JP2010032902A

JP2010032902A - レンズ組立体

Info

Publication number: JP2010032902A
Application number: JP2008196629A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Sodeyama; 俊哉袖山
Original assignee: Olympus Imaging Corp
Current assignee: Olympus Imaging Corp
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2010-02-12
Anticipated expiration: 2028-07-30
Also published as: JP5284715B2

Abstract

【課題】構造が簡素化され、精度の高い組み立てを効率的に行うことができるレンズ組立体を提案する。
【解決手段】物体側及び像側に向けてそれぞれ開放された開口１ａ、１ｂを有する鏡枠１と、この鏡枠１の内部で光軸方向に沿い順次に配列された少なくとも３枚のレンズとを備えたレンズ組立体であって、前記鏡枠１の像側における開口１ｂの端面に、該端面と一体連結するとともに像側レンズの光学機能面のみを露出させる絞り壁２を設け、この絞り壁２と像側に位置するレンズとの相互間に、物体側の開口１ａにおいて設置されたレンズの押圧により各レンズの端面同士を弾性的に接触させて位置決めする弾性部材１１を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載してその後方、左右等を確認するカメラあるいは監視カメラ等の部品として適用されるレンズ組立体に関するものであり、該組立て体の構造の簡素化を図り、効率的で正確な組み付けを実現しようとするものである。

車両に搭載されるカメラとしては、広範囲にわたる画像を取り込むことができるよう取り込み角度が１２０度を超える魚眼レンズ（広角レンズ）が使用されている。通常、この種のレンズは、物体側及び像側に向けてそれぞれ開放された開口を有する鏡枠に複数枚のレンズを光軸に沿って直列に配置したレンズ組立体として適用されているのが普通であるところ（例えば、特許文献１参照）、かかるレンズ組立体は部品点数が多く構造の複雑化が避けられないことから、効率的でかつ正確な組み付けが行えないところに問題を残していた。
実開平７−１０７１０号公報

本発明の課題は、構造の簡素化が可能であり、しかも正確で効率的な組み付けが行えるレンズ組立体を提案するところにある。

本発明は、物体側及び像側に向けてそれぞれ開放した開口を有する鏡枠と、この鏡枠の内部で光軸方向に沿い順次に配列された少なくとも３枚のレンズとを備えたレンズ組立体であって、
前記鏡枠の像側における開口の端面に、該端面と一体連結するとともに像側に位置するレンズの光学機能面のみを露出させる絞り壁を設け、
この絞り壁と像側レンズとの相互間に、物体側の開口において設置されたレンズの光軸方向に沿う押圧により各レンズの端面同士をそれぞれ弾性的に接触させて位置決めする弾性部材を配置したことを特徴とするレンズ組立体である。

上記の構成になるレンズ組立体において、各レンズの端面相互間には絞りを配置することができる。また、物体側の開口に設置されたレンズについては、鏡枠の熱的変形によるカシメあるいは機械的変形によるカシメによって固定するのがとくに好ましい。

また、物体側の開口に設置されたレンズには、該レンズの端面と鏡枠内部の段部との間で挟持されてその相互間を気密状態に維持するシール部材（Ｏリング）を配置することができる。

物体側の開口に設置されたレンズはガラス製のレンズが好適であり、その他のレンズはプラスチック製のレンズとするのが好適である。

また、鏡枠は、絞り壁に向けてサイズ（内径）を順次に小さくしたレンズ設置用の内周壁面を設けるのが好ましく、これによりレンズの組込み作業が簡素化される。

弾性部材は、絞り壁に形成された貫通孔よりも大きな開口を有する薄肉の環状ベースと、この環状ベースの外縁に片側支持状態にて一体連結し、物体側の開口において設置されたレンズの方軸方向に沿った押圧によって反発力を生じせしめて各レンズの端面同士を相互に弾性的に接触させる複数のアームからなるものを適用するのがとくに好ましく、該アームとしては、その付け根部に、該アームそのものを厚さ方向へ屈曲させる屈曲部（ライン）を設けることが可能であり、この屈曲部を設けることによって弾性部材に反発力が生じた際に該アームの先端が径方向外側へ向けて広がるのを防止する。

