特許 6454754 レンズユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6454754

(24)【登録日】2018年12月21日

(45)【発行日】2019年1月16日

(54)【発明の名称】レンズユニット

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/02 20060101AFI20190107BHJP

   G03B 11/00 20060101ALI20190107BHJP

   G03B 15/00 20060101ALI20190107BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/02 D

   G02B7/02 F

   G02B7/02 Z

   G03B11/00

   G03B15/00 V

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-95285(P2017-95285)

(22)【出願日】2017年5月12日

(65)【公開番号】特開2018-194573(P2018-194573A)

(43)【公開日】2018年12月6日

【審査請求日】2018年9月6日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】317015179

【氏名又は名称】マクセル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104547

【弁理士】

【氏名又は名称】栗林 三男

(72)【発明者】

【氏名】平田 弘之

【審査官】 井亀 諭

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００８／０９３４６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１５−６８８４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−２３３５１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２８１９６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−３１９２６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／０２

Ｇ０３Ｂ １１／００

Ｇ０３Ｂ １５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光軸に沿って並べられた複数のレンズと、これら複数のレンズが収納される鏡筒と、前記複数のレンズのうち最も物体側に位置する物体側レンズと前記鏡筒の内周面との間に設けられたシール部材とを備えたレンズユニットであって、
前記鏡筒は、その像面側の端部内周面に径方向内側に突出する環状のフランジ部を有し、このフランジ部の前記物体側を向くレンズ設置面に前記複数のレンズのうち最も像面側に位置する像面側レンズが設置され、
前記鏡筒に、前記フランジ部の一部を含んで通気孔が設けられ、
前記通気孔の前記物体側の端部の一部が前記鏡筒の内周面より径方向内側において開口され、
前記通気孔の前記像面側の端部の少なくとも一部が開口されていることを特徴とするレンズユニット。

【請求項2】

前記フランジ部の前記像面側を向くフィルタ設置面に光学フィルタが設置され、
前記通気孔の前記像面側の開口部に前記フィルタの外周縁の一部が配置され、
前記光学フィルタの外周縁と前記通気孔の内周面との間に隙間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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車等の車両に搭載される車載カメラに設けられる小型のレンズユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、カーナビ等のために車にモニタが搭載されることから、例えば、バックモニタシステムとして、車両のバックに搭載された車載カメラが撮影した映像をモニタに表示することが行われている。また、このカメラをバックだけではなく、車両の前後左右に備え、車両の周囲を見渡せるような画像を略リアルタイムで合成してモニタに表示するようなシステムも開発されている。

【0003】

このような障害物や人物などの画像を正確に速く認識するなどのセンシング機能を有する車載カメラにおいて、レンズユニットには、真鍮やアルミニウム合金などの金属材料を高い加工精度で加工してなる金属鏡筒が用いられ、高い信頼性を実現している（例えば、特許文献１参照）。
このレンズユニットにおいては、筒状の金属鏡筒に一群のレンズとして、複数のレンズが鏡筒内に光軸方向に重ねて配置されている。
また、このようなレンズユニットでは、鏡筒の物体側の開口部からの水やごみ等の侵入を防止するために、物体側からの鏡筒内の気密性を確保する手段としてОリング等のシール部材を最も物体側に位置する物体側レンズと鏡筒の内周面との間に設けている。
また、前記鏡筒は、その像面側の端部内周面にフランジ部を有し、このフランジ部に複数のレンズのうち最も像面側に位置する像面側レンズが設置されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００６−２９２９２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、上述したようなレンズユニットを製造する際において、物体側レンズと鏡筒の内周面との間に設けられているシール部材の気密性を検査している。
この気密性の検査は、鏡筒の内部に空気を充填し、その漏れ流量を計測することによって行われる。例えば、鏡筒の像面側の開口部を閉塞部材によって密封した後、鏡筒の内部に空気を充填し、この充填された空気の鏡筒外への空気の漏れ流量を計測している。
通常、鏡筒内のレンズと鏡筒内周面との間には僅か隙間が設けられているため、鏡筒の内部全体に亘って空気を充填することができる。
しかしながら、像面側レンズは鏡筒の端部内周面のフランジ部に設置されており、このフランジ部も鏡筒と同様に高い加工精度で平坦に加工されているため、このフランジ部に像面側レンズの外周縁部が密着している場合がある。
このように像面側レンズの外周縁部がフランジ部に密着すると、この密着部によって意図しない部位の気密性が発現してしまう。そうすると、充填された空気が密着部によって密封されてしまうため、上述したシール部材が破損していたり、欠品や所定の部位に装着されていなくても、空気の漏れが計測されず、本来の気密性の検査を行うことが困難であった。

