JP6422506B2 - レンズ、レンズユニット及び撮像装置 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照

本出願は、日本国特許出願２０１４−２４０３５９号（２０１４年１１月２７日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

本発明は、レンズ、レンズユニット及び撮像装置に関する。

従来、レンズを固定部材（リテーナ）により固定する構造が知られている。例えば特許文献１には、外周にねじ部が形成された鏡筒に保持されたレンズを、鏡筒のねじ部に螺合する環状の押え部材（リテーナ）で押圧する構造が開示されている。

特開２０１１−０４８１２３号公報

しかしながら、例えば特許文献１に記載された構造のレンズユニットを車両等の移動体に搭載すると、異物がレンズユニットに衝突した場合に、レンズユニットに強い衝撃が加わり、レンズが破壊される可能性がある。

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、破壊を抑制しやすいレンズ、レンズユニット及び撮像装置を提供することにある。

本発明の一実施形態に係るレンズユニットは、光軸方向に沿った円筒面を有するレンズ本体と、前記レンズ本体の径方向外側に突出し、前記レンズ本体の光軸に沿って像側から物体側に向かうに連れて径が小さくなるとともに、前記円筒面において前記レンズ本体に連結する傾斜面を有する固定部とを有するレンズと、前記円筒面の径方向外側に配置され、前記レンズを保持するレンズ保持体と、該レンズ保持体に連結され、前記傾斜面に接触して前記レンズ保持体とともに前記レンズを前記光軸方向に押圧して固定する固定部材とを備え、前記固定部材は、前記レンズ本体の物体側の面より物体側へ突出しない。

また、本発明の一実施形態に係る撮像装置は、前記レンズユニットと、前記レンズユニットにより結像される被写体像を撮像する撮像素子とを備える。

本発明の実施形態によれば、破壊されにくいレンズ、レンズユニット及び撮像装置を提供できる。

本発明の第１実施形態に係るレンズユニットの概略構成を示す側断面図である。 図１のレンズの傾斜面と固定部材との接触位置をレンズの上面視において示す図である。 図１の固定部及びその周辺の拡大図である。 本発明の第２実施形態に係るレンズユニットの概略構成を示す側断面図である。 図４のレンズの傾斜面と固定部材との接触位置をレンズの上面視において示す図である。 本発明の第３実施形態に係るレンズユニットの概略構成を示す側断面図である。 レンズの傾斜面と固定部材との接触位置の変形例をレンズの上面視において示す図である。 図１又は図４のレンズユニットを備える撮像装置の概略構成を示す機能ブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
レンズユニット１０は、図１に示すように、レンズ２０と、レンズ保持体３０と、固定部材４０とを備える。レンズ保持体３０と固定部材４０とは、ねじ嵌合によって螺合する。レンズユニット１０は、レンズユニット１０の外部の物体の被写体像を結像面に結像する。

レンズ２０は、レンズ保持体３０により保持される。レンズ２０は、レンズ本体２１と、レンズ本体２１から径方向外側に鍔状に突出するように構成された固定部２２とを有する。固定部２２は、レンズ本体２１の光軸に沿って像側から物体側に向かうに連れて径が小さくなっている（縮径している）。レンズ２０は、固定部２２において、固定部材４０により、光軸方向にレンズ保持体３０に押圧して固定される。固定部材４０は、例えばリテーナであり、固定部２２に接触する接触部４１を有する。

レンズ本体２１は、レンズ本体２１の外周側であってレンズ２０の物体側において、レンズ面２５に連結する、光軸方向に沿った円筒面２３を有する。

固定部２２は、傾斜面２４を有する。傾斜面２４は、固定部２２がレンズ本体２１の光軸に沿って像側から物体側に向かうに連れて縮径することによって、固定部２２の物体側に形成される面である。傾斜面２４は、円筒面２３においてレンズ本体２１に連結する。本実施形態において、傾斜面２４は、図１に示すように、断面視において直線状となる。傾斜面２４は、固定部２２の外周側から円筒面２３に向かって、光軸方向に垂直な面（図１における水平面）に対して所定の仰角θをなす。

