JP7312164B2 - レンズユニットおよびカメラモジュール - Google Patents

Description

本発明は、レンズユニットおよびカメラモジュールに関する。

監視カメラ、車載カメラ等、屋外に設置されるカメラが知られている。そのような屋外に設置されるカメラでは、降雪時にレンズ前面に氷雪が付着することがある。また、外気温が氷点下以下になった場合に、レンズ前面が凍結し霜が付着することがある。その場合、レンズ前面への付着物によって撮像画像が不鮮明となり、カメラの撮像性能が低下してしまう。

近年、車両にカメラ（車載カメラ）が搭載されるようになっており、車載カメラが撮像した画像は、自動ブレーキ機能、自動運転機能等の機能に利用されている。それらの機能は車両の走行を制御する機能であり、車載カメラの撮像機能の低下は、事故等の発生につながってしまう虞がある。そのため、レンズ前面に付着した付着物を融かす融雪機能を備えたカメラの開発が求められている。融雪機能を備えたカメラの一例として、例えば特許文献１に開示されたものがある。

特開２００６－１０９８３号公報

特許文献１に開示されたカメラの内部には、作動時に熱を発生するＣＣＤ、回路素子等が実装されている。当該カメラは、カメラの内部の空気を循環させるファンを備え、レンズ前に設置されているカバーガラスの結露を防止するというものである。しかし、当該カメラはファンを備えているものであり、サイズが大型化してしまうという問題があった。そのため、特に車両等、搭載スペースが限られている場合には、当該カメラは搭載することができないものであった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、サイズの大型化を招くことなく、融雪機能を備えたレンズユニットおよびカメラモジュールを実現することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のレンズユニットは、
円筒状の鏡筒と、前記鏡筒の内周側に、前記鏡筒の軸方向に沿って並べて配置された複数のレンズとを備えるレンズユニットであって、
前記鏡筒の最も物体側に配置される第１レンズの平坦部と、前記第１レンズに隣接する第２レンズの平坦部と間に、通電により発熱するヒータ部が設けられていることを特徴とする。

このような構成によれば、第１レンズの平坦部と第２レンズの平坦部との間にヒータ部が設けられているため、サイズの大型化を招くことなく、融雪機能を備えたレンズユニットを実現することができる。

また、本発明の前記構成において、前記ヒータ部は、自己温度制御機能および遮光機能を有する導電性カーボン膜と、前記導電性カーボン膜を通電する回路パターンとを備えることを特徴とする。このような構成によれば、自己温度制御機能および遮光機能を有するヒータ部を備えたレンズユニットを、サイズの大型化を招くことなく実現することができる。

また、本発明の前記構成において、前記回路パターンは、径方向に向かって突出し、周方向に沿って等間隔に配置された複数の突出部を備えるくし形状であることを特徴とする。このような構成によれば、ヒータ部全体が均一に発熱するため、偏りのない融雪機能を実現することができ、撮像性能の低下をより確実に防ぐことができる。

また、本発明の前記構成において、前記ヒータ部は、ヒータ回路が形成されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に実装され、自己温度制御機能を有するサーミスタとを備えることを特徴とする。このような構成によれば、自己温度制御機能を有するヒータ部を備えたレンズユニットを、サイズの大型化を招くことなく実現することができる。

また、本発明の前記構成において、前記ヒータ部は、フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に形成され、自己温度制御機能および遮光機能を有する導電性カーボン膜と、前記フレキシブル基板と電気的に接続され、前記導電性カーボン膜を通電する回路パターンとを備える。このような構成によれば、自己温度制御機能および遮光機能を有するヒータ部を備えたレンズユニットを、サイズの大型化を招くことなく実現することができる。

また、本発明の前記構成において、前記回路パターンは、径方向に向かって突出し、周方向に沿って等間隔に配置された複数の突出部を有するくし形状であることを特徴とする。このような構成によれば、ヒータ部全体が均一に発熱するため、偏りのない融雪機能を実現することができ、撮像性能の低下をより確実に防ぐことができる。

また、本発明の前記構成において、前記ヒータ部は、自己温度制御機能を有するセラミックスであることを特徴とする。このような構成によれば、自己温度制御機能を有するヒータ部を備えたレンズユニットを、サイズの大型化を招くことなく実現することができる。

また、本発明の前記構成において、前記ヒータ部は、ＰＴＣ特性を有し、キュリー点の温度が８０℃以上１２０℃以下となっていることを特徴とする。キュリー点の温度が８０℃以上１２０℃以下となっているため、ヒータ部の物体側に位置する第１レンズを通電開始から短時間で加熱し、融雪を実現することができる。また、ヒータ部が高温となることに起因し、ヒータ部の像側に位置する第２レンズが変形してしまうのを防止できる。これにより、第２レンズの変形に伴う光学性能の低下を防止できる。

また、本発明の前記構成において、前記ヒータ部は環状に形成され、前記ヒータ部の像側の面の内周部および内周の側面に沿って設けられた内周側電極パターンと、前記ヒータ部の像側の面の外周部および外周の側面に沿って設けられた外周側電極パターンとを備え、前記内周側電極パターンの端部および前記外周側電極パターンの端部には、それぞれ導線が接着されていることを特徴とする。このような構成によれば、電極パターンとヒータ部との接触面積を増大させることができる。これにより、ヒータ部をより効率よく加熱できる。

また、本発明の前記構成において、前記鏡筒は、前記ヒータ部に接続された導線を、前記鏡筒の外周面に設けられた開口を介して前記鏡筒の外部に引き出す貫通孔を有し、前記導線は、前記鏡筒の外周面側の開口部に、接着または固定部材により固定されていることを特徴とする。導線が接着または固定部材により開口部に固定されているため、導線が引っ張られた場合でも、導線とヒータ部との接合部に力が加わるのを防止でき、導線の引っ張りに対する耐性を向上させることができる。これにより、カメラモジュールの製造工程で導線が引っ張られた場合でも、導線がヒータ部から外れてしまうのを防止できる。

また、本発明の前記構成において、前記貫通孔は、２箇所に設けられ、それぞれの前記貫通孔に前記導線が１本ずつ挿通されていることを特徴とする。このような構成によれば、貫通孔を２箇所に設けているため、レンズが配置される鏡筒の外周面が径方向外側に撓みやすくなるのを防止できる。これにより、例えば貫通孔を１箇所のみの長孔とした場合に、鏡筒の外周面が径方向外側に撓みやすくなって、鏡筒の内部に水等が浸入するという問題が生じるのを防止できる。

また、本発明の前記構成において、前記固定部材は、略円筒状に形成され、前記導線を内側に挿通させた状態で前記開口部に挿入されることを特徴とする。略円筒状の固定部材を用いることで、導線として例えばＰＴＦＥ等のフッ素樹脂電線を用いる場合でも、導線を固定することができる。

また、本発明の前記構成において、前記固定部材は、弾性変形可能な部材により、一端から他端に向かうほど外径が小さくなるようにテーパー状に形成されており、外径が小さい側の端部から前記開口部に挿入されるとともに、前記開口部に挿入された状態で内径が小さくなることを特徴とする。このようにテーパー状に形成され、弾性変形可能な固定部材を用いることで、固定部材を開口部に挿入した際に、内径が小さくなって導線が締め付けられる。これにより、導線を確実に固定することができ、導線がヒータ部から外れてしまうのを防止できる。

また、本発明の前記構成において、前記ヒータ部の厚さは、前記第１レンズの平坦部と、前記第２レンズの平坦部との間の距離が０．５ｍｍ以下となる厚さとなっており、複数の前記レンズは、水平画角が１８０°を超える超広角レンズを構成していることを特徴とする。このような構成によれば、融雪機能を備え、かつ水平画角が１８０°を超える高性能な超広角レンズを実現することができる。

本発明のカメラモジュールは、前記構成のレンズユニットと、前記レンズユニットで結像された画像を撮像する撮像素子とを備えることを特徴とする。このような構成によれば、カメラモジュールは、上述の本発明のレンズユニットと同様の効果を奏することができる。

また、本発明のカメラモジュールは、前記構成のレンズユニットと、前記レンズユニットで結像された画像を撮像する撮像素子と、前記レンズユニットの物体側の端部を露出させつつ、前記レンズユニットの周囲を覆うカメラケースとを備え、前記カメラケースと、前記鏡筒の外周面に形成された鍔状のフランジ部との間にＯリングが配置されてシール部が形成され、前記貫通孔における前記鏡筒の外周面側の開口は、前記鏡筒の軸方向において、前記シール部より像側に設けられていることを特徴とする。このような構成によれば、貫通孔における鏡筒の外周面側の開口をシール部より像側としているため、当該開口の位置は気密性が確保されたカメラケースの内部となる。このため、当該開口を介して鏡筒の内部に水が浸入することがなく、ヒータ部を絶縁する必要がない。これにより、低コスト化や生産性の向上を実現することができる。

