して(圧縮されて)いるため、光学部材保持部材44から撮像素子ユニット1側の空間(カバーガラス41aと光学部材46の間の空間)は密閉される。 Next, the assembly of the optical member holding member 44 to the imaging element holding member 42 will be described. An elastic sealing member 43 is adhered and held on the optical member holding member 44 so as to surround the opening 44a. As shown in FIG. 4B, the sealing member 43 is assembled and held so as to abut against the cover glass 41a held by the imaging element holding member 42. At this time, the sealing member 43 is elastically deformed (compressed) until the optical member holding member 44 and the imaging element unit 1 are spaced apart by a predetermined distance, so that the space from the optical member holding member 44 to the imaging element unit 1 (the space between the cover glass 41a and the optical member 46) is sealed.
次に、光学部材保持部材44に対する光学部材46及び光学ローパスフィルタ48の組み付けについて説明する。図3(a),(b)からわかるように、光学部材46と光学ローパスフィルタ48がこの順序で光学部材保持部材44の正面側に組み付けられる。光学部材保持部材44と、光学部材保持部材44に対して先に組付けられる光学部材46との間には、撮像素子41への不要な光線をカットするシートマスク45が、撮像素子41に近接するように配置されている。 Next, the assembly of the optical member 46 and the optical low pass filter 48 to the optical member holding member 44 will be described. As can be seen from Figures 3(a) and (b), the optical member 46 and the optical low pass filter 48 are assembled in this order to the front side of the optical member holding member 44. Between the optical member holding member 44 and the optical member 46 that is assembled to the optical member holding member 44 first, a sheet mask 45 that cuts out unnecessary light rays to the image sensor 41 is arranged close to the image sensor 41.
図4(b)に示されるように、シートマスク45の開口45aは、光学部材保持部材44の開口44aより小さく形成されており、撮像素子41に対する開口面積を決定している。また、図3(b)及び図5(b)に示されるように、シートマスク45には位相突起45bが設けられており、位相突起45bと光学部材保持部材44に設けられた切り欠き部44bが嵌合するように構成されている。 As shown in FIG. 4(b), the opening 45a of the sheet mask 45 is smaller than the opening 44a of the optical member holding member 44, and determines the opening area for the image sensor 41. Also, as shown in FIG. 3(b) and FIG. 5(b), the sheet mask 45 is provided with a phase protrusion 45b, and is configured so that the phase protrusion 45b fits into the cutout portion 44b provided in the optical member holding member 44.
続いて、光学部材保持部材44とシートマスク45に重畳するように、光学部材46が組み込まれる。図5(a)に示されるように、光学部材保持部材44に設けられた位置決め突起44cと光学部材46の外周46aが嵌合することで、光学部材46は高精度に位置決めされる。シートマスク45も同様に、複数の位置決め突起44cとシートマスク45の外周45cとが嵌合することにより、高い精度で位置決めされる。そして、図4(b)に示されるように、光学部材46は、光学部材保持部材44に設けられた溝部44dに塗布された接着剤401によって、光学部材保持部材44に接着されて保持される。 Then, the optical member 46 is assembled so as to overlap the optical member holding member 44 and the sheet mask 45. As shown in FIG. 5(a), the positioning protrusions 44c on the optical member holding member 44 fit into the outer periphery 46a of the optical member 46, so that the optical member 46 is positioned with high precision. Similarly, the sheet mask 45 is positioned with high precision by fitting multiple positioning protrusions 44c into the outer periphery 45c of the sheet mask 45. Then, as shown in FIG. 4(b), the optical member 46 is adhered and held to the optical member holding member 44 by adhesive 401 applied to the grooves 44d on the optical member holding member 44.
図5(b)に示されるように、シートマスク45には、光軸投影面上で光学部材46と光学部材保持部材44とが重畳する領域の少なくとも一部に、マスク切り欠き部45dが設けられている。そのため、シートマスク45の外形は、光学部材46の外形に対して接着剤401の塗布範囲でのみ小さくなっている。なお、光軸投影面とは、撮像素子41の中心を通り、且つ、撮像素子41の撮像面と直交する方向から見たときの投影面である。 As shown in FIG. 5(b), the sheet mask 45 has a mask cutout 45d in at least a part of the area where the optical member 46 and the optical member holding member 44 overlap on the optical axis projection plane. Therefore, the outer shape of the sheet mask 45 is smaller than the outer shape of the optical member 46 only in the application range of the adhesive 401. The optical axis projection plane is the projection plane when viewed from a direction that passes through the center of the image sensor 41 and is perpendicular to the imaging surface of the image sensor 41.
