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JP2020098359A - Lens unit and on-vehicle camera - Google Patents

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JP2020098359A
JP2020098359A JP2020017012A JP2020017012A JP2020098359A JP 2020098359 A JP2020098359 A JP 2020098359A JP 2020017012 A JP2020017012 A JP 2020017012A JP 2020017012 A JP2020017012 A JP 2020017012A JP 2020098359 A JP2020098359 A JP 2020098359A
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Hiroyuki Hirata
弘之 平田
由多可 牧野
Yutaka Makino
由多可 牧野
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Abstract

【課題】温度変化によって鏡筒に支持されたレンズが動くのを防止できるレンズユニットおよび車載カメラを提供する。【解決手段】レンズユニット20は、複数のレンズ2,3,4,5,6,7が当該レンズ2,3,4,5,6,7の光軸に沿って並べられたレンズ群19と、レンズ群19を一体に支持する鏡筒1と、筐筒1の物体側端部に螺合されて締め付けられることによって、レンズ群19の最も物体側の第1レンズ2を像側に押し付ける係止部18aを有する押え部材18とを備える。第1レンズ2は、物体側面の外周部に光軸方向に凹む環状の凹部を有する。凹部には、第1レンズ2と押え部材18の係止部18aとの間に介在される環状の弾性体13bが設けられる。【選択図】図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lens unit and a vehicle-mounted camera capable of preventing a lens supported by a lens barrel from moving due to temperature change. A lens unit 20 includes a lens group 19 in which a plurality of lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7 are arranged along an optical axis of the lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7. , A lens barrel 1 that integrally supports the lens group 19, and a member that presses the most object-side first lens 2 of the lens group 19 toward the image side by being screwed and fastened to the object-side end of the casing 1. And a pressing member 18 having a stopper 18a. The first lens 2 has an annular recess that is recessed in the optical axis direction on the outer periphery of the object side surface. The concave portion is provided with an annular elastic body 13b interposed between the first lens 2 and the locking portion 18a of the pressing member 18. [Selection diagram] Figure 2

Description

本発明は、自動車等の車両に搭載される車載カメラに適したレンズユニットおよび車載カメラに関する。 The present invention relates to a lens unit suitable for an on-vehicle camera mounted on a vehicle such as an automobile and an on-vehicle camera.

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われており、さらに自動運転への応用が試みられている。
このような車載カメラは、自動車が寒冷や暑熱の環境に曝されることにより同様に過酷な温度環境に曝され、さらに、自動車の外側に配置された車載カメラは、寒風や雪の影響を受けたり、太陽光により過熱状態とされたりする可能性がある。
In recent years, an on-vehicle camera has been mounted on an automobile to support parking and prevent collision by image recognition, and further application to automatic driving has been attempted.
Such an on-vehicle camera is also exposed to the same severe temperature environment as the vehicle is exposed to cold and hot environments, and furthermore, the on-vehicle camera arranged outside the vehicle is affected by cold wind and snow. Or it may be overheated by sunlight.

したがって、自動車使用時に使用される車載カメラは低温から高温まで安定して使用できることが望まれ、様々な温度対策が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
近年、携帯電話(スマートフォン)等にカメラが組み込まれることなどにより、高性能でかつ低コストのカメラの需要が多く、比較的安価な樹脂レンズが普及している。
車載カメラにおいても樹脂レンズや樹脂製の鏡筒等の部材を使用可能であるが、車外に配置される車載カメラでは、上述のように低温や高温になったり、雨、雪、雹等に晒されたり、さらに跳ねた石や自動車からの落下物等が当たる可能性等があることから、耐久性を重視した場合に、ガラスレンズと金属製の鏡筒が採用されることも多い。
Therefore, it is desired that the vehicle-mounted camera used during automobile use can be used stably from low temperature to high temperature, and various temperature countermeasures have been proposed (for example, refer to Patent Document 1).
In recent years, there is a great demand for high-performance and low-cost cameras due to the incorporation of cameras into mobile phones (smartphones) and the like, and relatively inexpensive resin lenses have become widespread.
Members such as resin lenses and resin lens barrels can also be used in in-vehicle cameras, but in in-vehicle cameras that are placed outside the vehicle, they can be exposed to low temperatures and high temperatures as described above, and are exposed to rain, snow, hail, etc. Since there is a possibility of being hit or hit by a bounced stone or a fallen object from an automobile, a glass lens and a metal lens barrel are often adopted when durability is important.

2008−298968号公報No. 2008-299868

ところで、ある程度高性能のカメラの場合に、レンズとして例えば4枚以上のレンズからなるレンズ群を用い、このレンズ群の複数のレンズが鏡筒に光軸方向をそれぞれ揃えて一列に並べられた状態に保持されることになる。また、鏡筒内では、レンズの外周面が鏡筒の内周面に接触して沿った状態となるとともに、レンズ群の物体(被写体)側と撮像センサ側とが鏡筒の外側に出ないように挟まれた状態で鏡筒内に保持されている。したがって、レンズ群のレンズは、光軸方向に積み重ねられた状態であり、個々のレンズが鏡筒に固定された状態とはなっていない。 By the way, in the case of a somewhat high-performance camera, a lens group including, for example, four or more lenses is used as a lens, and a plurality of lenses of this lens group are arranged in a line in the optical axis direction of the lens barrel. Will be held in. Further, in the lens barrel, the outer peripheral surface of the lens is in contact with and follows the inner peripheral surface of the lens barrel, and the object (subject) side and the image sensor side of the lens group do not appear outside the lens barrel. It is held in the lens barrel in such a state that it is sandwiched. Therefore, the lenses of the lens group are stacked in the optical axis direction, and the individual lenses are not fixed to the lens barrel.

