JP2021101215A - レンズユニットおよびカメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】最も物体側に位置するレンズとこれに隣接するレンズとの間のレンズ間空間内への水蒸気の侵入を抑制してレンズ表面結露を防止できる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】レンズユニット１１は、複数のレンズ１３−１７が光軸Ｏに沿って並べられて成るレンズ群Ｌと、レンズ群を収容保持するための内側収容空間Ｓを有する筒状の鏡筒１２とを有する。レンズ群は、最も物体側に位置する第１レンズ１３と、この第１レンズとその像側で隣接する第２レンズ１４とを有し、光軸方向で互いに対向する第１レンズおよび第２レンズの対向面１３ａ，１４ａどうしは、第１レンズと第２レンズとの間のレンズ間空間Ｓ１内が外部に対して密閉されるように接着媒体層によって接着される。第１接着媒体層と第２接着媒体層との間に薄板状介在物が介在されている。【選択図】図１

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、特に車載カメラ用のレンズユニットでは、少なくとも一部が車外に設置される場合、防水および防塵のため、図７に示すように、鏡筒１０２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、レンズ群Ｌの最も物体側に位置する第１レンズ１００と鏡筒１０２との間にＯリング１０４が介挿され、鏡筒１０２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、例えば、第１レンズ１００の外周側面１００ａに、該レンズ１００の像側部分で径が小さくなった段差状の縮径部１００ｂが設けられ、この縮径部１００ｂにＯリング１０４が装着されて、第１レンズ１００の外周側面１００ａと鏡筒１０２の内周面１０２ａとの間でＯリング１０４が径方向で圧縮されることにより、鏡筒１０２の物体側端部が封止された状態となっている。

さらに、鏡筒１０２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７において上端部）のカシメ部１２３が径方向内側にカシメられることにより、第１レンズ１００をこのカシメ部１２３で鏡筒１０２の物体側端部に固定している。

特開２０１３−２３１９９３号公報

ところで、上述したようにＯリング１０４によって防水対策を行なっても、湿気（水蒸気）は様々な経路を通じてレンズユニット内に侵入し得る。そのため、外気温とレンズユニット内の温度との間の差が大きくなると、レンズユニット内の水蒸気が凝縮してレンズ表面に結露が生じる。特に、外部との温度差の影響が最も大きい第１レンズ１００とこれに隣接する第２レンズ１０１との間のレンズ間空間Ｓ１内で、とりわけ第１レンズ１００の裏面１００ｃに結露が生じ易い。

外気温とレンズユニット内の温度との間の差が大きくなる要因としては、外気が冷たい冬期にレンズユニット内の温度が上昇すること、例えばレンズユニットを通じて集光される光を受光して電気信号に変換するための常時通電されたイメージセンサ（撮像素子）から伝わる熱によりレンズユニット内の温度が上昇すること、あるいは、前記イメージセンサや周囲環境（例えば車両のエンジン）からの熱によりレンズユニット内の温度が高い状態で第１レンズ１００の表面１００ｄが雨に晒されたり路面上の水溜りの水しぶきを受けるなどして第１レンズ１００が冷却されることなどが挙げられる。

また、レンズユニット内への水蒸気の侵入を許容する経路としては、例えば、鏡筒１０２のカシメ部１２３と第１レンズ１００との間の隙間からＯリング１０４の周囲の一部並びに第１レンズ１００と鏡筒１０２および／または第２レンズ１０１との間の隙間を通じてレンズ間空間Ｓ１等へと至る経路、あるいは、鏡筒１０２やレンズを形成する透湿性の樹脂などを挙げることができる。

いずれにしても、このような経路を通じて水蒸気がレンズユニット内に侵入し、上述したような要因により外気とレンズユニット内との間で温度差が生じると、レンズ間空間Ｓ１内で、とりわけ第１レンズ１００の裏面１００ｃに結露が起こり、撮像画像がぼやけて、所望の解像度が得られなくなる（視認性が悪化する）。したがって、レンズユニットの気密性を更に一層確保して、レンズ間空間Ｓ１内への水蒸気の侵入を抑制することが求められる。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、最も物体側に位置するレンズとこれに隣接するレンズとの間のレンズ間空間内への水蒸気の侵入を抑制してレンズ表面結露を防止できる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、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、該レンズ群を収容保持するための内側収容空間を有する筒状の鏡筒とを有するレンズユニットにおいて、
前記レンズ群は、最も物体側に位置する第１レンズと、この第１レンズとその像側で隣接する第２レンズとを有し、光軸方向で互いに対向する前記第１レンズおよび前記第２レンズの対向面どうしは、前記第１レンズと前記第２レンズとの間のレンズ間空間内が外部に対して密閉されるように接着媒体層によって接着され、
前記接着媒体層は前記第１レンズ側に位置する第１接着媒体層と、前記第２レンズ側に位置する第２接着媒体層とを有し、
前記第１接着媒体層と第２接着媒体層との間に薄板状介在物が介在されていることを特徴とする。

