(57)【要約】【課題】複数のレンズを鏡筒内で組み合わせて使用する場合に各レンズ同士の位置決めを精度良く行う。【解決手段】鏡筒５内で、第１のレンズ１の嵌合突起１１と第２のレンズ３の嵌合孔１３とを嵌合させて、その光軸方向、当該光軸方向に直交する平面状の二軸方向、及び光軸を中心とした回転方向について、互いに相対的に位置決めする。各レンズ１，３を鏡筒５内の各専用のレンズ位置調整装置で位置決めする必要がなく、光学装置全体を小型化でき、また、両レンズ１，３を互いに嵌合させてから鏡筒５内に収納するようにすれば、両レンズ１，３の相互の位置調整のための工程数が少なくて済み、光学装置の製造工程を簡略化できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレンズ系と、
前記第１のレンズ系から光軸方向に間隙を隔てて組み込まれる第２のレンズ系と、
前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系の互いに対向する側に互いに嵌合可能に形成されて、嵌合状態で前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系とを、前記光軸方向、当該光軸方向に直交する平面状の二軸方向、及び光軸を中心とした回転方向について、相対的に位置決めするための嵌合位置決め手段と
を備える光学装置。
【請求項２】
鏡筒と、
前記鏡筒内に組み込まれる第１のレンズ系と、
前記鏡筒内の前記第１のレンズ系から光軸方向に間隙を隔てて組み込まれる第２のレンズ系と、
前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系の互いに対向する側に互いに嵌合可能に形成されて、嵌合状態で前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系とを、前記光軸方向、当該光軸方向に直交する平面状の二軸方向、及び光軸を中心とした回転方向について、相対的に位置決めするための嵌合位置決め手段と
を備える光学装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学装置であって、
前記嵌合位置決め手段が、
前記第１のレンズ系の両側部において前記第２のレンズ系側に一体的に突出形成された一対の嵌合突起と、
前記第２のレンズ系の両側部における前記一対の嵌合突起と対応する位置に形成されて前記一対の嵌合突起にそれぞれ嵌合する一対の嵌合孔と
を備える光学装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学装置であって、
前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系の少なくとも一方がアナモルフィック光学系であることを特徴とする光学装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光学装置であって、
前記第１のレンズ系がシリンドリカルレンズであることを特徴とする光学装置。
【請求項６】
請求項４に記載の光学装置であって、
前記第２のレンズ系がシリンドリカルレンズであることを特徴とする光学装置。
【請求項７】
請求項４に記載の光学装置であって、
前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系がともにシリンドリカルレンズであることを特徴とする光学装置。
【請求項８】
請求項７に記載の光学装置であって、
前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系が互いに正負のパワーが異なるシリンドリカルレンズであることを特徴とする光学装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の光学装置であって、
前記第１のレンズ系が正のパワーを有することを特徴とする光学装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の光学装置であって、
前記第１のレンズ系が負のパワーを有することを特徴とする光学装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の光学装置であって、
自動車に搭載されて所定の視野範囲の撮像を行う車載カメラに組み込まれることを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡筒内に少なくとも一対のレンズを備える光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両及び監視用途では、単一のカメラでより広い視野範囲を撮像できることが望まれている。例えば、カメラを車両の前部バンパーに取り付けて、車両の前方と左右両側方を撮像する場合等に望まれる。この場合、垂直方向よりも水平方向の視野範囲の広さがより求められることが多い。
【０００３】
