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JP7720170B2 - Lens unit, camera module, in-vehicle system and vehicle - Google Patents
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JP7720170B2 - Lens unit, camera module, in-vehicle system and vehicle - Google Patents

Lens unit, camera module, in-vehicle system and vehicle

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JP7720170B2
JP7720170B2 JP2021091018A JP2021091018A JP7720170B2 JP 7720170 B2 JP7720170 B2 JP 7720170B2 JP 2021091018 A JP2021091018 A JP 2021091018A JP 2021091018 A JP2021091018 A JP 2021091018A JP 7720170 B2 JP7720170 B2 JP 7720170B2
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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、カメラモジュール、車載システムおよび車載システムを搭載した車両に関する。 The present invention relates to a lens unit, camera module, in-vehicle system, and vehicle equipped with an in-vehicle system, which constitute an in-vehicle camera mounted in 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 have also been attempts to apply this to autonomous driving. Furthermore, camera modules for such on-board cameras generally include a lens unit that includes a lens group consisting of multiple lenses aligned along an optical axis, a barrel that houses and holds this lens group, and an aperture member that is positioned between at least one of the lenses in the lens group (see, for example, Patent Document 1).

レンズユニットでは、一般に、複数のレンズが積み重ねられるように鏡筒内に組み込まれ、最後に、鏡筒の物体側端部にキャップを取り付け、または、鏡筒の物体側端部をカシメることによって、積層構造のレンズから成るレンズ群が鏡筒内に光軸方向で保持される。この場合、特に車載カメラでは、外部に露出し得る最も物体側に位置されるレンズがガラス製であり、それ以外の内側のレンズが樹脂製であることが多く、とりわけ、樹脂製の鏡筒内に樹脂製のレンズを組み込む場合には、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、一般にレンズが鏡筒内に所定の直径差を伴って軽圧入状態で嵌合されている。 In a lens unit, multiple lenses are typically stacked and assembled inside the barrel. Finally, a cap is attached to the object-side end of the barrel, or the object-side end of the barrel is crimped, thereby holding the lens group consisting of the stacked lenses in the optical axis direction within the barrel. In this case, particularly in vehicle-mounted cameras, the lens closest to the object that can be exposed to the outside is often made of glass, while the other inner lenses are often made of resin. In particular, when assembling a plastic lens inside a plastic barrel, the lens is typically lightly press-fit into the barrel with a predetermined diameter difference to prevent the lens from shifting due to vibration or impact, resulting in degradation of resolution or misalignment of the optical axis.

特開2013-231993号公報JP 2013-231993 A

ところで、樹脂製の鏡筒内に樹脂製のレンズが圧入嵌合されて成るレンズユニットでは、そのレンズ組み込み状態で、径方向内側に向かう圧縮応力がレンズに対して常に作用する。そのため、このような応力作用状態で、鏡筒の線膨張係数(熱膨張率)とレンズのそれとの間に差異があると、特に、一般的なケースのように、鏡筒の材質として例えば繊維強化ポリアミド等が使用され、レンズの材質として例えば非強化のポリカーボネート樹脂等が使用されることにより、レンズの線膨張係数が鏡筒のそれよりも大きく、曲げ弾性率もレンズの方が小さいと、そのような差異に伴って、高温環境下で、レンズの外径が鏡筒の内径よりも大きくなるようにレンズが膨張し、径方向で変形の行き場をなくしたレンズは、光軸方向に面する表面が光軸方向で永久変形(塑性変形)を起こすようになる。このような高温時のレンズの変形は、所望の解像性能が得られなくなったり、焦点がずれるなど、光学特性に悪影響を及ぼし得る。 In a lens unit where a plastic lens is press-fit into a plastic lens barrel, radially inward compressive stress constantly acts on the lens when the lens is assembled. Therefore, if there is a difference between the linear expansion coefficient (thermal expansion coefficient) of the lens barrel and that of the lens under such stress conditions—particularly in the typical case where the lens barrel is made of a material such as fiber-reinforced polyamide and the lens is made of a material such as unreinforced polycarbonate resin, resulting in a lens with a higher linear expansion coefficient and a lower flexural modulus—this difference causes the lens to expand in a high-temperature environment so that its outer diameter exceeds the inner diameter of the lens barrel. With nowhere for radial deformation to go, the lens's surface facing the optical axis undergoes permanent deformation (plastic deformation) in the optical axis direction. This type of lens deformation at high temperatures can adversely affect optical properties, such as making it impossible to achieve the desired resolution or causing focus shifts.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、鏡筒とレンズとの線膨張係数の差異に伴うレンズの光軸方向での変形を低減できるレンズユニット、カメラモジュール、車載システムおよび車両を提供することを目的とする。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a lens unit, camera module, in-vehicle system, and vehicle that can reduce deformation in the optical axis direction of the lens due to differences in the linear expansion coefficients between the lens barrel and the lens.

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、
前記レンズ群を構成する少なくとも1つのレンズが樹脂により形成される樹脂レンズであり、該樹脂レンズは、その線膨張係数が前記鏡筒のそれよりも大きいとともに、前記内側収容空間内に圧入により組み込まれ、
前記樹脂レンズの径方向外側の周面と前記鏡筒の内面との間には、径方向内側に向けて前記樹脂レンズに作用する圧縮応力を吸収して緩和する緩衝層が介在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 forms an internal storage space for storing and holding lenses; and a lens group that is incorporated into the internal storage space of the lens barrel and that is made up of a plurality of lenses arranged along an optical axis,
at least one lens constituting the lens group is a resin lens formed of resin, the resin lens having a linear expansion coefficient greater than that of the lens barrel, and is incorporated into the inner accommodation space by press-fitting;
A buffer layer is interposed between the radially outer peripheral surface of the resin lens and the inner surface of the lens barrel, which absorbs and relieves the compressive stress acting on the resin lens toward the radially inward direction.

本発明の上記構成によれば、樹脂レンズの径方向外側の周面と鏡筒の内面との間に、径方向内側に向けて樹脂レンズに作用する圧縮応力を吸収して緩和する緩衝層が介在されているため、鏡筒の内側収容空間内に圧入されて径方向内側に向かう圧縮応力を常に受けるとともに線膨張係数が鏡筒のそれよりも大きい樹脂レンズは、高温環境下で径方向外側に膨張変形しようとする場合であっても、その変形でさえ緩衝層により少なくとも部分的に吸収され、そのため、径方向で変形の行き場をなくして光軸方向に永久変形(塑性変形)を起こすまで大きく変形するようなことがなくなる。すなわち、樹脂レンズが光軸方向で変形することが抑制(低減)され、したがって、高温時であっても、所望の光学特性を維持できる。 With the above-described configuration of the present invention, a buffer layer is interposed between the radially outer peripheral surface of the resin lens and the inner surface of the lens barrel. This absorbs and alleviates the compressive stress acting on the resin lens in a radially inward direction. Therefore, even if the resin lens, which is pressed into the internal storage space of the lens barrel and is constantly subjected to compressive stress in a radially inward direction and has a linear expansion coefficient greater than that of the lens barrel, attempts to expand and deform radially outward in a high-temperature environment, this deformation is at least partially absorbed by the buffer layer. Therefore, the resin lens is prevented from deforming so much in the radial direction that it becomes trapped and undergoes permanent deformation (plastic deformation) in the optical axis direction. In other words, deformation of the resin lens in the optical axis direction is suppressed (reduced), and the desired optical characteristics can be maintained even at high temperatures.

