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JP7646303B2 - Lens units and camera modules - Google Patents

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JP7646303B2
JP7646303B2 JP2020102990A JP2020102990A JP7646303B2 JP 7646303 B2 JP7646303 B2 JP 7646303B2 JP 2020102990 A JP2020102990 A JP 2020102990A JP 2020102990 A JP2020102990 A JP 2020102990A JP 7646303 B2 JP7646303 B2 JP 7646303B2
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Description

本発明は、特に自動車等の車両に搭載される車載カメラを構成するレンズユニットおよびカメラモジュールに関する。 The present invention particularly relates to a lens unit and a camera module that constitute an on-board camera mounted on a vehicle such as an automobile.

近年、自動車に車載カメラを搭載し、駐車をサポートしたり、画像認識により衝突防止を図ったりすることが行なわれており、さらにそれを自動運転に応用する試みもなされている。また、このような車載カメラ等のカメラモジュールは、一般に、複数のレンズが光軸に沿って並べられて成るレンズ群と、このレンズ群を収容保持する鏡筒(バレル)と、レンズ群の少なくとも一個所のレンズ間に配置される絞り部材とを有するレンズユニットを備える(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, automobiles have been equipped with on-board cameras to assist with parking and prevent collisions through image recognition, and there are also attempts to apply this to autonomous driving. Camera modules such as on-board cameras generally include a lens unit that has a lens group consisting of multiple lenses arranged along an optical axis, a barrel that houses and holds the lens group, and an aperture member that is placed between at least one of the lenses in the lens group (see, for example, Patent Document 1).

レンズユニットにおいては、一般に、レンズ群を構成する複数のレンズが、像側から物体側へ向けて順に積み上げられるように鏡筒の内側収容空間内に組み込まれる。この場合、振動や衝撃等によってレンズがずれて解像性能劣化や光軸ずれが生じないように、一般に、これらのレンズは、鏡筒の内面形状を利用して直接に鏡筒の内面に圧入されている。そして、そのような積み重ね状態で鏡筒内にレンズが組み込まれた後、鏡筒の物体側端部にキャップを取り付け、または、鏡筒の物体側端部をカシメることによって、積層構造のレンズから成るレンズ群が鏡筒内で光軸方向で規制されて保持される。 In a lens unit, the lenses that make up the lens group are generally assembled in the internal storage space of the lens barrel so that they are stacked in order from the image side to the object side. In this case, to prevent the lenses from shifting due to vibration or impact, causing degradation of resolution performance or misalignment of the optical axis, these lenses are generally pressed directly into the inner surface of the lens barrel, taking advantage of the inner surface shape of the lens barrel. After the lenses are assembled in this stacked state inside the lens barrel, a cap is attached to the object side end of the lens barrel, or the object side end of the lens barrel is crimped, so that the lens group made up of the laminated lenses is held in place in the optical axis direction inside the lens barrel.

特開2013-231993号公報JP 2013-231993 A

ところで、このようにレンズ群が鏡筒内で光軸方向で規制されて保持された状態では、鏡筒とレンズとでその線膨張係数(熱膨張率)に差異があると(特に鏡筒に対してレンズの線膨張率が大きい場合)、高温環境下において、レンズの熱膨張によってレンズが鏡筒から光軸方向の圧縮応力を受け、レンズの面形状が変形する場合がある。例えば、一例として、図7に示されるように、レンズ118上に、レンズ116とレンズ117とが貼り合わされて成る貼り合わせレンズ120が積み重ねられて、レンズ116が鏡筒112に圧入され、レンズ117の外周面と鏡筒112の内周面との間に隙間が存在するとともに、レンズ117の外径がその下側のレンズ118の外径よりも大きく、レンズ118よりも径方向外側に延出するレンズ117の部位117aが光軸方向で鏡筒120と接触することなく下側のレンズ118にも接触していない組み込み状態を考えると、高温環境下でレンズ群が光軸方向へ膨張した際には、レンズ117が上方のレンズ116の方向から光軸方向で下向きの圧縮力Fを受けることになり、したがって、径方向で鏡筒112に支持されることなく下方のレンズ118よりも径方向外側に延出して下方(光軸方向)に空間S1を伴うレンズ117の部位117aが、図中に破線で示されるように、レンズ117とレンズ118との当接縁部(図中のレンズ118に対するレンズ117の着座面Pの径方向外側端縁)に対応するレンズ118の角部Rを支点とするように光軸方向に向けて(非球面形状に)撓み、レンズ117が弓なり状に永久変形した状態となる場合がある。
このようにレンズ117に大きな永久変形が生じると、所望の解像性能が得られなくなったり、焦点がずれるなど、光学特性に悪影響が及ぶ(光学性能が劣化する)場合がある。さらに、この高温状態からレンズユニットを低温環境下に移行させると、内部のレンズ群よりも先に外側の鏡筒112が急冷されて圧縮されるため、光軸方向で下向きの圧縮力Fがさらに増加してレンズ117の変形量がさらに増大し、永久変形量がますます増大してしまう結果となる。
In this state where the lens group is held in the lens barrel while being restricted in the optical axis direction, if there is a difference in linear expansion coefficient (thermal expansion coefficient) between the lens barrel and the lens (especially if the linear expansion coefficient of the lens is larger than that of the lens barrel), the lens may receive compressive stress in the optical axis direction from the lens barrel due to thermal expansion of the lens in a high-temperature environment, and the surface shape of the lens may be deformed. For example, as shown in Fig. 7, a laminated lens 120 formed by bonding a lens 116 and a lens 117 is stacked on a lens 118, the lens 116 is pressed into the lens barrel 112, there is a gap between the outer peripheral surface of the lens 117 and the inner peripheral surface of the lens barrel 112, the outer diameter of the lens 117 is larger than the outer diameter of the lens 118 below it, and a portion 117a of the lens 117 extending radially outward beyond the lens 118 does not come into contact with the lens barrel 120 in the optical axis direction and does not come into contact with the lens 118 below it, when the lens group expands in the optical axis direction in a high-temperature environment, In this case, lens 117 is subjected to a downward compressive force F in the optical axis direction from the direction of lens 116 above, and therefore portion 117a of lens 117, which is not supported in the radial direction by lens barrel 112 and extends radially outward beyond lens 118 below, with space S1 downward (in the optical axis direction), may bend (into an aspheric shape) toward the optical axis direction, with corner R of lens 118 corresponding to the abutment edge between lens 117 and lens 118 (the radially outer edge of seating surface P of lens 117 against lens 118 in the figure) as a fulcrum, as shown by the dashed line in the figure, and lens 117 may become permanently deformed into a bow shape.
If large permanent deformation occurs in lens 117 in this way, it may not be possible to obtain the desired resolution performance, the focus may shift, etc., and the optical characteristics may be adversely affected (optical performance may deteriorate). Furthermore, if the lens unit is transferred from this high-temperature state to a low-temperature environment, the outer lens barrel 112 is quenched and compressed before the internal lens group, so that the downward compressive force F in the optical axis direction further increases, the amount of deformation of lens 117 further increases, and the amount of permanent deformation further increases.

