镜头单元的制作方法

1.本发明涉及镜头单元。


背景技术：

2.以往，提出了在镜头单元或透镜保持构造中，降低透镜的松动的技术。作为这样的技术，例如，已知一种镜头单元，具有组装有多个透镜的树脂制镜筒，并通过保持件螺紧透镜(例如，参照专利文献1)。
3.此外，作为上述技术，已知一种结构，其具有具备光学面和非光学面的透镜，并且在该非光学面和镜筒的面向该非光学面的表面中的一方的表面上，一体地设置多个引导部，在另一方的表面上设置用于卡合引导部的卡合部(例如，参照专利文献2)。
4.此外，作为上述技术，已知一种透镜保持体，具备按压并固定第一透镜周边部的圆环状的第一透镜按压构件、以及接触第一透镜外周并延伸、沿光轴方向以及径向按压并固定第二透镜外周角部的第二透镜按压构件(例如，参照专利文献3)。
5.现有技术文献
6.专利文献
7.[专利文献1]日本特开2019-179179号公报
[0008]
[专利文献2]日本特开2012-73543号公报
[0009]
[专利文献2]日本特开2010-78920号公报


技术实现要素：

[0010]
发明所要解决的课题
[0011]
镜头单元与使用环境等相应地，要承受温度变化。即使发生这样的温度变化，也要求抑制透镜在镜头单元中的变位。
[0012]
但是，在专利文献1的技术中，有时由于通过压入来组装透镜，因此有时会产生塑料透镜的形变。此外，当由于急剧的温度变化而在塑料透镜被压缩的方向上发生膨胀或收缩时，塑料透镜的形变进一步增加，从而难以将塑料透镜的形变抑制在预定值以下。
[0013]
此外，在专利文献2的技术中，由于在光轴方向上没有作用力，因此有时透镜和光轴位置间发生变化。
[0014]
此外，在专利文献3的技术中，由于将塑料透镜以弹性构件向镜筒内径按压固定，因此有时与镜筒膨胀收缩相应地，透镜中心位移变位。
[0015]
本发明的一方式，其目的是，提供一种镜头单元，该镜头单元能够抑制温度变化导致的塑料透镜的变位。
[0016]
用于解决课题的手段
[0017]
为解决上述课题，本发明的一方式所涉及的镜头单元具备：一个或多个塑料透镜；收容该一个或多个塑料透镜的镜筒；配置于所述一个或多个塑料透镜中的至少任一透镜的外缘部的一个或多个第一嵌合部；配置于所述镜筒的内周部，与所述一个或多个第一嵌合
部中的每一个嵌合的一个或多个第二嵌合部；以及将所述一个或多个塑料透镜沿所述镜筒的轴向进行按压并固定在所述镜筒内的保持件。
[0018]
发明效果
[0019]
根据本发明的一方式，能够抑制温度变化导致的塑料透镜的变位。
附图说明
[0020]
图1是表示实施方式1所涉及的镜头单元的结构的剖面图。
[0021]
图2是将实施方式1所涉及的镜头单元所具备的各结构与摄像装置的主体一同表示的分解斜视图。
[0022]
图3是从像面侧将实施方式1所涉及的镜头单元的镜筒与摄像装置的主体一同进行观察时的背面图。
[0023]
图4是表示实施方式2所涉及的镜头单元的结构的剖面图。
[0024]
图5是将实施方式2所涉及的镜头单元所具备的各结构与摄像装置的主体一同表示的分解斜视图。
[0025]
图6是将实施方式2的变形例所涉及的镜头单元所具备的第一像面侧保持件与其他结构一同表示的分解斜视图。
[0026]
附图标记说明：
[0027]
100、100a 镜头单元
[0028]
10 对物侧保持件
[0029]
11、12、13 玻璃透镜
[0030]
14、15 塑料透镜
[0031]
140 沟槽(第一嵌合部)
[0032]
16 间隔件
[0033]
17、17a、17b 像面侧保持件
[0034]
170 螺紧部
[0035]
171、171a、171c 筒部
