WO2014167994A1 - 撮像装置 - Google Patents

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WO2014167994A1
WO2014167994A1 PCT/JP2014/058293 JP2014058293W WO2014167994A1 WO 2014167994 A1 WO2014167994 A1 WO 2014167994A1 JP 2014058293 W JP2014058293 W JP 2014058293W WO 2014167994 A1 WO2014167994 A1 WO 2014167994A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lens barrel
lens
imaging
intermediate member
flange portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/058293
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小堀　誠
石井　良明
直喜 佐々木
Original Assignee
富士フイルム株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to CN201480020042.XA priority Critical patent/CN105103026B/zh
Priority to JP2015511189A priority patent/JP5867770B2/ja
Publication of WO2014167994A1 publication Critical patent/WO2014167994A1/ja
Priority to US14/877,533 priority patent/US10191241B2/en

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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
    • G02B7/028—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation
    • 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
    • G02B7/025—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses using glue
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof

Definitions

  • the present invention relates to an image pickup apparatus that picks up an image of a subject formed by an image pickup optical system such as a lens using an image pickup element, and relates to an image pickup apparatus used in an environment where a temperature change is large.
  • Image pickup devices that pick up an image of a subject formed by an image pickup optical system such as a lens with an image pickup element are widespread.
  • image pickup devices such as mobile phones, smartphones, PDAs, and notebook personal computers
  • Camera module is additionally installed.
  • the imaging apparatus can be used as a surveillance camera installed outdoors, or as an in-vehicle camera mounted on a moving body (for example, an automobile, a motorcycle, a bicycle, a ship, a flying body) for running recording or garage support. It is popular.
  • the imaging device is used in various places as described above, the imaging device used in a severe environment where the temperature change is large, such as an in-vehicle camera, regardless of expansion or contraction of each part constituting the imaging device. It is required to exhibit stable performance.
  • the imaging apparatus when an imaging apparatus that does not have a focus adjustment function is assembled in a normal temperature environment (for example, an environment of about 20 ° C.) so that the focal point is aligned, the imaging apparatus is operated in a high temperature environment (for example, an environment of about 80 ° C.).
  • a high temperature environment for example, an environment of about 80 ° C.
  • Patent Document 1 discloses a digital camera in which an expansion / contraction member that expands and contracts according to temperature is provided on the back surface of an image sensor. When a temperature change occurs, this digital camera compensates for the focus movement by automatically finely adjusting the position of the image sensor by the expansion and contraction of the expansion and contraction member.
  • Patent Document 2 discloses an in-vehicle camera for infrared photography in which a lens barrel has a double structure composed of an outer cylinder and an inner cylinder and the focus movement due to temperature change is suppressed.
  • the in-vehicle camera of Patent Document 2 has a structure in which a base end of an outer cylinder is fixed to a support body integrated with an image sensor, and a distal end of the outer cylinder is fixed to a distal end of the inner cylinder.
  • the lens barrel By adjusting the material (thermal expansion coefficient) and length of the tube and the inner tube, the lens barrel expands toward the subject (expansion of the outer tube) relative to the support and the focal position due to the change in the refractive index of the lens Is offset by expansion from the tip of the outer cylinder to the image sensor side (expansion of the inner cylinder), so that the focal position is maintained on the image sensor even if there is a temperature change.
  • the lens barrel has a double structure of a lens holding part (inner cylinder) and an intermediate member (outer cylinder), and the lens holding part is attached to the intermediate member at three predetermined positions.
  • An imaging device that is freely changeable is disclosed, and when focus movement occurs due to temperature change, it is disclosed that focus movement due to temperature change is suppressed by changing the mounting position of the lens holding unit. .
  • Imaging devices used in environments with large temperature changes such as in-vehicle cameras, must suppress focus movement due to temperature changes, as described above, but also prevent intrusion of foreign substances such as liquids such as water and dust. It may be required to prevent. Imaging devices used in harsh environments are often exposed not only to temperature changes but also to liquids and dust. When foreign objects such as liquids and dust enter the camera, the captured image may deteriorate due to condensation or dirt. This is because the control circuit may be short-circuited and damaged.
  • a lens support portion that directly supports a lens is bonded to the inner surface of a cylindrical lens barrel base portion fixed to a drive substrate (CCD plate) of an imaging element.
  • a lens barrel base portion fixed to a drive substrate (CCD plate) of an imaging element.
  • the adhesive agent deteriorates due to repeated expansion and contraction of the lens barrel base part and the lens support part due to temperature change, In some cases, foreign substances such as liquid and dust are likely to enter.
  • the imaging apparatus of the present invention includes an imaging lens, an imaging element, and an intermediate member.
  • the imaging lens is held by a lens barrel and forms an image of a subject.
  • the imaging element captures an image of a subject formed by the imaging lens.
  • the intermediate member is made of a material having a coefficient of linear expansion different from that of the lens barrel.
  • the intermediate member has a flange portion that comes into contact with the lens barrel on the inner peripheral surface of one end. The surface of the lens barrel on the subject side and the flange portion of the intermediate member The lens barrel is held by joining the surfaces on the image sensor side.
  • the surface of the lens barrel on the subject side and the contact surface of the flange portion of the intermediate member are between the surface of the imaging lens closest to the subject and the surface of the imaging element, and are closest to the subject side of the imaging lens. It is preferable to be provided closer to the subject than 1/3 of the distance between the surface and the surface closest to the image sensor.
  • the object side surface of the lens barrel and the flange portion of the intermediate member are preferably joined with an adhesive.
  • At least one of the outer peripheral surface of the lens barrel or the inner peripheral surface of the intermediate member is provided with an adhesive reservoir adjacent to the subject side surface of the lens barrel and the contact surface of the flange portion of the intermediate member. Is preferred.
  • the adhesive reservoir is preferably provided continuously, for example, on the entire outer circumference of the lens barrel or the inner circumference of the intermediate member.
  • the adhesive reservoir may be provided at a part of the outer peripheral surface of the lens barrel or the inner peripheral surface of the intermediate member and at a plurality of locations.
  • the linear expansion coefficient of the lens barrel is preferably in the range of 10 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or more and 70 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or less.
  • the linear expansion coefficient of the intermediate member is preferably in the range of 0.1 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or more and 40 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 (1 / K) or less.
  • the subject-side surface of the lens barrel to be joined to the flange portion of the intermediate member is the front surface of the flange portion provided to protrude outward from the outer peripheral surface of the lens barrel.
  • An imaging apparatus holds an imaging lens by a double structure in which a lens barrel and an intermediate member are joined, and the lens barrel and the intermediate member are provided with a flange portion and a lens barrel provided on an inner peripheral surface of the intermediate member. Therefore, the movement of the focus due to temperature change can be suppressed, and the entry of foreign matter such as liquid or dust can be prevented.
  • FIG. 1 It is sectional drawing which shows schematic structure of an imaging device. It is sectional drawing which shows the point to which each part of an imaging device is joined. (A) And (B) is explanatory drawing which shows the thermal expansion of each part of an imaging device. It is sectional drawing which expands and displays the junction part of a lens barrel and an intermediate member. It is sectional drawing at the time of providing an adhesive reservoir in a flange part. It is a perspective view of the lens barrel which provided the adhesive reservoir in the perimeter of the flange part. It is a perspective view of the lens barrel which provided the adhesive agent pool in a part of flange part. It is sectional drawing at the time of providing the adhesive reservoir in the intermediate member. It is sectional drawing in the case of screwing an intermediate member and a lens holder.