また、このようなレンズの変形は、一般に、鏡筒または隣接するレンズによって支持されていないレンズの部位で起こり得るものであり、レンズが薄ければ薄いほど、あるいは、硬度が異なるレンズ同士の間で、特に、図7の例では、レンズ117が樹脂製でレンズ118がガラス製である場合に顕著となる。また、レンズ116とレンズ117とが貼り合わせレンズではなく単独のレンズであって、両方のレンズ116,117が鏡筒112に圧入されているような場合でも、レンズ117の径方向延出部位117aの下方に空間S1が存在すれば、レンズ117の下方向への永久変形は、その量が図7の場合と比べて少ないものの生じ得る。かかる変形による光学性能の劣化は、従来のビュー用途カメラではさほど問題とはならなかったが、高画素化が進みセンシング用途カメラでは誤認識につながる大きな問題となってきている。 In addition, such lens deformation generally occurs in parts of the lens that are not supported by the lens barrel or adjacent lenses, and is more pronounced the thinner the lens is, or between lenses with different hardness, particularly in the example of FIG. 7, where lens 117 is made of resin and lens 118 is made of glass. Even in cases where lenses 116 and 117 are not laminated lenses but are individual lenses and both lenses 116 and 117 are press-fitted into lens barrel 112, if there is a space S1 below radial extension portion 117a of lens 117, lens 117 may be permanently deformed downward, although the amount is smaller than in the case of FIG. 7. The deterioration of optical performance due to such deformation was not a big problem in conventional viewing cameras, but with the increasing number of pixels, it has become a major problem in sensing cameras that can lead to erroneous recognition.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、上下に積み重ねられたレンズ対の一方が特に高温環境における圧縮応力の作用下でレンズ対同士の当接端縁を支点とした光軸方向の撓みにより永久変形する量を抑制し得るレンズユニットおよびカメラモジュールを提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a lens unit and a camera module that can suppress the amount of permanent deformation of one of a pair of lenses stacked vertically due to bending in the optical axis direction with the abutting edge of the pair of lenses as a fulcrum under the action of compressive stress, particularly in a high-temperature environment.

前記課題を解決するために、本発明は、レンズを収容保持するための内側収容空間を形成する筒状の鏡筒と、前記鏡筒の前記内側収容空間内に組み込まれ、複数のレンズが積み重ねられるように光軸に沿って並べられて成るレンズ群とを備えるレンズユニットであって、
前記レンズ群は、第1のレンズと、この第1のレンズに光軸方向の一方側で隣接するように積み重ねられて位置されるとともに、前記第1のレンズよりも大径の第2のレンズとを有し、
前記第2のレンズは、前記第1のレンズよりも径方向外側に延出する延出部を有し、
光軸方向で互いに対向する前記第1のレンズの表面および前記第2のレンズの表面の少なくとも一方には、前記第2のレンズが前記第1のレンズの径方向外端縁と接触することを防止する逃げ部が設けられることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a lens unit including a cylindrical lens barrel that defines an internal storage space for storing and holding lenses, and a lens group that is incorporated in the internal storage space of the lens barrel and is arranged along an optical axis so that a plurality of lenses are stacked,
the lens group includes a first lens and a second lens that is stacked adjacent to the first lens on one side in the optical axis direction and has a larger diameter than the first lens;
the second lens has an extension portion extending radially outward beyond the first lens,
At least one of the surfaces of the first lens and the second lens, which face each other in the optical axis direction, is provided with a recess to prevent the second lens from contacting the radial outer edge of the first lens.

本発明によれば、第2のレンズが第1のレンズの径方向外端縁(当接端縁)と接触することを防止する逃げ部を光軸方向で互いに対向する第1のレンズの表面および第2のレンズの表面の少なくとも一方に設けたため、第1のレンズよりも径方向外側に延出する第2のレンズの延出部が、高温環境における圧縮応力の作用下で、第1のレンズの径方向外端縁を支点とするように、すなわち、第1のレンズと第2のレンズとの当接縁部に対応する第1のレンズの角部を支点とするように光軸方向に向けて(非球面形状に)変形することを防止でき、結果として、第2のレンズの永久変形量を抑制できる。 According to the present invention, a relief portion that prevents the second lens from contacting the radial outer edge (contact edge) of the first lens is provided on at least one of the surfaces of the first lens and the second lens that face each other in the optical axis direction. This prevents the extension portion of the second lens that extends radially outward from the first lens from deforming (into an aspheric shape) in the optical axis direction under the action of compressive stress in a high-temperature environment, with the radial outer edge of the first lens as a fulcrum, i.e., with the corner of the first lens corresponding to the contact edge between the first lens and the second lens as a fulcrum. As a result, the amount of permanent deformation of the second lens can be suppressed.

なお、上記構成において、第1のレンズの「径方向外端縁」とは、光軸方向で第2のレンズと対向する第1のレンズの表面上の径方向の最も外側に位置される端縁(角部)を意味する。また、上記構成において、逃げ部は、第1のレンズのみ、第2のレンズのみ、あるいは、第1および第2のレンズの両方に設けられてもよい。また、逃げ部は、光軸方向で互いに対向する第1のレンズの表面または第2のレンズの表面に設けられる切り欠き、溝等によって形成されてもよく、また、逃げ部を形成する第1のレンズおよび/または第2のレンズの表面は、湾曲状または直線状あるいはこれらの組み合わせを成していてもよい。 In the above configuration, the "radial outer edge" of the first lens means the edge (corner) located radially outward on the surface of the first lens facing the second lens in the optical axis direction. In the above configuration, the relief portion may be provided only on the first lens, only on the second lens, or on both the first and second lenses. The relief portion may be formed by a notch, groove, etc. provided on the surface of the first lens or the surface of the second lens facing each other in the optical axis direction, and the surface of the first lens and/or the second lens forming the relief portion may be curved or linear, or a combination of these.

また、上記構成において、逃げ部は、第1および第2のレンズの前述した構成形態、すなわち、互いに積み重ねられる一対のレンズのうち一方のレンズ(第2のレンズ)が他方のレンズ(第1のレンズ)よりも大きい外径を有し且つ外径が大きい一方のレンズが他方のレンズよりも径方向外側に延出する延出部を有する構成形態を成すレンズ群の全てのレンズ対において適用できるが、特に図7に関連して前述した貼り合わせレンズを構成するレンズ対において効力を発揮する。この場合、第1のレンズの径方向外端縁を支点とする第2のレンズの延出部の光軸方向に沿う変形は、高温環境における圧縮応力の作用下で第2のレンズが第1のレンズと対向する側とは反対の側で隣接する他のレンズから光軸方向で圧縮力を受ける場合に、また、第2のレンズの延出部が鏡筒よって支持されていない場合に特に起こり易く、さらに、レンズが薄ければ薄いほど、また、硬度が異なるレンズ同士の間で生じ易いことから、逃げ部は、第2のレンズの延出部が第2のレンズに隣接する第3のレンズを支持している場合、第2のレンズの延出部が径方向で鏡筒と接触していない場合、第1および第2のレンズがレンズユニットの像側に位置されている場合、あるいは、第1のレンズがガラス製であり且つ第2のレンズが樹脂製である場合において、光軸方向に沿うレンズ変形防止作用を効果的に果たすことができる。 In addition, in the above configuration, the escape portion can be applied to all lens pairs in a lens group having the above-mentioned configuration of the first and second lenses, i.e., a configuration in which one lens (second lens) of a pair of lenses stacked on top of each other has a larger outer diameter than the other lens (first lens) and the lens with the larger outer diameter has an extension portion that extends radially outward more than the other lens, but is particularly effective in the lens pair that constitutes the cemented lens described above in relation to Figure 7. In this case, deformation of the extension of the second lens along the optical axis direction with the radial outer edge of the first lens as a fulcrum is particularly likely to occur when the second lens receives a compressive force in the optical axis direction from another adjacent lens on the side opposite to the side facing the first lens under the action of compressive stress in a high-temperature environment, and when the extension of the second lens is not supported by the lens barrel. Furthermore, the thinner the lens is, and the more likely it is to occur between lenses with different hardness. Therefore, the escape portion can effectively prevent lens deformation along the optical axis direction when the extension of the second lens supports a third lens adjacent to the second lens, when the extension of the second lens is not in contact with the lens barrel in the radial direction, when the first and second lenses are located on the image side of the lens unit, or when the first lens is made of glass and the second lens is made of resin.

