JP2021005019A - レンズユニット - Google Patents

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Abstract

【課題】温度変化がある場合にも良好な結像特性が維持されるレンズユニットを提供する。【解決手段】内枠部材11には、物体側において、光軸Aからみて外側に広がる環状の鍔部11Aが形成されている。外枠部材12には、内面を光軸A側に向けて突出させる段部12Aが形成されている。内枠部材11は、鍔部11Aを段部12Aに係止させた状態で、外枠部材12に固定される。内枠部材11は、第2レンズL2等と同様に非晶性プラスチックで構成される。一方、外枠部材12は、対候性の高い結晶性プラスチックで構成される。【選択図】図1

Description

本発明は、複数のレンズと、これらを外側で固定する鏡筒とを具備するレンズユニットに関する。
例えば、自動車、監視カメラ等に搭載される撮像装置において使用される光学系として、物体側から像側(撮像素子側)に至るまでの間に複数のレンズを光軸(撮像装置の光軸)方向に配したレンズユニットが使用されている。このレンズユニットは可視光による物体の画像を撮像素子上に良好に結像させるように設計される。このため、各レンズ間の位置関係、各レンズと鏡筒間、レンズユニットと撮像素子間の位置関係が高い精度で固定されることが要求される。
使用される複数のレンズの中には、ガラス製のものと樹脂材料(プラスチック)製のものが存在する。例えば非球面レンズとしては樹脂材料製のものが安価であるために、樹脂材料製のものが特に好ましく用いられる。この場合、この材料としては、良好な光学特性を有するポリカーボネート等の非晶性プラスチックが用いられる。一方、ガラス製のレンズはプラスチック製のレンズと比べて高価であるが、機械的強度が高い、熱膨張係数が小さい等の特徴を有するため、傷がつきやすいレンズ、あるいは特に高い位置精度や歪みが小さいことが要求されるレンズとしては、ガラス製のものが好ましい。この場合、複数のレンズのうち、特にガラス製であることが好ましいもののみをガラス製とし、他のレンズをプラスチック製とすることが、レンズユニと及び撮像装置を安価とするためには好ましい。
一方、鏡筒も樹脂材料で構成されるが、鏡筒に対しては良好な光学的特性は要求されず、代わりに高い対候性が要求される。このため、鏡筒を構成する材料としては、レンズとは異なり、ガラス繊維を含む結晶性プラスチック(ポリエチレン、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン)が好ましく用いられる。
しかしながら、結晶性プラスチックは吸湿性が高いため、環境の湿度が高い場合に、鏡筒の膨潤及びこれによる変形が発生しやすい。鏡筒のこのような変形によって、これに固定されたレンズの位置精度が劣化し、撮像特性が劣化することがある。このため、特許文献1に記載の構造においては、内枠部材と、その外側の外枠部材の2層構造として鏡筒が構成され、複数のレンズは内枠部材の中に固定される。ここで、内枠部材は吸湿性の低い非晶性プラスチックで構成され、外枠部材は対候性の高い結晶性プラスチックで構成され、内枠部材は螺合によって外枠部材に固定される。こうした構成によって、高湿度の環境下におけるレンズの位置精度の劣化が抑制される。
国際公開WO2008/056634号
特許文献1に記載の構造における外枠部材と内枠部材においては、吸湿性や対候性が異なるだけでなく、熱膨張係数も異なり、一般的には外枠部材を構成する結晶性プラスチックの方が内枠部材を構成する非晶性プラスチックよりも熱膨張係数が大きい。このため、このように外枠部材と内枠部材とが組み合わされた構造においては、温度の変化が大きな環境下では、熱膨張差によって鏡筒に変形が発生し、この変形によってレンズの位置精度等が劣化し、撮像特性が劣化した。
本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、温度変化がある場合にも良好な結像特性が維持されるレンズユニットを提供することを目的とする。
本発明に係るレンズユニットは、物体側から像側にかけて光軸に沿って、最も物体側となる第1レンズ、当該第1レンズと像側で隣接する第2レンズを含む複数のレンズが積層されて鏡筒に対して固定されるレンズユニットであって、前記鏡筒は、少なくとも複数の前記レンズを収容し非晶性プラスチックで構成された内枠部材と、当該内枠部材を前記光軸からみた径方向の外側で囲む結晶性プラスチックで構成された外枠部材と、を具備し、前記内枠部材に収容された前記レンズの中には非晶性プラスチックで構成された前記レンズが含まれ、前記内枠部材は、前記径方向の外側に向けて突出する鍔部が前記物体側において設けられ、前記外枠部材には、前記径方向の内側に向けて突出する段部が設けられ、前記鏡筒は、前記鍔部が前記段部の前記物体側で前記段部に係止され、かつ前記段部よりも前記像側において、前記内枠部材の外周面と前記外枠部材の内周面との間に空隙が形成されるように、前記内枠部材と前記外枠部材とが組み合わされて構成されている。
この構成においては、温度変動がある場合における鏡筒とプラスチック製のレンズとの間の熱膨張差によるレンズの位置精度の劣化や歪みが、外枠部材とレンズとの間にレンズと同様の材料で構成された内枠部材を介在させることによって抑制される。この場合、内枠部材と外枠部材との間に熱膨張差が発生するところ、内枠部材と外枠部材とが係合する箇所を鍔部と段部に限定することによって、この影響がレンズに及ぶことが抑制される。これによって、温度変化がある場合にも、良好な結像特性が維持される。
この際、前記第1レンズは、前記像側において前記鍔部で係止され、かつ前記径方向の外側で前記鍔部よりも前記物体側における前記外枠部材の内周面で係止されることによって、前記鏡筒に固定され、前記第2レンズは、前記光軸に沿った方向における第1の範囲において、前記径方向の外側で前記内枠部材に係止されることによって、前記内枠部材に固定されていてもよい。
この場合、内枠部材と外枠部材とが鍔部と段部によって適正に固定されれば、第1レンズも鏡筒に対して高い位置精度で固定される。また、第1レンズに隣接する第2レンズも内枠部材に対して高い位置精度で固定されるため、第1レンズと第2レンズの位置関係も高い位置精度で維持される。
この際、前記第1レンズにおける前記鍔部と当接する第1レンズ被支持面よりも前記径方向の外側には、前記第1レンズ被支持面よりも前記物体側に位置するOリング支持面が環状に形成され、弾性体で構成されたOリングが、前記Oリング支持面と前記鍔部との間において、前記外枠部材及び前記Oリング支持面と当接するように設けられていてもよい。
これにより、Oリングを用いて第1レンズ、外枠部材、内枠部材(鍔部)との間が密封される。これによって、このレンズユニットの防水性が高まる。
この際、前記鍔部の外周面と前記外枠部材とは、前記光軸に沿った方向における第2の範囲で当接し、かつ前記段部の内周面と前記内枠部材とは非接触とされ、前記光軸に沿った方向において前記第1の範囲と前記第2の範囲は重複しない構成とされていてもよい。
