(57)【要約】【課題】簡易な構成でありながら、レンズの光軸ずれを抑えることが可能なレンズユニットを提供する。【解決手段】レンズユニット１００は、少なくとも１つのレンズ１１０と、前記レンズ１１０の側面に到達する少なくとも１つの貫通孔１１を有するレンズホルダ１５０と、前記側面及び前記貫通孔を画定する内周壁に接着する接着剤１６０と、を備える。【選択図】図１
2020086251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのレンズと、
前記レンズの側面に到達する少なくとも１つの貫通孔を有するレンズホルダと、
前記側面及び前記貫通孔を画定する内周壁に接着する接着剤と、
を備えるレンズユニット。
【請求項２】
前記レンズは、複数である、
請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記接着剤は、前記貫通孔の少なくとも１つにおいて、少なくとも２つの前記レンズの側面に接着する、
請求項１又は２に記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記レンズを、光軸方向に固定する少なくとも１つのスペーサを、さらに備え、
前記接着剤は、前記貫通孔を介して、少なくとも１個の前記レンズの側面及び前記スペーサの側面に接する、
請求項１又は２に記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記貫通孔と対面する前記レンズの側面の一部は、Ｃ面形状である、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項６】
前記貫通孔と対面する前記レンズの側面の一部は、Ｒ面形状である、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項７】
前記貫通孔と対面する前記レンズの側面の一部は、匙面形状である、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項８】
前記レンズホルダは、
円筒形状であり、複数の前記貫通孔を有する、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項９】
前記貫通孔は、円周方向に沿って、等しい間隔で位置する、
請求項８に記載のレンズユニット。
【請求項１０】
前記側面は遮光部を有する、
請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項１１】
貫通孔を有するレンズホルダにレンズを挿入する工程と、
前記レンズの光軸方向における位置を前記貫通孔の位置に合わせる工程と、
前記貫通孔から前記レンズの側面へと接着剤を注入する工程と、
前記接着剤を硬化させる工程と、
を含むレンズユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、レンズユニット、レンズユニットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学レンズの一方の表面の外周部を円筒形状のレンズホルダの支持部で支持し、光学レンズの他方の表面の外周部をレンズ押さえで押圧することで、レンズ焦点位置調整機構を簡略化させた光学レンズユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、接着剤によって、複数のレンズをレンズホルダに固定し、複数のレンズの光軸を合わせたレンズユニットが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−９８８７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の構成は、各レンズをレンズホルダに収容する度に、各レンズの上面又は下面に接着剤を塗布しなければならず、製造工程時間が長くなるという問題があった。また、従来の構成は、振動或いは熱に弱い構成であり、各レンズの光軸がずれ易いという問題もあった。
【０００６】
上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、簡易な構成でありながら、レンズの光軸ずれを抑えることが可能なレンズユニット、及びレンズユニットの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一実施形態に係るレンズユニットは、
少なくとも１つのレンズと、
前記レンズの側面に到達する少なくとも１つの貫通孔を有するレンズホルダと、
前記側面及び前記貫通孔を画定する内周壁に接着する接着剤と、
を備える。
【０００８】
本開示の一実施形態に係るレンズユニットの製造方法は、
貫通孔を有するレンズホルダにレンズを挿入する工程と、
前記レンズの光軸方向における位置を前記貫通孔の位置に合わせる工程と、
前記貫通孔から前記レンズの側面へと接着剤を注入する工程と、
前記接着剤を硬化させる工程と、
を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の実施形態によれば、簡易な構成でありながら、レンズの光軸ずれを抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態に係るレンズユニットの構成の一例を示す断面図である。
【図２】図１に示すレンズユニットの貫通孔付近を示す拡大図である。
【図３】第１実施形態に係るレンズユニットの構成の一例を示す正面図である。
【図４】第２実施形態に係るレンズユニットの構成の一例を示す断面図である。
【図５】図４に示すレンズユニットの貫通孔付近を示す拡大図である。
【図６】第３実施形態に係るレンズユニットの構成の一例を示す断面図である。
【図７】図６に示すレンズユニットの貫通孔付近を示す拡大図である。
【図８】第４実施形態に係るレンズユニットの構成の一例を示す断面図である。
【図９】図８に示すレンズユニットの貫通孔付近を示す拡大図である。
