JP2018100996A

JP2018100996A - レンズユニット

Info

Publication number: JP2018100996A
Application number: JP2016245148A
Authority: JP
Inventors: 加藤　靖; Yasushi Kato; 靖加藤
Original assignee: Maxell Holdings Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2018-06-28
Anticipated expiration: 2036-12-19
Also published as: JP6807727B2

Abstract

【課題】カシメ部によって物体側レンズを鏡筒に係止したレンズユニットにおいて、物体側のレンズのレンズ表面の外周部から水滴を外部に容易に排出できるレンズユニットを提供する。【解決手段】物体側レンズ２の外周部に設けられた傾斜面２ｂに係止されるカシメ部１０に、水滴の表面張力を破壊可能なエッジ１３ａ〜１３ｃと、水を外部に排出するための溝部（排出部）１１とが周方向に所定間隔で複数設けられているので、レンズ表面２ａに付着して、外周側に向けて流れた水滴は、エッジ１３ａ〜１３ｃに当たり、これによって水滴はその表面張力が破壊されたうえで、流水となって溝部（排出部）１１を通って外部に排出される。したがって、物体側レンズ２のレンズ表面２ａの外周部から水滴を外部に容易に排出できる。【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載される車載カメラに設けられる小型のレンズユニットに関する。

近年、自動車に車載カメラを搭載し、駐車をサポートしたり、画像認識により衝突防止を図ったりすることが行われており、さらに自動運転への応用が試みられている。
このような車載カメラ等のカメラモジュールは、一般的に、複数のレンズが光軸に沿って並べられた複数のレンズからなるレンズ群と、このレンズ群が収納される鏡筒と、レンズ群の少なくとも一個所のレンズ間に配置される絞り部材とを有するレンズユニットを備えている。

このようなレンズユニットは、車載カメラに使用された場合、雨天時に鏡筒から露出するレンズ表面に水滴が付着する場合がある。このようなレンズ表面に付着する水滴は画像劣化の要因となるため、水滴付着防止のために一般的にはレンズ表面に、撥水コート処理や親水コート処理を施し、レンズ表面に付着した水滴がその場所に留まらないようにする場合が多い。
このため、レンズ表面に付着した水滴は、当該表面を外周側に向けて流れるが、この流れた水滴が当該レンズの外周部に留まる虞があり、この溜まった水滴も画像劣化の要因となる。

レンズの外周部に水滴を溜まらないようにしたレンズユニットの一例として、特許文献１に記載されているものが知られている。
このレンズユニットは、鏡筒の最も物体側に位置し、凸曲面である表面が外部に露出する物体側レンズを有しており、環状の押え部材を鏡筒の端部内周に形成されたねじ部に螺合して締め付けて、当該押え部材によって、物体側レンズの外周部を鏡筒の端部（物体側の端部）に係止するようにしている。
そして、物体側レンズの表面に付着し、当該表面を外周側に向けて流れた水滴が当該レンズの外周部に留まらないようにするために、押え部材の表面に内周端から外周端にかけて溝を形成し、この溝を通して水滴を外部に排出するようにしている。
このようなレンズユニットでは、水滴を外部に排出することはできるが、押え部材を使用しているため、その分部品点数が増加するとともに、当該押え部材を鏡筒の端部内周面に螺合させるために、鏡筒の端部内周面にねじ部を形成する必要があるため、コスト高になるという問題がある。

これに対して、例えば図５および図６に示すように、物体側レンズ２１を鏡筒２０の物体側の端部にカシメによって係止することによって、コスト削減したレンズユニットがある。
このレンズユニットでは、物体側レンズ２１の外周部に傾斜面２１ｂを形成しておき、鏡筒２０の物体側の端部を内側にカシメることで形成されたカシメ部２２を傾斜面２１ｂに係止している。

特開２００７−３１６１６７号公報

ところが、物体側レンズ２１の外周部に形成された傾斜面２１ｂとカシメ部２２と間には、断面略Ｖ字形の淵部２３が物体側レンズ２１の周方向に沿って形成されているため、物体側レンズ２１のレンズ表面２１ａに撥水コート処理や親水コート処理を施しても、当該レンズ表面２１ａを外周側に向けて流れた水滴が淵部２３に留まってしまい、レンズ表面２１ａから外部に流れ落ちない場合が多く、この水滴によって画像が劣化してしまう。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、鏡筒の物体側の端部を内側にカシメることによって形成されたカシメ部によって物体側レンズを鏡筒に係止したレンズユニットにおいて、物体側のレンズのレンズ表面の外周部から水滴を外部に容易に排出できるレンズユニットを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のレンズユニットは、光軸に沿って並べられた複数のレンズと、これら複数のレンズが収納される鏡筒と、前記複数のレンズのうち最も物体側に位置し、かつ物体側の表面が凸曲面である物体側レンズとを備え、前記鏡筒の物体側の端部を内側にカシメることによって形成されたカシメ部が前記物体側レンズに係止されているレンズユニットであって、
前記物体側レンズの外周部に、当該物体側レンズの前記表面から径方向外側に向かうほど像側に傾斜する傾斜面が環状に設けられ、
前記傾斜面に前記カシメ部が係止され、
前記カシメ部に、水滴の表面張力を破壊可能なエッジと、水を外部に排出するための排出部とが周方向に所定間隔で複数設けられていることを特徴とする。