あるいは、前記鍔部の外周面と前記外枠部材とは非接触とされ、かつ前記段部の内周面と前記内枠部材とは前記光軸に沿った方向における第3の範囲で当接し、前記光軸に沿った方向において前記第1の範囲と前記第3の範囲は重複しない構成とされていてもよい。
こうした構成により、内枠部材と外枠部材の熱膨張差に起因して発生した力が、鍔部、段部と近接した位置にある第2レンズに対して及ぶことが抑制される。すなわち、この熱膨張差に起因した影響が最も及びやすい位置にある第2レンズに対してもこの影響が及びにくくなり、温度変動に際しての結像特性の劣化が特に少なくなる。
この際、前記内枠部材の内面には、前記径方向の内側に向けて局所的に突出し、かつ前記光軸に沿って延伸するレンズ固定用リブが、周方向において3つ以上離間して形成され、前記第2レンズは、前記径方向の外側で3つ以上の前記レンズ固定用リブと当接する構成とされていてもよい。
これにより、内枠部材に対する接触レンズ(内枠部材に対して直接固定されるレンズ)の内枠部材に対する光軸と垂直な方向(径方向)における位置精度を高く保つことが容易となる。また、内枠部材に対する接触レンズの装着も容易となる。
この際、前記鍔部の外周面には、前記径方向の外側に向けて局所的に突出する部材間固定用リブが、周方向において3つ以上離間して形成され、前記外枠部材は、前記径方向の内側で3つ以上の前記部材間固定用リブと当接し、前記光軸からみて、前記レンズ固定用リブと前記第2レンズとが当接する領域と、前記部材間固定用リブが前記外枠部材とが当接する領域とは重複しない構成とされていてもよい。
また、前記外枠部材の内周面には、前記径方向の内側に向けて局所的に突出する部材間固定用リブが、周方向において3つ以上離間して形成され、前記鍔部の外周面は、前記径方向の外側で3つ以上の前記部材間固定用リブと当接し、前記光軸からみて、前記レンズ固定用リブと前記第2レンズとが当接する領域と、前記部材間固定用リブが前記内枠部材とが当接する領域とは重複しない構成とされていてもよい。
こうした構成によっても、内枠部材と外枠部材の熱膨張差に起因して発生した力が、第2レンズに対して及ぶことが抑制され、温度変動に際しての結像特性の劣化が特に少なくなる。
この際、前記段部の前記物体側の面には、局所的に前記物体側に突出する3つ以上の段部凸部が周方向において3つ以上離間して形成され、前記鍔部は、前記像側で3つ以上の前記段部凸部と当接する構成とされていてもよい。
また、前記鍔部の前記物体側の面には、局所的に前記物体側に突出する3つ以上の鍔部凸部が周方向において3つ以上離間して形成され、前記第1レンズは、前記像側で3つ以上の前記鍔部凸部と当接する構成とされていてもよい。
こうした構成によって、鍔部(内枠部材)と段部(外枠部材)との間の位置関係、あるいは第1レンズと鍔部(内枠部材)との間の位置関係を精密に定めることが特に容易となる。
この際、前記内枠部材における前記鍔部よりも前記像側の外周面は、前記像側に向けて外径が小さくなるような傾斜面とされていてもよい。
これにより、内枠部材を成形後に金型から分離することが容易となるため、その製造が特に容易となる。
本発明によれば、温度変化がある場合にも良好な結像特性が維持されるレンズユニットを得ることができる。
実施形態に係るレンズユニットの断面図である。 実施形態に係るレンズユニットで用いられる鏡筒の断面図(a)、斜視図(b)である。 実施形態に係るレンズユニットにおける内枠部材(a)、外枠部材(b)、鏡筒(c)の断面斜視図である。 実施形態に係るレンズユニットにおける、内枠部材、外枠部材、第2レンズとの間の位置関係を示す2つの例の断面図である。 実施形態に係るレンズユニットの変形例における、内枠部材、外枠部材、第2レンズとの間の位置関係を示す2つの例の断面図である。 実施形態に係るレンズユニットの分解組立図である。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図1は本実施形態に係るレンズユニット1の、光軸Aに沿った断面図である。ここでは、物体(Ob)側は図中上側であり、像(Im)側は図中下側であり、撮像素子100は図中最下部に位置する。レンズL1〜L7の各々は、鏡筒10に対して直接あるいは間接的に固定される。図1においては、各レンズ間あるいは各レンズと鏡筒10の間を固定するための構成が主に記載されており、実際には撮像素子100と鏡筒10の位置関係を固定するための構造も設けられているが、その記載は省略されている。また、図1においては各部材間の位置関係が記載されており、図1における隣接する部材間同士の正確な接触の状態、例えば接触面における微小な凸部の構成等については図1では記載されていない。このため、例えば図1においては実際には接触していない、あるいは局所的にのみ接触する部材間も、便宜上接触しているように記載されている。これらの詳細な構造については後述する。
撮像素子100は2次元CMOSイメージセンサであり、各画素は光軸Aと垂直な面内で2次元に配列されており、実際には撮像素子100はカバーガラス(図示せず)で覆われている。図1において、第1レンズL1から第7レンズL7を備えるレンズユニット1が構成される。レンズユニット1は、撮像対象の可視光の画像を所望の視野、所望の形態で撮像素子100上(像面)に結像させるように構成される。
図1において、最も物体側(図中上側)に設けられた第1レンズL1は、魚眼レンズであり、主にこれによって、撮像装置の視野等が定まる。これよりも撮像素子100側(像側)に、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7が順次配置されている。各レンズは、光軸Aの周りで略対称な形状を具備する。また、図1において、光束を制限するための絞り60が第4レンズL4と第5レンズL5の間に設けられている。実際に不要な光を除去するための遮光板も第2レンズL2と第3レンズL3間に設けられるが、その記載は図1では省略されている。
また、図2(a)は、鏡筒10のみの光軸Aに沿った断面図、図2(b)は、鏡筒10のみを図1における斜め上側(物体側)からみた斜視図である。この鏡筒10は、光軸Aからみて内側となる内枠部材11と、外側となる外枠部材12が組み合わされて構成される。第1レンズL1は、光軸Aに沿った方向における位置が内枠部材11により、光軸Aと垂直な方向(光軸Aからみた径方向)における位置が外枠部材12により、それぞれ固定される。また、第2レンズL2〜第7レンズL7のどちらの方向における位置も内枠部材11に対して固定され、外枠部材12のどちらの方向における位置も内枠部材11に対して固定される。これによって、全てのレンズ、内枠部材11、外枠部材12の間における位置関係が固定される。
また、図3(a)は、内枠部材11の光軸Aに沿った断面を含む断面斜視図であり、図3(b)は、外枠部材12の同様の断面斜視図であり、図3(c)は、内枠部材11と外枠部材12が組み合わされた状態の鏡筒10の同様の断面斜視図である。内枠部材11には、物体側において、光軸Aからみて外側に広がる環状の鍔部11Aが形成されている。これに対応して、外枠部材12には、内面を光軸A側に向けて突出させる段部12Aが形成されている。図3(c)に示されるように、内枠部材11は、鍔部11Aを段部12Aに係止させた状態で、外枠部材12に固定される。
