JP2020129088A - レンズユニットおよびカメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】レンズに生じたバリがレンズの鏡筒組み付け時に一緒に組み込まれてもそのバリに起因するレンズ組み付け不良を生じさせない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】本発明のレンズユニットは、レンズ群を構成するレンズ１６，１７と鏡筒１２との間に、レンズ１６，１７から鏡筒１２へ向けて延びる横バリ３００を逃がすための横バリ逃げ部４３，６０を有する。【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される車載カメラを構成し得るレンズユニットおよびカメラモジュールに関する。

従来から、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なわれており、さらにそれを自動運転に応用する試みもなされている。また、このような車載カメラ等のカメラモジュールは、一般に、複数のレンズが光軸に沿って並べられて成るレンズ群と、このレンズ群を収容保持する鏡筒（バレル）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る（例えば、特許文献１参照）。

また、レンズユニットのレンズ群を構成するレンズは、ガラス製や樹脂製のものが使用されるが、特に樹脂製のレンズは、一般に、金型を用いた射出成形によって形成される。

特開２０１３−２３１９９３号公報

ところで、金型を用いた射出成形によってレンズを形成する場合には、金型の可動側と固定側との間のパーティングライン等に起因して（例えば、可動側と固定側との間のガス抜き用の隙間に樹脂が流れ込むことによって）バリが発生し得る。例えば、図６に示されるように入れ子２２０Ａ，２２０Ｂを伴う金型を用いた射出成形では、可動側プレート２００Ａと固定側プレート２００Ｂとの間のパーティングラインＰＬ１に起因してバリ３００（パーティングラインバリ；以下、本明細書の全体にわたって「横バリ」という）がレンズＬの全周にわたって生じ得るとともに、可動側プレート２００Ａと可動側入れ子２２０Ａとの間の分割面ＰＬ２においてもバリ３２０（入れ子分割バリ；以下、本明細書の全体にわたって「縦バリ」という）がレンズＬの全周にわたって生じ得る。

レンズＬに生じるこれらのバリ３００，３２０は、レンズＬを鏡筒内に組み込む際にそれら自体も巻き込まれてしまうと、鏡筒及び隣接するレンズと干渉して、レンズと鏡筒との嵌合状態にばらつきを生じさせ、あるいは、レンズを傾かせる場合がある。また、鏡筒組み付け時に巻き込まれたバリが、レンズから遊離して粉塵となって鏡筒内に残存し、光学性能に悪影響を及ぼす場合もある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、レンズに生じたバリがレンズの鏡筒組み付け時に一緒に組み込まれてもそのバリに起因するレンズ組み付け不良を生じさせない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、本発明は、レンズを収容保持するための内側収容空間を形成する鏡筒と、前記鏡筒の前記内側収容空間内に組み込まれ、複数のレンズが積み重ねられるように光軸に沿って並べられて成るレンズ群とを備えるレンズユニットであって、
前記レンズ群を構成するレンズと前記鏡筒との間には、前記レンズから前記鏡筒へ向けて延びる横バリを逃がすための横バリ逃げ部が設けられることを特徴とする。

上記構成によれば、レンズから鏡筒へ向けて延びる横バリを逃がすための横バリ逃げ部がレンズと鏡筒との間に設けられるため、レンズに生じた横バリは、レンズを鏡筒内に組み込む際にそれ自体が一緒に組み込まれてしまっても、鏡筒と干渉してレンズと鏡筒との嵌合状態にばらつきを生じさせることはなく、また、レンズを傾かせてしまうこともない。また、このような横バリ逃げ部の存在により、横バリは、レンズの鏡筒組み付け時に巻き込まれてレンズから遊離することも防止され、そのため、光学性能に悪影響を及ぼすこともない。すなわち、上記構成によれば、レンズに生じた横バリがレンズの鏡筒組み付け時に一緒に組み込まれても、そのバリに起因するレンズ組み付け不良を生じさせないで済む。

なお、上記構成において、「横バリ」は、前述したように、金型を用いた射出成形においてパーティングラインに起因して生じ得るものであり、レンズを鏡筒に組み付けた際に、鏡筒の内面に向けて（例えば光軸と略直交する方向に沿って）延びる。

また、本発明の上記構成において、横バリ逃げ部は、鏡筒の内面に形成されてもよく、あるいは、レンズと鏡筒との間に設けられてレンズを嵌合状態で保持する保持部に形成されてもよく、あるいは、鏡筒とレンズとが嵌合されないことによって鏡筒とレンズとの間に生じる隙間により形成されてもよい。また、前記保持部は、鏡筒と一体に形成されてもよく、鏡筒と別体に形成されて鏡筒と各レンズとの間に介挿されてもよい。

