JP2021033006A - Lens unit and imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、レンズユニットおよび撮像装置に関する。 The present disclosure relates to a lens unit and an imaging device.
従来、複数のレンズを保持するレンズユニットと、固体撮像素子を含む様々な電子部品が内蔵された電子部品ユニットとを備えた撮像装置が知られている。固体撮像素子としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサ、またはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等が用いられる。 Conventionally, an image pickup apparatus including a lens unit that holds a plurality of lenses and an electronic component unit that incorporates various electronic components including a solid-state image sensor is known. As the solid-state image sensor, for example, a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensor, or the like is used.
このような撮像装置では、赤外線光(Infrared Ray:IR)を原因とする画像の色再現性の劣化を防ぐために、赤外線光が固体撮像素子に入射する前に赤外線光を除去することが知られている。 It is known that such an image pickup device removes infrared light before it enters the solid-state image sensor in order to prevent deterioration of image color reproducibility caused by infrared light (Infrared Ray: IR). ing.
赤外線光を除去する手段としては、例えば、IRカットガラスが知られている。IRカットガラスは、100%弱の赤外線光を除去する。よって、数%の赤外線光はIRカットガラスを透過する。 As a means for removing infrared light, for example, IR cut glass is known. IR cut glass removes a little less than 100% infrared light. Therefore, a few percent of infrared light passes through the IR cut glass.
IRカットガラスは、レンズユニットの構成要素である鏡筒に設けられる。鏡筒の後端側には、電子部品ユニットが設けられる。 The IR cut glass is provided on the lens barrel, which is a component of the lens unit. An electronic component unit is provided on the rear end side of the lens barrel.
例えば、IRカットガラスを鏡筒の最後端に設置した場合、IRカットガラスは、電子部品ユニットの固体撮像素子に近い位置に存在することになる。この場合、固体撮像素子とIRカットガラスとの間には光を曲げるレンズ効果が存在しないため、固体撮像素子とIRカットガラスとの間で面間反射が起こる。 For example, when the IR cut glass is installed at the rearmost end of the lens barrel, the IR cut glass exists at a position close to the solid-state image sensor of the electronic component unit. In this case, since there is no lens effect that bends light between the solid-state image sensor and the IR-cut glass, interplane reflection occurs between the solid-state image sensor and the IR-cut glass.
特に、強い光源(例えば、太陽、ヘッドライト、または街灯等)の周辺が撮影された場合、固体撮像素子には強い光が入射する。その入射光は、固体撮像素子で反射した後、レンズによって反射し、固体撮像素子に戻る。このようにして固体撮像素子に戻った光は、光源像よりも大きく、かつ、輝度が強い像が光源像の周りに生じるブルーミングという現象を引き起こす。 In particular, when the periphery of a strong light source (for example, the sun, headlights, street lights, etc.) is photographed, strong light is incident on the solid-state image sensor. The incident light is reflected by the solid-state image sensor, then reflected by the lens, and returns to the solid-state image sensor. The light returned to the solid-state image sensor in this way causes a phenomenon called blooming in which an image larger than the light source image and having high brightness is generated around the light source image.
例えば、撮像装置が車両に搭載され、車両の後方を撮影するカメラである場合、レンズユニットは後続車のヘッドライトに常に晒されることから、ブルーミングの発生の抑制は重要な課題となっている。 For example, in the case of a camera mounted on a vehicle and photographing the rear of the vehicle, the lens unit is always exposed to the headlights of the following vehicle, so that suppression of the occurrence of blooming is an important issue.
そこで、ブルーミングの発生を抑制するために、例えば、鏡筒の最後端よりも被写体側に設置されたレンズに反射型IRカットコートを蒸着することが考えられる。 Therefore, in order to suppress the occurrence of blooming, for example, it is conceivable to deposit a reflective IR cut coat on a lens installed closer to the subject than the rearmost end of the lens barrel.