このような視野範囲を撮像できるカメラとしては、例えば、カメラの前面にプリズムを設けて３方向を撮像するようにしたものや、魚眼レンズを用いたものの他、複数（例えば、一対）のシリンドリカルレンズを用いて垂直方向及び水平方向の視野範囲の広さを設定するものがあった。
【０００４】
このように、複数のシリンドリカルレンズを用いて垂直方向と水平方向とで視野範囲の広さを設定すると、各シリンドリカルレンズによって、垂直方向や水平方向といった様々な方向の視野角の設定を個々に行うことができることから、回転対称レンズのみでは実現できなかった設計及び製造が可能となる。
【０００５】
ところで、複数のシリンドリカルレンズを組み合わせて使用する場合、そのシリンドリカルレンズの位置を光軸に対して精度良く調整する必要がある。
【０００６】
従来においては、各シリンドリカルレンズの位置決めを、鏡筒に設置された個々のレンズ位置調整装置により行っていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記のように、従来では、各シリンドリカルレンズを鏡筒内の各レンズ位置調整装置で位置決めしていたため、このシリンドリカルレンズを含む光学装置が大型化するといった問題があった。
【０００８】
また、個々のレンズ位置調整装置により各シリンドリカルレンズの位置決めを行っていたため、レンズ位置調整のための工程数が多くなってしまい、光学装置の製造工程に多くの時間を必要としていた。
【０００９】
そこで、本発明の課題は、複数のレンズを鏡筒内で組み合わせて使用する場合に各レンズ同士の位置決めを簡単且つ精度良く行うことが可能な光学装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、第１のレンズ系と、前記第１のレンズ系から光軸方向に間隙を隔てて組み込まれる第２のレンズ系と、前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系の互いに対向する側に互いに嵌合可能に形成されて、嵌合状態で前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系とを、前記光軸方向、当該光軸方向に直交する平面状の二軸方向、及び光軸を中心とした回転方向について、相対的に位置決めするための嵌合位置決め手段とを備えるものである。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、鏡筒と、前記鏡筒内に組み込まれる第１のレンズ系と、前記鏡筒内の前記第１のレンズ系から光軸方向に間隙を隔てて組み込まれる第２のレンズ系と、前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系の互いに対向する側に互いに嵌合可能に形成されて、嵌合状態で前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系とを、前記光軸方向、当該光軸方向に直交する平面状の二軸方向、及び光軸を中心とした回転方向について、相対的に位置決めするための嵌合位置決め手段とを備えるものである。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の光学装置であって、前記嵌合位置決め手段が、前記第１のレンズ系の両側部において前記第２のレンズ系側に一体的に突出形成された一対の嵌合突起と、前記第２のレンズ系の両側部における前記一対の嵌合突起と対応する位置に形成されて前記一対の嵌合突起にそれぞれ嵌合する一対の嵌合孔とを備えるものである。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学装置であって、前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系の少なくとも一方がアナモルフィック光学系である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の光学装置であって、前記第１のレンズ系がシリンドリカルレンズである。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の光学装置であって、前記第２のレンズ系がシリンドリカルレンズである。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項４に記載の光学装置であって、前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系がともにシリンドリカルレンズである。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光学装置であって、前記第１のレンズ系と前記第２のレンズ系が互いに正負のパワーが異なるシリンドリカルレンズである。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の光学装置であって、前記第１のレンズ系が正のパワーを有する。
