JP7245685B2 - レンズユニット - Google Patents

Description

本発明は、複数のレンズと、これらを収容・固定する鏡筒とを具備するレンズユニットに関する。

例えば、自動車、監視カメラ等に搭載される撮像装置において使用される光学系として、物体側から像側（撮像素子側）に至るまでの間に複数のレンズを光軸（撮像装置の光軸）方向に配したレンズユニットが使用されている。このレンズユニットは可視光による物体の画像を撮像素子上に良好に結像させるように設計される。このため、各レンズ間の位置関係、各レンズと鏡筒間、このレンズユニットと撮像素子間の位置関係が高い精度で固定され、かつ各レンズに大きな負荷が加わらないことが要求される。

こうした要求が満たされるレンズユニットは、例えば特許文献１、２に記載されている。特許文献１に記載の技術においては、複数のレンズを収容・保持した状態の鏡筒が、鏡筒の外周に形成されたネジ部を用いて、外側の筐体に螺合して固定されることにより、撮像装置が構成される。この際、鏡筒の外周のネジ部が形成された部分の内面と、鏡筒の内部におけるレンズとを非接触とすることにより、鏡筒内におけるレンズの位置精度を高めると共に、鏡筒に対するレンズユニット（鏡筒）の締付トルクを一定値に管理することができ、このレンズユニットを用いた撮像装置の光学性能を安定して高くすることができる。

また、特許文献２に記載の技術においては、鏡筒（レンズチューブ）内に第１～第４レンズが収容・固定される際に、第１、第４レンズの光軸と垂直な表面、及び光軸に平行な側面が鏡筒に対して固定される。一方、第２、第３レンズの光軸と垂直な表面は隣接するレンズ（第１レンズ又は第４レンズ）に対して固定され、第２、第３レンズの光軸と平行な側面は鏡筒と非接触とされている。こうした構成によって、組み立ての際に、各レンズの光軸を撮像装置の光軸に安定して高い精度で合わせることができる。

特開２００９－１０３９３９号公報 特開２０１５－１７６１４３号公報

このようなレンズユニットにおいて使用されるレンズの材質としては、ガラスと樹脂材料がある。前者は機械的強度が高いが高価であり、後者は機械的強度は低いが安価である。また、例えばレンズの形状を非球面形状とする場合には、特に後者は前者と比べて安価となる。また、熱膨張係数は前者の方が小さいため、熱膨張が特に光学的に悪影響を及ぼすレンズの場合には、前者が好ましい。こうした点が考慮され、どのレンズをガラス製とするか、樹脂材料製とするかが定められる。

また、一般的に、鏡筒は樹脂材料製とされる。ただし、レンズには良好な光学特性（光透過性等）が求められるため、レンズ用の樹脂材料としてはポリカーボネート等の非晶性プラスチックが用いられるのに対して、鏡筒には光学特性は要求されずに高い対候性が求められるため、鏡筒用の樹脂材料としてはガラス繊維が添加されたポリエチレン等の結晶性プラスチックが好ましく用いられる。ガラス、非晶性プラスチック、結晶性プラスチックの熱膨張係数は、異なり、この中ではガラスが最も小さく、一般的には非晶性プラスチックが最も大きい。

このように、使用されるレンズ間、あるいはレンズと鏡筒との間に熱膨張係数の差がある場合に、温度変化があると、熱膨張差によって、レンズに力が加わり、これによるレンズの歪が発生する場合がある。これによって、温度変化がある場合にレンズユニットの結像特性が劣化することがあった。

本発明は、このような状況に鑑みなされたもので、温度変化がある場合にも良好な結像特性が維持されるレンズユニットを提供することを目的とする。

本発明に係るレンズユニットは、光軸に沿って物体側に配置された第１レンズ群と、前記第１レンズ群よりも光軸に沿った像側に配置された第２レンズ群と、前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に配置された絞りと、前記第１レンズ群、前記絞り、前記第２レンズ群を保持する鏡筒と、を備え、前記第１レンズ群のうち最も像側に配置され光軸方向で前記絞りと隣り合う物体側隣接レンズと、前記第２レンズ群のうち最も物体側に配置され光軸方向で前記絞りと隣り合う像側隣接レンズのうち、一方はガラス製である一方側レンズ、他方は樹脂材料製である他方側レンズであり、かつ前記鏡筒は前記他方側レンズとは異なる樹脂材料製であり、前記物体側隣接レンズ、前記絞り、及び前記像側隣接レンズは、前記鏡筒に設けられたレンズ収容部に収容され、前記一方側レンズは、直接あるいは間接的に前記レンズ収容部の内周面に当接することにより、光軸と垂直な方向における前記鏡筒との間の位置関係が固定され、前記他方側レンズは、前記内周面と非接触であり、かつ前記一方側レンズと係合することにより光軸と垂直な方向における前記一方側レンズとの間の位置関係が固定され、前記一方側レンズは、前記他方側レンズと同じ樹脂材料製であるレンズホルダによって光軸からみた外側を支持され、前記レンズホルダの光軸周りの外周面が前記内周面と当接する。

この構成においては、他方（他方側レンズ）は、レンズ収容部の内周面とは当接せず、一方側レンズとの係合により光軸と垂直な方向の位置関係が固定されることによって、結果的にこの方向での鏡筒との間の位置関係が固定される。したがって、他方側レンズと鏡筒は異なる樹脂材料製であり熱膨張係数の差がある場合でも、他方側レンズは鏡筒と非接触であるため、温度変化に伴う他方側レンズと鏡筒の膨張や収縮の差によって他方側レンズに歪みが発生してしまうことを防ぐことができる。したがって、解像力の低下が抑制される。また、ガラス製とされた一方（一方側レンズ）のみが鏡筒におけるレンズ収容部の内周面と当接することによって光軸と垂直な方向における位置が固定される。一方側レンズはガラス製であるため熱膨張係数が低く、温度変化に伴う膨張や収縮の発生を抑えることができる。したがって、温度変化に伴う一方側レンズの歪みの発生が抑制され、温度変化に伴う結像特性の劣化が抑制される。
また、このようにガラス製である一方側レンズとレンズホルダとが組み合わされたレンズ体を構成することにより、このレンズ体を樹脂材料製のレンズと同等に取り扱うことができる。つまり、レンズホルダは、他方側レンズと同じ樹脂材料製からなるため、レンズホルダと他方側レンズの熱膨張係数の差が小さくなる。したがって、レンズホルダ及び他方側レンズは、温度変化に伴い同程度の膨張や収縮が発生するため、他方側レンズがレンズホルダによって歪むことを抑制できる。したがって、解像力の低下を抑制できる。

