WO2010103890A1 - レンズ鏡胴、撮像装置 - Google Patents

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WO2010103890A1
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lens barrel
lenses
ring
outer diameter
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Inventor
昭洋 鈴木
佳之 増田
Original Assignee
コニカミノルタオプト株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens

Definitions

  • the present invention relates to a lens barrel that holds a plurality of lenses and an image pickup apparatus equipped with the lens barrel.
  • an in-vehicle camera is suitable as the image pickup apparatus equipped with the lens barrel.
  • a vehicle-mounted camera is commercially available in which the direction of the blind spot is imaged with a digital camera and the image can be viewed with a monitor installed in the driver's seat.
  • the in-vehicle camera has a waterproof structure so that no abnormality occurs even if it is exposed to rain, and a lens barrel that holds an imaging lens is built in.
  • a lens barrel In a lens barrel, a plurality of lenses are mounted on a lens barrel, and each lens is fixed at a predetermined position in the direction of the optical axis in order to guarantee optical performance.
  • Various fixing methods are conventionally known. .
  • the lens placed at the farthest is abutted against the reference surface of the lens barrel, and then attached to the front and rear lenses to determine the lens spacing.
  • a fixing method see Patent Document 2.
  • JP 11-258479 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-68858 Japanese Patent Laid-Open No. 5-27148
  • the method of fixing a lens with an adhesive as in Patent Document 2 has a problem that it cannot be decomposed later and hinders recycling.
  • the lens barrel is often molded using polycarbonate or the like, but if a lens barrel with a lens fixed with an adhesive is mounted on an in-vehicle camera, the flowing wax may adhere to the lens barrel. As a result, the lens barrel may be deteriorated. Therefore, it is conceivable to mold the lens barrel using nylon having excellent chemical resistance.
  • nylon unlike polycarbonate, nylon has a problem that it is difficult to bond with an adhesive. Further, since the vehicle-mounted camera is subjected to vibration and impact, there is also a problem that the adhesion portion is damaged and the reliability is lowered.
  • the method of fixing the lens by caulking as in Patent Document 3 has a problem that, as in the case of adhesion, it cannot be disassembled at a later date and hinders recycling.
  • the present invention has been made in view of such a problem, and includes a lens barrel that can guarantee lens performance with a simple configuration and that can guarantee reliability even in an environment where vibration or impact is applied, and the lens barrel. It is an object of the invention to propose an imaging device.
  • a lens barrel in which a plurality of lenses having different outer diameters are inserted from one direction in ascending order of outer diameter, There are a plurality of abutting portions that abut the end of the lens in the optical axis direction and inner peripheral walls that fit with the outer peripheral wall of the lens corresponding to each lens, and the abutting portion and the inner peripheral wall are steps.
  • a lens barrel formed in a shape; A plurality of elastic members each disposed in a pressed state between adjacent lenses; With A lens barrel characterized in that the stress generated in the elastic member is set to increase as the outer diameter of adjacent lenses increases.
  • An imaging apparatus comprising the lens barrel according to any one of 1 to 8.
  • the lens performance is assured with a simple configuration, and the reliability can be assured even in an environment where vibration or impact is applied.
  • FIG. 1 is a perspective view of a car and a vehicle-mounted camera viewed from the rear.
  • the in-vehicle camera 1 is installed below the bumper 51 of the car 5.
  • the in-vehicle camera 1 is a waterproof digital camera.
  • the in-vehicle camera 1 includes at least an imaging lens and an imaging element, and photoelectrically converts an optical image of the captured subject using the imaging element.
  • the photoelectrically converted image is subjected to various image processing by a processing circuit provided in an in-vehicle camera 1 or an external device, and is transmitted to a monitor in the driver's seat and displayed.
  • the vehicle-mounted camera 1 is mounted on the rear part of the vehicle where blind spots are most likely to occur, it may be mounted anywhere on the front of the vehicle. Any car may be used.
  • FIG. 2 is a sectional view of the lens barrel.
  • an imaging lens L composed of three lenses L1, L2, and L3 is held by a lens barrel 21.
  • a printed wiring board 60 on which the image sensor 50 is mounted is fixed to the lens barrel 21 by wire bonding or the like.
  • the image sensor 50 is a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) type image sensor.
  • the printed wiring board 60 is a rigid board.
  • each lens is arranged at a predetermined position in the direction of the optical axis O determined by design, and the axis of all the lenses is the optical axis O.
