JP2018194633A

JP2018194633A - ケース一体型レンズユニットおよびカメラモジュール

Info

Publication number: JP2018194633A
Application number: JP2017097028A
Authority: JP
Inventors: 井上　貴之; Takayuki Inoue; 貴之井上
Original assignee: Maxell Holdings Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2018-12-06

Abstract

【課題】寸法精度を確保できるケース一体型レンズユニットおよびカメラモジュールを提供する。【解決手段】ケース一体型レンズユニット１０は、複数のレンズ１３〜１７収容される鏡筒１１と、その外周側に鏡筒１１との間に所定間隔をもって鏡筒１１と一体的に設けられたケース部１２とを備え、鏡筒１１はイメージセンサ４が取り付けられる取付部２５を有し、ケース部１２と鏡筒１１との間に周方向に所定間隔で複数の補強リブ２６が設けられているので、この補強リブ２６によってケース部１２の内側への反りを抑制できる。したがって、ケース一体型レンズユニット１０の寸法精度を確保できる。【選択図】図１

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ケース一体型レンズユニットおよびカメラモジュールに関する。

近年、カーナビ等のために車にモニタが搭載されることから、例えば、バックモニタシステムとして、車両のバックに搭載された車載カメラが撮影した映像をモニタに表示することが行われている。また、このカメラをバックだけではなく、車両の前後左右に備え、車両の周囲を見渡せるような画像を略リアルタイムで合成してモニタに表示するようなシステムも開発されている。

このような障害物や人物などの画像を正確に速く認識するなどのセンシング機能を有する車載カメラにおいて使用されるレンズユニットの一例として特許文献１に記載のものが知られている。このレンズユニットにおいては、筒状の鏡筒に一群のレンズとして、複数のレンズが鏡筒内に光軸方向に重ねて配置されている。
また、このレンズユニットを備えたカメラモジュールは、ケース、レンズユニットを保持するマウント、撮像素子（イメージセンサ）等を備えている。
イメージセンサは、ケースの内部に配置されており、かつ、レンズユニットにより形成された物体の像を受光する位置に配置されている。イメージセンサは、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等を備えており、レンズユニットを通じて集光して到達した光を電気信号に変換する。変換された電気信号はカメラにより撮影された画像データの構成要素であるアナログデータやデジタルデータに変換される。

ところで、上述した従来のレンズユニットでは、複数のレンズを収容する鏡筒と、この鏡筒の外周側に設けられるケースと、イメージセンサを取り付ける取付部とが別体に構成されているため、鏡筒に複数のレンズを収容することでレンズユニットを組み立てた後、このレンズユニットの鏡筒にケースを取り付けるとともに取付部にイメージセンサを取り付けるという工程を経て製造される。このため、製造に手間がかかるばかりか、鏡筒とは別にケースや取付部を部品として用意する必要があるため、部品点数が増加するという問題がある。

そこで、鏡筒、ケースおよび取付部を一体的に形成することによって、上述した製造の手間や部品点数を削減できる。この場合例えば図４に示すように、樹脂の射出成形によって鏡筒１、ケース部２および取付部３を一体成形すればよい。このようなケース一体型鏡筒を備えたレンズユニットでは、鏡筒１の外周側にケース部２が鏡筒１との間に所定間隔をもって配置され、このケース部２の物体側（図４において上側）の外周縁部が鏡筒１の物体側の外周縁部に一体的に設けられている。また、鏡筒１の像面側（図４において下側）の端部には鏡筒１の底面より下方（像面側）に向けて突出する筒状の取付部３が鏡筒１と一体的に設けられ、この取付部３の像面側の端面にイメージセンサ４が取り付けられている。また、鏡筒１の内部には収容部１Ａが設けられ、この収容部１Ａにレンズ５〜９が収容されている。

