JP2010197880A - レンズ組立体 - Google Patents

Abstract

【課題】絞り板の強度が改善され、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。
【解決手段】絞り壁２と、像側に位置するレンズ６との相互間に、物体側の開口１ａにおいて固定されたレンズ３の光軸方向に沿う押圧により各レンズの縁部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１６を配置する。そして、前記像側に位置するレンズ６とこのレンズ６の物体側に隣接配置されるレンズ５との相互間に形成された空間領域７に、光軸Ｃに沿って貫通する開口１０ａを有し該開口１０ａの縁部の全域又は一部分について厚肉部１２あるいは凹凸部を備えた金属製の絞り板１０を配置し、該像側に位置するレンズ６と、このレンズ６の物体側に隣接配置されるレンズ５及びこれらレンズ５、６の相互間に位置する絞り板１０を位置決め状態で一体化する。
【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や監視カメラ等の撮影機器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る。

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は、レンズの相互間に光量を調整する絞り板が配置されているが、該絞り板は、その板厚が比較的薄いため構成部材の組み付けの際や外部からの衝撃が入力された際に捩れを伴いやすいうえ、絞り板の開口の内周面で反射した光の影響を受けてゴーストやフレアの発生が避けられない不具合があった。

この点に関する先行技術としては、カーボンを添加した厚みの異なる２枚の樹脂シートを用い、薄い方を第１シートとしてそれに絞り開口を設け、該絞り開口よりも大きい透過口を設けた厚い方を第２シートとして、第１シートの絞り開口と第２シートの透過口が一致するようにそれらを相互に貼り付けることによってゴーストやフレアの発生を防止するとともに強度の改善を図るようにした構造のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−１９６２１１号公報

ところで、上記従来のレンズ組立体にあっては、部品点数の増加や鏡枠内におけるレンズの配置位置の影響が避けられないばかりか、絞り板に関しては２枚のシートを正確に張り合わせる面倒な作業が必要であり、さらに、鏡枠への組み付けに際してはレンズの光軸と絞り板の開口軸心を正確に一致させることが求められるところ、その精度を高めるにも限界があり、未だ改善の余地が残されていた。

本発明の課題は、上述したような従来の不具合を解消できる新規な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され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２枚のレンズ（例えば、第３のレンズ５と第４のレンズ６があればよい。）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縁部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、
前記像側に位置するレンズとこのレンズの物体側に隣接配置されるレンズとの相互間に形成された空間領域に、光軸に沿って貫通する開口を有し該開口の縁部の全域又は一部分について厚肉部あるいは凹凸部を形成した金属製の絞り板を配置し、
該像側に位置するレンズと、このレンズの物体側に隣接配置されるレンズ及びこれらレンズの相互間に位置する絞り板を位置決め状態で一体化したことを特徴とするレンズ組立体である。

像側に位置するレンズと、このレンズの物体側に隣接配置されるレンズ及びこれらレンズの相互間に位置する絞り板は、位置決め用のピンまたは絞り板の外径を鏡枠に嵌合、あるいは像側及び物体側のレンズにおけるフランジのテーパ部または突起部等を有する凹凸間において挟持する等の位置決め部材を用いることにより一体化するのが好ましい。

上記の凹凸部は、エッチング加工あるいはプレス加工によって形成されたものが望ましい。

また、上記の構成になるレンズ組立体は、絞り板に、レンズの相互間にて挟持される外縁端部と、レンズに設けられた少なくとも２本のピン又は開孔にそれぞれ適合して絞り板の開口の軸心とレンズの光軸を一致させる位置決め開孔又はピンを設けることができる。

絞り板は、ステンレス鋼、ベリリウム胴、燐青銅及びマグネシウム合金のうちから選択される何れか１種にて構成するのが望ましい。

絞り板を金属製とし、開口の縁部（表裏の少なくとも一方の面）につき、厚肉部を設けるか、あるいは凹凸部を設けることで該開口の縁部が補強され、絞り板の捩れが起こりにくくなる。また、絞り板を金属製とすることにより合成樹脂製の絞り板のような物体側からの光が絞り板を透過することがないのでゴーストやフレアの発生による性能劣化が回避される。

