特開 2023-106574 レンズユニットおよびカメラモジュール

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023106574

(43)【公開日】2023-08-01

(54)【発明の名称】レンズユニットおよびカメラモジュール

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/02 20210101AFI20230725BHJP

【ＦＩ】

G02B7/02 A

G02B7/02 B

G02B7/02 F

G02B7/02 Z

【審査請求】有

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023087887

(22)【出願日】2023-05-29

(62)【分割の表示】P 2019089913の分割

【原出願日】2019-05-10

【公序良俗違反の表示】

（特許庁注：以下のものは登録商標）

１．テフロン

(71)【出願人】

【識別番号】000005810

【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

(74)【代理人】

【識別番号】100206612

【弁理士】

【氏名又は名称】新田 修博

(74)【代理人】

【識別番号】100209749

【弁理士】

【氏名又は名称】栗林 和輝

(72)【発明者】

【氏名】杉山 隆

(72)【発明者】

【氏名】平間 浩之

(57)【要約】

【課題】レンズと鏡筒とを直接に接触させずに、鏡筒内でレンズを正確に芯出しして位置決めし、光軸に対するレンズの偏心を規制できるレンズユニットおよびカメラモジュールを提供する。
【解決手段】本発明のレンズユニット１１は、レンズ１４を嵌合状態で支持するレンズ支持部８０を有する。レンズ支持部８０は、少なくとも鏡筒１２により形成されるとともに、鏡筒１２とレンズ１４とが接触しない非接触領域７０と、レンズ１４を鏡筒１２に対して支持して光軸Ｏと同心的に位置決めする位置決め支持領域７２とを有する。位置決め支持領域７２は、非接触領域７０よりも径方向に沿う肉厚が薄く設定される。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズを収容保持するための内側収容空間を形成する筒状の鏡筒と、前記鏡筒の前記内側収容空間内に組み込まれ、複数のレンズが光軸に沿って並べられて成るレンズ群とを備えるレンズユニットであって、
前記レンズを嵌合状態で支持するレンズ支持部を有し、
前記レンズ支持部は、少なくとも前記鏡筒により形成されるとともに、前記鏡筒と前記レンズとが接触しない非接触領域と、前記レンズを前記鏡筒に対して支持して前記光軸と同心的に位置決めする位置決め支持領域とを有し、
前記位置決め支持領域は、前記非接触領域よりも径方向に沿う肉厚が薄く設定されることを特徴とするレンズユニット。

【請求項2】

前記レンズ支持部は、前記鏡筒と、前記レンズの外周側面と前記鏡筒の内面との間に介挿されて前記レンズを前記鏡筒と接触させることなく前記光軸と同心的に位置決めするための環状の介挿部材とによって形成され、
前記介挿部材は、前記鏡筒と接触することなく前記レンズと嵌合して前記位置決め支持領域を形成するレンズ嵌合部と、前記レンズと接触することなく前記鏡筒と嵌合して前記鏡筒と共に前記非接触領域を形成する鏡筒嵌合部とを有す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】

前記光軸と直交する断面において、前記介挿部材の前記レンズ嵌合部が前記レンズと点接触するとともに、前記介挿部材の前記鏡筒嵌合部が前記鏡筒と線接触す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4】

前記介挿部材は、その周方向に沿って前記レンズ嵌合部と前記鏡筒嵌合部とを交互に有することを特徴とする請求項２または３に記載のレンズユニット。

【請求項5】

光軸方向で互いに隣り合うレンズ同士は、前記介挿部材の前記レンズ嵌合部および前記鏡筒嵌合部の周方向位置が互いに同じであることを特徴とする請求項４に記載のレンズユニット。

【請求項6】

光軸方向で互いに隣り合うレンズ同士は、前記介挿部材の前記レンズ嵌合部および前記鏡筒嵌合部の周方向位置が互いに異なることを特徴とする請求項４に記載のレンズユニット。

【請求項7】

前記鏡筒は、断面が円形の内面を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズユニット。

【請求項8】

前記鏡筒は、断面が多角形の内面を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズユニット。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載のレンズユニットを備えていることを特徴とするカメラモジュール。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、特に自動車等の車両に搭載される車載カメラを構成するレンズユニットおよびカメラモジュールに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車に車載カメラを搭載し、駐車をサポートしたり、画像認識により衝突防止を図ったりすることが行なわれており、さらにそれを自動運転に応用する試みもなされている。また、このような車載カメラ等のカメラモジュールは、一般に、複数のレンズが光軸に沿って並べられて成るレンズ群と、このレンズ群を収容保持する鏡筒（バレル）と、レンズ群の少なくとも一個所のレンズ間に配置される絞り部材とを有するレンズユニットを備える（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

レンズユニットにおいては、一般に、図９に示されるように、レンズ群Ｌを構成する複数のレンズ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５が、像側（図９中の下側）から物体側（図９中の上側）へ向けて順に積み上げられるように鏡筒１２３の内側収容空間Ｓ内に組み込まれる。この場合、振動や衝撃等によってレンズがずれて解像性能劣化や光軸ずれが生じないように、一般に、これらのレンズ１０１，１０２，１０３，１０４，１０５は、鏡筒１２３の内面形状を利用して直接に鏡筒１２３の内面に嵌合（または軽圧入）されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－２３１９９３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、このように鏡筒内でレンズを鏡筒と直接に接触させて嵌合させた状態では、鏡筒とレンズとでその線膨張係数（熱膨張率）に差異があると、特に高温環境下において、鏡筒内側のレンズの熱膨張によってレンズが鏡筒から圧縮応力を受け、レンズの面形状が変形する場合がある。