なお、緩衝層は、樹脂レンズの光軸方向での変形を生起する径方向内側に向かう圧縮応力を緩和できさえすれば、その素材はどのようなものであっても構わないが、圧縮応力を効果的に且つ確実に緩和できるように、エラストマー、ゴム等の低弾性率素材、軟質素材により形成されて、耐熱温度が高い(好ましくは130℃以上)ものであることが好ましい。この場合、緩衝層は、鏡筒および樹脂レンズと別体であってもよく、あるいは、一体であってもよい。また、緩衝層は、樹脂レンズと別体の場合、樹脂レンズが位置する鏡筒部位に対応して個別に設けられてもよく、あるいは、鏡筒の内面のほぼ全体にわたって(例えば、レンズ群の最も物体側にある例えばガラス製のレンズが位置される鏡筒部位を除く鏡筒の内面の全体にわって)設けられてもよい。さらに、緩衝層の厚さは、樹脂レンズの光軸方向の寸法(厚さ寸法)および径方向の寸法(外径)、鏡筒内での樹脂レンズの位置、鏡筒の外径等によって決まり、例えば0.6~1.5mmに設定され、全体にわたって一定の寸法を維持してもよく、あるいは、物体側から像側に向かって次第に(連続的に、または、段階的に)増大または減少してもよい。 The buffer layer may be made of any material as long as it can relieve the radially inward compressive stress that causes deformation of the resin lens in the optical axis direction. However, to effectively and reliably relieve compressive stress, it is preferable that the buffer layer be made of a low-elasticity or soft material such as elastomer or rubber, and have a high heat resistance temperature (preferably 130°C or higher). In this case, the buffer layer may be separate from the lens barrel and the resin lens, or they may be integrated into the lens barrel. Furthermore, if the buffer layer is separate from the resin lens, it may be provided individually in correspondence with the portion of the lens barrel where the resin lens is located, or it may be provided over almost the entire inner surface of the lens barrel (for example, over the entire inner surface of the lens barrel except for the portion of the lens barrel where the lens closest to the object, such as a glass lens, is located). Furthermore, the thickness of the buffer layer is determined by the dimensions of the resin lens in the optical axis direction (thickness dimension) and radial dimension (outer diameter), the position of the resin lens within the lens barrel, the outer diameter of the lens barrel, etc., and may be set to, for example, 0.6 to 1.5 mm, and may maintain a constant dimension throughout, or may gradually increase or decrease (continuously or in steps) from the object side to the image side.

また、本発明の上記構成では、鏡筒が樹脂製である場合、緩衝層の曲げ弾性率が鏡筒の曲げ弾性率よりも小さいことが好ましい。この場合、樹脂レンズの曲げ弾性率が鏡筒の曲げ弾性率よりも小さく、緩衝層の曲げ弾性率が樹脂レンズの曲げ弾性率よりも小さいことがさらに好ましく、すなわち、曲げ弾性率の大小関係は、鏡筒の曲げ弾性率>樹脂レンズの曲げ弾性率>緩衝層の曲げ弾性率の関係を成すことがさらに好ましい。これによれば、樹脂レンズに作用する径方向内側に向かう圧縮応力を緩衝層によって確実に且つ十分に吸収して緩和できる。ここで、鏡筒の「樹脂製」とは、樹脂を主成分(重量で少なくとも20%以上含む)とすることを意味し、ガラスフィラー等、他の素材を含んでもよい。 Furthermore, in the above-described configuration of the present invention, if the lens barrel is made of resin, it is preferable that the flexural modulus of the buffer layer be smaller than that of the lens barrel. In this case, it is even more preferable that the flexural modulus of the resin lens be smaller than that of the lens barrel, and that the flexural modulus of the buffer layer be smaller than that of the resin lens. In other words, it is even more preferable that the relationship of magnitude of the flexural moduli is flexural modulus of lens barrel > flexural modulus of resin lens > flexural modulus of buffer layer. This allows the buffer layer to reliably and sufficiently absorb and alleviate the compressive stress acting on the resin lens in the radially inward direction. Here, "made of resin" for a lens barrel means that resin is the main component (containing at least 20% by weight), and may also contain other materials such as glass filler.

また、本発明の上記構成では、緩衝層の曲げ弾性率が550~2500MPa(N/mm)であることが好ましい。これにより、樹脂レンズの形状にもよるが、樹脂レンズの光軸方向の変形量を最低限でも2%程度低減できる。なお、曲げ弾性率は、JIS規格(JIS K7171)に基づいて測定できる。 In the above-described configuration of the present invention, the flexural modulus of the buffer layer is preferably 550 to 2500 MPa (N/mm 2 ). This allows the deformation of the resin lens in the optical axis direction to be reduced by at least 2%, although this depends on the shape of the resin lens. The flexural modulus can be measured based on the JIS standard (JIS K7171).

また、本発明の上記構成において、緩衝層は、鏡筒または樹脂レンズと一体であってもよい。これによれば、鏡筒に対するレンズの組み込み性が良く、緩衝層の確実で安定した位置決めも可能になる。なお、鏡筒と緩衝層との一体化は、例えばインサート成形によって実現でき、この場合、鏡筒が基材層と緩衝層との2層構造を成すことになる。 Furthermore, in the above-described configuration of the present invention, the buffer layer may be integrated with the lens barrel or the resin lens. This allows for easy assembly of the lens into the lens barrel and ensures reliable and stable positioning of the buffer layer. The lens barrel and buffer layer can be integrated, for example, by insert molding. In this case, the lens barrel will have a two-layer structure consisting of a base layer and a buffer layer.

また、本発明は、前述のレンズユニットを有するカメラモジュール、該カメラモジュールを有する車載システム、および、車載システムを搭載して成る車両も提供する。このようなカメラモジュール、車載システムおよび車両によっても前述したレンズユニットと同様の作用効果を得ることができる。 The present invention also provides a camera module having the aforementioned lens unit, an in-vehicle system having the camera module, and a vehicle equipped with the in-vehicle system. These camera modules, in-vehicle systems, and vehicles can achieve the same effects as the aforementioned lens unit.

本発明によれば、樹脂レンズの径方向外側の周面と鏡筒の内面との間に、径方向内側に向けて樹脂レンズに作用する圧縮応力を吸収して緩和する緩衝層が介在されているため、鏡筒とレンズとの線膨張係数の差異に伴うレンズの光軸方向での変形を低減できる According to this invention, a buffer layer is interposed between the radially outer peripheral surface of the resin lens and the inner surface of the lens barrel. This absorbs and relieves the compressive stress acting on the resin lens in the radially inward direction. This reduces deformation of the lens in the optical axis direction due to the difference in the linear expansion coefficient between the lens barrel and the lens.