  • the lens barrel 21 is in contact with a contact portion 21a with which the rear end portion L1a of the lens L1 contacts, a contact portion 21b with which the rear end portion L2a of the lens L2 contacts, and a rear end portion L3a of the lens L3.
  • the abutting portion 21c is provided as a reference surface that determines the lens position in the direction of the optical axis O.
  • the inner peripheral wall 21d fitted with the outer peripheral wall L1b of the lens L1, the inner peripheral wall 21e fitted with the outer peripheral wall L2b of the lens L2, and the outer peripheral wall L3b of the lens L3.
  • An inner peripheral wall 21f that fits is provided.
  • an O-ring 31 that is an elastic member is disposed between the end portions of the lens L1 and the lens L2
  • an O-ring 32 that is an elastic member is disposed between the end portions of the lens L2 and the lens L3.
  • the O-ring 31 and the O-ring 32 have outer diameters larger than those of the O-ring 31 but have substantially the same thickness.
  • the outer diameters of the three lenses L1, L2, and L3 are such that the lens L2 is smaller than the lens L1 and the lens L3 is smaller than the lens L2.
  • the inner peripheral wall 21e is formed smaller than the inner peripheral wall 21d
  • the inner peripheral wall 21f is smaller than the inner peripheral wall 21e. Therefore, the inside of the lens barrel 21 is formed in a stepped shape by the contact portions 21a, 21b, 21c and the inner peripheral walls 21d, 21e, 21f. Therefore, the three lenses L1, L2, and L3 can be sequentially inserted into the lens barrel 21 from the same direction (left side in FIG. 2).
  • the assembly procedure of the lens barrel 2 is as follows.
  • the lens L3 having the smallest outer diameter is inserted, and the end portion L3a is brought into contact with the contact portion 21c while the outer peripheral wall L3b is fitted to the inner peripheral wall 21f.
  • the O-ring 32 is inserted and brought into contact with the front end L3c of the lens L3.
  • the lens L2 having the next largest outer diameter is inserted, and the end portion L2a is brought into contact with the O-ring 32 while the outer peripheral wall L2b is fitted to the inner peripheral wall 21e.
  • the O-ring 31 is inserted and brought into contact with the front end L2c of the lens L2.
  • the lens L1 having the largest outer diameter is inserted, and the end L1a is brought into contact with the O-ring 31 while the outer peripheral wall L1b is fitted to the inner peripheral wall 21d.
  • contact means a state of light touching, but may be slightly floating without touching at all.
  • the lens L1 is fixed by a decorative ring 23 which is a hard member made of resin or metal and is an external part of the lens barrel 2. That is, the female screw 23a screwed on the decorative ring 23 is screwed with the male screw 21g screwed on the outer peripheral wall of the lens barrel 21, and the end 23b on the back side of the decorative ring 23 is connected to the front end of the lens L1. Press contact with L1c. As a result, the end portion L1a of the lens L1 is surely brought into contact with the contact portion 21a.
  • the same lens fixing function as long as it is not the decorative ring 23 may be used.
  • an aperture ring that blocks unnecessary light and allows only subject light to pass therethrough may be used.
  • the distance d1 between the end portion L1a of the lens L1 and the end portion L2c of the lens L2 in other words, the thickness of the end portion L2a and the end portion L2c of the lens L2 is subtracted from the length of the inner peripheral wall 21e in the optical axis direction.
  • the value is smaller than the thickness of the O-ring 31. Accordingly, the O-ring 31 is compressed by the lens L1, and the end portion L2a of the lens L2 is reliably brought into contact with the contact portion 21b by the stress.
  • the value is formed smaller than the thickness of the O-ring 32. Accordingly, the O-ring 32 is compressed by the lens L2, and the end L3a of the lens L3 is surely brought into contact with the contact portion 21c by the stress.
  • the outer diameter of the O-ring 31 is larger than the outer diameter of the O-ring 32, and in addition, the interval d1 is formed narrower than the interval d2. Yes.
  • the lens L2 is not pressed by the stress of the O-ring 32 and the end portion L2a does not float from the contact portion 21b.
  • the end L2a may be momentarily lifted from the contact portion 21b due to vibration or impact of the car, but the end L2a is immediately in its original position.
  • the contact portion 21b is contacted, and the imaging is not affected.
  • the O-rings 31 and 32 serve as a buffer against vibration and impact, and can prevent damage to the lens.