本発明によれば、サイズの大型化を招くことなく、融雪機能を備えたレンズユニットおよびカメラモジュールを実現することができる。

本発明の第１実施形態に係るレンズユニットを示す断面図である。 同、（ａ）はヒータ部について説明するための図である。（ｂ）はＰＴＣ機能について説明するための図である。 同、配線部の変形例を示す図である。 （ａ）は本発明の第２実施形態に係るレンズユニットを示す断面図である。（ｂ）（ｃ）は鏡筒内部の孔と配線との関係について説明するための図である。 同、ヒータ部について説明するための図である。 本発明の第３実施形態に係るレンズユニットを示す断面図である。 同、ヒータ部について説明するための図である。 本発明の第４実施形態に係るレンズユニットを示す断面図である。 第１実施形態から第４実施形態に係るレンズユニットにおいて、キャップを用いた場合の変形例を示す断面図である。 本発明の第５実施形態に係るレンズユニットを示す断面図である。 同、ヒータ部を示すもので、（ａ）は像側から見た図であり、（ｂ）は（ａ）に示すＧ－Ｇ線の断面図である。 同、ヒータ部のキュリー点が８０℃、常温環境下での、ヒータ部に供給する電流値と、通電開始からの経過時間と、ＰＴＣヒータとレンズの表面温度との関係を示すグラフである。 同、ヒータ部のキュリー点が８０℃、－３０℃環境下での、ヒータ部に供給する電流値と、通電開始からの経過時間と、ＰＴＣヒータとレンズの表面温度との関係を示すグラフである。 同、ヒータ部のキュリー点が１２０℃、常温環境下での、ヒータ部に供給する電流値と、通電開始からの経過時間と、ＰＴＣヒータとレンズの表面温度との関係を示すグラフである。 同、ヒータ部のキュリー点が１２０℃、－３０℃環境下での、ヒータ部に供給する電流値と、通電開始からの経過時間と、ＰＴＣヒータとレンズの表面温度との関係を示すグラフである。 同、レンズユニットを備えるカメラモジュールの軸方向断面図を示すもので、（ａ）は第１の貫通孔を通過する面における断面図、（ｂ）は第２の貫通孔を通過する面における断面図である。 同、（ａ）は物体側から見た鏡筒の一部を示す図である。（ｂ）は鏡筒を側面から見た図である。 同、導線が引き出された状態のレンズユニットを側面から見た図である。 同、鏡筒の貫通孔の開口に固定部材が挿入された状態のレンズユニットの軸方向断面図である。 同、固定部材を示すもので、（ａ）は固定部材の第１の例を示す図である。（ｂ）は固定部材の第２の例を示す図である。（ｃ）は固定部材の第３の例を示す図である。

以下、図面を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態に係るレンズユニット１００の軸方向断面図である。図１では、断面であることを示すハッチングを省略している。レンズユニット１００は、物体の像を像側に形成するものであり、例えば、車載カメラ等に用いられている。車載カメラには、例えば、車両のサイドミラーに搭載され、車両の後方を撮像するものがある。図１に示すように、レンズユニット１００は、カメラケース２０１、Ｏリング２０２等とともにカメラモジュール２００を構成している。

図１に示すように、レンズユニット１００は、レンズ１～４、鏡筒１０、光学フィルタ２０、Ｏリング３０、ヒータ部４０、および配線部５０等を備えている。

鏡筒１０内には、鏡筒１０の軸方向に沿って１つのレンズ群を構成するレンズ１～４が並べて配置されている。レンズ１～４は、それぞれの光軸を一致させた状態で、かつ光軸に沿って並べられた状態で配置されている。このとき、鏡筒１０の軸とレンズ群の光軸（光軸ＯＡとする）とは、略一致するようになっている。以下、光軸ＯＡという場合に、各レンズ１～４の光軸を指すとともにレンズ群の光軸を指すものとする。

鏡筒１０は、軸方向における一方の端部が、像側として撮像素子９１を向くようにして配置され、軸方向における他方の端部が、物体側として撮像対象を向くようにして配置されている。本実施形態では、レンズ４側が像側であり、レンズ１側が物体側である。

レンズ１～４は、鏡筒１０の内部に、物体側から像側に向かって、レンズ１、レンズ２、レンズ３、レンズ４の順で配置されている。光学フィルタ２０は、レンズ１～４が像を結ぶ側（像側）の端部に配置されている。光学フィルタ２０は、特定の周波数成分を除去する目的で配置されている。

鏡筒１０は、円筒状である。鏡筒１０は、樹脂製である。なお、鏡筒１０を金属製とする場合については後述する。鏡筒１０は、その内径が物体側から像側に向かって段階的に小さくなっている。ここで、鏡筒１０における内周面を、物体側から像側に向かって内周面Ａ、内周面Ｂ、内周面Ｃ、内周面Ｄ、内周面Ｅとする。内周面Ｅにおける像側の部分には、内径が小さくなるように径方向内側に向かって突出した部位である支持部１１が形成されている。支持部１１は、レンズ４におけるフランジ部の像側の面と当接するようになっている。フランジ部とは、レンズ有効径の外周側に形成された部位であり、平面部を備えている。

鏡筒１０は、物体側の端部に形成され、レンズ１における物体側の面の外周部に当接する保持部１２を備えている。保持部１２は、鏡筒１０の内部に部品が収容された後、カシメにより形成されている部位である。保持部１２の内径は、レンズ１の外径より小さくなっている。鏡筒１０の内部に収容される部品は、支持部１１と保持部１２との間に挟まれるようにして支持されている。換言すると、鏡筒１０の内部に収容される部品は、保持部１２によって支持部１１側に向かって押し付けられた状態で保持されている。これにより、各部品の間に隙間が形成されないようになっている。

レンズ１～４は、鏡筒１０に嵌入される円形状のレンズである。レンズ１はガラス製であり、レンズ２～４は樹脂製である。レンズ１～４は、その外周面が鏡筒１０の内周面に当接することで、光軸ＯＡ方向と直交する方向に対して位置決めされている。

レンズ１の外周面のうち像側の部分には、他の部分より径を絞って形成された部位である縮径部１ｃが形成されている。縮径部１ｃと鏡筒１０の内周面Ａとの間には、Ｏリング３０が配置されている。Ｏリング３０はゴム製であり、隙間を封止し、鏡筒１０の内部に水や埃等が侵入するのを防いでいる。

鏡筒１０の外周面には、径方向外側に向かって突出した板状の部位であるフランジ部１３が形成されている。カメラケース２０１は、上カメラケース２０１ａと下カメラケース２０１ｂとからなり、円形状の開口を介してレンズユニット１００の物体側端部を外部に露出させつつ、レンズユニット１００のその他の部分を覆うような形状を有している。Ｏリング２０２はゴム製であり、カメラケース２０１の内部の気密性を確保するために、鏡筒１０の外周面と、鏡筒１０のフランジ部１３と、カメラケース２０１の内周面との間に配置されている。

レンズ１（第１レンズ）は、レンズ部１ａとフランジ部１ｂとを備えている。フランジ部（平坦部）とは、レンズ有効径の外周側に形成された部位であり、平面部を備えている。フランジ部１ｂは、像側に平面部を備えている。
レンズ２（第２レンズ）は、レンズ部２ａとフランジ部２ｂとを備えている。フランジ部２ｂは、物体側および像側に平面部を備えている。
レンズ１のフランジ部１ｂの像側の面には、後述するヒータ部４０が設けられている。また、ヒータ部４０は、像側の面の一部が、レンズ２のフランジ部２ｂの物体側の面と当接するようになっている。すなわち、ヒータ部４０は、レンズ１のフランジ部１ｂと、レンズ２のフランジ部２ｂとの間となる位置に設けられている。なお、ヒータ部４０は、レンズユニット１００の撮像性能に影響を及ぼすことのない位置に設けられている。

図２（ａ）は、ヒータ部４０について説明するための図である。
ヒータ部４０は、導電性カーボン膜４１と回路パターン４２とからなる。導電性カーボン膜４１は、レンズ１のフランジ部１ｂの像側に塗布されている。なお、導電性カーボン膜４１は、当該箇所に印刷されているものであってもよい。

