CN102227663B - 透镜单元以及车载用红外线透镜单元 - Google Patents

透镜单元以及车载用红外线透镜单元 Download PDF

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Abstract

本发明提供不会发生装置大型化、制造工序复杂化以及成本增大等就能够修正因温度变化引起的焦点偏移的透镜单元以及车载用红外线透镜单元。在由镜筒(30)保持多个红外线透镜、在两个红外线透镜之间夹设间隔件(40)的构成的车载用红外线透镜单元(4)中,构成为由间隔件(40)和镜筒(30)的透镜保持部(31)夹持保持第一红外线透镜(10)。间隔件(40)以及镜筒(30)分别由热膨胀系数不同的材料形成。另外在透镜保持部(31)的卡止部(32)与第一红外线透镜(10)之间夹设O形圈(60)。能够由间隔件(40)的热膨胀抵抗O形圈(60)的弹力地使第一红外线透镜(10)向轴向移动。在间隔件(40)收缩的情况下,能够由O形圈(60)的弹力使第一红外线透镜(10)向相反方向移动。

Description

透镜单元以及车载用红外线透镜单元
技术领域
本发明涉及一个或者多个透镜被保持于镜筒的构成的透镜单元,另外,涉及搭载于车辆进行夜间摄像的红外线照相机等所具备的车载用红外线透镜单元。
背景技术
近年来,通过接受红外线来进行摄像的红外线摄像装置越发普及。例如,在车辆上搭载红外线摄像装置而在夜间等进行车辆周边的摄像、检测存在碰撞可能性的步行人员并对驾驶员发出警告的夜视系统正被实用化。红外线摄像装置具备将红外线透过以及聚光的红外线透镜和接受红外线的红外线摄像元件,从而进行摄像。
在这样的摄像装置中,为了使制造或者组装等变得容易化,大多通过将摄像用的一个或者多个透镜保持于圆筒状的镜筒而单元化。图27是表示现有技术的车载用红外线透镜单元104的构成的示意图。车载用红外线透镜单元104具备将第一红外线透镜110以及第二红外线透镜120保持在内部的圆筒状的镜筒130。红外线透镜单元104构成为将第一红外线透镜110、间隔件140以及第二红外线透镜120按顺序插入镜筒130,由透镜推压件150将它们以内嵌于镜筒130的状态固定在一起。另外,以下,将轴向的第二红外线透镜120侧称为正面侧,将第一红外线透镜110侧称为背面侧。
在镜筒130上设有在背面侧的内周面上跨一周地呈台阶状形成的透镜保持部131,插入于镜筒130的第一红外线透镜110通过内嵌到透镜保持部131中而得以保持。间隔件140呈其外径与镜筒130的内径大致相等的圆筒状,插入内嵌于镜筒130。第二红外线透镜120的外径与镜筒130的内径大致相等,插入于镜筒130而内嵌在正面侧端部附近。插嵌于镜筒130的第一红外线透镜110以及第二红外线透镜120在进行了光轴的位置调整(调芯)的作业之后,利用粘结剂等固定于镜筒130。
在镜筒130内,间隔件140的背面侧的端面与第一红外线透镜110的正面侧的周缘部分抵接,间隔件140的正面侧的端面与第二红外线透镜120的背面侧的周缘部分抵接。即,间隔件140是夹设在镜筒130内的第一红外线透镜110以及第二红外线透镜120之间、用于进行关于轴向的两红外线透镜的定位的部件,由间隔件140的轴向的长度规定两红外线透镜之间的距离L1。
在搭载于车辆的红外线摄像装置中,由于其周围环境的温度变化大,所以,由温度变化引起的车载用红外线透镜单元104的光学特性的变化就成为了问题。例如,在车载用红外线透镜单元104所具备的第一红外线透镜110以及第二红外线透镜120的折射率因温度变化而发生变动的情况下,发生相对于摄像元件的焦点偏移。由此,存在由摄像元件摄像的图像变得不鲜明等红外线摄像装置的性能降低这样的问题,寻求规避该问题的对策。
在专利文献1中,提出了如下构成的光学装置,其具备:安装有CCD(Charge Coupled Device)等功能元件的基板、一端侧固定于该基板的筒状的支架和在一端侧安装透镜的筒状的镜筒,镜筒沿着相对于功能元件的受光面大致垂直的方向配置,镜筒的另一端侧安装在支架的另一端侧。该光学装置即使在发生了使用的环境的温度变化、支架相对于基板热伸缩的情况下,镜筒朝向与支架的热伸缩相反的方向进行热伸缩,所以,能够防止透镜的焦点偏移。
另外,在专利文献2中,提出了如下的图像读取装置,其具备能够相对于载置原稿的原稿台平行地往复移动的载架,即便使用环境的温度出现变化,也能够将成像位置维持在载架的线传感器面上。在该图像读取装置的载架中,固定透镜镜筒以及收纳透镜镜筒的壳体的芯片部件其一端通过粘结剂粘结于透镜镜筒,另一端通过螺纹固定于壳体。通过将芯片部件的热膨胀系数设定得比壳体的热膨胀系数大,即使因使用环境的温度变化造成壳体热膨胀或者热收缩的情况下,也能够改变从原稿到聚光透镜的光路长度以及从聚光透镜导线传感器的光路长度,能够维持成像位置。
专利文献1:日本特开2002-14269号公报
专利文献2:日本特开2001-84352号公报
发明内容
然而,专利文献1所述的光学装置是将在一端侧安装透镜的镜筒插入到支架内、将镜筒的另一端侧安装于支架的构成,所以,存在关于轴向的装置尺寸大这样的问题。车载的红外线摄像装置由于车辆的搭载空间有限,因而寻求小型化。另外,专利文献1的光学装置需要适当地设定镜筒以及对其进行收纳的支架的形状以及热膨胀系数,在因装置的外观以及强度等原因确定了支架的形状以及材料的情况下,需要仅改变镜筒来适当设定形状以及热膨胀系数,设计并不容易。
另外,专利文献2所述的图像读取装置由于是由夹设在镜筒以及壳体之间的芯片部件进行与温度变化相应的位置调整的构成,所以,即使在壳体的材料确定的情况下,只要适当设定芯片部件的热膨胀系数即可。但是,需要在壳体上形成用于固定芯片部件的螺纹孔、以及用于将芯片部件粘结固定于镜筒的贯通孔,存在需要大幅改变壳体的形状这样的问题。另外,由于芯片部件以及螺纹等部件的数量增加,存在导致制造工序复杂化以及成本增大等的危险。
本发明是鉴于上述情况而做出的,其目的在于提供不会产生装置的大型化、制造工序的复杂化以及成本增大等、能够修正由温度变化产生的焦点偏移的透镜单元以及车载用红外线透镜单元。
本发明所涉及的透镜单元具备多个透镜、将该透镜保持在内部的镜筒和在该镜筒内夹设在两个上述透镜之间的间隔件,其特征在于,上述镜筒或者上述间隔件具有保持上述透镜的透镜保持部,上述镜筒以及上述间隔件分别由热膨胀系数不同的材料形成,上述间隔件通过热膨胀扩大两个上述透镜之间的距离,上述透镜保持部所保持的上述透镜通过上述间隔件的热膨胀朝轴向移动。
另外,本发明所涉及的透镜单元,其特征在于,上述透镜保持部设于上述镜筒,通过与上述间隔件一起在轴向夹住上述透镜,保持该透镜,上述间隔件通过热膨胀朝向上述透镜保持部推压被保持于上述透镜保持部的透镜,上述透镜保持部所保持的上述透镜通过上述间隔件的推压朝轴向移动。
另外,本发明所涉及的透镜单元,其特征在于,上述透镜保持部具有突设于上述镜筒的内周面并卡止上述透镜的移动的卡止部和夹设在该卡止部以及上述透镜之间的弹性部件。
另外,本发明所涉及的透镜单元,其特征在于,上述透镜形成为轴向的一侧的周缘部分朝另一侧扩径的锥状,上述透镜保持部突设于上述镜筒的内周面,具有与上述透镜的一侧的周缘部分抵接的抵接部,该抵接部形成为与上述透镜的周缘部分对应的角度的锥状。
另外,本发明所涉及的透镜单元,其特征在于,上述间隔件在端部形成有外嵌于上述透镜的外嵌部。
另外,本发明所涉及的透镜单元,其特征在于,上述透镜保持部具有设在上述间隔件的端部并外嵌于上述透镜的外嵌部和将上述透镜固定在上述外嵌部的固定机构,通过上述间隔件的热膨胀,被固定于上述外嵌部的上述透镜朝轴向移动。
另外,本发明所涉及的透镜单元,其特征在于,具备卡止上述间隔件相对于上述镜筒朝轴向的移动的卡止机构,上述间隔件通过从上述卡止机构的卡止位置到上述透镜保持部的部分的热膨胀,使被保持于上述透镜保持部的透镜朝轴向移动。
另外,本发明所涉及的透镜单元,其特征在于,还具备透镜推压件,该透镜推压件固定于上述镜筒而与配置在轴向的最端侧的透镜抵接,将该透镜向上述间隔件推压,在上述卡止机构的卡止位置处的上述镜筒的内径比由上述透镜推压件推压的透镜的外径小。
另外,本发明所涉及的透镜单元,其特征在于,在两个上述透镜之间夹装多个间隔件,还具备以内嵌于一个间隔件地将该间隔件的端部卡止、并且外嵌其他间隔件地将该间隔件的端部卡止的方式夹装在两个间隔件之间的连结部件,该连结部件的热膨胀系数比上述间隔件的热膨胀系数小。
另外,本发明所涉及的透镜单元,其特征在于,上述间隔件的热膨胀系数比上述镜筒的热膨胀系数大。
另外,本发明所涉及的透镜单元具备透镜和将该透镜保持在内部的镜筒,其特征在于,上述透镜形成为轴向的一侧的周缘部分向另一侧扩径的锥状,具备突设于上述镜筒的内周面而与上述透镜的一侧的周缘部分抵接的抵接部和与上述透镜的另一侧的周缘部分抵接而将上述透镜向一侧推压的推压部件,上述抵接部形成为与上述透镜的周缘部分对应的角度的锥状。
另外,本发明所涉及的透镜单元,其特征在于,上述镜筒的热膨胀系数比上述透镜的热膨胀系数大。
另外,本发明所涉及的车载用红外线透镜单元具有多个红外线透镜、在内部保持该红外线透镜的镜筒和在该镜筒内夹设在两个上述红外线透镜之间的间隔件,装备在搭载于车辆的红外线摄像装置中,其特征在于,上述镜筒或者上述间隔件具有保持上述红外线透镜的透镜保持部,上述镜筒以及上述间隔件分别由热膨胀系数不同的材料形成,上述间隔件通过热膨胀扩大两个上述红外线透镜之间的距离,上述透镜保持部所保持的上述红外线透镜通过上述间隔件的热膨胀朝轴向移动。
另外,本发明所涉及的车载用红外线透镜单元具备红外线透镜和将该红外线透镜保持在内部的镜筒,装备在搭载于车辆的红外线摄像装置中,其特征在于,上述红外线透镜形成为轴向的一侧的周缘部分向另一侧扩径的锥状,具备突设于上述镜筒的内周面而与上述红外线透镜的一侧的周缘部分抵接的抵接部和与上述红外线透镜的另一侧的周缘部分抵接而将上述红外线透镜向一侧推压的推压部件,上述抵接部形成为与上述红外线透镜的周缘部分对应的角度的锥状。
在本发明中,在镜筒内保持多个透镜、在透镜之间夹设间隔件进行轴向的定位的构成的透镜单元中,分别由热膨胀系数不同的材料形成镜筒以及间隔件。在透镜单元的镜筒或者间隔件设置用于保持透镜的透镜保持部。
在该构成中夹设在透镜之间的间隔件,能够通过热膨胀扩大透镜之间的距离。另外,透镜保持部形成为以能够通过间隔件的热膨胀使透镜朝轴向移动的方式保持透镜的构成。
由此,在周围环境的温度上升的情况下,透镜单元的间隔件以扩大透镜之间的距离的方式热膨胀,与之对应地能够使由透镜保持部保持的透镜朝轴向移动。即,能够对应于温度变化在镜筒内使透镜移动,能够使透镜相对于摄像元件等的位置移动。通过适当地设定镜筒以及间隔件等的热膨胀系数,能够与由温度变化产生的焦点偏移的偏移量对应地使镜筒内的透镜移动,所以,能够抵消焦点偏移地进行修正。
另外,在本发明中,在透镜单元的镜筒上,设置与间隔件一起夹持保持透镜的透镜保持部。
在该构成中,间隔件由适当的热膨胀系数的材料形成,以便将与透镜保持部一起夹持保持的透镜由热膨胀朝向透镜保持部推压。另外,透镜保持部形成为以能够通过间隔件的推压使透镜朝轴向移动的方式保持透镜的构成。
由此,在周围环境的温度上升的情况下,透镜单元的间隔件热膨胀而将透镜朝向透镜保持部推压,与之对应地能够使由透镜保持部保持的透镜相轴向移动。即,能够与温度变化对应地在镜筒内使透镜移动,能够使透镜相对于摄像元件等的位置移动。通过适当地设定镜筒以及间隔件等的热膨胀系数,能够与由温度变化产生的焦点偏移的偏移量对应地使镜筒内的透镜移动,所以,能够抵消焦点偏移地进行修正。
另外,在本发明中,构成为,透镜保持部具有突设于镜筒的内周面而卡止透镜的移动的卡止部和弹簧或者橡胶等的施力部件,施力部件夹设在卡止部以及透镜之间,将透镜朝向间隔件施力。
由此,透镜保持部以能够在轴向移动的方式保持透镜。另外,在周围环境的温度下降的情况下,透镜单元的间隔件收缩,在该情况下施力部件将透镜朝向间隔件施力,所以,能够朝向间隔件热膨胀的情况相反的方向使透镜移动。因而,通过适当地设定镜筒以及间隔件等的热膨胀系数,能够由镜筒内的透镜的位置变化抵消并修正对应于因温度变化形成的透镜的折射率的变化等产生的焦点偏移。
另外,在本发明中,将由透镜保持部保持的透镜的轴向一侧的周缘部分形成为向另一侧扩径的锥状。透镜保持部具有突设于镜筒的内周面而与透镜的周缘部分抵接的抵接部,将该抵接部形成为与透镜的周缘部分的角度对应的角度的锥状。
在该构成中,在镜筒随着温度变化膨胀或者收缩、镜筒的内径扩大或者缩小的情况下,被保持于透镜保持部的透镜能够沿着锥状的抵接部的倾斜移动。例如若透镜保持部的抵接部形成为从镜筒的一侧向另一侧扩径的锥状的话,则在由热膨胀使镜筒的内径扩大的情况下,透镜能够沿轴向朝镜筒的一侧(即,内径小的一侧)移动。在该情况下,通过间隔件将透镜从镜筒的另一侧向一侧推压,透镜向一侧移动。另外,在由收缩使镜筒的内径缩小的情况下,透镜沿轴向朝镜筒的另一侧(即,内径大的一侧)移动。
由此,在周围环境的温度下降的情况下,透镜单元的间隔件收缩,但在该情况下,镜筒也收缩而内径缩小,能够由透镜以及透镜保持部的锥形状使透镜向间隔件侧移动。通过适当地设定镜筒以及间隔件等的热膨胀系数,能够由镜筒内的透镜的位置变化抵消并修正对应于因温度变化形成的透镜的折射率的变化等产生的焦点偏移。
另外,在本发明中,在间隔件的端部(一端或者两端)形成外嵌于透镜的外嵌部。由此,在使透镜外嵌于间隔件之后,能够通过将间隔件以及透镜插入到镜筒内,进行透镜单元的组装,能够使透镜单元的组装变得容易。
进而,在间隔件的两端形成外嵌部的情况下,能够在使两个透镜与间隔件嵌合之后,进行这两个透镜的调芯,利用粘结剂等将两个透镜固定于间隔件。能够通过将固定有透镜的间隔件插入到镜筒内,进行透镜单元的组装,之后无需进行两个透镜的调芯,能够使透镜单元的组装变得更为容易。
另外,在本发明中,在透镜单元的间隔件的端部,设置外嵌保持于透镜的透镜保持部。透镜由粘结剂或者螺旋夹等固定机构固定于间隔件。
由此,在周围环境的温度上升的情况下,透镜单元的间隔件热膨胀,由间隔件的端部保持的透镜的位置移动。即,能够根据温度变化在镜筒内使透镜移动,能够使透镜相对于摄像元件等的位置移动。通过适当地设定间隔件的热膨胀系数,能够与因温度变化产生的焦点偏移的偏移量对应地使镜筒内的透镜移动,所以,能够抵消焦点偏移地进行修正。
另外,在本发明中,透镜单元的间隔件朝轴向被插入组装在镜筒内,在间隔件以及镜筒设置卡止间隔件朝轴向的移动的卡止机构,防止插入于镜筒的间隔件从规定位置移动。