また、上記構成によれば、レンズユニットの光軸方向に沿う断面において、径方向両側に位置される逃げ部の径方向寸法の和は、第1のレンズと第2のレンズとの当接部位の径方向寸法の和の5%以上10%以下であることが好ましい。これは、逃げ部の径方向寸法の和が第1のレンズと第2のレンズとの当接部位の径方向寸法の和の5%未満であると、高温環境における圧縮応力の作用下で第2のレンズの延出部が第1のレンズの径方向外端縁を支点として光軸方向に変形しないように第1のレンズと光軸方向で対向する第2のレンズの表面を第1のレンズの径方向外端縁から十分に逃がすことができないからであり、一方、逃げ部の径方向寸法の和が第1のレンズと第2のレンズとの当接部位の径方向寸法の和の10%を超えると、第1のレンズに対する第2のレンズの着座面(当接面)の面積が狭くなり、第1のレンズに対する第2のレンズの支持安定性に欠け、高温環境における圧縮応力の作用下で第2のレンズの延出部が光軸方向に変形し易くなるからである。ここで、逃げ部の径方向寸法の和とは、レンズユニットの光軸方向に沿う断面において、径方向両側(光軸の両側)に位置される各逃げ部の径方向寸法がYであれば、2Yであり、一方、第1のレンズと第2のレンズとの当接部位の径方向寸法の和とは、第1のレンズと第2のレンズとの当接面が円形状を成すなど、レンズユニットの光軸方向に沿う断面において第1のレンズと第2のレンズとが径方向に沿って連続して当接して1つの当接部位を形成している場合には、その当接部位の径方向寸法であるが、第1のレンズと第2のレンズとの当接面が環状を成すなど、レンズユニットの光軸方向に沿う断面において第1のレンズと第2のレンズとの当接部位が径方向にわたって分散して(光軸の両側に)複数存在する場合には、各当接部位の径方向寸法をX1,X2...Xnとすると、X1+X2+...Xnとなる。したがって、本発明では、(X1+X2+...Xn)×5/100≦2Y≦(X1+X2+...Xn)×10/100ということになる。 Furthermore, according to the above configuration, in a cross section along the optical axis direction of the lens unit, it is preferable that the sum of the radial dimensions of the recesses located on both radial sides is 5% to 10% of the sum of the radial dimensions of the contact portion between the first lens and the second lens. This is because, if the sum of the radial dimensions of the relief portion is less than 5% of the sum of the radial dimensions of the abutment portion of the first lens and the second lens, the surface of the second lens that faces the first lens in the optical axis direction cannot be sufficiently relieved from the radial outer edge of the first lens so that the extended portion of the second lens does not deform in the optical axis direction with the radial outer edge of the first lens as a fulcrum under the action of compressive stress in a high-temperature environment. On the other hand, if the sum of the radial dimensions of the relief portion exceeds 10% of the sum of the radial dimensions of the abutment portion of the first lens and the second lens, the area of the seating surface (abutment surface) of the second lens against the first lens becomes narrow, the support stability of the second lens against the first lens is lacking, and the extended portion of the second lens becomes easily deformed in the optical axis direction under the action of compressive stress in a high-temperature environment. Here, the sum of the radial dimensions of the relief portions is 2Y if the radial dimension of each relief portion located on both radial sides (on both sides of the optical axis) in a cross section of the lens unit along the optical axis direction is Y. On the other hand, the sum of the radial dimensions of the abutment portion of the first lens and the second lens is the radial dimension of the abutment portion when the abutment surfaces of the first lens and the second lens are circular, for example, and the first lens and the second lens are continuously abutting along the radial direction to form one abutment portion in a cross section of the lens unit along the optical axis direction. However, when the abutment surfaces of the first lens and the second lens are annular, for example, and there are a plurality of abutment portions of the first lens and the second lens are dispersed radially (on both sides of the optical axis) in a cross section of the lens unit along the optical axis direction, where the radial dimensions of each abutment portion are X1, X2...Xn, the sum of the radial dimensions of the abutment portion is X1+X2+...Xn. Therefore, in the present invention, (X1+X2+...Xn) x 5/100≦2Y≦(X1+X2+...Xn) x 10/100.

また、上記構成によれば、レンズユニットの光軸方向に沿う断面において、前述した逃げ部により形成される第1のレンズと第2のレンズとの間の逃げ空間の光軸方向最大寸法(最大開口寸法)は、第2のレンズの光軸方向に沿う最大厚さ寸法の0.5%以上5%以下であることが好ましい。これは、逃げ空間の光軸方向最大寸法が第2のレンズの光軸方向に沿う最大厚さ寸法の0.5%未満であると、高温環境における圧縮応力の作用下で第2のレンズの延出部が第1のレンズの径方向外端縁を支点として光軸方向に変形しないように第1のレンズと光軸方向で対向する第2のレンズの表面を第1のレンズの径方向外端縁から十分に逃がすことができないからであり、一方、逃げ空間の光軸方向最大寸法が第2のレンズの光軸方向に沿う最大厚さ寸法の5%を超えると、レンズが薄くなり、高温環境における圧縮応力の作用下で第2のレンズの延出部が光軸方向に変形し易くなるからである。 In addition, according to the above configuration, in the cross section along the optical axis direction of the lens unit, the maximum dimension in the optical axis direction of the escape space between the first lens and the second lens formed by the escape portion described above (maximum opening dimension) is preferably 0.5% to 5% of the maximum thickness dimension along the optical axis direction of the second lens. This is because if the maximum dimension in the optical axis direction of the escape space is less than 0.5% of the maximum thickness dimension along the optical axis direction of the second lens, the surface of the second lens facing the first lens in the optical axis direction cannot be sufficiently released from the radial outer edge of the first lens so that the extension portion of the second lens does not deform in the optical axis direction with the radial outer edge of the first lens as a fulcrum under the action of compressive stress in a high-temperature environment, and on the other hand, if the maximum dimension in the optical axis direction of the escape space exceeds 5% of the maximum thickness dimension along the optical axis direction of the second lens, the lens becomes thin and the extension portion of the second lens becomes more likely to deform in the optical axis direction under the action of compressive stress in a high-temperature environment.

また、上記構成において、第2のレンズは、光軸方向に沿うその最大厚さ寸法Tに対するその外径寸法Dの比率D/Tが5~7であることが好ましい。このような比率を伴う第2のレンズにおいては、高温環境における圧縮応力の作用下で第2のレンズの延出部が光軸方向に変形し易くなるため、逃げ部の存在がレンズ変形防止に効果的に寄与し得る。 In addition, in the above configuration, it is preferable that the ratio D/T of the outer diameter dimension D of the second lens to its maximum thickness dimension T along the optical axis direction is 5 to 7. In a second lens with such a ratio, the extension of the second lens is easily deformed in the optical axis direction under the action of compressive stress in a high-temperature environment, so the presence of the relief portion can effectively contribute to preventing lens deformation.

また、本発明は、上記構成のレンズユニットを備えるカメラモジュールも提供する。そのようなカメラモジュールによれば、前述のレンズユニットの作用効果を得ることができる。 The present invention also provides a camera module equipped with a lens unit having the above-described configuration. Such a camera module can provide the effects of the lens unit described above.

本発明によれば、第2のレンズが第1のレンズの径方向外端縁と接触することを防止する逃げ部を光軸方向で互いに対向する第1のレンズの表面および第2のレンズの表面の少なくとも一方に設けたため、第1のレンズよりも径方向外側に延出する第2のレンズの延出部が、高温環境における圧縮応力の作用下で、第1のレンズの径方向外端縁を支点とするように光軸方向に向けて(非球面形状に)変形することを防止でき、結果として、第2のレンズの永久変形量を抑制できる。 According to the present invention, a relief portion that prevents the second lens from contacting the radially outer edge of the first lens is provided on at least one of the surfaces of the first lens and the second lens that face each other in the optical axis direction. This makes it possible to prevent the extension portion of the second lens that extends radially outward from the first lens from deforming (into an aspheric shape) in the optical axis direction with the radially outer edge of the first lens as a fulcrum under the action of compressive stress in a high-temperature environment, and as a result, the amount of permanent deformation of the second lens can be suppressed.

