特開 2024-178037 光学装置、制御システム、及び移動装置

(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】P2024178037

(43)【公開日】2024-12-24

(54)【発明の名称】光学装置、制御システム、及び移動装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/02 20210101AFI20241217BHJP

【ＦＩ】

G02B7/02 B

G02B7/02 A

【審査請求】有

【請求項の数】19

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023096527

(22)【出願日】2023-06-12

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100208580

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 玲奈

(72)【発明者】

【氏名】小野 真生

【テーマコード（参考）】

2H044

【Ｆターム（参考）】

2H044AA18

2H044AB06

2H044AB17

(57)【要約】

【課題】構造を複雑化することなく、鏡筒がレンズを高精度で保持することが可能な光学装置を提供する。
【解決手段】第１レンズ及び第２レンズと、第１レンズ及び第２レンズを保持する鏡筒と、を有し、鏡筒は、第１レンズを保持する第１保持部と、第２レンズを保持する第２保持部とを備え、第１レンズの第１非有効面と第２レンズの第２非有効面とは互いに当接しており、第２レンズは、第２保持部により保持される第１領域と、第２非有効面を含む第２領域とを備え、第２領域の外径の最大値が、第１領域の外径の最大値よりも大きい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１レンズ及び第２レンズと、
前記第１レンズ及び前記第２レンズを保持する鏡筒と、を有し、
前記鏡筒は、前記第１レンズを保持する第１保持部と、前記第２レンズを保持する第２保持部とを備え、
前記第１レンズの第１非有効面と前記第２レンズの第２非有効面とは互いに当接しており、
前記第２レンズは、前記第２保持部により保持される第１領域と、前記第２非有効面を含む第２領域とを備え、
前記第２領域の外径の最大値が、前記第１領域の外径の最大値よりも大きいことを特徴とする光学装置。

【請求項2】

前記第１領域は、径方向において前記鏡筒に対して離間していることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項3】

前記第１レンズは、前記第１保持部により保持され前記第１非有効面を含む第４領域と、外径が前記第４領域の外径よりも小さい第３領域を含むことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項4】

前記第２レンズの前記第２領域の外径の最大値をＡとし、前記第１レンズの前記第４領域の外径の最大値をＢとしたとき、
Ａ／Ｂ＞１．０３
とすることを特徴とする請求項３に記載の光学装置。

【請求項5】

前記第１レンズの前記第３領域と前記第４領域の間を保持する保持部材を有することを特徴とする請求項３に記載の光学装置。

【請求項6】

前記保持部材が前記第１レンズを保持する位置は、前記第１レンズの有効領域外であることを特徴とする請求項５に記載の光学装置。

【請求項7】

前記第２レンズの前記第２非有効面の位置における外径は、前記第１レンズの前記第１非有効面の位置における外径よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載の光学装置。

【請求項8】

前記第１保持部は、前記第２レンズを保持しないことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項9】

前記第１レンズは、複数のレンズのうち光軸方向において最も物体側に位置することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項10】

前記第１レンズは、複数のレンズのうち光軸方向において最も物体側のレンズに隣接するレンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項11】

前記第１レンズは、プラスチックレンズであることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項12】

撮像素子と、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の光学装置と、を有する、
ことを特徴とする撮像装置。

【請求項13】

光源からの照明光を用いて物体を走査する走査部を備え、
前記走査部により照明された前記物体からの反射光を、レンズを介して受光素子に導くことを特徴とする請求項１に記載の光学装置。

【請求項14】

請求項１３に記載の光学装置を備え、
前記受光素子からの信号に基づき前記物体の距離情報を取得する取得部を有することを特徴とする制御システム。

【請求項15】

前記距離情報に基づき、移動装置の移動を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項１４に記載の制御システム。

【請求項16】

前記物体の前記距離情報に応じて警告を行う警告装置を備えることを特徴とする請求項１４または１５に記載の制御システム。

【請求項17】

請求項１に記載の光学装置を備え、該光学装置を保持して移動可能であることを特徴とする移動装置。

【請求項18】

請求項１３に記載の光学装置を備え、
前記受光素子からの信号に基づき前記物体の距離情報を取得する取得手段を有することを特徴とする移動装置。

【請求項19】

前記距離情報に基づき、前記移動装置の移動を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項１８に記載の移動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学装置、制御システム、及び移動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年ドライバーを補助する運転支援システムや、自動運転への応用のため車載用カメラの需要が増えている。車載カメラは気温、日射、昼夜、地域など様々な要因により環境温度が大きく変わるため、デジタルカメラやスマートフォンカメラなどより、広範囲への環境温度対応が求められる。

