CN117872554A - 透镜单元和摄像机模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种透镜单元和摄像机模块,其能够抑制水蒸气向在位于最靠近物体侧的透镜和与其相邻的透镜之间的透镜间空间内侵入并防止透镜表面结露。本发明的透镜单元(11)具有:由多个透镜(13~17)沿着光轴(O)排列而成的透镜组(L)、以及具有用于容纳保持透镜组(L)的内侧容纳空间(S)的筒状的镜筒(12)。透镜组(L)具有:位于最靠近物体侧的第一透镜(13)、和与该第一透镜(13)在其像侧相邻的第二透镜(14),在光轴(O)方向上彼此对置的第一透镜(13)和第二透镜(14)的对置面(13a、14a)彼此粘接,以使得第一透镜(13)和第二透镜(14)之间的透镜间空间(S1)内相对于外部密闭。

Description

透镜单元和摄像机模块
本发明是申请号为202080007061.4(国际申请号为PCT/JP2020/007684)、发明名称为“透镜单元和摄像机模块”、申请日为2020年2月26日的发明申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及例如可构成汽车等车辆中搭载的车载摄像机的透镜单元和摄像机模块。
背景技术
以往,在汽车中搭载有车载摄像机来辅助驻车,并通过图像识别来防止碰撞,进而尝试将这种方式用于自动驾驶。另外,这种车载摄像机等的摄像机模块通常具备透镜单元,该透镜单元具有:由多个透镜沿着光轴排列而成的透镜组、容纳保持该透镜组的镜筒(barrel)、以及在透镜组的至少一处的透镜间配置的光圈部件(例如参照专利文献1)。
另外,尤其是对于车载摄像机用的透镜单元而言,在至少一部分设置于车外的情况下,为了防水和防尘而如图39所示那样,以在镜筒1102的内侧容纳空间S内装入并容纳保持有透镜组L的状态,在透镜组L的位于最靠近物体侧的第一透镜1100与镜筒1102之间插入有O型环1104,以防止水、灰尘侵入镜筒1102内侧的透镜组L内。此时,例如在第一透镜1100的外周侧面1100a设置有直径在该透镜1100的像侧部分减小的台阶状的缩径部1100b,并在该缩径部1100b装设O型环1104,通过在第一透镜1100的外周侧面1100a与镜筒1102的内周面1102a之间使O型环1104在径向上压缩,从而成为镜筒1102的物体侧端部被封固的状态。
此外,镜筒1102以在其内侧容纳空间S内装入并容纳保持有透镜组L的状态,使其物体侧的端部(在图39中为上端部)的卷边部1123向径向内侧卷边,从而利用该卷边部1123将第一透镜1100固定于镜筒1102的物体侧端部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-231993号公报
发明内容
发明所要解决的课题
另外,即使如上所述利用O型环1104来进行防水处置,湿气(水蒸气)也有可能通过多种路径侵入透镜单元内。因此,当外部气温与透镜单元内的温度之间的差增大时,透镜单元内的水蒸气会凝结并在透镜表面产生结露。尤其是在与外部的温度差的影响最大的第一透镜1100和与其相邻的第二透镜1101之间的透镜间空间S1内,特别容易在第一透镜1100的背面1100c产生结露。
作为使外部气温与透镜单元内的温度之间的差增大的因素,可列举如下,即:在外部空气较冷的冬季透镜单元内的温度上升;例如由于从用于接收通过透镜单元聚焦的光并变换为电信号的始终通电的成像传感器(摄像元件)传导的热量而使得透镜单元内的温度上升;或者由于来自所述成像传感器、周围环境(例如车辆的发动机)的热量而以透镜单元内的温度较高的状态使第一透镜1100的表面1100d暴露于外部空气、雨等而使第一透镜1100冷却等。
另外,作为容许水蒸气向透镜单元内侵入的路径,例如可以举出:从镜筒1102的卷边部1123与第一透镜1100之间的间隙通过O型环1104周围的一部分以及第一透镜1100与镜筒1102和/或第二透镜1101之间的间隙到达透镜间空间S1等的路径、或者是经由形成镜筒1102的透湿性的树脂的路径等。此外,在透镜单元的像侧配置的成像传感器(摄像元件)在工作时会上升100度左右,此时也存在搭载有成像传感器的基板所含的水分化为水蒸气并到达透镜间空间S1的路径。
总之,当水蒸气通过这样的路径侵入透镜单元内并因前述因素而在外部空气与透镜单元内之间产生温度差时,则会在透镜间空间S1内尤其是在第一透镜1100的背面1100c产生结露,导致拍摄图像模糊而无法获得期望的分辨率(识别性恶化)。因此,需要进一步确保透镜单元的气密性并抑制水蒸气向透镜间空间S1内侵入。
针对上述问题,本发明目的在于提供一种透镜单元和摄像机模块,其能够抑制水蒸气向位于最靠近物体侧的透镜和与其相邻的透镜之间的透镜间空间内侵入并防止透镜表面结露。
用于解决课题的方案
为了解决上述问题,本发明的透镜单元其具有:光学元件;其至少包含由多个透镜沿光轴排列而成的透镜组;以及筒状的镜筒,其具有用于容纳保持该光学元件的内侧容纳空间,其中,
所述透镜组具有:第一透镜,其位于最靠近物体侧;以及第二透镜,其与该第一透镜在该第一透镜的像侧相邻,所述光学元件彼此和/或所述光学元件与所述镜筒彼此以气密状态粘接,以使得所述第一透镜和所述第二透镜之间的透镜间空间内相对于外部密闭。
在本发明中,可成为容许水蒸气向透镜单元内侵入的路径的光学元件彼此之间和/或光学元件与镜筒之间彼此以气密状态粘接(例如通过气密材料或粘接剂等进行粘接),以使得第一透镜和第二透镜之间的透镜间空间内相对于外部密闭,因此即使在高湿环境下,也能够抑制水蒸气向最容易结露的透镜间空间内侵入,并进一步抑制水蒸气从像侧向透镜单元内侵入(提高气密性),降低透镜间空间内的水蒸气量,能够抑制透镜表面结露尤其是抑制在第一透镜的像侧的表面(背面)产生结露。
此外,在上述结构中,第一透镜和第二透镜之间的透镜间空间不是必须仅由第一透镜和第二透镜划定。即,透镜间空间只要处于第一透镜和第二透镜之间即可,也可以通过这些透镜以外的其他光学元件(例如在第一透镜和第二透镜之间插入的中间隔件等)以及第一透镜和第二透镜进行划定。另外,在上述结构中,“光学元件”是指除了构成透镜组的透镜之外也包括了透镜间插入的中间隔件的与镜筒内的光学系统有关的全部要素。
另外,在上述结构中,优选设置对第一透镜和镜筒之间进行密封的密封部件。这种密封部件能够在容许水蒸气向透镜单元内侵入的路径中确保密封性能(防水性能),并有助于形成第一透镜和第二透镜彼此之间的透镜间空间的密闭状态。另外,在上述结构中,优选镜筒具有卷边部,该卷边部通过向径向内侧卷边而用于将装入内侧容纳空间内的透镜组的第一透镜在光轴方向上固定。这样的卷边部产生将第一透镜向第二透镜推压的光轴方向的力,能够提高第一透镜和第二透镜彼此的粘接界面的紧贴性,尤其是对前述的粘接介质要求的紧贴性。此外,不限于卷边,也可以使用作为独立部件的固定盖罩,成为通过螺入固定盖罩来固定透镜的结构。在使用盖罩的情况下,优选以在透镜上产生光轴方向的压缩载荷的方式提高盖罩螺入载荷,由此能够提高所述透镜彼此的粘接界面的紧贴性。
另外,本发明的摄像机模块特征在于具备上述透镜单元。
根据这种结构,能够在摄像机模块中获得上述的透镜单元的作用效果。
发明的效果
根据本发明,可成为容许水蒸气向透镜单元内侵入的路径的光学元件彼此之间和/或光学元件与镜筒之间彼此粘接,以使得第一透镜和第二透镜之间的透镜间空间内相对于外部密闭,因此即使在高湿环境下,也能够抑制水蒸气向最容易结露的透镜间空间内侵入,并进一步抑制水蒸气向像侧的透镜单元内侵入(提高气密性),降低透镜间空间内的水蒸气量,能够抑制透镜表面结露尤其是抑制在第一透镜的像侧的表面(背面)产生结露。
附图说明
图1是本发明第一实施方式的透镜单元的概要剖视图。
图2是具有图1的透镜单元的摄像机模块的概要剖视图。
图3是表示利用粘接介质来进行透镜对置面彼此的粘接的第一实施例的概要示意图。
图4是表示利用粘接介质来进行透镜对置面彼此的粘接的第二实施例的概要示意图。
图5是表示图4的第一变形例的概要示意图。
图6是表示图4的第二变形例的概要示意图。
图7的(a)~(d)是表示突起的四个形态例的线图。
图8是表示图4中的突起的形成方式的第一例的、第二透镜的俯视图。
图9是表示图4中的突起的形成方式的第二例的、第二透镜的俯视图。
图10是表示突起的形成方式的另一例的、第二透镜的俯视图。
图11是表示利用粘接介质来进行透镜对置面彼此的粘接的第三实施例的概要示意图。
图12的(a)~(d)是表示凹部的四个形态例的线图。
图13是表示利用粘接介质来进行透镜对置面彼此的粘接的第四实施例的概要示意图。
图14是表示图13的第一变形例的概要示意图。
图15是表示图13的第二变形例的概要示意图。
图16是本发明第二实施方式的透镜单元的要部放大图。
图17的(a)是本发明第三实施方式的透镜单元的要部放大图,(b)是表示其变形例的要部放大图。
图18是本发明第四实施方式的透镜单元的要部的放大剖视图。
图19是示意地表示透镜对置面彼此的第一例的粘接状态的剖视图。
图20是示意地表示透镜对置面彼此的第二例的粘接状态的剖视图。
图21是示意地表示透镜对置面彼此的第三例的粘接状态的剖视图。
图22示出了本发明的第五实施方式,是透镜单元的概要剖视图。
图23是该第五实施方式的图22所示透镜单元的要部的放大剖视图。
图24是该第五实施方式的示意地表示第一透镜与中间隔件的第一例的粘接状态的剖视图。
图25是该第五实施方式的示意地表示第一透镜与中间隔件的第二例的粘接状态的剖视图。
图26是该第五实施方式的示意地表示第一透镜与中间隔件的第三例的粘接状态的剖视图。
图27是该第五实施方式的示意地表示第二透镜与中间隔件的第一例的粘接状态的剖视图。
图28是该第五实施方式的示意地表示第二透镜与中间隔件的第二例的粘接状态的剖视图。
图29是该第五实施方式的示意地表示第二透镜与中间隔件的第三例的粘接状态的剖视图。
图30是本发明第六实施方式的透镜单元的要部的示意图。
图31是本发明第七实施方式的透镜单元的概要半剖视图。
图32是本发明第八实施方式的透镜单元的概要半剖视图。
图33示出了本发明第九实施方式的透镜单元,(a)是粘接介质涂布前的第二透镜所在部位上的与光轴方向正交的剖面,(b)是粘接介质涂布后的第二透镜所在部位上的与光轴方向正交的剖面,(c)是透镜单元的沿着光轴方向的概要半剖视图。
图34是本发明第十实施方式的透镜单元的概要半剖视图。
图35是用于详细说明路径遮断的示意图,(a)是粘接介质涂布前的第二透镜所在部位上的与光轴方向正交的剖面,(b)是粘接介质涂布后的第二透镜所在部位上的与光轴方向正交的剖面,(c)是第二透镜所在部位上的、透镜单元的沿着光轴方向的极为概要的剖视图。
图36是本发明第十一实施方式的透镜单元的概要半剖视图。
图37是调查了在对透湿度不同的粘接介质改变粘接厚度和粘接宽度并暴露于高温高湿环境下时的雾化的发生状况的试验结果的一例。
图38是本发明第十二实施方式的透镜单元的概要剖视图。
图39是表示现有透镜单元的一例的概要剖视图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
此外,关于以下说明的本实施方式的透镜单元,尤其是车载摄像机等的摄像机模块用的透镜单元,例如在汽车的外表面侧固定设置,且配线引入汽车内并与显示器或其他装置连接。另外,在前述的包括图39的全部图中对透镜省略了影线。
(第一实施方式)
图1示出了本发明第一实施方式的透镜单元11。如图所示,本实施方式的透镜单元11具备:例如树脂制的圆筒状的镜筒(barrel)12;在镜筒12的带台阶的内侧容纳空间S内配置的多个透镜,例如是由从物体侧起的第一透镜13、第二透镜14、第三透镜15、第四透镜16及第五透镜17构成的五个透镜;以及两个光圈部件22a、22b。两个光圈部件22a、22b中的从物体侧起第一个光圈部件22a配置在第二透镜14与第三透镜15之间。从物体侧起第二个光圈部件22b配置在第三透镜15与第四透镜16之间。光圈部件22a、22b是限制透过光量并决定作为亮度指标的F值的“开口光圈”,或者是对成为重影的原因的光线、成为像差的原因的光线进行遮光的“遮光光圈”。关于具备这种透镜单元11的车载摄像机,其具备:透镜单元11、具有未图示的成像传感器的基板、以及将该基板设置于汽车等车辆的未图示的设置部件。