このような複数のレンズからなるレンズ群を光軸方向に並べた状態に鏡筒が保持する場合に、鏡筒の光軸方向に沿った長さが長くなり、鏡筒を膨張率が比較的大きな金属とした場合に、温度変化による光軸方向に沿った長さの変化量が大きくなる。それに対してガラスレンズの線膨張率が一般的に金属より小さく、例えば、鏡筒の温度上昇による光軸方向の伸び量が、レンズ群全体の光軸方向の伸び量より大きくなる。 When the lens barrel holds such a lens group composed of a plurality of lenses in the optical axis direction, the length of the lens barrel along the optical axis direction becomes long, and the lens barrel has a relatively large expansion coefficient. When a large metal is used, the amount of change in length along the optical axis direction due to temperature change becomes large. On the other hand, the linear expansion coefficient of the glass lens is generally smaller than that of metal, and, for example, the amount of expansion in the optical axis direction due to the temperature rise of the lens barrel is larger than the amount of expansion of the entire lens group in the optical axis direction.

この場合に、レンズ群のレンズ間に隙間が生じる可能性があり、これによりレンズが少しだけ倒れるように傾いた状態となり、鏡筒の軸方向に対してレンズの光軸方向が少しだけずれる可能性がある。このように鏡筒内のレンズが動いた場合に、例えば、車載カメラで撮影された映像をモニタ上に映した場合に、レンズが少し動くことにより、モニタ上の映像が少し動くことになる。すなわち、レンズ間の隙間によりレンズが動くことで、撮像範囲にずれが生じ、これにより撮像された映像の位置がずれることになる、 In this case, there may be a gap between the lenses in the lens group, which causes the lenses to tilt slightly so that they are slightly tilted, and the optical axis direction of the lenses may be slightly displaced from the axial direction of the lens barrel. There is a nature. When the lens in the lens barrel moves in this way, for example, when an image taken by an in-vehicle camera is displayed on a monitor, the lens moves a little and the image on the monitor moves a little. That is, the lens moves due to the gap between the lenses, which causes a shift in the image pickup range, which causes a shift in the position of the captured image.

単に映像を見ながら撮影し、撮影した映像を表示するだけなら、撮影時にカメラを動かすことにより撮像範囲を決められるので、このような映像の少しの動きは大きな問題とならないが、上述の駐車のアシストや画像認識による衝突防止に車載カメラを用いている場合に、問題となる場合がある。例えば、駐車のアシストでは、モニタ上に、車載カメラで撮影した映像とともに運転者の駐車操作を案内するためのガイドライン(太いラインの表示)が表示される場合が多いが、上述のようにモニタ上の映像が動くと、ガイドラインと映像との位置関係にずれが生じ、ガイドラインに沿って適切な位置に駐車することが困難になる虞がある。また、衝突防止においては、映像に基づいて、車両と外部の物体との位置関係を求めているので、映像がずれると問題が生じる虞がある。なお、鏡筒やレンズが樹脂製であっても、鏡筒とレンズとの材質の違いにより上述のような温度変化による問題が生じる可能性がある。 If you just shoot while viewing the video and display the captured video, you can determine the imaging range by moving the camera at the time of shooting, so such a slight movement of the video is not a big problem, This may be a problem when an in-vehicle camera is used for collision prevention by assisting or image recognition. For example, in parking assistance, a guideline (display of a thick line) is often displayed on the monitor along with the image captured by the vehicle-mounted camera. If the image of “1” moves, the positional relationship between the guideline and the image may shift, and it may be difficult to park the vehicle at an appropriate position along the guideline. Further, in the collision prevention, since the positional relationship between the vehicle and the external object is obtained based on the image, a problem may occur if the image is displaced. Even if the lens barrel and the lens are made of resin, the above-mentioned problem due to the temperature change may occur due to the difference in material between the lens barrel and the lens.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、温度変化によって鏡筒に支持されたレンズが動くのを防止できるレンズユニットおよび車載カメラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a lens unit and a vehicle-mounted camera that can prevent the lens supported by the lens barrel from moving due to temperature changes.

前記課題を解決するために、本発明のレンズユニットは、
複数のレンズが当該レンズの光軸に沿って並べられたレンズ群と、前記レンズ群を一体に支持する鏡筒と、前記レンズ群の少なくとも一個所のレンズ間、または、前記レンズ群の物体側もしくは結像側の端部に配置される環状のスペーサとを備え、
前記スペーサが前記レンズの光軸方向に伸長可能になっていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the lens unit of the present invention,
A lens group in which a plurality of lenses are arranged along the optical axis of the lens, a lens barrel integrally supporting the lens group, between at least one lens of the lens group, or the object side of the lens group Or, with an annular spacer arranged at the image-side end,
The spacer is extendable in the optical axis direction of the lens.