また、前記一方側レンズは前記像側隣接レンズ、前記他方側レンズは前記物体側隣接レンズである。
この構成においては、絞りの像側に位置する像側隣接レンズがガラス製とされる。これによって、温度変化に起因する画角の変動が抑制される。

また、前記第２レンズ群において、前記像側隣接レンズの像側に隣接して像側レンズが設けられ、前記像側レンズは、像側で前記レンズ収容部における載置面に係止され、前記レンズホルダにおいて像側に突出する複数の突出部が設けられ、複数の前記突出部は、突出量に応じて複数の突出部群に区分され、一つの前記突出部群に属する複数の前記突出部が像側において前記像側レンズに係止されることによって、前記像側隣接レンズの像側への移動が制限される。
この構成においては、像側レンズと像側隣接レンズとの間の間隔は、突出部の突出量で定まる。この際、突出量の異なる複数の突出部群を設け、選択された突出部群の突出部のみが像側レンズと当接するようにすれば、この間隔の微調整を行うことができる。一方、像側レンズは載置面で係止されるため、これによって、像側隣接レンズも間接的に載置面で係止される。

また、前記絞りには、光軸方向で前記絞りを貫通する位置決め孔が光軸周りの周方向において複数形成され、前記レンズホルダには、物体側に突出した複数の凸部が前記位置決め孔と対応して形成され、前記絞りは前記凸部と前記位置決め孔を係合させることにより前記像側隣接レンズ側に装着される。
この構成においては、凸部と位置決め孔を用いて、絞りをレンズホルダ（像側隣接レンズ）に固定することができる。これによって、製造が容易となり、像側隣接レンズと絞りとの間の位置関係が高精度で維持される。

また、光軸の周りの周方向に沿った前記位置決め孔の長さは、対応する前記凸部の当該周方向に沿った長さよりも大きくされている。
この構成により、絞りをレンズホルダ（像側隣接レンズ）に装着する作業が容易となる。

本発明によれば、温度変化がある場合にも良好な結像特性が維持されるレンズユニットを得ることができる。

実施形態に係るレンズユニットの断面図である。 実施形態に係るレンズユニットで用いられる鏡筒の断面図（ａ）、斜視図（ｂ）である。 実施形態に係るレンズユニットの分解組立図である。 実施形態に係るレンズユニットにおける物体側隣接レンズ、絞り、像側隣接レンズ周囲の構成を拡大した断面図である。 像側隣接レンズを像側（ａ）、物体側（ｂ）からみた斜視図である。 絞りの斜視図である。 実施形態に係るレンズユニットを組み立てる際の途中の形態を示す斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は本実施形態に係るレンズユニット１の、光軸Ａに沿った断面図である。ここでは、物体（Ｏｂ）側は図中上側、像（Ｉｍ）側は図中下側であり、撮像素子１００は図中最下部に位置する。レンズＬ１～Ｌ７の各々は、鏡筒１０に対して直接あるいは間接的に固定される。図１においては、各レンズ、絞り２０、あるいは各レンズと鏡筒１０の間を固定するための構成が主に記載されており、実際には撮像素子１００と鏡筒１０の位置関係を固定するための構造も設けられているが、その記載は省略されている。

撮像素子１００は２次元ＣＭＯＳイメージセンサであり、各画素は光軸Ａと垂直な面内で２次元に配列されており、実際には撮像素子１００はカバーガラス（図示せず）で覆われている。図１において、第１レンズＬ１から第７レンズＬ７を備えるレンズユニット１が構成される。レンズユニット１は、撮像対象の可視光の画像を所望の視野、所望の形態で撮像素子１００上（像面）に結像させるように構成される。

図１において、最も物体側（図中上側）に設けられた第１レンズＬ１は、魚眼レンズであり、主にこれによって、撮像装置の視野等が定まる。これよりも撮像素子１００側（像側）に、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７が順次配置されている。各レンズは、光軸Ａの周りで略対称な形状を具備する。また、光束を制限するための絞り２０が第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の間に設けられている。また、不要な光を除去するための遮光板も第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の間に適宜設けられるが、その記載は図１では省略されている。

また、図２（ａ）は、鏡筒１０のみの光軸Ａに沿った断面図、図２（ｂ）は、鏡筒１０を図１における斜め上側（物体側）からみた斜視図である。この鏡筒１０の物体側（図中上側）に、内周面が略円筒形状の空洞部である第１収容部１０Ａが設けられ、第１収容部１０Ａの像側の底面は第１レンズＬ１と当接する第１載置部１１である。また、第１載置部１１よりも像側（図中下側）には、第１収容部１０Ａと同軸とされ、第１収容部１０Ａより小径とされた略円筒形状の空洞部である第２収容部１０Ｂが設けられ、第２収容部１０Ｂの像側の底面は接合レンズＬ６０（後述する像側レンズ）と当接する第２載置部（載置面）１２である。第１収容部１０Ａ、第２収容部１０Ｂの中心軸は共通とされ、光軸Ａと等しい。また、図２（ａ）に示されるように、実際には第２収容部１０Ｂの内周面は物体側から像側に向かって徐々に小さくされる。

図１において、各レンズにおける物体側、像側のレンズ面（画像を形成する光が通過する面）は、レンズユニット１が所望の結像特性をもたらすように、適宜曲面（凸曲面、凹曲面）加工されている。以下では、各レンズにおける物体側のレンズ面を第１表面Ｒ１、像側のレンズ面を第２表面Ｒ２と呼称する。また、レンズ面の形状（凸曲面又は凹曲面）としては、第１表面Ｒ１の形状については物体側からみた形状、第２表面Ｒ２の形状については像側からみた形状を、それぞれ意味するものとする。