关于装入到镜筒12的内侧容纳空间S内而被容纳保持的多个透镜13、14、15、16、17,以使各自的光轴一致的状态层叠配置,且成为各透镜13、14、15、16、17沿着一个光轴O排列的状态,从而构成了用于摄像的一组透镜组L。此时,关于构成透镜组L的位于最靠近物体侧的第一透镜13,其是在物体侧具有凸面并且在像侧具有凹面的球面玻璃透镜,其他的透镜14、15、16、17是树脂透镜,但是不限于此(例如,第一透镜13也可以是树脂透镜;在第一透镜13和第二透镜14为树脂制的情况下,第一透镜13和第二透镜14例如可以是彼此的线膨胀系数的差为40×10-6/K(m)以上(线膨胀系数不同的透镜彼此的组合))。
关于包含本实施方式的本发明,其特征在于,通过第一透镜13和第二透镜14的对置面彼此之间的粘接(气密状态下的接触)来确保第一透镜13与第二透镜14之间的透镜间空间S1为密闭状态(后述),并且能够根据用途等来任意设定透镜的数量、透镜和镜筒的材料等。另外,在本实施方式中,位于像侧的两个透镜即第四透镜16和第五透镜17是贴合透镜,但这不是必须的。此外,在这些透镜13、14、15、16、17的表面,也可以根据需要设置反射防止膜、亲水膜、防水膜等。
另外,在本实施方式中,在位于最靠近物体侧的第一透镜13与镜筒12之间插入有作为密封部件的O型环26,能够防止水、灰尘侵入到镜筒12内侧的透镜组L内。此时,在第一透镜13的外周面13d设置有直径在该透镜13的像侧部分减小的台阶状的缩径部13e,并在该缩径部13e装设O型环
26,通过在第一透镜13的外周面13d与镜筒12的内周面12a之间使O型环26在径向上压缩,从而成为镜筒12的物体侧端部被封固的状态。此外,关于插入到第一透镜13和镜筒12之间的密封部件,不限于O型环,只要是能够对第一透镜13与镜筒12之间进行密封的环状体,则形态不限。
在镜筒12的内侧且在物体侧设置有圆筒状的内壁12b,并在该内壁12b与外壁12c之间形成有槽18,且在槽18中设置有环状体27,并在该环状体27密接有O型环26。在内壁12b与外壁12c之间形成槽18的原因在于:在没有槽而内壁12b与外壁12c一体化的情况下壁厚会变厚,因此需要抑制在使树脂的镜筒12成型/冷却时较大程度地产生缩孔并降低尺寸精度的问题。环状体27由比较柔软的具有弹性的物质构成,例如采用特氟龙(注册商标)。环状体27具有将O型环26支承于光轴方向的功能。环状体27和镜筒12是独立部件,因此能够根据O型环26的尺寸变更为高度不同的环状体27,确保O型环26以适当的弹性力进行密封。
另外,镜筒12以在其内侧容纳空间S内装入并容纳保持有透镜组L的状态,使其物体侧的端部(在图1中为上端部)的卷边部23通过热加工向径向内侧卷边,从而利用该卷边部23将透镜组L的位于最靠近物体侧的第一透镜13在光轴方向上固定于镜筒12的物体侧端部。此时,为了能够稳定地进行卷边,就与卷边部23压接的玻璃透镜13的部位而言,形成为呈平面状倾斜地切割的平坦部13b。
另外,在镜筒12的像侧的端部(在图1中为下端部)设置有内侧凸缘部24,该内侧凸缘部24具有与第五透镜17相比直径较小的开口部。利用该内侧凸缘部24和卷边部23,在镜筒12内将构成透镜组L的多个透镜13、14、15、16、17和光圈部件22a、22b保持固定于光轴方向。
镜筒12的内径从物体侧朝向像面侧阶段性地减小。与此对应地,透镜13、14、15、16、17的外径随着从物体侧朝向像面侧而减小。基本上,透镜13、14、15、16、17各自的外径与镜筒12的支承各透镜13、14、15、16、17的部分各自的内径大致相等。此外,在镜筒12的外周面呈边沿状设置有外侧凸缘部25,该外侧凸缘部25用于将镜筒12设置于车载摄像机。
另外,图2是具有图1的透镜单元11的本实施方式的摄像机模块300的概要剖视图。如图所示,摄像机模块300构成为包含装设有滤镜100的透镜单元11。此外,以下说明的全部实施方式的透镜单元可以构成图2所示的摄像机模块。
摄像机模块300具备:作为外装部件的上壳体(摄像机壳体)301、以及对透镜单元11进行保持的卡座(台座)302。另外,摄像机模块300具备密封部件303和封装传感器(摄像元件)304。
上壳体301是使透镜单元11的物体侧的端部露出并且将其他部分覆盖的部件。卡座302配置于上壳体301的内部且具有内螺纹302a,该内螺纹302a与透镜单元11的外螺纹11a进行螺纹结合。密封部件303是在上壳体301的内面与透镜单元11的镜筒12的外周面12d之间插入的部件,并且是用于保持上壳体301内部的气密性的部件。
封装传感器304配置于卡座302的内部,并且配置于接收由透镜单元11形成的物体像的位置。另外,封装传感器304具备CCD或CMOS等,且将通过透镜单元11聚焦并到达的光变换为电信号。关于变换的电信号,可变换为摄像机拍摄的图像数据的构成要素即模拟数据或数字数据。
在具有以上这种结构的透镜单元11和摄像机模块300中,位于最靠近物体侧的第一透镜13和与该第一透镜13在其像侧相邻的第二透镜14各自具有在光轴方向上彼此对置的对置面13a、14a,且这些对置面13a、14a彼此的对置区域彼此粘接,以使得第一透镜13和第二透镜14之间的透镜间空间S1内相对于外部密闭。在此,透镜13、14的对置面13a、14a的“对置区域”是指:也包括了对置面13a、14a彼此抵接的情况的、对置面13a、14a彼此的光轴方向的间隔为500μm以下的区域(在本说明书的下文中也同样如此)。
尤其是,虽然在本实施方式中使用粘接介质40来进行对置面13a、14a彼此的对置区域的粘接(参照图1和图2),但是也可以通过其他的粘接方式将对置面13a、14a彼此粘接。
在此,作为在本实施方式中使用的粘接介质40,例如可举出:丙烯酸系、环氧系、烯烃系的粘接剂(以下,在本说明书中,丙烯酸系的粘接剂是指:含丙烯酸树脂为50重量%以上的粘接剂;环氧系的粘接剂是指:含环氧树脂为50重量%以上的粘接剂;烯烃系的粘接剂是指:含烯烃系树脂(具有一个双键的链状烃)为50重量%以上的粘接剂)、具有粘接性的(例如凝胶状的)弹性材料等,另外,这种粘接介质40设置于透镜13、14的有效直径的外侧(光线不通过的光学面外部位)。这样将粘接介质40配置于对置面13a、14a彼此之间的状态尤其是在图3中被示意性夸张示出。
另外,在本实施方式中,就用于将对置面13a、14a彼此粘接的粘接介质40而言,具备如下特性,即:能够追随伴随着透镜13、14彼此的线膨胀系数差而发生的、温度变化时的透镜的膨胀收缩量的差异所引起的透镜13、14彼此的径向的相对位移的“径向追随性”(能够充分耐受在伴随着温度变化而发生的透镜13、14的膨胀(收缩)之后施加于透镜13、14的粘接界面的径向的应力的柔软性);和/或能够防止发生伴随着高温环境下的透镜间空间S1的内压上升而发生的透镜13、14彼此的光轴O方向上的远离所引起的透镜13、14之间的粘接界面剥离的良好的“紧贴性”(粘接介质40相对于透镜13、14的对置面13a、14a的紧贴性);或者能够追随光轴O方向上的透镜13、14之间的远离位移的“光轴方向追随性”。
对粘接介质40要求的“径向追随性”可以通过将粘接介质40的硬度设定在肖氏硬度A10~A100(肖氏A硬度10~100)的范围内或者肖氏硬度D10~D90(肖氏D硬度10~90)的范围内来实现。尤其是在A30~A95或者D10~D60的范围内能够获得更好的结果。另外,这种“径向追随性”也可以通过在将粘接介质的硬度设定于上述值的范围内的基础上并确保粘接介质的厚度为预定值以上来实现,或者是取代将粘接介质的硬度设定于上述值的范围内的方式而确保粘接介质的厚度为预定值以上来实现。作为用于确保粘接介质40的厚度为预定值以上(确保粘接介质40沿着径向的移动量)的方式,例如可举出使粘接介质40中含有填料并将这些填料的最大长度设定为5~500μm的方式。虽然也与粘接介质中的填料的取向有关,但是只要填料在粘接介质40中朝向光轴O方向侧延伸,则能够根据该延伸的填料的长度来规定粘接介质40的厚度(光轴O方向的尺寸)。
另外,作为用于确保粘接介质40的厚度为预定值以上的另一方式,可以举出在彼此对置的第一透镜13和第二透镜14的两个对置面13a、14a的至少一方的一部分以5~500μm的高度设置突起(凸部)的方式。这样的例子在图4~图6中分别示出。
在图4中,在第二透镜14的对置面14a的径向外侧(最外侧)以5~500μm的高度设置有突起43,该突起43可以如图8所示那样呈环状(环带状)(环状突起43A),或者是如图9所示那样沿着周向彼此隔开预定的角度间隔设置的剖面呈圆形的多个柱状突起43B(在图中是沿着周向隔开90°的角度间隔的四个柱状突起)。这种突起43(43A、43B)与第一透镜13的对置面13a抵接,并划定用于在第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a彼此之间(在环状突起43A的情况下为比环状突起43A靠径向内侧(参照图8);在柱状突起43B的情况下是柱状突起43B之间以及比柱状突起43B靠径向内侧(参照图9))填充粘接介质40的填充区域,并能够根据其高度而在结构上规定并且调整粘接介质40的厚度(光轴O方向的尺寸)。此外,在填充粘接介质40时,能够通过图8所示的环状突起43A而容易地控制粘接介质40的填充流动,并且也能够防止粘接介质40从对置面14a流出。与此相对,利用图9所示的柱状突起43B能够确保较大的粘接面积,从而提高粘接力。
在图5中,在第二透镜14的对置面14a的径向的中央附近以5~500μm的高度设置有突起43。在图6中,在第二透镜14的对置面14a的径向内侧(例如更内侧)以残留环状区域49(透镜有效直径内的区域)的状态并以5~500μm的高度设置有突起43。在图4和图5中,作为不填充(涂布)粘接介质40的区域而确保环状区域49。在这些情况下,突起43也可以是如图8所示那样的环状突起43A,或者是如图9所示那样的多个柱状突起43B。这种突起43(43A、43B)与第一透镜13的对置面13a抵接,并划定用于在第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a彼此之间(在环状突起43A的情况下是环状突起43A的径向内侧和外侧双方;在柱状突起43B的情况下是柱状突起43B之间以及柱状突起43B的径向内侧和外侧双方)填充粘接介质40的填充区域,并能够根据其高度而在结构上规定并且调整粘接介质40的厚度(光轴O方向的尺寸)。
此外,虽然在图4~图6中环状突起43仅设置于一处,但是可以任意设定。例如也可以设置于对置面14a的外侧和内侧的两处。同样地,关于图9所示的柱状突起43B,并不限于四个,也可以通过设置三个以上来实现确保粘接介质40的厚度的目的。
此外,关于突起43(43A、43B)的剖面形状(以延伸于径向的平面剖切的剖面),可以是如图7的(a)所示那样的正方形(也可以是长方形等其他矩形状),也可以是如图7的(b)所示那样的三角形,也可以是如图7的(c)所示那样的梯形,也可以是如图7的(d)所示那样的半圆。当然,并不限于这些形状,可以适当选择任意的形状。
另外,关于在第二透镜14的对置面14a设置的突起,也可以是如图10所示那样沿着径向延伸的径向延伸突起43C。此时的突起43C的剖面形状也优选采用如图7所示那样的剖面形状。尤其是在图10中,径向延伸突起43C呈放射状设置(四个径向延伸突起43C彼此在周向上隔开90°的角度间隔设置)。这种径向延伸突起43C划定了用于在径向延伸突起43C彼此之间填充粘接介质40的填充区域,并使粘接面(粘接层)断开而能够防止粘接层整体的剥离。即,通过使粘接层断开,从而即使假定一部分的粘接层发生剥离,也能够抑制这种剥离扩展至粘接面整体。此外,虽然在图10中设定有四个径向延伸突起43C,但是不限于此,也能够通过设定三个以上来实现所需的目的。
此外,虽然在图4~图10的例子中,突起43(43A、43B、43C)仅设置于第二透镜14的对置面14a,但是也可以在第一透镜13的对置面13a设置突起43(43A、43B、43C),或者也可以在第一透镜13和第二透镜14的两个对置面13a、14a双方设置突起43(43A、43B、43C)。另外,也可以取代突起,在彼此对置的第一透镜13和第二透镜14的两个对置面13a、14a的至少一方的一部分设置用于填充粘接介质40的凹部。例如在图11中,在第二透镜14的对置面14a的径向的中央附近设置有环状的凹部47。如果设置这种粘接介质填充用的凹部47,则能够防止粘接介质40从粘接界面流出,并且也容易进行粘接介质40向粘接界面的涂布。另外,关于凹部47的剖面形状(以延伸于径向的平面剖切的剖面),可以是如图12的(a)所示那样的长方形,也可以是如图12的(b)所示那样的三角形,也可以是如图12的(c)所示那样的梯形,也可以是如图12的(d)所示那样的半圆。当然,并不限于这些形状,可以适当选择任意的形状。此外,关于凹部的宽度,在径向上,为了同时确保透镜对置区域和粘接区域,优选为透镜13和透镜14的对置区域的10~95%、更优选为30~90%。
