JP2009244384A - レンズ組立体および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 防水性能が高められたレンズ組立体および撮像装置を提供する。
【解決手段】 撮影レンズ１１＿４，１１＿３，１１＿２をレンズ枠１２に収容し、撮影レンズ１１＿１の周縁に設けられた溝１１＿１ａにＯリング１３を嵌装して、この撮影レンズ１１＿１をレンズ枠１２に収容し、レンズホルダ１４の、螺入方向（矢印Ｐ，Ｐ’方向）側に位置する前端面１４ｂを、レンズ枠１２の壁面１２ｂに当接して、レンズホルダ１４をレンズ枠１２に螺入していくことにより、レンズ枠１２の、壁面１２ｂよりもＯリング１３側の変形部分１２ｃを、Ｏリング１３を押圧する方向（矢印Ｑ，Ｑ’方向）に変形する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像素子上に被写体光を結像させるレンズが組み込まれたレンズ組立体、およびそのレンズ組立体を備えた撮像装置に関する。

最近、自動車にカメラが配備されるようになってきている。自動車に配備されるカメラは監視用として用いられるものであったり、運転アシスト用に用いられるものであったりする。後者の方は、ナビゲーションシステムが普及し運転席に表示画面が設けられたことを利用して、その表示画面上にカメラで撮影した画像を表示しようというものである。

この様な車載用のカメラにあっては、主に車外で用いられるので防水性が要求されるものが多く、その要求に応えてカメラを大型化させずに充分な防水性を実現するために、小型で優れた防水性能を有するレンズ組立体を具備するということが行なわれている。

図５は、従来のレンズ組立体の、撮影レンズの光軸を含む断面を示す図である。

図５には、被写体光Ａが入射される側から順に、レンズ組立体１００を構成する第１群の撮影レンズ１０１＿１と、第２群の撮影レンズ１０１＿２と、第３群の撮影レンズ１０１＿３と、第４群の撮影レンズ１０１＿４とが示されている。また、この図５には、これら撮影レンズ１０１＿１，１０１＿２，１０１＿３，１０１＿４を収容するレンズ枠１０２と、撮影レンズ１０１＿１の周縁とレンズ枠１０２の内面との間に配置されたＯリング１０３が示されている。尚、Ｏリング１０３の材質は、エチレン・プロピレン系ゴム、シリコンゴム等である。

詳細には、撮影レンズ１０１＿１の周縁には溝１０１＿１ａが設けられており、この溝１０１＿１ａにＯリング１０３が嵌装されており、このＯリング１０３が、レンズ枠１０２の、溝１０１＿１ａに対応する内面で押圧された状態で配置されている。このＯリング１０３は、撮影レンズ１０１＿１がレンズ枠１０２に収容された後で防水性能を発揮するゴム状の部材である。また、レンズ組立体１００には、実際には、レンズ枠１０２に取り付けられて撮像素子が配備されるレンズホルダが備えられているが、ここでは図示省略している。

また、特許文献１には、撮影レンズの周縁とレンズ枠の内面との間に配置されたＯリングを押圧した状態で、レンズ枠の先端の突起を熱溶着により撮影レンズの前面側にかしめることで、撮影レンズとレンズ枠との間の防水性を確保するレンズ組立体が提案されている。
特開２００２−９０６０３号公報

従来の、図５に示すレンズ組立体では、撮影レンズ周縁に設けられた溝に嵌装されたＯリングがレンズ枠の内面で押圧されることにより、撮影レンズとレンズ枠との間の防水性が確保される。また、特許文献１に提案されたレンズ組立体では、撮影レンズの周縁とレンズ枠の内面との間に配置されたＯリングを押圧した状態で、レンズ枠の先端の突起を熱溶着により撮影レンズの前面側にかしめられることで、撮影レンズとレンズ枠との間の防水性が確保される。このように、従来のレンズ組立体では、防水性の確保にあたり、撮影レンズの周縁とレンズ枠の内面でＯリングを押圧する構成である。

