JP7222137B1 - ハウジング及びレンズ - Google Patents

Abstract

【解決手段】ハウジングは、収容穴が設けられた外筐体と、外筐体に収容され、取付穴が設けられた内筐体とを備える。外筐体は、金属材質で製造され、内筐体の硬度は外筐体の硬度よりも低く、外筐体にレンズの金属外形の要求を満たせることができ、それと共に、比較的柔らかい内筐体は、レンズ群の組み立て要求を満たすことができ、レンズ群と緊密に合わせることができないという金属材質の問題を解決し、レンズ群をハウジングと緊密に合わせ、敏感なレンズの合わせによる性能不良を低減し、同時に合わせの量を１μｍ以下に制御することができ、最適な合わせを見つけやすく、製品の性能がより安定している。【効果】当該ハウジングは、外形金属の利点を兼ねるだけでなく、同時に、内部に比較的柔らかい内筐体を設置することで、積層外径合わせ構造及び段差状係合合わせ構造を両立させることができ、性能要求が高いレンズにより有利である。【選択図】図３

Description

本発明は、光学機器の技術分野に関し、特に、ハウジング及びレンズに関する。

現在、市販されている車載やスポーツカメラ等の屋外レンズは、一般的にプラスチックまたは金属製ハウジングを使用している。相対的な過酷な環境の場合、一般的に金属製ハウジングが使用される。しかし、金属ハウジングの加工精度は外径位置にて約１０μｍであり、中心から約１０μｍが外れており、機械加工過程において偏心変動が大きく、寸法が効果的に制御できないため、金属ハウジングと精密レンズの合わせが制限され、レンズが金属ハウジングに緊密に合わせる時に、敏感なレンズが故障してしまうリスクが高くなる。また、金属ハウジング１′は、積層外径合わせ構造２′（図１に示されるように）にのみ適合し、段差状係合合わせ構造３′に適合せず（図２に示されるように）、レンズの全体的な設計性能の最適化、特により高い精度が要求されるレンズに不利になり、同時に、金属ハウジングは、高い黒化精度を必要とし、製品のサンプリング段階の周期が長くなり、適時性が悪く、製品量産の制御性が悪くなる。プラスチック製ハウジングの場合、レンズとハウジングの合わせの問題を解決することができるが、取り付け性、確実性に対する耐力が悪く、故障してしまうリスクが高い。

本発明は、従来のレンズの金属製ハウジング及びプラスチック製ハウジングの欠陥を解決するためのハウジング及びレンズを提供することを目的とする。

本発明の技術考案一は以下のとおりである。

レンズ群を取り付けるために使用されてレンズを形成するハウジングであって、前記ハウジングは、
金属材質で製造される外筐体であって、前記外筐体には、前記レンズの光軸に沿って前記外筐体を貫通している収容穴が設けられており、前記外筐体の前記収容穴を形成する穴壁に粗面化部を有する外筐体と、
内筐体であって、前記内筐体の硬度が前記外筐体の硬度よりも低く、前記内筐体が前記収容穴内に収容されており、前記内筐体が穴壁と貼り合わせて前記粗面化部に接続され、前記内筐体には、取付穴が設けられており、前記取付穴は、前記レンズ群を取り付けるように、前記光軸に沿って前記内筐体を貫通している内筐体と、を備える。

前記ハウジングの幾つかの実施例において、前記穴壁は、接続セグメント及び口部セグメントを含み、前記口部セグメントは、前記レンズの物体側に近接して設置されており、前記口部セグメントは仕上加工により形成され、前記内筐体は前記接続セグメントに貼り合わせて前記口部セグメントを前記収容穴に露出させるように設け、前記粗面化部は前記接続セグメントに位置する。

