(57)【要約】【課題】従来の車載カメラ用のレンズユニットにおいては、鏡筒１２にレンズ１４を設置し、Ｏリング１５ａなどのゴム部材で封止しているが、車に取り付けられた際の温度変化によってＯリング１５ａと他の部材との熱膨張係数の差が大きいことからレンズユニットの密封性が維持できなくなるという問題を有していた。【解決手段】本発明は、鏡筒１と、この鏡筒１内周面の長手方向に所定間隔をおいて設けた支持部３ａ，３ｂと、外周部５ａ，５ｂがこれらの支持部３ａ，３ｂにそれぞれ支持されるレンズ２ａ，２ｂとを備え、前記各支持部３ａ，３ｂとレンズ２ａ，２ｂの外周部５ａ，５ｂとを酸素の共有結合による直接接合により封着したので、温度変化の下でも密封構造を維持できるレンズユニットを提供できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡筒と、この鏡筒内周面の長手方向に所定間隔をおいて設けた第一、第二の支持部と、外周部がこれらの第一、第二の支持部にそれぞれ支持される第一、第二の光学素子とを備え、前記第一、第二の支持部と第一、第二の光学素子の外周部とを、酸素の共有結合により直接接合したことを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
鏡筒と、この鏡筒内周面の長手方向に所定間隔をおいて設けた第一、第二の支持部と、外周部がこれらの第一、第二の支持部にそれぞれ支持される第一、第二の光学素子とを備え、前記鏡筒の上下の開口部からそれぞれ前記第一、第二の光学素子を挿入し、前記第一、第二の支持部と第一、第二の光学素子の外周部とを、酸素の共有結合により直接接合したことを特徴とするレンズユニット。
【請求項３】
前記第一の光学素子および第二の光学素子は、レンズまたは赤外カットフィルタまたは紫外カットフィルタまたはＮＤフィルタまたは光学ローパスフィルタであり、前記第一、第二の支持部との接合面が平面または凹面であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記第一の光学素子および第二の光学素子がガラス製であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記鏡筒を金属製またはセラミック製としたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のレンズユニット。
【請求項６】
鏡筒と、この鏡筒内周面の長手方向に所定間隔をおいて設けた第一、第二の支持部と、外周部がこれらの第一、第二の支持部にそれぞれ支持される第一、第二の光学素子とを備え、前記第一、第二の支持部と第一、第二の光学素子の外周部とを接合する工程を、酸素の共有結合による直接接合によって行うレンズユニットの製造方法。
【請求項７】
先ず前記支持部と光学素子の外周部を研磨剤で研磨し、擦り洗いした後、前記支持部と光学素子に残留した前記研磨剤を取り除き、乾燥させ、その後前記第一、第二の支持部と第一、第二の光学素子とを重ねて圧力をかけ、加熱し接合させることを特徴とする請求項６に記載のレンズユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズまたは各種光学フィルタから成る車載用等のレンズユニットとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車のバックモニタおよびフロントサイドのブラインドモニタに用いられる車載用カメラの需要が高まっている。このような車載カメラに用いられるレンズユニットは、耐熱性、耐湿性が求められる。
【０００３】
そこで、従来の車載カメラ用のレンズユニットは、図５に示されるような構成を有していた。
【０００４】
図５は従来のレンズユニットである。
【０００５】
図５において、１１はケース、１２は鏡筒であり、ケース１１の開口は押さえ部材１３により封止され、ケース１１と押さえ部材１３の隙間はＯリング１５ｂで封止されている。そしてこの押さえ部材１３の開口はレンズ１４により封止され、押さえ部材１３とレンズ１４の隙間をＯリング１５ａで封止していた。
【０００６】
例えばその先行技術としては下記特許文献１が挙げられる。
【特許文献１】特開２００４−２９５１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の構成では、鏡筒１２にレンズ１４を設置し、Ｏリング１５ａなどのゴム部材で封止している。しかし、金属製の鏡筒１２およびガラス製のレンズ１４とゴム製のリング１５ａの熱膨張係数の差は非常に大きく、車に取り付けられた際の温度変化の下、とりわけ低温下でゴム製のＯリング１５ａは収縮し、レンズ１４と鏡筒１２の間に隙間が発生してしまい、レンズユニットの密封構造が維持できず水分が浸入するという問題を有していた。
