(57)【要約】【課題】光学性能の劣化を抑えることができるレンズユニット、レンズ、及び撮像ユニットを提供する。【解決手段】複数のレンズと、複数のレンズを、それらの光軸が一致するように収容する鏡筒と、を備えるレンズユニットであって、複数のレンズはそれぞれ、レンズ部と該レンズ部の周囲に広がるコバ部とを有し、複数のレンズのうち少なくとも１つのレンズのコバ部が鏡筒の内側面に当接され、鏡筒の内側面と該内側面に当接するコバ部の表面との間に、前記レンズと前記鏡筒のいずれか一方に多色成形によって補填部が形成され、補填部の材料は、レンズ及び鏡筒の材料に比して弾性率が小さい。【選択図】  図１
2012215709.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズと、
前記複数のレンズを、それらの光軸が一致するように収容する鏡筒と、を備えるレンズユニットであって、
前記複数のレンズはそれぞれ、レンズ部と該レンズ部の周囲に広がるコバ部とを有し、
前記複数のレンズのうち少なくとも１つのレンズの前記コバ部が前記鏡筒の内側面に当接され、前記鏡筒の前記内側面と該内側面に当接する前記コバ部の表面との間に、前記レンズと前記鏡筒のいずれか一方に多色成形によって補填部が形成され、
前記補填部の材料は、前記レンズ及び前記鏡筒の材料に比して弾性率が小さいレンズユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズユニットであって、
前記補填部は、前記鏡筒の前記内側面において、前記コバ部の外周面、及び、該コバ部におけるレンズ部表面に連なる領域の面の少なくとも一方と当接する部位に設けられている。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレンズユニットであって、
前記補填部は、前記鏡筒の内側面の周方向に分けて複数形成されているレンズユニット。
【請求項４】
撮像素子を有するセンサユニットと、前記撮像素子に結像するレンズユニットと、を備える撮像ユニットであって、
前記レンズユニットは、請求項１又は２に記載のレンズユニットである撮像ユニット。
【請求項５】
筒状の鏡筒に収容されるレンズであって、
レンズ部と、
前記レンズ部の周囲に広がるコバ部と、を有し、
前記レンズのコバ部の表面における、前記鏡筒の内側面に当接する部位に、多色成形によって補填部が形成され、
前記補填部の材料は、前記レンズ及び前記鏡筒の材料に比して弾性率が小さいレンズ。
【請求項６】
請求項５に記載のレンズであって、
前記補填部は、前記コバ部の外周面に設けられているレンズ。
【請求項７】
請求項５に記載のレンズであって、
前記補填部は、前記コバ部におけるレンズ部表面に連なる領域の面であるレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニット、レンズ、及び撮像ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、バックモニタや前方監視に用いられる車載用カメラが普及している。
【０００３】
車載用カメラに用いられる撮像ユニットは、一般に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの撮像素子と、撮像素子の受光面に結像するレンズユニットとを備える。
【０００４】
レンズユニットは、複数のレンズと、これらのレンズを収容する鏡筒とを備える。このようなレンズユニットを備えた撮像ユニットとしては、例えば、特許文献１に示すものがある。
【０００５】
特許文献２に記載された撮像装置は、レンズ群を保持する鏡筒を備え、鏡筒に固定された押さえ部材と、被写体側の一枚目のレンズとの間に防水のためのＯリングを設けた構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９５０００号公報
【特許文献２】特開２００４−２９５１１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、撮像ユニットに用いられるレンズユニットは、使用環境の温度や気温により、レンズや鏡筒に線膨張係数の違いに起因する熱変形が生じ、両者の間に隙間が生じることがあった。すると、鏡筒においてレンズの倒れや軸ズレが生じ、光学性能が劣化することがある。
【０００８】