本発明の一実施の形態に係るレンズユニットの概略断面図(光軸に沿う断面図)である。1 is a schematic cross-sectional view (cross-sectional view along the optical axis) of a lens unit according to an embodiment of the present invention. 図1の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of FIG. 1 . インサート成形により緩衝層を鏡筒の内面に設ける実施例を示し、緩衝層を形成する緩衝部材を可動側金型に装着する状態を示す断面図である。10 is a cross-sectional view showing an embodiment in which a buffer layer is provided on the inner surface of a lens barrel by insert molding, showing a state in which a buffer member that forms the buffer layer is attached to a movable-side mold. FIG. 図3の実施例において金型が閉じられて溶融樹脂が流し込まれるキャビティが画定された状態を示す断面図である。4 is a cross-sectional view showing the state in which the mold is closed in the embodiment of FIG. 3 to define a cavity into which molten resin is poured. FIG. 鏡筒、樹脂レンズおよび緩衝層の材料物性の一例を示す表である。10 is a table showing an example of material properties of a lens barrel, a resin lens, and a buffer layer. 樹脂レンズの中心の光軸方向変位量の試験結果を示す表である。10 is a table showing test results of the displacement amount of the center of the resin lens in the optical axis direction. 図1のレンズユニットを有するカメラモジュールの概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a camera module having the lens unit of FIG. 1. 本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールを備える車載システムが搭載される車両の概略図である。1 is a schematic diagram of a vehicle equipped with an in-vehicle system including a camera module according to an embodiment of the present invention. 図8の車載システムを構成する撮像装置の構成を示すブロック図である。FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of an imaging device that constitutes the in-vehicle system of FIG. 8 .

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が、本実施の形態は、特にセンシングシステムにおいて信頼性の高いシステムを実現でき、強靭なインフラの開発に貢献するものであり、国連の提唱する持続可能な開発目標(SDGs:Sustainable Development Goals)の「9.産業と技術革新の基盤をつくろう」の、「9.1 すべての人々に安価で公平なアクセスに重点を置いた経済発展と人間の福祉を支援するために、地域・越境インフラを含む質の高い、信頼でき、持続可能かつ強靭(レジリエント)なインフラを開発する。」をターゲットとするものである。
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および図7において複数のレンズについてはハッチングを省略している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present embodiments can realize highly reliable systems, particularly in sensing systems, and contribute to the development of resilient infrastructure. The target of the Sustainable Development Goals (SDGs) advocated by the United Nations is "9. Build resilient infrastructure, promote industry, innovation and infrastructure," which states, "9.1 Develop quality, reliable, sustainable and resilient infrastructure, including regional and transborder infrastructure, to support economic development and human well-being, with a focus on affordable and equitable access for all."
The lens unit of the present embodiment described below is particularly intended for use as a camera module for an in-vehicle camera or the like, and is fixedly installed on the exterior surface of the vehicle, with wiring leading into the vehicle and connected to a display or other device. Furthermore, hatching of multiple lenses is omitted in Figures 1 and 7.

図1は、本発明の一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、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、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、絞り部材22とを備えている。絞り部材は、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。なお、本実施の形態では、外部に露出され得る第1のレンズ13がガラス製のレンズであり、それ以外の内側の第2~第5のレンズ14,15,16,17が全て樹脂(プラスチック)によって形成される樹脂レンズであるが、これに限定されない。また、これらのレンズ13,14,15,16,17を収容する鏡筒12は、本実施の形態では樹脂製であるが、金属製であっても構わない。また、鏡筒およびレンズの形状、レンズの数等については用途等に応じて任意に設定できる。 Figure 1 shows a lens unit 11 according to one embodiment of the present invention. As shown, the lens unit 11 of this embodiment includes a cylindrical lens barrel 12, a plurality of lenses (e.g., 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) arranged within a stepped inner storage space S of the lens barrel 12, and an aperture member 22. The aperture member is either an "aperture diaphragm" that limits the amount of transmitted light and determines the F-number, which is an indicator of brightness, or a "light-blocking diaphragm" that blocks light rays that cause ghosting or aberrations. An in-vehicle camera equipped with such a lens unit 11 includes the lens unit 11, a circuit board having an image sensor (not shown), and an installation member (not shown) for installing the circuit board in a vehicle such as an automobile. In this embodiment, the first lens 13, which can be exposed to the outside, is a glass lens, and the other inner lenses 14, 15, 16, and 17 are all resin lenses made of resin (plastic), but this is not limiting. Furthermore, the lens barrel 12 that houses these lenses 13, 14, 15, 16, and 17 is made of resin in this embodiment, but it may also be made of metal. Furthermore, the shape of the lens barrel and lenses, the number of lenses, etc. can be set as desired depending on the application, etc.

鏡筒12に固定されて支持されている複数のレンズ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。このうち、最も像側(内側収容空間Sの最も内奥側)に位置される2つの第4および第5のレンズ16,17は例えば貼り合わせレンズである。また、これらのレンズ13,14,15,16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 multiple lenses 13, 14, 15, 16, and 17 fixed to and supported by the lens barrel 12 are arranged with their optical axes aligned, and the lenses 13, 14, 15, 16, and 17 are aligned along a single optical axis O to form a group of lenses L used for imaging. Of these, the fourth and fifth lenses 16 and 17, which are positioned closest to the image (the innermost part of the inner storage space S), are, for example, cemented lenses. Furthermore, the surfaces of these lenses 13, 14, 15, and 16 may be coated with an anti-reflection film, a hydrophilic film, a water-repellent film, or the like, as needed.

鏡筒12の物体側の端部(図2において上端部)には、当該端部を径方向内側にカシメてなるカシメ部23が設けられており、このカシメ部23によってレンズ群Lの最も物体側に位置される第1のレンズ13が鏡筒12の物体側の端部に固定されている。 A crimped portion 23 is provided at the object-side end of the lens barrel 12 (the upper end in Figure 2) by crimping the end radially inward, and this crimped portion 23 secures the first lens 13, which is positioned closest to the object side of the lens group L, to the object-side end of the lens barrel 12.

また、鏡筒12の像側の端部(図2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22とが保持されている。 Furthermore, an inner flange portion 24 having an opening with a diameter smaller than that of the fifth lens 17 is provided at the image-side end (the lower end in Figure 2) of the lens barrel 12. This inner flange portion 24 and the crimped portion 23 hold the multiple lenses 13, 14, 15, 16, and 17 that make up the lens group L and the aperture member 22 within the lens barrel 12.

