JP2009244391A - レンズ組立体および撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】最も対物側に位置するレンズの背面側に空間が形成されるような場合において、その空間に接するレンズの表面等に結露が発生し難い構造を持つとともに防塵機能も持つレンズ組立体を提供する。
【解決手段】レンズ枠１０に挿入された４枚のレンズ１１〜１４のうちの最も対物側に位置する第１のレンズ１４とその第１のレンズ１４に隣接する第２のレンズ１３との間の空間１７に液体Ｌを封入する。
【選択図】図１

Description

本発明は、結露の発生を防止する防止機能を有するレンズ組立体およびそのレンズ組立体を備えた撮像装置に関する。

最近、自動車にカメラが配備されるようになってきている。このようなカメラの多くは、ナビゲーションシステムが普及し運転席に表示画面が設けられていることを利用して、ドライバの死角になる場所の状態をその表示画面上に表示するものである。

この様な車載用のカメラにあっては、最も対物側に位置するレンズが車体表面に露出して配備されることになるために厳しい防水性能が要求される。このため、その車載用のカメラに搭載されるレンズ組立体の多くは、最も対物側に位置するレンズの外周面とレンズ枠の内周面との間にＯリングが挿入されて水の侵入等が防止されている。

しかし、Ｏリングを使って水の浸入などを防止しても、最も対物側に位置するレンズは外部の温度変化の影響をもろに受けるために、そのレンズの背面に空間が形成されるようなことがあるとレンズの背面側に結露が発生し易くなるという問題は依然として残る。

そこで、レンズ枠内に窒素ガスを封入することによりその結露の発生を防止したり、ヒータを組み込んで結露の発生を防止したり、レンズ枠に通気口を設けて結露を防止したりする技術が提案されている（例えば特許文献１〜３参照）。

しかしながら、窒素ガスをレンズ枠内に封入する構成では、窒素ガスで満たされた室内で組立作業を行なう必要が出てくるために組立が煩雑になるという問題がある。また、ヒータを組み込む構成にすると、ヒータを組み込むスペースが必要になってレンズ枠が大型化するという問題がある。また、通気口を設けると、塵が侵入してレンズ表面に塵が付着する恐れが出てくるという問題がある。
特開２００６−２３４２１号公報 特開平５−４３４７３号公報 特開２００７−１９３３１９号公報

本発明は、上記事情に鑑み、最も対物側に位置するレンズの背面側に空間が形成されるような場合において、その空間に接するレンズの表面等に結露が発生し難い構造を持つとともに防塵機能も持つレンズ組立体およびそのレンズ組立体を備えた撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明のレンズ組立体は、複数枚のレンズと、
対物側開口と結像側開口とを有し複数枚のレンズが光軸を揃えて挿入される中空部が形成されたレンズ枠とを備え、
上記中空部に挿入された複数枚のレンズのうちの最も対物側に位置する第１のレンズとその第１のレンズに隣接する第２のレンズとの間に液体が封入されてなることを特徴とする。

上記本発明のレンズ組立体によれば、上記中空部に挿入された複数枚のレンズのうちの最も対物側に位置する第１のレンズとその第１のレンズに隣接する第２のレンズとの間に液体が封入されて結露が防止される。また、液体が封入されているためにその第１のレンズと第２のレンズとの間に外部から塵が侵入してレンズの表面に付着することも防止される。

ここで、上記液体は、結露防止の観点から見てレンズの光学性能に影響を与えるものでなければ良く、例えばこのレンズ組立体が様々な環境下で用いられるということを考慮すると、寒い地方でも凍結することのない不凍液等を用いることが考えられる。

ここで、上記第１のレンズがガラスレンズであっても良い。

上記した様に第１のレンズと第２のレンズとの間に液体が封入されると、対物側のレンズに熱伝導率の良いガラスレンズを使用しても結露の発生が防止される。こうしてガラスレンズを用いると、プラスティックレンズ等に比べて風雨などに強くなって耐候性が向上するという効果が得られる。

上記第１のレンズと上記第２のレンズは、その第１のレンズの結像側の面の周縁部と該第２のレンズの対物側の面の周縁部が一周に渡って互いに接するとともに、その周縁部に囲まれた中央部に互いの間に形成された空洞部を有し、その液体はその空洞部に封入されてなることが好ましい。