上記特許文献２のように鏡筒にレンズとＯリングと嵌め込む構成の場合には、嵌め込む作業が煩雑であり、Ｏリングを嵌め込み忘れるミスや、Ｏリングの不適正な嵌め込みによってＯリングの姿勢に捩れが生じて、レンズと鏡筒とに隙間が生じることが懸念される。
【０００９】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、光学性能の劣化を抑えることができるレンズユニット、レンズ、及び撮像ユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）  複数のレンズと、
前記複数のレンズを、それらの光軸が一致するように収容する鏡筒と、を備えるレンズユニットであって、
前記複数のレンズはそれぞれ、レンズ部と該レンズ部の周囲に広がるコバ部とを有し、
前記複数のレンズのうち少なくとも１つのレンズの前記コバ部が前記鏡筒の内側面に当接され、前記鏡筒の前記内側面と該内側面に当接する前記コバ部の表面との間に、前記レンズと前記鏡筒のいずれか一方に多色成形によって補填部が形成され、
前記補填部の材料は、前記レンズ及び前記鏡筒の材料に比して弾性率が小さいレンズユニット。
（２）撮像素子を有するセンサユニットと、前記撮像素子に結像するレンズユニットと、を備える撮像ユニットであって、
前記レンズユニットは、（１）に記載のレンズユニットである撮像ユニット。
（３）  筒状の鏡筒に収容されるレンズであって、
レンズ部と、
前記レンズ部の周囲に広がるコバ部と、を有し、
前記レンズのコバ部の表面における、前記鏡筒の内側面に当接する部位に、多色成形によって補填部が形成され、
前記補填部の材料は、前記レンズ及び前記鏡筒の材料に比して弾性率が小さいレンズ。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光学性能の劣化を抑えることができるレンズユニット、レンズ、及び撮像ユニットを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のレンズユニットの構成の一例を示す図
【図２】図１に示すレンズユニットを備えた撮像ユニットを示す図
【図３】図１のレンズユニットのレンズ枠の断面図
【図４】レンズを斜視した状態を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、レンズユニットの構成の一例を示す。
レンズユニット１０は、複数のレンズを含む光学系４と、光学系４を収容する鏡筒１とを含んでいる。光学系４は、図示の例では、入射側（図中左側）から順に、第１レンズ１１と、第２レンズ２１と、第３レンズ３１と、第４レンズ４１とを備えている。
【００１４】
なお、光学系４の構成は、図示の例に限定されず、例えばレンズの枚数は３枚であってもよく、５枚以上であってもよい。
【００１５】
鏡筒１は、円筒形状の筒部１ａと、筒部１ａの軸方向の一方の端部に設けられた底部１ｂと、で構成されている。また、鏡筒１の筒部１ａの軸方向における底部１ｂとは反対側の端部は開放されている。
【００１６】
鏡筒１は、筒部１ａの内周面には段差部７が設けられている。段差部７は、筒部１ａの中心軸を中心として環状に設けられている。
【００１７】
光学系４は、その光軸を鏡筒１の筒部１ａの中心軸に一致させた状態で筒部１ａ内に配置されている。光学系４の光軸が通過する底部１ｂの中央部には開口部３が設けられている。光学系４を透過した光は、開口部３を通過し、後述するセンサユニットの撮像素子に入射する。
【００１８】
第１レンズ１１、第２レンズ２１、第３レンズ３１、第４レンズ４１は、この順に、鏡筒１の底部１ｂとは反対側の端部から鏡筒１の内部に配置される。
【００１９】
第１レンズ１１は、表裏に光学面を有するレンズ部１２と、レンズ部１２の周囲に広がるコバ部１３とで構成されている。
第２レンズ２１もまた、同様に、表裏に光学面を有するレンズ部２２と、レンズ部２２の周囲に広がるコバ部２３とで構成されている。
第３レンズ３１もまた、同様に、表裏に光学面を有するレンズ部３２と、レンズ部３２の周囲に鍔状に広がるコバ部３３とで構成されている。
第４レンズ４１もまた、同様に、表裏に光学面を有するレンズ部４２と、レンズ部４２の周囲に広がるコバ部４３とで構成されている。
【００２０】
第１レンズ１１、第２レンズ２１、第３レンズ３１、第４レンズ４１はそれぞれ鏡筒１の内周面に嵌め込まれている。第１レンズ１１、第２レンズ２１、第３レンズ３１、第４レンズ４１の各コバ部１３、２３、３３、４３が鏡筒１の内周面に当接する。第１レンズ１１のコバ部１３の被写体側は、筒部１ａの先端部をかしめ加工することで、筒部１ａに保持される。