回路パターン４２は、レンズ１のフランジ部１ｂ上の導電性カーボン膜４１の上に、印刷されて形成されている。当該印刷は、例えば、スクリーン印刷機によって行われる。回路パターン４２は、円形状に形成された電極であり、外周側回路パターン４３と、内周側回路パターン４４とを備えている。回路パターン４２は、導電性カーボン膜４１を通電する。外周側回路パターン４３は、径方向内側に向かって突出する複数の突出部４３ａを備え、くし形状に形成されている。内周側回路パターン４４は、径方向外側に向かって突出する複数の突出部４４ａを備え、くし形状に形成されている。複数の突出部４３ａと複数の突出部４４ａとは、周方向に沿って交互に、等間隔に形成されている。外周側回路パターン４３と、内周側回路パターン４４とは、電極間の距離が一定となるように形成されている。このため、全面にわたって電流値が等しくなる。これにより、導電性カーボン膜４１の発熱時における温度ムラの発生が抑制され、温度分布が均一となる。導電性カーボン膜４１の発熱時における温度ムラの発生は光学性能の対称性に影響を及ぼし光学性能の劣化をもたらすため、回路パターン４２の端部を除いて対称形状であることが好ましい。

ヒータ部４０は、次のように形成される。
まず、酢酸ビニル含有量が１７ｗｔ％であるＥＶＡ（酢酸ビニルとポリエチレン共重合体）６０ｗｔ％と、カーボンブラック４０ｗｔ％とを、温度１２０℃に加熱しながら約１０分間混錬し、混合物Ｘを得る。当該混錬には、例えば、プラネタリーミキサーを用いる。

次に、混合物Ｘを、テトラリン溶媒を用いて分散、攪拌し、溶媒粘土が３５００センチポイズとなるように希釈したインクＹを得る。

次に、ガラスレンズ用の墨塗り機を用いてレンズ１を回転させながら、インクＹを、レンズ１のフランジ部１ｂの像側に、厚みが１５μｍとなるように塗布する。塗布後、インクＹを乾燥させる。これにより、導電性カーボン膜４１が形成される。

次に、レンズ１の墨塗り面（導電性カーボン膜４１）を下地とし、スクリーン印刷機を用いて、銀ペーストをくし形パターンとなるように印刷し、くし形電極である回路パターン４２を形成する。

導電性カーボン膜４１は、導電性機能を有しており、通電により発熱する。すなわち、導電性カーボン膜４１はヒータ機能を有している。また、導電性カーボン膜４１は、遮光機能を有しており、ゴースト、フレアの原因となる不要光の鏡筒１０の内部への侵入を防いでいる。

また、導電性カーボン膜４１は、ＰＴＣ(Positive Temperature Coefficient)機能、すなわち自己温度制御機能を有している。このため、加熱温度が一定に保たれるようになっている。
図２（ｂ）は、ＰＴＣ機能について説明するための図である。通常温度（低温時を含む）では、カーボンブラックが密に接触した状態であり低抵抗であるため、電流がスムーズに流れる。一方、温度が上昇した場合には、ＥＶＡが膨張し、カーボンブラック同士が分離・非接触の状態となるため、抵抗が増大して電流が流れにくくなり、温度上昇が停止する。上昇した温度が低下し、高温状態から通常温度に戻ると、ＥＶＡが収縮し、電流が元のように流れる。この繰り返しによって、加熱温度が一定に保たれるようになっている。ＰＴＣ機能を有するＰＴＣ材料としては、図２（ｂ）に示される有機系材料に限らず、例えばチタン酸バリウムに希土類元素などの添加物を加えたセラミックスなどの無機系材料を用いてもよい。
ＰＴＣ機能のある材料は、抵抗値が室温（２５℃）から開始して温度がある一定値以上に上昇すると急激に抵抗値が増加する。この増加に転ずる温度をキュリー温度（Ｔｃ）と呼び、２５℃時の抵抗の２倍になる温度で定義される。

図１に戻り、配線部５０について説明する。
配線部５０は、ヒータ部４０に電力を供給するために設けられている。配線部５０は、ばね部材５１と導線５２とからなる。本実施形態では、２つのばね部材５１が用いられており、ばね部材５１は、図２に示す外周側回路パターン４３の端部４３ｂと、内周側回路パターン４４の端部４４ｂとにそれぞれ接続されるようになっている。

ばね部材５１は、りん青銅で構成されており、導電性を有している。また、ばね部材５１は、弾性力を有している。ばね部材５１における回路パターン４２との接続側とは反対側の端部は、導線５２（図１に示す）に接続されるようになっている。導線５２は、電流を流すための金属線であり、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）で被覆されている。なお、この被覆材料は耐熱性に優れるＰＴＦＥ（フッ素樹脂）でもよい。

次に、配線部５０の配線について説明する。
鏡筒１０の内周面Ａと内周面Ｂとの境界部分には、軸方向に対する段差面である段差部１５が形成されている。鏡筒１０の段差部１５には、鏡筒１０の内部と鏡筒１０の外部とを連通する孔１４が、鏡筒１０の軸方向と平行に設けられている。孔１４は、導線５２を鏡筒１０の内部に導くために設けられている。

孔１４における鏡筒１０の外部側の開口は、鏡筒１０の軸方向において、カメラケース２０１とＯリング２０２とのシール部より像側となる位置に設けられている。カメラケース２０１の内部は気密性が確保されているため、孔１４を介して鏡筒１０の内部に水が浸入することはない。これにより、ヒータ部４０を絶縁する必要がない。

導線５２は、孔１４を介して鏡筒１０の外部から鏡筒１０の内部へと導かれ、一端がばね部材５１に接続されている。また、図示は省略しているが、導線５２の他端は、ヒータ部４０への電力供給回路を備える配線基板９２に接続されている。配線基板９２は、カメラケース２０１側に設けられている構成である。

組立時には、レンズ２～４を鏡筒１０の内部に挿入し、次いでヒータ部４０が形成されたレンズ１を鏡筒１０内に組み込む。鏡筒１０には、レンズ１のヒータ部４０と電気的に接続するばね部材５１が埋め込まれている。ばね部材５１は導線５２と連結された状態となっており、導線５２は鏡筒１０の孔１４を介して鏡筒１０の外部に導出されている。これにより、鏡筒１０の内部と外部とが電気的に接続されるようになっている。
レンズ１を鏡筒１０に組み込んだ際に、ばね部材５１とレンズ１のヒータ部４０とが機械的に接触し電気的に導通する。このため、煩わしい導線の接続作業が不要となり、組立性が向上する。

上記では、回路パターン４２と導線５２との接続に、ばね部材５１を用いる場合について説明した。換言すると、配線部５０がばね部材５１と導線５２とからなる場合について説明した。ただし、これに限定されるものではなく、配線部５０は導線５２のみからなるものであってもよい。図３（ａ）および図３（ｂ）は、配線部５０が導線５２のみからなる場合を示した図である。この場合、回路パターン４２の端部４３ｂ，４４ｂと導線５２とをはんだ付け、またはＡＣＦ(Anisotropic Conductive Film)により接続する。

カメラモジュール２００は、レンズユニット１００、カメラケース２０１、Ｏリング２０２、撮像素子９１（イメージセンサ）、配線基板９２、信号処理回路、フレキシブル配線シート、およびコネクタ等を備えている。なお、カメラモジュール２００とは、少なくともレンズユニット１００と撮像素子９１とを備えたものをいう。撮像素子９１は、カメラケース２０１側に設けられている構成である。撮像素子９１は、レンズユニット１００の像側に配置され、レンズユニット１００で結像される画像を撮像するようになっている。

カメラモジュール２００は次のように動作する。物体側から入射する光は、レンズユニット１００のレンズ群を介して撮像素子９１に入射する。撮像素子９１は、入射した像を電気信号に変換する。信号処理回路は、撮像素子９１からの電気信号に対して信号処理（Ａ／Ｄ変換、画像補正処理等）を行う。信号処理回路から出力される電気信号は、フレキシブル配線シートおよびコネクタを介して外部の電子機器に接続される。

ヒータ部４０は、配線部５０を介して電力が供給されると、通電により発熱する。ヒータ部４０の熱は、レンズ１およびレンズ２に伝わる。レンズ１の温度が上昇すると、レンズ１の物体側の面（レンズ１の前面）に付着した氷雪または霜が融ける。
レンズ１はガラス製であり、熱伝導率が０．５（Ｗ・ｍ^－１・Ｋ^－１）以上１．５（Ｗ・ｍ^－１・Ｋ^－１）以下である。一方、レンズ２はプラスチック製であり、熱伝導率が０．５（Ｗ・ｍ^－１・Ｋ^－１）未満である。すなわち、レンズ１は、レンズ２に比べて熱伝導率が高くなるように構成している。ヒータ部４０は、物体側に効率的に熱を伝え、レンズ１に付着した氷雪や霜を効率よく融かすことができる。