最も物体側に位置される第1のレンズ13の外周面には、当該レンズ13の像側部分に径が小さくなった縮径部が設けられ、当該縮径部にシール部材としてのOリング26が設けられ、レンズ13の外周面と鏡筒12の内周面との間を、鏡筒12の物体側端部で封止した状態となっている。これにより、レンズユニット11の物体側の端部から鏡筒12内に水や塵埃等の微粒子が浸入するのを防止している。なお、第1のレンズ13と鏡筒12との間に介挿されるシール部材は、Oリングに限定されず、第1のレンズ13と鏡筒12との間をシールできる環状体であればどのような形態であっても構わない。 The outer surface of the first lens 13, which is positioned closest to the object, has a tapered section with a reduced diameter on the image side of the lens 13. An O-ring 26 is provided as a sealing member at this tapered section, sealing the gap between the outer surface of the lens 13 and the inner surface of the lens barrel 12 at the object-side end of the lens barrel 12. This prevents water, dust, and other fine particles from entering the lens barrel 12 from the object-side end of the lens unit 11. The sealing member inserted between the first lens 13 and the lens barrel 12 is not limited to an O-ring, and can be any form of an annular body that can seal the gap between the first lens 13 and the lens barrel 12.

鏡筒12は、その内径および外径が物体側から像側に向かって段階的に小さくなっている。すなわち、鏡筒12は、第1および第2のレンズ13,14を収容保持する大径部12Aと、第3~第5のレンズ15,16,17を収容保持する小径部12Bとを有する。また、このような鏡筒12の段付き形状に対応して、レンズ13,14,15,16,17は、物体側から像側に向かうにつれて、外径が小さくなっている。なお、鏡筒12の外周面には、鏡筒12を車載カメラに設置する際に用いられる外側フランジ部25が鏡筒12の外周面に鍔状に設けられている。 The inner and outer diameters of the lens barrel 12 decrease in stages from the object side to the image side. That is, the lens barrel 12 has a large-diameter section 12A that houses and holds the first and second lenses 13 and 14, and a small-diameter section 12B that houses and holds the third, second, and fifth lenses 15, 16, and 17. Corresponding to the stepped shape of the lens barrel 12, the outer diameters of the lenses 13, 14, 15, 16, and 17 decrease from the object side to the image side. An outer flange 25 is provided on the outer periphery of the lens barrel 12 in the shape of a brim and is used when installing the lens barrel 12 in an in-vehicle camera.

また、本実施の形態において、樹脂レンズ14,15,16,17は、その線膨張係数が鏡筒12のそれよりも大きいとともに、貼り合わせレンズの物体側の樹脂レンズ16を除いて鏡筒12の内側収容空間S内に圧入により組み込まれている。そして、図2にも拡大して示されるように、圧入される樹脂レンズ14,15,17の径方向外側の周面14a,15a,17aと鏡筒12の内面12aとの間には、径方向内側に向けて樹脂レンズ14,15,17に作用する圧縮応力を吸収して緩和する緩衝層30が介在されている。 In addition, in this embodiment, the resin lenses 14, 15, 16, and 17 have a linear expansion coefficient greater than that of the lens barrel 12, and are press-fit into the internal storage space S of the lens barrel 12, except for the resin lens 16 on the object side of the cemented lens. As shown enlarged in Figure 2, a buffer layer 30 is interposed between the radially outer peripheral surfaces 14a, 15a, and 17a of the press-fit resin lenses 14, 15, and 17 and the internal surface 12a of the lens barrel 12, absorbing and alleviating the compressive stress acting radially inward on the resin lenses 14, 15, and 17.

この場合、図5の表にも示されるように、鏡筒12は、繊維強化ポリアミド(PA)から成る異方性材料によって形成され、その線膨張係数が流動方向で約6×10-5/℃、直行方向(直角方向)で約1×10-5/℃(平均で約3.5×10-5/℃)であるとともに、130℃以上の耐熱温度を有する。また、樹脂レンズ(プラスチックレンズ)14,15,16,17は、ポリカーボネート(PC)、シクロオレフィンポリマー(COP)等から成る等方性材料によって形成され、その線膨張係数が約6×10-5/℃であるとともに、130℃以上の耐熱温度を有する。また、緩衝層30は、エラストマー、ゴム等の低弾性率素材、軟質素材から成る等方性材料によって形成され、その線膨張係数が約20×10-5/℃であるとともに、130℃以上の耐熱温度を有する。なお、ここで、「耐熱温度」とは、荷重撓み温度またはガラス遷移温度のうち、温度が高い方を言いうものとする 5, the lens barrel 12 is formed from an anisotropic material made of fiber-reinforced polyamide (PA), which has a linear expansion coefficient of approximately 6×10 −5 /°C in the flow direction and approximately 1×10 −5 /°C in the perpendicular direction (perpendicular direction) (average of approximately 3.5×10 −5 /°C), and has a heat resistance temperature of 130°C or higher. The resin lenses (plastic lenses) 14, 15, 16, and 17 are formed from an isotropic material made of polycarbonate (PC), cycloolefin polymer (COP), or the like, which has a linear expansion coefficient of approximately 6×10 −5 /°C and a heat resistance temperature of 130°C or higher. The buffer layer 30 is formed from an isotropic material made of a low-elasticity material such as elastomer or rubber, or a soft material, which has a linear expansion coefficient of approximately 20×10 −5 /°C and a heat resistance temperature of 130°C or higher. Here, the term "heat resistance temperature" refers to the higher of the deflection temperature under load and the glass transition temperature.

緩衝層30は、レンズ13-17および鏡筒12とは別体であり、内側収容空間S内に圧入される樹脂レンズ14,15,17が位置する鏡筒12内部位に対応して個別に設けられてもよいが、本実施の形態では、鏡筒12の内面12aのほぼ全体にわたって、具体的には、レンズ群Lの最も物体側にあるガラス製の第1のレンズ13が位置される鏡筒12内部位を除く鏡筒12の内面12aの全体にわって延在して設けられている。特に本実施の形態に係る緩衝層30は、鏡筒12の内面12aの形状に適合するようにその内径および外径が物体側から像側に向かって段階的に小さくなる段差を有する略筒状の緩衝部材によって形成されており、また、その厚さは、樹脂レンズ14,15,16,17の光軸方向の寸法(厚さ寸法)および径方向の寸法(外径)、鏡筒12内での樹脂レンズ14,15,16,17の位置、鏡筒の外径等によって決まり、例えば0.6~1.5mmに設定されるが、特に本実施の形態では、全体にわたって一定の寸法を維持している。しかしながら、例えば、物体側から像面側に向かうにつれてレンズ13-17の外径が小さくなるのに合わせて緩衝層(緩衝部材)30の厚さが物体側から像側に向かって次第に(連続的に、または、段階的に)増大または減少してもよい。 The buffer layer 30 is separate from the lenses 13-17 and the lens barrel 12, and may be provided individually to correspond to the internal portion of the lens barrel 12 where the resin lenses 14, 15, and 17 pressed into the internal storage space S are located. However, in this embodiment, the buffer layer 30 extends over almost the entire inner surface 12a of the lens barrel 12, specifically, over the entire inner surface 12a of the lens barrel 12 except for the internal portion of the lens barrel 12 where the first glass lens 13 closest to the object in the lens group L is located. In particular, the buffer layer 30 in this embodiment is formed from a roughly cylindrical buffer material with steps whose inner and outer diameters gradually decrease from the object side to the image side to conform to the shape of the inner surface 12a of the lens barrel 12. Its thickness is determined by the optical axis dimensions (thickness) and radial dimensions (outer diameter) of the resin lenses 14, 15, 16, and 17, the positions of the resin lenses 14, 15, 16, and 17 within the lens barrel 12, the outer diameter of the lens barrel, and other factors, and is set to, for example, 0.6 to 1.5 mm. In this embodiment, a constant dimension is maintained throughout. However, for example, the thickness of the buffer layer (buffer material) 30 may gradually (continuously or in steps) increase or decrease from the object side to the image side in accordance with the decrease in the outer diameter of the lenses 13-17 moving from the object side to the image plane side.