另外,作为在结构上确保粘接介质40的厚度为预定值以上的另一方式,可举出在第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a彼此之间以5~500μm的厚度配置片材的方式。此时,作为片材的材料而优选具备防水性且廉价的EPDM。这种例子在图13~图15中分别示出。
在图13中,在对置面13a、14a之间的径向外侧以5~500μm的厚度配置有环状的片材52。这种片材52插入到对置面13a、14a之间,在对置面13a、14a彼此之间划定用于在比片材52靠径向内侧填充粘接介质40的填充区域,并能够根据其厚度而在结构上规定并且调整粘接介质40的厚度(光轴O方向的尺寸)。另外,关于这种片材52的配置,能够排除为了确保粘接介质厚度而如上所述对透镜13、14加工设置突起等的必要性,因此能够使透镜13、14的成型容易。
同样地,在图14及图15中,分别在对置面13a、14a之间的径向中央附近和径向内侧以5~500μm的厚度配置有环状的片材52。
此外,虽然在图13~图15中仅在一处设置有环状片材52,但是可以任意设定。例如也可以在对置面14a的外侧和内侧的两处设置。另外,环状片材52也可以如图10所示那样采用沿着径向延伸的径向的片材。
另外,关于前述的对粘接介质40要求的“紧贴性”或者“光轴方向追随性”,可以通过将第一透镜13和第二透镜14的至少一方的对置面13a(14a)的表面粗糙度以均方根粗糙度Rq设定为0.01μm~200μm来实现。这种方式在由可以不考虑前述的“径向追随性”的玻璃来形成第一透镜13和第二透镜14的情况下特别有益。这是因为:在采用玻璃的情况下,尤其需要注意伴随着高温环境下的透镜间空间S1的内压上升而发生的透镜13、14之间的粘接界面剥离的问题。
另外,在本实施方式中,进一步优选粘接介质40的吸水率为5.0wt%
(JIS K6911(煮沸一小时))以下。如果这样将粘接介质40的吸水率设定为较低程度,则能够有效地抑制水蒸气向透镜间空间S1内侵入。另外,在本实施方式中,优选粘接介质40为黒色(粘接介质40的光透过率在450nm~650nm的波长区域为20%以下)。如果这样使粘接介质40为黒色来抑制其光透过率,则也能够省去用于遮光、防止重影的涂墨处理(粘接介质40可以兼有墨的作用)。但是这并不排斥同时应用墨和粘接介质。此外,片材52也优选采用450~650nm的光线透过率为20%以下、单面反射率为10%以下的材料。由此,能够抑制杂散光引起的重影或眩光的发生。例如可以采用:作为光圈部件使用的树脂制的遮光材料、对金属薄板施加了黑化处理的遮光材料。另外,在本实施方式中,优选第一透镜13和第二透镜14之间的透镜间空间S1内的压力在常温20度为大气压以下。这样,如果透镜间空间S1内的压力为大气压以下,则即使在高温环境下也不会引起透镜间空间S1的内压上升,因此能够消除由于伴随着内压上升而发生的透镜13、14彼此的光轴O方向上的远离所导致的透镜13、14之间的粘接界面剥离的问题。此外,作为将透镜对置面13a、14a彼此粘接而使得透镜间空间S1内的压力为大气压以下的方法,例如可以举出在真空气氛下将透镜对置面13a、14a彼此粘接的、一边对透镜间空间S1进行抽吸脱气一边进行粘接的方法等。
如上所述,根据本实施方式,可成为容许水蒸气向透镜单元11内侵入的路径的第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a之间彼此粘接,以使得第一透镜13和第二透镜14之间的透镜间空间S1内相对于外部密闭,因此即使在高湿环境下,也能够抑制水蒸气向最容易结露的透镜间空间S1内侵入,并进一步抑制水蒸气向像侧的透镜单元11内侵入(提高气密性),降低透镜间空间S1内的水蒸气量,能够抑制透镜表面结露尤其是抑制在第一透镜13的像侧的表面(背面13c)产生结露。即,采用这种透镜13、14彼此的粘接方式,能够在透镜间空间S1确保可靠性高的密闭状态。
此外,虽然在本实施方式中,第一透镜和第二透镜的其中一方为玻璃制并且另一方为树脂制,但是第一透镜和第二透镜也可以均为树脂制,此时彼此的线膨胀系数的差可以为40×10-6/K(m)以上(线膨胀系数不同的透镜彼此的组合)。如上所述,在利用粘接介质来进行透镜对置面彼此的粘接的情况下,该粘接介质具有能够追随伴随着透镜彼此的线膨胀系数差而发生的、温度变化时的透镜的膨胀收缩量的差异所引起的透镜彼此的径向的相对位移的“径向追随性”,因此这样采用线膨胀系数不同的透镜彼此组合,也能够在透镜间的空间确保可靠性高的密闭状态。
(第二实施方式)
图16示出了本发明第二实施方式的透镜单元的要部放大图。此外,在本实施方式中,与第一实施方式的区别在于:第一透镜13和第二透镜14的直径大致相同,因此不设置槽18和环状体27,因此也没有在镜筒12形成内壁12b。另外,第一透镜13和第二透镜14的形状也与第一实施方式有所不同(第二透镜14是在物体侧具有凹面并且在像侧具有凸面的树脂透镜)。
如图16放大且明确所示,透镜组L的第一透镜13在其像侧与第二透镜14在光轴方向上抵接,且在彼此抵接的第一透镜13和第二透镜14的圆环状的抵接面13a’、14a’的一方、在本实施方式中为第二透镜14的抵接面14a’,设置有例如切槽状的环状凹部14b。因此,具有该环状凹部14b的抵接面14a’的部位不与第一透镜13的抵接面13a’抵接。另外,该环状凹部14b从与第一透镜13的抵接面13a’对置的部位起延伸到与O型环26对置的部位。换言之,第二透镜14与第一透镜13的抵接面13a’对置并支承第一透镜13,并且具有以比第一透镜13的抵接面13a’向径向外侧突出的方式延伸的支承面14A,该支承面14A具有:与第一透镜13的抵接面13a’抵接的抵接面14a’、以及环状凹部14b。
并且,在该环状凹部14b填充有气密材料130,该气密材料130用于确保第一透镜13和第二透镜14彼此之间的气密性。具体而言,在本实施方式中,在成为容许水蒸气向透镜单元11内侵入的路径的部位、即在可将水蒸气从镜筒12的卷边部23与第一透镜13之间的间隙导向形成在第一透镜13和第二透镜14彼此之间的透镜间空间S1(由第一透镜13的像侧的凹面和第二透镜14的物体侧的凸面划定)内的第一透镜13和第二透镜14的抵接面13a’、14a’之间,通过在环状凹部14b内将作为气密材料130的环状的橡胶材料通过压入等进行嵌装来进行填充配置,或者在环状凹部14b内填充作为气密材料130的粘接剂(粘接介质)。
换言之,在本实施方式中,第一透镜13和第二透镜14彼此通过抵接面13a’、14a’抵接的环状的对置区域140、和通过在环状凹部14b填充气密材料130而维持抵接面13a’、14a’彼此的抵接状态且气密材料130与第一透镜13的抵接面13a’抵接而成的气密区域150,沿着第一透镜13和第二透镜14的径向相邻(第一透镜13和第二透镜14彼此以气密状态接触)。即,在本实施方式中,在可成为水蒸气的通道的路径、即从镜筒12的卷边部23与第一透镜13之间的间隙到达透镜间空间S1内的路径中,从其上游侧起依次设置有:具有O型环26的防水区域160、气密区域150、对置区域140,防水区域160和气密区域150沿着光轴O方向大致相邻,并且气密区域150和对置区域140沿着透镜13、14的径向相邻,从而较高地维持该路径的防水性和气密性。
此外,此时设定为由O型环26构成的密封部件的硬度比气密材料130的硬度高。因此,能够利用作为密封部件的O型环来提高防水性能,并抑制气密材料对卷边部产生的反作用力。另外,此时O型环如上所述以不对卷边部产生反作用力的方式在径向上压缩。具体而言,例如关于作为密封部件的O型环26,为了提高防水性能,优选其硬度为50~70度且弹性力较高。与此相对,关于不需要防水性能的气密材料30,例如在采用橡胶材料的情况下,优选其硬度约为20~40度。另外,气密材料130特别优选为与橡胶材料相比反作用力较小的粘接剂。作为粘接剂,为了降低反作用力,更优选为粘性较高(例如具有62000mPa·s程度的粘性)的粘接剂。另外,作为气密材料,除此以外,还可以举出特氟龙等。
如上所述,根据本实施方式,在成为容许水蒸气向透镜单元11内侵入的路径部位、即在可将水蒸气从镜筒12的卷边部23与第一透镜13之间的间隙导向第一透镜13和第二透镜14彼此之间的透镜间空间S1内的第一透镜13和第二透镜14的抵接面13a’、14a’之间,插入有气密材料130,因此能够利用位于路径中的O型环26来确保密封性能(防水性能),并且抑制水蒸气向最容易结露的透镜间空间S1内侵入,并进一步抑制水蒸气向像侧的透镜单元11内侵入(提高气密性),降低透镜间空间S1内的水蒸气量,能够抑制透镜表面结露尤其是抑制在第一透镜13的像侧的背面13c产生结露。
另外,根据本实施方式,不是在第一透镜13和第二透镜14的抵接面13a’、14a’之间以将它们拉开的方式插入气密材料130,而是在第二透镜14的抵接面14a’设置环状凹部14b,并在该环状凹部14b填充有气密材料130,因此不仅能够使透镜13、14彼此切实抵接而促进透镜13、14之间的气密性提高,而且能够利用透镜13、14彼此的抵接将透镜间距离准确地保持为所需的距离,并防止因插入气密材料130而对光学性能造成不良影响。
另外,如果这样在环状凹部14b内填充气密材料130,则也能够避免气密材料130经由第一透镜13对卷边部23在光轴方向产生反作用力,不会对卷边力产生不良影响(能够将作用于卷边部23的应力抑制为最小限度并提高利用卷边部23固定透镜的可靠性)。另外,为了避免气密材料对卷边部产生反作用力,优选气密材料具有较低的弹性力。
另外,根据本实施方式,O型环26在第一透镜13与镜筒12之间在径向上压缩,因此能够防止被挤压而弹性变形的O型环26的反弹力(反作用力)在光轴方向上作用于卷边部23而对卷边力造成不良影响。
另外,根据本实施方式,设定为O型环26的硬度比气密材料130的硬度高,因此能够利用O型环26提高防水性能,并抑制气密材料130对卷边部23的反作用力。
另外,根据本实施方式,第一透镜13和第二透镜14彼此通过抵接面13a’、14a’抵接的对置区域140、和气密材料130填充于环状凹部14b而成的气密区域150,沿着第一透镜13和第二透镜14的径向相邻,因此能够有效且高效地确保透镜13、14之间的良好的气密性能。
此外,虽然在前述实施方式中对置区域140位于径向内侧并且气密区域150位于径向外侧,但也可以是气密区域150位于径向内侧并且对置区域140位于径向外侧。另外,虽然在前述实施方式中在与第一透镜13抵接的第二透镜14的抵接面14a’设置有环状凹部,但是也可以在与第二透镜14抵接的第一透镜13的抵接面13a’设置环状凹部。另外,虽然在前述实施方式中形成有凹部作为切口状的环状槽,但是凹部只要是其中填充的气密材料不会妨碍第一透镜和第二透镜彼此的抵接状态的形态即可,具体形态不限。
另外,虽然在前述实施方式中密封部件(O型环26)和气密材料130是彼此独立的部件,但是也可以使密封部件和气密材料通过二色成形等一体成形(硬度不同的部件彼此一体成形)。因此,能够提高密封部件和气密材料的装配性,并且能够减少零部件数量而降低成本。另外,虽然在前述实施方式中凹部呈环状,但是环状并非必须,能够任意设定凹部的形态和配置方式。总之,只要利用气密区域和对置区域来抑制(防止)水蒸气向透镜间空间侵入即可。
(第三实施方式)
图17示出了本发明第三实施方式的透镜单元的要部放大图。此外,在本实施方式中,关于构成透镜组L的位于最靠近物体侧的第一透镜13,该第一透镜13是球面玻璃透镜,其表面13f形成为朝向物体侧呈凸状的凸面,并且与第二透镜14对置的其背面13c呈凹面,该凹面形成朝向透镜内侧凹陷的空洞部,第二透镜14是由在物体侧具有后述的凸状部14e的低透湿性的树脂材料(例如COP(环烯烃聚合物)等的树脂)制成的透镜,其他的透镜15、16、17是树脂透镜,但是不限于此(例如第一透镜13也可以为树脂透镜)。
如图17的(a)放大且明确所示,透镜组L的第一透镜13在其像侧与第二透镜14在光轴方向上彼此抵接,且在彼此抵接并在透镜13、14的径向上延伸的第一透镜13和第二透镜14的圆环状的对置面13a、14a的一方、在本实施方式中为第二透镜14的对置面14a,设置有例如切槽状的环状凹部14c。因此,具有该环状凹部14c的对置面14a的部位不与第一透镜13的对置面13a抵接。此外,环状凹部14c的深度尺寸例如设定为50~500微米。
