JP4851482B2 - レンズ組立体および撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、結露防止機能を有するレンズ組立体、およびそのレンズ組立体を備えた撮像装置に関する。

レンズ枠内に少なくとも１枚のレンズが装着されたレンズ組立体においてはそのレンズ枠内に水蒸気を含んだ空気が存在すると、レンズ組立体が使用される雰囲気（主に温度）によってはレンズ枠内に結露が発生する場合がある。この結露は、レンズ枠内部の水蒸気を含んだ空気が温度変化により飽和線上の結露点（相対湿度１００％）以上に達すると起こる。もしもこの結露が起こると、レンズ枠内の内壁やレンズ面等に水滴が付着してしまって拭き取らない限りレンズ性能に悪影響が与えられてしまう。

またこうして一旦レンズ枠内に結露が発生すると、雰囲気が変化して高温になることによりレンズ枠内の内壁面やレンズ面等に付着した水滴が蒸発するのを待つしかなくなる。

しかし、水滴が蒸発するのを待ったとしても、今度は水滴の蒸発時にレンズの表面のコーティングにしみが発生して永久的にレンズ性能に悪影響を及ぼす恐れが出てくる。

そこで、この恐れを解消するためにシリカゲル等の乾燥剤を収納する収納室をレンズ枠の周囲に設けるとともにその収納室とレンズ枠内とを開口部により連結することでレンズ枠内をいつも乾燥状態に保つことが考えられている（例えば特許文献１参照）。
特開２０００−７５１８４号公報

しかし、レンズ枠に乾燥剤を収納する収納室を設けると、レンズ枠が大型化するという問題が出てくる。

本発明は、上記事情に鑑み、レンズ枠の大型化を招くことなく、吸湿材料を配置し、レンズ枠内部を常に好適な乾燥状態に保つことができるレンズ組立体、およびそのレンズ組立体を備えた撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のレンズ組立体は、
レンズと、
上記レンズが装入される中空部を有するレンズ枠と、
上記レンズ枠内に配置された吸湿部材とを備え、
上記レンズ枠が、上記中空部内壁から内向きに突出する、上記レンズの光軸のまわりに一周する円周方向に間欠的に形成された複数の突起からなる、その中空部に装入されたレンズの周縁を受け止める受止部を有し、
上記吸湿部材が、上記レンズ枠中空部内の、上記突起どうしの間に形成された窪みにそれぞれ配置される複数の塊部と、上記複数の突起の内側を通りその複数の塊部を一周に渡って連結する連結環とを有するものであることを特徴とする。

いままでのレンズ組立体においても、上記レンズ枠を成型するときにレンズの光軸のまわりに一周する円周方向に連続して受止部を設けると、レンズを受け止める面に、いわゆる引け（凹部）が発生してレンズを受け止めたときの平面度が低下してしまう恐れがあるので、上記の様に受止部を上記レンズの光軸のまわりに一周する円周方向に間欠的に形成された複数の突起で構成してその引けの発生を防止している。

そこで、本発明のレンズ組立体においては、上記受止部が元々備える複数の突起どうしの間に形成された窪みに吸湿部材を配置する構成を提案している。

こうして、元々ある空き空間に入り込むように上記吸湿部材を成型してその空間に配置すると、レンズ枠を大型化させるということがない。

ここで、上記レンズ枠は、上記中空部に対物側から結像側に並ぶ複数枚のレンズが装入されるものであって、上記受止部は、その複数枚のレンズのうちの最も対物側に位置するレンズの結像側の面の周縁を受け止めるものであることが好ましい。

上記構成であると、例えば、上記複数枚のレンズを上記レンズ枠の中空部に装入していって上記最も対物側に位置するレンズをレンズ枠に装着したときにそのレンズをレンズ枠の受止部に受け止めさせ、この受止部に吸湿剤を配置する。レンズの内部としては、外部からの湿度変化を受けやすいために、最も対物側のレンズの内面が曇りやすいが、受止部に吸湿剤を配置することによって最も対物側のレンズの内面の結露を低減することができる。

つまり、作業者は、最後に上記最も対物側に位置するレンズをレンズ枠に装着するという作業を行なことで、密閉構造を持つレンズ組立体の組立を簡単に行なうことができるようになる。

ここで、上記吸湿部材は、例えばＤＲＹ ＫＥＥＰ（登録商標）と呼ばれる吸湿材料からなるものであっても良く、また上記吸湿部材は、例えばＨＵ７０００（登録商標）と呼ばれる吸湿材料を添加した樹脂成型部品からなるものであっても良く、さらに、上記吸湿部材は、例えば上記ＤＲＹ ＫＥＥＰ（登録商標）と呼ばれるシート状吸湿材料の成型部品からなるものであっても良い。