【0003】

車載カメラの中でもレンズを鏡筒内に収納するレンズユニットの環境温度に対する課題としては、レンズと鏡筒で材質が異なることで、線膨張係数に差が生じ、高低温環境下と組み立て時の状態で鏡筒のレンズ保持の状態が異なるといった課題がある。例えばレンズの材料の線膨張係数が、鏡筒の材料の線膨張係数より小さい場合、組み立て環境より高温になった時、レンズの径方向、スラスト方向ともに隙間が大きくなる。逆に組み立て環境下より低温環境下ではレンズの径方向、スラスト方向ともに隙間が埋まる。鏡筒は光学性能を担保するため、レンズと鏡筒間の隙間は少なくなることが望ましい。しかしながら組み立て環境下でレンズと鏡筒間を隙間なく埋めるように設定してしまうと、温度が変わった場合に、レンズが鏡筒に締め付けられて変形や破損してしまう可能性がある。特に車載カメラの鏡筒には金属や樹脂材料の中でも材料強度の高い材質が用いられることが多く、レンズの破損や変形の可能性が高い。

【0004】

一方で前述のように鏡筒はレンズを高精度で保持することが期待される。１つの手段として複数のレンズ外径を同径にすることで、レンズを保持する鏡筒内壁の同軸加工精度を向上することが考えられる。しかしながら画角などの光学性能の要求から、一部のレンズは同径で保持できない場合がある。このような場合は一部のレンズだけが異径になり他のレンズに対して径方向に突出してしまうことになる。またこの突出部を押え環などで保持する場合、有効光線に干渉しないよう押え環を配置するため、レンズに段形状の保持部材収納部を作ることがある。このような形状を採用した場合、同径で保持していないレンズの押え環で保持されている保持部が特に変形しやすい形状となってしまうことがある。

【0005】

このような課題に対して特許文献１では、押え環とレンズの間に弾性部材を挟んで、応力を吸収させる方法が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特許２０１０－８５７１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、弾性部材を挟むことで部品点数の増加や組み立ての複雑化を招くといった課題があり、鏡筒がレンズを高精度で保持することができない場合もある。

【0008】

そこで、本発明では、構造を複雑化することなく、鏡筒がレンズを高精度で保持することが可能な光学装置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】

【0009】

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての光学装置は、第１レンズ及び第２レンズと、前記第１レンズ及び第２レンズを保持する鏡筒と、を有し、前記鏡筒は、前記第１レンズを保持する第１保持部と、前記第２レンズを保持する第２保持部とを備え、前記第１レンズの第１非有効面と前記第２レンズの第２非有効面とは互いに当接しており、前記第２レンズは、前記第２保持部により保持される第１領域と、前記第２非有効面を含む第２領域とを備え、前記第２領域の外径の最大値が、前記第１領域の外径の最大値よりも大きいことを特徴とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、構造を複雑化することなく、鏡筒がレンズを高精度で保持することが可能な光学装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施例１のレンズユニット構成を示す図である。

【図2】実施例１のレンズユニットにおける保持部材周辺の拡大図である。

【図3】実施例１の応力抑制効果を示す図である。

【図4】実施例１の第１レンズの変形抑制効果を示す図である。

【図5】実施例２のレンズユニット構成を示すである。

【図6】実施例２の保持部材周辺の構造の拡大図である。

【図7】従来例のレンズユニット構成を示す図である。

【図8】従来例の保持部材周辺の構造の拡大図である。

【図9】実施例３に係る車載システムの構成図である。

【図10】実施例３に係る車載システムを含む移動装置としての車両の模式図である。

【図11】実施例３に係る車載システムの動作例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。以下に説明する実施形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

【0013】

＜実施例１＞
図１は、実施例１のレンズユニットの断面図の一例を示す図である。図１に示すように、実施例１におけるレンズユニット（光学装置）には、光軸１０１に沿うように複数のレンズ１０２が鏡筒１０３に組み込まれる（収納される）。尚、不図示ではあるが、実施例１におけるレンズユニットはカメラユニット（撮像装置）に含まれる。また、カメラユニットは例えば、ＩＲカットフィルタ、撮像素子、基板等を含みうる。

【0014】

ＩＲカットフィルタは、複数のレンズ１０２を通過する光から可視波長の光を透過し近赤外波長の光を遮断するフィルタ（赤外光除去フィルタ）から構成される。撮像素子は、ＣＣＤセンサまたはＣＭＯＳセンサなどのイメージセンサからなり、レンズ群によって結像された被写体像等を光電変換してアナログ画像信号として出力する。基板は、例えば、駆動用基板やインターフェース基板等の基盤を含む。駆動用基板は、撮像素子を駆動させるための基板である。インターフェース基板は、電気的に接続されたコネクタを介して外部装置と接続し、各情報の通信が可能な基板である。