本発明においては、レンズユニット内への水蒸気の侵入を許容する経路となり得る第１レンズおよび第２レンズの対向面間が、第１レンズと第２レンズとの間のレンズ間空間内が外部に対して密閉されるように接着媒体層によって接着されるため、高湿環境下であっても、最も結露が生じ易いレンズ間空間内への水蒸気の侵入を、ひいては更に像側へのレンズユニット内への水蒸気の侵入も抑えて（気密性を向上させて）、レンズ間空間内の水蒸気量を低下させ、レンズ表面結露、とりわけ、第１レンズの像側の表面（裏面）に結露が生じることを抑制できる。すなわち、このようなレンズどうしの接着形態によれば、信頼性の高い密閉状態をレンズ間空間で確保できる。

特に、光軸方向で互いに対向する第１レンズおよび第２レンズの対向面どうしが接着媒体層によって接着されるが、接着媒体層を形成する接着媒体は、本発明において、レンズどうしの線膨張係数差に伴う温度変化時のレンズの膨張収縮量の違いに起因するレンズどうしの径方向の相対変位に追従できる「径方向追従性」（温度変化に伴うレンズの膨張（収縮）後にレンズ接着界面に加わる径方向の応力に十分に耐え得る柔軟性）、および／または、高温環境下におけるレンズ間空間の内圧上昇に伴うレンズどうしの光軸方向での離間に起因してレンズ間の接着界面が剥離しないようにする良好な「密着性」（レンズの対向面に対する接着媒体の密着性）、あるいは、光軸方向でのレンズ間の離間変位に追従できる「光軸方向追従性」を有するのが好ましい。

また、接着媒体層は第１レンズ側に位置する第１接着媒体層と、第２レンズ側に位置する第２接着媒体層とを有し、第１接着媒体層と第２接着媒体層との間に薄板状介在物が介在されているので、第１接着媒体層を形成する接着媒体と第２接着媒体層を形成する接着媒体とを異なる種類とすることができる。このため、例えば、第１レンズがガラスレンズ、第２レンズが樹脂レンズである場合に、ガラスレンズ（第１レンズ）と薄板状介在物とを強固に接着できる接着媒体および樹脂レンズ（第２レンズ）と薄板状介在物とを強固に接着できる接着媒体を容易に選択できる。
また、第１接着媒体層の層厚および第２接着媒体層の層厚を容易に設定できるので、上述した「径方向追従性」を容易に設定できるとともに、高めることができる。

なお、接着媒体層を形成する接着媒体としては、例えば、アクリル系、エポキシ系の接着剤、粘着性を有する（例えばゲル状の）弾性材料などを挙げることができ、また、このような接着媒体は、レンズの有効径の外側（光線が通らない光学面外部位）に設けられる。また、これらの接着媒体は併用や混合などの形態で使用しても良い。
また、上記構成において、第１レンズと鏡筒との間をシールするシール部材が設けられることが好ましい。そのようなシール部材は、レンズユニット内への水蒸気の侵入を許容する経路中でシール性能（防水性能）を確保し、第１および第２レンズどうしの間のレンズ間空間の密閉状態の形成に寄与し得る。
また、接着媒体層を形成する接着媒体の吸水率は、５．０ｗｔ％（ＪＩＳ Ｋ６９１１（煮沸１時間））以下であることが好ましい。このように接着媒体の吸水率を低く設定すれば、レンズ間空間内への水蒸気の浸入を効果的に抑えることができる。

また、上記構成において、鏡筒は、径方向内側にカシメられることにより内側収容空間内に組み込まれるレンズ群の第１レンズを光軸方向で固定するためのカシメ部を有することが好ましい。
そのようなカシメ部は、第１レンズを第２レンズに対して押し付ける光軸方向の力を生起するため、第１および第２レンズどうしの接着界面の密着性、特に上述した接着媒体に求められる密着性に寄与し得る。
なお、カシメに限らず、別部材である固定キャップを使用し、固定キャップをねじ込むことでレンズを固定する構造としてもよい。キャップを使用する場合には、レンズに光軸方向の圧縮荷重が生じるようにキャップねじ込み荷重を高くすることが望ましく、これにより、前記レンズどうしの接着界面の密着性を向上させることができる。

また、上述した接着媒体に求められる「径方向追従性」は、接着媒体の硬度をショア硬度でＡ１０〜Ａ１００（ショアＡ硬度１０〜１００）の範囲内またはショア硬度でＤ１０〜Ｄ９０（ショアＤ硬度１０〜９０）の範囲内に設定することによって実現できる。さらには、Ａ３０〜Ａ９５またはＤ１０〜Ｄ６０の範囲内にすることが望ましい。また、このような「径方向追従性」は、接着媒体の硬度をこのような値の範囲内に設定することに加えまたは代え、接着媒体の厚さ（接着媒体層の層厚）を所定以上に確保することによっても実現し得る。接着媒体の厚さを所定以上に確保する（接着媒体層の径方向に沿う動き代を確保する）ための手段としては、例えば、接着媒体中にフィラーを含ませ、これらのフィラーの最大長さを５〜５００μｍに設定することが挙げられる。接着媒体中におけるフィラーの配向にもよるが、フィラーが接着媒体中で光軸方向側に向けて延在していれば、その延在するフィラーの長さによって接着媒体層の層厚（光軸方向の寸法）が規定され得る。