いずれにしても、上記吸湿材料の吸湿性能によって、シリカゲル等の乾燥部材と同等、あるいはそれ以上の吸湿効果が得られる。

上記目的を達成する本発明の撮像装置は、上記レンズ組立体と、撮像素子とを備えたことを特徴とする。

上記本発明の撮像装置によれば、結露に強い撮像装置が得られる。

以上、説明したように、レンズ枠の大型化を招くことなく、吸湿材料を配置し、レンズ枠内部を常に好適な乾燥状態に保つことができるレンズ組立体、およびそのレンズ組立体を備えた撮像装置が実現する。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１、図２、図３は、本発明の一実施形態であるレンズ組立体１の構成を示す図である。

図１には、レンズ枠１０が光軸に沿って切断され切断された面を側方斜め上方から見た斜視図が示されており、図２には、図１の切断面を側方から見た断面図が示されている。また、図３には、本発明にいう受止部１０１と本発明にいう吸湿部材１０２と本発明にいう最も対物側に位置するレンズ１１とが組立てられる前の分解図が示されている。

なお、図１〜図３においてはいずれも左側が被写体側となる。また図１、図２には、一例として５枚のレンズ１１〜１５がレンズ枠１０に装入されているレンズ組立体１が示されており、また図１には、図２、図3に示すレンズ組立体１が組み込まれる、撮像素子２０を備えるマウント部２も図示されている。さらにこの図１には、撮像素子２０の上面にフィルタ２１が装着されている。

図２に示す様にレンズ枠１０内には、５枚のレンズ１１〜１５が間隔環とともに装入されて最も対物側に位置するレンズ１１の結像側の周縁が、レンズ枠１０が備える受止部１０１によって受け止められている。これら５枚のレンズ１１〜１５で図１に示す撮像素子２０上に被写体を結像させることとなる。

本実施形態においては、最も被写体側に位置するレンズ１１以外のレンズ１２〜１５がレンズ枠１０の中空部１００に装入された後、最も対物側に位置するレンズ１１をレンズ枠１０に装着することでレンズ枠１０の内部を密閉構造にすることができるようにするために、図２に示すように、レンズ１１の内側外周縁部に形成した段差にＯリングＲを装着し、このＯリングＲがレンズ枠１０の内面とレンズ１１で密着することにより密閉構造としている。レンズ１１はレンズ枠１０の先端外周縁１０Ａの熱カシメによって固定される。

また本実施形態においては、この最も対物側に位置するレンズ１１に温度変化の影響を受けてもあまり膨張や収縮することのないガラス製のレンズを用いている。

しかし、上記構造にすることによってレンズ１１とレンズ枠１０の間を密閉構造としても、レンズ枠の内部に水蒸気を含む空気が侵入するのを完全に防止することができるわけではなく、また製造時にレンズ枠内に水蒸気を含む空気が入ってしまう。

また、前述した様に、いままでのレンズ組立体には、レンズ枠１０の成型時のひけを防止することを目的として受止部１０１を複数の突起で構成していたためにガラス製のレンズの背面には空間部が形成されていた。こうしてガラス製のレンズ１１の背面側に空間が形成されると、ガラス製のレンズを通して被写体側の環境温度の影響を強く受けてその空間の温度が激しく変化して結露が発生し易くなる。

そこで、本出願人は、そのレンズ１１の背面側の空間部（窪み１０１Ｂ）に吸湿部材１０２の塊部１０２Ｂを配置してその吸湿部材１０２に水分を吸湿させることで結露の発生を防止する構成を提案している。この構成にすると、空間部になる窪みの水分を吸湿することができるとともに、レンズ内部としては特に結露しやすいレンズ１１の内面の結露を阻止することができる。

図３を参照してその受取部１０１の周辺の構成を説明する。

図３に示す受取部１０１には、成型時のひけを防止するために、中空部１００の内壁から内向きに突出する、レンズの光軸のまわりに一周する円周方向に間欠的に形成された複数の突起１０１Ａが設けられており、レンズ枠１０の中空部１００に装入されたレンズの周縁がそれらの突起１０１Ａで受け止められるように構成されている。このため、複数の突起１０１Ａどうしの間には窪み１０１Ｂつまり空間が形成されることになる。

この構成にすると、最も対物側に位置するレンズ１１の平面度は正確に保たれる。

一方、吸湿部材１０２には、そのレンズ枠１０の中空部１００内の、突起１０１Ａどうしの間に形成された窪み１０１Ｂ（つまり空間部）にそれぞれ配置される複数の塊部１０２Ｂと、複数の突起１０１Ａの内側を通りその複数の塊部１０２Ｂを一周に渡って連結する連結環１０２Ｃとが設けられている。

したがって、図３中にある形に成型された吸湿部材１０２は、最も結露の発生し易い、ガラス製のレンズ１１の背面側の空間に配置されることとなる。

つまり、上記複数の塊部１０２Ｂが中空部に沿って設けられている複数の窪み１０１Ｂにそれぞれ配置されるとともに連結環１０２Ｃが中空部１００の、結像側の内壁に沿って装着されて、今まで形成されていた空間が埋められることになる。

こうして、レンズ枠１０の中空部１００内の元々ある空間（窪み１０１Ｂ）に吸湿部材１０２が装着されると、結露の発生し易い空間に吸湿部材１０２が効果的に配置されることになるので、レンズ１１の背面側の最も温度変化が激しく結露の発生し易い場所の水分がその吸湿部材で効果的に吸湿されてレンズ枠内はいつでも乾燥した状態に保たれることになる。

