CN110832359A - 接合透镜以及车载相机 - Google Patents

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益井窓尔
石川智则
青木孝司
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Abstract

本发明涉及接合透镜以及车载相机。接合透镜(19)具备第一透镜(31)、第二透镜(33)以及接合层(35)。第一透镜具备凸面(31A)。第二透镜具备凹面(33A)。接合层将上述凸面和上述凹面接合。上述接合层包含树脂(37)以及间隙剂(39)。

Description

接合透镜以及车载相机
相关申请的交叉引用
本国际申请主张基于2017年6月30日在日本专利厅申请的日本专利申请第2017－128873号的优先权，并在本国际申请中通过参照引用日本专利申请第2017－128873号的全部内容。
技术领域
本公开涉及接合透镜以及车载相机。
背景技术
以往，已知接合透镜。接合透镜通过接合层使透镜和透镜接合(参照专利文献1)。
专利文献1:日本特开2010－243966号公报
发明人的详细研究的结果发现了以下的课题。考虑将接合透镜例如使用于车载相机等。车载相机有时暴露在严酷的温度环境中。另外，车载相机要求长期的耐久性。
根据车载相机的温度环境，构成接合透镜的接合层产生热变形。若接合层反复产生热变形，则在接合层产生被称为缺胶的白浊。其结果车载相机的拍摄精度降低了。在本公开的一个方面中，优选提供能够抑制接合层中的白浊的接合透镜以及车载相机。
发明内容
本公开的一个方面是具有具备凸面的第一透镜、具备凹面的第二透镜以及使上述凸面和上述凹面接合的接合层的接合透镜，上述接合层包含树脂以及间隙剂。
根据作为本公开的一个方面的接合透镜，即使在接合层产生热变形的情况下，接合层也较难产生白浊。
此外，权利要求书所记载的括号内的附图标记示出与作为一个方式后述的实施方式所记载的具体单元的对应关系，并不对本公开的技术范围进行限定。
附图说明
图1是表示车辆中的图像传感器的配置的说明图。
图2是表示图像传感器以及车载相机的结构的说明图。
图3是表示接合透镜的结构的剖视图。
具体实施方式
参照附图，对本公开的例示的实施方式进行说明。
1.图像传感器1以及车载相机3的结构
基于图1以及图2，对图像传感器1以及车载相机3的结构进行说明。如图1所示，图像传感器1搭载在车辆5上。如图2所示，图像传感器1具备车载相机3、外壳7以及基板9。
车载相机3具备透镜11、13、15、17、接合透镜19、滤波器21、成像器23、印制电路板25以及相机外壳27。
透镜11、13、15、17以及接合透镜19构成车载相机3的光学系统。此外，接合透镜19的结构后述。滤波器21截止规定的波长区域的光。成像器23将光转换为电信号。印制电路板25对包括成像器23的电子部件进行保持。相机外壳27收容车载相机3的构成要素。车载相机3拍摄车辆5的周围，创建图像。车载相机3拍摄的方向例如的车辆5的前方、后方、侧方等。
外壳7收容车载相机3以及基板9。基板9和印制电路板25通过电线29连接。基板9经由电线29获取车载相机3创建的图像。基板9对获取到的图像进行解析，并执行驾驶辅助的处理。作为驾驶辅助，例如列举避撞、高级驾驶辅助、车道保持辅助、自动驾驶等。
2.接合透镜19的结构
基于图3，对接合透镜19的结构进行说明。接合透镜19具备凸透镜31、凹透镜33以及接合层35。凸透镜31具备凸面31A。凹透镜33具备凹面33A。凸透镜31与第一透镜对应。凹透镜33与第二透镜对应。接合层35将凸面31A和凹面33A接合。
接合层35包含树脂37以及间隙剂39。树脂37例如是活性能量线固化性树脂。在树脂37是活性能量线固化性树脂的情况下，使树脂37固化的工序变得容易。作为活性能量线固化性树脂，例如列举紫外线固化性树脂等。树脂37例如是从由硅酮树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂以及聚酯树脂构成的群中选择的一种以上。在树脂37是从由硅酮树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂以及聚酯树脂构成的群中选择的一种以上的情况下，能够进一步抑制接合层35的白浊。