また、上述した接着媒体に求められる「密着性」または「光軸方向追従性」は、第１および第２レンズの少なくとも一方の対向面の表面粗さを二乗平均粗さＲｑで０．０１μｍ〜２００μｍに設定することによって実現できる。
これは、特に、上述した「径方向追従性」を敢えて考慮しなくて済むガラスによって第１および第２レンズが形成される場合に有益である。ガラスの場合には、高温環境下におけるレンズ間空間の内圧上昇に伴うレンズ間の接着界面の剥離を特に懸念する必要があるからである。

また、上記構成において、前記薄板状介在物は、遮光性有する遮光板、ヒータまたはゴムシートであってもよい。
薄板状介在物が遮光板（例えば、厚さが１ｍｍ以下のＳＵＳ板）である場合、接着媒体層を形成する接着媒体として、透明または透光性を有する比較的接着強度の高い（黒色接着剤より接着強度の高い）ものを使用することができるとともに、遮光性を確実に確保できる。
黒色接着剤としては、例えば接着剤の光透過率が４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長領域で２０％以下であるものが好ましい。接着剤を黒色にしてその光透過率を抑えれば、遮光、ゴースト防止のための墨塗り処理を省くことも可能になる一方、接着強度が低下する虞があるが、上述したように、第１接着媒体層と第２接着媒体層との間に遮光板が介在されているので、黒塗り処理を省いても遮光性等を確保できるともに、所定の接着強度を確保できる。また、黒塗りを行わないことによって、第１レンズの対向面と薄板状介在物の表面との間からの水分の混入を抑制できる。

薄板状介在物がヒータである場合、当該ヒータによって第１レンズおよび第２レンズを加熱することができるので、第１レンズと第２レンズとの間のレンズ間空間内における結露を抑制できる。また、接着媒体層の劣化によって水分が混入した場合でも、ヒータによってこの水分を加熱することによってレンズ表面結露を解消できる。
なお、ヒータとしては、例えば厚さが１〜２ｍｍ程度の平板状のセラミックヒータを使用できる。

薄板状介在物がゴムシートである場合、レンズどうしの線膨張係数差に伴う温度変化時のレンズの膨張収縮量の違いに起因するレンズどうしの径方向の相対変位に追従できる「径方向追従性」がさらに向上する。すなわち、レンズどうし（第１レンズと第２レンズ）の膨張収縮量に差があった場合、この差をゴムシートによって緩和できるので、「径方向追従性」がさらに向上すとともに、接着媒体層の接着面の剥がれを防止できる。

また、上記構成において、第１レンズおよび第２レンズの対向面に、当該対向面に塗布された接着媒体のレンズ間空間内への流れを抑止する抑止部が設けられていてもよい。
この抑止部としては、例えば、対向面の少なくとも一方の一部に、接着媒体を充填するために設けられた凹部であってもよいし、接着媒体のレンズ間空間内への流れを抑止する凸部であってもよい。
このような構成によれば、対向面に塗布された接着媒体のレンズ間空間内への流れを抑止部によって抑止できるとともに、接着媒体の塗布も容易となる。

また、上記構成において、第１接着媒体層を形成する接着媒体と、第２接着媒体層を形成する接着媒体とは異なる種類であってもよい。
このような構成によれば、上述したように例えば、第１レンズがガラスレンズ、第２レンズが樹脂レンズである場合に、ガラスレンズ（第１レンズ）と薄板状介在物とを強固に接着できる接着媒体および樹脂レンズ（第２レンズ）と薄板状介在物とを強固に接着できる接着媒体を容易に選択できるので、第１レンズと第２レンズとをより強固に接着できる。

また、上記構成において、第１レンズおよび第２レンズは、その一方がガラス製であるとともに他方が樹脂製であってもよく、あるいは、第１レンズおよび第２レンズは、いずれも樹脂製であるとともに、互いの線膨張係数の差が４０×１０^−６／Ｋ（ｍ）以上（線膨張係数の異なるレンズどうしの組み合わせ）であってもよい。
上述したように、レンズ対向面どうしの接着が接着媒体を用いて行なわれる場合、その接着媒体は、レンズどうしの線膨張係数差に伴う温度変化時のレンズの膨張収縮量の違いに起因するレンズどうしの径方向の相対変位に追従できる「径方向追従性」を有し得るため、本発明によれば、このように線膨張係数の異なるレンズどうしの組み合わせであっても、信頼性の高い密閉状態をレンズ間空間で確保できる。