[0036]
174 突起
[0037]
175 开口
[0038]
18 镜筒
[0039]
19 透镜
[0040]
180 凸部(第二嵌合部)
[0041]
181 凸台
[0042]
182 肋材
[0043]
210 摄像装置的主体
具体实施方式
[0044]
以下，说明本发明所涉及的镜头单元的实施方式。但是，以下要说明的镜头单元是本发明所涉及的镜头单元的一方式，本发明所涉及的镜头单元不限于以下的方式。
[0045]
[实施方式1]
[0046]
(整体结构)
[0047]
首先，参照图1以及图2，说明本实施方式所涉及的镜头单元100的整体结构。
[0048]
图1是表示本实施方式所涉及的镜头单元100的结构的剖面图。更具体而言，图1是表示按照包括后述的第一嵌合部140与第二嵌合部180的嵌合位置在内的、沿轴向的剖切面剖切而得的剖面图。
[0049]
图2是将图1中的镜头单元100所具备的各结构与摄像装置的主体210一同表示的分解斜视图。
[0050]
如图1所示，镜头单元100具备多个透镜、对物侧保持件10、间隔件16、像面侧保持件17、以及镜筒18。镜头单元100构成为由摄像装置的主体210保持。
[0051]
(各部的结构)
[0052]
镜头单元100所收容的多个透镜为三片玻璃透镜11～13以及两片塑料透镜14、15。上述透镜均具有用于确定在径向上的位置的结构。这样的用于定位的结构的示例包括：凹条和与之嵌合的凸条，孔和与之嵌合的凸台，一方的透镜具有特定形状的凸面和与之相邻的另一方的透镜的与上述特定形状匹配的凹面，以及透镜的外周壁部和与之抵接的镜筒18的内周壁部。如此地，多个透镜构成为在被镜筒18收容时，能够在径向上被引导至确定的特定位置。
[0053]
另外，在本实施方式中，示出了两片塑料透镜，但塑料透镜的数量不限于此，塑料透镜的个数也可以是一片或三片以上。
[0054]
塑料透镜14的外缘部具有沿塑料透镜14的厚度方向延伸的沟槽140。沟槽140在塑料透镜14的外缘部上设置3处。更详细地，沟槽140以在俯视观察时的塑料透镜14的中心为对称中心，设置在三次对称的位置。沟槽140对应于第一嵌合部。
[0055]
对物侧保持件10为大致圆筒体，其内周表面上形成了内螺纹。另外，对物侧保持件10的对物侧的开口部的内周表面上，形成了与玻璃透镜抵接的凸部。
[0056]
间隔件16是夹设于玻璃透镜12和玻璃透镜13之间的间隔件。间隔件16在轴向上的玻璃透镜12和玻璃透镜13之间，形成规定大小的间隙。与玻璃透镜12相接的间隔件16的对物侧的端缘上，形成了多个(例如6个)凸部。
[0057]
像面侧保持件17为大致圆筒体。此外，像面侧保持件17由树脂构成，具有弹性。像面侧保持件17具备位于像面侧的螺紧部170和位于对物侧的筒部171。
[0058]
螺紧部170，其外周表面具有螺合部172，其内周表面具有内螺纹。螺合部172例如为外螺纹。
[0059]
筒部171为圆筒形状的部分，其对物侧的端面上具有在圆周方向上等间隔排列的多个(例如6个)突起174。
[0060]
镜筒18为树脂制的大致圆筒状的构件，在对物侧及像面侧两端具有开口部。镜筒18，作为一例，能够设为纤维强化型的树脂制，但这不是限定本实施方式。
[0061]
在轴向上的镜筒18的对物侧的外周表面上，形成了外螺纹。该外螺纹以与对物侧保持件10的内周表面的内螺纹螺合的方式形成。此外，在轴向上的镜筒18的像面侧的内周表面上，形成了内螺纹。该内螺纹以与像面侧保持件17的螺合部172螺合的方式形成。
[0062]