特開２００８−２３３５１２号公報

ところで、上述したケース一体型鏡筒を備えたレンズユニットでは、ケース部２が鏡筒１に比して薄肉であるため、金型による成形後に、ケース部２が矢印で示すように、内側に向けて反り易いという問題がある。ケース部２が内側に向けて反るとレンズユニットの寸法精度が低下し、所定の寸法規格から外れてしまう。
また、鏡筒１は像面側（図４において下側）の方が物体側に比して肉厚になっているため、成形収縮によって生じるヒケが肉厚の部分に大きく生じてしまい、その結果レンズユニットの寸法精度が低下し、所定の寸法規格から外れてしまう。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、寸法精度を確保できるケース一体型レンズユニットおよびカメラモジュール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、本発明のケース一体型レンズユニットは、複数のレンズがそれらの光軸に沿って並べられて収容される鏡筒と、この鏡筒の外周側に当該鏡筒との間に所定間隔をもって当該鏡筒と一体的に設けられたケース部とを備えたケース一体型レンズユニットであって、
前記鏡筒は、前記複数のレンズによって結像された画像を撮像するイメージセンサが取り付けられる取付部を有し、
前記ケース部と前記鏡筒との間に周方向に所定間隔で複数の補強リブが設けられていることを特徴とする。

本発明においては、ケース部と前記鏡筒との間に周方向に所定間隔で複数の補強リブが設けられているので、この補強リブによってケース部の内側への反りを抑制できる。したがって、ケース一体型レンズユニットの寸法精度を確保できる。
また、鏡筒にケース部が一体的に設けられるとともに鏡筒は取付部を有しているので、鏡筒に別途ケース部や取付部を設ける必要がない。このため、製造が容易となるとともに部品点数の増加を抑制できる。

本発明の前記構成において、前記補強リブは前記鏡筒の物体側の端部から像面側に向けて延在し、像面側の端面が前記取付部の前記イメージセンサが取り付けられる端面の近傍でかつ当該端面より物体側に位置していることが好ましい。

このような構成によれば、補強リブが鏡筒の物体側の端部から像面側に向けて延在し、像面側の端面が取付部のイメージセンサが取り付けられる端面の近傍でかつ当該端面より物体側に位置しているので、この補強リブをイメージセンサに干渉させることなく、鏡筒の軸方向における長さを長くすることができる。したがって、補強リブによる補強効果が高まるのでケース部の内側への反りを効果的に抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記鏡筒の肉厚部に、肉盗み部が周方向に沿ってかつ前記鏡筒の軸方向中央部より像面側に設けられていることが好ましい。

このような構成によれば、鏡筒はその像面側の方が肉厚になっている場合に、この鏡筒の肉厚部に、肉盗み部が周方向に沿ってかつ鏡筒の軸方向中央部より像面側に設けられているので、鏡筒は像面側の方が物体側に比して肉厚になることがない。このため、成形収縮によって生じるヒケが像面側で大きく生じることがないので、ケース一体型レンズユニットの寸法精度を確保できる。

また、本発明のカメラモジュールは、前記ケース一体型レンズユニットと、このケース一体型レンズユニットの取付部に取り付けられたイメージセンサとを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、寸法精度を確保したケース一体型レンズユニットを備えたカメラモジュールを提供できる。

本発明によれば、ケース部と鏡筒との間に設けられている補強リブによってケース部の内側への反りを抑制できるので、ケース一体型レンズユニットの寸法精度を確保できる。

本発明の実施の形態に係るカメラモジュールを示すもので、その概略断面図である。同、底面図である。本発明の実施の形態に係るケース一体型レンズユニットに治具受けを配置した状態を示す概略断面図である。従来のカメラモジュールの一例を示す概略半断面図である。

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。
本実施の形態のケース一体型レンズユニット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ものである。
図１および図２に示すように、本実施の形態のケース一体型レンズユニット１０は、略円筒状の鏡筒１１と、この鏡筒１１の外周側に当該鏡筒１１との間に所定間隔をもって当該鏡筒１１と一体的に設けられたケース部１２と、この鏡筒１１内に配置される複数（５枚）のレンズ１３〜１７からなるレンズ群とを備えている。また、鏡筒１１とケース部１２とはナイロン系の樹脂の射出成形によって一体成形されることで、ケース一体型鏡筒１０Ａとなっている。
なお、以下の説明では、最も物体側（図１において上側）に位置するレンズ１３を物体側レンズ１３、最も像面側（図１において下側）に位置するレンズ１７を像面側レンズ１７と称することもある。また、図１および図３ではレンズ１３〜１７の一部を破断して示している。

