JP6160323B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒に関する。

従来のレンズ鏡筒は、ＣＣＤが実装された基板上に固定されるホルダ（固定筒）と、レンズを収納するバレル（カム筒）とを備え、ＣＣＤの光軸とレンズの光軸とが一致するように、バレルがホルダに固定されている。

そして、このレンズ鏡筒は、ホルダの内部に弾性片を備え、この弾性片でバレルを付勢することにより、バレルのガタツキを防止していた（特許文献１）。

特開２００９−１６２８２２号公報

しかし、弾性片をホルダの内部に備える構成とするとホルダが大型化するという問題があった。
特に、前方監視用カメラを車両に搭載する際は、ルームミラー付近に配置するため、カメラモジュールサイズが大きくなってしまうと、運転者の視界を遮ってしまうという問題点がある。

そこで本発明は、バレルのガタツキを防止しつつもホルダを小型化したレンズ鏡筒を提供することを目的とする。

本発明は、バレル(３)と、ホルダ(２)と、キャップ(４)と、応力印加部(５)とを備えている。
バレル(３)は、１または複数の第１レンズ（３０ａ、３０ｂ）を収納可能に形成されるとともに円筒形状に形成されたものであり、ホルダ(２)は、撮像素子を収納し、基板上に固定されるものであって、第１レンズの光軸と撮像素子の光軸とが一致するように、バレルの軸方向の一端側を螺入可能に形成されたものである。

また、キャップ(４)は、バレルの軸方向の他端側を螺入して、バレルに取り付け可能なものであり、応力印加部(５)は、バレルがホルダ及びキャップに螺入されたとき、ホルダとキャップとの間に挟まれ、キャップをホルダから引き離す方向に応力を印加するものである。

そして本発明のレンズ鏡筒では、キャップをバレルに取り付けたときに、キャップに設けられた第１止部（４１）と、バレル内に設けられた第２止部（３９）との間に挟持されることによって第１レンズが固定される。

このレンズ鏡筒では、第１レンズが収納されたバレルにキャップを取り付けると、バレル内で第１レンズが固定され、さらにこのキャップが取り付けられたバレルをホルダに取り付けると、応力印加部がキャップとホルダとの間に挟まれ、キャップには、ホルダから引き離される方向に応力がかかる。

そのため、本発明のレンズ鏡筒を用いると、バレルをホルダに螺入するために各ネジ山が設けられていると、これら各ネジ山が確実にかみ合うこととなり、バレルがホルダに対してガタツクことが防止される。

また、本発明のレンズ鏡筒は、このガタツキを防止する構成として、応力印加部を備えているが、この応力印加部はホルダの外部に配置される。
そのため、本発明のレンズ鏡筒では、応力印加部を収納するためにホルダを大型化する必要がないので、ホルダを小型化することができる。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

本実施形態のレンズ鏡筒の側面図である。 本実施形態のレンズ鏡筒の断面図で、レンズ鏡筒の光軸を通る面で切断した断面図である（レンズ鏡筒についてはレンズ以外を断面図で示している）。 本実施形態のレンズ鏡筒を構成するホルダ及びキャップに設けられたネジ山と、バレルに設けられたネジ山とがＯリングによって密接する様子を説明するための模式図で、（ａ）はＯリングを備える前の様子、（ｂ）はＯリングを備える後の様子を示している。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
本実施形態のレンズ鏡筒１は、車両の前方監視用のカメラで用いられるものである。
このカメラは、図１に示すように、ＣＣＤ素子等からなる後述するイメージャが実装された基板９０を備えており、本実施形態のレンズ鏡筒１は、この基板９０のうちイメージャが実装される側の面上に固定されている。

このレンズ鏡筒１は、ホルダ２と、このホルダ２に螺入されるバレル３と、このバレル３に取り付けられるキャップ４と、Ｏリング５とを備えている。
ホルダ２は、径が大きい大径筒部２０と、径が小さい小径筒部２１（本発明の取付部に相当）とを有しており、これら大径筒部２０及び小径筒部２１は、それらの中心軸が同一軸上に位置し、軸方向に並べて配置されて段差を形成する形状に形成されている。

バレル３は、円筒形状に形成されており、キャップ４は、軸方向の一方側の外部表面が先細り形状に形成された円筒状に形成されており、Ｏリング５は、バレル３を挿入可能な大きさの環状に形成されている。

以下、各構成について、図２を用いて詳細に説明する。
このホルダ２は、イメージャ９１の光軸と、ホルダ２の中心軸（大径筒部２０及び小径筒部２１の中心軸に同じ）すなわちレンズ鏡筒１として想定される光軸とが一致するように、大径筒部２０が基板９０上に固定される。