在此，图3是从像面侧将实施方式1所涉及的镜头单元的镜筒与摄像装置的主体一同进行观察时的背面图。如图3所示，在镜筒18的轴向上的中央部，形成了从内周壁面上突
出的阶梯部。阶梯部是沿轴向观察时大致圆环状的部分，镜筒18的轴向上的该阶梯部的两端面是沿与镜筒18的轴向正交的方向从镜筒18的内周壁面延出的平面。
[0063]
在像面侧的端面上，形成了从该端面突出的凸部180。凸部180以阶梯部的中心为对称中心设置在三次对称的位置。凸部180由从阶梯部立起的凸台181、以及从阶梯部立起且连接凸台的周面和镜筒18的内周表面的肋材182构成。凸部180以与塑料透镜14的沟槽140嵌合的形状形成。凸部180对应于第二嵌合部。
[0064]
另外，镜筒18由与塑料透镜14相比线膨胀系数相对小的材料构成。
[0065]
(配置)
[0066]
首先，说明比前述的阶梯部更靠对物侧的透镜的配置。从镜筒18的对物侧的开口起，依次收容了玻璃透镜13、间隔件16、玻璃透镜12以及玻璃透镜11。接着，对物侧保持件10从镜筒18的开口侧覆盖镜筒18，对物侧保持件10的内周表面侧的内螺纹与镜筒18的外周表面上的对物侧的外螺纹螺合。从而，对物侧保持件10沿镜筒18的轴向进入摄像装置的主体210侧，在镜筒18上紧固。
[0067]
如上所述，玻璃透镜13、间隔件16、玻璃透镜12以及玻璃透镜11均适当具有使位置关系为彼此在镜筒18的径向上将光轴重合的用于定位的构造。因此，在该径向上，在以镜筒18的轴为光轴的位置，玻璃透镜13、玻璃透镜12以及玻璃透镜11比上述阶梯部更靠对物侧收容在镜筒18中。
[0068]
此外，玻璃透镜11与对物侧保持件10的前述的凸部抵接，随上述的紧固被按压在摄像装置的主体210侧。从而，对物侧保持件10沿镜筒18的轴向从对物侧按压玻璃透镜11、12，间隔件16以及玻璃透镜13。因此，玻璃透镜13、玻璃透镜12以及玻璃透镜11在以镜筒18的轴为光轴的位置，比上述阶梯部更靠对物侧，固定于镜筒18。
[0069]
接着，说明比阶梯部更靠像面侧的透镜的配置。从摄像装置的主体210中的镜筒18的像面侧的开口起，依次收容了塑料透镜14以及塑料透镜15。塑料透镜14在其周缘部与阶梯部抵接，从该阶梯部立起的三个凸部180中的每一个与塑料透镜14的三个沟槽140中的每一个嵌合。由此，塑料透镜14的径向的变位被充分抑制。
[0070]
此外，如上所述，塑料透镜14以及塑料透镜15均适当具有使位置关系为彼此在镜筒18的径向上将光轴重合的用于定位的构造。因此，在该径向上，塑料透镜14以及塑料透镜15在比上述阶梯部更靠像面侧、以镜筒18的轴为光轴的位置收容在镜筒18中。
[0071]
另外，凸部180各自由配置于远离镜筒18的内周壁面的位置的凸台181、以及连接凸台181和镜筒18的内周壁面的肋材182构成。因此，具有足以确定透镜14在径向上的位置的强度。此外，由于凸台181通过肋材182与镜筒18连接，因此在通过成型制造树脂制的镜筒18时，可以充分抑制因在与凸台181对应的部分残留气体而导致产生凸台181的成型不良。
[0072]
像面侧保持件17从镜筒18的像面侧的开口插入至镜筒18。像面侧保持件17的螺紧部170中的螺合部172与镜筒18的内周表面的内螺纹螺合。从而，像面侧保持件17沿镜筒18的轴向进入对物侧，在镜筒18上紧固。如上所述，像面侧保持件17为树脂制，筒部171与塑料透镜15抵接。因此，塑料透镜14以及塑料透镜15因像面侧保持件17的弹性而在镜筒18的轴向上受力，并且在镜筒18内的以镜筒18的轴为光轴的位置被固定。
[0073]
像面侧保持件17的对物侧的端面，如上所述具有突起174，筒部171通过突起174与塑料透镜15抵接。因此，与塑料透镜15抵接的筒部171上产生适度的弹性。因此，像面侧保持