  • the end L1a of the lens L1 comes into contact with the contact portion 21a
  • the end L2a of the lens L2 comes into contact with the contact portion 21b by the O-ring 31. Due to the ring 32, the end portion L3a of the lens L3 contacts the contact portion 21c. Accordingly, if the positions of the contact portions 21a, 21b, and 21c are processed as designed, the lens performance is guaranteed.
  • the distance d1 and the distance d2 are different, and the thicknesses of the O-ring 31 and the O-ring 32 are substantially equal.
  • the distance d1 and the distance d2 are substantially equal, and It may be thicker than the O-ring 32. Further, if the distance d1 is narrower than the distance d2 and the O-ring 31 is thicker than the O-ring 32, the stress difference between the O-ring 31 and the O-ring 32 becomes larger.
  • O-ring materials include nitrile rubber (NBR), hydrogenated nitrile rubber (HNBR), fluorine rubber (FKM), silicone rubber (VMQ), ethylene propylene rubber (EPDM), chloroprene rubber (CR), and acrylic rubber. (ACM), butyl rubber (IIR), urethane rubber (U) or the like is used. Therefore, if the O-ring 31 is formed of a material having a large elastic coefficient and the O-ring 32 is formed of a material having a small elastic coefficient, the stress difference between the O-ring 31 and the O-ring 32 is further increased.
  • the force applied to each member is represented by the following symbols.
  • F S pressing force to the lens L1 of the decorative ring 23
  • F L1 pressing force to the contact portion 21a by the end L1a of the lens L1
  • F R1 stress of the O-ring 31
  • F L2 hit by the end L2a of the lens L2 pressing force to the contact portion 21b
  • F R2 stress of the O-ring 32
  • F L3 pressing force thereby balancing equation of forces to each lens by the end L3a of the lens L3 to the contact portion 21c is as follows.
  • the pressures applied to the contact portions 21a, 21b, and 21c by the lenses L1, L2, and L3 do not necessarily have to be the same, so the above value is an example, but the stress of the O-ring 31 is the stress of the O-ring 32. Making it larger is a requirement. In other words, the stress generated in the O-rings 31 and 32 needs to be set so as to increase as the outer diameter of adjacent lenses increases.
  • the above is an example in which two O-rings are arranged between three lenses, but the number of lenses is not limited.
  • the equation when the number of lenses and O-rings is larger, the number of lenses is n, and the number of O-rings is n ⁇ 1 is as follows.
  • the pressing force to the contact portion by the end of each lens is set to an arbitrary value as follows.
  • F S C 1 + C 2 + C 3 +... + C n ⁇ 1 + C n F
  • R1 C 2 + C 3 + C 4 +... + C n-1 + C n F
  • R2 C 3 + C 4 + C 5 + ⁇ + C n-1 + C n ⁇ ⁇ ⁇ F
  • the interval between the end portions of adjacent lenses on which the O-ring is arranged is smaller as the outer diameter of the adjacent lens is larger, or the thickness of the O-ring is larger as the outer diameter of the adjacent lens is larger. It is necessary to set it to be thick or at least one of the elastic coefficient of the O-ring is larger as the outer diameter of adjacent lenses is larger.
  • an O-ring inside the imaging lens, it is possible to prevent rainwater or the like from entering and adhering to the imaging device.
  • a lens barrel is mounted on an in-vehicle camera. Convenient.
  • the O-ring is used as the elastic member disposed between the lenses, but a coil spring may be used.
  • each lens is inserted from the left side, but several lenses may be inserted from the right side in addition to the left side with the same configuration as described above. Thus, even if it is inserted from the left and right, if the direction in which several lenses are sequentially inserted is the same, it will be inserted from one direction.
  • the target for mounting the lens barrel 2 is not limited to the on-vehicle camera, but can be mounted on various imaging devices such as a mobile phone, a digital still camera, a digital video camera, and a surveillance camera. is there.

