JP6155167B2 - レンズユニット、撮像装置、および車載カメラ - Google Patents

Description

本発明は、レンズを鏡筒に固定したレンズユニット、撮像装置、および車載カメラに関する。

従来、レンズユニットの製造において、レンズを像側に押圧することにより、鏡筒に固定する構造が知られている。例えば、特許文献１において、鏡筒の外周部分と嵌合するねじ込み式の押え部材によってレンズを鏡筒に固定し、レンズと鏡筒との間に配設されるＯリングを押圧して鏡筒内を封止する構造が開示されている。

特開２００５−１７９５５号公報

しかしながら、レンズユニットに対して例えば高圧の液体が噴射されると、レンズと押え部材との間に入り込んだ液体の圧力によって押え部材が破損する懸念があった。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、構成部材の破損発生を抑制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。

上記課題を解決するために本発明に係るレンズユニットは、
最も被写体側に配置されるように定められ、該被写体側において露出する光学部材と、
前記被写体側の最も外側に前記光学部材を配置する鏡筒本体部と、
前記光学部材を前記被写体側から像側に押圧して、前記鏡筒本体部に固定する固定部とを備え、
前記固定部が前記光学部材を前記鏡筒本体部に固定するときに、少なくとも前記光学部材および前記固定部が画定する空間から該空間の外部に連通する連通部が形成され、
前記光学部材および前記固定部の少なくとも一方に、前記光学部材と前記固定部とが当接する接触面から窪んだ形状であって、前記被写体側において前記光学部材と対向する前記固定部の端縁側から、少なくとも前記光学部材および前記固定部が画定する前記空間まで延びる誘導路が形成される
ことを特徴とする。

また、本発明に係るレンズユニットにおいては、
前記連通部は、前記被写体側方向とは異なる方向に向かって開口している
ことが好ましい。

また、本発明に係るレンズユニットにおいては、
前記光学部材と前記鏡筒本体部との間に介在し、介在する領域を境に前記光学部材および前記鏡筒本体部の間における液体の流動を防止する封止部材を、更に備え、
前記連通部は、前記被写体側において前記光学部材と対向する前記固定部の端縁側から前記封止部材までの間に形成される
ことが好ましい。

また、本発明に係るレンズユニットにおいては、
前記誘導路は、周方向において前記連通部の近傍に形成される
ことが好ましい。

また、本発明に係るレンズユニットにおいては、
前記固定部は、前記鏡筒本体部と一体的に形成される
ことが好ましい。

また、本発明に係る撮像装置は、
最も被写体側に配置されるように定められ、該被写体側において露出する光学部材と、
前記被写体側の最も外側に前記光学部材を配置する鏡筒本体部と、
前記光学部材を前記被写体側から像側に押圧して、前記鏡筒本体部に固定する固定部と、
前記光学部材を含む光学系によって結像される被写体像を撮像する撮像素子とを備え、
前記固定部が前記光学部材を前記鏡筒本体に固定するときに少なくとも前記光学部材および前記固定部が画定する空間から外部に連通する連通部が、前記鏡筒本体部または前記固定部に形成され、
前記光学部材および前記固定部の少なくとも一方に、前記光学部材と前記固定部とが当接する接触面から窪んだ形状であって、前記被写体側において前記光学部材と対向する前記固定部の端縁側から、少なくとも前記光学部材および前記固定部が画定する前記空間まで延びる誘導路が形成される
ことを特徴とする。

また、本発明に係る車載カメラは、
最も被写体側に配置されるように定められ、該被写体側において露出する光学部材と、
前記被写体側の最も外側に前記光学部材を配置する鏡筒本体部と、
前記光学部材を前記被写体側から像側に押圧して、前記鏡筒本体部に固定する固定部と、
前記光学部材を含む光学系によって結像される被写体像を撮像する撮像素子とを備え、
前記固定部が前記光学部材を前記鏡筒本体に固定するときに少なくとも前記光学部材および前記固定部が画定する空間から外部に連通する連通部が、前記鏡筒本体部または前記固定部に形成され、
前記光学部材および前記固定部の少なくとも一方に、前記光学部材と前記固定部とが当接する接触面から窪んだ形状であって、前記被写体側において前記光学部材と対向する前記固定部の端縁側から、少なくとも前記光学部材および前記固定部が画定する前記空間まで延びる誘導路が形成される撮像装置を備える
ことを特徴とする。

