1]对象侧粘合剂36q置于图像侧透镜35r的对象侧(图12A至图12C中的左侧)上的表面的周缘部与第二内凸缘31d之间以使图像侧透镜35r粘附至第二内凸缘31d。图像侧粘合剂36r置于图像侧透镜35r的图像形成侧(固体成像元件33a的一侧)上的表面的周缘部与第三内凸缘31e之间以使图像侧透镜35r粘附至第三内凸缘31e。此处，图像形成侧为由透镜35q和透镜35r形成图像的一侧(图14A至图14C的右侧)。
[0322]在硅橡胶粘合剂的弹性模量(例如，杨氏模量)比图像侧透镜35r的弹性模量小的情况下，对象侧粘合剂36q可以是硅橡胶粘合剂。对象侧粘合剂36q可以是除硅橡胶粘合剂之外的粘合剂，但其弹性模量必须比图像侧透镜35r的弹性模量小。由于对象侧粘合剂36q的弹性模量比图像侧透镜35r的弹性模量小，对象侧粘合剂36q的线性膨胀系数比图像侧透镜35q的线性膨胀系数大。
[0323]在环氧树脂粘合剂的弹性模量比图像侧透镜35r的弹性模量大的情况下，图像侧粘合剂36r可以是环氧树脂粘合剂。图像侧粘合剂36r可以是除环氧树脂粘合剂之外的粘合剂，但其弹性模量必须比图像侧透镜35r的弹性模量大。由于图像侧粘合剂36r的弹性模量比图像侧透镜35r的弹性模量大，图像侧粘合剂36r的线性膨胀系数比图像侧透镜35r的线性膨胀系数小。
[0324]如此以来，图像侧透镜35r在其具有对象侧粘合剂36q的对象侧上的表面处粘附至第二内凸缘31d，并且在其具有图像侧粘合剂36r的图像侧(固体成像元件33a的一侧上)上的表面处粘附至第三内凸缘31e。
[0325]对对象侧透镜35q而言，置于对象侧上的表面的周缘部与第一内凸缘31c之间的粘合剂和置于图像侧(固体成像元件33a的一侧)上的表面的周缘部与第二内凸缘31d之间的粘合剂的材料和弹性模量彼此相同。
[0326]如上文所解释的，对象侧透镜35q粘附至第一内凸缘31c，其中，粘合剂位于对象侧上的表面处，并且对象侧透镜35q在具有相同粘合剂的图像侧上的表面处粘附至第二内凸缘31d。
[0327]接下来，对对象侧透镜35q和图像侧透镜35r的光学特性进行解释。当对象侧透镜35q的焦距为Π，图像侧透镜35r的焦距为f2，并且对象侧透镜35q与图像侧透镜35r之间的距离(下文称为“透镜之间的距离”)为d时，透镜组件的焦距f由下述等式给出:
[0328]f = flX f2/ (fl+f2 — d)
[0329]在本实施方式中，flXf2的值为正。这是因为由于对象侧透镜35q和图像侧透镜35r两者为凸透镜，焦距fl和f2两者为正。flXf2 > O的关系总是保持在与第一实施方式的操作温度范围相同的操作温度范围内。此外，(fl+f2_d)的值在操作温度范围内总为正。因此，由透镜35q和35r构成的透镜组件的焦距f在操作温度范围内为正。
[0330]当对象侧透镜35q和图像侧透镜35r的温度等于预定正常温度Tl (例如，20°C )时，预先将透镜组件的焦点调节成与固体成像元件33a的位置一致。此处，假定透镜之间的距离d在透镜35q和35r的温度为Tl时为d_Tl。
[0331]当对象侧透镜35q和图像侧透镜35r的温度从Tl增大时，发生下述情况。在这种情况下，透镜35q的折射率和35r的折射率随着温度的升高而改变以增大透镜组件的焦距fo这将在下文进行更具体地解释。
[0332]假定由透镜35q和35r构成的透镜组件的焦距f在透镜35q和35r的温度等于正常温度Tl时为f_Tl，并且焦距Π和f2在透镜35q和35r的温度已经增大至高温T2 (例如，100C )时分别为fl_T2和f2_T2o在这种情况下，保持了 f_Tl < f 1_T2Xf2_T2/(f 1_T2+f2_T2-d_Tl)的关系。附带地，由于该不等式的右侧的分母在正常温度Tl处等于透镜之间的距离d，因此右侧的值在高温T2处与透镜组件的焦距f不同。即，在透镜之间的距离d在正常温度Tl处的值和在高温T2处的值彼此相等的情况下，透镜组件的焦距f由于透镜35q的折射率和35r的折射率的变化而变长。
[0333]通常，透镜的折射率大致为其操作温度范围内的温度的线性函数。因此，无论T2的值为何，都保持上述关系，只要T2在操作温度范围内即可。当透镜35q和35r的温度从正常温度Tl降至低温T3时，保持了与上文的关系相反的关系。T3可以例如是-40°C。