【0006】

そのため、このようなレンズの変形を抑えるべく、レンズと鏡筒との間に隙間を設けることも考えられるが、その場合には、レンズがガタついて、解像性能劣化や光軸ずれが生じ、光学性能の劣化につながる虞がある。

【0007】

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、レンズがその熱膨張によって鏡筒から受ける圧縮応力を抑制しつつ、鏡筒内でレンズを正確に芯出しして位置決めし、光軸に対するレンズの偏心を規制できるレンズユニットおよびカメラモジュール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】

【0008】

前記課題を解決するために、本発明は、レンズを収容保持するための内側収容空間を形成する筒状の鏡筒と、前記鏡筒の前記内側収容空間内に組み込まれ、複数のレンズが光軸に沿って並べられて成るレンズ群とを備えるレンズユニットであって、
前記レンズを嵌合状態で支持するレンズ支持部を有し、
前記レンズ支持部は、少なくとも前記鏡筒により形成されるとともに、前記鏡筒と前記レンズとが接触しない非接触領域と、前記レンズを前記鏡筒に対して支持して前記光軸と同心的に位置決めする位置決め支持領域とを有し、
前記位置決め支持領域は、前記非接触領域よりも径方向に沿う肉厚が薄く設定されることを特徴とする。

【0009】

本発明の上記構成によれば、レンズを嵌合状態で支持するレンズ支持部が、鏡筒とレンズとが接触しない非接触領域と、レンズを鏡筒に対して支持して光軸と同心的に位置決めする位置決め支持領域とを有するとともに、位置決め支持領域の径方向に沿う肉厚が非接触領域のそれよりも薄く設定されているため、言い換えると、レンズを鏡筒に接触させない非接触領域を確保しつつ、レンズの熱膨張時にレンズが鏡筒から圧縮応力を直接的または間接的に受け得る位置決め支持領域ではレンズ支持部の肉厚を薄く設定しているため、レンズの熱膨張を非接触領域のみならず位置決め支持領域でも効果的に逃がしてレンズに作用する圧縮応力を緩和させ、圧縮応力に伴うレンズの面形状の変形を抑制することができる。また、レンズ支持部は、鏡筒とレンズとが接触しない非接触領域を伴いつつも、位置決め支持領域によってレンズを鏡筒に対して確実に支持して光軸と同心的に位置決めできるため、レンズがガタついて、解像性能劣化や光軸ずれが生じ、光学性能の劣化につながる虞もない。

【0010】

また、本発明の上記構成において、レンズ支持部は、鏡筒と、レンズの外周側面と鏡筒の内面との間に介挿されてレンズを鏡筒と接触させることなく光軸と同心的に位置決めするための環状の介挿部材とによって形成されてもよく、その場合、介挿部材は、鏡筒と接触することなくレンズと嵌合して位置決め支持領域を形成するレンズ嵌合部と、レンズと接触することなく鏡筒と嵌合して鏡筒と共に非接触領域を形成する鏡筒嵌合部とを有してもよい。

【0011】

このように、鏡筒と接触することなくレンズと嵌合するレンズ嵌合部と、レンズと接触することなく鏡筒と嵌合する鏡筒嵌合部とを有する環状の介挿部材を、レンズの外周側面と鏡筒の内面との間に介挿し、この介挿部材によってレンズを鏡筒と接触させることなく光軸と同心的に位置決めすれば、すなわち、鏡筒内でレンズを全周にわたって鏡筒と直接に接触嵌合させないようにすれば、鏡筒とレンズとでその線膨張係数（熱膨張率）に差異があっても、それに伴う鏡筒からの影響をレンズが受けることがなくなる。つまり、例えば高温環境下において、鏡筒内側のレンズが熱膨張しても、レンズが鏡筒から圧縮応力を受けることがなくなり、したがって、レンズの偏心を規制できるとともに、レンズの変形を抑えることもできる。また、介挿部材がレンズと鏡筒の両方に嵌合するようになっているため、レンズの遊動を可能にする隙間が鏡筒とレンズとの間に形成されず、そのため、レンズがガタついて、解像性能劣化や光軸ずれが生じ、光学性能が劣化してしまうといった事態を回避できる。

【0012】

なお、上記構成において、介挿部材は、それが支持するレンズと同等の線膨張係数（熱膨張率）を有することが好ましい。これによれば、レンズが介挿部材との嵌合に伴ってその膨張時に介挿部材から圧縮応力を受けることを防止できる。また、介挿部材は、レンズの膨張を吸収できる素材、例えばレンズ材料よりも常温で曲げ弾性率の低い材料によって形成されることが好ましい。更に、介挿部材は、例えば、レンズの外周に嵌め付けられた状態で鏡筒内に組み込まれてもよい。これは、特に、レンズ間に絞りが介挿される組み込み形態において、鏡筒に対する介挿部材を介したレンズの円滑な組み込みを可能にする。