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、構成部材の破損発生を抑制可能である。

本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す光軸に沿った端面図である。 図１の光学部材を示す光軸に沿った端面図である。 図１の光学部材を示す被写体側からみた正面図である。 図１の鏡筒を示す中心軸に沿った端面図である。 図１の鏡筒を示す被写体側からみた正面図である。 図１のリテーナを示す中心軸に沿った端面図である。 図１のリテーナを示す像側からみた背面図である。 連通部が形成されないレンズユニットの要部端面図である。 図１のレンズユニットの要部端面図である。 本発明の第２の実施形態に係る光学部材を示す光軸に沿った端面図である。 図１０の光学部材を示す被写体側からみた正面図である。 本発明の第２の実施形態に係るレンズユニットの要部端面図である。 本発明の第３の実施形態に係る鏡筒を示す中心軸に沿った端面図である。 図１３の鏡筒を示す被写体側からみた正面図である。 本発明の第３の実施形態に係るリテーナを示す中心軸に沿った端面図である。 図１５のリテーナを示す像側からみた背面図である。 本発明の第３の実施形態に係るレンズユニットの要部端面図である。

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。

（第１の実施形態）
はじめに、本発明の第１の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。図１は、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概略構成を示すレンズユニットの光軸ａｘ１に沿った端面図である。

図１に示すように、撮像装置１０は、レンズユニット１１と、撮像素子１２と、を含む。レンズユニット１１は、被写体像を結像させる。撮像素子１２は、レンズユニット１１を透過して結像した被写体像を撮像する。

レンズユニット１１は、最も被写体側に配置されるように定められた光学部材１３を含む光学系、鏡筒１４、封止部材１５、およびリテーナ１６を含んで構成される。光学系は、１枚のレンズのみによって構成されても、少なくとも１枚のレンズを含む複数の光学部材によって構成されていてもよい。

最も被写体側に配置するように定められた光学部材１３は、例えばレンズである。当該光学部材１３は、図２に示すように、一体的に形成されるレンズ部１７および鍔部１８を有する。レンズ部１７には、例えば両面に球面などが形成され、レンズとして機能する。鍔部１８は、図３に示すように、レンズ部１７の外周に沿って径方向外側に延びる円環状に形成される。

鍔部１８における円環状の像側および被写体側の各端面は、レンズ部１７の光軸ａｘ２に垂直な平面状である（図２参照）。被写体側の端面は、リテーナ１６と面接触する接触面１９として機能する。

鏡筒１４は、図４に示すように、側壁部２０、底壁部２１、および蓋壁部２２を有する。側壁部２０は円筒状であり、円筒状の像側の一端に底壁部２１、被写体側の一端に蓋壁部２２が一体的に形成される。本実施形態において、蓋壁部２２は、少なくとも最も被写体側に配置するように定められた光学部材１３を、被写体側の最も外側に配置する鏡筒本体部として機能する。

蓋壁部２２は、座面部位２３および枠部位２４を有する。

座面部位２３は、蓋壁部２２の被写体側に、側壁部２０円筒の中心軸ｃｘ１に垂直な座面を有する。座面は、光学部材１３の鍔部１８の像側の面と当接し、光学部材１３の像側への変位を規制する。座面部位２３には、中心軸ｃｘ１を中心として、被写体側から像側に貫通する貫通孔２５が形成される。貫通孔２５は、被写体側から像側に向かって拡径する部分を有する。貫通孔２５は、光学部材１３を透過した被写体像を像側に通過させる。座面部位２３には、中心軸ｃｘ１に垂直な平面上で円環状に、座面から窪ませた溝２６が形成される（図５参照）。溝２６は、封止部材１５を収容する。