【図１０】信頼性試験後におけるレンズの光軸変動の検証結果の一例を示すグラフである。
【図１１Ａ】本実施形態に係るレンズユニットの製造方法の一例を示す断面図である。
【図１１Ｂ】本実施形態に係るレンズユニットの製造方法の一例を示す断面図である。
【図１１Ｃ】本実施形態に係るレンズユニットの製造方法の一例を示す断面図である。
【図１１Ｄ】本実施形態に係るレンズユニットの製造方法の一例を示す断面図である。
【図１２】従来例に係るレンズユニットの構成の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の説明で用いられる図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は現実のものとは必ずしも一致していない。
【００１２】
＜第１実施形態＞
図１乃至図３を参照して、第１実施形態に係るレンズユニットの構成について説明する。図１は、第１実施形態に係るレンズユニットの構成の一例を示す光軸に沿った断面図である。図２は、図１に示すレンズユニットの貫通孔付近を示す拡大図である。図３は、第１実施形態に係るレンズユニットの構成の一例を示す正面図である。
【００１３】
レンズユニット１００は、第１レンズ１１０と、第２レンズ１２０と、第３レンズ１３０と、第４レンズ１４０と、レンズホルダ１５０と、接着剤１６０と、第１スペーサ１７１と、第２スペーサ１７２と、第３スペーサ１７３と、撮像素子１８０と、を備える。レンズホルダ１５０は、貫通孔１１と、貫通孔１２と、貫通孔１３と、を有する。以下、第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、第４レンズ１４０、第１スペーサ１７１、第２スペーサ１７２、第３スペーサ１７３、などを総称して光学部材と呼ぶ場合がある。また、光学部材において、光軸Ｌと平行な面を、光学部材の側面と呼ぶ場合がある。ここで、平行とは、完全に平行であることを意味するのみならず、実質的に平行であることも含むこととし、例えば、数％程度の誤差も含むこととする。
【００１４】
撮像素子１８０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサなどを含む。撮像素子１８０の受光面上には、複数の画素が配列されている。撮像素子１８０は、受光面上に結像された被写体像を撮像して撮像画像を生成する。図１において、撮像素子１８０が設けられている側を「像側Ｘ」で示し、撮像素子１８０が設けられている側と反対側を「物体側Ｙ」で示している。
【００１５】
第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、及び第４レンズ１４０は、物体側Ｙから像側Ｘへと向かって、第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、第４レンズ１４０の順に配置される。図１では、レンズユニット１００に配置されるレンズの個数が４つの場合を一例に挙げて説明しているが、レンズの個数は特に限定されるものではない。また、各レンズが配置される順序は特に限定されるものではない。
【００１６】
第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、及び第４レンズ１４０は、レンズユニット１００へと入射した光を屈折させ、物体側Ｙから像側Ｘへと透過させる。また、第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、及び第４レンズ１４０は、被写体像を撮像素子１８０に結像させる。
【００１７】
第１レンズ１１０は、例えば、平凹レンズである。第１レンズ１１０は、径方向外側に、フランジ部１１１を備えている。第２レンズ１２０は、例えば、両凹レンズである。第２レンズ１２０は、径方向外側に、フランジ部１２１を備えている。第３レンズ１３０は、例えば、両凸レンズである。第３レンズ１３０は、径方向外側に、フランジ部１３１を備えている。第４レンズ１４０は、例えば、メニスカスレンズである。第４レンズ１４０は、径方向外側に、フランジ部１４１を備えている。なお、第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、及び第４レンズ１４０は、これらの形状に限定されず、種々の形状とすることができる。
【００１８】
第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、及び第４レンズ１４０は、例えば、ガラス、樹脂、などの光透過性を有する材料で形成される。
【００１９】
第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、及び第４レンズ１４０は、側面に遮光材料が塗布される遮光部を有してよい。各レンズが、各レンズの側面に遮光材料が塗布される遮光部を有することで、貫通孔１１、貫通孔１２、及び貫通孔１３からレンズユニット１００の内部へと不要な光が入射することを低減させることができる。これにより、レンズユニット１００において、レンズユニット１００の内部で不要光が反射して生じるゴースト又はフレアなどの現象を低減させることができる。なお、各レンズの側面には、接着剤１６０に対する密着性を高めるための表面処理などが施されていてもよい。
【００２０】
レンズホルダ１５０は、例えば、円筒形状であり、第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、及び第４レンズ１４０を保持する。また、レンズホルダ１５０は、複数の貫通孔を有する。複数の貫通孔は、例えば、レンズホルダ１５０の軸または第１レンズ１１０などの光軸に垂直に延びている。さらに、複数の貫通孔は、例えば、レンズホルダ１５０の径方向に延びている。
【００２１】