  • the imaging apparatus 10 includes an imaging lens 11 and an imaging element 12, and an image of a subject formed by the imaging lens 11 is captured by the imaging element 12.
  • the imaging device 10 is, for example, an in-vehicle camera installed in a car room.
  • the imaging lens 11 is a fixed-focus lens, and includes, for example, a lens, a mirror, a prism, and the like, and includes a member having substantially no power such as an optical filter as necessary.
  • the optical axis L 1 of the imaging lens 11 is also the central axis of the lens barrel 13 and the intermediate member 15.
  • an imaging lens 11 including six lenses is shown as an example, but the thickness and surface shape of each lens, the number of lenses, and the presence or absence of other members are arbitrary.
  • the lenses constituting the imaging lens 11 are all glass lenses, for example, and are held by the lens barrel 13 while maintaining a predetermined positional relationship with each other.
  • the lens barrel 13 has a cylindrical portion 13a and flange portions 13b and 13c, and is a substantially cylindrical member as a whole.
  • the lens barrel 13 is bonded to the intermediate member 15, and the position with respect to the image sensor 12 is fixed via the intermediate member 15. That is, the imaging lens 11 is directly held by the lens barrel 13, but as a whole, the position with respect to the imaging element 12 is fixed by the double structure of the lens barrel 13 and the intermediate member 15.
  • the cylindrical portion 13a is a cylindrical portion of the lens barrel 13, and holds each lens of the imaging lens 11 by bonding or the like. For this reason, protrusions (not shown) for positioning each lens of the imaging lens 11 are appropriately provided on the inner surface side of the cylindrical portion 13a.
  • the flange portions 13b and 13c are provided on the side surface of the cylindrical portion 13a so as to protrude outward (in a direction away from the optical axis L1). Moreover, the flange parts 13b and 13c are provided in the perimeter of the cylindrical part 13a. What is on the subject side (left side in FIG. 1) is the flange portion 13b, and what is on the imaging element 12 side (right side in FIG. 1) is the flange portion 13c. Moreover, the cross section of the flange parts 13b and 13c by the surface containing the optical axis L1 is substantially square. The protruding amounts of the flange portions 13b and 13c are determined so that the side surfaces 21 and 22 (surfaces parallel to the optical axis L1) abut against the inner surface 23 of the intermediate member 15.
  • the flange portion 13 b is a joint portion for joining the lens barrel 13 and the intermediate member 15, and a front surface 26 (surface on the subject side) of the flange portion 13 b is joined to the intermediate member 15. That is, the joint surface 41 of the lens barrel 13 and the intermediate member 15 is the front surface 26 of the flange portion 13b.
  • the flange portion 13b is forward of the center distance (hereinafter referred to as the length of the imaging lens 11) of 1/3 of the surface 11a closest to the subject side of the imaging lens 11 and the surface 11b closest to the imaging element 12 (subject side). ). More specifically, the length from the center of the surface 11a closest to the subject side of the imaging lens 11 to the joint surface 41 measured along the optical axis L1 is smaller than 1/3 of the length of the imaging lens 11. As described above, the position of the flange portion 13b is determined.
  • the flange portion 13c is a protrusion provided to prevent the lens barrel 13 (imaging lens 11) from being shaken. That is, when the lens barrel 13 holding the imaging lens 11 is fitted and joined to the intermediate member 15, the side surface 22 (surface parallel to the optical axis L1) of the flange portion 13c is in contact with the inner surface 23 of the intermediate member 15. By contacting, the central axis of the intermediate member 15 and the optical axis L1 are kept parallel.
  • the lens barrel 13 is made of, for example, a metal such as aluminum or brass, polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyphthalamide (PPA), polyphenylene ether (PPE), polybutylene terephthalate (PBT), polyphenylene. It is formed of a resin typified by sulfide (PPS).
  • the lens barrel 13 When formed of metal, the lens barrel 13 preferably has a linear expansion coefficient of approximately 10 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or more and 30 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or less.
  • the linear expansion coefficient of the lens barrel 13 is approximately 10 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or more and 70 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or less.
  • the linear expansion coefficient of the lens barrel 13 is set to 10 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or more and 70 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or less and the dimensions of the lens barrel 13 and the like are determined, an appropriate metal or resin can be used. Materials can be selected easily.
  • the intermediate member 15 holds the lens barrel 13 at one end and is fixed to the lens holder 16 at the other end, so that the image pickup element 12 is positioned at the in-focus position of the image pickup lens 11. Then, the imaging lens 11 is fixed.
  • the intermediate member 15 has a flange portion 15a that protrudes to the inner peripheral surface side (optical axis L1 side) at the front end portion (end portion on the subject side).
  • the rear surface 27 (the surface on the image sensor 12 side) of the flange portion 15a is in contact with and joined to the front surface 26 of the flange portion 13b of the lens barrel 13.
  • the intermediate member 15 holds the lens barrel 13 by a joint surface (contact surface) 41 obtained by joining the rear surface 27 of the flange portion 15a and the front surface 26 of the flange portion 13b.
  • the rear surface 27 of the flange portion 15a and the flange portion 13b are joined by an adhesive.
  • the type of the adhesive is arbitrary, but it is preferable to use an adhesive that does not easily deteriorate due to a temperature change.
  • a barrel portion 15b into which the lens barrel 13 is fitted is provided on the rear side of the flange portion 15a (on the imaging element 12 side).
  • the diameter of the portion of the body portion 15b that fits with the flange portion 13b is determined so as to substantially match the diameter of the lens barrel 13 including the protruding amount of the flange portion 13b, and the inner surface 23 and the side surface of the flange portion 13b. 21 abuts.
  • the inner surface 23 of the body portion 15b and the side surface 21 of the flange portion 13b are not joined, when the intermediate member 15 or the lens barrel 13 is expanded (or contracted), the flange portion 13b is not deformed and the inner surface is not deformed.
  • a fitting portion 15c for fitting with the lens holder 16 is provided at the rear end portion (the end portion on the imaging element 12 side) of the intermediate member 15.
  • the lens holder 16 includes a convex portion 16a that fits with the fitting portion 15c of the intermediate member 15, and a base portion 16b that the intermediate member 15 abuts against.
  • the inner surface 28 parallel to the optical axis L1 of the fitting portion 15c contacts the side surface 29 of the lens holder 16, and is perpendicular to the optical axis L1 of the fitting portion 15c.
  • the inner surface 31 contacts the front surface 32 of the lens holder 16.
  • the length of the side surface 29 is shorter than that of the inner surface 23 of the intermediate member 15 and the influence of expansion and contraction is small, the inner surface 28 and the side surface 29 may be joined. The same applies to the inner surface 31 and the front surface 32.
  • the end surface 35 of the fitting portion 15c is joined with an adhesive while being in contact with the front surface 33 of the base portion 16b. That is, the intermediate member 15 is fixed to the lens holder 16 by the joint surface 42 obtained by joining the end surface 35 of the fitting portion 15c and the front surface 33 of the base portion 16b.
  • the rear surface 34 of the base portion 16 is bonded to the bonding position 43 of the drive substrate 17 by, for example, an adhesive.
  • the drive substrate 17 is a substrate on which a circuit for driving the image sensor 12 is mounted.
  • the image sensor 12 is disposed at a substantially central position.
