レンズユニット、及び画像取得装置
【課題】レンズユニットの組立て時、収容空間からのシール部材の逃げ出しによって、レンズホルダ内でのレンズ位置にズレが生じることを抑制すること。
【解決手段】カメラモジュール１００には、レンズユニット８０が組み込まれている。レンズユニット８０は、少なくとも１つのレンズ１１と、レンズ１１を保持する筒状のレンズホルダ３１と、レンズ１１の外周に装着されると共に、レンズホルダ３１内にレンズ１１が配置された状態のとき、レンズホルダ３１によってレンズ１１側へ押圧されるＯリング２１と、を備え、レンズ１１とレンズホルダ３１間には、Ｏリング２１を収容する収容空間が設けられており、レンズ１１及びレンズホルダ３１の少なくとも一方には、収容空間からのＯリング２１の逃げ出しを防止する構造が設けられている。
【解決手段】カメラモジュール１００には、レンズユニット８０が組み込まれている。レンズユニット８０は、少なくとも１つのレンズ１１と、レンズ１１を保持する筒状のレンズホルダ３１と、レンズ１１の外周に装着されると共に、レンズホルダ３１内にレンズ１１が配置された状態のとき、レンズホルダ３１によってレンズ１１側へ押圧されるＯリング２１と、を備え、レンズ１１とレンズホルダ３１間には、Ｏリング２１を収容する収容空間が設けられており、レンズ１１及びレンズホルダ３１の少なくとも一方には、収容空間からのＯリング２１の逃げ出しを防止する構造が設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニット、及び画像取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ノートパソコン等の小型な電子機器に加えて、自動車等にもカメラが組み込まれることが一般的になりつつある。自動車にカメラを搭載することによって、カメラを介して運転者が視認しにくい場所を視認可能とすることができる。
【０００３】
特許文献１には、保持枠に対してレンズを高精度に組み付ける機構が開示されている。具体的には、熱変形によりレンズを光軸方向の一方側に押圧してレンズを固定する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４７９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車載用カメラの小型化を図るためには、イメージセンサの前方に配されるレンズユニットをケーシングから部分的に露出させると良い場合がある。しかしながら、この場合、レンズユニットに対して防水構造を具備させなければ、レンズユニット内の隙間を介して、外部からカメラ内に水蒸気、水が浸入してしまい、結果として、レンズユニットの機能が損なわれてしまうおそれがある。例えば、外部からカメラ内への水蒸気の浸入により、レンズがくもってしまうおそれがある。同様に、外部からカメラ内への水の浸入により、レンズ間に水が充填してしまうおそれがある。
【０００６】
レンズユニット内に防水構造を設ける場合には、これに応じて、レンズユニットが大型化してしまうことを回避することが重要になる。このような観点からすれば、Ｏリングを採用して、レンズユニット内に防水構造を設けると良い。しかしながら、Ｏリングは弾性を有し、押圧によって変形するものであるため、レンズユニットの組立て時、Ｏリングがその収容空間から逃げ出し、意図せずに、レンズホルダ内のレンズ位置が微妙にズレてしまう場合がある。レンズホルダ内でのレンズ位置のズレが大きい場合には、レンズユニットが所望の光学特性を有しないものとして製品の出荷検査段階で不良品として扱われてしまい、レンズユニットの歩留まりが劣化してしまう。
【０００７】
上述の説明から明らかなように、レンズユニットの組立て時、収容空間からのＯリングの逃げ出しによって、レンズホルダ内でのレンズ位置にズレが生じることを抑制することが求められている。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、レンズユニットの組立て時、収容空間からのシール部材の逃げ出しによって、レンズホルダ内でのレンズ位置にズレが生じることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るレンズユニットは、少なくとも１つのレンズと、前記レンズを保持する筒状のレンズホルダと、前記レンズの外周に装着されると共に、前記レンズホルダ内に前記レンズが配置された状態のとき、前記レンズホルダによって前記レンズ側へ押圧されるシール部材と、を備え、前記レンズと前記レンズホルダ間には、前記シール部材を収容する収容空間が設けられており、前記レンズ及び前記レンズホルダの少なくとも一方には、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しを防止する構造が設けられている。
【００１０】
収容空間からのシール部材の逃げ出しを防止する構造をレンズ又はレンズホルダに具備させることによって、レンズユニットの組立て時、収容空間からのシール部材の逃げ出しによって、レンズホルダ内でのレンズ位置にズレが生じることを抑制することができる。
【００１１】
前記レンズには、前記シール部材が嵌め込まれる溝部が設けられている、と良い。
【００１２】
前記レンズの光軸に沿って前記レンズと前記レンズホルダ間の間隔が狭くなることによって、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しが防止される、と良い。
【００１３】
前記レンズには、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しを規制する傾斜面が設けられている、と良い。
【００１４】
前記レンズホルダには、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しを規制する傾斜面が設けられている、と良い。
【００１５】
前記溝部は、前記レンズの外周側面に凹状に形成されている、と良い。
【００１６】
前記レンズ及び前記レンズホルダの少なくとも一方に、前記シール部材に対して密着する密着面が設けられることによって、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しが防止される、と良い。
【００１７】
前記シール部材は、断面形状が円形状であり、前記密着面は、前記シール部材の形状に応じて湾曲している、と良い。
【００１８】
前記レンズは、前記レンズホルダが部分的に熱変形されることによって、前記レンズホルダ内に位置固定される、と良い。
【００１９】
前記レンズホルダは、前記シール部材が外周に装着された第１レンズと、前記第１レンズが物体側に積層された第２レンズとを少なくとも保持する、と良い。
【００２０】
前記第１レンズの径は、前記第２レンズの径よりも大きい、と良い。
【００２１】
前記シール部材は、Ｏリングである、と良い。
【００２２】
前記レンズは、前記レンズホルダによって押圧保持されている、と良い。
【００２３】
本発明に係る画像取得装置は、上記に記載のレンズユニットと、前記レンズを介して入力する像を撮像する撮像手段と、を備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、レンズユニットの組立て時、収容空間からのシール部材の逃げ出しによって、レンズホルダ内でのレンズ位置にズレが生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるカメラモジュールの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す部分拡大模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す部分拡大模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの組立工程を示す工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの組立工程を示す工程図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの組立工程を示す工程図である。
【図８】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの組立工程を示す工程図である。
【図９】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの組立工程を示す工程図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の第３実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す模式図である。