また、本発明の上記構成において、鏡筒の内側収容空間内に組み込まれるときに物体側に位置されるレンズ部位に横バリを有するレンズは、鏡筒と嵌合された状態で鏡筒の内面に形成される横バリ逃げ部により横バリが逃がされ、または、鏡筒との間に設けられる保持部と嵌合された状態で保持部に形成される横バリ逃げ部により横バリが逃がされ、一方、鏡筒の内側収容空間内に組み込まれるときに像側に位置されるレンズ部位に横バリを有するレンズは、鏡筒と嵌合されることなく隣り合うレンズと嵌合された状態で、鏡筒と嵌合されないことによって鏡筒との間に生じる隙間により形成される横バリ逃げ部によって横バリが逃がされることが好ましい。鏡筒に対するこのようなレンズ組み付け形態によれば、設計の自由度を十分に確保しつつ簡単且つ効率的に横バリを逃がすことができ、なおかつ、レンズユニットをコンパクトに構成することも可能になる。

また、本発明の上記構成において、レンズ群を構成する隣り合うレンズ間には、一方のレンズから他方の隣り合うレンズへ向けて延びる縦バリを逃がすための縦バリ逃げ部が設けられることが好ましい。これによれば、横バリに加えて縦バリも逃がすことができ、様々な形態のバリに起因するレンズ組み付け不良を防止できる。ここで、「縦バリ」は、前述したように、金型を用いた射出成形において例えば可動側金型プレートと可動側入れ子との間の分割面において生じ得るものであり、レンズを鏡筒に組み付けた際に、隣接するレンズに向けて（例えば光軸方向に沿って）延びる。

また、本発明に係るカメラモジュールは、前記レンズユニットを備えていることを特徴とする。
このような構成によれば、前述のレンズユニットの作用効果をカメラモジュールで得ることができる。

本発明によれば、レンズから鏡筒へ向けて延びる横バリを逃がすための横バリ逃げ部がレンズと鏡筒との間に設けられるため、また、レンズ群を構成する隣り合うレンズ間に、一方のレンズから他方の隣り合うレンズへ向けて延びる縦バリを逃がすための縦バリ逃げ部が設けられるため、レンズに生じたバリがレンズの鏡筒組み付け時に一緒に組み込まれてもそのバリに起因するレンズ組み付け不良を生じさせないで済む。

本発明の一実施の形態に係るレンズユニットの概略断面図である。 図１のレンズユニットの要部拡大図である。 レンズと鏡筒との間に設けられる保持部の第１の変形例を含む鏡筒の概略断面図である。 レンズと鏡筒との間に設けられる保持部の第２の変形例を示す概略部分断面図である。 図１のレンズユニットを備えるカメラモジュールの概略断面図である。 射出成形によってレンズを成形するための金型形態の一例を示す概略断面図である。

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。
なお、以下で説明される本実施の形態のレンズユニットは、特に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。また、図１〜図５においてレンズについてはハッチングを省略している。

図１は、本発明の一実施の形態に係るレンズユニット１１を示している。図示のように、本実施の形態のレンズユニット１１は、例えば樹脂製（金属製であっても構わない）の円筒状の鏡筒（バレル）１２と、鏡筒１２の段付きの内側収容空間Ｓ内に配置される複数のレンズ、例えば、物体側から、第１のレンズ１３、第２のレンズ１４、第３のレンズ１５、第４のレンズ１６および第５のレンズ１７から成る５つのレンズと、絞り部材２２とを備えている。絞り部材２２は、本実施の形態では、第３のレンズ１５と第４のレンズ１６との間に介挿されており、透過光量を制限し、明るさの指標となるＦ値を決定する「開口絞り」またはゴーストの原因となる光線や収差の原因となる光線を遮光する「遮光絞り」である。このようなレンズユニット１１を備える車載カメラは、レンズユニット１１と、図示しないイメージセンサを有する基板と、当該基板を自動車等の車両に設置する図示しない設置部材とを備えるものである。

鏡筒１２の内側収容空間Ｓ内に組み込まれて収容保持される複数のレンズ１３，１４，１５，１６，１７は、それぞれの光軸を一致させた状態で積み重ねられて配置されており、１つの光軸Ｏに沿って各レンズ１３，１４，１５，１６，１７が並べられた状態となって、撮像に用いられる一群のレンズ群Ｌを構成している。この場合、レンズ群Ｌを構成する最も物体側に位置される第１のレンズ１３は、物体側に凸面を有するとともに像側に凹面を有する球面ガラスレンズであり、その他のレンズ１４，１５，１６，１７は樹脂レンズであるが、これに限定されない。また、これらのレンズ１３，１４，１５，１６，１７の表面には、必要に応じて、反射防止膜、親水膜、撥水膜等が設けられる。