  • the joint position 43 between the drive substrate 17 and the lens holder 16 is determined in advance so that the imaging device 12 is disposed. Therefore, the optical axis L ⁇ b> 1 coincides with the center of the image sensor 12 by fitting and joining the intermediate member 15 holding the lens barrel 13 to the lens holder 16.
  • the intermediate member 15 is formed of, for example, a resin typified by PC, PBT, PPS, liquid crystal polymer (LCP), and the like, and the linear expansion coefficient is approximately 0.1 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or more and 40 ⁇ 10 ⁇ . It is preferably 6 K ⁇ 1 or less.
  • the material of the intermediate member 15 is selected so that at least the lens barrel 13 and the lens holder 16 have different linear expansion coefficients. That is, if the dimensions of the intermediate member 15 and the like are determined by setting the linear expansion coefficient of the intermediate member 15 to 0.1 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or more and 40 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or less, among the resin materials described above, Therefore, an appropriate resin material can be easily selected.
  • the lens holder 16 is made of, for example, a metal such as aluminum or brass, or a resin typified by PC, PA, PPA, PPE, PBT, or PPS. Therefore, when formed of metal, it is preferable that the linear expansion coefficient of the lens holder 16 is approximately 10 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or more and 30 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or less. When formed of resin, it is preferable that the linear expansion coefficient of the lens holder 16 is approximately 10 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or more and 70 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or less.
  • the linear expansion coefficient of the lens holder 16 is set to 10 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or more and 70 ⁇ 10 ⁇ 6 K ⁇ 1 or less and the dimensions of the lens holder 16 and the like are determined, an appropriate amount of the above metal or resin can be used. Materials can be selected easily.
  • the material forming the lens holder 16 may be the same as that of the lens barrel 13.
  • the imaging apparatus 10 is covered with the cover member 19 with the lens barrel 13 attached to the lens holder 16 via the intermediate member 15, and is installed at a predetermined location (inside the automobile).
  • the cover member 19 exposes at least the imaging lens 11.
  • the back focus coincides with the imaging surface of the imaging element 12 from the rearmost surface 11b of the imaging lens 11, and the focal position of the subject image. Assume that they are assembled to fit.
  • the back focus of the imaging lens 11 is A 0 (mm)
  • the length of the base portion 16b of the lens holder 16 is B 0 (mm)
  • the lens holder 16 is connected to the lens holder 16 from the joint surface 41 of the lens barrel 13 and the intermediate member 15.
  • each part of the imaging device 10 expands, and the length of the base portion 16b of the lens holder 16 is B 1 (>).
  • the length of the last surface 11b of the imaging lens 11 from the joint surface 41 is expanded respectively D 1 (> D 0).
  • expansion of the base portion 16b of the lens holder 16 expansion of the intermediate member 15 from the bonding surface 41 to the bonding surface 42, and shortening of the back focus due to expansion of the lens barrel 13 all increase the temperature.
  • the operation of shifting the focus position to the subject side according to the above (so-called front pin) is shown.
  • the expansion of the lens barrel 13 is an expansion that extends toward the image pickup device 12 with reference to the joint surface 41 of the intermediate member 15, and thus has an effect of canceling the expansion of the lens holder 16 and the intermediate member 15 and the shortening of the back focus.
  • the imaging device 10 has the lens barrel 13, the intermediate member 15, and the lens holder by fixing the distance between the imaging lens 11 and the imaging element 12 by the double structure of the lens barrel 13 and the intermediate member 15.
  • the imaging lens 11 depending on the configuration of the imaging lens 11 (particularly the length of the imaging lens 11), if the imaging lens 11 is simply held by the double structure of the lens barrel 13 and the intermediate member 15, an appropriate linear expansion coefficient is obtained. In some cases, the focus movement due to temperature change cannot be sufficiently reduced. Even in such a case, if the flange portion 13b is provided so that the cemented surface 41 is forward (subject side) of 1 / of the length of the imaging lens 11, the length is almost independent of the length of the imaging lens 11.
  • the lens barrel 13, the intermediate member 15, and the lens holder 16 can be selected from the above-mentioned materials, and the effect of reducing focus movement due to temperature changes can be easily obtained.
  • the joint surface 41 protrudes forward from the surface 11a closest to the subject of the imaging lens 1.1, and the lens barrel 13 and the intermediate member 15 are joined in front of the imaging lens. May be.
  • the imaging apparatus 10 has a structure in which foreign substances such as liquid and dust are difficult to enter as shown below.
  • the side surface of the cylindrical portion 13 a of the lens barrel 13 and the side surface of the flange portion 15 a of the intermediate member 15 are substantially in contact with each other.
  • the flange portion 13 b has a shape protruding so as to block the gap 51, so that the flange portion 13 b is against a foreign matter such as liquid or dust that has entered the gap 51. , Acts as a dust barrier). For this reason, in the imaging device 10, even if foreign matter such as liquid or dust enters the gap 51, foreign matter such as liquid or dust is prevented from entering further into the interior (particularly in the space where the imaging device 12 is located). Can do. Even when the gap 51 is bonded, it is possible to prevent foreign matters such as liquid and dust from entering from the cracks or gaps generated in the bonded portion due to a change with time such as a temperature change.
  • the lens barrel 13 and the intermediate member 15 are repeatedly expanded and contracted due to a temperature change, deterioration with time such as a crack or a gap may occur in the adhesive 53 on the bonding surface 41 in some cases.
  • the joint surface 41 is on the surface 26 of the flange portion 13 b that acts as a levee, foreign matter such as liquid and dust is unlikely to enter from the time-degraded portion of the adhesive 53. .
  • an adhesive reservoir 61 at the base end portion of the surface 26 of the flange portion 13b.
  • the adhesive 53 can be prevented from protruding from the joint surface 41.
  • the adhesive 53 protrudes from the joint surface 41 to a portion other than the joint surface 41, the protruding portion of the adhesive 53 is damaged due to repeated expansion and contraction of the lens barrel 13 and the intermediate member 15 due to temperature change. In some cases, dust may be generated inside the image pickup apparatus 10.
  • the adhesive reservoir 61 is provided as described above so that the adhesive 53 does not protrude from the joint surface 41, such a problem is caused. It can be avoided.
  • the adhesive reservoir 61 may be provided continuously around the entire circumference of the flange portion 13b like the adhesive reservoir 61a shown in FIG. 6, or a plurality of locations like the adhesive reservoir 61b shown in FIG. It may be divided into two.
  • an adhesive reservoir 62 may be provided on the intermediate member 15 instead of the adhesive reservoir 61 of the flange portion 13b.
  • the adhesive reservoir 62 may be provided over the entire circumference of the flange portion 15a of the intermediate member 15, or may be provided by being divided into a plurality of locations.
  • the adhesive reservoir 61a of the flange portion 13b or the adhesive reservoir is provided. It is the same as 61b.
  • the adhesive reservoir 61a may be provided on the intermediate member 15 after the adhesive reservoir 61a or the adhesive reservoir 61b is provided on the flange portion 13b. Further, instead of or together with the adhesive reservoirs 61a and 61b of the flange portion 13b and the adhesive reservoir 62 of the intermediate member 15, an adhesive reservoir may be provided on the side surface of the cylindrical portion 13a of the lens barrel 13.
  • the adhesive reservoirs 61a and 61b of the flange portion 13b are provided at the base end portion of the flange portion 13b.