鏡筒１１に設けられている複数のレンズ１３〜１７は、それぞれの光軸を一致させた状態に配置されており、この光軸に沿って各レンズ１３〜１７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１３〜１７の光軸を示すとともにレンズ群の光軸を示している。また、光軸と鏡筒１１の軸とは同軸となっている。
なお、レンズ１３〜１７は、図４に示す従来のレンズ５〜９に比して直径および光軸方向の厚さが小さくなっており、これに伴ってケース一体型レンズユニット１０も従来のレンズユニットより小型になっている。

鏡筒１１は、両端開口の円筒状部材であり、物体側（図１において上側）の端部に開口部１１ａを有し、かつ、像面側（図１において下側）の端部（他端部）に開口部１１ｂを有している。
また、鏡筒１１の物体側の端部には開口部１１ａの開口縁に沿ってカシメ部１１ｃが設けられており、このカシメ部１１ｃが物体側レンズ１３の上面外周部を押えることで、物体側レンズ１３の鏡筒１１からの逸脱を防止している。

鏡筒１１の内部には、円筒状の収容部２０が設けられており、この収容部２０にレンズ１３〜１７が収容されている。収容部２０は異なる径を有する５つの収容部分から構成されており、最も物体側に位置する収容部分が最も大径、最も像面側に位置する収容部分が最も小径となっており、これらの間に位置する３つの収容部分は物体側の方が大径となっている。したがって、収容部２０は断面視において外周部が階段状に形成されている。
そして、最も物体側の収容部分に物体側レンズ１３、最も像面側の収容部分に像面側レンズ１７が収容され、これらの間に位置する３つ収容部分にそれぞれレンズ１４〜１６が収容されている。レンズ１３〜１７のそれぞれの外周面はそれぞれ５つの収容部分の内周面に当接されている。

また、収容部２０の像面側の端部には、内側に向けて突出する環状のフランジ部２１が設けられており、このフランジ部２１に像面側レンズ１７が設置されている。また、光軸方向に隣り合うレンズどうしは互いに当接されている。したがって、レンズ１３〜１７はフランジ部２１とカシメ部１１ｃとによって挟み付けられて収容部２０に固定されている。
また、物体側レンズ１３と鏡筒１１の内周面との間にシール部材２２が設けられている。すなわち、物体側レンズ１３の像面側の外周部に断面矩形状の切欠部１３ａが周方向沿って形成されている。この切欠部１３ａにシール部材２２としてのＯリング２２が嵌め込まれており、このシール部材２２が鏡筒１１の内周面（最も物体側の収容部分の内周面）、切欠部１３ａの断面Ｌ形の壁面に密着している。

鏡筒１１の収容部２０にレンズ１３〜１７を収容する場合、まずカシメ部１１ｃをかしめる前に、鏡筒１１の開口部１１ａから収容部２０に像面側レンズ１７を挿入したうえで、当該像面側レンズ１７をフランジ部２１に設置する。
次に、収容部２０にレンズ１６，１５，１４，１３をこの順で挿入していく。光軸方向に隣接するレンズは互い当接させる。また、物体側レンズ１３の切欠部１３ａには予めシール部材２２を嵌め込んでおく。
最後にカシメ部１１ｃを内側にかしめることによって、物体側レンズ１３の外周部を押え。このようにしてカシメ部１１ｃとフランジ部２１とによってレンズ１３〜１７を挟み付けて固定する。

上述したように、ケース部１２は、鏡筒１１の外周側に当該鏡筒１１との間に所定間隔をもって当該鏡筒１１と一体的に設けられており、全体的に略台形箱状に形成されている。また、ケース部１２の物体側（図１において上側）の周縁部は、鏡筒１１の物体側の周縁部に一体的に設けられている。
さらに、ケース部１２の像面側（図１において下側）の端部は鏡筒１１の像面側の端部より像面側に突出している。

また、鏡筒１１の像面側の端部には、鏡筒１１の底面（フランジ部２１の底面）よりも下方（像面側）に向けて突出する四角環状の取付部２５が鏡筒１１と一体的に設けられている。そして、この取付部２５の像面側の端面２５ａに、複数のレンズ１３〜１７によって結像された画像を撮像するイメージセンサ４が取り付けられている。イメージセンサ４は矩形板状に形成されており、その外周縁は取付部２５の端面２５ａより径方向外側に突出している。

