JP2015175963A - カメラ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複合レンズにおける第1レンズの撮像素子側の面に結露が生じることに起因した光学性能の低下を防止する。
【解決手段】このカメラ装置は、第1レンズおよび第2レンズを含む複数のレンズで構成された広角レンズを有するカメラ装置であって、第1レンズは外気に直接接し、かつ中央部に第1の肉薄部を有し、第2レンズは第1レンズと光軸方向に空間を挟んで隣りあっており、第1レンズの周辺部には、第1の肉薄部より肉厚の薄い第2の肉薄部が配置されている。
【選択図】図1

Description

本発明は、例えば、車載カメラ、監視カメラなど、屋外で使用される場合に好適なカメラ装置に関する。
自動車などには、後方確認のためのカメラが搭載されることが一般的である。このようなカメラには、結像用のレンズとして、複数のレンズを組み合わせて構成される広角レンズが使用されることが多い。
広角レンズを用いたカメラは、被写体側の第1レンズの被写体側の面が外気に直接触れる。一方、カメラの内部にはCCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子が熱源として存在する。このため、外気温度が低いとき、第1レンズと、第1レンズと光軸方向に隣り合う第2レンズとの間の空間に含まれる水分が第1レンズの撮像素子側の面に付着する結露現象が発生する。
一般的に広角レンズは、中央部の厚みが周辺部の厚みよりも薄い。このため、外気温度が低いとき、第1レンズの撮像素子側の面では中央部の温度が周辺部の温度よりも低くなり、その中央部に集中的に結露が発生し、広角レンズの光学性能が低下することがある。
結露を防止するために、第1レンズと第2レンズとの間の空間を密閉構造とし、外気あるいはカメラ内部から第1レンズと第2レンズとの空間に水分が浸入することを抑制する撮像カメラが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開2005−250348号公報(段落[0017]、図1および図2)
しかしながら、第1レンズと第2レンズとの空間を上記の特許文献1などの手段により密閉しても、カメラの組み立て時より第1レンズと第2レンズとの空間に存在していた水分によって結露が発生してしまうことがある。また、第1レンズと第2レンズとの空間内の水分をほぼ排除した状態でカメラを組み立てたとしても、経年的に徐々に空間内に外気が浸入し、やはり結露が発生してしまう。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、広角レンズにおける第1レンズの撮像素子側の面に結露が生じることに起因した光学性能の低下を防止することのできるカメラ装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明に係るカメラ装置は、第1レンズおよび第2レンズを含む複数のレンズで構成された広角レンズを有するカメラ装置であって、前記第1レンズは外気に直接接し、かつ中央部に第1の肉薄部を有し、前記第2のレンズは前記第1レンズと光軸方向に空間を挟んで隣り合っており、前記第1レンズの周辺部には、前記第1の肉薄部より肉厚の薄い第2の肉薄部が配置されている。
本発明に係るカメラ装置は、前記第2の肉薄部を通過した光束が結像する位置が、前記広角レンズによって投影されるイメージサークルの中心より上の領域に収まるように構成されてもよい。
また、本発明に係るカメラ装置は、前記広角レンズを通過する光束が結像される撮像領域を有する撮像素子をさらに具備し、前記第2の肉薄部を通過した光束が、前記撮像素子の撮像領域から外れた位置に結像するように構成されてもよい。
本発明によれば、広角レンズにおける第1レンズの撮像素子側の面に結露が生じることに起因した光学性能の低下を防止することができる。
本発明のカメラ装置を適用した第1の実施形態である車載カメラの構成を示す断面図である。 図1の車載カメラにおいて、撮像素子の撮像領域と、第1レンズの第2の肉薄部を通る光束が結像する結像位置との関係を示す図である。 本発明に係る変形例1を説明する図である。 本発明に係る変形例2を説明する図である。 本発明に係る変形例3を説明する図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
<第1の実施形態>
図1は、本発明のカメラ装置を適用した第1の実施形態である車載カメラの構成を示す断面図である。
この車載カメラ1は、車両の、例えば後方、前方などの周囲を撮像し、車両内に設けられたディスプレイに、撮像した画像を表示させるためのカメラである。
図1に示すように、この車載カメラ1は、例えば、魚眼レンズなどの広角レンズ10と、CCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子20とを備える。
広角レンズ10は、第1レンズ11、第2レンズ12および第3レンズ13で構成される。これらのレンズは、被写体側より第1レンズ11、第2レンズ12および第3レンズ13の順で鏡筒14に組み込まれている。第1レンズ11と第2レンズ12との間には、ほぼ密閉状態の空間15が存在する。
第1レンズ11は、光軸16を中心とした中央部に第1の肉薄部17を有する。この第1の肉薄部17は、例えば、第1レンズ11の撮像素子側の面などを凹状とすることによって形成されている。あるいは、第1レンズ11の被写体側を凹状とすることによって第1の肉薄部17が形成されてもよい。