在该构成中,间隔件由卡止机构卡止的卡止位置不会由热膨胀而移动,由从卡止位置到透镜保持部的部分的热膨胀使透镜朝轴向移动。因而,通过适当设定从卡止位置到透镜保持部的部分和间隔件的热膨胀系数,能够由间隔件的热膨胀可靠地使透镜保持部的透镜移动。
另外,在本发明中,透镜单元具备透镜推压件,该透镜推压件与透镜单元所具有的多个透镜之中的配置在最端侧的透镜抵接,通过将该透镜向间隔件推压来进行透镜的固定。由此,能够容易地进行透镜的固定。
在该构成中,在由透镜推压件推压透镜的情况下,存在设于透镜之间的间隔件在高温环境等下发生变形等的危险。因而,在本发明中,能够将卡止间隔件的移动的卡止位置处的镜筒的内径设定得比被透镜推压件抑制的透镜的外径小。由此,由透镜推压件施加给透镜的轴向的力不仅施加于间隔件,而且也施加于镜筒,所以,能够抑制间隔件的变形。
另外,在本发明中,在两个透镜之间夹装多个间隔件,在各间隔件之间夹装连结部件。连结部件形成为内嵌于一个间隔件而卡止其端部、而且外嵌于其他间隔件而卡止其端部的构成,由热膨胀系数比这些间隔件小的材料形成。由此,能够提高由间隔件的热膨胀扩大的两个透镜之间的距离设定所涉及的自由度。多个间隔件的热膨胀系数可以互不相同,也可以相同。
另外,在本发明中,以间隔件的热膨胀系数比镜筒的热膨胀系数大的方式,确定间隔件以及镜筒的材料。由此,在周围环境的温度上升的情况下,由于间隔件由镜筒膨胀,所以,间隔件能够将被设于镜筒的透镜保持部和间隔件夹持保持的透镜朝向透镜保持部推压。
另外,在本发明中,在以镜筒保持一个或者多个透镜的构成的透镜单元中,将透镜的轴向一侧的周缘部分形成为向另一侧扩径的锥状。在镜筒上形成突设于内周面并与透镜的周缘部分抵接的抵接部,将该抵接部形成为与透镜的周缘部分对应的角度的锥状。另外,透镜单元还具备推压部件,该推压部件在以镜筒保持透镜、透镜的锥形部分与抵接部的锥形部分抵接的情况下,与透镜的另一侧的周缘部分抵接而将透镜向一侧推压。
在该构成中,在镜筒随着温度变化膨胀或者缩小、镜筒的内径扩大或者缩小的情况下,被保持在镜筒内的透镜能够沿着锥状的抵接部的倾斜移动。例如若为镜筒的锥形部分从镜筒的一侧向另一侧扩径的构成的话,则在由热膨胀使镜筒的内径扩大的情况下,透镜能够沿轴向朝镜筒的一侧(即,内径小的一侧)移动。在该情况下,推压部件将透镜从镜筒的另一侧向一侧推压,从而透镜相一侧移动。另外,在由收缩使镜筒的内径缩小的情况下,透镜沿轴向朝镜筒的另一侧(即,内径大的一侧)移动。
由此,由于能够根据周围环境的温度变化使镜筒内的透镜朝轴向移动,所以,能够由镜筒内的透镜的位置变化,抵消并修正对应于因温度变化造成的透镜的折射率的变化等产生的焦点偏移。
另外,在本发明中,在透镜单元如上述那样在透镜以及镜筒形成锥形部分而使透镜在轴向移动的构成的情况下,以镜筒的热膨胀系数比透镜的热膨胀系数大的方式确定镜筒以及透镜的材料。由此,能够根据周围环境的温度变化使透镜相对于镜筒在轴向移动。
发明效果
在本发明的情况下,利用由周围环境的温度变化进行膨胀或者缩小的透镜单元的构成部件的特性,对应于温度变化使透镜单元的透镜在镜筒内沿轴向移动,由此,能够抵消因由温度变化形成的透镜的折射率的变化等的原因而产生的透镜单元的焦点偏移来加以修正。另外,本发明的透镜单元的构成可通过对现有技术的透镜单元改变构成部件的一些形状、以及/或者追加能够由弹簧等现有的小部件实现的施力部件或是推压部件等构成部件而得以实现,不会产生透镜单元的大型化、制造工序的复杂化以及成本增大等。
附图说明
图1是表示搭载有红外线摄像装置的车辆的一例的示意图。
图2是表示红外线摄像装置的构成的方框图。
图3是表示本发明的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元的外观的立体图。
图4是表示本发明的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图5是用于说明本发明的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元的温度补偿功能的示意图。
图6是用于说明本发明的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元的温度补偿功能的示意图。
图7A是用于说明本发明的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元的温度补偿功能的示意图。
图7B是用于说明本发明的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元的温度补偿功能的示意图。
图8A是表示利用弹性对第一红外线透镜施力的部件的其他例子的示意图。
图8B是表示利用弹性对第一红外线透镜施力的部件的其他例子的示意图。
图9是表示本发明的实施方式1的变型例1所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图10是表示本发明的实施方式1的变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图11A是表示变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元的模拟结果的示意图。
图11B是表示变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元的模拟结果的示意图。
图12A是表示变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元的模拟结果的示意图。
图12B是表示变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元的模拟结果的示意图。
图13A是表示变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元的模拟结果的示意图。
图13B是表示变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元的模拟结果的示意图。
图14A是表示变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元的模拟结果的示意图。
图14B是表示变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元的模拟结果的示意图。
图15是表示本发明的实施方式1的变型例3所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图16是表示本发明的实施方式2所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图17是表示本发明的实施方式2的变型例所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图18是表示本发明的实施方式3所涉及的车载用透镜单元的构成的示意性剖视图。
图19是表示本发明的实施方式4所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图20是表示本发明的实施方式4的变型例所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图21A是表示将间隔件多重化的车载用红外线透镜单元的模拟结果的示意图。
图21B是表示将间隔件多重化的车载用红外线透镜单元的模拟结果的示意图。
图22是表示本发明的实施方式5所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图23是表示本发明的实施方式5的变型例1所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图24是表示本发明的实施方式5的变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图25是表示本发明的实施方式5的变型例3所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图26是表示本发明的实施方式6所涉及的车载用红外线透镜单元的构成的示意性剖视图。
图27是表示现有技术的车载用红外线透镜单元的构成的示意图。
附图标记说明
1车辆;3红外线摄像装置;3a摄像元件;3d突出部分;
4、4a、4b、4c车载用红外线透镜单元;10第一红外线透镜;
11台阶部;20、20a第二红外线透镜;21台阶部;
30、30a、30b、30c镜筒;31、31c透镜保持部;
32、32c卡止部;33台阶部;34、34c台阶部;40、40c间隔件;
41第一外嵌部;42第二外嵌部;43台阶部;43c凸缘部;
50、50a透镜推压件;60O形圈;60a波形垫片;
65、66密封部件;204、204a车载用红外线透镜单元;
210第一红外线透镜;211锥形面;220第二红外线透镜;
230、230a镜筒;231透镜保持部;232抵接部;233锥形面;
240、240a间隔件;250透镜推压件;
304车载用红外线透镜单元;310红外线透镜;311锥形面;
330镜筒;331透镜保持部;332抵接部;333锥形面;
350透镜推压件;370弹簧部件;
404、404a车载用红外线透镜单元;430镜筒;
440、440a第一间隔件;441第一外嵌部;442第二外嵌部;
443台阶部;445a第二间隔件;447第二间隔件;
447a第三间隔件;470间隔件接头;470a第一间隔件接头;
471卡止部;472卡止部;475a第二间隔件接头;476卡止部;
477卡止部;504、504a、504b、504c车载用红外线透镜单元;
510a第一红外线透镜;511a台阶部;515螺纹部件;
530、530b镜筒;534b台阶部;540b间隔件;541b外嵌部;
543b凸缘部;604车载用红外线透镜单元;630镜筒;
640间隔件。
具体实施方式
(实施方式1)
以下,基于表示本发明的实施方式的附图来具体说明本发明。图1是表示搭载有红外线摄像装置的车辆的一例的示意图。在图中,1为车辆,在车辆1的车体前部(例如前缓冲器附近等)搭载红外线摄像装置3。红外线摄像装置3能够接受红外线来进行摄像,将由摄像取得的图像向搭载于车辆1的ECU(Electronic Control Unit)5输出。
ECU5搭载于车辆1的适当部位,进行对从红外线摄像装置3分配的图像实施各种图像处理、将该图像显示到显示器7的处理。显示器7搭载于车辆1的驾驶席附近,显示从ECU5分配来的图像。另外,ECU5也可以进行从红外线摄像装置3所摄像的图像检测步行人员的处理,仅在检测到步行人员的情况下向显示器7进行图像显示。通过在车辆1搭载红外线摄像装置3,能够在夜间等向驾驶员通知步行人员的接近,所以,能够提高车辆1的行驶的安全性。
图2是表示红外线摄像装置3的构成的方框图。红外线摄像装置3具备:一体化有对红外线进行聚光的一个或者多个红外线透镜以及圆筒状的镜筒的车载用红外线透镜单元4和接受由车载用红外线透镜单元4聚光的红外线进行摄像的摄像元件3a。摄像元件3a所摄像到的图像分配给图像处理部3b。图像处理部3b对摄像元件3a所摄像到的图像进行修正处理等图像处理,将图像处理的图像向图像输出部3c输出。图像输出部3c经由通信线缆等与车辆1的ECU5连接,将从图像处理部3b分配的图像转换成适于通信的数据或者信号向ECU5输出。
图3是表示本发明的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4的外观的立体图,图4是表示该车载用红外线透镜单元4的构成的示意性剖视图。实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4具备:第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的两个红外线透镜、将它们保持在内部的镜筒30、用于进行关于轴向的两个红外线透镜的定位的间隔件40、固定于镜筒30而推压两个红外线透镜以及间隔件40的透镜推压件50和由橡胶等的弹性体形成的环状的O形圈60。车载用红外线透镜单元4是通过将O形圈60、第一红外线透镜10、间隔件40以及第二红外线透镜20插入到镜筒30内、由透镜推压件50推压它们而保持在镜筒30内的构成。另外,以下,关于镜筒30的轴向,将第二红外线透镜20侧(图4上侧)称为正面侧,将第一红外线透镜10侧(图4下侧)称为背面侧。
第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20是如下透镜,即,将硫化锌(ZnS)作为原料进行制造,透过8μm~12μm带的红外线,但此外波长的光(可见光线以及紫外线等)几乎不透过。第一红外线透镜10是呈圆板状、在正面侧具有凸面而在背面侧具有凹面的透镜,即所谓的凸凹透镜。另外,第一红外线透镜10以使背面侧的周缘部分在整周上凹陷的形态,设有将外周面形成为台阶状的台阶部11。通过设置台阶部11,第一红外线透镜10的正面侧的外径大,背面侧的外径小。
第一红外线透镜10的台阶部11是用于安装O形圈(弹性部件)60而形成的部分。O形圈60是将橡胶等的弹性体作为材料进行制造、剖面形状为大致圆形的环体。O形圈60的内径比形成有台阶部11的第一红外线透镜10的背面侧的外径小。因而,通过使O形圈60伸展而外嵌于第一红外线透镜10的台阶部11,能够将O形圈60安装于第一红外线透镜10。另外,关于第一红外线透镜10的轴向,台阶部11的长度(深度)比O形圈60的厚度小一些。
第二红外线透镜20与第一红外线透镜10同样,是呈圆板状、在正面侧具有凸面而在背面侧具有凹面的凸凹透镜。另外,第二红外线透镜20以使正面侧的周缘部分在整周上凹陷的形态,设有将外周面形成为台阶状的台阶部21。通过设置台阶部21,第二红外线透镜20的正面侧的外径小,背面侧的外径大。