本発明の一実施の形態に係るレンズユニットの概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a lens unit according to an embodiment of the present invention. 図1のA部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part A in FIG. 図2のC部の拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of part C in FIG. 2 . 図1のレンズユニットを有するカメラモジュールの概略断面図である。2 is a schematic cross-sectional view of a camera module having the lens unit of FIG. 1. 図1のB部の拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of part B in FIG. 図5のD部の拡大図である。FIG. 6 is an enlarged view of part D in FIG. 5 . 複数のレンズが積み重ねられるように光軸に沿って並べられて成るレンズ群を鏡筒内に備える従来のレンズユニットの一例の要部拡大断面図である。FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view of a main portion of an example of a conventional lens unit having a lens group inside a lens barrel, the lens group being made up of a plurality of lenses arranged along an optical axis so as to be stacked.

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
なお、以下で説明される本実施の形態のレンズユニットは、特に車載カメラ等のカメラモジュール用のものであり、例えば、自動車の外表面側に固定して設置され、配線は自動車内に引き込まれてディスプレイやその他の装置に接続される。また、図1~図7において、レンズについてはハッチングを省略している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The lens unit of the present embodiment described below is particularly intended for a camera module such as an in-vehicle camera, and is fixedly installed on the outer surface of a vehicle, with wiring drawn into the vehicle and connected to a display or other devices. In addition, hatching is omitted for the lenses in Figures 1 to 7.

図1は、本発明の一実施の形態に係るレンズユニット11を示している。図示のように、本実施の形態のレンズユニット11は、例えば金属製の円筒状の鏡筒(バレル)12と、鏡筒12の段付きの内側収容空間S内に配置される複数のレンズ、例えば、物体側から、レンズ13、レンズ14、レンズ15、レンズ16、レンズ17およびレンズ18から成る6つのレンズと、絞り部材22とを備えている。絞り部材22は、本実施の形態では、物体側かから3番目のレンズ15と4番目のレンズ16との間に介挿されており、透過光量を制限し、明るさの指標となるF値を決定する「開口絞り」またはゴーストの原因となる光線や収差の原因となる光線を遮光する「遮光絞り」である。このようなレンズユニット11を備える車載カメラは、レンズユニット11と、図示しないイメージセンサを有する基板と、当該基板を自動車等の車両に設置する図示しない設置部材とを備えるものである。 1 shows a lens unit 11 according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, the lens unit 11 of this embodiment includes a cylindrical lens barrel 12 made of metal, a plurality of lenses arranged in the stepped inner storage space S of the lens barrel 12, for example, six lenses consisting of lens 13, lens 14, lens 15, lens 16, lens 17, and lens 18 from the object side, and an aperture member 22. In this embodiment, the aperture member 22 is interposed between the third lens 15 and the fourth lens 16 from the object side, and is an "aperture diaphragm" that limits the amount of transmitted light and determines the F-number, which is an index of brightness, or a "light blocking diaphragm" that blocks light rays that cause ghosts and light rays that cause aberrations. An in-vehicle camera equipped with such a lens unit 11 includes the lens unit 11, a board having an image sensor (not shown), and an installation member (not shown) for installing the board on a vehicle such as an automobile.

鏡筒12の内側収容空間S内に組み込まれて収容保持される複数のレンズ13,14,15,16,17,18は、それぞれの光軸を一致させた状態で積み重ねられて配置されており、1つの光軸Oに沿って各レンズ13,14,15,16,17,18が並べられた状態となって、撮像に用いられる一群のレンズ群Lを構成し、その全部または一部が鏡筒12の内面形状を利用して直接に鏡筒12の内面に圧入されている。この場合、レンズ群Lを構成する最も物体側に位置されるレンズ13および最も像側に位置されるレンズ18はガラス製であり、その他のレンズ14,15,16,17は樹脂製であるが、これに限らず、また、レンズの数、レンズおよび鏡筒の素材等については用途等に応じて任意に設定できる。また、本実施の形態において、像側に位置される物体側から4番目および5番目のレンズ16,17は互いに嵌合された貼り合わせレンズ(接合レンズ)20である。この場合、貼り合わせレンズ20を構成するレンズ16,17は、物体側に位置されるレンズ16の像側に面する表面の凹部16a内に像側に位置されるレンズ17の物体側に面する表面の凸部17aが嵌合されることにより位置決めされて、接着剤等によって固定される。また、貼り合わせレンズ20を構成する物体側のレンズ16は鏡筒12に圧入されており、一方、像側のレンズ17の外周面は鏡筒12に対して接触せずに鏡筒12との間に隙間を有する。また、貼り合わせレンズ20を構成するレンズ16,17は、これらよりも物体側に位置される他のレンズ13,14,15と比べてその光軸方向に沿う厚さ寸法が小さく(薄く)なっており、また、最も像側に位置されるレンズ18と比べてもその厚さが薄くなっている。なお、レンズ群Lを構成するレンズ13,14,15,16,17,18の表面には、必要に応じて、反射防止膜、親水膜、撥水膜等が設けられる。 The lenses 13, 14, 15, 16, 17, and 18 are stacked and arranged with their optical axes aligned in the inner storage space S of the lens barrel 12, and the lenses 13, 14, 15, 16, 17, and 18 are arranged along one optical axis O to form a group of lenses L used for imaging, all or part of which is directly pressed into the inner surface of the lens barrel 12 using the inner surface shape of the lens barrel 12. In this case, the lens 13 located closest to the object and the lens 18 located closest to the image are made of glass, and the other lenses 14, 15, 16, and 17 are made of resin, but this is not limited to this, and the number of lenses, the materials of the lenses and the lens barrel, etc. can be set arbitrarily depending on the application, etc. In this embodiment, the fourth and fifth lenses 16 and 17 from the object side located on the image side are cemented lenses (cemented lenses) 20 that are fitted together. In this case, the lenses 16 and 17 constituting the cemented lens 20 are positioned by fitting the convex portion 17a on the surface facing the object side of the lens 17 positioned on the image side into the concave portion 16a on the surface facing the image side of the lens 16 positioned on the object side, and are fixed by adhesive or the like. The object side lens 16 constituting the cemented lens 20 is press-fitted into the lens barrel 12, while the outer peripheral surface of the image side lens 17 does not contact the lens barrel 12 and has a gap between it and the lens barrel 12. The lenses 16 and 17 constituting the cemented lens 20 are smaller (thinner) in thickness along the optical axis direction than the other lenses 13, 14, and 15 positioned closer to the object side than these, and are also thinner than the lens 18 positioned closest to the image side. The surfaces of the lenses 13, 14, 15, 16, 17, and 18 constituting the lens group L are provided with anti-reflection films, hydrophilic films, water-repellent films, etc. as necessary.

また、本実施の形態において、最も物体側に位置されるレンズ13と鏡筒12との間にはシール部材としてのOリング26が介挿され、鏡筒12の内側のレンズ群L内に水や塵埃が侵入しないようにしている。この場合、レンズ13の外周面13aに、該レンズ13の像側部分で径が小さくなった段差状の縮径部13bが設けられ、この縮径部13bにOリング26が装着されて、第1のレンズ13の外周面13aと鏡筒12の内周面12aとの間でOリング26が径方向で圧縮されることにより、鏡筒12の物体側端部が封止された状態となっている。なお、第1のレンズ13と鏡筒12との間に介挿されるシール部材は、Oリングに限定されず、第1のレンズ13と鏡筒12との間をシールできる環状体であればどのような形態であっても構わない。 In this embodiment, an O-ring 26 is inserted between the lens 13 located closest to the object side and the lens barrel 12 as a seal member to prevent water and dust from entering the lens group L inside the lens barrel 12. In this case, a stepped reduced diameter portion 13b with a smaller diameter at the image side portion of the lens 13 is provided on the outer circumferential surface 13a of the lens 13, and an O-ring 26 is attached to this reduced diameter portion 13b, and the O-ring 26 is compressed in the radial direction between the outer circumferential surface 13a of the first lens 13 and the inner circumferential surface 12a of the lens barrel 12, thereby sealing the object side end of the lens barrel 12. Note that the seal member inserted between the first lens 13 and the lens barrel 12 is not limited to an O-ring, and may be any shape as long as it is an annular body that can seal between the first lens 13 and the lens barrel 12.