一般的に、このような小型の撮像装置におけるレンズを構成する材料としては、ガラスと樹脂材料の２種類がある。前者は機械的強度が高いが高価であり、後者は機械的強度は低いが安価である。また、ガラスの熱膨張係数は樹脂材料より小さいため、高温時における熱膨張に起因する形状や位置の微細な変化が結像特性（焦点位置の変化等）に与える影響が大きくなるレンズは、ガラス製のレンズとすることが好ましい。このため、レンズユニット１を高性能かつ安価とするためには、ガラス製のものが好ましいレンズのみガラス製とし、他のレンズを樹脂材料製とすることが好ましい。

この観点において、本実施の形態では、最も物体側に配置された第１レンズＬ１は撮像装置１の最表面に位置するために、傷が付きにくいガラス製とされる。また、絞り２０と隣接するレンズ（第４レンズＬ４及び第５レンズＬ５）は、温度変化に起因する焦点距離の変化が顕著に表れるため、いずれか一方（本実施の形態では第５レンズＬ５）がガラス製とされる。他のレンズとしては、安価な樹脂材料製のものが用いられる。

第１レンズＬ１は、その物体側のレンズ面Ｌ１Ｒ１が凸曲面、その像側のレンズ面Ｌ１Ｒ２が凹曲面とされた負レンズである。第１レンズＬ１の上面側では、レンズ面Ｌ１Ｒ１がほぼ全体を占めている。第１レンズＬ１の下面側（像側）において、レンズ面Ｌ２Ｒ２の外側には、光軸Ａと垂直な平面で構成された第１レンズ第１下面Ｌ１Ａが設けられる。第１レンズ第１下面Ｌ１Ａの更に外側には、第１レンズ第１下面Ｌ１Ａと平行かつ第１下面Ｌ１Ａよりも物体側（図中上側）に位置する第１レンズ第２下面Ｌ１Ｂが設けられる。また、第１レンズＬ１の最外周部は、光軸Ａを中心軸とする円筒形状の第１レンズ外周面Ｌ１Ｃを構成する。これらの面のうち、光学的に使用されるのは、レンズ面Ｌ１Ｒ１、Ｌ１Ｒ２であり、他の面は、第１レンズＬ１を鏡筒１０に対して固定するために用いられる。

図１において、鏡筒１０の上端側は、第１レンズＬ１の物体側への移動を規制するように光軸Ａ（中心）側に向かって屈曲した第１レンズ係止部１３となっている。また、第１レンズ第１下面Ｌ１Ａは、鏡筒１０の第１載置面１１と当接する。このため、第１レンズＬ１の鏡筒１０に対する光軸Ａ方向における位置関係は、物体側（図中上側）では第１レンズ係止部１３によって定まり、像側（図中下側）では第１載置面１１により定まる。この際、第１レンズ第１下面Ｌ１Ａよりも外側においては、第１レンズ第２下面Ｌ１Ｂと第１載置面１１との隙間に、光軸Ａ方向と垂直な方向で圧縮されて弾性変形したリング状のＯリング３０が配されることにより、鏡筒１０内部における防水機能が得られる。なお、上記のような第１レンズ係止部１３の形状は、第１レンズｌ１を鏡筒１０に固定するために加工した後の形状であり、固定前における鏡筒１０の上端部側の形状は、図２（ａ）に示されるように、上側から第１レンズＬ１を図１に示されるように鏡筒１０内に挿入可能な形状とされる。

また、第１レンズ外周面Ｌ１Ｃは、鏡筒１０における第１収容部１０Ａの内周面と当接する。これによって、第１レンズＬ１と鏡筒１０の光軸Ａと垂直な方向における位置関係が定まる。すなわち、上記の構成により、第１レンズＬ１は鏡筒１０に対して固定される。

第２レンズＬ２は、その物体側のレンズ面Ｌ２Ｒ１が凸曲面、その像側のレンズ面Ｌ２Ｒ２が凹曲面とされた負レンズである。第２レンズＬ２の物体側（図中上側）において、レンズ面Ｌ２Ｒ１の外側には、光軸Ａと垂直でありレンズ面Ｌ２Ｒ１よりも像側（図中下側）に位置する平面である第２レンズ第１上面Ｌ２Ａが設けられる。また、第２レンズＬ２の像側（図中下側）において、レンズ面Ｌ２Ｒ２よりも外側には、光軸Ａと平行な面及び垂直な面で構成された段差部（係合構造）Ｌ２Ｂが設けられる。第２レンズＬ２の最外周を構成する面である第２レンズ外周面Ｌ２Ｃは、第２収容部１０Ｂの内周面と当接する。第２レンズ外周面Ｌ２Ｃは、その光軸Ａ周りの内径が像側に向かって徐々に小さくなるような略円錐面形状に形成されている。これにより、第２レンズＬ２と鏡筒１０の光軸Ａと垂直な方向における位置関係は定まる。

また、第１載置部１１よりも内側（光軸Ａに近い側）かつレンズ面Ｌ１Ｒ２及びレンズ面Ｌ２Ｒ１よりも外側の領域において、第２レンズ第１上面Ｌ２Ａと第１レンズ第２下面Ｌ１Ｂの間には、弾性体で構成され、かつ光軸Ａ方向で薄い弾性部材４０が配されている。すなわち、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２は光軸Ａに沿った方向では直接接さず、これらの間には弾性部材４０が設けられている。

第３レンズＬ３は、その物体側のレンズ面Ｌ３Ｒ１が凹曲面、その像側のレンズ面Ｌ３Ｒ２が凸曲面とされた正レンズである。第３レンズＬ３の物体側（図中上側）において、レンズ面Ｌ３Ｒ１の外側には、第２レンズＬ２における段差部Ｌ２Ｂと係合するように形成された段差部（係合構造）Ｌ３Ａが設けられる。また、第３レンズＬ３の像側（図中下側）において、レンズ面Ｌ３Ｒ２よりも外側には、光軸Ａと平行な面及び垂直な面で構成された段差部（係合構造）Ｌ３Ｂが設けられる。また、第３レンズＬ３の最外周を構成する略円筒形状の面である第３レンズ外周面Ｌ３Ｃは、第２収容部１０Ｂの内周面とは非接触とされる。

