JP2018194594A - レンズユニットおよびカメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】バレルの劣化を抑制できるレンズユニットおよびこのレンズユニットを備えるカメラモジュールを提供する。【解決手段】レンズユニット１は、レンズと、このレンズを支持する樹脂製のバレル３とを備える。また、バレル３には、使用時において屋外環境に晒される部分に、紫外線カット膜６ａが形成されている。したがって、レンズユニット１およびこのレンズユニット１を備えるカメラモジュールにおいて、バレル３の劣化を抑制できる。【選択図】図２

Description

本発明は、レンズユニットおよびこのレンズユニットを備えるカメラモジュールに関する。

近年、自動車に車載カメラを搭載し、駐車をサポートしたり、画像認識により衝突防止を図ったりすることが行われており、さらに自動運転への応用が試みられている。このような車載カメラに用いられるレンズユニットにおいては、レンズユニットの一部が車外に露出し、この露出した部分が室外環境に晒されることがある。このとき、当該露出部分には、紫外線が照射されることとなる。

レンズユニットは、レンズと、このレンズを支持するバレルとを備えている。また、レンズユニットにおいて最も物体側に配置されるレンズは、物体側の面が外部に露出するため、この面に撥水性を有する撥水膜を形成し、レンズに撥水機能を持たせることがある（例えば、特許文献１）。一方、従来、バレルに対しては、膜を形成する皮膜処理は施されていない。

特開２０１６−６５９５４号公報

ところで、バレルが樹脂製である場合、このバレルの室外環境に晒された部分が、紫外線の影響により白化したり、あるいは毛羽立った状態になったりすることがある。また、紫外線の影響によりバレルの強度が落ちてしまうこともある。このように、バレルに紫外線が照射されると、紫外線が照射された部分が劣化してしまうことがある。

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、バレルの劣化を抑制できるレンズユニットおよびこのレンズユニットを備えるカメラモジュールを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明のレンズユニットは、レンズと、このレンズを支持する樹脂製のバレルとを備えるレンズユニットであって、前記バレルには、使用時において屋外環境に晒される部分に、紫外線カット膜が形成されていることを特徴とする。

このような構成によれば、バレルには、屋外環境に晒される部分に紫外線カット膜が形成されているので、バレルに届く紫外線の量を減らすことができる。したがって、紫外線の影響によるバレルの劣化を抑制できる。

また、本発明の前記構成において、前記紫外線カット膜の上に、撥水膜が形成されていることが好ましい。

このような構成によれば、紫外線カット膜の上に撥水膜が形成されているので、水分（湿気）によるバレルの劣化を抑制できる。また、レンズが撥水機能を有し、バレルが撥水機能を有しない場合等には、レンズ表面を流れた水がバレル表面を流れずに、バレル表面に水が溜まってしまうおそれがある。しかし、本構成においては、紫外線カット膜の上に撥水膜が形成されているため、撥水膜により水の流れを良くすることができ、バレル表面に水が溜まるのを防ぐことができる。

また、本発明のカメラモジュールは、前記構成のレンズユニットを備えるとともに、前記構成のレンズユニットにより結像された画像を撮像する撮像素子を備えることを特徴とする。
このような構成によれば、カメラモジュールは、前述のレンズユニットと同様の作用効果を奏することができる。

本発明によれば、バレルの劣化を抑制できる。

本発明の第１の実施の形態を示す図であって、レンズユニットの片側断面図とケースの断面図とを組み合わせた図である。 同、図１の一点鎖線で囲われた部分Ｘの拡大図である。 本発明の第２の実施の形態を示す図であって、レンズユニットの片側断面図とケースの断面図とを組み合わせた図である。 本発明の第３の実施の形態を示す図であって、レンズユニットの片側断面図である。

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。
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るレンズユニット１と、このレンズユニット１を、レンズユニット１の物体側（撮像対象側）を外部に露出させた状態で覆うケース２と、を示すもので、レンズユニット１の片側断面図とケース２の断面図とを組み合わせた図である。なお、図１においては、レンズユニット１の内側に収納されたレンズ等の部材については、省略して示している。

