(57)【要約】 【課題】結像側開口部の欠けや変形を防止するレンズ組立体、およびその防止が図られたレンズ組立体を備えた撮像装置を提供する。【解決手段】第１のレンズＬ４の結像側の面を、光軸を中心に一周する線接触により位置決めする位置決め部１０３Ｂを鏡胴の結像側開口部よりも対物側に設ける。開口形成部１０２Ｂが、その位置決め部１０３Ｂから第１のレンズＬ４の結像側の面に沿って光軸中心に向かって延在し、さらにレンズから出射した光が遮光されることなく撮像素子に到達するように結像側開口の輪郭１０２１Ｂ，１０２２Ｂ，１０２３Ｂを形成する。位置決め部１０３Ｂの周囲を従来よりも厚くすることにより靭性を補強して欠け難くする。【選択図】図４
2010085716.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最結像側に配置される第１のレンズを含む、全体として結像光学系を成す複数の光学部材と、
対物側開口と結像側開口を有し、前記第１のレンズが最結像側に配置されるように前記複数の光学部材が装入された中空部が形成された鏡胴とを備えたレンズ組立体であって、
前記鏡胴が、前記第１のレンズの結像側の面を、光軸を中心に一周する線接触により位置決めする位置決め部と、
前記位置決め部から該第１のレンズの結像側の面に沿って光軸中心に向かって延在し、前記結像側開口の輪郭を形成する開口形成部とを有することを特徴とするレンズ組立体。
【請求項２】
前記位置決め部が、光軸を含む断面上で鈍角に形成されたものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ組立体。
【請求項３】
前記位置決め部が、光軸を含む断面上で前記第１のレンズに向いて凸の弧形状に形成されたものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ組立体。
【請求項４】
前記第１のレンズの結像側の面が凸面であって、前記位置決め部の該第１のレンズに接する部分が平面に形成されていることを特徴とする請求項１記載のレンズ組立体。
【請求項５】
前記開口形成部が、光軸を含む断面上で鈍角の楔形状の先端で前記結像側開口の輪郭を形成しているものであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項記載のレンズ組立体。
【請求項６】
前記鏡胴が、セラミックで形成されていることを特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項記載のレンズ組立体。
【請求項７】
前記鏡胴が、多孔質セラミックで形成されていることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項記載のレンズ組立体。
【請求項８】
請求項１から７のうちのいずれか１項記載のレンズ組立体と、該レンズ組立体を構成する複数の光学部材からなる結像光学系の結像面に配置された撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、結像光学系が装入されたレンズ組立体およびそのレンズ組立体を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、自動車にカメラが配備されるようになってきている。自動車に配備されるカメラの多くは、ナビゲーションシステムが普及し運転席に表示画面が設けられていることを利用して、ドライバの死角になる場所の状態をその表示画面上に表示するものである。
【０００３】
ところで、自動車は夏の炎天下や冬の厳寒屋外に野晒しにされることもあり、車載用のカメラはそのような極めて広範な温度環境下で正常に動作する必要がある。この正常動作を保証するために車載用のカメラに適用されるレンズ組立体に要求される性能としては、軽量性や頑強性などの一般的な性質のほか、温度変化に起因するピンボケを生じさせないために温度による伸縮が少ないことなどが挙げられる。これらの要求を満足するために、セラミック製の鏡胴が考えられている（例えば特許文献１，２参照）。また、本出願人は、多孔質セラミックを光学部品に適用することを提案している（例えば特許文献３参照）。この特許文献３の明細書で言う、多孔質とは、気孔率１０％以上である多孔体である。
【０００４】
しかしながら、多孔質セラミックは欠け易いという欠点があり、この欠点を如何にして補うかが問題となる。
【０００５】
ここで、まず鏡胴に多孔質セラミックを用いた場合の欠点がどのようにして現れるかを図１を参照して説明する。
【０００６】
図１は、車載用のカメラに適用されるレンズ組立体の構成例を示す図であり、図２は、そのレンズ組立体の組立時の不具合の状況を説明する図である。また、図３は、後述する位置決め部の別の構造を説明する図である。
