WO2018051634A1 - レンズユニット - Google Patents

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WO2018051634A1
WO2018051634A1 PCT/JP2017/026337 JP2017026337W WO2018051634A1 WO 2018051634 A1 WO2018051634 A1 WO 2018051634A1 JP 2017026337 W JP2017026337 W JP 2017026337W WO 2018051634 A1 WO2018051634 A1 WO 2018051634A1
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WO
WIPO (PCT)
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lens
optical axis
axis direction
lens barrel
spacing ring
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/026337
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大樹 吉田
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.)
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Application filed by 富士フイルム株式会社 filed Critical 富士フイルム株式会社
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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
    • 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
    • G02B7/04—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with mechanism for focusing or varying magnification

Definitions

  • This disclosure relates to a lens unit.
  • JP 2012-242728 A discloses a plurality of fixed lenses, a single moving lens, and a fixed lens and a moving lens.
  • a lens unit including a focus correction mechanism that is provided and moves a moving lens is disclosed.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-180687 includes a lens fitted in a fitting portion in a lens barrel, and a presser ring that is screwed into a screw thread portion in the lens barrel and comes into contact with the lens.
  • a lens barrel is disclosed in which a presser ring includes a first member made of metal and a second member made of plastic.
  • the lens of the lens unit may be made of a resin material from the viewpoint of cost reduction and moldability.
  • a resin lens is more likely to thermally expand due to an increase in external temperature than a glass lens, and stress is generated between the thermally expanded lens and surrounding members, and the optical characteristics of the lens are maintained well. There is a risk that it will be difficult.
  • the presser ring is made up of two members of metal and plastic having different linear expansion coefficients, thereby suppressing the amount of thermal expansion of the entire presser ring at high temperatures.
  • the presser ring is prevented from biting into the lens.
  • the lens barrel disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-180687 has room for improvement from the viewpoint of suppressing the compressive stress generated in the lens.
  • the present disclosure is intended to provide a lens unit that can suppress the occurrence of compressive stress in the lens when the lens is thermally expanded due to an increase in external temperature in consideration of the above facts.
  • the lens unit according to the first aspect of the present disclosure includes a cylindrical barrel, a resin lens housed in the barrel, an annular first member having an inclined surface with a gradually decreasing outer diameter, The first member is arranged side by side in the optical axis direction, has an inclined surface with an inner diameter gradually increasing along the shape of the inclined surface of the first member facing the inclined surface of the first member, An annular second member made of a material having a higher coefficient of thermal expansion than the member, and is accommodated in the lens barrel side by side with respect to the lens in the optical axis direction, and comes into contact with the lens so that the lens barrel And an interval ring for defining a position in the optical axis direction.
  • the second member of the spacing ring is made of a material having a higher coefficient of thermal expansion than the first member. Therefore, when the external temperature rises, the second member is caused by the difference in thermal expansion between the first member and the second member. The second member spreads radially outward of the spacing ring with respect to one member. At this time, a gap is generated between the inclined surface of the second member and the inclined surface of the first member.
  • the resin lens arranged side by side in the optical axis direction with respect to the spacing ring also thermally expands and is pushed by the thermally expanded lens so that the first member or the second member has an inclined surface. It moves to the gap that occurred in between. That is, when the first member or the second member moves in the optical axis direction, the width of the spacing ring in the optical axis direction is narrowed, and a gap allowing thermal expansion of the lens is generated between the lens and the spacing ring. For this reason, it can suppress that compressive stress arises in a lens because thermal expansion of a lens is restrained by a space ring.
  • the first member is made of a resin material containing inorganic fibers
  • the second member is made of a resin material not containing inorganic fibers. ing.
  • a resin material not containing inorganic fibers has a higher coefficient of thermal expansion than a resin material containing inorganic fibers. For this reason, when the external temperature rises, a gap is generated between the first member and the second member due to a difference in thermal expansion between the first member and the second member, and the gap between the first member and the second member is generated. By moving, the width of the spacing ring in the optical axis direction can be reduced.
  • the first member is made of a metal material
  • the second member is made of a resin material containing inorganic fibers.
  • the width of the spacing ring in the optical axis direction can be reduced.
  • a resin material containing inorganic fibers has a higher Young's modulus than a resin material containing no inorganic fibers. For this reason, compared with the structure which the 2nd member consists of the resin material which does not contain an inorganic fiber, when the 1st member or the 2nd member moves to the clearance gap produced in between and contacts each other, The second member can be prevented from being deformed by the compressive stress received.
  • the first member and the second member are each made of a resin material containing inorganic fibers.
  • the first member and the second member having a higher coefficient of thermal expansion than the first member are both made of a resin containing inorganic fibers.
  • the compressive stress which arises between the 1st member and the 2nd member can be made small compared with the structure where either one of the 1st member or the 2nd member consists of metal materials.
  • interval ring can be suppressed.
  • the lens unit according to a fifth aspect of the present disclosure is the lens unit according to any one of the first aspect to the fourth aspect.
  • the second member has a coefficient of thermal expansion in a direction perpendicular to the optical axis. Higher than the coefficient of thermal expansion in the direction.
  • the thermal expansion coefficient in the direction perpendicular to the optical axis of the second member is higher than the thermal expansion coefficient in the optical axis direction
  • the direction perpendicular to the optical axis of the second member when the external temperature rises that is, the diameter
  • the amount of thermal expansion in the optical axis direction of the second member that is, the width direction is smaller than the amount of thermal expansion in the direction.
  • the spacing ring expands in the optical axis direction to form a lens. Generation of compressive stress can be suppressed.
  • the lens unit according to the sixth aspect of the present disclosure is the lens unit according to any one of the first to fifth aspects, in which the lens barrel is made of resin.
  • the lens barrel is made of resin, the lens barrel can be easily formed by injection molding.
  • a lens unit according to a seventh aspect of the present disclosure is the lens unit according to any one of the first to sixth aspects, wherein a lens is provided on one end side in the optical axis direction of the lens barrel, and the other end in the optical axis direction.
  • the imaging element is fixed to the side, and a spacing ring is provided between the lens and the imaging element in the optical axis direction.
  • the resin lens barrel when the external temperature rises, the resin lens barrel is thermally expanded, and the distance between the imaging element fixed to the lens barrel and the lens is increased.
  • the distance in the optical axis direction of the spacing ring provided between the lens and the image sensor is reduced, so that the distance between the lens and the image sensor is reduced.
  • the increase in the distance between the lens and the image sensor due to the thermal expansion of the lens barrel is offset by the decrease in the distance between the lens and the image sensor due to the narrowing of the width of the distance ring. It is possible to suppress a change in the interval in the direction and keep the interval in a certain range.
  • a lens unit according to an eighth aspect of the present disclosure is the lens unit according to any one of the first to seventh aspects.
  • the end surface facing the inclined surface of the second member contacts the lens. .
  • the second member spreads radially outward when the external temperature rises, and the first member moves to the second member side when pushed by the lens.
  • the second member side of the spacing ring contacts the lens, when the external temperature rises, the second member spreads radially outward and is pushed by the lens toward the first member side.
  • a lens unit according to a ninth aspect of the present disclosure is the lens unit according to any one of the first aspect to the eighth aspect, wherein the inclined surface of the first member and the inclined surface of the second member are respectively curved shapes. It is said that.
  • the inclined surface of the first member and the inclined surface of the second member facing each other are curved.
  • the width of the spacing ring can be changed in a quadratic function, for example, by reducing the amount of change in the width of the spacing ring at the start of increasing the external temperature.
  • the lens unit according to a tenth aspect of the present disclosure is the lens unit according to any one of the first to ninth aspects.
  • the lens or the interval ring is urged in the optical axis direction by the urging means. .
  • the lens or the spacing ring is biased by the biasing means, when the external temperature rises and a gap is generated between the first member and the second member of the spacing ring, the lens or spacing ring is biased.
  • the first member or the second member can be moved into the gap by the biasing force of the biasing means. For this reason, the adjustment accuracy of the width
  • a lens unit according to an eleventh aspect of the present disclosure is the lens unit according to any one of the first to tenth aspects, wherein a plurality of lenses are accommodated in the lens barrel along the optical axis direction. A spacing ring is provided between the lenses.
  • the first member and the second member of the spacing ring are in contact with the lens. For this reason, when the external temperature rises, the width of the spacing ring in the optical axis direction is narrowed, so that a gap that allows thermal expansion of each of the two lenses is formed between the spacing ring and the two lenses. be able to.
  • the lens unit according to the twelfth aspect of the present disclosure is the lens unit according to any one of the first to eleventh aspects, and the second member is formed integrally with the lens barrel.
  • the second member of the spacing ring integrally with the lens barrel, the number of parts and the cost can be reduced compared to the configuration in which the second member and the lens barrel are separate members. it can.
  • FIG. 2A It is a whole block diagram which shows the lens unit which concerns on 1st Embodiment. It is an expanded sectional view of a lens barrel which shows typically a lens and a space ring of a lens unit concerning a 1st embodiment. It is an expanded sectional view showing typically the state at the time of the rise of the external temperature of the lens barrel of FIG. 2A. It is an expanded sectional view showing typically the state at the time of the rise of the external temperature of the lens barrel of FIGS. 2A and 2B. It is an expanded sectional view of the lens barrel corresponding to Drawing 2A showing typically the lens of a lens unit concerning a 2nd embodiment, a space ring, and an image sensor.
  • FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view schematically showing a state when the external temperature of the lens barrel of FIG. 4A is increased. It is an expanded sectional view of the lens barrel corresponding to Drawing 2A showing typically the lens and space ring of the lens unit concerning a 4th embodiment. It is an expanded sectional view showing typically the state at the time of the rise of external temperature of the lens barrel of Drawing 5A.
  • the Z direction indicates a direction horizontal to the optical axis K, that is, the optical axis direction
  • the Y direction indicates a direction orthogonal to the optical axis K or a radial direction.
  • the lens unit 10 is exposed to high temperatures such as a surveillance camera installed outdoors or an in-vehicle camera installed inside a vehicle, and is difficult to maintain imaging performance. Mounted on the camera used. As shown in FIG. 1, the lens unit 10 includes a lens barrel 12, a lens group 14 accommodated in the lens barrel 12, and an imaging module 16 fixed to the lens barrel 12.
  • the lens barrel 12 is a cylinder having an optical axis direction (Z direction) as a central axis direction, and is configured by injection molding a resin material.
  • the lens barrel 12 may be made of a resin material containing inorganic fibers (hereinafter referred to as “inorganic-containing resin”). Examples of inorganic fibers include glass fibers, carbon fibers, and inorganic fillers.