しかし、反射型IRカットコートをプラスチックレンズに蒸着させた場合、基材であるプラスチックの線膨張係数と、反射率を制御する蒸着材料の線膨張係数とが異なることから、蒸着面にマイクロクラックが生じてしまう。そのため、反射型IRカットコートを蒸着するレンズは、ガラスレンズに限定する必要があるが、ガラスレンズを用いる場合では、プラスチックレンズを用いる場合に比べて、コストが増加する。 However, when the reflective IR cut coat is vapor-deposited on a plastic lens, the linear expansion coefficient of the plastic base material and the linear expansion coefficient of the vapor-deposited material that controls the reflectance are different, so that microcracks occur on the vapor-deposited surface. It will occur. Therefore, the lens on which the reflective IR cut coat is vapor-deposited needs to be limited to a glass lens, but when a glass lens is used, the cost increases as compared with the case where a plastic lens is used.
また、ガラスレンズは曲率をもっているため、反射型IRカットコートの面形状によっては、その反射光が逆に集光する反射光となることにより、固体撮像素子において強いゴースト光が発生してしまうことがある。よって、レンズユニット内のガラスレンズに反射型IRカットコートを蒸着させることは、好ましくない。 Further, since the glass lens has a curvature, depending on the surface shape of the reflective IR cut coat, the reflected light becomes reflected light that is conversely focused, so that strong ghost light is generated in the solid-state image sensor. There is. Therefore, it is not preferable to deposit a reflective IR cut coat on the glass lens in the lens unit.
以上のことから、鏡筒の最後端にIRカットガラスを設置した上で、ブルーミングをできるだけ発生させないことが重要となる。 From the above, it is important to install IR cut glass at the rearmost end of the lens barrel and prevent blooming as much as possible.
そこで、赤外線光を吸収可能なガラスを採用した吸収型IRカットガラスを用いることが考えられる。この吸収型IRカットガラスは、反射型IRカットガラスに比べてブルーミングの発生を抑制できる。 Therefore, it is conceivable to use an absorption type IR cut glass which uses a glass capable of absorbing infrared light. This absorption type IR cut glass can suppress the occurrence of blooming as compared with the reflection type IR cut glass.
しかし、吸収型IRカットガラスは、反射型IRカットガラスに比べて、非常に高価であり、コストが増加する。 However, the absorption type IR cut glass is much more expensive than the reflective IR cut glass, and the cost increases.
そこで、鏡筒の最後端に吸収型IRカットガラスを設けた場合のレンズユニット全体におけるコストアップを低減するために、鏡筒の部材を高価な金属から安価な樹脂に変更することが考えられる。以下、樹脂により構成された鏡筒を「樹脂鏡筒」という。 Therefore, in order to reduce the cost increase in the entire lens unit when the absorption type IR cut glass is provided at the rearmost end of the lens barrel, it is conceivable to change the member of the lens barrel from an expensive metal to an inexpensive resin. Hereinafter, the lens barrel made of resin is referred to as a "resin lens barrel".
上述したとおり、鏡筒の後端側には、固体撮像素子を含む様々な電子部品が内蔵された電子部品ユニットが設けられる。そして、電子部品の消費電力は、昨今の高画質化や高フレームレート化に伴い、増加傾向にある。よって、電子部品の発熱量も増大傾向にある。これにより、電子部品ユニット内は、高温状態となる。 As described above, an electronic component unit containing various electronic components including a solid-state image sensor is provided on the rear end side of the lens barrel. The power consumption of electronic components is increasing with the recent increase in image quality and frame rate. Therefore, the amount of heat generated by electronic components tends to increase. As a result, the inside of the electronic component unit becomes a high temperature state.
また、高湿の環境下(例えば、雨天時)では、高湿の外気の流入により、電子部品ユニット内は、高湿の状態となる。高湿の外気は、例えば、電子部品ユニットに備えられた、透湿性材料(例えば、樹脂)で構成された部品(例えば、外部装置と接続されるコネクタ等)から電子部品ユニット内へ流入する。 Further, in a high humidity environment (for example, in rainy weather), the inside of the electronic component unit becomes in a high humidity state due to the inflow of high humidity outside air. The high-humidity outside air flows into the electronic component unit from, for example, a component (for example, a connector connected to an external device) made of a moisture-permeable material (for example, resin) provided in the electronic component unit.