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Abstract

　簡単な構成でレンズ性能が保証され、且つ、振動や衝撃が加わる環境下でも信頼性が保証できるレンズ鏡胴を提供する。　外径の異なる複数枚のレンズを一方向から外径の小さい順に挿着したレンズ鏡胴において、　レンズの光軸方向の端部を当接させる当接部と、レンズの外周壁と嵌合する内周壁とを各レンズに対応して複数個有し、前記当接部と前記内周壁が階段状に形成された鏡筒と、隣り合うレンズの間に押圧された状態で各々配置された複数の弾性部材と、を備え、　前記弾性部材に生じる応力が、隣り合うレンズの外径が大きいほど大きくなるように設定されていることを特徴とする。

Description

レンズ鏡胴、撮像装置
　本発明は、複数枚のレンズを保持するレンズ鏡胴、及び該レンズ鏡胴を搭載した撮像装置に関し、特にこのレンズ鏡胴を搭載する撮像装置としては車載用カメラが好適である。
　車の運転席からは前方、後方及び助手席側の各々の下方が死角となり易い。そこで、死角となる方向をデジタルカメラで撮像し、その映像を運転手席に設置したモニタで視認できるようにした車載用カメラが市販されている。車載用カメラは雨に晒されても異常が生じないように防水構造に構成されており、撮像レンズを保持するレンズ鏡胴が内蔵されている。
　レンズ鏡胴においては、複数枚のレンズが鏡筒に装着され、各レンズは光学性能を保証するため光軸方向の所定の位置に固定されており、従来より種々の固定方法が知られている。
　例えば、複数枚のレンズを一方向から鏡筒内に挿着するにあたり、最も奥に配置するレンズを鏡筒の基準面に突き当てて挿着した後、レンズ間隔を定めるために前後のレンズに当接する間隔リングを挿着し、次に奥から２番目のレンズを挿着するレンズ鏡筒がある。続いて、他の間隔リングを挿着し、奥から３番目のレンズを挿着するというように繰り返して複数枚のレンズと複数個の間隔リングを挿着する（特許文献１参照）。
　また、棒部材を外周面から鏡筒に挿入し、挿着したレンズを棒部材にて位置決めし、その後に接着剤でレンズを鏡筒に接合して接着剤が固化した後に棒部材を引き抜くレンズ固定方法がある（特許文献２参照）。
　更に、カシメ加工によってレンズを固定する方法も広く用いられており、カシメ加工で折り曲げた部分で不要光束を遮断するレンズ鏡筒もある（特許文献３参照）。
特開平１１－２５８４７９号公報 特開平１０－６８８５８号公報 特開平５－２７１４８号公報
　しかし、上記の背景技術には下記の問題がある。
　特許文献１の如く複数枚のレンズと複数の間隔リングを交互に鏡筒に挿着すると、外側に位置するレンズほどレンズの厚みと間隔リングの厚みによる誤差が堆積し、光軸方向の位置が正確に定まらずに、レンズ性能が保証されないという問題が生ずる。
　特許文献２の如く接着剤でレンズを固着する方法は、後日の分解が不可能でリサイクルの阻害になるという問題がある。また、量産時には鏡筒はポリカーボネート等を用いて成型されることが多いが、接着剤でレンズを固着したレンズ鏡胴を車載用カメラに搭載すると、流れ出したワックスが鏡筒に付着することがあり、この結果、鏡筒が劣化する虞がある。そこで、耐薬品性に優れたナイロンを用いて鏡筒を成型することも考えられるが、ナイロンはポリカーボネートと違って接着剤で接合し難いという問題がある。更に、車載用カメラであると振動や衝撃が加わるので、接着部が破損して信頼性が低下するという問題もある。
　特許文献３の如くレンズをカシメによって固定する方法は、接着と同様に後日の分解が不可能でリサイクルの阻害になるという問題がある。
　本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成でレンズ性能が保証され、且つ、振動や衝撃が加わる環境下でも信頼性が保証できるレンズ鏡胴及び該レンズ鏡胴を備えた撮像装置を提案することを発明の目的とする。
　上記目的は下記に記載した発明により達成される。
　１．外径の異なる複数枚のレンズを一方向から外径の小さい順に挿着したレンズ鏡胴において、