并且,在该环状凹部14c填充有流动性的气密材料230,该气密材料230确保第一透镜13和第二透镜14彼此之间的气密性。即,在本实施方式中,在可成为容许水蒸气向透镜单元11内侵入的路径的部位、即在可将水蒸气从镜筒12的卷边部23(参照图1)和第一透镜13之间的间隙通过O型环26(图1参照)、或者直接通过镜筒12的透湿性的树脂,并经由第一透镜13与镜筒12和/或第二透镜14之间的间隙,导向形成在第一透镜13和第二透镜14彼此之间的透镜间空间S1(由第一透镜13的像侧的凹面13c和第二透镜14的物体侧的凸状部14be划定)内的第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a之间,在环状凹部14c内填充作为气密材料230的例如粘接剂(粘接介质),并可以采用与在第一实施方式中使用的粘接剂同样的粘接剂。此外,特别优选丙烯酸系的粘接剂等低透湿性且粘性为1~500Pa·s程度的粘接剂。
另外,关于具有这种环状凹部14c的第二透镜14,其在环状凹部14c的径向内侧相邻地具有以从环状凹部14c进入第一透镜13侧的方式延伸的台阶部14d。具体而言,在本实施方式中,该台阶部14d通过使与第一透镜13的凹面(背面)13c对置的第二透镜14的部位至少部分地进入由凹面13c形成的空洞部内而形成,并具有作为障壁的功能,该障壁防止环状凹部14c内填充的气密材料230向径向内侧的流动。并且,关于这样进入第一透镜13的空洞部内并形成台阶部14d的第二透镜14的部位,其形成凸状部14e,该凸状部14e呈在环状凹部14c的径向内侧向物体侧突出的大致圆形状。此外,为了这样使第二透镜14的凸状部14e(台阶部14d)进入第一透镜13侧,在本实施方式中例如使第一透镜13的缩径部13e以朝向像侧延伸的方式形成为较厚。如果使缩径部13e以朝向像侧延伸的方式较厚地形成,则用于装设O型环26(参照图1)的装设面积増大,也具有能够防止O型环26从第一透镜13脱落的优点。另外,作为使第二透镜的台阶部进入第一透镜侧的方式,除此以外,也可以考虑对第一透镜的对置面进行切口等来确保接受台阶部的空间等多种方式。
换言之,在本实施方式中,第一透镜13和第二透镜14彼此通过对置面13a、14a抵接的环状的对置区域240、和通过在环状凹部14c填充气密材料230而维持对置面13a、14a彼此的抵接状态且气密材料230与第一透镜13的对置面13a抵接而成的气密区域250,沿着第一透镜13和第二透镜14的径向相邻。即,在本实施方式中,在可成为水蒸气的通道的路径、即从镜筒12的卷边部23(参照图1)与第一透镜13之间的间隙到达透镜间空间S1内的路径中,从其上游侧起依次设置有:具有O型环26的防水区域160(并参照图16)、对置区域240、气密区域250,从而较高地维持该路径的防水性和气密性。
此外,在本实施方式中,如图17的(a)所示,在进入由第一透镜13的凹面(背面)13c形成的空洞部内的第二透镜14的凸状部14e与凹面13c之间存在些许间隙,但是也可以如图17的(b)所示那样,凸状部14e与凹面13c压接嵌合。
如上所述,根据本实施方式,在可成为容许水蒸气向透镜单元11内侵入的路径的部位、即在可将水蒸气导向第一透镜13和第二透镜14彼此之间的透镜间空间S1内的第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a之间、具体而言是在与第一透镜13抵接的第二透镜14的对置面14a设置的环状凹部14c填充有气密材料230,因此避免了在透镜单元内设置/封入吸湿部件或液体的复杂且高成本的结构形态,能够抑制水蒸气向最容易结露的透镜间空间S1内侵入,并进一步抑制水蒸气向像侧的透镜单元11内侵入(提高气密性),降低透镜间空间S1内的水蒸气量,能够简单地抑制透镜表面结露尤其是抑制在第一透镜13的像侧的表面(背面)13c产生结露。
另外,根据本实施方式,不是在第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a之间以将它们拉开的方式插入气密材料230,而是在与第一透镜13抵接的第二透镜14的对置面14a设置环状凹部14c,并在该环状凹部14c填充有气密材料230,因此不仅能够使透镜13、14彼此切实抵接而促进透镜13、14之间的气密性提高,而且能够利用透镜13、14彼此的抵接将透镜间距离准确地保持为所需的距离,并防止因插入气密材料230而对光学性能造成不良影响。
另外,在本实施方式中,第二透镜14在环状凹部14c的径向内侧相邻地具有台阶部14d,该台阶部14d以从环状凹部14c进入第一透镜13侧的方式延伸,因此台阶部14d能够形成障壁,该障壁防止环状凹部14c内填充的气密材料230向径向内侧的流动,因此能够防止流动性的气密材料230从环状凹部14c溢出并朝向第一透镜13和第二透镜14彼此之间的透镜间空间S1内向径向内侧流动。即,能够使环状凹部14c稳定地发挥贮留气密材料的功能。
另外,在本实施方式中,第二透镜14的台阶部14d通过使与第一透镜13的凹面13c对置的第二透镜14的部位至少部分地进入由凹面13c形成的空洞部内而形成,因此能够在与空洞部最接近的部位、即容易使透镜间空间S1密闭的部位确保气密性,并有效地抑制水蒸气的侵入。
此外,如前述的图17的(b)所示,如果使凸状部14e与凹面13c压接嵌合,则能够利用由台阶部14d和凹部14c形成稳定的气密材料贮留的径向外侧的气密区域250、以及由第一透镜13的凹面13c和第二透镜14的凸状部14e构成的径向内侧的压接嵌合区域270来实现二重气密状态,因此能够进一步提高透镜13、14之间的气密性,并切实地封闭透镜间空间S1,从而切实地防止水蒸气向透镜间空间S1内侵入。
另外,虽然在前述实施方式中凹部14c形成为切口状的环状槽,但是凹部只要是其中填充的气密材料不会妨碍第一透镜和第二透镜彼此的抵接状态的形态即可,具体形态不限。总之,只要能够利用气密区域250抑制(防止)水蒸气向透镜间空间S1侵入即可。另外,虽然在前述实施方式中环状的凹部14c与透镜间空间S1相邻地设置有一个,但是在第二透镜14的对置面14a设置的凹部也可以在对置面14a的任意部位(沿着径向的任意部位)设置若干个,另外,附带地设置于凹部的台阶部也不限于一个。另外,凹部所填充的气密材料不限于粘接剂,还可以举出半凝胶状的气密物质等。作为粘接剂,例如优选丙烯酸系粘接剂等低透湿性的粘接剂。或者,也可以在凹部内配置丁基橡胶密封件(未硫化密封件)或烯烃系密封剂等密封部件。只要是在向第二透镜的凹部填充气密材料之后从其上侧向镜筒内装配第一透镜,则能够确保第一透镜和第二透镜之间的气密性,并能够使第一透镜和第二透镜彼此之间的空间成为密闭空间。
(第四实施方式)
图18示出了本发明第四实施方式的透镜单元的要部放大图。在本实施方式中,特征在于,第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a彼此利用粘接介质层450粘接,以使得第一透镜13和第二透镜14之间的透镜间空间S1内相对于外部密闭。
另外,在本实施方式中,粘接介质层450具有:位于第一透镜13侧的第一粘接介质层451、以及位于第二透镜14侧的第二粘接介质层452,且在第一粘接介质层451与第二粘接介质层452之间夹设有薄板状的薄板状夹设物455。
第一粘接介质层451在第一透镜13的对置面13a的整个区域涂布,第二粘接介质层452在第二透镜13的对置面14a的整个区域涂布。对置面13a和对置面14a分别形成为圆环状,对置面13a的外径大于对置面14a的外径,且对置面13a的内径与对置面14a的内径大致相等。因此,涂布于对置面13a的第一粘接介质层451比涂布于对置面14a的第二粘接介质层452向径向外侧延伸突出。另外,虽然第一粘接介质层451和第二粘接介质层452的层厚相等,但是不限于此,也可以为不同层厚。
另外,在第一粘接介质层451和第二粘接介质层452之间夹设的薄板状夹设物455形成为圆环状,且内径和外径与对置面13a大致相等。该薄板状夹设物455的内径缘和外径缘的径向的位置与对置面13a的内径缘和外径缘的径向的位置大致相等。
并且,第一粘接介质层451的上表面(光轴方向物体侧的表面)与对置面13a紧贴,下表面(光轴方向像侧的表面)与薄板状夹设物455的上表面紧贴。另外,第二粘接介质层452的下表面(光轴方向像侧的表面)与对置面14a紧贴,上表面(光轴方向物体侧的表面)与薄板状夹设物455的下表面紧贴。
作为薄板状夹设物455,例如使用具有遮光性的遮光板、加热器或者橡胶片材。通过使用具有遮光性的这些材料,从而能够省略针对第一透镜13的对置面13a进行用于重影处置的涂墨工序。
在薄板状夹设物455为遮光板(例如厚度为1mm以下的SUS板)的情况下,作为形成粘接介质层450的粘接介质,可以使用透明或者具有透光性的粘接强度较高的(粘接强度比黒色粘接剂高的)粘接介质,并且能够切实确保遮光性。
作为黒色粘接剂,例如优选粘接剂的光透过率在450nm~650nm的波长区域为20%以下的黒色粘接剂。如果使粘接剂为黒色来抑制其光透过率,则能够省去用于遮光、防止重影的涂墨处理,然而另一方面存在降低粘接强度的可能性,但是在本实施方式中,由于在第一粘接介质层451和第二粘接介质层452之间夹设有遮光板,因此即使省去涂黑处理也能够确保遮光性等,并且能够使用透明或者具有透光性的粘接强度较高的粘接剂,从而确保预定的粘接强度。另外,由于不进行涂黑而能够抑制水分从第一透镜13的对置面13a和薄板状夹设物455的表面之间混入。
在薄板状夹设物455为加热器的情况下,能够利用该加热器对第一透镜13和第二透镜14进行加热,因此能够抑制第一透镜13和第二透镜14之间的透镜间空间S1内的结露。另外,即使在因粘接介质层450的劣化而混入水分的情况下,也能够利用加热器对该水分进行加热来消除透镜表面结露。
此外,作为加热器,例如可以使用厚度为1~2mm程度的平板状的陶瓷加热器。
在薄板状夹设物455为橡胶片材的情况下,能够追随伴随着第一透镜13和第二透镜的线膨胀系数差而发生的、温度变化时的透镜的膨胀收缩量的差异所引起的透镜彼此的径向的相对位移的“径向追随性”会进一步提高。即,在第一透镜13和第二透镜14的膨胀收缩量有差异的情况下,能够利用橡胶片材来缓和该差异,从而能够进一步提高“径向追随性”,并且防止粘接介质层450的粘接面的剥离。此外,橡胶片材的厚度优选为50~150μm程度。
另外,在本实施方式中,形成第一粘接介质层451的粘接介质、和形成第二粘接介质层452的粘接介质可以为不同种类。
例如,在第一透镜13为玻璃透镜、第二透镜14为树脂透镜的情况下,能够容易地选择:能够将玻璃透镜(第一透镜13)和薄板状夹设物455牢固地粘接的粘接介质、以及能够将树脂透镜(第二透镜14)和薄板状夹设物455牢固地粘接的粘接介质,从而能够将第一透镜13和第二透镜14更牢固地粘接。
另外,能够容易地设定第一粘接介质层的层厚以及第二粘接介质层的层厚,因此能够容易地设定并且提高前述的“径向追随性”。
在此,作为在本实施方式中使用的粘接介质,例如可以举出丙烯酸系、环氧系、烯烃系的粘接剂、具有粘接性的(例如凝胶状的)弹性材料等,另外,这种粘接介质设置于透镜13、14的有效直径的外侧(光线不通过的光学面外部位的对置面13a、14a)。另外,也能以并用或混合等形态使用这些粘接介质。
另外,在本实施方式中,关于在介由对置面13a、14a彼此的薄板状夹设物455的粘接中使用的粘接介质,其具有与第十一实施方式所示粘接介质40相同的材料/物性值,且具有前述的“径向追随性”和“光轴方向追随性”。
另外,在本实施方式中,可以在第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a的至少其中一方设置抑止部,该抑止部抑止涂布在对置面13a、14a的粘接介质向透镜间空间S1内的流动。
作为该抑止部,可以是在对置面13a、14a的至少一方的一部分为了填充粘接介质而设置的凹部,也可以是抑止粘接介质向透镜间空间S1内流动的凸部。根据这种结构,能够利用抑止部来抑止涂布在对置面的粘接介质向透镜间空间内的流动,并且也容易进行粘接介质的涂布。
例如图19示意性所示的那样,在本实施方式中,在圆环状的对置面13a、14a的双方的一部分,围绕对置面13a、14a的中心呈圆环状设置有作为抑止部的凸部460。
凸部460在对置面13a设置于其内周缘,并在对置面14a设置于从其内周缘起以预定长度靠近外径侧的位置。凸部460的高度优选为5~500μm程度。这种凸部460可以在通过玻璃模塑来形成第一透镜13时以及通过树脂注射成形来形成第二透镜14时,与第一透镜和第二透镜14一体地设置,也可以在形成第一透镜13和第二透镜14之后独立设置。