しかし、このような構成では、防水性能は、Ｏリングを押圧している撮影レンズとレンズ枠との取付強度に大きく依存する。ここで、レンズ組立体の組立工程において、撮影レンズとレンズ枠との取付強度がばらついた場合、防水性能がばらついてしまうという問題が発生する。また、レンズ組立体が車載カメラに搭載された場合であって、湿度や温度等の環境条件あるいは経年変化等により撮影レンズやレンズ枠の寸法が変化して、撮影レンズとレンズ枠との取付強度が低下する場合がある。このような場合、防水性能が低下してしまうという問題が発生する。従って、従来のレンズ組立体では、防水性能が低いという問題を抱えている。

本発明は、上記事情に鑑み、防水性能が高められたレンズ組立体および撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のレンズ組立体は、
レンズと、そのレンズを収容し外周面に第１のネジが形成されたレンズ枠と、そのレンズ周縁とそのレンズ枠内面との間に配置されたＯリングと、上記第１のネジと螺合する第２のネジが内壁面に形成されそのレンズ枠に螺合するに従ってそのレンズ枠を上記Ｏリングを押圧する方向に変形させるレンズホルダとを備えたことを特徴とする。

本発明のレンズ組立体では、レンズホルダの内壁面に形成された第２のネジが、レンズ枠の外周面に形成された第１のネジに螺入されるに従って、レンズ枠がＯリングを押圧する方向に変形する。これにより、Ｏリングが十分に押圧される。このため、組立工程において、Ｏリングを押圧しているレンズとレンズ枠との取付強度が低下している場合であっても、レンズホルダの螺入により変形したレンズ枠でＯリングが十分に押圧される。従って、防水性能が高められたレンズ組立体を組み立てることができる。また、本発明のレンズ組立体が、車載カメラに搭載された場合であって、湿度や温度等の環境条件あるいは経年変化等により、レンズやレンズ枠の寸法が変化した場合であっても、レンズホルダの螺入により変形したレンズ枠でＯリングが十分に押圧されているため、高い防水性能を維持することができる。

ここで、上記レンズ枠が、上記レンズの光軸方向について、上記Ｏリングが配置された位置よりも上記レンズホルダが螺入される側に寄った位置に、その光軸に対し直角方向に一段下がった壁面を有し、
そのレンズ枠に螺入したときに上記レンズホルダの螺入方向前端面がその壁面を押すことにより、そのレンズ枠の、その壁面よりも上記Ｏリング側の部分を、そのＯリングを押圧する方向に変形させるものであることが好ましい。

このように、レンズホルダの螺入方向前端面でレンズ枠の壁面を押すことにより、レンズ枠の、Ｏリング側の部分を変形させると、Ｏリングを確実にかつ十分に押圧することができる。

また、上記レンズ枠が、外周面の、上記レンズの光軸方向とは直交する方向について上記Ｏリングが配置された位置と重なる領域に上記第１のネジが形成されたものであり、
上記レンズホルダは、上記第１のネジと螺合し、螺入するに従って上記レンズ枠を上記Ｏリングを押圧する方向に変形させるテーパ形状の上記第２のネジが形成されたものであることも好ましい態様である。

このようにすると、レンズホルダに形成されたテーパ形状の第２のネジが、レンズ枠の外周面に形成された第１のネジに螺入されるに従って、レンズ枠の、Ｏリングに対応する内径部分が、Ｏリングを押圧する方向に変形するため、Ｏリングを十分に押圧することができる。

また、上記目的を達成する本発明の撮像装置は、上記レンズ組立体と、撮像装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の撮像装置は、上記レンズ組立体を備えたものであるため、防水性能が高められている。

本発明によれば、防水性能が高められたレンズ組立体および撮像装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第１実施形態のレンズ組立体の、撮影レンズの光軸を含む断面を示す図である。

図１に示す第１実施形態のレンズ組立体１０には、被写体光Ａが入射する側から順に、第１群の撮影レンズ１１＿１と、第２群の撮影レンズ１１＿２と、第３群の撮影レンズ１１＿３と、第４群の撮影レンズ１１＿４とが備えられている。撮影レンズ１１＿１の周縁には、溝１１＿１ａが設けられている。

また、このレンズ組立体１０には、これら撮影レンズ１１＿１，１１＿２，１１＿３，１１＿４を収容するレンズ枠１２が備えられている。このレンズ枠１２には、外周面に雄ネジ１２ａ（本発明にいう第１のネジの一例に相当）が形成されている。