また、図4(b)示されるように、光学部材保持部材44には、光学部材保持部材44においてシートマスク45が重畳される、つまり、シートマスク45と接触する、平面部44eに隣接して溝部44dが設けられている。このように、マスク切り欠き部45d及び溝部44dを設けることにより、接着剤401が平面部44eとシートマスク45の間を浸透して開口44a側へ流れ込むのを防止している。また、マスク切り欠き部45dによって平面部44eと光学部材46の間に形成される空間に接着剤401が回り込ませることができる。したがって、マスク切り欠き部45dを設けることにより、シートマスク45の全体的な剛性を維持しつつ、光学部材46の光学部材保持部材44に対する接着強度を向上させることができるという効果も得られる。 Also, as shown in FIG. 4(b), the optical member holding member 44 has a groove 44d adjacent to the flat portion 44e on which the sheet mask 45 is superimposed, i.e., which is in contact with the sheet mask 45. In this way, the mask cutout 45d and the groove 44d are provided to prevent the adhesive 401 from penetrating between the flat portion 44e and the sheet mask 45 and flowing into the opening 44a. The mask cutout 45d also allows the adhesive 401 to flow around the space formed between the flat portion 44e and the optical member 46. Therefore, by providing the mask cutout 45d, it is possible to obtain the effect of improving the adhesive strength of the optical member 46 to the optical member holding member 44 while maintaining the overall rigidity of the sheet mask 45.
なお、本実施形態では接着剤401として紫外線硬化型の樹脂を用いているが、使用可能な接着剤はこれに限定されるものではなく、例えば、熱硬化型や二液混合型の接着剤を用いてもよい。また、本実施形態では、光学部材保持部材44の溝部44dに塗布された紫外線硬化型の接着剤に対して紫外線を適切に照射することができるように、溝部44dは光学部材46に遮られないように形成されている。光学部材保持部材44、シートマスク45及び光学部材46は矩形状で、全周にわたって重畳されているため、これらから撮像素子ユニット1側の空間は密閉される。 In this embodiment, an ultraviolet-curing resin is used as the adhesive 401, but the adhesive that can be used is not limited to this, and for example, a thermosetting or two-part adhesive may be used. In this embodiment, the groove 44d of the optical member holding member 44 is formed so as not to be blocked by the optical member 46 so that ultraviolet light can be appropriately irradiated onto the ultraviolet-curing adhesive applied to the groove 44d. The optical member holding member 44, the sheet mask 45, and the optical member 46 are rectangular and overlap each other all around, so that the space on the imaging element unit 1 side is sealed off from these.
更に光学部材46を覆うように光学ローパスフィルタ48が光学部材保持部材44に組み込まれる。図4(a)に示されるように、光学ローパスフィルタ48には面取り部48aが設けられており、光学ローパスフィルタ48の光学部材保持部材44に対する位置合わせを面取り部48aと光学部材保持部材44に設けられた面取り部44fとで行うことができる。また、光学ローパスフィルタ48は、光学部材保持部材44に設けられた複数の位置決め突起44gと光学ローパスフィルタ48の外周48bが嵌合することにより、高い精度で光学部材保持部材44に位置決めされる。光学ローパスフィルタ48は、こうして位置決めされた後に、略矩形枠状の接着部材47によって光学部材保持部材44に接着されて保持される。 Furthermore, an optical low pass filter 48 is incorporated into the optical member holding member 44 so as to cover the optical member 46. As shown in FIG. 4(a), the optical low pass filter 48 is provided with a chamfered portion 48a, and the optical low pass filter 48 can be aligned with respect to the optical member holding member 44 by the chamfered portion 48a and the chamfered portion 44f provided on the optical member holding member 44. Furthermore, the optical low pass filter 48 is positioned with high precision on the optical member holding member 44 by fitting a plurality of positioning protrusions 44g provided on the optical member holding member 44 with the outer periphery 48b of the optical low pass filter 48. After being positioned in this way, the optical low pass filter 48 is adhered and held on the optical member holding member 44 by an adhesive member 47 having a substantially rectangular frame shape.