また、鏡筒12は、その内側収容空間S内にレンズ群Lが組み込まれて収容保持された状態で、その物体側の端部(図1において上端部)のカシメ部23が径方向内側に熱的にカシメられることにより、レンズ群Lの最も物体側に位置される第1のレンズ13をこのカシメ部23により鏡筒12の物体側端部に光軸方向で固定する(図1では、未だカシメ部23がカシメられていない)。 In addition, when the lens group L is assembled and housed in the inner housing space S of the lens barrel 12, the crimping portion 23 at the object side end (the upper end in FIG. 1) is thermally crimped radially inward, thereby fixing the first lens 13, which is located closest to the object side of the lens group L, to the object side end of the lens barrel 12 in the optical axis direction by this crimping portion 23 (in FIG. 1, the crimping portion 23 has not yet been crimped).

また、鏡筒12の像側の端部(図1において下端部)には、最も像側に位置されるレンズ18よりも径の小さい開口部を有する内側フランジ部24が設けられている。この内側フランジ部24とカシメ部23とにより、鏡筒12内にレンズ群Lを構成する複数のレンズ13,14,15,16,17,18と絞り部材22とが光軸方向で保持固定されている。 In addition, an inner flange portion 24 is provided at the image side end (lower end in FIG. 1) of the lens barrel 12, with an opening having a smaller diameter than the lens 18 located closest to the image side. The inner flange portion 24 and the crimped portion 23 hold and fix the multiple lenses 13, 14, 15, 16, 17, and 18 that make up the lens group L within the lens barrel 12, and the aperture member 22 in the optical axis direction.

また、上記構成の本実施の形態のレンズユニット11は、レンズ群Lを構成する上下に積み重ねられたレンズ対の一方が特に高温環境における圧縮応力の作用下でレンズ対同士の当接端縁(径方向外端縁)を支点として光軸方向に(非球面形状に)変形しないようにする逃げ部を備えて成る。そのような逃げ部は、本実施の形態では、一例として、光軸方向に沿う前記変形を伴い易い一対のレンズ17,18間に設けられる。このレンズ対の一方を構成する第1のレンズ18は、前述したようにレンズユニット11において最も像側に位置されるガラス製のレンズであり、レンズ対の他方を構成する第2のレンズ17は、貼り合わせレンズ(接合レンズ)20の像側レンズを構成する樹脂製のレンズとして、第1のレンズ18にその物体側で隣接するように積み重ねられて位置されるとともに、第1のレンズ18よりも大径に設定される。そのため、この大径の第2のレンズ17は、小径の第1のレンズ18よりも径方向外側に延出する延出部17dを有する。なお、延出部17dは、貼り合わせレンズ20を構成する物体側のレンズ(第2のレンズ17にその物体側で隣接する第3のレンズ)16を支持している。また、延出部17dは、本実施の形態では、光軸方向で鏡筒12に接触して支持されておらず、また、径方向でも鏡筒12の内面に接触して支持されていない。しかしながら、他の変形例では、延出部17dが径方向で鏡筒12と接触していてもよい。 In addition, the lens unit 11 of the present embodiment having the above-mentioned configuration is provided with a relief portion that prevents one of the lens pairs stacked vertically to form the lens group L from deforming (into an aspheric shape) in the optical axis direction with the abutting edge (radial outer edge) of the lens pair as a fulcrum under the action of compressive stress, particularly in a high-temperature environment. In the present embodiment, such a relief portion is provided, as an example, between a pair of lenses 17, 18 that are likely to undergo the above-mentioned deformation along the optical axis direction. The first lens 18 constituting one of the lens pairs is a glass lens positioned closest to the image side in the lens unit 11 as described above, and the second lens 17 constituting the other of the lens pair is a resin lens constituting the image side lens of the cemented lens (cemented lens) 20, and is stacked adjacent to the first lens 18 on its object side and set to a diameter larger than that of the first lens 18. Therefore, this large-diameter second lens 17 has an extension portion 17d that extends radially outward from the small-diameter first lens 18. The extension 17d supports the object-side lens 16 (the third lens adjacent to the second lens 17 on the object side) that constitutes the composite lens 20. In this embodiment, the extension 17d is not supported by contact with the lens barrel 12 in the optical axis direction, nor is it supported by contact with the inner surface of the lens barrel 12 in the radial direction. However, in other modified examples, the extension 17d may be in contact with the lens barrel 12 in the radial direction.

前述した逃げ部を伴うレンズ対17,18を構成する像側の第1のレンズ18は、物体側および像側に凸面を有する両凸レンズであり、一方、第1のレンズ18上に積み重ねられる物体側の第2のレンズ17は、その像側の面が凹面として形成され、その凹面を形成する凹部17b内に第1のレンズ18の物体側の凸面を形成する凸部18aが入り込んだレンズ積み重ね形態を成している。そして、これらの凹凸部17b,18aの径方向両側のフランジ部で第1および第2のレンズ18,17同士が当接することにより環状の当接面(着座面)Pが形成され、したがって、図1に示されるレンズユニット11の光軸方向に沿う断面では、光軸Oの両側に第1および第2のレンズ18,17同士の当接部位P1,P1が径方向に延びるように存在することになる。 The first lens 18 on the image side constituting the lens pair 17, 18 with the aforementioned clearance is a biconvex lens having convex surfaces on the object side and the image side, while the second lens 17 on the object side stacked on the first lens 18 has a concave surface on its image side, and the convex portion 18a forming the convex surface on the object side of the first lens 18 fits into the concave portion 17b forming the concave surface, forming a lens stacking form. The first and second lenses 18, 17 abut against each other at the flange portions on both radial sides of these concave and convex portions 17b, 18a to form an annular abutment surface (seating surface) P, and therefore, in the cross section along the optical axis direction of the lens unit 11 shown in FIG. 1, the abutment portions P1, P1 of the first and second lenses 18, 17 are present on both sides of the optical axis O so as to extend in the radial direction.

以上から分かるように、レンズユニット11の像側(したがって、レンズ積層構造の下側)に位置されてレンズ対の一方を構成する樹脂製の第2のレンズ17は、レンズ対の他方を構成するガラス製の第1のレンズ18よりも柔らかい材質を成し、他のレンズ13,14,15,18よりも薄いとともに、その延出部17dも含めて物体側のレンズ13,14,5,16を支持している。そのため、この第2のレンズ17は、前記逃げ部を伴わない場合には、前述した従来技術のように、高温環境における圧縮応力の作用下で物体側に位置される他のレンズから光軸方向で圧縮力を受けると、光軸方向および径方向で鏡筒12により支持されていないその延出部17dが、第1のレンズ18の径方向外端縁(光軸方向で第2のレンズ17と対向する第1のレンズ18の表面18b上の径方向の最も外側に位置される端縁(角部)、あるいは、径方向に面する第1のレンズ18の外周側面18cの物体側に位置される端縁(角部))Rを支点として光軸方向に向けて(非球面形状に)変形し易くなる。しかしながら、本実施の形態では、図2および図3に明確に示されるように、光軸方向で互いに対向する第1のレンズ18の表面18bおよび第2のレンズ17の表面17cの少なくとも一方に、ここでは、第2のレンズ17の表面17cに、第2のレンズ17が第1のレンズ18の径方向外端縁Rと接触すること(光軸方向に面する第2のレンズ17の像側の表面17cが第1のレンズ18の物体側の径方向外端縁Rと接触すること)を防止する逃げ部50が設けられているため、第2のレンズ17は、第1のレンズ18の物体側の径方向外端縁Rを支点とした光軸方向への変形という事象の発生を抑制でき、その永久変形の量を抑制することができる。以下、この逃げ部50について具体的に説明する。 As can be seen from the above, the second lens 17 made of resin, which is located on the image side of the lens unit 11 (and therefore the lower side of the lens stack structure) and constitutes one of the lens pair, is made of a softer material than the first lens 18 made of glass which constitutes the other of the lens pair, is thinner than the other lenses 13, 14, 15, 18, and supports the object-side lenses 13, 14, 5, 16, including their extensions 17d. Therefore, in the case where this second lens 17 does not have the above-mentioned relief portion, when it receives a compressive force in the optical axis direction from another lens located on the object side under the action of compressive stress in a high-temperature environment, as in the conventional technology described above, its extension portion 17d, which is not supported by the lens barrel 12 in the optical axis direction and radial direction, becomes likely to deform (into an aspheric shape) in the optical axis direction, with the radial outer edge R of the first lens 18 (the edge (corner) located at the outermost radial position on the surface 18b of the first lens 18 that faces the second lens 17 in the optical axis direction, or the edge (corner) located on the object side of the outer peripheral side surface 18c of the first lens 18 facing in the radial direction) as a fulcrum. However, in this embodiment, as clearly shown in Figures 2 and 3, at least one of the surfaces 18b and 17c of the first lens 18 and the second lens 17, which face each other in the optical axis direction, has a clearance 50 provided on the surface 17c of the second lens 17 to prevent the second lens 17 from contacting the radial outer edge R of the first lens 18 (the image-side surface 17c of the second lens 17 facing the optical axis direction from contacting the radial outer edge R of the object side of the first lens 18). This can suppress the occurrence of the phenomenon of deformation of the second lens 17 in the optical axis direction with the radial outer edge R of the object side of the first lens 18 as a fulcrum, and can suppress the amount of permanent deformation. The clearance 50 will be described in detail below.