また、図2(a)、図3(a)に示されるように、内枠部材11の内面は光軸Aを中心軸とした略円筒形状とされる。ただし、実際には、この内面の光軸A周りの内径は、収容する各レンズの外形に対応して、物体側から像側に向けて段階的に小さく設定されている。また、図2(b)、図3(a)に示されるように、この内面には、光軸Aに沿って延伸し光軸A(中心軸)側に向けて局所的に僅かに突出したレンズ固定用リブ11Bが、周方向の6箇所(図3(a)においては3箇所のみ記載)に形成されている。ただし、レンズ固定用リブ11Bは、光軸Aに沿った方向で、後述する非接触レンズ(第3レンズL3、第4レンズL4)に対応する箇所では存在しないように分断されて形成される。また、後述する接触レンズは、実際には光軸Aからみた径方向では、レンズ固定用リブ11Bのみで内枠部材11と当接し、内枠部材11の内面におけるレンズ固定用リブ11B以外の箇所とは当接しない。
図1に示されるように、内枠部材11における鍔部11Aの物体側の面は第1レンズL1を像側で係止する。また、第1レンズL1の光軸Aから見た外周面は、内枠部材11の固定時に鍔部11Aよりも物体側となる外枠部材12の内周面と当接することによって、固定される。一方、他のレンズはいずれも内枠部材11の内部で固定され、外枠部材12とは直接当接しない。
図1において、各レンズにおける物体側、像側のレンズ面(画像を形成する光が通過する面)は、レンズユニット1が所望の結像特性をもたらすように、適宜曲面(凸曲面、凹曲面)加工されている。以下では、各レンズにおける物体側のレンズ面を第1表面R1、像側のレンズ面を第2表面R2と呼称する。また、レンズ面の形状(凸曲面又は凹曲面)としては、第1表面R1の形状については物体側からみた形状、第2表面R2の形状については像側からみた形状を、それぞれ意味するものとする。
一般的に、このような小型の撮像装置におけるレンズを構成する材料としては、ガラスと樹脂材料の2種類がある。前者は機械的強度が高いが高価であり、後者は機械的強度は低いが安価である。また、ガラスの熱膨張係数は樹脂材料より小さいため、高温時における熱膨張に起因する形状や位置の微細な変化が結像特性(焦点位置の変化)に与える影響が大きくなるレンズは、ガラス製のレンズとすることが好ましい。このため、レンズユニット1を高性能かつ安価とするためには、ガラス製のものが好ましいレンズのみガラス製とし、他のレンズを樹脂材料製とすることが好ましい。
この観点において、本実施の形態では、最も物体側に配置された第1レンズL1は、撮像装置1の最表面に位置するために、傷が付きにくいガラス製のものが好ましく用いられる。また、また、絞り60と隣接するレンズ(第4レンズL4及び第5レンズL5)は、温度変化に起因する焦点距離の変化が顕著に表れるため、いずれか一方(本実施の形態では第5レンズL5)がガラス製とされる。他のレンズとしては、安価な樹脂材料製のものが用いられる。
第1レンズL1は、その物体側のレンズ面L1R1が凸曲面、その像側のレンズ面L1R2が凹曲面とされた負レンズである。第1レンズL1の上面側では、レンズ面L1R1がほぼ全体を占めている。第1レンズL1の下面側(像側)において、レンズ面L1R2の外側には、光軸Aと垂直な平面で構成された第1レンズ第1下面(第1レンズ被支持面)L1Aを備えている。第1レンズ第1下面L1Aの更に外側には、第1レンズ第1下面L1Aと平行かつ第1下面L1Aよりも物体側(図中上側)に位置する第1レンズ第2下面(Oリング支持面)L1Bが設けられる。また、第1レンズL1の最外周部は、光軸Aを中心軸とする円筒形状の第1レンズ外周面L1Cを構成する。これらの面のうち、光学的に使用されるのは、レンズ面L1R1、L1R2であり、他の面は、第1レンズL1を鏡筒10に対して固定するために用いられる。
図1において、外枠部材12の上端側は、第1レンズL1の物体側への移動を規制するように光軸A(中心)側に向かって屈曲した第1レンズ係止部12Bとなっている。また、第1レンズ第1下面(第1レンズ被支持面)L1Aは、内枠部材11の鍔部11Aと当接する。このため、第1レンズL1の鏡筒10に対する光軸Aに沿った方向における位置関係は、物体側(図中上側)では第1レンズ係止部12Bによって定まり、像側(図中下側)では鍔部11Aにより定まる。この際、第1レンズ第1下面L1Aよりも外側においては、第1レンズ第2下面(Oリング支持面)L1Bと鍔部11Aとの隙間に、光軸Aに沿った方向と垂直な方向で圧縮されて弾性変形したリング状のOリング20が配されることにより、鏡筒10内部における防水機能が得られる。なお、上記のような第1レンズ係止部12Bの形状は、第1レンズL1を鏡筒10に固定するために加工した後の形状であり、固定前における鏡筒10(外枠部12)の物体側端部側の形状は、図2(a)に示されるように、物体側(図中上側)から第1レンズL1を図1に示されるように鏡筒10内に挿入可能な形状とされる。
また、第1レンズ外周面L1Cは、内枠部材11の固定時に鍔部11Aよりも物体側となる外枠部材12の内周面と当接する。図2(b)、図3(c)に示されたように内枠部材11と外枠部材12の位置関係が固定されれば、これによって、第1レンズL1と鏡筒10の光軸Aの径方向における位置関係が定まる。すなわち、上記の構成により、第1レンズL1は鏡筒10に対して固定される。
第2レンズL2は、その物体側のレンズ面L2R1が凸曲面、その像側のレンズ面L2R2が凹曲面とされた負レンズである。第2レンズL2の物体側(図1中上側)において、レンズ面L2R1よりも外側には、光軸Aと垂直でありレンズ面L1R1よりも像側(図1中下側)に位置する平面である第2レンズ第1上面L2Aが設けられる。また、第2レンズL2の像側(図1中下側)において、レンズ面L2R2よりも外側には、光軸Aと平行な面及び垂直な面で構成された段差部(係合構造)L2Bが設けられる。第2レンズL2の最外周を構成する面である第2レンズ外周面L2Cは、図2(b)における内枠部材11の内面におけるレンズ固定用リブ11Bと当接することにより内枠部材11の内面と当接する。第2レンズ外周面L2Cは、その光軸A周りの内径が像側に向かって徐々に小さくなるような略円錐面形状に形成されている。これにより、第2レンズL2と内枠部材11(鏡筒10)の光軸Aの径方向における位置関係は定まる。
また、鍔部11Aよりも内側(光軸Aに近い側)かつレンズ面L1R2及びレンズ面L2R1よりも外側の領域において、第2レンズ第1上面L2Aと第1レンズ第2下面L1Bの間には、弾性体で構成され、かつ光軸Aに沿った方向で薄い弾性部材30が配されている。すなわち、第1レンズL1と第2レンズL2は光軸Aに沿った方向では直接接さず、これらの間には弾性部材30が設けられている。
第3レンズL3は、その物体側のレンズ面L3R1が凹曲面、その像側のレンズ面L3R2が凸曲面とされた正レンズである。第3レンズL3の物体側(図1中上側)において、レンズ面L3R1の外側に、第2レンズL2における段差部L2Bと係合するように形成された段差部である係合構造L3Aが設けられる。また、第3レンズL3の像側(図1中下側)において、レンズ面L3R2よりも外側には、光軸Aと平行な面及び垂直な面で構成された段差部である係合構造L3Bが設けられる。また、第3レンズL3の最外周を構成する略円筒形状の面である第3レンズ外周面L3Cは、内枠部材11の内面(レンズ固定用リブ11B)とは非接触とされる。