【0015】

複数のレンズ１０２は、鏡筒１０３もしくはスペーサー１０４によって保持される。具体的には、第１レンズ１０２ａが保持部材（レンズ保持部材）１０５によってスラスト方向（光軸１０１方向）を押える（保持する）ことで鏡筒１０３に対して各レンズ１０２が固定される。実施例１における第１レンズ１０２ａは、複数のレンズ１０２のうち光軸方向において最も物体側に位置するレンズである。

【0016】

図２は、実施例１のレンズユニットにおける保持部材１０５周辺の構造の拡大図の一例である。以下、図２を参照して実施例１のレンズユニットにおける保持部材１０５周辺の構造を説明する。

【0017】

実施例１における第１レンズ１０２ａは、第３領域（第１レンズ１０２ａの第１外径部）１０９と、当該第３領域１０９における外径よりも外径が大きい第４領域（第１レンズ１０２ａの第２外径部）１０８を有するように構成される。具体的には、第１レンズ１０２ａにおける第４領域１０８の外径の最大値が第３領域１０９の外径の最大値よりも大きい。このように、第３領域１０９と第４領域１０８とでは外径が異なるため、第１レンズ１０２ａは、例えば光軸と直交した方向で見た際に、段違いの構造（２段構造）になっている。

【0018】

また、第１レンズ１０２ａは、結像に寄与する有効光線が通過する領域であり有効面（レンズ面、光学面）と結像に寄与しない領域（有効領域よりも外側の領域）である非有効面（第１非有効面）１１２ａを有するように構成される。図２等に示すように非有効面１１２ａは第４領域１０８に含まれる。

【0019】

第１レンズ１０２ａは、鏡筒１０３の第１の保持部（第１の嵌合部）１０７によって保持される。具体的には、第１の保持部１０７は、第１レンズ１０２ａの第４領域１０８をラジアル方向（径方向、光軸直行方向）に保持する。

【0020】

また、保持部材１０５は、第１レンズ１０２ａの第３領域１０９と第４領域１０８間の部位である平面部１１３を保持している。平面部１１３は、径方向で第１レンズ１０２ａの第３領域１０９と第４領域１０８を繋いでいる面である。実施例１における平面部１１３は、第１レンズ１０２ａの有効光線を避けた位置（有効領域外）に構成される。

【0021】

このように、第１レンズ１０２ａを保持するために平面部１１３をレンズに構成し、保持部材１０５によって平面部１１３を保持することで、有効光線を避けて、第１レンズ１０２ａを保持（有効領域外で保持）することが可能となる。これによりレンズユニットを小型化することができる。

【0022】

実施例１における第２レンズ１０２ｂは、第１領域（第２レンズ１０２ｂの第２外径部）１１１と、当該第１領域１１１における外径よりも外径が大きい第２領域（第２レンズ１０２ｂの外径部）１１０を有するように構成される。具体的には、第２レンズ１０２ｂにおける第２領域１１０の外径の最大値が第１領域の外径の最大値よりも大きい。このように、第１領域１１１と第２領域１１０とでは外径が異なるため、第２レンズ１０２ｂは、例えば光軸と直交した方向で見た際に、段違いの構造（２段構造）になっている。

【0023】

また、第２レンズ１０２ｂは、結像に寄与する有効光線が通過する領域であり有効面（レンズ面、光学面）と結像に寄与しない領域（有効領域よりも外側の領域）である非有効面（第２非有効面）１１２ｂを有するように構成される。図２等に示すように非有効面１１２ｂは第２領域１１０に含まれる。

【0024】

第２レンズ１０２ｂは、第１レンズ１０２ａと当接する。具体的には、第１レンズ１０２ａの非有効面１１２ａと第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂとが互いに当接する。

【0025】

第２レンズ１０２ｂは、鏡筒１０３の第２の保持部（第２の嵌合部）１０６によって保持される。具体的には、第２の保持部１０６によって第２レンズ１０２ｂの第１領域１１１をラジアル方向に保持する。第２の保持部１０６が第１領域１１１を保持した際、第２の保持部１０６は第２領域１１０とは接触しない。第２の保持部１０６の内径は、第１の保持部１０７の内径より小さい。

