JP2018059986A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ネジを用いてレンズモジュールをケースに固定する場合に、レンズと撮像素子との間の距離の変化を抑制する。
【解決手段】レンズモジュール２０は、本体部２１と、２つの羽根部２２，２３と、を有する。本体部２１は、レンズ３０を内部に保持する。羽根部２２，２３は、本体部２１の外面から突出して設けられ、ネジ６４１，６４２が貫通可能な貫通孔２２１ａ，２３１ａを有する板状の部位である。基板５０は、本体部２１に固定され、撮像素子５１を有する。ケースは、レンズ３０、レンズモジュール２０及び基板５０を収容し、ネジ６４１，６４２が螺合可能な２つのネジ穴６４１，６４２が内面に形成されている。レンズモジュール２０は、ネジ６４１，６４２が貫通孔２２１ａ，２３１ａを貫通してネジ穴６４１，６４２に螺合されることにより、ケースに固定されている。
【選択図】図５

Description

本開示は、撮像装置に関する。

特許文献１には、車両の前方を撮像する撮像装置が開示されている。この撮像装置は、レンズと、レンズを内部に保持するレンズモジュールと、レンズモジュールに固定され、撮像素子を有する基板と、を有している。このレンズモジュールは、箱状のベース部と、ベース部の外面から突出して設けられ、レンズを内部に保持する筒部と、を有している。

ところで、夏場の直射日光下など、撮像装置の周辺環境が高温である場合、レンズが膨張してその焦点距離が変化し、レンズの焦点が撮像素子から外れることがある。特許文献１の撮像装置では、温度変化によりレンズモジュールが伸縮する際の伸縮率が、レンズの焦点の移動を打ち消すことが可能な伸縮率となるようにレンズモジュールが形成されており、レンズの焦点が撮像素子から外れないようになっている。

特開２０１５−２２１２７号公報

ところで、上記のような撮像装置において、レンズ、レンズモジュール及び基板を収容し、ネジが螺合可能な少なくとも１つのネジ穴が内面に形成されたケースを使用し、レンズモジュールをネジを用いてケースに固定することが考えられる。しかしながら、このような場合、ネジを用いて固定することによってレンズと撮像素子と間の距離が変化し、レンズの焦点が撮像素子から外れることがある。

すなわち、仮に、レンズモジュールのベース部にレンズの光軸の方向に沿ってネジが貫通可能な貫通孔を設け、当該貫通孔にネジを貫通させることにより、レンズモジュールがケースに固定される構成を考える。このような構成では、レンズの光軸の方向に沿ってベース部に荷重が加え続けられる。その結果、一定の変形を与えてそのまま固定した場合に応力が時間とともにしだいに低下していく現象であるクリープ現象によって光軸の方向にベース部が縮み、レンズと撮像素子との間の距離が変化することがある。そして、レンズの焦点が撮像素子から外れ、撮像装置の解像度が低下してしまう。

本開示は、ネジを用いてレンズモジュールをケースに固定する場合に、レンズと撮像素子との間の距離の変化を抑制することを目的とする。

本開示の一態様は、車両の前方を撮像する撮像装置（１）であって、レンズ（３０）と、レンズモジュール（２０）と、基板（５０）と、ケース（６０）と、を備える。レンズモジュールは、本体部（２１）と、少なくとも１つの羽根部（２２，２３）と、を有する。本体部は、レンズを内部に保持する。羽根部は、本体部の外面から突出して設けられ、ネジ（７１，７２）が貫通可能な貫通孔（２２１ａ，２３１ａ）を有する板状の部位である。基板は、本体部に固定され、撮像素子（５１）を有する。ケースは、レンズ、レンズモジュール及び基板を収容し、ネジが螺合可能な少なくとも１つのネジ穴（６４１，６４２）が内面に形成されている。レンズモジュールは、ネジが貫通孔を貫通してネジ穴に螺合されることにより、ケースに固定されている。

このような構成によれば、ネジが本体部を貫通することなくレンズモジュールがケースに固定される。よって、レンズの光軸の方向に沿って本体部に荷重が加え続けられることが抑制されるため、同方向に沿って本体部が縮むことが抑制される。その結果、レンズと撮像素子との間の距離の変化を抑制することができる。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

撮像装置の外観を左前上方から見た状態を示す斜視図である。 レンズモジュールが固定されたケースを左後下方から見た状態を示す斜視図である。 基板が固定されたレンズモジュールを左前上方から見た状態を示す斜視図である。 基板が固定されたレンズモジュールを前方から見た状態を示す図である。 ネジを用いてレンズモジュールがケースに固定された状態を示す断面図である。

