JP6912530B2 - カメラ - Google Patents
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Description
このような車載カメラは、自動車が寒冷や暑熱の環境に曝されることにより同様に過酷な温度環境に曝され、さらに、自動車の外側に配置された車載カメラは、寒風や雪の影響を受けたり、太陽光により過熱状態とされたりする可能性がある。
前記鏡筒に支持された前記レンズ群を備える光学系の温度変化によるバックフォーカスの変化に対して、前記支持部材が、前記温度変化による熱膨張に基づいて前記レンズ群の前記撮像センサに対する位置を変化させることにより、
像面の中央に集光する光線について、設定された基準温度のMTF・デフォーカスカーブのピーク位置に対する、−40℃から+105℃の温度域におけるMTF・デフォーカスカーブのピーク位置のシフト量の最大値の前記基準温度における前記光学系の焦点距離に対する比が0.0015以下に設定されていることを特徴とする。
例えば、一般的なデフォーカスカーブの横軸(デフォーカス量)は、基本的に光学系の結像面と撮像センサの受光面との光軸方向に沿った距離(ずれ量)を示すもので、フォーカスのずれを示す。デフォーカス量が0となる場合に結像面と受光面とが一致しピントが最も合った状態となる。
前記鏡筒に支持された前記レンズ群を備える光学系のバックフォーカスが温度上昇時に伸長する場合に、温度上昇時に前記レンズ群と前記撮像センサとの距離が長くなるように、前記支持部材の線膨張率が、前記鏡筒の線膨張率より高くされ、
前記光学系のバックフォーカスが温度上昇時に収縮する場合に、温度上昇時に前記レンズ群と前記撮像センサとの距離が短くなるように、前記鏡筒の線膨張率が、前記支持部材の線膨張率より高くされていることを特徴とする。
前記鏡筒に支持された前記レンズ群を備える光学系の温度変化によるバックフォーカスの変化に応じて、前記変更部材が前記レンズ群と前記撮像センサとの距離を変更させることを特徴とする
本実施の形態のカメラ用レンズユニットは、車載カメラ用のものであり、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。
したがって、レンズ7と撮像センサ8とのセンサ距離(B−D)は、温度上昇に伴う距離Bの伸長分をΔBとし、距離Dの伸長分をΔDとした場合に、ΔB−ΔDだけ長くなる。
ここで、レンズ7と撮像センサ8とのセンサ距離(B−D)は、レンズ群19のバックフォーカスに合わせて設定されており、例えば、25℃の際に、レンズ群19により撮像センサ8の受光面上に像が結像されるようになっている。すなわち、25℃の際に結像面と受光面とが略一致し最もピントが合った状態となる。図1に示すように、25℃の際にレンズ群19のピント位置が撮像センサ8に一致し、−40℃の際に(−)a(距離a)だけ短くなり、105℃の際に(+)a(距離a)だけ長くなる。なお、レンズ設計によっては、逆に、−40℃の際に(+)aだけ長くなり、105℃の際に(−)aだけ短くなる。
以下に、第1の実施の形態の実施例と比較例を説明する。実施例のレンズユニット20を図2に示す。実施例のレンズユニット20は、設計上(シミュレーション上)のレンズであって、基本的に上述の図1に示すレンズユニット20と同様の基本構成を有するものであり、レンズ2,3,3,5,6,7、撮像センサ8、光学フィルタ9、絞り部材10,11,12、スペーサ13,14,15を備え、鏡筒1、押え部材18、支持部材17を備えるものである。
nd、)アッベ数(νd)、線膨張係数(/K)が記載されている。
なお、基本的には、25℃における焦点位置(結像面)から光軸方向に沿ったずれ量をデフォーカス量としているが、上述のように、ここでは、基準温度としての25℃にけるMTFのピーク位置が焦点位置と同じようにデフォーカス量0となる設定となっており、温度変化によりMTFのピーク位置が変化する場合に、ピーク位置のデフォーカス量が、基準温度におけるMTFのピーク位置に対するシフト量を示すことになる。したがって、以下の記載において、シフト量とデフォーカス量の絶対値とを同じ意味で用いる場合がある。
ここで、基準温度としての25℃における焦点距離は、上述のように6.000mmとする。比較例において、−40℃のMTFの値が最大となるデフォーカス量がー0.011mmであり、デフォーカス量の絶対値(シフト量)と焦点距離の比が0.0018である。
比較例において、105℃のMTFが最大となるデフォーカス量が0.014mmであり、デフォーカス量の絶対値と焦点距離の比が0.0023である。
実施例において、105℃のMTFが最大(ピーク)となるデフォーカス量が0.004mmであり、デフォーカス量と焦点距離の比が0.000666である。
図1に示すように、第1の実施の形態のレンズユニット20においては、支持部材17と鏡筒1を直接接合していたのに対して、第2の実施の形態では、図7に示すように、支持部材17の一部と鏡筒1の一部との間に変更部材30が配置され、変更部材30を介して支持部材17と鏡筒1とが接合されている。なお、この変更部材30を備える構成以外の構成については、第1の実施の形態と第2の実施の形態とでほぼ同様であり、同様の構成要素については、図7に図1と同様の符号を付してその説明を省略する。
