JP7688073B2 - Lens units and camera modules - Google Patents
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Description
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。 The present invention particularly relates to a lens unit and a camera module that constitute an on-board camera mounted on a vehicle such as an automobile.
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)。 In recent years, automobiles have been equipped with on-board cameras to assist with parking and prevent collisions through image recognition, and there are also attempts to apply this to autonomous driving. Camera modules such as on-board cameras generally include a lens unit that includes a lens group consisting of multiple lenses arranged along an optical axis, a barrel that houses and holds the lens group, and an aperture member that is placed between at least one of the lenses in the lens group (see, for example, Patent Document 1).
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。 In a lens unit, generally, as shown in FIG. 9, multiple lenses 101, 102, 103, 104, and 105 constituting a lens group L are assembled in the inner storage space S of the lens barrel 123 so as to be stacked in order from the image side (lower side in FIG. 9) to the object side (upper side in FIG. 9). In this case, generally, these lenses 101, 102, 103, 104, and 105 are directly fitted (or lightly pressed) into the inner surface of the lens barrel 123 by utilizing the inner surface shape of the lens barrel 123 so that the lenses do not shift due to vibration, impact, etc., causing deterioration of resolution performance or misalignment of the optical axis.
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。 However, when the lens is fitted inside the lens barrel in direct contact with the lens barrel like this, if there is a difference in the linear expansion coefficient (thermal expansion coefficient) between the lens barrel and the lens, the lens may receive compressive stress from the lens barrel due to thermal expansion of the lens inside the lens barrel, especially in a high temperature environment, and the surface shape of the lens may be deformed.
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。 For this reason, it is possible to consider providing a gap between the lens and the lens barrel in order to prevent such lens deformation, but in that case, there is a risk that the lens will become loose, causing degradation in resolution performance and misalignment of the optical axis, leading to a deterioration in optical performance.
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。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a lens unit and camera module that can accurately center and position the lens within the lens barrel while suppressing the compressive stress that the lens receives from the lens barrel due to its thermal expansion, and can regulate the decentering of the lens relative to the optical axis.
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。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a lens unit including a cylindrical lens barrel that defines an internal storage space for storing and holding lenses, and a lens group that is incorporated in the internal storage space of the lens barrel and that is formed by arranging a plurality of lenses along an optical axis,
a lens support portion that supports the lens in a fitted state;
the lens support portion is formed by at least the lens barrel, and has a non-contact area where the lens barrel and the lens do not come into contact with each other, and a positioning support area that supports the lens with respect to the lens barrel and positions the lens concentrically with the optical axis,
The positioning support region is characterized in that its thickness in the radial direction is set to be thinner than that of the non-contact region.
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。 According to the above-mentioned configuration of the present invention, the lens support part that supports the lens in a fitted state has a non-contact area where the lens barrel does not come into contact with the lens, and a positioning support area that supports the lens relative to the lens barrel and positions it concentrically with the optical axis, and the thickness along the radial direction of the positioning support area is set to be thinner than that of the non-contact area. In other words, while ensuring a non-contact area where the lens does not come into contact with the lens barrel, the lens support part is set to have a thin thickness in the positioning support area where the lens may directly or indirectly receive compressive stress from the lens barrel during thermal expansion of the lens. This effectively releases the thermal expansion of the lens not only in the non-contact area but also in the positioning support area, alleviating the compressive stress acting on the lens and suppressing deformation of the lens surface shape due to the compressive stress. In addition, while the lens support part has a non-contact area where the lens barrel does not come into contact with the lens, the positioning support area can reliably support the lens relative to the lens barrel and position it concentrically with the optical axis, so there is no risk of the lens rattling, causing deterioration in resolution performance or misalignment of the optical axis, which could lead to deterioration in optical performance.
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。 In the above-mentioned configuration of the present invention, the lens support portion may be formed by a lens barrel and an annular interposing member that is interposed between the outer peripheral side surface of the lens and the inner surface of the lens barrel to position the lens concentrically with the optical axis without contacting the lens barrel. In this case, the interposing member may have a lens fitting portion that fits with the lens without contacting the lens barrel to form a positioning support area, and a lens barrel fitting portion that fits with the lens barrel without contacting the lens to form a non-contact area together with the lens barrel.