図１に示すように、レンズホルダ１５０は、例えば、光軸方向に沿って、複数の貫通孔を有する。複数の貫通孔は、各レンズの位置に応じて、光軸方向に沿って、異なる間隔で設けられていてもよいし、等しい間隔で設けられていてもよい。また、光軸方向に沿って設けられる複数の貫通孔は、その個数が特に限定されるものではない。例えば、貫通孔は、２個の光学部材に対応して１個設けられてよい。貫通孔が、２個の光学部材に対応して１個設けられることで、レンズホルダ１５０に製造する貫通孔の個数を減らすことができるため、製造工程を簡易化することができる。また、貫通孔の個数が少ない程、レンズホルダ１５０の機械的強度を高めることができる。
【００２２】
図３に示すように、レンズホルダ１５０は、例えば、光軸方向における貫通孔を設ける各位置に、円周方向に沿って、複数の貫通孔を有する。複数の貫通孔は、円周方向に沿って、異なる間隔で設けられていてもよいし、等しい間隔で設けられていてもよい。また、円周方向に沿って設けられる複数の貫通孔は、その個数が特に限定されるものではない。例えば、貫通孔は、円周方向に沿って、３個設けられてよい。レンズホルダ１５０の円周方向に沿って貫通孔が３個設けられる場合、レンズホルダ１５０の円周方向に沿って貫通孔が１個或いは２個設けられる場合と比較して、レンズホルダ１５０による光学部材の保持強度を高めることができる。
【００２３】
また、レンズホルダ１５０は、光学部材の側面に到達する貫通孔を有する。例えば、レンズホルダ１５０は、第１レンズ１１０の側面及び第２レンズ１２０の側面に到達する貫通孔１１を有する。例えば、レンズホルダ１５０は、第３レンズ１３０の側面に到達する貫通孔１２を有する。例えば、レンズホルダ１５０は、第２スペーサ１７２の側面及び第４レンズ１４０の側面に到達する貫通孔１３を有する。レンズホルダ１５０が光学部材の側面に到達する貫通孔を有することで、貫通孔から光学部材の側面に向けて、直接、接着剤１６０を注入することが可能となる。
【００２４】
光学部材の側面とレンズホルダ１５０の内周面との寸法公差は、±0.1mm程度であることが好適である。これにより、光学部材の側面とレンズホルダ１５０の内周面との間に、不要な接着剤１６０が入り込むことを低減させることができる。
【００２５】
レンズホルダ１５０は、例えば、ガラス繊維などの無機強化繊維が充填された樹脂材料、或いは、アルミウニム、真鍮、などの金属材料で形成される。例えば、第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、及び第４レンズ１４０がプラスチックで形成される場合、レンズホルダ１５０は、金属で形成されることが好適である。
【００２６】
接着剤１６０は、貫通孔を介して、光学部材の側面及びレンズホルダ１５０に接する。接着剤１６０は、貫通孔から光学部材の側面へと向かって注入され、固化することで、光学部材をレンズホルダ１５０に固定する。接着剤１６０は、貫通孔を介して、複数の光学部材の側面と接していてもよいし、貫通孔を介して、単数の光学部材の側面と接していてもよい。
【００２７】
例えば、接着剤１６０は、貫通孔１１から、第１レンズ１１０の側面及び第２レンズ１２０の側面へと向かって注入され、固化することで、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０とレンズホルダ１５０とを固定する。固化した接着剤１６０は、第１レンズ１１０の側面の少なくとも一部、第２レンズ１２０の側面の少なくとも一部、及びレンズホルダ１５０における貫通孔１１の内周面の一部に接する。
【００２８】
例えば、接着剤１６０は、貫通孔１２から、第３レンズ１３０の側面へと向かって注入され、固化することで、第３レンズ１３０とレンズホルダ１５０とを固定する。固化した接着剤１６０は、第３レンズ１３０の側面の少なくとも一部、及びレンズホルダ１５０における貫通孔１２の内周面の一部に接する。
【００２９】
例えば、接着剤１６０は、貫通孔１３から、第２スペーサ１７２の側面及び第４レンズ１４０の側面へと向かって注入され、固化することで、第２スペーサ１７２及び第４レンズ１４０とレンズホルダ１５０とを固定する。固化した接着剤１６０は、第２スペーサ１７２の側面の少なくとも一部、第４レンズ１４０の側面の少なくとも一部、及びレンズホルダ１５０における貫通孔１３の内周面の一部に接する。
【００３０】
貫通孔から注入され、固化した接着剤１６０が、貫通孔を介して、光学部材の側面の少なくとも一部、及びレンズホルダ１５０における貫通孔の内周面の一部と接することで、光学部材の側面とレンズホルダ１５０とを固定することができる。これにより、接着剤１６０が熱膨張しても、各レンズが傾くことなく、レンズの光軸ずれを抑えることができる。一方、図１２に示す従来構成では、接着剤１６０Ａが、第１レンズ１１０Ａと第２レンズ１２０Ａとの間、第１スペーサ１７１Ａと第３レンズ１３０Ａとの間、第２スペーサ１７２Ａと第４レンズ１４０Ａとの間に設けられている。従って、例えば、接着剤１６０が熱膨張すると、各レンズの光軸がずれ易いという問題が生じるが、本実施形態に係る構成では、このような問題を回避できる。
【００３１】
接着剤１６０は、例えば、紫外線硬化性樹脂材料、熱硬化性樹脂材料、ハイブリッド樹脂材料、などの樹脂材料で形成される。樹脂材料としては、例えば、アクリレート系樹脂、エポキシ系樹脂、などが挙げられる。
【００３２】
接着剤１６０は、例えば、粘度が、15000Pa・sより小さい材料で形成されることが好適である。これにより、光学部材の側面とレンズホルダ１５０の内周面との間に、不要な接着剤１６０が入り込むことを低減させることができる。
【００３３】
接着剤１６０は、例えば、硬化温度が、ガラス転移温度より低い材料で形成されることが好適である。また、接着剤１６０は、例えば、硬化後の弾性率が、1000MPa以上の材料で形成されることが好適である。これにより、光学部材とレンズホルダ１５０とを強固に固定することが可能となる。
【００３４】
