JP2010156734A - レンズモジュールおよびカメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】プラスチックレンズの吸湿を防ぐことが可能なレンズモジュールおよびカメラモジュールを提供すること。
【解決手段】レンズモジュールＡ１は、レンズ１１と、レンズ１１を保持するレンズ支持体２と、を備えており、レンズ１１は、プラスチックレンズからなる本体部１１Ａと、本体部１１Ａの表面を覆う吸湿防止機能を有する保護膜１１Ｂと、を備えており、保護膜１１Ｂは、レンズ１１の表面のうち外気に接する全領域に形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車載カメラまたは屋外に設置される監視カメラとして利用可能なカメラモジュール、および、上記カメラモジュールに使用されるレンズモジュールに関する。

図６には、従来のカメラモジュールに用いられるレンズモジュールの一例を示している（特許文献１参照）。図６に示すレンズモジュールＸは、レンズユニット９１、レンズホルダ９２、および、レンズユニット９１とレンズホルダ９２とを連結するためのナット体９３を備えている。

近年、カメラモジュールの需要が増えたことに伴い、レンズモジュールの大幅なコストダウンおよび生産性の向上が求められている。このため、レンズユニット９１にガラスレンズに替えてプラスチックレンズを採用することが検討されている。一方、プラスチックレンズは、空気中の水分を吸収すると、形状が変化したり、屈折率が変化したりすることがあった。従って、レンズユニット９１にプラスチックレンズを用いた場合、レンズの性能を良好に保つことが困難であり、そのようなレンズユニット９１を用いたカメラモジュールは良好な撮影が行えないことがあった。

特開２００６−２３４８０号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、プラスチックレンズの吸湿を防ぐことが可能なレンズモジュールおよびカメラモジュールを提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供されるレンズモジュールは、レンズと、上記レンズを保持するレンズ支持体と、を備えたレンズモジュールであって、上記レンズは、プラスチックレンズからなる本体部と、上記本体部の表面を覆う吸湿防止機能を有する保護膜と、を備えており、上記保護膜は、上記レンズの表面のうち外気に接する全領域に形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、上記保護膜により上記レンズの吸湿を防ぐことができるため、上記レンズの性能を良好に保つことができる。さらに、上記レンズの本体部はプラスチックレンズであるため、コストダウンおよび生産性の向上を図ることが可能となる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記保護膜は、ハードコートである。このような構成によれば、上記レンズの表面が傷つくのを防ぐことができる。

本発明のより好ましい実施の形態においては、上記保護膜は、反射防止機能を有する。このような構成によれば、上記レンズモジュールは、より好ましく光を収束させることができる。

本発明のより好ましい実施の形態においては、上記保護膜は、ＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｎＯ₃，ＺｒＯ₂のいずれかを含んでいる。

本発明のより好ましい実施の形態においては、上記レンズは、ＰＭＭＡにより形成されている。

本発明のより好ましい実施の形態においては、上記レンズの表面は、外気に接し、光の出入りが可能な光透過面と、上記光透過面の周囲に設けられた周縁面と、を有しており、上記レンズ支持体は、上記周縁面と対向する内壁面を有しており、上記周縁面と上記内壁面との間に介在する封止用弾性体を備えており、上記保護膜は、上記光透過面の全面、および、上記周縁面のうち、上記封止用弾性体との接触部と上記光透過面との境界との間の全面に渡って設けられている。このような構成によれば、上記レンズの表面のうち、上記封止用弾性体により外気から遮断される領域の外側に露出する部分が上記保護膜によって覆われている。このため、上記レンズモジュールにおいては、上記レンズの本体部の吸湿を防ぐことができるため、上記レンズの性能を良好に保つことができる。