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。 In this way, if an annular insert member having a lens fitting portion that fits with the lens without contacting the lens barrel and a lens barrel fitting portion that fits with the lens barrel without contacting the lens is inserted between the outer peripheral side surface of the lens and the inner surface of the lens barrel, and the lens is positioned concentrically with the optical axis without contacting the lens barrel by this insert member, that is, if the lens is not directly contacted and fitted with the lens barrel over the entire circumference inside the lens barrel, even if there is a difference in the linear expansion coefficient (thermal expansion coefficient) between the lens barrel and the lens, the lens will not be affected by the lens barrel. In other words, even if the lens inside the lens barrel expands thermally in a high-temperature environment, the lens will not be subjected to compressive stress from the lens barrel, and therefore the eccentricity of the lens can be regulated and the deformation of the lens can be suppressed. In addition, since the insert member is fitted to both the lens and the lens barrel, a gap that allows the lens to move freely is not formed between the lens barrel and the lens, and therefore the lens can be prevented from rattling, causing deterioration in resolution performance and misalignment of the optical axis, which leads to deterioration in optical performance.
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。 In the above configuration, it is preferable that the interposing member has a linear expansion coefficient (thermal expansion coefficient) equal to that of the lens it supports. This can prevent the lens from receiving compressive stress from the interposing member when it expands as it is fitted into the interposing member. It is also preferable that the interposing member is made of a material that can absorb the expansion of the lens, for example a material that has a lower flexural modulus at room temperature than the lens material. Furthermore, the interposing member may be incorporated into the lens barrel, for example, in a state where it is fitted onto the outer periphery of the lens. This allows for smooth incorporation of the lens into the lens barrel via the interposing member, particularly in an incorporation form in which an aperture is inserted between the lenses.
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。 In addition, in the above configuration of the present invention, in a cross section perpendicular to the optical axis, the lens fitting portion of the insert member may be in point contact with the lens, and the lens barrel fitting portion of the insert member may be in line contact with the lens barrel. This allows the lens to be reliably and stably supported by the lens barrel via the insert member while minimizing the stress that the lens receives from the insert member. However, both the lens fitting portion and the lens barrel fitting portion may be in line contact or point contact.
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。 In addition, in the above-described configuration of the present invention, the insert member may have lens fitting portions and lens barrel fitting portions arranged alternately along its circumferential direction. This allows the lens support force (lens support stability) by the insert member, as well as the fitting force (stress) that the lens barrel and lens receive from the insert member, to be evenly distributed in the circumferential direction, achieving a mechanically favorable structural form of the lens unit. Of course, it is not necessarily required that the lens fitting portions and lens barrel fitting portions be arranged alternately.
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。 In addition, in the above-described configuration of the present invention, the circumferential positions of the lens fitting portion and the lens barrel fitting portion of the insert member of the lenses adjacent to each other in the optical axis direction may be the same or different. If the circumferential positions of the lens fitting portion and the lens barrel fitting portion of the insert member of the lenses adjacent to each other in the optical axis direction are different from each other, it is possible to disperse stress along the optical axis direction and realize a mechanically favorable structural form of the lens unit.
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。 In the above configuration, the materials of the lens barrel and the lens, the mounting form of the lens, the shape of the inner surface of the lens barrel, etc. can be set arbitrarily. For example, the inner surface of the lens barrel that mounts and supports the lens may have a circular cross section, or a polygonal cross section. Regardless of the cross-sectional shape, the insertion member of the above configuration can be effectively inserted between the lens and the lens barrel.
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。
A camera module according to the present invention includes the lens unit described above.
With this configuration, the effects of the lens unit described above can be obtained with the camera module.
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。 The present invention provides a lens unit and camera module that can accurately center and position the lens within the lens barrel while suppressing the compressive stress that the lens receives from the lens barrel due to its thermal expansion, and can regulate the decentering of the lens relative to the optical axis.
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。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The lens unit of the present embodiment described below is particularly for a camera module such as an in-vehicle camera, and is fixedly installed on the outer surface of a vehicle, with wiring drawn into the vehicle and connected to a display or other devices. Also, hatching of the lenses is omitted in Figures 1 to 9.