间隙剂39由多个粒子构成。粒子的粒径例如是1～30μm，优选是3～10μm。当粒子的粒径在1～30μm的范围内的情况下，能够进一步抑制接合层35的白浊。当粒子的粒径在3～10μm的范围内的情况下，尤其能够抑制接合层35的白浊。粒径的测定方法如下。
将1g的间隙剂39和5g的表面活性剂混合，再加入超纯水30，使用超声波分散机使间隙剂分散，调制测定试料。对于该测定试料，使用精密粒度分布测定装置来测定平均粒径。将测定到的平均粒径设为间隙剂39的粒径。精密粒度分布测定装置是Beckman Coulter股份有限公司制造Coulter Multisizer。所使用的孔的直径是50μm。
构成间隙剂39的粒子分散在树脂37的海中。在将接合层35的质量设为100质量部的情况下，优选间隙剂39的质量是0.02～0.5质量部的范围内。在该范围内的情况下，能够进一步抑制接合层35的白浊。
间隙剂39例如由有机组合物构成。作为有机组合物，例如列举丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚酯树脂、聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚碳酸酯树脂、硅酮树脂等。在间隙剂39由有机组合物构成的情况下，间隙剂39的折射率与树脂37的折射率的差的绝对值(以下设为折射率差)较小。因此，能够抑制间隙剂39和树脂37的界面中的光的散射。
此外，测定间隙剂39的折射率和树脂37的折射率的方法如下。将0.5g的间隙剂39投入到高折射率溶剂中。高折射率溶剂是二硫化碳。接下来，搅拌含有间隙剂39的高折射率溶剂，同时滴下低折射率溶剂。低折射率溶剂是乙醇。若滴下规定量的低折射率溶剂，则液体变得透明。决定液体变成透明时的、高折射率溶剂与低折射率溶剂的组成比。使用ATAGO公司制造的阿贝折射率计来测定具有所决定的组成比的、高折射率溶剂和低折射率溶剂的混合溶剂的折射率。将其测定结果设为间隙剂39的折射率。
准备由树脂37构成的、厚度0.1mm的板状试料。使用ATAGO公司制造的阿贝折射率计来测定该板状试料的折射率。将测定结果设为树脂37的折射率。折射率的测定所使用的光线是D线。D线是波长为589nm的光线。
在间隙剂39由有机组合物构成的情况下，能够抑制间隙剂39损坏凸透镜31或者凹透镜33。另外，在间隙剂39由有机组合物构成的情况下，在后述的粘接剂中间隙剂39不易沉淀。因此，接合层35中的间隙剂39的含量稳定。另外，间隙剂39也可以由无机物构成。作为无机物，例如列举氧化铝、氢氧化铝、氢氧化镁，碳酸钙、滑石、碳酸镁、硅酸钙、硅酸镁、氧化钙、氧化镁、氧化铝、氮化铝、石英、非晶硅、2氧化锆、氮化硼、二氧化钛、玻璃、氧化铁等无机填料等。
作为构成间隙剂39的粒子的形状，例如列举球状、不定形、纤维状、鱗片状、异型等。优选构成间隙剂39的粒子的形状是球形。在构成间隙剂39的粒子的形状是球形的情况下，能够减少接合层35的膜厚中的偏差。另外，在构成间隙剂39的粒子的形状是球形的情况下，在制造后述的粘接剂时，粘接剂中较难卷入空气。
此处“球形”并不限于严格的含义下的“球形”，如果起到与上述相同的效果，则也可以不严格地是“球形”。
优选间隙剂39的粒径分布中的CV是15以下，特别优选是10以下。在CV是10以下的情况下，能够减少接合层35的膜厚中的偏差。CV是变动系数，也被称为变化系数或者位移系数。CV是将间隙剂39的粒径中的标准偏差除以间隙剂39的粒径中的平均值所得的值。
优选折射率差是0.01以下。在折射率差是0.01以下的情况下，能够进一步抑制间隙剂39与树脂37的界面中的光的散射。
能够使得接合层35中属于接合透镜19的有效光学面的部分不包含间隙剂39。该情况下，能够抑制间隙剂39影响车载相机3的光学特性。能够在接合层35中不属于接合透镜19的有效光学面的部分的至少一部中包含间隙剂39。接合层35也可以包含树脂37以及间隙剂39以外的成分。
3.接合透镜19的制造方法
例如，能够如以下那样制造接合透镜19。混合包含未固化的树脂和间隙剂39的成分来制造粘接剂。此时，间隙剂39分散在未固化的树脂的海中。