【０００７】
まず図１を参照してレンズ組立体の構成を簡単に説明する。
【０００８】
図１のレンズ組立体１には鏡胴１０が備えられており、その鏡胴１０には対物側開口１０１と結像側開口１０２とを有する中空部１００が設けられている。この鏡胴１０の対物側外周には雄ネジＳＲ１が形成され、その対物側開口１０１から複数の光学部材Ｌ１〜Ｌ４，ＳＰ１〜ＳＰ３が光軸を揃えて装入される。この例では、図１に示すように、複数の光学部材として複数のレンズＬ１〜Ｌ４と複数の間隔環ＳＰ１〜ＳＰ３とが交互に配置されるようにして鏡胴１０の中空部１００に順次に装入される。
【０００９】
更に図１のレンズ組立体１には、鏡胴１０の中空部１００の内部に装入された複数の光学部材Ｌ１〜Ｌ４、ＳＰ１〜ＳＰ３を、対物側開口１０１から押さえ込んで固定するための押え環１１が備えられている。この押え環１１は、鏡胴１０の対物側の部分が入り込む装着開口１１０と、鏡胴内に装入された複数の光学部材のうちの最も対物側に装入されたレンズＬ１の中央部を露出させる光学開口１１１とを有し、装着開口内側の内壁に、上記雄ネジＳＲ１と螺合する雌ネジＳＲ２が形成され、その雄ネジＳＲ１とその雌ネジＳＲ２との螺合により最も対物側に位置するレンズＬ１の対物側の面の周縁部を押えるものである。
【００１０】
この押え環１１によって鏡胴１０内の複数のレンズＬ１〜Ｌ４および複数の間隔環ＳＰ１〜ＳＰ３が結像側開口側に向かって押さえ込まれることにより図１のレンズ組立体１が組み立てられている。
【００１１】
ここで図１の例においては、最結像側に位置するレンズＬ４の結像側の面を、光軸を中心に一周する線接触により位置決めする位置決め部１０３が、不要光をカットするストッパを兼ねるように結像側開口１０２を形成する位置に設けられている。このため、位置決め部１０３は、結像側開口の輪郭を形成していることから図１（ｂ）に示す様に光軸を含む断面上で鋭角に形成されている。
【００１２】
この様な構成にしておくと最結像側に位置するレンズＬ４の位置決めが、その位置決め部１０３によって精度良く行なわれた後、その他のレンズＬ１〜Ｌ３の位置決めが順次、その最結像側に位置するレンズＬ４に倣って行なわれる。しかし、上記した様に多孔質セラミックは欠け易いという欠点を持つために組立時に図１の位置決め部１０３が欠けてしまうことがある。欠けが発生すると、見た目の商品価値を低下させるだけでなく、入射光がその欠けの部分で乱反射して一部が撮影面内に入り込み、撮影画像の画質を低下させる恐れがある。また、欠けにより、レンズＬ４が正確に位置決めされずに傾き、画像が劣化する恐れがある。
【００１３】
図２には、多孔質セラミック製の鏡胴が用いられた場合の不具合の状況が示されており、鋭角に形成された位置決め部に多数の欠け１０３１が入った状況が示されている。これらの欠け１０３１の発生を阻止するために特許文献４の技術を利用して位置決め部を図３に示す様に厚く形成して位置決め部１０３Ａの補強を図ることが考えられるが、そうすると図３の符号１０３１Ａで示す部分で被写体光が反射し、欠けが発生した場合と同様、撮影面内に混入して撮影画像の画質を低下させる恐れがある。したがって、位置決め部１０３は図１に示す様に鋭角に形成し、かつ欠けを防止する必要がある。
【００１４】
尚、ここでは多孔質セラミック製の鏡胴についてその欠点を説明したが、多孔質ではない通常のセラミックを採用して鏡胴を製作した場合であっても、多孔質セラミックよりは強いものの欠けが発生するおそれがある。あるいは、温度による鏡胴の伸縮については伸縮に強い設計を行なうことにして、例えばプラスティック製の鏡胴を採用することも考えられる。このプラスティック製の鏡胴においてはセラミックの様に欠けの問題は生じないが、その欠けの問題の代わりに、今度は図１に示す位置決め部１０３がレンズＬ４に押されて変形し、レンズＬ４やその他のレンズの位置がずれ初期の光学性能が得られない恐れがある。
【特許文献１】特開２００６−２８４９９１号公報
【特許文献２】特開２００６−２９２９２７号公報
【特許文献３】特開２００７−２３８４３０号公報
【特許文献４】特開２００７−２７９５５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、上記事情に鑑み、結像側開口部の欠けや変形を防止するレンズ組立体、およびその防止が図られたレンズ組立体を備えた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成する本発明のレンズ組立体は、最結像側に配置される第１のレンズを含む、全体として結像光学系を成す複数の光学部材と、
対物側開口と結像側開口を有し、上記第１のレンズが最結像側に配置されるように上記複数の光学部材が装入された中空部が形成された鏡胴とを備えたレンズ組立体であって、