【0026】

また、第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂの位置における外径は第２の保持部１０６の内径よりも大きい。このようにすることで、平面部１１３における保持位置を保持部材１０５で押える時の荷重や、環境温度の変化、レンズの線膨張差の影響でレンズを変形させる荷重が加わった場合でも、第１レンズ１０２ａの変形を抑え安定して保持することができる。そして、本実施例では、複数のレンズ１０２やスペーサー１０４を１つの保持部材１０５により固定している。このようにすることで、鏡筒１０３内径に保持するレンズ１０２及びスペーサー１０４の光軸方向の長さが長くなり、線膨張係数の差による影響を受けやすくなるため効果的である。

【0027】

図２等に示すように、第２の保持部１０６が第１領域１１１を保持した際、第１領域１１１の少なくとも一部は径方向において鏡筒１０３と非接触となっている。即ち、第１領域１１１の少なくとも一部は径方向において鏡筒１０３と離間している。

【0028】

このように本実施例では、鏡筒１０３は、第１レンズ１０２ａの第４領域１０８を保持する部分である第１の保持部１０７と第２レンズ１０２ｂの第１領域１１１を保持する部分である第２の保持部１０６を有するように構成される。また、図２に示すように第１の保持部１０７と第２の保持部１０６はそれぞれ鏡筒１０３の異なる位置に構成される。

【0029】

第２レンズ１０２ｂより像側（像面側）のレンズは、図１に示すように第２の保持部１０６によって保持される。尚、第２レンズ１０２ｂより像側のレンズの外径は第２レンズ１０２ｂの外径と同径であることが好ましい。具体的には、第２レンズ１０２ｂより像側のレンズの外径は第２レンズ１０２ｂが第２の保持部１０６で保持され位置の径と同径であることが好ましい。これは前述のレンズ１０２を保持する鏡筒１０３の内壁の同軸加工精度向上のためである。

【0030】

また、本実施例においては、第１レンズ１０２ａの非有効面１１２ａの位置における外径は、第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂの位置における外径よりも大きい。即ち、第４領域１０８の外径の方が第２領域における外径より大きい。そのため、第１レンズ１０２ａの非有効面１１２ａと第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂを当接させて、第１の保持部１０７で第１レンズ１０２ａを保持した際には、第２領域１１０は径方向において、鏡筒１０３に対して離間している。即ち、第２領域１１０は、径方向において鏡筒１０３の第１の保持部１０７と非接触となり、径方向で第２領域１１０の外径から第１の保持部１０７の内径の間には所定の空間が形成される。このように、第１の保持部１０７は、第１レンズ１０２ａの第４領域１０８は保持するが第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０を保持しない。

【0031】

実施例１のレンズユニットにおける安定して保持する効果について、以下に従来例と比較して説明する。図７は、従来例のレンズユニット構成を示す断面図である。図８は、従来例の保持部材周辺の構造の拡大図を示している。尚、従来例のレンズユニットと本実施例のレンズユニットとで、同様の構成の箇所には同じ符号を付して説明をする。

【0032】

従来例では、図８に示すように第１レンズ１０２ａの非有効面１１２ａに当接する第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂの接触面積が本実施例における接触面積より少ない。そのため、前述のような押え荷重や環境温度変化で保持部に荷重が加わった際に、保持部材１０５から第１レンズ１０２ａを折り曲げる力１１５が働き、第１レンズ１０２ａの外径の隅部１１６に応力集中が発生しやすい構造となる。特に、第１レンズ１０２ａの第３領域１０９の外径よりも第２レンズ１０２ｂの領域１１１（実施例１における第１領域１１１）の外径が小さい場合は、従来例では応力集中がより生じやすくなる。

【0033】

尚、第１レンズ１０２ａはプラスチックレンズを採用するようにしてもよい。第１レンズ１０２ａがプラスチックレンズの場合、保持部材１０５に発生する荷重により変形し光学性能が低下する恐れがある。そのため、本実施例では第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の外径を第１レンズ１０２ａの第３領域１０９の外径より大きくしている。

【0034】

図３は、第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂの位置における外径と第１レンズ１０２ａの第３領域１０９の外径の比と隅部１１６の応力比の関係を示す図である。

【0035】

図３に示す縦軸の応力比は、第２の保持部１０６の内径と第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の外径が同等である場合を基準に算出している。これは、第２の保持部１０６の内径と第２領域１１０の外径が同等の場合の従来例を想定し、当該従来例の構成と本実施例の構成とを比較するためである。さらに、当該従来例では、図８に示すように第２レンズ１０２ｂにおける領域（実施例１における第１領域１１１）は１つで構成されるため、第２レンズ１０２ｂは２段構成になっていない。即ち、従来例では、実施例１における第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の外径と第２レンズ１０２ｂの第１領域１１１の外径が同等となる。