このような構成によれば、温度上昇による鏡筒とレンズとの線膨張率の違いによりレンズ群のレンズ同士の間に光軸方向に沿った隙間が生じるような場合にスペーサが光軸方向に伸長し、レンズ間に隙間が生じるのを防止することができる。これによりレンズ間の隙間が生じた際に例えば一部のレンズが斜めになって、撮像範囲が変化するのを抑制することができる。これにより、車載カメラを用いた駐車のアシスト、衝突防止、自動運転等において、高温時の信頼性を向上することが可能になる。なお、光軸方向に伸長可能なスペーサは、例えば、ゴムやばね等の弾性部材からなり、光軸方向に圧縮された状態で配置されていることが好ましい。また、スペーサは、高分子アクチュエータのように光軸方向に伸縮可能な部材であってもよい。 According to such a configuration, when the gap along the optical axis is generated between the lenses of the lens group due to the difference in linear expansion coefficient between the lens barrel and the lens due to the temperature rise, the spacer is arranged in the optical axis direction. It is possible to prevent the expansion and the formation of a gap between the lenses. As a result, when a gap is formed between the lenses, for example, it is possible to prevent a part of the lenses from being inclined and the imaging range from changing. This makes it possible to improve reliability at high temperatures in parking assistance, collision prevention, automatic driving, etc. using an on-vehicle camera. It is preferable that the spacer extendable in the optical axis direction is made of, for example, an elastic member such as rubber or spring, and is arranged in a compressed state in the optical axis direction. Further, the spacer may be a member that can expand and contract in the optical axis direction, such as a polymer actuator.

本発明の上記構成において、前記スペーサが弾性体であることが好ましい。
このような構成によれば、例えば、各種ゴムやゴム状の樹脂や、各種ばね(金属製の皿ばねや波ばね等)を用いることができ、比較的低コストで、温度上昇時にレンズ間に隙間が生じるのを防止することができる。なお、基本的にスペーサは圧縮された状態でレンズ間に配置されるので、レンズ等に弾性力が作用するが、特に問題が生じないレベルの弾性力で高温時に、レンズ間に隙間が生じるのを抑制できる。
In the above structure of the present invention, it is preferable that the spacer is an elastic body.
According to such a configuration, for example, various rubbers, rubber-like resins, and various springs (metal disc springs, wave springs, etc.) can be used, and they are relatively low in cost and can be used between the lenses when the temperature rises. A gap can be prevented from occurring. Since the spacers are basically arranged between the lenses in a compressed state, an elastic force acts on the lenses and the like, but a gap is generated between the lenses at a high temperature due to an elastic force at a level where no particular problem occurs. Can be suppressed.

本発明上記構成において、前記スペーサがばねであることが好ましい。
このような構成によれば、前記伸縮可能なスペーサを金属製とすることが容易であり、耐久性を得易い構造とすることができる。すなわち、ばねの場合に金属製の製品が多く、伸長可能なスペーサを金属製とすることにより、耐久性の向上を図り易くなる。
In the above structure of the present invention, it is preferable that the spacer is a spring.
With such a configuration, it is easy to make the expandable and contractable spacer made of metal, and it is possible to provide a structure in which durability is easily obtained. That is, in the case of springs, many products are made of metal, and by making the extendable spacers made of metal, it becomes easy to improve durability.

本発明の前記構成において前記スペーサが波ばねであることが好ましい。
このような構成によれば、伸長するスペーサとして波ばね用いることにより、圧縮時の光軸方向に沿った長さが短く、かつ、熱膨張によるレンズ間の隙間を埋めるのに十分な長さを伸長させることが可能であり、伸長するスペーサを配置するためにレンズ間の間隔が長くなるような設計をする必要がない。
In the above structure of the present invention, it is preferable that the spacer is a wave spring.
According to such a configuration, by using the wave spring as the extending spacer, the length along the optical axis at the time of compression is short, and the length is sufficient to fill the gap between the lenses due to thermal expansion. It is possible to extend and it is not necessary to design the distance between the lenses to be long in order to arrange the extending spacer.

本発明の車載カメラは、前記構成の前記レンズユニットを備えることを特徴とする。
このような構成によれば、上述のレンズユニットの作用効果を車載カメラで得ることができる。
An in-vehicle camera of the present invention includes the lens unit having the above-mentioned configuration.
With such a configuration, the operational effects of the lens unit described above can be obtained with the vehicle-mounted camera.

本発明によれば、自動車等の車両に搭載される車載カメラのように高温や低温で使用される可能性があるレンズユニットにおいて、低温時に十分使用可能で、高温時に撮像範囲がずれるのを抑制できる。 According to the present invention, in a lens unit that may be used at high temperature or low temperature like an in-vehicle camera mounted on a vehicle such as an automobile, it can be sufficiently used at low temperature and suppresses deviation of the imaging range at high temperature. it can.