　レンズの光軸方向の端部を当接させる当接部と、レンズの外周壁と嵌合する内周壁とを各レンズに対応して複数個有し、前記当接部と前記内周壁が階段状に形成された鏡筒と、
　隣り合うレンズの間に押圧された状態で各々配置された複数の弾性部材と、
を備え、
　前記弾性部材に生じる応力が、隣り合うレンズの外径が大きいほど大きくなるように設定されていることを特徴とするレンズ鏡胴。
　２．前記弾性部材はＯリングであることを特徴とする前記１に記載のレンズ鏡胴。
　３．前記弾性部材はコイルばねであることを特徴とする前記１に記載のレンズ鏡胴。
　４．前記弾性部材が配置される隣り合うレンズの端部の間隔は、隣り合うレンズの外径が大きいほど小さいことを特徴とする前記１～３の何れか１項に記載のレンズ鏡胴。
　５．前記弾性部材の太さは、隣り合うレンズの外径が大きいほど太いことを特徴とする前記１，２又は４に記載のレンズ鏡胴。
　６．前記弾性部材の弾性係数は、隣り合うレンズの外径が大きいほど大きいことを特徴とする前記１～５の何れか１項に記載のレンズ鏡胴。
　７．最も被写体側に位置するレンズは、硬質な部材により固定されていることを特徴とする前記１～６の何れか１項に記載のレンズ鏡胴。
　８．前記硬質な部材は、前記鏡筒に螺合された飾り環若しくは絞り環であることを特徴とする前記７に記載のレンズ鏡胴。
　９．前記１～８の何れか１項に記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。
　本発明のレンズ鏡胴及び撮像装置によれば、簡単な構成でレンズ性能が保証され、且つ、振動や衝撃が加わる環境下でも信頼性が保証できるという効果を奏する。
後方から見た車と車載用カメラの斜視図である。 レンズ鏡胴の断面図である。 Ｏリング等に掛かる力を説明するための図である。
　以下に本発明のレンズ鏡胴の実施の形態について図を参照して説明する。
　先ず、図１は後方から見た車と車載用カメラの斜視図である。
　車載用カメラ１は車５のバンパー５１の下等に設置される。車載用カメラ１は防水構造のデジタルカメラである。車載用カメラ１は少なくとも撮像レンズと撮像素子を有し、撮像した被写体の光学像を撮像素子で光電変換する。光電変換された画像は車載用カメラ１の内部若しくは外部の機器に設けた処理回路で種々の画像処理が行われ、運転席にあるモニタに送信されて表示される。
　なお、図１においては、最も死角が生じやすい車の後部に車載用カメラ１が装着されている図であるが、車の前部等のどこに装着されていてもよい。また、どのような車であってもよい。
　次に、車載用カメラ１に設けられるレンズ鏡胴について、図２に基づいて説明する。図２はレンズ鏡胴の断面図である。
　図２に示すレンズ鏡胴２においては、３枚のレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３からなる撮像レンズＬが鏡筒２１に保持されている。また、ワイヤーボンディング等により撮像素子５０が実装されたプリント配線板６０が鏡筒２１に固着されている。
　なお、撮像素子５０はＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ、若しくはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等である。また、プリント配線板６０はリジッド基板である。
　ここで、撮像レンズＬの光学性能を保証するためには、個々のレンズが設計上定められた光軸Ｏの方向の所定位置に配置され、且つ、全てのレンズの軸芯を光軸Ｏに合致させる必要がある。鏡筒２１には、レンズＬ１の裏側の端部Ｌ１ａが当接する当接部２１ａ、レンズＬ２の裏側の端部Ｌ２ａが当接する当接部２１ｂ、及びレンズＬ３の裏側の端部Ｌ３ａが当接する当接部２１ｃが光軸Ｏの方向にレンズ位置を定める基準面として設けられている。一方、レンズの軸芯を光軸Ｏに合致させるために、レンズＬ１の外周壁Ｌ１ｂと嵌合する内周壁２１ｄ、レンズＬ２の外周壁Ｌ２ｂと嵌合する内周壁２１ｅ、レンズＬ３の外周壁Ｌ３ｂと嵌合する内周壁２１ｆが設けられている。