第4レンズL4は、その物体側の面L4R1が凹曲面、その像側の面L4R2が凸曲面とされた正レンズである。第4レンズL4の物体側(図中上側)において、レンズ面L4R1の外側には、第3レンズL3における係合構造L3Bと係合するように形成された段差部である係合構造L4Aが設けられる。また、第4レンズL4の像側(図1中下側)において、レンズ面L4R2よりも外側には、光軸Aと平行な面及び垂直な面で構成された段差部である係合構造L4Bが設けられる。また、第4レンズL4の最外周を構成する略円筒形状の面である第4レンズ外周面L4Cは、内枠部材11の内面(レンズ固定用リブ11B)とは非接触とされる。すなわち、第3レンズL3、第4レンズL4は内枠部材11内において、内枠部材11の内面とは非接触とされた状態で収容される。
前記の通り、第5レンズL5はガラス製であり、その物体側の面L5R1が凸曲面、その像側の面L5R2が凸曲面とされた正レンズである。ただし、第5レンズL5は、他のレンズとは異なり、樹脂材料製のレンズホルダ51に圧入固定されて一体化された第5レンズ体L50とされた状態で内枠部材11に収容される。すなわち、第5レンズL5は、第5レンズ体L50となった状態で、樹脂材料製である第3レンズL3、第4レンズL4と同様にレンズとして扱われる。
第5レンズ体L50の物体側(図1中上側)において、第5レンズL5の外側のレンズホルダ51には、第4レンズL4における係合構造L4Bと係合するように形成された段差部である係合構造L50Aが設けられる。また、第5レンズ体L50の像側(図中下側)において、第5レンズL5よりも外側には、周囲よりも像側(図1中下側)に向かって局所的に突出した突出部L50Bが設けられる。また、第5レンズ体L50の最外周を構成する面である第5レンズ体外周面L50Cは、図2(b)における内枠部材11の内面におけるレンズ固定用リブ11Bと当接することにより、内枠部材11の内面と当接する。第5レンズ体外周面L50Cは、その光軸A周りの内径が像側に向かって徐々に小さくなるような略円錐面形状に形成されている。これにより、第5レンズ体L50(第5レンズL5)と内枠部材11の光軸Aの径方向における位置関係は定まる。
第6レンズL6は、その物体側の面L6R1が凹曲面、その像側の面L6R2が凹曲面とされた負レンズである。第7レンズL7は、外径が第6レンズL6よりも小さく、その物体側の面L7R1が凸曲面、その像側の面L7R2が凸曲面とされた正レンズである。また、第6レンズL6、第7レンズL7は対向するレンズ面が嵌合して接合されることにより、最も像側にある接合レンズ(像側レンズ)L60を構成するように設定される。つまり、実質的に最も像側のレンズとなる像側レンズは、第6レンズL6の像側のレンズ面L6R2と第7レンズL7の物体側のレンズ面L7R1とが嵌合して接合された接合レンズL60となる。
接合レンズL60(第6レンズL6)の物体側(図1中上側)において、レンズ面L6R1の外側には、第5レンズ体L50における係合構造L50Bと当接する平面である接合レンズ上面L6Aが設けられる。また、接合レンズL6(第6レンズL6)の像側(図1中下側)において、レンズ面L7R2よりも外側には、光軸Aと垂直な平面である接合レンズ下面L6Bが設けられる。接合レンズ下面L6Bは、内枠部材12の像側に設けられた物体側を向く面である接合レンズ載置面11Cと当接する。接合レンズL60(第6レンズL6)の最外周を構成する面である第6レンズ外周面L6Cは、接合レンズ載置面11Cよりも物体側における内枠部材11の内面におけるレンズ固定用リブ11Bと当接することにより、内枠部材11の内面と当接する。第6レンズ外周面L6Cは、その光軸A周りの内径が像側に向かって徐々に小さくなるような略円錐面形状に形成されている。このため、接合レンズL60の光軸Aに沿った方向における位置は、像側では内枠部材11(接合レンズ載置面11C)によって制限される。
この場合、第5レンズ体L50(突出部L50B)は像側で接合レンズL60に係止されるため、第5レンズ体L50の光軸Aに沿った方向における位置は、像側では接合レンズL60を介して接合レンズ載置面11C(内枠部材11)によって制限される。
また、前記の構成により、第4レンズL4の光軸Aに沿った方向における位置は、係合構造L4Bと係合構造L50Aが係合することによって、像側では第5レンズ体L50、接合レンズL60を介して内枠部材11によって制限される。一方、第4レンズL4の光軸Aの径方向における位置は、係合構造L4Bと係合構造L50Aが係合することによって、第5レンズ体L50を介して内枠部材11の内周面により定まる。同様に、第3レンズL3の光軸Aに沿った方向における位置は、係合構造L3Bと係合構造L4Aが係合することによって、像側では第4レンズL4、第5レンズ体L50、接合レンズL60を介して鏡筒10によって制限される。一方、第3レンズL3の光軸Aの径方向における位置は、係合構造L3Bと係合構造L4Aが係合することによって、第4レンズL4、第5レンズ体L50を介して内枠部材11の内面により定まる。
また、前記の構成により、第2レンズL2の光軸Aに沿った方向における位置は、係合構造L2Bと係合構造L3Aが係合することによって、像側では第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズ体L50、接合レンズL60を介して接合レンズ載置面11C(内枠部材11)によって制限される。一方、第2レンズL2の光軸Aの径方向における位置は、前記の通り、内枠部材11の内面により定まる。
すなわち、上記の構成において、第2レンズL2〜接合レンズL60(第7レンズL7)のうち、第2レンズL2、第5レンズL5(第5レンズ体L50)、接合レンズL60は、その外周部が内枠部材11の内面におけるレンズ固定用リブ11Bと当接する接触レンズとなる。これらの接触レンズは、これにより、光軸Aの径方向における鏡筒10との間の位置関係が固定される。一方、第3レンズL3、第4レンズL4は、内枠部材11の内周面とは直接接触しない非接触レンズとなる。非接触レンズは、上記のような係合構造を介してその物体側、像側の接触レンズと直接あるいは間接的に係合することによって接触レンズとの間の光軸Aの径方向における位置関係が固定されることによって、この方向での鏡筒10との間の位置関係が固定される。これにより、第2レンズL2〜接合レンズL60(第7レンズL7)の全ての、光軸Aの径方向における内枠部材11(鏡筒10)との間の位置関係が固定される。
一方、上記の構成においては、第2レンズL2〜接合レンズL60(第7レンズL7)のうち、内枠部材11に対して、光軸Aに沿った方向での移動が直接制限されるのは、接合レンズL60のみであり、かつその像側への移動のみが制限される。一方、第5レンズ体L50、第4レンズL4、第3レンズL3、第2レンズL5は、光軸Aの方向において隣接するレンズと当接し、かつ第2レンズL2が弾性部材30により像側に付勢されていれば、その光軸Aに沿った方向での位置は、接合レンズL60及び接合レンズ載置面11Cにより定まる。