本発明の第1の実施の形態の車載カメラのレンズユニットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lens unit of the vehicle-mounted camera of the 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態の車載カメラのレンズユニットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the lens unit of the vehicle-mounted camera of the 2nd Embodiment of this invention.

以下、本発明の第1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、車載カメラ用のものであり、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。
The first embodiment of the present invention will be described below.
The lens unit according to the present embodiment is for a vehicle-mounted camera, for example, is fixedly installed on the outer surface side of an automobile, and wiring is drawn into the automobile and connected to a display and other devices.

図1に示すように、この実施の形態の車載カメラのレンズユニット20は、円筒状の鏡筒1と、鏡筒1内に配置される複数(6枚)のレンズ2,3,4,5,6,7と、鏡筒1のレンズ2,3,4,5,6,7が像を結ぶ(結像)側(撮像センサ8が配置される側)の一方の端部に配置される光学フィルタ9と、撮影される物体側の他方の端部で鏡筒1内のレンズ2を押さえる押え部材18と、3つの絞り部材10,11,12と、3つのスペーサ(中間環)13,14,15とを備える。本実施の形態の車載カメラは、上述のレンズユニット20と、撮像センサ8を有する基板16と、撮像センサ8を備える基板16に対して鏡筒1を位置決めした状態に支持する支持部材(マウント)17と、当該基板16を自動車に設置する図示しない設置部材とを備えるものである。 As shown in FIG. 1, the lens unit 20 of the vehicle-mounted camera according to this embodiment includes a cylindrical lens barrel 1 and a plurality of (six) lenses 2, 3, 4, 5 arranged in the lens barrel 1. , 6, 7 and the lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7 of the lens barrel 1 are arranged at one end on the (imaging) side where the images are formed (the side on which the image sensor 8 is arranged). An optical filter 9, a pressing member 18 that presses the lens 2 in the lens barrel 1 at the other end on the object side to be photographed, three diaphragm members 10, 11, 12, and three spacers (intermediate rings) 13, 14 and 15. The vehicle-mounted camera according to the present embodiment includes the above-mentioned lens unit 20, the substrate 16 having the image sensor 8, and a support member (mount) for supporting the lens barrel 1 in a positioned state with respect to the substrate 16 having the image sensor 8. 17 and an installation member (not shown) for installing the substrate 16 in an automobile.

鏡筒1に固定されて支持されている複数のレンズ2.3.4.5.6.7は、それぞれの光軸を一致させた状態に配置されており、1つの光軸に沿って各レンズ2,3,4,5,6,7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19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、各レンズ2,3,4,5,6,7の光軸を示すとともにレンズ群19の光軸を示すものである。 The plurality of lenses 2.3.4.5.6.7 fixed and supported by the lens barrel 1 are arranged so that their optical axes coincide with each other, and each lens 2.3.4.5.6.7 is arranged along one optical axis. The lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7 are arranged side by side to form one lens group 19 used for imaging. Therefore, in the following description, when simply described as an optical axis, the optical axis of each lens 2, 3, 4, 5, 6, 7 is shown and the optical axis of the lens group 19 is shown.

3つの絞り部材10,11,12のうちの物体側(鏡筒1の他方の端部)から1番目の絞り部材10は、物体側から1番目のレンズ2と2番目のレンズ3との間に配置されている。物体側から2番目の絞り部材11は、物体側から2番目のレンズ3と3番目のレンズ4との間で、これらレンズ3,4の間に光軸方向に沿って並んで配置されたスペーサ13とスペーサ14との間に配置されている。物体側から3番目の絞り部材12は、物体側から4番目のレンズ5と6番目のレンズ7との間に配置されたスペーサ15と、6番目のレンズ7との間に配置されている。 The first diaphragm member 10 from the object side (the other end of the lens barrel 1) of the three diaphragm members 10, 11 and 12 is located between the first lens 2 and the second lens 3 from the object side. It is located in. The second diaphragm member 11 from the object side is a spacer that is arranged between the second lens 3 and the third lens 4 from the object side and between the lenses 3 and 4 along the optical axis direction. It is arranged between 13 and the spacer 14. The third diaphragm member 12 from the object side is arranged between the spacer 15 arranged between the fourth lens 5 and the sixth lens 7 from the object side and the sixth lens 7.

中間環である環状のスペーサ13,14,15のうちの物体側から1番目のスペーサ13と2番目のスペーサ14は、上述のように2番目のレンズ3と3番目のレンズ4との間に配置されている。この二つスペーサ13.14のうちの物体側の1つのスペーサ13が弾性部材からなるとともに、圧縮された状態で、レンズ3とレンズ4との間に配置されている。詳細には、スペーサ13がレンズ3と、スペーサ14を介してレンズ4との間に配置されている。 The first spacer 13 and the second spacer 14 from the object side among the annular spacers 13, 14, 15 which are the intermediate rings are between the second lens 3 and the third lens 4 as described above. It is arranged. One of the two spacers 13.14 on the object side is made of an elastic member and is arranged between the lens 3 and the lens 4 in a compressed state. Specifically, the spacer 13 is arranged between the lens 3 and the lens 4 via the spacer 14.