  • the resin to be used examples include polyamide, polyacetal, polycarbonate, polyphenylene ether, polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene, syndiotactic polystyrene, polysulfone, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyarylate, polyamideimide, It is possible to use at least one selected from the group consisting of polyetherimide, polyetheretherketone, acrylonitrile butadiene styrene, polyolefin, and each modified polymer, or a polymer alloy containing at least one selected from the group.
  • the resin used is preferably black, and the resin material preferably contains a black pigment or a black dye.
  • the inner peripheral surface 12A of the lens barrel 12 can be made black, and more visible light can be reflected on the inner peripheral surface 12A of the lens barrel 12. It can be effectively suppressed.
  • the lens barrel 12 has a cylindrical portion 18 having an opening 18A on one end side (left end side in FIG. 1) in the optical axis direction that is the light incident side, and the other optical axis direction other end side that is the light emission side of the cylindrical portion 18. And a bottom wall portion 20 that covers (the right end side in FIG. 1).
  • a caulking portion 18B that is bent toward the inside in the radial direction of the lens barrel 12 by heat caulking is formed at the peripheral portion of the opening 18A of the tube portion 18 of the lens barrel 12, and the opening is opened in the state after the heat caulking.
  • the portion 18A has a circular shape when viewed from the optical axis direction.
  • an opening 20A having an inner diameter smaller than the opening 18A is formed through the bottom wall 20 of the lens barrel in the optical axis direction.
  • the inner peripheral surface 12A of the lens barrel 12 is circular when viewed from the optical axis direction, and the inner diameter gradually decreases from one end of the lens barrel 12 in the optical axis direction to the other end in the optical axis direction. Yes.
  • An accommodating portion 22 for accommodating the lens group 14 is formed between the opening 18A and the opening 20A in the lens barrel 12.
  • the lens group 14 includes a first lens 24, a second lens 26, a third lens 28, a fourth lens 30, and a fifth lens disposed in order from the one end side in the optical axis direction in the housing portion 22 of the lens barrel 12.
  • a lens 32 is provided.
  • a positioning member 34 between the first lens 24 and the second lens 26, the second lens 26 and the third lens 28, and the fourth lens 30 and the fifth lens 32 in the housing portion 22 of the lens barrel 12, respectively.
  • 36 and a spacing ring 38 are provided.
  • the first lens 24 and the second lens 26 are made of a glass material and have a circular shape when viewed from the optical axis direction. Further, the first lens 24 is formed with a stepped portion 24A that is recessed radially inward of the first lens 24, and a rubber seal material 40 is fitted to the stepped portion 24A over the entire circumference.
  • the third lens 28 is made of a resin material as an example, and has a circular shape when viewed from the optical axis direction. Further, the third lens 28 includes a lens portion 28A and a peripheral portion 28B that protrudes radially outward from the lens portion 28A. As an example, the lens portion 28A is a plano-convex lens in which one end surface in the optical axis direction is a convex surface and the other end surface in the optical axis direction is a horizontal surface.
  • the fourth lens 30 as an example of the lens in the present disclosure is made of a resin material as an example, and has a circular shape when viewed from the optical axis direction.
  • the fourth lens 30 includes a lens portion 30A and a peripheral edge portion 30B that protrudes radially outward from the lens portion 30A.
  • the lens unit 30A is a biconvex lens in which one end surface in the optical axis direction and the other end surface in the optical axis direction are convex surfaces.
  • end surface 28C on the other end side in the optical axis direction of the peripheral edge portion 28B of the third lens 28 and the end surface 30C on the one end side in the optical axis direction of the peripheral edge portion 30B of the fourth lens 30 are respectively substantially perpendicular to the optical axis K. Are in contact with each other.
  • the fifth lens 32 as an example of a lens in the present disclosure is made of a resin material and has a circular shape when viewed from the optical axis direction. Further, the fifth lens 32 includes a lens portion 32A and a peripheral edge portion 32B projecting radially outward from the lens portion 32A. As an example, the lens portion 32A is a plano-convex lens in which one end surface in the optical axis direction is a convex surface and the other end surface in the optical axis direction is a horizontal surface.
  • end surface 32C on the other end side in the optical axis direction of the peripheral edge portion 32B of the fifth lens 32 and the end surface 20B on the one end side in the optical axis direction of the bottom wall portion 20 of the lens barrel 12 are substantially perpendicular to the optical axis K, respectively. Are in contact with each other.
  • the positioning member 34 is an annular member as viewed from the optical axis direction, and is made of a metal material as an example.
  • the positioning member 34 has an end surface 34A on one end side in the optical axis direction in contact with the first lens 24 and an end surface 34B on the other end side in the optical axis direction in contact with the second lens 26. The distance between the lens 24 and the second lens 26 is defined.
  • the positioning member 36 is an annular member as viewed from the optical axis direction, and is made of a metal material as an example.
  • the positioning member 36 has an end surface 36A on one end side in the optical axis direction that is in contact with the second lens 26, and an end surface 36B on the other end side in the optical axis direction is in contact with the third lens 28.
  • the distance between the lens 26 and the third lens 28 is defined.
  • the spacing ring 38 is an annular member when viewed from the optical axis direction, and is arranged side by side with respect to the fourth lens 30 and the fifth lens 32 in the optical axis direction.
  • the spacing ring 38 includes an annular first member 42 and an annular second member 44 that are arranged side by side in the optical axis direction.
  • the outer peripheral surface 42A of the first member 42 abuts on the inner peripheral surface 12A of the lens barrel 12, and the end surface of the first member 42 on the other end side in the optical axis direction gradually increases in outer diameter toward the other end side in the optical axis direction.
  • the inclined surface 42B becomes smaller.
  • the end surface 42C on one end side in the optical axis direction facing the inclined surface 42B of the first member 42 is a surface substantially perpendicular to the optical axis K, and the other end in the optical axis direction of the peripheral portion 30B of the fourth lens 30. Abutting on the side end face 30D.
  • the outer peripheral surface 44A of the second member 44 is provided with a radial interval with respect to the inner peripheral surface 12A of the lens barrel 12.
  • the end surface of the second member 44 on one end side in the optical axis direction, that is, the end surface facing the inclined surface 42B of the first member 42 is directed toward one end side in the optical axis direction along the shape of the inclined surface 42B of the first member 42.
  • the inclined surface 44B has an inner diameter that gradually increases.
  • the end surface 44C on the other end side in the optical axis direction facing the inclined surface 44B of the second member 44 is a surface substantially perpendicular to the optical axis K, and is one end in the optical axis direction of the peripheral edge portion 32B of the fifth lens 32. Abutting on the side end face 32D.
  • the end surface 42C of the first member 42 and the end surface 44C of the second member 44 are in contact with the fourth lens 30 and the fifth lens 32, respectively, so that the fourth lens 30 and the fifth lens 32 in the optical axis direction by the spacing ring 38.
  • the interval is defined.
  • the second member 44 of the spacing ring 38 is made of a material having a higher coefficient of thermal expansion than the first member 42.
  • the first member 42 is made of a metal material
  • the second member 44 is made of an inorganic-containing resin.
  • the resin material used for the second member 44 the same material as the resin material constituting the lens barrel 12 may be used, or a different material may be used.
  • the inorganic fiber has a fiber direction substantially the same as the optical axis direction.
  • the resin material is less likely to expand in the direction horizontal to the fiber direction as compared to the direction perpendicular to the fiber direction of the inorganic fiber.
  • the second member 44 of the spacing ring 38 has a higher thermal expansion coefficient in the direction perpendicular to the optical axis K than the thermal expansion coefficient in the optical axis direction.
  • the coefficient of thermal expansion is measured according to ISO 11359-2. Specifically, a 4 mm ⁇ 4 mm ⁇ 4 mm cubic test piece is cut out from the center of the ISO multipurpose test piece, and the MD direction and the TD direction are measured. For the measurement, TMA / SS6100 manufactured by SII NanoTechnology Inc. is used, and an average coefficient of thermal expansion of 10 ° C. to 110 ° C. is calculated at a temperature rising rate of 5 ° C./min.
  • the imaging module 16 converts light (an image of the object M) that has reached through the lens group 14 into an electrical signal, and an imaging element such as a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) image sensor or a charge coupled device (CCD) image sensor. 16A.
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • CCD charge coupled device
  • the imaging module 16 is supported by a holder (not shown) and is fixed to the other end side (light emission side) in the optical axis direction from the bottom wall portion 20 of the barrel 12, and the imaging element 16 ⁇ / b> A is located inside the barrel 12.
  • the lens group 14 is disposed at the image forming point of the optical system.
  • the caulking portion 18B is formed by heat caulking the peripheral portion of the opening 18A of the tube portion 18 of the barrel 12 with a jig (not shown).
  • the lens group 14, the positioning members 34 and 36, and the spacing ring 38 are fixed in the housing portion 22 of the lens barrel 12 by the crimping portion 18 ⁇ / b> B.
  • the imaging module 16 is fixed to the lens barrel 12 by a holder (not shown).
  • the fourth lens 30 is a biconvex lens having a peripheral portion 30B
  • the fifth lens 32 is a plano-convex lens having a peripheral portion 32B.
  • the fourth lens 30 and the fifth lens are used.
  • 32 is represented by a disk shape in which both sides are horizontal.
  • the shape of the lens barrel 12 is also simplified.
  • the spacing ring 38 is in the lens barrel 12 with a space between the outer peripheral surface 44A of the second member 44 and the inner peripheral surface 12A of the lens barrel 12.
  • the fourth lens 30 and the fifth lens 32 are held.
  • the inclined surface 42B of the first member 42 and the inclined surface 44B of the second member 44 are in contact with each other.
  • the resin lens barrel 12 When the temperature outside the lens barrel 12 rises, the resin lens barrel 12, the fourth lens 30, the fifth lens 32, the second member 44, and the metal first member 42 are heated to the optical axis. Thermal expansion in the direction and the direction perpendicular to the optical axis.
  • the second member 44 of the spacing ring 38 is made of a material having a higher coefficient of thermal expansion than the first member 42. Therefore, as shown in FIG. 2B, due to the difference in thermal expansion between the first member 42 and the second member 44, the second member 44 spreads outward in the radial direction of the spacing ring 38 with respect to the first member 42. A gap S is generated between the inclined surface 44B of the member 44 and the inclined surface 42B of the first member 42.
  • the fourth lens 30 and the fifth lens 32 arranged side by side in the optical axis direction with respect to the spacing ring 38 also thermally expand, so that the thermally expanded fourth lens 30 and fifth lens 30 respectively.
  • the first member 42 and the second member 44 are pushed by the lens 32 and moved to positions where they abut each other. That is, the first member 42 moves to one end side in the optical axis direction, and the second member 44 moves to the other end side in the optical axis direction.
