(57)【要約】【課題】レンズ面に雨滴が付着しても、簡単な構成で雨滴が除去されるようにしたレンズ。【解決手段】一方のレンズ面における所定の縁面に撥水処理を施し、前記一方のレンズ面における前記所定の縁面以外の面に親水処理を施したことを特徴とするレンズ。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のレンズ面における所定の縁面に撥水処理を施し、前記一方のレンズ面における前記所定の縁面以外の面に親水処理を施したことを特徴とするレンズ。
【請求項２】
前記所定の縁面は、前記レンズを所定の物体に固定したときに下方に位置する縁面であることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
【請求項３】
前記所定の縁面は、環状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のレンズが１番玉として配置され、且つ、前記一方のレンズ面が被写体側に位置するように配置されたことを特徴とする撮像レンズ。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像レンズを備え、防水構造に構成され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、雨に晒されてレンズ面に雨滴が付着する可能性があるレンズ、撮像レンズ及び撮像装置に関し、例えば車載用カメラや監視用カメラに用いられるものである。
【背景技術】
【０００２】
車の運転席からは前方、後方及び助手席側の下方等が死角となり易い。そこで、死角となる方向をデジタルカメラで撮像し、その画像を運手席に設置したモニタで視認できるようにした車載用カメラが市販されている。車載用カメラは雨に晒されても異常が生じないように防水構造に構成されているが、撮像レンズのレンズ面には雨滴が付着し易い。従って、その状態で撮像すると、画像が不鮮明になり、モニタで充分に視認することができない。また、屋外で用いられる監視用カメラについても同様な問題が生ずる。
【０００３】
このような問題を解決することを目的とした種々の特許公報が開示されている。
【０００４】
例えば、車載用カメラの近傍に圧縮空気発生ユニットを配置し、高圧の空気を車載用カメラのレンズ面に吹き付けるようにして、レンズ面に付着した雨滴を取り除くようにした車載カメラ装置が開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、圧電素子によりレンズを振動させ、レンズに付着した雨滴を霧化させる水滴除去装置が開示されている（特許文献２参照）。
【０００６】
また、レンズに親水膜をコーティングすると共に、レンズを保持する鏡枠の下縁部に管状の孔を設けた光学装置が開示されている（特許文献３参照）。これによれば、レンズの表面に付着した雨滴が親水膜により留まらずに下方に流れ落ち、更に雨滴が毛管現象により管状の孔から排水されるというものである。
【特許文献１】特開２００１−１７１４９１号公報
【特許文献２】特開２００７−８２０６２号公報
【特許文献３】特開２００６−３１３３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１においては、圧縮空気発生ユニットを配置するために、非常に大きなスペースを必要とし、且つ高価になる。従って、特殊な車でないと実用化は困難である。
【０００８】
特許文献２においては、圧電素子の振動により、カメラにノイズが発生して画像が不鮮明になる虞がある。従って、圧電素子の振動中は撮像が困難である。
【０００９】
特許文献３においては、雨滴がレンズの縁面と鏡枠に跨った状態になったときは、レンズの縁面に付着した状態が維持されて、流れ落ちない可能性がある。また、管状の孔の径が小さいと塵埃によって詰まり易く、逆に径が大きいと毛管現象が作用しないので、実用化が困難である。
【００１０】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、レンズ面に雨滴が付着しても、簡単な構成で雨滴が除去されるようにしたレンズ、該レンズが配置された撮像レンズ、及び該撮像レンズを備えた撮像装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
１．一方のレンズ面における所定の縁面に撥水処理を施し、前記一方のレンズ面における前記所定の縁面以外の面に親水処理を施したことを特徴とするレンズ。
【００１２】
２．前記所定の縁面は、前記レンズを所定の物体に固定したときに下方に位置する縁面であることを特徴とする前記１に記載のレンズ。
【００１３】
３．前記所定の縁面は、環状に形成されていることを特徴とする前記１に記載のレンズ。
【００１４】