【0013】

また、本発明の上記構成では、光軸と直交する断面において、介挿部材のレンズ嵌合部がレンズと点接触するとともに、介挿部材の鏡筒嵌合部が鏡筒と線接触してもよい。これによれば、レンズが介挿部材から受ける応力を最小限に抑えつつ、介挿部材を介した鏡筒によるレンズの支持を確実かつ安定的に行なうことができる。しかしながら、レンズ嵌合部および鏡筒嵌合部はいずれも、線接触してもよく、あるいは、点接触しても構わない。

【0014】

また、本発明の上記構成において、介挿部材は、その周方向に沿ってレンズ嵌合部と鏡筒嵌合部とを交互に有してもよい。これによれば、介挿部材によるレンズの支持力（レンズの支持安定性）、並びに、鏡筒およびレンズが介挿部材から受ける嵌合力（応力）を周方向で均等に分散することができ、力学的に好ましいレンズユニットの構造形態を実現できる。無論、必ずしもレンズ嵌合部と鏡筒嵌合部とが交互に配置されている必要はない。

【0015】

また、本発明の上記構成において、光軸方向で互いに隣り合うレンズ同士は、介挿部材のレンズ嵌合部および鏡筒嵌合部の周方向位置が互いに同じであってもよく、あるいは、互いに異なっていてもよい。光軸方向において互いに隣り合うレンズ同士で、その介挿部材のレンズ嵌合部および鏡筒嵌合部の周方向位置が互いに異なっていれば、光軸方向に沿う応力の分散を図ることができ、力学的に好ましいレンズユニットの構造形態を実現できる。

【0016】

なお、上記構成において、鏡筒およびレンズの材質、レンズの組み込み形態、鏡筒の内面形状などは任意に設定できる。例えば、レンズを組み込んで支持する鏡筒の内面は、断面が円形であってもよく、あるいは、断面が多角形であってもよい。断面の形状にかかわらず、上記構成の介挿部材をレンズと鏡筒との間に効果的に介挿できる。

【0017】

また、本発明に係るカメラモジュールは、前記レンズユニットを備えていることを特徴とする。
このような構成によれば、前述のレンズユニットの作用効果をカメラモジュールで得ることができる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、レンズがその熱膨張によって鏡筒から受ける圧縮応力を抑制しつつ、鏡筒内でレンズを正確に芯出しして位置決めし、光軸に対するレンズの偏心を規制できるレンズユニット及びカメラモジュールを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の第１の実施の形態に係るレンズユニットの概略断面図であり、図２のＢ－Ｂ線に沿う縦断面図（光軸と平行な断面図）である。

【図2】図１のＡ－Ａ線に沿うレンズユニットの横断面図（光軸と直交する断面）である。

【図3】図２の円形の枠で囲まれたＸ部分の拡大図である。

【図4】図１のレンズユニットを有するカメラモジュールの概略断面図である。

【図5】本発明の第２の実施の形態に係るレンズユニットの縦断面図（光軸と平行な断面図）である。

【図6】本発明の第３の実施の形態に係るレンズユニットの横断面図（光軸と直交する断面）である。

【図7】本発明の第４の実施の形態に係るレンズユニットの概略断面図であり、図８のＤ－Ｄ線に沿う縦断面図（光軸と平行な断面図）である。

【図8】図７のＣ－Ｃ線に沿うレンズユニットの横断面図（光軸と直交する断面）である。

【図9】従来のレンズユニットの概略断面図（光軸と平行な縦断面図）である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

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。
なお、以下で説明される本実施の形態のレンズユニットは、特に車載カメラ等のカメラモジュール用のものであり、例えば、自動車の外表面側に固定して設置され、配線は自動車内に引き込まれてディスプレイやその他の装置に接続される。また、図１～図９においてレンズについてはハッチングを省略している。

【0021】

図１は、本発明の第１の実施の形態に係るレンズユニット１１を示している。図示のように、本実施の形態のレンズユニット１１は、例えば樹脂製（金属製であっても構わない）の円筒状の鏡筒（バレル）１２と、鏡筒１２の段付きの内側収容空間Ｓ内に配置される複数のレンズ、例えば、物体側から、第１のレンズ１３、第２のレンズ１４、第３のレンズ１５、第４のレンズ１６および第５のレンズ１７から成る５つのレンズと、２つの絞り部材２２ａ，２２ｂとを備えている。絞り部材２２ａ，２２ｂは、本実施の形態では、第２のレンズ１４と第３のレンズ１５との間、および、第３のレンズ１５と第４のレンズ１６との間に介挿されており、透過光量を制限し、明るさの指標となるＦ値を決定する「開口絞り」またはゴーストの原因となる光線や収差の原因となる光線を遮光する「遮光絞り」である。このようなレンズユニット１１を備える車載カメラは、レンズユニット１１と、図示しないイメージセンサを有する基板と、当該基板を自動車等の車両に設置する図示しない設置部材とを備えるものである。

【0022】

鏡筒１２の内側収容空間Ｓ内に組み込まれて収容保持される複数のレンズ１３，１４，１５，１６，１７は、それぞれの光軸を一致させた状態で積み重ねられて配置されており、１つの光軸Ｏに沿って各レンズ１３，１４，１５，１６，１７が並べられた状態となって、撮像に用いられる一群のレンズ群Ｌを構成している。この場合、レンズ群Ｌを構成する最も物体側に位置される第１のレンズ１３は、物体側に凸面を有するとともに像側に凹面を有する球面ガラスレンズであり、その他のレンズ１４，１５，１６，１７は樹脂レンズであるが、これに限定されない（例えば、第１のレンズ１３が樹脂レンズであってもよい）。また、これらのレンズ１３，１４，１５，１６，１７の表面には、必要に応じて、反射防止膜、親水膜、撥水膜等が設けられる。

