(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
最も被写体側に配置されて被写体側の表面に、該表面の水滴を除去する少なくとも１つの溝を設けた光学部材を含み、前記光学部材を透過する被写体の光学像を結像させる光学系を備え、
前記光学系が結像に用いる、観察対象外の被写体の光学像の光束が、前記被写体側の表面を通る領域に前記溝を設け、かつ、前記領域に親水性を施すことを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズユニットであって、
前記領域以外の領域が撥水性を有する
ことを特徴とするレンズユニット。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のレンズユニットであって、
前記溝の幅は、前記光学系により解像不能な太さ以下である
ことを特徴とするレンズユニット。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のレンズユニットであって、
前記光学部材が、前記光学系に対して予め定められる、被写界深度の外側に配置されることを特徴とするレンズユニット。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のレンズユニットであって、
少なくとも前記溝は、黒色である
ことを特徴とするレンズユニット。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のレンズユニットと、
該レンズユニットが結像する被写体像を撮像する撮像素子とを備える
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像装置を備えることを特徴とする車載カメラ。
【請求項８】
請求項７に記載の車載カメラであって、
前記溝は、前記光学系が結像に用いる、前記車載カメラが搭載される車両における観察対象外の光学像の光束が前記被写体側の表面を通る領域に、設けられることを特徴とする車載カメラ。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、２０１３年１１月２５日に日本国に特許出願された特願２０１３−２４３０５３の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、好適に水滴を表面から除去するレンズユニット、撮像装置、および車載カメラに関する。
【背景技術】
【０００３】
車載カメラおよび監視カメラなどのように、屋外環境に曝される頻度の高いカメラが知られている。このような屋外向けのカメラに用いるレンズユニットは、雨水および洗浄水などに曝され、レンズ等の光学部材の表面に水滴が付着することがある。光学部材の表面上の水滴は、光学系の結像性能に影響を及ぼすため、除去されることが望ましい。【０００４】
水滴除去に関して、車載カメラのレンズに噴射した洗浄液の水滴を、センサカバーの下方に設けた溝による、毛細管現象を利用して、除去することが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２４０９１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の車載カメラでは、レンズの下端部に達した水滴のみが除去可能であって、レンズの下端部に到達していない水滴の除去は不十分である。【０００７】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、光学部材に付着する水滴を除去するレンズユニット、撮像装置、および車載カメラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した諸課題を解決すべく、第１の観点によるレンズユニットは、最も被写体側に配置されて被写体側の表面に、該表面の水滴を除去する少なくとも１つの溝を設けた光学部材を含み、前記光学部材を透過する被写体の光学像を結像させる光学系を備え、前記光学系が結像に用いる、観察対象外の被写体の光学像の光束が、前記被写体側の表面を通る領域に前記溝を設け、かつ、前記領域に親水性を施す
ことを特徴とするものである。
【０００９】
また、第３の観点によるレンズユニットにおいて、前記所定の領域は、親水性を有する
ことが好ましい。
【００１０】
また、第４の観点によるレンズユニットにおいて、前記所定の領域以外の領域が撥水性を有する
ことが好ましい。
【００１３】
また、第５の観点によるレンズユニットにおいて、前記溝の幅は、前記光学系により解像不能な太さ以下である
ことが好ましい。
【００１４】
また、第６の観点によるレンズユニットにおいて、前記光学部材が、前記光学系に対して予め定められる、被写界深度の外側に配置される
ことが好ましい。
【００１５】
また、第７の観点によるレンズユニットにおいて、
少なくとも前記溝は、黒色である
ことが好ましい。
【００１６】
また、第８の観点による撮像装置は、