作为树脂，例如列举活性能量线固化性树脂等。作为活性能量线固化性树脂，例如列举紫外线固化性树脂等。在树脂是活性能量线固化性树脂的情况下，优选粘接剂包含活性能量线聚合引发剂。另外，作为树脂，例如列举由硅酮树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂以及聚酯树脂构成的群中选择的一种以上。
接下来，将粘接剂涂布于凸面31A以及凹面33A中的一方或者两方的表面。接着，通过涂布的粘接剂使凸面31A以及凹面33A贴合。接下来，使粘接剂固化。在粘接剂包含活性能量线固化性树脂的情况下，照射活性能量线使树脂固化。作为活性能量线，例如列举紫外线等。粘接剂所包含的树脂固化，成为树脂37。另外，粘接剂的层成为接合层35。作为固化反应，例如列举自由基聚合、阳离子聚合、烯硫醇反应、缩合反应等。
4.接合透镜19起到的效果
即使在接合层35产生热变形的情况下，接合层35也较难产生白浊。推测其理由如下。由于接合层35包含间隙剂39，所以与不包含间隙剂39的情况相比，接合层35的膜厚变大，且膜厚稳定。其结果即使接合层35产生热变形，也减少施加至树脂37的应力，较难产生白浊。
5.实施例
(5－1)实施例1
在透镜粘接剂中添加0.16phr的分量的间隙剂，使用真空行星搅拌机进行混合搅拌。透镜粘接剂是协立化学产业株式会社制造的WR5515。透镜粘接剂包含未固化的紫外线固化性树脂。紫外线固化性树脂与活性能量线固化性树脂对应。间隙剂是株式会社日本触媒制造的soliostar RA/B50X。间隙剂由多个粒子构成。粒子的粒径是5μm。粒子的形状是球形。间隙剂的材质是有机/无机混合材料。构成间隙剂的粒子的粒径分布中的CV是6.2。真空行星搅拌机是株式会社Thinky制造的VRA－210。混合搅拌的条件是2000rpm、3分钟、3.0kPa。
混合搅拌的结果获得加入间隙剂的粘接剂。在加入间隙剂的粘接剂中间隙剂均匀地分散。
准备凸透镜以及凹透镜。在凹透镜中的凹面中滴下加入间隙剂的粘接剂。通过滴下的加入间隙剂的粘接剂使凹透镜的凹面和凸透镜的凸面贴合。在进行透镜调心之后，使用UV照射器在100mJ/cm 2的条件下照射光，使加入间隙剂的粘接剂临时固化。此时，凸透镜以及凹透镜的光轴一致。
接下来，利用间歇式UV固化炉在6000mJ/cm 2的条件下照射光，使加入间隙剂的粘接剂主固化，由此完成接合透镜。在接合透镜中，固化的加入间隙剂的粘接剂的层构成接合层。接合层包含树脂以及间隙剂。间隙剂的折射率与树脂的折射率的差的绝对值是0.002。接合层的膜厚中的最大值是12.8μm，最小值是5.7μm。
表1示出接合透镜的制造所使用的材料、粘合层的结构等。
[表1]
实施例1，实施例2，实施例3，比较例1，比较例2
粘接剂
间隙剂，soliostar RA/B50X，无
折射率差
间隙剂的粒径
接合层的膜厚(最大值)
接合层的膜厚(最小值)
初始光学特性
产生白浊的比例
(5－2)实施例2
基本与实施例1同样地制造出接合透镜。但是，在本实施例中，作为透镜粘接剂，代替WR5515，而使用协立化学产业株式会社制造的WR5517。WR5517包含未固化的紫外线固化性树脂。
间隙剂的折射率与接合层所包含的树脂的折射率的差的绝对值是0.010。接合层的膜厚中的最大值是13.5μm，最小值是6.2μm。上述表1示出接合透镜的制造所使用的材料、粘合层的结构等。
(5－3)实施例3
基本与实施例1同样地制造出接合透镜。但是，在本实施例中，作为间隙剂，代替soliostar RA/B50X，而使用株式会社日本催化剂制造的soliostar RA/E48X。soliostarRA/E48X由多个粒子构成。粒子的粒径是4.8μm。粒子的形状是球形。soliostar RA/E48X的材质是有机/无机混合材料。构成soliostar RA/E48X的粒子的粒径分布中的CV是6.5。
间隙剂的折射率与接合层所包含的树脂的折射率的差的绝对值是0.032。接合层的膜厚中的最大值是12.3μm，最小值是5.4μm。上述表1示出接合透镜的制造所使用的材料、粘合层的结构等。
(5－4)比较例1
基本与实施例1同样地制造出接合透镜。但是，在本比较例1中，在透镜粘接剂中没有添加间隙剂。因此，接合层不包含间隙剂。接合层的膜厚中的最大值是10.5μm，最小值是0.5μm。与实施例1～3相比，接合层的膜厚的偏差较大。上述表1示出接合透镜的制造所使用的材料、粘合层的结构等。