  • the width becomes narrower.
  • the width of the spacing ring 38 in the optical axis direction is narrower than before the increase of the external temperature, and therefore the fourth lens 30 and the fifth lens 32 and the spacing ring 38 are reduced.
  • a gap S that allows thermal expansion of each of the fourth lens 30 and the fifth lens 32 is generated between the fourth lens 30 and the fifth lens 32. For this reason, the thermal expansion of the fourth lens 30 and the fifth lens 32 in the optical axis direction is allowed by the gap S, so that it is possible to suppress the occurrence of compressive stress in the fourth lens 30 and the fifth lens 32. . *
  • the fourth lens 30 and the fifth lens 32 are also thermally expanded in the direction perpendicular to the optical axis K, but the lens barrel 12 is also thermally expanded in the direction perpendicular to the optical axis K. Therefore, the fourth lens 30 and the fifth lens 32 are restrained from generating compressive stress due to the thermal expansion in the direction perpendicular to the optical axis K of the fourth lens 30 and the fifth lens 32 being restrained by the lens barrel 12. Is done.
  • the lens barrel 12 is made of a resin material, the lens barrel 12 can be easily formed by injection molding. Furthermore, according to this embodiment, the 2nd member 44 of the space
  • an inorganic-containing resin has a higher Young's modulus than a resin not containing inorganic fibers (hereinafter referred to as “inorganic non-containing resin”). For this reason, compared with the structure which the 2nd member 44 consists of inorganic non-containing resin, when the 1st member 42 and the 2nd member 44 move to the clearance gap S and contact
  • the second member 44 of the spacing ring 38 has the fiber expansion direction of the inorganic fiber as the optical axis direction, and therefore the coefficient of thermal expansion in the direction perpendicular to the optical axis K is in the optical axis direction. Higher than the coefficient of thermal expansion. For this reason, the thermal expansion amount in the width direction (optical axis direction) of the second member 44 is smaller than the thermal expansion amount in the radial direction (direction perpendicular to the optical axis K), and is perpendicular to the optical axis K of the second member 44. Compared to a configuration in which the thermal expansion coefficient in the direction is lower than or equal to the thermal expansion coefficient in the optical axis direction, the width of the spacing ring 38 in the optical axis direction can be made narrower.
  • the lens unit 50 includes a resin lens 54 housed on one end side in the optical axis direction in the lens barrel 52 (upper side in FIG. 3A) and a bottom wall in the lens barrel 52 by a holder (not shown). And an image sensor 56 fixed to the other end side in the optical axis direction (lower side in FIG. 3A) from the unit 64.
  • a spacing ring 58 is held between the end face 54A on the other end side in the optical axis direction of the lens 54 and the end face 64A on the one end side in the optical axis direction of the bottom wall portion 64 of the lens barrel 52.
  • the spacing ring 58 includes a metal first member 60 disposed on the bottom wall 64 side (the other end side in the optical axis direction) and a resin second member disposed on the lens 54 side (one end side in the optical axis direction). It is comprised with the member 62.
  • the second member 62 of the spacing ring 58 is made of a material having a higher coefficient of thermal expansion than the first member 60, and the inclined surface 60 ⁇ / b> A of the first member 60 and the inclined of the second member 62.
  • the surface 62A is in contact.
  • the image sensor 56 since the image sensor 56 is fixed to the lens barrel 52, as shown in FIG. 3B, the image sensor 56 moves to the other end side in the optical axis direction as the lens barrel 52 is thermally expanded. Note that the amount of movement of the end face 56A on the one end side in the optical axis direction of the image sensor 56 when the external temperature rises is L1.
  • the second member 62 spreads outward in the radial direction of the space ring 58 with respect to the first member 60 due to a difference in thermal expansion between the first member 60 and the second member 62, and the thermally expanded lens 54. And the second member 62 moves to the other end side in the optical axis direction to a position where it abuts against the first member 60. For this reason, the width
  • the amount of movement of the second member 62 in the optical axis direction at this time, that is, the amount of movement of the end surface 54A on the other end side of the lens 54 in the optical axis direction is L2.
  • the lens barrel 52 when the external temperature rises, the lens barrel 52 is thermally expanded and the end surface 56A of the image sensor 56 fixed to the lens barrel 52 is moved to the other end side in the optical axis direction. As the width in the optical axis direction becomes narrow, the end surface 54A of the lens 54 moves to the other end side in the optical axis direction.
  • the movement amount L1 of the end surface 56A of the image sensor 56 is made equal to the movement amount L2 of the end surface 54A of the lens 54, an increase in the distance between the lens 54 and the image sensor 56 due to the thermal expansion of the lens barrel 52 is obtained.
  • This can be offset by a decrease in the distance between the lens 54 and the image sensor 56 due to the narrow width of the spacing ring 58. Therefore, the distance W1 between the end surface 54A of the lens 54 and the end surface 56A of the image sensor 56 before the external temperature rises, and the distance W2 between the end surface 54A of the lens 54 and the end surface 56A of the image sensor 56 when the external temperature rises. Can be kept within a certain range.
  • the second member 62 is disposed on the lens 54 side, and the first member 60 is disposed on the bottom wall portion 64 side. For this reason, when the external temperature rises, the second member 62 spreads radially outward and is pushed by the lens 54 to move toward the first member 60 side.
  • the first member 60 of the spacing ring 58 does not move with respect to the bottom wall portion 64 while being in contact with the bottom wall portion 64 of the lens barrel 52, the first member 60 and the second member 62 are respectively connected to the lens barrel 52.
  • the adjustment accuracy of the width of the spacing ring 58 in the optical axis direction can be increased.
  • the lens unit 70 includes a resin lens 74 housed in the lens barrel 72, light on the end surface 74 ⁇ / b> A on the other end side in the optical axis direction of the lens 74 and the bottom wall portion 76 of the lens barrel 72. And an interval ring 78 held between the end surface 76A on one end side in the axial direction.
  • the spacing ring 78 includes a first member 80 disposed on the lens 74 side (one end side in the optical axis direction) and a second member 82 disposed on the bottom wall portion 76 side (the other end side in the optical axis direction). ing.
  • the first member 80 of the spacing ring 78 is made of an inorganic-containing resin
  • the second member 82 is made of an inorganic non-containing resin, so that the thermal expansion coefficient of the second member 82 is the thermal expansion of the first member 80. Higher than the rate.
  • the end surface of the first member 80 on the other end side in the optical axis direction is a curved inclined surface 80A having an outer diameter that gradually decreases toward the other end side in the optical axis direction and an inclination angle that gradually decreases.
  • the end surface of the second member 82 on the one end side in the optical axis direction that is, the end surface facing the inclined surface 80A of the first member 80, gradually increases in inner diameter along the shape of the inclined surface 80A of the first member 80, And it is set as the curved inclined surface 82A from which an inclination
  • a metal leaf spring 84 as an example of an urging means is provided on the one end side in the optical axis direction in the lens barrel 72 (upper side in FIG. 4A).
  • An end face 84A on one end side in the optical axis direction of the leaf spring 84 abuts on an end face 74B on one end side in the optical axis direction of the lens 74, and an end face 84B on the other end side in the optical axis direction of the leaf spring 84 is in the other lens 86 or the lens barrel 72.
  • the lens 74 is urged toward the other end side in the optical axis direction (the lower side in FIG. 4A) by the leaf spring 84.
  • the first member 80 and the second member 82 have a difference in thermal expansion as shown in FIG.
  • the second member 82 expands radially outward of the spacing ring 78 with respect to 80.
  • the lens 74 is urged to the other end side in the optical axis direction by the leaf spring 84, the other end in the optical axis direction is reached to a position where the first member 80 contacts the second member 82 by the urging force of the leaf spring 84.
  • the width of the spacing ring 78 in the optical axis direction becomes narrower.
  • the width of the spacing ring 78 in the optical axis direction becomes narrow, so that the thermal expansion in the optical axis direction of the lens 74 is constrained by the spacing ring 78, thereby causing the lens 74.
  • Generation of compressive stress can be suppressed.
  • the first member 80 can be moved into the gap by the urging force of the leaf spring 84. .
  • interval ring 78 can be improved compared with the structure where the lens 74 is not urged
  • the inclined surface 80A of the first member 80 and the inclined surface 82A of the second member 82 are curved, and the inclined angles of the inclined surfaces 80A and 82A are toward one end side in the optical axis direction. It is getting bigger gradually. For this reason, the amount of change in the width of the interval ring 78 at the start of the increase in the external temperature can be reduced, and the amount of change in the width of the interval ring 78 can be gradually increased as the external temperature increases. That is, the width of the spacing ring 78 can be changed in a quadratic function.
  • interval ring 78 is comprised with inorganic containing resin
  • the 2nd member 82 is comprised with inorganic non-containing resin.
  • the lens unit 90 includes a lens barrel 92, a resin lens 94 accommodated in the lens barrel 92, an end surface 94A on the other end side in the optical axis direction of the lens 94, and the bottom of the lens barrel 92.
  • a spacing ring 98 held between the wall 96 and the end surface 96A on one end side in the optical axis direction.
  • the spacing ring 98 includes an annular first member 100, and the end surface of the first member 100 on the other end side in the optical axis direction is an inclined surface 100A whose outer diameter gradually decreases toward the other end side in the optical axis direction.
  • an annular inclined portion 102 as a second member of the spacing ring 98 is provided between the inclined surface 100A of the first member 100 of the spacing ring 98 and the end surface 96A of the bottom wall portion 96 of the barrel 92. Yes.
  • the inclined portion 102 is formed integrally with the lens barrel 92, and the end surface on the one end side in the optical axis direction of the inclined portion 102, that is, the end surface facing the inclined surface 100 A of the first member 100 is the inclined surface 100 A of the first member 100.
  • the inclined surface 102A has an inner diameter that gradually increases along the shape.
  • Both the lens barrel 92 and the inclined portion 102 are made of an inorganic-containing resin, and the first member 100 of the spacing ring 98 is also made of an inorganic-containing resin.
  • the coefficient of thermal expansion of the lens barrel 92 and the inclined portion 102 is made to be the first member by, for example, a method of making the content of the inorganic fiber in the lens barrel 92 and the inclined portion 102 smaller than the content of the inorganic fiber in the first member 100.
  • the coefficient of thermal expansion is higher than 100.
  • the inclined portion 102 is caused by thermal expansion in the direction perpendicular to the optical axis K of the lens barrel 92. Expands radially outward.
  • the thermal expansion coefficient of the first member 100 of the spacing ring 98 is lower than the thermal expansion coefficient of the inclined portion 102, the first member 100 and the inclined portion 102 are caused by the difference in thermal expansion between the first member 100 and the inclined portion 102.