枠部位２４は（図４参照）、座面から中心軸ｃｘ１に沿って被写体側に突出し、光学部材１３の鍔部１８の外周と嵌合するように、中心が中心軸ｃｘ１と一致する円筒状に形成される（図５参照）。枠部位２４は、鍔部１８と嵌合し、光学部材１３の光軸に垂直な方向への変位を規制する。枠部位２４は、円筒の外周面に雄螺子を有する。

封止部材１５は、例えばＯリングなどの円環状弾性部材である。封止部材１５は、光学部材１３を鏡筒１４に当接させた状態において、光学部材１３と鏡筒１４の座面部位２３との間に介在し、介在する領域を境に光学部材１３および座面部位２３の間における液体の流動を防止する。詳細には、封止部材１５は、鏡筒１４の溝２６内で、光学部材１３の鍔部１８を座面に当接させるとき、鍔部１８および座面部位２３に挟み込まれて変形し、鍔部１８および座面部位２３に密着する。密着により、封止部材１５は、密着する領域を境に光学部材１３および鏡筒本体部の間の液体などの流動を防止する。

リテーナ１６は、図６に示すように、側壁部２７および固定部２８を有する。側壁部２７は円筒状であり、円筒状の被写体側の一端に固定部２８が一体的に形成される。固定部２８は、側壁部２７の内周面から径方向内側に突出し、円環状である（図７参照）。

側壁部２７の内径は、鏡筒１４の枠部位２４の円環の外径と実質的に等しい。側壁部２７は、内周面に、側壁部２７の円筒の中心軸ｃｘ２が鏡筒１４の側壁部２０の円筒の中心軸ｃｘ１と合致するように、枠部位２４の外周面に設けられた雄螺子と螺合可能な雌螺子を有する。また、側壁部２７は、連通部２９を有する。

連通部２９は、リテーナ１６の中心軸ｃｘ２から放射方向に側壁部２７を貫通するように、形成される。連通部２９は、中心軸ｃｘ２の周方向において等間隔に形成される。例えば、本実施形態では、周方向に９０°の間隔で４つの連通部２９が形成される。連通部２９の開口形状は任意の形状を採用可能であり、例えば円形又は矩形である。側壁部２７における連通部２９の中心軸ｃｘ２方向の位置は、光学部材１３を配置した鏡筒１４にリテーナ１６を螺合させた状態において、少なくとも光学部材１３およびリテーナ１６が画定する空間と連通するように形成される。

固定部２８の像側の面は、側壁部２７の円筒の中心軸ｃｘ２に垂直な平面状である（図６参照）。固定部２８の像側の面は、光学部材１３の鍔部１８の被写体側の端面１９と面接触する接触面３０として機能する。また、固定部２８は、像側の面に、誘導路３１が形成される。

誘導路３１は、接触面３０から窪んだ形状であり、リテーナ１６を光学部材１３に冠着させた状態において、後述するように、固定部２８における光学部材１３と対向する端縁側から光学部材１３およびリテーナ１６が画定する空間まで延びる。本実施形態では、誘導路３１は、固定部２８の内周面から、側壁部２７まで延びる形状を有する。好適には、誘導路３１は、中心軸ｃｘ２の周方向において連通部２９の近傍に形成される（図７参照）。例えば、本実施形態では、周方向において連通部２９と同位置に４つの誘導路３１が形成される。

上述のような構成のレンズユニット１１によれば、レンズユニット１１に高圧の液体が噴射された場合に、固定部１６の破損発生を抑制可能となる。以下、詳細に説明する。

はじめに、連通部２９を有さないリテーナ１６’を含んで構成されるレンズユニット１１’に高圧の液体が噴射される場合について説明する（図８参照）。レンズユニット１１’の被写体側から高圧の液体が噴射されると（図中矢印Ａ参照）、液体は、光学部材１３とリテーナ１６’との間から流入して空間Ｓを満たす。空間Ｓは、少なくとも光学部材１３および固定部２８が画定する空間である。光学部材１３とリテーナ１６との間の液体の高い圧力により、リテーナ１６’の脱落および破損が生じ得る。