间隔件40呈圆筒状,将POM(Poly Oxy Methylene,缩醛树脂)作为原料进行制造。间隔件40其外径与镜筒30的内径大致相等,通过从正面侧插入到镜筒30内,能够内嵌于镜筒30。间隔件40的内周面形成为内径从正面侧向背面侧缩径的锥状。在间隔件40的背面侧的端部,以使其内缘部分在整周上凹陷的形态,设置将内周面形成为台阶状的第一外嵌部41。通过设置第一外嵌部41,间隔件40的内径在背面侧的端部附近阶段性地扩径,间隔件40的背面侧端部的内径与第一红外线透镜10的正面侧的外径大致相等。因而,间隔件40的第一外嵌部41外嵌于第一红外线透镜10的正面侧,抵接在第一红外线透镜10的正面侧的周缘部分和外周面。另外,关于间隔件40的轴向,第一外嵌部41的长度(深度)与第一红外线透镜10的正面侧的外径大的部分的长度(厚度)大致相等。
同样,在间隔件40的正面侧的端部,使其内缘部分在整周上凹陷地设有将内周面形成为台阶状的第二外嵌部42。通过设置第二外嵌部42,间隔件40的内径在正面侧的端部附近阶段性地扩径,间隔件40的正面侧端部的内径与第二红外线透镜20的背面侧的外径大致相等。因而,间隔件40的第二外嵌部42外嵌于第二红外线透镜20的背面侧,抵接在第二红外线透镜20的背面侧的周缘部分和外周面。另外,关于间隔件40的轴向,第二外嵌部42的长度(深度)与第二红外线透镜20的背面侧的外径大的部分的长度(厚度)大致相等。
另外,间隔件40的外周面从轴向的背面端部到中央部将外径形成为恒定,从中央部向正面侧形成为扩径的锥状,在正面侧端部附近形成为外径阶段性地扩大的台阶状。该间隔件40的外周面的台阶部43与形成于内周面的第二外嵌部42对应地设置。
镜筒30呈圆筒状,将铝作为原料进行制造。镜筒30的内径比第一红外线透镜10的外径(最大径)大,在背面侧的端部设有用于在其内周面保持第一红外线透镜10的透镜保持部31。透镜保持部31具有在镜筒30的内周面的整周上突出设置的环状的卡止部32,卡止部32卡止第一红外线透镜10向背面侧的移动。另外,透镜保持部31的卡止部32与内嵌在镜筒30中的间隔件40一起夹入安装有O形圈60的第一红外线透镜10,从而保持第一红外线透镜10。
另外,在卡止部32的正面侧,使其内缘部分在整周上凹陷地设有形成为台阶状的台阶部33。通过设置台阶部33,镜筒30的卡止部32的内径阶段性地缩径。卡止部32的形成有台阶部33的正面侧的内径比第一红外线透镜10的正面侧的外径大一些。另外,卡止部32的背面侧的内径比第一红外线透镜10的背面侧的内径大,比第一红外线透镜10的正面侧的外径小。
因而,第一红外线透镜10收纳于卡止部32的台阶部33与间隔件40的第一外嵌部41之间,被透镜保持部31以及间隔件40夹入。此时,第一红外线透镜10不与透镜保持部31的卡止部32直接接触,经由安装在台阶部11的O形圈60与卡止部32接触。即,在第一红外线透镜10以及卡止部32之间夹设O形圈60,O形圈60由弹力将第一红外线透镜10朝向间隔件40施力。通过在透镜保持部31设置O形圈60,能够抵抗O形圈60的弹力地使第一红外线透镜10在轴向移动一些。
另外,镜筒30的内周面形成为与间隔件40的外周面对应的形状。即,镜筒30的内周面,其内径从轴向的设有透镜保持部31的部分到中央部形成为恒定,从中央部向正面侧形成为扩径的锥状,在正面侧端部附近形成为内径阶段性地扩径的台阶状。该镜筒30的内周面的台阶部34设置成外嵌于间隔件40的台阶部43,从镜筒30的正面侧插入的间隔件40通过其台阶部43与镜筒30的台阶部34抵接,卡止进一步向镜筒30的插入。在该状态下,设有充分的间隙,以便间隔件40的背面侧的端面不会与透镜保持部31的正面部分抵接。
在镜筒30的外周面,在正面侧以及背面侧的两端部附近分别形成有螺纹槽部35、36。形成于镜筒30的正面侧的螺纹槽部35,用于将透镜推压件50固定于镜筒30。另外,形成于镜筒30的背面侧的螺纹槽部36,用于在收纳红外线摄像装置3的摄像元件3a、图像处理部3b以及图像输出部3c等的框体(省略图示)上固定车载用红外线透镜单元4。
透镜推压件50与镜筒30同样将铝作为原料进行制造,具有:在内周面形成有与形成于镜筒30的正面侧端部的螺纹槽部35螺纹接合的螺纹槽部53的圆筒状的筒部51和在该筒部51的正面侧端部跨内周面的一周设置并外嵌于第二红外线透镜20的形成有台阶部21的外径小的部分的圆环状的按压部52。从镜筒30的正面侧由旋转操作螺纹接合的透镜推压件50外嵌于保持在镜筒30上的第二红外线透镜20,通过进一步使透镜推压件50旋转而能够将第二红外线透镜20向背面侧按压及推压,能够固定镜筒30内的第一红外线透镜10、间隔件40以及第二红外线透镜20。另外,透镜推压件50也可以利用粘结剂等固定于镜筒30。
在进行该车载用红外线透镜单元4的组装的情况下,首先,进行调整作业(调芯作业),即,使第一红外线透镜10嵌合于间隔件40的第一外嵌部41,而且,使第二红外线透镜20嵌合于第二外嵌部42,使第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的光轴一致。在调芯作业结束后,利用粘结剂等在间隔件40上粘结固定第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20。由此,能够防止因此后的组装作业产生第一红外线透镜10以及第二红外线透镜的轴偏移。
接着,在第一红外线透镜10的台阶部11安装0形圈60。由此,使一体化在一起的O形圈60、第一红外线透镜10、间隔件40以及第二红外线透镜20从正面侧的开口插入并嵌合到镜筒30中,直至间隔件40的台阶部43与镜筒30的台阶部34抵接。然后,由旋转操作使透镜推压件50与镜筒30的正面侧螺纹接合,利用粘结剂等将透镜推压件50固定于镜筒30,从而完成车载用红外线透镜单元4的组装。
这样,通过在间隔件40设置第一外嵌部41以及第二外嵌部42,进行第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的调芯作业而粘结固定于间隔件40,之后,能够将一体化了的这些构成部件插入到镜筒30,所以,能够使调芯作业变容易,能够使构成部件向镜筒30的插入变容易。另外,通过在第一红外线透镜10形成台阶部11,也能够将O形圈60一体化地向镜筒30插入。因而,实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4具有能够使其组装变容易这样的优点。
图5、图6、图7A以及图7B是用于说明本发明的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4的温度补偿功能的示意图。另外,图5表示车载用红外线透镜单元4中的红外线透镜之间的距离以及与摄像元件3a的距离等。另外,在图6中作为表格示出车载用红外线透镜单元4的构成部件的材料以及线膨胀系数。另外,在图7A中,将现有技术的车载用红外线透镜单元104(参照图27)以及实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4的由温度变化产生的光学特性(MTF(Modulation Transfer Function))的变化的模拟结果作为表格表示,在图7B中作为曲线图表示。
现有技术的车载用红外线透镜单元104,以在温度20℃下MTF的值成为最佳的方式确定第一红外线透镜110以及第二红外线透镜120的距离(即,间隔件140的轴向的长度),该距离为9.013mm。另外,现有技术的车载用红外线透镜单元104的镜筒130以及间隔件140由图6所示的线膨胀系数α1的铝形成,根据温度变化,轴向的长度变化,所以,两个红外线透镜之间的距离也变化。也考虑该变化,在温度为-40℃、-10℃、20℃、55℃、85℃的五种情况下通过模拟计算现有技术的车载用红外线透镜单元104的MTF。将计算出的MTF的值在图7A以及图7B中作为“无温度补偿”进行表示。
根据模拟结果,可知现有技术的车载用红外线透镜单元104在温度上升或者下降的情况下光学特性会发生恶化。当基于该结果计算车载用红外线透镜单元104的焦点的偏移量时,获得在温度变化60℃的情况下大约是40μm这样的结果(在温度上升60℃的情况下,车载用红外线透镜单元104的焦点向正面侧(朝向从摄像元件3a离开的方向)偏移大约40μm,在温度下降60℃的情况下朝相反方向偏移大约40μm)。对此,在发生了60℃的温度变化的情况下,若能够使第一红外线透镜110相对于摄像元件3a移动大约40μm的话,则能够抵消并修正车载用红外线透镜单元104的焦点的偏移量。
实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4的第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20分别形成有台阶部11以及21,但是形状的差异仅在于周缘部分,光学特性与现有技术的车载用红外线透镜单元104的第一红外线透镜110以及第二红外线透镜120大致相同。因而,通过将第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的间的距离L1设定成与现有技术的车载用红外线透镜单元104相同,为9.013mm,在温度20℃下,MTF的值成为最佳。
例如在周围环境的温度上升的情况下,车载用红外线透镜单元4的各构成部件热膨胀。间隔件40通过台阶部43以及镜筒30的台阶部34的抵接,向镜筒30的背面侧的插入被卡止,因此,在镜筒30由热膨胀朝轴向伸长的情况下,随着镜筒30的台阶部34的位置变化,间隔件40朝正面侧(即,朝向从摄像元件3a离开的方向)移动。另外,间隔件40由热膨胀朝轴向延伸,使第一红外线透镜10朝背面侧(即,朝向接近摄像元件3a的方向)移动。
因而,若间隔件40的膨胀系数比镜筒30的膨胀系数大的话,则随着温度上升,间隔件40抵抗O形圈60的弹力地推压第一红外线透镜10,能够使其接近摄像元件3a地在镜筒30内移动。另外,在温度下降的情况下,由于间隔件40的推压消失或者变弱,所以,由O形圈60的弹力,第一红外线透镜10朝向从摄像元件3a离开的方向移动。
将从间隔件40在台阶部43由镜筒30的台阶部34卡止的位置到第一外嵌部41与第一红外线透镜10的正面抵接的位置的距离设为L。相对于ΔT的温度变化由镜筒30的膨胀或者收缩使间隔件40移动的距离,若设镜筒的线膨胀系数为α1的话,则近似为L×α1×ΔT。另外,间隔件40的长度由ΔT的温度变化而变化的量,若设间隔件40的线膨胀系数为α3的话,则近似为L×α3×ΔT。因而,第一红外线透镜10在轴向移动的距离ΔZ成为以下的(1)式。
ΔZ=L×(α3-α1)×ΔT…(1)
为了在产生60℃的温度变化的情况下使第一红外线透镜10相对于摄像元件3a移动大约40μm,在实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4中,将各构成部件的材料以及线膨胀系数表示在图6中。另外,间隔件40以及镜筒30的形状设计成L=8.79mm。在该条件下,根据上述的(1)式,第一红外线透镜10的移动距离成为ΔZ=40.3μm,能够由60℃的温度变化使第一红外线透镜10相对于摄像元件3a移动40μm。
关于实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4,与现有技术的车载用红外线透镜单元104同样,将由温度变化产生的MTF的变化的模拟结果在图7A以及图7B中作为“有温度补偿”表示。根据模拟的结果,实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4与现有技术的车载用红外线透镜单元104比较,相对于±60℃的温度变化,MTF的变动小,其值保持大约0.6的恒定值。因而,可知实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4关于MTF的温度特性获得了大幅改善。另外,由红外线摄像装置3的框体的热膨胀等,对于从车载用红外线透镜单元4的背面侧的端部到摄像元件3a的摄像面的距离M,也随着周围环境的温度变化而发生变化。图7A以及图7B所示的模拟结果,是红外线摄像装置3的框体为铝制、也考虑了该框体的热膨胀进行了模拟的结果(对于现有技术的车载用红外线透镜单元104也同样)。
以上构成的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4,通过分别适当地设定镜筒30以及间隔件40的热膨胀系数(线膨胀系数),以使间隔件40由热膨胀将被镜保持部31以及间隔件40夹持保持的第一红外线透镜10朝向透镜保持部31推压,抵抗O形圈60的弹力地使第一红外线透镜10在镜筒30内移动,从而能够修正伴随周围环境的温度上升而产生的车载用红外线透镜单元4的焦点偏移。另外,在由周围环境的温度下降使间隔件40收缩的情况下,能够由透镜保持部31的O形圈60的弹力使第一红外线透镜10朝向间隔件40移动,能够修正随着温度下降产生的焦点偏移。因而,实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4不会受到周围环境的温度变化影响,能够保证稳定的光学特性。另外,在由温度上升使车载用红外线透镜单元4的焦点从摄像元件3a离开的情况下,只要以间隔件40的热膨胀系数比镜筒30的热膨胀系数大的方式确定镜筒30以及间隔件40的材料即可。
另外,通过形成为在间隔件40的两端部分别形成外嵌部41以及42、将第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20外嵌到两端的构成,进行第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的调芯作业而粘结固定于间隔件40,之后,将一体化在一起的间隔件40、第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20等插入嵌合于镜筒30,由此能够进行车载用红外线透镜单元4的组装。因而,能够实现第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的调芯作业的容易化以及车载用红外线透镜单元4的组装的容易化。
另外,在本实施方式中,形成为以铝(Al)形成镜筒30以及透镜推压件50、以POM形成间隔件40、以硫化锌(ZnS)形成第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的构成,但这些构成部件的材料仅为一例,并不限定于此,也可以由其他材料形成。