设置于对置面13a的凸部460和与对置面13a对置的薄板状夹设物455的一个表面抵接,设置于对置面14a的凸部460和薄板状夹设物455的另一表面抵接。因此,能够利用凸部460、460来进行薄板状夹设物455在粘接介质层450的厚度方向上的定位,并且能够设定第一粘接介质层451和第二粘接介质层452的层厚(厚度),并且还能够设定对置面13a、14a上的第一粘接介质层451和第二粘接介质层452的径向的区域(粘接介质的填充区域)。
另外,通过设置凸部460而能够抑止涂布在对置面13a、14a的粘接介质向透镜间空间S1内的流动,并且也容易进行粘接介质的涂布。
此外,也可以在对置面13a、14a的径向外侧设置同样的凸部460(省略图示)。由此,能够更准确地设定第一粘接介质层451和第二粘接介质层452的层厚,并且也容易进行粘接介质的涂布。
另外,如图20示意性所示的那样,在本实施方式中,在圆环状的对置面13a、14a的双方的一部分,围绕对置面13a、14a的中心呈圆环状设置有作为抑止部的凹部461。
凹部461在对置面13a设置于从其内周缘起以预定长度靠向外径侧的位置,且在对置面14a设置于从其内周缘以预定长度靠向外径侧的位置,凹部461、461在光轴方向上对应。凹部461的深度优选为5~500μm程度。这种凹部461可以在通过玻璃模塑来形成第一透镜13时以及通过树脂注射成形来形成第二透镜14时,与第一透镜13和第二透镜14一体地设置,也可以在形成第一透镜13和第二透镜之后独立设置。
虽然在对置面13a、14a以预定的厚度涂布粘接介质,但是因为剩余的粘接介质流入凹部461,因此能够抑制该粘接介质向透镜间空间S1内的流动,并且也容易进行粘接介质的涂布。
另外,如图21示意性所示的那样,在本实施方式中,在圆环状的对置面13a、14a的双方的一部分,围绕对置面13a、14a的中心呈圆环状设置有作为抑止部的凹槽462。另外,凹槽462也可以相对于对置面13a、14a的中心呈放射状设置。此时,在周向上相邻的凹槽462、462可以等间隔也可以非等间隔。
凹槽462在对置面13a从以预定长度从其内周缘靠向外径侧的位置起设置到对置面13a的外周缘,且在对置面14a从以预定长度从其内周缘靠向外径侧的位置起设置到对置面14a的外周缘。凹槽462的深度优选为5~500μm程度。这种凹槽462可以在通过玻璃模塑来形成第一透镜13时以及通过树脂注射成形来形成第二透镜14时,与第一透镜13和第二透镜14一体地设置,也可以在形成第一透镜13和第二透镜14之后独立设置。
虽然在对置面13a、14a以预定的厚度涂布粘接介质,但是因为剩余的粘接介质流入凹槽462,从而能够进一步抑止该粘接介质向透镜间空间S1内流动,并且也容易进行粘接介质的涂布。
另外,关于对形成前述粘接介质层450的粘接介质要求的”紧贴性”或者“光轴方向追随性”,可以通过将第一透镜13和第二透镜14的至少一方的对置面13a(14a)的表面粗糙度以均方根粗糙度Rq设定为0.01μm~200μm来实现。这种方式在由可以不考虑前述的“径向追随性”的玻璃来形成第一透镜13和第二透镜14的情况下特别有益。这是因为:在采用玻璃的情况下,尤其需要注意伴随着高温环境下的透镜间空间S1的内压上升而发生的透镜13、14之间的粘接界面剥离的问题。
另外,在本实施方式中,进一步优选粘接介质的吸水率为5.0wt%(JIS K6911(煮沸一小时))以下。如果这样将粘接介质的吸水率设定为较低程度,则能够有效地抑制水蒸气向透镜间空间S1内侵入。另外,在本实施方式中,优选粘接介质为黒色(粘接介质的光透过率在450nm~650nm的波长区域为20%以下)。如果这样使粘接介质为黒色来抑制其光透过率,则也能够省去用于遮光、防止重影的涂墨处理(粘接介质可以兼有墨的作用)。
另外,在本实施方式中,优选第一透镜13和第二透镜14之间的透镜间空间S1内的压力在常温20度为大气压以下。这样,如果透镜间空间S1内的压力为大气压以下,则即使在高温环境下也不会引起透镜间空间S1的内压上升,因此能够消除由于伴随着内压上升而发生的透镜13、14彼此的光轴O方向上的远离所导致的透镜13、14之间的粘接界面剥离的问题。此外,作为将透镜对置面13a、14a彼此粘接而使得透镜间空间S1内的压力为大气压以下的方法,例如可以举出在真空气氛下将透镜对置面13a、14a彼此粘接的、一边对透镜间空间S1进行抽吸脱气一边进行粘接的方法等。
如上所述,根据本实施方式,可成为容许水蒸气向透镜单元11内侵入的路径的第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a之间通过粘接介质层450彼此粘接,以使得第一透镜13和第二透镜14之间的透镜间空间S1内相对于外部密闭,因此即使在高湿环境下,也能够抑制水蒸气向最容易结露的透镜间空间S1内侵入,并进一步抑制水蒸气向像侧的透镜单元11内侵入(提高气密性),降低透镜间空间S1内的水蒸气量,能够抑制透镜表面结露尤其是抑制在第一透镜13的像侧的表面(背面13c)产生结露。即,采用这种透镜13、14彼此的粘接方式,能够在透镜间空间S1确保可靠性高的密闭状态。
另外,粘接介质层450具有:位于第一透镜13侧的第一粘接介质层451、以及位于第二透镜14侧的第二粘接介质层452,且在第一粘接介质层451与第二粘接介质层452之间夹设有薄板状夹设物455,因此可以使形成第一粘接介质层451的粘接介质和形成第二粘接介质层452的粘接介质为不同种类。因此,例如在第一透镜13为玻璃透镜、第二透镜14为树脂透镜的情况下,能够容易地选择:能够将玻璃透镜(第一透镜13)和薄板状夹设物455牢固地粘接的粘接介质、以及能够将树脂透镜(第二透镜14)和薄板状夹设物455牢固地粘接的粘接介质。
另外,能够容易地设定第一粘接介质层451的层厚和第二粘接介质层452的层厚,因此能够容易地设定并且提高前述的“径向追随性”。
(第五实施方式)
以下所示的第五实施方式提供一种透镜单元和摄像机模块,其能够抑制水蒸气向由位于最靠近物体侧的透镜和与其相邻的第二透镜、中间隔件围成的透镜间空间内侵入并防止透镜表面结露。
图22示出了第五实施方式的透镜单元11A。如图22所示,本实施方式的透镜单元11A具备:例如树脂制的圆筒状的镜筒(barrel)12;在镜筒12的带台阶的内侧容纳空间S内配置的多个透镜,例如是由从物体侧(在图22中为上侧)起的第一玻璃制透镜13、第二透镜14、第三透镜15、第四透镜16及第五透镜17构成的五个透镜;以及四个光圈部件22a、22b、22c、22d。
在四个光圈部件22a、22b、22c、22d中,从物体侧起第一个光圈部件22a配置在第二透镜14与第三透镜15之间。从物体侧起第二个光圈部件22b配置在第三透镜15与第四透镜16之间。从物体侧起第三个光圈部件22c配置在第四透镜16与第五透镜17之间。从物体侧起第四个光圈部件22d配置在第五透镜17与内侧凸缘部24之间。
光圈部件22a、22b、22c、22d是限制透过光量并决定作为亮度指标的F值的“开口光圈”,或者是对成为重影的原因的光线、成为像差的原因的光线进行遮光的“遮光光圈”。关于具备这种透镜单元11的车载摄像机,其具备:透镜单元11、具有未图示的成像传感器的基板、以及将该基板设置于汽车等车辆的未图示的设置部件。
关于装入到镜筒12的内侧容纳空间S内而被容纳保持的多个透镜13、14、15、16、17,以使各自的光轴一致的状态层叠配置,且成为各透镜13、14、15、16、17沿着一个光轴O排列的状态,从而构成了用于摄像的一组透镜组L。此时,关于构成透镜组L的位于最靠近物体侧的第一透镜13,其是在物体侧具有平坦面并且在像侧具有凹面的球面玻璃透镜,第二透镜14是在物体侧和像侧分别具有凸曲面的球面玻璃透镜。其他的透镜15、16、17是树脂透镜,但是不限于此。例如,第一透镜13和第二透镜14也可以是树脂透镜。在第一透镜13和第二透镜14为树脂制的情况下,第一透镜13和第二透镜14例如可以是彼此的线膨胀系数的差为40×10-6/K(m)以上。在此,在利用粘接介质来进行第一透镜与中间隔件彼此的粘接、以及中间隔件与第二透镜彼此的粘接的情况下,该粘接介质可以具有能够追随伴随着透镜(第一透镜和第二透镜)与中间隔件彼此的线膨胀系数差而发生的、温度变化时的透镜和中间隔件的膨胀收缩量的差异所引起的透镜彼此的径向的相对位移的“径向追随性”,因此这样采用线膨胀系数不同的透镜彼此的组合,也能够在透镜间空间确保可靠性高的密闭状态。
关于包含本实施方式的本发明,其特征在于,在镜筒12的第一透镜13和第二透镜14之间设置有中间隔件530,并具有在第一透镜13与第二透镜14之间、具体而言是由第一透镜13、第二透镜14、中间隔件530围成(划定)的透镜间空间S1,第一透镜13与中间隔件530、以及中间隔件530与第二透镜14分别彼此粘接,以使得透镜间空间S1内相对于外部密闭,透镜的数量、隔件的数量以及透镜、隔件和镜筒的材料等可以根据用途等任意设定。
此外,在这些透镜13、14、15、16、17的表面,也可以根据需要设置反射防止膜、亲水膜、防水膜等。
另外,在本实施方式中,在位于最靠近物体侧的第一透镜13和镜筒12之间插入作为密封部件的O型环26,能够防止水、灰尘侵入到镜筒12的内侧的透镜组L内。此外,对于与O型环26和卷边部23有关的结构,因为与前述第一实施方式相同而标记相同符号并省略说明。
另外,第二透镜14形成为与透镜13,15,16,17相比较小的直径,且保持固定于中间隔件530。在镜筒12的外周面呈边沿状设置有外侧凸缘部25,该外侧凸缘部25用于将镜筒12设置于车载摄像机。
在具备以上这种结构的透镜单元11A和摄像机模块300A中,如图22和图23所示,位于最靠近物体侧的第一透镜13和与该第一透镜13在其像侧相邻的中间隔件530各自具有在光轴方向上彼此对置的对置面13a、530a,且这些对置面13a、530a彼此利用粘接介质(粘接剂)548粘接,以使得由第一透镜13、第二透镜14、中间隔件530围成的透镜间空间S1内相对于外部密闭。
中间隔件530形成为圆筒状,其物体侧(在图22和图23中为上侧)的端面成为环状的对置面530a。另外,在中间隔件530的内周面呈环状形成与光轴方向正交的对置面530b,并且形成有与光轴方向平行的圆筒状的对置面530c。对置面530b与对置面530c在剖面视角下呈直角配置。
另一方面,在第二透镜14呈环状形成与所述对置面530b对置的对置面14aa,并且呈圆筒状形成有与所述对置面530c对置的对置面14cc。对置面14aa在第二透镜14的有效直径的外侧(光线不通过的光学面外部位)朝向物体侧(在图22和图23中为上侧)设置。对置面14cc是形成第二透镜14的最外侧直径的圆筒面。对置面14aa、14cc在剖面视角下呈直角配置。
并且,对置面530b、14aa彼此、以及对置面530c、14cc彼此利用粘接介质548粘接,以使得透镜间空间S1内相对于外部密闭,且该粘接介质548与对置面530b、530c、14aa、14cc紧贴。
另外,中间隔件530在其内径侧的下端缘具有卷边部531,该卷边部531以使得第二透镜14的对置面14aa在光轴方向上与中间隔件530的对置面530b压接的方式通过热加工向径向内侧卷边。
这样,利用卷边部531将第二透镜14的对置面14aa压接于中间隔件530的对置面530b,因此能够提高第二透镜14和中间隔件530的粘接界面的紧贴性、尤其是前述的对粘接介质要求的紧贴性。
在此,作为在本实施方式中使用的粘接介质(粘接剂),例如可以举出丙烯酸系、环氧系、烯烃系的粘接剂、具有粘接性的(例如凝胶状的)弹性材料等,另外,这种粘接介质设置于透镜13、14的有效直径的外侧(光线不通过的光学面外部位的对置面513a、14aa)设置,此外还设置于透镜14的对置面14cc。另外,也能以并用或混合等形态使用这些粘接介质。
另外,在本实施方式中,关于对置面13a、530a、对置面530b、14aa以及对置面530c、14cc彼此的粘接所使用的粘接介质(粘接剂),具有:能够追随伴随着透镜13、14、中间隔件530的线膨胀系数差而发生的、温度变化时的透镜的膨胀收缩量的差异所引起的透镜13、14彼此的径向的相对位移的“径向追随性”(能够充分耐受在伴随着温度变化而发生的透镜13、14以及中间隔件530的膨胀(收缩)之后施加于透镜13和中间隔件530以及透镜14和中间隔件530的粘接界面的径向的应力的柔软性);和/或能够防止发生伴随着高温环境下的透镜间空间S1的内压上升而发生的透镜13和中间隔件530彼此的光轴O方向上的远离、以及透镜14和中间隔件530彼此的光轴方向O方向上的远离所引起的透镜13和中间隔件530之间、以及透镜14和中间隔件530之间的粘接界面剥离的良好的“紧贴性”(粘接介质相对于对置面13a、530a和对置面14aa、530b的紧贴性);或者能够追随光轴O方向上的透镜13和中间隔件530之间、以及透镜14和中间隔件530之间的远离位移的“光轴方向追随性”。