なお、本実施の形態では、緩衝層30がレンズ13-17および鏡筒12と別体であるが、緩衝層30は、鏡筒12またはレンズ13-17と一体であってもよい。特に、鏡筒12と緩衝層30との一体化は、例えばインサート成形によって実現できる。インサート成形により緩衝層30を鏡筒12の内面12aに設ける実施例が図3および図4に示されている。このようなインサート成形では、図3に示されるように、予め準備された緩衝層としての緩衝部材30が金型40の可動側金型部40Bに装着され、その後、可動側金型部40Bを固定側金型部40Aに組み付けることにより、図4に示されるように金型40を閉じて溶融樹脂が流し込まれるキャビティCが画定される。この状態で、今度は、固定側金型部40Aのゲート42からキャビティC内に溶融樹脂を流し込み、硬化後に可動側金型部40Bを外して図示しない押し出しピン等により成形品を固定側金型部40Aから押し出すことにより、鏡筒基材層と緩衝層30との2層構造を成す鏡筒12が完成する。 In this embodiment, the buffer layer 30 is separate from the lens 13-17 and the lens barrel 12, but the buffer layer 30 may also be integral with the lens barrel 12 or the lens 13-17. In particular, the integration of the lens barrel 12 and the buffer layer 30 can be achieved, for example, by insert molding. An example in which the buffer layer 30 is provided on the inner surface 12a of the lens barrel 12 by insert molding is shown in Figures 3 and 4. In this type of insert molding, as shown in Figure 3, a buffer member 30 prepared in advance as a buffer layer is attached to the movable mold part 40B of the mold 40. The movable mold part 40B is then assembled to the fixed mold part 40A, and the mold 40 is closed as shown in Figure 4 to define a cavity C into which molten resin is poured. In this state, molten resin is then poured into cavity C through gate 42 of fixed mold part 40A, and after hardening, movable mold part 40B is removed and the molded product is pushed out of fixed mold part 40A using an ejector pin (not shown) or similar, completing lens barrel 12, which has a two-layer structure consisting of a lens barrel base layer and buffer layer 30.

また、本実施の形態では、緩衝層30の曲げ弾性率が鏡筒12の曲げ弾性率よりも小さく、樹脂レンズ14,15,16,17の曲げ弾性率が鏡筒12の曲げ弾性率よりも小さく、緩衝層30の曲げ弾性率が樹脂レンズ14,15,16,17の曲げ弾性率よりも小さくなっている。すなわち、曲げ弾性率の大小関係が、鏡筒12の曲げ弾性率>樹脂レンズ14,15,16,17の曲げ弾性率>緩衝層30の曲げ弾性率の関係を満たすようになっている。具体的には、本実施の形態では、鏡筒12の曲げ弾性率が13900MPa(N/mm)に設定され、樹脂レンズ14,15,16,17の曲げ弾性率が2540MPaに設定されるとともに、緩衝層30の曲げ弾性率が550~2500MPaに設定されている。 Furthermore, in this embodiment, the flexural modulus of buffer layer 30 is smaller than that of lens barrel 12, the flexural modulus of resin lenses 14, 15, 16, and 17 is smaller than that of lens barrel 12, and the flexural modulus of buffer layer 30 is smaller than that of resin lenses 14, 15, 16, and 17. In other words, the magnitude relationship of the flexural moduli satisfies the following relationship: flexural modulus of lens barrel 12 > flexural modulus of resin lenses 14, 15, 16, and 17 > flexural modulus of buffer layer 30. Specifically, in this embodiment, the flexural modulus of lens barrel 12 is set to 13,900 MPa (N/mm 2 ), the flexural modulus of resin lenses 14, 15, 16, and 17 is set to 2,540 MPa, and the flexural modulus of buffer layer 30 is set to 550 to 2,500 MPa.

緩衝層30の曲げ弾性率がこのような範囲内に設定されると、樹脂レンズ14,15,16,17の形状にもよるが、樹脂レンズ14,15,16,17の光軸方向の変形量を最低限でも2%程度低減できる。これを実証する試験結果が図6に示されている。この試験では、主成分であるポリアミド(PA)にガラスフィラー(GF)を重量で30%混入させた樹脂素材(本実施の形態では「RENNY」(商標名)を使用)によって鏡筒12を形成するとともに、高耐熱エラストマー(本実施の形態では「ハイトレル7247」(商標名)を使用)によって緩衝層30を形成し、また、緩衝層30を伴わない鏡筒12内に圧入された第3のレンズ15および第5のレンズ17の物体側表面の中心(図1の位置A,C)および像側(結像面側)表面の中心(図1の位置B,D)のそれぞれにおいてレンズを圧入しなかった場合と比べた光軸方向の変位量を125℃および25℃の温度条件下でそれぞれ測定する(図6の表中の1段目)とともに、緩衝層30を伴う鏡筒12内に圧入された第3のレンズ15および第5のレンズ17の物体側表面の中心(図1の位置A,C)および像側(結像面側)表面の中心(図1の位置B,D)のそれぞれにおいて光軸方向の変位量を125℃および25℃の温度条件下でそれぞれ測定した(図6の表中の2段目)。なお、変位量の下側に示される百分率の値(%)は、緩衝層30を伴わない鏡筒12における各レンズ15,17のそれぞれの変位量を100%としたときの値であり、符号は変位量の減少をマイナスで示している。例えば、緩衝層30を伴わない鏡筒12における第5のレンズ17の像側表面の中心(位置D)においては、25℃の温度条件下で、ある変位量を示し、これを100%とする(緩衝層30がないときの変位量を100%とする)と、緩衝層30を伴う鏡筒12における第5のレンズ17の像側表面の中心(位置D)においては、25℃の温度条件下で、変位量が69.3%減少している(マイナスの符号は変位量の低減効果を示す)。 When the flexural modulus of the buffer layer 30 is set within this range, the amount of deformation of the resin lenses 14, 15, 16, and 17 in the optical axis direction can be reduced by at least 2%, depending on the shape of the resin lenses 14, 15, 16, and 17. Test results demonstrating this are shown in Figure 6. In this test, the lens barrel 12 was formed from a resin material (in this embodiment, "RENNY" (trademark) was used) in which 30% by weight of glass filler (GF) was mixed into the main component polyamide (PA), and the buffer layer 30 was formed from a highly heat-resistant elastomer (in this embodiment, "Hytrel 7247" (trademark) was used). Furthermore, the third lens 15 and fifth lens 17 were press-fitted into the lens barrel 12 without the buffer layer 30. The center of the object-side surface (positions A and C in Figure 1) and the center of the image-side (image-forming surface) surface of the lens barrel 12 were measured. The displacement in the optical axis direction at each of the positions B and D in FIG. 1 compared to when the lenses were not press-fitted was measured under temperature conditions of 125° C. and 25° C. (first row in the table in FIG. 6). The displacement in the optical axis direction at the center of the object-side surface (positions A and C in FIG. 1) and the center of the image-side (image plane side) surface (positions B and D in FIG. 1) of the third lens 15 and the fifth lens 17 press-fitted into the lens barrel 12 with the buffer layer 30 was measured under temperature conditions of 125° C. and 25° C. (second row in the table in FIG. 6). The percentage values (%) shown below the displacement amounts are values when the displacement amounts of the respective lenses 15 and 17 in the lens barrel 12 without the buffer layer 30 are set to 100%, and the negative signs indicate a decrease in the displacement amounts. For example, at the center (position D) of the image-side surface of the fifth lens 17 in a lens barrel 12 without a buffer layer 30, a certain displacement is shown at a temperature of 25°C. If this is taken as 100% (the displacement when there is no buffer layer 30 is taken as 100%), then at the center (position D) of the image-side surface of the fifth lens 17 in a lens barrel 12 with a buffer layer 30, the displacement is reduced by 69.3% at a temperature of 25°C (the minus sign indicates a reduction in displacement).