　また、レンズＬ１とレンズＬ２の端部の間には弾性部材であるＯリング３１が配置され、レンズＬ２とレンズＬ３の端部の間には弾性部材であるＯリング３２が配置されている。なお、この場合のＯリング３１とＯリング３２は、外径はＯリング３１の方が大きいが、太さは略同一であるものとする。
　ところで、３枚のレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３の外径は、レンズＬ１よりレンズＬ２が、レンズＬ２よりレンズＬ３が小さく形成されている。このため、内周壁２１ｄ，２１ｅ，２１ｆの内径に関しても、内周壁２１ｄより内周壁２１ｅが、内周壁２１ｅより内周壁２１ｆが小さく形成されている。従って、鏡筒２１の内部は、当接部２１ａ，２１ｂ，２１ｃと内周壁２１ｄ，２１ｅ，２１ｆとにより階段状に形成されている。このため、３枚のレンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３を同方向（図２においては左方）から鏡筒２１に順次挿着することができる。
　以上により、レンズ鏡胴２の組立手順としては下記の如くなる。
　先ず、最も外径の小さいレンズＬ３を挿入し、外周壁Ｌ３ｂを内周壁２１ｆに嵌合させながら端部Ｌ３ａを当接部２１ｃに接触させる。次に、Ｏリング３２を挿入し、レンズＬ３の表側の端部Ｌ３ｃに接触させる。続いて、次に外径の大きいレンズＬ２を挿入し、外周壁Ｌ２ｂを内周壁２１ｅに嵌合させながら端部Ｌ２ａをＯリング３２に接触させる。続いて、Ｏリング３１を挿入し、レンズＬ２の表側の端部Ｌ２ｃに接触させる。更に、最も外径の大きいレンズＬ１を挿入し、外周壁Ｌ１ｂを内周壁２１ｄに嵌合させながら端部Ｌ１ａをＯリング３１に接触させる。なお、以上の組立手順で接触とは軽く触れている状態の意味であるが、全く触れずに若干浮いている状態であってもよい。
　最後に、樹脂や金属から形成された硬質な部材であって、レンズ鏡胴２の外観部品となる飾り環２３でレンズＬ１を固定する。即ち、飾り環２３に螺設した雌ネジ２３ａを、鏡筒２１の先端外周壁に螺設した雄ネジ２１ｇに螺合させ、飾り環２３の裏側の端部２３ｂをレンズＬ１の表側の端部Ｌ１ｃに圧接させる。これにより、レンズＬ１の端部Ｌ１ａは当接部２１ａに確実に当接する。
　なお、飾り環２３でなくても同様のレンズ固定機能を有していればよく、例えば不要光を遮光して被写体光のみを通過させる絞り環であってもよい。
　ここで、レンズＬ１の端部Ｌ１ａとレンズＬ２の端部Ｌ２ｃの間隔ｄ１、換言すれば、内周壁２１ｅの光軸方向の長さからレンズＬ２の端部Ｌ２ａと端部Ｌ２ｃとの厚みを引いた値は、Ｏリング３１の太さより小さく形成されている。従って、レンズＬ１によってＯリング３１は圧縮され、その応力によってレンズＬ２の端部Ｌ２ａは当接部２１ｂに確実に当接する。
　また、レンズＬ２の端部Ｌ２ａとレンズＬ３の端部Ｌ３ｃの間隔ｄ２、換言すれば、内周壁２１ｆの光軸方向の長さからレンズＬ３の端部Ｌ３ａと端部Ｌ３ｃとの厚みを引いた値は、Ｏリング３２の太さより小さく形成されている。従って、レンズＬ２によってＯリング３２は圧縮され、その応力によってレンズＬ３の端部Ｌ３ａは当接部２１ｃに確実に当接する。
　更に、内周壁２１ｅの内径は内周壁２１ｆの内径より大きく形成されているので、Ｏリング３１の外径はＯリング３２の外径より大きく、加えて、間隔ｄ１は間隔ｄ２より狭く形成されている。
　従って、Ｏリング３１の応力の方がＯリング３２の応力より大きくなるので、Ｏリング３２の応力によってレンズＬ２が押圧されて端部Ｌ２ａが当接部２１ｂから浮くことはない。なお、このレンズ鏡胴２を車載用カメラに搭載した場合は、車の振動や衝撃によって瞬間的に端部Ｌ２ａが当接部２１ｂから浮くことはあり得るが、直ちに端部Ｌ２ａが元の位置に戻って当接部２１ｂに当接し、撮像に影響が出ることはない。加えて、Ｏリング３１，３２は振動や衝撃に対する緩衝剤となって、レンズの破損を防止することができる。
　以上の如く、飾り環２３でレンズＬ１を圧接することによりレンズＬ１の端部Ｌ１ａは当接部２１ａに当接し、Ｏリング３１によりレンズＬ２の端部Ｌ２ａは当接部２１ｂに当接し、Ｏリング３２によりレンズＬ３の端部Ｌ３ａは当接部２１ｃに当接する。従って、当接部２１ａ，２１ｂ，２１ｃの位置が設計値通りに加工されていれば、レンズ性能が保証される。