よって、電子部品ユニット内には、高温かつ高湿の空気が存在する場合がある。 Therefore, high temperature and high humidity air may be present in the electronic component unit.
この高温かつ高湿な空気は、樹脂鏡筒が透湿性を備えた樹脂で構成されているので、電子部品ユニットから樹脂鏡筒を介してレンズユニット内に流入する。なお、樹脂鏡筒の最後端に設けられた吸収型IRカットガラスと、樹脂鏡筒との接触部分を接着剤等で封止したとしても、この空気の流入を防ぐことは難しい。 Since the resin lens barrel is made of a moisture-permeable resin, this high-temperature and high-humidity air flows into the lens unit from the electronic component unit via the resin lens barrel. Even if the contact portion between the absorbent IR cut glass provided at the rearmost end of the resin lens barrel and the resin lens barrel is sealed with an adhesive or the like, it is difficult to prevent the inflow of air.
このとき、樹脂鏡筒内には、発熱する電子部品が備えられていないため、樹脂鏡筒内の温度は、電子部品ユニット内の温度に比べて低い。例えば、樹脂鏡筒が外気に晒されている場合、樹脂鏡筒内の温度は、外気温と同等の温度となる。よって、電子部品ユニット内とレンズユニット内との間における温度差が大きいため、レンズユニット内へ流入した高温かつ高湿な空気が冷やされると、最も被写体側のレンズの表面に結露が発生し、レンズ表面が曇ってしまう。 At this time, since the resin lens barrel is not provided with an electronic component that generates heat, the temperature inside the resin lens barrel is lower than the temperature inside the electronic component unit. For example, when the resin lens barrel is exposed to the outside air, the temperature inside the resin lens barrel becomes the same as the outside air temperature. Therefore, since the temperature difference between the inside of the electronic component unit and the inside of the lens unit is large, when the high temperature and high humidity air flowing into the lens unit is cooled, dew condensation occurs on the surface of the lens on the most subject side. The lens surface becomes cloudy.
この結露を防止する手段として、例えば、特許文献1、2には、最も被写体側のレンズとそれに隣接するレンズとの間に防曇用部材を設けたレンズユニットが開示されている。
As a means for preventing this dew condensation, for example,
しかし、防曇用部材を設置するために新たなコストがかかるという問題がある。 However, there is a problem that a new cost is required to install the anti-fog member.
本開示の一態様の目的は、ブルーミングの低減、レンズにおける結露の防止、およびコストの低減を実現するレンズユニットおよび撮像装置を提供することである。 An object of one aspect of the present disclosure is to provide a lens unit and an image pickup apparatus that realizes reduction of blooming, prevention of dew condensation on a lens, and reduction of cost.
本開示の一態様に係るレンズユニットは、樹脂により構成された鏡筒と、前記鏡筒内に保持された複数のレンズと、前記鏡筒内に保持され、赤外線光を除去するIR(Infrared Ray)カットガラスと、を有し、前記IRカットガラスは、前記複数のレンズのうち最先端に配置された最先端レンズと、前記複数のレンズのうち最後端に配置された最後端レンズとの間に配置され、前記IRカットガラスと前記鏡筒との間に封止剤が設けられている。 The lens unit according to one aspect of the present disclosure includes a lens barrel made of resin, a plurality of lenses held in the lens barrel, and an IR (Infrared Ray) held in the lens barrel to remove infrared light. ) Cut glass, and the IR cut glass is between the state-of-the-art lens arranged at the most advanced end among the plurality of lenses and the end end lens arranged at the end end of the plurality of lenses. A sealant is provided between the IR cut glass and the lens barrel.
本開示の一態様に係る撮像装置は、本開示の一態様に係るレンズユニットと、前記レンズユニットの後端側に設けられ、複数の電子部品を備えた電子部品ユニットと、を有する。 The imaging device according to one aspect of the present disclosure includes a lens unit according to one aspect of the present disclosure and an electronic component unit provided on the rear end side of the lens unit and provided with a plurality of electronic components.
