CN110520775B - 透镜单元 - Google Patents

Abstract

本发明的透镜单元具有：筒状镜筒，由含有无机纤维的树脂材料制成；及容纳部件，包含沿光轴方向排列而容纳于镜筒内的多个透镜，且其中至少1片透镜由树脂材料制成，镜筒的光轴方向上的热膨胀量被设为与容纳部件的光轴方向上的热膨胀量的总和相等，或镜筒的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量被设为与由树脂材料制成的透镜的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量相等。

Description

透镜单元

技术领域

本公开涉及一种透镜单元。

背景技术

近年来，从低成本化、成型性等观点考虑，尝试由树脂材料来构成透镜单元的透镜或镜筒。例如，日本特开2016-184081号公报中公开了具有由用玻璃纤维(无机纤维)增强的树脂材料制成的镜筒的透镜单元。

发明内容

发明要解决的技术课题

然而，通常，由树脂材料制成的镜筒与由铝等金属制成的镜筒相比，热膨胀系数较大，尤其当镜筒由含有无机纤维的树脂材料制成时，热膨胀系数在树脂材料流动的方向和与其正交的方向上出现各向异性。因此，当因外部温度的上升而镜筒及容纳于镜筒内的透镜等容纳部件热膨胀时，例如在镜筒的热膨胀量大于容纳部件的热膨胀量的情况下，因透镜之间的间隔扩大而可能会导致透镜的位置偏离。

另一方面，例如，当容纳部件的热膨胀量大于镜筒的热膨胀量时，因在透镜中产生压缩应力而透镜容易发生塑性变形，当外部温度恢复为室温时，因在透镜之间出现间隔而可能会导致透镜的位置偏离。尤其，当容纳部件即透镜由树脂材料制成时，因镜筒与透镜的热膨胀量差而透镜的热膨胀被镜筒限制，由此在透镜中容易产生压缩应力。

本公开目的在于提供一种考虑到上述情况而能够抑制外部温度上升时在透镜中产生压缩应力的透镜单元。

用于解决技术课题的手段

本公开的第1方式所涉及的透镜单元具有：筒状镜筒，由含有无机纤维的树脂材料制成；及容纳部件，包含沿光轴方向排列而容纳于镜筒内的多个透镜，且其中至少1片透镜由树脂材料制成，镜筒的光轴方向上的热膨胀量被设为容纳部件的光轴方向上的热膨胀量的总和相等。

尤其在镜筒由含有无机纤维的树脂材料制成的情况下，镜筒的热膨胀系数中产生各向异性，因此因容纳部件即透镜的位置偏离或透镜的热膨胀被镜筒限制而在透镜中容易产生压缩应力。

在此，根据上述结构，通过将镜筒的光轴方向上的热膨胀量设为与容纳部件的光轴方向上的热膨胀量的总和相等，能够抑制在透镜之间出现间隔或在透镜中产生压缩应力。另外，“光轴方向上的热膨胀量被设为相等”是指热膨胀量差被设为±15μm以内。并且，热膨胀量通过部件的长度乘以部件的热膨胀系数来计算。

本公开的第2方式所涉及的透镜单元具有：筒状镜筒，由含有无机纤维的树脂材料制成；及容纳部件，包含沿光轴方向排列而容纳于镜筒内的多个透镜，且其中至少1片透镜由树脂材料制成，镜筒的光轴方向上的热膨胀量设为与容纳部件的光轴方向上的热膨胀量的总和相等，且镜筒的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量被设为与由树脂材料制成的透镜的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量相等。

根据上述结构，镜筒的光轴方向上的热膨胀量设为与容纳部件的光轴方向上的热膨胀量的总和相等，镜筒的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量被设为由树脂材料制成的透镜的与光轴方向垂直方向上的热膨胀量相等。因此，与仅将光轴方向的热膨胀量及与光轴垂直的方向的热膨胀量中的某一个设为相等的结构相比，能够抑制透镜的位置偏离，从而能够进一步抑制在透镜中产生压缩应力。

本公开的第3方式所涉及的透镜单元在第1方式或第2方式所涉及的透镜单元中，从容纳部件的光轴方向上的热膨胀量的总和减去镜筒的光轴方向上的热膨胀量的热膨胀量差被设为0μm以上且10μm以下。

根据上述结构，从容纳部件的光轴方向上的热膨胀量的总和减去镜筒的光轴方向上的热膨胀量的热膨胀量差被设为0μm以上且10μm以下。因此，与热膨胀量差小于0μm的情况相比，能够抑制透镜的位置偏离，与热膨胀量差大于10μm的情况相比，能够抑制在透镜中产生压缩应力。

本公开的第4方式所涉及的透镜单元具有：筒状镜筒，由含有无机纤维的树脂材料制成；及容纳部件，包含沿光轴方向排列而容纳于镜筒内的多个透镜，且其中至少1片透镜由树脂材料制成，镜筒的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量被设为与由树脂材料制成的透镜的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量相等。