　なお、以上の構成は間隔ｄ１と間隔ｄ２が異なっていて、Ｏリング３１とＯリング３２の太さが略同等であったが、間隔ｄ１と間隔ｄ２が略同等であって、Ｏリング３１の方がＯリング３２より太くてもよい。更に、間隔ｄ１が間隔ｄ２より狭く、Ｏリング３１の方がＯリング３２より太ければ、Ｏリング３１とＯリング３２の応力差はより大きくなる。
　更に、Ｏリングの材料としては、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ニトリルゴム（ＨＮＢＲ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリルゴム（ＡＣＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）若しくはウレタンゴム（Ｕ）等が用いられる。従って、Ｏリング３１を弾性係数の大きい材料で形成し、Ｏリング３２を弾性係数の小さい材料で形成すれば、Ｏリング３１とＯリング３２の応力差は一層大きくなる。
　次に、Ｏリング３１，３２等に掛かる力について図３を参照して説明する。
　各部材に掛かる力を下記の符号で表す。
　ＦＳ：飾り環２３のレンズＬ１への押圧力
　ＦＬ１：レンズＬ１の端部Ｌ１ａによる当接部２１ａへの押圧力
　ＦＲ１：Ｏリング３１の応力
　ＦＬ２：レンズＬ２の端部Ｌ２ａによる当接部２１ｂへの押圧力
　ＦＲ２：Ｏリング３２の応力
　ＦＬ３：レンズＬ３の端部Ｌ３ａによる当接部２１ｃへの押圧力
　これにより各レンズに対する力のつりあい式は下記の如くなる。
　ＦＳ＝ＦＬ１＋ＦＲ１・・・（１）
　ＦＲ１＝ＦＬ２＋ＦＲ２・・・（２）
　ＦＲ２＝ＦＬ３・・・（３）
　ここで、レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３が当接部２１ａ，２１ｂ，２１ｃに対して一定の押圧力、例えば１０Ｎの押圧力で押圧すると、式（１）～（３）は下記の如くなる。
　ＦＳ＝１０＋ＦＲ１・・・（４）
　ＦＲ１＝１０＋ＦＲ２・・・（５）
　ＦＲ２＝１０・・・（６）
　式（４）～（６）を演算すると、下記の如くなる。
　ＦＳ＝３０
　ＦＲ１＝２０
　ＦＲ２＝１０
　この場合、飾り環２３の押圧力は３０Ｎ必要で、Ｏリング３１の応力はＯリング３２の応力の２倍必要になる。
　なお、レンズＬ１，Ｌ２，Ｌ３による当接部２１ａ，２１ｂ，２１ｃに対する押圧力は必ずしも同一である必要はないので、上記の値は一例であるが、Ｏリング３１の応力がＯリング３２の応力より大きくなるようにすることは必要要件である。換言すれば、Ｏリング３１，３２に生じる応力は、隣り合うレンズの外径が大きいほど、大きくなるように設定されていることが必要である。
　なお、以上は３枚のレンズの間に２本のＯリングを配置した例であるが、レンズ枚数に制限はない。レンズやＯリングの数がより多く、レンズがｎ枚でＯリングがｎ－１本のときの式は下記の如くなる。
　ＦＳ＝ＦＬ１＋ＦＲ１
　ＦＲ１＝ＦＬ２＋ＦＲ２
　ＦＲ２＝ＦＬ３＋ＦＲ３
　　　・
　　　・
　　　・
　ＦＲｎ－２＝ＦＬｎ－１＋ＦＲｎ－１
　ＦＲｎ－１＝ＦＬｎ
　なお、ＦＲｎ－１は最も奥側に位置するＯリングの応力であり、ＦＬｎは最も奥側に位置するレンズの当接部への押圧力である。
　ここで、各レンズの端部による当接部への押圧力を下記の如く任意の値に設定する。
　ＦＬ１＝Ｃ１
　ＦＬ２＝Ｃ２
　ＦＬ３＝Ｃ３
　　　・
　　　・
　　　・
　ＦＬｎ－１＝Ｃｎ－１
　ＦＬｎ＝Ｃｎ
　これらを上式に代入して飾り環２３と各Ｏリングの応力を演算すると以下の如くなる。
　ＦＳ＝Ｃ１＋Ｃ２＋Ｃ３＋・・・＋Ｃｎ－１＋Ｃｎ
　ＦＲ１＝Ｃ２＋Ｃ３＋Ｃ４＋・・・＋Ｃｎ－１＋Ｃｎ
　ＦＲ２＝Ｃ３＋Ｃ４＋Ｃ５＋・・・＋Ｃｎ－１＋Ｃｎ
　　　・
　　　・
　　　・
　ＦＲｎ－２＝Ｃｎ－１＋Ｃｎ
　ＦＲｎ－１＝Ｃｎ
　依って、下記の如くなる。
　ＦＳ＞ＦＲ１＞ＦＲ２＞・・・＞ＦＲｎ－２＞ＦＲｎ－１
　このようにレンズが２枚以上の複数枚であっても、鏡筒に当接部と内周壁が階段状に形成されていて、各レンズを一方向から外径の小さい順に挿着し、隣り合うレンズの間に押圧された状態で各々Ｏリングを配置するレンズ鏡胴の場合、各Ｏリングに生じる応力が隣り合うレンズの外径が大きいほど大きくなるように設定されていることが必要である。