また、上記構成では、第１レンズと第２レンズとの間のレンズ間空間内の圧力が常温２０度で大気圧以下であることが好ましい。このように、レンズ間空間内の圧力が大気圧以下であれば、高温環境下であってもレンズ間空間の内圧上昇を生起させないで済むため、内圧上昇に伴うレンズどうしの光軸方向での離間に起因してレンズ間の接着界面が剥離してしまうといった問題を解消できる。なお、レンズ間空間内の圧力が大気圧以下となるようにレンズ対向面どうしを接着する手法としては、例えば、真空雰囲気下でレンズ対向面どうしの接着を行なう、レンズ間空間を吸引脱気しながら接着を行なうことなどを挙げることができる。

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ることを特徴とする。
このような構成によれば、上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、最も物体側に位置する第１レンズとこれに隣接する第２レンズとの間のレンズ間空間内への水蒸気の侵入を抑制してレンズ表面結露を防止できる

本発明の実施形態に係るレンズユニットの概略断面図である。 図１に示すレンズユニットを有するカメラモジュールの概略断面図である。 図１に示すレンズユニットの要部の拡大断面図である。 レンズ対向面どうしの第１例の接着状態を模式的に示す断面図である。 レンズ対向面どうしの第２例の接着状態を模式的に示す断面図である。 レンズ対向面どうしの第３例の接着状態を模式的に示す断面図である。 従来のレンズユニット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形態について説明する。
なお、以下で説明される本実施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、上述した図７を含む全ての図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、本発明の実施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、本実施形態のレンズユニット１１は、例えば樹脂製の円筒状の鏡筒（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（図１において上側）から、第１レンズ１３、第２レンズ１４、第３レンズ１５、第４レンズ１６および第５レンズ１７から成る５つのレンズと、２つの絞り部材２２ａ，２２ｂとを備えている。
２つの絞り部材２２ａ，２２ｂのうちの物体側から１番目の絞り部材２２ａは、第２レンズ１４と第３レンズ１５との間に配置されている。物体側から２番目の絞り部材２２ｂは、第３レンズ１５と第４レンズ１６との間に配置されている。絞り部材２２ａ，２２ｂは透過光量を制限し、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する第１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（例えば、第１レンズ１３が樹脂レンズであっても構わない；第１および第２レンズ１３，１４が樹脂製の場合、第１レンズ１３および第２レンズ１４は、例えば、互いの線膨張係数の差が４０×１０^−６／Ｋ（ｍ）以上であってもよい）。

本実施形態を含む本発明は、第１レンズ１３および第２レンズ１４の対向面１３ａ，１４ａどうしが、第１レンズ１３と第２レンズ１４との間のレンズ間空間Ｓ１内が外部に対して密閉されるように接着媒体層５０によって接着されていることを特徴としており、レンズの数、レンズおよび鏡筒の素材等については用途等に応じて任意に設定できる。
また、本実施形態において、像側に位置する２つの第４および第５レンズ１６，１７は貼り合わせレンズであるが、そうである必要はない。なお、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、本実施形態において、最も物体側に位置する第１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、第１レンズ１３の外周面１３ｄ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１３ｅが設けられ、この縮径部１３ｅにＯリング２６が装着されて、第１レンズ１３の外周面１３ｄと鏡筒１２の内周面１２ａ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。
なお、第１レンズ１３と鏡筒１２との間に介挿されるシール部材は、Ｏリング２６に限定されず、第１レンズ１３と鏡筒１２との間をシールできる環状体であればどのような形態であっても構わない。

鏡筒１２の内側には物体側において円筒状の内壁１２ｂが設けられ、この内壁１２ｂと外壁１２ｃとの間には溝１８が形成されており、溝１８の中には環状体２７が設けられ、この環状体２７にＯリング２６が密接している。内壁１２ｂと外壁１２ｃの間に溝１８を形成している理由は、溝がなく内壁１２ｂと外壁１２ｃとが一体化している場合には壁厚が厚くなるため、樹脂の鏡筒１２を成形・冷却する際に大きくヒケが発生し寸法精度が狂うことを抑制するためである。
環状体２７は比較的柔らかい弾性を有する物質から構成され、例えばテフロン（登録商標）が用いられる。環状体２７はＯリング２６を光軸方向に支持する機能を有している。環状体２７は鏡筒１２とは別部材になっているため、Ｏリング２６の大きさに応じて高さの異なる環状体２７に変更が可能であり、Ｏリング２６が適切な弾性力でシールすることを担保している。

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が径方向内側に熱的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する第１レンズ１３をこのカシメ部２３により鏡筒１２の物体側端部に光軸方向で固定している。この場合、安定したカシメを行なえるように、カシメ部２３が圧接されるガラスレンズ１３の部位は平面状に斜めにカットされた平坦部１３ｂとして形成される。