【図１２】本発明の第４実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す模式図である。
【図１３】本発明の第５実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す模式図である。
【図１４】本発明の第６実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視することを前提とする。
【００２７】
各実施形態は独立したものではなく、相互に組み合わせることが可能である。例えば、第１実施形態と第５実施形態とを組み合わせても良い。同様にして複数の実施形態同士を相互に組み合わせることも可能である。各実施形態の組み合わせによって、各実施形態にて得られる固有の効果が相乗され、より良い効果を得ることが可能になる。
【００２８】
〔第１実施形態〕
以下、図１乃至図９を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１は、カメラモジュールの概略的な構成を示す模式図である。図２は、レンズユニットの概略的な構成を示す模式図である。図３及び図４は、レンズユニットの概略的な部分拡大模式図である。図５乃至図９は、レンズユニットの組立て構成を示す工程図である。
【００２９】
図１に示すように、カメラモジュール１００は、レンズ１１、レンズ１２、レンズ１３、レンズ１４、遮光板１５、遮光板１６、Ｏリング（シール部材）２１、レンズホルダ３１、ホルダ台座４１、透明基板５１、イメージセンサ５２、配線基板５３、半導体集積回路５４、Ｏリング５５、前部ケーシング６１、及び後部ケーシング６２を有する。レンズ１１〜１４は、共通の光軸ＡＸを有する。
【００３０】
カメラモジュール１００内には、図２に示すレンズユニット８０が組み込まれている。レンズユニット８０は、レンズ１１、レンズ１２、レンズ１３、レンズ１４、遮光板１５、遮光板１６、Ｏリング２１、及びレンズホルダ３１から構成される。
【００３１】
カメラモジュール１００は、車載用カメラモジュールである。カメラモジュール１００は、レンズ１１〜１４を介して物体側から入力する像をイメージセンサ５２で撮像し、取得データを半導体集積回路５４で処理する。カメラモジュール１００から出力されるイメージデータは、半導体集積回路５４から液晶ディスプレイ等の表示装置に転送されて表示される。自動車の運転手は、表示装置に表示される画像を確認することによって、例えば、視認しにくい場所にヒトがいるかいないかを確認することができる。
【００３２】
カメラモジュール１００内に組み込まれるレンズユニット８０は部分的に外部に露出している。従って、レンズユニット８０の信頼性を確保するためには、その内部に防水構造を設けると良い。本実施形態では、レンズユニット８０内にＯリング２１を用いた防水構造を設けているため、レンズ１１とレンズホルダ３１間の隙間を介して、水蒸気、水がレンズユニット８０の結像面側へ浸入することは抑制されている。
【００３３】
図１に示すように、レンズユニット８０は、ホルダ台座４１に保持される。レンズホルダ３１の下部の外周面には螺旋状のネジ山が設けられている。他方、ホルダ台座４１の内周面には螺旋状のねじ溝が設けられている。レンズホルダ３１のネジ山とホルダ台座４１のネジ溝とを嵌め合わせた状態で、ホルダ台座４１に対してレンズホルダ３１を回転させることによって、ホルダ台座４１に対してレンズホルダ３１が固定される。
【００３４】
ホルダ台座４１には、レンズ１１〜１４の光軸に対応して開口が設けられている。ホルダ台座４１には、その開口を塞ぐ態様で透明基板５１が固定されている。ホルダ台座４１は、配線基板５３上に実装される。配線基板５３の上面には、イメージセンサ５２が予め実装されている。配線基板５３の下面には、半導体集積回路５４が予め実装されている。なお、イメージセンサ５２と半導体集積回路５４とは、配線基板５３を介して互いに電気的に接続されている。半導体集積回路５４は、配線基板５３を介して、マザーボード等の他の電子部品に接続されている。
【００３５】
ホルダ台座４１は、プラスチック材料の成型により製造される部品である。透明基板５１は、ガラス、透明プラスチック等の材料からなり、可視光線に対して実質的に透明な板状部材である。なお、透明基板５１に代えて、ＩＲカットフィルタ等の透過波長選択性を有する平板を採用しても良い。
【００３６】
イメージセンサ５２は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の一般的な半導体撮像素子である。イメージセンサ５２は、複数の画素がマトリクス状に配置された撮像領域を有する。イメージセンサ５２は、各画素での光電変換によって、撮像領域に投影された画像を取得する。イメージセンサ５２は、取得した画像を、例えば、画素列単位で順に半導体集積回路５４に転送する。半導体集積回路５４は、画像処理機能を有する機能回路である。半導体集積回路５４は、イメージセンサ５２から転送される画像データに対してノイズフィルタリング等の処理を施す。
【００３７】
図１に示すように、ホルダ台座４１、透明基板５１、イメージセンサ５２、配線基板５３、及び半導体集積回路５４は、ケーシング内に収納される。なお、前部ケーシング６１及び後部ケーシング６２を組み合わせたものを単にケーシングと呼ぶことがある。他方、図１に示すように、レンズユニット８０は、下半分（イメージセンサ５２側の部分）がケーシング内に収納され、上半分（物体側の部分）がケーシングの外部に露出している。
【００３８】
前部ケーシング６１は、後部ケーシング６２上に積層される。前部ケーシング６１と後部ケーシング６２は凸凹間の嵌め合いによって互いに固定される。前部ケーシング６１は、レンズホルダ３１とホルダ台座４１間の係合を許容する開口を有する。前部ケーシング６１の開口部の前方側の周縁には窪みが設けられており、Ｏリング５５は、この窪みに配置されている。レンズユニット８０をホルダ台座４１に対して螺合させる過程で、Ｏリング５５は、レンズホルダ３１と前部ケーシング６１とによって押圧されて両者の間で挟持される。このようにして、レンズユニット８０と前部ケーシング６１間の空間はシールされ、レンズユニット８０と前部ケーシング６１間が防水され、外部からケーシング内部への水蒸気、水の流入を防ぐことができる。なお、Ｏリング５５は、リング状の弾性部材であり、例えば、シリコンゴム等からなる。
【００３９】
次に、図２を参照して、レンズユニット８０の構造について詳細に説明する。
【００４０】
図２に示すように、レンズホルダ３１内には、レンズ１４、レンズ１３、レンズ１２、及びレンズ１１が、物体側からレンズホルダ内に順次圧入される。各レンズ１１〜１４は、レンズホルダ３１によって押圧保持される。レンズホルダ３１内にレンズ１１〜１４を圧入する構成を採用することによって、レンズユニット８０の小型化を図ると共に、Ｏリング２１の影響によってレンズ位置にズレが生じることを抑制することができる。
【００４１】
また、レンズ１１〜１４は、熱カシメによって、レンズホルダ３１内に位置固定される。具体的には、レンズホルダ３１の頂端部分を加熱して変形することによって、レンズホルダ３１からレンズ１１が外れてしまうことが抑制されている。熱カシメを採用することによって、レンズユニット８０の大型化を伴うことなく、レンズユニット８０からのレンズの脱落を防止することができる。
【００４２】
レンズ１１は、上面視円形状のガラスレンズ（光学素子）である。レンズ１１は、レンズ径Ｗ１の部分（幅広部と呼ぶこともできる）と、レンズ径Ｗ２の部分（幅狭部と呼ぶこともある）とを有する。レンズ径Ｗ１は、レンズ径Ｗ２より大きい。レンズ径Ｗ２は、物体側から離間するに従って広くなる。レンズ１１の外周面は、レンズ径Ｗ１の部分にて、レンズホルダ３１の内周面に密着する。レンズ１１の外周面は、レンズ径Ｗ２の部分にて、レンズホルダ３１の内周面から離間している。このように、レンズ１１は、レンズ径Ｗ１の部分にて、レンズホルダ３１によって押圧保持されている。レンズ１１の外周面とレンズホルダ３１の内周面とは互いに密着しており、両者は、一方から見て他方に密着している密着面を有している。この点は、他のレンズについても同様である。
【００４３】
図２に示すように、レンズ径Ｗ２は、物体側から離間するに従って大きくなる。これによって、レンズ１１とレンズホルダ３１に形成されるＯリング２１の収容空間は、物体側から離間するに従って幅狭になる。これによって、Ｏリング２１を好適に位置決めし、レンズユニット８０の組立て過程において、Ｏリング２１の変形により、上述の収容空間からＯリング２１が逃げ出すことを効果的に抑制することができる。そして、Ｏリング２１によって、レンズ１１、レンズ１２の位置が変位してしまうことを効果的に抑制することができる。