第４レンズＬ４は、その物体側の面Ｌ４Ｒ１が凹曲面、その像側の面Ｌ４Ｒ２が凸曲面とされた正レンズである。第４レンズＬ４の物体側（図中上側）において、レンズ面Ｌ４Ｒ１の外側には、第３レンズＬ３における段差部Ｌ３Ｂと係合するように形成された段差部（係合構造）Ｌ４Ａが設けられる。また、第４レンズＬ４の像側（図中下側）において、レンズ面Ｌ４Ｒ２よりも外側には、光軸Ａと平行な面及び垂直な面で構成された段差部（係合構造）Ｌ４Ｂが設けられる。また、第４レンズＬ４の最外周を構成する略円筒形状の面である第４レンズ外周面Ｌ４Ｃは、第２収容部１０Ｂの内周面とは非接触とされる。すなわち、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４は鏡筒１０とは非接触とされる。

前記の通り、第５レンズＬ５はガラス製であり、その物体側の面Ｌ５Ｒ１が凸曲面、その像側の面Ｌ５Ｒ２が凸曲面とされた正レンズである。ただし、第５レンズＬ５は、他のレンズとは異なり、樹脂材料製のレンズホルダ５１に圧入固定されて一体化された第５レンズ体Ｌ５０とされた状態で鏡筒１０に収容される。すなわち、第５レンズＬ５は、第５レンズ体Ｌ５０となった状態で、樹脂材料製である第３レンズＬ３、第４レンズＬ４と同様にレンズとして扱われる。

第５レンズ体Ｌ５０の物体側（図中上側）において、第５レンズＬ５の外側のレンズホルダ５１には、第４レンズＬ４における段差部Ｌ４Ｂと係合するように形成された段差部（係合構造）Ｌ５０Ａが設けられる。また、第５レンズ体Ｌ５０の像側（図中下側）において、第５レンズＬ５よりも外側には、周囲よりも像側（図中下側）に向かって局所的に突出した突出部Ｌ５０Ｂが設けられる。突出部Ｌ５０Ｂの詳細については後述する。また、第５レンズ体Ｌ５０の最外周を構成する面である第５レンズ体外周面Ｌ５０Ｃは、第２収容部１０Ｂの内周面と当接する。第５レンズ体外周面Ｌ５０Ｃは、その光軸Ａ周りの内径が像側に向かって徐々に小さくなるような略円錐面形状に形成されている。これにより、第５レンズ体Ｌ５０（第５レンズＬ５）と鏡筒１０の光軸Ａと垂直な方向における位置関係は定まる。

第６レンズＬ６は、その物体側の面Ｌ６Ｒ１が凹曲面、その像側の面Ｌ６Ｒ２が凹曲面とされた負レンズである。第７レンズＬ７は、外径が第６レンズＬ６よりも小さく、その物体側の面Ｌ７Ｒ１が凸曲面、その像側の面Ｌ７Ｒ２が凸曲面とされた正レンズである。また、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７は対向するレンズ面が嵌合して接合されることにより、最も像側にある接合レンズ（像側レンズ）Ｌ６０を構成するように設定される。つまり、実質的に最も像側のレンズとなる像側レンズは、第６レンズＬ６の像側のレンズ面Ｌ６Ｒ２と第７レンズＬ７の物体側のレンズ面Ｌ７Ｒ１とが嵌合して接合された接合レンズＬ６０となる。

接合レンズＬ６０（第６レンズＬ６）の物体側（図中上側）において、レンズ面Ｌ６Ｒ１の外側においては、第５レンズ体Ｌ５０における突出部Ｌ５０Ｂと当接する平面である接合レンズ上面Ｌ６Ａが設けられる。なお、図１においては、便宜上、光軸Ａを挟んだ両側で突出部Ｌ５０Ｂが接合レンズ上面Ｌ６Ａと当接しているように記載されているが、実際の詳細は後述する。

また、接合レンズＬ６０（第６レンズＬ６）の像側（図中下側）において、レンズ面Ｌ７Ｒ２よりも外側には、光軸Ａと垂直な平面である接合レンズ下面Ｌ６Ｂが設けられる。接合レンズ下面Ｌ６Ｂは、第２載置部（載置面）１２と当接する。接合レンズＬ６０（第６レンズＬ６）の最外周を構成する面である第６レンズ外周面Ｌ６Ｃは第２収容部１０Ｂの内周面と当接する。第６レンズ外周面Ｌ６Ｃは、その光軸Ａ周りの内径が像側に向かって徐々に小さくなるような略円錐面形状に形成されている。このため、接合レンズＬ６０の光軸Ａに沿った方向における位置は、像側では鏡筒１０（第２載置部１２）によって制限される。

この場合、第５レンズ体Ｌ５０（突出部Ｌ５０Ｂ）は像側で接合レンズＬ６０に係止されるため、第５レンズ体Ｌ５０の光軸Ａに沿った方向における位置は、像側では接合レンズＬ６０を介して第２載置部１２（鏡筒１０）によって制限される。

また、前記の構成により、第４レンズＬ４の光軸Ａに沿った方向における位置は、段差部Ｌ４Ｂと段差部Ｌ５０Ａが係合することによって、像側では第５レンズ体Ｌ５０、接合レンズＬ６０を介して鏡筒１０によって制限される。一方、第４レンズＬ４の光軸Ａと垂直な方向における位置は、段差部Ｌ４Ｂと段差部Ｌ５０Ａが係合することによって、第５レンズ体Ｌ５０を介して第２収容部１０Ｂの内周面により定まる。同様に、第３レンズＬ３の光軸Ａに沿った方向における位置は、段差部Ｌ３Ｂと段差部Ｌ４Ａが係合することによって、像側では第４レンズＬ４、第５レンズ体Ｌ５０、接合レンズＬ６０を介して鏡筒１０によって制限される。一方、第３レンズＬ３の光軸Ａと垂直な方向における位置は、段差部Ｌ３Ｂと段差部Ｌ４Ａが係合することによって、第４レンズＬ４、第５レンズ体Ｌ５０を介して第２収容部１０Ｂの内周面により定まる。