【0036】

図３に示すように第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂの位置における外径と第１レンズ１０２ａの第３領域１０９の外径の比が、１の近傍を境に、隅部１１６への応力集中が大きく変化することがわかる。これは前述のように、第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の非有効面１１２ｂの位置における外径＞第１レンズ１０２ａの第３領域１０９の外径、の関係となると、折り曲げる力（荷重）１１５を抑制する効果が大きくなるためである。

【0037】

第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂの位置における外径が第１レンズ１０２ａの第３領域１０９の外径より約５％小さい場合を想定する。この場合、製造誤差で第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂの位置における外径＞第１レンズ１０２ａの第３領域１０９の外径の関係が逆転する。そのため、十分応力集中を抑制する効果が得られない可能性がある。さらに、第１レンズ１０２ａの第４領域１０８の外径に対して、第３領域１０９の外径が小さくなると、レンズ１０２の加工コスト増や、不要光がレンズ内に入りやすい等の懸念がある。

【0038】

そのため、第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂの位置における外径が第３領域１０９の外径より、５％以上大きいと好ましい。即ち、第１レンズ１０２ａの第３領域１０９の外径と、第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂの位置における外径の比は所定の範囲内であることが望ましい。

【0039】

具体的には、第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の外径の最大値をＡとし、第１レンズ１０２ａの第３領域１０９の外径の最大値をＢとしたとき、ＡとＢの比が、Ａ／Ｂ＞１．０５となるよう設定することが好ましい。尚、Ａを、第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂの位置における外径としてもよい。ここで、第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の外径の最大値が第３領域１０９の外径の最大値より３％以上大きいとより好ましい。従って、上記したＡとＢの比が、Ａ／Ｂ＞１．０３となるよう設定することがより望ましい。

【0040】

また、図３に示す通り、隅部１１６の応力は第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の外径の最大値が第３領域１０９の外径の最大値より３％以上大きいとき、従来に比べ６０％程度にすることができ、十分応力集中を抑制する効果が期待できる。より望ましくは応力集中を従来の２５％程度とすることができる、第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の外径の最大値が第３領域１０９の外径の最大値より１０％以上とすることである。応力集中を２５％程度に低減することができれば、従来例においてはガラスが破損するような場合においても、ガラスの破損なく安定して保持することができる。

【0041】

図４は、第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の非有効面１１２ｂの位置における外径と第１レンズ１０２ａの第３領域１０９の外径比と第１レンズ１０２ａの第１面頂点１１７の光軸方向の変形比の関係を示した図である。図４に示す縦軸の変形比は、図３と同様に第２の保持部１０６の内径と第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の外径が同等である場合を基準に算出している。

【0042】

図４における傾向は、図３の隅部１１６の応力比と同様であるが、第１レンズ１０２ａがプラスチックレンズの場合、前述のレンズ破損よりも変形量が光学性能に影響を及ぼす可能性が高い。プラスチックレンズの変形量は通常ガラスレンズの変形量に対して、数倍～数十倍になるため、第１レンズ１０２ａにプラスチックレンズを採用する場合は、変形量を考慮しガラスレンズより第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の外径を大きくしてもよい。

【0043】

本実施例においては、第１レンズ１０２ａの第３領域１０９のレンズコバ部から入射した光が撮像素子に入射してフレアなどの不要光となる場合がある。そのため、フレア対策として、第１レンズ１０２ａの第３領域１０９周辺に黒塗りを施してもよいし、鏡筒１０３内部で不要光を切るような構成を用いても構わない。

【0044】

また、本実施例においては、第２の保持部１０６に複数のレンズが保持される例を示した。ここで、第２の保持部１０６に第２レンズ１０２ｂを含む２つ以上のレンズが保持されれば本実施例の効果がある。そのため、第２レンズ１０２ｂ以降の像面側に配置されたレンズは、第１の保持部１０７及び第２の保持部１０６とは異なる第３の保持部（第３の嵌合部）等の鏡筒１０３における保持部分に保持される構成をとしても構わない。

【0045】

また、本実施例においては、第１レンズ１０２ａは、第３領域１０９と第４領域１０８を有するように構成されるため、第１レンズ１０２ａは少なくとも２つの外径を有するように構成される例を示した。ここで、第２レンズ１０２ｂが第１領域１１１と第２領域１１０の２つの径を有している状態で、第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の外径が所定量以上に大きい状態を想定する。このような場合、第１レンズ１０２ａが上記で説明した２段の構成になっておらず、隅部１１６を有さない構成であっても、第１レンズ１０２ａのガラス破損や変形を抑制する効果は得られる。また、隅部１１６は、図２等では９０度の直角としているが、これに限らず隅部１１６に対してＲ加工を施すようにしてもよい。