件17以更佳的按压力按压塑料透镜14、15。
[0074]
此外，镜筒18如上所述，由与塑料透镜14相比线膨胀系数相对小的材料构成。因此，若常温时沟槽140与凸台181实质上是相同尺寸，则高温时沟槽140的尺寸变大。因此，防止了高温时，因凸台181的膨胀而使沟槽140受到按压，导致透镜14发生形变。此时，像面侧保持件17也因其弹性而对塑料透镜14、15沿轴向朝向阶梯部适当进行按压。因此，即使凸台181与沟槽140之间产生缝隙，也能防止塑料透镜14、15向径向的位置的偏移。
[0075]
如此地，镜头单元100利用像面侧保持件17，将塑料透镜14、15固定于镜筒18。因此，与通过压入收容塑料透镜14的情况相比，能够抑制塑料透镜以及镜筒中产生扭曲。
[0076]
此外，在镜头单元100中，通过沟槽140与凸部180的嵌合，能够较佳地抑制塑料透镜14在径向上的变位。此外，由于像面侧保持件17对塑料透镜在轴向上适度进行按压，因此能够较佳地抑制塑料透镜在光轴方向的变位，进而也充分抑制向径向的变位。因此，在镜头单元100中，即使在包含较高温度的温度范围内产生温度变化，也能够较佳地抑制塑料透镜的变位。
[0077]
(效果)
[0078]
如上所述，在镜头单元100中，即使产生温度变化也能够充分抑制塑料透镜的变位。
[0079]
作为镜头单元100的用途的一例，能列举出车载传感用镜头单元。在该用途中，存在如下情况，即要求即使在低温侧低于-40℃、高温侧高于100℃的高温下，也能在全景对焦下使用，维持性能。进而，有时也要求即使在高温侧为120～125℃下的长期保存试验中，也无性能劣化。
[0080]
以往，在具有自动调焦机构的消费类产品、或者即使是全景对焦也大多能在几十万像素至200万像素左右使用的观察用镜头单元中，即使因保持所导致的透镜形变或透镜变位在几微米至几十微米之内，也不会造成实际使用上的问题。
[0081]
可是，在上述车载传感用镜头单元中，也存在要求将这些变位控制在1微米以下的情况。
[0082]
作为在这样环境下的耐于使用的镜筒材料，大多使用纤维强化型的塑料镜筒。然而，纤维强化型的塑料镜筒具有树脂的流动方向(md)和与流动垂直的方向(td)的各向异性。因此，作为一例，设md方向的线膨胀系数为1.5
×
10-5
、td方向的线膨胀系数为3.0
×
10-5
的情况下，有时超出作为车载传感用镜头单元容许的变位量。
[0083]
更详细地，当温度在20℃～-40℃之间变化的情况下，各方向上距离10mm的部分处的变位量δ分别在md方向上为-0.008mm，在td方向上为-0.016mm。另外，当温度在20℃～120℃之间变化的情况下，分别在md方向上为δ0.015mm，在td方向上为δ0.03mm。如此地，即使是被视为耐温度变化的纤维强化型的塑料镜筒也可能由于纤维取向的差异而产生形变。
[0084]
此外，塑料透镜也同样。例如，若设外径为10mm、线膨胀系数为7.0
×
10-5
、则在温度在20℃～-40℃之间变化的情况下，该塑料透镜的外径的变位量δ
l
为-0.042mm，在从20℃向120℃的温度变化下，δ
l
为0.07mm。
[0085]
通常，在径向上按压并保持塑料透镜的结构的情况下，由于热胀冷缩，塑料透镜外径与镜筒内径之间可能产生较大的松动，能够产生透镜位移移动。
[0086]
然而，根据本实施方式所涉及的镜头单元100，即使在塑料透镜与镜筒的线膨胀系数差较大，并且具有-40℃～120℃这样较大的温度差的环境中，也能够在抑制塑料透镜形变的同时并且高精度地进行定位及保持。
[0087]