  • the adhesive reservoirs 61a and 61b may be positioned arbitrarily if the adhesive 53 does not protrude from the joint surface 41. It is.
  • the adhesive reservoirs 61a and 61b may be provided closer to the distal end than the proximal end portion of the flange portion 13b, such as the center of the flange portion 13b. The same applies when the adhesive reservoir 62 of the central member 15 is provided.
  • the cross sections of the adhesive reservoirs 61 (61a, 61b) and 62 are semicircular, but do not protrude from the joint surface 41.
  • the cross-sectional shape of the adhesive reservoirs 61 (61a, 61b) and 62 is arbitrary as long as the excess adhesive 53 can be stored.
  • the intermediate member 15 and the lens holder 16 are bonded to each other at the end surface 35 of the fitting portion 15c and the front surface 33 of the base portion 16b. Instead of bonding them, as shown in FIG. A screw groove 67 is formed in the side surface 29 of the convex portion 16a of the lens holder 16 that is in contact with the imaging device 10 and the inner surface 28 of the fitting portion 15c of the intermediate member 15, and the intermediate member 15 and the lens holder 16 are screwed together. Also good.
  • each lens which comprises the imaging lens 11 is made into a glass lens
  • a glass lens and a plastic lens may be used in combination.
  • a plastic lens has a larger thermal expansion coefficient than a glass lens, it is preferable to use a glass lens as much as possible in order to suppress focus movement due to temperature change.
  • the imaging device 10 is suitable for a drive recorder for taking a driving record of a moving body such as an automobile or an in-vehicle camera for taking an image for assisting in driving or steering such as a garage. It is suitable for use in locations where the temperature change is large and foreign substances such as liquid and dust may adhere.
  • the side surface 21 of the flange portion 13 b is a flat surface, and the cross section of the flange portion 13 b by the surface including the optical axis L ⁇ b> 1 is a square, but the flange portion 13 b is a body portion of the lens barrel 13.
  • any cross-sectional shape may be used.
  • the side surface 21 of the flange portion 13b may be formed in an arc shape to reduce the contact area between the side surface of the flange portion 13b and the inner surface 23 of the body portion 15b of the intermediate member 15.
  • the flange portion 13b and the intermediate member 15 are in contact with each other. Since the friction is small, deformation of the flange portion 13b can be prevented even when the flange portion 13b is thin. Further, since the lens barrel 13 is evenly expanded (contracted) along the optical axis L1 without being caught by the intermediate member 15 on the side surface of the flange portion 13b, the optical axis L1 is unlikely to be shaken. The same applies to the flange portion 13c.
  • the cross-sectional shape by the surface including the optical axis L1 of the flange part 13b may be an arbitrary shape as long as it can be joined to the flange part 15a of the intermediate member 15.
  • it may be a parallelogram or a trapezoid.
  • the corner portion (the corner formed by the front surface 26 and the side surface 21) may be rounded or chamfered.
  • the imaging device 10 is provided with a flange portion 13c for preventing shaft shake.