その後、金属付勢部材49が光学部材保持部材44に組み付けられる。金属付勢部材49は、位置決め穴部49a、振れ止め穴部49b及びばね部49cを有する。一方、光学部材保持部材44は、位置決め軸部44hと振れ止め軸部44iを有する。位置決め穴部49aと振れ止め穴部49bがそれぞれ位置決め軸部44hと振れ止め軸部44iと嵌合することにより、金属付勢部材49は光学部材保持部材44に位置決めされ、固定ビスにより金属付勢部材49は光学部材保持部材44に固定される。このとき、金属付勢部材49のばね部49cが光学ローパスフィルタ48に付勢されて、金属付勢部材49は光学ローパスフィルタ48と電気的に接続される。これにより、光学ローパスフィルタ48の帯電が防止される。 Then, the metal biasing member 49 is assembled to the optical member holding member 44. The metal biasing member 49 has a positioning hole portion 49a, a vibration prevention hole portion 49b, and a spring portion 49c. Meanwhile, the optical member holding member 44 has a positioning shaft portion 44h and a vibration prevention shaft portion 44i. The positioning hole portion 49a and the vibration prevention hole portion 49b are fitted into the positioning shaft portion 44h and the vibration prevention shaft portion 44i, respectively, so that the metal biasing member 49 is positioned on the optical member holding member 44, and the metal biasing member 49 is fixed to the optical member holding member 44 by a fixing screw. At this time, the spring portion 49c of the metal biasing member 49 is biased against the optical low pass filter 48, and the metal biasing member 49 is electrically connected to the optical low pass filter 48. This prevents the optical low pass filter 48 from becoming charged.
次に、シャッタユニット30と撮像ユニット40の配置について説明する。図6は、シャッタユニット30及び撮像ユニット40の断面図であり、図4(a)の矢視A-Aに対応する位置での断面を表している。 Next, the arrangement of the shutter unit 30 and the imaging unit 40 will be described. Figure 6 is a cross-sectional view of the shutter unit 30 and the imaging unit 40, showing a cross section at a position corresponding to the arrow A-A in Figure 4(a).
前述したように、シャッタユニット30と撮像ユニット40は、フロントベース21の背面側に固定されている。シャッタユニット30が備えるシャッタ地板31の開口31aは、撮像ユニット40に近接して配置されており、撮像素子41への必要な入射光をカットすることなく、不要な入射光をシートマスク45と同様にカットすることができるように形成されている。また、シャッタ地板31の開口31aは接着剤401に対して入射光をカットすることが可能な形状と大きさとなっており、これにより、太陽光等による接着剤401の劣化や接着剤401からの二次反射光の撮像素子41への入射を抑制することができる。なお、接着剤401への入射光の照射を抑制する手法は、シャッタ地板31に設けられる開口31aの形状と大きさによって決定する手法に限らず、例えば、撮像ユニット40に近接する別ユニットに遮光部材を装備させることによって実現してもよい。 As described above, the shutter unit 30 and the imaging unit 40 are fixed to the rear side of the front base 21. The opening 31a of the shutter base plate 31 of the shutter unit 30 is arranged close to the imaging unit 40 and is formed so as to be able to cut unnecessary incident light in the same manner as the sheet mask 45 without cutting off necessary incident light to the imaging element 41. In addition, the opening 31a of the shutter base plate 31 has a shape and size that can cut incident light to the adhesive 401, thereby suppressing deterioration of the adhesive 401 due to sunlight, etc., and the incidence of secondary reflected light from the adhesive 401 to the imaging element 41. Note that the method of suppressing irradiation of incident light to the adhesive 401 is not limited to the method determined by the shape and size of the opening 31a provided in the shutter base plate 31, and may be realized, for example, by equipping a light-shielding member to a separate unit close to the imaging unit 40.