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。 1 shows a lens unit 11 according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the lens unit 11 of this embodiment includes a cylindrical lens barrel 12 made of, for example, resin (or metal), a plurality of lenses arranged in a stepped inner storage space S of the lens barrel 12, for example, five lenses consisting of a first lens 13, a second lens 14, a third lens 15, a fourth lens 16, and a fifth lens 17 from the object side, and two diaphragm members 22a and 22b. In this embodiment, the diaphragm members 22a and 22b are interposed between the second lens 14 and the third lens 15, and between the third lens 15 and the fourth lens 16, and are "aperture diaphragms" that limit the amount of transmitted light and determine the F-number, which is an index of brightness, or "light-shielding diaphragms" that block light rays that cause ghosts and light rays that cause aberrations. An in-vehicle camera equipped with such a lens unit 11 includes the lens unit 11, a substrate having an image sensor (not shown), and an installation member (not shown) for installing the substrate on a vehicle such as an automobile.
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。 The lenses 13, 14, 15, 16, and 17 are assembled and held in the inner storage space S of the lens barrel 12, and are stacked and arranged with their optical axes aligned. The lenses 13, 14, 15, 16, and 17 are arranged along a single optical axis O to form a group of lenses L used for imaging. In this case, the first lens 13, which is positioned closest to the object and is a spherical glass lens with a convex surface on the object side and a concave surface on the image side, and the other lenses 14, 15, 16, and 17 are resin lenses, but are not limited to this (for example, the first lens 13 may be a resin lens). In addition, the surfaces of these lenses 13, 14, 15, 16, and 17 are provided with anti-reflection films, hydrophilic films, water-repellent films, etc., as necessary.
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。 In this embodiment, the two fourth and fifth lenses 16 and 17 located on the image side constitute a cemented lens (composite lens) 40. The fourth and fifth lenses 16 and 17 constituting such cemented lens 40 are assembled by fitting the annular convex portion 16a on the surface facing the image side of the fourth lens 16 located on the object side into the corresponding annular concave portion 17b on the surface facing the object side of the fifth lens 17 located on the image side, as shown in the figure, and are fixed together by adhesive or the like.
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。 In this embodiment, an O-ring 26 is inserted between the first lens 13, which is located closest to the object, and the lens barrel 12 as a seal member to prevent water and dust from entering the lens group L inside the lens barrel 12. In this case, a stepped reduced diameter portion 13d, the diameter of which is reduced at the image side portion of the lens 13, is provided on the outer peripheral side surface 13c of the first lens 13, and an O-ring 26 is attached to this reduced diameter portion 13d, and the O-ring 26 is compressed in the radial direction between the outer peripheral side surface 13c of the first lens 13 and the inner peripheral surface of the lens barrel 12, sealing the object side end of the lens barrel 12.
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。 Inside the lens barrel 12, a cylindrical inner wall 12b is provided on the object side, and a groove is formed between the inner wall 12b and the outer wall 12a. An annular body 27 is provided in the groove, and an O-ring 26 is in close contact with the annular body 27. The reason for forming a groove between the inner wall 12b and the outer wall 12a is to prevent a large sink mark from occurring when molding and cooling the resin lens barrel 12, which would cause a loss of dimensional accuracy, since the wall thickness would be thick if the inner wall 12b and the outer wall 12a were integrated without a groove. The annular body 27 is made of a relatively soft elastic material, such as Teflon. The annular body 27 has the function of supporting the O-ring 26 in the optical axis direction. Since the annular body 27 is a separate member from the lens barrel 12, it is possible to change the annular body 27 to a different height depending on the size of the O-ring 26, ensuring that the O-ring 26 seals with an appropriate elastic force.
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。 In addition, when the lens group L is assembled and housed in the inner housing space S of the lens barrel 12, the crimping portion 23 at the object side end (upper end in FIG. 1) is crimped radially inward, so that the first lens 13, which is located closest to the object side of the lens group L, is fixed to the object side end of the lens barrel 12 by this crimping portion 23. Note that the fixing of the first lens 13 is not limited to the crimping portion 23, and may be performed by a fixing portion that is attached to the object side end of the lens barrel 12 after the lenses 13, 14, 15, 16, and 17 are housed in the lens barrel 12.