能够通过采用材料/物性值与第一实施方式所示的粘接介质40相同的粘接介质(粘接剂)来获得“径向追随性”和“光轴方向追随性”。
另外,在本实施方式中,可以在第一透镜13和中间隔件530的对置面13a、530a的至少其中一方设置抑止部,该抑止部抑止涂布在对置面13a、530a的粘接剂(粘接介质)向透镜间空间S1内的流动。
作为该抑止部,可以是在对置面13a、530a的至少一方的一部分为了填充粘接剂而设置的凹部,也可以是抑止粘接剂向透镜间空间S1内流动的凸部。
例如图24示意性所示的那样,在本实施方式中,可以在圆环状的对置面13a、530a中的对置面530a的一部分,围绕对置面530a的中心呈圆环状设置有作为抑止部的凸部560。此外,也可以在对置面13a设置凸部560。
凸部560设置于从对置面530a的内周缘起以预定长度靠向外径侧的位置,且凸部560的内周缘与对置面13a的内周缘一致。凸部560的高度优选为5~500μm程度。这种凸部560可以在通过树脂注射成形来形成中间隔件530时与中间隔件530一体地设置,也可以在通过树脂注射成形来形成中间隔件530之后独立设置。
在对置面530a设置的凸部560与对置面13a抵接。因此,能够利用凸部560来设定粘接介质548的厚度,并能够设定粘接介质548的径向的区域(粘接剂的填充区域)。
另外,能够通过设置凸部560来抑止涂布在对置面530a的粘接介质向透镜间空间S1内的流动,并且也容易进行粘接介质的涂布。
此外,也可以在对置面530a的径向外侧设置同样的凸部560(图示略)。由此,能够更准确地设定粘接介质的厚度,并且也容易进行粘接介质的涂布。
另外,如图25示意性所示的那样,在本实施方式中,在圆环状的对置面530a的一部分,围绕对置面530a的中心呈圆环状设置有作为抑止部的凹部561。
凹部561在对置面530a设置于从该内周缘起以预定长度靠向外径侧的位置。凹部561的深度优选为5~500μm程度。这种凹部561可以在通过树脂注射成形来形成中间隔件530时与中间隔件530一体地设置,也可以在通过树脂注射成形来形成中间隔件530之后设置于对置面530a。
虽然在对置面13a、530a以预定的厚度涂布粘接介质,但是因为剩余的粘接介质流入凹部561,从而能够抑止该粘接介质向透镜间空间S1内的流动,并且也容易进行粘接介质的涂布。
另外,如图26示意性所示的那样,在本实施方式中,在圆环状的对置面530a的一部分,围绕对置面530a的中心呈圆环状设置有作为抑止部的凹槽562。另外,凹槽562也可以相对于对置面530a的中心呈放射状设置。此时,在周向上相邻的凹槽562、562可以是等间隔也可以非等间隔。
凹槽562在对置面530a从以预定长度从其内周缘靠向外径侧的位置起设置到对置面530a的外周缘。凹槽562的深度优选为5~500μm程度。这种凹槽562可以在通过树脂注射成形来形成中间隔件530时与中间隔件530一体地设置,也可以在通过树脂注射成形来形成中间隔件530之后设置于对置面530a。
虽然在对置面13a、530a以预定的厚度涂布粘接介质,但是因为剩余的粘接介质流入凹槽562,从而能够进一步抑止该粘接介质向透镜间空间S1内的流动,并且也容易进行粘接介质的涂布。
另外,在本实施方式中,可以在中间隔件530和第二透镜14的对置面530b、14aa的至少其中一方设置抑止部,该抑止部抑止涂布在对置面530b、14aa的粘接剂(粘接介质)向透镜间空间S1内的流动。
作为该抑止部,可以是在对置面530b、14aa的至少一方的一部分为了填充粘接介质而设置的凹部,也可以是抑止粘接介质向透镜间空间S1内流动的凸部。
例如图27示意性所示的那样,在本实施方式中,在圆环状的对置面14aa、530b中的对置面530b的一部分,围绕对置面530b的中心呈圆环状设置有作为抑止部的凸部570。此外,凸部570也可以设置于对置面14aa。
凸部570设置于对置面530b的内周缘部,且凸部570的内周缘与对置面14aa的内周缘一致。凸部570的高度优选为5~500μm程度。这种凸部570可以在通过树脂注射成形来形成中间隔件530时与中间隔件530一体地设置,也可以在通过树脂注射成形来形成中间隔件530之后独立设置。
在对置面530b、14aa之间以及对置面530c、14cc之间填充有粘接介质548,且该粘接介质548与对置面530b、14aa以及对置面530c、14cc紧贴。
在对置面530b设置的凸部570与对置面14a抵接。因此,能够利用凸部570设定粘接介质548的厚度,并能够设定粘接介质548的径向的区域(粘接剂的填充区域)。
另外,能够通过设置凸部570来抑止在对置面530b涂布的粘接介质向透镜间空间S1内的流动,并且也容易进行粘接介质548的涂布。
此外,在图27~图29中,第二透镜14和中间隔件530的上下方向相对于图22和图23所示而言上下颠倒。这是因为在将第二透镜14和中间隔件530插入镜筒12之前预先进行一体化,因此为了便于说明而上下颠倒地表示。
在使第二透镜14和中间隔件530一体化的情况下,如图27所示,在对卷边部531进行卷边之前(卷边前的卷边部531以双点划线表示),在中间隔件530的对置面530b填充(涂布)预定量的粘接介质548。在对置面530b的内周缘部设置有凸部570,因此粘接介质548被凸部570阻挡,从而防止其向透镜间空间S1内流入。
接下来,从上方将第二透镜14插入中间隔件530的内径侧,并且使其对置面14aa介由粘接介质548与中间隔件530的对置面530b抵接。由此向对置面14aa、530b之间以及对置面14cc、530c之间填充粘接介质,并且该粘接介质548与对置面14aa、530b以及对置面14cc、530c进行面接触并紧贴。此外,第二透镜14的小径部14dd插入中间隔件530的内径侧。
最后使卷边部531向径向内侧卷边。由此,第二透镜14朝向中间隔件530的径向中央部侧以及对置面530b侧按压,并且第二透镜14的对置面14aa与中间隔件530的对置面530b在光轴方向(在图28中为上下方向)上压接,因此第二透镜14在光轴方向以及径向上定位于中间隔件530,并利用粘接介质548牢固地粘接。此外,通过使用热固化性的粘接介质548,从而将一体化的第二透镜14和中间隔件530在高温室等内保持恒定时间,因此粘接介质548固化而使第二透镜14和中间隔件530牢固地一体化。
另外,如图28示意性所示的那样,在本实施方式中,在圆环状的对置面530b的一部分,围绕对置面530b的中心呈圆环状设置有作为抑止部的凹部571。
凹部571在对置面530b设置于从其内周缘起以预定长度靠向外径侧的位置。凹部571的深度优选为5~500μm程度。这种凹部571可以在通过树脂注射成形来形成中间隔件530时与中间隔件530一体地设置,也可以在通过树脂注射成形来形成中间隔件530之后设置于对置面530b。
在对置面530b、14aa之间以及对置面530c、14cc之间填充有粘接介质548,该粘接介质548与对置面530b、14aa以及对置面530c、14cc紧贴。
虽然在对置面14aa、530b以预定的厚度涂布粘接介质548,但是因为剩余的粘接介质548流入凹部571,从而能够抑止该粘接介质向透镜间空间S1内的流动,并且也容易进行粘接介质的涂布。
另外,如图29示意性所示的那样,在本实施方式中,在圆环状的对置面530b的一部分,围绕对置面530b的中心呈圆环状设置有作为抑止部的凹槽572。另外,凹槽572也可以相对于对置面530b的中心呈放射状设置。此时,在周向上相邻的凹槽572、572可以等间隔也可以非等间隔。
凹槽572在对置面530b从以预定长度从其内周缘靠向外径侧的位置起设置到对置面530b的外周缘。凹槽572的深度优选为5~500μm程度。这种凹槽572可以在通过树脂注射成形来形成中间隔件530时与中间隔件530一体地设置,也可以在通过树脂注射成形来形成中间隔件530之后设置于对置面530a。
在对置面530b、14aa之间以及对置面530c、14cc之间填充有粘接介质548,该粘接介质548与对置面530b、14aa以及对置面530c、14cc紧贴。
虽然在对置面14aa、530b以预定的厚度涂布粘接介质,但是因为剩余的粘接介质流入凹槽572,从而能够进一步抑止该粘接介质548向透镜间空间S1内的流动,并且也容易进行粘接介质548的涂布。
另外,关于前述的对粘接介质548要求的“紧贴性”或者“光轴方向追随性”,可以通过将第一透镜13和中间隔件530的至少一方的对置面13a(530a)以及第二透镜14和中间隔件530的至少一方的对置面14aa(530b)的表面粗糙度以均方根粗糙度Rq设定为0.01μm~200μm来实现。这种方式在由可以不考虑前述的“径向追随性”的玻璃来形成第一透镜13和第二透镜14、中间隔件530的情况下特别有益。这是因为:在采用玻璃的情况下,尤其需要注意伴随着高温环境下的透镜间空间S1的内压上升而发生的第一透镜13和中间隔件530之间以及第二透镜14和中间隔件530之间的粘接界面剥离的问题。
另外,在本实施方式中,进一步优选粘接介质的吸水率为5.0wt%(JIS K6911(煮沸一小时))以下。如果这样将粘接介质的吸水率设定为较低程度,则能够有效地抑制水蒸气向透镜间空间S1内侵入。另外,在本实施方式中,优选粘接介质为黒色(粘接介质的光透过率在450nm~650nm的波长区域为20%以下)。如果这样使粘接介质为黒色来抑制其光透过率,则也能够省去用于遮光、防止重影的涂墨处理(粘接介质可以兼有墨的作用)。
另外,在本实施方式中,优选透镜间空间S1内的压力在常温20度为大气压以下。这样,如果透镜间空间S1内的压力为大气压以下,则即使在高温环境下也不会引起透镜间空间S1的内压上升,因此能够消除由于伴随着内压上升而发生的透镜13、14和中间隔件530的光轴O方向上的远离所导致的透镜13和中间隔件530之间以及透镜14和中间隔件530之间的粘接界面剥离的问题。此外,作为将对置面13a、14aa与对置面530a、530b粘接而使得透镜间空间S1内的压力为大气压以下的方法,例如可以举出在真空气氛下将对置面13a、14aa与对置面530a、530b粘接的、一边对透镜间空间S1进行抽吸脱气一边进行粘接的方法等。
另外,虽然在本实施方式中是在第一透镜13的对置面13a与中间隔件530的对置面530a之间利用粘接介质548形成了一层粘接介质层550,但是也可以取代该方式而如前述第四实施方式的图19~图21所示那样,使粘接介质层550构成为具有:位于第一透镜13侧的第一粘接介质层、以及位于中间隔件530侧的第二粘接介质层,并在第一粘接介质层与第二粘接介质层之间夹设薄板状夹设物。即,可以采用在图19~图21将第二透镜14置换为中间隔件530的方式。作为薄板状夹设物,例如使用具有遮光性的遮光板、加热器或者橡胶片材。通过使用具有遮光性的这些材料,从而能够省去针对第一透镜13的对置面13a进行用于重影处置的涂墨工序。
关于将薄板状夹设物在第二透镜14与中间隔件530之间经由第一粘接介质层和第二粘接介质层进行粘接的粘接方式和粘接方法,如在第四实施方式中说明的那样。
如上所述,根据本实施方式,第一透镜13和中间隔件530、以及中间隔件530和第二透镜14分别彼此粘接,以使得透镜间空间S1内相对于外部密闭,因此即使在高湿环境下,也能够抑制水蒸气向最容易结露的透镜间空间S1内侵入,并进一步抑制水蒸气向像侧的透镜单元内侵入(提高气密性),降低透镜间空间S1内的水蒸气量,能够抑制透镜表面结露尤其是抑制在第一透镜13的像侧的表面(背面)13c产生结露。即,采用这种透镜13、14与中间隔件530的粘接方式,能够在透镜间空间S1确保可靠性高的密闭状态。
另外,第一透镜13和中间隔件530在光轴方向上彼此对置的对置面13a、530a彼此通过粘接介质(粘接剂)548粘接,且中间隔件530和第二透镜14在光轴方向上彼此对置的对置面530b、14aa彼此通过粘接介质548粘接,因此粘接介质548具有:能够追随伴随着第一透镜13与中间隔件530的线膨胀系数差以及中间隔件530与第二透镜14的线膨胀系数差而发生的、温度变化时的第一透镜13和中间隔件530的膨胀收缩量的差异以及中间隔件530和第二透镜14的膨胀收缩量的差异所引起的透镜13、14的径向的相对位移的“径向追随性”(能够充分耐受在伴随着温度变化而发生的透镜的膨胀(收缩)之后施加于透镜粘接界面的径向的应力的柔软性);和/或能够防止伴随着高温环境下的透镜间空间S1的内压上升而发生的第一透镜13和中间隔件530的光轴方向上的远离以及中间隔件530和第二透镜14的光轴方向上的远离所引起的粘接界面剥离的良好的“紧贴性”(粘接介质548相对于第一透镜13和中间隔件30的对置面13a、530a的紧贴性以及粘接介质相对于中间隔件530和第二透镜14的对置面530b、14aa的紧贴性);或者能够追随光轴方向上的第一透镜13和中间隔件530之间的远离位移以及中间隔件530和第二透镜14之间的远离位移的“光轴方向追随性”,从而能够使第一透镜13和第二透镜14具备“径向追随性”和“光轴方向追随性”。