本発明のより好ましい実施の形態においては、上記封止用弾性体によって外気から遮断された密封空間を有している。

本発明のより好ましい実施の形態においては、上記密封空間には、乾燥不活性気体が充填されている。

本発明の第２の側面によって提供されるカメラモジュールは、本発明の第１の側面によって提供されるレンズモジュールと、上記レンズモジュールによって導かれた光を受光する受光手段と、上記レンズモジュールと連結されるケースと、を備えており、上記封止用弾性体および上記ケースによって外気から遮断され、上記受光手段を収容する収容空間を有していることを特徴とする。このような構成によれば、性能の低下を招くことなく、コストダウンおよび生産性の向上を図ることが可能となる。さらに、上記受光手段も外気から遮断されるため、より好ましい画像を得ることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記収容空間には、乾燥不活性気体が充填されている。このような構成によれば、上記レンズの吸湿をより好ましく防ぐことができるとともに、上記受光手段に結露が発生するのを防ぐことができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図２は、本発明にかかるレンズモジュールの第１実施形態を示している。図１および図３は、図２に示すレンズモジュールＡ１が組み込まれたカメラモジュールの実施形態の一例を示している。図２に示すように、レンズモジュールＡ１は、レンズ１１，１２，１３、スペーサ１４、レンズ支持体２、オーリング３１、光学フィルタ４１、および、スペーサ４２を備えている。レンズ支持体２は、鏡胴２１とレンズ押さえ部材２２とで構成されている。図１および図３に示すように、カメラモジュールＢは、レンズモジュールＡ１、防水ゴムリング３２，３３、受光手段５、基板６、弾性シート６１、コネクタ６２、ケーブル６３、レンズホルダ７、ケース８、および、ネジ９を備えている。

鏡胴２１は、上下に開口部を有する筒状に形成されており、レンズ１２、スペーサ１４、レンズ１３、スペーサ４２、および、光学フィルタ４１を光軸Ｌに沿うように順に収容している。また、鏡胴２１の外表面にはネジ山２１ａが形成されている。さらに、鏡胴２１は、レンズ１２の上に重ねられたレンズ１１の下端を支持している。

レンズ押さえ部材２２は、上下に開口部を有する筒状に形成されており、間にレンズ１１を挟んで鏡胴２１の上部に取り付けられている。レンズ押さえ部材２２は、内壁面２２ｂと、ネジ山２１ａに対応するネジ山２２ａと、レンズ１１を押さえる係合部２２ｃとを備えている。ネジ山２２ａは、レンズ押さえ部材２２の下端部の内面に形成されている。係合部２２ｃは、レンズ押さえ部材２２の上端部に形成されている。内壁面２２ｂは、ネジ山２２ａと係合部２２ｃとの間に形成されている。

レンズ１１は、本体部１１Ａと、本体部１１Ａの表面を覆うように形成された保護膜１１Ｂとで構成されている。レンズ１１の表面は、光の出入りが可能な光透過面１１ａと、光透過面１１ａの周囲に設けられた周縁面１１ｂとを有している。さらに、レンズ１１の外周には係合部２２ｃを受け止めるための段差部１１ｃが形成されている。周縁面１１ｂは、光透過面１１ａの端縁からレンズ１１の下端まで延びる面であり、段差部１１ｃよりも下の部分において内壁面２２ｂと対向している。内壁面２２ｂと周縁面１１ｂとの間には、本発明における封止用弾性体であるオーリング３１が挟みこまれている。このため、内壁面２２ｂと周縁面１１ｂとの間から外気が入り込まないようになっている。なお、本体部１１Ａおよびレンズ１２，１３は、たとえばＰＭＭＡからなるプラスチックレンズである。

保護膜１１Ｂは、ＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｎＯ₃，ＺｒＯ₂のいずれかを含む緻密な膜を有しており、吸湿防止機能を備えたハードコートとして形成されている。さらに、保護膜１１Ｂは、反射防止機能を有する膜および撥水コートを含んでいる。保護膜１１Ｂは、光透過面１１ａおよび周縁面１１ｂの大部分に渡って形成されている。ただし、周縁面１１ｂのうちオーリング３１との接触部より下側の部分は、外気から遮断される領域であるので、保護膜１１Ｂが形成されていない。なお、保護膜１１Ｂの形成は、まず、本体部１１Ａに反射防止機能を有する膜を形成し、次に、吸湿防止機能を備えたハードコートを形成し、さらにその後に、撥水コートを形成することによって行われる。

ケース８は、図１および図３に示すように、ケース蓋部８１とケース底部８２とを組み合わせて構成されており、内部にレンズモジュールＡ１、受光手段５、基板６、弾性シート６１、コネクタ６２、および、ケーブル６３を収容している。ケース蓋部８１とレンズ押さえ部材２２との間には防水ゴムリング３２が挟まれており、ケース蓋部８１とケース底部８２との連結部分には、防水ゴムリング３３が挟まれている。

ケース８の内部には、防水ゴムリング３２，３３およびオーリング３１によって外気から遮断された収容空間８Ａが形成されている。この収容空間８Ａには、乾燥窒素などの乾燥不活性気体が充填されている。なお、図示していないが、ケース底部８２のケーブル６３を通すための開口部分も防水封止されている。