次に、撮像ユニット40の別の実施形態について説明する。図7は、撮像ユニット40の別の実施形態である撮像ユニット70を、図5(a)と同様に光学部材46まで分解したものの正面図である。なお、撮像ユニット40と撮像ユニット70との相違点は、光学部材保持部材44と光学部材46の接着構成のみであり、以下、この相違点を中心に説明する。 Next, another embodiment of the imaging unit 40 will be described. FIG. 7 is a front view of an imaging unit 70, which is another embodiment of the imaging unit 40, disassembled down to the optical member 46 in the same manner as FIG. 5(a). Note that the only difference between the imaging unit 40 and the imaging unit 70 is the adhesive configuration between the optical member holding member 44 and the optical member 46, and the following description will focus on this difference.
図3(a),(b)に示したように、光学部材保持部材44に対して、正面側から光学部材46と光学ローパスフィルタ48がこの順で組み付けられる。光学部材保持部材44に対して先に組み付けられる光学部材46と光学部材保持部材44の間には、撮像素子41への不要な光線をカットするための開口45aが形成されたシートマスク45が配置されている。 As shown in Figures 3(a) and (b), the optical member 46 and the optical low-pass filter 48 are attached to the optical member holding member 44 in this order from the front side. A sheet mask 45 having an opening 45a formed therein for cutting off unnecessary light rays reaching the image sensor 41 is disposed between the optical member 46, which is attached to the optical member holding member 44 first, and the optical member holding member 44.
図5に示したように、シートマスク45の開口45aは、光学部材保持部材44の開口44aより小さく構成されており、撮像素子41に対する開口を決定している。また、図3(b)及び図5(b)に示したように、シートマスク45には位相突起45bが設けられており、位相突起45bと光学部材保持部材44に設けられた切り欠き部44bとが嵌合する。光学部材46は、シートマスク45と重畳するように光学部材保持部材44に対して組み付けられる。なお、図5(a)に示したように、光学部材46は、光学部材46の外周46aが光学部材保持部材44に設けられた位置決め突起44cと嵌合することで、光学部材保持部材44に対して高い精度で位置決めされる。このとき、シートマスク45も、シートマスク45の外周45cが複数の位置決め突起44cと嵌合することで、高い精度で位置決めされる。 5, the opening 45a of the sheet mask 45 is smaller than the opening 44a of the optical member holding member 44, and determines the opening for the image sensor 41. Also, as shown in FIG. 3B and FIG. 5B, the sheet mask 45 is provided with a phase protrusion 45b, and the phase protrusion 45b fits into the cutout portion 44b provided in the optical member holding member 44. The optical member 46 is assembled to the optical member holding member 44 so as to overlap with the sheet mask 45. Note that, as shown in FIG. 5A, the optical member 46 is positioned with high accuracy relative to the optical member holding member 44 by fitting the outer periphery 46a of the optical member 46 into the positioning protrusion 44c provided in the optical member holding member 44. At this time, the sheet mask 45 is also positioned with high accuracy by fitting the outer periphery 45c of the sheet mask 45 into the multiple positioning protrusions 44c.
ここで、図7に示したように、略矩形の形状を有する光学部材46の四隅(角部)には面取り部46bが設けられている。4カ所に設けられた面取り部46bと、光学部材保持部材44に設けられた1カ所の切り欠き部44b及び3カ所の隅部44jとによって形成される4カ所の空間に接着剤402が塗布されて、光学部材46は光学部材保持部材44に接着されて保持される。このように、接着剤402の塗布を光学部材46の四隅で行うことにより、上下左右方向に接着剤401塗布用の溝部44dを設ける前述の構成と比較して、光学部材保持部材44の大型化を回避することが可能となる。ひいては、撮像装置100の大型化を回避することが可能となる。 Here, as shown in FIG. 7, chamfered portions 46b are provided at the four corners (corners) of the optical member 46 having a substantially rectangular shape. Adhesive 402 is applied to the four spaces formed by the four chamfered portions 46b, one cutout portion 44b and three corners 44j provided in the optical member holding member 44, and the optical member 46 is adhered to and held by the optical member holding member 44. In this way, by applying adhesive 402 to the four corners of the optical member 46, it is possible to avoid an increase in size of the optical member holding member 44 compared to the above-mentioned configuration in which grooves 44d for applying adhesive 401 are provided in the up, down, left, and right directions. In turn, it is possible to avoid an increase in size of the imaging device 100.