另外,在第一透镜13与中间隔件530的对置面13a、530a设置有抑止部560、561、562,且在第二透镜14与中间隔件530的对置面14aa、530b设置有抑止部570、571、572,因此能够利用抑止部来抑止涂布在对置面的粘接介质548向透镜间空间S1内的流动,并且也容易进行粘接介质548的涂布。
另外,粘接介质层550具有:位于第一透镜13侧的第一粘接介质层551、以及位于中间隔件530侧的第二粘接介质层552,并在第一粘接介质层551与第二粘接介质层552之间夹设有薄板状夹设物555,因此能够使形成第一粘接介质层551的粘接介质与形成第二粘接介质层552的粘接介质为不同种类。因此,例如在第一透镜13为玻璃透镜、中间隔件530为树脂制的情况下,能够容易地选择:能够将玻璃透镜(第一透镜13)与薄板状夹设物555牢固地粘接的粘接介质、以及能够将树脂制的中间隔件530与薄板状夹设物555牢固地粘接的粘接介质。
另外,能够容易地设定第一粘接介质层551的层厚以及第二粘接介质层552的层厚,因此能够容易地设定并且提高前述的“径向追随性”。
(第六实施方式)
另外,在利用粘接介质将第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a彼此粘接的情况下,有可能因粘接介质的硬度而在预定的状况下损伤透镜。尤其是在第一透镜13为玻璃制且第二透镜14为树脂制的情况下等线膨胀系数不同的透镜的组合中,粘接介质例如是环氧系的粘接剂等不易透水的硬质的粘接剂(例如硬度为肖氏硬度D80左右)的情况下,由于粘接剂的高硬度而能够将透镜之间牢固地粘接,但是有可能因为伴随着透镜13、14彼此的线膨胀系数差而发生的、温度变化时的透镜的膨胀收缩量的差异所引起的透镜13、14彼此的径向的相对位移而使粘接剂从玻璃制的第一透镜13剥离,并相应地因作用于第一透镜13的应力而在第一透镜13的表面产生损伤。这种损伤现象尤其是容易在也因透镜的形状或透镜彼此的接合形态而容易发生应力集中的透镜13、14彼此的对置区域的径向内侧发生。
本发明人通过各种实验等发现:这种损伤现象的主要原因在于,彼此对置的透镜13、14的对置面13a、14a的对置区域整体涂布硬质的粘接介质(粘接剂)。在第一透镜13为玻璃制且第二透镜14树脂制、粘接介质是包含环氧系的粘接剂的例如肖氏硬度为D70以上的具有较高硬度的粘接剂的情况下,如图30所示,在彼此对置的透镜13、14的对置面13a、14a的圆环状的对置区域,在从圆环的内周起超过圆环的厚度(圆环的外径与内径之间的差)的50%的范围没有涂布粘接介质,从而能够避免前述的第一透镜的损伤现象。换言之,是仅在从圆环状的对置区域的外周起圆环的厚度的50%以内的范围涂布粘接剂。在此,透镜13、14的对置面13a、14a的对置区域是指:对置面13a、14a的光轴方向的间隔为500μm以下的区域。
以下的图31~图36所示的各实施方式与第六实施方式同样地,示出了如下的透镜单元的粘接介质涂布形态的例子,其特征在于,例如在所述粘接介质是包含环氧系的粘接剂的例如肖氏硬度为D70以上的具有较高硬度的粘接剂的情况下,为了抑制在第一玻璃制制透镜的表面产生损伤,没有积极地在第一透镜及其相邻的树脂制的第二透镜或者中间隔件的对置面之间的圆环状的对置区域R设置粘接剂。此外,这里第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a之间的圆环状的对置区域R是指:第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a的光轴方向的间隔为500μm以下的区域,也包含间隔为0的抵接区域。
(第七实施方式)
在图31所示的第七实施方式的透镜单元11B中,在比玻璃制的第一透镜13和树脂制的第二透镜14(以下直到图34为止的全部图中同样如此)的对置面13a、14a彼此对置(也包含抵接状态)的对置区域R的径向外侧端缘P靠径向外侧,以使得透镜间空间S1内相对于外部密闭的方式,在第一透镜13的外表面(底面;像侧的表面)和第二透镜14的外表面(面向镜筒12的内面的外周侧面)涂布有粘接介质40(在本实施方式中,是肖氏硬度为D80左右的环氧系的粘接剂)。此时,粘接介质40在第一透镜13的面向像侧的表面中的不与第二透镜14的对置面14a抵接或者对置的径向外侧的外表面部位13h、和与该外表面部位13h相邻地与镜筒12的内面对置的第二透镜14的外周侧面即外表面部位14h连续地延伸(L字形涂布形态)。就粘接介质40的这种涂布形态而言,在涂布过程中粘接介质40因表面张力而有可能在一定程度上浸透圆环状的对置区域R,但是即使部分地也能够避免粘接介质40进入从圆环的外周起超过圆环的厚度(圆环的外径与内径之间的差)的50%的范围,因此能够防止在温度变化时因粘接介质40对第一透镜13作用较大的应力而在第一透镜13产生损伤。另外,这样涂布了粘接介质40的第一透镜13和第二透镜14以组合为具有粘接介质40的一体的单元的状态装入镜筒12内。这种透镜13、14的单元化具有能够以单元单体来进行透镜间空间S1内的气密试验(确认密闭状态的试验)的优点。
(第八实施方式)
在图32所示第八实施方式的透镜单元11C中与上述同样地,在比第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a彼此对置的对置区域R的径向外侧端缘P靠径向外侧,以使得透镜间空间S1内相对于外部密闭的方式,在第一透镜13的外表面即外周侧面和第二透镜14的外表面即外周侧面涂布有粘接介质40。此时,粘接介质40在与镜筒12的内面对置的第一透镜13的外表面部位13i、和与该外表面部位13i相邻地与镜筒12的内面对置的第二透镜14的外表面部位14h连续地延伸(笔直涂布形态)。这样涂布了粘接介质40的第一透镜13和第二透镜14也以组合为具有粘接介质40的一体的单元的状态装入镜筒12内。另外,就粘接介质40的这种涂布形态而言,在涂布过程中粘接介质40也有可能因表面张力而在一定程度上浸透圆环状的对置区域R,但是即使部分地也能够抑制粘接介质40进入从圆环的外周起超过圆环的厚度(圆环的外径与内径之间的差)的50%的范围。
(第九实施方式)
另外,在图33所示第九实施方式的透镜单元11D中,构成透镜组L的第一透镜13除外的各透镜14、15、16、17在相对于光轴方向垂直的剖面内与镜筒12在周向上进行点接触(例如在相对于光轴方向垂直的剖面中,镜筒12的内周面呈多边形且透镜呈圆形),从而在径向上与镜筒12的内面之间形成有间隙C(参照图33的(a))。并且,在该实施方式中,在比对置区域R的径向外侧端缘P靠径向外侧,在第二透镜14的外表面涂布有粘接介质40。但是,此时粘接介质40以将在镜筒12的内面与第二透镜14之间形成的间隙C完全埋没的方式,在第二透镜14的面向物体侧的外表面部位14i和与镜筒12的内面对置的第二透镜14的外周侧面即外表面部位14h连续地延伸,将第二透镜14的外表面部位14h与镜筒12的内面粘接。在粘接介质40的这种涂布形态中,能够避免在对置区域R的面积的100%的范围(圆环的厚度的100%)完全涂布粘接介质40,因此能够遮断来自成像传感器(摄像元件)304(参照图2)侧的水蒸气到达透镜间空间S1的路径,其结果是,能够利用第二透镜14的外表面的粘接介质40和第一透镜13的侧面的O型环26确保透镜间空间S1相对于外部的密闭性。此时,在对置区域R的径向外侧端缘P附近,如果在第一透镜13的外表面和第二透镜14的外表面设置粘接介质40,则能够进一步提高透镜间空间S1的密闭性。
此外,关于使各透镜在相对于光轴方向垂直的剖面内与镜筒12在周向上进行点接触的方法,并不限于使镜筒12的内面为多边形的情况,也可以在镜筒12的内周设置突起状的肋来进行点接触。在此,点接触是指:在相对于光轴方向垂直的剖面内进行点接触,且包含在光轴方向上呈直线状接触。另外,虽然在本实施方式中将第二透镜14与镜筒12粘接,但是不限于此,也可以将第二透镜~第五透镜的任一或者多个透镜与镜筒12粘接。
(第十实施方式)
另外,图34所示第十实施方式的透镜单元11E是图32的变形例,与图32同样地,粘接介质40在与镜筒12的内面对置的第一透镜13的外表面部位13i、和与该外表面部位13i相邻地与镜筒12的内面对置的第二透镜14的外表面部位14h连续地延伸。但是,在本实施方式中,粘接介质40也将透镜14的外表面部位14h与镜筒12的内面粘接。就粘接介质40的这种涂布形态而言,在涂布过程中粘接介质40也有可能因表面张力而在一定程度上浸透圆环状的对置区域R,但是能够抑制粘接介质40进入从圆环的外周起超过圆环的厚度(圆环的外径与内径之间的差)的50%的范围。
如上所述,不在从圆环状的对置区域R的外周起超过圆环的厚度的50%的范围涂布粘接介质40,且在比对置区域R的径向外侧端缘P靠径向外侧,如果以使得透镜间空间S1内相对于外部密闭的方式,在第一透镜13和/或第二透镜14的外表面涂布粘接介质40,则能够防止如下现象,即:如上所述因为伴随着透镜13、14彼此的线膨胀系数差而发生的、温度变化时的透镜的膨胀收缩量的差所异引起的透镜13、14彼此的径向的相对位移而使粘接介质40从玻璃制的第一透镜13剥离,并相应地因作用于第一透镜13的应力而在第一透镜13的表面产生损伤的现象。
另外,如上所述,作为容许水蒸气向透镜单元内侵入的路径有多种,水蒸气向透镜间空间S1内的侵入路径也有多种。为了防止:在透镜间空间S1内尤其是在第一透镜13的背面13c产生结露而使拍摄图像模糊、无法获得所需的分辨率等这样的识别性的恶化,需要抑制水蒸气向透镜间空间S1内侵入。但是,尤其是如图33所示,透镜14、15、16、17在相对于光轴方向垂直的剖面内与镜筒12在周向上进行点接触(即,在相对于光轴方向垂直的剖面内,镜筒12的内周面呈多边形且透镜呈圆形),从而在径向上与镜筒12的内面之间形成有间隙C(因此,沿着光轴方向连续地延伸的连通路),在此情况下,能够防止用于接受通过透镜单元聚焦的光并变换为电信号的始终通电的成像传感器(摄像元件)304(参照图2)的基板所含的水分因基板的加热而水蒸气化并向内侧容纳空间S1内侵入。前述图33的实施方式也能够消除这种问题,粘接介质40也能够使第二透镜14的外表面部位14h与镜筒12的内面粘接,从而能够遮断来自成像传感器(摄像元件)304侧的水蒸气到达透镜间空间S1的路径。
使用图35对该遮断进一步详细说明,在图35所示的透镜单元11F中,以将从像侧朝向透镜间空间S1内的气体流通路径(由各透镜14、15、16、17与镜筒12的内面之间的各间隙C形成的沿着光轴方向连续地延伸的连通路)遮断的方式在间隙C中填充粘接介质40。具体而言,与图33同样地,粘接介质40以将在镜筒12的内面与第二透镜14之间形成的间隙C完全埋没的方式,在面向物体侧的第二透镜14的外表面部位14i和与镜筒12的内面对置的第二透镜14的外表面部位14h连续地延伸,将第二透镜14的外表面部位14h与镜筒12的内面粘接。但是,关于以将从像侧朝向透镜间空间S1内的气体流通路径遮断的方式填充粘接介质40的间隙C,不限于第二透镜14和镜筒12之间的径向的间隙C,也可以取代该方式或者是在该方式的基础上,采用其他的透镜15、16、17与镜筒12之间的径向的间隙C。利用这种粘接介质40对气体流通路径的遮断,能够防止从摄像元件304取入到内侧容纳空间S内的水蒸气向透镜间空间S1内侵入而在第一透镜13的背面13c产生结露的情况。
(第十一实施方式)
图36示出了在前述图22的透镜单元的结构中将图31所示那样的L字形的粘接介质涂布形态应用于树脂制的中间隔件530与第一玻璃制透镜13之间的第十一实施方式。具体而言,与图22同样地在第二透镜14与中间隔件530之间夹设粘接介质548,并且取代第一透镜13与中间隔件530之间的前述粘接介质548而采用L字形的粘接介质涂布形态。更具体而言,在该实施方式的透镜单元11G中,在比第一透镜13和中间隔件530的对置面13a、530a彼此对置的圆环状的对置区域R的径向外侧端缘P靠径向外侧,以使得透镜间空间S1内相对于外部密闭的方式,在第一透镜13的外表面(底面;像侧的表面)和中间隔件530的外表面(面向镜筒12的内面的外周侧面)涂布有粘接介质40。该粘接介质40是包含环氧系的粘接剂的例如肖氏硬度为D70以上的具有较高硬度的粘接剂。