【0023】

また、本実施の形態において、像側に位置される２つの第４および第５のレンズ１６，１７は接合レンズ（貼り合わせレンズ）４０を構成している。このような接合レンズ４０を構成する第４および第５のレンズ１６，１７は、図示のように、物体側に位置される第４のレンズ１６の像側に面する表面の環状凸部１６ａが像側に位置される第５のレンズ１７の物体側に面する表面の対応する環状凹部１７ｂと嵌合されることにより組み付けられて、接着剤等によって一体的に固定される。

【0024】

また、本実施の形態において、最も物体側に位置される第１のレンズ１３と鏡筒１２との間にはシール部材としてのＯリング２６が介挿され、鏡筒１２の内側のレンズ群Ｌ内に水や塵埃が侵入しないようにしている。この場合、第１のレンズ１３の外周側面１３ｃに、該レンズ１３の像側部分で径が小さくなった段差状の縮径部１３ｄが設けられ、この縮径部１３ｄにＯリング２６が装着されて、第１のレンズ１３の外周側面１３ｃと鏡筒１２の内周面との間でＯリング２６が径方向で圧縮されることにより、鏡筒１２の物体側端部が封止された状態となっている。

【0025】

鏡筒１２の内部には物体側において円筒状の内壁１２ｂが設けられ、この内壁１２ｂと外壁１２ａとの間には溝が形成されており、溝の中には環状体２７が設けられ、この環状体２７にＯリング２６が密接している。内壁１２ｂと外壁１２ａの間に溝を形成している理由は、溝がなく内壁１２ｂと外壁１２ａとが一体化している場合には壁厚が厚くなるため、樹脂の鏡筒１２を成形・冷却する際に大きくヒケが発生し寸法精度が狂うことを抑制するためである。環状体２７は比較的柔らかい弾性を有する物質から構成され、例えばテフロンが用いられる。環状体２７はＯリング２６を光軸方向に支持する機能を有している。環状体２７は鏡筒１２とは別部材になっているため、Ｏリング２６の大きさに応じて高さの異なる環状体２７に変更が可能であり、Ｏリング２６が適切な弾性力でシールすることを担保している。

【0026】

また、鏡筒１２は、その内側収容空間Ｓ内にレンズ群Ｌが組み込まれて収容保持された状態で、その物体側の端部（図１において上端部）のカシメ部２３が径方向内側にカシメられることにより、レンズ群Ｌの最も物体側に位置される第１のレンズ１３をこのカシメ部２３で鏡筒１２の物体側端部に固定する。なお、第１のレンズ１３の固定は、カシメ部２３に限ることなく、鏡筒１２にレンズ１３，１４，１５，１６，１７を収容した後に鏡筒１２の物体側の端部に取り付けられる固定部によって行なわれてもよい。

【0027】

また、鏡筒１２の像側の端部（図１において下端部）には、第５のレンズ１７よりも径の小さい開口部を有する内側フランジ部２４が設けられている。この内側フランジ部２４とカシメ部２３とにより、鏡筒１２内にレンズ群Ｌを構成する複数のレンズ１３，１４，１５，１６，１７と絞り部材２２ａ，２２ｂとが光軸方向で保持固定されている。

【0028】

また、本実施の形態のレンズユニット１１は、レンズ群Ｌを構成する少なくとも１つのレンズ、特に本実施の形態では、第１のレンズ１３と接合レンズのうちの一方、ここでは第４のレンズ１６とを除く全てのレンズ１４，１５，１７を嵌合状態で支持するレンズ支持部８０を有する。具体的に、本実施の形態において、レンズ支持部８０は、図１および図２に示されるように、断面が円形の鏡筒１２と、レンズ１４，１５，１７の外周側面１４ａ（１５ａ，１７ａ）と鏡筒１２の内面１２ｃとの間に介挿される環状の介挿部材３０とによって形成される。

【0029】

また、鏡筒１２と介挿部材３０とにより形成される本実施の形態のレンズ支持部８０は、鏡筒１２とレンズ１４，１５，１７とが接触しない、特に本実施の形態では鏡筒１２および介挿部材３０とレンズ１４，１５，１７とが接触しない非接触領域７０と、レンズ１４，１５，１７を（本実施の形態では介挿部材３０により）鏡筒１２に対して支持して光軸Ｏと同心的に位置決めする位置決め支持領域７２とを有する。