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。 The end of the lens barrel 12 on the image side (the lower end in FIG. 1) is provided with an inner flange portion 24 having an opening with a smaller diameter than the fifth lens 17. The inner flange portion 24 and the crimped portion 23 hold and fix the lenses 13, 14, 15, 16, and 17 and the aperture members 22a and 22b that make up the lens group L inside the lens barrel 12 in the optical axis direction.
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。 The lens unit 11 of this embodiment also has a lens support section 80 that supports at least one of the lenses constituting the lens group L, particularly all of the lenses 14, 15, and 17 except for the first lens 13 and one of the cemented lenses, here the fourth lens 16, in a fitted state in this embodiment. Specifically, in this embodiment, the lens support section 80 is formed by the lens barrel 12 having a circular cross section and an annular insert member 30 that is inserted between the outer peripheral side surface 14a (15a, 17a) of the lenses 14, 15, and 17 and the inner surface 12c of the lens barrel 12, as shown in Figures 1 and 2.
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。 The lens support section 80 of this embodiment, which is formed by the lens barrel 12 and the insert member 30, has a non-contact area 70 where the lens barrel 12 and the lenses 14, 15, and 17 do not come into contact with each other, and in this embodiment in particular, where the lens barrel 12 and the insert member 30 do not come into contact with the lenses 14, 15, and 17, and a positioning support area 72 that supports the lenses 14, 15, and 17 with respect to the lens barrel 12 (by the insert member 30 in this embodiment) and positions them concentrically with the optical axis O.
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。
2, the insert member 30 forming the lens support portion 80 together with the lens barrel 12 has a lens fitting portion 30a that fits with the lens 14 (15, 17) without contacting the lens barrel 12 to form a positioning support region 72, and a lens barrel fitting portion 30b that fits with the lens 14 (15, 17) without contacting the lens barrel 12 to form a non-contact region 70 together with the lens barrel 12, in order to position the corresponding lens 14 (15, 17) concentrically with the optical axis O without contacting the lens barrel 12. At least one of these lens fitting portion 30a and lens barrel fitting portion 30b may be provided on at least a portion of the circumferential direction of the annular insert member 30, but in this embodiment in particular, the insert member 30 has the lens fitting portion 30a and the lens barrel fitting portion 30b alternately and continuously along the circumferential direction (therefore, the non-contact region 70 and the positioning support region 72 are provided alternately and continuously along the circumferential direction). Specifically, three linear lens fitting portions 30a and three arc-shaped lens barrel fitting portions 30b are positioned adjacent to each other. In this case, as can be seen from Fig. 2, in a cross section perpendicular to the optical axis O, the lens fitting portions 30a of the insert member 30 are in point contact with the lens 14 (15, 17) (the contact points are indicated by C1 in Fig. 2), and the lens barrel fitting portions 30b are in line contact with the lens barrel 12 (the line contact portion is indicated by C2 in Fig. 2).
As shown enlarged in Figure 3, the insert member 30 is supported at its lens barrel fitting portion 30b by a step portion 12d formed on the inner surface 12c of the lens barrel 12, and further movement in the optical axis direction toward the image side is prevented.
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。 In addition, as shown in FIG. 2, in this embodiment, the thickness T2 along the radial direction of the positioning support region 72 formed by the insert member 30 (in this embodiment, the thickness T2 of the lens fitting portion 30a) is set to be thinner than the thickness T1 along the radial direction of the non-contact region 70 formed by the lens barrel 12 and the insert member 30 (in this embodiment, the sum of the thickness of the lens barrel 12 and the thickness of the lens barrel fitting portion 30b).
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。 As can be seen from FIG. 1, in this embodiment, the circumferential positions of the lens fitting portion 30a and the lens barrel fitting portion 30b of the insert member 30 of the lenses adjacent to each other in the direction of the optical axis O (the adjacent second lens 14 and third lens 15; the adjacent third lens 15 and cemented lens 40 (here, the fifth lens 17)) are the same. In other words, when viewed from the direction of the optical axis O, the circumferential positions of the lens fitting portion 30a and the lens barrel fitting portion 30b of the insert member 30 of each lens 14, 15, 17 are completely aligned.