本実施の形態のレンズユニット１は、車載カメラに用いられるものであるが、車載カメラ用に限定されるものではなく、監視カメラや、その他のカメラに用いることもできる。
また、レンズユニット１は、撮像素子、配線基板、信号処理回路、フレキシブル配線シートおよびコネクタ等とともに、カメラモジュールを構成する。なお、カメラモジュールとは、少なくともレンズユニットと撮像素子とを備えたものを言う。本実施の形態のカメラモジュールは、レンズユニット１の結像側（レンズユニット１が像を結ぶ側）に配置された撮像素子２０と、この撮像素子２０を有する基板２１とを備え、レンズユニット１で結像される画像を撮影することが可能となっている。

レンズユニット１は、円筒状のバレル３（鏡筒）と、図示しない複数のレンズと、を備えている。そして、当該複数のレンズは、それぞれの光軸を一致させた状態でバレル３の内側に収納され、バレル３に支持されている。また、これらの光軸と、バレル３の軸とは一致した状態となっている。なお、バレル３の内側には、例えば絞りやスペーサー等の他の光学部品が収納されていてもよい。
なお、図１には、前記複数のレンズのうち、最も物体側のレンズの、物体側の面（レンズ面４）を示している。

バレル３は、合成樹脂により成形されている。具体的には、変性ポリフェニレンエーテル樹脂に寸法精度を向上させるための特殊フィラーが配合されたザイロン（登録商標）や、ポリアミド樹脂に剛性を高めるためのガラス繊維、無機質フィラーを配合したレニー（登録商標）等により成形されている。

バレル３は、物体側の端部３ａが熱でかしめられている。また、バレル３は、その結像側の端部に、内径が小さくなるように内側に突出して形成された係止部３ｂを備えている。そして、バレル３の内側に収納された、前記複数のレンズを含む光学部品は、熱かしめ部を含む端部３ａおよび係止部３ｂに係止され、バレル３に支持されている。また、バレル３のかしめられた端部３ａの内側には、開口が形成されており、この開口から、レンズ面４が、バレル３の外側に露出した状態となっている。

ケース２は、レンズユニット１の物体側の端部を、ケース２の外側に露出させるための開口部５を有している。そして、レンズユニット１は、その物体側の端部を、開口部５からケース２の外側に露出させるとともに、他の部分がケース２に覆われた状態となっている。具体的には、レンズユニット１は、バレル３の物体側の端部３ａとレンズ面４とが、ケース２の外側に露出した状態となっている。

車載カメラとして使用される際には、レンズユニット１は、ケース２に直接または間接的に取り付けられ、ケース２と一体化された状態で車に設けられる。このとき、ケース２の外面２ａの一部と、バレル３の端部３ａと、レンズ面４とは、車外に露出した状態となっており、屋外環境（風雨）に晒された状態となっている。

レンズ面４の表面には、図示しない撥水膜が形成されている。すなわち、レンズユニット１のバレル３に収納された光学部品のうち、屋外環境に晒された状態となっている光学部品の、屋外環境に晒されている部分は、撥水膜で覆われている。

バレル３の外面には、薄膜部６が設けられている。薄膜部６は、図２に示すように、紫外線カット膜６ａと撥水膜６ｂとを備えている。
なお、図２は、図１の一点鎖線で囲われた部分Ｘの拡大図である。

紫外線カット膜６ａと撥水膜６ｂとは、この順番でバレル３の外面（表面）に形成されている。すなわち、バレル３の外面は、紫外線カット膜６ａでコーティング（紫外線カットコーティング）されており、さらに、この紫外線カット膜６ａの上から撥水膜６ｂでコーティング（撥水コーティング）されている。
なお、プラスチックの表面に紫外線カット膜６ａおよび撥水膜６ｂを形成する方法としては、蒸着またはスパッタリングによるドライコーティング法とインキ、塗料等のコーティング液を塗工するウエットコーティング法がある。紫外線カット膜６ａおよび撥水膜６ｂは、まずバレル３に対してドライコーティング法あるいはウエットコーティング法により紫外線カット膜６ａを形成し、その後、ドライコーティング法あるいはウエットコーティング法により撥水膜６ｂを形成することにより、形成される。ここで、紫外線カット膜６ａおよび撥水膜６ｂをどの方法により形成するかは、それぞれの膜の材料に応じて決定すればよい。また、これら以外の方法により形成されてもよい。また、図１〜図４には、薄膜部６（紫外線カット膜６ａ、撥水膜６ｂ）を強調して厚く示しているが、実際には、例えば０．１μｍ以下の厚みであってもよい。