　このようにするためには、Ｏリングが配置される隣り合うレンズの端部の間隔が隣り合うレンズの外径が大きいほど小さいか、Ｏリングの太さが隣り合うレンズの外径が大きいほど太いか、Ｏリングの弾性係数が隣り合うレンズの外径が大きいほど大きいかの少なくとも何れかに設定されていることが必要になる。
　その他に、撮像レンズの内部にＯリングを配置することにより、雨水等が浸入して撮像素子に付着することを防止することができ、このようなレンズ鏡胴は車載用カメラに搭載するのに好都合である。
　また、以上の形態においては、レンズ間に配置する弾性部材としてＯリングを用いたが、コイルばねを用いてもよい。
　また、図２に示すレンズ鏡胴においては、各レンズを左方から挿着したが、左方に加えて右方からも数枚のレンズを前述と同構成で挿着してもよい。このように左右から挿着しても、数枚のレンズを順次挿着する方向が同一であるならば、一方向から挿着するものとする。
　更に、本レンズ鏡胴２を搭載する対象は車載用カメラに限定されるものではなく、携帯電話、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、監視用カメラ等の種々の撮像装置に搭載することが可能である。
　１　車載用カメラ
　２　レンズ鏡胴
　２１　鏡筒
　２１ａ，２１ｂ，２１ｃ　当接部
　２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ　内周壁
　２１ｇ　雌ネジ
　２３　飾り環
　２３ａ　雄ネジ
　３１，３２　Ｏリング
　Ｌ　撮像レンズ
　Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３　レンズ
　Ｌ１ａ，Ｌ２ａ，Ｌ３ａ，Ｌ１ｃ，Ｌ２ｃ，Ｌ３ｃ，２３ｂ　端部
　Ｌ１ｂ，Ｌ２ｂ，Ｌ３ｂ　外周壁

Claims (9)

  1. 　外径の異なる複数枚のレンズを一方向から外径の小さい順に挿着したレンズ鏡胴において、
    　レンズの光軸方向の端部を当接させる当接部と、レンズの外周壁と嵌合する内周壁とを各レンズに対応して複数個有し、前記当接部と前記内周壁が階段状に形成された鏡筒と、
    　隣り合うレンズの間に押圧された状態で各々配置された複数の弾性部材と、
    を備え、
    　前記弾性部材に生じる応力が、隣り合うレンズの外径が大きいほど大きくなるように設定されていることを特徴とするレンズ鏡胴。
  2. 　前記弾性部材はＯリングであることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
  3. 　前記弾性部材はコイルばねであることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡胴。
  4. 　前記弾性部材が配置される隣り合うレンズの端部の間隔は、隣り合うレンズの外径が大きいほど小さいことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のレンズ鏡胴。
  5. 　前記弾性部材の太さは、隣り合うレンズの外径が大きいほど太いことを特徴とする請求項１，２又は４に記載のレンズ鏡胴。
  6. 　前記弾性部材の弾性係数は、隣り合うレンズの外径が大きいほど大きいことを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載のレンズ鏡胴。
  7. 　最も被写体側に位置するレンズは、硬質な部材により固定されていることを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載のレンズ鏡胴。
  8. 　前記硬質な部材は、前記鏡筒に螺合された飾り環若しくは絞り環であることを特徴とする請求項７に記載のレンズ鏡胴。
  9. 　請求項１～８の何れか１項に記載のレンズ鏡胴を備えたことを特徴とする撮像装置。
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