例如,作为镜筒30以及间隔件40的材料,可以使用铝合金系、不锈钢系、铁、镁、黄铜、钛、FRP(Fiber Reinforced Plastics)、PE(Poly-Ethylene,聚乙烯)、PP(Poly-Propylene,聚丙烯)、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)、PVC(Poly-Vinyl Chloride,聚氯乙烯)、PET(Poly-Ethylene Terephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PTFE(Poly-Tetra-Fluoro-Ethylene,聚四氟乙烯)、PC(Poly-Carbonate,聚碳酸酯)、PBT(Poly-Butylene-Terephtalate,聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PEI(聚醚酰亚胺)、PEEK(Poly-Ether-Ether-Ketone,聚醚醚酮)、PAI(聚酰胺)、或者PPS(Poly-Phenylene-Sulfide,聚硫化苯)、改质PPE(改质聚氧化二甲苯树脂)、PVDF(聚偏氟乙烯)、FEP(氟化乙烯丙烯共聚物)、ETFE(四氟乙烯-乙烯共聚物)、PFA(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)、PCTFE(聚三氟氯乙烯)等,从这些的材料中选择具有适于修正车载用红外线透镜单元4的焦点偏移量的热膨胀系数的材料的组合即可。
另外,例如,作为红外线透镜的材料,可以使用锗、硫属化合物玻璃或者ZnSe(硒化锌)等的材料。
为了应对高温多湿环境,优选将低吸湿性的合成树脂使用于间隔件40的材料。例如,通过将SPS(间规聚苯乙烯)树脂、或者PP/PPE树脂(PPE以及PP的聚合物合金)等作为间隔件40的材料使用,能够防止在高温多湿环境下的精度降低。上述的POM的吸水率大约为0.22,相对于此,SPS的吸水率大约为0.04,PP/PPE的吸水率大约为0.01~0.04。另外,对将间隔件40的材料分别为POM、SPS以及PP/PPE的车载用红外线透镜单元4进行温度85℃、湿度95%的高温多湿环境负荷施加400小时的试验,结果,使用POM的车载红外线透镜单元4在试验后第一红外线透镜10的位置变动为40μm以上,相对于此,使用SPS以及PP/PPE的车载用红外线透镜单元4在试验后第一红外线透镜10的位置变动不足10μm。
另外,不仅对于具有红外线透镜的红外线透镜单元,对于使可见光线透过、聚光的通常的透镜单元,也能够适用同样的构成。另外,本实施方式所涉及的车载用红外线透镜单元4是具有两个红外线透镜的构成,但并不限于此,也可以是具有三个以上的红外线透镜单元的构成。另外,作为由弹力对第一红外线透镜10朝向间隔件40施力的部件使用了O形圈60,但并不限于此,例如也可以使用盘簧、板簧或者橡胶制的填料等其他的具有弹性的部件。另外,对于第二红外线透镜20,也可以是在与透镜推压件50之间夹设O形圈等弹性部件的构成。另外,透镜推压件50形成为由螺纹接合固定于镜筒30的构成,但并不限于此,也可以形成为使透镜推压件与镜筒嵌合而由粘结或者螺旋夹等固定的构成。
图8A以及图8B是表示由弹性对第一红外线透镜10施力的部件的其他例的示意图,在图8A中表示弹性部件的俯视图,在图8B中表示侧剖视图。作为对红外线透镜10朝向间隔件40施力的弹性部件,取代O形圈60,能够使用波形垫片60a。波形垫片60a是通过将圆环状的金属平板弯曲成波状的部件,在被压溃的情况下产生朝轴向的应力。
通过在镜筒30的透镜保持部31和第一红外线透镜10之间夹设波形垫片60a,第一红外线透镜10朝轴向的正面侧、即朝间隔件40被施力。由此,使用了波形垫片60a的车载用红外线透镜单元4能够获得与使用了O形圈60的情况同样的效果。
(变型例1)
图9是表示本发明的实施方式1的变型例1所涉及的车载用红外线透镜单元4a的构成的示意性剖视图。图示的变型例1所涉及的车载用红外线透镜单元4a,关于对应于温度变化移动第一红外线透镜10的构成虽与上述的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4大致相同,但却是追加了将内部密闭的密封部件的构成。
变型例1所涉及的车载用红外线透镜单元4a具备夹设在第二红外线透镜20a以及透镜推压件50a之间的密封部件65。密封部件65是呈由橡胶等的材料形成的环状、剖面形状为大致圆形的部件,其内径比第二红外线透镜20a的外径小。因而,密封部件65能够通过伸展外嵌于第二红外线透镜20a来进行安装。
另外,透镜推压件50a其内径比第二红外线透镜20a的外径大,即使在透镜推压件50a与镜筒30a螺纹接合并固定的情况下,透镜推压件50a的内周面不与第二红外线透镜20a的外周面抵接。透镜推压件50a的内周面与第二红外线透镜20a的外周面的间隙比密封部件65的直径窄,在该间隙中夹入密封部件65。由此,密封部件65能够紧密接合地夹设在透镜推压件50a的内周面以及第二红外线透镜20a的外周面,将镜体30a内部密闭。
另外,在镜筒30a的外周面,在周向跨一周地形成槽部38,在槽部38安装密封部件66。密封部件66是呈由橡胶等的材料形成的环状、剖面形状为大致圆形的部件,能够伸展地向镜筒30a的槽部38内进行安装。槽部38的深度(镜筒30a的径向的长度)比密封部件66的直径小。
在红外线摄像装置3的框体,在安装车载用红外线透镜单元4a的部分,设有筒状的突出部分3d。筒状的突出部分3d的内径与车载用红外线透镜单元4a的镜筒30a的外径大致相等,能够与镜筒30a嵌合而将其外周面遮盖。在将密封部件66被安装于槽部38的车载用红外线透镜单元4a安装到红外线摄像装置3的框体3d的情况下,密封部件66紧密接合在筒状的突出部分3d的内周面。因而,在框体的筒状的突出部分3d的内周面和车载用红外线透镜单元4a的镜筒30a的外周面之间夹设密封部件66,能够将红外线摄像装置3的框体内部密闭。
(变型例2)
图10是表示本发明的实施方式1的变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元4b的构成的示意性剖视图。图示的变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元4b,关于根据温度变化移动第一红外线透镜10的构成与上述的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4(参照图4)大致相同,但镜筒30b的构成与图4所示的车载用红外线透镜单元4的镜筒30不同。
变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元4b的镜筒30b,是在正面侧端部的内周面未形成图4所示的车载用红外线透镜单元4的镜筒30所具有的台阶部34的构成。变型例2的镜筒30b的内周面形成为与间隔件40的外周面中的台阶部43的背面侧的部分对应的形状。即,镜筒30b的内周面,其从设有透镜保持部31的部分到轴向的中央部的内径大致形成为恒定,从中央部向正面侧形成为扩径的锥状。镜筒30b的正面侧端部的内径与在间隔件40的台阶部43形成为台阶状的部分的小的外径大致相等。因而,从镜筒30b的正面侧插入的间隔件40通过其台阶部43与镜筒30b的正面侧的端面抵接,卡止进一步向背面侧朝镜筒30b插入。在该状态下,设置充分的间隙,以便间隔件40的背面侧的端面和镜筒30b的透镜保持部31的正面部分不会抵接。
变型例2的镜筒30b由于无需在其正面侧端部的内周面形成台阶部34,所以,与图4所示的车载用红外线透镜单元4的镜筒30比较,能够减小正面侧端部的厚度(即,镜筒30b的外径)。因而,具有能够减小固定于镜筒30b的正面侧端部的透镜推压件50的外形、能够将车载用红外线透镜单元4b小型化这样的优点。
图11A、图11B、图12A、图12B、图13A、图13B、图14A以及图14B是表示变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元4b的模拟结果的示意图,将现有技术的车载用红外线透镜单元104(参照图27)以及变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元4b的因温度变化产生的MTF的变化的模拟结果作为表格表示在图11A、图12A、图13A以及图14A中,在图11B、图12B、图13B以及图14B中作为曲线图表示。另外,在这些图中,将变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元4b的模拟结果作为“有温度补偿”表示,将现有技术的车载用红外线透镜单元104的模拟结果作为“无温度补偿”表示。
图11A以及图11B所示的模拟结果为如下构成,即,将第一红外线透镜10的材料设为ZnS(线膨胀系数=6.6×10-6),将第二红外线透镜20的材料设为锗(Ge),将镜筒30b的材料设为铝(线膨胀系数=21×10-6),将间隔件的材料设为POM(线膨胀系数=270×10-6),相对于60℃的温度变化使第一红外线透镜10移动79μm。
图12A以及图12B所示的模拟结果为如下构成,即,将第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的材料设为ZnS(线膨胀系数=6.6×10-6),将镜筒30b的材料设为铝(线膨胀系数=21×10-6),将间隔件的材料设为POM(线膨胀系数=100×10-6),相对于60℃的温度变化使第一红外线透镜10移动43μm。
图13A以及图13B所示的模拟结果为如下构成,即,将第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的材料设为ZnS(线膨胀系数=6.6×10-6),将镜筒30b的材料设为铝(线膨胀系数=21×10-6),将间隔件的材料设为POM(线膨胀系数=120×10-6),相对于60℃的温度变化使第一红外线透镜10移动43μm。
图14A以及图14B所示的模拟结果为如下构成,即,将第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的材料设为硫属化合物玻璃,将镜筒30b的材料设为铝(线膨胀系数=21×10-6),将间隔件的材料设为POM(线膨胀系数=110×10-6),相对于60℃的温度变化使第一红外线透镜10移动52μm。
根据模拟结果,可知现有技术的车载用红外线透镜单元104在温度上升或者下降的情况下光学特性发生恶化。对此,变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元4b,相对于±60℃的温度变化,MTF的变动小,其值保持大致恒定值。因而,可知变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元4b关于MTF的温度特性获得了大幅改善。
(变型例3)
图15是表示本发明的实施方式1的变型例3所涉及的车载用红外线透镜单元4c的构成的示意性剖视图。图示的变型例3所涉及的车载用红外线透镜单元4c,关于对应于温度变化移动第一红外线透镜10的构成与上述的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4(参照图4)大致相同,但镜筒30c以及间隔件40c的构成与图4所示的车载用红外线透镜单元4的镜筒30以及间隔件40不同。
变型例3所涉及的车载用红外线透镜单元4c的间隔件40c,是在其两侧端部未形成图4所示的车载用红外线透镜单元4的间隔件40所具有的第一外嵌部41以及第二外嵌部42的构成。变型例3的间隔件40c具有跨正面侧端部的外周面的一周地形成的凸缘部43c。由此,间隔件40c的正面侧端部的外径与镜筒30c的正面侧端部(台阶部34c的内径大的部分)的内径大致相等。因而,从镜筒30c的正面侧插入的间隔件40c,通过其凸缘部43c与镜筒30c的台阶部34c抵接,卡止进一步向背面侧的插入。在该状态下,设置充分的间隙,以便间隔件40c的背面侧的端面与镜筒30c的透镜保持部31c的正面部分不会抵接。另外,间隔件40c的凸缘部43c的外径与第二红外线透镜20的背面侧的直径大致相等,间隔件40c的正面侧的端面与第二红外线透镜20的背面的周缘部分抵接。
在镜筒30c的内周面,设有形成为内径在正面侧端部附近阶段性地扩径的台阶状的台阶部34c。由此,镜筒30c的正面侧端部的内径与间隔件40c的凸缘部43c的外径大致相等,而且,与第二红外线透镜20的背面侧的直径大致相等。因而,镜筒30c的台阶部34c外嵌于第二红外线透镜20的背面侧部分,进行关于与第二红外线透镜20的轴向垂直的方向的定位。另外,与镜筒30c的台阶部34c嵌合的第二红外线透镜20通过被夹在由镜筒30c的台阶部34c卡止的间隔件40c的正面侧端面和透镜推压件50的按压部52之间,朝轴向的移动被卡止。
设在镜筒30c的背面侧的内周面的透镜保持部31c构成为,具有跨镜筒30c的内周面的整周突出设置的环状的卡止部32c和在卡止部32c的正面侧使内缘部分跨整周地凹陷而形成为台阶状的台阶部33c。透镜保持部31c由卡止部32c将向第一红外线透镜10的背面侧的移动卡止,而且,由台阶部33c外嵌于第一红外线透镜10,关于与轴向垂直的方向进行第一红外线透镜10的定位。
即,镜筒30c的透镜保持部31c通过形成台阶部33c,设有外嵌于第一红外线透镜10的正面侧部分的部分,与该部分嵌合的第一红外线透镜10由卡止部32c卡止向背面侧的移动。另外,在第一红外线透镜10和透镜保持部31c的卡止部32c之间夹设O形圈60。另外,第一红外线透镜10的正面的周缘部分与插入到镜筒30c内的间隔件40c的背面侧端面抵接,通过被夹持在间隔件40c和透镜保持部31c的卡止部32c之间来保持第一红外线透镜10。
在进行该车载用红外线透镜单元4c的组装的情况下,首先,在形成于第一红外线透镜10的背面侧的台阶部11安装O形圈60,将第一红外线透镜10插入到镜筒30c内而与透镜保持部31c嵌合。接着,在将间隔件40c插入到镜筒30c内直至凸缘部43c与台阶部34c抵接并卡止,之后,将第二红外线透镜20插入到镜筒30c内而与台阶部34c嵌合。然后,由旋转操作使透镜推压件50螺纹接合于镜筒30c的正面侧,利用粘结剂等将透镜推压件50固定于镜筒30c,从而完成车载用红外线透镜单元4c的组装。