前記ハウジングの幾つかの実施例において、前記接続セグメントは粗面化処理されて前記粗面化部を形成する。

前記ハウジングの幾つかの実施例において、前記接続セグメントは、第１凹凸構造を有し、前記内筐体は、前記第１凹凸構造と相補的な第２凹凸構造を有する。

前記ハウジングの幾つかの実施例において、前記第１凹凸構造は、少なくとも１つの第１凹凸部と、少なくとも１つの第２凹凸部とを含み、前記第１凹凸部の延在方向と前記第２凹凸部の延在方向とは、夾角をなしており、前記第２凹凸構造は、第３凹凸部及び第４凹凸部を含み、前記第３凹凸部は、その数が前記第１凹凸部の数と一致し、かつ前記第１凹凸部のそれぞれに１対１で対応し、前記第４凹凸部は、その数が前記第２凹凸部の数と一致し、かつ前記第２凹凸部のそれぞれに１対１で対応する。

前記ハウジングの幾つかの実施例において、前記接続セグメントに複数の周方向面及び隣接する前記周方向面の間に位置する段差部を形成できるように、前記収容穴は段差穴であり、前記第１凹凸部は、前記周方向面に形成されかつ前記光軸に垂直な方向に延びており、前記第２凹凸部は、前記段差部に形成されかつ前記光軸と平行な方向に延びており、前記内筐体は、周方向部と端部とを含み、前記第３凹凸部が前記周方向部に形成されており、前記第４凹凸部が前記端部に形成されている。

前記ハウジングの幾つかの実施例において、前記端部の前記第４凹凸部から離れた側に第５凹凸部が設けられている。

前記ハウジングの幾つかの実施例において、前記内筐体の前記取付穴を形成する内壁は、段差面である。

前記ハウジングの幾つかの実施例において、前記ハウジングは、ロック部材をさらに備え、前記ロック部材は前記ハウジングに周設されており、前記ロック部材は、前記レンズ群を前記内筐体に固定するように前記レンズ群に当接することに用いられる。

前記ハウジングの幾つかの実施例において、前記内筐体の材質はプラスチックであり、前記内筐体は、射出成形により前記穴壁に形成されている。

本発明の技術考案二は以下のとおりである。

レンズ群及び上述したハウジングを備えるレンズである。

本発明の有益な効果は以下のことにある。
上記考案のハウジングはレンズに適用かつ装着し、レンズに優れた結像性能を持たせることに加えて、それ自体がレンズの金属外形の要求及びレンズ群の組み立て要求を両立させることができる。具体的には、当該ハウジングは、収容穴が設けられた外筐体と、前記外筐体に収容され、取付穴が設けられた内筐体とを備える。そのうち、外筐体は金属材質で製造され、内筐体の硬度は外筐体の硬度よりも低く、このように、外筐体にレンズの金属外形の要求を満たせることができ、それと共に、比較的柔らかい内筐体は、レンズ群の組み立て要求を満たすことができ、レンズ群と緊密に合わせることができないという金属材質の問題を解決し、レンズ群をハウジングと緊密に合わせることができ、敏感なレンズの合わせによる性能不良を低減し、同時に合わせの量を１μｍ以下に制御することができ、最適な合わせを見つけやすく、製品の性能がより安定している。上記の考案のハウジングは、外形金属の利点を兼ねるだけでなく、同時に、内部に比較的柔らかい内筐体を設置することで、積層外径合わせ構造及び段差状係合合わせ構造を両立させることができ、性能要求が高いレンズにより有利である。さらに、外筐体の前記収容穴を形成する穴壁には、粗面化部を有し、このように、粗面化部を設置することで、内筐体と外筐体との間の接続安定性を向上させると共に、内筐体と外筐体との接続箇所における加工精度を低減し、製造コストを削減し、生産効率を向上させる。

図１は、従来技術におけるハウジングと積層外径合わせ構造との組み立てを示す図である。 図２は、従来技術におけるハウジングと段差状係合合わせ構造との組み立てを示す図である。 図３は、本発明のハウジングを示す図である。 図４は、本発明のハウジングと積層外径合わせ構造との組み立てを示す図である。 図５は、本発明のハウジングと段差状係合合わせ構造との組み立てを示す図である。

以下、図面及び実施形態を組み合わせて本発明をさらに説明する。

明らかに、説明した実施例は、本発明の一部の実施例に過ぎなく、すべての実施例ではない。当業者が本発明における実施例に基づいて進歩性のある労働をしない前提で得られたすべての他の実施例は、いずれも本発明の保護範囲に含まれる。