【００４４】
図３に示すように、レンズ１１には、レンズ径Ｗ１とレンズ径Ｗ２間の差に応じて、Ｏリング２１が嵌め込まれる溝（溝部、切欠き部）１１ａが設けられている。Ｏリング２１は、弾性を有する環状シール部材であり、レンズ１１の外周に装着される。レンズ１１にＯリング２１用の溝１１ａを設けておくことによって、レンズ１１に対してＯリングを簡易に装着させることができる。なお、Ｏリング２１の具体的な形状、材料は任意である。例えば、輪状のシリコンゴムをＯリング２１として採用すると良い。Ｏリング２１は、レンズ１１の外周面に当接し、レンズ１１の外周に沿って延在する。Ｏリング２１の断面形状は円形状である。
【００４５】
図３に示すように、溝１１ａの幅は、物体側から離間するに従って狭くなる。具体的には、幅Ｗ１０＞幅Ｗ１１＞幅Ｗ１２の関係が成立する。また、レンズ１１には、傾斜面１１ｂが形成されている。傾斜面１１ｂは、レンズ１１の光軸に沿って物体側から離間するに従って、レンズホルダ３１側へ近接する。溝１１ａ、傾斜面１１ｂは、ガラスレンズの切削加工により簡易に形成可能である。従って、溝１１ａ、傾斜面１１ｂをレンズ１１に設けることに伴って、レンズユニット８０が高価格化してしまうことはほとんどない。
【００４６】
図４に示すように、Ｏリング２１は、レンズ１１とレンズホルダ３１間に、両者によって押圧保持される。Ｏリング２１の位置を上述の傾斜面１１ｂによって規制することで、レンズ１１とレンズホルダ３１間の収容空間に保持されたＯリング２１がレンズ１２側へ逃げ出すことを効果的に抑制することができる。
【００４７】
図４に示すように、Ｏリング２１は、レンズ１１とレンズホルダ３１間に押圧挟持により変形する。Ｏリング２１は、幅Ｗ２０と幅Ｗ２１の部分を有する。このとき、幅Ｗ２０＞幅Ｗ２１の関係が成立する。
【００４８】
図４に示すように、レンズ１１は、平坦面１１ｄを有する。平坦面１１ｄは、乱反射によるノイズ光の発生を回避するために黒化処理されている。換言すると、平坦面１１ｄには、黒色層が形成されている。平坦面１１ｄを黒化処理することによって外乱光の発生を回避し、取得画像の品質を向上することができる。
【００４９】
しかしながら、このような構成を採用する場合には、レンズユニット８０の外観検査時、溝１１ａからのＯリング２１の逃げ出しを外部から視認することが困難になる。本実施形態では、上述のように、溝１１ａからのＯリング２１の逃げ出しを防止する傾斜面１１ｂをレンズ１１に設ける。これによって、溝１１ａからのＯリング２１の逃げ出し自体を効果的に抑制し、平坦面１１ｄに対して黒化処理を施すことを許容することができる。また、この場合、レンズユニット８０の光学特性の試験を実施することを条件として、Ｏリング２１の逃げ出しの確認を省略化することもできる。
【００５０】
図２に戻って説明する。レンズ１２は、レンズ１１と同様、上面視円形状のガラスレンズである。レンズ１２は、レンズ径Ｗ３の部分と、レンズ径Ｗ４の部分とを有する。レンズ径Ｗ４は、レンズ径Ｗ３より大きい。レンズ１２の外周面は、レンズ径Ｗ４の部分にて、レンズホルダ３１の内周面に密着する。レンズ１２の外周面は、レンズ径Ｗ３の部分にて、レンズホルダ３１の内周面から離間している。このように、レンズ１２は、レンズ１２は、レンズ径Ｗ４の部分で、レンズホルダ３１により押圧保持されている。この構成を採用することによって、仮に、Ｏリング２１が溝１１ａからはみ出したとしても、Ｏリング２１によってレンズ１２が押圧されることを回避し、レンズ１２の位置が変動してしまうことを効果的に抑制することができる。なお、レンズ１２のレンズ径Ｗ３、Ｗ４は、レンズ１１のレンズ径Ｗ１、Ｗ２よりも小さい。
【００５１】
遮光板１５は、レンズ１２とレンズ１３間に配置される。遮光板１５は、レンズ１１〜１４の光軸に対応する位置に開口を有する。遮光板１５は、例えば、黒色の平板板であり、黒色プラスチックからなる。
【００５２】
レンズ１３は、上面視円形状のガラスレンズである。レンズ１３のレンズ径Ｗ５は、レンズ１２のレンズ径Ｗ３、Ｗ４よりも小さい。レンズ１３は、レンズホルダ３１により押圧保持されている。
【００５３】
遮光板１６は、レンズ１３とレンズ１４間に配置される。遮光板１６は、レンズ１１〜１４の光軸に対応する位置に開口を有する。遮光板１６は、例えば、黒色の平板板であり、黒色プラスチックからなる。
【００５４】
レンズ１４は、上面視円形状のガラスレンズである。レンズ１４のレンズ径Ｗ６は、レンズ１３のレンズ径Ｗ５よりも小さい。レンズ１４は、レンズホルダ３１により押圧保持されている。
【００５５】
レンズホルダ３１は、レンズ１１〜１４を収納する枠体である。レンズホルダ３１は、受け部３１ａ〜３１ｄを有する。受け部３１ａは、レンズ１１を受け入れる。受け部３１ｂは、レンズ１２を受け入れる。受け部３１ｃは、レンズ１３を受け入れる。受け部３１ｄは、レンズ１４を受け入れる。各受け部３１ａ〜３１ｄの受け入れ幅は、各レンズ１１〜１４のレンズ径に応じて設定されている。より具体的には、受け部の受け入れ空間に対してレンズが嵌め入れられた状態のとき、レンズホルダ３１によって各レンズ１１〜１４が内側へ押圧されるように、各受け部３１ａ〜３１ｄの受け入れ幅は設定されている。
【００５６】
レンズホルダ３１の頂端部には、熱変形部３２が設けられている。レンズホルダ３１の頂端部を熱変形し、そこに熱変形部３２を形成することによって、レンズユニット８０の大型化を伴うことなく、レンズホルダ３１内にレンズ１１〜１４を確実に位置決めし、レンズホルダ３１からのレンズ１１〜１４の脱落を防止することができる。なお、熱変形部３２は、内側（光軸ＡＸ側へ）へ延在し、レンズ１１の上面に対して当接している。熱変形部３２は、レンズホルダ３１の全周に沿って連続的に形成していても、複数個所に個別に設けられていても良い。
【００５７】
レンズホルダ３１には、複数の凹部３３が設けられている。凹部３３に対して工具を嵌め合わせることによって、ホルダ台座４１に対してレンズホルダ３１を螺入することができる。レンズホルダ３１の下部の外周面には、上述のように、螺旋状のネジ山が形成されている（図面では、簡略化して表示している）。
【００５８】
レンズホルダ３１は、レンズ１１〜１４の光軸に対応する位置に開口を有する底板部３５を有する。底板部３５の内周部は、断面視して先細りに形成されている。
【００５９】
本実施形態では、上述の説明から明らかなように、レンズ径Ｗ２は、物体側から離間するに従って大きくなる。これによって、レンズ１１とレンズホルダ３１に形成されるＯリング２１の収容空間は、物体側から離間するに従って幅狭になる。これによって、Ｏリング２１を好適に位置決めし、レンズユニット８０の組立て過程において、Ｏリング２１の変形により、上述の収容空間からＯリング２１が逃げ出すことを効果的に抑制することができる。そして、Ｏリング２１の逃げ出しによって、レンズ１１、レンズ１２の位置が変位してしまうことを効果的に抑制することができる。
【００６０】
レンズ１１は、ガラスレンズであるが、本実施形態のようにレンズ径を変化させることは切削加工により簡易に行うことができる。
【００６１】
本実施形態では、熱カシメによって、レンズホルダ３１内にレンズ１１〜１４を位置固定する。熱カシメによってレンズホルダ３１内のレンズを位置固定する場合には、熱カシメ後にレンズユニット８０をばらして再度組み立てることは困難である。この場合、レンズユニット８０を不良品として扱わざるを得ず、その歩留まりの低下は避けられない。本実施形態では、上述のように、溝１１ａからのＯリング２１の逃げ出し自体を抑制することができるため、仮に熱カシメしたとしても、溝１１ａからのＯリング２１の逃げ出しが生じることは抑制されており、これによりレンズユニット８０の歩留まりが劣化してしまうこともない。なお、熱カシメを採用することによって、レンズユニット８０の大型化を伴うことなく、レンズユニット８０からのレンズの脱落を防止することができる。
【００６２】
また、溝１１ａからのＯリング２１の逃げ出し自体を抑制することができるため、レンズ１１の平坦面１１ｄに対して黒化処理を施すことを許容でき、Ｏリングの逃げ出しの確認工程を省略化することもできる。
【００６３】
最後に、図５乃至図９を参照して、レンズユニット８０の組立て方法について説明する。
【００６４】
はじめに、図５に示すように、レンズホルダ３１を基板２００上に載置する。
【００６５】
次に、図６に示すように、レンズホルダ３１内にレンズ１４、レンズ１３、レンズ１２を圧入する。
【００６６】
次に、図７に示すように、レンズ１１の溝１１ａに対してＯリング２１を嵌め合わせる。
【００６７】