スペーサ13は、弾性部材としてばねからなっている。また、スペーサ13は、環状の波ばね(ウェーブワッシャ)からなっている。波ばねは、例えば、円板状で中央部に孔があいた環状となっているとともに、上述の円板に直交する軸方向に沿う位置が周方向の位置によって変化することで周方向に沿って波打った形状となっている。 The spacer 13 is made of a spring as an elastic member. The spacer 13 is composed of an annular wave spring (wave washer). The wave spring has, for example, an annular shape with a disc shape and a hole in the center, and the position along the axial direction orthogonal to the disc changes along the circumferential direction by changing depending on the circumferential position. It has a wavy shape.

波バネは、板ばねの一種であり、上述の軸方向に圧縮した場合に軸方向に伸長可能となるので、温度上昇時に鏡筒1とレンズ2〜7との線膨張率の違いにより、レンズ2〜7間に隙間が生じた場合に、光軸方向に圧縮されてレンズ2〜7間に配置されたスペーサ13が伸長することにより、レンズ2〜7間に隙間が発生するのを防止するようになっている。 The wave spring is a kind of leaf spring and can be expanded in the axial direction when compressed in the axial direction described above. Therefore, due to the difference in linear expansion coefficient between the lens barrel 1 and the lenses 2 to 7 when the temperature rises, When a gap is generated between the lenses 2 to 7, it is prevented from being compressed in the optical axis direction and the spacer 13 arranged between the lenses 2 to 7 expands so that a gap is generated between the lenses 2 to 7. It is like this.

鏡筒1は、物体側の他方の端部の外周に雄ねじ部が形成され、この雄ねじ部に環状の押え部材18の内周に形成された雌ねじ部が螺合して、押え部材18が鏡筒1の他方の端部に固定されている。この押え部材18の内径が小さくなった係止部18aと、鏡筒1の一方の端部の内周側に内径が小さくなるように内側に突出して形成された係止部1aとの間に挟まれた状態で、上述の6つのレンズ2,3,4,5,6,7と3つの絞り部材10.11.12と、3つのスペーサ13,14,15とが配置されている。 In the lens barrel 1, a male screw portion is formed on the outer circumference of the other end portion on the object side, and a female screw portion formed on the inner circumference of the annular holding member 18 is screwed onto the male screw portion, so that the holding member 18 is a mirror. It is fixed to the other end of the cylinder 1. Between the retaining portion 18a having a smaller inner diameter of the pressing member 18 and the retaining portion 1a formed on the inner peripheral side of one end of the lens barrel 1 so as to protrude inward so that the inner diameter becomes smaller. In the sandwiched state, the above-described six lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7 and three diaphragm members 10.11.12 and three spacers 13, 14, 15 are arranged.

鏡筒1は、支持部材17の内周面に接合されて支持部材17に支持されている。また、支持部材17は、概略円筒状に形成され、その内側に鏡筒1が配置され、鏡筒1の外周側と支持部材17の内周側が接合されている。また、支持部材17の撮像センサ8側の端部は、撮像センサ8が搭載された基板16に固定されている。これにより支持部材17は、鏡筒1を有するレンズユニット20を撮像センサ8に位置決めした状態で支持している。 The lens barrel 1 is joined to the inner peripheral surface of the support member 17 and supported by the support member 17. Further, the support member 17 is formed in a substantially cylindrical shape, the lens barrel 1 is arranged inside thereof, and the outer peripheral side of the lens barrel 1 and the inner peripheral side of the support member 17 are joined. The end of the support member 17 on the image sensor 8 side is fixed to the substrate 16 on which the image sensor 8 is mounted. Accordingly, the support member 17 supports the lens unit 20 having the lens barrel 1 in the state of being positioned with respect to the image sensor 8.

また、本実施の形態において、各レンズ2〜7は、ガラス製であり、例えば、所謂光学用ガラスからなっており、鏡筒1およびスペーサ14,15は、金属製であり、例えば、アルミ合金からなっている。 Further, in the present embodiment, each of the lenses 2 to 7 is made of glass, for example, so-called optical glass, and the lens barrel 1 and the spacers 14 and 15 are made of metal, for example, an aluminum alloy. It consists of