また、このホルダ２の小径筒部２１の内壁面には、小径筒部２１の中心軸回りにネジ山２２が形成されている。
尚、以下の説明では、イメージャ９１の光軸に沿った方向であって、イメージャ９１側から小径筒部２１側に向かう方向を前方、小径筒部２１側からイメージャ９１側に向かう方向を後方と呼ぶ。

次に、バレル３について説明する。
バレル３は、ホルダ２の小径筒部２１に対し同軸状に螺入可能な大きさの円筒形状に形成されており、軸方向の一端側（後方側）の外周面上には、ホルダ２のネジ山２２と係合可能なネジ山３１が形成され、軸方向の他端側（前方側）の外周面上にも、ネジ山３２が形成されている。

このバレル３は、後方側を小径筒部２１に挿入し、小径筒部２１のネジ山２２とバレル３のネジ山３１とが当接する位置まで挿入したとき軸周りに回転させると、ネジ山２２とネジ山３１とが係合しながら小径筒部２１に螺入され、小径筒部２１に対して同軸状に固定される。

また、このバレル３は、その内部に、レンズ３０ａ、レンズ３０ｂ、スペーサ６ａ、スペーサ６ｂ、固定環３９が備えられている。
このうち固定環３９は筒状に形成されており、バレル３内の後端部に配置され、バレル３に対し同軸状に固定される。

また、スペーサ６ａ及びスペーサ６ｂは環状に形成されており、バレル３に対して同軸状に収納される。
そして、このバレル３内には、レンズ３０ａ等が、固定環３９から前方側に向かって、レンズ３０ａ、スペーサ６ａ、レンズ３０ｂ、スペーサ６ｂの順に配置される。

このとき、レンズ３０ａ及びレンズ３０ｂは、それらの光軸と、バレル３の中心軸とが一致するようにバレル３内に収納され、また、バレル３内に収納されたときは、レンズ３０ａは固定環３９とスペーサ６ａとに挟まれて固定され、レンズ３０ｂは、スペーサ６ａとスペーサ６ｂとに挟まれて固定される。

次に、キャップ４について説明する。
キャップ４は、円筒状に形成され、軸方向の後方側の内周面に、バレル３のネジ山３２が設けられた前方側の端部を挿入可能なスペースが形成されている。このバレル３を挿入可能なスペースを形成する部分の内周面にはネジ山４３が形成されている。このネジ山４３は、ホルダ２の小径筒部２１に形成されたネジ山２２と同一方向にねじ切りされている。

このキャップ４のネジ山４３が形成されている部分にバレル３の前方側の端部を挿入すると、バレル３に設けられたネジ山３２とネジ山４３とがまず当接する。そしてこのとき、バレル３を中心軸回りに回転させると、ネジ山３２とネジ山４３とが螺合してバレル３の前方側の端部がキャップ４に螺入され、キャップ４がバレル３に取り付けられる。

また、キャップ４の軸方向の他端側（前方側）の外周面は、その軸方向の他端に向かって先細形状に形成されている。そして、この先細形状に形成された部分には、キャップ４の中心軸周りに等間隔に設けられた滑止用の複数の穴部４２が設けられている（図１参照）。

また、このキャップ４は、バレル３が挿入されるスペースに隣接する部分であって、軸方向の他端側（前方側）に、レンズ４０ａ、スペーサ６ｃ、レンズ４０ｂを配置するスペースが設けられている。このスペースは、バレル３が挿入されるスペースよりも小径状に形成されており、この径の大きさの違いにより、バレル３が挿入されるスペースと、レンズ４０ａ等が設置されるスペースとの境界部分には段差が形成されている。バレル３は、この段差部分に当接する位置までキャップ４に挿入することができる。

また、このキャップ４は、レンズ４０ａ及びレンズ４０ｂ、スペーサ６ｃを収納するスペースの前方側の端部であって、このスペースの前方側の縁部から軸中心に向かって立設されるとともに、軸方向の前方側の縁部に沿って円周状に形成された爪部４１を備えている。

そして、このキャップ４内には、レンズ４０ｂ及びレンズ４０ａ、スペーサ６ｃが、爪部４１から後方側に向かってレンズ４０ｂ、スペーサ６ｃ、レンズ４０ａの順に配置される。

レンズ４０ｂは、爪部４１とスペーサ６ｃの間に挟まれて固定され、レンズ４０ａは、スペーサ６ｃと、キャップ４に螺入されたバレル３の内部に収納されたスペーサ６ｂとに挟持されて固定される。