また、厚肉部、凹凸部は、絞り板を組み付ける際の目印として機能させることが可能となるので該絞り板の表裏を逆にして組み付けるような間違いがなくなる（正確な組み付けが可能とする。）。

絞り板の外縁端部に、レンズに設けられた少なくとも２本のピンあるいは開孔に適合する開孔あるいはピンを予め設けておくことにより、絞り板の開口の軸心とレンズの光軸を簡単に一致させることが可能となり、レンズ組立体の効率的な組み付けが行える。

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。 絞り板の背面を示した外観斜視図である。 絞り板の要部断面図である。 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を示した図である。 絞り板の他の例を示した図である。 絞り板の他の例を示した図である。 本発明にしたがうレンズ組立体の他の例を示した図である。

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り、さらに図３は絞り板の後面側を示した図である。

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と表示し、開口１ｂを、出側開口１ｂと表示する。

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が形成される。

また、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Ｃ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の後面に絞り板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の後面に絞り板を介して面接触する当接部５ａが設けられている。第３のレンズ５については、その外表面に像側へ向けて先細りになるテーパ部を設けておくことが可能であって、これにより、第３のレンズ５と鏡枠１との接触面積が小さくなる結果、第３のレンズ５を組み付けるとき、該第３のレンズ５が傾いた姿勢で挿入され、先に組み入れた絞り板１０に片当たり状態で圧接するのを防ぐことができ（第４のレンズに対する傾きの影響を小さくできる）、また、第１のレンズ４を鏡枠１に挿入する際の、第３のレンズ５の座りを改善する。

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の後面に絞り板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の外周面には必要に応じて鏡枠１内でレンズ固定用の充填剤（接着剤）を注入する空間を形成するための１つ又は複数個のカット面を設けられる。

また、７は第３のレンズ５と第４のレンズ６との相互間に形成された空間領域である。
この空間領域７は、第３のレンズ５に設けられた凹部と、第４のレンズ６に設けられた凹部が突き合わさることによって形成されている。

８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板（フレア絞り）、９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板（フレア絞り）、１０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板であり、これらの絞り板８、９、１０にはそれぞれ開口８ａ、９ａ、１０ａが形成されていて第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。

絞り板８、９、１０のうちの少なくとも絞り板１０についてはステンレス鋼、ベリリウム銅、燐青銅、マグネシウム合金等の金属部材から構成され、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（絞り板８、９はポリエステルシート等によって構成することもできる）。

１１は第３のレンズ５の後面の上下において一体的に設けられたピンである。このピン１１は先端に向けて先細りになるテーパ部が設けられており、第３のレンズ５と絞り板１０と、第４のレンズ６とを位置決め状態、すなわち、光軸Ｃを一致させた状態で一体化するようになっている。ピン１１は第４のレンズ６の前面側に一体的に設けるようにしてもよい。

１２は絞り板１０の開口の縁部１０ｂの上下に設けられた開孔である。この開孔１２には第３のレンズ５に設けられたピン１１が適合するようになっており、これにより絞り板１０の開口１０ａの軸心と第４のレンズ６の光軸Ｃを一致させる。

１３は絞り板１０の前面で開口１０ａの左右縁部の直近に一体的に設けられた厚肉部、１４は絞り板１０の後面で開口１０ａの上下縁部の直近に一体的に設けられた厚肉部である。厚肉部１３、１４は、絞り板１０の補強と、絞り板１０の組み付ける向きを確認する目印のために設けられたものであり、この例では、図３に示すように円形状のものとして示してあり、その厚さｄは図４に示す如く絞り板１０の厚さをｄ_１とした場合に、ｄ＜ｄ_１に設定されている。

１５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１５は第１のレンズ３の後面の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。

１６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。弾性部材１６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の端面同士を絞り板８、９、１０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１６ａと、この環状ベース１６ａ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）１６ｂからなっている。図５（ａ）（ｂ）に正面および側面を示す。