上記第１のレンズと第２のレンズの各々の周縁部が互いに接する構造であると、それらのレンズで空間を封止することができ、その空間に液体を封入することで、第１のレンズの結像側の面と第２のレンズの対物側の面との双方に結露を生じさせない構造にすることができる。

また上記第１のレンズと上記中空部内壁との間に第１のＯリングを備えるとともに、上記第２のレンズと上記中空部内壁との間に第２のＯリングを備え、前記液体は、前記第１のＯリングと前記第２のＯリングとの間に封入されてなることが好ましい。

そうすると、第１のレンズと第２のレンズとの間に形成された空間が上記第１、第２のＯリングにより密閉されてその空間への水の浸入と空間からの液体の流出との双方がより一層防止される。

また、上記目的を達成する本発明の撮像装置は、上記レンズ組立体と、撮像素子とを備えたことを特徴とする。

上記本発明の撮影装置によれば、結露の発生が防止された構造を持つ上記レンズ組立体が組み込まれることにより、どのような撮影環境にあっても快適な撮影を行なうことができる撮影装置が実現する。

以上、説明したように、最も対物側に位置するレンズの背面側に空間が形成されるような場合において、その空間に接する部分に結露が発生し難い構造を持つとともに防塵性能を持つレンズ組立体、およびそのレンズ組立体を備えた撮影装置が実現する。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態となるレンズ組立体１の構成を示す図である。

図１には、４枚のレンズ１１〜１４と、対物側開口と結像側開口とを有し４枚のレンズ１１〜１４が光軸を揃えて挿入される中空部１００が形成されたレンズ枠１０とを備えたレンズ組立体１が示されている。

この図１には、防塵性能や防水性能を得易くするために、各レンズどうしの外周縁を接触させながら各レンズをレンズ枠１０内に光軸を揃えて装入するとともに、対物側にいくにしたがってレンズの径が大きくなるようにレンズを構成した場合の例が示されている。

この図１のような構成にすると、最も対物側に位置するレンズ１４のレンズ外周面１４１とレンズ枠内周面１００との間にＯリング１５（以降第１のＯリングという）を装着することでより優れた防水性能並びに防塵性能が得られる。

しかし、図１の構成の場合には、最も対物側に位置する第１のレンズ１４とその第１のレンズ１４に隣接する第２のレンズ１３との間に空洞部１７が形成されてしまうために、結露が発生し易くなるという問題を抱えており、さらに本実施形態においては車載用として用いることを考えて最も対物側に位置するレンズ１４に耐候性のあるガラスレンズを用いているために上記空洞部１７に結露がより発生し易くなるという問題を抱えている。

そこで、本実施形態においては、この図１に示すレンズ組立体１のレンズ枠１０の中空部１００に挿入された４枚のレンズ１１〜１４のうちの最も対物側に位置する第１のレンズ１４とその第１のレンズ１４に隣接する第２のレンズ１３との空洞部１７に液体Ｌを封入することでその第１のレンズ１４の結像側と第２のレンズ１３の結像側との双方に結露が発生することを防止する構成を提案している。なお、本実施形態では、第２のレンズ１３の組立が終了したときにレンズ枠１０内を液体Ｌで満たしておいて第１のレンズ１４を装着することで液体Ｌを空洞部１７に封入するようにしている。このようにすると、外部と通じる液体流入口などを設ける必要がないので優れた防塵性能が得られる。

また、液体は、結露防止の観点から見てレンズの光学性能に影響を与えるものでなければ良く、例えばこのレンズ組立体が様々な環境下で用いられるということを考慮すると、寒い地方でも凍結することのない不凍液やアルコール等を用いることが考えられる。この構成にすると、液体により第１のレンズと第２のレンズとの間に形成される空洞部１７に接するレンズ面が常に潤された状態になって結露が発生することが防止される。

さらに、本実施形態では、その液体Ｌの外部への漏れを防止するために、第２のレンズ１３と中空部内壁１００との間に上記第１のＯリング１５に加えて第２のＯリング１６を配備して、液体Ｌを第１のＯリング１４と第２のＯリング１３とで封入する構成にしている。

この構成にすると、元々配備されている第１のＯリング１４によって外部からの水分の侵入が防止されることはもとより、その第１のＯリングと第２のＯリングとの双方によって空間１７に充填されている液体Ｌの漏れが防止される。

こうして最も結露の発生し易い場所に液体Ｌを充填することで結露を防止する構成にすると、上記した様に外部に通じる通気口等を設ける必要がないので結露を防止する機能に加えて優れた防塵機能が得られるという効果も得られる。