本実施形態において、固定手段に相当する固定部材４０の接触部４１は、傾斜面２４全体と接触するように面状に形成され、固定部２２は、傾斜面２４において、レンズ２０の円周方向全体に亘る固定部材４０の接触部４１との連続的な面接触により固定される。図２は、図１のレンズ２０の傾斜面２４と固定部材４０との接触位置をレンズ２０の上面視において示す図である。図２に示すように、レンズ２０は上面視において、中央にレンズ面２５を有し、レンズ面２５の周辺に傾斜面２４を有する。本実施形態のレンズ２０は、図２に斜線で示す傾斜面２４の領域全体に亘って固定部材４０と接触する。すなわち、本実施形態において、レンズ２０は、図２の斜線で示した領域において、固定部材４０により押圧して固定される。

図１を参照すると、固定部２２は、傾斜面２４を有することにより、レンズ２０の中心に近いほど厚みが増す。そのため、本実施形態に係るレンズ２０は、傾斜面２４を有さないレンズ２０と比較して光軸方向にかかる衝撃力に対して強くなり、固定部材４０と、レンズ面２５との境目の周辺に異物による衝撃が与えられた場合であっても、破壊されにくくなる。

また、固定部２２は、傾斜面２４を有することにより、レンズ２０にかかる衝撃力を分散できる。図３は、固定部２２及びその周辺の拡大図である。本実施形態において、例えば図３に示すように、固定部材４０と、レンズ面２５との境目の周辺に異物による衝撃が与えられた場合、固定部材４０を介して、固定部２２に光軸方向（図３の下方向）に衝撃力が発生する。ここで、固定部２２は、傾斜面２４を有するため、固定部２２の衝撃力は、図３に示すように、傾斜面２４に沿った方向及び傾斜面２４に垂直な方向に分解して表現できる。このように、固定部２２は、傾斜面２４を有することにより、光軸方向の衝撃力を分散することができる。そのため、本実施形態に係るレンズ２０は、傾斜面２４を有さないレンズ２０と比較して破壊されにくくなる。

傾斜面２４の仰角θは、レンズユニット１０の設計に合わせて適宜設定される。仰角θは、上述のように、固定部２２にかかる衝撃力に対して破壊されにくく、また衝撃力を分散できる角度であるとよい。仰角θは、例えば１０°以上７０°未満の範囲の角度である。仰角θを１０°以上とすることにより、光軸方向の衝撃力が分散されるとともに、固定部２２の厚みが増すため、レンズ２０が破壊されにくくなる。また、仰角θを７０°未満とすることにより、固定部材４０によりレンズ２０をレンズ保持体３０に固定できる。仰角θが７０°以上となると、固定部材４０がレンズ２０を固定する力が弱まり、レンズ２０が適切に固定されない可能性がある。

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係るレンズユニットの概略構成を示す側断面図である。第２実施形態において、固定部材４０は、断面視において階段状の接触部４１を有する。以下、第１実施形態と同じ点については説明を省略し、異なる点について説明を行う。

本実施形態において、階段状に形成された接触部４１において、傾斜面２４側に突出した箇所が、傾斜面２４と接触する。すなわち、固定部２２は、傾斜面２４において、円周方向全体に亘る、接触部４１との、光軸を中心とする同心円状の連続的な線接触により固定される。本実施形態のレンズ２０は、図５に破線で示すように、傾斜面２４において、円周方向全体に亘って、光軸を中心とする同心円状の２つの線で固定部材４０と接触する。従って、本実施形態において、レンズ２０は、図５の破線で示した線状に、固定部材４０により押圧して固定される。