なお、類似する記号及び字母は、以下の図面において類似する項目を示すため、ある項目が１つの図面で定義されている場合、その後の図面においてそれ以上の定義及び解釈を必要としない。

なお、本発明の説明において、「上」、「下」、「内」、「外」などの用語が示す方位または位置関係は、図面に基づいて示される方位または位置関係であり、または、この発明の製品が使用される時に通常配置される方位または位置関係であり、本発明を説明することを容易にしかつ説明を簡略化するためにのみ使用され、示される装置または部品が特定の方位を持ち、特定の方位で構成かつ操作しなければならないことを示すか、または暗示するものではないため、本発明を限定するものとして理解してはならない。

なお、「第１」、「第２」等の用語は、説明を区分するためにのみ使用され、相対的な重要性を示すか、または暗示するものとして理解してはならない。

なお、矛盾しない限り、本発明の実施例における特徴は組み合わせることができる。

現在、市販されている車載やスポーツカメラ等の屋外レンズは、一般的にプラスチックまたは金属製ハウジングを使用している。相対的な過酷な環境の場合、一般的に金属製ハウジングが使用される。しかし、金属ハウジングの加工精度は外径位置にて約１０μｍであり、中心から約１０μｍが外れており、機械加工過程において偏心変動が大きく、寸法が効果的に制御できないため、金属ハウジングと精密レンズの合わせが制限され、レンズが金属ハウジングに緊密に合わせる時に、敏感なレンズが故障してしまうリスクが高くなる。また、金属ハウジング１′は、積層外径合わせ構造２′（図１に示されるように）にのみ適合し、段差状係合合わせ構造３′に適合せず（図２に示されるように）、レンズ、特により高い精度が要求されるレンズの全体的な設計性能の最適化に不利になり、同時に、金属ハウジングは、高い黒化精度を必要とし、製品のサンプリング段階の周期が長くなり、適時性が悪く、製品量産の制御性が悪くなる。プラスチック製ハウジングの場合、レンズとハウジングの合わせの問題を解決することができるが、取り付け性、確実性に対する耐力が悪く、故障してしまうリスクが高い。

上記の技術的課題を解決するために、本発明には、レンズが提供され、当該レンズは、車載またはスポーツカメラで使用できる屋外レンズである。図３～図５を併せて参照すると、当該レンズは、レンズ群１０及びハウジング２０を備える。そのうち、ハウジング２０はレンズ群２０を取り付けるために使用されてレンズを形成する。具体的には、ハウジング２０は、外筐体２１及び内筐体２２を含む。外筐体２１は、金属材質で製造される。外筐体２１には、収容穴１００が設けられている。収容穴１００は、レンズの光軸ＯＯ′に沿って外筐体２１を貫通している。外筐体２１の収容穴１００を形成する穴壁には、粗面化部を有する。内筐体２２の硬度は、外筐体２１の硬度よりも低い。内筐体２２が収容穴１００内に収容されている。内筐体２２は穴壁と貼り合わせて粗面化部に接続されている。内筐体２２には、取付穴２００が設けられている。取付穴２００は、レンズ群１０を取り付けるように、光軸ＯＯ′に沿って内筐体２２を貫通している。