本開示によれば、ブルーミングの低減、レンズにおける結露の防止、およびコストの低減を実現することができる。 According to the present disclosure, it is possible to reduce blooming, prevent dew condensation on the lens, and reduce the cost.
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通する構成要素については同一の符号を付し、それらの説明は適宜省略する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The components common to each figure are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.
(実施の形態1)
本開示の実施の形態1に係る撮像装置100の構成について、図1〜図3を用いて説明する。
(Embodiment 1)
The configuration of the
図1は、撮像装置100の外観を示す斜視図である。図2は、撮像装置100の側断面図である。図3は、レンズユニット1の側断面図である。
FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of the
撮像装置100は、例えば、車両に搭載され、車両の周辺を撮影するカメラである。
The
図1、図2に示すように、撮像装置100は、レンズユニット1および電子部品ユニット2を有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
電子部品ユニット2は、レンズユニット1の後端側に設けられている。例えば、レンズユニット1のレンズ先端部は、車体から露出して設けられ、電子部品ユニット2は、車体の内部に設けられる。
The
図2に示すように、電子部品ユニット2は、筐体20の内部に、固体撮像素子21、固体撮像素子基板22、画像処理回路23、電源回路24、通信回路25、および電源基板26、コネクタ27を有する。これらの電子部品は、互いに電気的に接続されている。なお、図2において、レンズユニット1内の構成要素(図3参照)の図示は省略している。
As shown in FIG. 2, the
固体撮像素子21は、固体撮像素子基板22上に実装されており、レンズユニット1からの光を電気信号に変換する。固体撮像素子21としては、例えば、CCD型イメージセンサ、または、CMOS型イメージセンサを用いることができる。
The solid-
画像処理回路23は、固体撮像素子基板22上に実装されており、固体撮像素子21からの電気信号に対して各種処理を行い、映像信号を生成する。そして、画像処理回路23は、その映像信号を、電源基板26上に実装された通信回路25へ送信する。
The
通信回路25は、画像処理回路23からの映像信号を、所定の通信方式によりコネクタ27から外部装置(図示略)へ送信する。
The
電源回路24は、電源基板26に実装されており、撮像装置100外から得た電力を用いて、固体撮像素子21、画像処理回路23、および通信回路25のそれぞれに給電を行う。これにより、固体撮像素子21、画像処理回路23、および通信回路25は、それぞれ、上述した動作を行うことができる。また、固体撮像素子21、画像処理回路23、電源回路24、および通信回路25は、それぞれ、通電により発熱する。
The
図3に示すように、レンズユニット1は、鏡筒10内に、第1レンズ11、IRカットガラス12、第2レンズ13、第3レンズ14、第4レンズ15、第5レンズ16を有する。
As shown in FIG. 3, the
第1レンズ11は、5枚のレンズのうち最先端に配置されたレンズ(換言すると、最も被写体側に位置するレンズ)である。第1レンズは、5枚のレンズのうち固体撮像素子21から最も遠い位置にある。第1レンズ11は、「最先端レンズ」の一例に相当する。
The
第2レンズ13は、第1レンズから数えて2番目に配置されたレンズである。第2レンズ13は、「2番目レンズ」の一例に相当する。第3レンズ14は、第1レンズから数えて3番目に配置されたレンズである。第4レンズ15は、第1レンズから数えて4番目に配置されたレンズである。
The
第5レンズ16は、5枚のレンズのうち最後端に配置されたレンズである。第5レンズ16は、5枚のレンズのうち固体撮像素子21に最も近い位置にある。第5レンズ16は、「最後端レンズ」の一例に相当する。
The
鏡筒10は、例えば概略円筒形状の部材である。鏡筒10は、その内周面において、第1レンズ11、IRカットガラス12、第2レンズ13、第3レンズ14、第4レンズ15、第5レンズ16を保持している。また、鏡筒10は、透湿性を備えた樹脂により構成されている樹脂鏡筒である。また、鏡筒10には、電子部品ユニット2と接着される接着部10aが設けられている。
The
第1レンズ11と鏡筒10との間には、封止材17が設けられている。封止材17は、例えばOリングである。
A sealing
IRカットガラス12は、赤外線光を除去する機能を有する。IRカットガラス12としては、反射型IRカットガラスまたは吸収型IRカットガラスのいずれかを用いることができる。または、吸収型IRカットガラスに反射型IRカットコートを付加したガラスを用いても構わない。
The