以上、説明したように、最も対物側に位置するレンズの背面側に空間が形成されるような場合において、その空間に接するレンズ面等に絶対に結露を発生させない構造を持つとともに、防塵機能も持つレンズ組立体が実現する。

なお、上記実施形態では、第２のＯリング１６を設けて第１レンズ１４と第２レンズ１３との間に形成される空間部１７に液体Ｌを封入する構成を示したが、第２のOリング１６を廃止して第１のレンズ１４と第２のレンズ１３の外周縁面どうしを接着固定する構成にしても良い。また、上記第１、第２のＯリングの材質には、エチレン・プロピレン系ゴム、シリコンゴム等を用いると良い。

ここで図１の組立方法を簡単に説明しておく。

図１に示すレンズ枠１０に、３枚のレンズ１１〜１３を順に装入していって、最も対物側のレンズ１４を装入する前に、そのレンズ１４が装入される部分を上向きにした状態でその部分に不凍液を満たしてからレンズ１４を装入する。さらにレンズ１４が脱落しないように、レンズ枠１０の前端部１０Ａを熱カシメにより変形させる。これによって、レンズ組立体１が完成する。

こうして完成したレンズ組立体１においては、図１の空洞部１７が不凍液Ｌで満たされた状態になって最も対物側に位置するレンズ１４の結像側の表面と次に対物側に位置するレンズ１３の対物側の表面との双方に結露が発生し難くなる。

このレンズ組立体１をカメラに組み込むと、非常に結露に強いカメラになる。

図２は、図１のレンズ組立体１を備えたカメラユニット２を示す図である。

図２には、カメラユニット２を光軸に沿って切断し切断した面を斜め上方から見た図が示されている。

図２に示すカメラユニット２は、図１のレンズ組立体１と、カメラ本体枠２０と、撮像素子２１とを備えており、その撮像素子２１は撮像素子基板２１０上に実装されカメラ本体枠に接着固定されている。

このカメラユニット２を組み立てるにあたっては、まず図１のレンズ組立体１をこのカメラユニット２のカメラ本体枠２０に挿入しレンズ組立体１をカメラ本体枠２０に接着固定する。この際、レンズ枠１０の前端外周縁とカメラ本体枠２０の前端内周縁の間に接着剤を塗布することによって、前端側からカメラユニット内部に水が入り込まないよう、防水処理を行なう。さらにＣＣＤ固体撮像素子等の撮像素子２１を搭載した基板２１０をカメラ本体枠２０に接着固定して図２に示すカメラユニット２を得ると良い。

このようにして図１のレンズ組立体１をカメラユニット２に組み込むと、非常に結露に強いカメラユニットが製作されて自動車に好適に適用されるカメラユニットになる。

本発明の一実施形態となるレンズ組立体１の構成を示す図である。 図１のレンズ組立体１を備えたカメラユニット２を示す図である。

符号の説明

１ レンズ組立体
１０ レンズ枠
１００ レンズ枠内壁面
１１〜１４ レンズ
１５ １６ Oリング
１７ 空間
Ｌ 液体
２ カメラユニット
２０ カメラ本体枠
２１ 撮像素子
２１０ 基板

Claims (5)

1. 複数枚のレンズと、
   対物側開口と結像側開口とを有し複数枚のレンズが光軸を揃えて挿入される中空部が形成されたレンズ枠とを備え、
   前記中空部に挿入された複数枚のレンズのうちの最も対物側に位置する第１のレンズと該第１のレンズに隣接する第２のレンズとの間に液体が封入されてなることを特徴とするレンズ組立体。
2. 前記第１のレンズがガラスレンズであることを特徴とする請求項１記載のレンズ組立体。
3. 前記第１のレンズと前記第２のレンズは、該第１のレンズの結像側の面の周縁部と該第２のレンズの対物側の面の周縁部が一周に渡って互いに接するとともに、該周縁部に囲まれた中央部に互いの間に形成された空洞部を有し、該液体は該空洞部に封入されてなることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立体。
4. 前記第１のレンズと前記中空部内壁との間に第１のＯリングを備えるとともに、前記第２のレンズと前記中空部内壁との間に第２のＯリングを備え、前記液体は、前記第１のＯリングと前記第２のＯリングとの間に封入されてなることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズ組立体。
5. 請求項１から４のうちのいずれか１項に記載のレンズ組立体と、撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。

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