また、前記の構成により、第２レンズＬ２の光軸Ａに沿った方向における位置は、段差部Ｌ２Ｂと段差部Ｌ３Ａが係合することによって、像側では第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズ体Ｌ５０、接合レンズＬ６０を介して鏡筒１０によって制限される。一方、第２レンズＬ２の光軸Ａと垂直な方向における位置は、前記の通り、第２収容部１０Ｂの内周面により定まる。

すなわち、上記の構成において、第２レンズＬ２～接合レンズＬ６０（第７レンズＬ７）のうち、第２レンズＬ２、第５レンズＬ５（第５レンズ体Ｌ５０）、接合レンズＬ６０は、その外周部が鏡筒１０における第２収容部１０Ｂの内周面と当接する接触レンズとなる。これらの接触レンズは、これにより、光軸Ａと垂直な方向における鏡筒１０との間の位置関係が固定される。一方、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４は、第２収容部１０Ｂの内周面とは直接接触しない非接触レンズとなる。非接触レンズは、上記のような段差部（係合構造）を介してその物体側、像側の接触レンズと直接あるいは間接的に係合することによって接触レンズとの間の光軸Ａと垂直な方向における位置関係が固定されることによって、この方向での鏡筒１０との間の位置関係が固定される。これにより、第２レンズＬ２～接合レンズＬ６０（第７レンズＬ７）の全ての、光軸Ａと垂直な方向における鏡筒１０との間の位置関係が固定される。

一方、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４の外周面は第２収容部１０Ｂの内周面とは非接触とされる。このため、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４と鏡筒１０の熱膨張差に起因して第３レンズＬ３、第４レンズＬ４（レンズ系）、鏡筒１０に対して力が加わることが抑制される。このため、温度変化が結像特性に与える悪影響が低減される。

図３は、このレンズユニット１の分解斜視図であり、ここでは、図１で記載が省略された遮光板２１も記載されている。ここでは、接合レンズＬ６０、第５レンズ体Ｌ５０、絞り２０、第４レンズＬ４、第３レンズＬ３、遮光板２１、第２レンズＬ２、弾性部材４０、Ｏリング３０、第１レンズＬ１が図中上側（物体側）から鏡筒１０に対して順次装着される。図示されるように、弾性部材４０、Ｏリング３０は、環状とされる。

鏡筒１０の材料としては、対候性に優れた結晶性プラスチック（ポリエチレン、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン）が好ましく用いられる。一方、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第６レンズＬ６、第７レンズＬ７は、レンズとしての性能（光透過性や成形性）に優れる非晶性プラスチック（ポリカーボネート等）で構成される。また、レンズホルダ５１は第４レンズＬ４等と同じ非晶性プラスチックで構成されるため、第５レンズ体Ｌ５０は、全体としては第４レンズＬ４等と同様のプラスチックレンズとして取り扱うことができる。前記の通り、第１レンズＬ１、第５レンズＬ５はガラス製とされる。

図１の構成において、光軸Ａ方向においては、各レンズは、絞り２０を挟んで、物体側にある第１レンズ群（第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４）と第２レンズ群（第５レンズＬ５（第５レンズ体Ｌ５０）、接合レンズ（像側レンズ）Ｌ６０（第６レンズＬ６、第７レンズＬ７））に大別される。このうち、絞り２０が結像特性に与える作用に対しては、絞り２０と物体側で隣接する第１レンズ群のうち最も像側にあるレンズ（物体側隣接レンズ）となる第４レンズＬ４、絞り２０と像側で隣接する第２レンズ群のうち最も物体側にあるレンズ（像側隣接レンズ）となる第５レンズＬ５（第５レンズ体Ｌ５０）が、大きな影響を与える。

ここで、鏡筒１０に対する第５レンズＬ５の位置関係、第５レンズＬ５と第４レンズＬ４の位置関係、第５レンズ体Ｌ５０と接合レンズＬ６０の位置関係の精度は、結像特性に大きな影響を与える。また、絞り２０とその物体側、像側のレンズとの間の位置関係も、同様に結像特性（収差）に影響を与える。図４は、図１におけるこれらに関わる部分を拡大した断面図である。以下に、これらの位置関係を特に高精度で定めるための構造について説明する。

前記の通り、第５レンズＬ５はレンズホルダ５１と一体化されて第５レンズ体Ｌ５０とされる。図５は、第５レンズ体Ｌ５０の像側からみた斜視図（ａ）、物体側からみた斜視図（ｂ）である。良好な結像特性を得るためには、第５レンズＬ５と接合レンズＬ６０の光軸Ａ方向における間隔を、予め定められた設計値に高精度で近づけることが要求される。図１、４に示される通り、この間隔は、レンズホルダ５１に形成された突出部Ｌ５０Ｂが接合レンズＬ６０の接合レンズ上面Ｌ６Ａと当接することによって定まる。

ここで、図５（ａ）に示されるように、突出部Ｌ５０Ｂは、周方向において２１個等間隔で形成され、各々が３個の突出部Ｌ５０Ｂで構成されたＬ５０Ｂ１からなる群（突出部群）～Ｌ５０Ｂ７からなる群に、その像側への突出量に応じて分類される。この突出量は、Ｌ５０Ｂ１からＬ５０Ｂ７に向かうに従って大きくなるように設定されている。図５（ａ）においては、突出部Ｌ５０Ｂ１からＬ５０Ｂ７の表面が便宜上ハッチングされて示されている。

前記の通り、第５レンズＬ５はガラス製である。一般的に、ガラスレンズは、研磨加工によってそのレンズ面が所定の形状に高精度に形成される。一方、レンズの厚さについては、樹脂成型により製造されるプラスチックレンズの場合には１μｍ以下～数μｍ程度となるのに対し、ガラスレンズの場合には、これよりも粗く数μｍ～数十μｍ程度の精度となる。この厚さの誤差を、第５レンズＬ５と、隣接するレンズ（接合レンズＬ６０）との間の間隔を微調整することによって補償することができる。