上記のレンズユニット1においては、このように第2レンズL2から接合レンズ(第7レンズL7)までを光軸Aに沿った方向で一体化しているため、これらの各レンズ間の光軸Aに沿った位置関係は、温度変動がある場合においても固定される。一方、温度変動による熱膨張差に起因した光軸Aに沿った方向の力がこのように一体化された複数のレンズに加わり、かつこのように一体化された構造が像側で接合レンズ載置面11Cで係止された場合、上記の構成においては、弾性部材30がこの膨張量(力)を吸収することができる。
また、このレンズユニット1において、第1レンズL1の光軸Aに沿った方向の位置は、像側で内枠部材11の鍔部11Aによって、物体側では外枠部材12の第1レンズ係止部12Bにより定まることにより、鏡筒10に対して固定される。このため、温度変動に際して、全てのレンズは安定して鏡筒10に対して固定される。
ここで、内枠部材11は、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、レンズホルダ51、第6レンズL6、第7レンズL7と同様に、非晶性プラスチック(ポリカーボネート等)で構成される。一方、外枠部材12は、従来の鏡筒と同様に、対候性の高い結晶性プラスチック(ポリエチレン、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン)で構成される。内枠部材11、外枠部材12のどちらも、図2、3に示された形状を樹脂成型によって容易に実現することができる。この際、図2(a)、図3(a)に示されるように、鍔部11Aよりも像側における内枠部材11の外面を、その外径が像側に向かって小さくなるようなテーパー形状(傾斜面)とすることによって、鍔部11の成形後に金型から除去する作業が容易となる。また、前記のような空隙Vを形成することも容易となる。
一般的には、結晶性プラスチックの方が非晶性プラスチックよりも熱膨張係数が大きい。このため、上記のようなレンズ系に対して、従来のように全体が結晶性プラスチックで構成された鏡筒が用いられた場合には、温度変化がある環境下では、各レンズと鏡筒との間の熱膨張差に起因して、レンズの歪みや位置精度の劣化が発生した。これに対して、上記のレンズユニット1においては、第2レンズL2〜接合レンズL60と外枠部材12との間に、第2レンズL2等と同じ材料で構成された内枠部材11を設けることによって、このようなレンズの歪みや位置精度の劣化が抑制される。
更に、このレンズユニット1においては、更に熱膨張差の影響を低減するための構造が内枠部材11、外枠部材12等に形成されている。以下に、この構成について説明する。
このレンズユニット1においては、熱膨張差は第2レンズL2等と内枠部材11との間には発生しないが、内枠部材11と外枠部材12との間に発生する。これに対して、図1、図3(c)において、内枠部材11における鍔部11Aよりも像側の外周面と、外枠部材12における段部12Aよりも像側の内周面との間には、空隙Vが形成されており、内枠部材11と外枠部材12は、鍔部11Aと段部12A以外の箇所では当接していない。このため、前記のような熱膨張差の影響は、内枠部材11と外枠部材12との間においては、鍔部11Aと段部12Aとが当接する箇所のみにおいて発生する。このため、各レンズに及ぶこの影響は小さく、少なくとも鍔部11A、段部12Aから離間した接合レンズL60、第5レンズL5等に与えるこの影響は極めて小さい。
更に、このレンズユニット1においては、鍔部11A、段部12Aに近い位置にある第1レンズL1、第2レンズL2に対してもこのような影響が低減され、第1レンズL1、第2レンズL2、内枠部材11、外枠部材12の位置関係の精度を高く維持するための構造が設けられている。この点について特に説明する。
図1において、前記の通り、第1レンズL1の第1レンズ第1下面L1Aは、内枠部材11の鍔部11Aと当接する。ここで、第1レンズ第1下面L1Aは光軸Aと垂直かつ平坦な平面として形成されているが、実際には鍔部11Aの物体側の面は平坦ではなく、図2(b)、図3(b)に示されるように、光軸Aと垂直な平面を構成する鍔部上面11A1に対して、微細な突出量で物体側に向けて局所的に突出する鍔部上面凸部(鍔部凸部)11A2が、周方向で離間して4つ形成されている。鍔部上面凸部11A2の物体側の面は鍔部上面11A1と平行な平面とされる。このため、実際には第1レンズ第1下面L1Aは4つの鍔部上面凸部11A2によってのみ支持される。
また、鍔部11Aにおける像側の面(段部12Aと当接する側の面)は、光軸Aと垂直かつ平坦な平面とされる。これに対して、図3(b)に示されるように、段部12Aの物体側の面(鍔部11Aと当接する側の面)は、鍔部11Aの物体側の面と同様に、光軸Aと垂直な平面を構成する段部上面12A1に対して、微細な突出量で物体側に向けて局所的に突出する4つ(図3(b)においては2つのみ表示)の段部上面凸部(段部凸部)12A2が形成されている。
鍔部上面凸部11A2や段部上面凸部12A2を設けず、鍔部11Aの物体側の面や段部12Aの像側の面を物体側の広い面積にわたり平坦な表面(平面)とし、かつ第1レンズ第1下面L1A(第1レンズL1)や鍔部11Aにおける段部12Aと当接する側の面が、これらの平面によって係止されるような構成とすることも可能である。しかしながら、鍔部11Aや段部12におけるこうした平面形状は樹脂成型によって形成され、このような広い範囲で平坦度の高い平面を実現することは容易ではないため、この場合には、これらの面による第1レンズL1や内枠部材11の支持の位置精度が悪くなる場合がある。
これに対して、鍔部上面凸部11A2や段部上面凸部12A2をそれぞれ3つ以上局所的に設けた場合には、これらの物体側の面のみの精度を維持すれば、第1レンズL1や内枠部材11の位置精度を高くすることができる。
また、仮にこれらの凸部を形成せずにこのような広い理想的な平面が形成できた場合においても、小さなゴミ等がこれらの面上に存在した場合には、同様である。これに対して、上記の場合には、鍔部上面凸部11A2や段部上面凸部12A2以外の箇所に存在しても、これによる第1レンズL1や内枠部材11の位置精度に対する悪影響は発生しない。すなわち、上記のような凸部を設けたことによって、第1レンズL1、内枠部材11、外枠部材12の位置関係を高精度で定めることができる。