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２２ａ，２２ｂとが光軸方向で保持固定されている。

鏡筒１２は、その内径が物体側から像面側に向かって段階的に小さくなっている。これに対応して、レンズ１３，１４，１５，１６，１７は、物体側から像面側に向かうにつれて、外径が小さくなっている。基本的に、レンズ１３，１４，１５，１６，１７それぞれの外径と、鏡筒１２の各レンズ１３，１４，１５，１６，１７が支持される部分それぞれの内径とは略等しくなっている。
なお、鏡筒１２の外周面には、鏡筒１２を車載カメラに設置する際に用いられる外側フランジ部２５が鏡筒１２の外周面に鍔状に設けられている。

図２は、図１に示すレンズユニット１１を有する本実施形態のカメラモジュール３００の概略断面図である。図示のように、カメラモジュール３００は、フィルタ１０５が装着されたレンズユニット１１を含んで構成されている。

カメラモジュール３００は、外装部品である上ケース（カメラケース）３０１と、レンズユニット１１を保持するマウント（台座）３０２とを備えている。また、カメラモジュール３００は、シール部材３０３およびパッケージセンサ（撮像素子）３０４を備えている。

上ケース３０１は、レンズユニット１１の物体側の端部を露出させるとともに他の部分を覆う部材である。マウント３０２は、上ケース３０１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３０２ａを有する。シール部材３０３は、上ケース３０１の内面とレンズユニット１１の鏡筒１２の外周面１２ｄとの間に介挿された部材であり、上ケース３０１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３０４は、マウント３０２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３０４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。

以上のような構成を成すレンズユニット１１およびカメラモジュール３００において、図２および図３に示すように、最も物体側に位置する第１レンズ１３およびこの第１レンズ１３とその像側で隣接する第２レンズ１４はそれぞれ、光軸方向で互いに対向する対向面１３ａ，１４ａを有しており、これらの対向面１３ａ，１４ａどうしは、第１レンズ１３と第２レンズ１４との間のレンズ間空間Ｓ１内が外部に対して密閉されるように接着媒体層５０によって接着されている。

また、本実施形態では、接着媒体層５０は、第１レンズ１３側に位置する第１接着媒体層５１と、第２レンズ１４側に位置する第２接着媒体層５２とを有し、第１接着媒体層５１と第２接着媒体層５２との間に薄板状の薄板状介在物５５が介在されている。
第１接着媒体層５１は、第１レンズ１３の対向面１３ａの全域に亙って塗布され、第２接着媒体層５２は第２レンズ１３の対向面１４ａの全域に亙って塗布されている。対向面１３ａおよび対向面１４ａはそれぞれ円環状に形成され、外径は対向面１３ａの方が対向面１４ａより大きく、内径は対向面１３ａと対向面１４ａとでほぼ等しくなっている。したがって、対向面１３ａに塗布されている第１接着媒体層５１は、対向面１４ａに塗布されている第２接着媒体層５２より径方向外側に延出している。また、第１接着媒体層５１と第２接着媒体層５２との層厚は等しくなっているが、これに限ることなく、異なる層厚であってもよい。
また、第１接着媒体層５１と第２接着媒体層５２との間に介在されている薄板状介在物５５は円環状に形成され、内径および外径は対向面１３ａとほぼ等しくなっている。当該薄板状介在物５５の内径縁および外径縁は、対向面１３ａの内径縁および外径縁と径方向の位置がほぼ等しくなっている。
そして、第１接着媒体層５１の上面（光軸方向物体側の表面）は対向面１３ａに密着し、下面（光軸方向像側の表面）は薄板状介在物５５の上面に密着している。また、第２接着媒体層５２の下面（光軸方向像側の表面）は対向面１４ａに密着し、上面（光軸方向物体側の表面）は薄板状介在物５５の下面に密着している。

薄板状介在物５５としては、例えば、遮光性有する遮光板、ヒータまたはゴムシートを使用する。
薄板状介在物５５が遮光板（例えば、厚さが１ｍｍ以下のＳＵＳ板）である場合、接着媒体層５０を形成する接着媒体として、透明または透光性を有する比較的接着強度の高い（黒色接着剤より接着強度の高い）ものを使用することができるとともに、遮光性を確実に確保できる。
黒色接着剤としては、例えば接着剤の光透過率が４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長領域で２０％以下であるものが好ましい。接着剤を黒色にしてその光透過率を抑えれば、遮光、ゴースト防止のための墨塗り処理を省くことも可能になる一方、接着強度が低下する虞があるが、本実施形態では、第１接着媒体層５１と第２接着媒体層５２との間に遮光板が介在されているので、黒塗り処理を省いても遮光性等を確保できるともに、透明または透光性を有する比較的接着強度の高い接着剤を使用できるので、所定の接着強度を確保できる。また、黒塗りを行わないことによって、第１レンズ１３の対向面１３ａと薄板状介在物５５の表面との間からの水分の混入を抑制できる。

薄板状介在物５５がヒータである場合、当該ヒータによって第１レンズ１３および第２レンズ１４を加熱することができるので、第１レンズ１３と第２レンズ１４との間のレンズ間空間Ｓ１内における結露を抑制できる。また、接着媒体層５０の劣化によって水分が混入した場合でも、ヒータによってこの水分を加熱することによってレンズ表面結露を解消できる。
なお、ヒータとしては、例えば厚さが１〜２ｍｍ程度の平板状のセラミックヒータを使用できる。