根据上述结构，通过将镜筒的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量设为与由树脂材料制成的透镜的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量相等，能够抑制透镜彼此的轴偏离或在透镜中产生压缩应力。另外，“与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量被设为相等”是指热膨胀量差被设为±10μm以内。

本公开的第5方式所涉及的透镜单元在第4方式所涉及的透镜单元中，从由树脂材料制成的透镜的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量减去镜筒的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量的热膨胀量差被设为0μm以上且10μm以下。

根据上述结构，从由树脂材料制成的透镜的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量减去镜筒的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量的热膨胀量差被设为0μm以上且10μm以下。因此，与热膨胀量差小于0μm的情况相比，能够抑制透镜彼此的轴偏离，与热膨胀量差大于10μm的情况相比，能够抑制在透镜中产生压缩应力。

本公开的第6方式所涉及的透镜单元在第1方式～第3方式中的任一个方式所涉及的透镜单元中，容纳部件具有由玻璃材料制成的透镜。

通常，由玻璃材料制成的透镜与由树脂材料制成的透镜及镜筒相比，热膨胀系数较小。在此，根据上述结构，容纳部件具有由玻璃材料制成的透镜，因此通过由玻璃材料制成的透镜能够调整容纳部件的光轴方向的热膨胀量的总和。

本公开的第7方式所涉及的透镜单元在第6方式所涉及的透镜单元中，镜筒的光轴方向上的热膨胀系数小于由树脂材料制成的透镜的光轴方向上的热膨胀系数，且大于由玻璃材料制成的透镜的光轴方向上的热膨胀系数。

根据上述结构，镜筒的光轴方向上的热膨胀系数小于由树脂材料制成的透镜的光轴方向上的热膨胀系数，且大于由玻璃材料制成的透镜的光轴方向上的热膨胀系数。因此，通过由玻璃材料制成的透镜及由树脂材料制成的透镜，能够调整相对于镜筒的热膨胀量的容纳部件的光轴方向的热膨胀量的总和。

本公开的第8方式所涉及的透镜单元在第1方式～第3方式、第6方式、第7方式中的任一个方式所涉及的透镜单元中，容纳部件由含有无机纤维的树脂材料制成，且具有多个规定透镜之间的间隔的间隔环。

根据上述结构，由含有无机纤维的树脂材料制成的间隔环设置于透镜之间。因此，通过调整间隔环的热膨胀量，能够调整容纳部件的光轴方向的热膨胀量的总和。

本公开的第9方式所涉及的透镜单元在第8方式所涉及的透镜单元中，透镜或间隔环具有沿与光轴方向垂直的方向延伸的平坦面，透镜与间隔环或透镜彼此通过平坦面彼此接触。

根据上述结构，透镜与间隔环或透镜彼此通过沿光轴垂直方向延伸的平坦面彼此接触。因此，与透镜与间隔环或透镜彼此相互点接触的结构相比，能够抑制在透镜或间隔环热膨胀时应力集中于透镜或间隔环的一点，从而能够抑制透镜或间隔环相对于光轴倾斜。

本公开的第10方式所涉及的透镜单元在第1方式～第9方式中的任一个方式所涉及的透镜单元中，镜筒的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀系数大于镜筒的光轴方向上的热膨胀系数。

根据上述结构，镜筒的光轴垂直方向的热膨胀系数大于光轴方向的热膨胀系数，因此能够抑制镜筒的光轴方向的热膨胀并且容许光轴垂直方向的热膨胀。

本公开的第11方式所涉及的透镜单元在第1方式～第10方式中的任一个方式所涉及的透镜单元中，镜筒的热膨胀系数通过改变所含有的无机纤维的量或无机纤维的取向而得到调整。

根据上述结构，通过调整所含有的无机纤维的量或无机纤维的取向，能够使镜筒的热膨胀量与容纳部件的热膨胀量相符。

本公开的第12方式所涉及的透镜单元在第1方式～第10方式中的任一个方式所涉及的透镜单元中，镜筒由至少两种以上的树脂材料制成。

当通过调整无机纤维的含量来调整镜筒的热膨胀系数时，调整范围存在界限，当通过调整无机纤维的取向来调整镜筒的热膨胀系数时，调整浇口的位置等花费工夫。在此，根据上述结构，镜筒由两种以上的树脂材料制成，因此通过混合热膨胀系数不同的多种树脂材料，能够调整镜筒的热膨胀系数。因此，与调整无机纤维的含量或无机纤维的取向的情况相比，能够轻松地调整热膨胀系数。