次に、図８に示すように、レンズホルダ３１内にレンズ１１を圧入する。このとき、レンズ１１には、上述のように傾斜面１１ｂが設けられているため、レンズ１２側へ溝１１ａからＯリング２１が逃げ出すことは抑制されている。
【００６８】
次に、図９に示すように、点線円の部分に対して治具を当接し、レンズホルダ３１の頂端部を内側へ倒し、上述の熱変形部３２を形成する。このようにしてレンズユニット８０は製造される。なお、レンズユニット８０の具体的な製造方法は任意である。
【００６９】
［第２実施形態］
図１０を参照して本発明の第２実施形態を説明する。図１０は、レンズユニット８０の概略的な構成を示す模式図である。
【００７０】
本実施形態では、第１実施形態とは異なり、レンズホルダ３１の内周面に傾斜面３１ｐを設ける。このような場合であっても、レンズホルダ３１とレンズ１１間に形成されるＯリング２１の収容空間を、レンズ１１〜１４の光軸に沿って物体側から離間するに従って幅狭とさせ、これをもってＯリング２１の位置を効果的に規制することができる。そして、第１実施形態と同様、レンズ１１の溝１１ａからレンズ１２側へＯリング２１が逃げ出すことを効果的に抑制することができる。
【００７１】
［第３実施形態］
図１１を参照して本発明の第３実施形態を説明する。図１１は、レンズユニット８０の概略的な構成を示す模式図である。
【００７２】
本実施形態では、第１実施形態と同様、レンズ１１に傾斜面１１ｂを設けると共に、第２実施形態と同様、レンズホルダ３１に傾斜面３１ｐを設ける。これによって、第１及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
［第４実施形態］
図１２を参照して本発明の第４実施形態を説明する。図１２は、レンズユニット８０の概略的な構成を示す模式図である。
【００７４】
本実施形態では、第１乃至第３実施形態とは異なり、レンズ１１の外周側面に対して凹状の溝（溝部）１１ｅを設ける。レンズ１１の溝１１ｅに対してＯリング２１を嵌め合わせることによって、Ｏリング２１の位置は効果的に規制される。これによって、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、レンズ１１とレンズホルダ３１間の収納空間からレンズ１２側へＯリング２１が逃げ出すことがレンズ１１自体によって妨げられているため、Ｏリング２１がレンズ１２に当接することによってレンズ１２の位置が変位してしまうことを効果的に抑制することができる。
【００７５】
［第５実施形態］
図１３を参照して本発明の第５実施形態を説明する。図１３は、レンズユニット８０の概略的な構成を示す模式図である。
【００７６】
本実施形態では、第１乃至第４実施形態とは異なり、レンズ１１の溝１１ａに対して湾曲面（密着面）１１ｆを設ける。なお、湾曲面１１ｆは、レンズ１１のレンズ面（光軸ＡＸに対して直交する方向に延在する面）に対して略平行に存在する面である。湾曲面１１ｆは、Ｏリング２１に対して密着する。この構成を採用することによって、レンズホルダ３１とレンズ１１とが互いに密着している箇所へＯリング２１が入り込むことを効果的に抑制することができる。つまり、収容空間からのＯリング２１の逃げ出しによって、レンズホルダ内でのレンズ１１の位置にズレが生じることを抑制することができる。
【００７７】
［第６実施形態］
図１４を参照して本発明の第５実施形態を説明する。図１４は、レンズユニット８０の概略的な構成を示す模式図である。
【００７８】
本実施形態では、レンズ１１の溝１１ａに対して湾曲面（密着面）１１ｇを設ける。なお、湾曲面１１ｇは、レンズ１１の光軸に対して略平行に存在する面である。湾曲面１１ｇは、Ｏリング２１に対して密着する。この構成を採用することによって、レンズ１１とレンズホルダ３１間の収容空間からレンズ１２側へＯリング２１が逃げ出すことを抑制し、レンズ１１、１２の位置ずれを効果的に抑制することができる。
【００７９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。冒頭で説明したように、各実施形態は独立したものではなく、相互に組み合わせることが可能である。レンズユニット８０の用途は任意である。レンズユニット８０の組立て方法は任意である。レンズユニット８０を構成する各部材の具体的な形状は任意である。Ｏリング以外の部材をシール部材として採用しても良い。レンズユニット８０に防水構造を設ける場合だけでなく、レンズユニット８０に気密構造を設ける場合にも適用できる。必ずしも環状のシール部材を採用する必要はない。複数のシール部材を用いても良い。熱カシメ以外の方法を採用しても良い。レンズユニット８０が保持するレンズの枚数は任意であり、発明の本質的には１枚であっても良い。各レンズの具体的なレンズ形状は任意である。
【符号の説明】
【００８０】
１００ カメラモジュール
４１ ホルダ台座
５１ 透明基板
５２ イメージセンサ
５３ 配線基板
５４ 半導体集積回路
５５ Ｏリング
６１ 前部ケーシング
６２ 後部ケーシング
８０ レンズユニット
１１ レンズ
１１ａ 溝
１１ｂ 傾斜面
１１ｃ 平坦面
１１ｅ 溝
１１ｆ 湾曲面
１１ｇ 湾曲面
１２ レンズ
１３ レンズ
１４ レンズ
１５ 遮光板
１６ 遮光板
２１ Ｏリング
３１ レンズホルダ
３１ａ〜３１ｄ レンズ受け部
３１ｐ 傾斜面
３２ 熱変形部
３３ 凹部
３５ 底板部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニット、及び画像取得装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ノートパソコン等の小型な電子機器に加えて、自動車等にもカメラが組み込まれることが一般的になりつつある。自動車にカメラを搭載することによって、カメラを介して運転者が視認しにくい場所を視認可能とすることができる。
【０００３】
特許文献１には、保持枠に対してレンズを高精度に組み付ける機構が開示されている。具体的には、熱変形によりレンズを光軸方向の一方側に押圧してレンズを固定する構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３４７９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車載用カメラの小型化を図るためには、イメージセンサの前方に配されるレンズユニットをケーシングから部分的に露出させると良い場合がある。しかしながら、この場合、レンズユニットに対して防水構造を具備させなければ、レンズユニット内の隙間を介して、外部からカメラ内に水蒸気、水が浸入してしまい、結果として、レンズユニットの機能が損なわれてしまうおそれがある。例えば、外部からカメラ内への水蒸気の浸入により、レンズがくもってしまうおそれがある。同様に、外部からカメラ内への水の浸入により、レンズ間に水が充填してしまうおそれがある。
【０００６】
レンズユニット内に防水構造を設ける場合には、これに応じて、レンズユニットが大型化してしまうことを回避することが重要になる。このような観点からすれば、Ｏリングを採用して、レンズユニット内に防水構造を設けると良い。しかしながら、Ｏリングは弾性を有し、押圧によって変形するものであるため、レンズユニットの組立て時、Ｏリングがその収容空間から逃げ出し、意図せずに、レンズホルダ内のレンズ位置が微妙にズレてしまう場合がある。レンズホルダ内でのレンズ位置のズレが大きい場合には、レンズユニットが所望の光学特性を有しないものとして製品の出荷検査段階で不良品として扱われてしまい、レンズユニットの歩留まりが劣化してしまう。
【０００７】
上述の説明から明らかなように、レンズユニットの組立て時、収容空間からのＯリングの逃げ出しによって、レンズホルダ内でのレンズ位置にズレが生じることを抑制することが求められている。
【０００８】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、レンズユニットの組立て時、収容空間からのシール部材の逃げ出しによって、レンズホルダ内でのレンズ位置にズレが生じることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るレンズユニットは、少なくとも１つのレンズと、前記レンズを保持する筒状のレンズホルダと、前記レンズの外周に装着されると共に、前記レンズホルダ内に前記レンズが配置された状態のとき、前記レンズホルダによって前記レンズ側へ押圧されるシール部材と、を備え、前記レンズと前記レンズホルダ間には、前記シール部材を収容する収容空間が設けられており、前記レンズ及び前記レンズホルダの少なくとも一方には、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しを防止する構造が設けられている。