薄板状介在物５５がゴムシートである場合、第１レンズ１３と第２レンズとの線膨張係数差に伴う温度変化時のレンズの膨張収縮量の違いに起因するレンズどうしの径方向の相対変位に追従できる「径方向追従性」がさらに向上する。すなわち、第１レンズ１３と第２レンズ１４との膨張収縮量に差があった場合、この差をゴムシートによって緩和できるので、「径方向追従性」がさらに向上すとともに、接着媒体層５０の接着面の剥がれを防止できる。なお、ゴムシートの厚さは、５０〜１５０μｍ程度であるのが好ましい。

また、本実施形態では、第１接着媒体層５１を形成する接着媒体と、第２接着媒体層５２を形成する接着媒体とは異なる種類であってもよい。
例えば、第１レンズ１３がガラスレンズ、第２レンズ１４が樹脂レンズである場合に、ガラスレンズ（第１レンズ１３）と薄板状介在物５５とを強固に接着できる接着媒体および樹脂レンズ（第２レンズ１４）と薄板状介在物５５とを強固に接着できる接着媒体を容易に選択できるので、第１レンズ１３と第２レンズ１４とをより強固に接着できる。

ここで、本実施形態で用いられる接着媒体としては、例えば、アクリル系、エポキシ系の接着剤、粘着性を有する（例えばゲル状の）弾性材料などを挙げることができ、また、このような接着媒体は、レンズ１３，１４の有効径の外側（光線が通らない光学面外部位の対向面１３ａ，１４ａ）に設けられる。また、これらの接着媒体は併用や混合などの形態で使用しても良い。

また、本実施形態において、対向面１３ａ，１４ａどうしの薄板状介在物５５を介しての接着に用いられる接着媒体は、レンズ１３，１４どうしの線膨張係数差に伴う温度変化時のレンズの膨張収縮量の違いに起因するレンズ１３，１４どうしの径方向の相対変位に追従できる「径方向追従性」（温度変化に伴うレンズ１３，１４の膨張（収縮）後にレンズ１３，１４の接着界面に加わる径方向の応力に十分に耐え得る柔軟性）、および／または、高温環境下におけるレンズ間空間Ｓ１の内圧上昇に伴うレンズ１３，１４どうしの光軸Ｏ方向での離間に起因してレンズ１３，１４間の接着界面が剥離しないようにする良好な「密着性」（レンズ１３，１４の対向面１３ａ，１４ａに対する接着媒体の密着性）、あるいは、光軸Ｏ方向でのレンズ１３，１４間の離間変位に追従できる「光軸方向追従性」を有している。

接着媒体層５０を形成する接着媒体に求められる「径方向追従性」は、接着媒体の硬度をショア硬度でＡ１０〜Ａ１００（ショアＡ硬度１０〜１００）の範囲内またはショア硬度でＤ１０〜Ｄ９０（ショアＤ硬度１０〜９０）の範囲内に設定することによって実現できる。特に、Ａ３０〜Ａ９５またはＤ１０〜Ｄ６０の範囲内でより好適な結果が得られる。また、このような「径方向追従性」は、接着媒体の硬度をこのような値の範囲内に設定することに加えまたは代え、接着媒体層５０の厚さ（層厚）を所定以上に確保することによっても実現し得る。接着媒体層５０の厚さを所定以上に確保する（接着媒体層５０の径方向に沿う動き代を確保する）ための手段としては、例えば、接着媒体中にフィラーを含ませ、これらのフィラーの最大長さを５〜５００μｍに設定することが挙げられる。接着媒体中におけるフィラーの配向にもよるが、フィラーが接着媒体中で光軸Ｏ方向側に向けて延在していれば、その延在するフィラーの長さによって接着媒体層５０の厚さ（光軸Ｏ方向の寸法）が規定され得る。

また、本実施形態において、第１レンズ１３および第２レンズ１４の対向面１３ａ，１４ａの少なくもいずれか一方に、対向面１３ａ，１４ａに塗布された接着媒体のレンズ間空間Ｓ１内への流れを抑止する抑止部が設けられていてもよい。
この抑止部としては、対向面１３ａ，１４ａの少なくとも一方の一部に、接着媒体を充填するために設けられた凹部であってもよいし、接着媒体のレンズ間空間Ｓ１内への流れを抑止する凸部であってもよい。

例えば図４に模式的に示すように、本実施形態では、円環状の対向面１３ａ，１４ａの双方の一部に抑止部としての凸部６０が、対向面１３ａ，１４ａの中心回りに円環状に設けられている。
凸部６０は、対向面１３ａではその内周縁に設けられ、対向面１４ａではその内周縁から所定長さだけ外径側に寄った位置に設けられている。凸部６０の高さは５〜５００μｍ程度が好ましい。このような凸部６０は、第１レンズ１３をガラスモールドによって形成する際および第２レンズ１４を樹脂射出成形によって形成する際に、第１レンズおよび第２レンズ１４と一体的に設けてもよいし、第１レンズ１３および第２レンズ１４を形成した後、別体に設けてもよい。