本公开的第13方式所涉及的透镜单元在第1方式～第12方式中的任一个方式所涉及的透镜单元中，搭载于车载用摄像机或监控摄像机。

本公开的透镜单元作为搭载于设置于车内的车载用摄像机或设置于室外的监控摄像机等存在暴露于高温下的可能性且难以维持成像性能的环境下使用的摄像机的透镜单元尤其有用。

发明效果

根据本公开，能够抑制外部温度上升时在透镜中产生压缩应力。

附图说明

图1是表示实施方式的一例所涉及的透镜单元的整体结构的分解剖视图。

图2A是表示实施方式的一例所涉及的透镜单元的热膨胀前的状态的剖视图。

图2B是表示实施方式的一例所涉及的透镜单元的热膨胀后的状态的剖视图。

具体实施方式

以下，参考图1、图2A及图2B对本公开所涉及的透镜单元的实施方式的一例进行说明。另外，在图中，Z方向是指与光轴水平的方向即光轴方向，Y方向是指与光轴垂直的方向即光轴垂直方向或径向。

本实施方式中的透镜单元10例如搭载于设置于室外的监控摄像机或设置于车辆内部的车载用摄像机等存在暴露于高温下的可能性且难以维持成像性能的环境下使用的摄像机中。如图1所示，透镜单元10具备镜筒12、容纳于镜筒12内的容纳部件14及固定于镜筒12的成像模块16。

<镜筒的结构>

作为一例，镜筒12为将光轴方向(Z方向)设为中心轴方向的圆筒，且对含有无机纤维的树脂材料(以下，称为“含无机树脂”。)进行注射成型而构成。作为无机纤维，例如可举出玻璃纤维、碳纤维及无机填料等，通过无机纤维而镜筒12的强度得到增强。

在本实施方式的镜筒12中，无机纤维的取向与光轴方向大致相同。通常，树脂材料中，和与无机纤维的纤维方向垂直的方向相比，与纤维方向水平的方向难以膨胀。因此，镜筒12的光轴垂直方向上的热膨胀系数大于光轴方向上的热膨胀系数。

另外，例如，在镜筒12成型时，通过将树脂注射用浇口形成于成像模块16侧(光轴方向另一端侧)，且使树脂材料沿光轴方向流动，能够使无机纤维沿光轴方向取向。具体而言，例如镜筒12的光轴方向上的热膨胀系数被设为10ppm～30ppm左右，光轴垂直方向上的热膨胀系数被设为50ppm～60ppm左右。

作为构成镜筒12的树脂材料，例如能够使用选自由聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、间规聚苯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚烯烃及各自的改性聚合物组成的组中的至少一种或包含选自该组中的至少一种的聚合物合金等。

另外，镜筒12更优选由上述树脂材料中热膨胀系数不同的至少两种以上的树脂材料构成。通过由混合了两种以上的树脂材料来构成镜筒12，能够调整镜筒12的热膨胀系数。

而且，镜筒12要求较高的遮光性及光吸收性，因此所使用的树脂材料优选为黑色，上述树脂材料优选包含黑色颜料或黑色燃料。通过由包含黑色颜料或黑色燃料的树脂材料来构成镜筒12，能够将镜筒12的内周面12A设为黑色，从而能够更有效地抑制镜筒12的内周面12A上的可见光的反射。

镜筒12具有在光的入射侧即光轴方向一端侧(图1中的左端侧)具有开口部18A的筒部18及覆盖筒部18的光的射出侧即光轴方向另一端侧(图1中的右端侧)的底壁部20。

在镜筒12的筒部18的开口部18A的周缘部分形成有通过热铆接而朝向镜筒12的径向内侧弯曲的铆接部18B，在热铆接后的状态下，开口部18A从光轴方向观察呈圆形状。另一方面，在镜筒的底壁部20沿光轴方向贯穿形成有内径小于开口部18A的内径的开口部20A。

镜筒12的内周面12A从光轴方向观察呈圆形状，且内径从镜筒12的光轴方向一端侧朝向光轴方向另一端侧阶段性地变小。并且，在从镜筒12内的开口部18A至开口部20A之间形成有容纳容纳部件14的容纳部22。

<容纳部件的结构>

如图1所示，作为一例，容纳部件14在镜筒12的容纳部22内具备从光轴方向一端侧依次配置的第1透镜24、第2透镜26、第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32(以下，有时将第1透镜24～第5透镜32统称为“透镜24、26、28、30、32”。)。

并且，在镜筒12的容纳部22内的第1透镜24与第2透镜26之间、第2透镜26与第3透镜28之间、第4透镜30与第5透镜32之间分别设置有间隔环34、36、38。

作为一例，第1透镜24及第2透镜26由玻璃材料制成，且从光轴方向观察呈圆形状。另外，由玻璃材料制成的第1透镜24及第2透镜26的光轴方向上的热膨胀系数与光轴垂直方向上的热膨胀系数设为相同，第1透镜24及第2透镜26的热膨胀系数设为小于镜筒12的光轴方向上的热膨胀系数。具体而言，例如第1透镜24及第2透镜26的热膨胀系数被设为7ppm左右。