【0006】

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、物体側レンズと鏡筒の内周面との間に設けられているシール部材の気密性を確実に検査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。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記課題を解決するために、本発明のレンズユニットは、光軸に沿って並べられた複数のレンズと、これら複数のレンズが収納される鏡筒と、前記複数のレンズのうち最も物体側に位置する物体側レンズと前記鏡筒の内周面との間に設けられたシール部材とを備えたレンズユニットであって、
前記鏡筒は、その像面側の端部内周面に径方向内側に突出する環状のフランジ部を有し、このフランジ部の前記物体側を向くレンズ設置面に前記複数のレンズのうち最も像面側に位置する像面側レンズが設置され、
前記鏡筒に、前記フランジ部の一部を含んで通気孔が設けられ、
前記通気孔の前記物体側の端部の一部が前記鏡筒の内周面より径方向内側において開口され、
前記通気孔の前記像面側の端部の少なくとも一部が開口されていることを特徴とする。

【0008】

本発明においては、鏡筒にフランジ部を含んで設けられた通気孔の物体側の端部の一部が鏡筒の内周面より径方向内側において開口され、前記通気孔の像面側の端部の少なくとも一部が開口されている。このため、像面側レンズがフランジ部のレンズ設置面に密着しても、空気は通気孔を通して確実に鏡筒の内部に充填される。したがって、物体側レンズと鏡筒の内周面との間に設けられたシール部材が破損していたり、欠品や所定の部位に装着されていない場合、空気の漏れを確実に計測できるのでシール部材の気密性を確実に検査することができる。

【0009】

本発明の前記構成において、前記フランジ部の前記像面側を向くフィルタ設置面に光学フィルタが設置され、
前記通気孔の前記像面側の開口部に前記フィルタの外周縁の一部が配置され、
前記光学フィルタの外周縁と前記通気孔の内周面との間に隙間が設けられていてもよい。

【0010】

このような構成によれば、光学フィルタをフィルタ設置面に接着剤によって貼り付ける際に、当該接着剤のアウトガスを隙間を通して鏡筒外へ逃がすことができる。このためアウトガスによる光学フィルタ内面の曇りを防止することができる。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、物体側レンズと鏡筒の内周面との間に設けられているシール部材の気密性を確実に検査することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明の実施の形態に係るレンズユニットを示すもので、その概略断面図である。

【図2】同、レンズユニットの像面側の端面の底面図である。

【図3】同、レンズユニットの要部を示す拡大断面図である。

【図4】同、図３における要部の拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
本実施の形態のレンズユニットは自動車等の車両に搭載される車載カメラに設けられるものである。
また、図１に示すように、本実施の形態のレンズユニット１０は、略円筒状の鏡筒１１と、この鏡筒１１内に配置される複数（５枚）のレンズ１２〜１６からなるレンズ群とを備えている。また、鏡筒１１はその像面側（図１に下側）の端部に鏡筒１１より大径の大径部１１Ａを有している。
なお、以下の説明では、最も物体側（図１において上側）に位置するレンズ１２を物体側レンズ１２、最も像面側（図１において下側）に位置するレンズ１６を像面側レンズ１６と称することもある。また、図１ではレンズ１２〜１６の一部を破断して示している。

【0014】

鏡筒１１に設けられている複数のレンズ１２〜１６は、それぞれの光軸を一致させた状態に配置されており、この光軸に沿って各レンズ１２〜１６が並べられた状態となって、撮像に用いられる１群のレンズ群を構成している。したがって、以下に単に光軸と記載した場合には、各レンズ１２〜１６の光軸を示すとともにレンズ群の光軸を示している。また、光軸と鏡筒１１の軸とは同軸となっている。

【0015】

鏡筒１１は、両端開口の円筒状部材であり、物体側（図１において上側）の端部に開口部１１ａを有し、かつ、像面側（図１において下側）の端部（他端部）に開口部１１ｂを有している。なお、この開口部１１ｂは大径部１１Ａの下面に設けられている。
また、鏡筒１１の物体側の端部外周面には雄ねじが形成され、この雄ねじにレンズ押え部材１８の内周面に形成された雌ねじが螺合されている。これによって、レンズ押え部材１８が鏡筒１１の物体側の端部に取り付けられている。レンズ押え部材１８は内側に突出する押え部１８ａを有しており、この押え部１８ａが物体側レンズ１２の上面外周部を押えることで、物体側レンズ１２の鏡筒１１からの逸脱を防止している。