次に、本実施形態のレンズユニット１１に高圧の液体が噴射される場合について説明する。図９に示すように、レンズユニット１１の被写体側から高圧の液体が噴射されると（図中矢印Ａ参照）、液体は、光学部材１３とリテーナ１６との間から空間Ｓに流入し得る。空間Ｓに流入する液体は、連通部２９を介して外部空間に排出される（図中矢印Ｂ参照）。それゆえ、光学部材１３およびリテーナ１６間の液体の圧力が低減化され、リテーナ１６の脱落および破損の発生が抑制される。

また、連通部２９は、高圧の液体が噴射される方向（例えば、被写体側に向かう方向）とは異なる方向に向かって開口しているため、被写体側方向から噴射される液体の連通部２９から空間Ｓへの逆流が抑制される。このため、空間Ｓ内の液体が連通部２９を介して外部に排出される確実性を向上し、リテーナ１６の脱落および破損の発生を更に抑制可能である。

また、連通部２９は、被写体側において光学部材１３と対向する固定部２８の端縁側３２から封止部材１５までの間に形成され、空間Ｓに流入する液体を排出する。このため、空間Ｓに流入した液体の封止部材１５への到達を抑制し、防水性能を向上可能である。

また、誘導路３１は、噴射された液体の空間Ｓへの流入を誘導する。それゆえ、光学部材１３とリテーナ１６との間を通過する液体の圧力が低減化され、リテーナ１６の脱落および破損の発生を更に抑制可能である。

また、誘導路３１は、周方向において連通部２９の近傍に形成される。このようにして、誘導路３１により誘導される液体が連通部２９から素早く排出されるため、光学部材１３およびリテーナ１６間における液体の圧力が低減化され、リテーナ１６の脱落および破損の発生を更に抑制可能である。

また、上述のようにリテーナ１６の脱落および破損の発生が抑制されるため、封止部材１５による防水性能を更に向上可能である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。以下、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。第２の実施形態に係るレンズユニット１１は、誘導路が光学部材に形成される点が第１の実施形態と異なる。

光学部材１３０は（図１０参照）、第１の実施形態と同様に、一体的に形成されるレンズ部１７および鍔部（接触部）１８０を有する。レンズ部１７の構成および機能は、第１の実施形態と同様である。鍔部１８０は、第１の実施形態と同様に、レンズ部１７の外周に沿って径方向外側に延びる円環状に形成され（図１１参照）、被写体側の端面が接触面１９に定められる。

鍔部１８０には、誘導路３１０が形成される。

誘導路３１０は（図１０参照）、接触面１９から窪んだ形状であり、リテーナ１６を光学部材１３０に冠着させた状態において、固定部２８における光学部材１３０と対向する端縁側から光学部材１３０およびリテーナ１６が画定する空間まで延びる。本実施形態では、誘導路３１０は、鍔部１８０の外周面側からレンズ部１７まで延びる形状を有する。誘導路３１０は、レンズ部１７の光軸ａｘの周方向において等間隔に形成される（図１１参照）。例えば、本実施形態では、周方向に９０°の間隔で４つの誘導路３１０が形成される。好適には、４つの誘導路３１０は、リテーナ１６を光学部材１３０に冠着させた状態において、レンズ部１７の光軸ａｘの周方向において連通部２９の近傍に配置される。

上述のような構成の光学部材１３０によれば、誘導路３１および誘導路３１０の組み合わせにより誘導路の断面積が増大するため、光学部材１３０とリテーナ１６との間を通過する液体の圧力を更に低減し、リテーナ１６の脱落および破損を更に抑制可能である。また、例えば誘導路３１が形成されないリテーナ１６０を用いても（図１２参照）、第１の実施形態と同様に、リテーナ１６０の脱落および破損を抑制可能である。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係るレンズユニットについて説明する。以下、第１の実施形態と同一の構成については同一の符号を付し、説明は省略する。第３の実施形態に係るレンズユニット１１は、鏡筒およびリテーナの構造が第１の実施形態と異なる。