紫外線カット膜６ａは、紫外線をカットする機能を有する薄膜である。なお、紫外線カット膜６ａは、地上に到達する太陽光の少なくとも波長が２８０ｎｍから３８０ｎｍの紫外線について、７０％以上をカットするものをいう。

撥水膜６ｂは、撥水性を有する薄膜であり、ここでは撥水膜に対する水滴の接触角が８０度以上となるものをいう。具体的には、撥水膜６ｂは、例えば、フッ素樹脂製の薄膜である。なお、撥水膜６ｂは、撥水性を有していれば、フッ素樹脂以外の素材により形成されていてもよい。

前述のように、バレル３の外面に、紫外線が照射された場合、バレル３は、劣化してしまうおそれがある。具体的には、バレル３が白化すると、レンズユニット１の見栄えが悪くなる。また、バレル３が毛羽立つと見栄えが悪くなるばかりでなく、この毛羽立った部分が撮像時に映り込んでしまう可能性もある。特に、レンズユニット１が広角である場合には、毛羽立った部分が映り込む可能性が高くなる。なお、この毛羽立ちは主に、樹脂に添加されたフィラーが表に出てきてしまうことにより発生するものである。
また、紫外線によりバレル３の強度が低下すると、レンズユニット１が壊れやすくなってしまう。

本実施の形態においては、樹脂製のバレル３には、車に設けられた状態において屋外環境に晒される部分に、紫外線カット膜６ａが形成されているので、バレル３の外面に届く紫外線の量を減らすことができる。したがって、紫外線の影響によるバレル３の劣化を抑制できる。なお、紫外線カット膜６ａの材料については、特に限定されるものではないが、例えば、紫外線吸収剤が配合されているもの等を使用してもよい。紫外線吸収材料としては、ベンゾトリアゾール系またはベンゾフェノン系の有機系吸収剤が樹脂成形体や塗膜の耐候性を改善する目的で広く用いられている。特に酸化亜鉛、酸化チタン、三酸化タングステン、チタン酸ストロンチウムが紫外線吸収材料として適している。

また、紫外線カット膜６ａの上には、撥水膜６ｂが形成されているので、水分（湿気）によるバレル３の劣化を抑制できる。また、レンズ面４の表面にも、撥水膜が形成されている。したがって、例えば、レンズユニット１が雨に晒されたときに、水がレンズ面４の表面およびバレル３の表面から流れやすくすることができる。したがって、バレルの表面に水が溜まるのを防ぐことができる。

また、紫外線カット膜６ａの上に撥水膜６ｂが形成されていることにより、紫外線カット膜６ａの耐水性を向上させることができる。また、撥水膜６ｂにより、紫外線カット膜６ａへの水分による直接的な影響が無くなるため、紫外線カット膜６ａを剥がれにくくすることができる。

なお、紫外線カット膜６ａおよび撥水膜６ｂは、バレル３の外面全体に形成されていなくてもよい。すなわち、紫外線カット膜６ａおよび撥水膜６ｂは、バレル３の、ケース２の外側に露出する部分に形成されていればよい。
また、紫外線カット膜６ａおよび撥水膜６ｂは、バレル３の内面にも形成されていてもよい。特に、フッ素樹脂の撥水膜６ｂ等は、摩擦係数が低く、滑り性が高いため、このような薄膜をバレル３の内面に形成することで、バレル３の内側に光学部品を挿入する際に、当該光学部品をスムーズに挿入することができる。
また、レンズ面４の表面や、バレル３の外面に形成された撥水膜６ｂの代わりに、親水性を有する親水膜が形成されていてもよい。

（第２の実施の形態）
図３は、第２の実施の形態に係るレンズユニット１と、このレンズユニット１を、レンズユニット１の物体側（撮像対象側）を外部に露出させた状態で覆うケース２と、を示すもので、レンズユニット１の片側断面図とケース２の断面図とを組み合わせた図である。なお、図３においては、レンズユニット１の内側に収納されたレンズ等の部材については、省略して示している。
本実施の形態のレンズユニット１が、第１の実施の形態のレンズユニット１と主に異なる点は、バレル３の構成であるので、以下ではこの点について説明し、第１の実施の形態と同様の構成には、同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