次に、Ｏリング５について説明する。
Ｏリング５は、バレル３を挿入可能な環状に形成されたゴム製のリングであり、バレル３を、ホルダ２の小径筒部２１及びキャップ４に螺入すると、ホルダ２の小径筒部２１の前方側の端部と、キャップ４の後方側の端部との間に挟まれる。

このＯリング５は、ホルダ２とキャップ４との間に挟まれると、キャップ４に対し、前方側に向かって応力を印加する。
以上のように構成されたレンズ鏡筒１は、次のようにして組み立てられる。

まず、ホルダ２が、基板９０に取り付けられる。
このとき、ホルダ２は、大径筒部２０の開口部分の中心にイメージャ９１が配置されるように基板９０に固定される。

固定方法については、ネジ止め、接着その他、どのような方法でもよい。
次に、バレル３内に、レンズ３０ａ、３０ｂ及びスペーサ６ａ、６ｂを収納し、キャップ４内にレンズ４０ａ、４０ｂ及びスペーサ６ｃを収納して、キャップ４を軸周りに回転させてバレル３に軸力が働くまで固く締め付ける。

このとき、キャップ４内のレンズ４０ａ、４０ｂ及びスペーサ６ｃが、爪部４１と、バレル３内のスペーサ６ｂとの間に挟まれて、キャップ４内に固定される。さらに、バレル３内のレンズ３０ａ、３０ｂ及びスペーサ６ａ、６ｂについても、固定環３９及びレンズ４０ａとの間に挟まれて、バレル３内に固定される。

すると、レンズ３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂが光軸が一致するように、バレル３及びキャップ４内で固定される。
さらに、バレル３にＯリング５を取り付け、キャップ４が取り付けられたバレル３をホルダ２に螺入する。

すると、バレル３及びキャップ４内に固定されたレンズ３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂの光軸と、イメージャ９１の光軸が一致するように、バレル３及びキャップ４がホルダに取り付けられる。

このとき、本実施形態では、ネジ山２２、３１、３２、４３が同一方向にねじ切りされているので、バレル３をホルダ２に螺入するとき、キャップ４がバレル３に対して緩むことがない。

また、キャップ４が取付られたバレル３をホルダ２に取り付けると、Ｏリング５がホルダ２とキャップ４との間に挟まれ、キャップ４に前方方向に向かう応力が印加される。
以上説明したレンズ鏡筒１は、以下のような特徴的な作用効果がある。

本実施形態のレンズ鏡筒１では、基板９０上に固定されたホルダ２に、キャップ４が取付られたバレル３を取り付けると、Ｏリング５がキャップ４とホルダ２との間に挟まれ、キャップ４には、ホルダ２から引き離される方向（前方）に応力がかかる。

そのため、Ｏリング５を備えていないと、図３（ａ）に示すように、バレル３をホルダ２に螺合させても、ネジ山２２、３１の間に隙間ができ、この隙間が、バレル３のホルダ２に対するガタツキの原因となるが、本実施形態のレンズ鏡筒１はＯリング５を備えているため、図３（ｂ）に示すように、ネジ山２２、３１が確実にかみ合うこととなり、バレル３がホルダ２に対してガタツクことが防止される。

尚、バレル３とキャップ４とは、事前に軸力が働くまで締め付けられているので、Ｏリング５によりかみ合うのはネジ山２２，３１である。
また、本実施形態のレンズ鏡筒１は、このガタツキを防止する構成として、Ｏリング５を備えているが、このＯリング５はホルダ２の外部に配置される。

そのため、本実施形態のレンズ鏡筒１は、Ｏリング５を収納するためにホルダ２を大型化する必要がないので、ホルダ２を小型化することができる。

また、本実施形態では、Ｏリング５が、バレル３の軸周りで、キャップ４に対し均等に応力を印加する。そのため、バレル３がホルダ２に対して傾くことを防止することができる。

また、本実施形態のように、ネジ山２２、３１、３２、４３が、バレル３の中心軸に対し同一方向にねじ切りする構成となっているので、キャップ４をバレル３に取り付けてレンズ３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂを固定し、その後、そのバレル３をキャップ４を摘んでホルダ２に取り付けたとしても、レンズ３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂの固定が解かれることなく、バレル３及びキャップ４をホルダ２に確実に固定することができる。

また、本実施形態では、キャップ４が爪部４１を有し、バレル３が固定環３９を有するので、バレル３をキャップ４に螺入すると、キャップ４及びバレル３内に収納されたレンズ３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂが、爪部４１と固定環３９との間に挟まれて固定される。