作为一例，第1透镜24设成光轴方向一端面设为凸面而光轴方向另一端面设为平坦面24C的平凸透镜，在外周面形成有凹向第1透镜24的径向内侧的阶梯部24A。另外，如图2A、图2B所示，在阶梯部24A遍及整周嵌合有橡胶制的密封件40。

如图1所示，第2透镜26具备透镜部26A及从透镜部26A向径向外侧伸出的周缘部26B。另外，作为一例，第2透镜26的透镜部26A设成光轴方向两端面均设为非球面的凸面的非球面凸透镜。并且，第2透镜26的周缘部26B的光轴方向上的两端面分别设为沿与光轴方向垂直的方向延伸的平坦面26C。

作为一例，第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32由树脂材料制成，且从光轴方向观察分别呈圆形状。另外，由树脂材料制成的第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32的光轴方向上的热膨胀系数与光轴垂直方向上的热膨胀系数设为相同，第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32的热膨胀系数大于镜筒12的光轴方向上的热膨胀系数。具体而言，例如第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32的热膨胀系数被设为70ppm左右。

并且，第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32分别具备透镜部28A、30A、32A及从透镜部28A、30A、32A向径向外侧伸出的周缘部28B、30B、32B。

作为一例，第3透镜28的透镜部28A及第5透镜32的透镜部32A设成光轴方向一端面设为凸面而光轴方向另一端面设为水平面的平凸透镜。作为一例，第4透镜30的透镜部30A设成光轴方向两端面设为凸面的双凸透镜。

并且，第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32的周缘部28B、30B、32B的光轴方向上的两端面分别设为沿与光轴方向垂直的方向延伸的平坦面28C、30C、32C，第3透镜28与第4透镜30通过平坦面28C、30C彼此抵接。

间隔环34、36、38从光轴方向观察为环状部件，作为一例由含无机树脂制成。构成间隔环34、36、38的树脂材料及无机纤维可以使用与构成镜筒12的树脂材料及无机纤维相同的材料，并且，也可以使用不同的材料。

具体而言，与镜筒12相同地，作为构成隔环34、36、38的树脂材料，能够使用选自由聚酰胺、聚缩醛、聚碳酸酯、聚苯醚、聚对苯二甲酸丁二酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚乙烯、间规聚苯乙烯、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚芳酯、聚酰胺酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚醚酮、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚烯烃及各自的改性聚合物组成的组中的至少一种或包含选自该组中的至少一种的聚合物合金等。

另外，间隔环34、36、38也可以由铝等金属材料构成，在该情况下，间隔环34、36、38的热膨胀系数例如设为23ppm左右。并且，将间隔环34、36、38中的1个或2个由含无机树脂来构成，电可以由其他金属材料来构成。

间隔环34、36、38的光轴方向两端面分别设为沿与光轴方向垂直的方向延伸的平坦面34A、36A、38A。由此，通过间隔环34的平坦面34A分别与第1透镜24的平坦面24C及第2透镜26的平坦面26C抵接，规定光轴方向上的第1透镜24与第2透镜26之间的间隔。

相同地，通过间隔环36的平坦面36A分别与第2透镜26的平坦面26C及第3透镜28的平坦面28C抵接，规定光轴方向上的第2透镜26与第3透镜28之间的间隔。并且，通过间隔环38的平坦面38A分别与第4透镜30的平坦面30C及第5透镜32的平坦面32C抵接，规定光轴方向上的第4透镜30与第5透镜32之间的间隔。

在此，容纳部件14的光轴方向上的热膨胀量的总和被设为与镜筒12的光轴方向上的热膨胀量相等。并且，容纳部件14中，光轴垂直方向上的热膨胀量最大的由树脂材料制成的第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32的热膨胀量被设为与镜筒12的光轴垂直方向上的热膨胀量相等。

具体而言，如图2A所示，将透镜单元10的外部温度为室温(作为一例为40℃)时的镜筒12的容纳部22的光轴方向上的长度设为P1，将容纳部22(镜筒12的最小内径部分)的光轴垂直方向上的宽度设为Q1。并且，容纳部件14的光轴方向上的长度的总和即第1透镜24、第2透镜26、第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32以及间隔环34、36、38的光轴方向上的长度R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8的总和设为S1，将第5透镜32的光轴垂直方向上的宽度设为T1。

另一方面，如图2B所示，将透镜单元10的外部温度为高温(作为一例为125℃)时的镜筒12的容纳部22的光轴方向上的长度设为P2，将容纳部22(镜筒12的最小内径部分)的光轴垂直方向上的宽度设为Q2。并且，将容纳部件14的光轴方向上的长度的总和设为S2，将第5透镜32的光轴垂直方向上的宽度设为T2。