本発明においては、物体側レンズの外周部に設けられた傾斜面に係止されるカシメ部に、水滴の表面張力を破壊可能なエッジと、水を外部に排出するための排出部とが周方向に所定間隔で複数設けられているので、レンズ表面に付着して、外周側に向けて流れた水滴は、エッジに当たり、これによって水滴はその表面張力が破壊されたうえで、流水となって排出部を通って外部に排出される。したがって、物体側レンズのレンズ表面の外周部から水滴を外部に容易に排出できる。

本発明の前記構成において、前記カシメ部に、当該カシメ部の内周端から外周端に向けて延びる溝部が周方向に所定間隔で複数設けられ、
前記溝部が前記排出部となっているとともに、少なくとも前記溝部の開口縁が前記エッジとなっているのが好ましい。

このような構成によれば、カシメ部に溝部を形成するだけで、エッジと排出部を容易に設けることができる。そして、エッジによって水滴の表面張力を破壊し、その水を溝部によって外部に容易に排出できる。

また、本発明の前記構成において、溝部は、その溝幅が溝底側より先端側の方が広くなっており、
周方向に隣り合う溝部間に前記傾斜面に係止する前記カシメ部を構成するカシメ片が設けられているのが好ましい。

このような構成によれば、溝幅が溝底側より先端側のほうが広くなっている溝部間に物体側レンズの外周部の傾斜面に係止するカシメ片が設けられているので、当該カシメ片は根元部が太く、先端部が細くなる。したがって、カシメ部に溝部を形成したことに起因する、物体側レンズを係止するカシメ片のレンズ係止力の低下を抑えることができる。
また、溝部は溝幅が溝底側より先端側のほうが広くなっているので、溝部の対向する側壁面は溝底面に向かうほど近づくように傾斜している。したがって、溝部に流入した水を外部に効果的に排出できる。

本発明によれば、レンズ表面に付着して、外周側に向けて流れた水滴は、エッジに当たり、これによって水滴はその表面張力が破壊されたうえで、水流となって排出部を通って外部に排出されるので、物体側のレンズのレンズ表面の外周部から水滴を外部に容易に排出できる。

本発明の実施の形態に係るレンズユニットを示すもので、その斜視図である。同、要部の一部を切り欠いた斜視図である。同、概略断面図である。同、平面図である。従来のレンズユニットの一例を示すもので、その斜視図である。同、要部の一部を切り欠いた斜視図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態のレンズユニットは、車載カメラ等のカメラモジュール用のものであり、例えば、自動車の外表面側に固定して設置され、配線は自動車内に引き込まれてディスプレイやその他の装置に接続される。

図１〜図４に示すように、本実施の形態のレンズユニットは、鏡筒１と、鏡筒１内に収容される複数のレンズ２〜６（図３参照）とを備えている。
このレンズユニットは、この他に、レンズの間に介在される遮光フィルタ、スペーサ、
レンズ２〜６が像を結ぶ像側（撮像素子が配置される側）の一方の端部に配置される光学フィルタなどを備えている。

図３に示すように、鏡筒１に固定されて支持されている複数のレンズ２〜６は、それぞれの光軸を一致させた状態に配置されており、１つの光軸に沿って各レンズ２〜６が並べられた状態となって、撮像に用いられる１群のレンズ群を構成している。したがって、以下に単に光軸と記載した場合には、各レンズ２〜６の光軸を示すとともにレンズ群の光軸を示している。

鏡筒１は、ナイロン系の樹脂をガラス繊維で強化したものであり、両端開口の筒状に形成されている。なお、鏡筒１は、他の樹脂で構成されていても、あるいはステンレス製またはアルミニウム合金製等の金属製であってもよい。
鏡筒１の一方の端部（図３では下端部）が像側として撮像素子に向いて配置され、他方の端部（図３では上端部）が物体側として撮影対象を向いて配置される。本実施の形態では、レンズ２側が物体側である。
最も物体側に位置するレンズ（物体側レンズ）２は、ガラスレンズである。他のレンズ３〜６は、ガラスレンズであっても、樹脂レンズであってもよい。
鏡筒１に対して複数のレンズ２〜６と遮光フィルタとスペーサは、物体側（上側）から像側（下側）に向かって順番に挿入されて設置されている。