図２に示すように、接着剤１６０は、貫通孔１１の領域Ａにおいて、Ｒ面形状である第１レンズ１１０の側面の一部、及びＲ面形状である第２レンズ１２０の側面の一部と接する。貫通孔１１と対面する第１レンズ１１０の側面の一部、及び貫通孔１１と対面する第２レンズ１２０の側面の一部が、Ｒ面形状であることで、第１レンズ１１０と第２レンズ１２０との間に、接着剤だまり１６１が形成される。これにより、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０と、レンズホルダ１５０との接着面積を広げることができるため、各レンズの光軸Ｌを合わせた状態で、各レンズをレンズホルダ１５０に強固に固定することが可能となる。
【００３５】
接着剤１６０は、貫通孔１２の領域Ｂにおいて、平面形状となっている、第３レンズ１３０の側面の一部と接する。貫通孔１２と対面する第３レンズ１３０のみが、接着剤１６０によって接着されることで、接着だまりを形成せずとも、第３レンズ１３０の光軸Ｌを合わせた状態で、第３レンズ１３０をレンズホルダ１５０に強固に固定することが可能となる。なお、接着剤１６０は、平面形状となっている第３レンズ１３０の側面の一部のみならず、平面形状となっている第３レンズ１３０の側面の全部と接していてもよい。
【００３６】
接着剤１６０は、貫通孔１３の領域Ｃにおいて、Ｒ面形状である第２スペーサ１７２の側面の一部、及びＲ面形状である第４レンズ１４０の側面の一部と接する。貫通孔１３と対面する第２スペーサ１７２の側面の一部、及び貫通孔１３と対面する第４レンズ１４０の側面の一部が、Ｒ面形状であることで、第２スペーサ１７２と第４レンズ１４０との間に、接着剤だまり１６３が形成される。これにより、第４レンズ１４０と、レンズホルダ１５０との接着面積を広げることができるため、第４レンズ１４０の光軸Ｌを合わせた状態で、第４レンズ１４０をレンズホルダ１５０に強固に固定することが可能となる。
【００３７】
第１スペーサ１７１、第２スペーサ１７２、第３スペーサ１７３は、物体側Ｙから像側Ｘへと向かって、第１スペーサ１７１、第２スペーサ１７２、第３スペーサ１７３の順に配置される。図１では、レンズユニット１００に配置されるスペーサの個数が３つの場合を一例に挙げて説明しているが、スペーサの個数は特に限定されるものではない。
【００３８】
第１スペーサ１７１、第２スペーサ１７２、第３スペーサ１７３は、例えば、中心部が空洞であり、光軸方向に沿って、所定の長さを有する円環形状である。例えば、第１スペーサ１７１は、第２レンズ１２０のフランジ部１２１と、第３レンズ１３０のフランジ部１３１との間に設けられる。第１スペーサ１７１は、光軸方向に沿って、第２レンズ１２０と第３レンズ１３０との間の面間距離を規定する。例えば、第２スペーサ１７２は、第３レンズ１３０のフランジ部１３１と、第４レンズ１４０のフランジ部１４１との間に設けられる。第２スペーサ１７２は、光軸方向に沿って、第３レンズ１３０と第４レンズ１４０との間の面間距離を規定する。例えば、第３スペーサ１７３は、第４レンズ１４０のフランジ部１４１と、撮像素子１８０との間に設けられる。第３スペーサ１７３は、光軸方向に沿って、第４レンズ１４０と基板を介した撮像素子１８０との間の面間距離を規定する。
【００３９】
本実施形態に係るレンズユニット１００によれば、少なくとも１つのレンズと、レンズの側面に到達する少なくとも１つの貫通孔を有するレンズホルダ１５０と、側面及び貫通孔を画定する内周壁に接着する接着剤と、を備える。これにより、簡易な構成でありながら、レンズの光軸ずれを抑えることが可能なレンズユニット１００を実現できる。
【００４０】
また、本実施形態に係るレンズユニット１００によれば、図１２に示す従来構成のように、各レンズをレンズホルダ１５０Ａに収容する度に、各レンズの上面又は下面に接着剤１６０Ａを塗布しなければならないという手間を省ける。即ち、光学部材の側面に到達する貫通孔から接着剤１６０を注入して硬化させるのみで、光学部材とレンズホルダ１５０とを固定することができるため、製造工程時間を短縮できる。
【００４１】
＜第２実施形態＞
図４及び図５を参照して、第２実施形態に係るレンズユニットの構成について説明する。図４は、第２実施形態に係るレンズユニットの構成の一例を示す断面図である。図５は、図４に示すレンズユニットの貫通孔付近を示す拡大図である。
【００４２】
第２実施形態に係るレンズユニット２００が、第１実施形態に係るレンズユニット１００と異なる点は、第１実施形態に係るレンズユニット１００における光学部材の側面の一部が、Ｒ面形状であるのに対して、第２実施形態に係るレンズユニット２００における光学部材の側面の一部は、匙面形状である点である。なお、その他の構成は、第１実施形態に係るレンズユニット１００と同じであるため、重複した説明を省略する。
【００４３】
図４及び図５に示すように、接着剤１６０は、貫通孔１１の領域Ａにおいて、匙面形状である第１レンズ１１０の側面の一部、及び匙面形状である第２レンズ１２０の側面の一部と接する。貫通孔１１と対面する第１レンズ１１０の側面の一部、及び貫通孔１１と対面する第２レンズ１２０の側面の一部が、匙面形状であることで、第１レンズ１１０と第２レンズ１２０との間に、接着剤だまり１６１Ｋが形成される。これにより、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０と、レンズホルダ１５０との接着面積を広げることができるため、各レンズの光軸Ｌを合わせた状態で、各レンズをレンズホルダ１５０に強固に固定することが可能となる。
【００４４】
また、貫通孔１１と対面する第１レンズ１１０の側面の一部、及び貫通孔１１と対面する第２レンズ１２０の側面の一部が、匙面形状であることで、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０とレンズホルダ１５０との接着強度を高めることができる。これにより、振動或いは熱などが加えられても、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０の傾きを抑えることができる。
【００４５】