そのため、キャップ４をバレル３に取り付けると、これらに収納されたレンズ３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂは、これらの内部で確実に固定される。
また、本実施形態では、複数のレンズ３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂがスペーサ６ａ、６ｂ、６ｃを用いて間隔を開けて保持されている。そのため、各レンズ３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂは、スペーサ６ａ、６ｂ、６ｃによって所定間隔ごとにその間隔を保ちながら配置される。
［他の実施形態］
以上、実施形態について説明したが、特許請求の範囲に記載された発明は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。

（１）上記実施形態で説明したＯリング５は、本発明の応力印加部あくまでも一例であり、環状に形成され、周方向に沿って等間隔に波部が形成された波状ワッシャ等、バレル３の軸周りで、キャップ４に対し均等に応力を印加するものであればどのようなものでもよい。

（２）上記実施形態では、第１止部として爪部４１を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば他の突起形状のものなどどのようなものでもよい。また、第２止部として固定環３９を例示したが、この固定環３９と同様の働きをする突起をバレル３内に設けておいてもよい。

（３）上記実施形態では、バレル３内のレンズ３０ａ、３０ｂをレンズ４０ａと固定環３９との間に挟んで止めるように構成したが、爪部４１を、キャップ４をバレル３に取り付けたときスペーサ６ｂ又はレンズ３０ａに当接する位置に配置し、キャップ４をバレル３に取り付けたとき、レンズ３０ａ、３０ｂを爪部４１と固定環３９との間に固定されるよう構成してもよい。

また、レンズ４０ａ、４０ｂが必要な場合、バレル３を、これらレンズ４０ａ、４０ｂをも収納可能な長さに構成し、バレル３内で爪部４１と固定環３９との間にレンズ３０ａ、３０ｂ、４０ａ、４０ｂを挟んで固定してもよい。もちろんこのとき、各レンズの間には適宜スペーサを介在させてもよい。

（４）上記実施形態では、イメージャ９０としてＣＣＤ素子を上げたが、ＣＭＯＳ素子等、画像を撮像するための素子であればどのようなものを用いてもよい。

１… レンズ鏡筒 ２… ホルダ ３… バレル ４… キャップ ５… Ｏリング
６ａ〜６ｃ… スペーサ ２０… 大径筒部 ２１… 小径筒部 ２２… ネジ山
３０ａ、３０ｂ… レンズ（第１レンズ） ３１… ネジ山 ３２… ネジ山
３９… 固定環（第２止部） ４０ａ、４０ｂ… レンズ（第２レンズ）
４１… 爪部（第１止部） ４２… 穴部 ４３… ネジ山 ９０… 基板
９１… イメージャ

Claims (5)

1. １または複数の第１レンズ（３０ａ、３０ｂ）を収納する円筒形状のバレル(３)と、
   撮像素子を収納し、基板上に固定されるホルダであって、前記第１レンズの光軸と前記撮像素子の光軸とが一致するように、前記バレルの軸方向の一端側を螺入可能なホルダ(２)と、
   前記バレルの軸方向の他端側を螺入して、前記バレルに取り付け可能なキャップ(４)と、
   前記バレルが前記ホルダ及び前記キャップに螺入されたとき、前記ホルダと前記キャップとの間に挟まれ、前記キャップを前記ホルダから引き離す方向に応力を印加する応力印加部(５)と
   を備え、
   前記キャップを前記バレルに取り付けたときに、前記キャップに設けられた第１止部（４１）と、前記バレル内に設けられた第２止部（３９）との間に挟持されることによって前記第１レンズが固定される
   ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 請求項１に記載のレンズ鏡筒において、
   前記応力印加部は、
   前記キャップに対し、前記バレルの軸周りで均等に応力を印加することを特徴とするレンズ鏡筒。
3. 請求項１，２のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、
   前記バレルを螺入するため前記ホルダ及び前記キャップに設けられたネジ山は、いずれも同一方向にねじ切りされていることを特徴とするレンズ鏡筒。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、
   前記キャップは、１又は複数の第２レンズ（４０ａ、４０ｂ）を収納可能に形成され、
   前記キャップを前記バレルに取り付けたときに、前記第１止部（４１）と前記第２止部（３９）との間に挟持されることによって前記第１レンズとともに前記第２レンズも固定される
   ことを特徴とするレンズ鏡筒。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒において、
   ２つのレンズ間の間隔を保持するスペーサ（６ａ〜６ｃ）を備えることを特徴とするレンズ鏡筒。