【００１０】
収容空間からのシール部材の逃げ出しを防止する構造をレンズ又はレンズホルダに具備させることによって、レンズユニットの組立て時、収容空間からのシール部材の逃げ出しによって、レンズホルダ内でのレンズ位置にズレが生じることを抑制することができる。
【００１１】
前記レンズには、前記シール部材が嵌め込まれる溝部が設けられている、と良い。
【００１２】
前記レンズの光軸に沿って前記レンズと前記レンズホルダ間の間隔が狭くなることによって、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しが防止される、と良い。
【００１３】
前記レンズには、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しを規制する傾斜面が設けられている、と良い。
【００１４】
前記レンズホルダには、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しを規制する傾斜面が設けられている、と良い。
【００１５】
前記溝部は、前記レンズの外周側面に凹状に形成されている、と良い。
【００１６】
前記レンズ及び前記レンズホルダの少なくとも一方に、前記シール部材に対して密着する密着面が設けられることによって、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しが防止される、と良い。
【００１７】
前記シール部材は、断面形状が円形状であり、前記密着面は、前記シール部材の形状に応じて湾曲している、と良い。
【００１８】
前記レンズは、前記レンズホルダが部分的に熱変形されることによって、前記レンズホルダ内に位置固定される、と良い。
【００１９】
前記レンズホルダは、前記シール部材が外周に装着された第１レンズと、前記第１レンズが物体側に積層された第２レンズとを少なくとも保持する、と良い。
【００２０】
前記第１レンズの径は、前記第２レンズの径よりも大きい、と良い。
【００２１】
前記シール部材は、Ｏリングである、と良い。
【００２２】
前記レンズは、前記レンズホルダによって押圧保持されている、と良い。
【００２３】
本発明に係る画像取得装置は、上記に記載のレンズユニットと、前記レンズを介して入力する像を撮像する撮像手段と、を備える。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、レンズユニットの組立て時、収容空間からのシール部材の逃げ出しによって、レンズホルダ内でのレンズ位置にズレが生じることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるカメラモジュールの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す部分拡大模式図である。
【図４】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す部分拡大模式図である。
【図５】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの組立工程を示す工程図である。
【図６】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの組立工程を示す工程図である。
【図７】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの組立工程を示す工程図である。
【図８】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの組立工程を示す工程図である。
【図９】本発明の第１実施形態にかかるレンズユニットの組立工程を示す工程図である。
【図１０】本発明の第２実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す模式図である。
【図１１】本発明の第３実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す模式図である。
【図１２】本発明の第４実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す模式図である。
【図１３】本発明の第５実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す模式図である。
【図１４】本発明の第６実施形態にかかるレンズユニットの構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視することを前提とする。
【００２７】
各実施形態は独立したものではなく、相互に組み合わせることが可能である。例えば、第１実施形態と第５実施形態とを組み合わせても良い。同様にして複数の実施形態同士を相互に組み合わせることも可能である。各実施形態の組み合わせによって、各実施形態にて得られる固有の効果が相乗され、より良い効果を得ることが可能になる。
【００２８】
〔第１実施形態〕
以下、図１乃至図９を参照して本発明の第１実施形態について説明する。図１は、カメラモジュールの概略的な構成を示す模式図である。図２は、レンズユニットの概略的な構成を示す模式図である。図３及び図４は、レンズユニットの概略的な部分拡大模式図である。図５乃至図９は、レンズユニットの組立て構成を示す工程図である。
【００２９】
図１に示すように、カメラモジュール１００は、レンズ１１、レンズ１２、レンズ１３、レンズ１４、遮光板１５、遮光板１６、Ｏリング（シール部材）２１、レンズホルダ３１、ホルダ台座４１、透明基板５１、イメージセンサ５２、配線基板５３、半導体集積回路５４、Ｏリング５５、前部ケーシング６１、及び後部ケーシング６２を有する。レンズ１１〜１４は、共通の光軸ＡＸを有する。
【００３０】
カメラモジュール１００内には、図２に示すレンズユニット８０が組み込まれている。レンズユニット８０は、レンズ１１、レンズ１２、レンズ１３、レンズ１４、遮光板１５、遮光板１６、Ｏリング２１、及びレンズホルダ３１から構成される。
【００３１】
カメラモジュール１００は、車載用カメラモジュールである。カメラモジュール１００は、レンズ１１〜１４を介して物体側から入力する像をイメージセンサ５２で撮像し、取得データを半導体集積回路５４で処理する。カメラモジュール１００から出力されるイメージデータは、半導体集積回路５４から液晶ディスプレイ等の表示装置に転送されて表示される。自動車の運転手は、表示装置に表示される画像を確認することによって、例えば、視認しにくい場所にヒトがいるかいないかを確認することができる。
【００３２】
カメラモジュール１００内に組み込まれるレンズユニット８０は部分的に外部に露出している。従って、レンズユニット８０の信頼性を確保するためには、その内部に防水構造を設けると良い。本実施形態では、レンズユニット８０内にＯリング２１を用いた防水構造を設けているため、レンズ１１とレンズホルダ３１間の隙間を介して、水蒸気、水がレンズユニット８０の結像面側へ浸入することは抑制されている。
【００３３】
図１に示すように、レンズユニット８０は、ホルダ台座４１に保持される。レンズホルダ３１の下部の外周面には螺旋状のネジ山が設けられている。他方、ホルダ台座４１の内周面には螺旋状のねじ溝が設けられている。レンズホルダ３１のネジ山とホルダ台座４１のネジ溝とを嵌め合わせた状態で、ホルダ台座４１に対してレンズホルダ３１を回転させることによって、ホルダ台座４１に対してレンズホルダ３１が固定される。
【００３４】
ホルダ台座４１には、レンズ１１〜１４の光軸に対応して開口が設けられている。ホルダ台座４１には、その開口を塞ぐ態様で透明基板５１が固定されている。ホルダ台座４１は、配線基板５３上に実装される。配線基板５３の上面には、イメージセンサ５２が予め実装されている。配線基板５３の下面には、半導体集積回路５４が予め実装されている。なお、イメージセンサ５２と半導体集積回路５４とは、配線基板５３を介して互いに電気的に接続されている。半導体集積回路５４は、配線基板５３を介して、マザーボード等の他の電子部品に接続されている。
【００３５】
ホルダ台座４１は、プラスチック材料の成型により製造される部品である。透明基板５１は、ガラス、透明プラスチック等の材料からなり、可視光線に対して実質的に透明な板状部材である。なお、透明基板５１に代えて、ＩＲカットフィルタ等の透過波長選択性を有する平板を採用しても良い。
【００３６】