また、上記のレンズユニット1においては、内枠部材11、外枠部材12の熱膨張差に起因した悪影響が内枠部材11の内部に固定された第2レンズL2に及ぶことが抑制される。この点について以下に説明する。図4(a)は、図1における鍔部11A、段部11A付近を拡大した断面図である。ここでは、鍔部上面凸部11A2が第1レンズ第1下面L1Aと、段部上面凸部12A2が鍔部11Aとそれぞれ当接しているものとした部分の断面として記載されている。このため、図4(a)においては、鍔部11Aが第1レンズ第1下面L1Aと、段部12Aが鍔部11Aとそれぞれ当接している。一方、鍔部11Aの外周面と外枠部材12における段部12Aよりも物体側の内周面は、図4における領域Bで当接する。図4(a)においては、周方向における1カ所の断面が示されているが、周方向全域あるいは3箇所以上でこうした状況が実現されていれば、外枠部材12に対する内枠部材11の光軸Aの径方向の位置関係は定まる。一方、内枠部材11における鍔部11Aよりも像側の外周面と、外枠部材12における段部12Aの内周面は、図4(a)における領域Cで近接するが当接しておらず、これらは全周にわたり非接触とされる。このため、図4の構成においては、鍔部11A(内枠部材11)と段部12B(外枠部材12)は、領域Bのみにおいて当接することによって、光軸Aの径方向における互いの位置関係が定まる。
また、図4(a)において、第2レンズ外周面L2Cは、内枠部材11の内周面と図4における領域Dで当接する。領域Bにおける場合と同様に、周方向全域あるいは3箇所以上でこうした状況が実現されていれば、内枠部材11に対する第2レンズL2の光軸Aの径方向の位置関係は定まる。すなわち、図4(a)に示された構成によって、内枠部材11に対する第2レンズL2の光軸Aの径方向における位置関係は定まる。
例えば、内枠部材11と外枠部材12の熱膨張差に起因して領域B内で内枠部材11に力が加わった場合、この力が内枠部材11内のレンズの外周面に及ぶおそれがある。この場合、内枠部材11内で最もこの影響を受けやすいのは、鍔部11A、段部12Aに最も近い第2レンズL2である。これに対して、図4(a)において、領域Bと領域Dは、光軸Aに沿った方向で重複していないように設定される。すなわち、光軸Aに沿った領域Bの範囲(第2の範囲)は、光軸Aに沿った領域Dの範囲(第1の範囲)とは重複しない。このように領域Bと領域Dを離間させることによって、第2レンズL2に対するこの影響を低減することができる。すなわち、図4(a)に示された構成によって、内枠部材11、外枠部材12、第2レンズL2の光軸Aの径方向における位置関係を固定しつつ、温度変動の際の熱膨張差に起因する第2レンズL2の歪みや位置精度の劣化を抑制することができる。
図4(b)は、図4(a)の構造とは異なる例を同様に示す。ここでは、前記の場合とは逆に、領域Bにおいて鍔部11Aの外周面と外枠部材12における段部12Aよりも物体側の内周面を非接触とし、領域Cにおいて内枠部材11における鍔部11Aよりも像側の外周面と、外枠部材12における段部12Aの内周面とを当接させることによって、内枠部材11と外枠部材12の位置関係を固定している。この場合においては、領域Cと領域Dを光軸Aに沿った方向で離間させれば、上記と同様の効果を奏する。すなわち、光軸Aに沿った領域Cの範囲(第3の範囲)を、光軸Aに沿った領域Dの範囲(第1の範囲)とは重複しない構成とすることにより、温度変動の際の熱膨張差に起因する第2レンズL2の歪みや位置精度の劣化を抑制することができる。
ここで、前記の通り、Oリング20は、鏡筒10(内枠部材11)の内部の防水性を確保するために設けられる。この観点においては、Oリング20が載置される鍔部11Aと外枠部材12の内周面とが密着する図4(a)の構造の方が、組み立て時にOリング20が鍔部11Aと外枠部材12の内周面との間の隙間に入り込むことが抑制され、Oリング20の設置を適正に行うことが容易であるため、組み立てが容易であり、防水性を特に高くすることができるために、好ましい。
上記の場合には、内枠部材11と外枠部材12とが局所的に当接する領域と、第2レンズL2と内枠部材11とが局所的に当接する領域とを光軸Aに沿った方向で離間させた。同様に、これらの領域が、光軸Aと垂直な面内において光軸Aからみて重複しないように設定してもよい。図5(a)は、こうした変形例の構造を示す断面図である。この断面図は、図1において、光軸Aに沿った位置(高さ)が鍔部11A及び第2レンズL2を含む高さにおける光軸Aに垂直な断面に対応する。
前記の通り、内枠部材11の内面には、周方向に6つのレンズ固定用リブ11Bが内側に向けて局所的に突出するように中心(光軸A)の周りの角度において60°の間隔で形成されており、第2レンズL2は、この6箇所で内枠部材11と当接する。同様に、鍔部11Aの外周面にも、局所的に外側に向けて突出する部材間固定用リブ11Dを形成し、外枠部材12の内面と鍔部11A(内枠部材11)とを局所的に部材間固定用リブ11Dの箇所でのみ当接させることができる。外枠部材12の内面と部材間固定用リブ11とが当接する箇所は図4(a)の領域Bに対応する。この場合、図5(a)に示されるように、内枠部材11において、部材間固定用リブ11Dとレンズ固定用リブ11Bを光軸A(中心)の周りの角度で30°だけずらせて形成すれば、内枠部材11と外枠部材12とが局所的に当接する領域と、第2レンズL2と内枠部材11とが局所的に当接する領域とが、光軸Aからみて重複しないようにすることができる。これによって、前記と同様に、内枠部材11、外枠部材12、第2レンズL2の光軸Aの径方向における位置関係を固定しつつ、温度変動の際の熱膨張差に起因する第2レンズL2の歪みや位置精度の劣化を抑制することができる。
一方、図5(b)は、図5(a)の構造の変形例を同様に示す。図5(a)の例においては、鍔部11Aの外周面に部材間固定用リブ11Dが形成されたが、逆に、鍔部11Aの外周面にはこのように局所的に突出する部分を設けず、外枠部材12の内面に、内側に局所的に突出する部材間固定用リブ12Cを3つ以上形成してもよい。この場合には、レンズ固定用リブ11Bと部材間固定用リブ12Cはそれぞれ異なる部材に形成されるため、図5(a)と同様の位置関係が実現されるように内枠部材と外枠部材を組み合わせる必要がある。
また、図4の構成と図5の構成が両立するように各リブを形成することも可能である。この場合には、特に上記の効果を高めることができる。
図6は、このレンズユニット1の分解斜視図であり、ここでは、図1で記載が省略された絞り60、遮光板61も記載されている。ここでは、接合レンズL60、第5レンズ体L50、絞り60、第4レンズL4、第3レンズL3、遮光板61、第2レンズL2、弾性部材30、Oリング20、第1レンズL1が図中上側(物体側)から鏡筒10に対して順次装着される。また、鏡筒10は、内枠部材11と外枠部材12とが図2に示されたように組み合わされた状態とされている。図示されるように、弾性部材30、Oリング20は、環状に形成される。また、絞り60は、第5レンズ体L50と第4レンズL4の位置関係を前記の通りとした状態で第5レンズ体L50と第4レンズL4の間に配され、遮光板61は、第3レンズL3と第2レンズL2の位置関係を前記の通りとした状態で第3レンズL3と第2レンズL2の間に配される。この状態で雪像レンズL60以上を鏡筒10に対して装着することによって、レンズユニット1が製造される。
なお、上記の例においては、内枠部材11の内面と当接する第6レンズ外周面L6C、第5レンズ体外周面L50C、第2レンズ外周面L2Cは、いずれも、その光軸A周りの内径が像側に向かって徐々に小さくなるような略円錐面形状であるものとした。しかしながら、これらの外周面の形状は、各レンズの光軸Aの径方向における位置が鏡筒に対して固定可能な限りにおいて、任意である。例えば、各レンズの外周における3か所以上で内枠部材の内面(レンズ固定用リブ)と当接するように、各レンズの外周、あるいは内枠部材の内面の形状を設定することもできる。この際、各レンズの内枠部材への設置が容易となるような形状を適宜設定することができる。