[0334]即，在这种情况下，透镜35q的折射率和35r的折射率随着温度的降低而变化以减小透镜组件的焦距f。在透镜35q和35r的温度已经降至低温T3之后，当假定焦距f I为fl_T3 并且焦距 f2 为 f2_T3 时，保持了 f_Tl > fl_T3Xf3_T3/(fl_T3+f2_T3-d_Tl)的关系。即，在透镜之间的距离d在正常温度Tl处的值和在低温T3处的值彼此相等的情况下，透镜组件的焦距f由于透镜35q的折射率和35r的折射率的变化而变长。
[0335]如上文所述的折射率的变化和焦距的变化在满足下述条件(A)、(B)和(C)时可以用于由透镜35q和35r构成的透镜组件，例如:
[0336](A)图像侧透镜35r中的折射率的变化的量和所产生的焦距的变化的量远远大于对象侧透镜35q中的折射率的变化的量和所产生的焦距的变化的量。
[0337](B)焦距f2由于折射率随着温度的升高的变化而增大，并且由于折射率随着温度的降低的变化而减小。
[0338](C)焦距fl在操作温度范围内总是比透镜之间的距离d大。
[0339]由于树脂透镜满足条件⑶，因此，由烯烃聚合物制成的透镜是已知的。
[0340]接下来，对由透镜35q和35r构成的透镜组件的焦距f随着温度的变化而发生的变化进行详细解释。如图14A中所示，透镜之间的距离d在透镜35q和35r处于正常温度Tl时为d_Tl。如在前文中所解释的，透镜组件的焦点此时与固体成像元件33a的位置一致。
[0341]如图14B中所示，当透镜组件的温度增大至高温T2时，图像侧透镜35r变形。对象侧粘合剂36q的弹性模量比图像侧透镜35r的弹性模量小。即，对象侧粘合剂36q比图像侧透镜35r更软。图像侧粘合剂36r的弹性模量比图像侧透镜35r的弹性模量大。SP，图像侧粘合剂36r比图像侧透镜35r更硬。因此，图像侧透镜35r在与图像侧粘合剂36r及其附近接触的表面处由于温度的升高(热膨胀)而变形的量比在与对象侧粘合剂36q及其附近接触的表面处由于温度的升高而变形的量小。即，图像侧透镜35r在对象侧粘合剂36q的一侧处比在图像侧粘合剂36r的一侧处更自由地变形。
[0342]因此，由于图像侧透镜35r弯曲，图像侧透镜35r沿用于使其中央部靠近对象侧透镜35q的方向移动。因此，透镜之间的距离d从d_Tl减小至d_T2。如此以来，透镜之间的距离d随着透镜35q和35r的温度的升高而减小。
[0343]如图14C中所示，当透镜35q和35r的温度从正常温度Tl减小至低温T3时，图像侧透镜35r变形。图像侧透镜35r在与对象侧粘合剂36q及其附近接触的表面处由于温度的降低(热收缩)而变形的量比在与图像侧粘合剂36r及其附近接触的表面处由于温度的降低而变形的量大。
[0344]因此，由于图像侧透镜35r弯曲，图像侧透镜35r沿用于使其中央部远离对象侧透镜35q的方向移动。因此，透镜之间的距离d从d_Tl增大至d_T3。如此以来，透镜之间的距离d随着透镜35q和35r的温度的降低而增大。
[0345]对对象侧透镜35q而言，由于用于粘附至第一内凸缘31c的粘合剂与用于粘附至第二内凸缘31d的粘合剂之间在特性上不存在差异，即使对象侧透镜35q热变形，对透镜之间的距离d的变化也没有实质贡献。当对象侧透镜35q由玻璃制成时，对象侧透镜35q由于温度变化而变形的量远远小于由树脂制成的图像侧透镜35r的变形的量。
[0346]如前文中所描述的，由透镜35q和35r构成的透镜组件的焦距f由等式f =flXf2/(fl+f2-d)给出。在本实施方式中，由于右侧的分子和分母两者为正，焦距f随着透镜之间的距离d的减小而减小。因此，当透镜之间的距离d随着温度的升高而变短时，导致透镜组件的焦距f减小。另一方面，当透镜之间的距离d随着温度的降低而变长时，导致透镜组件的焦距f增大。
[0347]如上文所解释的，当透镜35q的折射率和35r的折射率由于温度增大的变化引起透镜组件的焦距f增大时，图像侧透镜35r的所产生的变形引起透镜组件的焦距f相反地减小。
[0348]同样，当透镜35q的折射率和35r的折射率由于温度减小的变化引起透镜组件的焦距f减小时，图像侧透镜35r的所产生的变形引起透镜组件的焦距f相反地增大。
[0349]S卩，折射率的变化的影响和所产生的变形的影响彼此抵消。因此，由透镜35q和35r构成的透镜组件的焦距f随着温度的升高或减小的变化可以被减小，并且透镜组件的焦点与固体成像元件33a的位置之间的位置偏差可以被减小。