此时，容纳部件14的光轴方向上的热膨胀量的总和即高温时与室温时的容纳部件14的光轴方向上的长度之差S2-S1被设为与镜筒12的光轴方向上的热膨胀量即高温时与室温时的镜筒12的光轴方向上的长度之差P2-P1相等。

在本实施方式中，“光轴方向上的热膨胀量被设为相等”是指，从容纳部件14的光轴方向上的热膨胀量的总和S2-S1减去镜筒12的光轴方向上的热膨胀量P2-P1的热膨胀量差(S2-S1)-(P2-P1)被设为±15μm以内。

通过光轴方向上的热膨胀量差被设为±15μm以内，能够提高透镜单元10的分辨率，从而能够设为具有能够应对中端型的分辨率的透镜单元10。在此，“中端型”是指具有像素数为1.3M左右以上的性能的透镜。

另外，从容纳部件14的光轴方向上的热膨胀量的总和S2-S1减去镜筒12的光轴方向上的热膨胀量P2-P1的热膨胀量差(S2-S1)-(P2-P1)优选设为0μm以上且10μm以下。通过将光轴方向上的热膨胀量差被设为0μm以上且10μm以下，与热膨胀量差小于0μm的情况相比，能够抑制镜筒12内的透镜24、26、28、30、32的位置偏离。

并且，与热膨胀量差大于10μm的情况相比，能够抑制在透镜24、26、28、30、32中产生压缩应力。由此，能够提高透镜单元10的分辨率，从而能够设为具有能够应对高端型的分辨率的透镜单元10。在此，“高端型”是指具有像素数为2.0M左右以上的性能的透镜。

并且，第5透镜32(及第3透镜28、第4透镜30)的光轴垂直方向上的热膨胀量即高温时与室温时的第5透镜32(及第3透镜28、第4透镜30)的光轴垂直方向上的宽度之差T2-T1被设为与镜筒12的光轴垂直方向上的热膨胀量即高温时与室温时的镜筒12的光轴垂直方向上的宽度之差Q2-Q1相等。

在本实施方式中，“光轴垂直方向上的热膨胀量被设为相等”是指，从由树脂材料制成的透镜即第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32的光轴垂直方向上的热膨胀量T2-T1减去镜筒12的光轴垂直方向上的热膨胀量Q2-Q1的热膨胀量差(T2-T1)-(Q2-Q1)被设为10μm以内。

通过光轴垂直方向上的热膨胀量差被设为±10μm以内，能够提高透镜单元10的分辨率，从而能够设为具有能够应对中端型的分辨率的透镜单元10。

另外，从第5透镜32的光轴垂直方向上的热膨胀量T2-T1减去镜筒12的光轴垂直方向上的热膨胀量Q2-Q1的热膨胀量差(T2-T1)-(Q2-Q1)优选被设为0μm以上且10μm以下。通过将光轴垂直方向上的热膨胀量差设为0μm以上且10μm以下，与热膨胀量差小于0μm的情况相比，能够抑制在镜筒12内透镜24、26、28、30、32彼此的轴偏离。

并且，与热膨胀量差大于10μm的情况相比，能够抑制在透镜24、26、28、30、32中产生压缩应力。由此，能够提高透镜单元10的分辨率，从而能够设为具有能够应对高端型的分辨率的透镜单元10。

<成像模块的结构>

成像模块16将通过容纳部件14而到达的光(图2A、图2B所示的物体M的像)转换为电信号，且具有CMOS(complementary metal oxide semiconductor/互补金属氧化物半导体)图像传感器或CCD(Charge Coupled Device/电荷耦合元件)图像传感器等成像元件16A。另外，所转换的电信号转换为图像数据即模拟数据或数字数据。

并且，成像模块16被未图示的托架支承且固定于比镜筒12的底壁部20更靠光轴方向另一端侧(光的射出侧)，成像元件16A配置于镜筒12内的容纳部件14的光学系统的成像点。

<组装方法>

当组装透镜单元10时，如图1所示，在镜筒12的容纳部22内从底壁部20侧(光轴方向另一端侧)依次嵌入第5透镜32、间隔环38、第4透镜30、第3透镜28、间隔环36、第2透镜26、间隔环34及嵌合有密封件40的第1透镜24。此时，密封件40径向压缩，由此第1透镜24与镜筒12的内周面12A的间隙被密闭。

然后，通过未图示的夹具热铆接镜筒12的筒部18的开口部18A的周缘部分，由此形成铆接部18B。此时，通过铆接部18B，容纳部件14固定于镜筒12的容纳部22内。并且，通过未图示的托架将成像模块16固定于镜筒12。

<作用及效果>

根据本实施方式，镜筒12的光轴方向上的热膨胀量被设为与容纳部件14的光轴方向上的热膨胀量的总和相等。因此，能够抑制在透镜24、26、28、30、32之间出现间隔或在透镜24、26、28、30、32中产生压缩应力。