【０００８】
そこで本発明は、温度変化の下でも密封性を維持したレンズユニット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】
【０００９】
この目的を達成するために本発明は、鏡筒と、この鏡筒内周面の長手方向に所定間隔をおいて設けた第一、第二の支持部と、外周部がこれらの第一、第二の支持部にそれぞれ支持される第一、第二の光学素子とを備え、前記第一、第二の支持部と第一、第二の光学素子の外周部とを酸素の共有結合により直接接合した。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明のレンズユニットは、鏡筒内周面に設けた支持部と光学素子の外周面とを直接接合するため、温度変化の下でも鏡筒とレンズの間に熱膨張係数の差による隙間が生じることなく、鏡筒内を確実に密封できるレンズユニットを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（実施の形態１）
以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。
【００１２】
図１は本発明の実施の形態１におけるレンズユニットの断面図、図２はレンズユニットの分解斜視図である。
【００１３】
図１において、本実施の形態のレンズユニットは貫通孔１ａを有する鏡筒１と、この鏡筒１内周面に所定間隔をおいて設けられた支持部３ａ，３ｂ，３ｃと、これらの支持部３ａ，３ｂ，３ｃにそれぞれ当接し、支持されるレンズ２ａ，２ｂ，２ｃから構成される。そして、この支持部３ａ，３ｂとレンズ２ａ，２ｂの外周部５ａ，５ｂとを直接接合することにより、鏡筒内を封止する構造とした。
【００１４】
そして、このレンズユニットは、鏡筒１に対して径の小さいレンズ２ａから順に貫通孔１ａ内に設置し、各レンズ２ａ，２ｂ，２ｃの径に対応する支持部３ａ，３ｂ，３ｃにレンズ２ａ，２ｂ，２ｃの外周部５ａ，５ｂ，５ｃを当接することにより各レンズ間距離を規定する構造とし、このような構成により、光軸４を調整している。
【００１５】
このレンズユニットにおいて、レンズ２ａおよびレンズ２ｂにおける鏡筒１の支持部３ａ，３ｂとの接合面は、平面または凹部としている。そしてこのレンズ２ａおよびレンズ２ｂの外周部５ａ，５ｂは鏡面研磨されている。このような構成により、レンズ２ａ，２ｂの表面を鏡面研磨した際に、支持部３ａ，３ｂに接合するレンズ２ａ，２ｂの外周部５ａ，５ｂを効率よく確実に研磨することができる。
【００１６】
また、鏡筒１の貫通孔１ａ内に設けられた支持部３ａおよび図２に示すように３ｂも鏡面研磨されている。そしてこの支持部３ａ，３ｂ上にレンズ２ａ，２ｂの外周部５ａ，５ｂを直接接合している。
【００１７】
このレンズユニットにおいて、鏡筒１を金属製またはセラミック製、レンズ２ａ，２ｂをガラス製またはセラミック製とすることにより、吸湿時の膨張を抑えることができ、高湿下でも高い信頼性を実現することが可能となる。
【００１８】
また、鏡筒１の線熱膨張係数とレンズ２ａ，２ｂの線熱膨張係数が近いものを選択することにより、高温下での鏡筒１とレンズ２ａ，２ｂへの応力の集中を緩和することができるため、封着部の剥離、ワレを防止するとともに、レンズへの応力複屈折の発生を抑制することができ、高い信頼性を実現することが可能になる。
【００１９】
また支持部３ａ，３ｂ上にレンズ２ａ，２ｂを直接接合する構造により、温度変化の下でも支持部３ａ，３ｂとレンズ２ａ，２ｂの外周部５ａ，５ｂ間に熱膨張係数の差による隙間が生じることがないため、鏡筒１内を確実に密封できる。また、各レンズ２ａ〜２ｃ間の光軸４方向の距離をμｍ単位で制御することが可能であり、レンズユニットの組み立てにおける光学特性の劣化を抑制することができる。
【００２０】
なお、本実施の形態では、鏡筒１とレンズ２ａ，２ｂによるレンズユニットの封止構造について説明したがこの限りではなく、レンズの代わりに、赤外カットフィルタ、紫外カットフィルタ、ＮＤフィルタや光学ローパスフィルタ等の各種光学フィルタを用いても良い。
【００２１】
さらに、本実施の形態では、レンズ２ａ、レンズ２ｂの間にレンズ２ｃを、鏡筒１の支持部３ｃに当接させ設置したが、レンズ２ａとレンズ２ｂの間には１枚以上のレンズを設置してもよく、またレンズのほかに赤外カットフィルタ、紫外カットフィルタ、ＮＤフィルタや光学ローパスフィルタ等の各種光学フィルタを設置しても良い。また、このレンズ２ｃは、接着剤など、所望の方法で支持部３ｃに接合させることができる。
【００２２】
（実施の形態２）
以下、本発明の他の実施形態について図を用いて説明する。
【００２３】
図３は他の実施の形態におけるレンズユニットの断面図である。
【００２４】