また、この試験では、鏡筒12の曲げ弾性率が13900N/mmであり、緩衝層30の曲げ弾性率が550N/mmであり、また、緩衝層30の厚さを0.7mmとした。さらに、緩衝層30を伴う鏡筒12にあっては、緩衝層30の曲げ弾性率を1000N/mm、1500N/mm、2500N/mmにそれぞれ変えたシミュレーションも行なって、第3のレンズ15および第5のレンズ17の物体側表面および像側表面のそれぞれの中心における変位量を125℃および25℃でそれぞれ計算した(表の3段目)。 In this test, the flexural modulus of the lens barrel 12 was 13,900 N/ mm² , the flexural modulus of the buffer layer 30 was 550 N/ mm² , and the thickness of the buffer layer 30 was 0.7 mm. Furthermore, for the lens barrel 12 including the buffer layer 30, simulations were also performed in which the flexural modulus of the buffer layer 30 was changed to 1,000 N/ mm² , 1,500 N/ mm² , and 2,500 N/ mm² , and the displacement amounts at the centers of the object-side and image-side surfaces of the third lens 15 and the fifth lens 17 were calculated at 125°C and 25°C (third row of the table).

図6の結果からも分かるように、緩衝層30を伴う場合、その曲げ弾性率が少なくとも550~2500MPaの範囲内では、緩衝層30を伴わない場合と比べて、樹脂レンズの光軸方向の変位が抑制されており、その抑制効果は、曲げ弾性率が小さいほど(柔らかいほど)、大きくなっている。 As can be seen from the results in Figure 6, when the buffer layer 30 is included, displacement of the resin lens in the optical axis direction is suppressed compared to when the buffer layer 30 is not included, at least within the flexural modulus range of 550 to 2500 MPa, and the suppression effect becomes greater the smaller the flexural modulus (the softer the layer).

また、図7には、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の概略断面図が示されている。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2のレンズユニット11を含んで構成される。 Figure 7 shows a schematic cross-sectional view of a camera module 300 of this embodiment, which has 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 2 to which the 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 (image sensor) 304.

上ケース301は、レンズユニット11の物体側の端部を露出させるとともに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12b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 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 sealing member 303 is a member that is interposed between the inner surface of the upper case 301 and the outer peripheral surface 12b 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、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 located inside the mount 302 and is positioned to receive the image of the object formed by the lens unit 11. The package sensor 304 is equipped with a CCD, CMOS, or other device, 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 are components of the image data captured by the camera.

図8には、図7のカメラモジュール300を含む撮像装置50を備える車載システムが搭載される車両40が概略的に示されている。図示のように、撮像装置50は車両40に搭載することができ、図8は、車両40における撮像装置50の搭載位置を例示する配置例である。車両40に搭載される撮像装置50は、車載カメラと呼ぶこともでき、車両40の種々の場所に設置することができる。例えば、第1の撮像装置50aは、車両40が走行する際の前方を監視するカメラとして、フロントバンパー又はその近傍に配置されてもよい。また、前方を監視する第2の撮像装置50bは、車両40の車室内のルームミラー(Inner Rearview Mirror)の近傍に配置されてもよい。第3の撮像装置50cは、運転者の運転状況を監視するカメラとしてダッシュボード上又はインスツルメントパネル内等に配置されてもよい。第4の撮像装置50dは、車両40の後方モニター用に車両40の後部に設置されてもよい。撮像装置50a,50bはフロントカメラと呼ぶことができる。第3の撮像装置50cは、インカメラと呼ぶことができる。第4の撮像装置50dはリアカメラと呼ぶことができる。撮像装置50は、これらに限られず、左後ろ側方を撮像する左サイドカメラおよび右後ろ側方を撮像する右サイドカメラ等、種々の位置に設置される撮像装置を含む。 8 is a schematic diagram of a vehicle 40 equipped with an in-vehicle system including an imaging device 50 including the camera module 300 of FIG. 7. As shown, the imaging device 50 can be mounted on the vehicle 40, and FIG. 8 is an example of an arrangement illustrating the mounting position of the imaging device 50 on the vehicle 40. The imaging device 50 mounted on the vehicle 40 can also be called an in-vehicle camera and can be installed in various locations on the vehicle 40. For example, the first imaging device 50a may be installed on or near the front bumper as a camera that monitors the front of the vehicle 40 while it is traveling. The second imaging device 50b, which monitors the front, may be installed near the inner rearview mirror inside the vehicle 40. The third imaging device 50c may be installed on the dashboard or in the instrument panel as a camera that monitors the driver's driving status. The fourth imaging device 50d may be installed at the rear of the vehicle 40 to monitor the rear of the vehicle 40. The imaging devices 50a and 50b can be called front cameras. The third imaging device 50c can be called an in-camera. The fourth imaging device 50d can be called a rear camera. The imaging device 50 is not limited to these, and can include imaging devices installed in various positions, such as a left side camera that captures images of the left rear side and a right side camera that captures images of the right rear side.