ここで、受止部１０１とその受止部１０１の形状にあわせて成型された吸湿部材１０２の構造を抽出して示し、それらの構成を詳細に説明する。

図４は、レンズ枠１０の、最も対物側に位置するレンズ１１の結像側の周縁を受け止める受止部１０１の形状を示す図であり、図５は、その受止部１０１に装着される吸湿部材１０２を示す図であり、図６は、吸湿部材１０２が受止部１０１に装着された後の状態を示す図である。

図４に示す様に、レンズ枠１０については成型時に抜き型により突起１０１Ａと窪み１０１Ｂが形成され、その窪み１０１Ｂに図５に示す形に成型された吸湿部材１０２が装着される。このような構成にすると、前述のひけの発生が防止されるとともに、今までのレンズ枠１０の大きさを変えずに吸湿部材１０２を配置することが可能となる。また、吸湿材料に、シリカゲルのような乾燥剤と同等あるいはそれ以上の吸湿機能を持つ吸湿材料を用いて図５の形状に成型してレンズ枠１０内の空間部に配置することで、レンズ枠１０内に今まで以上の乾燥状態を得ることが可能となる。

以上説明した様に、レンズ枠に乾燥剤を取り付けるようなことをしなくてもレンズ枠内部を常に好適な乾燥状態に保つことができるレンズ組立体が実現する。

最後に吸湿部材として使用可能な吸湿材料をいくつか挙げておく。

上記吸湿部材としては、例えばＤＲＹ ＫＥＥＰ（登録商標）と呼ばれる吸湿材料からなる成型品を用いることが可能である。このＤＲＹ ＫＥＥＰ（登録商標）と呼ばれる吸湿材料を使うと、吸湿部材を成型することが容易であり、その一体成型された吸湿部材を図６に示す様にレンズ枠１０の受止部１０１に装着することで、シリカゲルよりも遥かに良い乾燥状態を得ることができる。

また、前述した様に成型品に塊部を設けるとひけが発生し易くなるので、シート部材を用いても良い。上記ＤＲＹ ＫＥＥＰ（登録商標）には、シート状に成型されたシート部材があり、このシート部材を例えばバキュームモールド法により図５のような形に成型して使用すると相応の効果が得られる。

いずれにしても、上記のような吸湿材料を用いると、従来用いられていた乾燥剤であるシリカゲル等よりも遥かに良い吸湿効果が得られる。

また、吸湿部材には、ＨＵ−７０００（登録商標）という吸湿材料を添加した樹脂成型部品を用いることもできる。このＨＵ―７０００（登録商標）という吸湿材料を添加した樹脂成型部材を用いても、従来用いられていた乾燥剤であるシリカゲルよりも良い吸湿効果が得られる。

本発明の一実施形態であるレンズ組立体１の構成を示す図である。 本発明の一実施形態であるレンズ組立体１の構成を示す図である。 本発明の一実施形態であるレンズ組立体１の構成を示す図である。 レンズ枠の、最も対物側に位置するレンズの結像側の周縁を受け止める受止部の形状を示す図である。 受止部に装着される吸湿部材を示す図である。 吸湿部材が受止部に装着された後の状態を示す図である。

符号の説明

１ レンズ組立体
１０ レンズ枠
１００ 中空部
１０１ 受止部
１０１Ａ 突起部
１０１Ｂ 窪み
１１〜１５ レンズ
Ｐ１〜Ｐ３ 間隔環
２ マウント
２０ 撮像素子
２１ フィルタ

Claims (6)

1. レンズと、
   前記レンズが装入される中空部を有するレンズ枠と、
   前記レンズ枠内に配置された吸湿部材とを備え、
   前記レンズ枠が、前記中空部内壁から内向きに突出する、前記レンズの光軸のまわりに一周する円周方向に間欠的に形成された複数の突起からなる、該中空部に装入されたレンズの周縁を受け止める受止部を有し、
   前記吸湿部材が、前記レンズ枠中空部内の、前記突起どうしの間に形成された窪みにそれぞれ配置される複数の塊部と、前記複数の突起の内側を通り該複数の塊部を一周に渡って連結する連結環とを有するものであることを特徴とするレンズ組立体。
2. 前記レンズ枠は、前記中空部に対物側から結像側に並ぶ複数枚のレンズが装入されるものであって、前記受止部は、該複数枚のレンズのうちの最も対物側に位置するレンズの結像側の面の周縁を受け止めるものであることを特徴とする請求項１記載のレンズ組立体。
3. 前記吸湿部材は、吸湿材料からなることを特徴とする請求項１又２記載のレンズ組立体。
4. 前記吸湿部材は、吸湿材料を添加した樹脂成型部品からなることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立体。
5. 前記吸湿部材は、シート状吸湿材料の成型部品からなることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立体。
6. 請求項１から５のうちのいずれか１項に記載のレンズ組立体と、撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。

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