【0046】

以上のように、実施例１のレンズユニットの構成とすることで、レンズユニットの構造を複雑化することなく、鏡筒がレンズを高精度で保持することが可能とすることができる。

【0047】

＜実施例２＞
実施例２におけるレンズユニットの構成について図５、図６を参照して説明する。図５は、実施例２におけるレンズユニットの構成を示す図である。図６は、第１レンズ１０２ａと第２レンズ１０２ｂと保持部材１０５周辺の構造を拡大した図である。以下、実施例２において実施例１と同様の構成については説明を省略し、実施例２における特徴的な部分のみ説明を行う。

【0048】

図５に示すように、実施例２における第１レンズ１０２ａは物体側から見て光軸方向で２番目のレンズである。そして、当該第１レンズ１０２ａと当接する第２レンズ１０２ｂは、物体側から見て光軸方向で３番目のレンズである。即ち、実施例２における第１レンズ１０２ａは、最も物体側のレンズに隣接するレンズである（光軸方向で最も物体側の次に配置されるレンズ）。画角の広いレンズユニットは、最も物体側のレンズが他のレンズに比べ大きくなることがあり、実施例２に示すように保持部材１０５単独で保持する場合がある。実施例２における第１レンズ１０２ａは、スラスト方向を固定する保持部材１０５により保持される。

【0049】

実施例２では、実施例１と同様に第２レンズ１０２ｂの非有効面１１２ｂは、第１レンズ１０２ａの非有効面１１２ａに当接している。そして、第２レンズ１０２ｂより像側のレンズは、鏡筒１０３の第２の保持部１０６により保持される。このようなレンズ保持方法を採用した場合、実施例１と同様に第１レンズ１０２ａと第２レンズ１０２ｂにおける関係が発生する。そして、このような場合においても実施例１に示した方法と同様に、第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０の外径を第２の保持部１０６の内径より大きくすることにより、第１レンズ１０２ａの変形を抑制することができる。これにより実施例１と同様に、より安定して保持部材１０５はレンズ１０２を保持することが可能になる。

【0050】

また、実施例２に示したように第１レンズ１０２ａは必ずしも最も物体側のレンズでなくともよい。実施例１及び実施例２には、第２レンズ１０２ｂの第２領域１１０に対して隣接する物体側のレンズの外径（第１レンズ１０２ａの第４領域１０８）が大きい場合を示した。しかし、実施例１で示した鏡筒１０３とレンズ１０２の関係が成立すればよく、外径が大きいレンズが像側に配置されても、実施例１の第１レンズ１０２ａと第２レンズ１０２ｂにおける同様の関係が成立すれば、同様の効果が得られる。

【0051】

以上のように、実施例２のレンズユニットの構成とすることで、実施例１と同様にレンズユニットの構造を複雑化することなく、鏡筒がレンズを高精度で保持することが可能とすることができる。

【0052】

＜実施例３＞
図９は、上記の各実施例に係る光学装置及びそれを備える車載システム（運転支援装置）１０００の構成図である。実施例３における光学装置１は、実施例１及び２における光学装置の構成を有する。

【0053】

車載システム１０００は、自動車（車両）等の移動可能な移動体（移動装置）により保持され、光学装置１により取得した車両の周囲の障害物や歩行者などの対象物の距離情報に基づいて、車両５００の運転（操縦）を支援するための制御システムである。図１０は、車載システム１０００を含む移動装置としての車両５００の模式図である。図１０においては、光学装置１の測距範囲（検出範囲）を車両５００の前方に設定した場合を示しているが、測距範囲を車両５００の後方や側方などに設定してもよい。

【0054】

図９に示すように、車載システム１０００は、光学装置１と、車両情報取得装置２００と、制御装置（制御部、ＥＣＵ：エレクトロニックコントロールユニット）３００と、警告装置（警告部）４００とを備える。車載システム１０００において、光学装置１が備える制御部（不図示）は、距離取得部（取得部）及び衝突判定部（判定部）としての機能を有する。ただし、必要に応じて、車載システム１０００において制御部とは別体の距離取得部や衝突判定部を設けてもよく、夫々を光学装置１の外部（例えば車両５００の内部）に設けてもよい。あるいは、制御装置３００を制御部として用いてもよい。また、光学装置１は、光源（不図示）からの照明光を用いて物体を走査する走査部を備えうる。