撮像装置50により撮像された画像の画像信号は、車両40内の情報処理装置42および/または表示装置43等に出力され得る。これらの情報処理装置42および表示装置43は、撮像装置50と共に車載システムを構成する。車両40内の情報処理装置42は、撮像装置50により取得される画像信号を処理し、画像を認識して運転者の運転を支援する装置を含む。また、情報処理装置42は、例えば、ナビゲーション装置、衝突被害軽減ブレーキ装置、車間距離制御装置、および、車線逸脱警報装置等を含むが、これらに限定されない。表示装置43は、情報処理装置42により処理されて出力される画像を表示するが、撮像装置50から直接に画像信号を受信することもできる。また、表示装置43は、液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)、有機EL(Electro-Luminescence)ディスプレイ、および、無機ELディスプレイを採用し得るが、これらに限定されない。表示装置43は、リアカメラ等の運転者から視認しづらい位置の画像を撮像する撮像装置50から出力された画像信号を、運転者に対して表示することができる。 The image signal of the image captured by the imaging device 50 may be output to an information processing device 42 and/or a display device 43 within the vehicle 40. Together with the imaging device 50, the information processing device 42 and the display device 43 constitute an in-vehicle system. The information processing device 42 within the vehicle 40 includes a device that processes the image signal acquired by the imaging device 50, recognizes the image, and assists the driver in driving. Examples of the information processing device 42 include, but are not limited to, a navigation system, a collision damage mitigation braking system, a vehicle-to-vehicle distance control device, and a lane departure warning system. The display device 43 displays the image processed and output by the information processing device 42, but can also receive the image signal directly from the imaging device 50. The display device 43 may be, but is not limited to, a liquid crystal display (LCD), an organic electroluminescence (EL) display, or an inorganic EL display. The display device 43 can display to the driver the image signal output from the imaging device 50, which captures images from positions difficult for the driver to view, such as a rear camera.

図9には、図8の車載システムを構成する撮像装置の構成が示される。図示のように、一実施の形態に係る撮像装置50は、制御部52と、記憶部54と、前述した図7のカメラモジュール300とを備える。 Figure 9 shows the configuration of an imaging device that makes up the in-vehicle system of Figure 8. As shown, the imaging device 50 according to one embodiment includes a control unit 52, a storage unit 54, and the camera module 300 shown in Figure 7.

制御部52は、カメラモジュール300を制御するとともに、カメラモジュール300の撮像素子304から出力される電気信号を処理する。この制御部52は例えばプロセッサとして構成されてもよい。また、制御部52は1つ以上のプロセッサを含んでもよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および、特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでもよい。専用のプロセッサは、特定用途向けIC(Integrated Circuit)を含んでもよい。特定用途向けICは、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)とも称される。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでもよい。プログラマブルロジックデバイスは、PLD(Programmable Logic Device)とも称される。PLDは、FPGA(Field-Programmable Gate Array)を含んでもよい。制御部52は、1つ以上のプロセッサが協働するSoC(System-on-a-Chip)、および、SiP(System In a Package)のいずれかであってもよい。 The control unit 52 controls the camera module 300 and processes the electrical signals output from the image sensor 304 of the camera module 300. The control unit 52 may be configured as a processor, for example. The control unit 52 may also include one or more processors. The processor may include a general-purpose processor that loads a specific program to execute a specific function, and a dedicated processor specialized for a specific process. The dedicated processor may include an application-specific integrated circuit (IC). An application-specific IC is also called an application-specific integrated circuit (ASIC). The processor may include a programmable logic device. A programmable logic device is also called a programmable logic device (PLD). A PLD may include an FPGA (field-programmable gate array). The control unit 52 may be either a system-on-a-chip (SoC) or a system-in-a-package (SiP) in which one or more processors work together.

記憶部54は、撮像装置50の動作に係る各種情報又はパラメータを記憶する。記憶部54は、例えば半導体メモリ等で構成されてもよい。記憶部54は、制御部52のワークメモリとして機能してもよい。記憶部54は、撮像画像を記憶してもよい。記憶部54は、制御部52が撮像画像に基づく検出処理を行なうための各種パラメータ等を記憶してもよい。記憶部54は制御部52に含まれてもよい。 The memory unit 54 stores various information or parameters related to the operation of the imaging device 50. The memory unit 54 may be composed of, for example, a semiconductor memory. The memory unit 54 may function as a work memory for the control unit 52. The memory unit 54 may store captured images. The memory unit 54 may store various parameters, etc., used by the control unit 52 to perform detection processing based on the captured images. The memory unit 54 may be included in the control unit 52.

前述したように、カメラモジュール300は、レンズユニット11を介して結像する被写体像を撮像素子304で撮像し、撮像した画像を出力する。カメラモジュール300で撮像された画像は、撮像画像とも称される。 As described above, the camera module 300 captures an image of a subject formed through the lens unit 11 using the image sensor 304 and outputs the captured image. The image captured by the camera module 300 is also referred to as a captured image.

撮像素子304は、例えば、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ又はCCD(Charge Coupled Device)等で構成されてよい。撮像素子304は、複数の画素が並ぶ撮像面を有する。各画素は、入射した光量に応じて電流又は電圧で特定される信号を出力する。各画素が出力する信号は、撮像データとも称される。 The imaging element 304 may be configured, for example, as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor or a CCD (Charge Coupled Device). The imaging element 304 has an imaging surface on which multiple pixels are arranged. Each pixel outputs a signal specified by a current or voltage according to the amount of incident light. The signal output by each pixel is also referred to as imaging data.

撮像データは、全ての画素についてカメラモジュール300で読み出され、撮像画像として制御部52に取り込まれてもよい。全ての画素について読み出された撮像画像は、最大撮像画像とも称される。撮像データは、一部の画素についてカメラモジュール300で読み出され、撮像画像として取り込まれてもよい。言い換えれば、撮像データは、所定の取り込み範囲の画素から読み出されてもよい。所定の取り込み範囲の画素から読み出された撮像データは、撮像画像として取り込まれてもよい。所定の取り込み範囲は、制御部52によって設定されてもよい。カメラモジュール300は、制御部52から所定の取り込み範囲を取得してもよい。撮像素子304は、レンズユニット11を介して結像する被写体像のうち所定の取り込み範囲の画像を撮像してもよい。 The imaging data may be read by the camera module 300 for all pixels and imported into the control unit 52 as a captured image. A captured image read out for all pixels is also referred to as a maximum captured image. The imaging data may be read by the camera module 300 for some pixels and imported as a captured image. In other words, the imaging data may be read out from pixels within a predetermined capture range. The imaging data read out from pixels within the predetermined capture range may be imported as a captured image. The predetermined capture range may be set by the control unit 52. The camera module 300 may acquire the predetermined capture range from the control unit 52. The image sensor 304 may capture an image of a predetermined capture range from the subject image formed via the lens unit 11.