また、本実施の形態において、最も物体側に位置されるガラスレンズ１３と鏡筒１２との間にはシール部材としてのＯリング２６が介挿され、鏡筒１２の内側のレンズ群Ｌ内に水や塵埃が侵入しないようにしている。この場合、ガラスレンズ１３の外周面１３ａに、該レンズ１３の像側部分で径が小さくなった段差状の縮径部１３ｂが設けられ、この縮径部１３ｂにＯリング２６が装着されて、ガラスレンズ１３の外周面１３ａと鏡筒１２の内周面との間でＯリング２６が径方向で圧縮されることにより、鏡筒１２の物体側端部が封止された状態となっている。

また、鏡筒１２は、その内側収容空間Ｓ内にレンズ群Ｌが組み込まれて収容保持された状態で、その物体側の端部（図１において上端部）のカシメ部２３が径方向内側にカシメられることにより、レンズ群Ｌの最も物体側に位置されるガラスレンズ１３をこのカシメ部２３で鏡筒１２の物体側端部に固定する。

また、鏡筒１２の像側の端部（図１において下端部）には、第５のレンズ１７よりも径の小さい開口部を有する内側フランジ部２４が設けられている。この内側フランジ部２４とカシメ部２３とにより、鏡筒１２内にレンズ群Ｌを構成する複数のレンズ１３，１４，１５，１６，１７と絞り部材２２とが光軸方向で保持固定されている。

また、本実施の形態において、像側に位置される２つの第４および第５のレンズ１６，１７は接合レンズ（貼り合わせレンズ）４０を構成している。このような接合レンズ４００を構成する第４および第５のレンズ１６，１７は、図示のように、物体側に位置される第４のレンズ１６の像側に面する表面１６ａの環状凸部１６ｂが像側に位置される第５のレンズ１７の物体側に面する表面１７ａの対応する環状凹部１７ｂと嵌合されることにより組み付けられて、接着剤等によって固定される。

また、本実施の形態に係るレンズユニット１１は、レンズ群Ｌを構成するレンズと鏡筒１２との間に、レンズを嵌合状態で保持する保持部４０を有する。この保持部４０は、鏡筒１２と一体に形成されてもよいが、本実施の形態では、鏡筒１２と別体の環状の保持部材として形成され、第２、第３、第５のレンズ１４，１５，１７のそれぞれと鏡筒１２との間に個別に介挿される。

また、本実施の形態に係るレンズユニット１１には、レンズ群Ｌを構成する第２乃至第５のレンズ１４，１５，１６，１７と鏡筒１２との間に、これらのレンズ１４，１５，１６，１７から鏡筒１２へ向けて延びる横バリ３００（図１には示されない；その一部が図２に示される）を逃がすための横バリ逃げ部が設けられる。無論、各レンズ１４，１５，１６，１７が横バリを必ずしも有している必要はなく、横バリを有している場合には、その横バリを有するレンズに対応して横バリ逃げ部が設けられる。

本実施の形態において、これらの横バリ逃げ部は、鏡筒１２の内面によって形成されてもよいが、本実施の形態のようにレンズ１４，１５，１７と鏡筒１２との間に鏡筒１２とは別体の保持部４０が介挿されている場合には、保持部４０の物体側の端面に設けられるテーパ面４０ａ（図２参照）によって横バリ逃げ部４３が形成される。すなわち、保持部４０を介して鏡筒１２と嵌合される第２、第３、第５のレンズ１４，１５，１７には、その横バリ３００を逃がすための横バリ逃げ部４３が保持部４０によって割り当てられる。

これに対し、鏡筒１２と嵌合しない第４のレンズ１６には、その横バリ３００を逃がすための横バリ逃げ部が、鏡筒１２と嵌合されないことによって鏡筒１２との間に生じる隙間６０によって割り当てられる。言い換えると、第４のレンズ１６の横バリ３００を逃がすための横バリ逃げ部６０は、鏡筒１２とレンズ１６とが嵌合されないことによって鏡筒１２とレンズ１６との間に形成される。