このため、このレンズユニット１を製造するに際しては、第５レンズＬ５の実測された厚さに応じて、第５レンズＬ５と接合レンズＬ６０との間の間隔が適正値となるように、実際に接合レンズ上面Ｌ６Ａと当接する突出部Ｌ５０Ｂを、上記のＬ５０Ｂ１～Ｌ５０Ｂ７のうちから選択することができる。この際、選択された突出部群よりも突出量の大きな突出部群の突出部Ｌ５０Ｂは、機械的に除去することができる。突出部Ｌ５０Ｂ１～Ｌ５０Ｂ７は樹脂材料製のレンズホルダ５１に形成されているため、こうした加工を容易に行うことができる。また、図示されるように突出部Ｌ５０Ｂ１～Ｌ５０Ｂ７を各々３個ずつ設ければ、第５レンズ体Ｌ５０を接合レンズＬ６０上の３点で支持することができるため、第５レンズＬ５と接合レンズＬ６０の間隔を、上記のような第５レンズＬ５の厚さのばらつきを補償した上で高精度で定めることができる。第５レンズＬ５の厚さのばらつきだけに対してだけでなく、接合レンズＬ６０や鏡筒１０の製造時におけるばらつきに対しても同様である。一方、第５レンズ体外周面Ｌ５０Ｃが第２収容部１０Ｂの内周面と当接することにより、第５レンズＬ５（第５レンズ体Ｌ５０）の鏡筒１０に対する光軸Ａと垂直方向における位置関係は定まる。突起部Ｌ５０Ｂ１～Ｌ５０Ｂ７における突出量の段階的な差分は前記のガラスレンズの厚さのばらつき等に応じて定められ、例えば５μｍ程度とすることができる。

また、図５（ｂ）に示されるように、レンズホルダ５１の物体側には、周方向において等間隔で、光軸Ａと垂直な断面形状が円形である凸部５１Ａが３つ形成されている。図６は、図５（ｂ）に対応した方向からみた、絞り２０を拡大した斜視図である。薄く形成された絞り２０には、これを光軸Ａ方向で貫通する位置決め孔２０Ａが、凸部５１Ａに対応するように３つ形成されている。このため、凸部５１Ａに位置決め孔２０Ａを係合させることによって、第５レンズ体Ｌ５０に絞り２０を固定することができる。図１において、絞り２０は光軸Ａに対して垂直に設けられているが、この角度が変動した場合には、撮像装置においてゴーストが発生することがある。これに対して、こうした構成によって、絞り２０を第５レンズ体Ｌ５０に対して適正な態様で固定し、絞り２０の光軸Ａに対する角度が変動することが抑制される。

この際、図６に示されるように、位置決め孔２０Ａは、光軸Ａの径方向よりも、光軸Ａの周りの周方向で長く形成されている。これによって、絞り２０が装着された状態で、絞り２０を光軸Ａの周りで僅かな量だけ回動させることができるため、絞り２０の第５レンズ体Ｌ５０への装着が特に容易となる。一方、絞り２０の開口２０Ｂが光軸Ａを中心とした円形とされれば、開口２０Ｂの形状は上記の回動に際しても変化しないため、絞り２０がこのように回動しても、結像特性に悪影響はない。上記の例では凸部５１Ａが円形状とされたが、この形状が円形状ではない場合を含め、より一般的には、光軸Ａの周りの周方向に沿った位置決め孔２０Ａの長さが、同方向に沿った凸部５１Ａの長さよりも長く設定されればよい。これによって、絞りをレンズホルダに装着する作業が容易となり、かつこれによる結像特性に対する悪影響は発生しない。

一方、第４レンズＬ４と第５レンズ体Ｌ５０の光軸Ａ方向、及び光軸Ａと垂直な方向における位置関係は、前記の通り、段差部Ｌ４Ｂが第５レンズ体Ｌ５０の段差部Ｌ５０Ａと係合することによって定まる。このため、上記の構成によって、第４レンズＬ４、絞り２０、第５レンズ体Ｌ５０、接合レンズＬ６０及びこれらの周囲における第２収容部１０Ｂの内周面（鏡筒１０）の間の位置関係は定まる。また、第４レンズＬ４と鏡筒１０は異なる樹脂材料で構成されるために熱膨張係数は異なり、温度変化に際してはこれらの間には熱膨張差（膨張、収縮の差）が存在するものの、これらは非接触であるために、この熱膨張差によって第４レンズＬ４に歪み等の悪影響が発生することはない。

この際、第５レンズ体Ｌ５０は、小径の第５レンズＬ５の周囲にレンズホルダ５１が装着されて構成され、レンズホルダ５１を第４レンズＬ４と同じ樹脂材料で構成される。第５レンズＬ５とレンズホルダ５１の熱膨張率は異なるが、第５レンズＬ５は小径かつガラス製であるため、その熱膨張係数は小さく、温度変動があった場合における第５レンズＬ５の膨張や収縮の量は小さい。また、レンズホルダ５１と第４レンズＬ４が同じ樹脂材料で構成されているため、実質的には第５レンズ体Ｌ５０と第４レンズＬ４との間の熱膨張差は小さい。上記の構成においては、第４レンズＬ４の光軸Ａ方向及び光軸Ａと垂直な方向の位置を定めるために第４レンズＬ４は係合構造によって第５レンズ体Ｌ５０（レンズホルダ５１）と係合するが、このようにこれらの間の熱膨張差は小さいため、温度変化に際して第４レンズＬ４に歪み等の悪影響が発生することが抑制される。このため、上記のレンズユニット１においては、温度変動がある場合でも、良好な結像特性が維持される。

図７は、上記のレンズユニット１を組み立てる際の形態を示す斜視図であり、第５レンズ体Ｌ５０を装着する前の状態（ａ）、第５レンズ体Ｌ５０を装着した後の状態（ｂ）、絞り２０を装着した後の状態（ｃ）、第４レンズＬ４を装着した後の状態（ｄ）が示されている。このように、上記のレンズユニット１を製造するに際しては、第５レンズ体Ｌ５０、絞り２０、第４レンズＬ４を容易かつ高精度で鏡筒１０内に装着、固定することができる。