【0030】

レンズ支持部８０を鏡筒１２と共に形成する介挿部材３０は、図２に明確に示されるように、対応するレンズ１４（１５，１７）を鏡筒１２と接触させることなく光軸Ｏと同心的に位置決めするべく、鏡筒１２と接触することなくレンズ１４（１５，１７）と嵌合して位置決め支持領域７２を形成するレンズ嵌合部３０ａと、レンズ１４（１５，１７）と接触することなく鏡筒１２と嵌合して鏡筒１２と共に非接触領域７０を形成する鏡筒嵌合部３０ｂとを有する。これらのレンズ嵌合部３０ａおよび鏡筒嵌合部３０ｂは、環状の介挿部材３０の周方向の少なくとも一部に少なくとも１つ以上設けられればよいが、特に本実施の形態において、介挿部材３０は、その周方向に沿ってレンズ嵌合部３０ａと鏡筒嵌合部３０ｂとを交互に連続して有している（したがって、非接触領域７０と位置決め支持領域７２とが周方向に沿って交互に連続して設けられる）。具体的には、直線状の３つのレンズ嵌合部３０ａと略円弧状の３つの鏡筒嵌合部３０ｂとが互いに隣接して位置されている。この場合、図２から分かるように、介挿部材３０は、光軸Ｏと直交する断面において、そのレンズ嵌合部３０ａがレンズ１４（１５，１７）と点接触する（図２では、接触点がＣ１で示される）とともに、その鏡筒嵌合部３０ｂが鏡筒１２と線接触（図２では、線接触する部分がＣ２で示される）するようになっている。
なお、図３に拡大して示されるように、介挿部材３０は、その鏡筒嵌合部３０ｂで、鏡筒１２の内面１２ｃに形成される段差部１２ｄにより支持されており、像側へと向かう光軸方向のそれ以上の移動が阻止されている。

【0031】

また、図２に示されるように、本実施の形態において、介挿部材３０により形成される位置決め支持領域７２の径方向に沿う肉厚Ｔ２（本実施の形態では、レンズ嵌合部３０ａの肉厚Ｔ２）は、鏡筒１２と介挿部材３０とにより形成される非接触領域７０の径方向に沿う肉厚Ｔ１（本実施の形態では、鏡筒１２の肉厚と鏡筒嵌合部３０ｂの肉厚との和）よりも薄く設定されている。

【0032】

また、図１から分かるように、本実施の形態において、光軸Ｏ方向で互いに隣り合うレンズ同士（隣り合う第２のレンズ１４および第３のレンズ１５；隣り合う第３のレンズ１５および接合レンズ４０（ここでは、第５のレンズ１７））は、介挿部材３０のレンズ嵌合部３０ａおよび鏡筒嵌合部３０ｂの周方向位置が互いに同じになっている。すなわち、光軸Ｏの方向から見て、各レンズ１４，１５，１７の介挿部材３０のレンズ嵌合部３０ａおよび鏡筒嵌合部３０ｂの周方向位置が完全に一致している。

【0033】

なお、介挿部材３０は、それが支持するレンズ１４（１５，１７）と同等の線膨張係数（熱膨張率）を有することが好ましい。これによれば、レンズ１４（１５，１７）が介挿部材３０との嵌合に伴ってその膨張時に介挿部材３０から圧縮応力を受けることを防止できる。また、介挿部材３０は、レンズ１４（１５，１７）の膨張を吸収できる素材により形成されてもよい。介挿部材３０を形成する材料としては、ナイロン系材料であるレニーやザイロン（商標名）等を挙げることができる。また、樹脂鏡筒の場合、介挿部材３０は鏡筒と線膨張率を合わせるために同一の材料を用いるのが好ましい。更に、介挿部材３０は、例えば、レンズ１４（１５，１７）の外周に嵌め付けられた状態で鏡筒１２内に組み込まれてもよい。

【0034】

また、図４は、以上のような構成を成すレンズユニット１１を有する本実施の形態のカメラモジュール３００の概略断面図である。図示のように、このカメラモジュール３００は、フィルタ１００が装着された図１のレンズユニット１１を含んで構成される。

【0035】

カメラモジュール３００は、外装部品である上ケース（カメラケース）３０１と、レンズユニット１１を保持するマウント（台座）３０２とを備えている。また、カメラモジュール３００は、シール部材３０３およびパッケージセンサ（撮像素子）３０４を備えている。

【0036】

上ケース３０１は、鏡筒１２の外周面１２ａに鍔状に設けられるフランジ部２５に係合されるとともに、レンズユニット１１の物体側の端部を露出させて他の部分を覆う部材である。マウント３０２は、上ケース３０１の内部に配置されており、レンズユニット１１の雄ねじ１１ａと螺合する雌ねじ３０２ａを有する。シール部材３０３は、上ケース３０１の内面とレンズユニット１１の鏡筒１２の外周面１２ａとの間に介挿された部材であり、上ケース３０１の内部の気密性を保持するための部材である。

【0037】

パッケージセンサ３０４は、マウント３０２の内部に配置されており、かつ、レンズユニット１１により形成される物体の像を受光する位置に配置されている。また、パッケージセンサ３０４は、外側に透明カバーを有し、その内部にＣＣＤやＣＭＯＳ等を備えており、レンズユニット１１を通じて集光されて到達する光を電気信号に変換する。変換された電気信号は、カメラにより撮影された画像データの構成要素であるアナログデータやデジタルデータに変換される。