【００２１】
第１レンズ１１の直径は第２レンズ２１の直径より長い。第２レンズ２１の直径は第３レンズ３１の直径より長い。第３レンズ３１の直径は、第４レンズ４１の直径より長い。なお、以下の説明では、第１レンズ１１、第２レンズ２１、第３レンズ３１、第４レンズ４１を総称して、単にレンズともいう。
【００２２】
図２は、図１に示すレンズユニットを備える撮像ユニットの構成の一例を示す断面図である。
【００２３】
撮像ユニット１００は、図１に示したレンズユニット１０と、センサユニット１０１と、外カバー１０２と、ホルダ１０３と、接続部１０８と、配線１１０とを備える。
【００２４】
センサユニット１０１は、本体カバー１０５と、該本体カバー１０５に内蔵された撮像素子１０６と、該撮像素子１０６が取り付けられているセンサ基板１０４と、を備える。撮像素子１０６は、光学系４で結像された像を電気信号に変換する。撮像素子１０６は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどである。
【００２５】
センサ基板１０４は、光学系４の光軸に対して撮像素子１０６の撮像面が垂直となるように、該撮像素子１０６を支持する板状の部材である。
【００２６】
ホルダ１０３は、鏡筒１を保持する枠状の部材である。また、ホルダ１０３はセンサ基板１０４に固定されている。ホルダ１０３は、図示しないが、鏡筒１の筒部１ａの外周面とネジ嵌合する内周面を有する。
【００２７】
外カバー１０２は、レンズユニット１０の鏡筒１の外周を保持するとともに、本体カバー１０５に固定される。
【００２８】
接続部１０８は、本体カバー１０５内のセンサ基板１０４から延びる配線などを、該本体カバー１０５から外側に延びる配線１１０と接続する。
【００２９】
図１に示すように、第１レンズ１１のコバ部１３の表面と、鏡筒１の内側面との間に補填部６が形成されている。また、第４レンズ４１のコバ部４３の被写体側とは反対側の面と鏡筒１の筒部１ａの底部１ｂとの間に補填部９が形成されている。
【００３０】
補填部６、９は、鏡筒１の筒部１ａの内周面に二色成形によって形成されたものである。補填部６、９はいずれも、後述するように弾性材料によって構成されている。
【００３１】
ここで、鏡筒１の二色成形は、１次の成形で筒部１ａを構成する第１の樹脂によって該筒部１ａを成形し、その後、２次の成形で筒部１ａに第２の樹脂によって補填部６、９を成形する。
【００３２】
図３は、図１のレンズユニットのレンズ枠の断面図である。図３は、鏡筒１の中心軸に対して平行な断面で切断した状態を示している。図３において交差する斜線によって示す領域は、補填部６が形成されている部位を示している。
【００３３】
図３に示すように、補填部６は、鏡筒１の内側面の段差部７から鏡筒１の被写体側端部にわたって形成されている。補填部９は、鏡筒１の筒部１ａの中心軸を中心として円環状に形成されている。
【００３４】
すなわち、第１レンズ１１のコバ部１３の外周面が補填部６に当接する。言い換えると、第１レンズ１１のコバ部１３は、補填部６を挟んで、鏡筒１の中心軸の径方向に、鏡筒１の内側面によって弾性的に支持されている。また、第４レンズ４１のコバ部４３の被写体側とは反対側の面が補填部９と当接する。言い換えると、第４レンズ４１のコバ部４３は、補填部９を挟んで、鏡筒１の軸方向に、弾性的に支持されている。
【００３５】
補填部６、９の材料は、レンズ及び鏡筒１の材料よりも弾性率が小さい。補填部６、９を構成する弾性材料としては、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、ブチルゴム、ウレタンゴムなどを用いることができる。
【００３６】
鏡筒１の材料は、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリフタルアミド樹脂（ＰＰＡ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエーテルサルホン樹脂（ＰＥＳ）、ポリフェニレンエーテル樹脂（ＰＰＥ）、ポリエチレン樹脂（ＰＥ）、ポリアリレート樹脂（ＰＡＲ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリイミド樹脂（ＰＩ）、ポリアミドイミド樹脂（ＰＡＩ）などを用いることができる。
【００３７】