以上説明したように、本実施の形態によれば、樹脂レンズ14,15,17の径方向外側の周面14a,15a,17aと鏡筒12の内面12aとの間に、径方向内側に向けて樹脂レンズ14,15,17に作用する圧縮応力を吸収して緩和する緩衝層30が介在されているため、鏡筒12の内側収容空間S内に圧入されて径方向内側に向かう圧縮応力を常に受けるとともに線膨張係数が鏡筒12のそれよりも大きい樹脂レンズ14,15,17は、高温環境下で径方向外側に膨張変形しようとする場合であっても、その変形でさえ緩衝層30により少なくとも部分的に吸収され、そのため、径方向で変形の行き場をなくして光軸方向に永久変形(塑性変形)を起こすまで大きく変形するようなことがなくなる。すなわち、樹脂レンズ14,15,17が光軸方向で変形することが抑制(低減)され、したがって、高温時であっても、所望の光学特性を維持できる。 As described above, according to this embodiment, a buffer layer 30 is interposed between the radially outer peripheral surfaces 14a, 15a, and 17a of the resin lenses 14, 15, and 17 and the inner surface 12a of the lens barrel 12. This buffer layer 30 absorbs and relieves the compressive stress acting radially inward on the resin lenses 14, 15, and 17. Therefore, even if the resin lenses 14, 15, and 17, which are pressed into the inner storage space S of the lens barrel 12 and are constantly subjected to compressive stress acting radially inward and have a linear expansion coefficient greater than that of the lens barrel 12, attempt to expand and deform radially outward in a high-temperature environment, this deformation is at least partially absorbed by the buffer layer 30. Therefore, the resin lenses 14, 15, and 17 are prevented from deforming so much in the radial direction that they become trapped and undergo permanent deformation (plastic deformation) in the optical axis direction. In other words, deformation of the resin lenses 14, 15, and 17 in the optical axis direction is suppressed (reduced), thereby maintaining the desired optical characteristics even at high temperatures.

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、レンズや鏡筒などの形状は、前述した実施の形態に限定されない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、前述した実施の形態の一部または全部を組み合わせてもよく、あるいは、前述した実施の形態のうちの1つから構成の一部が省かれてもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention. For example, the shapes of the lenses, lens barrels, etc. are not limited to those of the above-described embodiments. Furthermore, without departing from the spirit of the invention, some or all of the above-described embodiments may be combined, or part of the configuration may be omitted from one of the above-described embodiments.

11 レンズユニット
12 鏡筒
12a 内面
14,15,16,17,18 樹脂レンズ
14a,15a,17a 径方向外側の周面
30 緩衝層
40 車両
42 情報処理装置(処理装置)
43 表示装置
50 撮像装置
52 制御部
300 カメラモジュール
304 撮像素子
L レンズ群
S 内側収容空間
REFERENCE SIGNS LIST 11 Lens unit 12 Lens barrel 12a Inner surface 14, 15, 16, 17, 18 Resin lenses 14a, 15a, 17a Radially outer peripheral surface 30 Buffer layer 40 Vehicle 42 Information processing device (processing device)
43 Display device 50 Imaging device 52 Control unit 300 Camera module 304 Imaging element L Lens group S Inner storage space

Claims (8)

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、
前記レンズ群を構成する少なくとも2つのレンズが樹脂により形成される樹脂レンズであり、該樹脂レンズは、その線膨張係数が前記鏡筒のそれよりも大きいとともに、互いに積み重ねられるようにして前記内側収容空間内に圧入により組み込まれ、
前記樹脂レンズの径方向外側の周面と前記鏡筒の内面との間には、径方向内側に向けて前記樹脂レンズに作用する圧縮応力を吸収して緩和する緩衝層が介在され、
前記緩衝層は、互いに積み重ねられたすべての前記樹脂レンズが位置する前記鏡筒の内面の全体にわたって該内面の形状に適合するように連続して延在していることを特徴とするレンズユニット。
A lens unit comprising: a cylindrical lens barrel that forms an internal storage space for storing and holding lenses; and a lens group that is incorporated into the internal storage space of the lens barrel and that is composed of a plurality of lenses arranged along an optical axis,
at least two lenses constituting the lens group are resin lenses formed of resin, the resin lenses have a linear expansion coefficient greater than that of the lens barrel, and are press-fitted into the inner housing space so as to be stacked one on top of the other ;
a buffer layer is interposed between a radially outer peripheral surface of the resin lens and an inner surface of the lens barrel, the buffer layer absorbing and alleviating compressive stress acting on the resin lens toward the radially inner side;
A lens unit characterized in that the buffer layer extends continuously over the entire inner surface of the lens barrel on which all of the stacked resin lenses are located, so as to conform to the shape of the inner surface.
前記鏡筒が樹脂製であり、前記緩衝層の曲げ弾性率が前記鏡筒の曲げ弾性率よりも小さい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 described in claim 1, characterized in that the lens barrel is made of resin, and the flexural modulus of the buffer layer is smaller than the flexural modulus of the lens barrel. 前記樹脂レンズの曲げ弾性率が前記鏡筒の曲げ弾性率よりも小さく、前記緩衝層の曲げ弾性率が前記樹脂レンズの曲げ弾性率よりも小さい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 described in claim 2, characterized in that the flexural modulus of the resin lens is smaller than that of the lens barrel, and the flexural modulus of the buffer layer is smaller than that of the resin lens. 前記緩衝層の曲げ弾性率が550~2500MPaであることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のレンズユニット。 A lens unit described in any one of claims 1 to 3, characterized in that the buffer layer has a flexural modulus of elasticity of 550 to 2500 MPa. 前記緩衝層は、前記鏡筒または前記樹脂レンズと一体であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のレンズユニット。 A lens unit described in any one of claims 1 to 4, characterized in that the buffer layer is integral with the lens barrel or the resin lens. 請求項1から5のいずれか一項に記載のレンズユニットと、前記レンズユニットのレンズ群を通じて集光される光を電気信号に変換する撮像素子とを備えることを特徴とするカメラモジュール。 A camera module comprising the lens unit described in any one of claims 1 to 5 and an image sensor that converts light focused through the lens group of the lens unit into an electrical signal. 車両に搭載される車載システムであって、
請求項6に記載のカメラモジュールと、前記カメラモジュールを制御するとともに前記カメラモジュールの前記撮像素子から出力される電気信号を処理する制御部とを有する撮像装置と、
前記撮像装置により取得される画像信号を処理する処理装置と、
前記処理装置により処理されて出力される画像を表示する表示装置と、
を有することを特徴とする車載システム。
An in-vehicle system mounted on a vehicle,
an imaging device comprising: the camera module according to claim 6; and a control unit that controls the camera module and processes an electrical signal output from the imaging element of the camera module;
a processing device that processes an image signal acquired by the imaging device;
a display device that displays an image processed and output by the processing device;
An in-vehicle system comprising:
請求項7に記載の車載システムを搭載して成ることを特徴とする車両。 A vehicle equipped with the on-board system described in claim 7.
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