本実施形態によれば、鏡筒１０の内部である、レンズ１のフランジ部１ｂとレンズ２のフランジ部２ｂとの間に通電により発熱するヒータ部４０を設けたため、レンズユニット１００（カメラモジュール２００）のサイズの大型化を招くことなく、融雪機能を実現することができる。

また、レンズ１への雪等の付着によって撮像画像が不鮮明となることがないため、レンズユニット１００の撮像性能の低下を防ぐことができる。このため、例えば、レンズユニット１００を車載カメラに用いた場合に、レンズ１の前面に付着した雪等が、車両の自動ブレーキ機能、自動運転機能等に影響を与えるのを防ぐことができる。これにより、運転者に快適な運転を提供することができるとともに、乗員の安全を確保することができる。

次に、本発明の第２実施形態について説明する。
図４（ａ）は、第２実施形態に係るレンズユニット３００の軸方向断面図である。なお、図４（ａ）では、断面であることを示すハッチングを一部省略している。以下、第１実施形態で説明した構成と同一または相当する機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。

レンズユニット３００は、ヒータ部６０を備えている。ヒータ部６０は、レンズ１とレンズ２の間に挟み込まれている。

図５（ａ）および図５（ｂ）は、ヒータ部６０について説明するための図である。ヒータ部６０は、ＦＰＣ(Flexible printed circuits)６１と、サーミスタ６２とを備えている。ＦＰＣ６１は、フレキシブル基板である。ＦＰＣ６１の材質は、ＰＥＴフィルムまたはポリイミドフィルムである。ＦＰＣ６１は、フィルムに電気回路が配線されたものである。

図５（ｂ）に示すように、ＦＰＣ６１は、環状部６１Ａ、直線部６１Ｂ、およびＦＰＣコネクタ部６１Ｃを備えている。環状部６１Ａと直線部６１Ｂには、ヒータ回路６３とサーミスタ回路６４が形成されている。ヒータ回路６３およびサーミスタ回路（配線）６４は、所定の抵抗値を有する材料であり、通電すると発熱する機能を有する。本実施例では、ヒータ回路６３およびサーミスタ回路６４は、銀ペーストを、スクリーン印刷機を用いて印刷することで、形成されている。環状部６１Ａのヒータ回路６３はヒータとして機能させるためにパターンの線幅を狭くして抵抗値が増すように形成され、一方、直線部６１Ｂのヒータ回路は線幅を広くして抵抗値を下げ、発熱量を抑えるように形成されている。本実施例では、材料として銀ペーストを採用したが、カーボンペーストでもよい。また、回路パターンの精度を向上させるために、例えばポリイミドフィルムに銅箔、アルミ箔、ステンレス箔等を接合させた複合フィルムを、所望の回路パターンにエッチングを施して形成してもよい。
このような形態のヒータ部６０のキュリー温度は、ヒータ回路６３およびサーミスタ回路（配線）６４とサーミスタ６２の全体として、定義されるものとする。すなわち、抵抗値が室温（２５℃）から開始して温度がある一定値以上に上昇すると急激に抵抗値が増加に転じ、２５℃時の抵抗の２倍になる温度がキュリー温度と定義される。

サーミスタ６２は、ＰＴＣ機能を有する電子部品であり、温度の上昇により電気抵抗が急増して正の温度係数を示す素子である。サーミスタ６２は、室温付近では略一定の抵抗値であるが、一定の温度を超えると抵抗値が急上昇する。サーミスタ６２は、一般的に、チタン酸バリウムに微量の輝土類元素を添加することでこのような特性を得ている。

サーミスタ６２には、チップタイプのものが広く使用されている。サーミスタ６２は周囲の温度を検知し、特定の温度に到達すると、抵抗が急激に増加し、ヒータ回路６３を流れる電流を小さくする。本特性を持つサーミスタ６２は、定温発熱体、ヒータ等に利用されている。サーミスタ６２は、ＯＮ／ＯＦＦ制御を要することなく、一定温度を保つことを可能にする。例えば、ヒータ回路６３に、直列にサーミスタ６２を入れることで、制御回路不要でヒータ回路６３に流れる電流を制御することができる。本実施例においては、適切な温度管理のために、サーミスタ６２は、環状部６１Ａに配置され、サーミスタ回路（配線）６４に実装されている。
また、別の方法として、サーミスタ６２間の電圧をモニター回路によりモニターして、制御回路でモニター回路の出力をＡ／Ｄ変換し内部のマイコンに入力し、ヒータ回路６３に印加すべき電圧を制御する方式も可能である。これにより、高精度の温度管理を行うことができる。なお、デジタル回路ではなくアナログ回路で制御回路を構成するものであってもよい。このようなモニター回路と制御回路で構成する実施形態においては、所定温度以下とする温度管理の所定温度をキュリー温度とみなす。

本実施形態では、配線部５０は、ＦＰＣ６１の直線部６１Ｂによって構成されている。鏡筒１０の外部に露出することとなるＦＰＣ６１の端部には、ＦＰＣコネクタ部６１Ｃが設けられている。ＦＰＣコネクタ部６１Ｃは、カメラケース２０１側に構成されているヒータ制御部（不図示）に接続されている。ヒータ回路６３およびサーミスタ回路６４には、ＦＰＣコネクタ部６１Ｃを介して電力が供給される。

図４（ａ）に戻り、配線部５０の配線について説明する。
鏡筒１０における段差部１５には、鏡筒１０の内部と鏡筒１０の外部とを連通する孔１６が、鏡筒１０の軸方向と平行に設けられている。孔１６は、薄く平らなフィルム状のＦＰＣ６１を鏡筒１０の内部に導くために設けられている。孔１６における鏡筒１０の外部側の開口は、鏡筒１０の軸方向において、カメラケース２０１とＯリング２０２とのシール部より像側となる位置に設けられている。カメラケース２０１の内部は気密性が確保されているため、孔１６を介して鏡筒１０の内部に水が浸入することはない。これにより、ヒータ部６０を絶縁する必要がない。

図４（ｂ）および図４（ｃ）は、孔１６とＦＰＣ６１との関係について説明するための図である。孔１６は、互いに平行な第１平面部１６ａおよび第２平面部１６ｂを備えている。ここで、図４（ｂ）に示すように、段差部１５の面上の点であって、第１平面部１６ａの幅方向中央の点を点Ｍとする。第１平面部１６ａは、段差部１５の面上において、鏡筒１０の中心と点Ｍとを結んだ線分に対して垂直となるように形成されている。
また、孔１６の幅は、配線部５０（ＦＰＣ６１）の幅に合わせて決定されている。これにより、孔１６は、ＦＰＣ６１を挿通させることができるようになっている。

ＦＰＣ６１を孔１６に通す際は、鏡筒１０の第１平面部１６ａおよび第２平面部１６ｂに沿ってＦＰＣ６１を通し、第１平面部１６ａの端部でＦＰＣ６１を略直角に折り曲げる。ＦＰＣ６１は、第１平面部１６ａの端部に当接して、略直角に折り曲げられ、孔１６を介して鏡筒１０の内部と外部とを電気的に接続する。孔１６を設けることで、スペースのない鏡筒１０の内部に、ＦＰＣ６１を介して電力を供給することができる。このように構成することで、鏡筒１０に最小のスペースでＦＰＣ６１を通すことができ、小型化を実現できる。また、レンズ１の外周部と鏡筒１０の内周面との間には、Ｏリング３０が配置されており、Ｏリング３０が径方向に圧縮されることで気密性が確保されているが、孔１６を最小サイズとすることで、鏡筒１０の内径がＯリング３０の反発力によって拡大することを防ぐことができ、気密性能を維持することができる。

次に、サーミスタ６２の実装箇所について説明する。
図５（ａ）に示すように、サーミスタ６２は、ＦＰＣ６１における環状部６１Ａの像側の面に実装されている。図４（ａ）に示すように、サーミスタ６２の径方向に対する位置は、レンズ１の外径より内側となる位置であり、かつレンズ２の外径より外側となる位置となっている。なお、レンズ２の径は、レンズ１の径より小さい。サーミスタ６２の軸方向に対する位置は、レンズ２の厚さの幅の範囲内の位置となっている。