なお、光学部材保持部材44、シートマスク45及び光学部材46は略矩形の形状を有して全周にわたって重畳されているため、これらの部品から撮像素子ユニット1側に形成される空間の密閉性が確保される。 In addition, the optical member holding member 44, the sheet mask 45, and the optical member 46 have a substantially rectangular shape and are overlapped all around, ensuring that the space formed from these components on the imaging element unit 1 side is airtight.
本実施形態の開示は、以下の構成を含む。
[構成1]撮像ユニットを備える撮像装置であって、前記撮像ユニットは、撮像素子と、前記撮像素子への入射光路に配置される第1の光学部材と、前記撮像素子への不要な光線の入射をカットする遮光部材と、前記第1の光学部材と前記遮光部材を保持する保持部材と、を備え、前記第1の光学部材は前記撮像素子に近接して配置され、前記遮光部材は、略矩形の開口が設けられた略矩形の枠形状を有し、接着剤で接着された前記第1の光学部材と保持部材とに挟まれた状態で保持されていることを特徴とする撮像装置。
[構成2]前記遮光部材は、前記第1の光学部材において前記撮像素子と対面する面に接触するように配置されていることを特徴とする構成1に記載の撮像装置。
[構成3]前記遮光部材は、前記第1の光学部材と前記保持部材が光軸投影面上で重畳している範囲において、少なくとも一部に切り欠き部を有することを特徴とする構成1又は2に記載の撮像装置。
[構成4]前記保持部材は、前記遮光部材と前記第1の光学部材が光軸投影面上で重畳して配置される平面部と、前記平面部に隣接して形成された溝部と、を有することを特徴とする構成1乃至3のいずれか1つに記載の撮像装置。
[構成5]前記接着剤は前記溝部に塗布されていることを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。
[構成6]前記第1の光学部材は、略矩形の形状を有し、且つ、四隅に切り欠き部を有し、前記切り欠き部と前記保持部材により形成された領域に前記接着剤が塗布されていることを特徴とする構成1又は2に記載の撮像装置。
[構成7]前記撮像素子に対する露光を制御するシャッタユニットを備え、前記シャッタユニットの開口は、前記接着剤に対して入射光をカットすることが可能な大きさを有することを特徴とする構成1乃至6のいずれか1つに記載の撮像装置。
[構成8]前記撮像ユニットは、前記第1の光学部材よりも前記撮像素子から離れた位置において前記入射光路に配置される第2の光学部材を有し、前記第1の光学部材は赤外線カットフィルタであり、前記第2の光学部材は光学ローパスフィルタであることを特徴とする構成1乃至7のいずれか1つに記載の撮像装置。
[構成9]前記遮光部材はポリイミドからなることを特徴とする構成1乃至8のいずれか1つに記載の撮像装置。
[構成10]前記接着剤は紫外線硬化型の樹脂であることを特徴とする構成1乃至9のいずれか1つに記載の撮像装置。
The disclosure of this embodiment includes the following configuration.
[Configuration 1] An imaging device comprising an imaging unit, the imaging unit comprising an imaging element, a first optical member arranged in an incident optical path to the imaging element, a light-shielding member that cuts off unwanted light rays entering the imaging element, and a holding member that holds the first optical member and the light-shielding member, the first optical member being arranged in close proximity to the imaging element, the light-shielding member having a substantially rectangular frame shape with a substantially rectangular opening, and being held in a state sandwiched between the first optical member and the holding member, which are bonded with an adhesive.
[Configuration 2] The imaging device according to configuration 1, wherein the light blocking member is disposed so as to be in contact with a surface of the first optical member that faces the imaging element.
[Configuration 3] The imaging device described in configuration 1 or 2, characterized in that the light-shielding member has a cutout portion in at least a portion of the range where the first optical member and the holding member overlap on the optical axis projection plane.
[Configuration 4] An imaging device described in any one of configurations 1 to 3, characterized in that the holding member has a planar portion on which the light-shielding member and the first optical member are arranged in an overlapping manner on an optical axis projection plane, and a groove portion formed adjacent to the planar portion.
[Configuration 5] The imaging device according to claim 4, wherein the adhesive is applied to the groove portion.
[Configuration 6] An imaging device as described in configuration 1 or 2, characterized in that the first optical member has an approximately rectangular shape and has cutout portions at the four corners, and the adhesive is applied to the area formed by the cutout portions and the holding member.