最も被写体側に配置されて被写体側の表面に、該表面の水滴を除去する少なくとも１つの溝を設けた光学部材を含み、前記光学部材を透過する被写体の光学像を結像させる光学系を有するレンズユニットと、該レンズユニットが結像する被写体像を撮像する撮像素子とを備え、前記光学系が結像に用いる、観察対象外の被写体の光学像の光束が、前記被写体側の表面を通る領域を含む所定の領域に前記溝を設ける
ことを特徴としている。
【００１７】
また、第９の観点による車載カメラは、最も被写体側に配置されて被写体側の表面に、該表面の水滴を除去する少なくとも１つの溝を設けた光学部材を含み、前記光学部材を透過する被写体の光学像を結像させる光学系を有するレンズユニットと、該レンズユニットが結像する被写体像を撮像する撮像素子とを有する撮像装置を備え、前記光学系が結像に用いる、観察対象外の被写体の光学像の光束が、前記被写体側の表面を通る領域を含む所定の領域に前記溝を設ける
ことを特徴としている。
【００１８】
また、第１０の観点による車載カメラにおいて、
前記溝は、前記光学系が結像に用いる、前記車載カメラが搭載される車両における観察対象外の光学像の光束が前記被写体側の表面を通る領域に、設けられる
ことが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
上記のように構成された本発明に係るレンズユニット、撮像装置、および車載カメラによれば、光学部材に付着する水滴を除去可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るレンズユニットを有する撮像装置の移動体内における設置場所を示す配置図である。
【図２】図１におけるレンズユニットの、光軸に沿った断面図である。
【図３】図２におけるカバーガラスの正面図である。
【図４】カバーガラスにおける所定の領域を説明するための、レンズユニットにおける光路図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
まず、本発明の一実施形態に係るレンズユニットを有する撮像装置について説明する。図１は、本実施形態に係るレンズユニット１０を有する撮像装置１１の移動体１２における搭載位置を示す配置図である。撮像装置１１は、例えば車載カメラである。また、移動体１２は、例えば自動車などの車両である。
【００２３】
レンズユニット１０を有する撮像装置１１は、表示装置１３とともに、移動体１２に設けられる。撮像装置１１は移動体１２の外部に設置され、移動体１２の周辺を撮像可能である。本実施形態において、撮像装置１１は、例えば、後方の視界の周辺画像を撮像するために、移動体１２の後方外部に固定される。表示装置１３は、運転席から視認可能に設けられる。
【００２４】
レンズユニット１０は、移動体１２後方の被写体像を撮像装置１１内の撮像素子１４に結像させる光学系を有する。観察対象となる被写体の光学系１５からの距離範囲は予め定められており、撮像素子１４は、当該距離範囲が焦点深度となる位置に固定される。撮像装置１１は撮像素子１４を用いて被写体像を撮像して画像信号を生成する。また、撮像装置１１は画像信号を表示装置１３に送信する。表示装置１３は、受信した画像信号に応じた被写体像を表示する。
【００２５】
レンズユニット１０の構成について、図２を用いて説明する。図２はレンズユニット１０の光軸ＯＸに沿った断面図である。レンズユニット１０は、光学系１５を含んで構成される。
【００２６】
光学系１５は、少なくとも１枚のレンズ１６を含む多様な光学部材を含んで構成される。例えば、本実施形態においては、光学系１５には、光学部材として、複数のレンズ１６およびカバーガラス１７が含まれる。光学系１５においては、光軸ＯＸに沿った一方が被写体側に、他方が結像側に定められる。複数のレンズ１６は、絞り１８とともにカバーガラス１７よりも結像側に配置され、レンズユニット１０の筐体１９内に収容される。カバーガラス１７は、被写体像を透過する光学部材の中では、最も被写体側に配置される。本実施形態においては、カバーガラス１７は、観察対象となる被写体の光学系１５からの、予め定められた距離範囲の外側に配置される。光学系１５が例えば焦点距離および被写界深度などの所望の光学特性を備えるように、複数のレンズ１６および絞り１８などが形成され、組合される。
【００２７】
図３に示すように、カバーガラス１７の被写体側の表面の所定の領域ＰＡには、少なくとも１つ、好ましくは複数の溝２０が設けられる。図４に示すように、所定の領域ＰＡは、光学系１５が結像に用いる有効撮影範囲内の被写体の光学像の光束ＬＸ１が、カバーガラス１７の被写体側の表面を通る領域Ａ１の外部領域Ａ２を含む。特に、撮像装置１１が移動体１２に搭載された状態において、カバーガラス１７の下方の外部領域Ａ２が、所定の領域ＰＡに含まれる。また、所定の領域ＰＡは、光学系１５が結像に用いる、観察対象外の被写体、例えば車のバンパー２１の光学像の光束ＬＸ２が前記被写体側の表面を通る領域Ａ３を含む。また、所定の領域ＰＡには親水性コートが施され、所定の領域ＰＡ以外の領域ＯＡには撥水性コートが施される。