以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。
［１．構成］
図１及び図２に示す撮像装置１は、車両のウィンドシールドの内側に設置され、車両の前方を撮像する車載カメラである。なお、以下の説明においては、撮像装置１の各部材の前後左右上下方向を、撮像装置１がウィンドシールドの内側に設置された状態における、その部材の前後左右上下方向として定義する。つまり、この定義では各部材の前方向は、車両の前方に一致する。

図１及び図５に示すように、撮像装置１は、レンズモジュール２０と、複数のレンズ３０と、複数のスペーサ４０と、基板５０と、ケース６０と、ネジ７１，７２と、下部カバー８０と、を備える。

図３〜図５に示すように、レンズモジュール２０は、本体部２１と、羽根部２２，２３と、を備える樹脂製の部品である。本実施形態では、レンズモジュール２０は、ポリフェニレンサルファイドを素材として構成されている。

本体部２１は、ベース部２１１と、筒部２１２と、を備える。
ベース部２１１は、概略直方体状の箱状の部位である。ベース部２１１の後方は開放されている。

筒部２１２は、ベース部２１１の前方の外面における中央部から突出して設けられた円筒状の部位である。
ベース部２１１及び筒部２１２は、図５に示すように、内部に複数のレンズ３０を保持する。

複数のスペーサ４０は、隣接して配置されたレンズ３０の間の距離を所定距離に保持する。
羽根部２２，２３は、ベース部２１１の左右両側の外面からそれぞれ突出して設けられた板状の部位である。羽根部２２，２３は、互いに同形状である。具体的には、羽根部２２，２３は、それぞれ、環状部２２１，２３１と、連結部２２２，２３２と、を有している。

環状部２２１，２３１には、それぞれ、ネジが貫通可能な貫通孔２２１ａ，２３１ａが形成されている。連結部２２２，２３２は、それぞれ、環状部２２１，２３１の外縁から環状部２２１，２３１の面方向に沿って伸張し、環状部２２１，２３１と本体部２１と連結している。羽根部２２，２３は、貫通孔２２１ａ，２３１ａの貫通方向が筒部２１２の軸方向と一致するように設けられている。

また、羽根部２２，２３は、レンズ３０の光軸の方向から見たときに、ベース部２１１の上下方向（図４の上下方向）中央部に設けられている。
また、羽根部２２，２３は、ベース部２１１の側面における最も前方側の位置に設けられている。換言すれば、羽根部２２，２３は、ベース部２１１における前方側の端部に設けられている。羽根部２２，２３は、当該羽根部２２，２３の前方の外面とベース部２１１の前方の外面との間に段差がなく、フラットな状態になるように設けられている。

また、２つの羽根部２２，２３は、レンズ３０の光軸の方向から見て光軸を中心として対称に設けられている。ここでいう光軸を中心として対称であるとは、羽根部２２，２３の貫通孔２２１ａ，２３１ａの中心が、光軸を中心とする同一円周上に位置し、かつ、当該同一円周上において互いに等間隔に位置していることを意味する。つまり、２つの羽根部２２，２３は、光軸の方向から見て光軸を挟むように設けられている。

基板５０は、前方の外面の中央部に撮像素子５１を有する概略長方形状の板状の部品である。基板５０は、ベース部２１１における後方の端部に、当該基板５０の面方向とレンズ３０の光軸の方向とが垂直になるように固定されている。基板５０は、光軸の方向から見て、ベース部２１１の前方の長方形状の外面よりもやや大きい。また、ベース部２１１と基板５０とは、ベース部２１１、つまりレンズ３０に対する基板５０の向きが調節された状態で、接着剤により互いに固定されている。このため、ベース部２１１と基板５０との間には、接着剤の層である接着部９０が形成されている。

図１及び図２に示すケース６０は、レンズモジュール２０、レンズ３０及び基板５０を収容する、下方及び後方が開放された箱状の部材である。ケース６０は、左右方向に間隔を隔てて対向配置される右側壁６１及び左側壁６２と、右側壁６１及び左側壁６２の間を連結し上方に配置される上壁６３と、を備えている。上壁６３は、レンズモジュール２０及び基板５０を収納するために、上壁６３の後方に、上方に隆起した隆起壁６４を備える。隆起壁６４は前方に向けて開口するレンズ孔６５を有する。