イメージセンサ５２は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等の一般的な半導体撮像素子である。イメージセンサ５２は、複数の画素がマトリクス状に配置された撮像領域を有する。イメージセンサ５２は、各画素での光電変換によって、撮像領域に投影された画像を取得する。イメージセンサ５２は、取得した画像を、例えば、画素列単位で順に半導体集積回路５４に転送する。半導体集積回路５４は、画像処理機能を有する機能回路である。半導体集積回路５４は、イメージセンサ５２から転送される画像データに対してノイズフィルタリング等の処理を施す。
【００３７】
図１に示すように、ホルダ台座４１、透明基板５１、イメージセンサ５２、配線基板５３、及び半導体集積回路５４は、ケーシング内に収納される。なお、前部ケーシング６１及び後部ケーシング６２を組み合わせたものを単にケーシングと呼ぶことがある。他方、図１に示すように、レンズユニット８０は、下半分（イメージセンサ５２側の部分）がケーシング内に収納され、上半分（物体側の部分）がケーシングの外部に露出している。
【００３８】
前部ケーシング６１は、後部ケーシング６２上に積層される。前部ケーシング６１と後部ケーシング６２は凸凹間の嵌め合いによって互いに固定される。前部ケーシング６１は、レンズホルダ３１とホルダ台座４１間の係合を許容する開口を有する。前部ケーシング６１の開口部の前方側の周縁には窪みが設けられており、Ｏリング５５は、この窪みに配置されている。レンズユニット８０をホルダ台座４１に対して螺合させる過程で、Ｏリング５５は、レンズホルダ３１と前部ケーシング６１とによって押圧されて両者の間で挟持される。このようにして、レンズユニット８０と前部ケーシング６１間の空間はシールされ、レンズユニット８０と前部ケーシング６１間が防水され、外部からケーシング内部への水蒸気、水の流入を防ぐことができる。なお、Ｏリング５５は、リング状の弾性部材であり、例えば、シリコンゴム等からなる。
【００３９】
次に、図２を参照して、レンズユニット８０の構造について詳細に説明する。
【００４０】
図２に示すように、レンズホルダ３１内には、レンズ１４、レンズ１３、レンズ１２、及びレンズ１１が、物体側からレンズホルダ内に順次圧入される。各レンズ１１〜１４は、レンズホルダ３１によって押圧保持される。レンズホルダ３１内にレンズ１１〜１４を圧入する構成を採用することによって、レンズユニット８０の小型化を図ると共に、Ｏリング２１の影響によってレンズ位置にズレが生じることを抑制することができる。
【００４１】
また、レンズ１１〜１４は、熱カシメによって、レンズホルダ３１内に位置固定される。具体的には、レンズホルダ３１の頂端部分を加熱して変形することによって、レンズホルダ３１からレンズ１１が外れてしまうことが抑制されている。熱カシメを採用することによって、レンズユニット８０の大型化を伴うことなく、レンズユニット８０からのレンズの脱落を防止することができる。
【００４２】
レンズ１１は、上面視円形状のガラスレンズ（光学素子）である。レンズ１１は、レンズ径Ｗ１の部分（幅広部と呼ぶこともできる）と、レンズ径Ｗ２の部分（幅狭部と呼ぶこともある）とを有する。レンズ径Ｗ１は、レンズ径Ｗ２より大きい。レンズ径Ｗ２は、物体側から離間するに従って広くなる。レンズ１１の外周面は、レンズ径Ｗ１の部分にて、レンズホルダ３１の内周面に密着する。レンズ１１の外周面は、レンズ径Ｗ２の部分にて、レンズホルダ３１の内周面から離間している。このように、レンズ１１は、レンズ径Ｗ１の部分にて、レンズホルダ３１によって押圧保持されている。レンズ１１の外周面とレンズホルダ３１の内周面とは互いに密着しており、両者は、一方から見て他方に密着している密着面を有している。この点は、他のレンズについても同様である。
【００４３】
図２に示すように、レンズ径Ｗ２は、物体側から離間するに従って大きくなる。これによって、レンズ１１とレンズホルダ３１に形成されるＯリング２１の収容空間は、物体側から離間するに従って幅狭になる。これによって、Ｏリング２１を好適に位置決めし、レンズユニット８０の組立て過程において、Ｏリング２１の変形により、上述の収容空間からＯリング２１が逃げ出すことを効果的に抑制することができる。そして、Ｏリング２１によって、レンズ１１、レンズ１２の位置が変位してしまうことを効果的に抑制することができる。
【００４４】
図３に示すように、レンズ１１には、レンズ径Ｗ１とレンズ径Ｗ２間の差に応じて、Ｏリング２１が嵌め込まれる溝（溝部、切欠き部）１１ａが設けられている。Ｏリング２１は、弾性を有する環状シール部材であり、レンズ１１の外周に装着される。レンズ１１にＯリング２１用の溝１１ａを設けておくことによって、レンズ１１に対してＯリングを簡易に装着させることができる。なお、Ｏリング２１の具体的な形状、材料は任意である。例えば、輪状のシリコンゴムをＯリング２１として採用すると良い。Ｏリング２１は、レンズ１１の外周面に当接し、レンズ１１の外周に沿って延在する。Ｏリング２１の断面形状は円形状である。
【００４５】
図３に示すように、溝１１ａの幅は、物体側から離間するに従って狭くなる。具体的には、幅Ｗ１０＞幅Ｗ１１＞幅Ｗ１２の関係が成立する。また、レンズ１１には、傾斜面１１ｂが形成されている。傾斜面１１ｂは、レンズ１１の光軸に沿って物体側から離間するに従って、レンズホルダ３１側へ近接する。溝１１ａ、傾斜面１１ｂは、ガラスレンズの切削加工により簡易に形成可能である。従って、溝１１ａ、傾斜面１１ｂをレンズ１１に設けることに伴って、レンズユニット８０が高価格化してしまうことはほとんどない。
【００４６】
図４に示すように、Ｏリング２１は、レンズ１１とレンズホルダ３１間に、両者によって押圧保持される。Ｏリング２１の位置を上述の傾斜面１１ｂによって規制することで、レンズ１１とレンズホルダ３１間の収容空間に保持されたＯリング２１がレンズ１２側へ逃げ出すことを効果的に抑制することができる。
【００４７】
図４に示すように、Ｏリング２１は、レンズ１１とレンズホルダ３１間に押圧挟持により変形する。Ｏリング２１は、幅Ｗ２０と幅Ｗ２１の部分を有する。このとき、幅Ｗ２０＞幅Ｗ２１の関係が成立する。
【００４８】
図４に示すように、レンズ１１は、平坦面１１ｄを有する。平坦面１１ｄは、乱反射によるノイズ光の発生を回避するために黒化処理されている。換言すると、平坦面１１ｄには、黒色層が形成されている。平坦面１１ｄを黒化処理することによって外乱光の発生を回避し、取得画像の品質を向上することができる。
【００４９】
しかしながら、このような構成を採用する場合には、レンズユニット８０の外観検査時、溝１１ａからのＯリング２１の逃げ出しを外部から視認することが困難になる。本実施形態では、上述のように、溝１１ａからのＯリング２１の逃げ出しを防止する傾斜面１１ｂをレンズ１１に設ける。これによって、溝１１ａからのＯリング２１の逃げ出し自体を効果的に抑制し、平坦面１１ｄに対して黒化処理を施すことを許容することができる。また、この場合、レンズユニット８０の光学特性の試験を実施することを条件として、Ｏリング２１の逃げ出しの確認を省略化することもできる。
【００５０】
図２に戻って説明する。レンズ１２は、レンズ１１と同様、上面視円形状のガラスレンズである。レンズ１２は、レンズ径Ｗ３の部分と、レンズ径Ｗ４の部分とを有する。レンズ径Ｗ４は、レンズ径Ｗ３より大きい。レンズ１２の外周面は、レンズ径Ｗ４の部分にて、レンズホルダ３１の内周面に密着する。レンズ１２の外周面は、レンズ径Ｗ３の部分にて、レンズホルダ３１の内周面から離間している。このように、レンズ１２は、レンズ１２は、レンズ径Ｗ４の部分で、レンズホルダ３１により押圧保持されている。この構成を採用することによって、仮に、Ｏリング２１が溝１１ａからはみ出したとしても、Ｏリング２１によってレンズ１２が押圧されることを回避し、レンズ１２の位置が変動してしまうことを効果的に抑制することができる。なお、レンズ１２のレンズ径Ｗ３、Ｗ４は、レンズ１１のレンズ径Ｗ１、Ｗ２よりも小さい。
【００５１】
遮光板１５は、レンズ１２とレンズ１３間に配置される。遮光板１５は、レンズ１１〜１４の光軸に対応する位置に開口を有する。遮光板１５は、例えば、黒色の平板板であり、黒色プラスチックからなる。
【００５２】
レンズ１３は、上面視円形状のガラスレンズである。レンズ１３のレンズ径Ｗ５は、レンズ１２のレンズ径Ｗ３、Ｗ４よりも小さい。レンズ１３は、レンズホルダ３１により押圧保持されている。
【００５３】
遮光板１６は、レンズ１３とレンズ１４間に配置される。遮光板１６は、レンズ１１〜１４の光軸に対応する位置に開口を有する。遮光板１６は、例えば、黒色の平板板であり、黒色プラスチックからなる。
【００５４】
レンズ１４は、上面視円形状のガラスレンズである。レンズ１４のレンズ径Ｗ６は、レンズ１３のレンズ径Ｗ５よりも小さい。レンズ１４は、レンズホルダ３１により押圧保持されている。
【００５５】