さらに、絞り壁の内側面には、レンズに外部振動が入力された際、絞り壁に形成された貫通孔の縁部よりも先に像側に位置するレンズの外表面に当接するストッパーを形成しておくことができる。

絞り壁と、この絞り壁に隣接する像側のレンズとの相互間に弾性部材を配置し、鏡枠の物体側の開口に設置されるレンズにより他のレンズを光軸方向に沿って押圧すると各レンズは端面同士が弾性的に接触してそのまま正確に位置決めされることとなり、効率的な組み付けが行える。

また、レンズを鏡枠に組み付ける際にレンズに外部振動が入力されても弾性部材の変位により速やかに振動が吸収される。また、鏡枠に不用意な衝撃等が加えられレンズに外部振動が入力されても弾性部材の変位により速やかに振動が吸収される。

鏡枠の物体側の開口に設置されるレンズは、鏡枠そのものの熱的な変形によるカシメあるいは機械的な変形によるカシメを適用して固定するのがよく、これによりレンズを固定するための部材が不要となり構造の簡素化が可能となる。

物体側の開口に配置されるレンズと鏡枠との相互間にシール部材を配置することにより塵や埃の侵入を防止するとともに防水効果を高めることができ、画像の安定した取り込みが可能となる。

鏡枠の内周面に絞り壁に向けてサイズを順次に小さくしたレンズ設置用の座面を設けておくことにより、レンズの組み違えを起こすことがなくなり品質の安定化に寄与する。

複数のアームを備えた弾性部材を配置することでレンズ組立体のサイズのコンパクト化（短尺化）が可能となる。

絞り壁の内側面に、ストッパーを設けておき、像側に位置するレンズに外部振動が入力された際、絞り壁の貫通孔の縁部よりも先に該ストッパーを像側のレンズに当接させることにより該縁部がレンズに接触することによって生じるレンズ有効径内での傷の発生を防止し得る。

以下、図面を用いて本発明をより具体的に説明する。
図１は本発明にしたがうレンズ組立体の実施の形態を模式的に示した断面図であり、図２はその分解状況を示した外観斜視図である。

図における符号１は鏡枠である。この鏡枠１の内部にはレンズを設置する領域Ｍが形成されている。この鏡枠１はプラスチックあるいは金属材料からなる環状周壁にて構成されており、物体側（紙面左側）及び像側（紙面右側）に向けてそれぞれ開放した開口１ａ、１ｂを有している。ここに開口１ａを以下に入側開口１ａということとし、開口１ｂを以下に、出側開口１ｂということとし、物体側の光は入側開口１ａを通して鏡枠１内に入射され、出側開口１ｂを経て出射され撮像素子（図示せず）へと至る。レンズを設置する領域Ｍを形成する鏡枠１の内周面には段差部ｔ_１〜ｔ_５が形成されており、この段差部により径Ｄ_１〜Ｄ_４が出側開口１ｂへ向けて段階的に小さくなるレンズ設置用の内周壁面(座面)Ｌ_１〜Ｌ_４が設けられている。

２は鏡枠１の出側開口１ｂに設けられた絞り壁である。この絞り壁２は出側開口１ｂに一体連結されており、後述する像側に位置するレンズの光軸を含む中央部を露出させる貫通孔２ａを有している。

３は鏡枠１の入側開口１ａへの押し込みによって座面Ｌ_１に設置され、鏡枠１のカシメＫにより固定することができる第１のレンズ（ガラス製の平凹レンズ）である。この第１のレンズ３は外周面３ａが座面Ｌ_１に嵌り込んでおり、その前側の外縁部にはカシメに際して鏡枠１の変形部位を乗り上げさせる面取り部３ｂが形成されている。

４は第１のレンズ３の隣で座面Ｌ_２に配置された第２のレンズ（プラスチック製の平凹レンズ）である。この第２のレンズ４の前面には第１のレンズ３の後面に絞りを介して面接触する当接部４ａが設けられている。