本実施の形態では、逃げ部50が、前述したように第2のレンズ17の像側の表面17cにのみ設けられているが、第1のレンズ18の物体側の表面18bにのみ、あるいは、第1のレンズ18の物体側の表面18bおよび第2のレンズ17の像側の表面17cの両方に設けられてもよい。また、逃げ部50は、第2のレンズ17の像側の表面17cを第1のレンズ18の物体側の径方向外端縁Rと接触させないような形状とすることにより形成されてもよく、あるいは、第1のレンズ18の物体側の表面18bに径方向外端縁Rが形成されないように表面18bと側面18cとをなだらかな形状とすることにより形成されてもよい。あるいは、第1のレンズ18の物体側の表面18bおよび第2のレンズ17の像側の表面17cの両方を前述の形状とすることにより設けられてもよい。その場合、逃げ部50は、光軸方向に面する第1のレンズ18の物体側の表面18bまたは第2のレンズ17の像側の表面17cに設けられる切り欠き、溝等によって形成されてもよく、また、そのようなレンズ面は、湾曲状または直線状あるいはこれらの組み合わせを成して、第1のレンズ18の物体側の表面18bと第2のレンズ17の像側の表面17cとの間にこれらを離間させる逃げ空間S2を画定できる。特に、第2のレンズ17の像側の表面17cのみに設けられる切り欠き部位17caによって逃げ部50が形成される図3に示される本実施の形態では、切り欠き部位17caが湾曲状を成し、逃げ部50(切り欠き部位17ca)と共に逃げ空間S2を画定する第1のレンズ18の物体側の表面18bの部位18baが直線状を成す。したがって、逃げ空間S2は、その径方向外側では、第1のレンズ18の物体側の径方向外端縁Rへ向かって開口が広がるように延在するとともに、その径方向内側では、第2のレンズ17の像側の表面17cの切り欠き部位17caと第1のレンズ18の物体側の表面18bの部位18baとが合流するように先細っている。 In this embodiment, the relief portion 50 is provided only on the image side surface 17c of the second lens 17 as described above, but it may be provided only on the object side surface 18b of the first lens 18, or on both the object side surface 18b of the first lens 18 and the image side surface 17c of the second lens 17. The relief portion 50 may be formed by forming the image side surface 17c of the second lens 17 in a shape that does not contact the radial outer edge R of the object side of the first lens 18, or by forming the surface 18b and the side surface 18c in a gentle shape so that the radial outer edge R is not formed on the object side surface 18b of the first lens 18. Alternatively, it may be formed by forming both the object side surface 18b of the first lens 18 and the image side surface 17c of the second lens 17 in the above-mentioned shape. In this case, the relief portion 50 may be formed by a notch, groove, or the like provided on the object-side surface 18b of the first lens 18 or the image-side surface 17c of the second lens 17 facing the optical axis direction, and such lens surfaces can be curved, linear, or a combination of these to define a relief space S2 separating the object-side surface 18b of the first lens 18 and the image-side surface 17c of the second lens 17. In particular, in the present embodiment shown in FIG. 3 in which the relief portion 50 is formed by a notch portion 17ca provided only on the image-side surface 17c of the second lens 17, the notch portion 17ca is curved, and a portion 18ba of the object-side surface 18b of the first lens 18 that defines the relief space S2 together with the relief portion 50 (notch portion 17ca) is linear. Therefore, on the radially outer side, the escape space S2 extends so that its opening widens toward the radially outer edge R on the object side of the first lens 18, and on the radially inner side, it tapers so that the cutout portion 17ca of the image side surface 17c of the second lens 17 and the portion 18ba of the object side surface 18b of the first lens 18 join together.

また、本実施の形態では、図1~図3に示されるレンズユニット11の光軸方向に沿う断面において、径方向両側に位置される逃げ部50の径方向寸法Y(図3参照)の和2Yが、第1のレンズ18と第2のレンズ17との当接部位P1,P1の径方向寸法X(図2参照)の和2Xの5%以上10%以下に設定される。ここで、逃げ部50の径方向寸法Yの和2Yが第1のレンズ18と第2のレンズ17との当接部位P1,P1の径方向寸法Xの和2Xの5%未満であると、高温環境における圧縮応力の作用下で第2のレンズ17の延出部17dが第1のレンズ18の径方向外端縁Rを支点として光軸方向に変形しないように光軸方向に面する第2のレンズ17の像側の表面17cを第1のレンズ18の径方向外端縁Rから十分に逃がすことができず、一方、逃げ部50の径方向寸法Yの和2Yが第1のレンズ18と第2のレンズ17との当接部位P1,P1の径方向寸法Xの和2Xの10%を超えると、第1のレンズ18に対する第2のレンズ17の着座面(当接面)Pの面積が狭くなり、第1のレンズ18に対する第2のレンズ12の支持安定性に欠け、高温環境における圧縮応力の作用下で第2のレンズ17の延出部17dが光軸方向に変形し易くなる。 In addition, in this embodiment, in the cross section along the optical axis direction of the lens unit 11 shown in Figures 1 to 3, the sum 2Y of the radial dimensions Y (see Figure 3) of the relief portions 50 located on both radial sides is set to 5% to 10% of the sum 2X of the radial dimensions X (see Figure 2) of the abutment parts P1, P1 of the first lens 18 and the second lens 17. Here, if the sum 2Y of the radial dimensions Y of the relief portions 50 is less than 5% of the sum 2X of the radial dimensions X of the abutment parts P1, P1 of the first lens 18 and the second lens 17, the image side surface 17c of the second lens 17 facing the optical axis direction is sufficiently relieved from the radial outer edge R of the first lens 18 so that the extension part 17d of the second lens 17 does not deform in the optical axis direction with the radial outer edge R of the first lens 18 as a fulcrum under the action of compressive stress in a high-temperature environment. On the other hand, if the sum 2Y of the radial dimensions Y of the clearance portion 50 exceeds 10% of the sum 2X of the radial dimensions X of the contact portions P1, P1 of the first lens 18 and the second lens 17, the area of the seating surface (contact surface) P of the second lens 17 relative to the first lens 18 becomes narrow, the support stability of the second lens 12 relative to the first lens 18 is lacking, and the extension portion 17d of the second lens 17 becomes susceptible to deformation in the optical axis direction under the action of compressive stress in a high-temperature environment.