【0055】

図１１は、実施例３に係る車載システム１０００の動作例を示すフローチャートである。以下、このフローチャートに沿って車載システム１０００の動作を説明する。

【0056】

まず、ステップＳ１では、光学装置１の光源からの照明光より車両５００の周囲の対象物を照明し、対象物からの反射光を受光する。制御部は、反射光を、レンズを介して受光することで不図示の受光素子（受光部）が出力する信号に基づき、対象物の距離情報を取得する。この時、距離取得部は、受光素子からの信号に基づき物体の距離情報を取得する取得手段として機能する。ここで、距離情報は、移動装置（車両５００）から物体までの距離に関する情報であればよく、距離そのものでなくてもよい。また、ステップＳ２では、車両情報取得装置２００により車両５００の車速、ヨーレート、舵角などを含む車両情報の取得を行う。そして、ステップＳ３では、制御部によって、ステップＳ１で取得された距離情報やステップＳ２で取得された車両情報を用いて、対象物までの距離が予め設定された設定距離の範囲内に含まれるか否かの判定を行う。

【0057】

これにより、車両５００の周囲の設定距離内に対象物が存在するか否かを判定し、車両５００と対象物との衝突可能性を判定することができる。尚、ステップＳ１及びＳ２は、上記の順番とは逆の順番で行われてもよいし、互いに並列して処理を行われてもよい。制御部は、設定距離内に対象物が存在する場合は「衝突可能性あり」と判定し（ステップＳ４）、設定距離内に対象物が存在しない場合は「衝突可能性なし」と判定する（ステップＳ５）。

【0058】

次に、制御部は、「衝突可能性あり」と判定した場合、その判定結果を制御装置３００や警告装置４００に対して通知（送信）する。このとき、制御装置３００は制御部での判定結果に基づいて車両５００を制御し（ステップＳ６）、警告装置４００は制御部での判定結果に基づいて車両５００のユーザ（運転者、搭乗者）への警告を行う（ステップＳ７）。この時、警告装置４００は、物体の距離情報に応じて警告を行う警告手段として機能する。尚、判定結果の通知は、制御装置３００及び警告装置４００の少なくとも一方に対して行えばよい。

【0059】

制御装置３００は、車両５００の駆動部（エンジンやモータなど）に対して制御信号を出力することで、車両５００の駆動及び移動を制御することができる制御手段として機能する。制御装置３００は、例えば、車両５００においてブレーキをかける、アクセルを戻す、ハンドルを切る、各輪に制動力を発生させる制御信号を生成してエンジンやモータの出力を抑制するなどの制御を行う。また、警告装置４００は、ユーザに対して、例えば警告音を発する、カーナビゲーションシステムなどの画面に警告情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどの警告を行う。

【0060】

以上、実施例３に係る車載システム１０００によれば、上記の処理により対象物の検出及び測距を行うことができ、車両５００と対象物との衝突を回避することが可能になる。特に、上記した各実施例に係る光学装置を車載システム１０００に適用することで、高い測距精度を実現することができるため、対象物の検出及び衝突判定を高精度に行うことが可能になる。

【0061】

尚、実施例３では、車載システム１０００を運転支援（衝突被害軽減）に適用したが、これに限らず、車載システム１０００をクルーズコントロール（全車速追従機能付を含む）や自動運転などに適用してもよい。また、車載システム１０００は、自動車等の車両に限らず、例えば船舶や航空機、産業用ロボットなどの移動体に適用することができる。また、移動体に限らず、高度道路交通システム（ＩＴＳ）や監視システム等の物体認識を利用する種々の機器に適用することができる。

【0062】

また、車載システム１０００や車両５００は、万が一、車両５００が障害物に衝突した場合に、その旨を車載システムの製造元（メーカ）や移動装置の販売元（ディーラ）などに通知するための通知装置（通知部）を備えていてもよい。例えば、通知装置としては、車両５００と障害物との衝突に関する情報（衝突情報）を予め設定された外部の通知先に対して電子メールなどによって送信するもの採用することができる。

【0063】

このように、通知装置によって衝突情報を自動通知する構成を採ることにより、衝突が生じた後に点検や修理などの対応を速やかに行うことができる。尚、衝突情報の通知先は、保険会社、医療機関、警察などや、ユーザが設定した任意のものであってもよい。また、衝突情報に限らず、各部の故障情報や消耗品の消耗情報を通知先に通知するように通知装置を構成してもよい。衝突の有無の検知については、上述した受光素子からの出力に基づいて取得された距離情報を用いて行ってもよいし、他の検知部（センサ）によって行ってもよい。