また、５は第２のレンズ４の隣で座面Ｌ_３に配置された第３のレンズ（プラスチック製の凸レンズ）である。この第３のレンズ５は第２のレンズ４と同様にその前面には第２のレンズ４の後面に絞りを介して面接触する当接部５ａが設けられている。

６は第３のレンズ５の隣で座面Ｌ_４に配置された第４のレンズ（プラスチック製の凸レンズであり、このレンズが像側に位置するレンズである）である。この第４のレンズ６の前面には第３のレンズ５の後面に絞りを介して面接触する当接部６ａが設けられている。この第４のレンズ６は像側面の中央凸部（光学機能面）が絞り壁２の貫通孔２ａから突出するように配置されている。第２のレンズ４、第３のレンズ５及び第４のレンズ６はその外周面に１つ又は複数個のカット面を設けることができる。

また、７は第１のレンズ３と第２のレンズ４の間に配置されたシート状の絞り（フレア絞り）、８は第２のレンズ４と第３のレンズ５との間に配されたシート状の絞り（フレア絞り）、９は第３のレンズ５と第４のレンズ６の間に配されたシート状の絞りであり、これらの絞り７、８、９は第１のレンズ３から入射された物体側の光の量を調整する機能を有している。絞り７、８、９はポリエステルシート等によって構成され、余計な光の入射あるいは反射を防止するため黒色塗料が塗布されるなどの艶消し処理が施されている。絞り７、８、９はその配置を省略することも可能であり、この場合にはレンズの端面に余計な光の入射、反射を防止する黒色塗料を塗布するかあるいは艶消し処理が施される。

１０はＯリングを例として示したシール部材である。このシール部材１０は第１のレンズ３の後側外縁端部に設けられた凹所３ｃと鏡枠１の段差部（段差面）ｔ_２との間で挟持されていてその相互間を気密状態に維持するようになっている。

１１は第４のレンズ６と絞り壁２の相互間に配置された弾性部材（板ばね）である。この弾性部材１１は第１のレンズ３を座面Ｌ_１に設置する際の押し込みによって反発力を生じせしめて各レンズ３、４、５、６の端面同士を絞り７、８、９を介して相互に弾性的に接触（弾性支持）させて鏡枠１の内部での位置決めを行うものであり、絞り壁２の貫通孔２ａよりも大きく、かつ第４のレンズ６の中央凸部（光学機能面）を通過させ得る開口を備えた薄肉の環状ベース１１ａと、この環状ベース１１ａの外縁に片側支持状態にて一体連結する複数のアーム（板状のもの）１１ｂからなっている。図３（ａ）（ｂ）に正面および側面を示す。

アーム１１ｂは付け根部に該アームそのものを厚さ方向へ僅かに屈曲させる屈曲部（屈曲ライン）１１ｂ_１が設けられていて、この屈曲部１１ｂ_１によって弾性部材１１に反発力が生じた際に図４に示すように該アーム１１ｂの先端が径方向外側へ向けて広がり鏡枠１内でアーム１１ｂの先端が座面Ｌ_５に接触するのを防止してその有する機能をより有効に発揮させることが可能となる。

さらに、１２は絞り壁２の内側面に設けられたストッパーである。このストッパー１２は第４のレンズ６に所期しない衝撃等、外部振動が入力された際に絞り壁２の貫通孔２ａの縁部ｅが第４のレンズ６の外表面よりも先に該第４のレンズ６の径方向外側において当接するものであり、このストッパー１２により貫通孔２ａの縁部ｅが接触することによって生じることが懸念されるレンズの有効径内での傷の発生を抑制する。ストッパー１２は環状の凸部あるいは間隔をあけて配置した複数の突起を適用することができる。