【0038】

以上説明したように、本実施の形態によれば、レンズ１４（１５，１７）を嵌合状態で支持するレンズ支持部８０が、鏡筒１２とレンズ１４（１５，１７）とが接触しない非接触領域７０と、レンズ１４（１５，１７）を鏡筒１２に対して支持して光軸Ｏと同心的に位置決めする位置決め支持領域７２とを有するとともに、位置決め支持領域７２の径方向に沿う肉厚Ｔ２が非接触領域７０の径方向に沿う肉厚Ｔ１よりも薄く設定されているため、言い換えると、レンズ１４（１５，１７）を鏡筒１２に接触させない非接触領域７０を確保しつつ、レンズ１４（１５，１７）の熱膨張時にレンズ１４（１５，１７）が鏡筒１２から圧縮応力を間接的に受け得る位置決め支持領域７２ではレンズ支持部８０の肉厚を薄く設定しているため、レンズ１４（１５，１７）の熱膨張を非接触領域７０のみならず位置決め支持領域７２でも効果的に逃がしてレンズ１４（１５，１７）に作用する圧縮応力を緩和させ、圧縮応力に伴うレンズ１４（１５，１７）の面形状の変形を抑制することができる。また、レンズ支持部８０は、鏡筒１２とレンズ１４（１５，１７）とが接触しない非接触領域７０を伴いつつも、位置決め支持領域７２によってレンズ１４（１５，１７）を鏡筒１２に対して確実に支持して光軸Ｏと同心的に位置決めできるため、レンズ１４（１５，１７）がガタついて、解像性能劣化や光軸ずれが生じ、光学性能の劣化につながる虞もない。

【0039】

特に、本実施の形態では、鏡筒１２と接触することなくレンズ１４（１５，１７）と嵌合して位置決め支持領域７２を形成するレンズ嵌合部３０ａと、レンズ１４（１５，１７）と接触することなく鏡筒１２と嵌合して鏡筒１２と共に非接触領域７０を形成する鏡筒嵌合部３０ｂとを有する環状の介挿部材３０が、鏡筒１２と共にレンズ支持部を形成する部材として、レンズ１４（１５，１７）の外周側面１４ａ（１５ａ，１７ａ）と鏡筒１２の内面１２ｃとの間に介挿され、この介挿部材３０によってレンズ１４（１５，１７）を鏡筒１２と接触させることなく光軸Ｏと同心的に位置決めするようになっているため、すなわち、鏡筒１２内でレンズ１４（１５，１７）を全周にわたって鏡筒１２と直接に接触嵌合させないようにしているため、鏡筒１２とレンズ１４（１５，１７）とでその線膨張係数（熱膨張率）に差異があっても、それに伴う鏡筒１２からの影響をレンズ１４（１５，１７）が受けることがなくなる。つまり、例えば高温環境下において、鏡筒１２内側のレンズ１４（１５，１７）が熱膨張しても、レンズ１４（１５，１７）が鏡筒１２から圧縮応力を受けることがなくなり、したがって、レンズ１４（１５，１７）の偏心を規制できるとともに、レンズ１４（１５，１７）の変形を抑えることもできる。また、介挿部材３０がレンズ１４（１５，１７）と鏡筒１２の両方に嵌合するようになっているため、レンズ１４（１５，１７）の遊動を可能にする隙間が鏡筒１２とレンズ１４（１５，１７）との間に形成されず、そのため、レンズ１４（１５，１７）がガタついて、解像性能劣化や光軸ずれが生じ、光学性能が劣化してしまうといった事態を回避できる。

【0040】

また、本実施の形態によれば、介挿部材３０がその周方向に沿ってレンズ嵌合部３０ａと鏡筒嵌合部３０ｂとを交互に有しているため、介挿部材３０によるレンズ１４（１５，１７）の支持力（レンズ１４（１５，１７）の支持安定性）、並びに、鏡筒１２およびレンズ１４（１５，１７）が介挿部材３０から受ける嵌合力（応力）を周方向で均等に分散することができ、力学的に好ましいレンズユニット１１の構造形態を実現できる

【0041】

また、本実施の形態によれば、光軸Ｏと直交する断面において、介挿部材３０のレンズ嵌合部３０ａがレンズ１４（１５，１７）と点接触するとともに、介挿部材３０の鏡筒嵌合部３０ｂが鏡筒１２と線接触しているため、レンズ１４（１５，１７）が介挿部材３０から受ける応力を最小限に抑えつつ、介挿部材３０を介した鏡筒１２によるレンズ１４（１５，１７）の支持を確実かつ安定的に行なうことができる。

【0042】

図５は、本発明の第２の実施の形態を示している。図示のように、本実施の形態に係るレンズユニット１１Ａにおいて、光軸Ｏ方向で互いに隣り合うレンズ同士（隣り合う第２のレンズ１４および第３のレンズ１５；隣り合う第３のレンズ１５および接合レンズ４０（ここでは、第５のレンズ１７））は、介挿部材３０のレンズ嵌合部３０ａおよび鏡筒嵌合部３０ｂの周方向位置が互いに異なっている。この点においてのみ第１の実施の形態と異なる。すなわち、光軸Ｏの方向から見て、各レンズ１４，１５，１７の介挿部材３０のレンズ嵌合部３０ａおよび鏡筒嵌合部３０ｂの周方向位置が一致していない。例えば、所定の周方向位置において、第２のレンズ１４の介挿部材３０では鏡筒嵌合部３０ｂが位置されるのに対し、第３のレンズ１５の介挿部材３０ではレンズ嵌合部３０ａが位置される。また、所定の周方向位置において、第３のレンズ１５の介挿部材３０では鏡筒嵌合部３０ｂが位置されるのに対し、第５のレンズ１７の介挿部材３０ではレンズ嵌合部３０ａが位置される。