図４（ｂ）に示すように、サーミスタ６２と対向する位置の鏡筒１０には、サーミスタ６２を収容するための凹形状である凹部１７が設けられている。サーミスタ６２は、鏡筒１０と干渉することなく凹部１７の内部に収容されるようになっている。これにより、鏡筒１０のサイズを大きくすることなく、省スペースでサーミスタ６２を実装することができる。すなわち、凹部１７を設けサーミスタ６２を収容する本構成は、レンズユニット３００およびカメラモジュール２００の小型化の実現に寄与している。

超広角レンズにおいて、１８０°を超える水平画角を確保する場合、レンズ１のフランジ部１ｂとレンズ２のフランジ部２ｂとの間の距離（隙間）は、０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とするのが好ましい。当該距離が０．５ｍｍを超える場合、水平画角が１８０°未満となり、超広角を実現することが困難となる。一方、当該距離が０．０５ｍｍ未満である場合、ヒータ部６０をレンズ１とレンズ２の間に挟み込むことが困難となる。本実施形態では、ヒータ部６０の軸方向に対する厚さは約０．２ｍｍであり、当該距離は０．５ｍｍ以下であるため、１８０°を超える水平画角が確保されるようになっている。

ヒータ部６０は、レンズ１およびレンズ２に接触している。ヒータ部６０は、配線部５０を介して電力が供給されると、通電により発熱する。ヒータ部６０の熱は、レンズ１およびレンズ２に伝わる。レンズ１の温度が上昇すると、レンズ１の物体側の面（レンズ１の前面）に付着した氷雪または霜が融ける。

本実施形態では、レンズ１のフランジ部１ｂにおける像側の面には、遮光機能を実現するための墨塗りが施されている。墨塗りには、例えば、黒色塗料が用いられる。

なお、上記では、ヒータ部６０がレンズ１とレンズ２の間に挟まれているものとしたが、ヒータ部６０は、熱伝導性の高い接着剤等を介してレンズ１に貼り付けられているものであってもよい。

本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、レンズユニット３００（カメラモジュール２００）のサイズの大型化を招くことなく、融雪機能を実現することができる。また、レンズ１への雪等の付着によって撮像画像が不鮮明となることがないため、レンズユニット３００の撮像性能の低下を防ぐことができる。また、鏡筒１０の内部に、サーミスタ６２を備えるヒータ部６０を構成することで、サイズの大型化を招くことなく、ＰＴＣ機能を有するヒータ部６０を実現できる。ヒータ部６０は、当該ＰＴＣ機能を有しているため、特別な制御を必要とせずに通電のみで一定温度に制御される。

また、レンズ１とレンズ２の間に位置するヒータ部６０の厚さを０．５ｍｍ以下としているため、ヒータ部６０を備えつつ、水平画角が１８０°を超える超広角レンズを実現することができる。

次に、本発明の第３実施形態について説明する。
図６は、第３実施形態に係るレンズユニット４００の軸方向断面図である。なお、図６では、断面であることを示すハッチングを一部省略している。以下、第１実施形態および第２実施形態で説明した構成と同一または相当する機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。

レンズユニット４００は、ヒータ部７０を備えている。ヒータ部７０は、レンズ１とレンズ２の間に挟み込まれている。

図７（ａ）および図７（ｂ）は、ヒータ部７０について説明するための図である。
ヒータ部７０は、ＰＥＴフィルムで構成されているＦＰＣ６１と、導電性カーボン膜４１と、回路パターン４２とを備えている。ＦＰＣ６１は、環状部６１Ａ、直線部６１Ｂ、ＦＰＣコネクタ部６１Ｃとからなる。環状部６１Ａには、導電性カーボン膜４１が印刷され、さらに導電性カーボン膜４１の上に、くし形状の回路パターン４２が印刷されている。導電性カーボン膜４１は、遮光機能およびＰＴＣ機能を有している。また、本実施形態では、配線部５０は、ＦＰＣ６１の直線部６１Ｂによって構成されている。なお、導電性カーボン膜４１と回路パターン４２は、第１実施形態と同様の技術で製作可能である。

ＦＰＣ６１の直線部６１Ｂには、導電回路（不図示）が形成されており、当該導電回路と、回路パターン４２の端部４３ｂ，４４ｂとは電気的に接続されている。当該導電回路には、ＦＰＣコネクタ部６１Ｃを介して電力が供給される。

本実施形態では、ヒータ部７０の軸方向に対する厚さは、約０．２１５ｍｍとなっている。このため、１８０°を超える水平画角が確保されるようになっている。

本実施形態によれば、第１実施形態および第２実施形態と同様に、レンズユニット４００（カメラモジュール２００）のサイズの大型化を招くことなく、融雪機能を実現することができる。また、レンズ１への雪等の付着によって撮像画像が不鮮明となることがないため、レンズユニット４００の撮像性能の低下を防ぐことができる。また、サイズの大型化を招くことなく、ＰＴＣ機能を有するヒータ部７０を実現できる。ヒータ部７０は、当該ＰＴＣ機能を有しているため、特別な制御を必要とせずに通電のみで一定温度に制御される。

また、レンズ１とレンズ２の間に位置するヒータ部７０の厚さを０．５ｍｍ以下としているため、ヒータ部７０を備えつつ、水平画角が１８０°を超える超広角レンズを実現することができる。

次に、本発明の第４実施形態について説明する。
図８は、第４実施形態に係るレンズユニット５００の軸方向断面図である。なお、図８では、断面図であることを示すハッチングを一部省略している。以下、第１実施形態から第３実施形態で説明した構成と同一または相当する機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。

レンズユニット５００は、ヒータ部８０を備えている。ヒータ部８０は、レンズ１とレンズ２の間に挟み込まれている。

ヒータ部８０は、チタン酸バリウムを主成分とするセラミックスで構成されており、ＰＴＣ機能を有している。当該セラミックスは、キュリー温度（キュリー点）を有しており、温度がキュリー温度を超えると、結晶系がそれまでの正方晶系から立方晶系へと相転移し、電気抵抗値が急上昇する。ヒータ部８０は、周囲温度を検知し、温度がキュリー温度を超えると、抵抗が急激に増加し、流れる電流を小さくする。このため、ＯＮ／ＯＦＦ制御を要することなく、一定温度を保つことが可能である。キュリー温度（キュリー点）は２５℃における抵抗値の２倍の抵抗値となる温度として定義される。

また、ヒータ部８０のレンズ１側（ガラスレンズ側）の面に、電極（片面電極）を形成してもよい。当該電極は、例えば、図２（ａ）に示した櫛形状の回路パターン４２とすることができる。換言すると、回路パターン４２を、チタン酸バリウムを主成分とするセラミックスの上に形成し、ヒータ部８０としてもよい。
電極形成面と反対側の面にも熱が伝わり昇温するが、レンズ１側を加熱することで、レンズ２側の温度上昇を抑えることができる。つまり加熱が必要なレンズ１側のみ効率良く加熱をすることができる。また、片面のみに電極を形成するため、ヒータ部８０の厚みを薄くすることができ、１８０°を超える水平画角の確保に最適となる。

本実施形態では、配線部５０は、導線５２で構成されている。導線５２と、ヒータ部８０とは、例えば、はんだ付けにより接着され、電気的に接続されている。

また、本実施形態では、レンズ１のフランジ部１ｂにおける像側の面には、遮光機能を実現するための墨塗りが施されている。墨塗りには、例えば、黒色塗料が用いられる。

本実施形態では、ヒータ部８０の軸方向に対する厚さは０．５ｍｍとなっている。このため、１８０°を超える水平画角が確保されるようになっている。

本実施形態によれば、第１実施形態から第３実施形態と同様に、レンズユニット５００（カメラモジュール２００）のサイズの大型化を招くことなく、融雪機能を実現することができる。また、レンズ１への雪等の付着によって撮像画像が不鮮明となることがないため、レンズユニット５００の撮像性能の低下を防ぐことができる。また、サイズの大型化を招くことなく、ＰＴＣ機能を有するヒータ部８０を実現できる。ヒータ部８０は、当該ＰＴＣ機能を有しているため、特別な制御を必要とせずに通電のみで一定温度に制御される。

また、レンズ１とレンズ２の間に位置するヒータ部８０の厚さを０．５ｍｍ以下としているため、ヒータ部８０を備えつつ、水平画角が１８０°を超える超広角レンズを実現することができる。

また、第１実施形態から第４実施形態によれば、レンズ１と接触する位置にヒータ部４０，６０，７０，８０を設けているため、鏡筒１０の外部にヒータ部やファンを設けた場合に比べ、消費電力を抑えることができる。