また、第１レンズ１１０の側面の一部及び第２レンズ１２０の側面の一部に形成される匙面形状は、製造工程における寸法指定が比較的容易である。これにより、製造工程を簡易化させることができる。
【００４６】
接着剤１６０は、貫通孔１３の領域Ｃにおいて、匙面形状である第２スペーサ１７２の側面の一部、及び匙面形状である第４レンズ１４０の側面の一部と接する。貫通孔１３と対面する第２スペーサ１７２の側面の一部、及び貫通孔１３と対面する第４レンズ１４０の側面の一部が、匙面形状であることで、第２スペーサ１７２と第４レンズ１４０との間に、接着剤だまり１６３Ｋが形成される。これにより、第４レンズ１４０とレンズホルダ１５０との接着面積を広げることができるため、各レンズの光軸Ｌを合わせた状態で、第４レンズ１４０をレンズホルダ１５０に強固に固定することが可能となる。
【００４７】
また、貫通孔１３と対面する第２スペーサ１７２の側面の一部、及び貫通孔１３と対面する第４レンズ１４０の側面の一部が、匙面形状であることで、第２スペーサ１７２及び第４レンズ１４０とレンズホルダ１５０との接着強度を高めることができる。これにより、振動或いは熱などが加えられても、第４レンズ１４０の傾きを抑えることができる。
【００４８】
また、第２スペーサ１７２の側面の一部及び第４レンズ１４０の側面の一部に形成される匙面形状は、製造工程における寸法指定が比較的容易である。これにより、製造工程を簡易化させることができる。
【００４９】
本実施形態に係るレンズユニット２００によれば、少なくとも１つのレンズと、レンズの側面に到達する少なくとも１つの貫通孔を有するレンズホルダと、側面及び貫通孔を画定する内周壁に接着する接着剤と、を備える。これにより、簡易な構成でありながら、レンズの光軸ずれを抑えることが可能なレンズユニット２００を実現できる。
【００５０】
＜第３実施形態＞
図６及び図７を参照して、第３実施形態に係るレンズユニットの構成について説明する。図６は、第３実施形態に係るレンズユニットの構成の一例を示す断面図である。図７は、図６に示すレンズユニットの貫通孔付近を示す拡大図である。
【００５１】
第３実施形態に係るレンズユニット３００が、第１実施形態に係るレンズユニット１００と異なる点は、第１実施形態に係るレンズユニット１００における光学部材の側面の一部が、Ｒ面形状であるのに対して、第３実施形態に係るレンズユニット３００における光学部材の側面の一部は、Ｃ面形状である点である。なお、その他の構成は、第１実施形態に係るレンズユニット１００と同じであるため、重複した説明を省略する。
【００５２】
図６及び図７に示すように、接着剤１６０は、貫通孔１１の領域Ａにおいて、Ｃ面形状である第１レンズ１１０の側面の一部、及びＣ面形状である第２レンズ１２０の側面の一部と接する。貫通孔１１と対面する第１レンズ１１０の側面の一部、及び貫通孔１１と対面する第２レンズ１２０の側面の一部が、Ｃ面形状であることで、第１レンズ１１０と第２レンズ１２０との間に、接着剤だまり１６１Ｌが形成される。これにより、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０と、レンズホルダ１５０との接着面積を広げることができるため、各レンズの光軸Ｌを合わせた状態で、各レンズをレンズホルダ１５０に強固に固定することが可能となる。
【００５３】
また、貫通孔１１と対面する第１レンズ１１０の側面の一部、及び貫通孔１１と対面する第２レンズ１２０の側面の一部が、Ｃ面形状であることで、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０とレンズホルダ１５０との接着強度を高めることができる。これにより、振動或いは熱などが加えられても、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０の傾きを抑えることができる。
【００５４】
また、第１レンズ１１０の側面の一部及び第２レンズ１２０の側面の一部に形成されるＣ面形状は、製造工程における寸法指定が比較的容易である。これにより、製造工程を簡易化させることができる。
【００５５】
また、貫通孔１１と対面する第１レンズ１１０の側面の一部、及び貫通孔１１と対面する第２レンズ１２０の側面の一部が、Ｃ面形状であることで、貫通孔１１から領域Ａへと、硬化前の接着剤１６０が流れ易くなる。これにより、領域Ａに接着剤だまり１６１Ｌを容易に形成することができるため、複数の光学部材をレンズホルダ１５０に固定し易くなる。
【００５６】
接着剤１６０は、貫通孔１３の領域Ｃにおいて、Ｃ面形状である第２スペーサ１７２の側面の一部、及びＣ面形状である第４レンズ１４０の側面の一部と接する。貫通孔１３と対面する第２スペーサ１７２の側面の一部、及び貫通孔１３と対面する第４レンズ１４０の側面の一部が、Ｃ面形状であることで、第２スペーサ１７２と第４レンズ１４０との間に、接着剤だまり１６３Ｌが形成される。これにより、第４レンズ１４０とレンズホルダ１５０との接着面積を広げることができるため、各レンズの光軸Ｌを合わせた状態で、第４レンズ１４０をレンズホルダ１５０に強固に固定することが可能となる。
【００５７】
また、貫通孔１３と対面する第２スペーサ１７２の側面の一部、及び貫通孔１３と対面する第４レンズ１４０の側面の一部が、Ｃ面形状であることで、第２スペーサ１７２及び第４レンズ１４０とレンズホルダ１５０との接着強度を高めることができる。これにより、振動或いは熱などが加えられても、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０の傾きを抑えることができる。
【００５８】
また、第２スペーサ１７２の側面の一部及び第４レンズ１４０の側面の一部に形成されるＣ面形状は、製造工程における寸法指定が比較的容易である。これにより、製造工程を簡易化させることができる。
【００５９】
また、貫通孔１３と対面する第１レンズ１１０の側面の一部、及び貫通孔１３と対面する第２レンズ１２０の側面の一部が、Ｃ面形状であることで、貫通孔１３から領域Ａへと、硬化前の接着剤１６０が流れ易くなる。これにより、領域Ａに接着剤だまり１６３Ｌを容易に形成することができるため、複数の光学部材をレンズホルダ１５０に固定し易くなる。