受光手段５は、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳといった撮像素子からなり、各画素で受けた光の強度に応じた画素信号を出力する。受光手段５は、レンズモジュールＡ１からの光を受光可能なように光軸Ｌ上に配置されている。

基板６は、表面に受光手段５を搭載しており、裏面にはケーブル６３を接続するためのコネクタ６２が設けられている。

弾性シート６１は、ケース底部８２のリブ８３と基板６の裏面との間でこれらの接触状態を緩衝させている。

レンズホルダ７は、その上端部においてレンズモジュールＡ１を保持するとともに、その下端部が基板６と一体となっている。レンズホルダ７の上端部の内面にはネジ山２１ａと噛み合うネジ山が形成されている。

ネジ９は、図１に示すように、ケース底部８２のネジ孔８２ａを貫通してケース蓋部８１の図示しないネジ孔に締め付けられる。

次に、レンズモジュールＡ１およびカメラモジュールＢの作用について説明する。

本実施形態によれば、レンズ１２，１３は、収容空間８Ａに収容されており、レンズ１１の収容空間８Ａから露出して外気に触れる部分には、吸湿防止機能を備えた保護膜１１Ｂが形成されている。このため、レンズ１１の本体部１１Ａおよびレンズ１２，１３が吸湿によって変形したり、屈折率の変動を起こしたりするのを防ぐことができる。従って、レンズモジュールＡ１が受光手段５に好ましく光を導くことが可能でありため、カメラモジュールＢは好ましい撮影画像を得ることができる。

本実施形態によれば、収容空間８Ａには、乾燥不活性気体が充填されているため、レンズ１１の本体部１１Ａおよびレンズ１２，１３の吸湿をより好ましく防ぐことができる。さらに、受光手段５に結露するのを防ぐことができるため、カメラモジュールＢはより好ましい撮影画像を得ることができる。

さらに、本実施形態によれば、レンズ１１の本体部１１Ａおよびレンズ１２，１３はプラスチックレンズであるため、ガラスレンズを用いる場合に比べて、コスト削減および生産性の向上を図ることが可能となっている。

さらにまた、本実施形態によれば、保護膜１１Ｂは、撥水コートを含むため、レンズモジュールＡ１の防水性能が高くなっており、より一層本体部１１Ａが吸湿しにくくなっている。

さらにまた、本実施形態によれば、保護膜１１Ｂは、吸湿防止機能に加えて反射防止機能を有するハードコートである。このため、レンズモジュールＡ１は、傷つきにくく、さらに不要な反射を起こしにくくなっており、より好ましく受光手段５に光を導くことができる。

図４には、本発明にかかるレンズモジュールの第２実施形態を示している。なお、図４においては、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。図４に示すレンズモジュールＡ２は、レンズモジュールＡ１と同様に、カメラモジュールＢに組み込んで使用される。

レンズモジュールＡ２では、レンズモジュールＡ１の場合と比較して段差部１１ｃがレンズ１１の径方向により広がるように形成されている。このため、周縁面１１ｂのうち、段差部１１ｃの上面が占める割合が比較的大きくなっており、内壁面２２ｂは段差部１１ｃの上面と対向するように形成されている。また、本実施形態では、保護膜１１Ｂは、段差部１１ｃの上面全体を覆うように形成されている。

このようなレンズモジュールＡ２においても、レンズモジュールＡ１と同様に、レンズ１１の外気に触れる部分には保護膜１１Ｂが形成されている。このため、レンズモジュールＡ２においても、レンズ１１の本体部１１Ａおよびレンズ１２，１３が吸湿によって変形したり、屈折率の変動を起こしたりするのを防ぐことができる。

図５には、本発明にかかるレンズモジュールの第３実施形態を示している。なお、図５においては、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。図５に示すレンズモジュールＡ３は、レンズモジュールＡ１と同様に、カメラモジュールＢに組み込んで使用される。

レンズモジュールＡ３では、レンズ１３が本体部１３Ａと保護膜１３Ｂとで構成されている。本体部１３Ａは、たとえばＰＭＭＡからなるプラスチックレンズである。保護膜１３Ｂは、保護膜１１Ｂと同様に、ＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｎＯ₃，ＺｒＯ₂のいずれかを含む緻密な膜を有しており、吸湿防止機能を備えたハードコートとして形成されている。さらに、レンズ１３の外面は、光の出入りが可能な光透過面１３ａと、光透過面１３ａの周囲に設けられた周縁面１３ｂと、を有している。