また、第１実施形態から第４実施形態では、鏡筒１０を樹脂製とし、鏡筒１０がカシメによって形成される保持部１２を備えるものとした。ここで、鏡筒１０を金属製とする場合について説明する。鏡筒１０は、例えば、アルミニウムで構成されている。

図９は、金属製の鏡筒１０と、キャップ９０とを備えるレンズユニット６００の断面図である。キャップ９０は、金属製であり、例えばアルミニウムで構成されている。
鏡筒１０における物体側の端部の外周には、雄ねじ部が形成されている。雄ねじ部には、キャップ９０が取り付けられるようになっている。

キャップ９０は環状であり、キャップ９０の内周側には、鏡筒１０の雄ねじ部と螺合する雌ねじ部が形成されている。キャップ９０におけるレンズ１の物体側の面と当接する部位の内径は、レンズ１の外径より小さくなっている。

鏡筒１０の内部に収容される部品は、支持部１１とキャップ９０との間に挟まれるようにして支持されている。換言すると、鏡筒１０の内部に収容される部品は、キャップ９０によって支持部１１側に向かって押し付けられた状態で保持されている。これにより、各部品の間に隙間が形成されないようになっている。

また、第２実施形態から第４実施形態において、ヒータ部６０，７０，８０と、レンズ１との間に、一般的に空気層が介在するとヒータ部６０，７０，８０からレンズ１への熱伝導率が悪化してしまう。このため、双方の間に熱伝導シートや熱伝導粘着材を介在させることで、効率よくヒータ部６０，７０，８０の熱をレンズ１へ伝えることができる。

次に、本発明の第５実施形態について説明する。
図１０は、第５実施形態に係るカメラモジュール２００の軸方向断面図である。なお、図１０では、断面図であることを示すハッチングを一部省略している。以下、第１実施形態から第３実施形態で説明した構成と同一または相当する機能を有する構成については、同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。

本実施形態に係るレンズユニット７００は、第４実施形態と同様にヒータ部（ドーナツ形セラミックヒータ）８０を備えている。本実施形態に係るヒータ部８０には、電極８１（図１１に示す）が形成されている。また、電極８１には、導線５２（図８に示す）が例えばはんだ付けにより接着固定されている。

図１１（ａ）は、ヒータ部８０を像側から見た図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すＧ－Ｇ線の切断部端面図である。
電極８１は、内周側電極パターン８１ａと外周側電極パターン８１ｂとからなり、例えば内周側電極パターン８１ａが正極であり、外周側電極パターン８１ｂが負極である。内周側電極パターン８１ａは、ヒータ部８０の像側の面の内周部および内周側面に沿って、環状に設けられている。また、外周側電極パターン８１ｂは、ヒータ部８０の像側の面の外周部および外周側面に沿って、環状に設けられている。内周側電極パターン８１ａの端部および外周側電極パターン８１ｂの端部には、それぞれ導線５２がはんだ付け等により接着されている。
このように電極８１をヒータ部８０の側面にも設けることで、電極８１（内周側電極パターン８１ａおよび外周側電極パターン８１ｂ）とヒータ部８０との接触面積が増大し、両者の接着性がより向上する。また、電極８１の面積が大きくなるため、通電時に電極８１での抵抗が大きくなり過ぎるのを抑制できる。また、ヒータ部８０（セラミックヒータ）の小型化を実現し、より効率よくヒータ部８０の全面を加熱することができる。

ヒータ部８０は、既述のとおり、チタン酸バリウムを主成分とするセラミックスで構成されており、ＰＴＣ機能（ＰＴＣ特性）を有している。当該セラミックスは、キュリー温度（キュリー点）を有しており、温度がキュリー点を超えると、抵抗値が急上昇する。キュリー点は、常温（２５℃）における抵抗値の２倍の抵抗値となる温度として定義される。
なお、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）は、温度の増加により電気抵抗が増す（すなわち正の温度係数を示す）特性である。一般的に、チタン酸バリウムに微量の希土類元素を添加することでＰＴＣ特性を得ることができる。ＰＴＣ特性は、周囲の温度を検知し、特定の温度（検知温度）になると、抵抗値が急激に増加し、流れる電流を小さくする特性である。この特性により、ＯＮ／ＯＦＦ制御を要することなく、一定の温度を保つことができる。

ヒータ部８０のキュリー点は、８０℃から１２０℃の範囲内であることが好ましい。すなわち、ヒータ部８０は、８０℃から１２０℃の間で電気抵抗値が急上昇するようになっていることが好ましい。このように構成することで、ヒータ部８０の物体側に位置するレンズ１（ガラス製）を、通電開始から短時間で加熱し、融雪を実現することができる。また、ヒータ部８０の温度が高くなり過ぎないため、ヒータ部８０の像側に位置するレンズ２（プラスチックレンズ）の変形を防ぐことができ、レンズ２の変形に伴うレンズユニットの光学性能の低下を防止できる。なお、プラスチックレンズの耐熱性は、１１０℃前後であり、プラスチックレンズの温度が１１０℃より高くなると変形が生じ、レンズユニットの光学性能が低下する虞がある。

また、キュリー点が８０℃より低いと、融雪に時間がかかってしまい、ヒータ部８０への通電開始後、短時間で鮮明な画像を取得することができない。融雪の効果は、融雪開始（ヒータ部８０への通電開始）から３０秒後には、人間が視覚的に確認できる程度に表れることが要求される。また、融雪の効果は、融雪開始から６０秒後には、十分に表れていることが要求される。この６０秒という時間は、十分な融雪前に車両を発進させてしまうことによる危険運転を抑制するために必要となる平均時間とされている。この観点からキュリー点は８０℃以上であることが好ましい。

また、キュリー点が１２０℃より高いと、融雪までの時間的効果は極めて高くなるが、レンズ（特にヒータ部８０の像側に隣接するプラスチック製のレンズ２）や鏡筒１０に好ましくない影響を及ぼしてしまう。好ましくない影響とは、具体的には、レンズ２の変形、鏡筒１０の変形、レンズ２の表面にコーティングされた反射防止膜のクラック発生等であり、これらによってレンズユニットの光学性能が低下してしまう。また、キュリー点を１２０℃より高くする場合、消費電力が大きくなり、ヒータ部８０に供給する電圧を大きくする必要があるが、車両のようにバッテリ容量が制限された環境では、他の機器との関係で電圧を大きくすることができず、電圧を大きくした場合、電圧降下を招く虞がある。

図１２は、常温（２５℃）環境下でキュリー点が８０℃のヒータ部を通電した場合における、ヒータ部８０に供給する電流値［ｍＡ］と、通電開始からの経過時間［ｓｅｃ］と、ヒータ部８０とレンズ１の表面温度［℃］との関係を示すグラフである。なお、レンズ１の表面温度とは、レンズ１（ガラス製）の物体側の面であり、車外に露出する面である。

図１２に示すように、キュリー点８０℃、常温環境の場合、レンズ１の表面温度は、３０秒後に約５２℃に到達し、６０秒後に約６０℃に到達する。また、通電開始から約１５０秒が経過すると、電流値は略一定となり、レンズ１の表面温度の上昇が抑制され、約７３℃で一定となる。

図１３は、－３０℃の環境下でキュリー点が８０℃のヒータ部８０を通電した場合における、ヒータ部８０に供給する電流値［ｍＡ］と、通電開始からの経過時間［ｓｅｃ］と、ヒータ部８０とレンズ１の表面温度［℃］との関係を示すグラフである。
図１３に示すように、キュリー点８０℃、－３０℃環境の場合、レンズ１の表面温度は、３０秒後に約１３℃に到達し、６０秒後に約３３℃に到達する。また、通電開始から約１５０秒が経過すると、電流値は略一定となり、レンズ１の表面温度の上昇が抑制され、約５０℃で一定となる。

図１４は、常温（２５℃）環境下でキュリー点が１２０℃のヒータ部８０を通電した場合における、ヒータ部８０に供給する電流値［ｍＡ］と、通電開始からの経過時間［ｓｅｃ］と、ヒータ部８０とレンズ１の表面温度［℃］との関係を示すグラフである。
図１４に示すように、キュリー点１２０℃、常温環境の場合、レンズ１の表面温度は、３０秒後に約８０℃に到達し、６０秒後に約９６℃に到達する。また、通電開始から約１５０秒が経過すると、電流値は略一定となり、レンズ１の表面温度の上昇が抑制され、約１０９℃で一定となる。