并且，镜筒12的光轴垂直方向上的热膨胀量被设为与由树脂材料制成的第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32的光轴垂直方向上的热膨胀量相等。因此，能够抑制透镜24、26、28、30、32彼此的轴偏离或在透镜24、26、28、30、32中产生压缩应力。

在本实施方式中，设为镜筒12的光轴方向上的热膨胀量与容纳部件14的光轴方向上的热膨胀量的总和相等，并且镜筒12的光轴垂直方向上的热膨胀量与第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32的光轴垂直方向上的热膨胀量相等。

因此，与仅光轴方向上的热膨胀量及光轴垂直方向上的热膨胀量中的某一个被设为相等的结构相比，能进一步够抑制透镜24、26、28、30、32的位置偏离，并能够进一步抑制在透镜24、26、28、30、32中产生压缩应力。由此，能够抑制透镜单元10的分辨率的下降，从而作为搭载于车载用摄像机或设置于室外的监控摄像机等的透镜单元10尤其有用。

并且，根据本实施方式，镜筒12的光轴垂直方向的热膨胀系数被设为大于光轴方向的热膨胀系数。因此，能够抑制镜筒12的光轴方向的热膨胀并且容许光轴垂直方向的热膨胀。

另外，作为调整镜筒12的热膨胀系数(热膨胀量)的方法，例如，可举出改变所含有的无机纤维的量或无机纤维的取向的方法。并且，可举出改变构成镜筒12的树脂材料的种类或混合比例的方法。

当通过调整无机纤维的含量来调整镜筒12的热膨胀系数时，调整范围存在界限，当通过调整无机纤维的取向来调整镜筒12的热膨胀系数时，调整树脂材料注射用的浇口的位置等花费工夫。在此，通过混合两种以上的树脂材料来构成镜筒12，与调整无机纤维的含量或无机纤维的取向的情况相比，能够轻松地调整热膨胀系数。

并且，作为调整容纳部件14的光轴方向上的热膨胀量的方法，例如，可举出改变透镜24、26、28、30、32的材料及数量或改变透镜24、26、28、30、32之间的间隔(间隔环34、36、38的光轴方向上的长度)的方法。

具体而言，镜筒12的光轴方向上的热膨胀系数设为小于由树脂材料制成的第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32的热膨胀系数，且大于由玻璃材料制成的第1透镜24，第2透镜26的热膨胀系数。

因此，例如通过调整由树脂材料制成的透镜28、30、32及由玻璃材料制成的透镜24、26的片数，以由玻璃材料制成的透镜24、26的热膨胀量来抵消由树脂材料制成的透镜28、30、32的热膨胀量，从而能够使容纳部件14的光轴方向的热膨胀量的总和与镜筒12的光轴方向上的热膨胀量相符。

并且，通过将由含无机树脂制成的间隔环34、36、38以金属材料来构成，调整所含有的无机纤维的量或取向，或改变构成间隔环34、36、38的树脂材料的种类或混合比例，能够调整间隔环34、36、38的热膨胀量，并还能够调整容纳部件14的光轴方向的热膨胀量的总和。

并且，在本实施方式中，在镜筒12的容纳部22内，透镜24、26、28、30、32与间隔环34、36、38通过沿光轴垂直方向延伸的平坦面24C、26C、28C、30C、32C、34A、36A、38A彼此面接触。

因此，与透镜24、26、28、30、32与间隔环34、36、38彼此点接触的结构相比，能够抑制热膨胀时应力集中于透镜24、26、28、30、32或间隔环34、36、38的一点，从而能够抑制透镜24、26、28、30、32或间隔环34、36、38相对于光轴倾斜。

(其他实施方式)

另外，关于本公开，对实施方式的一例进行了说明，但本公开并不限定于所述实施方式，在本公开的范围内，能够进行其他各种实施方式。

例如，在上述实施方式中，容纳部件14具有5片透镜24、26、28、30、32，但透镜的数量并不限于5片。并且，第1透镜24及第2透镜26也可以由树脂材料构成，第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32也可以由玻璃材料构成。

并且，间隔环34、36、38及密封件40的数量也并不限于上述实施方式，也可以在透镜24、26、28、30、32与间隔环34、36、38之间设置未图示的固定部件。固定部件例如设为安装于透镜24、26、28、30、32的平坦面24C、26C、28C、30C、32C的黑色树脂(聚对苯二甲酸乙二酯)制的薄膜。此外，也可以设置未图示的光圈部件或遮光板。

并且，在上述实施方式中，设为镜筒12的光轴方向上的热膨胀量与容纳部件14的光轴方向上的热膨胀量的总和相等，并且镜筒12的光轴垂直方向上的热膨胀量与第3透镜28、第4透镜30及第5透镜32的光轴垂直方向上的热膨胀量相等。