上記鏡胴が、上記第１のレンズの結像側の面を、光軸を中心に一周する線接触により位置決めする位置決め部と、
上記位置決め部からその第１のレンズの結像側の面に沿って光軸中心に向かって延在し、上記結像側開口の輪郭を形成する開口形成部とを有することを特徴とする。
【００１７】
上記本発明のレンズ組立体によれば、上記鏡胴が備える上記位置決め部から上記第１のレンズの結像側の面に沿って光軸中心に向かって延在した上記開口形成部に結像側開口を形成させる。このため上記位置決め部が、図１に示す様に光軸を含む断面上で鋭角に形成されることがなくなって、より大きな角度を持つようになる。その結果位置決め部周囲の肉厚が確保され位置決め部の強度が補強される。
【００１８】
ここで上記位置決め部は光軸を含む断面上で鈍角に形成されたものであることが好ましい。
【００１９】
上記位置決め部を光軸を含む断面上で鈍角に形成すればするほど、線接触する部分の周囲の肉厚が厚くされ位置決め部の強度が増強される。
【００２０】
また、上記位置決め部が、光軸を含む断面上で上記第１のレンズに向いて凸の弧形状に形成されたものであっても良い。
【００２１】
上記位置決め部は、線接触する部分の線幅が狭くなればなるほどより高い位置決め精度が得られる。しかしさほど精度が必要ない場合には線接触部の線幅をある程度太くすることはが可能である。つまり必要な位置決め精度によっては位置決め部は上記第１のレンズに向いて凸の孤形状に形成されていても良い。
【００２２】
また上記第１のレンズの結像側の面が凸面である場合には、上記位置決め部のその第１のレンズに接する部分が平面に形成されていても良い。
【００２３】
このように上記第１のレンズの結像側の面が凸面である場合には、位置決め部をわざわざ凸の弧形状にしなくても平面のままで良い。
【００２４】
また、上記開口形成部が、光軸を含む断面上で鈍角の楔形状の先端で上記結像側開口の輪郭を形成しているものであることが好ましい。
【００２５】
前述した様に、上記第１のレンズを通過した被写体光を、結像側開口を通った後、遮光されることなく撮像素子に到達させる必要がある。
【００２６】
上記のように上記開口形成部が、光軸を含む断面上で鈍角の楔形状の先端で上記結像側開口の輪郭を形成しているものであると、上記レンズの結像側の出射面から余計な光が撮像素子に向かって出射されることがなくなり、撮像素子の撮影面に有効な被写体光のみを到達させることができる。
【００２７】
また、上記鏡胴は、セラミックで形成されていても良く、プラスティックで形成されていても良い。また上記鏡胴は、特許文献１で紹介されている多孔質セラミックで形成されていても良い。多孔質とは、気孔率１０％以上である多孔体である。
【００２８】
上記目的を達成する撮像装置は、上記レンズ組立体と、そのレンズ組立体を構成する複数の光学部材からなる結像光学系の結像面に配置された撮像素子とを備えたことを特徴とする。
【００２９】
上記撮像装置によれば、鏡胴に欠けのないレンズ組立体が組み込まれて好適な光学性能が発揮される。
【発明の効果】
【００３０】
以上、説明したように、結像側開口部の欠けや変形を防止するレンズ組立体、およびその防止が図られたレンズ組立体を備えた撮像装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００３２】
図４は、本発明の一実施形態であるレンズ組立体１Ｂを示す図である。図４（ａ）には、レンズの光軸に沿ってレンズ組立体１Ｂを切断し切断した面が示されており、図４（ｂ）には、位置決め部の構造が示されている。この図４には、図４（ｂ）に示す位置決め部１０３Ｂの構造を除いて図１と同じ構造の図が示されている。この図４の例では、レンズ組立体１が備える鏡胴に多孔質セラミックが用いられている。
【００３３】
図４に示す位置決め部１０３Ｂの構造を説明する。
【００３４】
図４に示す鏡胴１０Ｂには、第１のレンズＬ４の結像側の面を、光軸を中心に一周する線接触により位置決めする位置決め部１０３Ｂが備えられている。この図４においては図１の従来例とは異なり、結像側開口１０２Ｂよりも対物側に寄った位置に位置決め部１０３Ｂが設けられている。さらにその位置決め部１０３Ｂから第１のレンズＬ４の結像側の面に沿って光軸中心に向かって延在し、結像側開口の輪郭１０２１Ｂ，１０２２Ｂ，１０２３Ｂを形成する開口形成部１０２Ｂが設けられている。この開口形成部１０２Ｂによって形成された輪郭のうちの光軸中心に向かって延在する部分１０２１Ｂの先端１０２２Ｂによって開口が規定されるとともに、その先端１０２２Ｂの光軸後方に続くテーパ部１０２３Ｂによって、図３の符号１０３１に相当する面の光軸方向の長さを小さくできるからこの面で発生する画像に悪影響を与える反射光を減らすことができる。