このようなレンズユニット20および車載カメラにおいては、上述のように。押え部材18の係止部18aと、鏡筒1の一方の端部の係止部1aとの間に6つのレンズ2,3,4,5,6,7と3つの絞り部材10.11.12と、3つのスペーサ13,14,15とが挟まれた状態で配置されている。このような車載カメラでは、使用可能な温度範囲が広いことが好ましく。例えば、-40℃〜105℃までの範囲で使用できることが好ましい。この場合に、例えば、常温の範囲である25℃を基準にして設計を行った場合に、105℃までの範囲内であっても、温度が上昇すると、積み重ねるように配置されたレンズ2,3,4,5,6,7と3つの絞り部材10.11.12と、3つのスペーサ13,14,15との光軸方向に沿った長さの総和の熱膨張による変化量と、鏡筒1の光軸方向に沿った長さ(係止部18aから係止部1aまでの長さ)の熱膨張による変化量とに差が生じ、レンズ2〜7間に隙間が生じることになる。 As described above, in the lens unit 20 and the in-vehicle camera as described above. Between the locking portion 18a of the pressing member 18 and the locking portion 1a at one end of the lens barrel 1, six lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7 and three diaphragm members 10.11. 12 and three spacers 13, 14 and 15 are arranged in a sandwiched state. In such a vehicle-mounted camera, it is preferable that the usable temperature range is wide. For example, it is preferable that it can be used in the range of -40°C to 105°C. In this case, for example, when the design is carried out based on the room temperature range of 25° C., the lenses 2, 3 arranged so as to be stacked even if the temperature rises up to 105° C. , 4, 5, 6, 7 and the three diaphragm members 10.11.12 and the three spacers 13, 14, 15 along the optical axis, the amount of change due to thermal expansion, and the lens barrel. There is a difference in the amount of change in the length of the No. 1 along the optical axis direction (the length from the locking portion 18a to the locking portion 1a) due to thermal expansion, and a gap is generated between the lenses 2 to 7.

この場合に、レンズ群19のレンズ2,3,4,5,6,7間に隙間が生じ、各レンズ2,3,4,5,6,7または一部のレンズ2,3,4,5,6,7が、光軸方向が傾くように移動する虞がある。この場合に、撮像範囲が変化してしまう。車載カメラでなく、撮影者がカメラを動かしながら撮影範囲を確認して撮影する場合には、上述のようにレンズ2,3,4,5,6,7が移動することで撮影範囲が変わっても、撮影者がカメラを動かして撮影範囲を決めるので問題ない。しかし、車載カメラは、車両に位置決めして固定されており、例えば、車載カメラの映像を用いて駐車を案内する場合に、モニタに表示されるガイドラインの位置と表示される映像の位置とがずれることで、駐車の操作が難しくなる虞がある。 In this case, a gap is generated between the lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7 of the lens group 19, and each lens 2, 3, 4, 5, 6, 7 or a part of the lenses 2, 3, 4, There is a risk that 5, 6, and 7 will move so that the optical axis direction is inclined. In this case, the imaging range changes. When the photographer confirms the shooting range by moving the camera instead of the vehicle-mounted camera and shoots, the shooting range is changed by moving the lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7 as described above. However, there is no problem because the photographer moves the camera to determine the shooting range. However, the in-vehicle camera is positioned and fixed to the vehicle. For example, when guiding the parking using the image of the in-vehicle camera, the position of the guide line displayed on the monitor and the position of the displayed image are deviated. This may make parking operation difficult.

また、衝突防止や自動運転の場合のように画像認識により外部の物体と車体との接触を防止するような場合に撮影方向がずれることで、精度が低下する虞がある。本実施の形態のレンズユニット20および車載カメラでは、レンズ2,3,4,5,6,7間に隙間が生じるような状態になると、光軸方向に圧縮して配置された波ばねからなるスペーサ13が光軸方向に伸長し、レンズ2,3,4,5,6,7間に隙間が生じるのを防止する。これにより、温度が上昇してもレンズ2,3,4,5,6,7が動くようなことがなく、上述のように車載カメラを用いた駐車の案内、衝突防止、自動運転等において、レンズ2,3,4,5,6,7が動くことによる問題の発生を防止することができる。 Further, in the case of preventing collision between an external object and the vehicle body by image recognition as in the case of collision prevention or automatic driving, there is a possibility that the accuracy is lowered due to the deviation of the shooting direction. In the lens unit 20 and the vehicle-mounted camera according to the present embodiment, when a gap is created between the lenses 2, 3, 4, 5, 6, and 7, the wave spring is arranged so as to be compressed in the optical axis direction. The spacer 13 extends in the optical axis direction and prevents a gap from being formed between the lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7. As a result, the lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7 do not move even if the temperature rises, and as described above, in the parking guidance using the in-vehicle camera, collision prevention, automatic driving, etc., It is possible to prevent the occurrence of problems caused by the movement of the lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7.

なお、スペーサ13としては、光軸方向に伸長させることが可能な高分子アクチュエータ等の使用も可能であるが、コストを考慮した場合に弾性体を用いることが好ましい。弾性対としては、例えば、ゴムやゴム状の樹脂を用いることができる。 As the spacer 13, a polymer actuator or the like that can be expanded in the optical axis direction can be used, but an elastic body is preferably used in consideration of cost. As the elastic pair, for example, rubber or rubber-like resin can be used.

また、スペーサ13をばねとする場合に、波ばね以外に皿ばねやその他の板ばねを有効に利用可能である、また、ばねとしてコイルスプリングを用いてもよい。 When the spacer 13 is a spring, a disc spring or other leaf spring can be effectively used in addition to the wave spring, and a coil spring may be used as the spring.