IRカットガラス12と第1レンズ11との間、および、IRカットガラス12と第2レンズ13および鏡筒10との間には、封止剤18が設けられている。封止剤18としては、例えば接着剤等の樹脂、より好適には紫外線硬化樹脂等が用いられる。封止剤18およびIRカットガラス12により封止構造(断熱構造と言ってもよい)が形成されるため、第2レンズ13側から第1レンズ11側への流体(例えば、高温かつ高湿の空気)の流入を遮断することができる。
A sealing
以上、実施の形態1に係る撮像装置100の構成について説明した。
The configuration of the
(実施の形態2)
実施の形態1では、レンズユニット1において、封止剤18がIRカットガラス12と第1レンズ11および第2レンズ13それぞれとの間に設けられる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the case where the sealing
例えば、図4に示すように、封止剤18は、IRカットガラス12と鏡筒10との間に設けられてもよい。これにより、封止剤18およびIRカットガラス12による封止構造が形成されるため、第2レンズ13側から第1レンズ11側への流体(例えば、高温かつ高湿の空気)の流入を遮断することができる。
For example, as shown in FIG. 4, the sealing
(実施の形態3)
実施の形態1、2では、レンズユニット1において、IRカットガラス12が第1レンズ11と第2レンズ13との間に設けられる場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。
(Embodiment 3)
In the first and second embodiments, the case where the
例えば、図5に示すように、IRカットガラス12は、第3レンズ14と第4レンズ15との間に設けられてもよい。
For example, as shown in FIG. 5, the
また、この場合、封止剤18は、IRカットガラス12と鏡筒10との間に設けられてもよい。これにより、封止剤18およびIRカットガラス12による封止構造が形成されるため、第4レンズ15側から第3レンズ14側への流体(例えば、高温かつ高湿の空気)の流入を遮断することができる。
Further, in this case, the sealing
以上説明した本実施の形態1〜3によれば、以下の作用効果を奏する。 According to the first to third embodiments described above, the following effects are obtained.
本実施の形態の撮像装置100では、鏡筒10として、樹脂で構成された樹脂鏡筒を用いることを特徴とする。よって、IRカットガラス12として比較的高価な吸収型IRカットガラスを用いた場合でも、レンズユニット1全体におけるコストアップを低減するたことができる。
The
また、本実施の形態の撮像装置100では、IRカットガラス12および封止剤18による封止構造を備えることを特徴とする。これにより、電子部品ユニット2からの高温かつ高湿の空気が第1レンズ11へ流入すること防ぐことができる。よって、第1レンズ11における結露を防止できる。その結果、第1レンズ11の曇りを防止できる。
Further, the
また、本実施の形態の撮像装置100では、IRカットガラス12を設けることを特徴とする。これにより、第1レンズ11から入射した光線のうち、固体撮像素子21へ入射する赤外線を大幅に減衰させることができる。その結果、画像の色再現性の劣化を防ぐことができる。
Further, the
また、本実施の形態の撮像装置100では、IRカットガラス12を鏡筒10の最後端よりも被写体側に設けることを特徴とする。これにより、IRカットガラス12を固体撮像素子21から遠ざけることができ、ブルーミングを低減することができる。
Further, the
例えば、IRカットガラス12として吸収型IRカットガラスまたは反射型IRカットガラスのどちらを用いた場合でも、固体撮像素子21の面で反射した光は、吸収型IRカットガラスへと戻り、その面上にて反射する。この反射光は、鏡筒10内の各レンズを通ることにより、固体撮像素子21上で拡散する。これにより、固体撮像素子21における単位面積当たりの照射量を、鏡筒10の最後端にIRカットガラス12を設けた場合に比べて、低減することができる。したがって、本開示の実施の撮像装置100では、固体撮像素子の面とIRカットガラス12との間の面間反射によって生じるブルーミングを低減することができる。
For example, regardless of whether the absorption type IR cut glass or the reflection type IR cut glass is used as the
また、本実施の形態の撮像装置100では、鏡筒10の最後端よりも被写体側にIRカットガラス12を設けることを特徴とする。よって、鏡筒10の長さを短くすることができる。
Further, the
なお、本開示は、上記実施の形態の説明に限定されず、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の変形が可能である。 The present disclosure is not limited to the description of the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present embodiment.