【0043】

このように、光軸Ｏ方向において互いに隣り合うレンズ同士で、その介挿部材３０のレンズ嵌合部３０ａおよび鏡筒嵌合部３０ｂの周方向位置が互いに異なっていれば、光軸Ｏ方向に沿う応力の分散を図ることができ、力学的に好ましいレンズユニットの構造形態を実現できる。

【0044】

図６は、本発明の第３の実施の形態を示している。図示のように、本実施の形態に係るレンズユニット１１Ｂにおいて、介挿部材３０Ａは、断面が六角形の内面１２ｃを有する鏡筒１２Ａとレンズ１４（１５，１７）との間に介挿されるべく、レンズ１４（１５，１７）と点接触する直線状の３つのレンズ嵌合部３０ａと鏡筒１２Ａと線接触する直線状の３つの鏡筒嵌合部３０ｂとがその周方向に沿って互いに隣接して交互に連続して位置された六角形状を有している。この点においてのみ第１および第２の実施の形態と異なる。このような介挿部材３０Ａにおいても、前述した実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。なお、鏡筒１２Ａの内面１２ｃの形状は六角形である必要はなく、四角形、五角形、八角形等であってもよく、また、それに応じた多角形形状を介挿部材３０Ａが有することができる。この場合、鏡筒１２Ａの小型化およびレンズの安定的な支持等を図るため、レンズ嵌合部３０ａおよびこれに対向する鏡筒１２Ａの内面１２ｃは互いに平行であることが好ましい。

【0045】

図７および図８は、本発明の第４の実施の形態を示している。図示のように、本実施の形態に係るレンズユニット１１Ｃにおいて、レンズ１４，１５，１７を嵌合状態で支持するレンズ支持部８０Ａは、前述した介挿部材３０（３０Ａ）を伴うことなく、断面が円形の鏡筒１２Ｂのみによって形成される。具体的には、本実施の形態のレンズ支持部８０Ａは、鏡筒１２Ｂとレンズ１４，１５，１７とが接触しない非接触領域７０と、レンズ１４，１５，１７を鏡筒１２Ｂに対して支持して（本実施の形態では、レンズ１４，１５，１７を鏡筒１２Ｂによって直接に支持して（したがって、レンズ１４，１５，１７と鏡筒１２Ｂとが直接に接触する））光軸Ｏと同心的に位置決めする位置決め支持領域７２とを有し、位置決め支持領域７２は、光軸Ｏと直交する断面においてレンズ１４，１５，１７と例えば点接触する略直線状の鏡筒１２Ｂの薄肉部１２ｅによって形成される。この場合、薄肉部１２ｅは、レンズ支持部８０Ａの位置決め支持領域７２を形成する鏡筒１２Ｂの外周面部位に径方向内側に向かって凹陥溝９０を設けることによって形成される。すなわち、本実施の形態において、位置決め支持領域７２を形成する鏡筒１２Ｂの部位（すなわち、薄肉部１２ｅ）の径方向に沿う肉厚Ｔ２は、非接触領域７０を形成する鏡筒１２Ｂの部位の径方向に沿う肉厚Ｔ１よりも薄くなっている。また、各レンズ１４，１５，１７の薄肉部１２ｅの周方向位置が揃っている（一方向のみに薄肉部１２ｅが片寄っている）と、鏡筒１２Ｂの変形が起こり得るため、本実施の形態では、各レンズ１４，１５，１７ごとに薄肉部１２ｅの形成位置が互い違いになっている。すなわち、光軸Ｏ方向で互いに隣り合うレンズ同士（隣り合う第２のレンズ１４および第３のレンズ１５；隣り合う第３のレンズ１５および接合レンズ４０（ここでは、第５のレンズ１７））は、薄肉部１２ｅ（位置決め支持領域７２）の周方向位置が（したがって、非接触領域７０の周方向位置も）互いに異なっている。例えば、所定の周方向位置において、第２のレンズ１４では薄肉部１２ｅ（位置決め支持領域７２）が位置されるのに対し、第３のレンズ１５では非接触領域７０が位置される。また、所定の周方向位置において、第３のレンズ１５では薄肉部１２ｅ（位置決め支持領域７２）が位置されるのに対し、第５のレンズ１７では非接触領域７０が位置される。

【0046】

また、本実施の形態において、レンズ支持部８０Ａは、非接触領域７０と位置決め支持領域７２とが周方向に沿って交互に連続して設けられて成り、また、非接触領域７０および位置決め支持領域７２を形成する鏡筒１２Ｂの内面１２ｃはいずれも、光軸Ｏと直交する断面において直線状を成している。したがって、鏡筒１２Ｂは、断面が多角形（図８では六角形）の内面１２ｃを有している。しかしながら、非接触領域７０および／または位置決め支持領域７２を形成する鏡筒１２Ｂの内面１２ｃが円弧状を成していても構わない。なお、本実施の形態において、光軸方向で互いに隣り合うレンズ同士のレンズ支持部８０Ａは、非接触領域７０および位置決め支持領域７２の周方向位置が互いに同じであるが、互いに異なっていてもよい。