【００２８】
溝２０の幅は、光学系１５により解像不能な太さ以下、言換えると、光学系１５により結像した溝２０の画像の幅が撮像素子１４の画素ピッチ以下である。さらに、溝２０は黒色に色付けられる。
【００２９】
以上のような構成の本実施形態のレンズユニットによれば、最も被写体側に配置される光学部材（カバーガラス１７）に溝２０が設けられるので、当該光学部材に付着する水滴が毛細管現象により誘導され、除去可能である。
【００３０】
また、本実施形態のレンズユニットによれば、所定の領域ＰＡ以外の領域ＯＡが撥水性を有し且つ所定の領域ＰＡが親水性を有するので、光学部材（カバーガラス１７）の表面に付着する水滴が、所定の領域ＰＡ以外の領域ＯＡから、所定の領域ＰＡに呼び込まれ易い。したがって、レンズユニット１０の水滴の除去性を向上可能である。
【００３１】
また、本実施形態のレンズユニットによれば、溝２０が所定の領域ＰＡに設けられるので、撮像装置１１において観察される画像において、観察対象となる被写体上への溝２０の写込みを抑制可能である。特に、光学系１５が結像に用いる被写体の光学像の光束ＬＸ１が被写体側の表面を通る領域Ａ１の外部領域Ａ２に、溝２０の一部を設けることにより、当該溝２０の部分の画像への写込みは完全に防止される。さらに、光学系１５が結像に用いる観察対象外の被写体（例えば、バンパー２１）の光学像の光束ＬＸ２が被写体側の表面を通る領域Ａ３に、溝２０の一部を設けることにより、観察対象となる被写体の画像への影響を抑制しながら、溝２０を光学部材（カバーガラス１７）の内方に到達させることが可能である。したがって、カバーガラス１７の表面の中心側に付着する水滴も容易に除去可能である。
【００３２】
また、本実施形態のレンズユニットによれば、溝２０の太さが光学系１５により解像不能な太さ以下なので、撮像装置１１により撮像される画像において溝２０の写込みを抑制可能である。
【００３３】
また、本実施形態のレンズユニットによれば、観察対象の被写体の距離範囲の外側に配置されるので、撮像装置１１により撮像される画像において溝２０の写込みを、さらに抑制可能である。
【００３４】
また、本実施形態のレンズユニットによれば、溝２０が黒色に色付けられるので、溝２０に入射する光学像の乱反射による、光学系１５により結像される被写体の光学像への影響を抑制可能である。
【００３５】
本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【００３６】
例えば、本実施形態において、溝２０が所定の領域ＰＡに設けられるが、光学系１５が結像に用いる被写体の光学像の光束ＬＸ１が、カバーガラス１７の被写体側の表面を通る領域Ａ１の外部領域Ａ２のみに設けられていてもよい。あるいは、溝２０が、光学系１５が結像に用いる観察対象外の被写体の光学像の光束ＬＸ２が、前記被写体側の表面を通る領域Ａ３のみに設けられていてもよい。
【００３７】
また、本実施形態において、溝２０が所定の領域ＰＡのみに設けられるが、カバーガラス１７の表面全体に設けられてもよい。例えば、溝２０の幅が本実施形態のように細く、および／またはカバーガラス１７の配置が本実施形態のように合焦させる被写体の距離範囲外であれば、撮像装置１１により観察される画像への溝２０の写込みを抑制可能である。
【００３８】
また、本実施形態において、溝２０の幅が光学系１５により解像不能な太さ以下であるが、光学系１５が結像に用いる被写体の光学像の光束ＬＸ１がカバーガラス１７の被写体側の表面を通る領域Ａ１の外部領域Ａ２においては、溝２０の幅は解像不能な太さ以下に限定されない。
【００３９】
また、本実施形態において、溝２０が黒色に色付けられる構成であるが、上述の所定の領域全体が黒色に色付けられていてもよい。
【００４０】
また、本実施形態において、溝２０が設けられるのはカバーガラス１７であるが、カバーガラス１７に限定されない。例えば、カバーガラスを備えず、最も被写体側に配置される光学部材がレンズである場合には、当該レンズに溝２０が形成されていても、本実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  レンズユニット
１１  撮像装置
１２  移動体
１３  表示装置
１４  撮像素子
１５  光学系
１６  レンズ
１７  カバーガラス
１８  絞り
１９  筐体
２０  溝
２１  バンパー
Ａ１  光学系が結像に用いる被写体の光学像の光束がカバーガラスの被写体側の表面を通る領域
Ａ２  外部領域
Ａ３  光学系が結像に用いる観察対象外の被写体の光学像の光束が被写体側の表面を通る領域
ＬＸ１  有効撮影範囲内の被写体の光学像の光束
ＬＸ２  観察対象外の被写体の光学像の光束
ＯＡ  所定の領域以外の領域
ＯＸ  光軸
ＰＡ  所定の領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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