本実施形態においても、レンズ２０は傾斜面２４を有するため、第１実施形態と同様に、傾斜面２４を有さないレンズと比較して破壊されにくくなる。また、本実施形態では、固定部材４０と、レンズ面２５との境目の周辺に異物による衝撃が与えられた場合、固定部２２には、同心円状に接触している線上において衝撃力が加えられる。従って、接触部４１の設計により、固定部２２において異物による衝撃力が加えられる箇所を決定することができる。

（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係るレンズユニットの概略構成を示す側断面図である。第３実施形態において、レンズユニットは、４枚のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４を備える。４枚のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４は、この順で、物体側から像側に重ねてレンズユニット内に保持されている。レンズＬ４の直径は、レンズＬ３の直径よりも大きく、レンズＬ３の直径は、レンズＬ２の直径よりも大きく、レンズＬ２の直径は、レンズＬ１の最大直径よりも大きい。レンズＬ１は、レンズＬ１本体の径方向外側に突出し、レンズ本体の光軸に沿って像側から物体側に向かうに連れて縮径するとともに、円筒面２３においてレンズＬ１本体に連結する傾斜面２４を有する。以下、第１実施形態と同じ点については説明を省略し、異なる点について説明を行う。

本実施形態において、レンズＬ１は、レンズＬ２、Ｌ３及びＬ４を介して、固定部材４０により、光軸方向に沿って、物体側に位置するレンズ保持体３０に押圧して固定される。固定部材４０は、最も像側に位置するレンズＬ４の像側の面と接触する。

本実施形態における固定部２２の傾斜面２４は、レンズ保持体３０と接触する。そのため、本実施形態において、レンズＬ１は、レンズ保持体３０により、光軸方向に押圧される。

さらに、図６に示す例では、レンズユニットの側断面視においてレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４は階段状の側周面２６を形成する。側周面２６において、光軸に垂直な面、つまり各レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３及びＬ４の物体側の面の端部は、レンズ保持体３０と接触しておらず、光軸に平行な面が、レンズ保持体３０と接触している。

本実施形態においても、レンズＬ１は傾斜面２４を有するため、第１実施形態と同様に、傾斜面２４を有さないレンズと比較して破壊されにくくなる。

なお、本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。例えば、各構成部に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。

例えば、上記第２実施形態において、固定部２２は、階段状に形成された接触部４１により、光軸を中心とする同心円状の２つの線で固定部材４０と接触すると説明したが、固定部２２と固定部材４０との接触は、２つの線に限られない。接触部４１の構造によっては、固定部２２と固定部材４０とは、１つ又は３つ以上の同心円状の線で接触してもよい。

また、上記第２実施形態において、接触部４１は階段状に形成されると説明したが、接触部４１の形状は階段状に限られない。接触部４１は、固定部２２の傾斜面２４と、光軸を中心とする同心円状の線で接触する構造であれば、任意の構造とすることができる。

また、上記第１及び第２実施形態において、レンズ２０は、固定部２２における、固定部材４０との連続的な面接触又は線接触により固定部材４０により固定されると説明したが、固定部２２と固定部材４０との接触は、連続的なものに限られない。接触部４１は、光軸を中心とする同心円の円周方向に断続的に傾斜面２４と接触するように構成され、固定部２２は、傾斜面２４において、固定部材４０と断続的に接触してもよい。

例えば、固定部材４０において、接触部４１が、傾斜面２４に面接触するように像側に突き出た面状の凸部と、傾斜面２４に接触しないように像側から窪んだ凹部とが、円周に沿って連続して順に設けられるように構成されていたとする。この場合、接触部４１は、断続的に構成された凸部において傾斜面２４と面接触する。凸部が円周に沿って等間隔に４箇所設けられている場合、例えば、図７（ａ）にレンズ２０の上面視において示すように、傾斜面２４と固定部材４０とは、斜線で示す領域において、断続的に面接触する。