また、本実施の形態では、レンズ2,3,4,5,6,7をガラス製とし、鏡筒1を金属としたが、これらが樹脂であっても、材質の違い等による熱膨張率の違いによって、上述のようにレンズ群19の熱膨張による変位量と、鏡筒1の熱膨張による変位量との間に差が生じる場合には、本発明を適用することが可能である。 Further, in this embodiment, the lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7 are made of glass and the lens barrel 1 is made of metal. The present invention can be applied when a difference occurs between the displacement amount due to the thermal expansion of the lens group 19 and the displacement amount due to the thermal expansion of the lens barrel 1 as described above due to the difference.

光軸方向に伸長可能なスペーサ13の配置位置は、基本的に伸長した場細にレンズ2,3,4,5,6,7を光軸方向に押圧するようになっていればよいが、各レンズ2,3,4,5,6,7の間で最も面間感度が低くなる位置に配置することが好ましい。 The arrangement position of the spacer 13 that can be extended in the optical axis direction may basically be such that the extended field finely presses the lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7 in the optical axis direction. It is preferable to arrange the lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7 at a position where the inter-surface sensitivity is lowest.

次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態のレンズユニット20は、図2に示すように、第1の実施の形態の波ばねからなるスペーサ13に代えて、例えば、スペーサ14,15と同様の材質からなるスペーサ13aを備える。また、レンズ群19の物体側の端部に配置されるレンズ2と、鏡筒1の物体側端部に接合された押え部材18の係止部18aとの間に弾性体としての波ばねからなる環状のスペーサ13bが配置されている。すなわち、第2の実施の形態におけるレンズユニット20は、第1の実施の形態の波ばねからなるスペーサ13に代えて波ばねからなるスペーサ13bが備えられたものである。以下の説明において、第1の実施の形態と同様の構成要素は、図2に図1の符号と同じ符号を付して、その説明を省略する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 2, the lens unit 20 of the second embodiment has, for example, a spacer 13a made of the same material as the spacers 14 and 15 in place of the spacer 13 made of the wave spring of the first embodiment. Equipped with. In addition, between the lens 2 arranged at the object side end of the lens group 19 and the locking portion 18a of the pressing member 18 joined to the object side end of the lens barrel 1, a wave spring as an elastic body is provided. The annular spacer 13b is formed. That is, the lens unit 20 in the second embodiment is provided with a spacer 13b made of a wave spring in place of the spacer 13 made of the wave spring of the first embodiment. In the following description, the same components as those in the first embodiment will be assigned the same reference numerals as those in FIG. 1 in FIG. 2, and the description thereof will be omitted.

スペーサ13bは、レンズ群19と押え部材18との間に圧縮した状態で配置されており、光軸方向に伸長可能な状態となっている。したがって、レンズ群19は、鏡筒1内で常時物体側から結像側(センサ側)に押された状態となっている。すなわち、レンズ群19は、スペーサ13bにより、全体が鏡筒1の係止部1aに向かって押し付けられた状態となっている。 The spacer 13b is arranged in a compressed state between the lens group 19 and the pressing member 18, and is in a state of being extendable in the optical axis direction. Therefore, the lens group 19 is constantly pushed from the object side to the image formation side (sensor side) in the lens barrel 1. That is, the lens group 19 is in a state in which the whole of the lens group 19 is pressed against the locking portion 1a of the lens barrel 1 by the spacer 13b.

このようなレンズユニットによれば、温度上昇時に鏡筒1が熱膨張して光軸方向にレンズ群19より延びた場合に、レンズ群19を結像側の係止部1aに押し付けることで、レンズ群19の各レンズ2,3,4,5,6,7間に隙間が生じるのが防止され、第1の実施の形態と同様の優れた作用効果を奏することができる。 According to such a lens unit, when the lens barrel 1 thermally expands when the temperature rises and extends from the lens group 19 in the optical axis direction, the lens group 19 is pressed against the locking portion 1a on the image forming side, It is possible to prevent a gap from being generated between the lenses 2, 3, 4, 5, 6, 7 of the lens group 19, and it is possible to achieve the same excellent effect as that of the first embodiment.

また、第1の実施の形態では、弾性を有して伸長可能な波ばねからなるスペーサ13がレンズ3とレンズ4との間、すなわち、レンズ群19のレンズ間に配置されていたのに対して、第2の実施の形態では、波ばねからなるスペーサ13bがレンズ群19の物体側と、レンズ群19の物体側を押さえてレンズ群19を鏡筒1内に保持する係止部18aとの間に配置されている。 Further, in the first embodiment, the spacer 13 made of a wave spring having elasticity and expandability is arranged between the lenses 3 and 4, that is, between the lenses of the lens group 19. In the second embodiment, the spacer 13b formed of a wave spring has the object side of the lens group 19, and the locking portion 18a for holding the lens group 19 in the lens barrel 1 by pressing the object side of the lens group 19. It is located between.

これにより、第1の実施の形態では、温度上昇時に鏡筒1が光軸方向に沿ってレンズ群19より伸びた場合にスペーサ13が光軸方向に伸長することにより、レンズ3とレンズ4との間の距離がレンズ群19の熱膨張による伸びに基づく変化量より大きく変化することになり、これがレンズ群19の結像に影響することになる。 Accordingly, in the first embodiment, when the lens barrel 1 extends from the lens group 19 along the optical axis direction when the temperature rises, the spacer 13 extends in the optical axis direction, so that the lens 3 and the lens 4 are separated from each other. The distance between them changes more than the amount of change due to the expansion of the lens group 19 due to thermal expansion, which affects the image formation of the lens group 19.