鏡筒１４１は（図１３参照）、第１の実施形態と同様に、側壁部２０、底壁部２１、および蓋壁部２２１を有する。蓋壁部２２１は、第１の実施形態と同様に、少なくとも最も被写体側に配置するように定められた光学部材１３を、被写体側の最も外側に配置する鏡筒本体部として機能する。

蓋壁部２２１は、座面部位２３、枠部位２４、およびリテーナ枠部位３３１を有する。座面部位２３および枠部位２４は、第１の実施形態と同様である。

リテーナ枠部位３３１は、座面から中心軸ｃｘ１に沿って被写体側に突出し、枠部位２４の径方向外側において中心が中心軸ｃｘ１と一致する円筒状に形成される（図１４参照）。リテーナ枠部位３３１は、円筒の内周面に雌螺子を有する。また、リテーナ枠部位３３１には、連通部２９１が形成される。

連通部２９１は、中心軸ｃｘ１から放射方向にリテーナ枠部位３３１を貫通するように、形成される。連通部２９１は、中心軸ｃｘ１の周方向において等間隔に形成される。例えば、本実施形態では、周方向に９０°の間隔で４つの連通部２９１が形成される。連通部２９１の開口形状は任意の形状を採用可能であり、例えば円形又は矩形である。

リテーナ１６１は、図１５に示すように、側壁部２７１および固定部２８を有する。側壁部２７１は円筒状であり、円筒状の被写体側の一端に固定部２８が一体的に形成される。固定部２８の構成および機能は、第１の実施形態と同様である。

側壁部２７１の外径は、鏡筒１４１のリテーナ枠部位３３１の内径と実質的に等しい。側壁部２７１は、外周面に、側壁部２７１の円筒の中心軸ｃｘ２が鏡筒１４１の円筒の中心軸ｃｘ１と合致するように、リテーナ枠部位３３１の内周面に設けられた雌螺子と螺合可能な雄螺子を有する。側壁部２７１の内径および円筒の長さは、光学部材１３を配置した鏡筒１４１にリテーナ１６１を螺合させた状態において、鏡筒１４１から離間するように形成される。

上述のような構成のレンズユニット１１によれば、レンズユニット１１に高圧の液体が噴射された場合に、第１の実施形態と同様にリテーナ１６１の破損発生を抑制可能となる。以下、詳細に説明する。

図１７に示すように、本実施形態のレンズユニット１１において、鏡筒１４１の枠部位２４およびリテーナ１６１の側壁部２７１は、レンズユニット１１の光軸ａｘ１に対する径方向において離間する。また、リテーナ１６１の側壁部２７１および鏡筒１４１は、レンズユニット１１の光軸ａｘ１方向において離間する。このように、空間Ｓは、上述のように鏡筒１４１およびリテーナ１６１が離間する空間と連通部２９１とを介して、外部空間に連通する。

レンズユニット１１の被写体側から高圧の液体が噴射されると（図中矢印Ａ参照）、液体は、光学部材１３とリテーナ１６１との間から空間Ｓに流入し得る。空間Ｓに流入する液体は、連通部２９１を介して外部空間に排出される（図中矢印Ｃ参照）。それゆえ、光学部材１３およびリテーナ１６間の液体の圧力が低減化され、リテーナ１６の脱落および破損の発生が抑制される。

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。したがって、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。

例えば、固定部２８を鏡筒１４，１４１に一体的に形成する構成であってもよい。例えば、鏡筒１４に光学部材１３を収容した後、鏡筒１４の一部をかしめて固定部２８を形成することも可能である。