また、例えば、固定部材４０において、接触部４１が、上述の例と同様に凸部と凹部とが円周に沿って連続して順に設けられるように構成されている場合であって、凸部が第２実施形態で説明したように階段状に構成されているとする。この場合、接触部４１は、断続的に構成された凸部の傾斜面２４に突出した箇所において、傾斜面２４と線接触する。凸部が円周に沿って等間隔に４箇所設けられている場合、例えば、図７（ｂ）にレンズ２０の上面視において示すように、傾斜面２４と固定部材４０とは、破線で示す線上で、断続的に線接触する。

また、上記第１及び第２実施形態において、傾斜面２４は、断面視において直線であると説明したが、傾斜面の形状はこれに限られない。傾斜面２４は、例えば、断面視において曲面となるように構成されていてもよい。固定部材４０の接触部４１は、傾斜面２４の形状に合わせて、傾斜面２４と面接触又は線接触するように、適宜構成される。

また、上記第１及び第２実施形態において、固定部材４０がリテーナであるとして説明したが、固定部材４０はリテーナに限られない。固定部材４０は、例えば、加締め構造により固定部２２を押圧して固定してもよい。

また、上記第１及び第２実施形態において説明したレンズユニット１０は、撮像装置に搭載して使用できる。図８は、レンズユニットを備える撮像装置の概略構成を示す機能ブロック図である。撮像装置６０は、上記第１及び第２実施形態で説明したレンズユニット１０と、撮像素子５０とを備える。撮像素子５０は、レンズユニット１０により結像面に結像される被写体像を撮像する。かかる撮像装置６０を移動体等に搭載した場合に、撮像装置６０のレンズユニット１０に異物が衝突しても、レンズ２０が傾斜面２４を有することにより、レンズ２０は破壊されにくい。

１０ レンズユニット
２０、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ レンズ
２１ レンズ本体
２２ 固定部
２３ 円筒面
２４ 傾斜面
２５ レンズ面
２６ 側周面
３０ レンズ保持体
４０ 固定部材
４１ 接触部
５０ 撮像素子
６０ 撮像装置

Claims (6)

1. 光軸方向に沿った円筒面を有するレンズ本体と、前記レンズ本体の径方向外側に突出し、前記レンズ本体の光軸に沿って像側から物体側に向かうに連れて径が小さくなるとともに、前記円筒面において前記レンズ本体に連結する傾斜面を有する固定部とを有するレンズと、
   前記円筒面の径方向外側に配置され、前記レンズを保持するレンズ保持体と、
   該レンズ保持体に連結され、前記傾斜面に接触して前記レンズ保持体とともに前記レンズを前記光軸方向に押圧して固定する固定部材と
   を備え、
   前記固定部材は、前記レンズ本体の物体側の面より物体側へ突出しないレンズユニット。
2. 光軸方向に沿った円筒面を有するレンズ本体と、前記レンズ本体の径方向外側に突出し、前記レンズ本体の光軸に沿って像側から物体側に向かうに連れて径が小さくなるとともに、前記円筒面において前記レンズ本体に連結する傾斜面を有する固定部とを有するレンズと、
   前記円筒面の径方向外側に配置され、前記傾斜面に接触して前記レンズを保持するレンズ保持体と、
   該レンズ保持体に連結され、前記レンズ保持体とともに前記レンズを前記光軸方向に押圧して固定する固定部材と
   を備え、
   前記レンズ保持体は、前記レンズ本体の物体側の面より物体側へ突出しないレンズユニット。
3. 前記接触は面接触である、請求項１又は２に記載のレンズユニット。
4. 前記接触は前記光軸を中心とする同心円状の線接触である、請求項１又は２に記載のレンズユニット。
5. 前記接触は前記光軸を中心とする同心円の円周方向に断続的な接触である、請求項１又は２に記載のレンズユニット。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレンズユニットと、
   前記レンズユニットにより結像される被写体像を撮像する撮像素子と
   を備える撮像装置。

Images