【0016】

鏡筒１１の内部には、円筒状の収容部３１が設けられており、この収容部３１にレンズ１２〜１６が収容されている。レンズ１２およびレンズ１３が光軸方向に所定の間隔をもって、かつそれらの外周面を収容部３１の内周面に当接した状態で収容されている。また、収容部３１には、レンズ１２，１３間において、中間環２０がその外周面を収容部３１の内周面に当接した状態で収容されている。
さらに、収容部３１には、レンズ１４およびレンズ１６が光軸方向に所定の間隔をもって、かつそれらの外周面を収容部３１の内周面に当接した状態で収容されている。
また、収容部３１には、レンズ１３，１４間において中間環２１が設けられ、レンズ１５，１６間において、中間環２２がその外周面を収容部３１の内周面に当接した状態で収容されている。
レンズ１４，１５は２枚の貼合わせレンズであり、レンズ１５の像面側のレンズ面は中間環２２の内側に設けられている。
また、収容部３１には中間環２０とレンズ１３との間に絞り部材２５が設けられ、中間環２１とレンズ１４との間に絞り部材２６が設けられ、これら絞り部材２５，２６の外周部は収容部３１の内周面に当接している。

【0017】

また、鏡筒１１は、図１〜図４に示すように、その像面側の端部内周面に径方向内側に突出する円環状のフランジ部３５を有している。このフランジ部３５は鏡筒１１の大径部１１Ａの内周面から径方向内側に突出するようにして当該大径部１１Ａと一体的に設けられている。そして、フランジ部３５の物体側を向くレンズ設置面３５ａに、最も像面側に位置する像面側レンズ１６が設置されている。レンズ設置面３５ａは光軸と直交する円環状の平坦面であり、このレンズ設置面３５ａに像面側のレンズ１６の外周部のフランジ部１６ｂが設置されている。

【0018】

また、フランジ部３５の内周面は円筒状の円筒面３５ｃとこの円筒面３５ｃと隣接し、かつ当該円筒面３５ｃと同軸の錐筒台状の円錐筒面３５ｄとによって構成され、円錐筒面３５ｄの物体側（上端側）の内径は円筒面３５ｃの内径より小さくなっており、絞り機能を有している。また、円錐筒面３５ｄの像面側（下端側）の内径は円筒面３５ｃの内径より大きくなっている。
また、フランジ部３５の像面側（図１において下側）を向くフィルタ設置面３５ｂには赤外線カットフィルタ（光学フィルタ）３６が設置されている。

【0019】

図１に示すように、物体側レンズ１２はガラスレンズであり、この物体側レンズ１２と鏡筒１１の内周面との間にシール部材３７が設けられている。すなわち、物体側レンズ１２の像面側の外周部に断面矩形状の切欠部１２ａが周方向沿って形成されている。この切欠部１２ａにシール部材３７としてのＯリング３７が嵌め込まれており、このシール部材３７が鏡筒１１の内周面、中間環２０の上面、切欠部１２ａの断面Ｌ形の壁面に密着している。
レンズ１３はガラスレンズ、レンズ１４，１５は樹脂レンズである。当該レンズ１４，１５は光軸を同軸にして貼り合された２枚の貼合わせレンズである。
像面側レンズ１６は樹脂レンズであり、その外周部にフランジ部１６ｂを有しており、このフランジ部１６ｂが上述したようにフランジ部３５の設置面３５ａに設置されている。また、像面側レンズ１６の像面側のレンズ面１６ａはフランジ部３５の内側に配置されている。

【0020】

鏡筒１１にレンズ１２〜１６、中間環２０〜２２および絞り部材２５，２６を収容する場合、まず、鏡筒１１の開口部１１ａから収容部３１に像面側レンズ１６を挿入したうえで、当該像面側レンズ１６のフランジ部１６ｂをフランジ部３５のレンズ設置面３５ａに設置する。
次に、中間環２２、２枚貼合わせレンズ１４，１５、絞り部材２６、中間環２１、レンズ１３、絞り部材２５、中間環２０、物体側レンズ１２をこの順で挿入していく。光軸方向に隣接する部材（中間環２２、２枚貼合わせレンズ１４，１５、絞り部材２６、中間環２１、レンズ１３、絞り部材２５、中間環２０、物体側レンズ１２等の部材）は互い当接させる。また、物体側レンズ１２の切欠部１２ａには予めシール部材３７を嵌め込んでおく。