鏡筒１の内部には、物体側レンズ２より像側（図３において下側）において、径が異なる複数（４つ）の円筒状の収容部が設けられている。これら収容部は像側（図３において下側）から物体側（図３において上側）に向けて段階的に径が大きくなっており、これら収容部にレンズ６〜３が下側から順次収容されている。
物体側レンズ２は、最も物体側に近い収容部の上面から僅かに離れている。また、物体側のレンズ２の外周面には、当該レンズ２の像側部分に径が小さくなった縮径部が設けられ、当該縮径部にシール部材としてのＯリング８が設けられ、物体側レンズ２の外周面と鏡筒１の内周面との間を、鏡筒１の物体側端部で封止した状態となっている。これにより、レンズユニットの物体側の端部から鏡筒１内に水や塵埃等の微粒子が浸入するのを防止している。

また、図１〜図４に示すように、物体側レンズ２は、鏡筒１の物体側の端部から凸曲面である表面（レンズ表面）２ａが突出しており、物体側レンズ２の外周部に、当該物体側レンズ２の表面（レンズ表面）２ａから径方向外側に向かうほど像側に傾斜する傾斜面２ｂが環状に設けられている。

一方、鏡筒１の物体側の端部（図１〜図３において上端部）には、当該端部を熱カシメよって径方向内側にカシメることによって形成されたカシメ部１０が設けられている。このカシメ部１０は、物体側レンズ２を鏡筒１の物体側の端部に係止するものであり、このカシメ部１０には、水滴の表面張力を破壊可能なエッジと、水を外部に排出するための排出部とが以下のようにして設けられている。

すなわち、鏡筒１の物体側の端部は、熱カシメによって径方向内側に所定の角度で屈曲されており、この屈曲した部分（カシメ部１０）には、鏡筒１の周方向に沿って複数の溝部１１が所定間隔（一定間隔）で形成されている。
溝部１１は、カシメ部１０の内周端１０ａから外周端１０ｂに向けて延びるようして形成され、その溝幅（周方向における溝幅）は、溝底側より先端側の方が広くなっている。
また、溝部１１は、溝底面１２と、この溝底面１２の周方向における縁部から溝底面１２と直角に立ち上がり、周方向において互いに対向する内壁面１３，１３とから構成されている。また、鏡筒１の径方向内側を向く溝部１１の開口は物体側レンズ２の傾斜面２ｂによって塞がれておおり、鏡筒１の径方向外側を向く溝部１１の開口は外部に開放されている。

溝底面１２は物体側レンズ２の光軸と直交した面である。また、図２に示すように、内壁面１３は五角形状に形成されており、溝部１１の開口縁の一部を構成する２つのエッジ１３ａ，１３ｂを有している。エッジ１３ａは、光軸と直角な面に対して、カシメ部１０の屈曲角度とほぼ等しい角度で傾斜している。つまり、エッジ１３ａは物体側レンズ２の内側に向かうほど物体側（図２において上側）に傾斜している。
エッジ１３ｂはエッジ１３ａと逆側に傾斜しており、物体側レンズ２の傾斜面２ｂに対して略直角に配置されている。
また、隣り合う溝部１１，１１間にはエッジ１３ｃが形成されている。このエッジ１３ｃは傾斜面２ｂとほぼ平行に配置されており、エッジ１３ａとエッジ１３ｂとの交点から物体側レンズ２の周方向に延びている。
このようなエッジ１３ａ〜１３ｃは物体側レンズ２の傾斜面２ｂより外周側に位置している。また、溝部１１の溝幅は、例えば物体側レンズ２の表面２ａに付着している水滴の直径より小さくなっている。このため、溝部１１に入り込もうとする水滴は、少なくとも溝部１１の開口縁にあるエッジ１３ａ，１３ｂに当たることになる。

そして、これらエッジ１３ａ〜１３ｃが水滴の表面張力を破壊可能なエッジとなっている。すなわち、物体側レンズ２のレンズ表面２ａに付着した水滴はレンズ表面２ａの外周側（径方向外側）に向けて流れ、また場合によって直径が大きくなりながら流れる。
この流れてきた水滴は、エッジ１３ａ〜１３ｃの少なくとも１つのエッジに当たり、当該エッジに当たった衝撃によって水滴の表面張力が破壊される。このようなエッジ１３ａ，１３ｂは溝部１１の開口縁となっている。また、エッジ１３ｃは溝部１１の開口縁ではないが、後述するカシメ片１５の上面に形成されたエッジである。