【0047】

以上説明したように、本実施の形態においても、前述した実施の形態と同様に、レンズ１４（１５，１７）を嵌合状態で支持するレンズ支持部８０Ａが、鏡筒１２Ｂとレンズ１４（１５，１７）とが接触しない非接触領域７０と、レンズ１４（１５，１７）を鏡筒１２Ｂに対して支持して光軸Ｏと同心的に位置決めする位置決め支持領域７２とを有するとともに、位置決め支持領域７２の径方向に沿う肉厚Ｔ２が非接触領域７０の径方向に沿う肉厚Ｔ１よりも薄く設定されているため、言い換えると、レンズ１４（１５，１７）を鏡筒１２Ｂに接触させない非接触領域７０を確保しつつ、レンズ１４（１５，１７）の熱膨張時にレンズ１４（１５，１７）が鏡筒１２Ｂから圧縮応力を直接的に受け得る位置決め支持領域７２ではレンズ支持部８０Ａの肉厚を薄く設定しているため、レンズ１４（１５，１７）の熱膨張を非接触領域７０のみならず位置決め支持領域７２でも効果的に逃がしてレンズ１４（１５，１７）に作用する圧縮応力を緩和させ、圧縮応力に伴うレンズ１４（１５，１７）の面形状の変形を抑制することができる。また、レンズ支持部８０Ａは、鏡筒１２Ｂとレンズ１４（１５，１７）とが接触しない非接触領域７０を伴いつつも、位置決め支持領域７２によってレンズ１４（１５，１７）を鏡筒１２Ｂに対して確実に支持して光軸Ｏと同心的に位置決めできるため、レンズ１４（１５，１７）がガタついて、解像性能劣化や光軸ずれが生じ、光学性能の劣化につながる虞もない。

【0048】

なお、本発明は、前述した実施の形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、本発明において、レンズ、鏡筒、介挿部材などの形状は、前述した実施の形態に限定されない。また、前述した実施の形態では、第２、第３および第５のレンズにレンズ支持部（介挿部材）が設けられたが、例えば第４のレンズおよび第５のレンズが接合レンズ４０でない場合などにおいては、第１のレンズおよび第４のレンズを含めて全てのレンズにレンズ支持部が設けられてもよい（全てのレンズと鏡筒との間に介挿部材が介在されてもよい）。

【符号の説明】

【0049】

１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ レンズユニット
１２，１２Ａ 鏡筒
１２ｃ 内面
１３，１４，１５，１６，１７ レンズ
１４ａ，１５ａ，１７ａ 外周側面
３０ 介挿部材
３０ａ レンズ嵌合部
３０ｂ 鏡筒嵌合部
７０ 非接触領域
７２ 位置決め支持領域
８０，８０Ａ レンズ支持部
３００ カメラモジュール
Ｏ 光軸
Ｓ 内側収容空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【手続補正書】

【提出日】2023-06-28

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズを収容保持するための内側収容空間を形成する筒状の鏡筒と、前記鏡筒の前記内側収容空間内に組み込まれ、複数のレンズが光軸に沿って並べられて成るレンズ群とを備えるレンズユニットであって、
前記レンズの外周側面と前記鏡筒の内面との間に介挿されて前記レンズを前記鏡筒と接触させることなく前記光軸と同心的に位置決めするための環状の介挿部材を備え、
前記介挿部材は、前記鏡筒と接触することなく前記レンズと嵌合するレンズ嵌合部と、前記レンズと接触することなく前記鏡筒と嵌合する鏡筒嵌合部とを有し、
前記レンズ嵌合部の径方向に沿う肉厚は、前記鏡筒嵌合部の径方向に沿う肉厚以下に設定されることを特徴とするレンズユニット。

【請求項2】

前記光軸と直交する断面において、前記介挿部材の前記レンズ嵌合部が前記レンズと点接触するとともに、前記介挿部材の前記鏡筒嵌合部が前記鏡筒と線接触す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】

前記介挿部材は、その周方向に沿って前記レンズ嵌合部と前記鏡筒嵌合部とを交互に有することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズユニット。

【請求項4】

光軸方向で互いに隣り合うレンズ同士は、前記介挿部材の前記レンズ嵌合部および前記鏡筒嵌合部の周方向位置が互いに同じであることを特徴とする請求項３に記載のレンズユニット。

【請求項5】

光軸方向で互いに隣り合うレンズ同士は、前記介挿部材の前記レンズ嵌合部および前記鏡筒嵌合部の周方向位置が互いに異なることを特徴とする請求項３に記載のレンズユニット。

【請求項6】

レンズを収容保持するための内側収容空間を形成する筒状の鏡筒と、前記鏡筒の前記内側収容空間内に組み込まれ、複数のレンズが光軸に沿って並べられて成るレンズ群とを備えるレンズユニットであって、
前記鏡筒は、前記レンズと接触しない非接触領域と、前記レンズを直接に支持して前記光軸と同心的に位置決めする位置決め支持領域とを有し、
前記位置決め支持領域は、前記非接触領域よりも径方向に沿う肉厚が薄く設定されることを特徴とするレンズユニット。

【請求項7】

前記鏡筒は、断面が円形の内面を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載のレンズユニット。

【請求項8】

前記鏡筒は、断面が多角形の内面を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載のレンズユニット。

【請求項9】

請求項１から８のいずれか一項に記載のレンズユニットを備えていることを特徴とするカメラモジュール。