対向面１３ａに設けられた凸部６０は、対向面１３ａに対向する薄板状介在物５５の一方の表面に当接し、対向面１４ａに設けられた凸部６０は薄板状介在物５５の他方の表面に当接している。したがって、凸部６０，６０によって薄板状介在物５５の接着媒体層５０の厚さ方向の位置決めを行えるとともに、第１接着媒体層５１および第２接着媒体層５２の層厚（厚さ）を設定でき、さらに、対向面１３ａ，１４ａにおける第１接着媒体層５１および第２接着媒体層５２の径方向の領域（接着媒体の充填領域）を設定できる。
また、凸部６０を設けることによって、対向面１３ａ，１４ａに塗布された接着媒体のレンズ間空間Ｓ１内への流れを抑止できるとともに、接着媒体の塗布も容易となる。

なお、対向面１３ａ，１４ａの径方向外側に、同様の凸部６０（図示略）を設けてもよい。このようにすると、第１接着媒体層５１および第２接着媒体層５２の層厚をより正確に設定できるとともに、接着媒体の塗布も容易となる。

また、図５に模式的に示すように、本実施形態では、円環状の対向面１３ａ，１４ａの双方の一部に抑止部としての凹部６１が、対向面１３ａ，１４ａの中心回りに円環状に設けられている。
凹部６１は、対向面１３ａではその内周縁から所定長さだけ外径側に寄った位置に設けられ、対向面１４ａではその内周縁から所定長さだけ外径側に寄った位置に設けられ、凹部６１，６１は光軸方向において対応している。凹部６１の深さは５〜５００μｍ程度が好ましい。このような凹部６１は、第１レンズ１３をガラスモールドによって形成する際および第２レンズ１４を樹脂射出成形によって形成する際に、第１レンズ１３および第２レンズ１４と一体的に設けてもよいし、第１レンズ１３および第２レンズを形成した後、別体に設けてもよい。

対向面１３ａ，１４ａには接着媒体が所定の厚さに塗布されるが、余剰の接着媒体は凹部６１に流入するため、当該接着媒体のレンズ間空間Ｓ１内への流れを抑止できるとともに、接着媒体の塗布も容易となる。

また、図６に模式的に示すように、本実施形態では、円環状の対向面１３ａ，１４ａの双方の一部に抑止部としての凹溝６２が、対向面１３ａ，１４ａの中心回りに円環状に設けられている。また、凹溝６２は対向面１３ａ，１４ａの中心に対して放射状に設けてもよい。この場合、周方向に隣り合う凹溝６２，６２は等間隔であってもよいし、不当間隔であってもよい。
凹溝６２は、対向面１３ａではその内周縁から所定長さだけ外径側に寄った位置から対向面１３ａの外周縁まで設けられ、対向面１４ａではその内周縁から所定長さだけ外径側に寄った位置から対向面１４ａの外周縁まで設けられている。凹溝６２の深さは５〜５００μｍ程度が好ましい。このような凹溝６２は、第１レンズ１３をガラスモールドによって形成する際および第２レンズ１４を樹脂射出成形によって形成する際に、第１レンズ１３および第２レンズ１４と一体的に設けてもよいし、第１レンズ１３および第２レンズ１４を形成した後、別体に設けてもよい。

対向面１３ａ，１４ａには接着媒体が所定の厚さに塗布されるが、余剰の接着媒体は凹溝６２に流入するため、当該接着媒体のレンズ間空間Ｓ１内への流れをさらに抑止できるとともに、接着媒体の塗布も容易となる。

また、上述した接着媒体層５０を形成する接着媒体に求められる「密着性」または「光軸方向追従性」は、第１レンズ１３および第２レンズ１４の少なくとも一方の対向面１３ａ（１４ａ）の表面粗さを二乗平均粗さＲｑで０．０１μｍ〜２００μｍに設定することによって実現できる。これは、特に、上述した「径方向追従性」を敢えて考慮しなくて済むガラスによって第１および第２レンズ１３，１４が形成される場合に有益である。ガラスの場合には、高温環境下におけるレンズ間空間Ｓ１の内圧上昇に伴うレンズ１３，１４間の接着界面の剥離を特に懸念する必要があるからである。

また、本実施形態においては、さらに、接着媒体の吸水率が５．０ｗｔ％（ＪＩＳ Ｋ６９１１（煮沸１時間））以下であることが好ましい。このように接着媒体の吸水率を低く設定すれば、レンズ間空間Ｓ１内への水蒸気の浸入を効果的に抑えることができる。また、本実施形態では、接着媒体が黒色である（接着媒体の光透過率が４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの波長領域で２０％以下である）ことが好ましい。このように接着媒体を黒色にしてその光透過率を抑えれば、遮光、ゴースト防止のための墨塗り処理を省くことも可能になる（接着媒体が墨を兼ねることができる）。