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。 It is preferable that the insert member 30 has a linear expansion coefficient (thermal expansion coefficient) equal to that of the lens 14 (15, 17) that it supports. This can prevent the lens 14 (15, 17) from receiving compressive stress from the insert member 30 when it expands as it is fitted into the insert member 30. The insert member 30 may be made of a material that can absorb the expansion of the lens 14 (15, 17). Examples of materials that form the insert member 30 include nylon-based materials such as Reny and Zylon (trademarks). In the case of a resin lens barrel, it is preferable to use the same material for the insert member 30 as the lens barrel in order to match the linear expansion coefficient of the lens barrel. Furthermore, the insert member 30 may be incorporated into the lens barrel 12 in a state where it is fitted around the outer periphery of the lens 14 (15, 17).
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。 Figure 4 is a schematic cross-sectional view of a camera module 300 of this embodiment having a lens unit 11 configured as described above. As shown in the figure, this camera module 300 is configured to include the lens unit 11 of Figure 1 to which a filter 100 is attached.
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。 The camera module 300 includes an upper case (camera case) 301, which is an exterior component, and a mount (base) 302 that holds the lens unit 11. The camera module 300 also includes a sealing member 303 and a package sensor (imaging element) 304.
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。 The upper case 301 is a member that engages with the flange portion 25 that is provided in a brim-like shape on the outer circumferential surface 12a of the lens barrel 12, and exposes the object side end of the lens unit 11 and covers the other parts. The mount 302 is disposed inside the upper case 301, and has a female thread 302a that screws into the male thread 11a of the lens unit 11. The seal member 303 is a member that is interposed between the inner surface of the upper case 301 and the outer circumferential surface 12a of the lens barrel 12 of the lens unit 11, and is a member that maintains airtightness inside the upper case 301.
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。 The package sensor 304 is disposed inside the mount 302, and is positioned to receive the image of the object formed by the lens unit 11. The package sensor 304 also has a transparent cover on the outside and is equipped with a CCD, CMOS, etc. inside, and converts the light that is collected and reaches it through the lens unit 11 into an electrical signal. The converted electrical signal is then converted into analog data or digital data, which is a component of the image data captured by the camera.
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。 As described above, according to this embodiment, the lens support portion 80 that supports the lens 14 (15, 17) in a fitted state has a non-contact region 70 where the lens barrel 12 and the lens 14 (15, 17) do not come into contact with each other, and a positioning support region 72 that supports the lens 14 (15, 17) with respect to the lens barrel 12 and positions it concentrically with the optical axis O, and the radial thickness T2 of the positioning support region 72 is set to be thinner than the radial thickness T1 of the non-contact region 70. In other words, the lens 14 (15, 17) is supported by the lens barrel 12. While ensuring a non-contact region 70 that does not contact lens 14 (15, 17), the thickness of the lens support portion 80 is set thin in the positioning support region 72 where the lens 14 (15, 17) may indirectly receive compressive stress from the lens barrel 12 when the lens 14 (15, 17) thermally expands. This effectively allows the thermal expansion of the lens 14 (15, 17) to escape not only in the non-contact region 70 but also in the positioning support region 72, thereby alleviating the compressive stress acting on the lens 14 (15, 17) and suppressing deformation of the surface shape of the lens 14 (15, 17) due to the compressive stress. In addition, while the lens support section 80 includes a non-contact area 70 where the lens barrel 12 and the lens 14 (15, 17) do not come into contact, the positioning support area 72 reliably supports the lens 14 (15, 17) relative to the lens barrel 12 and positions it concentrically with the optical axis O, so there is no risk of the lens 14 (15, 17) rattling, causing degradation of resolution performance or misalignment of the optical axis, which could lead to degradation of optical performance.