図５に示すように、隆起壁６４の内面には、ネジ７１，７２が螺合可能な２つのネジ穴６４１，６４２が光軸の方向に沿って形成されている。このネジ穴６４１，６４２は、レンズモジュール２０をケース６０に固定するためのものである。具体的には、ネジ７１，７２が羽根部２２，２３に形成された貫通孔２２１ａ，２３１ａを貫通してネジ穴６４１，６４２に螺合されている。なお、貫通孔２２１ａ，２３１ａは、ネジ７１，７２のネジ頭７１ａ，７２ａが通過できない大きさに形成されている。つまり、羽根部２２，２３の後方側の面でネジ頭７１ａ，７２ａが止まるように設計されている。

図１に示す下部カバー８０は、ケース６０の下方を閉じるための部材である。
［２．効果］
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果が得られる。

（２ａ）本実施形態では、レンズモジュール２０は、ネジ７１，７２が羽根部２２，２３の貫通孔２２１ａ，２３１ａを貫通してネジ穴６４１，６４２に螺合されることにより、ケース６０に固定されている。したがって、本体部２１が縮むことによるレンズ３０と撮像素子５１との間の距離の変化を抑制することができる。

すなわち、本実施形態では、ネジ７１，７２が本体部２１を貫通することなくレンズモジュール２０がケース６０に固定されている。よって、レンズ３０の光軸の方向に沿って本体部２１に荷重が加え続けられることが抑制されるため、同方向に沿ってレンズ３０が縮むことが抑制される。その結果、本体部２１が縮むことによるレンズ３０と撮像素子５１との間の距離の変化を抑制することができる。

（２ｂ）本実施形態では、基板５０が変形することによるレンズ３０と撮像素子５１との間の距離の変化も抑制することができる。
すなわち、本実施形態のように、基板とレンズモジュールとが固定され、光軸の方向から見て基板がレンズモジュールよりも大きい構成において、基板におけるレンズモジュールからはみ出している部分にネジが貫通可能な貫通孔を設け、基板とケースとをネジを用いて固定することが考えられる。このように基板にネジを貫通させてレンズモジュールをケースに固定する構成では、レンズモジュールに荷重が加わらないため、レンズモジュールが縮むことによるレンズと撮像素子との間の距離の変化は抑制される。しかしながら、荷重が加えられることにより基板が反り返り、基板上の撮像素子とレンズとの間の距離が変化する場合がある。この場合も、撮像装置の解像度が低下する。

これに対して、本実施形態では、基板にネジ７１，７２を貫通させてレンズモジュール２０をケース６０に固定しないため、基板５０が変形することによるレンズ３０と撮像素子５１との間の距離の変化も抑制することができる。

（２ｃ）本実施形態では、２つの羽根部２２，２３は、レンズ３０の光軸の方向から見て光軸を中心として対称に設けられている。したがって、ケース６０に対して撮像装置１が傾くことを抑制することができる。

すなわち、本実施形態のように、羽根部にネジを貫通させる場合、クリープ現象により羽根部が縮むことがある。そして、仮に、羽根部が光軸を中心として対称に設けられていない構成では、クリープ現象により羽根部が縮むと、ケースに対して撮像装置が傾くことがある。これに対して、本実施形態のように、２つの羽根部２２，２３がレンズ３０の光軸の方向から見て光軸を中心として対称に設けられている構成では、たとえクリープ現象により羽根部２２，２３が縮んでも、ケース６０に対して撮像装置が傾くことを抑制することができる。

（２ｄ）本実施形態では、羽根部２２，２３は、ベース部２１１における前方側、つまり、筒部２１２側の端部に設けられている。したがって、ケースをコンパクト化することができる。

すなわち、仮に、ベース部２１１における後方側の端部に羽根部が設けられている場合、羽根部に貫通されるネジのネジ頭が、レンズモジュールよりも後方に突出することがある。その場合において、突出したネジ頭もケースで覆うためには、突出した分だけケースを大きく形成する必要がある。これに対して、本実施形態では、羽根部２２，２３がベース部２１１における前方側の端部に設けられており、ネジ頭７１ａ，７２ａがレンズモジュール２０よりも後方に突出しにくい。よって、羽根部２２，２３が後方側の端部に設けられている構成と比較して、ケースをコンパクト化することができる。

（２ｅ）本実施形態では、基板５０は、レンズモジュール２０に接着剤により固定されている。したがって、レンズモジュール２０に対する基板５０の向きを調節した状態で基板５０をレンズモジュール２０に固定することができるとともに、調節された向きがネジ７１，７２を用いた固定により変化することを抑制することできる。