鏡筒１２に対するこのようなレンズ組み付け形態においては、特に第４および第５のレンズ１６，１７を例にとって図２に明確に示されるように、鏡筒１２の内側収容空間Ｓ内に組み込まれるときに物体側に位置されるレンズ部位に横バリ３００を有する第５のレンズ１７は、鏡筒１２（本実施の形態の場合には保持部４０）と嵌合された状態で鏡筒１２の内面に形成される（本実施の形態の場合には保持部４０のテーパ面４０ａに形成される）横バリ逃げ部４３により横バリ３００が逃がされ、一方、鏡筒１２の内側収容空間Ｓ内に組み込まれるときに像側に位置されるレンズ部位に横バリ３００を有する第４のレンズ１６は、鏡筒１２と嵌合されることなく隣り合う第５のレンズ１７と嵌合された状態で、鏡筒１２と嵌合されないことによって鏡筒１２との間に形成される横バリ逃げ部６０により横バリ３００が逃がされる。なお、このような横バリ形成形態と横バリ逃げ部との対応関係は、その他のレンズ１３，１４，１５にも適用され得る。

また、本実施の形態に係るレンズユニット１１には、特に第４および第５のレンズ１６，１７を例にとって図２に明確に示されるように、レンズ群Ｌを構成する隣り合うレンズ１６，１７間に、一方のレンズ１６（１７）から他方の隣り合うレンズ１７（１６）へ向けて延びる縦バリ３２０を逃がすための縦バリ逃げ部５０が設けられる。このような縦バリ形成形態と縦バリ逃げ部との対応関係は、その他のレンズ１３，１４，１５にも適用され得る。

なお、第２、第３、第５のレンズ１４，１５，１７のそれぞれと鏡筒１２との間に設けられる保持部４０は、前述のように環状体である必要はなく、例えば図３に示される保持部４０Ａのように、各レンズ１４，１５，１７の位置に対応する鏡筒１２の部位の内周面にそれぞれ、周方向に沿って互いに所定の角度間隔を隔てて個別に、例えば柱状を成して複数設けられてもよい。この場合には、各柱状保持部４０Ａの上端に横バリ逃げ部４３を形成するテーパ面４０ａが形成され、また、柱状保持部４０Ａ間の隙間７０も横バリ逃げ部を形成し得る。あるいは、図４に示されるように、保持部４０Ｂは、対応するレンズ１４，１５，１７と周方向の複数個所で接する多角形の内面４０ｂを有する環状体として形成されてもよい。この場合、保持部４０Ｂは、レンズ１４，１５，１７と接する部位に横バリ逃げ部４３を形成するテーパ面４０ａを有し、また、保持部４０Ｂの内面４０ｂとレンズ１４，１５，１７との間に形成される隙間９０も横バリ逃げ部を形成し得る。

また、図５は、以上のような構成を成すレンズユニット１１を有する本実施の形態のカメラモジュール４００の概略断面図である。図示のように、このカメラモジュール４００は、フィルタ１００が装着された図１のレンズユニット１１を含んで構成される。

カメラモジュール４００は、外装部品である上ケース（カメラケース）４０１と、レンズユニット１１を保持するマウント（台座）４０２とを備えている。また、カメラモジュール４００は、シール部材４０３およびパッケージセンサ（撮像素子）４０４を備えている。

上ケース４０１は、鏡筒１２の外周面１２ａに鍔状に設けられるフランジ部２５に係合されるとともに、レンズユニット１１の物体側の端部を露出させて他の部分を覆う部材である。マウント４０２は、上ケース４０１の内部に配置されており、レンズユニット１１の雄ねじ１１ａと螺合する雌ねじ４０２ａを有する。シール部材４０３は、上ケース４０１の内面とレンズユニット１１の鏡筒１２の外周面１２ａとの間に介挿された部材であり、上ケース４０１の内部の気密性を保持するための部材である。

パッケージセンサ４０４は、マウント４０２の内部に配置されており、かつ、レンズユニット１１により形成される物体の像を受光する位置に配置されている。また、パッケージセンサ４０４は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等を備えており、レンズユニット１１を通じて集光されて到達する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。

以上説明したように、本実施の形態のレンズユニット１１によれば、レンズ１４，１５，１６，１７から鏡筒１２へ向けて延びる横バリ３００を逃がすための横バリ逃げ部４３，６０がレンズ１４，１５，１６，１７と鏡筒１２との間に設けられるため、レンズ１４，１５，１６，１７に生じた横バリ３００は、レンズ１４，１５，１６，１７を鏡筒１２内に組み込む際にそれ自体が一緒に組み込まれてしまっても、鏡筒１２と干渉してレンズ１４，１５，１６，１７と鏡筒１２との嵌合状態にばらつきを生じさせることはなく、また、レンズ１４，１５，１６，１７を傾かせてしまうこともない。また、このような横バリ逃げ部４３、６０の存在により、横バリ３００は、レンズ１４，１５，１６，１７の鏡筒組み付け時に巻き込まれてレンズ１４，１５，１６，１７から遊離することも防止され、そのため、光学性能に悪影響を及ぼすこともない。すなわち、本実施の形態の構成によれば、レンズ１４，１５，１６，１７に生じた横バリ３００がレンズ１４，１５，１６，１７の鏡筒組み付け時に一緒に組み込まれても、そのバリ３００に起因するレンズ組み付け不良を生じさせないで済む。