  • a gap is formed between
  • the width of the spacing ring 98 in the optical axis direction compared to before the rise in the external temperature that is, The distance from the end surface 100B on the one end side in the optical axis direction of the first member 100 to the end surface 96A of the bottom wall portion 96 of the lens barrel 92 is reduced.
  • the distance from the end surface 100B of the first member 100 to the end surface 96A of the bottom wall portion 96 of the lens barrel 92 is reduced, so that the thermal expansion of the lens 94 in the optical axis direction is increased. It is possible to suppress the occurrence of compressive stress in the lens 94 by being restrained by the spacing ring 98.
  • the lens 94 also thermally expands in the direction perpendicular to the optical axis K, but the lens barrel 92 also thermally expands in the direction perpendicular to the optical axis K. For this reason, the thermal expansion of the lens 94 in the direction perpendicular to the optical axis K is restrained by the lens barrel 92, thereby suppressing the occurrence of compressive stress in the lens 94.
  • the lens barrel 92, the first member 100 of the spacing ring 98, and the inclined portion 102 as the second member are made of an inorganic-containing resin.
  • abut can be made small.
  • the mechanical strength of the lens barrel 92 and the inclined portion 102 can be increased, and deformation can be suppressed.
  • the inclined portion 102 as the second member of the spacing ring 98 is formed integrally with the lens barrel 92, it is compared with a configuration in which the inclined portion 102 and the lens barrel 92 are separate members. Thus, the number of parts and the cost can be reduced.
  • the lens group 14 includes five lenses 24, 26, 28, 30, and 32.
  • the number of lenses is not limited to five, but one or two or more lenses. It may be composed of a plurality of lenses.
  • the first lens 24 and the second lens 26 may be made of resin, and the third lens 28 may be made of glass.
  • at least one of the fourth lens 30 and the fifth lens 32 may be made of glass.
  • the lens barrel 12 is made of resin, but may be made of metal. Furthermore, the number of positioning members 34 and 36, the interval ring 38, and the sealing material 40 is not restricted to the said embodiment.
  • the lens units 10, 50, 70, 90 include the lenses 24, 26, 28, 30, 32, 54, 74, 94 and the spacing rings 38, 58, 78, 98.
  • a diaphragm member and a light shielding plate may be provided.
  • the lens 74 is biased toward the distance ring 78 by the leaf spring 84.
  • the spacing ring 78 may be biased toward the lens 74 by the leaf spring 84.
  • the biasing means is not limited to the metal leaf spring 84, and may be an elastic member such as a resin leaf spring or rubber.
  • the sealing material 40 shown in FIG. 1 by increasing the width in the optical axis direction of the sealing material 40 shown in FIG. 1 and urging the positioning member 34 toward the other end side in the optical axis direction by the sealing material 40, the second lens 26, the positioning member 36, The fourth lens 30 may be biased toward the interval ring 38 via the third lens 28.
  • the compressive stress generated in the lenses 30, 32, 54, 74, and 94 when the lenses 30, 32, 54, 74, and 94 are thermally expanded due to an increase in external temperature is suppressed. It was. However, you may use the structure of the said embodiment in order to suppress the compressive stress which arises in the lens when a lens swells by water absorption by the raise of external humidity.
  • the water absorption rate of the resin material is higher than the water absorption rate of the metal material, and in the case of the same resin material, the water absorption rate increases as the content of inorganic fibers decreases. That is, for example, in the first embodiment shown in FIGS. 2A to 2C, the second member 44 of the spacing ring 38 made of a resin material has a higher water absorption rate than the first member 42 made of a metal material. For this reason, due to the difference in water absorption between the first member 42 and the second member 44, the second member 44 spreads outward in the radial direction of the spacing ring 38 with respect to the first member 42.
  • the width of the spacing ring 38 in the optical axis direction is narrowed.
  • the fourth lens 30 and the fifth lens 32 are allowed to swell due to water absorption between the fourth lens 30 and the fifth lens 32 and the spacing ring 38. A gap is created. For this reason, it is possible to suppress the occurrence of compressive stress in the fourth lens 30 and the fifth lens 32 by restraining the swelling due to water absorption in the optical axis direction of the fourth lens 30 and the fifth lens 32 by the spacing ring 38. it can.