なお、上記の例では、第４レンズＬ４（物体側隣接レンズ）が樹脂材料製、第５レンズＬ５（像側隣接レンズ）がガラス製とされたが、逆に、物体側隣接レンズをガラス製、像側隣接レンズを樹脂材料製としてもよい。この場合、物体側隣接レンズ側において上記と同様のレンズホルダを用い、かつレンズホルダを第２収容部の内周面に固定し、かつ像側隣接レンズをこの内周面と非接触とし、上記と同様に像側隣接レンズを上記と同様に物体側隣接レンズ（レンズホルダ）と係合させればよい。ただし、像側隣接レンズがガラス製である方が、温度変化に起因する画角の変動をより効果的に抑制できるため、好ましい。

（本形態の主な特徴）
本実施形態の特徴を簡単に纏めると次の通りである。
（１）このレンズユニット１は、光軸Ａに沿って物体（Ｏｂ）側に配置された第１レンズ群と、前記第１レンズ群よりも光軸Ａに沿った像（Ｉｍ）側に配置された第２レンズ群と、第１レンズ群と第２レンズ群の間に配置された絞り２０と、第１レンズ群、絞り２０、第２レンズ群を保持する鏡筒１０と、を備え、第１レンズ群のうち最も像側に配置され光軸Ａ方向で絞り２０と隣り合う物体側隣接レンズ（第４レンズＬ４）と、第２レンズ群のうち最も物体側に配置され光軸Ａ方向で絞り２０と隣り合う像側隣接レンズ（第５レンズＬ５）のうち、一方はガラス製である一方側レンズ、他方は樹脂材料製である他方側レンズであり、かつ鏡筒１０は他方側レンズとは異なる樹脂材料製であり、物体側隣接レンズ（第４レンズＬ４）、絞り２０、及び像側隣接レンズ（第５レンズＬ５）は、鏡筒１０に設けられたレンズ収容部（第２収容部１２Ｂ）に収容され、一方側レンズは、直接あるいは間接的にレンズ収容部（第２収容部１２Ｂ）の内周面に当接することにより、光軸Ａと垂直な方向における鏡筒１０との間の位置関係が固定され、他方側レンズは、この内周面と非接触であり、かつ一方側レンズと係合することにより光軸Ａと垂直な方向における一方側レンズとの間の位置関係が固定される。

この構成においては、物体側隣接レンズ、像側隣接レンズのうちのガラス製とされた一方側レンズのみが鏡筒１０におけるレンズ収容部（第２収容部１２Ｂ）の内周面と当接することによって光軸Ａと垂直な方向における位置が固定される。他方側レンズは、この内周面とは当接せず、この一方側レンズとの間の光軸Ａと垂直な方向の位置関係が固定されることによって、結果的にこの方向での鏡筒１０との間の位置関係が固定される。ここで、内周面（鏡筒１０）と当接する側の一方側レンズはガラス製であるため、温度変化に伴う一方側レンズの歪みの発生は抑制される。一方、樹脂材料製の他方側レンズは内周面と当接しないため、温度変化に伴う他方側レンズの歪みの発生も抑制される。また、一方側レンズはガラス製であるため、温度変化に対する一方側レンズの膨張や収縮が抑制される。このため、温度変動に際しての結像特性の劣化（解像度の低下）が抑制される。

（２）一方側レンズ（第５レンズＬ５）は、他方側レンズ（第４レンズＬ４）と同じ樹脂材料製であるレンズホルダ５１によって光軸Ａからみた外側を支持され、レンズホルダ５１の光軸Ａ周りの外周面が第２収容部１２Ｂの内周面と当接する。
この構成においては、このようにガラス製である一方側レンズ（第５レンズＬ５）とレンズホルダ５１とが組み合わされたレンズ体（第５レンズ体Ｌ５０）を構成することにより、このレンズ体を樹脂材料製のレンズ（第４レンズＬ４等）と同等に取り扱うことができ、これと隣接する他方側レンズ（第４レンズＬ４等）との間の熱膨張差が低減される。また、ガラス製の一方側レンズ（第５レンズＬ５）を、樹脂材料製のレンズホルダ５１を介してこのように間接的に鏡筒１０側と接触させることにより、温度変化に際しての一方側レンズ（第５レンズＬ５）の歪みが更に低減される。また、他方側レンズ（第４レンズＬ４等）の位置はこれと係合する第５レンズ体Ｌ５０で定まるものの、レンズホルダ５１と他方側レンズ（第４レンズＬ４等）の熱膨張差は小さいため、温度変化の際に他方側レンズ（第４レンズＬ４等）が第５レンズ体Ｌ５０により悪影響（歪みの発生等）を受けることが抑制される。

（３）一方側レンズは像側隣接レンズ（第５レンズＬ５）、他方側レンズは物体側隣接レンズ（第４レンズＬ４）である。
この構成においては、絞り２０の像側に位置する像側隣接レンズがガラス製とされる。物体側隣接レンズがガラス製とされるよりも、像側隣接レンズがガラス製である方が、温度変化に起因する画角の変動をより効果的に抑制できる。

（４）第２レンズ群において、像側隣接レンズ（第５レンズＬ５）の像側に隣接して像側レンズ（接合レンズＬ６０）が設けられ、像側レンズ（接合レンズＬ６０）は、像側でレンズ収容部（第２収容部１２Ｂ）における載置面（第２載置部１２）に係止され、レンズホルダ５１において像側に突出する複数の突出部Ｌ５０Ｂが設けられ、複数の突出部Ｌ５０Ｂは、突出量に応じて複数の突出部群（Ｌ５０Ｂ１～Ｌ５０Ｂ７）に区分され、一つの突出部群に属する複数の突出部Ｌ５０Ｂが像側において像側レンズ（接合レンズＬ６０）に係止されることによって、像側隣接レンズ（第５レンズＬ５）の像側への移動が制限される。
この構成においては、像側レンズ（接合レンズＬ６０）と像側隣接レンズ（第５レンズＬ５）との間の間隔は、突出部Ｌ５０Ｂの突出量で定まる。この際、突出量の異なる複数の突出部群を設け、選択された突出部群の突出部Ｌ５０Ｂのみが像側レンズ（接合レンズＬ６０）と当接するようにすれば、この間隔の微調整を行うことができる。一方、像側レンズ（接合レンズＬ６０）は載置面（第２載置部１２）で係止されるため、これによって、像側隣接レンズ（第５レンズＬ５）も間接的に載置面（第２載置部１２）で係止される。