４．前記１〜３の何れか１項に記載のレンズが１番玉として配置され、且つ、前記一方のレンズ面が被写体側に位置するように配置されたことを特徴とする撮像レンズ。
【００１５】
５．前記４に記載の撮像レンズを備え、防水構造に構成されたことを特徴とする撮像装置。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のレンズ、撮像レンズ及び撮像装置によれば、雨に晒されてレンズ面に雨滴が付着しても、簡単な構成で雨滴を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の撮像装置の一例を図１に示す撮像装置の断面図に基づいて説明する。
【００１８】
本撮像装置は、撮像レンズと撮像素子とを有する撮像ユニットをカバーで被覆して、防水構造に構成している。
【００１９】
先ず、撮像ユニット１について説明する。
【００２０】
撮像ユニット１は撮像レンズＬ、撮像レンズＬを保持する内鏡枠２１及び外鏡枠３１、撮像素子１１、撮像素子１１が実装されるプリント配線板１２等から構成される。
【００２１】
撮像レンズＬは一番玉としての第１レンズＬ１、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３から構成されている。そして、被写体像は撮像レンズＬによりＣＣＤやＣＭＯＳから成る撮像素子１１に結像する。
【００２２】
第１レンズＬ１、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３は内鏡胴２１に保持されている。また、第１レンズＬ１の背面には遮光板２２が配置され、第２レンズＬ２の前面には遮光板２３が配置され、第２レンズＬ２の背面には固定絞り２４が配置され、第３レンズＬ３の背面には遮光板２５が配置されている。
【００２３】
なお、本明細書においては、前面及び前方を被写体が位置する側とし、背面及び後方をその逆側とする。
【００２４】
そして、内鏡枠２１に前方から固定絞り２４、第２レンズＬ２及び遮光板２３を挿入して、不図示の接着剤で遮光板２３を内鏡枠２１に固着することにより、固定絞り２４及び第２レンズＬ２は内鏡枠２１に固定される。続いて、内鏡枠２１に前方から遮光板２２を挿入し、Ｏリング２６を第１レンズＬ１の後部外周面に挿着した状態で第１レンズＬ１を挿入して、内鏡枠２１の先端部を内側にカシメ加工する。これにより、遮光板２２及び第１レンズＬ１は内鏡枠２１に固定される。更に、内鏡枠２１に後方から第３レンズＬ３及び遮光板２５を挿入し、不図示の接着剤で遮光板２５を内鏡枠２１に固着することにより、第３レンズＬ３は内鏡枠２１に固定される。
【００２５】
内鏡枠２１の外周面には雄ネジ２１ａが螺設され、雄ネジ２１ａは内鏡枠２１の外周側に位置する外鏡枠３１に螺設された雌ネジ３１ａと螺合する。
【００２６】
また、撮像素子１１はプリント配線板１２の前面に実装されている。そして、プリント配線板１２の各配線はケーブル１３によって撮像装置の外部に位置する外部機器と接続されている。
【００２７】
プリント配線板１２の側面は外鏡枠３１に固定されている。従って、内鏡枠２１を回転させれば、雄ネジ２１ａと雌ネジ３１ａの螺合により、内鏡枠２１は外鏡枠３１に対して進退する。従って、撮像レンズＬと撮像素子１１との距離が変化し、被写体像を撮像素子１１に適切に合焦させることができる。即ち、雄ネジ２１ａと雌ネジ３１ａとによりピント調整を行うことができる。
【００２８】
このようにして撮像ユニット１を組み立てた後、防水構造とするために撮像ユニット１を前カバー４１と後カバー４２とで被覆する。
【００２９】
先ず、後カバー４２の後部中央に空いた貫通孔にゴムから成るブッシュ４３を挿入し、内面にゴムから成るリング状の弾性部材４４を貼り付ける。この後カバー４２を撮像ユニットの後方から挿入して、ケーブル１３をブッシュ４３に設けた貫通孔から引き出し、外鏡枠３１の後端部を弾性部材４４に当接させる。続いて、後カバー４２の先端部に円周状に形成した長溝にＯリング４５を挿入する。この状態で、内鏡枠２１の前部外周面にＯリング４６を挿着し、前カバー４１を前方から挿入して、不図示の接着剤で前カバー４１と後カバー４２とを接合する。
【００３０】
このように撮像ユニット１を前カバー４１と後カバー４２とで水密状態に被覆することにより、撮像ユニット１まで雨水が浸入することがない。即ち、撮像ユニット１の前部においては、雨水が内鏡枠２１と前カバー４１との間隙から浸入してもＯリング４６によって、それ以上浸入することが阻止される。また、撮像ユニットの側部における前カバー４１と後カバー４２との接合部においては、Ｏリング４５により雨水が浸入すること阻止される。更に、撮像ユニットの後部においては、ブッシュ４３がケーブル１３に圧着しているので、互いの間隙から雨水が浸入することがない。
【００３１】