【0021】

最後に鏡筒１１の物体側の端部にレンズ押え部材１８を螺合して締め付けることで、このレンズ押え部材１８とフランジ部３５とによってレンズ１２〜１６、中間環２０〜２２および絞り部材２５，２６を挟み付けて固定する。
このようにして鏡筒１１の収容部３１に鏡筒１１にレンズ１２〜１６、中間環２０〜２２および絞り部材２５，２６を収容して固定する。
また、フランジ部３５のフィルタ設置面３５ｂに赤外線カットフィルタ（光学フィルタ）３６を設置して、接着剤によって貼り付ける。この赤外線カットフィルタ３６を貼り付けは、鏡筒１１にレンズ１２〜１６、中間環２０〜２２および絞り部材２５，２６を収容した後でもよいし、収容する前でもよいが、後述する通気孔４０を穿孔した後に行う。

【0022】

ところで、上述したようなレンズユニット１０を製造する際において、物体側レンズ１２と鏡筒１１の内周面との間に設けられているシール部材３７の気密性を確実に検査するために本実施の形態では、鏡筒１１の大径部１１Ａにフランジ部３５の厚さ方向に延在する通気孔４０が設けられている。
すなわち、図３に示すように、大径部１１Ａの下面には収容部３１の内径より大きい内径を有する孔４１が形成され、この孔４１の底面４１ａには円錐台状の孔４１ｂが形成され、この孔４１ｂの上端周縁がフランジ部３５のフィルタ設置面３５ｂの外周縁に接続されている。
そして、前記底面４１ａの内周縁より若干外周側の部位を含んで当該底面４１ａからドリルやエンドミル等の穴明け工具５０によって大径部１１Ａを穿孔し、さらにフィルタ設置面３５ｂからフランジ部３５のレンズ設置面３５ａまで穿孔することによって通気孔４０が形成されている。穴明け工具５０によって穿孔する場合、当該穴明け工具５０の回転中心Ｏを鏡筒１１の収容部３１の内周面より径方向外側にシフトし、底面４１ａからフィルタ設置面３５ｂを通ってレンズ設置面３５ａまで穴明け工具５０によって穿孔する。

【0023】

このようにして形成された通気孔４０の物体側の端部４０ｂの一部が鏡筒１１の収容部３１の内周面より径方向内側において開口されている。すなわち、通気孔４０の端部４０ａの端面は、図３および図４に示すように、レンズ設置面３５ａと面一となっているとともに、当該端面の一部が鏡筒１１の収容部３１の内周面より径方向内側において開口されている。また、通気孔４０の像面側の端部４０ｂが開口されている。すなわち、通気孔４０の像面側の端部４０ｂの端面は開口され、さらに、通気孔４０の下端部の一部は前記底面４１ａまで延びたうえで開口されている。
したがって、像面側レンズ１６のフランジ部１６ｂが意図せずにレンズ設置面３５ａに密着していても、通気孔４０を通る空気は、フランジ部１６ｂの外周面と収容部３１の内周面との間の僅かな隙間を通過可能となっている。

【0024】

また、フランジ部１６ｂは、その外周部に厚さが若干薄い薄肉部１６ｃを有しており、この薄肉部１６ｃより内径側の部位がレンズ設置面３５ａに設置されている。したがって、薄肉部１６ｃの下面（像面側の面）とレンズ設置面３５ａとの間には隙間Ｓ１が設けられている。したがって、通気孔４０を上方側（物体側）に向けて流れた空気は隙間Ｓ１に流入するとともにこの隙間からもフランジ部１６ｂの外周面と収容部３１の内周面との間の隙間を通過可能となっている。

【0025】

また、フィルタ設置面３５ｂに設置された赤外線カットフィルタ（光学フィルタ）３６の外周縁の一部は通気孔４０の像面側の開口部４０ｄに配置されており、この赤外線カットフィルタ３６の外周縁と開口部４０ｄの内周面との間に隙間Ｓ２が設けられている。
赤外線カットフィルタ３６はフィルタ設置面３５ｂに接着剤によって貼り付けられているが、この貼り付け作業の際に接着剤から出るアウトガスは隙間Ｓ２を通って鏡筒１１外に逃げる。