また、ケース部１２と鏡筒１１との間には上述したように所定の間隔Ｓが設けられている。この間隔Ｓは、図２に示すように、底面視において矩形環状に設けられるとともに、光軸方向（図１において上下方向、図２において紙面と直交する方向）に延在している。そして、この間隔Ｓに周方向に所定間隔で複数の補強リブ２６が設けられている。すなわち、補強リブ２６は光軸方向に延在する矩形板状に形成され、この補強リブ２６の一方の側端面はケース部１２の内面に結合され、他方の側端面は鏡筒１１の外面に結合されている。
また、補強リブ２６は鏡筒１１の物体側の端部から像面側（図１において下側）に向けて延在し、当該補強リブ２６の像面側の端面２６ａは取付部２５のイメージセンサ４が取り付けられる端面２５ａの近傍でかつ当該端面２５ａより物体側に位置している。補強リブ２６の上下方向の長さは補強リブ２６の端面２６ａがイメージセンサ４に干渉しないような長さに設定すればよい。
また、補強リブ２６は前記間隔Ｓに周方向に所定間隔で４つ設けられるが、本実施の形態では、図２に示すように、鏡筒１１の４つの側面の幅方向略中央部にそれぞれ１つずつ、合計で４つ設けられている。補強リブ２６の数は４つに限ることはなく、それより多く設けてもよいが、鏡筒１１の４つ側面にそれぞれ均等に配置することが好ましい。

また、鏡筒１１の肉厚部２７には、肉盗み部３０が周方向に沿ってかつ鏡筒１１の軸方向中央部より像面側に設けられている。すなわち、肉盗み部３０は肉厚部２７に設けられた筒状の空洞部であり、径方向外側に位置する内周面３０ａは底面視において矩形となっており、径方向内側に位置する内周面３０ｂは円形となっている。
また、肉盗み部３０の上面は上から３段目の収容部分の外周側に位置しており、下面は開口している。
このように鏡筒１１の肉厚部２７に肉盗み部３０が設けられることによって、この肉盗み部３０の内周面３０ｂと鏡筒１１の収容部２０の内周面との間の肉厚が従来に比して薄くなっている。

肉盗み部３０、前記補強リブ２６、取付部２５およびケース部１２は樹脂成形によって鏡筒１１と一体的に形成されることで、ケース一体型鏡筒１０Ａとなり、このケース一体型鏡筒１０Ａの鏡筒１１の収容部２０にレンズ１３〜１７を収容することで、ケース一体型レンズユニット１０となり、このケース一体型レンズユニット１０の取付部２５の端面２５ａにイメージセンサ４が取り付けられることでカメラモジュール４０となる。

また、ケース一体型鏡筒１０Ａの鏡筒１１の収容部２０にレンズ１３〜１７を収容した後、上述したように、鏡筒１１の物体側の端部のカシメ部１１ｃを内側に向けて折り曲げるようにしてかしめることによって、物体側レンズ１３の上面外周部を押えてレンズ１３〜１７を収容部２０に固定しているが、このカシメ部１１ｃのかしめの際に、前記肉盗み部３０を利用する。
すなわち、図３に示すように、カシメ部１１ｃは鏡筒１１の上方からカシメ治具（図示略）によって押圧されるが、その際にカシメ治具を受けるための治具受け５０を用いる。この治具受け５０は、基台５１と、この基台５１の上面中央部に立設された四角筒状の挿入部５２と、基台５１の上面外周部に立設された４つの凸部５３とを備えている。

そして、治具受け５０は、その基台５１の上面を鏡筒１１のフランジ部２１の下面に当接するとともに、挿入部５２を肉盗み部３０に挿入し、さらに４つの凸部５３をそれぞれ４つの補強リブ２６に当接し、挿入部５２と凸部５３との間の上面を鏡筒１１の底面に当接することによって、ケース一体型レンズユニット１０の底面に配置される。肉盗み部３０に挿入された挿入部５２の上端面は肉盗み部３０の上面に当接される。
この状態で鏡筒１１の上方からカシメ治具（図示略）によってカシメ部１１ｃを押圧することによってかしめる。カシメ治具（図示略）によるカシメ部１１ｃへの押圧力を正対して受け止めるために、治具受け５０の挿入部５２はカシメ治具に正対する位置にあるのが望ましい。したがって、これを可能とするために、光軸方向においてカシメ部１１ｃに対向する位置に少なくとも肉盗み部３０が形成されることが好ましい。