  • Lens 10 10, 50, 70, 90 Lens units 12, 52, 72, 92 Lens barrels 12A, 72A Inner peripheral surface 14 Lens group 16 Imaging module 16A, 56 Imaging element 18 Tube portion 18A Opening portion 18B Caulking portions 20, 64, 76 96 Bottom wall portion 20A Openings 20B, 64A, 76A, 96A End surface 22 Housing portion 24 First lens 24A Stepped portion 26 Second lens 28 Third lenses 28A, 30A, 32A Lens portions 28B, 30B, 32B Peripheral portions 28C, 30C , 30D, 32C, 32D End face 30 Fourth lens (an example of a lens) 32 5th lens (an example of a lens) 34, 36 Positioning member 38, 58, 78, 98 Spacing ring 40 Seal member 42, 60, 80, 100 First member 42A, 44A Outer peripheral surface 42B, 44B, 60A, 62A, 80A, 82A, 100A, 102A Inclined surface 42C 44C End surface 44, 62, 82 Second member 54, 74,

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Abstract

レンズユニットは、筒状の鏡筒と、鏡筒内に収容された樹脂製のレンズと、外径が徐々に小さくなる傾斜面を有する環状の第１部材と、第１部材に対して光軸方向に並んで配置され、第１部材の傾斜面に対向して第１部材の傾斜面の形状に沿って内径が徐々に大きくなる傾斜面を有し、第１部材より熱膨張率の高い材料で構成された環状の第２部材と、を備え、鏡筒内にレンズに対して光軸方向に並んで収容され、レンズに当接することでレンズの鏡筒内における光軸方向の位置を規定する間隔環と、を有する。

Description

レンズユニット
　本開示は、レンズユニットに関する。
　複数枚のレンズを１つの鏡筒に収容したレンズユニットとして、例えば特開２０１２－２４２７２８号公報には、複数枚の固定レンズと、１枚の移動レンズと、固定レンズと移動レンズとの間に設けられて移動レンズを移動させる焦点補正機構と、を備えるレンズユニットが開示されている。
　また、特開２０００－１８０６８７号公報には、鏡筒内の嵌合部に嵌合されたレンズと、鏡筒内の螺子山部に螺合されてレンズに当接する押え環と、を備え、押え環が金属からなる第１の部材とプラスチックからなる第２の部材とで構成されているレンズ鏡筒が開示されている。
　近年、低コスト化や成形性などの観点から、レンズユニットのレンズを樹脂材料で構成することがある。しかし、樹脂製のレンズは、ガラス製のレンズに比べて外部温度の上昇によって熱膨張し易く、熱膨張したレンズと周囲の部材との間に応力が生じ、レンズの光学特性を良好に維持するのが困難となる虞がある。
　ここで、特開２０１２－２４２７２８号公報に記載のレンズユニットでは、外部温度の変化によってレンズの屈曲率が変化して焦点位置がずれた場合に、焦点補正機構によって移動レンズを移動させて固定レンズと移動レンズとの距離を変化させ、焦点位置のずれを補正している。しかし、特開２０１２－２４２７２８号公報のレンズユニットでは、固定レンズが熱膨張して固定レンズ間に応力が生じることを抑制することは困難である。
　また、特開２０００－１８０６８７号公報のレンズ鏡筒では、押え環を線膨張係数の異なる金属とプラスチックの２つの部材で構成することにより、高温時における押え環全体の熱膨張量を抑制して押え環のレンズへの食い込みを抑制している。しかし、特開２０００－１８０６８７号公報のレンズ鏡筒は、レンズに生じる圧縮応力を抑制する観点から改善の余地がある。
　本開示は、上記事実を考慮して、外部温度の上昇によってレンズが熱膨張した際に、レンズに圧縮応力が生じることを抑制することができるレンズユニットを提供することを目的とする。
　本開示の第１態様に係るレンズユニットは、筒状の鏡筒と、鏡筒内に収容された樹脂製のレンズと、外径が徐々に小さくなる傾斜面を有する環状の第１部材と、第１部材に対して光軸方向に並んで配置され、第１部材の傾斜面に対向して第１部材の傾斜面の形状に沿って内径が徐々に大きくなる傾斜面を有し、第１部材より熱膨張率の高い材料で構成された環状の第２部材と、を備え、鏡筒内にレンズに対して光軸方向に並んで収容され、レンズに当接することでレンズの鏡筒内における光軸方向の位置を規定する間隔環と、を有する。
　上記構成によれば、間隔環の第２部材は第１部材より熱膨張率が高い材料で構成されているため、外部温度の上昇時に、第１部材と第２部材との熱膨張差によって第１部材に対して第２部材が間隔環の径方向外側へ広がる。このとき、第２部材の傾斜面と第１部材の傾斜面との間に隙間が生じる。
　一方、外部温度の上昇時に、間隔環に対して光軸方向に並んで配置された樹脂製のレンズも熱膨張し、熱膨張したレンズに押されて第１部材又は第２部材が傾斜面の間に生じた隙間へと移動する。すなわち、第１部材又は第２部材が光軸方向に移動することで、間隔環の光軸方向における幅が狭くなり、レンズと間隔環との間にレンズの熱膨張を許容する隙間が生じる。このため、レンズの熱膨張が間隔環によって拘束されることによりレンズに圧縮応力が生じることを抑制することができる。
　本開示の第２態様に係るレンズユニットは、第１態様に係るレンズユニットにおいて、第１部材は無機繊維を含有する樹脂材料で構成され、第２部材は無機繊維を含有しない樹脂材料で構成されている。
　上記構成によれば、一般的に、無機繊維を含有しない樹脂材料は無機繊維を含有する樹脂材料と比較して熱膨張率が高い。このため、外部温度の上昇時に、第１部材と第２部材との熱膨張差により第１部材と第２部材との間に隙間が生じ、第１部材又は第２部材が生じた隙間へと移動することで間隔環の光軸方向における幅を狭くすることができる。
　本開示の第３態様に係るレンズユニットは、第１態様に係るレンズユニットにおいて、第１部材は金属材料で構成され、第２部材は無機繊維を含有する樹脂材料で構成されている。
　上記構成によれば、外部温度の上昇時に、金属材料からなる第１部材と無機繊維を含有する樹脂材料からなる第２部材との熱膨張差により第１部材と第２部材との間に隙間が生じる。第１部材又は第２部材が生じた隙間へと移動することで、間隔環の光軸方向における幅を狭くすることができる。
　ここで、一般的に、無機繊維を含有する樹脂材料は無機繊維を含有しない樹脂材料と比較してヤング率が高い。このため、第２部材が無機繊維を含有しない樹脂材料からなる構成と比較して、第１部材又は第２部材が間に生じた隙間へ移動して互いに当接した際に、第１部材から受ける圧縮応力によって第２部材が変形することを抑制することができる。
　本開示の第４態様に係るレンズユニットは、第１態様に係るレンズユニットにおいて、第１部材及び第２部材は、それぞれ無機繊維を含有する樹脂材料で構成されている。
　上記構成によれば、第１部材、及び第１部材より熱膨張率の高い第２部材が、ともに無機繊維を含有する樹脂で構成されている。このため、第１部材又は第２部材のどちらか一方が金属材料からなる構成と比較して、第１部材と第２部材との間に生じる圧縮応力を小さくすることができる。また、第１部材又は第２部材のどちらか一方が無機繊維を含有しない樹脂からなる構成と比較して、間隔環の変形を抑制することができる。
　本開示の第５態様に係るレンズユニットは、第１態様～第４態様のいずれか１つの態様に係るレンズユニットにおいて、第２部材は、光軸に垂直な方向における熱膨張率が、光軸方向における熱膨張率より高い。
　上記構成によれば、第２部材の光軸に垂直な方向における熱膨張率が光軸方向における熱膨張率より高いため、外部温度の上昇時に第２部材の光軸に垂直な方向、すなわち径方向の熱膨張量より、第２部材の光軸方向、すなわち幅方向の熱膨張量が小さくなる。このため、第２部材の光軸に垂直な方向における熱膨張率が光軸方向における熱膨張率より低い、又は同率である構成と比較して、間隔環が光軸方向に膨張してレンズに圧縮応力が生じることを抑制することができる。
　本開示の第６態様に係るレンズユニットは、第１態様～第５態様のいずれか１つの態様に係るレンズユニットにおいて、鏡筒は樹脂製である。
　上記構成によれば、鏡筒が樹脂製であるため、射出成形により容易に鏡筒を形成することができる。
　本開示の第７態様に係るレンズユニットは、第１態様～第６態様のいずれか１つの態様に係るレンズユニットにおいて、鏡筒における光軸方向一端側にレンズが設けられ、光軸方向他端側に撮像素子が固定され、光軸方向におけるレンズと撮像素子との間に間隔環が設けられている。
　上記構成によれば、外部温度の上昇時に、樹脂製の鏡筒が熱膨張して鏡筒に固定された撮像素子とレンズとの間隔が大きくなる。一方、外部温度の上昇時に、レンズと撮像素子との間に設けられた間隔環の光軸方向における幅が狭くなることで、レンズと撮像素子との間隔が小さくなる。このため、鏡筒の熱膨張によるレンズと撮像素子との間隔の増大を間隔環の幅が狭まることによるレンズと撮像素子との間隔の減少によって相殺することで、レンズと撮像素子との光軸方向における間隔の変化を抑制し、間隔を一定の範囲に保つことができる。
　本開示の第８態様に係るレンズユニットは、第１態様～第７態様のいずれか１つの態様に係るレンズユニットにおいて、間隔環は、第２部材の傾斜面に対向する端面がレンズに当接する。
　間隔環の第１部材側がレンズに当接する構成の場合、外部温度の上昇時に第２部材が径方向外側へ広がり、レンズに押されて第１部材が第２部材側へと移動する。一方、上記構成によれば、間隔環の第２部材側がレンズに当接するため、外部温度の上昇時に、第２部材が径方向外側へ広がり、かつ、レンズに押されて第１部材側へと移動する。
　つまり、上記構成によれば、外部温度の上昇時に間隔環の第２部材が径方向及び幅方向に移動するため、第２部材と第１部材をそれぞれ移動させる構成と比較して、間隔環の光軸方向における幅の調整精度を高めることができる。
　本開示の第９態様に係るレンズユニットは、第１態様～第８態様のいずれか１つの態様に係るレンズユニットにおいて、第１部材の傾斜面、及び第２部材の傾斜面は、それぞれ湾曲形状とされている。
　上記構成によれば、互いに対向する第１部材の傾斜面と第２部材の傾斜面とが湾曲形状とされている。このため、例えば、外部温度の上昇開始時における間隔環の幅の変化量を小さくする等、間隔環の幅を２次関数的に変化させることができる。
　本開示の第１０態様に係るレンズユニットは、第１態様～第９態様のいずれか１つの態様に係るレンズユニットにおいて、レンズ又は間隔環は、付勢手段によって光軸方向に付勢されている。
　上記構成によれば、レンズ又は間隔環が付勢手段によって付勢されているため、外部温度が上昇して間隔環の第１部材と第２部材との間に隙間が生じた際に、付勢手段の付勢力によって第１部材又は第２部材を隙間に移動させることができる。このため、レンズ又は間隔環が付勢手段によって付勢されていない構成と比較して、間隔環の幅の調整精度を高めることができる。
　本開示の第１１態様に係るレンズユニットは、第１態様～第１０態様のいずれか１つの態様に係るレンズユニットにおいて、鏡筒内には、光軸方向に沿って複数のレンズが収容されており、レンズ間に間隔環が設けられている。
　上記構成によれば、間隔環の第１部材及び第２部材がそれぞれレンズに当接している。このため、外部温度の上昇時に、間隔環の光軸方向における幅が狭くなることによって、間隔環と２枚のレンズとの間に２枚のレンズのそれぞれの熱膨張を許容する隙間を形成することができる。