なお、上記の例では、弾性部材30がOリング20と同様の環状とされたが、同様に第1レンズL1と第2レンズの間に介在可能となる限りにおいて、その形状は任意であり、例えば周方向で弾性部材が一体化されている必要はない。しかしながら、上記のように弾性部材30を環状とすることによって、組み立て、装着が特に容易となり、かつ防水性も高まる。また、前記の例においては、弾性部材30が第1レンズL1と第2レンズL2の間に設けられたが、他のレンズ間に弾性部材を設けることもできる。この場合、前記の第1レンズL1・第2レンズL2間のように、間隔の変動が結像特性に与える影響が小さなレンズ間に弾性部材を設けることが好ましい。この際、レンズ面の外側における物体側に弾性部材が載置可能なスペースがあるレンズに弾性部材が載置される。
また、上記の例では、外枠部材12については、第1レンズL1や内枠部材11との間の位置関係を定めるための構造について記載された。外枠部材におけるこれら以外の箇所の構造、例えば撮像素子との間の位置県警を定めるための構造は、適宜設定が可能である。内枠部材についても同様であり、各レンズや外枠部材との間の位置関係を定めるための構造以外については適宜設定が可能である。
(本形態の主な特徴)
本実施形態の特徴を簡単に纏めると次の通りである。
(1)このレンズユニット1においては、物体(Ob)側から像(Im)側にかけて光軸Aに沿って、最も物体側となる第1レンズL1、第1レンズと像側で隣接する第2レンズL2を含む複数のレンズが積層されて鏡筒10に対して固定され、鏡筒10は、少なくとも複数のレンズを収容し非晶性プラスチックで構成された内枠部材11と、内枠部材11を光軸Aからみた径方向の外側で囲む結晶性プラスチックで構成された外枠部材12と、を具備する。内枠部材11に収容されたレンズの中には非晶性プラスチックで構成されたレンズが含まれ、内枠部材11は、径方向の外側に向けて突出する鍔部11Aが物体側において設けられ、外枠部材12には、径方向の内側に向けて突出する段部12Aが設けられる。鏡筒10は、鍔部11Aが段部12Aの物体側で段部12Aに係止され、かつ段部12Aよりも像側において、内枠部材11の外周面と外枠部材12の内周面との間に空隙Vが形成されるように、内枠部材11と外枠部材12とが組み合わされて構成されている。
この構成においては、温度変動がある場合における鏡筒10とプラスチック製のレンズ(第2レンズL2等)との間の熱膨張差によるレンズの位置精度の劣化や歪みが、外枠部材12とレンズとの間にレンズと同様の材料で構成された内枠部材11を介在させることによって抑制される。この場合、内枠部材11と外枠部材12との間に熱膨張差が発生するところ、内枠部材11と外枠部材12とが係合する箇所を鍔部11Aと段部12Aに限定することによって、この影響がレンズに及ぶことが抑制される。これによって、温度変化がある場合にも、良好な結像特性が維持される。
(2)第1レンズL1は、像側において鍔部11Aで係止され、かつ径方向の外側で鍔部11Aよりも物体側における外枠部材12の内周面で係止されることによって、鏡筒10に固定され、第2レンズL2は、光軸Aに沿った方向における第1の範囲において、径方向の外側で内枠部材11に係止されることによって、内枠部材11に固定されている。
この場合、内枠部材11と外枠部材12とが鍔部11Aと段部12Aによって適正に固定されれば、第1レンズL1も鏡筒10に対して高い位置精度で固定される。また、第1レンズL1に隣接する第2レンズL2も内枠部材11に対して高い位置精度で固定されるため、第1レンズL1と第2レンズL2の位置関係も高い位置精度で維持される。
(3)第1レンズL1における鍔部11Aと当接する第1レンズ被支持面L1Aよりも径方向の外側には、第1レンズ被支持面L1Aよりも物体側に位置するOリング支持面L1Bが環状に形成され、弾性体で構成されたOリング20が、第Oリング支持面L1Bと鍔部11Aとの間において、外枠部材12及びOリング支持面L1Bと当接する。
これにより、Oリング20を用いて第1レンズL1、外枠部材12、内枠部材11(鍔部11A)との間が密封される。これによって、このレンズユニット1の防水性が高まる。
(4)鍔部11Aの外周面と外枠部材12とは、光軸Aに沿った方向における第2の範囲で当接し、かつ段部12Aの内周面と内枠部材11とは非接触とされ、光軸Aに沿った方向において第1の範囲と第2の範囲は重複しない。
(5)鍔部11Aの外周面と外枠部材12とは非接触とされ、かつ段部12Aの内周面と内枠部材11とは光軸Aに沿った方向における第3の範囲で当接し、光軸Aに沿った方向において前記第1の範囲と前記第3の範囲は重複しない。
こうした構成により、内枠部材11と外枠部材12の熱膨張差に起因して発生した力が、鍔部11A、段部12Aと近接した位置にある第2レンズL2に対して及ぶことが抑制される。すなわち、この熱膨張差に起因した影響が最も及びやすい位置にある第2レンズL2に対してもこの影響が及びにくくなり、温度変動に際しての結像特性の劣化が特に少なくなる。
(6)内枠部材11の内面には、径方向の内側に向けて局所的に突出し、かつ光軸Aに沿って延伸するレンズ固定用リブ11Bが、周方向において3つ以上離間して形成され、第2レンズL2は、径方向の外側で3つ以上のレンズ固定用リブ11Bと当接する。
これにより、内枠部材11に対する接触レンズの内枠部材11に対する光軸Aと垂直な方向(径方向)における位置精度を高く保つことが容易となる。また、内枠部材11に対する接触レンズの装着も容易となる。
(7)鍔部11Aの外周面には、径方向の外側に向けて局所的に突出する部材間固定用リブ11Dが、周方向において3つ以上離間して形成され、外枠部材12は、径方向の内側で3つ以上の部材間固定用リブ11Dと当接し、光軸Aからみて、レンズ固定用リブ11Bと第2レンズL2とが当接する領域と、部材間固定用リブ11Dが外枠部材12とが当接する領域とは重複しない。
(8)外枠部材12の内周面には、径方向の内側に向けて局所的に突出する部材間固定用リブ12Cが、周方向において3つ以上離間して形成され、鍔部11Aの外周面は、径方向の外側で3つ以上の部材間固定用リブ12Cと当接し、光軸Aからみて、レンズ固定用リブ11Bと第2レンズL2とが当接する領域と、部材間固定用リブ12Cが内枠部材11とが当接する領域とは重複しない。
こうした構成によっても、内枠部材11と外枠部材12の熱膨張差に起因して発生した力が、第2レンズL2に対して及ぶことが抑制され、温度変動に際しての結像特性の劣化が特に少なくなる。
(9)段部12Aの物体側の面には、局所的に物体側に突出する3つ以上の段部凸部12A2が周方向において3つ以上離間して形成され、鍔部11Aは、像側で3つ以上の段部凸部12A2と当接する。
(10)鍔部11Aの物体側の面には、局所的に物体側に突出する3つ以上の鍔部凸部11A2が周方向において3つ以上離間して形成され、第1レンズL1は、像側で3つ以上の鍔部凸部11A2と当接する。