[Configuration 7] An imaging device described in any one of configurations 1 to 6, further comprising a shutter unit that controls exposure to the imaging element, the opening of the shutter unit being of a size capable of cutting off light incident on the adhesive.
[Configuration 8] An imaging device described in any one of configurations 1 to 7, characterized in that the imaging unit has a second optical member arranged in the incident optical path at a position farther from the imaging element than the first optical member, the first optical member being an infrared cut filter, and the second optical member being an optical low-pass filter.
[Configuration 9] The imaging device according to any one of configurations 1 to 8, wherein the light blocking member is made of polyimide.
[Configuration 10] The imaging device according to any one of configurations 1 to 9, wherein the adhesive is an ultraviolet-curing resin.
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。更に、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。 The present invention has been described above in detail based on preferred embodiments, but the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms within the scope of the gist of the invention are also included in the present invention. Furthermore, each of the above-mentioned embodiments merely represents one embodiment of the present invention, and each embodiment can be combined as appropriate.
1 撮像素子ユニット
21 フロントベース
30 シャッタユニット
40,70 撮像ユニット
41 撮像素子
42 撮像素子保持部材
44 光学部材保持部材
45 シートマスク
46 光学部材
47 接着部材
48 光学ローパスフィルタ
100 撮像装置
401,402 接着剤
REFERENCE SIGNS LIST 1 Image pickup element unit 21 Front base 30 Shutter unit 40, 70 Image pickup unit 41 Image pickup element 42 Image pickup element holding member 44 Optical member holding member 45 Sheet mask 46 Optical member 47 Adhesive member 48 Optical low-pass filter 100 Image pickup device 401, 402 Adhesive
Claims (10)
前記撮像ユニットは、
撮像素子と、
前記撮像素子への入射光路に配置される第1の光学部材と、
前記撮像素子への不要な光線の入射をカットする遮光部材と、
前記第1の光学部材と前記遮光部材を保持する保持部材と、を備え、
前記第1の光学部材は前記撮像素子に近接して配置され、
前記遮光部材は、略矩形の開口が設けられた略矩形の枠形状を有し、接着剤で接着された前記第1の光学部材と保持部材とに挟まれた状態で保持されていることを特徴とする撮像装置。 An imaging device including an imaging unit,
The imaging unit includes:
An imaging element;
A first optical member disposed on an incident optical path to the image sensor;
a light blocking member that blocks unnecessary light from entering the imaging element;
a holding member that holds the first optical member and the light blocking member,
the first optical member is disposed adjacent to the imaging element;
An imaging device characterized in that the light-shielding member has a substantially rectangular frame shape with a substantially rectangular opening, and is held in a sandwiched state between the first optical member and a holding member, which are bonded with an adhesive.
前記遮光部材と前記第1の光学部材が光軸投影面上で重畳して配置される平面部と、
前記平面部に隣接して形成された溝部と、を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The holding member is
a planar portion on which the light blocking member and the first optical member are arranged so as to overlap on an optical axis projection plane;
3. The imaging device according to claim 1, further comprising a groove portion formed adjacent to the flat portion.
前記切り欠き部と前記保持部材により形成された領域に前記接着剤が塗布されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 the first optical member has a substantially rectangular shape and has cutouts at four corners;
3. The imaging device according to claim 1, wherein the adhesive is applied to an area defined by the notch and the holding member.
前記シャッタユニットの開口は、前記接着剤に対して入射光をカットすることが可能な大きさを有することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 a shutter unit for controlling exposure to the image sensor;
3. The imaging device according to claim 1, wherein the opening of the shutter unit has a size capable of blocking light incident on the adhesive.
前記第1の光学部材は赤外線カットフィルタであり、前記第2の光学部材は光学ローパスフィルタであることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 the imaging unit includes a second optical member disposed on the incident optical path at a position farther from the imaging element than the first optical member;
3. The imaging device according to claim 1, wherein the first optical member is an infrared cut filter, and the second optical member is an optical low-pass filter.
Priority Applications (1)
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JP2022200249A JP2024085633A (en) | 2022-12-15 | 2022-12-15 | Imaging apparatus |
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- 2022-12-15 JP JP2022200249A patent/JP2024085633A/en active Pending
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