バレル３は、筒状のバレル本体１０と、筒状の押さえ部材１１とを備えている。
バレル本体１０の、物体側の端部の外周面には、雄ネジ部１０ａが形成されている。また、バレル本体１０は、その結像側の端部に、内径が小さくなるように内側に突出して形成された係止部３ａを備えている。また押さえ部材１１の、結像側の端部の内周面には、雌ネジ部１１ａが形成されている。また、押さえ部材１１は、その物体側の端部に、内径が小さくなるように内側に突出して形成された係止部１１ｂを備えている。

押さえ部材１１は、雌ネジ部１１ａが、バレル本体１０の雄ネジ部１０ａに螺合することで、バレル本体１０に固定されている。そして、バレル３の内側に収納された、前記複数のレンズを含む光学部品は、係止部３ａおよび係止部１１ｂに係止され、バレル３に支持されている。また、係止部１１ｂの内側には、開口が形成されており、この開口から、レンズ面４が、バレル３の外側に露出した状態となっている。

レンズユニット１は、押さえ部材１１の物体側の端部と、レンズ面４とが、ケース２の外側に露出した状態となっている。すなわち、車載カメラとして使用される際には、ケース２の外面２ａの一部と、押さえ部材１１の物体側の端部と、レンズ面４とは、車外に露出した状態となっており、屋外環境に晒された状態となっている。

押さえ部材１１の外面には、紫外線カット膜６ａと撥水膜６ｂとを備える薄膜部６が設けられている。すなわち、本実施の形態においては、バレル３を構成する部材のうち、屋外環境に晒される部材である押さえ部材１１に、紫外線カット膜６ａと撥水膜６ｂとが形成されている。したがって、本実施の形態においても、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、紫外線カット膜６ａまたは／および撥水膜６ｂは、バレル本体１０の外面にも形成されていてもよく、バレル本体１０の内面または／および押さえ部材１１の内面にも形成されていてもよい。

（第３の実施の形態）
図４は、第３の実施の形態に係るレンズユニット１の片側断面図である。なお、図４においては、レンズユニット１の内側に収納されたレンズ等の部材については、省略して示している。
本実施の形態のレンズユニット１が、第１の実施の形態のレンズユニット１と主に異なる点は、バレル３の構成であるので、以下ではこの点について説明し、第１の実施の形態と同様の構成には、同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

本実施の形態のレンズユニット１においては、バレル３とケース２とが一体的に成形されており、一体型バレル１５が形成されている。すなわち、一体型バレル１５は、ケース２を兼ねたバレル３となっている。

一体型バレル１５においては、第１の実施の形態におけるバレル３とケース２とが、一体化されたような状態となっている。また、一体型バレル１５は、ザイロン（登録商標）や、レニー（登録商標）等により成形されている。また、一体型バレル１５の外面には、紫外線カット膜６ａと撥水膜６ｂとを備える薄膜部６が設けられている。

一体型バレル１５は、ケース２を兼ねるため、レンズユニット１が、車載カメラとして使用される際には、一体型バレル１５の外面の一部と、レンズ面４とは、車外に露出した状態となっており、屋外環境に晒された状態となっている。本実施の形態においては、一体型バレル１５の外面には、紫外線カット膜６ａと撥水膜６ｂとが形成されているため、第１の実施の形態と同様の作用効果を得ることができる。
なお、紫外線カット膜６ａおよび撥水膜６ｂは、一体型バレル１５の外面のうち、レンズユニット１が車等に設けられ、使用される際に、屋外環境に晒される部分に形成されていればよい。

１ レンズユニット
２ ケース
３ バレル
６ａ 紫外線カット膜
６ｂ 撥水膜
１５ 一体型バレル
２０ 撮像素子

Claims (3)

1. レンズと、このレンズを支持する樹脂製のバレルとを備えるレンズユニットであって、
   前記バレルには、使用時において屋外環境に晒される部分に、紫外線カット膜が形成されていることを特徴とするレンズユニット。
2. 前記紫外線カット膜の上に、撥水膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 請求項１または２に記載のレンズユニットを備えるとともに、前記レンズユニットにより結像された画像を撮像する撮像素子を備えることを特徴とするカメラモジュール。

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