  • the flange portion 13c for preventing shaft shake is provided. Is not necessary.
  • Imaging device 11 Imaging lens 12 Image pick-up element 13 Lens barrel 13a Cylindrical part 13b, 13c Flange part 15 Intermediate member 16 Lens holder 17 Drive board 41, 42, 43 Joint surface

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Abstract

本発明は、温度変化によるフォーカス移動を抑え、かつ、液体やほこり等の異物の侵入を防止した撮像装置を提供する。撮像装置（１０）は、撮像レンズ（１１）、撮像素子（１２）、中間部材（１５）を備える。撮像レンズ（１１）は、レンズ鏡胴（１３）に保持されており、被写体の像を結像する。撮像素子（１２）は、撮像レンズ（１１）によって結像される被写体の像を撮像する。中間部材（１５）は、一端の内周面にレンズ鏡胴（１３）と当接するフランジ部（１５ａ）を有し、レンズ鏡胴（１３）のフランジ部（１３ｂ）の前面（２６）とフランジ部（１５ａ）の撮像素子（１２）側の面（２７）が接合されることによってレンズ鏡胴（１３）を保持する。

Description

撮像装置
　本発明は、レンズ等の撮像光学系によって結像される被写体の像を撮像素子によって撮像する撮像装置に関するものであり、温度変化が大きい環境で使用される撮像装置に関する。
　レンズ等の撮像光学系によって結像される被写体の像を撮像素子によって撮像する撮像装置が普及している。撮像装置は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮影を主な機能とする機器に使用されるほか、撮像装置の小型化に伴って携帯電話機やスマートフォン、ＰＤＡ、ノート型パソコン等にも撮像装置（カメラモジュール）が付加的に搭載されている。さらに、撮像装置は、屋外に設置される監視カメラや、走行記録や車庫入れのサポート等のために移動体（例えば自動車、自動二輪車、自転車、船舶、飛行体）に搭載される車載カメラとしても普及している。
　このように様々な箇所で使用される撮像装置であるが、特に車載カメラ等の温度変化が大きく過酷な環境で使用される撮像装置には、撮像装置を構成する各部の膨張や収縮に関わらずに安定した性能を発揮することが求められる。例えば、フォーカス調節機能を有しない撮像装置が常温環境（例えば２０℃程度の環境）で焦点位置が合うように組み立てられている場合に、この撮像装置を高温環境（例えば８０℃程度の環境）で使用すると、レンズやレンズを保持するレンズ鏡胴（レンズバレル）の膨張によりフォーカス移動が発生するので、温度変化によるフォーカス移動を補償することが好ましい。
　特許文献１には、撮像素子の背面に温度に応じて伸縮する伸縮部材を設けたデジタルカメラが開示されている。このデジタルカメラは、温度変化が生じた場合、伸縮部材の伸縮によって自動的に撮像素子の位置を微調節することにより、フォーカス移動を補償する。
　特許文献２には、レンズ鏡胴を外筒と内筒からなる二重構造にして温度変化によるフォーカス移動を抑制した赤外線撮影用車載カメラが開示されている。具体的には、特許文献２の車載カメラは、撮像素子と一体になった支持体に、外筒の基端を固定し、外筒の先端を内筒の先端と固定した構造とし、更に外筒と内筒の材料（熱膨張係数）と長さを調節することにより、支持体を基準としたレンズ鏡筒の被写体側への膨張（外筒の膨張）とレンズの屈折率変化による焦点位置のシフトを、外筒の先端から撮像素子側への膨張（内筒の膨張）によって相殺して、温度変化があっても焦点位置が撮像素子上に保たれるようにしている。
　また、特許文献３には、レンズ鏡胴をレンズ保持部（内筒）と中間部材（外筒）の二重構造にするとともに、中間部材に対するレンズ保持部の取り付け位置を所定の３箇所の位置で変更自在にした撮像装置が開示されており、温度変化によってフォーカス移動が生じた場合には、レンズ保持部の取り付け位置を変更することにより、温度変化によるフォーカス移動を抑えることが開示されている。
特開２００４－１４７１８８号公報 特開２００８－３０４６４１号公報 特開２００８－２１１７８０号公報
　車載カメラ等のように温度変化が大きい環境で使用される撮像装置は、上述のように温度変化によるフォーカス移動を抑えなければならないが、さらに水に代表される液体やほこり等の異物の侵入を防止することが求められる場合がある。過酷な環境で使用される撮像装置は、温度変化だけでなく液体やほこり等にさらされる場合が多く、液体やほこり等の異物が侵入すると、結露や汚れによって撮影画像が劣化したり、撮像素子の制御回路がショートして破損したりする可能性があるからである。
　例えば、車載カメラの場合、自動車の室外に設置する場合には言うまでもないが、自動車の室内に設置される場合でも、室内清掃をするときに水や洗浄液が付着して撮像装置内に侵入してしまう場合がある。特に、レンズ鏡胴を二重構造にしてフォーカス移動を補償する場合、レンズ鏡胴が一重構造の場合よりも液体やほこり等の異物の侵入経路が増えるので、より確実に液体やほこり等の異物の侵入を防ぐことが求められる。
　特許文献１に記載の撮像装置は、撮像素子の駆動基板（ＣＣＤプレート）に固定された円筒状の鏡胴土台部の内面に、レンズを直接的に支持するレンズ支持部が接着されており、全体として鏡胴土台部とレンズ支持部の二重構造のレンズ鏡胴になっているが、温度変化によって鏡胴土台部やレンズ支持部の膨張及び収縮が繰り返されて接着剤が劣化して、液体やほこり等の異物の侵入しやすくなってしまうことがある。
　また、特許文献２に記載の撮像装置は、レンズ鏡胴の内筒と外筒が螺合されているが、温度変化によってこれらの膨張及び収縮が繰り返されると、これらの隙間から液体やほこり等の異物が侵入する可能性がある。同様に、特許文献３に記載の撮像装置は、レンズ保持部の取り付け位置を変更するときに中間部材とレンズ保持部の隙間から液体やほこり等の異物が侵入してしまう可能性がある。
　本発明は、温度変化によるフォーカス移動を抑え、かつ、液体やほこり等の異物の侵入を防止した撮像装置を提供することを目的とする。
　本発明の撮像装置は、撮像レンズ、撮像素子、中間部材を備える。撮像レンズは、レンズ鏡胴に保持されており、被写体の像を結像する。撮像素子は、撮像レンズによって結像される被写体の像を撮像する。中間部材は、レンズ鏡胴と線膨張係数が異なる材料からなり、一端の内周面にレンズ鏡胴と当接するフランジ部を有し、レンズ鏡胴の被写体側の面と中間部材のフランジ部の撮像素子側の面が接合されることによってレンズ鏡胴を保持する。
　レンズ鏡胴の被写体側の面と中間部材のフランジ部の当接面は、撮像レンズの最も被写体側の面と最も撮像素子側の面との間にあり、かつ、撮像レンズの最も被写体側の面と最も撮像素子側の面の間隔の１／３よりも被写体側に設けられていることが好ましい。
　レンズ鏡胴の被写体側の面と中間部材のフランジ部は、接着剤により接合されていることが好ましい。
　レンズ鏡胴の外周面または中間部材の内周面の少なくとも一方に、レンズ鏡胴の被写体側の面と中間部材のフランジ部の当接面に隣接して、接着剤溜まりが設けられていることが好ましい。
　接着剤溜まりは、例えばレンズ鏡胴の外周面または中間部材の内周面の全周に連続して設けられているのが好ましい。接着剤溜まりは、レンズ鏡胴の外周面または中間部材の内周面の一部かつ複数箇所に設けられていても良い。