図１５は、－３０℃の環境下でキュリー点が１２０℃のヒータ部８０を通電した場合における、ヒータ部８０に供給する電流値［ｍＡ］と、通電開始からの経過時間［ｓｅｃ］と、ヒータ部８０とレンズ１の表面温度［℃］との関係を示すグラフである。
図１５に示すように、キュリー点１２０℃、－３０℃環境の場合、レンズ１の表面温度は、３０秒後に約５５℃に到達し、６０秒後に約８２℃に到達する。また、通電開始から約１５０秒が経過すると、電流値は略一定となり、レンズ１の表面温度の上昇が抑制され、約９２℃で一定となる。

このように、ヒータ部８０のキュリー点を８０℃から１２０℃の範囲内とすることで、物体側に隣接するレンズ１の表面温度を６０秒以内に融雪可能な温度とし、融雪を実現できるとともに、像側に隣接するプラスチック製のレンズ２が１１０℃以上の温度となることはないため、レンズ２の変形に伴う光学性能の低下を防ぐことができる。

なお、ヒータ部８０に印加する電圧は例えば、６［Ｖ］となっている。仮に、ヒータ部８０により高電圧を印加すると、キュリー点に到達するのに要する時間は短くなり、それに伴い融雪が完了するまでの時間を短縮できるが、車両の場合、他の機器との関係で電圧を大きくすることが困難であり、電圧を大きくした場合、電圧降下を招く虞がある。また、ヒータ部８０に印加する電圧をより低電圧とした場合、キュリー点に到達せず、融雪時間が長くなってしまう虞がある。

次に、導線（リード線）５２の鏡筒１０からの引き出し方について説明する。
図１６（ａ）は、後述する貫通孔１１１を通過する面におけるカメラモジュール２００の軸方向断面図であり、図１６（ｂ）は、後述する貫通孔１１２を通過する面におけるカメラモジュール２００の軸方向断面図である。
鏡筒１０におけるレンズ１とレンズ２の境界となる部分には、軸方向に対して垂直な面である段差部１５が形成されている。
また、図１７（ａ）は、物体側から見た鏡筒１０の一部を示す図であり、図１７（ｂ）は、鏡筒１０を側面から見た図である。段差部１５には、導線５２を鏡筒１０の外部に導く（引き出す）ための２箇所の貫通孔１１１，１１２が設けられている。一方の貫通孔は正極用であり、他方の貫通孔は負極用となっている。貫通孔１１１，１１２は、略楕円形状に形成されている。なお、貫通孔１１１，１１２の形状はこれに限らず、例えば円形状としてもよい。

図１６に示すように、貫通孔１１１，１１２は、軸方向に沿って設けられている部分と、径方向に沿って設けられている部分とが互いに直交するように設けられ、断面が略Ｌ字状となっている。
図１８は、導線５２が引き出された状態のレンズユニットを側面から見た図である。導線５２は、貫通孔１１１，１１２に１本ずつ挿通されている。
図１６（ａ）に示すように、１本の導線５２は、一端がヒータ部８０に接続され、他端が貫通孔１１１を介して外部に引き出されている。また、図１６（ｂ）に示すように、１本の導線５２は、一端がヒータ部８０に接続され、他端が貫通孔１１２を介して外部に引き出されている。
以下、図１６に示すように、貫通孔１１１，１１２の開口のうち、鏡筒１０の外周面側に設けられている開口を開口１１１ａ，１１２ａとする。また、貫通孔１１１，１１２の内部空間における開口１１１ａ，１１２ａ側の部分を、導線引き出し部（開口部）１１１ｂ，１１２ｂとする。

図１６に示すように、カメラケース２０１と、鏡筒１０の外周面に形成された鍔状のフランジ部１３との間には、Ｏリング２０２が配置され、シール部が形成されている。このとき、開口１１１ａ，１１２ａは、鏡筒１０の軸方向において、カメラケース２０１とＯリング２０２とのシール部より像側となる位置に設けられている。開口１１１ａ，１１２ａの位置をこの位置とすれば、カメラケース２０１の内部（内側）は気密性が確保されているため、鏡筒１０の外周側の開口１１１ａ，１１２ａを介して鏡筒１０の内部に水が浸入することはない。これにより、ヒータ部８０を絶縁する必要がない。また、ヒータ部８０を絶縁する必要がないため、低コスト化を実現できる。

また、仮に、貫通孔１１１，１１２を、図１７（ａ）に示すように軸方向物体側から見て並列した丸孔となるように形成せずに、それぞれの丸孔が鏡筒１０の内側の空間と連通する溝形状（軸方向物体側から見てＵ字状の形状の溝）とした場合や、２箇所の貫通孔を近接させて結合して１箇所の長孔とした場合には、鏡筒１０の剛性が低下する。すなわち、鏡筒１０の内部はＯリング３０（図１６参照）により径方向外側に向かう力を常に受けているが、この力を受けた場合に、鏡筒１０の外周面が径方向外側に撓みやすくなる。そして、鏡筒１０の外周面が径方向外側に撓んだ場合、シール部（Ｏリング３０）の気密性が低下し、鏡筒１０の内部に水等が浸入してしまうという問題が生じるおそれがある。これに対して、貫通孔を略丸孔とし、離間した２箇所に設けた場合（すなわち貫通孔１１１，１１２を設けた場合）、貫通孔と鏡筒１０の内部空間との間、および貫通孔同士の間に、それらを隔てる形状が存在するため、鏡筒１０の剛性が低下しない。これにより、上記のような問題の発生を防ぐことができる。

また、導線５２とヒータ部８０との接合強度が低い場合、カメラモジュールの製造工程で導線５２が引っ張られた場合に、導線５２がヒータ部８０から外れてしまうおそれがある。そこで、導線引き出し部１１１ｂ，１１２ｂに固定部材としての接着剤（例えば紫外線硬化樹脂等）を充填し、導線５２を接着固定する。これにより、導線５２が引っ張られた場合でも、導線５２とヒータ部８０との接合部に直接力が加わるのを防止でき、導線５２とヒータ部８０との接合部の接合強度を高めることなく、導線５２の引っ張りに対する耐性を向上させることができる。すなわち、導線５２が引っ張られた場合でも、導線５２がヒータ部８０から外れてしまうのを防止できる。

また、導線５２として、ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂電線が用いられることがある。このフッ素樹脂電線は、はんだ耐熱性に優れているが、耐薬品性にも優れているため、接着が困難となる。そこで、導線５２としてフッ素樹脂電線を用いる場合、図１９に示すように、円筒状の固定部材１２０を用いて導線５２を導線引き出し部１１１ｂ，１１２ｂに固定する。

ここで、図２０を用いて固定部材１２０について説明する。図２０（ａ）は、固定部材１２０を示す図であり、図２０（ｂ）および図２０（ｃ）は固定部材１２０の変形例を示す図である。
図２０（ａ）に示す固定部材１２０は、略円筒状に形成され、貫通孔１１１，１１２に挿入可能な外径で形成されている。また、固定部材１２０の内径は、導線５２を挿通させることが可能な径となっている。固定部材１２０の材質は、樹脂製の鏡筒１０の材質と同一であることが好ましい。樹脂は、例えばＰＡ、ＰＰＳ等であり、鏡筒１０と溶着、接着できる材質である。導線５２を固定部材１２０に挿通させ、固定部材１２０を貫通孔１１１，１１２に挿入した状態で、固定部材１２０を鏡筒１０に溶着または接着することで、導線５２を確実に固定することができる。これにより、導線５２が引っ張られた場合でも、導線５２がヒータ部８０から外れてしまうのを防止できる。

図２０（ｂ）に示す固定部材１２０は、一端から他端に向かうにつれて外径が徐々に小さくなるようにテーパー状に形成されている。この固定部材１２０は、例えばゴム等の弾性変形可能な材料で構成されており、外径が小さい側の端部から貫通孔１１１，１１２に挿入される。固定部材１２０の外周面をテーパー状とすることで、より確実に貫通孔１１１，１１２に押し込むことができるようになる。
固定部材１２０を貫通孔１１１，１１２に押し込むと、外径が締め付けられ（径方向内側に向かう力が作用し）、内径がより小さくなって、導線５２が締め付けられるようになっている。これにより、導線５２を確実に固定することができ、導線５２が引っ張られた場合でも、導線５２がヒータ部８０から外れてしまうのを防止できる。なお、固定部材１２０の外径が大きい部分ほど、貫通孔１１１，１１２に挿入した際に内径がより小さくなり、導線５２を締め付ける力がより大きくなる。また、固定部材１２０を弾性変形可能な材料で構成する場合、接着または溶着の工程は任意的となる。