以上により、本発明の実施例を実施すると、以下の有益な効果を奏する。
上記考案のハウジング２０はレンズに適用かつ装着し、レンズに優れた結像性能を持たせることに加えて、それ自体がレンズの金属外形の要求及びレンズ群１０の組み立て要求を両立させることができる。具体的には、当該ハウジング２０は、収容穴１００が設けられた外筐体２１と、外筐体２１に収容され、取付穴２００が設けられた内筐体２２とを備える。そのうち、外筐体２１は金属材質で製造され、内筐体２２の硬度は外筐体２１の硬度よりも低く、このように、外筐体２１にレンズの金属外形の要求を満たせることができ、それと共に、比較的柔らかい内筐体２２は、レンズ群１０の組み立て要求を満たすことができ、レンズ群１０と緊密に合わせることができないという金属材質の問題を解決し、レンズ群１０をハウジング２０と緊密に合わせることができ、敏感なレンズの合わせによる性能不良を低減し、同時に合わせの量を１μｍ以下に制御することができ、最適な合わせを見つけやすく、製品の性能がより安定している。上記の考案のハウジング２０は、外形金属の利点を兼ねるだけでなく、同時に、内部に比較的柔らかい内筐体２２を設置することで、積層外径合わせ構造（図４に示されるように）及び段差状係合合わせ構造（図５に示されるように）を両立させることができ、性能要求が高いレンズにより有利である。さらに、外筐体２１の収容穴１００を形成する穴壁には、粗面化部を有し、このように、粗面化部を設置することで、内筐体２２と外筐体２１との間の接続安定性を向上させると共に、内筐体２２と外筐体２１との接続箇所における加工精度を低減し、製造コストを削減し、生産効率を向上させる。

さらに、図３～図５を併せて参照すると、穴壁は、接続セグメント２１１及び口部セグメント２１２を含む。口部セグメント２１２は、レンズの物体側に近接して設置されている。口部セグメント２１２は仕上加工により形成され、内筐体２２は接続セグメント２１１に貼り合わせて口部セグメント２１２を収容穴１００に露出させるように設け、粗面化部は接続セグメント２１１に位置する。口部セグメント２１２が直接に収容穴１００に露出するように設けられ、レンズ群１０と合わせて接続されることに用いられるため、口部セグメント部２１２が仕上加工により形成されることにより、口部セグメント２１２とレンズ群１０との間の合わせの精度を向上させ、レンズの結像精度を向上させることができる。それと共に、口部セグメント２１２を設置することにより、位置決め機能を果たすことができ、内筐体２２と外筐体２１の位置決め、組み立てを容易にする。本実施例において、内筐体２２の材質はプラスチックであり、内筐体２２は、射出成形により穴壁に形成されている。機械加工により外筐体２１の外形寸法を取得し、上記の口部セグメント２１２は仕上加工により射出成形位置決めに用いられることもできる。接続セグメント２１１は、これ以上仕上加工を行う必要がなく、表面が粗面化処理により粗面化部を形成して済む。その後、外筐体２１の外観面を酸化黒化処理することにより、ハウジング２０の加工及び黒化の要求が大幅に低減され、製造コストが大幅に削減される。最後に、射出成形により内筐体２２を収容穴１００内に成形する。さらに、内筐体２２が接続セグメント２１１に貼り合わせることにより、内筐体２２はレンズ群１０と接続セグメント２１１との間に位置し、レンズ群１０と接続セグメント２１１とが直接に接触することを回避する。したがって、接続セグメント２１１は、レンズ群１０との合わせの精度を向上させるための仕上加工を必要としないため、製造コストを削減し、生産効率を向上させる。さらに、粗面化部が接続セグメント２１１に位置することにより、内筐体２２と接続セグメント２１１との間の接続安定性を向上させる。本実施例において、接続セグメント２１１は粗面化処理されて粗面化部を形成する。当該粗面化部は、接続セグメント２１１全体に張り巡らされたり、一部の接続セグメント２１１に連続的または不連続的に分布したりすることができる。なお、接続セグメント２１１は、粗面化処理、例えばショットピーニングなど方法により穴壁に形成されることに加えて、外筐体２１の製造工程において一体成形されてもよい。

さらに、図３～図５を併せて参照すると、接続セグメント２１１は、第１凹凸構造２１１１を有し、内筐体２２は、第１凹凸構造２１１１と相補的な第２凹凸構造２２１１を有する。このように、第１凹凸構造２１１１と第２凹凸構造２２１１を合わせることで互いに交差している合わせ構造を形成でき、内筐体２２と外筐体２１との間の接続安定性をさらに向上させ、内筐体２２が高低温等の環境を通過した後に脱落することを防止することができる。さらに、粗面化部は第１凹凸構造２１１１に形成されることができる。さらに、第１凹凸構造２１１１と第２凹凸構造２２１１とが相補しているため、第１凹凸構造２１１１と第２凹凸構造２２１１との接続面積を拡大し、内筐体２２と外筐体２１との間の接続安定性を向上させることができる。