また、ピント調整によって内鏡枠２１の先端部と外鏡枠３１の後端部との長さが若干変化するが、このような長さの変化は弾性部材４４の圧縮で吸収される。また、本撮像装置を車載用カメラとして用いた場合には振動や衝撃が撮像ユニット１に加わるが、これを弾性部材４４が吸収して撮像ユニット１に悪影響を及ぼすことを防止している。
【００３２】
このように構成された撮像装置において、被写体の光像は撮像レンズＬにより撮像素子１１に結像し、その光像は光電変換されて画像信号となり、ケーブル１３を介して外部機器に送信される。外部機器に送信された画像信号は所定の画像処理が行われる。この撮像装置が車載用カメラであるならば、画像信号に基づく画像を運転席に設置したモニタで視認し、この撮像装置が監視用カメラであるならば、画像信号が変換された画像を監視ルームに設置したモニタで視認する。
【００３３】
また、この撮像装置は以上の如く防水構造に構成されているので、車外に設置される車載用カメラであっても、屋外に設置される監視用カメラであっても、雨に晒されたときに雨滴が浸入して故障することがない。
【００３４】
しかし、雨天時には、撮像レンズＬにおける最も被写体側に位置するレンズ面Ｌ１ａには雨滴が付着する。従って、この状態で撮像すると、画像が不鮮明になり、モニタで充分に視認することができない。
【００３５】
このようにレンズ面Ｌ１ａに雨滴が付着することを防止する簡易な方法として、第１レンズＬ１の一方のレンズ面であるレンズ面Ｌ１ａに撥水処理を施すことが考えられる。しかし、撥水処理ＨＣは図２（Ａ）に示す如く、雨滴が水玉となってレンズ面に留まり、充分な対策にはなり得ない。
【００３６】
そこで、撥水処理に代えて、レンズ面Ｌ１ａに親水処理を施すことが考えられる。親水処理を施すことにより雨滴を弾かないので、水玉はできず、雨滴は高い位置から低い位置に流れ落ちて行く。従って、撥水処理を施した場合より遙かに鮮明な画像が得られる。
【００３７】
しかし、図２（Ｂ）に示す如く、親水処理ＳＣにより流れ落ちた雨滴はレンズ面Ｌ１ａの下部に溜まり、撮像画面の下部が不鮮明になる。車載用カメラとして用いた場合には、下方の物体の方が死角になり易いので、これは好ましくない。
【００３８】
そこで、撮像レンズにおける最も被写体側に位置するレンズ面の所定の縁面に撥水処理ＨＣを施し、レンズ面の所定の縁面以外に親水処理ＳＣを施す。図１においては、撮像レンズＬの第１レンズＬ１における被写体側のレンズ面Ｌ１ａの下部に撥水処理ＨＣを施し、他のレンズ面Ｌ１ａに親水処理ＳＣを施す。
【００３９】
なお、施す撥水処理ＨＣを施す形状が限定されるものではなく、例えば図３（Ａ）、図３（Ｂ）若しくは図３（Ｃ）に示すような形状にすればよい。但し、撮像装置を所定の物体に固定するとき、撥水処理ＨＣを施した縁部が下方に位置するように撮像装置を配置する。
【００４０】
また、図４に示す如く、撥水処理ＨＣを施す縁面を環状に形成してもよい。この場合には、第１レンズＬ１の姿勢による影響がないので、組立時の生産性が向上する。
【００４１】
このように構成することにより、大部分の雨滴はレンズ面Ｌ１ａの親水処理ＳＣを施した面に当たるので、雨水は雨滴とならずに下方に流れ落ちる。ところが、レンズ面Ｌ１ａの下部には撥水処理ＨＣが施されているので、雨滴が溜まらずに弾かれて除去される。
【００４２】
従って、この撮像装置によれば、雨の中でも全体として鮮明な撮像画像を得ることができる。
【００４３】
具体的にはレンズ全面に反射防止コーティングを施した後、マスキングにより撥水コーティングと親水コーティングとを各々施す。また、反射防止コーティングを施した後、レンズ全面に親水コーティングを施し、その後に下部のみに撥水コーティングを施すようにしてもよい。
【００４４】
コーティングの方法としては、真空蒸着を用いてもよいし、ゾルゲル法、スピンコート、インクジェット等により塗布してもよい。
【００４５】
撥水コーティングの成分としては、シリコン樹脂（ジメチルシリコーンオイル）、フッ素樹脂、若しくはシリコン樹脂とフッ素樹脂のハイブリット型等を用いる。
【００４６】
親水コーティングの成分としては、アルコキシシラン、ポリエチレングリコール、光触媒（ＴｉＯ２）、若しくはオルガノシロキサン等を用いる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】撮像装置の断面図である。
【図２】レンズ面に撥水処理を施した図とレンズ面に親水処理を施した図である。
【図３】レンズ面に施した複数の撥水処理の形状の図である。
【図４】レンズ面に撥水処理を環状に形成した図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  撮像ユニット
１１  撮像素子
Ｌ  撮像レンズ
Ｌ１  第１レンズ
Ｌ１ａ  レンズ面
ＨＣ  撥水処理
ＳＣ  親水処理
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2009265473.tif 000006