治具受け５０の挿入部５２はカシメ部１１ｃの直下において当該カシメ部１１ｃに近づいて配置されているので、カシメ治具による押圧力を挿入部５２で受けることができる。また、治具受け５０の上面がフランジ部２１に当接され、凸部５３が補強リブ２６に当接され、挿入部５２と凸部５３との間の上面が鏡筒１１の底面に当接しているので、カシメ治具による押圧力を治具受け５０全体によってバランスよく受けることができる。したがって、ケース一体型レンズユニット１０の寸法精度を確保できる。

以上のように本実施の形態によれば、ケース部１２と鏡筒１１との間に周方向に所定間隔で複数（４つ）の補強リブ２６が設けられているので、この補強リブ２６によってケース部１２の内側への反りを抑制できる。したがって、ケース一体型レンズユニット１０の寸法精度を確保できる。
また、鏡筒１１にケース部１２が一体的に設けられるとともに鏡筒１１は取付部２５を有しているので、鏡筒１１に別途ケース部や取付部を設ける必要がない。このため、製造が容易となるとともに部品点数の増加を抑制できる。

また、補強リブ２６が鏡筒１１の物体側の端部から像面側に向けて延在し、像面側の端面２６ａが取付部２５のイメージセンサ４が取り付けられる端面２５ａの近傍でかつ当該端面２５ａより物体側に位置しているので、この補強リブ２６をイメージセンサ４に干渉させることなく、鏡筒１１の軸方向における長さを長くすることができる。したがって、補強リブ２６による補強効果が高まるのでケース部１２の内側への反りを効果的に抑制できる。
さらに、鏡筒１１の肉厚部２７に、肉盗み部３０が周方向に沿ってかつ鏡筒１１の軸方向中央部より像面側に設けられているので、鏡筒１１は像面側の方が物体側に比して肉厚になることがない。このため、成形収縮によって生じるヒケが像面側で大きく生じることがないので、ケース一体型レンズユニット１０の寸法精度を確保できる。
また、カメラモジュール４０は、ケース一体型レンズユニット１０と、このケース一体型レンズユニット１０の取付部２５に取り付けられたイメージセンサ４とを備えているので、寸法精度を確保したカメラモジュール４０を提供できる。

なお、本実施の形態において、図１に示すように、ケース部１２の像面側（図１において下側）の端部を二点鎖線で示すように延出してもよい。このようにすれば、カメラモジュール４０の全長は長くなるが、延出したケース部１２の内側に別の基板等やその他の部品を配置することができる。

４イメージセンサ
１０ケース一体型レンズユニット
１０Ａケース一体型鏡筒
１１鏡筒
１２ケース部
１３〜１７レンズ
２５取付部
２５ａ端面
２６補強リブ
２６ａ端面
２７肉厚部
３０肉盗み部
４０カメラモジュール

Claims

複数のレンズがそれらの光軸に沿って並べられて収容される鏡筒と、この鏡筒の外周側に当該鏡筒との間に所定間隔をもって当該鏡筒と一体的に設けられたケース部とを備えたケース一体型レンズユニットであって、
前記鏡筒は、前記複数のレンズによって結像された画像を撮像するイメージセンサが取り付けられる取付部を有し、
前記ケース部と前記鏡筒との間に周方向に所定間隔で複数の補強リブが設けられていることを特徴とするケース一体型レンズユニット。
前記補強リブは前記鏡筒の物体側の端部から像面側に向けて延在し、像面側の端面が前記取付部の前記イメージセンサが取り付けられる端面の近傍でかつ当該端面より物体側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のケース一体型レンズユニット。
前記鏡筒の肉厚部に、肉盗み部が周方向に沿ってかつ前記鏡筒の軸方向中央部より像面側に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のケース一体型レンズユニット。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のケース一体型レンズユニットと、このケース一体型レンズユニットの前記取付部に取り付けられた前記イメージセンサとを備えたことを特徴とするカメラモジュール。