【0026】

このような構成のレンズユニット１０はその製造時にシール部材３７の気密性の検査を行う。この検査は、鏡筒１１の像面側の開口部１１ｂを図示しない閉塞部材によって密封した後、鏡筒１１の内部に空気を充填し、この充填された空気の鏡筒外への空気の漏れ流量を計測している。
本実施の形態のレンズユニット１０では、鏡筒１１にフランジ部３５を含んで当該フランジ部３５の厚さ方向に延在して設けられた通気孔４０の物体側の端部の端面４０ａの一部が鏡筒１１の内周面より径方向内側において開口され、通気孔４０の像面側の端部の端面４０ｂが開口されている。このため、意図せずに、像面側レンズ１６のフランジ部１６ｂがフランジ部３５のレンズ設置面３５ａに密着しても、空気は通気孔４０を通り、さらに像面側レンズ１６のフランジ部１６ｂの外周面と収容部３１の内周面との間の隙間を通って確実に鏡筒１１の内部に充填される。したがって、物体側レンズ１２と鏡筒１１の内周面との間に設けられたシール部材３７が破損していたり、欠品や所定の部位に装着されていない場合、空気の漏れを確実に計測できるのでシール部材３７の気密性を確実に検査することができる。
なお、シール部材３７の気密性の検査は鏡筒１１の物体側から図示しない閉塞部材によって外周部を密封した後、鏡筒１１の内部に物体側から空気を充填し、この充填された空気の鏡筒外への空気の漏れ流量を計測することでも検査は可能である。
また、フランジ部３５のフィルタ設置面３５ｂに赤外線カットフィルタ３６が設置され、通気孔４０の像面側の開口部４０ｄに赤外線カットフィルタ３６の外周縁の一部が配置され、赤外線カットフィルタ３６の外周縁と開口部４０ｄの内周面との間に隙間Ｓ２が設けられているので、赤外線カットフィルタ３６をフィルタ設置面３５ｂに接着剤によって貼り付ける際に、当該接着剤のアウトガスを隙間Ｓ２を通して鏡筒１１外へ逃がすことができる。このためアウトガスによる赤外線カットフィルタ３６内面の曇りを防止することができる。
なお、本実施の形態では、赤外線カットフィルタ３６を装着したものであるが、赤外線カットフィルタがない製品であっても、シール部材３７の気密性を確実に検査することができる。

【0027】

さらに、通気孔４０を穴明け工具５０によって穿孔する際に、当該穴明け工具５０の回転中心Ｏを鏡筒１１の収容部３１の内周面より径方向外側にシフトしたので、通気孔４０の物体側の端面４０ａの開口面積を小さくできる。このため、比較的大径の穴明け工具５０を使用できるので、当該穴明け工具５０折損を抑制できる。
また、通気孔４０の端面４０ａはレンズ設置面３５ａと面一、若しくは像面側レンズ１６のフランジ部１６ｂの薄肉部１６ｃの下面（像面側の面）とレンズ設置面３５ａとの隙間Ｓ１の深さの範囲内に留めることで、穴明け工具５０によって鏡筒１１の収容部３１の内周面を削ることがない。このため収容部３１の内周面の面精度を損なうことがないので、収容部３１に収容されるレンズ１２〜１６、中間環２０〜２２および絞り部材２５，２６の径方向の位置精度を損なうことがない。
また、フランジ部１６ｂの薄肉部１６ｃの下面とレンズ設置面３５ａとの間に隙間Ｓ１が設けられているので、穴明け工具５０によって通気孔４０を穿孔した際に生じるバリをこの隙間Ｓ１に逃がすことができる。このため、像面側レンズ１６のバリに起因する位置精度の低下を防止できる。

【0028】

なお、本実施の形態では、通気孔４０を鏡筒１１の大径部１１Ａの周方向の１箇所に設けたが、複数箇所に設けてもよい。
また、通気孔４０はその軸を光軸と平行にして設けたが、通気孔をその軸を光軸と交差させるようにして設けてもよい。その場合、通気孔はフランジ部３５の一部を含んで設けられ、当該通気孔の物体側の端部の一部が鏡筒の内周面より径方向内側において開口され、通気孔の像面側の端部の少なくとも一部が開口されていればよい。

【符号の説明】

【0029】

１０ レンズユニット
１１ 鏡筒
１２〜１６ レンズ
１２ 物体側レンズ
１６ 像面側レンズ
３５ フランジ部
３５ａ レンズ設置面
３５ｂ フィルタ設置面
３６ 赤外線カットフィルタ（光学フィルタ）
３７ Оリング（シール部材）
４０ 通気孔
４０ａ，４０ｂ 端面
４０ｄ 開口部
Ｓ２ 隙間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】