支持部材17の一部として支持部材17の物体側の他方の端部の端面と、鏡筒1の一部としてのフランジ部1cとの間に環状の変更部材30がスペーサ状に配置されている。また、支持部材17の端面と変更部材30が例えば接着剤等により接合され、鏡筒1のフランジ部1cと変更部材30が接着剤等により接合されているが、鏡筒1と支持部材17とは、接する部分が有っても接合はされていない。支持部材17の他方の端部と、変更部材30と、鏡筒1のフランジ部1cとは、この順で撮像センサ8から離れるように光軸方向に並んで配置されており、鏡筒1のフランジ部1cより支持部材17の他方の端部の方が撮像センサ8に近い位置に配置されている。
図8に示すように、第3の実施の形態では、第2の実施の形態の場合と同様に、支持部材17の一部と鏡筒1の一部との間に変更部材30が配置され、変更部材30を介して支持部材17と鏡筒1とが接合されている。なお、この変更部材30を備える構成以外の構成については、第1の実施の形態と第3の実施の形態とでほぼ同様であり、第1の実施の形態と同様の構成要素については、図3に図1と同様の符号を付してその説明を省略する。
支持部材17の一部として支持部材17の物体側の他方の端部に内径側に突出して設けられた環状の縮径部17aと、鏡筒1の一部としての大径部1b(大径部1bの物体側端面)との間に環状の変更部材30がスペーサ状に配置されている。また、支持部材17の縮径部17aと変更部材30が例えば接着剤等により接合され、鏡筒1の大径部1bと変更部材30が接着剤等により接合されているが、鏡筒1と支持部材17とは、接する部分が有っても接合はされていない。支持部材17の縮径部17aと、変更部材30と、鏡筒1の大径部1bとは、この順で撮像センサ8に近づくように光軸方向に並んで配置されており、鏡筒1の大径部1bより支持部材17の縮径部17aの方が撮像センサ8から離れた位置に配置されている。
図9に示すように、第4の実施の形態では、第2の実施の形態の場合と同様に、支持部材17の一部と鏡筒1の一部との間に変更部材40が配置され、変更部材40を介して支持部材17と鏡筒1とが接合されている。なお、この変更部材40が高分子アクチュエータであること以外は、第2の実施の形態と第4の実施の形態とでほぼ同様の構成であり、第2の実施の形態と同様の構成要素については、図9に図7と同様の符号を付してその説明を省略する。
支持部材17の一部として支持部材17の物体側の他方の端部の端面と、鏡筒1の一部としてのフランジ部1cとの間に環状の変更部材40がスペーサ状に配置されている。また、支持部材17の端面と変更部材40が例えば接着剤等により接合され、鏡筒1のフランジ部1cと変更部材40が接着剤等により接合されているが、鏡筒1と支持部材17とは、接する部分が有っても接合はされていない。支持部材17の他方の端部と、変更部材40と、鏡筒1のフランジ部1cとは、この順で撮像センサ8から離れるように光軸方向に並んで配置されており、鏡筒1のフランジ部1cより支持部材17の他方の端部の方が撮像センサ8に近い位置に配置されている。
以上のことから第1の実施の形態と同様に温度上昇や温度降下に伴ってピントがずれるのを抑制することができる。これにより第1の実施の形態と同様に―40℃〜105℃の範囲で上述の比を上述のように0.0015以下となるようにすることができ、さらに、0.0008以下とすることが可能である。
2,3,4,5,6,7 レンズ
8 撮像センサ
17 支持部材
19 レンズ群
20,21,22,23 カメラ用レンズユニット
30 変更部材
40 変更部材(高分子アクチュエータ)
Claims (4)
- 複数のレンズが当該レンズの光軸に沿って並べられたレンズ群と、
外周面に鍔状のフランジ部が設けられ、内周面に前記レンズ群を一体に支持する鏡筒と、
撮像センサを保持する撮像センサ保持基板部と、
一端側が前記撮像センサ保持基板部の前記撮像センサが保持されている面に固定され、前記鏡筒を位置決めした状態で支持する支持部材と、
前記支持部材と前記鏡筒との間に介在し、前記鏡筒に支持された前記レンズ群と前記撮像センサとの距離を変更する変更部材と、を備え、
前記変更部材は、リング状であり、前記鏡筒の前記フランジ部の像側の面と前記フランジ部より像側に位置する前記支持部材の物体側の面との間、あるいは前記鏡筒の前記フランジ部の物体側の面と前記フランジ部より物体側に位置する前記支持部材の像側の面との間のいずれかに挟まれてスペーサ状に配置されており、かつ前記変更部材は前記鏡筒の像側端部より物体側に配置されており、
前記鏡筒に支持された前記レンズ群を備える光学系の温度変化によるバックフォーカスの変化に応じて、前記変更部材が、前記温度変化に基づく伸縮をして、前記レンズ群と前記撮像センサとの距離を変更させることにより、
像面の中央に集光する光線について、基準温度25℃のMTF・デフォーカスカーブのピーク位置に対する、−40℃から+105℃の温度域におけるMTF・デフォーカスカーブのピーク位置のシフト量の最大値の前記基準温度における前記光学系の焦点距離に対する比が0.0015以下に設定されている
ことを特徴とするカメラ。 - 前記変更部材は、前記温度変化による前記光軸の方向に沿った伸縮により前記レンズ群と前記撮像センサとの距離を変更する高分子アクチュエータであることを特徴とする請求項1に記載のカメラ。
- 前記変更部材は、前記温度変化による前記光軸の方向に沿った伸縮により前記レンズ群と前記撮像センサとの距離を変更する電動アクチュエータであることを特徴とする請求項1に記載のカメラ。
- 前記光学系のF値が2.0以下となっていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のカメラ。
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