第1レンズ11の上記中央部より外周の周辺部には、第1の肉薄部17よりも肉厚が厚い肉厚部18と、第1の肉薄部17より肉厚の薄い第2の肉薄部19が形成されている。すなわち、第1の肉薄部17の肉厚をd1、第2の肉薄部19の肉厚をd2として、d1>d2の関係が成立する。
なお、第2の肉薄部19は、例えば、第1レンズ11の撮像素子側の面を凹状とすることによって形成されている。
第1レンズ11の被写体側の面は外気に直接触れるため、第1レンズ11の温度は外気の影響により変化しやすい。このため、第1レンズ11と第2レンズ12との間の空間15内の雰囲気の温度よりも外気の温度が低いとき、第1レンズ11の撮像素子側の面の表面に結露が発生しやすい。特に、肉厚の薄い部分ほどレンズによる外気とカメラ内部との断熱性が低く、第1レンズ11の撮像素子側の面の表面の温度が下がりやすいことから結露が先に発生する。
本実施形態では、第1レンズ11の周辺部に、中央部の第1の肉薄部17に比べ肉厚が薄い第2の肉薄部19が設けられているので、この第2の肉薄部19において結露を発生させ、中央部の第1の肉薄部17において結露を発生させにくくすることができる。
次に、第2の肉薄部19が第1レンズ11の周辺部のどの位置に設けられるかを説明する。
図2は、本実施形態の車載カメラ1において、撮像素子20の撮像領域21と、第1レンズ11の第2の肉薄部19を通る光束が結像する結像位置22との関係を示す図である。
同図に示すように、第1レンズ11の第2の肉薄部19を通る光束は撮像素子20の撮像領域21から外れた位置に結像するように、第1レンズ11に設けられる第2の肉薄部19の位置、さらには、広角レンズ10のイメージサークル23と撮像素子20の撮像領域21との位置関係が決められている。
したがって、本実施形態の車載カメラ1によれば、撮像素子20の撮像領域21から外れた位置に結像する光束が通過する第2の肉薄部19に結露を発生させることによって、撮像素子20の撮像領域21に結像する光束が通過する部分に結露が発生するのを抑制することができる。
<変形例1>
上の実施形態では、第1レンズ11の撮像素子側の面を凹状とすることによって第2の肉薄部19が設けられたが、図3に示すように、第1レンズ11の被写体側を凹状とすることによって第2の肉薄部19Aが設けられてもよい。
<変形例2>
図4に示すように、撮像素子20の一部の画素を出力範囲24とする場合が考えられる。この場合も、第1レンズ11の第2の肉薄部19を通る光束が結像する結像位置22が、撮像素子20の出力範囲24から外れた位置となるように、第1レンズ11に設けられる第2の肉薄部19の位置、さらには、広角レンズ10のイメージサークル23と撮像素子20の出力範囲24との位置関係を決めればよい。
<変形例3>
図5は、広角レンズ10が投影するイメージサークル23において第1レンズ11の第2の肉薄部19を通る光束の結像位置の変形例を示す図である。
同図に示すように、この変形例では、第2の肉薄部19を通過した光束が結像する位置22が、広角レンズ10によって投影されるイメージサークル23において中心25より上の領域に収まるように、第1レンズ11の周辺部に設ける第2の肉薄部19の位置が決められている。図5には、撮像領域21を例として示したが、本変形例3は、第2の肉薄部19を通過した光束が結像する位置22が撮像領域21内にあることを許容する。
イメージサークル23における中心より下の領域に結像される画像は、主に道路上の物体など安全上重要性の高い画像であるのに対し、イメージサークル23の中心より上の領域に結像される画像は例えば空の画像などであり、安全上それほど重要性は高くない。また、空などの一様な画像は画質が低下してもあまり目立たない。
したがって、第1レンズ11の第2の肉薄部19の表面に発生した結露によってイメージサークル23の中心25より上の領域に結像される画像の品質が低下したとしても、車載カメラ1の機能を実質的に損うことはない。したがって、このような変形例も本発明は含むものである。
以上、車載カメラについて本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は、車載カメラに限らず、監視カメラなど、屋外で使用されることを想定したカメラ装置に適用できるものである。
本発明は、上述の実施形態および変形例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
1…車載カメラ
10…広角レンズ
11…第1レンズ
12…第2レンズ
14…鏡筒
15…空間
17…第1の肉薄部
18…肉厚部
19…第2の肉薄部
20…撮像素子
21…撮像領域

Claims (3)

  1. 第1レンズおよび第2レンズを含む複数のレンズで構成された広角レンズを有するカメラ装置であって、
    前記第1レンズは外気に直接接し、かつ中央部に第1の肉薄部を有し、前記第2レンズは前記第1レンズと光軸方向に空間を挟んで隣り合っており、
    前記第1レンズの周辺部には、前記第1の肉薄部より肉厚の薄い第2の肉薄部が配置されている
    カメラ装置。
  2. 請求項1に記載のカメラ装置であって、
    前記第2の肉薄部を通過した光束が結像する位置が、前記広角レンズによって投影されるイメージサークルの中心より上の領域に収まるように構成される
    カメラ装置。
  3. 請求項1に記載のカメラ装置であって、
    前記広角レンズを通過する光束が結像される撮像領域を有する撮像素子をさらに具備し、
    前記第2の肉薄部を通過した光束が、前記撮像素子の撮像領域から外れた位置に結像するように構成される
    カメラ装置。
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