アーム１６ｂ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）１６ｂ_１が設けられていて、この屈曲部１６ｂ_１によって弾性部材１６に反発力が生じた際に図６に示すように該アーム１６ｂの先端が径方向外側へ向けて広がり鏡枠１内でアーム１６ｂの先端が座面Ｌ_４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、１７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１７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１７により貫通孔２ａの縁部ｅが接触することによって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１７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もできる。

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１６を入れ込み、次いで、第４のレンズ６、絞り板１０、第３のレンズ５、絞り板９、第２のレンズ４、さらに絞り板８を順次に配置する。そして、第１のレンズ３をシール部材１５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、煩雑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１６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。

絞り板１０の後面あるいは前面には、図３に示すように、その組み付ける向きを確認するために別途に突起１８を設けることもできる。

図７、８は絞り板１０の他の例を示したものである。厚肉部１３については図７に示すように開口１０ａの縁部を遺してその周りの全域に設けてもよく、また図８に示すように厚肉部の替りにエッチング加工あるいはプレス加工により凹凸部１９を形成し、これにより絞り板１０を補強することもできる。上掲図８においては波形形状の凹凸部１９を設けた場合について示したが、本発明では、波形形状に限定されることはなく、種々の形状への変更を可能とする。

図９は本発明にしたがうレンズ組立体の他の実施の形態を要部の断面について示した図である。この例は、第３のレンズ５と第４のレンズ６及び絞り板１０の光軸Ｃの中心を一致させるためのピン１１を間隔Ｌにして第４のレンズ６に上下に一体的に設け、第３のレンズ５の後面側にピン１１を入れ込むことができる内径をもった凹部２０を形成したものであり、ピン１１は絞り板１０に形成された開孔１２を通り抜け、第３のレンズ５の後面側に形成された凹部２０に適合することにより第３のレンズ５、絞り板１０及び第４のレンズ６は正確に位置決めされる。なお、ピン１１は絞り板１０に設けることも可能であり、この場合、ピン１１に適合させる開孔１２はレンズ側に設ければよい。

絞り板１０に上記のような厚肉部や凹凸部を設けて該絞り板１０自体の強度を高めることにより開口１０ａを例えば、像側から物体側に向けて小さいテーパ形状等の様々な形状にできる利点がある。

絞り板の強度が高められ、正確かつ簡便に組み付け可能なレンズ組立体が提供できる。

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 空間領域
８ 絞り板
９ 絞り板
１０ 絞り板
１０ａ 開口
１０ｂ 開口縁部
１１ ピン（位置決め部材）
１２ 開孔
１３ 厚肉部
１４ 厚肉部
１５ シール部材
１６ 弾性部材
１６ａ 環状ベース
１６ｂ アーム
１７ ストッパー
１８ 突起
１９ 凹凸部
２０ 凹部

Claims (6)

1. 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縁部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、
   前記像側に位置するレンズとこのレンズの物体側に隣接配置されるレンズとの相互間に空間領域を設け、
   前記空間領域に、光軸に沿って貫通する開口を有し該開口縁部の全域又は一部分について厚肉部又は凹凸部を形成した金属製の絞り板を配置し、
   該像側に位置するレンズと、このレンズの物体側に隣接配置されるレンズ及びこれらレンズの相互間に位置する絞り板を位置決め状態で一体化したことを特徴とするレンズ組立体。
2. 前記像側に位置するレンズと、このレンズの物体側に隣接配置されるレンズ及びこれらレンズの相互間に位置する絞り板は、位置決め部材により一体化されたものである請求項１記載のレンズ組立体。
3. 前記凹凸部が、エッチング加工によるものである請求項１又は２記載のレンズ組立体。
4. 前記凹凸部が、プレス加工によるものである請求項１又は２記載のレンズ組立体。
5. 前記絞り板は、レンズの相互間にて挟持される外縁端部に、レンズに設けられた少なくとも２本のピン又は開孔にそれぞれ適合して絞り板の開口の軸心とレンズの光軸を一致させる位置決め開孔又はピンを有する請求項１〜４の何れかに記載のレンズ組立体。
6. 前記絞り板は、ステンレス鋼、ベリリウム胴、燐青銅及びマグネシウム合金のうちから選択される何れか１種からなる請求項１〜５の何れかに記載のレンズ組立体。

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