レンズホルダ３１は、レンズ１１〜１４を収納する枠体である。レンズホルダ３１は、受け部３１ａ〜３１ｄを有する。受け部３１ａは、レンズ１１を受け入れる。受け部３１ｂは、レンズ１２を受け入れる。受け部３１ｃは、レンズ１３を受け入れる。受け部３１ｄは、レンズ１４を受け入れる。各受け部３１ａ〜３１ｄの受け入れ幅は、各レンズ１１〜１４のレンズ径に応じて設定されている。より具体的には、受け部の受け入れ空間に対してレンズが嵌め入れられた状態のとき、レンズホルダ３１によって各レンズ１１〜１４が内側へ押圧されるように、各受け部３１ａ〜３１ｄの受け入れ幅は設定されている。
【００５６】
レンズホルダ３１の頂端部には、熱変形部３２が設けられている。レンズホルダ３１の頂端部を熱変形し、そこに熱変形部３２を形成することによって、レンズユニット８０の大型化を伴うことなく、レンズホルダ３１内にレンズ１１〜１４を確実に位置決めし、レンズホルダ３１からのレンズ１１〜１４の脱落を防止することができる。なお、熱変形部３２は、内側（光軸ＡＸ側へ）へ延在し、レンズ１１の上面に対して当接している。熱変形部３２は、レンズホルダ３１の全周に沿って連続的に形成していても、複数個所に個別に設けられていても良い。
【００５７】
レンズホルダ３１には、複数の凹部３３が設けられている。凹部３３に対して工具を嵌め合わせることによって、ホルダ台座４１に対してレンズホルダ３１を螺入することができる。レンズホルダ３１の下部の外周面には、上述のように、螺旋状のネジ山が形成されている（図面では、簡略化して表示している）。
【００５８】
レンズホルダ３１は、レンズ１１〜１４の光軸に対応する位置に開口を有する底板部３５を有する。底板部３５の内周部は、断面視して先細りに形成されている。
【００５９】
本実施形態では、上述の説明から明らかなように、レンズ径Ｗ２は、物体側から離間するに従って大きくなる。これによって、レンズ１１とレンズホルダ３１に形成されるＯリング２１の収容空間は、物体側から離間するに従って幅狭になる。これによって、Ｏリング２１を好適に位置決めし、レンズユニット８０の組立て過程において、Ｏリング２１の変形により、上述の収容空間からＯリング２１が逃げ出すことを効果的に抑制することができる。そして、Ｏリング２１の逃げ出しによって、レンズ１１、レンズ１２の位置が変位してしまうことを効果的に抑制することができる。
【００６０】
レンズ１１は、ガラスレンズであるが、本実施形態のようにレンズ径を変化させることは切削加工により簡易に行うことができる。
【００６１】
本実施形態では、熱カシメによって、レンズホルダ３１内にレンズ１１〜１４を位置固定する。熱カシメによってレンズホルダ３１内のレンズを位置固定する場合には、熱カシメ後にレンズユニット８０をばらして再度組み立てることは困難である。この場合、レンズユニット８０を不良品として扱わざるを得ず、その歩留まりの低下は避けられない。本実施形態では、上述のように、溝１１ａからのＯリング２１の逃げ出し自体を抑制することができるため、仮に熱カシメしたとしても、溝１１ａからのＯリング２１の逃げ出しが生じることは抑制されており、これによりレンズユニット８０の歩留まりが劣化してしまうこともない。なお、熱カシメを採用することによって、レンズユニット８０の大型化を伴うことなく、レンズユニット８０からのレンズの脱落を防止することができる。
【００６２】
また、溝１１ａからのＯリング２１の逃げ出し自体を抑制することができるため、レンズ１１の平坦面１１ｄに対して黒化処理を施すことを許容でき、Ｏリングの逃げ出しの確認工程を省略化することもできる。
【００６３】
最後に、図５乃至図９を参照して、レンズユニット８０の組立て方法について説明する。
【００６４】
はじめに、図５に示すように、レンズホルダ３１を基板２００上に載置する。
【００６５】
次に、図６に示すように、レンズホルダ３１内にレンズ１４、レンズ１３、レンズ１２を圧入する。
【００６６】
次に、図７に示すように、レンズ１１の溝１１ａに対してＯリング２１を嵌め合わせる。
【００６７】
次に、図８に示すように、レンズホルダ３１内にレンズ１１を圧入する。このとき、レンズ１１には、上述のように傾斜面１１ｂが設けられているため、レンズ１２側へ溝１１ａからＯリング２１が逃げ出すことは抑制されている。
【００６８】
次に、図９に示すように、点線円の部分に対して治具を当接し、レンズホルダ３１の頂端部を内側へ倒し、上述の熱変形部３２を形成する。このようにしてレンズユニット８０は製造される。なお、レンズユニット８０の具体的な製造方法は任意である。
【００６９】
［第２実施形態］
図１０を参照して本発明の第２実施形態を説明する。図１０は、レンズユニット８０の概略的な構成を示す模式図である。
【００７０】
本実施形態では、第１実施形態とは異なり、レンズホルダ３１の内周面に傾斜面３１ｐを設ける。このような場合であっても、レンズホルダ３１とレンズ１１間に形成されるＯリング２１の収容空間を、レンズ１１〜１４の光軸に沿って物体側から離間するに従って幅狭とさせ、これをもってＯリング２１の位置を効果的に規制することができる。そして、第１実施形態と同様、レンズ１１の溝１１ａからレンズ１２側へＯリング２１が逃げ出すことを効果的に抑制することができる。
【００７１】
［第３実施形態］
図１１を参照して本発明の第３実施形態を説明する。図１１は、レンズユニット８０の概略的な構成を示す模式図である。
【００７２】
本実施形態では、第１実施形態と同様、レンズ１１に傾斜面１１ｂを設けると共に、第２実施形態と同様、レンズホルダ３１に傾斜面３１ｐを設ける。これによって、第１及び第２実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
［第４実施形態］
図１２を参照して本発明の第４実施形態を説明する。図１２は、レンズユニット８０の概略的な構成を示す模式図である。
【００７４】
本実施形態では、第１乃至第３実施形態とは異なり、レンズ１１の外周側面に対して凹状の溝（溝部）１１ｅを設ける。レンズ１１の溝１１ｅに対してＯリング２１を嵌め合わせることによって、Ｏリング２１の位置は効果的に規制される。これによって、上述の実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、レンズ１１とレンズホルダ３１間の収納空間からレンズ１２側へＯリング２１が逃げ出すことがレンズ１１自体によって妨げられているため、Ｏリング２１がレンズ１２に当接することによってレンズ１２の位置が変位してしまうことを効果的に抑制することができる。
【００７５】
［第５実施形態］
図１３を参照して本発明の第５実施形態を説明する。図１３は、レンズユニット８０の概略的な構成を示す模式図である。
【００７６】
本実施形態では、第１乃至第４実施形態とは異なり、レンズ１１の溝１１ａに対して湾曲面（密着面）１１ｆを設ける。なお、湾曲面１１ｆは、レンズ１１のレンズ面（光軸ＡＸに対して直交する方向に延在する面）に対して略平行に存在する面である。湾曲面１１ｆは、Ｏリング２１に対して密着する。この構成を採用することによって、レンズホルダ３１とレンズ１１とが互いに密着している箇所へＯリング２１が入り込むことを効果的に抑制することができる。つまり、収容空間からのＯリング２１の逃げ出しによって、レンズホルダ内でのレンズ１１の位置にズレが生じることを抑制することができる。
【００７７】
［第６実施形態］
図１４を参照して本発明の第５実施形態を説明する。図１４は、レンズユニット８０の概略的な構成を示す模式図である。
【００７８】
本実施形態では、レンズ１１の溝１１ａに対して湾曲面（密着面）１１ｇを設ける。なお、湾曲面１１ｇは、レンズ１１の光軸に対して略平行に存在する面である。湾曲面１１ｇは、Ｏリング２１に対して密着する。この構成を採用することによって、レンズ１１とレンズホルダ３１間の収容空間からレンズ１２側へＯリング２１が逃げ出すことを抑制し、レンズ１１、１２の位置ずれを効果的に抑制することができる。
【００７９】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。冒頭で説明したように、各実施形態は独立したものではなく、相互に組み合わせることが可能である。レンズユニット８０の用途は任意である。レンズユニット８０の組立て方法は任意である。レンズユニット８０を構成する各部材の具体的な形状は任意である。Ｏリング以外の部材をシール部材として採用しても良い。レンズユニット８０に防水構造を設ける場合だけでなく、レンズユニット８０に気密構造を設ける場合にも適用できる。必ずしも環状のシール部材を採用する必要はない。複数のシール部材を用いても良い。熱カシメ以外の方法を採用しても良い。レンズユニット８０が保持するレンズの枚数は任意であり、発明の本質的には１枚であっても良い。各レンズの具体的なレンズ形状は任意である。