本開示のレンズユニットおよび撮像装置は、車両に搭載されるカメラに有用である。 The lens unit and imaging device of the present disclosure are useful for a camera mounted on a vehicle.
1 レンズユニット
2 電子部品ユニット
10 鏡筒
10a 接着部
11 第1レンズ
12 IRカットガラス
13 第2レンズ
14 第3レンズ
15 第4レンズ
16 第5レンズ
17 封止材
18 封止剤
20 筐体
21 固体撮像素子
22 固体撮像素子基板
23 画像処理回路
24 電源回路
25 通信回路
26 電源基板
27 コネクタ
100 撮像装置
1
Claims (8)
前記鏡筒内に保持された複数のレンズと、
前記鏡筒内に保持され、赤外線光を除去するIR(Infrared Ray)カットガラスと、を有し、
前記IRカットガラスは、
前記複数のレンズのうち最先端に配置された最先端レンズと、前記複数のレンズのうち最後端に配置された最後端レンズとの間に配置され、
前記IRカットガラスと前記鏡筒との間に封止剤が設けられている、
レンズユニット。 A lens barrel made of resin and
A plurality of lenses held in the lens barrel and
It has an IR (Infrared Ray) cut glass that is held in the lens barrel and removes infrared light.
The IR cut glass is
It is arranged between the state-of-the-art lens arranged at the most advanced end among the plurality of lenses and the end end lens arranged at the end end of the plurality of lenses.
A sealant is provided between the IR cut glass and the lens barrel.
Lens unit.
前記最先端レンズと、前記最先端レンズから数えて2番目に配置された2番目レンズとの間に配置された、
請求項1に記載のレンズユニット。 The IR cut glass is
It is arranged between the state-of-the-art lens and the second lens arranged second from the state-of-the-art lens.
The lens unit according to claim 1.
請求項2に記載のレンズユニット。 A sealant is provided between the IR cut glass and each of the state-of-the-art lens and the second lens.
The lens unit according to claim 2.
吸収型IRカットガラスまたは反射型IRカットガラスのいずれかである、
請求項1から3のいずれか1項に記載のレンズユニット。 The IR cut glass is
Either absorbent IR cut glass or reflective IR cut glass,
The lens unit according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から4のいずれか1項に記載のレンズユニット。 The sealant is an ultraviolet curable resin.
The lens unit according to any one of claims 1 to 4.
前記レンズユニットの後端側に設けられ、複数の電子部品を備えた電子部品ユニットと、を有する、
撮像装置。 The lens unit according to any one of claims 1 to 5.
An electronic component unit provided on the rear end side of the lens unit and provided with a plurality of electronic components.
Imaging device.
前記レンズユニットからの光を電気信号に変換する固体撮像素子と、
前記固体撮像素子からの電気信号に基づいて映像信号を生成する画像処理回路と、
前記画像処理回路からの映像信号を外部装置へ送信する通信回路と、
前記固体撮像素子、前記画像処理回路、前記通信回路に対して給電を行う電源回路と、を含む、
請求項6に記載の撮像装置。 The plurality of electronic components
A solid-state image sensor that converts light from the lens unit into an electrical signal,
An image processing circuit that generates a video signal based on an electrical signal from the solid-state image sensor,
A communication circuit that transmits a video signal from the image processing circuit to an external device,
A solid-state image sensor, an image processing circuit, and a power supply circuit that supplies power to the communication circuit.
The imaging device according to claim 6.
前記車両の周辺の撮影に用いられる、
請求項6または7に記載の撮像装置。 Mounted on the vehicle,
Used for photographing the surroundings of the vehicle,
The imaging device according to claim 6 or 7.
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