さらに、レンズ組立体１０には、撮影レンズ１１＿１の周縁とレンズ枠１２の内面との間に配置されたＯリング１３が備えられている。詳細には、撮影レンズ１１＿１の周縁に設けられた溝１１＿１ａにＯリング１３が嵌装されており、このＯリング１３が、レンズ枠１２の、溝１１＿１ａに対応する内面で押圧された状態で配置されている。このＯリング１３は、撮影レンズ１１＿１がレンズ枠１２に収容された後で防水性能を発揮するゴム状の部材である。尚、Ｏリング１３の材質は、エチレン・プロピレン系ゴム、シリコンゴム等である。

また、レンズ組立体１０には、レンズ枠１２の外周面に形成された雄ネジ１２ａと螺合する雌ネジ１４ａ（本発明にいう第２のネジの一例に相当）が内壁面に形成されたレンズホルダ１４が備えられている。このレンズホルダ１４は、レンズ枠１２に螺合するに従って（図１に示す矢印Ｐ，Ｐ’方向に螺合するに従って）レンズ枠１２をＯリング１３を押圧する方向（図１に示す矢印Ｑ，Ｑ’方向）に変形させる。以下、詳細に説明する。

レンズ枠１２は、撮影レンズ１１＿１，１１＿２，１１＿３，１１＿４の光軸方向についてＯリング１３が配置された位置よりもレンズホルダ１４が螺入される側に寄った位置に、光軸に対し直角方向に一段下がった壁面１２ｂを有する。また、レンズ枠１２は、この壁面１２ｂよりもＯリング１３側に、変形部分１２ｃを有する。

ここで、レンズ組立体１０を組み立てる場合は、先ず、第４群の撮影レンズ１１＿４，第３群の撮影レンズ１１＿３の順にレンズ枠１２に収容する。次いで、第２群の撮影レンズ１１＿２をレンズ枠１２に収容する。さらに、第１群の撮影レンズ１１＿１の周縁に設けられた溝１１＿１ａにＯリング１３を嵌装し、この撮影レンズ１１＿１をレンズ枠１２に収容する。また、レンズ枠１２の前端を熱カシメによって、折り曲げ、第１群の撮影レンズ１１＿１を保持する。

次いで、レンズホルダ１４をレンズ枠１２に螺入する。詳細には、レンズホルダ１４の雌ネジ１４ａにレンズ枠１２の雄ネジ１２ａを螺入していく。すると、先ず、レンズホルダ１４の、螺入方向（矢印Ｐ，Ｐ’方向）側に位置する前端面１４ｂが、レンズ枠１２の壁面１２ｂに当接する。さらに、レンズホルダ１４をレンズ枠１２に螺入していく。すると、レンズホルダ１４の前端面１４ｂが、レンズ枠１２の壁面１２ｂを矢印Ｐ，Ｐ’方向に押していく。これにより、レンズ枠１２の、壁面１２ｂよりもＯリング１３側の変形部分１２ｃが、Ｏリング１３を押圧する方向（矢印Ｑ，Ｑ’方向）に変形する。換言すれば、レンズ枠１２の、Ｏリング１３に対応する内径部分が、小さくなる方向に変形する。

このように、第１実施形態のレンズ組立体１０では、レンズホルダ１４の内壁面に形成された雌ネジ１４ａが、レンズ枠１２の外周面に形成された雄ネジ１２ａに螺入されるに従って、レンズ枠１２の変形部分１２ｃがＯリング１３を押圧する方向に変形する。詳細には、レンズホルダ１４の前端面１４ｂが、レンズ枠１２の壁面１２ｂを押すことにより、レンズ枠１２の変形部分１２ｃがＯリング１３を押圧する方向に変形する。これにより、Ｏリング１３が十分に押圧されるとともに、レンズ枠１２が撮影レンズ１１＿１の周縁に十分な強度で固定される。このため、レンズ組立体１０の組立工程において、撮影レンズ１１＿１とレンズ枠１２との取付強度がばらついた場合であっても、レンズホルダ１４の、レンズ枠１２への螺入により、そのレンズ枠１２の変形部分１２ｃでＯリング１３が十分に押圧されるとともに、レンズ枠１２が撮影レンズ１１＿１の周縁に十分な強度で固定される。従って、防水性能が高められたレンズ組立体１０を組み立てることができる。また、組み立てられたレンズ組立体１０が、車載カメラに搭載された場合であって、湿度や温度等の環境条件あるいは経年変化等により、撮影レンズ１１＿１やレンズ枠１２の寸法が変化した場合であっても、レンズホルダ１４の螺入により変形した変形部分１２ｃでＯリング１３が十分に押圧されているため、高い防水性能を維持することができる。