図２０（ｃ）に示す固定部材１２０は、図２０（ｂ）に示した固定部材１２０に、さらに軸方向に沿ってスリット１２１を設けたものである。このようにスリット１２１を設けることで、より外径が締め付けられやすくなり、スリット幅の分、内径が小さくなるため、導線５２がより締め付けられやすくなる。

なお、図１６に示すカメラモジュール２００では、レンズ１はガラスレンズとなっており、レンズ２はプラスチックレンズとなっている。レンズ２におけるフランジ部２ｂの物体側の端部には、像側外周面より径を絞って形成された縮径部２ｃが設けられている。換言すると、レンズ２の物体側の面がフランジ部２ｂの物体側の面から段差をもって突出して設けられている。そして、ヒータ部８０の内径は、縮径部２ｃ（レンズ２の物体側の面の突出部）と嵌合可能な径となっている。このようにヒータ部８０と縮径部２ｃを嵌合させることで、レンズ１とレンズ２との面間距離を維持したまま、ヒータ部８０を配置することができる。これにより、より広い画角を確保することができる。

また、レンズ１の像側の面とヒータ部８０との間に少なくともレンズ１より熱伝導率の高い熱伝導シートを介在させてもよい。熱伝導シートの熱伝導率は０．５［Ｗ／ｍ・Ｋ］以上５．０［Ｗ／ｍ・Ｋ］以下であることが好ましい。熱伝導シートを介在させることで、レンズ１の像側の面とヒータ部８０との熱伝導性が向上する。また、レンズ１とヒータ部８０と間に空間が発生することを抑制するために、熱伝導シートは少なくともショアＡ硬さが１０以上であることが好ましい。また、あまりにも柔らかいと光軸方向の寸法精度が出ないのでショアＡ硬さが５０以下であることが好ましい。このような柔らかさを有する熱伝導シートをレンズ１とレンズ２の間に介在させることで、車両走行時等にレンズ１に衝突する小石の衝撃によるレンズ１の割れを抑制することもできる。また、熱伝導シートとレンズ１の間には、粘着力のある両面テープを介在させて接着するのが、生産性向上の観点からは好ましい。両面テープの材質はアクリル製等のように、高温時にガスが出ない材料であることが好ましい。
一方、レンズ２の物体側の面とヒータ部８０との間には、レンズ２の熱伝導率より熱伝導率の低い断熱シートを介在させてもよい。断熱シートを介在させることで、例えばレンズ２にＡＲコート（反射防止膜）が施されている場合、ヒータ部８０の熱によりＡＲコートにクラックが発生するのを防止できる。あるいは、ヒータ部８０と接するレンズ２の物体側の面（レンズ２のフランジ部）にシボ面を形成したり、細かい凹凸形状を形成したりして粗面化することにより、ヒータ部８０と接するレンズ２の接触面積を減少させ、ヒータ部８０の熱のレンズ２への伝導を抑制することができる。さらに断熱シートを併用してもよい。

第５実施形態において、ヒータ部８０のキュリー点は、８０℃から１２０℃の範囲内であることが好ましいとしたが、もちろん本発明のすべての実施形態においても同様である。また、第５実施形態で説明した導線（リード線）５２の鏡筒１０からの引き出し方についても本発明のすべての実施形態に適用可能である。

１，２，３，４ レンズ
１０ 鏡筒
４０，６０，７０，８０ ヒータ部
４１ 導電性カーボン膜
４２ 回路パターン
６１ フレキシブル基板
６２ サーミスタ
１００，３００，４００，５００ レンズユニット
２００ カメラモジュール
５２ 導線
８１ａ 内周側電極パターン
８１ｂ 外周側電極パターン
１１１，１１２ （鏡筒の）貫通孔
１１１ａ，１１２ａ （鏡筒の）開口
１１１ｂ，１１２ｂ （鏡筒の）導線引き出し部（開口部）
１２０ 固定部材

Claims (16)

1. 円筒状の鏡筒と、前記鏡筒の内周側に、前記鏡筒の軸方向に沿って並べて配置された複数のレンズとを備えるレンズユニットであって、
   前記複数のレンズのうち最も物体側に配置される第１レンズの像側面と、前記第１レンズの像側に隣接する第２レンズの物体側面とには、それぞれ平坦面が設けられ、
   前記第１レンズの外周側面における像側部分に、前記外周側面の外径よりも径が小さく形成された縮径部が設けられ、
   前記鏡筒の内周側には、前記第１レンズの前記平坦面と対向する位置に、前記鏡筒の軸方向に対する段差面となる段差部が設けられ、
   前記第１レンズの前記平坦面と、前記第２レンズの前記平坦面との間に、通電により発熱するヒータ部が設けられ、
   前記ヒータ部の外周側の端部には、前記ヒータ部に電気的に接続し、前記ヒータ部に電力を供給する配線部が設けられ、
   前記配線部は、前記鏡筒の内周面と前記縮径部と前記段差部とにより形成される空間を通るように設けられている
   ことを特徴とするレンズユニット。
2. 前記ヒータ部は、自己温度制御機能および遮光機能を有する導電性カーボン膜と、前記導電性カーボン膜を通電する回路パターンとを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 前記回路パターンは、径方向に向かって突出し、周方向に沿って等間隔に配置された複数の突出部を備えるくし形状である
   ことを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
4. 前記ヒータ部は、ヒータ回路が形成されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に実装され、自己温度制御機能を有するサーミスタとを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
5. 前記ヒータ部は、フレキシブル基板と、前記フレキシブル基板に形成され、自己温度制御機能および遮光機能を有する導電性カーボン膜と、前記フレキシブル基板と電気的に接続され、前記導電性カーボン膜を通電する回路パターンとを備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
6. 前記回路パターンは、径方向に向かって突出し、周方向に沿って等間隔に配置された複数の突出部を有するくし形状である
   ことを特徴とする請求項５に記載のレンズユニット。
7. 前記ヒータ部は、自己温度制御機能を有するセラミックスである
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
8. 前記ヒータ部は、ＰＴＣ特性を有し、キュリー点の温度が８０℃以上１２０℃以下となっている
   ことを特徴とする請求項７に記載のレンズユニット。
9. 前記ヒータ部は環状に形成され、前記ヒータ部の像側の面の内周部および内周の側面に沿って設けられた内周側電極パターンと、前記ヒータ部の像側の面の外周部および外周の側面に沿って設けられた外周側電極パターンとを備え、前記内周側電極パターンの端部および前記外周側電極パターンの端部には、それぞれ前記配線部としての導線が接着されている
   ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載のレンズユニット。
10. 前記鏡筒は、前記ヒータ部に接続された前記配線部としての導線を、前記鏡筒の外周面に設けられた開口を介して前記鏡筒の外部に引き出す貫通孔を有し、
    前記導線は、前記鏡筒の外周面側の開口部に、接着または固定部材により固定されている
    ことを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載のレンズユニット。
11. 前記貫通孔は、２箇所に設けられ、それぞれの前記貫通孔に前記導線が１本ずつ挿通されている
    ことを特徴とする請求項１０に記載のレンズユニット。
12. 前記固定部材は、略円筒状に形成され、前記導線を内側に挿通させた状態で前記開口部に挿入される
    ことを特徴とする請求項１０または請求項１１に記載のレンズユニット。
13. 前記固定部材は、弾性変形可能な部材により、一端から他端に向かうほど外径が小さくなるようにテーパー状に形成されており、外径が小さい側の端部から前記開口部に挿入されるとともに、前記開口部に挿入された状態で内径が小さくなる
    ことを特徴とする請求項１２に記載のレンズユニット。
14. 前記ヒータ部の厚さは、前記第１レンズの前記平坦面と、前記第２レンズの前記平坦面との間の距離が０．５ｍｍ以下となる厚さとなっており、
    複数の前記レンズは、水平画角が１８０°を超える超広角レンズを構成している
    ことを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか１項に記載のレンズユニット。
15. 請求項１から請求項１４のいずれか１項に記載のレンズユニットと、前記レンズユニットで結像された画像を撮像する撮像素子とを備える
    ことを特徴とするカメラモジュール。
16. 請求項１０から請求項１３のいずれか１項に記載のレンズユニットと、
    前記レンズユニットで結像された画像を撮像する撮像素子と、
    前記レンズユニットの物体側の端部を露出させつつ、前記レンズユニットの周囲を覆うカメラケースとを備え、
    前記カメラケースと、前記鏡筒の外周面に形成された鍔状のフランジ部との間にＯリングが配置されてシール部が形成され、
    前記貫通孔における前記鏡筒の外周面側の開口は、前記鏡筒の軸方向において、前記シール部より像側に設けられている
    ことを特徴とするカメラモジュール。

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