　レンズ鏡胴の線膨張係数が、１０×１０－６Ｋ－１以上７０×１０－６Ｋ－１以下の範囲内であることが好ましい。
　中間部材の線膨張係数が、０．１×１０－６Ｋ－１以上４０×１０－６Ｋ－１（１／Ｋ）以下の範囲内であることが好ましい。
　また、中間部材のフランジ部と接合されるレンズ鏡胴の被写体側の面は、レンズ鏡胴の外周面に外側に向けて突出して設けられるフランジ部の前面であることが好ましい。
　本発明の撮像装置は、レンズ鏡胴と中間部材を接合した二重構造によって撮像レンズを保持し、レンズ鏡胴と中間部材が、中間部材の内周面に設けられたフランジ部とレンズ鏡胴の被写体側の面とで接合されているので、温度変化によるフォーカス移動を抑え、かつ、液体やほこり等の異物の侵入を防止することができる。
撮像装置の概略的構成を示す断面図である。 撮像装置の各部が接合される点を示す断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、撮像装置各部の熱膨張を示す説明図である。 レンズ鏡胴と中間部材の接合部分を拡大して表示する断面図である。 フランジ部に接着剤溜まりを設けた場合の断面図である。 フランジ部の全周に接着剤溜まりを設けたレンズ鏡胴の斜視図である。 フランジ部の一部に接着剤溜まりを設けたレンズ鏡胴の斜視図である。 中間部材に接着剤溜まりを設けた場合の断面図である。 中間部材とレンズホルダを螺合させる場合の断面図である。
　図１及び図２に示すように、撮像装置１０は、撮像レンズ１１と撮像素子１２を備え、撮像レンズ１１によって結像される被写体の像を撮像素子１２によって撮像する。撮像装置１０は、例えば、自動車の室内に設置される車載カメラである。
　撮像レンズ１１は、固定焦点レンズであり、例えば、レンズやミラー、プリズム等から構成され、必要に応じて光学フィルタ等の実質的にパワーを有しない部材を含む。撮像レンズ１１の光軸Ｌ１はレンズ鏡胴１３及び中間部材１５の中心軸でもある。図１では、一例として６枚のレンズからなる撮像レンズ１１を示しているが、各レンズの厚さや面形状、レンズの枚数やその他の部材の有無は任意である。また、撮像レンズ１１を構成する各レンズは、例えば全てガラスレンズであり、レンズ鏡胴１３によって互いに所定の位置関係を保って保持される。
　レンズ鏡胴１３は円筒部１３ａとフランジ部１３ｂ，１３ｃを有し、全体としてはほぼ円筒状の部材である。また、レンズ鏡胴１３は中間部材１５に接合され、中間部材１５を介して撮像素子１２に対する位置が固定される。すなわち、撮像レンズ１１は、直接的にはレンズ鏡胴１３に保持されるが、全体としては、レンズ鏡胴１３と中間部材１５の二重構造によって撮像素子１２に対する位置が固定される。
　円筒部１３ａは、レンズ鏡胴１３の円筒部分であり、撮像レンズ１１の各レンズを接着等により保持する。このため、円筒部１３ａの内面側には、撮像レンズ１１の各レンズの位置決めをするための突起等（図示しない）が適宜設けられている。
　フランジ部１３ｂ，１３ｃは、円筒部１３ａの側面に外側（光軸Ｌ１から遠ざかる方向）に向けて突出して設けられる。また、フランジ部１３ｂ，１３ｃは、円筒部１３ａの全周に設けられている。被写体側（図１の左側）にあるものがフランジ部１３ｂであり、撮像素子１２側（図１の右側）にあるものがフランジ部１３ｃである。また、光軸Ｌ１を含む面によるフランジ部１３ｂ，１３ｃの断面は概ね四角形である。フランジ部１３ｂ，１３ｃの突出量は、側面２１，２２（光軸Ｌ１に平行な面）が中間部材１５の内面２３に当接するように定められている。
　フランジ部１３ｂは、レンズ鏡胴１３と中間部材１５を接合するための接合部であり、フランジ部１３ｂの前面２６（被写体側の面）が中間部材１５と接合される。すなわち、レンズ鏡胴１３と中間部材１５の接合面４１は、フランジ部１３ｂの前面２６である。
　また、フランジ部１３ｂは、撮像レンズ１１の最も被写体側の面１１ａと最も撮像素子１２側の面１１ｂの中心間隔（以下、撮像レンズ１１の長さという）の１／３よりも前方（被写体側）に設けられている。より具体的には、撮像レンズ１１の最も被写体側の面１１ａの中心から光軸Ｌ１に沿って測った接合面４１までの長さが、撮像レンズ１１の長さの１／３よりも小さくなるように、フランジ部１３ｂの位置が定められている。
　フランジ部１３ｃは、レンズ鏡胴１３（撮像レンズ１１）の軸ぶれを防止するために設けられた突起である。すなわち、撮像レンズ１１を保持したレンズ鏡胴１３が中間部材１５に嵌め込まれて接合される場合に、フランジ部１３ｃの側面２２（光軸Ｌ１に平行な面）が中間部材１５の内面２３と当接することにより、中間部材１５の中心軸と光軸Ｌ１を平行に保つ。
　なお、レンズ鏡胴１３は、例えば、アルミニウムや黄銅等の金属や、ポリカーボネート（ＰＣ），ポリアミド（ＰＡ），ポリフタルアミド（ＰＰＡ），ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ），ポリブチレンテレフタラート（ＰＢＴ），ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）に代表される樹脂で形成される。金属で形成する場合、レンズ鏡胴１３の線膨張係数は、概ね１０×１０－６Ｋ－１以上３０×１０－６Ｋ－１以下であることが好ましい。樹脂で形成する場合、レンズ鏡胴１３の線膨張係数は、概ね１０×１０－６Ｋ－１以上７０×１０－６Ｋ－１以下であることが好ましい。すなわち、レンズ鏡胴１３の線膨張係数を１０×１０－６Ｋ－１以上７０×１０－６Ｋ－１以下にして、レンズ鏡胴１３等の寸法を決定すれば、金属または樹脂から適切な材料を容易に選出することできる。
　中間部材１５は、一端でレンズ鏡胴１３を保持し、他端でレンズホルダ１６に固定されることにより、撮像レンズ１１の合焦位置に撮像素子１２が位置するように、撮像素子１２に対して撮像レンズ１１を固定する。
　中間部材１５は、前端部（被写体側の端部）に、内周面側（光軸Ｌ１側）に突出するフランジ部１５ａを有する。フランジ部１５ａの後面２７（撮像素子１２側の表面）は、レンズ鏡胴１３のフランジ部１３ｂの前面２６と当接して接合される。このフランジ部１５ａの後面２７とフランジ部１３ｂの前面２６を接合した接合面（当接面）４１によって、中間部材１５はレンズ鏡胴１３を保持する。フランジ部１５ａの後面２７とフランジ部１３ｂは接着剤によって接合される。接着剤の種類は任意であるが、温度変化によって劣化しにくいものを用いることが好ましい。
　フランジ部１５ａの後側（撮像素子１２側）には、レンズ鏡胴１３が嵌め込まれる胴部１５ｂが設けられている。胴部１５ｂのフランジ部１３ｂと嵌合する部分の径は、フランジ部１３ｂの突出量を含めたレンズ鏡胴１３の径にほぼ合致するように定められており、内面２３とフランジ部１３ｂの側面２１が当接する。但し、胴部１５ｂの内面２３とフランジ部１３ｂの側面２１が接合されていない場合は、中間部材１５やレンズ鏡胴１３が膨張（あるいは収縮）した場合、フランジ部１３ｂは変形することなく、内面２３に当接しつつ胴部１５ｂに対してスライドする。なお、フランジ部１３ｂの前面２６からレンズ面１１ｂまでの長さと比較してフランジ部１３ｂが薄く、膨張や収縮による影響が少ない場合には、内面２３と側面２１が接合されていても良い。
　中間部材１５の後端部（撮像素子１２側の端部）には、レンズホルダ１６と嵌合する嵌合部１５ｃが設けられている。また、レンズホルダ１６は、中間部材１５の嵌合部１５ｃと嵌合する凸部１６ａと、中間部材１５が突き当たる土台部１６ｂで構成されている。
　嵌合部１５ｃがレンズホルダ１６に嵌合された場合、嵌合部１５ｃの光軸Ｌ１に平行な内面２８はレンズホルダ１６の側面２９と当接し、嵌合部１５ｃの光軸Ｌ１に垂直な内面３１はレンズホルダ１６の前面３２と当接する。但し、これらはいずれも接合はされていないので、中間部材１５やレンズ鏡胴１３が膨張（収縮）した場合、当接位置は相対的にスライドする。なお、側面２９の長さが、中間部材１５の内面２３に比べて短く、膨張や収縮による影響が少ない場合には、内面２８と側面２９は接合されていても良い。内面３１と前面３２も同様である。