但是，只要光轴方向上的热膨胀量及光轴垂直方向上的热膨胀量中的某一个设为相等即可。通过将某一个设为相等，与光轴方向上的热膨胀量及光轴垂直方向上的热膨胀量未设为相等的结构相比，能够抑制透镜单元10的分辨率的下降。

并且，在上述实施方式中，透镜24、26、28、30、32与间隔环34、36、38通过平坦面24C、26C、28C、30C、32C，34A、36A、38A彼此面接触。但是，例如也可以设为在间隔环34、36、38的平坦面34A、36A、38A突出形成多个凸部且凸部与透镜24、26、28、30、32抵接的结构。

通过在间隔环34、36、38中形成凸部而使透镜24、26、28、30、32与间隔环34、36、38点接触，与面接触的结构相比，能够轻松地提高接触部分即凸部前端的尺寸精度并且能够减少在透镜24、26、28、30、32中产生的压缩应力。

并且，在上述实施方式中，从光轴方向观察，镜筒12的内周面12A呈圆形状。但是，例如也可以设为如下结构，即，从光轴方向观察，镜筒12的内周面12A呈多角形状，且使镜筒12的内周面12A与透镜24、26、28、30、32的外周面多点接触。

由此，与内周面12A整体与透镜24、26、28、30、32面接触的结构相比，能够抑制因透镜24、26、28、30、32的光轴垂直方向上的热膨胀被镜筒12限制而在透镜24、26、28、30、32中产生压缩应力。

实施例

以下，举出实施例，对本公开的实施方式的一例进行详细说明。本公开的实施方式的一例不应解释为限定于以下所示的实施例。

[比较例1]

在比较例1中，使用了光轴方向上的热膨胀量及光轴垂直方向上的热膨胀量均设为不相等的透镜单元。透镜单元具有由一种含无机树脂制成的镜筒和包含由树脂材料制成的透镜、由玻璃材料制成的透镜及由树脂材料制成的间隔环的容纳部件。

[实施例1]

在实施例1中，使用了仅光轴垂直方向上的热膨胀量被设为相等的透镜单元。透镜单元的镜筒由两种含无机树脂制成，而镜筒以外的结构被设为与比较例1的透镜单元相同。具体而言，通过调整镜筒的无机纤维的含量，使镜筒的光轴垂直方向上的热膨胀量与由树脂材料制成的透镜的光轴垂直方向上的热膨胀量相符。

[实施例2]

在实施例2中，使用了光轴方向上的热膨胀量及光轴垂直方向上的热膨胀量均被设为相等的透镜单元。透镜单元的间隔环由含无机树脂制成，而间隔环以外的结构被设为与实施例1的透镜单元相同。具体而言，通过除了实施例1的条件以外还调整间隔环的无机纤维的含量，使容纳部件的光轴方向上的热膨胀量与镜筒的光轴方向上的热膨胀量相符。

[实施例3]

在实施例3中，使用了通过除了实施例1的条件以外还使用铝制的间隔环，而使容纳部件的光轴方向上的热膨胀量与镜筒的光轴方向上的热膨胀量相符的透镜单元。另外，除了间隔环以外的结构被设为与实施例1及实施例2的透镜单元相同。

在此，镜筒、间隔环及透镜的热膨胀量分别通过镜筒、间隔环及透镜的长度乘以镜筒、间隔环及透镜的热膨胀系数来计算。并且，热膨胀系数通过如下计算，即，对实际成型的镜筒、间隔环及透镜的各部件，分别测量将外部温度从23℃变化至125℃时的光轴方向及光轴垂直方向的尺寸变化量，并将尺寸变化量换算为每单位温度的尺寸变化率。

<基于耐热试验的分辨率劣化量的评价方法>

以以下顺序对透镜单元的耐热试验前后的分辨率劣化量进行了评价。首先，测量耐热试验前的透镜单元的分辨率。接着，将透镜单元在105℃或125℃的恒温装置内保管1000个小时，然后取出到室温下并放置2个小时之后，测量分辨率，并将该分辨率设为耐热试验后的分辨率。对15个透镜单元计算从耐热试验前至耐热试验后的分辨率的劣化量，并将劣化量最多的透镜单元的劣化量用作分辨率劣化量的评价值。另外，本评价中的分辨率使用MTF(Modulation transfer function/调制传递函数)测量仪进行测量，并将以透镜单元的中心视角时的空间频率60lp/mm来测量的MTF值设为分辨率的评价值。

<分辨率劣化量的比较>

首先，使用实施例1及比较例1的透镜单元，比较了105℃的耐热试验中的分辨率劣化量。将分辨率劣化量为0％～-5％的情况设为评价A，将分辨率劣化量为-5％～-30％的情况设为评价B，将分辨率劣化量为-30％～-60％的情况设为评价C。另外，评价A成为与容纳部件的透镜均由玻璃材料制成时同等的性能。将比较结果示于表1中。

[表1]