さらに、引き続き図３～図５を参照すると、第１凹凸構造２１１１は、少なくとも１つの第１凹凸部２１１１１と、少なくとも１つの第２凹凸部２１１１２とを含む。第１凹凸部２１１１１の延在方向と第２凹凸部２１１１２の延在方向とは、夾角をなしている。第２凹凸構造２２１１は、第３凹凸部２２１１１及び第４凹凸部２２１１２を含み、第３凹凸部２２１１１は、その数が第１凹凸部２１１１１の数と一致し、かつ第１凹凸部２１１１１のそれぞれに１対１で対応し、第４凹凸部２２１１２は、その数が第２凹凸部２１１１２の数と一致し、かつ第２凹凸部２１１１２のそれぞれに１対１で対応する。第１凹凸部２１１１１の延在方向と第２凹凸部２１１１２の延在方向とが夾角をなすため、第１凹凸部２１１１１と第３凹凸部２２１１１、並びに第２凹凸部２１１１２と第４凹凸部２２１１２という２つの方向の合わせ構造を形成し、内筐体２２はある方向から外力が加えられた場合に外筐体２１から容易に脱落することを回避することができる。

さらに、引き続き図３～図５を参照すると、接続セグメント２１１に複数の周方向面及び隣接する周方向面の間に位置する段差部を形成できるように、収容穴１００は段差穴であり、第１凹凸部２１１１１は、周方向面に形成されかつ光軸ＯＯ′に垂直な方向に延びており、第２凹凸部２１１１２は、段差部に形成されかつ光軸ＯＯ′と平行な方向に延びており、内筐体２２は、周方向部２２１と端部２２２とを含み、第３凹凸部２２１１１が周方向部２２１に形成されており、第４凹凸部２２１１２が端部２２２に形成されている。このように、第１凹凸部２１１１１と第３凹凸部２２１１１を光軸ＯＯ′に垂直な方向に延びる合わせ構造とすることができ、第２凹凸部２１１１２と第４凹凸部２２１１２を光軸ＯＯ′と平行な方向に延びる合わせ構造とすることができ、これによって、内筐体２２と外筐体２１との間の接続安定性を向上させる。

さらに、引き続き図３～図５を参照すると、端部２２２の第４凹凸部２２１１２から離れた側に第５凹凸部２２３が設けられており、同時に、対応するレンズ群１０のうち口部セグメント２１２に位置するレンズには、第５凹凸部２２３に合わせるる第６凹凸部が設けられることができ、これによって、上記のレンズと内筐体２２との間の接続安定性を向上させ、レンズの結像効果を向上させる。

さらに、引き続き図３～図５を参照すると、内筐体２２の取付穴２００を形成する内壁は、段差面２２１２である。このように、段差面２２１２を設置することで、内筐体２２とレンズ群１０の取付孔２００内に位置するレンズとの間の接続安定性を向上させ、上記のレンズが内筐体２２に対して移動し、レンズの結像効果に悪影響を及ぼすことを回避できる。

さらに、引き続き図３～図５を参照すると、ハウジング２０は、ロック部材２３をさらに備え、ロック部材２３はハウジング２０に周設されており、ロック部材２３は、レンズ群１０を内筐体２２に固定するようにレンズ群１０に当接することに用いられる。このように、ロック部材２３を設置することにより、レンズ群１０がハウジング２０に対して移動し、さらにハウジング２０から脱落することを回避できる。本実施例において、ロック部材２３は、周方向壁２３１と、周方向壁２３１の一端に設けられた端壁２３２とを含み、端壁２３２は、周方向壁２３１から光軸ＯＯ′側に延びており、周方向壁２３１を外筐体２１に対して回転可能にするように、周方向壁２３１は、外筐体２１の口部セグメント２１２から離れた側にねじで接続され、端壁２３２によってレンズ群１０を内筐体２２に押し付ける。さらに、端壁２３２は取り囲むように設けられることにより光通過口３００を形成することができる。当該光通過口３００は収容穴１００に連通している。理解できるように、他の実施例において、周方向壁２３１及び外筐体２１との間は、プラグイン方式で接続されることができる。例えば、周方向壁２３１と外筐体２１との間に傾斜案内面が形成され、周方向壁２３１が外筐体２１に対して移動し、外筐体２２が口部セグメント２１２によって囲まれた空間の寸法を変更するように駆動し、同時に、外筐体２１が周方向壁２３１に反作用することで、周方向壁２３１をボルトで外筐体２１に接続する。さらに、レンズが外部構造に接続されるように、外筐体２１の接続セグメント２１１から離れた側には、ねじセグメント２１３が設けられている。