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。 In particular, in this embodiment, an annular interposing member 30 having a lens fitting portion 30a that fits with the lens 14 (15, 17) without contacting the lens barrel 12 to form a positioning support region 72, and a lens barrel fitting portion 30b that fits with the lens barrel 12 without contacting the lens 14 (15, 17) to form a non-contact region 70 together with the lens barrel 12 is used as a member that forms a lens support portion together with the lens barrel 12, and is connected to the outer peripheral side surface 14a (15a, 17a) of the lens 14 (15, 17) and the inner surface 12c of the lens barrel 12. Since the lens 14 (15, 17) is positioned concentrically with the optical axis O without contacting the lens barrel 12 by the insert member 30, that is, since the lens 14 (15, 17) is not directly contacted and fitted to the lens barrel 12 over the entire circumference inside the lens barrel 12, even if there is a difference in the linear expansion coefficient (thermal expansion coefficient) between the lens barrel 12 and the lens 14 (15, 17), the lens 14 (15, 17) is not affected by the lens barrel 12. In other words, even if the lens 14 (15, 17) inside the lens barrel 12 thermally expands in a high-temperature environment, for example, the lens 14 (15, 17) is not subjected to compressive stress from the lens barrel 12, and therefore, the decentering of the lens 14 (15, 17) can be regulated and deformation of the lens 14 (15, 17) can also be suppressed. In addition, because the insert 30 is fitted to both the lens 14 (15, 17) and the lens barrel 12, no gap is formed between the lens barrel 12 and the lens 14 (15, 17) that would allow the lens 14 (15, 17) to move freely. This prevents the lens 14 (15, 17) from rattling, resulting in degradation of resolution performance and misalignment of the optical axis, and thus a deterioration of optical performance.
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 In addition, according to this embodiment, the insert member 30 has lens fitting portions 30a and lens barrel fitting portions 30b arranged alternately along its circumferential direction, so that the support force of the insert member 30 for the lens 14 (15, 17) (support stability of the lens 14 (15, 17)) and the fitting force (stress) that the lens barrel 12 and the lens 14 (15, 17) receive from the insert member 30 can be evenly distributed in the circumferential direction, realizing a mechanically favorable structural form of the lens unit 11.
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。 In addition, according to this embodiment, in a cross section perpendicular to the optical axis O, the lens fitting portion 30a of the insert member 30 is in point contact with the lens 14 (15, 17), and the lens barrel fitting portion 30b of the insert member 30 is in line contact with the lens barrel 12. This minimizes the stress that the lens 14 (15, 17) receives from the insert member 30, while ensuring reliable and stable support of the lens 14 (15, 17) by the lens barrel 12 via the insert member 30.
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。 Figure 5 shows a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the lens unit 11A according to this embodiment, the lenses adjacent to each other in the optical axis O direction (adjacent second lens 14 and third lens 15; adjacent third lens 15 and cemented lens 40 (here, fifth lens 17)) have different circumferential positions of the lens fitting portion 30a and the lens barrel fitting portion 30b of the interposed member 30. This is the only point that differs from the first embodiment. That is, when viewed from the direction of the optical axis O, the circumferential positions of the lens fitting portion 30a and the lens barrel fitting portion 30b of the interposed member 30 of each lens 14, 15, 17 do not match. For example, at a certain circumferential position, the lens barrel fitting portion 30b is located in the interposed member 30 of the second lens 14, while the lens fitting portion 30a is located in the interposed member 30 of the third lens 15. Furthermore, at a given circumferential position, the lens barrel fitting portion 30b is located in the insert member 30 of the third lens 15, whereas the lens fitting portion 30a is located in the insert member 30 of the fifth lens 17.
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。 In this way, if the circumferential positions of the lens fitting portion 30a and the lens barrel fitting portion 30b of the insert member 30 are different between lenses adjacent to each other in the direction of the optical axis O, it is possible to disperse stress along the direction of the optical axis O, and a mechanically favorable structural form of the lens unit can be realized.
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。 Figure 6 shows a third embodiment of the present invention. As shown in the figure, in the lens unit 11B according to this embodiment, the interposing member 30A has a hexagonal shape in which three linear lens fitting portions 30a that make point contact with the lens 14 (15, 17) and three linear lens fitting portions 30b that make line contact with the lens barrel 12A are adjacent to each other and alternately positioned in succession along the circumferential direction so as to be interposed between the lens barrel 12A having an inner surface 12c with a hexagonal cross section and the lens 14 (15, 17). This is the only point that makes the interposing member 30A different from the first and second embodiments. With such an interposing member 30A, the same effect as the above-mentioned embodiment can be achieved. Note that the shape of the inner surface 12c of the lens barrel 12A does not have to be hexagonal, but may be a square, pentagon, octagon, etc., and the interposing member 30A can have a polygonal shape corresponding to the shape. In this case, in order to miniaturize the lens barrel 12A and stably support the lens, it is preferable that the lens fitting portion 30a and the inner surface 12c of the lens barrel 12A facing it are parallel to each other.