（５）絞り２０には、光軸Ａ方向で絞り２０を貫通する位置決め孔２０Ａが光軸Ａ周りの周方向において複数形成され、レンズホルダ５１には、物体側に突出した複数の凸部５１Ａが位置決め孔２０Ａと対応して形成され、絞り２０は凸部５１Ａと位置決め孔２０Ａを係合させることにより像側隣接レンズ（第５レンズＬ５）側に装着される。
この構成においては、凸部５１Ａと位置決め２０Ａ孔を用いて、絞り２０をレンズホルダ５１（第５レンズ体Ｌ５０）に固定することができる。これによって、製造が容易となり、像側隣接レンズ（第５レンズＬ５）と絞り２０との間の位置関係が高精度で維持される。

（６）光軸Ａの周方向に沿った位置決め孔２０Ａの長さは、対応する凸部５１Ａの当該周方向に沿った長さよりも大きくされる。
この構成により、絞り２０をレンズホルダ５１（第５レンズＬ５側）に装着する作業が容易となる。

なお、上記の例以外でも、上記のような物体側隣接レンズ、絞り、像側隣接レンズ等を含むレンズ系を構成することが可能である。この際、レンズ系における他のレンズの数は任意である。

本発明を、実施形態及びその変形例をもとに説明したが、この実施形態は例示であり、それらの各構成要素の組み合わせ等にいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１ レンズユニット
１０ 鏡筒
１０Ａ 第１収容部
１０Ｂ 第２収容部（レンズ収容部）
１１ 第１載置部
１２ 第２載置部（載置面）
１３ 第１レンズ係止部
２０ 絞り
２０Ａ 位置決め孔
２０Ｂ 開口
２１ 遮光板
３０ Ｏリング
４０ 弾性部材
５１ レンズホルダ
５１Ａ 凸部
１００ 撮像素子
Ａ 光軸
Ｉｍ 像（側）
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ１Ａ 第１レンズ第１下面
Ｌ１Ｂ 第１レンズ第２下面
Ｌ１Ｃ 第１レンズ外周面
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ２Ａ 第２レンズ第１上面
Ｌ２Ｂ、Ｌ３Ａ、Ｌ３Ｂ、Ｌ４Ａ、Ｌ４Ｂ、Ｌ５０Ａ 段差部（係合構造）
Ｌ２Ｃ 第２レンズ外周面
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ３Ｃ 第３レンズ外周面
Ｌ４ 第４レンズ（物体側隣接レンズ）
Ｌ４Ｃ 第４レンズ外周面
Ｌ５ 第５レンズ（像側隣接レンズ）
Ｌ６ 第６レンズ
Ｌ６Ａ 接合レンズ上面
Ｌ６Ｂ 接合レンズ下面
Ｌ６Ｃ 第６レンズ外周面
Ｌ７ 第７レンズ
Ｌ５０ 第５レンズ体（像側隣接レンズ）
Ｌ５０Ｂ、Ｌ５０Ｂ１～Ｌ５０Ｂ７ 突出部
Ｌ５０Ｃ 第５レンズ体外周面
Ｌ６０ 接合レンズ（像側レンズ）
Ｏｂ 物体（側）
Ｒ１ 第１表面
Ｒ２ 第２表面

Claims (5)

1. 光軸に沿って物体側に配置された第１レンズ群と、
   前記第１レンズ群よりも光軸に沿った像側に配置された第２レンズ群と、
   前記第１レンズ群と前記第２レンズ群の間に配置された絞りと、
   前記第１レンズ群、前記絞り、前記第２レンズ群を保持する鏡筒と、
   を備え、
   前記第１レンズ群のうち最も像側に配置され光軸方向で前記絞りと隣り合う物体側隣接レンズと、前記第２レンズ群のうち最も物体側に配置され光軸方向で前記絞りと隣り合う像側隣接レンズのうち、一方はガラス製である一方側レンズ、他方は樹脂材料製である他方側レンズであり、かつ前記鏡筒は前記他方側レンズとは異なる樹脂材料製であり、
   前記物体側隣接レンズ、前記絞り、及び前記像側隣接レンズは、前記鏡筒に設けられたレンズ収容部に収容され、
   前記一方側レンズは、直接あるいは間接的に前記レンズ収容部の内周面に当接することにより、光軸と垂直な方向における前記鏡筒との間の位置関係が固定され、
   前記他方側レンズは、前記内周面と非接触であり、かつ前記一方側レンズと係合することにより光軸と垂直な方向における前記一方側レンズとの間の位置関係が固定され、
   前記一方側レンズは、前記他方側レンズと同じ樹脂材料製であるレンズホルダによって光軸からみた外側を支持され、前記レンズホルダの光軸周りの外周面が前記内周面と当接することを特徴とするレンズユニット。
2. 前記一方側レンズは前記像側隣接レンズ、前記他方側レンズは前記物体側隣接レンズ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. 前記第２レンズ群において、前記像側隣接レンズの像側に隣接して像側レンズが設けられ、
   前記像側レンズは、像側で前記レンズ収容部における載置面に係止され、
   前記レンズホルダにおいて像側に突出する複数の突出部が設けられ、
   複数の前記突出部は、突出量に応じて複数の突出部群に区分され、一つの前記突出部群に属する複数の前記突出部が像側において前記像側レンズに係止されることによって、前記像側隣接レンズの像側への移動が制限されることを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
4. 前記絞りには、光軸方向で前記絞りを貫通する位置決め孔が光軸周りの周方向において複数形成され、
   前記レンズホルダには、物体側に突出した複数の凸部が前記位置決め孔と対応して形成され、
   前記絞りは前記凸部と前記位置決め孔を係合させることにより前記像側隣接レンズ側に装着されることを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズユニット。
5. 光軸の周りの周方向に沿った前記位置決め孔の長さは、対応する前記凸部の当該周方向に沿った長さよりも大きくされたことを特徴とする請求項４に記載のレンズユニット。

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