【００３５】
この様な構成にすると、第１のレンズＬ４の位置決めをするための線接触部分が鋭角ではなく、鈍角に形成されて位置決め部１０３Ｂの構造の補強が行なわれて位置決め部が欠け難くなる。このため、組立時に押え環１１により押さえ込まれたときに位置決め部１０３に欠けが生じる率が従来に比べて著しく低減される。
【００３６】
図５は、上記実施形態の効果を説明する図である。
【００３７】
図５には、図３と同様に、組立後のレンズ鏡胴１０Ｂの内部を結像側開口から見た図が示されている。図５には、レンズＬ４と図４で説明した開口形成部１０２Ｂによって形成された輪郭のうちの光軸中心に向かって延在する部分１０２１Ｂの先端１０２２Ｂとその先端１０２２Ｂから結像側に延びるテーパ部１０２３Ｂとが示されている。
【００３８】
この図５には本実施形態の構成により位置決め部１０３Ｂの靭性が補強されて図２に示す欠けが入らずに良好な組立状態が得られていることが示されている。
【００３９】
ここで、位置決め部の構成は、他にも考えられる。
【００４０】
図６は、位置決め部の様々な構成を示す図である。
【００４１】
図６（ａ）には、第１実施形態である図４（ｂ）と同じ図が示されており、図６（ｂ）には、第２実施形態が示されており、図６（ｃ）には第３実施形態が示されている。
【００４２】
図６（ａ）の第１実施形態については説明済みであり、ここではまず図６（ｂ）を参照して第２実施形態を説明する。
【００４３】
図６（ｂ）には、光軸を含む断面上で第１のレンズに向いて凸の弧形状に形成された場合が示されている。
【００４４】
前述した様に位置決め部は、線接触する部分の線幅が狭くなればなるほどより高い位置決め精度が得られるが、さほど精度が必要ない場合には線接触部の線幅をある程度太くすることが可能である。そこで、レンズの光軸の位置決め精度をある程度緩めることが可能な場合には、この図６（ｂ）に示す第２実施形態のような位置決め部１０３Ｃにしても良い。
【００４５】
次に図６（ｃ）を参照して第３実施形態を説明する。
【００４６】
図６（ｃ）に示す様に、元々第１のレンズが凸面である場合には、平面で受けても線接触になるので、図６（ｃ）の位置決め部１０３Ｄのようにしても良い。
【００４７】
最後に図４のレンズ組立体１Ｂをカメラに適用した場合の構成を説明する。
【００４８】
図７は、図４のレンズ組立体１Ｂを備えたカメラユニット２を示す図である。
【００４９】
図７には、カメラユニット２を光軸に沿って切断した面が示されている。
【００５０】
図７に示すカメラユニット２は、図４のレンズ組立体１Ｂと、カメラ本体枠２０と、撮像素子２１とを備えており、その撮像素子２１は撮像素子基板２１０上に実装されカメラ本体枠２０に接着固定されている。この図４のレンズ組立体１Ｂのレンズ枠１０の外周面およびカメラ本体枠２０の内周面には、それぞれ、ネジ部が形成されている。
【００５１】
このカメラユニット２を組み立てるときには、まずカメラ本体枠２０に図４のレンズ組立体１Ｂをねじ込みながら挿入した後、レンズ組立体１Ｂをカメラ本体枠２０に接着固定する。その後でＣＣＤ固体撮像素子等の撮像素子２１を搭載した基板２１０をカメラ本体枠２０に接着固定する。このような簡単な手順で図１のレンズ組立体１Ｂをカメラユニット２に組み込むことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】車載用のカメラに適用される、中空部が形成された鏡胴を備えたレンズ組立体の構成を示す図である。
【図２】レンズ組立体の組立時の不具合の状況を説明する図である。
【図３】位置決め部の別の構造を説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態であるレンズ組立体１を示す図である。
【図５】第１実施形態の効果を説明する図である。
【図６】第２実施形態と第３実施形態を説明する図である。
【図７】図１のレンズ組立体を備えたカメラユニット２を示す図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  １Ｂ  レンズ組立体
１０    鏡胴
１００    中空部
１０１    対物側開口
１０２    結像側開口
１０３    位置決め部
１１    押え環
１１０    装着開口
１１１    光学開口
Ｌ１〜Ｌ４    レンズ
ＳＰ１〜ＳＰ３    間隔環
ＳＲ１    雌ネジ
ＳＲ２    雄ネジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2010085716.tif 000008
【図７】
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