本発明にしたがうレンズ組立体は、鏡枠１の内部にまず弾性部材１１を入れ込み、次いで、第４のレンズ６、絞り９、第３のレンズ５、絞り８、第２のレンズ４、さらに絞り７を順次に配置する。そして、第１のレンズ３をシール部材１０とともに鏡枠１の入側開口１ａへ押し込んだのち、鏡枠１のカシメにより該第１のレンズ３を座面Ｌ_１に固定すればよく、このとき弾性部材１１に反発力が生じ第１のレンズ３により第２のレンズ４、第３のレンズ５及び第４のレンズ６は端面同士が弾性的に接触することとなり、余計な作業を要することなしに鏡枠１の内部において各レンズが光軸ｃ方向に沿って正確に位置決めされる。

上掲図１に示したレンズ組立体は、４枚のレンズを配置した場合を例として示したが、第２のレンズ４、第３のレンズ５のうちの１枚は省略することができる。また、設置枚数は適宜増やすことも可能であり、図示のものに限定はされない。

弾性部材１１については、各レンズを光軸に沿って弾性支持できるものであればその形状は適宜変更可能であり、また、板状のばねに替えてゴム部材を適用してもよい。

物体側の開口に配置するレンズを位置決め固定する操作のみで他のレンズを光軸に沿い正確に位置決めできる構造の簡素化されたレンズ組立体が提供できる。

本発明にしたがうレンズ組立体の実施の形態を断面で示した図である。図１に示したレンズ組立体の分解状態を示した外観斜視図である。弾性部材を示した図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。弾性部材の変位状況の説明図である。

符号の説明

１鏡枠
１ａ開口（入側開口）
１ｂ開口（出側開口）
２絞り壁
２ａ貫通孔
３第１のレンズ
３ａ外周面
３ｂ面取り部
３ｃ凹所
４第２のレンズ
４ａ当接部
５第３のレンズ
５ａ当接部
６第４のレンズ
６ａ当接部
７絞り
８絞り
９絞り
１０シール部材
１１弾性部材
１１ａ環状ベース
１１ｂアーム
１２ストッパー

Claims

物体側及び像側に向けてそれぞれ開放した開口を有する鏡枠と、この鏡枠の内部で光軸方向に沿い順次に配列された少なくとも３枚のレンズとを備えたレンズ組立体であって、
前記鏡枠の像側における開口の端面に、該端面と一体連結するとともに像側に位置するレンズの光学機能面のみを露出させる絞り壁を設け、
この絞り壁と、像側に位置するレンズとの相互間に、物体側の開口において固定されたレンズの光軸方向に沿う押圧により各レンズの端面同士をそれぞれ弾性的に接触させて位置決めする弾性部材を配置したことを特徴とするレンズ組立体。
各レンズは、その端面相互間に絞りを有する、請求項１記載のレンズ組立体。
物体側の開口において設置されたレンズは、鏡枠の熱的変形によるカシメあるいは機械的変形によるカシメによって固定されたものである、請求項１又は２記載のレンズ組立体。
物体側の開口において設置されたレンズは、該レンズの端面と内部の段差部との間で挟持され、その相互間を気密状態に維持するシール部材を有する、請求項１〜３の何れかに記載のレンズ組立体。
物体側の開口において設置されたレンズが、ガラス製のレンズであり、像側に位置するレンズを含むその他のレンズがプラスチック製のレンズである、請求項１〜４の何れかに記載のレンズ組立体。
前記鏡枠は、絞り壁に向けてサイズを順次に小さくしたレンズ設置用の内周壁面を有する、請求項１〜５の何れかに記載のレンズ組立体。
前記弾性部材が、薄肉の環状ベースと、この環状ベースの外縁に片側支持状態にて一体連結し、物体側の開口に設置されたレンズの光軸方向に沿う押圧によって反発力を生じせしめて各レンズの端面同士を相互に弾性的に接触させる複数のアームからなる、請求項１〜６の何れかに記載のレンズ組立体。
前記絞り壁は、その内側面に、外部振動が入力された際、絞り壁に形成された貫通孔の縁部よりも先に像側に位置するレンズの外表面に当接するストッパーを有する、請求項１〜７の何れかに記載のレンズ組立体。