以上构成的变型例3所涉及的车载用红外线透镜单元4c,并不是在间隔件40c的两端设置外嵌于第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的外嵌部,而是在镜筒30c设置外嵌于第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的台阶部33c以及34c的构成。对于该构成,也与图4所示的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4同样,由间隔件40c通过热膨胀朝向透镜保持部31c推压被透镜保持部31c以及间隔件40c夹持的第一红外线透镜10,分别适当地设定镜筒30c以及间隔件40c的热膨胀系数(线膨胀系数)以便抵抗O形圈60的弹力地使第一红外线透镜10在镜筒30c内移动,由此,能够修正随着周围环境的温度上升而产生的车载用红外线透镜单元4c的焦点偏移。另外,在由周围环境的温度下降使间隔件40c收缩的情况下,能够由透镜保持部31c的O形圈60的弹力使第一红外线透镜10朝向间隔件40c移动,能够修正随着温度下降产生的焦点偏移。
(实施方式2)
图16是表示本发明的实施方式2所涉及的车载用红外线透镜单元204的构成的示意性剖视图。实施方式2所涉及的车载用红外线透镜单元204与实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4同样,是第一红外线透镜210、间隔件240以及第二红外线透镜220被插入到镜筒230内、通过由透镜推压件250推压这些部件而将其保持在镜筒230内的构成。
第一红外线透镜210以及第二红外线透镜220,是呈圆板状、在正面侧具有凸面而在背面侧具有凹面的凸凹透镜。另外,第二红外线透镜220的周缘部分与正背面一起平滑地形成,第一红外线透镜210的正面侧的周缘部分平滑地形成。第一红外线透镜210将背面侧的周缘部分形成为锥状。第一红外线透镜210的锥形面211为从背面侧向正面侧扩径的形状。
间隔件240呈圆筒状,其外径与镜筒230的内径大致相等,能够内嵌于镜筒230。在镜筒230内,间隔件240的背面侧端面与第一红外线透镜210的正面侧的周缘部分抵接,间隔件240的正面侧端面与第二红外线透镜220的背面侧的周缘部分抵接。即,间隔件240在镜筒230内夹设在第一红外线透镜210以及第二红外线透镜220之间,进行两红外线透镜的轴向的定位。
镜筒230呈圆筒状,在背面侧的端部设有用于在其内周面保持第一红外线透镜210的透镜保持部231。透镜保持部231具有使镜筒230的内周面在整周突出的环状的抵接部232,抵接部232与第一红外线透镜210的背面侧的周缘部分抵接,由此,卡止向第一红外线透镜210的背面侧的移动。另外,抵接部232的正面侧的内缘部分形成为锥状。该透镜保持部232的锥形面233为从背面侧向正面侧扩径的形状,其角度与第一红外线透镜210的周缘部分对应地形成为大致相同的角度,第一红外线透镜210的锥形面211和透镜保持部231的锥形面233抵接。通过由内嵌于镜筒230的间隔件240的背面侧端面和透镜保持部231的抵接部232夹入第一红外线透镜210,能够保持第一红外线透镜210。
透镜推压件250具有:在内周面形成有与形成于镜筒230的正面侧端部的螺纹槽部35螺纹接合的螺纹槽部53的圆筒状的筒部51和在该筒部51的正面侧端部跨内周面的一周地设置并具有与第二红外线透镜220的正面侧的周缘部分以及靠正面的外周面抵接的部分的圆环状的按压部252。从镜筒230的正面侧由旋转操作螺纹接合的透镜推压件250外嵌在保持于镜筒230的第二红外线透镜220,通过进一步使透镜推压件250旋转,能够将第二红外线透镜220向背面侧按压并推压,能够固定镜筒230内的第一红外线透镜210、间隔件240以及第二红外线透镜220。
在进行实施方式2所涉及的车载用红外线透镜单元204的组装的情况下,首先,在镜筒230内插入第一红外线透镜210,使形成在第一红外线透镜210的背面侧周缘部分的锥形面211与形成在镜筒230的透镜保持部231的锥形面233抵接。接着,将间隔件240插入嵌合在镜筒230内,使其背面侧的端面与第一红外线透镜210的正面侧的周缘部分抵接,由此以间隔件240以及镜筒230的透镜保持部231夹入保持第一红外线透镜210。然后,将第二红外线透镜220插入到镜筒230内而使其与间隔件240的正面侧的端面抵接,在镜筒230的螺纹槽部35涂敷粘结剂并使透镜推压件250与镜筒230螺纹接合,使粘结剂硬化,由此,完成车载用红外线透镜单元204的组装。
接着,对实施方式2所涉及的车载用红外线透镜单元204的伴随于温度变化的焦点偏移的修正功能进行说明。在此,将间隔件240的轴向的长度(第一红外线透镜210以及第二红外线透镜220的距离)设为L,将第一红外线透镜210的锥形面211以及透镜保持部231的锥形面233与镜筒230的中心轴所成的角设为θ,将透镜保持部231的内径(锥形面233在中央的内径)设为r。另外,将镜筒230的热膨胀系数设为α1,将第一红外线透镜210以及第二红外线透镜220的热膨胀系数设为α2,将间隔件240的热膨胀系数设为α3。
在周围环境的温度上升的情况下,由于镜筒230由热膨胀使内径扩大,所以,若第一红外线透镜210的热膨胀系数α2比镜筒230的热膨胀系数α1小的话(α1>α2),则透镜保持部231以及第一红外线透镜210之间的距离扩大而产生间隙。此时,透镜保持部231以及第一红外线透镜210的抵接部分形成为锥状,所以,第一红外线透镜210能够在轴向朝背面侧(即,朝锥形状的缩径方向)移动。另外,由温度上升,间隔件240也热膨胀,若间隔件240的热膨胀系数α3比镜筒230的热膨胀系数α1大的话(α3>α1),间隔件240随着热膨胀而推压第一红外线透镜210,使第一红外线透镜210朝轴向的背面侧移动。相反地,在周围环境的温度下降的情况下,由于镜筒230的内径缩小,而且间隔件240在轴向缩小,所以,第一红外线透镜210朝轴向的正面侧移动。
因而,在周围环境的温度变化为ΔT的情况下,第一红外线透镜210在轴向移动的距离ΔZ成为以下的(2)式。
ΔZ=r×(α1-α2)×ΔT/tanθ…(2)
根据该(2)式,只要以第一红外线透镜210的移动距离ΔZ成为接近相对于温度变化ΔT的焦点的偏移量的值的方式,调整镜筒230的材料(即,热膨胀系数α1)和锥形面233的角度θ即可。
另外,间隔件240的背面侧端面的关于轴向的移动距离ΔL成为以下的(3)式。
ΔL=L×(α3-α1)×ΔT…(3)
根据上述的(2)式以及(3)式,只要以第一红外线透镜210的移动距离ΔZ和间隔件240的移动距离ΔL接近的方式(成为ΔZ≒ΔL),确定间隔件240的材料(即,热膨胀系数α3)即可。例如,如图6所示的那样,通过由铝形成镜筒230以及透镜推压件250,由ZnS形成第一红外线透镜210以及第二红外线透镜220,由POM形成间隔件240,能够将其实现。
以上构成的实施方式2所涉及的车载用红外线透镜单元204,通过构成为将第一红外线透镜210的背面侧的周缘部分形成为锥状,与之对应地将镜筒230的透镜保持部231形成为锥状,而且通过热膨胀由间隔件240向背面侧推压第一红外线透镜210的构成,从而能够随着镜筒230的热膨胀/收缩使第一红外线透镜210朝轴向移动。因而,通过根据由上述(2)式以及(3)式导出的热膨胀系数α1、α2、α3以及锥形面233的角度θ等确定车载红外线透镜单元204的构成部件的材料以及形状等,能够通过在镜筒230内的第一红外线透镜210的移动抵消并修正伴随温度变化产生的车载用红外线透镜单元204的焦点偏移。
另外,实施方式2所涉及的车载用红外线透镜单元204的其他构成由于与实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4的构成相同,所以,对相同的部位标注相同的附图标记而省略详细的说明。
(变型例)
图17是表示本发明的实施方式2的变型例所涉及的车载用红外线透镜单元204a的构成的示意性剖视图。上述的实施方式2所涉及的车载用红外线透镜单元204的间隔件240,仅是背面侧端面与第一红外线透镜210抵接,正面侧端面与第二红外线透镜220抵接,但也可以如实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4的间隔件40那样在两端设置外嵌部41以及42。
在变型例所涉及的车载用红外线透镜单元204a的间隔件240a,在背面侧端部形成第一外嵌部41,在正面侧端部形成第二外嵌部42。由此,能够使第一红外线透镜210与第一外嵌部41嵌合,使第二红外线透镜20与第二外嵌部42嵌合,进行调芯作业,将两红外线透镜粘结固定于间隔件240a进行一体化,之后,向镜筒230a插入。
另外,第一红外线透镜210的背面侧的周缘部分形成为锥状,在镜筒230a的透镜保持部231形成与第一红外线透镜210的锥形面211抵接的锥形面233。由此,与上述的实施方式2所涉及的车载用红外线透镜204同样,能够对应于温度变化在镜筒230a内使第一红外线透镜210朝轴向移动,所以,能够修正随着温度变化的车载用红外线透镜单元204a的焦点偏移。
(实施方式3)
图18是表示本发明的实施方式3所涉及的车载用透镜单元304的构成的示意性剖视图。上述的实施方式1以及实施方式2所涉及的车载用红外线透镜单元,是具备两个红外线透镜、由间隔件的热膨胀推压第一红外线透镜使其在镜筒内移动的构成。对此,实施方式3所涉及的车载用红外线透镜单元304由于仅具备一个红外线透镜310,所以,不具备设在两个红外线透镜之间的间隔件。实施方式3所涉及的车载用红外线透镜单元304,是红外线透镜310插入到镜筒330内、被透镜推压件350以及弹簧部件(推压部件)370按压而保持在镜筒330内的构成。
红外线透镜310是呈圆板状、在正面侧具有凸面而在背面侧具有凹面的凸凹透镜。另外,红外线透镜310的正面侧的周缘部分平滑地形成,背面侧的周缘部分形成为锥状。该红外线透镜310的锥形面311是从背面侧向正面侧扩径的形状。
镜筒330呈圆筒状,在背面侧的端部在其内周面设有用于保持红外线透镜310的透镜保持部331。透镜保持部331是与实施方式2所涉及的车载用红外线透镜单元204的镜筒230中所设置的透镜保持部231同样的构成,具有使镜筒330的内周面跨整周地突出的环状的抵接部332,抵接部332与红外线透镜310的背面侧的周缘部分抵接,由此,卡止向红外线透镜310的背面侧的移动。另外,抵接部332的正面侧的内缘部分形成为锥状。透镜保持部331的锥形面333是从背面侧向正面侧扩径的形状,其角度与红外线透镜310的周缘部分对应地形成为大致相同的角度,红外线透镜310的锥形面311和透镜保持部331的锥形面333抵接。
透镜推压件350呈圆环状,与镜筒330的正面侧端部的内侧嵌合。此时,透镜推压件350不与镜筒330内的红外线透镜310接触,经由弹簧部件370按压红外线透镜310。弹簧部件370是所谓的螺旋弹簧,夹设在红外线透镜310的正面侧的周缘部分和透镜推压件350的背面之间,向背面侧推压红外线透镜310。与镜筒330嵌合的透镜推压件350由粘结剂等固定,红外线透镜310通过由镜筒330的透镜保持部331和经由弹簧部件370的透镜推压件350夹入,被保持在镜筒330内。
在此,将红外线透镜310的锥形面311以及透镜保持部331的锥形面333与镜筒330的中心轴所成的角设为θ,将透镜保持部331的内径(锥形面333的在中央的内径)设为r。另外,将镜筒330的热膨胀系数设为α1,将红外线透镜310的热膨胀系数设为α2。
在周围环境的温度上升的情况下,镜筒330通过热膨胀扩大内径,所以,若红外线透镜310的热膨胀系数α2比镜筒330的热膨胀系数α1小的话(α1>α2),则透镜保持部331以及红外线透镜310的间的距离扩大而产生间隙。因而,由于透镜保持部331以及红外线透镜310的抵接部分形成为锥状,因而,红外线透镜310能够在轴向朝背面侧移动。此时,由于红外线透镜310由弹簧部件370向背面侧被推压,所以,向背面侧移动。相反地,在周围环境的温度下降的情况下,由于镜筒330的内径缩小,所以,红外线透镜310抵抗弹簧部件370的推压地朝正面侧移动。
因而,在周围环境的温度变化为ΔT的情况下,红外线透镜310在轴向移动的距离ΔZ成为以下的(4)式。
ΔZ=r×(α1-α2)×ΔT/tanθ…(4)
根据该(4)式,只要以红外线透镜310的移动距离ΔZ成为接近相对于温度变化ΔT的焦点的偏移量的值的方式,调整镜筒330的材料(即,热膨胀系数α1)和锥形面333的角度θ即可。例如,如图6所示那样,通过由铝形成镜筒330以及透镜推压件350,由ZnS形成红外线透镜310,从而能够将其实现。
以上构成的实施方式3所涉及的车载用红外线透镜单元304,构成为即使在不具备实施方式1或者实施方式2所涉及的车载红外线透镜单元那样的间隔件的情况下,将红外线透镜310的周缘部分以及镜筒330的透镜保持部331形成为锥状,由弹簧部件370将红外线透镜310向透镜保持部331推压,从而能够通过伴随于温度变化的镜筒330的膨胀/收缩使红外线透镜310在轴向移动。因而,通过基于上述的(4)式适当地确定镜筒330的材料(即,热膨胀系数α1)和锥形面333的角度,能够通过在镜筒330内的红外线透镜310的移动抵消并修正随着温度变化产生的车载用红外线透镜单元304的焦点偏移。
另外,在本实施方式中,将朝透镜保持部331推压红外线透镜310的部件作为弹簧部件370,但并不限于此,也可以板簧或者O形圈等其他部件。
另外,实施方式3所涉及的车载用红外线透镜单元304的其他构成由于与实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4的构成相同,所以,对相同的部位标注相同的附图标记而省略详细的说明。
(实施方式4)
图19是表示本发明的实施方式4所涉及的车载用红外线透镜单元404的构成的示意性剖视图。上述的实施方式1以及实施方式2所涉及的车载用红外线透镜单元是在第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20之间夹设一个间隔件的构成,但实施方式4所涉及的车载用红外线透镜单元是在第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20之间夹设第一间隔件440以及第二间隔件447的两个间隔件的构成。