また、溝部１１は、エッジ１３ａ〜１３ｃに表面張力が破壊されて、流れ易くなった水を外部に排出するための排出部となっている。つまり、エッジ１３ａ〜１３ｃによって表面張力が破壊された水滴は、水流となって溝部１１内に流入し、溝底面１２を外側に向けて流れ、鏡筒１の径方向外側を向く、溝部１１の開口から外部に流れ出るようになっている。

また、周方向に隣り合う溝部１１，１１間に、物体側レンズ２の外周部の傾斜面２ｂに係止するカシメ片１５が設けられている。これら複数のカシメ片１５によってカシメ部１０が構成されている。
カシメ片１５の周方向（鏡筒１の周方向）に対向する側面は、隣り合う溝部１１，１１の内壁面１３，１３によって構成されている。したがって、上述したエッジ１３ａ〜１３ｃはカシメ片１５の上面側のエッジで構成されているとも言える。

以上のように本実施の形態によれば、物体側レンズ２の外周部に設けられた傾斜面２ｂに係止されるカシメ部１０に、水滴の表面張力を破壊可能なエッジ１３ａ〜１３ｃと、水を外部に排出するための排出部（溝部）１１とが周方向に所定間隔で複数設けられているので、レンズ表面２ａに付着して、外周側に向けて流れた水滴は、エッジ１３ａ〜１３ｃに当たり、これによって水滴はその表面張力が破壊されたうえで、水流となって排出部排出部（溝部）１１を通って外部に排出される。したがって、物体側レンズ２のレンズ表面２ａの外周部から水滴を外部に容易に排出できる。

また、カシメ部１０に、当該カシメ部１０の内周端１０ａから外周端１０ｂに向けて延びる溝部１１が周方向に所定間隔で複数設けられ、溝部１１が排出部となっているとともに、溝部１１の開口縁がエッジ１３ａ〜１３ｃとなっているので、カシメ部１０に溝部１１を形成するだけで、エッジ１３ａ〜１３ｃと排出部（溝部１１）を容易に設けることができる。そして、エッジ１３ａ〜１３ｃによって水滴の表面張力を破壊し、その水流を溝部１１によって外部に容易に排出できる。

さらに、溝部１１は、その溝幅が溝底側より先端側の方が広くなっており、周方向に隣り合う溝部１１，１１間に物体側レンズ２の傾斜面２ｂに係止するカシメ片１５が設けられているので、当該カシメ片１５は根元部が太く、先端部が細くなる。したがって、カシメ部１０に溝部１１を形成したことに起因するカシメ片１５のレンズ係止力の低下を抑えることができる。
また、溝部１１は溝幅が溝底側より先端側のほうが広くなっているので、溝部１１の対向する内壁面１３，１３は、溝底面１２に向かうほど近づくように傾斜している。したがって、溝部１１に流入した水を外部に効果的に排出できる。

なお、本実施の形態では、溝部１１の溝底面１２を物体側レンズ２の光軸と直交する面としたが、これに代えて、溝底面１２を鏡筒１の径方向外側に向かうほど像側に傾斜する傾斜面としてもよい。このようにすれば、水を傾斜面に沿って効率的に排出することができる。

１鏡筒
２物体側レンズ
２ａレンズ面（表面）
２ｂ傾斜面
３〜６レンズ
１０カシメ部
１１溝部（排出部）
１２溝底面
１３内壁面
１３ａ〜１３ｃエッジ

Claims

光軸に沿って並べられた複数のレンズと、これら複数のレンズが収納される鏡筒と、前記複数のレンズのうち最も物体側に位置し、かつ物体側の表面が凸曲面である物体側レンズとを備え、前記鏡筒の物体側の端部を内側にカシメることによって形成されたカシメ部が前記物体側レンズに係止されているレンズユニットであって、
前記物体側レンズの外周部に、当該物体側レンズの前記表面から径方向外側に向かうほど像側に傾斜する傾斜面が環状に設けられ、
前記傾斜面に前記カシメ部が係止され、
前記カシメ部に、水滴の表面張力を破壊可能なエッジと、水を外部に排出するための排出部とが設けられていることを特徴とするレンズユニット。
前記カシメ部に、当該カシメ部の内周端から外周端に向けて延びる溝部が周方向に所定間隔で複数設けられ、
前記溝部が前記排出部となっているとともに、少なくとも前記溝部の開口縁が前記エッジとなっていることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
前記溝部は、その溝幅が溝底側より先端側の方が広くなっており、
周方向に隣り合う溝部間に前記傾斜面に係止するカシメ片が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。