此时,粘接介质40在第一透镜13的面向像侧的表面中的不与中间隔件530的对置面150a抵接或者对置的径向外侧的外表面部位13h、和与该外表面部位13h相邻地与镜筒12的内面对置的中间隔件530的外周侧面即外表面部位530d连续地延伸(L字形涂布形态)。就粘接介质40的这种涂布形态而言,在涂布过程中粘接介质40有可能因表面张力而在一定程度上浸透圆环状的对置区域R,但是即使部分地也能够防止粘接介质40进入从圆环的外周起超过圆环的厚度(圆环的外径与内径之间的差)的50%的范围,因此能够防止在温度变化时因粘接介质40而对第一透镜13作用较大的应力而在第一透镜13产生损伤。另外,这种处于第一透镜13与中间隔件530之间的粘接介质40的涂布形态并不限于L字形涂布形态,也可以是:与图32有关的前述的没有与镜筒12的粘接的笔直涂布形态;与图34有关的前述的具有与镜筒12的粘接的笔直涂布形态;或者是与图33有关的前述的涂布形态、即以将中间隔件530与镜筒12之间的间隙完全埋没的方式涂布粘接介质40的涂布形态。此外,将第二透镜14和中间隔件粘接的粘接介质不限于环氧系的粘接剂而可以使用在第一实施方式中说明的粘接剂。
(第十二实施方式)
另外,本发明人进行了各种试错,结果是,尤其是关于透湿度为40g/m2·24hr以上的粘接介质,通过各种实验发现了使得向第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a之间侵入的水蒸气无法到达透镜间空间S1内的粘接宽度,并获得计算这种粘接宽度的计算式。即,当粘接介质的透湿度为M(9/m2·24hr)、粘接介质的径向尺寸即粘接宽度为W(mm)、粘接介质的光轴方向尺寸即厚度为T(μm)、(0.0016×M-0.004)×T=A(mm)时,如果粘接宽度W为必要最低粘接宽度A以上,则能够防止向第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a之间侵入的水蒸气到达透镜间空间S1内。佐证该结论的试验数据如图37所示。
图37示出了对透湿度不同的三种粘接介质改变粘接厚度和粘接宽度来调查暴露于高温高湿环境下时的雾化的发生状况的试验结果的一例。在该试验中,作为粘接介质,分别采用:透湿度(g/m2·24hr)为45的烯烃系的粘接剂(包含烯烃系树脂(具有一个双键的链状烃)为100重量%的粘接剂)A、透湿度为50的丙烯酸系的粘接剂(包含丙烯酸树脂为100重量%的粘接剂)B、以及透湿度为60的丙烯酸系的粘接剂(包含丙烯酸树脂为100重量%的粘接剂)C,关于20μm、25μm和30μm各粘接厚度(粘接层厚度)T以及1.4mm、1.7mm和2.1mm各粘接宽度W,调查了在包含利用粘接剂A、B、C将对置面彼此粘接的第一透镜13和第二透镜14的透镜单元在高温高湿环境下的第一透镜13的背面(面向透镜间空间S1内的第一透镜13的表面)13c上是否产生雾化。另外,图37示出了对各粘接剂A、B、C按照各自的粘接厚度T基于上述计算式计算的必要最低粘接宽度(必要粘接宽度)A。在此,作为将透镜单元暴露于高温高湿环境下的具体条件,将透镜单元配置于60℃90%RH的恒温恒湿槽内24小时。另外,作为透湿度的测定法,采用了杯模法(JISZ0208、恒温恒湿状态为40℃90%RH、粘接介质的厚度为200μm)。另外,是否产生了雾化的判断基于以下的步骤(a)(b)(c)(d)(e)来进行。(a)从60℃90%RH的恒温恒湿槽取出透镜单元。(b)使透镜单元暴露于常温(25℃)15分钟。(c)使透镜单元暴露于65℃的恒温槽15分钟。(d)向第一透镜的表面喷洒25℃的水5秒。(e)确认第一透镜的背面(面向透镜间空间内的第一透镜的表面)上是否产生雾化(在图中,〇表示没有产生雾化,×表示产生了雾化)。
由这些结果可知,没有产生雾化的粘接宽度W均为必要最低粘接宽度A以上,另一方面,产生了雾化的粘接宽度W都低于必要最低粘接宽度A,且证明了:如果粘接宽度W为必要最低粘接宽度A以上,则向第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a之间侵入的水蒸气不会到达透镜间空间S1内。另外,由这些结果可知,粘接厚度T越大,则水蒸气就越容易透过(由于水蒸气进入的粘接介质的剖面积增大),因此必要最低粘接宽度A也会增大,因此,为了减小粘接介质的涂布量来降低成本而优选减小粘接厚度。此外,关于这种粘接宽度W与必要最低粘接宽度A之间的前述的关系,当然也适于水蒸气不易透过的透湿度为40以下的粘接介质。
这样,如果将第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a彼此粘接的粘接介质的粘接宽度W为必要最低粘接宽度A以上,则能够防止向第一透镜13和第二透镜14的对置面13a、14a之间侵入的水蒸气到达透镜间空间S1内,因此,即使第一透镜13和第二透镜14之间的透镜间空间S1内相对于外部密闭且处于高温高湿环境下,也能够降低透镜间空间S1内的水蒸气量,抑制透镜表面结露,尤其是抑制在第一透镜13的像侧的表面(背面)
13c产生结露。
图38示出了在这种粘接介质的粘接宽度具有特征的具体一例即第十二实施方式的透镜单元11H。如图所示,在该透镜单元11H中,以使得第一透镜13和第二透镜14之间的透镜间空间S1内相对于外部密闭的方式,在光轴方向上彼此对置地延伸于径向的第一透镜13和第二透镜14的圆环状的对置面13a、14a之间涂布粘接介质40。此时,当粘接介质40的透湿度为M(9/m2·24hr)、粘接介质40的径向尺寸即粘接宽度为W(mm)、粘接介质40的光轴方向尺寸即厚度为T(μm)、(0.0016×M-0.004)×T=A(mm)时,粘接介质40的粘接宽度W设定为必要最低粘接宽度A以上。
这里使用的粘接介质40是透湿度M为40以上的粘接剂。具体而言,可举出烯烃系的粘接剂(包含烯烃系树脂(具有一个双键的链状烃)为50重量%以上的粘接剂)或者透湿度M为40以上的丙烯酸系的粘接剂(包含丙烯酸树脂为50重量%以上的粘接剂)等,但是也可以使用透湿度M为40以上的聚氨酯系的粘接剂(包含聚氨酯树脂为50重量%以上的粘接剂),或者也可以使用透湿度小于40的粘接剂、例如是环氧系的粘接剂(包含环氧树脂为50重量%以上的粘接剂)。当然也可以使用粘接剂以外的粘接介质、例如是具有粘接性的(例如凝胶状的)弹性材料等。此外,这种粘接介质40设置于透镜13、14的有效直径的外侧(光线不通过的光学面外部位),并优选具有前述的“径向追随性”、“紧贴性”和“光轴方向追随性”。
此外,在前述实施方式中,透镜、中间隔件、镜筒等的形状、以及突起和凹部的形状等不限于前述实施方式。另外,前述实施方式公开了防止透镜表面结露的方式,但是也可以在这种结露防止方式的基础上并用在现有透镜单元内部设置吸湿部件的方法等。另外,在前述全部的实施方式中优选为第二透镜14由低透湿性(例如当厚度为0.025mm时为30g/m2·24h以下)的树脂(例如是COP(环烯烃聚合物)等材料或是以COP为母材的树脂)构成。由此,第一透镜13和第二透镜14之间的气密性也能够进一步防止水蒸气因第二透镜14自身的透湿而向透镜间空间S1内侵入。另外,在不脱离本发明要旨的范围内,可以对前述实施方式的一部分或全部进行组合,或者是省略前述实施方式中的部分结构。另外,关于在各实施方式中记载的技术事项,可以为了获取其效果而用于其他实施方式。
符号说明
11—透镜单元;12—镜筒;13—第一透镜;13a—对置面;13a’—抵接面;13c—背面(凹面);13f—表面(凸面);14—第二透镜;14a—对置面;14a’—抵接面;14b—环状凹部(凹部);14c—环状凹部(凹部);14d—台阶部;14e—凸状部;26—O型环(密封部件);40—粘接介质;43、43A、43B、43C—突起;47—凹部;52—片材;130、230—气密材料;140—对置区域;150—气密区域;450—粘接介质层;451—第一粘接介质层;452—第二粘接介质层;455—薄板状夹设物(遮光板、加热器、橡胶片材);460—凸部(抑止部);461—凹部(抑止部);462—凹槽(抑止部);530—中间隔件;530a、530b—对置面;531—卷边部;548—粘接介质;560、570—凸部(抑止部);561、571—凹部(抑止部);562、562—凹槽(抑止部);300—摄像机模块;L—透镜组;O—光轴;S—内侧容纳空间;S1—透镜间空间。

Claims (14)

1.一种透镜单元,其具有:多个透镜沿光轴排列而成的透镜组;以及筒状的镜筒,其具有用于容纳保持该透镜组的内侧容纳空间,
所述透镜单元的特征在于,
所述透镜组具有:第一透镜,其位于最靠近物体侧;以及第二透镜,其与该第一透镜在该第一透镜的像侧相邻,
在光轴方向上彼此对置的所述第一透镜和所述第二透镜的对置面彼此粘接,以使得所述第一透镜和所述第二透镜之间的透镜间空间内相对于外部密闭。
2.根据权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,
所述粘接使用粘接介质来进行,在彼此对置的所述第一透镜和所述第二透镜的两个所述对置面的至少一方,在其一部分以5~500μm的高度设置突起,该突起用于确保所述粘接介质的层的厚度。
3.根据权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,
所述粘接使用粘接介质来进行,在彼此对置的所述第一透镜和所述第二透镜的对置面彼此之间,以5~500μm的厚度配置片材,该片材用于确保所述粘接介质的层的厚度。
4.根据权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,
所述第一透镜和所述第二透镜的至少一方的所述对置面的表面粗糙度基于均方根粗糙度Rq为0.01μm~200μm。
5.根据权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,还具有:
所述粘接使用粘接介质来进行,在彼此对置的所述第一透镜和所述第二透镜的两个所述对置面的至少一方,在其一部分设置有用于填充所述粘接介质的凹部。
6.根据权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,
所述粘接使用粘接介质来进行,所述粘接介质含有用于确保其层厚度的填料,所述填料的最大长度为5~500μm。
7.根据权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,
所述粘接使用粘接介质来进行,所述粘接介质为黒色,且其光透过率在450nm~650nm的波长区域为20%以下。
8.根据权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,
所述粘接使用粘接介质来进行,所述粘接介质的硬度基于肖氏硬度在A10~A100的范围内或者D10~D90的范围内。
9.根据权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,
所述第一透镜和所述第二透镜的其中一方为玻璃制并且另一方为树脂制,或者所述第一透镜和所述第二透镜均为树脂制,并且彼此的线膨胀系数的差为40×10-6/K(m)以上。
10.根据权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,
所述粘接使用粘接介质来进行,所述粘接介质的吸水率为5.0wt%(JIS K6911(煮沸一小时))以下。
11.根据权利要求1所述的透镜单元,其特征在于,
所述第一透镜和所述第二透镜之间的透镜间空间内的压力为大气压以下。
12.根据权利要求10所述的透镜单元,其特征在于,
当所述粘接介质的透湿度为M(9/m2·24hr)、所述粘接介质的径向尺寸即粘接宽度为W(mm)、所述粘接介质的光轴方向尺寸即厚度为T(μm)、(0.0016×M-0.004)×T=A(mm)时,粘接宽度W为A以上,
其中所述粘接介质的透湿度采用杯模法基于(JIS Z0208、恒温恒湿状态为40℃90%RH、粘接介质的厚度为200μm)进行测定。
13.根据权利要求10所述的透镜单元,其特征在于,
所述粘接介质的透湿度M为40以上。
14.一种摄像机模块,其特征在于,
具备权利要求1至13中任一项所述的透镜单元。
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