此外，作为塑料制镜筒材料的树脂配向差较大的材料，即使镜筒发生不均匀膨胀收缩，也能够通过像面侧保持件17处的施力来防止塑料透镜的位置偏移。
[0088]
此外，第二嵌合部180所具备的凸台的直径与第一嵌合部140所具备的沟槽的宽度越小，越能够有效抑制由相对于常温时的温度差δt引起的尺寸变化导致的形变。
[0089]
如此地，根据本实施方式所涉及的镜头单元100，即使在发生了热胀冷缩的情况下，也能够避免透镜位移移动，实现高精度的保持。
[0090]
(实施方式1的变形例)
[0091]
像面侧保持件17的筒部171所具有的突起174的个数也可以不是六个。突起174的个数可根据施加至筒部171的弹性确定，其越少，能够使弹性越强。从支持透镜使之不松动的观点出发，突起174的个数优选为三个以上，更加优选为三个。
[0092]
对塑料透镜14在镜筒18的径向上进行定位并固定的构造，不限于沟槽140以及凸部180。例如，也可以是镜筒18具有沟槽，塑料透镜14具有凸部。
[0093]
进一步地，镜头单元100也可以在获得本实施方式效果的范围内具有进一步的构件。例如，镜头单元100也可以构成为，在塑料透镜14与像面侧保持件17之间，具备代替塑料透镜15，或与塑料透镜15一同还包括其他透镜、间隔件以及遮光垫圈中的至少任一在内的光学构件。此类结构中，通过像面侧保持件17，其他透镜、间隔件以及遮光垫圈等也被向光轴方向按压。因此，能够较佳地抑制这些光学构件相对于光轴的变位。
[0094]
[实施方式2]
[0095]
以下说明本发明的其他实施方式。另外，为方便说明，对于具有与上述实施方式中已说明的构件相同的功能的构件，赋予相同的附图标记，其说明不再重复。
[0096]
图4是表示本实施方式所涉及的镜头单元100a的结构的剖面图。更具体而言，图4是在第一嵌合部140与第二嵌合部180嵌合了的状态下，按照包含它们的嵌合位置在内的沿轴向的剖切面剖切而得的剖面图。图5是将图4中的镜头单元100a所具备的各结构与摄像装置的主体210一同表示的分解斜视图。
[0097]
如图4、图5所示，镜头单元100a代替实施方式1所涉及的镜头单元100所具备的像面侧保持件17，具备第一像面侧保持件17a和第二像面侧保持件17b。此外，在第一像面侧保持件17a与第二像面侧保持件17b之间具备透镜19。透镜19例如为玻璃透镜，透镜19的周缘部通过嵌合于形成在第一像面侧保持件17a的内周壁上的阶梯部，在径向上被收容于镜筒18的轴与光轴一致的位置。抵接的镜头单元100a的其他结构与实施方式1所涉及的镜头单元100相同。
[0098]
第一像面侧保持件17a与实施方式1所涉及的像面侧保持件17同样地，通过将塑料透镜14、15沿镜筒18的轴向按压将其收容在镜筒18内。作为一例，第一像面侧保持件17a与实施方式1所涉及的像面侧保持件17同样地，通过与镜筒18的内周螺合螺紧在镜筒18上。
[0099]
第二像面侧保持件17b通过将透镜19沿镜筒18的轴向按压而收容在镜筒18内。在此，作为一例如图4所示，第二像面侧保持件17b通过与第一保持件17a的内周螺合而螺紧在第一保持件17a上。通过该螺紧，透镜19沿轴向向对物侧被以适度的强度和弹性按压固定。
[0100]
另外，如图4以及图5所示，第一像面侧保持件17a具备螺紧部170和筒部171a。在此，螺紧部170与实施方式1相同，因此省略说明。
[0101]
筒部171a具备从该筒部171a的顶端缘173沿轴向突出的多个突起174。这些多个突起174从像面侧与多个塑料透镜中的作为像面侧的透镜的塑料透镜15抵接，对该塑料透镜15与塑料透镜14沿光轴方向进行按压。
[0102]