こうした構成によって、鍔部11A(内枠部材11)と段部12A(外枠部材12)との間の位置関係、あるいは第1レンズL1と鍔部11A(内枠部材11)との間の位置関係を精密に定めることが特に容易となる。
(11)内枠部材11における鍔部11Aよりも像側の外周面は、像側に向けて外径が小さくなるような傾斜面とされている。
これにより、内枠部材11を成形後に金型から分離することが容易となるため、その製造が特に容易となる。
なお、上記の例以外でも、上記のような内枠部材、外枠部材、第1レンズ、第2レンズ等を含むレンズユニットを構成することが可能である。この際、接触レンズや非接触レンズの数は任意である。
本発明を、実施形態及びその変形例をもとに説明したが、この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
1 レンズユニット
10 鏡筒
11 内枠部材
11A 鍔部
11A1 鍔部上面
11A2 鍔部上面凸部(鍔部凸部)
11B レンズ固定用リブ
11C 接合レンズ載置面
11D、12C 部材間固定用リブ
12 外枠部材
12A 段部
12A1 段部上面
12A2 段部上面凸部(段部凸部)
12B 第1レンズ係止部
20 Oリング
30 弾性部材
51 レンズホルダ
60 絞り
61 遮光板
100 撮像素子
A 光軸
Im 像(側)
L1 第1レンズ
L1A 第1レンズ第1下面(第1レンズ被支持面)
L1B 第1レンズ第2下面(Oリング支持面)
L1C 第1レンズ外周面
L2 第2レンズ
L2A 第2レンズ第1上面
L2B、L3A、L3B、L4A、L4B、L50A 段差部(係合構造)
L2C 第2レンズ外周面
L3 第3レンズ
L3C 第3レンズ外周面
L4 第4レンズ
L4C 第4レンズ外周面
L5 第5レンズ
L6 第6レンズ
L6A 接合レンズ上面
L6B 接合レンズ下面
L6C 第6レンズ外周面
L7 第7レンズ
L50 第5レンズ体
L50B 突出部
L50C 第5レンズ体外周面
L60 接合レンズ(像側レンズ)
Ob 物体(側)
R1 第1表面
R2 第2表面
V 空隙

Claims (11)

  1. 物体側から像側にかけて光軸に沿って、最も物体側となる第1レンズ、当該第1レンズと像側で隣接する第2レンズを含む複数のレンズが積層されて鏡筒に対して固定されるレンズユニットであって、
    前記鏡筒は、少なくとも複数の前記レンズを収容し非晶性プラスチックで構成された内枠部材と、当該内枠部材を前記光軸からみた径方向の外側で囲む結晶性プラスチックで構成された外枠部材と、を具備し、
    前記内枠部材に収容された前記レンズの中には非晶性プラスチックで構成された前記レンズが含まれ、
    前記内枠部材は、前記径方向の外側に向けて突出する鍔部が前記物体側において設けられ、
    前記外枠部材には、前記径方向の内側に向けて突出する段部が設けられ、
    前記鏡筒は、前記鍔部が前記段部の前記物体側で前記段部に係止され、かつ前記段部よりも前記像側において、前記内枠部材の外周面と前記外枠部材の内周面との間に空隙が形成されるように、前記内枠部材と前記外枠部材とが組み合わされて構成されたことを特徴とするレンズユニット。
  2. 前記第1レンズは、前記像側において前記鍔部で係止され、かつ前記径方向の外側で前記鍔部よりも前記物体側における前記外枠部材の内周面で係止されることによって、前記鏡筒に固定され、
    前記第2レンズは、前記光軸に沿った方向における第1の範囲において、前記径方向の外側で前記内枠部材に係止されることによって、前記内枠部材に固定されたことを特徴とする請求項1に記載のレンズユニット。
  3. 前記第1レンズにおける前記鍔部と当接する第1レンズ被支持面よりも前記径方向の外側には、前記第1レンズ被支持面よりも前記物体側に位置するOリング支持面が環状に形成され、
    弾性体で構成されたOリングが、前記Oリング支持面と前記鍔部との間において、前記外枠部材及び前記Oリング支持面と当接するように設けられたことを特徴とする請求項2に記載のレンズユニット。
  4. 前記鍔部の外周面と前記外枠部材とは、前記光軸に沿った方向における第2の範囲で当接し、かつ前記段部の内周面と前記内枠部材とは非接触とされ、
    前記光軸に沿った方向において前記第1の範囲と前記第2の範囲は重複しないことを特徴とする請求項3に記載のレンズユニット。
  5. 前記鍔部の外周面と前記外枠部材とは非接触とされ、かつ前記段部の内周面と前記内枠部材とは前記光軸に沿った方向における第3の範囲で当接し、
    前記光軸に沿った方向において前記第1の範囲と前記第3の範囲は重複しないことを特徴とする請求項2に記載のレンズユニット。
  6. 前記内枠部材の内面には、前記径方向の内側に向けて局所的に突出し、かつ前記光軸に沿って延伸するレンズ固定用リブが、周方向において3つ以上離間して形成され、前記第2レンズは、前記径方向の外側で3つ以上の前記レンズ固定用リブと当接することを特徴とする請求項2から請求項5までのいずれか1項に記載のレンズユニット。
  7. 前記鍔部の外周面には、前記径方向の外側に向けて局所的に突出する部材間固定用リブが、周方向において3つ以上離間して形成され、前記外枠部材は、前記径方向の内側で3つ以上の前記部材間固定用リブと当接し、
    前記光軸からみて、前記レンズ固定用リブと前記第2レンズとが当接する領域と、前記部材間固定用リブが前記外枠部材とが当接する領域とは重複しないことを特徴とする請求項6に記載のレンズユニット。
  8. 前記外枠部材の内周面には、前記径方向の内側に向けて局所的に突出する部材間固定用リブが、周方向において3つ以上離間して形成され、前記鍔部の外周面は、前記径方向の外側で3つ以上の前記部材間固定用リブと当接し、
    前記光軸からみて、前記レンズ固定用リブと前記第2レンズとが当接する領域と、前記部材間固定用リブが前記内枠部材とが当接する領域とは重複しないことを特徴とする請求項6に記載のレンズユニット。
  9. 前記段部の前記物体側の面には、局所的に前記物体側に突出する3つ以上の段部凸部が周方向において3つ以上離間して形成され、
    前記鍔部は、前記像側で3つ以上の前記段部凸部と当接することを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれか1項に記載のレンズユニット。
  10. 前記鍔部の前記物体側の面には、局所的に前記物体側に突出する3つ以上の鍔部凸部が周方向において3つ以上離間して形成され、
    前記第1レンズは、前記像側で3つ以上の前記鍔部凸部と当接することを特徴とする請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載のレンズユニット。
  11. 前記内枠部材における前記鍔部よりも前記像側の外周面は、前記像側に向けて外径が小さくなるような傾斜面とされたことを特徴とする請求項1から請求項10までのいずれか1項に記載のレンズユニット。
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