図２は、本発明の第２実施形態のレンズ組立体の、撮影レンズの光軸を含む断面を示す図である。

図２に示す第２実施形態のレンズ組立体２０には、被写体光Ａが入射する側から順に、第１群の撮影レンズ２１＿１と、第２群の撮影レンズ２１＿２と、第３群の撮影レンズ２１＿３と、第４群の撮影レンズ２１＿４とが備えられている。撮影レンズ２１＿１の周縁には、溝２１＿１ａが設けられている。

また、このレンズ組立体２０には、これら撮影レンズ２１＿１，２１＿２，２１＿３，２１＿４を収容するレンズ枠２２が備えられている。詳細には、レンズ枠２２には、外周面の、撮影レンズ２１＿１，２１＿２，２１＿３，２１＿４の光軸方向とは直交する方向についてＯリング２３が配置された位置と重なる領域に雄ネジ２２ａ（本発明にいう第１のネジの他の一例に相当）が形成されている。

さらに、レンズ組立体２０には、撮影レンズ２１＿１の周縁とレンズ枠２２の内面との間に配置されたＯリング２３が備えられている。詳細には、撮影レンズ２１＿１の周縁に設けられた溝２１＿１ａにＯリング２３が嵌装されており、このＯリング２３が、レンズ枠２２の、溝２１＿１ａに対応する内面で押圧された状態で配置されている。このＯリング２３は、撮影レンズ２１＿１がレンズ枠２２に収容された後で防水性能を発揮するゴム状の部材である。尚、このＯリング２３の材質も、エチレン・プロピレン系ゴム、シリコンゴム等である。

また、レンズ組立体２０には、レンズホルダ２４が備えられている。このレンズホルダ１４は、図２に示すように、左側の厚みよりも右側の厚みのほうが薄くなるように形成された部材であって、このレンズホルダ２４には、被写体Ａ方向から雄ネジ２２ａと螺合し、螺入するに従って（図２に示す矢印Ｒ，Ｒ’方向に螺合するに従って）レンズ枠２２をＯリング２３を押圧する方向（矢印Ｓ，Ｓ’方向）に変形させる第１のテーパ形状の雌ネジ２４ａ（本発明にいう第２のネジの他の一例に相当）が形成されている。

ここで、レンズ組立体２０を組み立てる場合は、先ず、第４群の撮影レンズ２１＿４，第３群の撮影レンズ２１＿３の順にレンズ枠２２に収容する。次いで、第２群の撮影レンズ２１＿２をレンズ枠２２に収容する。さらに、第１群の撮影レンズ２１＿１の周縁に設けられた溝２１＿１ａにＯリング２３を嵌装し、この撮影レンズ２１＿１をレンズ枠２２に収容する。また、レンズ枠２２の前端を熱カシメによって、折り曲げ、第１群の撮影レンズ２１＿１を保持する。

次いで、レンズホルダ２４をレンズ枠２２に螺入する。詳細には、被写体光Ａが入射する側から、レンズ枠２２の雄ネジ２２ａにレンズホルダ２４の雌ネジ２４ａを螺入していく。このレンズホルダ２４には、第１のテーパ形状の雌ネジ２４ａが形成されているため、矢印Ｒ，Ｒ’方向に螺合するに従って、レンズ枠２２はＯリング２３を押圧する方向（矢印Ｓ，Ｓ’方向）に変形する。換言すれば、レンズ枠２２の、Ｏリング２３に対応する内径部分が、小さくなる方向に変形する。