【符号の説明】
【００８０】
１００ カメラモジュール
４１ ホルダ台座
５１ 透明基板
５２ イメージセンサ
５３ 配線基板
５４ 半導体集積回路
５５ Ｏリング
６１ 前部ケーシング
６２ 後部ケーシング
８０ レンズユニット
１１ レンズ
１１ａ 溝
１１ｂ 傾斜面
１１ｃ 平坦面
１１ｅ 溝
１１ｆ 湾曲面
１１ｇ 湾曲面
１２ レンズ
１３ レンズ
１４ レンズ
１５ 遮光板
１６ 遮光板
２１ Ｏリング
３１ レンズホルダ
３１ａ〜３１ｄ レンズ受け部
３１ｐ 傾斜面
３２ 熱変形部
３３ 凹部
３５ 底板部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つのレンズと、
前記レンズを保持する筒状のレンズホルダと、
前記レンズの外周に装着されると共に、前記レンズホルダ内に前記レンズが配置された状態のとき、前記レンズホルダによって前記レンズ側へ押圧されるシール部材と、を備え、
前記レンズと前記レンズホルダ間には、前記シール部材を収容する収容空間が設けられており、
前記レンズ及び前記レンズホルダの少なくとも一方には、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しを防止する構造が設けられている、レンズユニット。
【請求項２】
前記レンズには、前記シール部材が嵌め込まれる溝部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記レンズの光軸に沿って前記レンズと前記レンズホルダ間の間隔が狭くなることによって、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しが防止されることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記レンズには、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しを規制する傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記レンズホルダには、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しを規制する傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項６】
前記溝部は、前記レンズの外周側面に凹状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
【請求項７】
前記レンズ及び前記レンズホルダの少なくとも一方に、前記シール部材に対して密着する密着面が設けられることによって、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しが防止されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項８】
前記シール部材は、断面形状が円形状であり、
前記密着面は、前記シール部材の形状に応じて湾曲していることを特徴とする請求項７に記載のレンズユニット。
【請求項９】
前記レンズは、前記レンズホルダが部分的に熱変形されることによって、前記レンズホルダ内に位置固定されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項１０】
前記レンズホルダは、前記シール部材が外周に装着された第１レンズと、前記第１レンズが物体側に積層された第２レンズとを少なくとも保持することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項１１】
前記第１レンズの径は、前記第２レンズの径よりも大きいことを特徴とする請求項１０に記載のレンズユニット。
【請求項１２】
前記シール部材は、Ｏリングであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項１３】
前記レンズは、前記レンズホルダによって押圧保持されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のレンズユニットと、
前記レンズを介して入力する像を撮像する撮像手段と、
を備える、画像取得装置。
【請求項１】
少なくとも１つのレンズと、
前記レンズを保持する筒状のレンズホルダと、
前記レンズの外周に装着されると共に、前記レンズホルダ内に前記レンズが配置された状態のとき、前記レンズホルダによって前記レンズ側へ押圧されるシール部材と、を備え、
前記レンズと前記レンズホルダ間には、前記シール部材を収容する収容空間が設けられており、
前記レンズ及び前記レンズホルダの少なくとも一方には、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しを防止する構造が設けられている、レンズユニット。
【請求項２】
前記レンズには、前記シール部材が嵌め込まれる溝部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記レンズの光軸に沿って前記レンズと前記レンズホルダ間の間隔が狭くなることによって、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しが防止されることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記レンズには、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しを規制する傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記レンズホルダには、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しを規制する傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項６】
前記溝部は、前記レンズの外周側面に凹状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
【請求項７】
前記レンズ及び前記レンズホルダの少なくとも一方に、前記シール部材に対して密着する密着面が設けられることによって、前記収容空間からの前記シール部材の逃げ出しが防止されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項８】
前記シール部材は、断面形状が円形状であり、
前記密着面は、前記シール部材の形状に応じて湾曲していることを特徴とする請求項７に記載のレンズユニット。
【請求項９】
前記レンズは、前記レンズホルダが部分的に熱変形されることによって、前記レンズホルダ内に位置固定されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項１０】
前記レンズホルダは、前記シール部材が外周に装着された第１レンズと、前記第１レンズが物体側に積層された第２レンズとを少なくとも保持することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項１１】
前記第１レンズの径は、前記第２レンズの径よりも大きいことを特徴とする請求項１０に記載のレンズユニット。
【請求項１２】
前記シール部材は、Ｏリングであることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項１３】
前記レンズは、前記レンズホルダによって押圧保持されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載のレンズユニット。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか一項に記載のレンズユニットと、
前記レンズを介して入力する像を撮像する撮像手段と、
を備える、画像取得装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−５９３９６（Ｐ２０１１−５９３９６Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０９２７０（Ｐ２００９−２０９２７０）
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【出願人】（０００００５８１０）日立マクセル株式会社 (2,366)
【Ｆターム（参考）】
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