図３において、本実施の形態のレンズユニットは貫通孔１ａを有する鏡筒１と、この鏡筒１内周面に所定間隔をおいて設けられた支持部３ａ，３ｂ，３ｃと、この支持部３ａ，３ｂ，３ｃにそれぞれ当接し、支持されるレンズ２ａ，２ｂ，２ｃから構成される。そして、この支持部３ａ，３ｂとレンズ２ａ，２ｂの外周部５ａ，５ｂとを酸素の共有結合により直接接合することにより、鏡筒１内を封止する構造とした。
【００２５】
また、このレンズユニットは、鏡筒１の貫通孔１ａの両側からレンズを挿入することが可能な構造となっており、第１のレンズ２ａと第２のレンズ２ｂの外径差が小さい場合に有効である。
【００２６】
その他の構成、作用、効果に関しては実施の形態１と同様であるため省略する。
【００２７】
（実施の形態３）
以下、本発明のレンズユニットの製造方法について図１および図４を用いて説明する。
【００２８】
図１、図４（ａ）のように、レンズ２ａおよびレンズ２ｂにおける鏡筒１の支持部３ａ，３ｂとの接合面は平面または凹面とし、この面の全面を鏡面研磨することでレンズ外周部５ａ，５ｂの支持部３との接合面も確実に鏡面研磨することができる。
【００２９】
また図１において、鏡筒１の貫通孔１ａ内には所定間隔をおいて支持部３ａ，３ｂが設けられており、これらの支持部３ａ，３ｂも鏡面研磨されている。次に、レンズ２ａ，２ｂの鏡面研磨をした部分と鏡筒１の支持部３ｂ，３ｃを洗浄する。ここで、レンズ２ａ，２ｂに非球面レンズ等のガラス熱プレス成形により作製したレンズを用いる場合には、成形後のガラス材料が酸やアルカリに弱いという特徴があるものが多く、それらを用いて化学洗浄を行った場合はレンズ表面にヤケが発生してしまう。したがって、非球面レンズ等のガラス熱プレス成形により作製したレンズの洗浄を行う場合は、中性洗剤を用いてこすり洗いをすることが望ましい。洗浄用のパッドには、不織布またはスエード地のものを用いることにより、研磨時に残留した研磨材をより効率よく取り除くことができる。
【００３０】
そして、洗浄後はスピン乾燥やＩＰＡ蒸気乾燥等によって乾燥する。この後に図４（ｂ）のように、清浄な雰囲気でレンズ２ｂの外周部５ｂと鏡筒１の支持部３ｂとを重ね合わせ、圧力をかけ面を接触させると、図４（ｃ）のように接合面が自然に密着する。この状態でも通常の取扱い上は剥離しない程度の接着力が得られるが３００度程度の温度で１時間程度の加熱を行うことによって、レンズ２ｂと支持部３ｂは酸素の共有結合の原子同士の強固な結合で接合する。この時、レンズ２ｂと鏡筒１の線熱膨張係数は近いものが望ましい。
【００３１】
また、レンズ２ａの外周部５ａと鏡筒の支持部３ａとの間の密着も、上記と同様に行う。ここで、実施の形態１の構成を成すレンズユニット（図１に示す）であればレンズ２ａ，２ｂの順でそれぞれ支持部３ａ，３ｂに接合させるが、実施の形態２の構成（図３に示す）であれば、レンズ２ａ，２ｂの挿入順序は問わない。
【００３２】
なお、実験によれば、線熱膨張係数の差が３倍程度であるレンズ２ａ，２ｂと鏡筒１との接合も可能であった。よって、レンズ２ａ，２ｂと鏡筒１との線熱膨張係数の差がおよそ３倍以下であれば、必要な屈折率値と屈折率の温度特性、さらに信頼性の問題とを鑑みて適当なレンズ材料および鏡筒１を選択できる。
【００３３】
さらに、本実施の形態では、鏡筒とレンズによるレンズユニットの封止構造について説明したがこの限りではなく、レンズの代わりに、赤外カットフィルタ、紫外カットフィルタ、ＮＤフィルタや光学ローパスフィルタ等の各種光学フィルタを用いても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように本発明のレンズユニットは、温度変化の下であっても確実な封止構造を維持するという効果を有し、車載カメラ等に代表される撮像素子の用途として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態におけるレンズユニットを示す断面図
【図２】同レンズユニットの分解斜視図
【図３】本発明の他の実施形態におけるレンズユニットを示す断面図
【図４】（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ本発明のレンズユニットの製造方法を示す斜視図
【図５】従来のレンズユニットを示す断面図
【符号の説明】
【００３６】
１  鏡筒
１ａ  貫通孔
２ａ  レンズ
２ｂ  レンズ
２ｃ  レンズ
３ａ  支持部
３ｂ  支持部
３ｃ  支持部
４  光軸
５ａ  外周部
５ｂ  外周部
５ｃ  外周部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006292927.tif 000006
【図５】
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