また、本実施の形態において、鏡筒１２の内側収容空間Ｓ内に組み込まれるときに物体側に位置されるレンズ部位に横バリ３００を有する第５のレンズ１７は、保持部４０と嵌合された状態で保持部４０のテーパ面４０ａにより形成される横バリ逃げ部４３によって横バリ３００が逃がされ、一方、鏡筒１２の内側収容空間Ｓ内に組み込まれるときに像側に位置されるレンズ部位に横バリ３００を有する第４のレンズ１６は、鏡筒１２と嵌合されることなく隣り合う第５のレンズ１７と嵌合された状態で、鏡筒１２と嵌合されないことによって鏡筒１２との間に形成される横バリ逃げ部６０により横バリ３００が逃がされるようになっているため、設計の自由度を十分に確保しつつ簡単且つ効率的に横バリ３００を逃がすことができ、なおかつ、レンズユニット１１をコンパクトに構成することも可能になる。

また、本実施の形態のレンズユニット１１は、レンズ群Ｌを構成する隣り合うレンズ１６，１７間に、一方のレンズ１６（１７）から他方の隣り合うレンズ１７（１６）へ向けて延びる縦バリ３２０を逃がすための縦バリ逃げ部５０を有しているため、横バリ３００に加えて縦バリ３２０も逃がすことができ、様々な形態のバリに起因するレンズ組み付け不良を防止できる。

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、本発明において、レンズ、鏡筒などの形状は、前述した実施の形態に限定されない。また、鏡筒に対するレンズ組み付け形態も前述した実施の形態に限定されず、バリ逃げ部の形成位置もレンズにおけるバリの形成形態に合わせて任意に設定できる。

１１ レンズユニット
１２ 鏡筒
１３，１４，１５，１６，１７ レンズ
４０ 保持部
４３ 横バリ逃げ部
５０ 縦バリ逃げ部
６０ 横バリ逃げ部
３００ 横バリ
３２０ 縦バリ
４００ カメラモジュール
Ｌ レンズ群
Ｏ 光軸
Ｓ 内側収容空間

Claims (7)

1. レンズを収容保持するための内側収容空間を形成する鏡筒と、前記鏡筒の前記内側収容空間内に組み込まれ、複数のレンズが積み重ねられるように光軸に沿って並べられて成るレンズ群とを備えるレンズユニットであって、
   前記レンズ群を構成するレンズと前記鏡筒との間には、前記レンズから前記鏡筒へ向けて延びる横バリを逃がすための横バリ逃げ部が設けられることを特徴とするレンズユニット。
2. 前記横バリ逃げ部が前記鏡筒の内面に形成されることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 前記レンズ群を構成するレンズと前記鏡筒との間には前記レンズを嵌合状態で保持する保持部が設けられ、前記横バリ逃げ部が前記保持部に形成されることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
4. 前記横バリ逃げ部は、前記鏡筒と前記レンズとが嵌合されないことによって前記鏡筒と前記レンズとの間に形成されることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
5. 前記鏡筒の前記内側収容空間内に組み込まれるときに物体側に位置されるレンズ部位に前記横バリを有するレンズは、前記鏡筒と嵌合された状態で前記鏡筒の内面に形成される横バリ逃げ部により前記横バリが逃がされ、または、前記鏡筒との間に設けられる保持部と嵌合された状態で前記保持部に形成される横バリ逃げ部により前記横バリが逃がされ、
   前記鏡筒の前記内側収容空間内に組み込まれるときに像側に位置されるレンズ部位に前記横バリを有するレンズは、前記鏡筒と嵌合されることなく隣り合うレンズと嵌合された状態で、前記鏡筒と嵌合されないことによって前記鏡筒との間に形成される横バリ逃げ部により前記横バリが逃がされることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
6. 前記レンズ群を構成する隣り合うレンズ間には、一方のレンズから他方の隣り合うレンズへ向けて延びる縦バリを逃がすための縦バリ逃げ部が設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズユニット。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズユニットを備えることを特徴とするカメラモジュール。

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