【００６０】
本実施形態に係るレンズユニット３００によれば、少なくとも１つのレンズと、レンズの側面に到達する少なくとも１つの貫通孔を有するレンズホルダと、側面及び貫通孔を画定する内周壁に接着する接着剤と、を備える。これにより、簡易な構成でありながら、レンズの光軸ずれを抑えることが可能なレンズユニット３００を実現できる。
【００６１】
＜第４実施形態＞
図８及び図９を参照して、第４実施形態に係るレンズユニットの構成について説明する。図８は、第４実施形態に係るレンズユニットの構成の一例を示す断面図である。図９は、図８に示すレンズユニットの貫通孔付近を示す拡大図である。
【００６２】
第４実施形態に係るレンズユニット４００が、第１実施形態に係るレンズユニット１００と異なる点は、第１実施形態に係るレンズユニット１００が、１個の貫通孔と複数の光学部材の側面とが対面する領域を含むのに対して、第４実施形態に係るレンズユニット４００は、１個の貫通孔と複数の光学部材の側面とが対面する領域を含まない点である。なお、その他の構成は、第１実施形態に係るレンズユニット１００と同じであるため、重複した説明を省略する。
【００６３】
図８に示すように、レンズユニット４００において、全ての貫通孔は、光軸方向に沿って、１個の光学部材に対応して１個設けられる。
【００６４】
例えば、貫通孔１１は、第１レンズ１１０に対応して１個設けられる。接着剤１６０は、貫通孔１１から、第１レンズ１１０の側面へと向かって注入され、固化することで、第１レンズ１１０とレンズホルダ１５０とを固定する。
【００６５】
例えば、貫通孔１２は、第２レンズ１２０に対応して１個設けられる。接着剤１６０は、貫通孔１２から、第２レンズ１２０の側面へと向かって注入され、固化することで、第２レンズ１２０とレンズホルダ１５０とを固定する。
【００６６】
例えば、貫通孔１３は、第１スペーサ１７１に対応して１個設けられる。接着剤１６０は、貫通孔１３から、第１スペーサ１７１の側面へと向かって注入され、固化することで、第１スペーサ１７１とレンズホルダ１５０とを固定する。
【００６７】
例えば、貫通孔１４は、第３レンズ１３０に対応して１個設けられる。接着剤１６０は、貫通孔１４から、第３レンズ１３０の側面へと向かって注入され、固化することで、第３レンズ１３０とレンズホルダ１５０とを固定する。
【００６８】
例えば、貫通孔１５は、第２スペーサ１７２に対応して１個設けられる。接着剤１６０は、貫通孔１５から、第２スペーサ１７２の側面へと向かって注入され、固化することで、第２スペーサ１７２とレンズホルダ１５０とを固定する。
【００６９】
例えば、貫通孔１６は、第４レンズ１４０に対応して１個設けられる。接着剤１６０は、貫通孔１６から、第４レンズ１４０の側面へと向かって注入され、固化することで、第４レンズ１４０とレンズホルダ１５０とを固定する。
【００７０】
例えば、貫通孔１７は、第３スペーサ１７３に対応して１個設けられる。接着剤１６０は、貫通孔１７から、第３スペーサ１７３の側面へと向かって注入され、固化することで、第３スペーサ１７３とレンズホルダ１５０とを固定する。
【００７１】
図９に示すように、接着剤１６０は、貫通孔１１の領域Ａにおいて、平面形状となっている第１レンズ１１０の側面の一部と接する。貫通孔１１と対面する第１レンズ１１０のみが、接着剤１６０によって接着されることで、接着だまりを形成せずとも、第１レンズ１１０の光軸Ｌを合わせた状態で、第１レンズ１１０をレンズホルダ１５０に強固に固定することが可能となる。なお、接着剤１６０は、平面形状となっている第１レンズ１１０の側面の一部のみならず、平面形状となっている第１レンズ１１０の側面の全部と接していてもよい。
【００７２】
接着剤１６０は、貫通孔１３の領域Ｃにおいて、平面形状となっている第１スペーサ１７１の側面の一部と接する。貫通孔１３と対面する第１スペーサ１７１のみが、接着剤１６０によって接着されることで、接着だまりを形成せずとも、第１スペーサ１７１を、レンズホルダ１５０に強固に固定することが可能となる。即ち、第１スペーサ１７１がレンズホルダ１５０に強固に固定されることで、第１スペーサ１７１の両側に配置される第２レンズ１２０及び第３レンズ１３０における光軸Ｌのずれを抑制することが可能となる。
【００７３】
なお、図９では、貫通孔１１付近にレンズが位置する例として領域Ａ、貫通孔１３付近にスペーサが位置する例として領域Ｃを一例に挙げて、詳細に説明したが、貫通孔１２、貫通孔１４、貫通孔１６については、領域Ａと同様の説明が、貫通孔１５、貫通孔１７については、領域Ｃと同様の説明ができることは勿論である。
【００７４】
上述のように、貫通孔が１個の光学部材に対応して１個設けられることで、光学部材の側面の一部に、Ｒ面形状、匙面形状、Ｃ面形状、などを形成することなく、光学部材をレンズホルダに強固に固定することが可能になる。即ち、貫通孔が２個の光学部材に対応して１個設けられる構成よりも簡易な構成でありながら、光学部材をレンズホルダに強固に固定することが可能になる。また、貫通孔が１個の光学部材に対して１個設けられることで、光学部材をレンズホルダに確実に固定することができるため、耐環境性に優れたレンズユニット４００を実現できる。
【００７５】
本実施形態に係るレンズユニット４００によれば、少なくとも１つのレンズと、レンズの側面に到達する少なくとも１つの貫通孔を有するレンズホルダと、側面及び貫通孔を画定する内周壁に接着する接着剤と、を備える。これにより、簡易な構成でありながら、レンズの光軸ずれを抑えることが可能なレンズユニット４００を実現できる。
【００７６】
＜検証結果＞
〔実施例〕
本実施形態に係るレンズユニットにおけるレンズの光軸変動を検証するため、信頼性試験を実施した。図１０は、各種の信頼性試験を実施した後におけるレンズの光軸変動の検証結果の一例を示すグラフである。点線のグラフは、接着剤１６０として、紫外線硬化性樹脂材料を用いた場合におけるレンズの光軸変動の検証結果を示すグラフである。実線のグラフは、接着剤１６０として、ハイブリッド樹脂材料を用いた場合におけるレンズの光軸変動の検証結果を示すグラフである。
