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