また、本実施形態では、第１レンズ１３と第２レンズ１４との間のレンズ間空間Ｓ１内の圧力が常温２０度で大気圧以下であることが好ましい。このように、レンズ間空間Ｓ１内の圧力が大気圧以下であれば、高温環境下であってもレンズ間空間Ｓ１の内圧上昇を生起させないで済むため、内圧上昇に伴うレンズ１３，１４どうしの光軸Ｏ方向での離間に起因してレンズ１３，１４間の接着界面が剥離してしまうといった問題を解消できる。なお、レンズ間空間Ｓ１内の圧力が大気圧以下となるようにレンズ対向面１３ａ，１４ａどうしを接着する手法としては、例えば、真空雰囲気下でレンズ対向面１３ａ，１４ａどうしの接着を行なう、レンズ間空間Ｓ１を吸引脱気しながら接着を行なうことなどを挙げることができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、レンズユニット１１内への水蒸気の侵入を許容する経路となり得る第１レンズ１３および第２レンズ１４の対向面１３ａ，１４ａ間が、第１レンズ１３と第２レンズ１４との間のレンズ間空間Ｓ１内が外部に対して密閉されるように接着媒体層５０によって互いに接着されるため、高湿環境下であっても、最も結露が生じ易いレンズ間空間Ｓ１内への水蒸気の侵入を、ひいてはさらに像側へのレンズユニット１１内への水蒸気の侵入も抑えて（気密性を向上させて）、レンズ間空間Ｓ１内の水蒸気量を低下させ、レンズ表面結露、とりわけ、第１レンズ１３の像側の表面（裏面１３ｃ）に結露が生じることを抑制できる。すなわち、このようなレンズ１３，１４どうしの接着形態によれば、信頼性の高い密閉状態をレンズ間空間Ｓ１で確保できる。

また、接着媒体層５０は第１レンズ１３側に位置する第１接着媒体層５１と、第２レンズ１４側に位置する第２接着媒体層５２とを有し、第１接着媒体層５１と第２接着媒体層５２との間に薄板状介在物５５が介在されているので、第１接着媒体層５１を形成する接着媒体と第２接着媒体層５２を形成する接着媒体とを異なる種類とすることができる。このため、例えば、第１レンズ１３がガラスレンズ、第２レンズ１４が樹脂レンズである場合に、ガラスレンズ（第１レンズ１３）と薄板状介在物５５とを強固に接着できる接着媒体および樹脂レンズ（第２レンズ１４）と薄板状介在物５５とを強固に接着できる接着媒体を容易に選択できる。
また、第１接着媒体層５１の層厚および第２接着媒体層５２の層厚を容易に設定できるので、上述した「径方向追従性」を容易に設定できるとともに、高めることができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、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、並びに、突起および凹部の形状等は、上述した実施形態に限定されない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、上述した実施形態の一部または全部を組み合わせてもよく、あるいは、上述した実施形態のうちの１つから構成の一部が省かれてもよい。

１１ レンズユニット
１２ 鏡筒
１３ 第１レンズ
１３ａ 対向面
１４ 第２レンズ
１４ａ 対向面
５０ 接着媒体層
５１ 第１接着媒体層
５２ 第２接着媒体層
５５ 薄板状介在物（遮光板、ヒータ、ゴムシート）
６０ 凸部（抑止部）
６１ 凹部（抑止部）
６２ 凹溝（抑止部）
３００ カメラモジュール
Ｌ レンズ群
Ｏ 光軸
Ｓ 内側収容空間
Ｓ１ レンズ間空間

Claims (5)

1. 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、該レンズ群を収容保持するための内側収容空間を有する筒状の鏡筒とを有するレンズユニットにおいて、
   前記レンズ群は、最も物体側に位置する第１レンズと、この第１レンズとその像側で隣接する第２レンズとを有し、光軸方向で互いに対向する前記第１レンズおよび前記第２レンズの対向面どうしは、前記第１レンズと前記第２レンズとの間のレンズ間空間内が外部に対して密閉されるように接着媒体層によって接着され、
   前記接着媒体層は前記第１レンズ側に位置する第１接着媒体層と、前記第２レンズ側に位置する第２接着媒体層とを有し、
   前記第１接着媒体層と前記第２接着媒体層との間に薄板状介在物が介在されていることを特徴とするレンズユニット。
2. 前記薄板状介在物は、遮光性有する遮光板、ヒータまたはゴムシートであ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. 前記対向面には、当該対向面に塗布された接着媒体の前記レンズ間空間内への流れを抑止する抑止部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズユニット。
4. 前記第１接着媒体層を形成する接着媒体と、前記第２接着媒体層を形成する接着媒体とは異なる種類であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズユニット。
5. 請求項１〜４のいずれか１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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