　嵌合部１５ｃの端面３５は、土台部１６ｂの前面３３と当接した状態で接着剤により接合される。すなわち、中間部材１５は、嵌合部１５ｃの端面３５と土台部１６ｂの前面３３を接合した接合面４２によって、中間部材１５がレンズホルダ１６に固定される。
　土台部１６の後面３４は、駆動基板１７の接合位置４３に例えば接着剤により接合される。駆動基板１７は撮像素子１２を駆動するための回路等が実装された基板であり、例えばほぼ中央の位置に撮像素子１２が配置されている。レンズホルダ１６の中心には、撮像素子１２が配置されるように、駆動基板１７とレンズホルダ１６の接合位置４３は予め定められている。したがって、レンズ鏡胴１３を保持した中間部材１５をレンズホルダ１６に嵌合して接合することで、光軸Ｌ１は撮像素子１２の中心に合致する。
　なお、中間部材１５は、例えば、ＰＣ，ＰＢＴ，ＰＰＳ，液晶ポリマー（ＬＣＰ）等に代表される樹脂で形成され、線膨張係数は概ね０．１×１０－６Ｋ－１以上４０×１０－６Ｋ－１以下であることが好ましい。中間部材１５の材料は、少なくともレンズ鏡胴１３及びレンズホルダ１６と線膨張係数が異なるように選択される。すなわち、中間部材１５の線膨張係数を０．１×１０－６Ｋ－１以上４０×１０－６Ｋ－１以下にして中間部材１５等の寸法等を決定すれば、上述の樹脂材料の中から適切な樹脂材料を容易に選出することができる。
　また、レンズホルダ１６は、例えば、アルミニウムや黄銅等の金属や、ＰＣ，ＰＡ，ＰＰＡ，ＰＰＥ，ＰＢＴ，ＰＰＳに代表される樹脂で形成される。したがって、金属で形成する場合、レンズホルダ１６の線膨張係数は、概ね１０×１０－６Ｋ－１以上３０×１０－６Ｋ－１以下であることが好ましい。樹脂で形成する場合、レンズホルダ１６の線膨張係数は、概ね１０×１０－６Ｋ－１以上７０×１０－６Ｋ－１以下であることが好ましい。すなわち、レンズホルダ１６の線膨張係数を１０×１０－６Ｋ－１以上７０×１０－６Ｋ－１以下にして、レンズホルダ１６等の寸法を決定すれば、上述の金属または樹脂から適切な材料を容易に選出することできる。レンズホルダ１６を形成する材料は、レンズ鏡胴１３と同じでも良い。
　なお、撮像装置１０は、中間部材１５を介してレンズ鏡胴１３をレンズホルダ１６に取り付けた状態で、カバー部材１９によって覆われて、所定の箇所（自動車の室内）等に設置される。カバー部材１９は、少なくとも撮像レンズ１１を露呈する。
　以下、撮像装置１０の作用を中間部材１５とレンズホルダ１６が接合位置４２でのみ接着されているとして、説明する。まず、図３（Ａ）に示すように、例えば気温２０℃の常温環境で、バックフォーカスが撮像レンズ１１の最後面１１ｂから撮像素子１２の撮像面に一致しており、被写体の像の焦点位置が合うように組み立てられているとする。この場合、撮像レンズ１１のバックフォーカスがＡ０（ｍｍ）、レンズホルダ１６の土台部１６ｂの長さがＢ０（ｍｍ）、レンズ鏡胴１３と中間部材１５の接合面４１からレンズホルダ１６と中間部材１５の接合面４２の長さがＣ０（ｍｍ）、接合面４１から撮像レンズ１１の最後面１１ｂが光軸と交わる位置までの長さＤ０（ｍｍ）であり、駆動基板１７から撮像素子１２の撮像面までの距離をΔ（ｍｍ）とすれば、Δ＝Ｂ０＋Ｃ０－Ｄ０－Ａ０である。
　図３（Ｂ）に示すように、撮像レンズ１０の周辺の温度がたとえば８０℃の高温環境では、撮像装置１０の各部は膨張し、レンズホルダ１６の土台部１６ｂの長さがＢ１（＞Ｂ０）、接合面４１から接合面４２の長さＣ１（＞Ｃ０）、接合面４１から撮像レンズ１１の最後面１１ｂの長さがＤ１（＞Ｄ０）にそれぞれ膨張する。撮像レンズ１１を全てガラスレンズとした場合、撮像レンズ１１を構成する各レンズの膨張を無視するとしても、撮像レンズ１１を直接保持するレンズ鏡胴１３が膨張したことにより、各レンズの間隔が長くなるので、バックフォーカスは例えばＡ１（ｍｍ）に短くなる（Ａ１＜Ａ０）。
　これらの各長さの変化のうち、レンズホルダ１６の土台部１６ｂの膨張、接合面４１から接合面４２の中間部材１５の膨張、レンズ鏡胴１３の膨張によるバックフォーカスの短縮は、全て温度上昇に応じて焦点位置を被写体側にずらす（いわゆる前ピンにする）作用を示す。レンズ鏡胴１３の膨張は、中間部材１５の接合面４１を基準として撮像素子１２側に伸びる膨張なので、レンズホルダ１６及び中間部材１５の膨張とバックフォーカスの短縮を打ち消す作用を示す。したがって、撮像装置１０は、撮像レンズ１１をレンズ鏡胴１３と中間部材１５の二重構造によって、撮像素子１２との距離を固定していることにより、レンズ鏡胴１３と中間部材１５とレンズホルダ１６の各材料（線膨張係数）と、接合面４１，４２，４３間の長さを適切に選択することにより、少なくとも、温度変化によるフォーカス移動を低減することができる。特に、Δ＝Ｂ０＋Ｃ０－Ｄ０－Ａ０＝Ｂ１＋Ｃ１－Ｄ１－Ａ１を満たすように、レンズ鏡胴１３と中間部材１５とレンズホルダ１６の各材料（線膨張係数）と、接合面４１，４２，４３間の長さを適切に選択すれば、温度変化によるフォーカス移動を防止することができる。
　なお、撮像レンズ１１の構成（特に撮像レンズ１１の長さ）によっては、単にレンズ鏡胴１３と中間部材１５の二重構造によって撮像レンズ１１を保持するようにしただけでは、適切な線膨張係数の材料がなく、温度変化によるフォーカス移動を十分に低減できない場合がある。こうした場合でも、接合面４１が撮像レンズ１１の長さの１／３よりも前方（被写体側）になるようにフランジ部１３ｂを設けておけば、ほぼ撮像レンズ１１の長さ等によらずにレンズ鏡胴１３，中間部材１５，レンズホルダ１６を前述の各材料から選択することができ、温度変化によるフォーカス移動の低減効果が得られやすい。
　フォーカス移動を低減するだけであれば、接合面４１を撮像レンズ１.１の最も被写体側の面１１ａよりも前方に突出させ、撮像レンズよりも前方でレンズ鏡胴１３と中間部材１５を接合させても良い。
　撮像装置１０は、上述のように温度変化によるフォーカス移動を低減可能であることに加え、以下に示すように液体やほこり等の異物が内部に侵入し難い構造となっている。
　図４に示すように、撮像装置１０は、レンズ鏡胴１３の筒部１３ａの側面と中間部材１５のフランジ部１５ａの側面との間はほぼ当接しているが、これらの間にはレンズ鏡胴１３を中間部材１５に嵌め込める程度の実際的な隙間５１がある。また、これらは温度変化による膨張が可能なように接着はされていない。このため、撮像装置１０に液体やほこり等の異物が付着した場合、この隙間５１から液体やほこり等の異物が撮像装置１０の内部（レンズ鏡胴１３と中間部材１５の間の空間）に侵入する可能性がある。特に、温度変化に応じてレンズ鏡胴１３や中間部材１５が膨張や収縮を繰り返すと、撮像装置１０の前面に付着した液体やほこり等の異物を隙間５１に引き込んでしまうことがある。しかし、撮像装置１０の場合、フランジ部１３ｂが隙間５１を遮断するように突出した形状になっているので、フランジ部１３ｂが隙間５１に侵入した液体やほこり等の異物に対して堤防（防水堤，防塵堤）として作用する。このため、撮像装置１０では、隙間５１に液体やほこり等の異物が侵入したとしても、さらに奥に（特に撮像素子１２がある空間に）液体やほこり等の異物が侵入することを防止することができる。なお、隙間５１が接着されている場合でも、温度変化等の経時変化等によって接着部分に生じたクラックや隙間から液体やほこり等の異物が侵入することを防止することができる。