【００１９】
請求項１０に記載の発明は、請求項１から請求項８のいずれかに記載の光学装置であって、前記第１のレンズ系が負のパワーを有する。
【００２０】
請求項１１に記載の発明は、請求項１から請求項１０のいずれかに記載の光学装置であって、自動車に搭載されて所定の視野範囲の撮像を行う車載カメラに組み込まれるものである。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１〜請求項１１に記載の発明の光学装置は、第１のレンズ系及び第２のレンズ系にそれぞれ一体的に形成された嵌合突起及び嵌合孔により互いに位置決めしているので、従来のように各レンズを例えば請求項２で記載したような鏡筒内の各専用のレンズ位置調整装置等で位置決めする必要がなく、光学装置全体の小型化を図ることができる。また、第１のレンズ系と第２のレンズ系とを互いに嵌合させてから例えば請求項２で記載したような鏡筒内に収納するようにすれば、個々のレンズ位置調整装置により各レンズの位置決めを行う必要がなく、よって両レンズの相互の位置調整のための工程数が少なくて済み、光学装置の製造工程を簡略化できる利点がある。
【００２２】
また、請求項３のように、第１のレンズ系側の一対の嵌合突起と、第２のレンズ系側の一対の嵌合孔とが嵌合する構成となっているので、両レンズ同士を容易に嵌合できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜構成＞
図１は本発明の一の実施の形態に係る光学装置を示す平面視断面図、図２は同じくその側面視断面図である。
【００２４】
この光学装置は、自動車の前方、後方または側方といった周辺を車室内の表示装置（図示せず）に表示することで、ドライバー等が運転席から見て死角となる周辺を視認するための車両周辺視認装置の車載カメラ内に組み込まれるもので、図１及び図２の如く、第１のレンズ系としての第１のレンズ１及び第２のレンズ系としての第２のレンズ３が鏡筒５内に収納され、この第１のレンズ１及び第２のレンズ３により垂直方向と水平方向との倍率が異なるアナモルフィック光学系を構成している。例えば、ドアのサイドミラーにレンズ光軸を下向きにして組み込まれて、自動車の側方において前後方向にのみ相対的に広視野角で撮像するサイドカメラの場合、光学装置としては、左右方向に比べて前後方向に広視野角となるようなものが必要となる。この実施の形態における光学装置は、そのような前後方向に広視野角となる光学装置を例に挙げて説明する。
【００２５】
第１のレンズ１は回転非対称レンズが適用されている。具体的に、この第１のレンズ１の前側光学面１ａは、平面視断面した図１のように左右方向（図示Ｘ方向：例えば自動車のサイドカメラの場合は自動車の前進方向と後退方向に対応する）に沿って凹凸のない形状とされ、且つ、側面視した図２のように上下方向（図示Ｙ方向：例えば自動車のサイドカメラの場合は車体の左右方向に対応）で正のパワーを有するように形成されたシリンドリカルレンズが適用されている。また、第１のレンズ１の後側光学面１ｂは後方（図示Ｚ方向）に向けて突出する球面に仕上げられている。
【００２６】
そして、第１のレンズ１の左右両側部には、図１〜図３の如く、後方に張り出した形状で、第２のレンズ３に設けられた一対の嵌合孔１３（詳細は後述する）にそれぞれ嵌合することで当該第２のレンズ３を間隙７（図１）を隔てて位置決めするための一対の嵌合突起１１が形成されている。この嵌合突起１１については後述する。
【００２７】
また、第１のレンズ１の上下部分は、鏡筒５内で光軸を中心とした回転方向にぐらつくのを防止するため、図３のように平面的に面取りされてフラット面１ｃ，１ｄに形成されている。
【００２８】
第２のレンズ３も回転非対称レンズが適用されている。具体的に、この第２のレンズ３の前側光学面３ａは、図１及び図４のように、第２のレンズ３の前面側周縁部に一体的に形成された枠体部２８の内側において、左右方向（図示Ｘ方向）と上下方向（図示Ｙ方向）のいずれの方向にも平坦に形成された平面状に形成されている。また、第２のレンズ３の後側光学面３ｂは、平面視した図１のように、左右方向（図示Ｘ方向）に沿って凹凸のない形状とされているが、側面視した図２のように上下方向（図示Ｙ方向）で負のパワーを有するように形成されたシリンドリカルレンズが適用されている。
【００２９】
そして、第２のレンズ３の枠体部２８の左右両側部には、図１、図２及び図４の如く、第１のレンズ１側の一対の嵌合突起１１がそれぞれ嵌め込まれる一対の嵌合孔１３が形成されている。この嵌合孔１３については後述する。
【００３０】
また、第２のレンズ３の上下部分は、鏡筒５内で光軸を中心とした回転方向にぐらつくのを防止するため、図４のように平面的に面取りされてフラット面３ｃ，３ｄに形成されている。
【００３１】