(5－5)比较例2
基本与实施例2同样地制造出接合透镜。但是，在本比较例2中，透镜粘接剂中没有添加间隙剂。因此，接合层不包含间隙剂。接合层的膜厚中的最大值是11.2μm，最小值是0.7μm。与实施例1～3相比，接合层的膜厚的偏差较大。上述表1示出接合透镜的制造所使用的材料、粘合层的结构等。
(5－6)初始光学特性的评价
如下那样评价实施例1～3以及比较例1、2的接合透镜中的初始光学特性。将接合透镜组装到相机模块中。测定该相机模块中的误差。而且，计算测定出的误差与比较对象相比增加了多少。在实施例1、3的情况下，比较对象是比较例1。在实施例2的情况下，比较对象是比较例2。基于计算出的误差的增加量，通过以下的基准评价接合透镜的初始光学特性。上述表1示出评价结果。
◎：误差的增加小于10％。
○：误差的增加是10％以上且小于20％。
△：误差的增加是20％以上。
在实施例1、2中，初始光学特性的评价结果是良好。推测其理由是因为在实施例1、2中折射率差较小。
(5－7)白浊的产生试验
针对实施例1～3以及比较例1、2的接合透镜，如以下那样试验在加入热冲击的情况下接合层是否产生白浊。将接合透镜收容到热冲击试验机中。将在120℃的温度下维持30分钟，接下来在－40℃的温度下维持30分钟的过程设为1周期。反复2000次该周期。之后，利用显微镜观察接合层的外周侧，判断是否产生白浊。针对每个接合透镜，将N数量设为10个进行上述的试验。上述表1示出10个接合透镜中产生白浊的接合透镜的比率。在实施例1～3中，10个接合透镜的任何一个都没有产生白浊，在比较例1、2中，高概率地产生白浊。
如下那样推测在实施例1～3中没有产生白浊的理由。由于实施例1～3中的接合层包含间隙剂，所以与不包含间隙剂的比较例1、2的情况相比，接合层的膜厚变大，膜厚稳定。其结果即使接合层产生热变形，也减少施加至树脂的应力，较难产生白浊。
6.其它实施方式
以上，对本公开的实施方式进行了说明，但本公开并不限于上述的实施方式，能够进行各种变形并实施。
(1)可以将接合透镜19使用于车载相机3以外的相机等。
(2)具备凸面31A的第一透镜31也可以是凸透镜以外的透镜。具备凹面33A的第二透镜33也可以是凹透镜以外的透镜。
(3)可以通过多个构成要素来实现上述实施方式中的一个构成要素具有的多个功能，或通过多个构成要素来实现一个构成要素具有的一个功能。另外，可以通过一个构成要素来实现多个构成要素具有的多个功能，或通过一个构成要素来实现由多个构成要素实现的一个功能。另外，可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外，也可以对其它上述实施方式的结构附加或者置换上述实施方式的结构的至少一部分。此外，包含于仅由权利要求书所记载的词句特定的技术构思的所有方式为本公开的实施方式。
(4)除了上述的车载相机3、图像传感器1之外，还能够以将它们作为构成要素的系统、用于使基板9具备的CPU执行驾驶辅助处理的程序、记录有该程序的半导体存储器等非迁移实体记录介质、接合透镜19的制造方法等各种方式实现本公开。

Claims (7)

1.一种接合透镜，是具有具备凸面(31A)的第一透镜(31)、具备凹面(33A)的第二透镜(33)、以及使上述凸面和上述凹面接合的接合层(35)的接合透镜(19)，其中，
上述接合层包含树脂(37)以及间隙剂(39)。
2.根据权利要求1所述的接合透镜，其中，
上述间隙剂的粒子的形状是球形。
3.根据权利要求1或者2所述的接合透镜，其中，
上述间隙剂由有机组合物构成。
4.根据权利要求1～3中的任意一项所述的接合透镜，其中，
上述间隙剂的折射率与上述树脂的折射率的差的绝对值在0.01以下。
5.根据权利要求1～4中的任意一项所述的接合透镜，其中，
上述树脂是活性能量线固化性树脂。
6.根据权利要求1～5中的任意一项所述的接合透镜，其中，
上述接合层中属于有效光学面的部分不包含上述间隙剂。
7.一种车载相机(3)，其中，
具备权利要求1～6中的任意一项所述的接合透镜。
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