すなわち、車両前方からの光は、一般に、光軸に対して傾いた角度でレンズ３０に入射し、そのような光を撮像素子５１上に結像させるためには、レンズ３０に対する基板５０の向きを調節する必要がある。よって、基板５０の向きを調節することができるように、本実施形態では、接着剤を用いて基板５０がレンズモジュール２０に固定される。

ところで、上記（２ｂ）で述べたように、ネジを基板に貫通させてレンズモジュールがケースに固定された場合、基板が反り返り、接着剤が破断又は変形する場合がある。その場合、調節された向きが変化してしまう。これに対して本実施形態では、ネジを基板に貫通させずに、レンズモジュール２０がケース６０に固定可能である。このため、レンズモジュール２０に対する基板５０の向きを調節して基板５０をレンズモジュール２０に固定することができるとともに、調節された向きがネジ７１，７２を用いた固定により変化することを抑制することできる。

（２ｆ）本実施形態では、レンズモジュール２０は、ポリフェニレンサルファイドを素材として構成されている。一般に、ポリフェニレンサルファイドは、クリープ現象を起こりにくくする作用がある。したがって、本実施形態の構成によれば、レンズモジュール２０がクリープ現象により変形しにくくすることができる。

［３．他の実施形態］
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

（３ａ）上記実施形態では、レンズモジュール２０は、２つの羽根部２２，２３を備えているが、羽根部の数はこれに限られるものではない。レンズモジュールは、例えば、１つ又は３つ以上の羽根部を備えていてもよい。

また、羽根部の数が３以上である場合においても、複数の羽根部は、レンズの光軸の方向から見て光軸を中心として対称に設けられていてもよい。この場合において、複数の羽根部に形成された貫通孔の中心が、光軸を中心とする正多角形の頂点上に位置するように、複数の羽根部が設けられていてもよい。

また、羽根部の数が３以上である場合において、複数の羽根部のうちの少なくとも２つの羽根部が光軸を中心として対称に設けられていてもよい。この場合において、例えば、複数の羽根部のうちの一部の羽根部のみが光軸を中心として対称に設けられていてもよい。この場合も、上記実施形態の効果（２ｃ）を得ることができる。

（３ｂ）上記実施形態では、レンズモジュール２０は、ポリフェニレンサルファイドを素材として構成されているが、レンズモジュールの素材はこれに限られるものではない。レンズモジュールの素材は、例えば、ポリフェニレンサルファイド以外の樹脂であってもよい。

（３ｃ）上記実施形態では、基板５０は、レンズモジュール２０に接着剤により固定されているが、基板をレンズモジュールに固定する方法はこれに限られるものではない。基板は、例えば、接着剤を用いずにレンズモジュールに固定されてもよい。

（３ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

１…撮像装置、２０…レンズモジュール、２１…本体部、２２，２３…羽根部、３０…レンズ、５０…基板、５１…撮像素子、６０…ケース、７１，７２…ネジ、２２１ａ，２３１ａ…貫通孔、６４１，６４２…ネジ穴。

Claims (5)

1. 車両の前方を撮像する撮像装置（１）であって、
   レンズ（３０）と、
   前記レンズを内部に保持する本体部（２１）と、前記本体部の外面から突出して設けられ、ネジ（７１，７２）が貫通可能な貫通孔（２２１ａ，２３１ａ）を有する板状の部位である少なくとも１つの羽根部（２２，２３）と、を有するレンズモジュール（２０）と、
   前記本体部に固定され、撮像素子（５１）を有する基板（５０）と、
   前記レンズ、前記レンズモジュール及び前記基板を収容し、前記ネジが螺合可能な少なくとも１つのネジ穴（６４１，６４２）が内面に形成されたケース（６０）と、
   を備え、
   前記レンズモジュールが、前記ネジが前記貫通孔を貫通して前記ネジ穴に螺合されることにより、前記ケースに固定されている、撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置であって、
   前記少なくとも１つの羽根部は、複数の羽根部（２２，２３）であり、
   前記複数の羽根部は、前記レンズの光軸の方向から見て前記光軸を中心として対称に設けられている、撮像装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の撮像装置であって、
   前記レンズモジュールは、箱状のベース部（２１１）と、前記ベース部の外面から突出して設けられ、前記レンズを内部に保持する筒部（２１２）と、を有し、
   前記少なくとも１つの羽根部は、前記ベース部における前記筒部側の端部に設けられている、撮像装置。
4. 請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の撮像装置であって、
   前記基板が、前記レンズモジュールに接着剤により固定されている、撮像装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の撮像装置であって、
   前記レンズモジュールは、ポリフェニレンサルファイドを素材として含む、撮像装置。