このように、第２実施形態のレンズ組立体２０では、レンズホルダ２４に形成された第１のテーパ形状の雌ネジ２４ａが、レンズ枠２２の外周面に形成された雄ネジ２２ａに螺入されるに従って（矢印Ｒ，Ｒ’方向に螺合するに従って）、レンズ枠２２の、Ｏリング２３に対応する内径部分が、Ｏリング２３を押圧する方向に変形する。これにより、Ｏリング２３が十分に押圧されるとともに、レンズ枠２２が撮影レンズ２１＿１の周縁に十分な強度で固定される。従って、レンズ組立体２０の組立工程において、撮影レンズ２１＿１とレンズ枠２２との取付強度がばらついた場合であっても、レンズホルダ２４に形成された第１のテーパ形状の雌ネジ２４ａの、レンズ枠２２の雄ネジ２２ａへの螺入により、レンズ枠２２でＯリング２３が十分に押圧されるとともに、レンズ枠２２が撮影レンズ２１＿１の周縁に十分な強度で固定される。従って、防水性能が高められたレンズ組立体２０を組み立てることができる。また、組み立てられたレンズ組立体２０が、車載カメラに搭載された場合であって、湿度や温度等の環境条件あるいは経年変化等により、撮影レンズ２１＿１やレンズ枠２２の寸法が変化した場合であっても、レンズホルダ２４の螺入により、レンズ枠２２でＯリング２３が十分に押圧されているため、高い防水性能を維持することができる。

図３は、本発明の第３実施形態のレンズ組立体の、撮影レンズの光軸を含む断面を示す図である。

尚、図２に示すレンズ組立体２０の構成要素と同じ構成要素には同一の符号を付し、異なる点について説明する。

図３に示す第３実施形態のレンズ組立体３０は、図２に示すレンズ組立体２０と比較し、レンズホルダ２４がレンズホルダ３４に置き換えられている点が異なっている。

このレンズホルダ３４は、図３に示すように、左側の厚みよりも右側の厚みのほうが厚くなるように形成された部材であって、このレンズホルダ３４には、被写体Ａが入射する側とは反対側から雄ネジ２２ａと螺合し、螺入するに従って（図３に示す矢印Ｔ，Ｔ’方向に螺合するに従って）レンズ枠２２をＯリング２３を押圧する方向（矢印Ｓ，Ｓ’方向）に変形させる第２のテーパ形状の雌ネジ３４ａ（本発明にいう第２のネジの更なる他の一例に相当）が形成されている。

ここで、レンズ組立体３０を組み立てる場合は、第４群の撮影レンズ２１＿４，第３群の撮影レンズ２１＿３，第２群の撮影レンズ２１＿２を順次にレンズ枠２２に収容し，第１群の撮影レンズ２１＿１の周縁に設けられた溝２１＿１ａにＯリング２３を嵌装し、この撮影レンズ２１＿１をレンズ枠２２に収容する。また、レンズ枠２２の前端を熱カシメによって、折り曲げ、第１群の撮影レンズ２１＿１を保持する。次いで、レンズホルダ３４をレンズ枠２２に螺入する。詳細には、被写体光Ａが入射する側とは反対側から、レンズ枠２２の雄ネジ２２ａにレンズホルダ３４の雌ネジ３４ａを螺入していく。このレンズホルダ３４には、第２のテーパ形状の雌ネジ３４ａが形成されているため、矢印Ｔ，Ｔ’方向に螺合するに従って、レンズ枠２２はＯリング２３を押圧する方向（矢印Ｓ，Ｓ’方向）に変形する。換言すれば、レンズ枠２２の、Ｏリング２３に対応する内径部分が、小さくなる方向に変形する。