鏡筒５は、図１及び図２の如く、図示Ｚ方向を筒軸方向とする筒体であり、不透光の弾性変形可能な樹脂部材が使用されて形成され、上記の各レンズ１，３を後方から挿入できるように後方がレンズ１，３の寸法に対応するよう開放され、また前方側には撮像窓２１が穿設形成されている。また、鏡筒５の内部の寸法は、第１のレンズ１及び第２のレンズ３のそれぞれに対応して設定されている。具体的には、鏡筒５の両側壁１５ａの形成位置が、各レンズ１，３の寸法に対応して設定され、また、鏡筒５の前部の撮像窓２１の周縁部２３が、相対的に前方に配置される第１のレンズ１の前面端部を位置決めする役割を果たしている。
【００３２】
これにより、第１のレンズ１及び第２のレンズ３が鏡筒５の開放された後面側から内部に組み込まれて、この鏡筒５にその後方から押さえ部材２５が第２のレンズ３の後面周縁部を前方に押し付けるようにして螺合等により装着固定された際に、鏡筒５に対して両レンズ１，３が左右方向（図示Ｘ方向）及び光軸方向（図示Ｚ方向）に位置決めされる。
【００３３】
また、鏡筒５の天部１７の下面には、各レンズ１，３の上面を下方に押圧することで各レンズ１，３を鏡筒５の底部１８側に押圧してその上下方向（図示Ｙ方向）の位置決めを行うための板ばね等の弾性部材２６が形成されている。
【００３４】
尚、図１中の符号２７は、鏡筒５内での反射光等の進行角度が浅い光ノイズが後方に通過する（光軸合わせをする）のを防止するように光の進行角度範囲を規制するための略円環状の光ノイズ遮蔽環を示している。
【００３５】
そして、この光学装置は、第１のレンズ１と第２のレンズ３とを、光軸方向、当該光軸方向に直交する平面状の二軸方向、及び光軸を中心とした回転方向について、互いに相対的に位置決めするための嵌合位置決め手段を有している。
【００３６】
この嵌合位置決め手段は、上述した嵌合突起１１及び嵌合孔１３からなる。
【００３７】
嵌合突起１１は、図３の如く、第１のレンズ１と一体成型されて形成されており、その第１のレンズ１の左右両側部から後方に延設されている。尚、この嵌合突起１１の内面側には、図１〜図３の如く、第２のレンズ３の枠体部２８の前端とで光ノイズ遮蔽環２７を挟持し得るように段差２９が形成されている。
【００３８】
嵌合孔１３は、図２及び図４の如く、その第２のレンズ３の枠体部２８の左右側端部に形成されている。この嵌合孔１３は、図２の如く、第１のレンズ１側の嵌合突起１１に嵌合することで、第１のレンズ１及び第２のレンズ３相互間の光軸方向（図１及び図２中のＺ方向）、当該光軸方向に直交する平面状の二軸方向（図１及び図２中のＸ−Ｙ方向）、及び光軸を中心とした回転方向への位置決めを行うための機能を果たしている。
【００３９】
尚、実際には、上記の一対のレンズ１，３以外に、その前方や後方に回転対称系の他のレンズ等の光学系部品が配置されるが、この実施の形態ではその説明を省略する。
【００４０】
＜動作＞
このような構成において、光学装置の撮像窓２１から進入した光は、第１のレンズ１の前側光学面１ａに入光する。
【００４１】
この際、第１のレンズ１の前側光学面１ａは、平面視断面した図１のように左右方向（図示Ｘ方向）に沿って凹凸のない形状とされ、且つ、側面視した図２のように上下方向（図示Ｙ方向）で正のパワーを有するように形成されたシリンドリカルレンズが適用されているため、上下方向にのみ集光するようにして第１のレンズ１の内部に進入する。
【００４２】
この光は、第１のレンズ１内を後方に進んで後側光学面１ｂから出光される。第１のレンズ１の後側光学面１ｂが球面レンズ状に形成され、第１のレンズ１から出光する光に対し、コマ収差補正を行う。尚、この後側光学面１ｂは球面レンズ状であるため、光軸を中心として全周方向に集光されるようにして出光されるが、コマ収差を補正するのに必要な程度の曲率の大きい球面形状であるため大きなパワー（屈折力）は有しない。
【００４３】
第１のレンズ１から出光した光は、さらに後方に進んで、光ノイズ遮蔽環２７により光の進行角度範囲が規制されて光ノイズが後方に通過するのを防止されながら、第２のレンズ３の前側光学面３ａに到達する。第２のレンズ３の前側光学面３ａは平面状とされているので、光は屈折しながら第２のレンズ３内に進入する。
【００４４】
そして、この光は、第２のレンズ３の後側光学面３ｂから後方に出光される。この際、第２のレンズ３の後側光学面３ｂが、平面視した図１のように左右方向（図示Ｘ方向）に沿って凹凸のない形状とされ、且つ側面視した図２のように上下方向（図示Ｙ方向）で負のパワーを有するように形成されている。この負のパワーは、第１のレンズ１により左右方向に比べて大きく集光されている上下方向の光を発散させ、左右方向の光と同じ位置に結像されるように設定されている。
【００４５】
このようにして、この光学装置を通過した光は、上下方向（図示Ｙ方向）と左右方向（図示Ｘ方向）で異なった集光が行われて後方に出光される。光学装置から出光した光は、光学装置の後方に配置される図示しない結像レンズを介して、同じく図示しないＣＣＤ等の撮像素子で撮像し、この撮像した映像を車室内の表示装置（図示せず）に表示した場合、垂直方向と水平方向との倍率が異なる映像を得ることができる。
【００４６】
＜組立方法＞
この光学装置の組立方法を説明する。
【００４７】