[0350]如上文所解释的，相对更硬的粘合剂36r置于第一保持件31与透镜35r的与透镜35p相反的一侧上的表面之间。同样，相对更软的粘合剂36q置于第一保持件31与透镜35r的面向透镜35q的一侧上的表面之间。
[0351]通过将具有不同弹性模量的粘合剂36q和36r设置在透镜35r的不同侧上，可以调节透镜35r的热变形，并且因此，可以调节透镜之间的距离d。S卩，通过适当地确定粘合剂36q和36r中的哪一者应该设置在透镜35p的不同侧中的哪一侧上，可以使透镜35q的折射率和35r的折射率的变化对焦距f的影响以及透镜35r所产生的变形对焦距f的影响彼此抵消，从而减小焦距f随着温度的变化而发生的变化。
[0352]此外，由于用于补偿透镜35q的折射率和35r的折射率的装置正是通常用于固定透镜35q和35r的粘合剂，因此可以防止增加透镜模块40和成像设备I的部件的数量。
[0353]第一实施方式至第八实施方式的特征在图15中进行总结。在图15中。示出了对象侧透镜的形状、图像侧透镜的形状、因折射率由于温度的升高的变化对焦距f的影响、(fl+f2-d)的值的标记、由于温度的升高的透镜之间的距离d的变化以及用于第一实施方式至第八实施方式中的每一者的两个不同的粘合剂中的更硬的一者。在图15中，在对象侧透镜或图像侧透镜的列中的词“(变形)”意为该列中的透镜为有意地利用两个不同的粘合剂之间在弹性模量方面的差异而变形的透镜。
[0354]如图15中所示，根据透镜的折射率的变化是否引起焦距f的绝对值增大或减小以及(fl+f2_d)的值的标记是否为正或负来判定透镜之间的距离d在温度增大时是否应该增大或减小并且判定更硬的粘合剂是否应该设置在对象侧或图像侧上。
[0355]其他实施方式
[0356]当然可以对上述实施方式按照下文所述地进行各种改型。
[0357]—个或更多个上述实施方式可以在组合不是明显不可能或不是明显不适合的情况下结合。在上述实施方式中的每一个实施方式中，所有部件或元件不是必须为必不可少的组成元件。
[0358]本发明不限于上述实施方式中的每一个实施方式中所描述的部件或元件的数量、数值、量或范围。同样，本发明不限于上述实施方式中描述的部件或元件的任何特定形状或位置关系。
[0359]下述改型I和2可以适用于上述实施方式。
[0360]改型I
[0361 ] 在上述实施方式中的每一个实施方式中，对象侧透镜和图像侧透镜可以被相反地定位。例如，在第一实施方式中，透镜35b可以比透镜35a更靠近对象侧设置。然而，在这种情况下，对象侧粘合剂和图像侧粘合剂也必须相反地定位。例如，粘合剂36b置于第一保持件31a与透镜35a的对象侧上的表面之间，而粘合剂36a置于第一保持件31a与透镜35a的图像侧上的表面之间。同样在该构型中，可以提供与由第一实施方式至第八实施方式提供的优势类似的优势。
[0362]改型2
[0363]在第一实施方式至第八实施方式中的每一个实施方式中，由第一透镜和第二透镜构成的透镜组件的焦距f为正，并且第一透镜粘附至具有第一粘合剂和第二粘合剂的保持件，第一粘合剂的弹性模量比第一透镜的弹性模量大，第二粘合剂的弹性模量比第一透镜的弹性模量小。
[0364]然而，本发明能够适用于焦距为负的情况。在这种情况下，第一粘合剂置于第一透镜的一个表面与保持件之间，并且第二粘合剂置于第一透镜的另一表面与保持件之间，使得第一透镜的折射率和第二透镜的折射率由于透镜组件的温度变化而发生的变化对透镜组件的焦距f的影响与第一透镜所产生的变形对透镜组件的焦距f的影响彼此抵消。
【主权项】
1.一种用于成像设备的透镜模块，所述透镜模块包括: 透镜组件，所述透镜组件包括第一透镜和第二透镜； 保持件，所述保持件保持所述透镜组件； 第一粘合剂，所述第一粘合剂将所述第一透镜粘附至所述保持件，所述第一粘合剂的弹性模量比所述第一透镜的弹性模量大；以及 第二粘合剂，所述第二粘合剂将所述第一透镜粘附至所述保持件，所述第二粘合剂的弹性模量比所述第一透镜的所述弹性模量小；其中， 所述第一粘合剂置于所述第一透镜的一个表面与所述保持件之间，并且所述第二粘合剂置于所述第一透镜的另一表面与所述保持件之间，使得所述第一透镜的折射率和所述第二透镜的折射率的由于所述透镜组件的温度的变化而发生的变化对所述透镜组件的焦距的影响与所述第一透镜的由于所述透镜组件的温度的变化而发生的变形对所述透镜组件的焦距的影响彼此抵消。2.