CN115943336A 审中 透镜单元以及车载照相机
技术领域 [0001]本发明涉及一种适合搭载于汽车等车辆的车载照相机的透镜单元以及车载照相机。 背景技术 [0002]近年来,正在尝试在汽车上搭载车载照相机,支持停车,或通过图像识别实现防止碰撞,进而向自动驾驶应用。 [0003]这样的车载照相机由于汽车暴露于寒冷或热的环境而同样地暴露于严酷的温度环境中,进而,配置于汽车的外侧的车载照相机可能受到冷风、雪的影响,或因太阳光而成为过热状态。 [0004]因此,希望在汽车使用时使用的车载照相机能够从低温到高温稳定地使用,提出了各种温度对策(例如,参照专利文献1)。 [0005]近年来,通过在移动电话(智能手机)等中组装照相机等,高性能且低成本的照相机的需求较多,比较廉价的树脂透镜正在普及。 [0006]在车载照相机中也能够使用树脂透镜、树脂制的镜筒等部件,但在配置于车外的车载照相机中,如上述那样成为低温、高温,或者暴露于雨、雪、冰雹等,或者还有碰撞的跳落石头、来自汽车的落下物等的可能性等,因此在重视耐久性的情况下,大多采用玻璃透镜和金属制的镜筒。 [0007]现有技术文献 [0008]专利文献 [0009]专利文献1:日本特开2008-298968号公报 发明内容 [0010]发明所要解决的课题 [0011]但是,在某种程度的高性能的照相机的情况下,作为透镜使用例如由4片以上的透镜构成的透镜组,该透镜组的多个透镜保持为在镜筒中分别对齐光轴方向而排列成一列的状态。另外,有时为了调整光轴方向的透镜间的间隔而设置中间环。 [0012]另外,在镜筒内,例如透镜的外周面或中间环与镜筒的内周面接触而进行径向的定位,限制透镜组的物体(被拍摄体)侧和摄像传感器侧的位置,在进行光轴方向的定位的状态下将透镜组适当地保持在镜筒内。因此,透镜组的透镜处于在光轴方向层叠的状态,未成为各个透镜固定于镜筒的状态。 [0013]在镜筒保持为在光轴方向排列这样的多个透镜构成的透镜组、中间环的情况下,镜筒的沿着光轴方向的长度变长,在将镜筒、中间环作为膨胀率比较大的金属的情况下,由温度变化引起的沿着光轴方向的长度的变化量变大。与此相对,玻璃透镜的线膨胀率一般比金属小,例如,镜筒的温度上升引起的光轴方向的伸长量比透镜组整体的光轴方向的伸长量大,因此在透镜组的透镜间产生间隙而产生松动。 [0014]此时,产生透镜间隔变化、透镜以稍稍倾倒的方式倾斜的状态(倾斜),其结果,光学性能劣化。 [0015]本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种能够防止因温度变化引起的透镜间的松动而抑制光学性能劣化的透镜单元以及车载照相机。 [0016]用于解决课题的手段 [0017]为了解决上述课题,根据本发明的透镜单元,其特征在于,具备:透镜组,其是多个透镜沿着该透镜的光轴排列而成的;镜筒,其一体地支承所述透镜组;中间环,其配置于所述透镜组的至少一个部位的透镜之间;以及环状的弹性部件,其设置于在所述光轴方向相邻的所述透镜与所述中间环之间, [0018]在所述光轴方向与所述弹性部件相邻的所述透镜,在外周部具有向所述光轴方向凹陷的环状的凹部, [0019]所述弹性部件在所述光轴方向以压缩状态设置于所述凹部, [0020]所述弹性部件通过将配置于比所述弹性部件靠物体侧的所述透镜按压于所述镜筒的物体侧的端部的同时,将配置于比所述弹性部件靠像侧的所述透镜经由所述中间环按压于所述镜筒的像侧的端部,从而吸收随着温度变化引起的所述镜筒与所述透镜组的光轴方向的相对移动而产生的松动。 [0021]根据这样的结构,在因温度上升引起的镜筒与透镜的线膨胀率的差异而在透镜组的透镜彼此之间产生沿着光轴方向的间隙而产生松动的情况下,弹性部件通过将配置于比该弹性部件靠物体侧的透镜按压于镜筒的物体侧的端部的同时,将配置于比弹性部件靠像侧的透镜经由中间环按压于镜筒的像侧的端部,从而吸收所述松动。 [0022]因此,能够防止因温度变化引起的透镜间的松动而抑制光学性能的劣化。 [0023]另外,上述弹性部件由橡胶、板簧形成即可。 [0024]另外,在本发明的上述构造中,在所述光轴方向夹着所述弹性部件的所述透镜之间设置有其他透镜, [0025]所述其他透镜的外周部粘接固定于所述中间环。 [0026]根据这样的结构,由于其他透镜的外周部粘接固定于中间环,因此能够使该其他透镜通过中间环移动到镜筒的像侧,并且不会在其他透镜产生松动。 [0027]另外,根据本发明的透镜单元,其特征在于,具备:透镜组,其是多个透镜沿着该透镜的光轴方向排列而成的;镜筒,其一体地支承所述透镜组;以及环状的弹性部件,其配置于所述透镜组的至少一个部位的透镜之间, [0028]在所述光轴方向夹着所述弹性部件的透镜彼此,具有在它们的相对的外周面的一部分相互抵接的抵接面, [0029]在所述光轴方向夹着所述弹性部件的所述透镜中的一方,在比所述抵接面靠外周侧的外周面具有向所述光轴方向凹陷的环状的凹部, [0030]所述弹性部件在所述光轴方向以压缩状态设置于所述凹部, [0031]所述弹性部件通过将配置于比所述弹性部件靠物体侧的所述透镜按压于所述镜筒的物体侧的端部的同时,将配置于比所述弹性部件靠像侧的所述透镜按压于所述镜筒的像侧的端部,从而吸收随着温度变化引起的所述镜筒与所述透镜组的光轴方向的相对移动而产生的松动。 [0032]根据这样的结构,在因温度上升引起的镜筒与透镜的线膨胀率的差异而在透镜组的透镜彼此之间产生沿着光轴方向的间隙而产生松动的情况下,弹性部件通过将配置于比该弹性部件靠物体侧的透镜按压于镜筒的物体侧的端部的同时,将配置于比弹性部件靠像侧的透镜按压于镜筒的像侧的端部,从而吸收所述松动。 [0033]因此,能够防止因温度变化引起的透镜间的松动而抑制光学性能的劣化。 [0034]另外,在光轴方向夹着弹性部件的透镜彼此具有在其相对的外周面的一部分相互抵接的抵接面,因此通过抵接面彼此相互抵接,在常温时不会在所述透镜彼此之间产生松动。 [0035]另外,在本发明的上述结构中,所述弹性部件也可以配置于在构成所述透镜组的所述多个透镜之间相对于透镜面间距离的成像的灵敏度即面间灵敏度最低的位置。 [0036]根据这样的结构,通过将弹性部件配置于比该弹性部件靠物体侧的透镜按压于镜筒的物体侧的端部的同时,将配置于比弹性部件靠像侧的透镜按压于镜筒的像侧的端部,即使在透镜之间产生规定的间隙,由于弹性部件配置于面间灵敏度最低的位置,因此能够抑制光学性能的劣化。 [0037]根据本发明的车载照相机,其特征在于,具备: [0038]所述透镜单元; [0039]基板,其具有摄像传感器;以及 [0040]支承部件,其将所述透镜单元支承为相对于所述基板定位的状态。 [0041]发明的效果 [0042]根据本发明,能够防止由温度变化引起的透镜间的松动而抑制光学性能的劣化。 附图说明 [0043]图1是表示根据本发明的第一实施方式的车载照相机的透镜单元的剖视图。 [0044]图2是表示根据本发明的第二实施方式的车载照相机的透镜单元的剖视图。 具体实施方式 [0045]以下,参照附图对本发明的实施方式进行说明。 [0046]本实施方式的透镜单元用于车载照相机,例如固定设置于汽车的外表面侧,配线被拉入到汽车内而与显示器或其他装置连接。 [0047](第一实施方式) [0048]图1所示,本实施方式的车载照相机的透镜单元20,具备:圆筒状的镜筒10;配置于镜筒10内的多个(6片)透镜1、2、3、4、5、6;配置于镜筒10的透镜1、2、3、4、5、6形成像(成像)的一侧(配置有摄像传感器8的一侧)的端部的光学滤光片9;在所拍摄的物体侧的端部按压镜筒10内的透镜1的按压部件18;以及作为间隔件发挥功能的三个中间环11、12、13。另外,在图1以及后述的图2中,物体侧的端部是上端部,像侧的端部是下端部。 [0049]本实施方式的车载照相机具备上述的透镜单元20、具有摄像传感器8的基板16、相对于具备摄像传感器8的基板16将镜筒10支承为定位的状态的支承部件(支架)17、以及将该基板16设置于汽车的设置部件(未图示)。 [0050]另外,在表示本实施方式的图1以及表示后述的第二实施方式的第二图中,省略了构成透镜单元20的透镜1、2、3、4、5、5的剖面线。 [0051]固定并支承于镜筒10的多个透镜1、2、3、4、5、6配置为使各自的光轴一致的状态,成为各透镜1、2、3、4、5、6沿着一个光轴排列的状态,构成用于摄像的1组透镜组19。因此,以下仅记载为光轴的情况下,表示各透镜1、2、3、4、5、6的光轴,并且表示透镜组19的光轴。 [0052]中间环11、12、13中的从物体侧起第一个中间环11配置在第一个透镜1与第二个透镜2之间,透镜1与中间环11的上端部接触,透镜2与中间环11的下端部接触。