第一间隔件440呈圆筒状,其外径与镜筒430的内径大致相等,通过从正面侧插入到镜筒430内,能够内嵌于镜筒430。在第一间隔件440的背面侧端部,设有使其内周面跨一周地向内侧突出的形态的突出部,进而形成有使突出部的背面侧的内缘跨一周地形成为台阶状的第一外嵌部441。第一间隔件440的第一外嵌部441从正面侧外嵌在第一红外线透镜10,与第一红外线透镜10的正面侧的周缘部分和外周面抵接。由此,第一红外线透镜10被夹入保持在镜筒430的透镜保持部31的卡止部32和第一间隔件440之间。
另外,实施方式4所涉及的车载用红外线透镜单元404具备夹设在第一间隔件440以及第二间隔件447之间的间隔件接头(连结部件)470。间隔件接头470呈圆筒状,其外径与第一间隔件440的内径大致相等,通过从正面侧插入第一间隔件440而能够进行嵌合。另外,间隔件接头470的内径与第二间隔件447的外径大致相等,通过从间隔件接头470的正面侧插入第二间隔件447而能够进行嵌合。即,间隔件接头470关于与轴向垂直的方向(径向)夹设在第一间隔件440以及第二间隔件447之间。
另外,在间隔件接头470的正面侧端部的外周面,设有跨一周地向外侧突出的凸缘状的卡止部471,在背面侧端部的内周面,设有跨一周地向内侧突出的卡止部472。在将间隔件接头470插入嵌合到第一间隔件440的情况下,间隔件接头470的卡止部471与第一间隔件440的正面侧端面抵接,卡止部471将间隔件接头470向第一间隔件440深处(背面侧)的移动卡止。另外,在间隔件接头470内插入嵌合第二间隔件447的情况下,间隔件接头470的卡止部472与第二间隔件447的背面侧端面抵接,卡止部472将第二间隔件447向间隔件接头470深处(背面侧)的移动卡止。
另外,间隔件接头470的轴向的长度相比第一间隔件440以及第二间隔件447的长度充分短。在第一间隔件440插入嵌合间隔件接头470,在间隔件接头470中插入嵌合了第二间隔件447的状态下,在间隔件接头470的正面侧端面的正面侧设置充分的间隙,在间隔件接头470的背面侧端面的背面侧设置充分的间隙。另外,间隔件接头470由热膨胀系数比第一间隔件440以及第二间隔件447小的材料、例如铝等材料构成。
第二间隔件447呈圆筒状,其外径与间隔件接头470的内径大致相等,通过从正面侧插入到间隔件接头470内,能够内嵌于间隔件接头470。在第二间隔件447的正面侧端部,设有使其外周面跨一周地向外侧突出的形态的突出部,第二间隔件447具备将该突出部的外缘的背面侧跨一周地形成为台阶状的台阶部443和将正面侧端部的内缘跨一周地形成台阶状的第二外嵌部。
第二间隔件447的第二外嵌部442外嵌在第二红外线透镜20的背面侧,与第二红外线透镜20的背面侧的周缘部分和外周面抵接。由此,第二红外线透镜20被夹入保持在第二间隔件447和透镜推压件50的按压部52之间。
另外,第二间隔件447由台阶部443内嵌于镜筒430,而且,向镜筒430的深处的移动被卡止。即,设在第二间隔件447的正面侧端部的外周面上的突出部,设有台阶部443的外径小的部分的外径与镜筒430的内径大致相等,内嵌于镜筒430。另外,第二间隔件447的突出部的外径大的部分,形成有台阶部443的背面侧与镜筒430的正面侧端面抵接,卡止第二间隔件447的移动。
另外,第一间隔件440以及第二间隔件447由热膨胀系数比镜筒430以及间隔件接头470大的材料构成。第一间隔件440和第二间隔件447即可以都由相同的材料构成,也可以由不同的材料构成。
在以上构成的实施方式4所涉及的车载用红外线透镜单元404中,在周围环境的温度上升的情况下,第二间隔件447由热膨胀使间隔件接头470向背面侧移动,使第一间隔件440向背面侧移动。另外,第一间隔件440由热膨胀抵抗O形圈60的弹力地推压第一红外线透镜10,向背面侧移动。因而,实施方式4所涉及的车载红外线透镜单元404,若间隔件接头470的热膨胀系数比第一间隔件440以及第二间隔件470充分小的话,在与使用了一个间隔件的情况(参照实施方式1)比较,能够将由热膨胀形成的第一红外线透镜10的移动量设成大致两倍。另外,第一间隔件440以及第二间隔件470能够分别由热膨胀系数不同的材料形成,所以,能够更为精细地调整伴随热膨胀的第一红外线透镜10的移动量。
另外,在实施方式4中,车载用红外线透镜单元404形成为具备第一间隔件440以及第二间隔件447这两个间隔件的构成,但并不限于此,也可以是下述的变型例所示那样具备三个间隔件的构成,还可以是具备四个以上的间隔件的构成。另外,实施方式4所涉及的车载用红外线透镜单元404的其他构成由于与实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4的构成相同,所以,对相同的部位标注相同的附图标记而省略详细的说明。
(变型例)
图20是表示本发明的实施方式4的变型例所涉及的车载用红外线透镜单元404a的构成的示意性剖视图。变型例所涉及的车载用红外线透镜单元404a具备第一间隔件440a、第二间隔件445a以及第三间隔件447a这三个间隔件和夹设在这些部件之间的第一间隔件接头470a以及第二间隔件接头475a这两个间隔件接头。
变型例所涉及的车载用红外线透镜单元404a的第一间隔件440a是与图19所示的实施方式4的第一间隔件440大致相同的构成。变型例的第一间隔件440a呈其外径与镜筒430的内径大致相等的圆筒状,能够内嵌于镜筒430。在第一间隔件440a的背面侧端部的内周面跨一周地设有突出部,在该突出部的背面侧的内缘形成有第一外嵌部441。第一间隔件440a的第一外嵌部441从正面侧外嵌于第一红外线透镜10,从而第一红外线透镜10被夹入保持在镜筒430的透镜保持部31的卡止部32和第一间隔件440a之间。
第一间隔件接头470a呈圆筒状,其外径与第一间隔件440a的内径大致相等,能够内嵌于第一间隔件440a。另外,第一间隔件接头470a的内径与第二间隔件445a的外径大致相等,能够外嵌于第二间隔件445a。另外,在第一间隔件接头470a的正面侧端部的外周面设有向外侧突出的凸缘状的卡止部471,在背面侧端部的内周面设有向内侧突出的卡止部472。
在将第一间隔件接头470a插入嵌合到第一间隔件440a的情况下,卡止部471与第一间隔件440a的正面侧端面抵接,将第一间隔件接头470a向第一间隔件440a的深处的移动卡止。另外,在将第二间隔件445a插入嵌合到第一间隔件接头470内的情况下,卡止部472与第二间隔件445a的背面侧端面抵接,将第二间隔件445a向第一间隔件接头470a的深处的移动卡止。
第二间隔件445a呈外径与第一间隔件接头470a的内径大致相等,内径与第二间隔件接头475a的外径大致相等的圆筒状。第二间隔件445a内嵌于第一间隔件接头470a,由设在第一间隔件接头470a的背面侧端部的卡止部472将向背面侧的移动卡止。另外,第二间隔件445a外嵌于第二间隔件接头475a,由第二间隔件接头475a的卡止部476将向正面侧的移动卡止。
第二间隔件接头475a呈圆筒状,其外径与第二间隔件445a的内径大致相等,能够内嵌于第二间隔件445a。另外,第二间隔件接头475a的内径与第三间隔件447a的外径大致相等,能够外嵌于第三间隔件447a。另外,在第二间隔件接头475a的正面侧端部的外周面,设有向外侧突出的凸缘状的卡止部476,在背面侧端部的内周面向内侧突出的卡止部477。
在将第二间隔件接头475a插入嵌合到第二间隔件445a的情况下,卡止部476与第二间隔件445a的正面侧端面抵接,将第二间隔件接头475a向第二间隔件445a的深处的移动卡止。另外,在第二间隔件接头475a内插入嵌合第三间隔件447a的情况下,卡止部477与第二间隔件447a的背面侧端面抵接,将第二间隔件447a向第二间隔件接头475a的深处的移动卡止。
第三间隔件447a呈其外径与第二间隔件接头475a的内径大致相等的圆筒状,能够内嵌于第二间隔件接头475a。在第三间隔件447a的正面侧端部的外周面设有突出部,第三间隔件447a具备将该突出部的外缘的背面侧跨一周地形成为台阶状的台阶部443和将正面侧端部的内缘跨一周地形成为台阶状的第二外嵌部442。
第三间隔件447a的第二外嵌部442外嵌于第二红外线透镜20的背面侧,与第二红外线透镜20的背面侧的周缘部分和外周面抵接。由此,第二红外线透镜20被夹入保持在第三间隔件447a和透镜推压件50的按压部52之间。
另外,第三间隔件447a由台阶部443内嵌在镜筒430,而且,将向镜筒430的深处的移动卡止。即,设在第三间隔件447a的正面侧端部的外周面的突出部,设有台阶部443的外径小的部分的外径与镜筒430的内径大致相等,内嵌于镜筒430。另外,第三间隔件447a的突出部的外径大的部分,形成有台阶部443的背面侧与镜筒430的正面侧端面抵接,将第三间隔件447a的移动卡止。
即,变型例所涉及的车载用红外线透镜单元404a在第一间隔件440a以及第二间隔件445a之间夹设第一间隔件接头470a,在第二间隔件445a以及第三间隔件447a之间夹设第二间隔件接头475a。第一间隔件440a至第三间隔件447a通过设在第一间隔件接头470a的两端的卡止部471、472以及设在第二间隔件接头475a的两端的卡止部476、477,将向轴向的移动卡止。
在以上构成的车载用红外线透镜单元404a中,在周围环境的温度上升的情况下,第三间隔件447a由热膨胀使第二间隔件接头475a向背面侧移动,使第二间隔件445a向背面侧移动。另外,第二间隔件445a由热膨胀使第一间隔件接头470a向背面侧移动,使第一间隔件440a向背面侧移动。进而,第一间隔件440a由热膨胀抵抗O形圈60的弹力地推压第一红外线透镜10,向背面侧移动。因而,变型例所涉及的车载红外线透镜单元404a,若第一间隔件接头470a以及第二间隔件接头475a的热膨胀系数比第一间隔件440a、第二间隔件445a以及第三间隔件447a充分小的话,则与采用一个间隔件的情况(参照实施方式1)比较,能够将由热膨胀形成的第一红外线透镜10的移动量设为大致三倍。
图21A以及图21B是表示将间隔件多重化的车载用红外线透镜单元的模拟结果的示意图。本模拟结果为如下构成,即,将第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的材料设为Ge,将镜筒430的材料设为铝(线膨胀系数=21×10-6),相对于60℃的温度变化使第一红外线透镜10移动190μm。另外,间隔件如图19或者图20所示那样使用间隔件接头进行多重化,而且通过适当选定材料,设成线膨胀系数=650×10-6
根据模拟结果,将间隔件多重化的车载用红外线透镜单元,相对于±60℃的温度变化,MTF的变动小,能够将其值大致保持为恒定值。因而,可知图19以及图20所示的车载用红外线透镜单元404(404a)在MTF的温度特性方面获得大幅改善。
(实施方式5)
图22是表示本发明的实施方式5所涉及的车载用红外线透镜单元504的构成的示意性剖视图。上述的实施方式1~4所涉及的车载用红外线透镜单元是在镜筒具备保持伴随热膨胀而移动的红外线透镜的透镜保持部的构成。对此,实施方式5所涉及的车载用红外线透镜单元504是将第一红外线透镜510粘结固定在间隔件40的构成,镜筒530不具有透镜保持部。
实施方式5所涉及的车载用红外线透镜单元504的间隔件40的构成与实施方式1的间隔件40大致相同,外嵌于第一红外线透镜510的第一外嵌部41形成在背面侧端部的内周面,外嵌于第二红外线透镜20的第二外嵌部42形成在正面侧端部的内周面。另外,在间隔件40的外周面,设有在正面侧端部附近外径阶段性地扩大的形成为台阶状的台阶部43,在将间隔件40从正面侧插入到镜筒530内的情况下,通过台阶部43与镜筒530的正面侧端面抵接,将向间隔件40的深处的移动卡止。第一红外线透镜510外嵌于间隔件40的第一外嵌部41,利用粘结剂等进行固定。
镜筒530的内周面形成为与间隔件40的外周面之中的比台阶部43靠背面侧的部分对应的形状。即,镜筒530的内周面,从背面侧端部到轴向的中央部的内径形成为大致恒定,形成为从中央部向正面侧扩径的锥状。镜筒530的正面侧端部的内径与在间隔件40的台阶部43形成为台阶状的部分小的外径大致相等。因而,从镜筒530的正面侧插入的间隔件40,通过其台阶部43与镜筒530的正面侧的端面抵接,将进一步向背面侧朝镜筒530的插入卡止。在该状态下,以间隔件40的背面侧的端面不从镜筒530的背面侧的开口向外部突出的方式,设定镜筒530以及间隔件40的轴向的长度。
以上构成的车载用红外线透镜单元504通过由热膨胀系数比镜筒530大的材料形成间隔件40,在周围环境的温度上升的情况下,间隔件40在台阶部43比卡止于镜筒530的位置靠背面侧的部分由热膨胀在轴向延伸,粘结固定于背面侧端部的外嵌部41的第一红外线透镜510向背面侧移动。因而,车载用红外线透镜单元504通过适当地设定间隔件40的热膨胀系数,能够修正伴随于周围环境的温度变化而产生的焦点偏移。
另外,实施方式5所涉及的车载用红外线透镜单元504的其他构成由于实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4的构成相同,所以,对相同的部位标注相同的附图标记而省略详细的说明。
(变型例1)
图23是表示本发明的实施方式5的变型例1所涉及的车载用红外线透镜单元504a的构成的示意性剖视图。上述的图22所示的实施方式5所涉及的车载用红外线透镜单元504,是使第一红外线透镜510外嵌于间隔件40的第一外嵌部41、由粘结剂等进行粘结固定的构成,但第一红外线透镜510的固定方法并不限于此。变型例1所涉及的车载用红外线透镜单元504a,是以螺纹部件515将第一红外线透镜510a固定在间隔件40的构成。
在变型例1所涉及的车载用红外线透镜单元504a的第一红外线透镜510a,设有使背面侧的周缘部分跨一周地凹陷成台阶状的台阶部511a。台阶部511a的深度(第一红外线透镜510a的轴向的长度)是第一红外线透镜510a的周缘部分的厚度的1/3左右。
另外,在间隔件40的第一外嵌部41,在内周面形成有螺纹槽。螺纹部件515呈外嵌在第一红外线透镜510a的台阶部511a的圆环状,在其外周面形成有与形成于间隔件40的第一外嵌部41的螺纹槽螺纹接合的螺纹槽。即,环状的螺纹部件515的内径与第一红外线透镜510a的台阶部511a的直径大致相等,螺纹部件515的外径与间隔件40的第一外嵌部41的内径大致相等。