このように、第３実施形態のレンズ組立体３０では、レンズホルダ３４に形成された第２のテーパ形状の雌ネジ３４ａが、レンズ枠２２の外周面に形成された雄ネジ２２ａに螺入されるに従って（矢印Ｔ，Ｔ’方向に螺合するに従って）、レンズ枠２２の、Ｏリング２３に対応する内径部分が、Ｏリング２３を押圧する方向に変形する。これにより、Ｏリング２３が押圧されるとともに、レンズ枠２２が撮影レンズ２１＿１の周縁に十分な強度で固定される。従って、レンズ組立体３０の組立工程において、撮影レンズ２１＿１とレンズ枠２２との取付強度がばらついた場合であっても、レンズホルダ３４に形成された第２のテーパ形状の雌ネジ３４ａの、レンズ枠２２の雄ネジ２２ａへの螺入により、レンズ枠２２でＯリング２３が十分に押圧されるとともに、レンズ枠２２が撮影レンズ２１＿１の周縁に十分な強度で固定される。従って、防水性能が高められたレンズ組立体３０を組み立てることができる。また、組み立てられたレンズ組立体３０が、車載カメラに搭載された場合であって、湿度や温度等の環境条件あるいは経年変化等により、撮影レンズ２１＿１やレンズ枠２２の寸法が変化した場合であっても、レンズホルダ３４の螺入により、レンズ枠２２でＯリング２３が十分に押圧されているため、高い防水性能を維持することができる。

図４は、図１に示すレンズ組立体を備えたカメラユニットの、撮影レンズの光軸を含む断面を示す図である。

図４に示すカメラユニット４０は、本発明の撮像装置の一実施形態であり、このカメラユニット４０には、図１に示すレンズ組立体１０と、レンズホルダ１４と兼用したカメラ本体枠と、撮像素子４２と、基板４３とが備えられている。

このカメラユニット４０を組み立てるには、ＣＣＤ等の撮像素子４２を搭載した基板４３をレンズホルダ１４の背面に接着固定する。また、レンズ枠１２の外周縁とレンズホルダ１４の前端が接する部分に接着剤を塗布することによって、前端側からカメラユニット４０内部に水が入り込まないように、防水処理を施す。このようにして、カメラユニット４０を組み立てる。このため、カメラユニット４０の防水性が高められている。

本発明の第１実施形態のレンズ組立体の、撮影レンズの光軸を含む断面を示す図である。 本発明の第２実施形態のレンズ組立体の、撮影レンズの光軸を含む断面を示す図である。 本発明の第３実施形態のレンズ組立体の、撮影レンズの光軸を含む断面を示す図である。 図１に示すレンズ組立体を備えたカメラユニットの、撮影レンズの光軸を含む断面を示す図である。 従来のレンズ組立体の、撮影レンズの光軸を含む断面を示す図である。

符号の説明

１０，２０，３０ レンズ組立体
１１＿１，１１＿２，１１＿３，１１＿４，２１＿１，２１＿２，２１＿３，２１＿４ 撮影レンズ
１１＿１ａ，２１＿１ａ 溝
１２，２２ レンズ枠
１２ａ，２２ａ 雄ネジ
１３，２３ Ｏリング
１４，２４，３４ レンズホルダ
１４ａ，２４ａ，３４ａ 雌ネジ
４０ カメラユニット
４２ 撮像素子
４３ 基板

Claims (4)

1. レンズと、該レンズを収容し外周面に第１のネジが形成されたレンズ枠と、該レンズ周縁と該レンズ枠内面との間に配置されたＯリングと、前記第１のネジと螺合する第２のネジが内壁面に形成され該レンズ枠に螺合するに従って該レンズ枠を前記Ｏリングを押圧する方向に変形させるレンズホルダとを備えたことを特徴とするレンズ組立体。
2. 前記レンズ枠が、前記レンズの光軸方向について、前記Ｏリングが配置された位置よりも前記レンズホルダが螺入される側に寄った位置に、該光軸に対し直角方向に一段下がった壁面を有し、
   該レンズ枠に螺入したときに前記レンズホルダの螺入方向前端面が該壁面を押すことにより、該レンズ枠の、該壁面よりも前記Ｏリング側の部分を、該Ｏリングを押圧する方向に変形させるものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ組立体。
3. 前記レンズ枠が、外周面の、前記レンズの光軸方向とは直交する方向について前記Ｏリングが配置された位置と重なる領域に前記第１のネジが形成されたものであり、
   前記レンズホルダは、前記第１のネジと螺合し、螺入するに従って前記レンズ枠を前記Ｏリングを押圧する方向に変形させるテーパ形状の前記第２のネジが形成されたものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ組立体。
4. 請求項１から３のうちいずれか１項記載のレンズ組立体と、撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。

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