　本開示の第１２態様に係るレンズユニットは、第１態様～第１１態様のいずれか１つの態様に係るレンズユニットであって、第２部材は鏡筒と一体に形成されている。
　上記構成によれば、間隔環の第２部材を鏡筒と一体に形成することにより、第２部材と鏡筒とを別部材とする構成と比較して、部品点数及びコストを削減することができる。
　本開示によれば、外部温度の上昇によってレンズが熱膨張した際に、レンズに圧縮応力が生じることを抑制することができる。
第１実施形態に係るレンズユニットを示す全体構成図である。 第１実施形態に係るレンズユニットのレンズ及び間隔環を模式的に示す、鏡筒の拡大断面図である。 図２Ａの鏡筒の外部温度の上昇時の状態を模式的に示す拡大断面図である。 図２Ａ、図２Ｂの鏡筒の外部温度の上昇時の状態を模式的に示す拡大断面図である。 第２実施形態に係るレンズユニットのレンズ、間隔環、及び撮像素子を模式的に示す、図２Ａに対応する鏡筒の拡大断面図である。 図３Ａの鏡筒の外部温度の上昇時の状態を模式的に示す拡大断面図である。 第３実施形態に係るレンズユニットのレンズ及び間隔環を模式的に示す、図２Ａに対応する鏡筒の拡大断面図である。 図４Ａの鏡筒の外部温度の上昇時の状態を模式的に示す拡大断面図である。 第４実施形態に係るレンズユニットのレンズ及び間隔環を模式的に示す、図２Ａに対応する鏡筒の拡大断面図である。 図５Ａの鏡筒の外部温度の上昇時の状態を模式的に示す拡大断面図である。
（第１実施形態）
　以下、本開示に係るレンズユニットの第１実施形態について、図１～図２Ｃを用いて説明する。なお、図中において、Ｚ方向は光軸Ｋに水平な方向、すなわち光軸方向を指し、Ｙ方向は光軸Ｋに直交する方向、あるいは径方向を指す。
　本実施形態におけるレンズユニット１０は、例えば屋外に設置される監視用カメラや車両の内部に設置される車載用カメラ等の、高温に晒される可能性があり結像性能の維持が難しい環境下で用いられるカメラに搭載される。図１に示すように、レンズユニット１０は、鏡筒１２と、鏡筒１２内に収容されたレンズ群１４と、鏡筒１２に固定された撮像モジュール１６と、を備えている。
＜鏡筒の構成＞
　鏡筒１２は、一例として、光軸方向（Ｚ方向）を中心軸方向とする円筒であり、樹脂材料を射出成形することにより構成されている。なお、鏡筒１２は、無機繊維を含有する樹脂材料（以下、「無機含有樹脂」という）で構成されていてもよい。無機繊維としては、例えばガラス繊維や炭素繊維、無機フィラー等が挙げられる。
　また、使用する樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンスルファイド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、アクリロニトリルブダジエンスチレン、ポリオレフィン、及び各々の変性ポリマーからなる群より選択される少なくとも一種、又は当該群から選択される少なくとも一種を含むポリマーアロイなどを用いることができる。
　さらに、鏡筒１２は、高い遮光性及び光吸収性が要求されるため、使用する樹脂は黒色であることが好ましく、上記の樹脂材料は黒色顔料又は黒色染料を含むことが好ましい。黒色顔料又は黒色染料を含む樹脂材料により鏡筒１２を構成することにより、鏡筒１２の内周面１２Ａを黒色とすることができ、鏡筒１２の内周面１２Ａにおける可視光の反射をより有効に抑制することができる。
　鏡筒１２は、光の入射側である光軸方向一端側（図１における左端側）に開口部１８Ａを有する筒部１８と、筒部１８の光の出射側である光軸方向他端側（図１における右端側）を覆う底壁部２０とを有している。
　鏡筒１２の筒部１８の開口部１８Ａの周縁部分には、熱カシメにより鏡筒１２の径方向内側に向けて屈曲されるカシメ部１８Ｂが形成されており、熱カシメ後の状態において、開口部１８Ａは光軸方向から見て円形状とされている。一方、鏡筒の底壁部２０には、開口部１８Ａよりも内径が小さい開口部２０Ａが光軸方向に貫通形成されている。
　鏡筒１２の内周面１２Ａは、光軸方向から見て円形状とされており、鏡筒１２の光軸方向一端部から光軸方向他端部へ向かって内径が段階的に小さくなっている。また、鏡筒１２内の開口部１８Ａから開口部２０Ａまでの間には、レンズ群１４を収容する収容部２２が形成されている。
＜レンズ群の構成＞
　レンズ群１４は、一例として、鏡筒１２の収容部２２内に光軸方向一端側から順に配置された第１レンズ２４、第２レンズ２６、第３レンズ２８、第４レンズ３０、及び第５レンズ３２を備えている。また、鏡筒１２の収容部２２内における第１レンズ２４と第２レンズ２６、第２レンズ２６と第３レンズ２８、第４レンズ３０と第５レンズ３２の間には、それぞれ位置決め部材３４、３６、及び間隔環３８が設けられている。
　第１レンズ２４及び第２レンズ２６は、一例として、ガラス材料で構成されており、光軸方向から見て円形状とされている。また、第１レンズ２４には、第１レンズ２４の径方向内側に窪んだ段差部２４Ａが形成されており、段差部２４Ａには全周にわたってゴム製のシール材４０が嵌められている。
　第３レンズ２８は、一例として、樹脂材料で構成されており、光軸方向から見て円形状とされている。また、第３レンズ２８は、レンズ部２８Ａと、レンズ部２８Ａから径方向外側に張り出された周縁部２８Ｂとを備えている。なお、レンズ部２８Ａは、一例として、光軸方向一端面が凸面、光軸方向他端面が水平面とされた平凸レンズとされている。
　同様に、本開示におけるレンズの一例としての第４レンズ３０は、一例として、樹脂材料で構成されており、光軸方向から見て円形状とされている。また、第４レンズ３０は、レンズ部３０Ａと、レンズ部３０Ａから径方向外側に張り出された周縁部３０Ｂとを備えている。なお、レンズ部３０Ａは、一例として、光軸方向一端面及び光軸方向他端面が凸面とされた両凸レンズとされている。
　また、第３レンズ２８の周縁部２８Ｂの光軸方向他端側の端面２８Ｃ、及び第４レンズ３０の周縁部３０Ｂの光軸方向一端側の端面３０Ｃはそれぞれ光軸Ｋに略垂直な面とされており、互いに当接している。
　本開示におけるレンズの一例としての第５レンズ３２は、樹脂材料で構成されており、光軸方向から見て円形状とされている。また、第５レンズ３２は、レンズ部３２Ａとレンズ部３２Ａから径方向外側に張り出された周縁部３２Ｂとを備えている。なお、レンズ部３２Ａは、一例として、光軸方向一端面が凸面、光軸方向他端面が水平面とされた平凸レンズとされている。
　また、第５レンズ３２の周縁部３２Ｂの光軸方向他端側の端面３２Ｃ、及び鏡筒１２の底壁部２０の光軸方向一端側の端面２０Ｂはそれぞれ光軸Ｋに略垂直な面とされており、互いに当接している。
　位置決め部材３４は光軸方向から見て環状の部材であり、一例として、金属材料で構成されている。また、位置決め部材３４は、光軸方向一端側の端面３４Ａが第１レンズ２４に当接し、光軸方向他端側の端面３４Ｂが第２レンズ２６に当接することで、光軸方向における第１レンズ２４と第２レンズ２６との間隔を規定している。
　同様に、位置決め部材３６は、光軸方向から見て環状の部材であり、一例として、金属材料で構成されている。また、位置決め部材３６は、光軸方向一端側の端面３６Ａが第２レンズ２６に当接し、光軸方向他端側の端面３６Ｂが第３レンズ２８に当接することで、光軸方向における第２レンズ２６と第３レンズ２８との間隔を規定している。
＜間隔環の構成＞
　間隔環３８は、光軸方向から見て環状の部材であり、第４レンズ３０及び第５レンズ３２に対して光軸方向に並んで配置されている。また、間隔環３８は、互いに光軸方向に並んで配置される環状の第１部材４２と環状の第２部材４４とで構成されている。
　第１部材４２の外周面４２Ａは鏡筒１２の内周面１２Ａに当接し、第１部材４２の光軸方向他端側の端面は、光軸方向他端側へ向かって外径が徐々に小さくなる傾斜面４２Ｂとされている。一方、第１部材４２の傾斜面４２Ｂに対向する光軸方向一端側の端面４２Ｃは、光軸Ｋに略垂直な面とされており、第４レンズ３０の周縁部３０Ｂの光軸方向他端側の端面３０Ｄに当接している。
　第２部材４４の外周面４４Ａは鏡筒１２の内周面１２Ａに対して径方向に間隔をあけて設けられている。また、第２部材４４の光軸方向一端側の端面、すなわち第１部材４２の傾斜面４２Ｂに対向する端面は、第１部材４２の傾斜面４２Ｂの形状に沿って光軸方向一端側へ向かって内径が徐々に大きくなる傾斜面４４Ｂとされている。
　一方、第２部材４４の傾斜面４４Ｂに対向する光軸方向他端側の端面４４Ｃは、光軸Ｋに略垂直な面とされており、第５レンズ３２の周縁部３２Ｂの光軸方向一端側の端面３２Ｄに当接している。第１部材４２の端面４２Ｃ及び第２部材４４の端面４４Ｃが、それぞれ第４レンズ３０及び第５レンズ３２に当接することで、間隔環３８によって光軸方向における第４レンズ３０と第５レンズ３２との間隔を規定している。
　なお、間隔環３８の第２部材４４は、第１部材４２より熱膨張率の高い材料で構成されている。具体的には、第１部材４２は金属材料で構成され、第２部材４４は無機含有樹脂で構成されている。第２部材４４に使用する樹脂材料は、鏡筒１２を構成する樹脂材料と同じ材料を用いてもよく、また、異なる材料を用いてもよい。
　樹脂材料としては、鏡筒１２と同様に、ポリアミド、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、シンジオタクチックポリスチレン、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンスルファイド、ポリアリレート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、アクリロニトリルブダジエンスチレン、ポリオレフィン、及び各々の変性ポリマーからなる群より選択される少なくとも一種、又は当該群から選択される少なくとも一種を含むポリマーアロイ等を用いることができる。
　また、第２部材４４において無機繊維は、繊維方向が光軸方向と略同一とされている。一般的に樹脂材料は、無機繊維の繊維方向に垂直な方向と比較して繊維方向に水平な方向は膨張し難い。このため、間隔環３８の第２部材４４は、光軸Ｋに垂直な方向における熱膨張率が光軸方向における熱膨張率より高くなっている。
　なお、本開示において、熱膨張率はＩＳＯ　１１３５９－２に準拠して測定される。具体的には、ＩＳＯ多目的試験片の中心部より、４ｍｍ×４ｍｍ×４ｍｍの立方体状の試験片を切出し、ＭＤ方向とＴＤ方向を測定する。測定はエスアイアイ・ナノテクノロジー社製ＴＭＡ／ＳＳ６１００を使用し、昇温速度５℃／ｍｉｎにて１０℃～１１０℃の平均熱膨張率を算出する。
＜撮像モジュールの構成＞
　撮像モジュール１６は、レンズ群１４を通して到達した光（物体Ｍの像）を電気信号に変換するものであり、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサやＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ等の撮像素子１６Ａを有している。なお、変換された電気信号は、画像データであるアナログデータやデジタルデータに変換される。
　また、撮像モジュール１６は、図示しないホルダによって支持されて鏡筒１２の底壁部２０より光軸方向他端側（光の出射側）に固定されており、撮像素子１６Ａは鏡筒１２内におけるレンズ群１４の光学系の結像点に配置されている。
＜組立方法＞