また、本実施の形態では、図1~図3に示されるレンズユニット11の光軸方向に沿う断面において、逃げ部50により形成される第1のレンズ18と第2のレンズ17との間の逃げ空間S2の光軸方向最大寸法H(径方向外側に向かって空間が広がる本実施の形態では、逃げ空間S2の径方向外側開口端の光軸方向寸法;図3参照)が、第2のレンズ17の光軸方向に沿う最大厚さ寸法T(図1参照)の0.5%以上5%以下に設定される。ここで、逃げ空間S2の光軸方向最大寸法Hが第2のレンズ17の光軸方向に沿う最大厚さ寸法Tの0.5%未満であると、高温環境における圧縮応力の作用下で第2のレンズ17の延出部17dが第1のレンズ18の径方向外端縁Rを支点として光軸方向に変形しないように光軸方向に面する第2のレンズ17の像側の表面17cを第1のレンズ18の径方向外端縁Rから十分に逃がすことができないからであり、一方、逃げ空間S2の光軸方向最大寸法Hが第2のレンズ17の光軸方向に沿う最大厚さ寸法Tの5%を超えると、逃げ部50が第2のレンズ17側に設けられる本実施の形態では第2のレンズ17が薄くなり、高温環境における圧縮応力の作用下で第2のレンズ17の延出部17dが光軸方向に変形し易くなる。
なお、第2のレンズ17の光軸方向に沿う最大厚さ寸法Tとは、第2のレンズ17の厚さが径方向にわたって変化する場合には、厚さが最も大きい径方向部位における光軸方向寸法を意味する。また、本実施の形態において、第2のレンズ17は、光軸方向に沿うその最大厚さ寸法Tに対するその外径寸法D(図1参照)の比率D/Tが5~7となっている。
In addition, in this embodiment, in a cross section along the optical axis direction of the lens unit 11 shown in Figures 1 to 3, the maximum dimension H in the optical axis direction of the escape space S2 between the first lens 18 and the second lens 17 formed by the escape portion 50 (in this embodiment in which the space expands radially outward, the optical axis direction dimension of the radially outer opening end of the escape space S2; see Figure 3) is set to be 0.5% or more and 5% or less of the maximum thickness dimension T along the optical axis direction of the second lens 17 (see Figure 1). Here, if the maximum dimension H of the escape space S2 in the optical axis direction is less than 0.5% of the maximum thickness dimension T along the optical axis direction of the second lens 17, the image side surface 17c of the second lens 17 facing the optical axis direction cannot be sufficiently released from the radial outer edge R of the first lens 18 so that the extension portion 17d of the second lens 17 does not deform in the optical axis direction with the radial outer edge R of the first lens 18 as a fulcrum under the action of compressive stress in a high-temperature environment. On the other hand, if the maximum dimension H of the escape space S2 in the optical axis direction exceeds 5% of the maximum thickness dimension T of the second lens 17 along the optical axis direction, in this embodiment in which the escape portion 50 is provided on the second lens 17 side, the second lens 17 becomes thinner, and the extension portion 17d of the second lens 17 becomes more likely to deform in the optical axis direction under the action of compressive stress in a high-temperature environment.
In addition, the maximum thickness dimension T of the second lens 17 along the optical axis direction means the dimension in the optical axis direction at the radial location where the thickness is greatest when the thickness of the second lens 17 varies along the radial direction. In this embodiment, the second lens 17 has a ratio D/T of its outer diameter dimension D (see FIG. 1) to its maximum thickness dimension T along the optical axis direction of 5 to 7.

また、図4は、以上のような構成を成すレンズユニット11を有する本実施の形態のカメラモジュール300の概略断面図である。図示のように、このカメラモジュール300は、フィルタ99が装着された図1のレンズユニット11を含んで構成される。フィルタ99は接着剤などにより鏡筒24に固定されている。接着剤としては例えばアクリル系の接着剤などが用いられる。 Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a camera module 300 of this embodiment having a lens unit 11 configured as described above. As shown in the figure, this camera module 300 is configured to include the lens unit 11 of Figure 1 to which a filter 99 is attached. The filter 99 is fixed to the lens barrel 24 by adhesive or the like. For example, an acrylic adhesive or the like is used as the adhesive.

カメラモジュール300は、外装部品である上ケース(カメラケース)301と、レンズユニット11を保持するマウント(台座)302とを備えている。また、カメラモジュール300は、シール部材303およびパッケージセンサ(撮像素子)304を備えている。 The camera module 300 includes an upper case (camera case) 301, which is an exterior component, and a mount (base) 302 that holds the lens unit 11. The camera module 300 also includes a sealing member 303 and a package sensor (imaging element) 304.

上ケース301は、鏡筒12の外周面12bに鍔状に設けられるフランジ部25に係合されるとともに、レンズユニット11の物体側の端部を露出させて他の部分を覆う部材である。マウント302は、上ケース301の内部に配置されており、レンズユニット11の雄ねじ11aと螺合する雌ねじ302aを有する。シール部材303は、上ケース301の内面とレンズユニット11の鏡筒12の外周面12bとの間に介挿された部材であり、上ケース301の内部の気密性を保持するための部材である。 The upper case 301 is a member that engages with the flange portion 25 that is provided in a brim-like shape on the outer circumferential surface 12b of the lens barrel 12, and that exposes the object side end of the lens unit 11 and covers the other parts. The mount 302 is disposed inside the upper case 301, and has a female thread 302a that screws into the male thread 11a of the lens unit 11. The seal member 303 is a member that is interposed between the inner surface of the upper case 301 and the outer circumferential surface 12b of the lens barrel 12 of the lens unit 11, and is a member that maintains airtightness inside the upper case 301.

パッケージセンサ304は、マウント302の内部に配置されており、かつ、レンズユニット11により形成される物体の像を受光する位置に配置されている。また、パッケージセンサ304は、CCDやCMOS等を備えており、レンズユニット11を通じて集光されて到達する光を電気信号に変換する。変換された電気信号は、カメラにより撮影された画像データの構成要素であるアナログデータやデジタルデータに変換される。 The package sensor 304 is disposed inside the mount 302, and is positioned to receive the image of the object formed by the lens unit 11. The package sensor 304 also includes a CCD, CMOS, or the like, and converts the light that is collected and reaches the package sensor 304 through the lens unit 11 into an electrical signal. The electrical signal is then converted into analog data or digital data, which is a component of the image data captured by the camera.

以上説明したように、本実施の形態によれば、光軸方向に面する第2のレンズ17の像側の表面17cが第1のレンズ18の物体側の径方向外端縁Rと接触することを防止する逃げ部50を第2のレンズ17の表面17cに設けたため、光軸方向で鏡筒12に支持されることなく第1のレンズ18よりも径方向外側に延出する第2のレンズ17の延出部17dが、高温環境における圧縮応力の作用下で、第1のレンズ18の径方向外端縁Rを支点とするように光軸方向に向けて(非球面形状に)変形することを防止でき、結果として、第2のレンズ17の永久変形量を抑制できる。 As described above, according to this embodiment, the surface 17c of the second lens 17 is provided with a clearance 50 that prevents the image-side surface 17c of the second lens 17 facing the optical axis direction from contacting the radially outer edge R of the object side of the first lens 18. Therefore, the extension 17d of the second lens 17, which extends radially outward from the first lens 18 without being supported by the lens barrel 12 in the optical axis direction, can be prevented from deforming (into an aspheric shape) in the optical axis direction with the radially outer edge R of the first lens 18 as a fulcrum under the action of compressive stress in a high-temperature environment. As a result, the amount of permanent deformation of the second lens 17 can be suppressed.