以上に説明されたのは、本発明の実施形態に過ぎなく、当業者にとっては、本発明の構想から逸脱しない限り、さらに改良することができ、これらの改良はいずれも本発明の保護範囲に含まれるとここで指摘すべきである。

Claims (8)

1. レンズ群を取り付けるために使用されてレンズを形成するハウジングであって、前記ハウジングは、
   金属材質で製造される外筐体であって、前記外筐体には、前記レンズの光軸に沿って前記外筐体を貫通している収容穴が設けられており、前記外筐体の前記収容穴を形成する穴壁に粗面化部を有する外筐体と、
   内筐体であって、前記内筐体の硬度が前記外筐体の硬度よりも低く、前記内筐体が前記収容穴内に収容されており、前記内筐体が穴壁と貼り合わせて前記粗面化部に接続され、前記内筐体には、取付穴が設けられており、前記取付穴は、前記レンズ群を取り付けるように、前記光軸に沿って前記内筐体を貫通している内筐体と、を備え、
   前記穴壁は、接続セグメント及び口部セグメントを含み、前記口部セグメントは、前記レンズの物体側に近接して設置されており、前記口部セグメントは仕上加工により形成され、前記内筐体は前記接続セグメントに貼り合わせて前記口部セグメントを前記収容穴に露出させるように設け、前記粗面化部は前記接続セグメントに位置し、前記内筐体の材質はプラスチックであり、前記内筐体は、射出成形により前記穴壁に形成されていることを特徴とするハウジング。
2. 前記接続セグメントは粗面化処理されて前記粗面化部を形成することを特徴とする請求項１に記載のハウジング。
3. 前記接続セグメントは、第１凹凸構造を有し、前記内筐体は、前記第１凹凸構造と相補的な第２凹凸構造を有することを特徴とする請求項２に記載のハウジング。
4. 前記第１凹凸構造は、少なくとも１つの第１凹凸部と、少なくとも１つの第２凹凸部とを含み、前記第１凹凸部の延在方向と前記第２凹凸部の延在方向とは、夾角をなしており、前記第２凹凸構造は、第３凹凸部及び第４凹凸部を含み、前記第３凹凸部は、その数が前記第１凹凸部の数と一致し、かつ前記第１凹凸部のそれぞれに１対１で対応し、前記第４凹凸部は、その数が前記第２凹凸部の数と一致し、かつ前記第２凹凸部のそれぞれに１対１で対応することを特徴とする請求項３に記載のハウジング。
5. 前記接続セグメントに複数の周方向面及び隣接する前記周方向面の間に位置する段差部を形成できるように、前記収容穴は段差穴であり、前記第１凹凸部は、前記周方向面に形成されかつ前記光軸に垂直な方向に延びており、前記第２凹凸部は、前記段差部に形成されかつ前記光軸と平行な方向に延びており、前記内筐体は、周方向部と端部とを含み、前記第３凹凸部が前記周方向部に形成されており、前記第４凹凸部が前記端部に形成されていることを特徴とする請求項４に記載のハウジング。
6. 前記端部の前記第４凹凸部から離れた側に第５凹凸部が設けられていることを特徴とする請求項５に記載のハウジング。
7. 前記内筐体の前記取付穴を形成する内壁は、段差面であることを特徴とする請求項１に記載のハウジング。
8. レンズ群及び請求項１～７のいずれか１項に記載のハウジングを備えることを特徴とするレンズ。

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