　レンズユニット１０を組立てる場合、まず、鏡筒１２の収容部２２内に底壁部２０側（光軸方向他端側）から順に、第５レンズ３２、間隔環３８の第２部材４４、間隔環３８の第１部材４２、第４レンズ３０、第３レンズ２８、位置決め部材３６、第２レンズ２６、位置決め部材３４、シール材４０が嵌められた第１レンズ２４が嵌め込まれる。このとき、シール材４０が径方向に圧縮されることで、第１レンズ２４と鏡筒１２の内周面１２Ａとの隙間が密閉される。
　その後、図示しない治具によって鏡筒１２の筒部１８の開口部１８Ａの周縁部分を熱カシメすることにより、カシメ部１８Ｂを形成する。このとき、カシメ部１８Ｂによりレンズ群１４、位置決め部材３４、３６、及び間隔環３８が、鏡筒１２の収容部２２内に固定される。また、撮像モジュール１６を図示しないホルダによって鏡筒１２に固定する。
＜作用及び効果＞
　次に、図２Ａ～図２Ｃを用いて、外部温度の上昇時における第１実施形態のレンズユニット１０の間隔環３８の作用について説明する。なお、本実施形態において第４レンズ３０は周縁部３０Ｂを有する両凸レンズ、第５レンズ３２は周縁部３２Ｂを有する平凸レンズであるが、図２Ａ～図２Ｃでは、第４レンズ３０及び第５レンズ３２を簡略化して両面が水平とされた円板形状で表す。また、鏡筒１２の形状も簡略化して表す。
　図２Ａに示すように、外部温度の上昇前には、間隔環３８は第２部材４４の外周面４４Ａと鏡筒１２の内周面１２Ａとの間に間隔をあけた状態で鏡筒１２内の第４レンズ３０と第５レンズ３２との間に保持されている。このとき、第１部材４２の傾斜面４２Ｂと第２部材４４の傾斜面４４Ｂとが当接している。
　鏡筒１２の外部の温度が上昇した場合、樹脂製の鏡筒１２、第４レンズ３０、第５レンズ３２、第２部材４４、及び金属製の第１部材４２は、それぞれ加熱されて光軸方向及び光軸に垂直な方向に熱膨張する。
　ここで、間隔環３８の第２部材４４は、第１部材４２より熱膨張率の高い材料で構成されている。このため、図２Ｂに示すように、第１部材４２と第２部材４４との熱膨張差によって、第１部材４２に対して第２部材４４が間隔環３８の径方向外側へ広がり、第２部材４４の傾斜面４４Ｂと第１部材４２の傾斜面４２Ｂとの間に隙間Ｓが生じる。
　一方、図２Ｃに示すように、間隔環３８に対して光軸方向に並んで配置された第４レンズ３０及び第５レンズ３２もそれぞれ熱膨張するため、熱膨張した第４レンズ３０及び第５レンズ３２に押されて第１部材４２及び第２部材４４が互いに当接する位置までそれぞれ移動する。すなわち、第１部材４２が光軸方向一端側へ、第２部材４４が光軸方向他端側へそれぞれ移動することで、外部温度の上昇前と比較して、間隔環３８の光軸方向における幅が狭くなる。
　本実施形態によれば、外部温度の上昇時に、外部温度の上昇前と比較して、間隔環３８の光軸方向における幅が狭くなるため、第４レンズ３０及び第５レンズ３２と間隔環３８との間に第４レンズ３０及び第５レンズ３２のそれぞれの熱膨張を許容する隙間Ｓが生じる。このため、第４レンズ３０及び第５レンズ３２の光軸方向の熱膨張が隙間Ｓによって許容されることにより、第４レンズ３０及び第５レンズ３２に圧縮応力が生じることを抑制することができる。　
　なお、第４レンズ３０及び第５レンズ３２は光軸Ｋに垂直な方向にも熱膨張するが、鏡筒１２も光軸Ｋに垂直な方向に熱膨張する。このため、第４レンズ３０及び第５レンズ３２の光軸Ｋに垂直な方向の熱膨張が鏡筒１２によって拘束されることにより第４レンズ３０及び第５レンズ３２に圧縮応力が生じることが抑制される。
　また、本実施形態によれば、鏡筒１２が樹脂材料で構成されているため、射出成形により容易に鏡筒１２を形成することができる。さらに、本実施形態によれば、間隔環３８の第２部材４４が無機含有樹脂で構成されている。
　一般的に、無機含有樹脂は無機繊維を含有しない樹脂（以下、「無機非含有樹脂」という）と比較してヤング率が高い。このため、第２部材４４が無機非含有樹脂からなる構成と比較して、第１部材４２及び第２部材４４が隙間Ｓへ移動して互いに当接した際に、第１部材４２から受ける圧縮応力によって第２部材４４が変形することを抑制することができる。
　また、本実施形態によれば、間隔環３８の第２部材４４は、無機繊維の繊維方向が光軸方向とされているため、光軸Ｋに垂直な方向における熱膨張率が光軸方向における熱膨張率より高い。このため、第２部材４４の幅方向（光軸方向）の熱膨張量が径方向（光軸Ｋに垂直な方向）の熱膨張量より小さくなり、第２部材４４の光軸Ｋに垂直な方向における熱膨張率が光軸方向における熱膨張率より低い、又は同率である構成と比較して、間隔環３８の光軸方向における幅をより狭くすることができる。
（第２実施形態）
　次に、本開示に係るレンズユニットの第２実施形態について、図３Ａ、図３Ｂを用いて説明する。なお、第１実施形態と同一の構成については説明を省略する。
＜構成＞
　図３Ａに示すように、レンズユニット５０は、鏡筒５２内の光軸方向一端側（図３Ａにおける上側）に収容された樹脂製のレンズ５４と、図示しないホルダによって鏡筒５２内の底壁部６４より光軸方向他端側（図３Ａにおける下側）に固定された撮像素子５６と、を備えている。
　また、レンズ５４の光軸方向他端側の端面５４Ａと鏡筒５２の底壁部６４の光軸方向一端側の端面６４Ａとの間には、間隔環５８が保持されている。間隔環５８は、底壁部６４側（光軸方向他端側）に配置された金属製の第１部材６０と、レンズ５４側（光軸方向一端側）に配置された樹脂製の第２部材６２とで構成されている。
　第１実施形態と同様に、間隔環５８の第２部材６２は、第１部材６０より熱膨張率の高い材料で構成されており、第１部材６０の傾斜面６０Ａと第２部材６２の傾斜面６２Ａとが当接している。
＜作用及び効果＞
　鏡筒５２の外部の温度が上昇した場合、樹脂製の鏡筒５２、レンズ５４、第２部材６２、及び金属製の第１部材６０は、それぞれ加熱されて光軸方向及び光軸Ｋに垂直な方向に熱膨張する。
　このとき、撮像素子５６は鏡筒５２に固定されているため、図３Ｂに示すように、鏡筒５２の熱膨張に伴って光軸方向他端側に移動する。なお、外部温度の上昇時における撮像素子５６の光軸方向一端側の端面５６Ａの移動量をＬ１とする。
　一方、間隔環５８は、第１部材６０と第２部材６２との熱膨張差によって、第１部材６０に対して第２部材６２が間隔環５８の径方向外側へ広がり、熱膨張したレンズ５４に押されて第２部材６２が第１部材６０に当接する位置まで光軸方向他端側へ移動する。このため、外部温度の上昇前と比較して、間隔環５８の光軸方向における幅が狭くなる。このときの第２部材６２の光軸方向における移動量、すなわちレンズ５４の光軸方向他端側の端面５４Ａの移動量をＬ２とする。
　本実施形態によれば、外部温度の上昇時に、鏡筒５２が熱膨張して鏡筒５２に固定された撮像素子５６の端面５６Ａが光軸方向他端側に移動した分、間隔環５８の光軸方向における幅が狭くなることでレンズ５４の端面５４Ａが光軸方向他端側に移動する。
　すなわち、撮像素子５６の端面５６Ａの移動量Ｌ１と、レンズ５４の端面５４Ａの移動量Ｌ２とを等しくすることにより、鏡筒５２の熱膨張によるレンズ５４と撮像素子５６との間隔の増大を、間隔環５８の幅が狭まることによるレンズ５４と撮像素子５６との間隔の減少によって相殺することができる。このため、外部温度の上昇前におけるレンズ５４の端面５４Ａと撮像素子５６の端面５６Ａとの距離Ｗ１と、外部温度の上昇時におけるレンズ５４の端面５４Ａと撮像素子５６の端面５６Ａとの距離Ｗ２とを、一定の範囲に保つことができる。
　また、本実施形態によれば、間隔環５８は、レンズ５４側に第２部材６２が、底壁部６４側に第１部材６０がそれぞれ配置されている。このため、外部温度の上昇時に、第２部材６２が径方向外側へ広がり、かつ、レンズ５４に押されて第１部材６０側へと移動する。
　一方、間隔環５８の第１部材６０は、鏡筒５２の底壁部６４に当接したまま底壁部６４に対して移動しないため、第１部材６０と第２部材６２をそれぞれ鏡筒５２内で移動させる構成と比較して、間隔環５８の光軸方向における幅の調整精度を高めることができる。
（第３実施形態）
　次に、本開示に係るレンズユニットの第３実施形態について、図４Ａ、図４Ｂを用いて説明する。なお、第１実施形態、第２実施形態と同一の構成については説明を省略する。
＜構成＞
　図４Ａに示すように、レンズユニット７０は、鏡筒７２内に収容された樹脂製のレンズ７４と、レンズ７４の光軸方向他端側の端面７４Ａと鏡筒７２の底壁部７６の光軸方向一端側の端面７６Ａとの間に保持された間隔環７８と、を備えている。
　間隔環７８は、レンズ７４側（光軸方向一端側）に配置された第１部材８０と、底壁部７６側（光軸方向他端側）に配置された第２部材８２とで構成されている。なお、間隔環７８の第１部材８０が無機含有樹脂で構成され、第２部材８２が無機非含有樹脂で構成されることで、第２部材８２の熱膨張率が第１部材８０の熱膨張率より高くなっている。
　また、第１部材８０の光軸方向他端側の端面は、光軸方向他端側へ向かって外径が徐々に小さくなり、かつ、傾斜角度が徐々に小さくなる湾曲形状の傾斜面８０Ａとされている。一方、第２部材８２の光軸方向一端側の端面、すなわち第１部材８０の傾斜面８０Ａに対向する端面は、第１部材８０の傾斜面８０Ａの形状に沿って内径が徐々に大きくなり、かつ、傾斜角度が徐々に大きくなる湾曲形状の傾斜面８２Ａとされている。
　鏡筒７２内の光軸方向一端側（図４Ａにおける上側）には、付勢手段の一例としての金属製の板ばね８４が設けられている。板ばね８４の光軸方向一端側の端面８４Ａはレンズ７４の光軸方向一端側の端面７４Ｂに当接し、板ばね８４の光軸方向他端側の端面８４Ｂは他のレンズ８６又は鏡筒７２の内周面７２Ａに当接しており、板ばね８４によってレンズ７４が光軸方向他端側（図４Ａにおける下側）に付勢されている。
＜作用及び効果＞
　鏡筒７２の外部の温度が上昇した場合、樹脂製の鏡筒７２、レンズ７４、第１部材８０、及び第２部材８２は、それぞれ加熱されて光軸方向及び光軸Ｋに垂直な方向に熱膨張する。
　このとき、第２部材８２の熱膨張率が第１部材８０の熱膨張率より高いため、第１部材８０と第２部材８２との熱膨張差によって、図４Ｂに示すように、第１部材８０に対して第２部材８２が間隔環７８の径方向外側へ広がる。
　ここで、レンズ７４は板ばね８４によって光軸方向他端側に付勢されているため、板ばね８４の付勢力によって第１部材８０が第２部材８２に当接する位置まで光軸方向他端側へ移動することで、間隔環７８の光軸方向における幅が狭くなる。
　本実施形態によれば、外部温度の上昇時に、間隔環７８の光軸方向における幅が狭くなることで、レンズ７４の光軸方向の熱膨張が間隔環７８によって拘束されることによりレンズ７４に圧縮応力が生じることを抑制することができる。
　また、外部温度の上昇によって間隔環７８の第１部材８０と第２部材８２との間に隙間が生じた際に、板ばね８４の付勢力によって第１部材８０を隙間に移動させることができる。このため、レンズ７４が付勢手段によって付勢されていない構成と比較して、間隔環７８の幅の調整精度を高めることができる。
　また、本実施形態によれば、第１部材８０の傾斜面８０Ａと第２部材８２の傾斜面８２Ａとが湾曲形状とされており、傾斜面８０Ａ、８２Ａの傾斜角度が光軸方向一端側へ向かって徐々に大きくなっている。このため、外部温度の上昇開始時における間隔環７８の幅の変化量を小さくし、外部温度が上昇するのに伴って間隔環７８の幅の変化量を徐々に大きくすることができる。すなわち、間隔環７８の幅を２次関数的に変化させることができる。
　なお、本実施形態によれば、間隔環７８の第１部材８０を無機含有樹脂で構成し、第２部材８２を無機非含有樹脂で構成している。このため、第２部材８２の熱膨張率が第１部材８０の熱膨張率より高くなり、第１部材８０に対して第２部材８２を間隔環７８の径方向外側へ広げることができる。