まず、第１のレンズ１の嵌合突起１１の内面側の段差２９に対して、後方から光ノイズ遮蔽環２７を嵌め込むようにして装着する。そして、この状態で、第１のレンズ１側の一対の嵌合突起１１と第２のレンズ３側の一対の嵌合孔１３とがそれぞれ嵌合するように、第２のレンズ３を第１のレンズ１に装着する。そうすると、第２のレンズ３の枠体部２８が、嵌合突起１１の段差２９に装着された光ノイズ遮蔽環２７に当接してこれを保持する。そして、図１のように、第１のレンズ１側の嵌合突起１１と第２のレンズ３側の嵌合孔１３とが互いに嵌合することで、図２の如く、第１のレンズ１と第２のレンズ３とは、間隙７（図１）を隔ててＸ（左右方向），Ｙ（上下方向），Ｚ（光軸方向）及び光軸を中心とする回転方向の全ての方向について相対的に位置決めされる。
【００４８】
次に、上記のようにして互いに嵌合された第１のレンズ１及び第２のレンズ３を、後面開放の鏡筒５内に後面側から収納する。
【００４９】
そうすると、鏡筒５の両側壁１５ａの形成位置が、各レンズ１，３の寸法に対応して設定されているため、両レンズ１，３は鏡筒５内で左右方向（図示Ｘ方向）についての位置決めが行われる。また、第１のレンズ１の前面端部は、鏡筒５の前部の撮像窓２１の周縁部２３（後面側）により位置決めされる。さらに、鏡筒５の天部１７の下面に形成された弾性部材２６により、各レンズ１，３が底部１８側に押圧されてその上下方向（図示Ｙ方向）の位置決めを行われる。
【００５０】
そして、鏡筒５にその後方から押さえ部材２５を螺合等により装着固定する。これにより、押さえ部材２５で第２のレンズ３の後面周縁部を前方へ押さえつけて、枠体部２８と段差２９とで光ノイズ遮蔽環２７を挟持させる。このようにして、鏡筒５内において両レンズ１，３が左右方向（図示Ｘ方向）、上下方向（図示Ｙ方向）及び光軸方向（図示Ｚ方向）に位置決めされる。
【００５１】
また、各レンズ１，３の上下部分が面取りされてフラット面１ｃ，１ｄ，３ｃ，３ｄに仕上げられているので、各フラット面１ｃ，１ｄ，３ｃ，３ｄが鏡筒５の内周面に面接触してこれらの各レンズ１，３が鏡筒５内で光軸（図示Ｚ軸）を中心とした回転方向にぐらつくのが防止される。
【００５２】
したがって、この実施の形態では、従来のように各シリンドリカルレンズを鏡筒内の各専用のレンズ位置調整装置で位置決めする必要がないので、光学装置全体の小型化を図ることができる。
【００５３】
また、個々のレンズ位置調整装置により各シリンドリカルレンズの位置決めを行う必要がなく、第１のレンズ１と第２のレンズ３とを互いに嵌合させてから鏡筒５内に収納するだけでよいので、両レンズ１，３の相互の位置調整のための工程数が少なくて済み、光学装置の製造工程を簡略化できる利点がある。
【００５４】
また、嵌合位置決め手段は、上記の嵌合突起１１と嵌合孔１３に限定されるものではなく、互いに嵌合することにより両レンズ１，３を相対的に位置決めするためのものであればどのようなものであっても差し支えない。
【００５５】
尚、上記実施の形態では、シリンドリカルレンズを例に挙げて説明したが、各レンズ１，３の形態はこれに限られるものではない。また、上記実施の形態では、第１のレンズ１を正のパワーを有するシリンドリカルレンズとし、第２のレンズ３を負のパワーを有するシリンドリカルレンズとしているが、第１のレンズ１を負のパワーを有するシリンドリカルレンズとし、第２のレンズ３を正のパワーを有するシリンドリカルレンズとしても良い。このように構成すれば、第１のレンズ１を負のパワーを有する方向において広い視野角を得ることができる。また、上記実施の形態では、第１のレンズ１と第２のレンズ３はそれぞれ１枚のレンズとして構成したが、複数のレンズ（レンズ系）から構成しても良い。
【００５６】
また、上記実施の形態では、自動車の周辺を撮像する車両周辺視認装置の車載カメラ内に設置される光学装置を例に挙げて説明したが、その他、例えばプロジェクタやスキャナ等の他の機器に搭載される光学装置に適用しても差し支えない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の一の実施の形態に係る光学装置を示す平面視断面図である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係る光学装置を示す側面視断面図である。
【図３】本発明の一の実施の形態に係る光学装置の第１のレンズ系を示す斜視図である。
【図４】本発明の一の実施の形態に係る光学装置の第２のレンズ系を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５８】
１，３  レンズ
５  鏡筒
７  間隙
１１  嵌合突起
１３  嵌合孔
２１  撮像窓
２３  周縁部
２５  押さえ部材
２６  弾性部材
２７  光ノイズ遮蔽環
２９  段差
【図１】
2006276129.tif 000003
【図２】
2006276129.tif 000004
【図３】
2006276129.tif 000005
【図４】
2006276129.tif 000006