在使第一红外线透镜510a与间隔件40的第一外嵌部41嵌合之后,通过一边使螺纹部件515旋转一边将其插入到间隔件40的第一外嵌部41,将间隔件40和螺纹部件515螺纹接合,能够将第一红外线透镜510a夹入固定在间隔件40以及螺纹部件515之间。
(变型例2)
图24是表示本发明的实施方式5的变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元504b的构成的示意性剖视图。上述的图22所示的实施方式5所涉及的车载用红外线透镜单元504形成为使第二红外线透镜20与间隔件40的第二外嵌部42嵌合而进行粘结固定的构成。对此,变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元504b是使第二红外线透镜20与设在镜筒530b的正面侧端部的台阶部534b嵌合的构成,该构成是与图15所示的实施方式1的变型例3所涉及的车载用红外线透镜单元4c大致相同的构成。
变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元504b的间隔件540b具有跨正面侧端部的外周面的一周地形成的凸缘部543b。另外,镜筒530b具有将正面侧的内周面跨一周地形成为台阶状的台阶部534b,镜筒530b的正面侧端部的内径与间隔件540b的设有凸缘部543b的部分的外径以及第二红外线透镜20的背面侧的外径大致相等。从镜筒530b的正面侧向内部插入的间隔件540b,通过其凸缘部543b与镜筒530b的台阶部534b抵接,卡止进一步向背面侧的插入。另外,第二红外线透镜20与镜筒530b的正面侧端部嵌合,而且其背面侧的周缘部分与间隔件540b的正面侧端面抵接。
另外,在间隔件540b的背面侧端部,形成有外嵌于第一红外线透镜510的外嵌部541b,使第一红外线透镜510嵌合于外嵌部541b,之后利用粘结剂等进行粘结固定。镜筒530b的内周面型成为外嵌于间隔件540b的形状,从轴向的中央部到背面侧端部的内径形成为大致恒定。从镜筒530b的正面侧插入的间隔件540b,通过其凸缘部543b与镜筒530b的台阶部534b抵接,卡止进一步向背面侧的插入,在该状态下,以间隔件540b的背面侧的端面不从镜筒530b的背面侧的开口向外部突出的方式,设定镜筒530b以及间隔件540b的轴向的长度。
以上构成的变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元504b与图22所示的实施方式5所涉及的车载用红外线透镜单元504同样,通过由热膨胀系数比镜筒530b大的材料形成间隔件540b,能够修正随着周围环境的温度变化产生的焦点偏移。
(变型例3)
图25是表示本发明的实施方式5的变型例3所涉及的车载用红外线透镜单元504c的构成的示意性剖视图。变型例3所涉及的车载用红外线透镜单元504c,是以与图23所示的变型例1所涉及的车载用红外线透镜单元504a同样的方法进行图24所示的变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元504b的第一红外线透镜510的固定的构成。
变型例3所涉及的车载用红外线透镜单元504c是以螺纹部件515将第一红外线透镜510a固定于间隔件540b的构成。在变型例3所涉及的车载用红外线透镜单元504c的第一红外线透镜510a,设有使背面侧的周缘部分跨一周地凹陷成台阶状的台阶部511a,在间隔件540b的第一外嵌部541b,在内周面形成有螺纹槽。螺纹部件515呈外嵌在第一红外线透镜510a的台阶部511a的圆环状,在其外周面形成有与形成于间隔件540b的第一外嵌部541b的螺纹槽螺纹接合的螺纹槽。据此,能够将间隔件540b和螺纹部件515螺纹接合,将第一红外线透镜510a夹入固定在间隔件540b以及螺纹部件515之间。
另外,在以上的实施方式1、2、4、5(包括各变型例)中,示出了用于对车载用红外线透镜单元的第一红外线透镜进行保持或者固定等以及用于根据温度变化使位置变化的各种构成、用于对第二红外线透镜进行保持或者固定等的各种构成和间隔件的各种构成。例如第一红外线透镜,可以由设计者从外嵌在间隔件的外嵌部的构成、以间隔件以及镜筒的透镜保持部夹入保持的构成、由O形圈等的弹力向正面侧施力的构成、外嵌在形成于镜筒的台阶部的构成、与形成于镜筒的锥形面抵接的构成、或者向间隔件直接固定而不在镜筒设置透镜保持部的构成等中选择最合适的构成。另外,例如第二红外线透镜,能够从与间隔件的第二嵌合部嵌合的构成、或者与形成于镜筒的台阶部嵌合的构成等中选择最合适的构成。另外,例如间隔件,能够从在正面侧端部附近设置台阶部或是凸缘部而与镜筒的正面侧端面或是台阶部卡合的构成、不设置台阶部或是凸缘部而仅夹入在第一红外线透镜以及第二红外线透镜之间的构成、或者以间隔件接头连结多个间隔件的构成等中选择最合适的构成。这些与第一红外线透镜相关的构成、与第二红外线透镜相关的构成、以及与间隔件相关的构成并不限于实施方式1、2、4、5所示的构成,可以任意组合使用能够选择的构成。
(实施方式6)
上述的实施方式1所涉及的车载用红外线透镜单元4,是通过使透镜推压件50与镜筒30螺纹接合并按压第二红外线透镜20以及间隔件40等进行这些部件的固定的构成。为此,根据间隔件40的材料,存在由在高温环境下的透镜推压件50所形成的朝轴向背面侧的推压力在间隔件40产生蠕动变形等、在第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的位置产生偏移等的危险。因此,在以下的实施方式6中,就能够防止由透镜推压件50的推压力形成的间隔件40的变形的构成进行说明。
图26是表示本发明的实施方式6所涉及的车载用红外线透镜单元604的构成的示意性剖视图。实施方式6所涉及的车载用红外线透镜单元604其构成与图10所示的实施方式1的变型例2所涉及的车载用红外线透镜单元4b相似,但镜筒630以及间隔件640的形状不同。
镜筒630形成为相比设有透镜保持部31的部分靠正面侧的内径大致恒定。为此,间隔件640从背面端部到设有台阶部43的部位的外径以与镜筒630的内径大致相等的方式形成为大致恒定。此时,设定镜筒630以及间隔件640的尺寸以及形状等,以便镜筒630的正面侧的内径(与台阶部43卡合而将间隔件640卡止的位置处的镜筒630的内径)R1比与间隔件640的第二外嵌部42嵌合的第二红外线透镜20(的至少背面侧)的外径R2小。
像如图10所示的车载用红外线透镜单元4b那样,在卡止位置处的镜筒630的内径比第二红外线透镜20的外径大的情况下,在由透镜推压件50将第二红外线透镜20朝轴向的背面侧推压时,朝轴向的推压力仅施加于间隔件40。为此,根据间隔件40的材料,存在由透镜推压件50的推压力在高温环境等下造成间隔件40变形等的危险。
对此,图26所示的实施方式6所涉及的车载用红外线透镜单元604,由于其第二红外线透镜20的外径R2比同轴配置的镜筒630的内径R1大,所以,由透镜推压件50对第二红外线透镜20朝轴向施加的推压力的一部分或者全部都施加在镜筒630的正面侧的端面上。因而,能够抑制由透镜推压件50的推压力产生的间隔件640的变形(只要是台阶部43的剪切变形)。另外,镜筒630能够由铝等金属成形,与由合成树脂等成形的间隔件640比较,即使在高温环境也少有变形的危险。据此,实施方式6所涉及的车载用红外线透镜单元604能够有效地防止因由透镜推压件50的推压力形成的蠕动变形等产生第一红外线透镜10以及第二红外线透镜20的位置偏移等,所以,能够实现精度提高以及可靠性提高等。
另外,以镜筒630的内径R1与第二红外线透镜20的外径R2之差成为大约0.4mm的方式成形镜筒630、间隔件640以及第二红外线透镜20等,对车载用红外线透镜单元604进行施加300小时100℃的高温环境负荷的试验,此时,在环境负荷前后,第一红外线透镜10的轴向的位置偏移不足5μm。
镜筒630的内径R1与第二红外线透镜20的外径R2之差越大,上述的效果就越大。但是,镜筒630以及间隔件640等的小型化并不容易,所以,为了加大镜筒630的内径R1与第二红外线透镜20的外径R2之差,需要将第二红外线透镜20大型化,这就导致了车载用红外线透镜单元604的大型化。因而,优选的是,考虑车载用红外线透镜单元604所要求的精度以及尺寸等要件、还有间隔件640所使用的材料等,确定镜筒630的内径R1以及第二红外线透镜20的外径R2。
另外,在实施方式6中,相对于图10所示的实施方式1的变型例2所涉及的车载红外线透镜单元4b,示出了防止因透镜推压件50的推压力产生的间隔件40的变形的构成,但并不限于此。对于其他实施方式以及变型例所涉及的车载红外线透镜单元,通过同样采用将镜筒的内径设定得比第二红外线透镜的外径小的构成,也能够获得可以防止因间隔件的变形产生的第二红外线透镜的位置偏移这样的效果。

Claims (11)

1.一种透镜单元,该透镜单元具备多个透镜、将该透镜保持在内部的镜筒和在该镜筒内夹设在两个上述透镜之间的间隔件,其特征在于,
上述镜筒或者上述间隔件具有保持上述透镜的透镜保持部,
上述镜筒以及上述间隔件分别由热膨胀系数不同的材料形成,
上述间隔件通过热膨胀扩大两个上述透镜之间的距离,
上述透镜保持部形成为所保持的上述透镜通过上述间隔件的热膨胀朝轴向移动;
上述间隔件在端部形成有分别外嵌于两个上述透镜的外嵌部。
2.如权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,上述透镜保持部设于上述镜筒,通过与上述间隔件一起在轴向夹住上述透镜而保持该透镜,
上述间隔件通过热膨胀朝向上述透镜保持部推压被保持于上述透镜保持部的透镜,
上述透镜保持部形成为所保持的上述透镜通过上述间隔件的推压朝轴向移动。
3.如权利要求2所述的透镜单元,其特征在于,上述透镜保持部具有:
卡止部,该卡止部突设于上述镜筒的内周面,卡止上述透镜的移动,和
弹性部件,该弹性部件夹设在该卡止部与上述透镜之间。
4.如权利要求2所述的透镜单元,其特征在于,上述透镜形成为轴向的一侧的周缘部分朝另一侧扩径的锥状,
上述透镜保持部具有突设于上述镜筒的内周面并与上述透镜的一侧的周缘部分抵接的抵接部,
该抵接部形成为与上述透镜的周缘部分对应的角度的锥状。
5.如权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,上述透镜保持部以固定机构将外嵌于上述间隔件的外嵌部的透镜固定,由此保持该透镜,
通过上述间隔件的热膨胀,被固定于上述外嵌部的上述透镜朝轴向移动。
6.如权利要求5所述的透镜单元,其特征在于,具备卡止上述间隔件相对于上述镜筒朝轴向的移动的卡止机构,
上述间隔件通过从上述卡止机构的卡止位置到上述透镜保持部的部分的热膨胀,使被保持于上述透镜保持部的透镜朝轴向移动。
7.如权利要求6所述的透镜单元,其特征在于,还具备透镜推压件,该透镜推压件固定于上述镜筒并与配置在轴向的最端侧的透镜抵接,将该透镜朝向上述间隔件推压,
在上述卡止机构的卡止位置处的上述镜筒的内径比由上述透镜推压件推压的透镜的外径小。
8.如权利要求7所述的透镜单元,其特征在于,在两个上述透镜之间夹装多个间隔件,
还具备连结部件,该连结部件以内嵌于一个间隔件地将该间隔件的端部卡止、并且外嵌于其他间隔件地将该间隔件的端部卡止的方式夹装在两个间隔件之间,
该连结部件的热膨胀系数比上述间隔件的热膨胀系数小。
9.如权利要求7或8所述的透镜单元,其特征在于,上述间隔件的热膨胀系数比上述镜筒的热膨胀系数大。
10.如权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,上述镜筒的热膨胀系数比上述透镜的热膨胀系数大。
11.一种车载用红外线透镜单元,该车载用红外线透镜单元具有多个红外线透镜、在内部保持该红外线透镜的镜筒和在该镜筒内夹设在两个上述红外线透镜之间的间隔件,装备在搭载于车辆的红外线摄像装置中,其特征在于,
上述镜筒或者上述间隔件具有保持上述红外线透镜的透镜保持部,
上述镜筒以及上述间隔件分别由热膨胀系数不同的材料形成,
上述间隔件通过热膨胀扩大两个上述红外线透镜之间的距离,
上述透镜保持部形成为所保持的上述红外线透镜通过上述间隔件的热膨胀朝轴向移动;
上述间隔件在端部形成有分别外嵌于两个上述红外线透镜的外嵌部。
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Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011170161A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Fujifilm Corp レンズ装置
JP5538135B2 (ja) * 2010-08-13 2014-07-02 富士フイルム株式会社 偏心調整機構を備えたレンズ鏡筒
JP5212927B2 (ja) 2011-01-25 2013-06-19 株式会社デンソー 顔撮影システム
CN102798955B (zh) * 2011-05-23 2014-12-17 亚洲光学股份有限公司 投影机镜头
KR101825747B1 (ko) * 2011-06-07 2018-02-05 엘지이노텍 주식회사 카메라 모듈 및 그의 조립 방법
US8886031B2 (en) * 2011-08-31 2014-11-11 Apple Inc. Camera window assembly for electronic device
US9217852B2 (en) 2012-01-31 2015-12-22 Siemens Energy, Inc. System and method for online inspection of turbines using an optical tube with broadspectrum mirrors
US9366855B2 (en) * 2012-01-31 2016-06-14 Siemens Energy, Inc. System and method for online inspection of turbines including temperature and vibration compensating lens mount
WO2014034360A1 (ja) * 2012-08-31 2014-03-06 シャープ株式会社 レンズ駆動装置、およびカメラモジュール