（第４実施形態）
　次に、本開示に係るレンズユニットの第４実施形態について、図５Ａ、図５Ｂを用いて説明する。なお、第１実施形態～第３実施形態と同一の構成については説明を省略する。
＜構成＞
　図５Ａに示すように、レンズユニット９０は、鏡筒９２と、鏡筒９２内に収容された樹脂製のレンズ９４と、レンズ９４の光軸方向他端側の端面９４Ａと鏡筒９２の底壁部９６の光軸方向一端側の端面９６Ａとの間に保持された間隔環９８と、を備えている。
　間隔環９８は環状の第１部材１００を備えており、第１部材１００の光軸方向他端側の端面は、光軸方向他端側へ向かって外径が徐々に小さくなる傾斜面１００Ａとされている。一方、間隔環９８の第１部材１００の傾斜面１００Ａと鏡筒９２の底壁部９６の端面９６Ａとの間には、間隔環９８の第２部材としての環状の傾斜部１０２が設けられている。
　傾斜部１０２は鏡筒９２と一体に形成されており、傾斜部１０２の光軸方向一端側の端面、すなわち第１部材１００の傾斜面１００Ａに対向する端面は、第１部材１００の傾斜面１００Ａの形状に沿って内径が徐々に大きくなる傾斜面１０２Ａとされている。
　鏡筒９２及び傾斜部１０２は、ともに無機含有樹脂で構成されており、間隔環９８の第１部材１００も無機含有樹脂で構成されている。なお、例えば鏡筒９２及び傾斜部１０２における無機繊維の含有量を第１部材１００における無機繊維の含有量より少なくする等の方法により、鏡筒９２及び傾斜部１０２の熱膨張率が第１部材１００の熱膨張率より高くされている。
＜作用及び効果＞
　鏡筒９２の外部の温度が上昇した場合、樹脂製の鏡筒９２、レンズ９４、間隔環９８の第１部材１００、及び傾斜部１０２は、それぞれ加熱されて光軸方向及び光軸Ｋに垂直な方向に熱膨張する。
　このとき、鏡筒９２と傾斜部１０２とが一体に形成されているため、図５Ｂに示すように、鏡筒９２の光軸Ｋに垂直な方向への熱膨張に伴って、傾斜部１０２が径方向外側へ広がる。ここで、間隔環９８の第１部材１００の熱膨張率は傾斜部１０２の熱膨張率より低いため、第１部材１００と傾斜部１０２との熱膨張差によって、第１部材１００と傾斜部１０２との間に隙間が生じる。
　そして、熱膨張したレンズ９４に押されて第１部材１００が傾斜部１０２に当接する位置まで移動することで、外部温度の上昇前と比較して、間隔環９８の光軸方向における幅、すなわち第１部材１００の光軸方向一端側の端面１００Ｂから鏡筒９２の底壁部９６の端面９６Ａまでの距離が小さくなる。
　本実施形態によれば、外部温度の上昇時に、第１部材１００の端面１００Ｂから鏡筒９２の底壁部９６の端面９６Ａまでの距離が小さくなるため、レンズ９４の光軸方向の熱膨張が間隔環９８によって拘束されることによりレンズ９４に圧縮応力が生じることを抑制することができる。
　なお、レンズ９４は光軸Ｋに垂直な方向にも熱膨張するが、鏡筒９２も光軸Ｋに垂直な方向に熱膨張する。このため、レンズ９４の光軸Ｋに垂直な方向の熱膨張が鏡筒９２によって拘束されることによりレンズ９４に圧縮応力が生じることが抑制される。
　また、本実施形態によれば、鏡筒９２、間隔環９８の第１部材１００、及び第２部材としての傾斜部１０２が、無機含有樹脂で構成されている。このため、第１部材１００が金属材料からなる構成と比較して、第１部材１００と傾斜部１０２とが当接する際に生じる圧縮応力を小さくすることができる。また、鏡筒９２及び傾斜部１０２が無機非含有樹脂からなる構成と比較して、鏡筒９２及び傾斜部１０２の機械的強度を高めることができ、変形を抑制することができる。
　また、本実施形態によれば、間隔環９８の第２部材としての傾斜部１０２が鏡筒９２と一体に形成されているため、傾斜部１０２と鏡筒９２とを別部材とする構成と比較して、部品点数及びコストを削減することができる。
（その他の実施形態）
　なお、本開示について実施形態の一例を説明したが、本開示はかかる実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内にて他の種々の実施形態が可能である。
　例えば、上記第１実施形態において、レンズ群１４は５枚のレンズ２４、２６、２８、３０、３２を有していたが、レンズの数は５枚に限らず、１枚又は２枚以上の複数枚のレンズで構成されていてもよい。また、第１レンズ２４及び第２レンズ２６が樹脂製であってもよく、第３レンズ２８がガラス製であってもよい。さらに、第４レンズ３０及び第５レンズ３２の少なくとも一方がガラス製であってもよい。
　また、上記第１実施形態において、鏡筒１２が樹脂製とされていたが、金属製とされていてもよい。さらに、位置決め部材３４、３６や間隔環３８、シール材４０の数も、上記実施形態には限られない。
　また、上記第１～第４実施形態において、レンズユニット１０、５０、７０、９０には、レンズ２４、２６、２８、３０、３２、５４、７４、９４や間隔環３８、５８、７８、９８の他に、絞り部材や遮光板が設けられていてもよい。
　また、上記第３実施形態では、板ばね８４によってレンズ７４が間隔環７８側に付勢されていたが、板ばね８４によって間隔環７８をレンズ７４側に付勢する構成としてもよい。さらに、付勢手段も金属製の板ばね８４には限られず、樹脂製の板ばねやゴム等の弾性部材とされていてもよい。
　また、例えば図１に示すシール材４０の光軸方向における幅を大きくし、シール材４０によって位置決め部材３４を光軸方向他端側へ付勢することにより、第２レンズ２６、位置決め部材３６、第３レンズ２８を介して第４レンズ３０を間隔環３８側に付勢する構成としてもよい。
　また、上記第１～第４実施形態では、外部温度の上昇によってレンズ３０、３２、５４、７４、９４が熱膨張した際のレンズ３０、３２、５４、７４、９４に生じる圧縮応力を抑制していた。しかし、上記実施形態の構成を、外部湿度の上昇によってレンズが吸水により膨潤した際のレンズに生じる圧縮応力を抑制する目的で用いてもよい。
　一般的に、樹脂材料の吸水率は金属材料の吸水率より高く、また、同一の樹脂材料の場合、無機繊維の含有量が少ないほど吸水率が高くなる。つまり、例えば図２Ａ～図２Ｃに示す第１実施形態において、樹脂材料で構成された間隔環３８の第２部材４４は、金属材料で構成された第１部材４２より吸水率が高くなる。このため、第１部材４２と第２部材４４との吸水差によって、第１部材４２に対して第２部材４４が間隔環３８の径方向外側へ広がる。
　そして、吸水により膨潤した第４レンズ３０及び第５レンズ３２に押されて第１部材４２及び第２部材４４が互いに当接する位置までそれぞれ移動することで、外部湿度の上昇前と比較して、間隔環３８の光軸方向における幅が狭くなる。
　間隔環３８の光軸方向における幅が狭くなることで、第４レンズ３０及び第５レンズ３２と間隔環３８との間に第４レンズ３０及び第５レンズ３２のそれぞれの吸水による膨潤を許容する隙間が生じる。このため、第４レンズ３０及び第５レンズ３２の光軸方向の吸水による膨潤が間隔環３８によって拘束されることにより第４レンズ３０及び第５レンズ３２に圧縮応力が生じることを抑制することができる。
　２０１６年９月１５日に出願された日本国特許出願２０１６－１８０７２７の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
１０、５０、７０、９０      レンズユニット
１２、５２、７２、９２      鏡筒
１２Ａ、７２Ａ       内周面
１４   レンズ群
１６   撮像モジュール
１６Ａ、５６  撮像素子
１８   筒部
１８Ａ 開口部
１８Ｂ カシメ部
２０、６４、７６、９６      底壁部
２０Ａ 開口部
２０Ｂ、６４Ａ、７６Ａ、９６Ａ     端面
２２   収容部
２４   第１レンズ
２４Ａ 段差部
２６   第２レンズ
２８   第３レンズ
２８Ａ、３０Ａ、３２Ａ      レンズ部
２８Ｂ、３０Ｂ、３２Ｂ      周縁部
２８Ｃ 、３０Ｃ、３０Ｄ、３２Ｃ、３２Ｄ   端面
３０   第４レンズ（レンズの一例）
３２   第５レンズ（レンズの一例）
３４、３６    位置決め部材
３８、５８、７８、９８      間隔環
４０   シール材
４２、６０、８０、１００    第１部材
４２Ａ、４４Ａ       外周面
４２Ｂ、４４Ｂ、６０Ａ、６２Ａ、８０Ａ、８２Ａ、１００Ａ、１０２Ａ    傾斜面
４２Ｃ、４４Ｃ       端面
４４、６２、８２     第２部材
５４、７４、９４     レンズ
５４Ａ、７４Ａ、７４Ｂ、９４Ａ     端面
５６Ａ 端面
８４   板ばね（付勢手段の一例）
８４Ａ、８４Ｂ       端面
８６   他のレンズ
１０２ 傾斜部（第２部材の一例）
Ｋ     光軸
Ｌ１、Ｌ２    移動量
Ｍ     物体
Ｓ     隙間
Ｗ１、Ｗ２    距離

Claims (12)

  1. 　筒状の鏡筒と、
    　前記鏡筒内に収容された樹脂製のレンズと、
    　外径が徐々に小さくなる傾斜面を有する環状の第１部材と、前記第１部材に対して光軸方向に並んで配置され、前記第１部材の前記傾斜面に対向して前記第１部材の前記傾斜面の形状に沿って内径が徐々に大きくなる傾斜面を有し、前記第１部材より熱膨張率の高い材料で構成された環状の第２部材と、を備え、前記鏡筒内に前記レンズに対して光軸方向に並んで収容され、前記レンズに当接することで前記レンズの前記鏡筒内における光軸方向の位置を規定する間隔環と、
    　を有するレンズユニット。
  2. 　前記第１部材は無機繊維を含有する樹脂材料で構成され、前記第２部材は無機繊維を含有しない樹脂材料で構成されている、請求項１に記載のレンズユニット。
  3. 　前記第１部材は金属材料で構成され、前記第２部材は無機繊維を含有する樹脂材料で構成されている、請求項１に記載のレンズユニット。
  4. 　前記第１部材及び前記第２部材は、それぞれ無機繊維を含有する樹脂材料で構成されている、請求項１に記載のレンズユニット。
  5. 　前記第２部材は、光軸に垂直な方向における熱膨張率が、光軸方向における熱膨張率より高い、請求項１～４のいずれか１項に記載のレンズユニット。
  6. 　前記鏡筒は樹脂製である、請求項１～５のいずれか１項に記載のレンズユニット。
  7. 　前記鏡筒における光軸方向一端側に前記レンズが設けられ、光軸方向他端側に前記レンズを通して到達した光を電気信号に変換する撮像素子が固定され、光軸方向における前記レンズと前記撮像素子との間に前記間隔環が設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載のレンズユニット。
  8. 　前記間隔環は、前記第２部材の前記傾斜面に対向する端面が前記レンズに当接する、請求項１～７のいずれか１項に記載のレンズユニット。
  9. 　前記第１部材の前記傾斜面、及び前記第２部材の前記傾斜面は、それぞれ湾曲形状とされている、請求項１～８のいずれか１項に記載のレンズユニット。
  10. 　前記レンズ又は前記間隔環は、付勢手段によって光軸方向に付勢されている、請求項１～９のいずれか１項に記載のレンズユニット。
  11. 　前記鏡筒内には、光軸方向に沿って複数の前記レンズが収容されており、前記レンズ間に前記間隔環が設けられている、請求項１～１０のいずれか１項に記載のレンズユニット。
  12. 　前記第２部材は前記鏡筒と一体に形成されている、請求項１～１１のいずれか１項に記載のレンズユニット。
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