それに対して、第2の実施の形態では、例えば、温度上昇時に鏡筒1が光軸方向に沿ってレンズ群19より伸びた場合にスペーサ13bが光軸方向に伸長することにより、レンズ群19全体が鏡筒1の結像側の係止部1aに押し付けられるので、レンズ群19において、レンズ間の距離がスペーサ13の部分だけ大きく伸びるようなことがなく、レンズ群19へのスペーサ13bの伸長による影響が小さくなる。 On the other hand, in the second embodiment, for example, when the lens barrel 1 extends from the lens group 19 along the optical axis direction when the temperature rises, the spacer 13b extends in the optical axis direction, so that the lens group 19 extends. Since the whole is pressed against the locking portion 1a on the image forming side of the lens barrel 1, the distance between the lenses in the lens group 19 does not greatly extend only by the spacer 13, and the spacer 13b to the lens group 19 does not extend. The effect of stretching is reduced.

また、レンズ群19は、スペーサ13bにより結像側に押し付けられているので、レンズ群19と鏡筒1の係止部1aとに間にスペーサを配置して、このスペーサが伸長した場合に比較して、レンズ群19と撮像センサ8との間の距離の変化が少なく、スペーサ13bの伸長による影響を抑止できる。 Further, since the lens group 19 is pressed against the image forming side by the spacer 13b, a spacer is arranged between the lens group 19 and the locking portion 1a of the lens barrel 1 and the comparison is made when this spacer is extended. Then, the change in the distance between the lens group 19 and the image sensor 8 is small, and the influence of the extension of the spacer 13b can be suppressed.

なお、上述のようにレンズ群19と撮像センサ8との距離が伸びる虞があるが、波バネ等の弾性体からなるスペーサをレンズ群19の撮像側の端部に配置するものとしてもよく、第1の実施の形態と略同様の作用効果を得ることができる。 Although the distance between the lens group 19 and the image sensor 8 may increase as described above, a spacer made of an elastic body such as a wave spring may be arranged at the end of the lens group 19 on the image capturing side. It is possible to obtain substantially the same effect as that of the first embodiment.

1 鏡筒
2,3,4,5,6,7 レンズ
13 スペーサ(伸長可能なスペーサ)
19 レンズ群
20 レンズユニット
1 Lens barrel 2, 3, 4, 5, 6, 7 Lens 13 Spacer (extendable spacer)
19 lens group 20 lens unit

Claims (4)

複数のガラスレンズが当該レンズの光軸に沿って並べられたレンズ群と、
像側端部に前記レンズ群の最も像側のレンズが当接する縮径部を有し、前記レンズ群を一体に支持する金属製の鏡筒と、
前記筐筒の物体側端部に螺合されて締め付けられることによって、前記レンズ群の最も物体側の第1レンズを像側に押し付ける係止部を有する押え部材と、
を備えるレンズユニットであって、
前記第1レンズは、物体側面の外周部に光軸方向に凹む環状の凹部を有し、
前記凹部には、前記第1レンズと前記押え部材の前記係止部との間に介在される環状の弾性体が設けられ、
前記弾性体は、前記レンズの光軸方向に圧縮されて設けられ、温度変化による前記鏡筒と前記レンズ群との光軸方向の相対的な移動に伴って前記レンズ間に隙間が生じないように前記レンズの光軸方向に伸長可能になっていることを特徴とするレンズユニット。
A lens group in which a plurality of glass lenses are arranged along the optical axis of the lens,
A lens barrel made of a metal having a reduced diameter portion at which an image-side lens of the lens group comes into contact with the image-side end portion and integrally supporting the lens group,
A pressing member having a locking portion that presses the first lens closest to the object side of the lens group to the image side by being screwed and fastened to the object side end portion of the casing;
A lens unit comprising:
The first lens has an annular recess that is recessed in the optical axis direction on the outer periphery of the object side surface,
An annular elastic body interposed between the first lens and the locking portion of the pressing member is provided in the recess,
The elastic body is provided so as to be compressed in the optical axis direction of the lens, and a gap is not formed between the lenses due to relative movement of the lens barrel and the lens group in the optical axis direction due to temperature change. A lens unit, wherein the lens unit is extendable in the optical axis direction of the lens.
前記弾性体がばねであることを特徴とする請求項1に記載のレンズユニット。 The lens unit according to claim 1, wherein the elastic body is a spring. 前記ばねが波ばねであることを特徴とする請求項2に記載のレンズユニット。 The lens unit according to claim 2, wherein the spring is a wave spring. 請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の前記レンズユニットと、
撮像センサを有する基板と、
前記基板に対して前記レンズユニットを位置決めした状態に支持する部材と、
を備えることを特徴とする車載カメラ。
The lens unit according to any one of claims 1 to 3,
A substrate having an image sensor,
A member for supporting the lens unit in a state of being positioned with respect to the substrate,
An in-vehicle camera comprising:
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