【００７７】
各種の信頼性試験として、ハーフサイン衝撃印加試験、熱サイクル試験、追加熱サイクル試験、掃引振動試験、を実施した。これらの試験を実施した後に、本実施形態に係るレンズユニットにおけるレンズレンズの透過偏心を測定した。
【００７８】
接着剤１６０に用いた１つ目の樹脂材料の詳細を以下に示す。
主成分：変成アクリレート樹脂
硬化方法：紫外線
粘度[mPa・s]：12500
硬化収縮率[％]：4
弾性率[MPa]：1.4
【００７９】
接着剤１６０に用いた２つ目の樹脂材料の詳細を以下に示す。
主成分：エポキシ樹脂
硬化方法：紫外線＋熱線
粘度[mPa・s]：55000
硬化収縮率[％]：1.8
弾性率[MPa]：5000
【００８０】
図１０において、Ｐ１は、初期状態におけるレンズの透過偏心の実測値を示している。Ｐ２は、ハーフサイン衝撃印加試験を実施した後におけるレンズの透過偏心の実測値を示している。Ｐ３は、熱サイクル試験を実施した後におけるレンズの透過偏心の実測値を示している。Ｐ４は、追加熱サイクル試験を実施した後におけるレンズの透過偏心の実測値を示している。Ｐ５は、掃引振動試験を実施した後におけるレンズの透過偏心の実測値を示している。
【００８１】
図１０から、上述した１つ目の接着剤を用いた場合、各種の信頼性試験を実施した後であっても、レンズの光軸変動を、−０．４〜＋０．４ピクセル程度に抑制できていることがわかる。
【００８２】
図１０から、上述した２つ目の接着剤を用いた場合、各種の信頼性試験を実施した後であっても、レンズの光軸変動を、−０．１〜＋０．１ピクセル程度に抑制できていることがわかる。
【００８３】
即ち、いずれの接着剤を用いた場合であっても、本実施形態に係るレンズユニットの構成によれば、レンズの光軸ずれを抑制できていることが確認できた。また、各種の信頼性試験を実施した後であっても、本実施形態に係るレンズユニットの構成によれば、レンズの光軸ずれに強いことが確認できた。
【００８４】
＜レンズユニットの製造方法＞
次に、図１１を参照して、本実施形態に係るレンズユニットの製造方法について簡単に説明する。
【００８５】
図１１Ａに示すように、貫通孔を有するレンズホルダ１５０に、レンズを挿入する。例えば、複数のレンズが、物体側Ｙから像側Ｘへと向かって、第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、第４レンズ１４０の順に配置されるように、レンズホルダ１５０に、各レンズを挿入する。また、レンズとレンズとの間に、スペーサを挿入する。例えば、第２レンズ１２０のフランジ部１２１と、第３レンズ１３０のフランジ部１３１との間に、第１スペーサ１７１を挿入する。例えば、第３レンズ１３０のフランジ部１３１と、第４レンズ１４０のフランジ部１４１との間に、第２スペーサ１７２を挿入する。例えば、第４レンズ１４０のフランジ部１４１と、撮像素子１８０との間に、第３スペーサ１７３を挿入する。
【００８６】
図１１Ｂに示すように、レンズの位置を調整する。即ち、第１レンズ１１０の光軸、第２レンズ１２０の光軸、第３レンズ１３０の光軸、及び第４レンズ１４０の光軸が合うように、第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、及び第４レンズ１４０の位置を所定位置に調整する。
【００８７】
例えば、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０の光軸方向における位置が、貫通孔１１の位置と合うように、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０の位置を所定位置に調整する。即ち、貫通孔１１と、第１レンズ１１０の側面の少なくとも一部及び第２レンズ１２０の側面の少なくとも一部とが対面するように、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０の位置を調整する。例えば、第３レンズ１３０の光軸方向における位置が、貫通孔１２の位置と合うように、第３レンズ１３０の位置を所定位置に調整する。即ち、貫通孔１２と、第３レンズ１３０の側面の少なくとも一部とが対面するように、第３レンズ１３０の位置を調整する。例えば、第４レンズ１４０の光軸方向における位置が、貫通孔１３の位置と合うように、第４レンズ１４０の位置を所定位置に調整する。即ち、貫通孔１３と、第２スペーサ１７２の側面の少なくとも一部及び第４レンズ１４０の側面の少なくとも一部とが対面するように、第４レンズ１４０の位置を調整する。
【００８８】
図１１Ｃに示すように、ディスペンサーなどを用いて、貫通孔から光学部材の側面へと向かって、光学部材の側面に接着剤が到達するように、接着剤をニードル注入する。例えば、貫通孔１１から、第１レンズ１１０の側面及び第２レンズ１２０の側面へと向かって、第１レンズ１１０の側面の少なくとも一部及び第２レンズ１２０の側面の少なくとも一部に、接着剤１６０が到達するように、接着剤１６０を注入する。例えば、貫通孔１２から、第３レンズ１３０の側面へと向かって、第３レンズ１３０の側面の少なくとも一部に、接着剤１６０が到達するように、接着剤１６０を注入する。例えば、貫通孔１３から、第２スペーサ１７２の側面及び第４レンズ１４０の側面へと向かって、第２スペーサ１７２の側面の少なくとも一部及び第４レンズ１４０の側面の少なくとも一部に、接着剤１６０が到達するように、接着剤１６０を注入する。
【００８９】
図１１Ｄに示すように、接着剤を硬化させる。まず、貫通孔からニードルを抜き、紫外線のみ、熱線のみ、或いは紫外線及び熱線を、注入面に対して照射し、接着剤を仮硬化させる。例えば、貫通孔１１、貫通孔１２、及び貫通孔１３から接着剤１６０の注入面に対して紫外線を照射し、接着剤を仮硬化させる。
【００９０】