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。 7 and 8 show a fourth embodiment of the present invention. As shown in the figures, in the lens unit 11C according to this embodiment, the lens support portion 80A that supports the lenses 14, 15, and 17 in a fitted state is formed only by the lens barrel 12B having a circular cross section, without the aforementioned insert member 30 (30A). Specifically, the lens support portion 80A of the present embodiment has a non-contact region 70 where the lens barrel 12B and the lenses 14, 15, and 17 do not come into contact with each other, and a positioning support region 72 which supports the lenses 14, 15, and 17 with respect to the lens barrel 12B (in this embodiment, the lenses 14, 15, and 17 are directly supported by the lens barrel 12B (therefore, the lenses 14, 15, and 17 are in direct contact with the lens barrel 12B)) and positions them concentrically with the optical axis O, and the positioning support region 72 is formed by a thin-walled portion 12e of the lens barrel 12B which is substantially linear and makes, for example, point contact with the lenses 14, 15, and 17 in a cross section perpendicular to the optical axis O. In this case, the thin-walled portion 12e is formed by providing a recessed groove 90 facing radially inward in the outer peripheral surface portion of the lens barrel 12B which forms the positioning support region 72 of the lens support portion 80A. That is, in this embodiment, the thickness T2 along the radial direction of the portion of the barrel 12B that forms the positioning support region 72 (i.e., the thin-walled portion 12e) is thinner than the thickness T1 along the radial direction of the portion of the barrel 12B that forms the non-contact region 70. Also, if the circumferential positions of the thin-walled portions 12e of the lenses 14, 15, and 17 are aligned (the thin-walled portions 12e are biased in only one direction), deformation of the barrel 12B may occur. Therefore, in this embodiment, the positions of the thin-walled portions 12e are staggered for each of the lenses 14, 15, and 17. That is, the circumferential positions of the thin-walled portions 12e (positioning support region 72) (and therefore the circumferential positions of the non-contact region 70) of the lenses adjacent to each other in the optical axis O direction (the adjacent second lens 14 and third lens 15; the adjacent third lens 15 and cemented lens 40 (here, the fifth lens 17)) are different from each other. For example, at a given circumferential position, the thin portion 12e (positioning support region 72) is located in the second lens 14, whereas the non-contact region 70 is located in the third lens 15. Also, at a given circumferential position, the thin portion 12e (positioning support region 72) is located in the third lens 15, whereas the non-contact region 70 is located in the fifth lens 17.
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。 In addition, in this embodiment, the lens support portion 80A is formed by alternately and continuously providing non-contact areas 70 and positioning support areas 72 along the circumferential direction, and the inner surface 12c of the lens barrel 12B forming the non-contact areas 70 and the positioning support areas 72 is linear in a cross section perpendicular to the optical axis O. Therefore, the lens barrel 12B has an inner surface 12c with a polygonal cross section (hexagonal in FIG. 8). However, the inner surface 12c of the lens barrel 12B forming the non-contact areas 70 and/or the positioning support areas 72 may be arc-shaped. In this embodiment, the lens support portions 80A of the lenses adjacent to each other in the optical axis direction have the same circumferential positions of the non-contact areas 70 and the positioning support areas 72, but they may be different from each other.
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。 As described above, in this embodiment, as in the above-described embodiment, the lens support portion 80A that supports the lens 14 (15, 17) in a fitted state has a non-contact region 70 where the lens barrel 12B and the lens 14 (15, 17) do not come into contact with each other, and a positioning support region 72 that supports the lens 14 (15, 17) relative to the lens barrel 12B and positions it concentrically with the optical axis O. In addition, the thickness T2 along the radial direction of the positioning support region 72 is set to be thinner than the thickness T1 along the radial direction of the non-contact region 70. In other words, the lens 14 (1 While ensuring a non-contact region 70 that does not allow lens 14 (15, 17) to come into contact with lens barrel 12B, the thickness of lens support portion 80A is set thin in positioning support region 72 where lens 14 (15, 17) may directly receive compressive stress from lens barrel 12B when lens 14 (15, 17) thermally expands. As a result, thermal expansion of lens 14 (15, 17) can be effectively released not only in non-contact region 70 but also in positioning support region 72, thereby alleviating the compressive stress acting on lens 14 (15, 17) and suppressing deformation of the surface shape of lens 14 (15, 17) due to the compressive stress. In addition, while the lens support section 80A includes a non-contact area 70 where the lens barrel 12B and the lens 14 (15, 17) do not come into contact, the positioning support area 72 reliably supports the lens 14 (15, 17) relative to the lens barrel 12B and positions it concentrically with the optical axis O, so there is no risk of the lens 14 (15, 17) rattling, causing degradation of resolution performance or misalignment of the optical axis, which could lead to degradation of optical performance.