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、本発明において、レンズ、鏡筒、逃げ部などの形状は、前述した実施の形態に限定されない。また、本発明において、逃げ部は、第1および第2のレンズの前述した構成形態、すなわち、互いに積み重ねられる一対のレンズのうち一方のレンズ(第2のレンズ)が他方のレンズ(第1のレンズ)よりも大きい外径を有し且つ外径が大きい一方のレンズが他方のレンズよりも径方向外側に延出する延出部を有する構成形態を成すレンズ群の全てのレンズ対において適用できる。また、レンズ対を構成するレンズ同士がほぼ同じ外径を有している場合であっても、レンズ対の径方向外側でこれらのレンズ間に隙間が存在し、一方のレンズが他方のレンズから離間しつつ鏡筒に支持されることなく径方向に延在する延在部を伴っている場合には、そのような延在部が高温環境における圧縮応力の作用下でレンズ対同士の当接端縁である径方向外端縁を支点として光軸方向に変形する虞もあるため、そのようなレンズ対に対しても前述したような逃げ部を設けることができる。そのようなレンズ対の一例が貼り合わせレンズ20を構成するレンズ16,17であり、図5に示されるように、レンズ対16,17の径方向外側でこれらのレンズ16,17間に隙間S3が存在し、物体側のレンズ16が像側のレンズ17から離間しつつ鏡筒12に支持されることなく径方向に延在する延在部16bを伴っていることから、この延在部16bが高温環境における圧縮応力の作用下でレンズ対16,17同士の当接端縁である径方向外端縁Rを支点として光軸方向に変形しないように、図6に示されるべくレンズ17と対向するレンズ16の表面16cに前述したような逃げ部50を設けることができる。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、前述した実施の形態の一部または全部を組み合わせてもよく、あるいは、前述した実施の形態のうちの1つから構成の一部が省かれてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention. For example, the shapes of the lens, lens barrel, and escape portion are not limited to the above-described embodiment. In addition, the escape portion of the present invention can be applied to all lens pairs of the lens group having the above-described configuration of the first and second lenses, that is, a configuration in which one lens (second lens) of a pair of lenses stacked on top of each other has a larger outer diameter than the other lens (first lens) and the lens with the larger outer diameter has an extension portion that extends radially outward more than the other lens. Furthermore, even if the lenses that make up a lens pair have approximately the same outer diameter, if there is a gap between these lenses on the radial outside of the lens pair and one lens has an extension portion that extends radially while being separated from the other lens and not supported by the lens barrel, there is a risk that such an extension portion will deform in the optical axis direction with the radial outer edge, which is the abutting edge of the lens pair, as a fulcrum under the action of compressive stress in a high-temperature environment, therefore, a relief portion as described above can be provided for such lens pairs as well. An example of such a lens pair is the lenses 16 and 17 that constitute the cemented lens 20. As shown in FIG. 5, a gap S3 exists between the lenses 16 and 17 on the radial outside of the lens pair 16 and 17, and the object-side lens 16 has an extension portion 16b that extends radially without being supported by the lens barrel 12 while being separated from the image-side lens 17. In order to prevent this extension portion 16b from deforming in the optical axis direction with the radial outer edge R, which is the abutting edge of the lens pair 16 and 17, as shown in FIG. 6, a relief portion 50 as described above can be provided on the surface 16c of the lens 16 that faces the lens 17. In addition, part or all of the above-mentioned embodiments may be combined within the scope of the present invention, or part of the configuration may be omitted from one of the above-mentioned embodiments.

11 レンズユニット
12 鏡筒
13,14,15,16 レンズ
17 第2のレンズ
17c 表面
17d 延出部
18 第1のレンズ
50 逃げ部
300 カメラモジュール
O 光軸
R 径方向外端縁
S 内側収容空間
REFERENCE SIGNS LIST 11 lens unit 12 lens barrel 13, 14, 15, 16 lens 17 second lens 17c surface 17d extension 18 first lens 50 clearance 300 camera module O optical axis R radial outer edge S inner storage space

Claims (7)

レンズを収容保持するための内側収容空間を形成する筒状の鏡筒と、前記鏡筒の前記内側収容空間内に組み込まれ、複数のレンズが積み重ねられるように光軸に沿って並べられて成るレンズ群とを備えるレンズユニットであって、
前記レンズ群は、第1のレンズと、この第1のレンズの物体側で隣接するように積み重ねられて位置されるとともに、前記第1のレンズよりも大径の第2のレンズとを有し、
前記第2のレンズは、前記第1のレンズよりも径方向外側に延出する延出部を有し、
光軸方向で前記第1のレンズと対向する前記第2のレンズの表面には、光軸方向で前記第2のレンズと対向する前記第1のレンズの表面上の径方向の最も外側に位置される径方向外端縁と接触することを防止する逃げ部が設けられ、この逃げ部は、前記径方向外端縁を形成する前記第1のレンズの前記表面の部位と光軸方向で接触した状態から、前記径方向外端縁から光軸方向で離れるように形成され、
前記第2のレンズの前記延出部は、その像側端面と前記径方向外端縁を形成する前記第1のレンズの前記表面の延長線との間に前記鏡筒が介在しない状態で、光軸方向および径方向で前記鏡筒に接触して支持されることなく前記第1のレンズの前記径方向外端縁から径方向外側に突出することを特徴とするレンズユニット。
A lens unit comprising: a cylindrical lens barrel that defines an inner storage space for storing and holding a lens; and a lens group that is incorporated in the inner storage space of the lens barrel and is arranged along an optical axis so that a plurality of lenses are stacked,
the lens group includes a first lens and a second lens that is stacked adjacent to the object side of the first lens and has a larger diameter than the first lens;
the second lens has an extension portion extending radially outward beyond the first lens,
a relief portion is provided on a surface of the second lens facing the first lens in the optical axis direction to prevent contact with a radially outer edge located at the outermost position in the radial direction on the surface of the first lens facing the second lens in the optical axis direction, and the relief portion is formed so as to move away from the radially outer edge in the optical axis direction from a state in which the relief portion is in contact with a portion of the surface of the first lens that forms the radially outer edge in the optical axis direction;
A lens unit characterized in that the extension portion of the second lens protrudes radially outward from the radial outer edge of the first lens without being supported by and in contact with the lens barrel in the optical axis direction and radial direction, when the lens barrel is not interposed between the image side end face of the second lens and an extension line of the surface of the first lens that forms the radial outer edge.
前記第2のレンズの前記延出部は、前記レンズ群を構成して前記第2のレンズに隣接する第3のレンズを支持することを特徴とする請求項1に記載のレンズユニット。 The lens unit according to claim 1, characterized in that the extension of the second lens supports a third lens that constitutes the lens group and is adjacent to the second lens. 前記第1のレンズがガラス製であり、前記第2のレンズが樹脂製であることを特徴とする請求項1または2に記載のレンズユニット。 3. The lens unit according to claim 1, wherein the first lens is made of glass, and the second lens is made of resin. レンズユニットの光軸方向に沿う断面において、径方向両側に位置される前記逃げ部の径方向寸法の和は、前記第1のレンズと前記第2のレンズとの当接部位の径方向寸法の和の5%以上10%以下であることを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載のレンズユニット。 4. The lens unit according to claim 1, wherein, in a cross section along the optical axis direction of the lens unit, a sum of radial dimensions of the recesses located on both radial sides is 5% to 10% of a sum of radial dimensions of a contact portion between the first lens and the second lens. レンズユニットの光軸方向に沿う断面において、前記逃げ部により形成される前記第1のレンズと前記第2のレンズとの間の逃げ空間の光軸方向最大寸法は、前記第2のレンズの光軸方向に沿う最大厚さ寸法の0.5%以上5%以下であることを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載のレンズユニット。 5. The lens unit according to claim 1, wherein in a cross section along the optical axis direction of the lens unit, a maximum dimension in the optical axis direction of the relief space between the first lens and the second lens formed by the relief portion is 0.5% or more and 5% or less of a maximum thickness dimension in the optical axis direction of the second lens. 前記第2のレンズは、光軸方向に沿うその最大厚さ寸法Tに対するその外径寸法Dの比率D/Tが5~7であることを特徴とする請求項1からのいずれか一項に記載のレンズユニット。 6. The lens unit according to claim 1, wherein the second lens has a ratio D/T of an outer diameter dimension D to a maximum thickness dimension T along the optical axis direction of 5 to 7 . 請求項1からのいずれか一項に記載のレンズユニットを備えるとともに、前記レンズユニットにより形成される像を受光する位置に撮像素子が配置されることを特徴とするカメラモジュール。 7. A camera module comprising the lens unit according to claim 1 , and an image sensor disposed at a position where it receives an image formed by the lens unit.
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