レンズの材料は、ガラス、ＰＣ、アクリル、シクロオレフィン系材料などを用いることができる。
【００３８】
高温または低温環境下において、レンズや鏡筒１に線膨張係数の違いに起因する熱変形が生じる場合に、補填部６、９がレンズと鏡筒１との間で変形に伴って適宜伸縮する。常温では、第１レンズ１１のコバ部１３の外周面の一部（補填部６と接触していない部分）が筒部１ａの内周面に直接当接し、正確に位置決めされ、温度が変化した場合にコバ部１３と筒部１ａとに隙間が生じても、第１レンズ１１のコバ部１３が筒部１ａに補填部６を介して支持される。補填部９は、常温では、第４レンズ４１に押されて底部１ｂ側につぶされた状態である。この状態では、第４レンズ４１のコバ部４３の面の一部（補填部９と接触する以外の部分）が直接底部１ｂに突き当てられた状態であるため、第４レンズ４１を正確に位置決めすることができる。温度変化で第４レンズ４１のコバ部４３と底部１ｂとに隙間が生じても、補填部９によって、第４レンズ４１が底部１ｂに支持されるため、第４レンズ４１ががたつくことが抑えれる。このため、レンズと鏡筒１との間に隙間が生じることを抑えることができる。よって、このレンズユニット１０及び撮像ユニット１００によれば、鏡筒においてレンズの倒れや軸ズレが生じ、光学性能が劣化することを抑えることができる。
【００３９】
例えば、鏡筒１の線膨張係数がレンズの線膨張係数より小さい場合には、低温時にレンズと鏡筒１との間に隙間が生じるが補填部６、９により隙間無く保持することができある。このような線膨張係数の関係となるレンズ及び鏡筒の組み合わせとしては、鏡筒１がアルミニウムであって、レンズがプラスチックであるとき、鏡筒１がプラスチック（ガラス繊維強化プラスチック）であって、レンズがプラスチックであるときが例示できる。
【００４０】
例えば、鏡筒１の線膨張係数がレンズの線膨張係数より大きい場合には、高温時にレンズと鏡筒１との間に隙間が生じるが補填部６、９により隙間無く保持することができる。このような線膨張係数の関係となるレンズ及び鏡筒の組み合わせとしては、鏡筒１がアルミニウムであって、レンズがガラスであるとき、鏡筒１がプラスチックであって、レンズがガラスであるときが例示できる。
【００４１】
補填部６、９は温度による寸法変化を補える寸法とし、レンズの径方向及び光軸方向における寸法変化が１μｍ〜５０μｍであることが望ましい。
【００４２】
次に、本発明の変形例を説明する。なお、後述する説明では、既に説明した図１のレンズユニットの構成を適宜参照するものとする。
【００４３】
図４は、レンズを斜視した状態を模式的に示す図である。
図４に示すように、レンズのコバ部の外周面と、コバ部においてレンズ部表面に連なる領域（コバ部の周縁部に沿った円環状の領域）の面に二色成形によって弾性材料からなる補填部が形成されている。このように、レンズのコバ部と鏡筒の内側面との間の隙間に形成する補填部は、レンズ側に形成されたものであってもよい。
【００４４】
このように、レンズ側に補填部を二色成形した構成であっても、レンズや鏡筒１に線膨張係数の違いに起因する熱変形が生じる場合に、弾性率が小さい補填部６がレンズと鏡筒１との間で変形に伴って適宜伸縮することによってレンズと鏡筒１との間に隙間が生じることを抑えることができる。
【００４５】
このようにレンズに補填部を形成する場合においても、弾性材料は、先に述べたものを用いることができる。また、鏡筒の材料は、ＰＡ、ＰＰＡ、ＰＣ、ＰＰＳ、ＰＢＴ、ＰＥＳ、ＰＰＥ、ＰＥ、ＰＡＲ、ＬＣＰ、ＰＥＥＫ、ＰＩ、ＰＡＩに加え、鏡筒を二色成形しないため、アルミ、黄銅、鉄、ステンレスを用いるこもできる。レンズの材料は、ＰＣ、アクリル、シクロオレフィン系材料を用いることができる。
【００４６】
なお、図４に示すレンズも、上述した鏡筒に嵌め込まれることでレンズユニットを構成する。
【００４７】
鏡筒の内側面に形成した補填部６、９は、鏡筒の内側面の全周に設ける必要はない。例えば、鏡筒の内側面の周方向に等間隔で形成されてもよく、または、その一部にのみ形成されてもよい。例えば、補填部９は、円環形状の一部を切り欠いた形状であってもよい。
【００４８】
レンズのコバ部の外周面に形成した補填部は、外周面の全周に設ける必要はない。例えば、コバ部の外周面の周方向に等間隔で形成されてもよく、または、その一部にのみ形成されてもよい。
【００４９】
図１に示す補填部９は、第４レンズ４１と底部１ｂとの間に限定されない。例えば第１レンズ１１のコバう１３の被写体側と反対側の面と段差部７との間に設けられていてもよい。または、筒部１ａの内側面に段差部を設け、この段差部と当接する第２レンズ２１や第３レンズ３１とのコバ部２３、３３との間に設けてもよい。