第二个中间环12配置在第二个透镜2与第三个透镜3之间,透镜2与中间环12的上端部接触,透镜3与中间环12的下端部接触。 [0053]另外,第三个中间环13配置在第四个透镜4与第六个透镜6之间。并且,在第四个透镜4与第三个中间环13之间配置有弹性部件15。因此,弹性部件15与中间环13的上端部接触,透镜6与中间环13的下端部接触。 [0054]与弹性部件15在光轴方向相邻的透镜4在外周部具有在光轴方向凹陷的环状的凹部4a。弹性部件15在光轴方向以压缩状态设置于此凹部4a。 [0055]另外,在构成透镜组19的多个透镜之间,相对于透镜面间距离的成像的灵敏度即面间灵敏度最低的位置在透镜4、5之间,其间设有弹性部件15。但是,由于透镜5的直径小于透镜4的直径,其外周部与镜筒10的内周面分离,因此如上所述,在透镜4的外周部设置凹部4a,在此凹部4a设置有弹性部件15。 [0056]在本实施方式中,弹性部件15由金属制的环状的波形弹簧(波形垫圈)构成。波形弹簧例如为圆板状,是在中央部开设有孔的环状,并且,沿着与圆板正交的轴向的位置根据周向的位置而变化,从而成为沿周向起伏的形状。 [0057]这样的弹性部件15通过将配置于比弹性部件15靠物体侧的透镜1、2、3、4弹性地按压于设置在镜筒10的物体侧的端部的按压部件18的同时,将配置在比弹性部件15靠像侧的透镜6经由中间环13按压于设置于镜筒10的像侧的端部的内凸缘部21,从而吸收随着温度变化(例如,从常温到高温的温度变化)引起的镜筒10与透镜组19在光轴方向的相对移动而产生的松动。 [0058]另外,中间环13在其物体侧的端部设置有内凸缘部13a,在此内凸缘部13a粘接固定有透镜(其他透镜)5的外周部。因此,透镜5被中间环13支承,在中间环13被弹性部件15向像侧按压而移动时,与该中间环13一起向像侧移动。 [0059]镜筒10在物体侧的端部的外周形成有外螺纹部,在此外螺纹部螺合有形成于环状的按压部件18的内周的内螺纹部,按压部件18固定于镜筒10的物体侧的端部。在该按压部件18和设置于镜筒10的像侧的端部的内凸缘部21之间夹着的状态下,配置有上述六个透镜1、2、3、4、5、6、三个中间环11、12、13以及弹性部件15。另外,也可以将圆板状的节流部件在按压部件18与内凸缘部21之间的规定的位置仅设置规定的数量。 [0060]另外,镜筒10与支承部件17的内周面接合而被支承部件17支承。另外,支承部件17形成为大致圆筒状,在其内侧配置镜筒10,镜筒10的外周侧与支承部件17的内周侧接合。另外,支承部件17的摄像传感器8侧的端部固定于搭载有摄像传感器8的基板16。由此,支承部件17将具有镜筒10的透镜单元20支承为定位在摄像传感器8的状态。 [0061]另外,在本实施方式中,各透镜1~6为玻璃制,例如由所谓的光学用玻璃构成,镜筒10及中间环11~13为金属制,例如由铝合金构成。 [0062]在这样的透镜单元20和车载照相机中,如上所述,在按压部件18与镜筒10的像侧的端部的内凸缘部21之间以夹着的状态配置有六个透镜1、2、3、4、5、6、三个中间环11、12、13以及弹性部件15。 [0063]在这样的车载照相机中,优选能够使用的温度范围宽。例如,优选在-40℃~105℃的范围内能够使用。在此情况下,例如,在以常温的范围即25℃为基准进行了设计的情况下,即使在105℃为止的范围内,若温度上升,则以层叠的方式配置的透镜1、2、3、4、5、6与三个中间环11、12、13的沿着光轴方向的长度的总和的热膨胀引起的变化量和沿着镜筒10的光轴方向的长度(从按压部件18到内凸缘部21的长度)的热膨胀所引起的变化量之间产生差,在透镜1~6之间产生间隙。 [0064]在此情况下,有时在透镜组19的透镜1、2、3、4、5、6之间产生间隙,在各透镜1、2、3、4、5、6之间产生沿着光轴方向的间隙而产生松动。在此情况下,弹性部件15通过将配置于比该弹性部件15靠物体侧的透镜1、2、3、4按压于镜筒10的物体侧的端部的按压部件18的同时,将配置于比弹性部件15靠像侧的位置的透镜6经由中间环13按压于设置于镜筒10的像侧的端部的内凸缘部21,从而吸收上述松动。 [0065]因此,能够防止因温度变化引起的透镜间的松动,抑制光学性能的劣化。 [0066]另外,由于透镜5的外周部粘接固定于中间环13的内凸缘部13a,因此能够使该透镜5通过中间环13向镜筒的像侧移动,并且不会在该透镜5产生松动。 [0067]另外,在本实施方式以及后述的第二实施方式中,将透镜1、2、3、4、5、6设为玻璃制,将镜筒10设为金属,但即使它们是树脂,由于材质的差异等引起的热膨胀率的不同,在如上述那样透镜组19的热膨胀引起的位移量与镜筒10的热膨胀引起的位移量之间产生差的情况下,也能够应用本发明。 [0068](第二实施方式) [0069]接着,参照图2对本发明的第二实施方式进行说明。 [0070]第二实施方式的透镜单元20与第一实施方式的不同点在于,第五个的透镜5的直径比第一实施方式中的透镜5的直径大,因此以下对这点及其周边部进行说明,对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记,并省略其说明。 [0071]图2所示,在本实施方式中,透镜5的直径比第一实施方式中的透镜5的直径大,其外周面与镜筒10的内周面接触,并且透镜5的上表面和下表面的曲率比第一实施方式中的透镜5的上表面和下表面的曲率大。 [0072]另外,在光轴方向夹着弹性部件15的透镜4、5彼此具有在其相对的外周面的一部分相互抵接的抵接面4b、5b,这些抵接面4b、5b相互抵接。 [0073]抵接面4b设置在比凹部4a靠径向内侧的位置,并且成为与光轴方向正交的平坦面。抵接面5b为与光轴方向正交的平坦面,与抵接面4b相对,延伸至镜筒10的内周面,与弹性部件15抵接。 [0074]弹性部件15在光轴方向以压缩状态设置于凹部4a。在构成透镜组19的多个透镜之间,相对于透镜面间距离的成像的灵敏度即面间灵敏度最低的位置位于透镜4、5之间,其间设有弹性部件15。 [0075]另外,由于透镜5的外周面与镜筒10的内周面接触,因此中间环13与第一实施方式中的中间环13不同,不具有内凸缘部,透镜5与该中间环13的上端部抵接。 [0076]在这样的透镜单元20和车载照相机中,在按压部件18与镜筒10的像侧的端部的内凸缘部21之间以夹着的状态配置有六个透镜1、2、3、4、5、6、三个中间环11、12、13以及弹性部件15。 [0077]在这样的车载照相机中,与第一实施方式同样地,优选能够使用的温度范围宽。例如,优选在-40℃~105℃的范围内能够使用。在此情况下,例如,在以常温的范围即25℃为基准进行了设计的情况下,即使在105℃为止的范围内,若温度上升,则以层叠的方式配置的透镜1、2、3、4、5、6与三个中间环11、12、13的沿着光轴方向的长度的总和的热膨胀引起的变化量和沿着镜筒10的光轴方向的长度(从按压部件18到内凸缘部21的长度)的热膨胀所引起的变化量之间产生差,在透镜1~6之间产生间隙。 [0078]在此情况下,有时在透镜组19的透镜1、2、3、4、5、6之间产生间隙,在各透镜1、2、3、4、5、6之间产生沿着光轴方向的间隙而产生松动。在此情况下,弹性部件15通过将配置于比该弹性部件15靠物体侧的透镜1、2、3、4按压于镜筒10的物体侧的端部的按压部件18的同时,将配置于比弹性部件15靠像侧的位置的透镜5,6按压于设置于镜筒10的像侧的端部的内凸缘部21,从而吸收上述松动。 [0079]因此,能够防止由温度变化引起的透镜间的松动,抑制光学性能的劣化。 [0080]另外,在光轴方向夹着弹性部件15的透镜4,5彼此具有在它们的相对的外周面的一部分相互抵接的抵接面4b,5b,因此通过抵接面4b,5b彼此相互抵接,在常温时不会在透镜4,4彼此之间产生松动。 [0081]另外,从确保可靠性的观点出发,在以上的本实施方式中,作为弹性部件15使用金属制的环状的波形弹簧(波形垫圈),但在对可靠性的要求的程度低的情况下,也可以是树脂制的O型环。这是因为树脂制的O形环还兼具基于温度的膨胀变化、经时的弹性力的劣化等缺点。 [0082]符号说明 [0083]10镜筒 [0084]1,2,3,4,5,6透镜 [0085]4a凹部 [0086]4b,5b抵接面 [0087]8摄像传感器 [0088]11,12,13中间环 [0089]15 弹性部件 [0090]16 基板 [0091]17 支承部件 [0092]19 透镜组 [0093]20 透镜单元。
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