由表1可知，仅光轴垂直方向上的热膨胀量被设为相等的透镜单元与光轴方向上的热膨胀量及光轴垂直方向上的热膨胀量均被设为不相等的透镜单元相比，分辨率的下降(劣化)得到抑制。

接着，使用实施例1～3的透镜单元，比较了125℃的耐热试验中的分辨率劣化量。将分辨率劣化量为0％～-10％的情况设为评价A，将分辨率劣化量为-10％～-40％的情况设为评价B，将分辨率劣化量为-40％～-60％的情况设为评价C。另外，评价A成为与容纳部件的透镜均由玻璃材料制成时同等的性能。将比较结果示于表2中。

[表2]

由表2可知，除了光轴垂直方向上的热膨胀量以外光轴方向上的热膨胀量也设为相等的透镜单元与仅光轴垂直方向上的热膨胀量设为相等的透镜单元相比，分辨率的下降(劣化)进一步得到抑制。

于2017年4月5日申请的日本专利申请2017-075493的公开其全部内容通过参考编入于本说明书中。

本说明书中所记载的所有的文献、专利申请及技术标准，通过参考而援用于此的每个文献、专利申请及技术标准与具体且个别记载时相同程度地通过参考编入于本说明书中。

符号说明

10-透镜单元，12-镜筒，12A-内周面，14-容纳部件，16-成像模块，16A-成像元件，18-筒部，18A-开口部，18B-铆接部，20-底壁部，20A-开口部，22-容纳部，24-第1透镜，24A-阶梯部，24C-平坦面，26-第2透镜，26A-透镜部，26B-周缘部，26C-平坦面，28-第3透镜，28A-透镜部，28B-周缘部，28C-平坦面，30-第4透镜，30A-透镜部，30B-周缘部，30C-平坦面，32-第5透镜，32A-透镜部，32B-周缘部，32C-平坦面，34-间隔环，34A-平坦面，36-间隔环，36A-平坦面，38-间隔环，38A-平坦面，40-密封件。

Claims (10)

1.一种透镜单元，其中，具有：

筒状镜筒，由含有沿光轴方向取向的无机纤维的树脂材料制成；

容纳部件，沿光轴方向排列而容纳于所述镜筒内，包含多个透镜，及

成像模块，配置于所述镜筒内的所述容纳部件的光学系统的成像点，

所述镜筒的内径从所述成像模块侧向被摄体侧阶段性地变大，

所述多个透镜包含由树脂材料制成的透镜及由玻璃材料制成的透镜，

所述由树脂材料制成的透镜配置在比所述由玻璃材料制成的透镜靠所述成像模块侧、且配置在比配置所述由玻璃材料制成的透镜的部位靠所述镜筒的内径小的部位，

所述镜筒的光轴方向上的热膨胀量与所述容纳部件的光轴方向上的热膨胀量的热膨胀量差被设为±15μm以内，并且，所述镜筒的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量与所述由树脂材料制成的透镜的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量的热膨胀量差被设为±10μm以内，

所述多个透镜包含沿光轴方向排列而容纳且由树脂材料制成的2片透镜，

所述容纳部件包含配置在所述2片透镜之间，且通过分别与所述2片透镜抵接而规定所述2片透镜的间隔的间隔环，

所述间隔环由含有无机纤维的树脂材料制成。

2.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，

所述间隔环的无机纤维的含量与所述镜筒的无机纤维的含量不同。

3.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，

所述由树脂材料制成的透镜的片数比所述由玻璃材料制成的透镜的片数多。

4.根据权利要求2所述的透镜单元，其中，

在所述镜筒内容纳3片所述由树脂材料制成的透镜，在所述镜筒内容纳2片所述由玻璃材料制成的透镜。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的透镜单元，其中，

从所述容纳部件的光轴方向上的热膨胀量的总和减去所述镜筒的光轴方向上的热膨胀量的热膨胀量差被设为0μm以上且10μm以下。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的透镜单元，其中，

从由树脂材料制成的所述透镜的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量减去所述镜筒的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀量的热膨胀量差被设为0μm以上且10μm以下。

7.根据权利要求1～4中任一项所述的透镜单元，其中，

所述镜筒的光轴方向上的热膨胀系数小于由树脂材料制成的所述透镜的光轴方向上的热膨胀系数，且大于由玻璃材料制成的所述透镜的光轴方向上的热膨胀系数。

8.根据权利要求1～4中任一项所述的透镜单元，其中，

所述透镜或所述间隔环具有沿与光轴方向垂直的方向延伸的平坦面，

所述透镜与所述间隔环或所述透镜彼此通过所述平坦面彼此接触。

9.根据权利要求1～4中任一项所述的透镜单元，其中，

所述镜筒的与光轴方向垂直的方向上的热膨胀系数大于所述镜筒的光轴方向上的热膨胀系数。

10.根据权利要求1～4中任一项所述的透镜单元，其搭载于车载用摄像机或监控摄像机。

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