【００５０】
本実施例では第１レンズ１１の被写体側のコバ部１３が筒部１ａで支持されているため、第４レンズ４１と底部１ｂとの間に補填部９を設けることが好ましい。鏡筒によるレンズの保持形態や、レンズと鏡筒の材質の相違を考慮して、適宜補填部を設ければよい。
【００５１】
補填部は、鏡筒１の内側面とレンズのコバ部とのいずかれ一方に設けられていればよい。
【００５２】
補填部６、９をレンズのコバ部の外周面又は鏡筒１の内側面の一部に設ける場合、常温など隙間が無い状態においてはレンズのコバ部が鏡筒１の内側面における補填部を設けていない面によって保持されるため、位置精度が高い。また、低温、高温環境下では、レンズのコバ部と鏡筒１の内側面との間に隙間が生じても、両者の間に補填部６、９が介在することにより、レンズのガタつきが生じることを抑えられる。
【００５３】
弾性材料の硬度はショアＡ（ＪＩＳ  Ｋ６２５３）が９０以下、その中でも３０〜７０の範囲がより望ましい。
【００５４】
上述の例では二色成形について説明したがこれに限定されず、多色成形を用いてもよい。例えば、硬度の異なる３種類以上の材料を使用し、そのうちの２つでレンズと鏡筒とを成形してもよい。その場合は、常温など隙間が無い状態では硬い補填部の部分で精度良くレンズを保持し、低温、高温環境下で隙間が生じた際は、軟らかい補填部でガタなきよう保持することができる。組み合わせとしては、例えば、硬い材料をショアＡ５０以上、望ましくは５０〜７０のものを使用し、軟らかい材料をショアＡ５０以下、望ましくは３０〜５０のものを使用する。
【００５５】
上述の撮像ユニットは、環境の温度変化に対する耐性が要求されるカメラに好適であって、例えば、バックモニタ又は前方監視などのために備えられる車載のカメラに好適である。また、上述の撮像ユニットは、車載のカメラに限定されず、携帯電話等の端末に搭載されるカメラにも好適である。
【００５６】
本明細書は次の事項を開示する。
（１）  複数のレンズと、
前記複数のレンズを、それらの光軸が一致するように収容する鏡筒と、を備えるレンズユニットであって、
前記複数のレンズはそれぞれ、レンズ部と該レンズ部の周囲に広がるコバ部とを有し、
前記複数のレンズのうち少なくとも１つのレンズの前記コバ部が前記鏡筒の内側面に当接され、前記鏡筒の前記内側面と該内側面に当接する前記コバ部の表面との間に、前記レンズと前記鏡筒のいずれか一方に多色成形によって補填部が形成され、
前記補填部の材料は、前記レンズ及び前記鏡筒の材料に比して弾性率が小さいレンズユニット。
（２）（１）に記載のレンズユニットであって、
前記補填部は、前記鏡筒の前記内側面において、前記コバ部の外周面、及び、該コバ部におけるレンズ部表面に連なる領域の面の少なくとも一方と当接する部位に設けられている。
（３）（１）又は（２）に記載のレンズユニットであって、
前記補填部は、前記鏡筒の内側面の周方向に分けて複数形成されているレンズユニット。
（４）撮像素子を有するセンサユニットと、前記撮像素子に結像するレンズユニットと、を備える撮像ユニットであって、
前記レンズユニットは、（１）又は（２）に記載のレンズユニットである撮像ユニット。
（５）  筒状の鏡筒に収容されるレンズであって、
レンズ部と、
前記レンズ部の周囲に広がるコバ部と、を有し、
前記レンズのコバ部の表面における、前記鏡筒の内側面に当接する部位に、多色成形によって補填部が形成され、
前記補填部の材料は、前記レンズ及び前記鏡筒の材料に比して弾性率が小さいレンズ。
（６）（５）に記載のレンズであって、
前記補填部は、前記コバ部の外周面に設けられているレンズ。
（７）（５）に記載のレンズであって、
前記補填部は、前記コバ部におけるレンズ部表面に連なる領域の面であるレンズ。
【符号の説明】
【００５７】
１    鏡筒
１ａ    筒部
６、９    補填部
１０    レンズユニット
１１    第１レンズ（レンズ）
２１    第２レンズ（レンズ）
３１    第３レンズ（レンズ）
４１    第４レンズ（レンズ）
１００    撮像ユニット
１０１    センサユニット
【図１】
2012215709.tif 000003
【図２】
2012215709.tif 000004
【図３】
2012215709.tif 000005
【図４】
2012215709.tif 000006