此外，如图5所示，筒部171a具有多个开口175。如此地，由于通过筒部171a具备多个开口，能够将第一保持件17a的弹性设定为更佳的弹性，因此能够较佳地抑制塑料透镜在光轴方向上的变位。
[0103]
此外，如图5所示，多个开口175中的每一个设置于与多个突起174中的每一个对应的位置。如此地，通过将开口175与突起174的位置建立对应，能够较佳地按压多个塑料透镜。
[0104]
另外，在图5所示的例子中，设开口175以及突起174的个数分别为三个，但这并不是限定本实施方式，也可以是三个以外的个数。
[0105]
(实施方式2的变形例)
[0106]
图6是将本实施方式的变形例所涉及的第一像面侧保持件17c与其他结构一同表示的分解斜视图。
[0107]
本变形例所涉及的镜头单元100a代替第一像面侧保持件17a具备图6所示的第一像面侧保持件17c。如图5所示，图6所示的第一像面侧保持件17c具备螺紧部170和筒部171c。在此，筒部171c与上述筒部171a不同，未形成开口175。
[0108]
即使是这样的结构，也能够较佳地抑制塑料透镜在光轴方向上的变位。
[0109]
[总结]
[0110]
本发明的方式1所涉及的镜头单元具备：一个或多个塑料透镜；收容该一个或多个塑料透镜的镜筒；配置于一个或多个塑料透镜中的至少任一的透镜的外缘部的一个或多个沟槽(第一嵌合部)；配置于镜筒的内周部、与一个或多个第一嵌合部中的每一个嵌合的一个或多个凸部(第二嵌合部)；以及将一个或多个塑料透镜沿镜筒的轴向按压并固定在镜筒内的保持件(像面侧保持件)。
[0111]
根据该结构，即使发生温度变化，也能够抑制塑料透镜的变位。
[0112]
本发明的方式2所涉及的镜头单元也可以在方式1中，保持件具有弹性，并具备螺紧至镜筒的内周的螺紧部以及连接至螺紧部的筒部。
[0113]
根据该结构，因为像面侧保持件具有弹性，所以能够对塑料透镜施加适当的按压力。
[0114]
本发明的方式3所涉及的镜头单元，也可以在方式2中，筒部具备从该筒部的顶端缘沿轴向突出的突起。
[0115]
根据该结构，除方式2的效果外，还能够对塑料透镜施加适当的按压力。
[0116]
本发明的方式4所涉及的镜头单元也可以在方式2或3中，筒部还具备在该筒部的周壁上形成的多个开口。
[0117]
根据该结构，除方式2、3的效果外，还能够对塑料透镜施加更适当的按压力。
[0118]
本发明的方式5所涉及的附件适配器，也可以在方式1～4的任一项中，在一个或多个塑料透镜与保持件之间，具备包括其他透镜、间隔件以及遮光垫圈中的至少任一在内的
光学构件。
[0119]
即使根据该结构也可以获得与方式1同样的效果。
[0120]
本发明的方式6所涉及的附件适配器，也可以是在方式1～5的任一中，第一嵌合部包括形成在透镜的外缘部并沿光轴方向延伸的沟槽，第二嵌合部包括形成在镜筒的内周并以光轴方向为高度方向的凸台。
[0121]
根据该结构，通过使第一嵌合部和第二嵌合部嵌合，抑制塑料透镜在径向上的变位。
[0122]
本发明的方式7所涉及的镜头单元，也可以在方式6中，第二嵌合部包括连接凸台与镜筒的内周表面的肋材。
[0123]
根据该结构，能够提高第二嵌合部的强度，更有效地抑制塑料透镜在径向上的变位。
[0124]
本发明的方式8所涉及的附件适配器，也可以在方式1～7的任一中，第一嵌合部以及第二嵌合部的个数分别为三个。
[0125]
根据该结构，能够有效地抑制塑料透镜在径向上的变位。
[0126]
本发明不限定于上述各实施方式，能够在权利要求所示的范围内进行各种变更。将不同实施方式中各自公开的技术方案适当进行组合而得的实施方式也包含在本发明的技术范围内。