根据权利要求1所述的用于成像设备的透镜模块，其中， 所述第一透镜的焦距与所述第二透镜的焦距的乘积为负， 所述第一透镜的焦距与所述第二透镜的焦距的总和比所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离小， 所述第一透镜的折射率和所述第二透镜的折射率的由于所述透镜组件的温度的升高而发生的变化引起所述透镜组件的焦距减小， 所述第一粘合剂置于所述保持件与所述第一透镜的与所述第二透镜相反的一侧上的表面之间以将所述第一透镜粘附至所述保持件， 所述第二粘合剂置于所述保持件与所述第一透镜的面向所述第二透镜的一侧上的表面之间以将所述第一透镜粘附至所述保持件，以及 所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离由于所述透镜组件的温度的升高而减小，由此增大所述透镜组件的焦距。3.根据权利要求1所述的用于成像设备的透镜模块，其中， 所述第一透镜的焦距与所述第二透镜的焦距的乘积为负， 所述第一透镜的焦距与所述第二透镜的焦距的总和比所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离小， 所述第一透镜的折射率和所述第二透镜的折射率的由于所述透镜组件的温度的升高而发生的变化引起所述透镜组件的焦距增大， 所述第一粘合剂置于所述保持件与所述第一透镜的面向所述第二透镜的一侧上的表面之间以将所述第一透镜粘附至所述保持件， 所述第二粘合剂置于所述保持件与所述第一透镜的与所述第二透镜相反的一侧上的表面之间以将所述第一透镜粘附至所述保持件，以及 所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离由于所述透镜组件的温度的升高而增大，由此减小所述透镜组件的焦距。4.根据权利要求1所述的用于成像设备的透镜模块，其中， 所述第一透镜的焦距与所述第二透镜的焦距的乘积为正， 所述第一透镜的焦距与所述第二透镜的焦距的总和比所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离大， 所述第一透镜的折射率和所述第二透镜的折射率的由于所述透镜组件的温度的升高而发生的变化引起所述透镜组件的焦距减小， 所述第一粘合剂置于所述保持件与所述第一透镜的面向所述第二透镜的一侧上的表面之间以将所述第一透镜粘附至所述保持件， 所述第二粘合剂置于所述保持件与所述第一透镜的与所述第二透镜相反的一侧上的表面之间以将所述第一透镜粘附至所述保持件，以及 所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离由于所述透镜组件的温度的升高而增大，由此增大所述透镜组件的焦距。5.根据权利要求1所述的用于成像设备的透镜模块，其中， 所述第一透镜的焦距与所述第二透镜的焦距的乘积为正， 所述第一透镜的焦距与所述第二透镜的焦距的总和比所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离大， 所述第一透镜的折射率和所述第二透镜的折射率的由于所述透镜组件的温度的升高而发生的变化引起所述透镜组件的焦距增大， 所述第一粘合剂置于所述保持件与所述第一透镜的与所述第二透镜相反的一侧上的表面之间以将所述第一透镜粘附至所述保持件， 所述第二粘合剂置于所述保持件与所述第一透镜的面向所述第二透镜的一侧上的表面之间以将所述第一透镜粘附至所述保持件，以及 所述第一透镜与所述第二透镜之间的距离由于所述透镜组件的温度的升高而减小，由此减小所述透镜组件的焦距。
【专利摘要】本发明公开了一种用于成像设备的透镜模块，该透镜模块包括透镜组件、保持件、第一粘合剂和第二粘合剂，透镜组件包括第一透镜和第二透镜，保持件保持透镜组件，第一粘合剂将第一透镜粘附至保持件，第一粘合剂的弹性模量比第一透镜的弹性模量大，以及第二粘合剂将第一透镜粘附至保持件，第二粘合剂的弹性模量比第一透镜的弹性模量小。第一粘合剂置于第一透镜的一个表面与保持件之间，以及第二粘合剂置于第一透镜的另一表面与保持件之间。
【IPC分类】G02B7/02, G02B7/00
【公开号】CN105093471
【申请号】CN201510257602
【发明人】古武泰树
【申请人】株式会社电装
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年5月19日
【公告号】DE102015208276A1, US20150338602