さらに本実施形態では、鏡胴２１は、その下端部に、内壁面２１ｂを有している。この内壁面２１ｂと周縁面１３ｂとの間には、オーリング３４が挟みこまれている。従って、レンズモジュールＡ３では、オーリング３１，３４により外気と遮断された密封空間２Ａが形成されている。この密封空間２Ａには、乾燥窒素などの乾燥不活性気体が充填されている。

レンズモジュールＡ３では、レンズ１１，１３の密閉空間２Ａから露出して外気に接する部分には保護膜１１Ｂ，１３Ｂが形成されている。このため、カメラモジュールＢに組み込む前の状態でも、レンズ１１，１３の本体部１１Ａ，１３Ａおよびレンズ１２が吸湿するのを防ぐことができる。

本発明にかかるレンズモジュールおよびカメラモジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明にかかるレンズモジュールおよびカメラモジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明にかかるカメラモジュールの実施形態の一例を示す分解斜視図である。 本発明にかかるレンズモジュールの第１実施形態を示す断面図である。 図１に示すカメラモジュールの断面図である。 本発明にかかるレンズモジュールの第２実施形態を示す断面図である。 本発明にかかるレンズモジュールの第３実施形態を示す断面図である。 従来のレンズモジュールの一例を示す分解平面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２，Ａ３ レンズモジュール
Ｂ カメラモジュール
２ レンズ支持体
２Ａ 密封空間
５ 受光手段
６ 基板
７ レンズホルダ
８Ａ 収容空間
８ ケース
９ ネジ
１１，１２，１３ レンズ
１１ａ 光透過面
１１ｂ 周縁面
１１Ａ，１３Ａ 本体部
１１Ｂ，１３Ｂ 保護膜
１４ スペーサ
２１ 鏡胴
２１ａ，２２ａ ネジ山
２２ｂ，２２ｂ 内壁面
２２ レンズ押さえ部材
２２ｃ 係合部
３１，３４ オーリング
３２，３３ 防水ゴムリング
４１ 光学フィルタ
４２ スペーサ
６１ 弾性シート
６２ コネクタ
６３ ケーブル
８１ ケース蓋部
８２ ケース底部
８２ａ ネジ孔
８３ リブ

Claims (10)

1. レンズと、
   上記レンズを保持するレンズ支持体と、
   を備えたレンズモジュールであって、
   上記レンズは、プラスチックレンズからなる本体部と、上記本体部の表面を覆う吸湿防止機能を有する保護膜と、を備えており、
   上記保護膜は、上記レンズの表面のうち外気に接する全領域に形成されていることを特徴とする、レンズモジュール。
2. 上記保護膜は、ハードコートである、請求項１に記載のレンズモジュール。
3. 上記保護膜は、反射防止機能を有する、請求項１または２に記載のレンズモジュール。
4. 上記保護膜は、ＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＺｎＯ₃，ＺｒＯ₂のいずれかを含んでいる、請求項１ないし３のいずれかに記載のレンズモジュール。
5. 上記レンズは、ＰＭＭＡにより形成されている、請求項１ないし４のいずれかに記載のレンズモジュール。
6. 上記レンズの表面は、外気に接し、光の出入りが可能な光透過面と、上記光透過面の周囲に設けられた周縁面と、を有しており、
   上記レンズ支持体は、上記周縁面と対向する内壁面を有しており、
   上記周縁面と上記内壁面との間に介在する封止用弾性体を備えており、
   上記保護膜は、上記光透過面の全面、および、上記周縁面のうち、上記封止用弾性体との接触部と上記光透過面との境界との間の全面に渡って設けられている、請求項１ないし５のいずれかに記載のレンズモジュール。
7. 上記封止用弾性体によって外気から遮断された密封空間を有している、請求項６に記載のレンズモジュール。
8. 上記密封空間には、乾燥不活性気体が充填されている、請求項７に記載のレンズモジュール。
9. 上記請求項６ないし８に記載のレンズモジュールと、
   上記レンズモジュールによって導かれた光を受光する受光手段と、
   上記レンズモジュールと連結されるケースと、
   を備えており、
   上記封止用弾性体および上記ケースによって外気から遮断され、上記受光手段を収容する収容空間を有していることを特徴とする、カメラモジュール。
10. 上記収容空間には、乾燥不活性気体が充填されている、請求項９に記載のカメラモジュール。

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