また、上述の実施形態においては、光学部材１３，１３０はレンズ部１７を有する構成として説明したが、例えばカバーガラスなどの他の光学部材であってもよい。

また、上述の実施形態においては、鏡筒１４，１４１とリテーナ１６，１６０，１６１とは螺合により固定されるが、圧入、嵌合、接着など、任意の方法により固定してもよい。

また、上述の実施形態においては、連通部２９，２９１および誘導路３１，３１０をそれぞれ４つ形成する例について説明したが、任意の数を形成してもよい。

また、上述の実施形態においては、封止部材１５はＯリングなどの弾性部材として説明したが、例えば接着剤を用いてレンズユニット１１の内部を封止する構成であってもよい。

また、第３の実施形態において、連通部を、筐体１４１およびリテーナ１６１の双方を貫通するように形成してもよい。

また、車両などの移動体に設置される車載カメラに、上述の実施形態に係る撮像装置を備える構成としてもよい。

１０ 撮像装置
１１ レンズユニット
１２ 撮像素子
１３ 光学部材
１４，１４１ 鏡筒
１５ 封止部材
１６，１６０，１６１ リテーナ
１７ レンズ部
１８，１８０ 鍔部
１９ 接触面
２０ 側壁部
２１ 底壁部
２２，２２１ 蓋壁部
２３ 座面部位
２４ 枠部位
２５ 貫通孔
２６ 溝
２７，２７１ 側壁部
２８ 固定部
２９，２９１ 連通部
３０ 接触面
３１，３１０ 誘導路
３２ 端縁側
３３１ リテーナ枠部位

Claims (7)

1. 最も被写体側に配置されるように定められ、該被写体側において露出する光学部材と、
   前記被写体側の最も外側に前記光学部材を配置する鏡筒本体部と、
   前記光学部材を前記被写体側から像側に押圧して、前記鏡筒本体部に固定する固定部とを備え、
   前記固定部が前記光学部材を前記鏡筒本体部に固定するときに、少なくとも前記光学部材および前記固定部が画定する空間から該空間の外部に連通する連通部が形成され、
   前記光学部材および前記固定部の少なくとも一方に、前記光学部材と前記固定部とが当接する接触面から窪んだ形状であって、前記被写体側において前記光学部材と対向する前記固定部の端縁側から、少なくとも前記光学部材および前記固定部が画定する前記空間まで延びる誘導路が形成される
   ことを特徴とするレンズユニット。
2. 請求項１に記載のレンズユニットであって、前記連通部は、前記被写体側方向とは異なる方向に向かって開口していることを特徴とするレンズユニット。
3. 請求項１又は２に記載のレンズユニットであって、
   前記光学部材と前記鏡筒本体部との間に介在し、介在する領域を境に前記光学部材および前記鏡筒本体部の間における液体の流動を防止する封止部材を、更に備え、
   前記連通部は、前記被写体側において前記光学部材と対向する前記固定部の端縁側から前記封止部材までの間に形成されることを特徴とするレンズユニット。
4. 請求項１乃至３の何れか一項に記載のレンズユニットであって、前記誘導路は、周方向において前記連通部の近傍に形成されることを特徴とするレンズユニット。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載のレンズユニットであって、前記固定部は、前記鏡筒本体部と一体的に形成されることを特徴とするレンズユニット。
6. 最も被写体側に配置されるように定められ、該被写体側において露出する光学部材と、
   前記被写体側の最も外側に前記光学部材を配置する鏡筒本体部と、
   前記光学部材を前記被写体側から像側に押圧して、前記鏡筒本体部に固定する固定部と、
   前記光学部材を含む光学系によって結像される被写体像を撮像する撮像素子とを備え、
   前記固定部が前記光学部材を前記鏡筒本体に固定するときに少なくとも前記光学部材および前記固定部が画定する空間から外部に連通する連通部が、前記鏡筒本体部または前記固定部に形成され、
   前記光学部材および前記固定部の少なくとも一方に、前記光学部材と前記固定部とが当接する接触面から窪んだ形状であって、前記被写体側において前記光学部材と対向する前記固定部の端縁側から、少なくとも前記光学部材および前記固定部が画定する前記空間まで延びる誘導路が形成される
   ことを特徴とする撮像装置。
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。

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