　また、温度変化によってレンズ鏡胴１３と中間部材１５の膨張や収縮が繰り返されることにより、これらの接合面４１にある接着剤５３にクラックや隙間が生じる等の経時劣化が発生する場合があるが、撮像装置１０の場合、接合面４１が堤防的作用をするフランジ部１３ｂの表面２６にあることによって、接着剤５３の経時劣化部分から液体やほこり等の異物は侵入し難い構造となっている。
　なお、図５に示すように、フランジ部１３ｂの表面２６の基端部分には、接着剤溜まり６１を設けておくことが好ましい。このように、接着剤溜まり６１を設けておくと、接合面４１からの接着剤５３のはみ出しを防止できる。接合面４１から接着剤５３が接合面４１以外の部分にはみ出している場合、温度変化によってレンズ鏡胴１３と中間部材１５の膨張や収縮が繰り返しによって、接着剤５３のはみ出し部分が破損して、撮像装置１０の内部でゴミが発生してしまう場合があるが、上述のように接着剤溜まり６１を設けて、接着剤５３の接合面４１からのはみ出さないようにしておけば、こうした不具合を回避することができる。
　接着剤溜まり６１は、図６に示す接着剤溜まり６１ａのように、フランジ部１３ｂの全周に連続して設けられていても良いし、図７に示す接着剤溜まり６１ｂのように、複数箇所に分断して設けられていても良い。
　また、図８に示すように、フランジ部１３ｂの接着剤溜まり６１の代わりに、中間部材１５に接着剤溜まり６２を設けても良い。接着剤溜まり６２が、中間部材１５のフランジ部１５ａの全周にわたって設けられていてもよく、複数箇所に分断して設けられていても良いことはフランジ部１３ｂの接着剤溜まり６１ａや接着剤溜まり６１ｂと同様である。
　なお、フランジ部１３ｂに接着剤溜まり６１ａまたは接着剤溜まり６１ｂを設けた上で、さらに中間部材１５に接着剤溜まり６２を設けても良い。また、フランジ部１３ｂの接着剤溜まり６１ａ，６１ｂや中間部材１５の接着剤溜まり６２の代わりに、あるいはこれらとともに、レンズ鏡胴１３の円筒部１３ａの側面に接着剤溜まりを設けても良い。
　さらに、フランジ部１３ｂの接着剤溜まり６１ａ，６１ｂは、フランジ部１３ｂの基端部に設けられているが、接合面４１から接着剤５３がはみ出さなければ接着剤溜まり６１ａ，６１ｂの位置は任意である。例えば、例えばフランジ部１３ｂの中央等、フランジ部１３ｂの基端部よりも先端寄りに接着剤溜まり６１ａ，６１ｂを設けても良い。中央部材１５の接着剤溜まり６２を設ける場合も同様である。
　なお、図５～図８では、接着剤溜まり６１（６１ａ，６１ｂ），６２の断面形状（光軸Ｌ１を含む面による断面）を半円状にしているが、接合面４１からはみ出さないように余分な接着剤５３を溜めておくことさえできれば、接着剤溜まり６１（６１ａ，６１ｂ），６２の断面形状は任意である。
　なお、撮像装置１０は、中間部材１５とレンズホルダ１６を、嵌合部１５ｃの端面３５と土台部１６ｂの前面３３で接着しているが、これらを接着する代わりに、図９に示すように撮像装置１０で当接しているレンズホルダ１６の凸部１６ａの側面２９と中間部材１５の嵌合部１５ｃの内面２８にネジ溝６７を形成し、中間部材１５とレンズホルダ１６を螺合しても良い。
　なお、撮像装置１０では、撮像レンズ１１を構成する各レンズを全てガラスレンズにしているが、ガラスレンズの代わりにプラスチックレンズを用いても良い。また、ガラスレンズとプラスチックレンズを組み合わせて用いても良い。但し、プラスチックレンズはガラスレンズと比較して熱膨張係数が大きいので、温度変化によるフォーカス移動を抑えるためには、できる限りガラスレンズを用いることが好ましい。
　撮像装置１０は、例えば自動車等の移動体の運転記録をとるためのドライブレコーダや車庫入れ等の運転ないし操縦をアシストするための撮影をする車載カメラに好適であるが、車載する以外にも、温度変化が大きく、かつ、液体やほこり等の異物が付着する可能性がある箇所での使用に好適である。
　なお、撮像装置１０では、フランジ部１３ｂの側面２１が平面であり、光軸Ｌ１を含む面によるフランジ部１３ｂの断面が四角形になっているが、フランジ部１３ｂは、レンズ鏡胴１３の胴部１３ａの側面に突出し、中間部材１５との接合が可能であれば任意の断面形状にして良い。例えば、フランジ部１３ｂの側面２１を円弧状にして、フランジ部１３ｂの側面と中間部材１５の胴部１５ｂの内面２３の接触面積を低減しても良い。このように、フランジ部１３ｂの側面と中間部材１５の接触面積を低減しておけば、温度変化によってレンズ鏡胴１３や中間部材１５が膨張（収縮）する場合にフランジ部１３ｂと中間部材１５の摩擦が少ないので、フランジ部１３ｂが薄い場合でもフランジ部１３ｂの変形を防ぐことができる。また、フランジ部１３ｂの側面で中間部材１５に引っかかることなく、レンズ鏡胴１３が光軸Ｌ１に沿って均等に膨張（収縮）するので、光軸Ｌ１のぶれも発生し難い。フランジ部１３ｃについても同様である。
　なお、フランジ部１３ｂの光軸Ｌ１を含む面による断面形状は、中間部材１５のフランジ部１５ａと接合することができれば任意形状で良い。例えば、平行四辺形でも良いし、台形でも良い。また、角部分（前面２６と側面２１とで形成される角）は、丸みを帯びた形状にしてあっても良いし、面取りしてあっても良い。
　なお、撮像装置１０には、中間部材１５と接合するためのフランジ部１３ｂの他に、軸ぶれを防止するためのフランジ部１３ｃが設けられているが、軸ぶれを防止するためのフランジ部１３ｃはなくても良い。
　１０　撮像装置
　１１　撮像レンズ
　１２　撮像素子
　１３　レンズ鏡胴
　１３ａ　円筒部
　１３ｂ，１３ｃ　フランジ部
　１５　中間部材
　１６　レンズホルダ
　１７　駆動基板
　４１，４２，４３　接合面

Claims (9)

  1. 　レンズ鏡胴に保持され、被写体の像を結像する撮像レンズと、
    　前記撮像レンズによって結像される前記被写体の像を撮像する撮像素子と、
    　前記レンズ鏡胴と線膨張係数が異なる材料からなり、一端の内周面に前記レンズ鏡胴と当接するフランジ部を有し、前記レンズ鏡胴の被写体側の面と前記フランジ部の前記撮像素子側の面が接合されることによって前記レンズ鏡胴を保持する中間部材と、
    　を備える撮像装置。
  2. 　前記レンズ鏡胴の前記被写体側の面と前記フランジ部の当接面は、前記撮像レンズの最も前記被写体側の面と最も前記撮像素子側の面との間にあり、かつ、前記撮像レンズの最も前記被写体側の面と最も前記撮像素子側の面の間隔の１／３よりも前記被写体側に設けられている請求項１記載の撮像装置。
  3. 　前記レンズ鏡胴の前記被写体側の面と前記中間部材の前記フランジ部は、接着剤により接合されている請求項１または２記載の撮像装置。
  4. 　前記レンズ鏡胴の外周面または前記中間部材の内周面の少なくとも一方に、前記レンズ鏡胴の前記被写体側の面と前記フランジ部の当接面に隣接して、接着剤溜まりが設けられている請求項１～３のいずれか１項に記載の撮像装置。
  5. 　前記接着剤溜まりは、前記レンズ鏡胴の外周面または前記中間部材の内周面の全周に連続して設けられている請求項４記載の撮像装置。
  6. 　前記接着剤溜まりは、前記レンズ鏡胴の外周面または前記中間部材の内周面の一部かつ複数箇所に設けられている請求項４記載の撮像装置。
  7. 　前記レンズ鏡胴の線膨張係数が、１０×１０－６Ｋ－１以上７０×１０－６Ｋ－１以下の範囲内である請求項１～６のいずれか１項に記載の撮像装置。
  8. 　前記中間部材の線膨張係数が、０．１×１０－６Ｋ－１以上４０×１０－６Ｋ－１以下の範囲内である請求項１～７のいずれか１項に記載の撮像装置。
  9. 前記中間部材のフランジ部と接合される前記レンズ鏡胴の被写体側の面は、前記レンズ鏡胴の外周面に外側に向けて突出して設けられるフランジ部の前面である請求項１～８のいずれか１項に記載の撮像装置。
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