【0064】

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

【0065】

本実施形態の開示は、以下の構成、及びシステムを含む。

【0066】

（構成１）
第１レンズ及び第２レンズと、
前記第１レンズ及び前記第２レンズを保持する鏡筒と、を有し、
前記鏡筒は、前記第１レンズを保持する第１保持部と、前記第２レンズを保持する第２保持部とを備え、
前記第１レンズの第１非有効面と前記第２レンズの第２非有効面とは互いに当接しており、
前記第２レンズは、前記第２保持部により保持される第１領域と、前記第２非有効面を含む第２領域とを備え、
前記第２領域の外径の最大値が、前記第１領域の外径の最大値よりも大きいことを特徴とする光学装置。

【0067】

（構成２）
前記第１領域は、径方向において前記鏡筒に対して離間していることを特徴とする構成１に記載の光学装置。

【0068】

（構成３）
前記第１レンズは、前記第１保持部により保持され前記第１非有効面を含む第４領域と、外径が前記第４領域の外径よりも小さい第３領域を含むことを特徴とする構成１または２に記載の光学装置。

【0069】

（構成４）
前記第２レンズの前記第２領域の外径の最大値をＡとし、前記第１レンズの前記第４領域の外径の最大値をＢとしたとき、
Ａ／Ｂ＞１．０３
とすることを特徴とする構成３に記載の光学装置。

【0070】

（構成５）
前記第１レンズの前記第３領域と前記第４領域の間を保持する保持部材を有することを特徴とする構成３または４に記載の光学装置。

【0071】

（構成６）
前記保持部材が前記第１レンズを保持する位置は、前記第１レンズの有効領域外であることを特徴とする構成５に記載の光学装置。

【0072】

（構成７）
前記第２レンズの前記第２非有効面の位置における外径は、前記第１レンズの前記第１非有効面の位置における外径よりも小さいことを特徴とする構成３乃至６のいずれか１つに記載の光学装置。

【0073】

（構成８）
前記第１保持部は、前記第２レンズを保持しないことを特徴とする構成１乃至７のいずれか１つに記載の光学装置。

【0074】

（構成９）
前記第１レンズは、複数のレンズのうち光軸方向において最も物体側に位置することを特徴とする構成１乃至８のいずれか１つに記載の光学装置。

【0075】

（構成１０）
前記第１レンズは、複数のレンズのうち光軸方向において最も物体側のレンズに隣接するレンズであることを特徴とする構成１乃至８のいずれか１つに記載の光学装置。

【0076】

（構成１１）
前記第１レンズは、プラスチックレンズであることを特徴とする構成１乃至１０のいずれか１つに記載の光学装置。

【0077】

（構成１２）
撮像素子と、
構成１乃至１１のいずれか１つに記載の光学装置と、を有する、
ことを特徴とする撮像装置。

【0078】

（構成１３）
光源からの照明光を用いて物体を走査する走査部を備え、
前記走査部により照明された前記物体からの反射光を、レンズを介して受光素子に導くことを特徴とする構成１乃至１１のいずれか１つに記載の光学装置。

【0079】

（構成１４）
構成１３に記載の光学装置を備え、
前記受光素子からの信号に基づき前記物体の距離情報を取得する取得部を有することを特徴とする制御システム。

【0080】

（構成１５）
前記距離情報に基づき、移動装置の移動を制御する制御装置を備えることを特徴とする構成１４に記載の制御システム。

【0081】

（構成１６）
前記物体の前記距離情報に応じて警告を行う警告装置を備えることを特徴とする構成１４または１５に記載の制御システム。

【0082】

（構成１７）
構成１乃至１１のいずれか１つに記載の光学装置を備え、該光学装置を保持して移動可能であることを特徴とする移動装置。

【0083】

（構成１８）
構成１３に記載の光学装置を備え、
前記受光素子からの信号に基づき前記物体の距離情報を取得する取得手段を有することを特徴とする移動装置。

【0084】

（構成１９）
前記距離情報に基づき、前記移動装置の移動を制御する制御手段を備えることを特徴とする構成１８に記載の移動装置。

【0085】

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。その場合、そのプログラム、該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【符号の説明】

【0086】

１０１ 光軸
１０２ レンズ
１０３ 鏡筒
１０４ スペーサー
１０２ａ 第１レンズ
１０２ｂ 第２レンズ
１０５ 保持部材
１０６ 第２の保持部
１０７ 第１の保持部
１０８ 第４領域
１０９ 第３領域
１１０ 第２領域
１１１ 第１領域
１１２ａ 第１レンズの非有効面
１１２ｂ 第２レンズの非有効面
１１３ 平面部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】