次に、レンズユニットを、高温乾燥器に入れて、仮硬化させた接着剤を本硬化させる。例えば、貫通孔１１から注入した接着剤１６０を本硬化させて、第１レンズ１１０の側面の少なくとも一部及び第２レンズ１２０の側面の少なくとも一部と、レンズホルダ１５０とを接着する。これにより、第１レンズ１１０及び第２レンズ１２０とレンズホルダ１５０とを固定する。例えば、貫通孔１２から注入した接着剤１６０を本硬化させて、第３レンズ１３０の側面の少なくとも一部と、レンズホルダ１５０とを接着する。これにより、第３レンズ１３０とレンズホルダ１５０とを固定する。例えば、貫通孔１３から注入した接着剤１６０を本硬化させて、第２スペーサ１７２の側面の少なくとも一部及び第４レンズ１４０の側面の少なくとも一部と、レンズホルダ１５０とを接着する。これにより、第２スペーサ１７２及び第４レンズ１４０とレンズホルダ１５０とを固定する。
【００９１】
本実施形態に係るレンズユニットの製造方法によれば、貫通孔を有するレンズホルダにレンズを挿入し、各レンズの光軸Ｌを合わせた状態で、貫通孔からレンズの側面へと接着剤を注入し、接着剤を硬化させる。これにより、簡易な構成でありながら、光軸ずれを抑えることが可能なレンズユニットの製造方法を実現できる。
【００９２】
＜変形例＞
本実施形態に係るレンズユニットは、移動体に搭載されてよい。本開示における「移動体」は、例えば、車両、船舶、及び航空機などを含んでよい。本開示における「車両」には、自動車、軌道車両、産業車両、及び生活車両を含むが、これに限られない。例えば、車両には、滑走路を走行する飛行機を含めてよい。自動車は、乗用車、トラック、バス、二輪車、及びトロリーバスなどを含むがこれに限られず、道路上を走行する他の車両を含んでよい。軌道車両は、機関車、貨車、客車、路面電車、案内軌道鉄道、ロープウエー、ケーブルカー、リニアモーターカー、及びモノレールを含むがこれに限られず、軌道に沿って進む他の車両を含んでよい。産業車両は、農業及び建設向けの産業車両を含む。産業車両には、フォークリフト、及びゴルフカートを含むがこれに限られない。農業向けの産業車両には、トラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、及び芝刈り機を含むが、これに限られない。建設向けの産業車両には、ブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、及びロードローラを含むが、これに限られない。生活車両には、自転車、車いす、乳母車、手押し車、及び電動立ち乗り２輪車を含むが、これに限られない。車両の動力機関は、ディーゼル機関、ガソリン機関、及び水素機関を含む内燃機関、並びにモーターを含む電気機関を含むが、これに限られない。車両は、人力で走行するものを含む。なお、車両の分類は、上述に限られない。例えば、自動車には、道路を走行可能な産業車両を含んでよく、複数の分類に同じ車両が含まれてよい。
【００９３】
本実施形態に係るレンズユニットは、所定の波長の光を抑制又は遮蔽する光学フィルタを備えていてもよい。光学フィルタには、例えば、通過する赤外線を抑制する赤外線カットフィルタなどが含まれる。
【００９４】
本実施形態において「第１」及び「第２」などの記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」などの記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１レンズは、第２レンズと識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」などの識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。
【００９５】
本実施形態に係る構成を説明する図は、模式的なものである。図面上の寸法比率などは、現実のものと必ずしも一致しない。
【００９６】
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本開示の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。本開示に係る構成は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形又は変更が可能である。本発明は上述の実施形態の例に限定されるものではなく、数値などの種々の変形は可能である。本実施形態における特徴部の種々の組み合わせは上述の実施形態の例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９７】
１１      貫通孔
１２      貫通孔
１３      貫通孔
１００    レンズユニット
１１０    第１レンズ
１２０    第２レンズ
１３０    第３レンズ
１４０    第４レンズ
１５０    レンズホルダ
１６０    接着剤
１７１    第１スペーサ
１７２    第２スペーサ
１７３    第３スペーサ
１８０    撮像素子
【図１】
2020086251.tif 000003
【図２】
2020086251.tif 000004
【図３】
2020086251.tif 000005
【図４】
2020086251.tif 000006
【図５】
2020086251.tif 000007
【図６】
2020086251.tif 000008
【図７】
2020086251.tif 000009
【図８】
2020086251.tif 000010
【図９】
2020086251.tif 000011
【図１０】
2020086251.tif 000012
【図１１Ａ】
2020086251.tif 000013
【図１１Ｂ】
2020086251.tif 000014
【図１１Ｃ】
2020086251.tif 000015
【図１１Ｄ】
2020086251.tif 000016
【図１２】
2020086251.tif 000017