JP5964709B2 (ja) 2012-09-25 2016-08-03 京セラ株式会社 光学ユニット、撮像装置、および移動体
US20160195690A1 (en) * 2012-12-20 2016-07-07 Raytheon Canada Limited Optical assembly
DE102013104159A1 (de) * 2013-01-23 2014-07-24 Jenoptik Optical Systems Gmbh Thermisch kompensierte optische Baugruppe mit einem formschlüssig gehaltenen optischen Bauelement
CN103175609A (zh) * 2013-03-04 2013-06-26 南京大学 一种使用高温超导ybco双晶结探测高温超导bscco太赫兹辐射的装置
US9778435B2 (en) * 2013-05-14 2017-10-03 JCD (Guang Zhou) Optical Corporation Limited Lens barrel
TWI627377B (zh) * 2013-05-23 2018-06-21 信泰光學(深圳)有限公司 瞄準裝置
DE102013209814B4 (de) * 2013-05-27 2015-01-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Optische Struktur mit daran angeordneten Stegen und Verfahren zur Herstellung derselben
JP6160323B2 (ja) 2013-07-18 2017-07-12 株式会社デンソー レンズ鏡筒
JP2015060119A (ja) * 2013-09-19 2015-03-30 三菱電機株式会社 光モジュール用レンズキャップ、光モジュール、及び光モジュール用レンズキャップの製造方法
DE102013020574A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-18 Mekra Lang Gmbh & Co. Kg Kamera mit Objektivbefestigung
EP2942938B1 (en) * 2014-05-07 2021-01-27 Veoneer Sweden AB Camera module for a motor vehicle and method of pre-focusing a lens objective in a lens holder
JP6657100B2 (ja) * 2014-09-25 2020-03-04 日本電産コパル株式会社 撮像装置、光学機器、電子機器、車両および撮像装置の製造方法
EP3226535A4 (en) * 2014-11-26 2017-11-22 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Image pickup apparatus
EP3226051B1 (en) * 2014-11-27 2020-12-23 Kyocera Corporation Lens, lens unit, and imaging device
JP6655891B2 (ja) * 2015-06-04 2020-03-04 マクセル株式会社 レンズユニットおよび車載カメラ
JP6533703B2 (ja) * 2015-07-07 2019-06-19 日本電産コパル株式会社 レンズ鏡筒、撮像ユニット及び撮像装置
TWI599427B (zh) * 2015-11-27 2017-09-21 財團法人工業技術研究院 加熱產生均勻熔池之裝置
CN106896463B (zh) * 2015-12-17 2020-07-31 宁波舜宇车载光学技术有限公司 用于车载光学成像系统的光学镜头
WO2017154827A1 (ja) 2016-03-11 2017-09-14 富士フイルム株式会社 撮像装置
JP6798161B2 (ja) * 2016-03-15 2020-12-09 住友電気工業株式会社 赤外線レンズモジュール
US20190293898A1 (en) * 2016-03-18 2019-09-26 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Infrared lens unit
US20190235217A1 (en) * 2016-03-18 2019-08-01 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Infrared lens unit
JP2017219745A (ja) * 2016-06-09 2017-12-14 日本電産コパル株式会社 レンズ保持機構及び撮像装置
JP6651016B2 (ja) * 2016-07-14 2020-02-19 三菱電機株式会社 照明装置
CN106094156A (zh) * 2016-08-17 2016-11-09 福建福光天瞳光学有限公司 f19mm车载远红外机械无热化镜头
CN106154505B (zh) * 2016-08-22 2019-06-07 福建福光天瞳光学有限公司 一种长波红外机械被动式无热化车载镜头及其安装方法
CN106125251A (zh) * 2016-08-30 2016-11-16 福建福光天瞳光学有限公司 固定式非制冷长波红外混合型无热化镜头及其安装方法
CN206096581U (zh) * 2016-09-18 2017-04-12 深圳市光峰光电技术有限公司 镜片固定结构、投影设备及光路系统
JP6479282B2 (ja) 2016-09-23 2019-03-06 富士フイルム株式会社 レンズユニット
JP6866655B2 (ja) * 2017-01-31 2021-04-28 株式会社Jvcケンウッド 熱画像処理装置、赤外線撮像装置、熱画像処理方法、及び熱画像処理プログラム
TWI631381B (zh) * 2017-02-22 2018-08-01 大立光電股份有限公司 環形光學元件組、成像鏡片組與電子裝置
CN110520775B (zh) * 2017-04-05 2021-06-18 富士胶片株式会社 透镜单元
CN110997294B (zh) * 2017-06-14 2023-06-13 泰立戴恩菲力尔商业系统公司 透镜系统和制造方法
TWI625557B (zh) 2017-07-11 2018-06-01 大立光電股份有限公司 環形光學元件、成像鏡頭模組與電子裝置
CN111886542B (zh) * 2018-03-20 2022-08-30 株式会社理光 光学系统和成像装置
JP7154892B2 (ja) * 2018-09-03 2022-10-18 キヤノン株式会社 レンズ装置およびそれを有するカメラシステム
JP7172363B2 (ja) * 2018-09-26 2022-11-16 株式会社デンソー カメラモジュール
US10911647B2 (en) * 2018-11-12 2021-02-02 Magna Electronics Inc. Vehicular camera with thermal compensating means
US11402602B2 (en) * 2019-09-27 2022-08-02 Waymo Llc Lens retainer ring with compliant element
WO2021065056A1 (ja) * 2019-09-30 2021-04-08 富士フイルム株式会社 投射レンズおよび投射装置
DE102019008226A1 (de) * 2019-11-26 2021-05-27 Karl Storz Se & Co. Kg Linsensystem für ein Videoendoskop, Endoskop-Objektiv, Videoendoskop, und Montageverfahren
JP7542959B2 (ja) * 2019-12-06 2024-09-02 キヤノン株式会社 レンズ保持機構
US11262562B2 (en) 2020-03-18 2022-03-01 Waymo Llc Infrared camera module cover
KR20220056698A (ko) * 2020-10-28 2022-05-06 삼성전기주식회사 카메라 모듈
KR102445654B1 (ko) * 2020-11-09 2022-09-21 삼성전기주식회사 스페이서 또는 이를 구비한 카메라 모듈
US20230105712A1 (en) * 2021-10-06 2023-04-06 Veoneer Us, Inc. Athermalized lens design

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201107456Y (zh) * 2007-11-19 2008-08-27 叶明华 具红外夜视功能的日夜两用型4.0mm至9.0mm变焦镜头

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57208518A (en) 1981-06-19 1982-12-21 Olympus Optical Co Ltd Lens holder whose interval varies with temperature
JPS5975216A (ja) * 1982-10-23 1984-04-27 Olympus Optical Co Ltd レンズ保持装置
JPH07140367A (ja) 1993-11-19 1995-06-02 Konica Corp レンズ鏡胴
US6108145A (en) * 1999-05-21 2000-08-22 Lockheed Martin Corporation Thermal loading retainer
JP2001084352A (ja) 1999-09-09 2001-03-30 Seiko Epson Corp 画像読取装置
JP2002014269A (ja) 2000-06-29 2002-01-18 Sony Corp 光学装置
IL159140A0 (en) * 2001-12-14 2004-06-01 Raytheon Co Precisely aligned lens structure and a method for its fabrication
JP2006234989A (ja) * 2005-02-23 2006-09-07 Nidec Copal Corp レンズユニット
CN1858644A (zh) * 2005-04-29 2006-11-08 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 光学模组
JP2007052096A (ja) 2005-08-16 2007-03-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd レンズユニット
JP2007121612A (ja) 2005-10-27 2007-05-17 Hitachi Maxell Ltd レンズ装置
US20070098400A1 (en) * 2005-10-28 2007-05-03 Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. Lens module and digital camera module using the same
JP2008233237A (ja) * 2007-03-16 2008-10-02 Sumitomo Electric Ind Ltd 光学部材、撮像装置及び車載カメラ用鏡筒
JP2008287121A (ja) 2007-05-21 2008-11-27 Sumitomo Electric Ind Ltd 遠赤外線カメラ用レンズユニットとその製造方法
JP2011170161A (ja) * 2010-02-19 2011-09-01 Fujifilm Corp レンズ装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201107456Y (zh) * 2007-11-19 2008-08-27 叶明华 具红外夜视功能的日夜两用型4.0mm至9.0mm变焦镜头

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP昭57-208518A 1982.12.21
JP特开2007-121612A 2007.05.17
JP特开2007-52096A 2007.03.01
JP特开2008-287121A 2008.11.27
JP特开平7-140367A 1995.06.02

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Publication number Publication date
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CN102227663A (zh) 2011-10-26
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US20120019905A1 (en) 2012-01-26
WO2010061604A1 (ja) 2010-06-03
JP5522052B2 (ja) 2014-06-18
EP2357503A1 (en) 2011-08-17
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EP2357503B1 (en) 2018-10-24

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