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)。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified in various ways without departing from the gist of the present invention. For example, the shapes of the lenses, lens barrel, interposing members, etc. are not limited to those of the above-described embodiment. In addition, in the above-described embodiment, the second, third, and fifth lenses are provided with lens support portions (interposing members), but in cases where the fourth lens and the fifth lens are not cemented lenses 40, for example, lens support portions may be provided on all lenses, including the first lens and the fourth lens (interposing members may be interposed between all lenses and the lens barrel).
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
11, 11A, 11B, 11C Lens unit 12, 12A Lens barrel 12c Inner surface 13, 14, 15, 16, 17 Lens 14a, 15a, 17a Outer circumferential side surface 30 Insertion member 30a Lens fitting portion 30b Lens barrel fitting portion 70 Non-contact area 72 Positioning support area 80, 80A Lens support portion 300 Camera module O Optical axis S Inner storage space
Claims (8)
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と前記鏡筒嵌合部に嵌合する前記鏡筒の径方向に沿う肉厚との和よりも薄く、
前記光軸と直交する断面において、前記鏡筒嵌合部は、その全体にわたって前記鏡筒の内面と線接触し、前記レンズ嵌合部は、前記鏡筒嵌合部同士を接続するように前記レンズと点接触しつつ前記鏡筒嵌合部間で直線状に延びることを特徴とするレンズユニット。 A lens unit comprising: a cylindrical lens barrel forming an inner storage space for storing and holding a lens; and a lens group assembled in the inner storage space of the lens barrel and including a plurality of lenses arranged along an optical axis,
an annular insertion member that is inserted between an outer peripheral side surface of the lens and an inner surface of the lens barrel to position the lens concentrically with the optical axis without contacting the lens barrel;
the insertion member has a lens fitting portion that fits with the lens without contacting the lens barrel, and a lens barrel fitting portion that fits with the lens barrel without contacting the lens,
a thickness along a radial direction of the lens fitting portion is smaller than a sum of a thickness along a radial direction of the lens barrel fitting portion and a thickness along a radial direction of the lens barrel that fits into the lens barrel fitting portion,
a lens unit characterized in that, in a cross section perpendicular to the optical axis, the lens barrel fitting portion is in line contact with the inner surface of the lens barrel over its entirety, and the lens fitting portion extends in a straight line between the lens barrel fitting portions while making point contact with the lens so as to connect the lens barrel fitting portions to each other.
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、
前記位置決め支持領域のすべてが、前記光軸と直交する断面において、前記非接触領域同士を接続するように前記レンズと点接触しつつ前記非接触領域間で直線状に延びるとともに、前記非接触領域の円弧状の外周面同士を接続する一直線状の外周面と、前記非接触領域の一直線状の内周面同士を接続する一直線状の内周面とを有することを特徴とするレンズユニット。 A lens unit comprising: a cylindrical lens barrel forming an inner storage space for storing and holding a lens; and a lens group assembled in the inner storage space of the lens barrel and including a plurality of lenses arranged along an optical axis,
the lens barrel has a non-contact area that does not come into contact with the lens, and a positioning support area that directly supports the lens and positions it concentrically with the optical axis,
The positioning support region is set to have a smaller thickness along a radial direction than the non-contact region,
a lens unit characterized in that all of the positioning support areas extend linearly between the non-contact areas while making point contact with the lens so as to connect the non-contact areas in a cross section perpendicular to the optical axis, and have a linear outer peripheral surface connecting the arc-shaped outer peripheral surfaces of the non-contact areas, and a linear inner peripheral surface connecting the linear inner peripheral surfaces of the non-contact areas.
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