CN105629418A - 具有多个塑料透镜的透镜单元及光学装置 - Google Patents

Abstract

具有多个塑料透镜的透镜单元及光学装置。该透镜单元能够在无需增大透镜单元的外径的情况下，将小型、易于组装且价格低廉的多个塑料透镜高效率地组合并且高精度地保持。第一透镜和第二透镜均由塑料制成，第二透镜嵌合保持在第一透镜的光轴方向上的背面侧。在成型第二透镜时使用的浇口布置于通过切除第二透镜的外周部的一部分形成的切割面，在形状上与浇口的在成型第二透镜之后的剩余部分对应的凸部布置在位于第一透镜的嵌合保持第二透镜的部分的内周面与切割面之间的空间中。

Description

具有多个塑料透镜的透镜单元及光学装置

技术领域

本发明涉及透镜单元和配备有该透镜单元的诸如数字照相机等的光学装置。

背景技术

安装于诸如数字照相机等的光学装置的镜筒包括变焦式(zoomtype)的镜筒，该变焦式的镜筒通过使构成拍摄光学系统的多个透镜在缩回位置和拍摄位置之间沿光轴方向移动来改变拍摄倍率。变焦式的镜筒要求在将多个透镜高精度地保持在转动限制状态的同时，使该多个透镜沿光轴方向移动。

由于近些年对降低照相机成本的需求，越来越多地使用了以塑料透镜来代替玻璃透镜的镜筒。另一方面，由于照相机越来越小型化，所以要求高效率地组合小型、易于组装且价格低廉的多个塑料透镜并且高精度地保持这些塑料透镜的技术。

传统的透镜保持结构的示例包括已提出的如下结构(美国专利No.6,819,508的说明书)：在该结构中，玻璃透镜的外周部沿光轴方向嵌合保持在形成于塑料透镜的凹部中。另外，已经提出了如下结构(美国专利No.4,959,183的公报)：在该结构中，在两个塑料透镜中的一个塑料透镜中形成的逐渐变细的凸部沿光轴方向嵌合保持在形成于这两个塑料透镜中的另一透镜的逐渐变细的凹部中。

然而，根据上述美国专利No.6,819,508的说明书，嵌入形成于塑料透镜的凹部中的透镜是由玻璃制成的，并且并未提及如何处理在成型塑料透镜时所使用的浇口(gate)。

另外，根据上述美国专利No.4,959,183的公报，对于两个塑料透镜中的每一个，嵌合部分的位于径向外侧的整周均布置有凸缘部，并且该凸缘部中布置有浇口。这使塑料透镜的外径增大，由此使镜筒的尺寸增大。

发明内容

本发明提供能够在无需增大透镜单元的外径的情况下，高效率地组合小型、易于组装且价格低廉的多个塑料透镜并且高精度地保持这些塑料透镜的透镜单元和光学装置。

因此，本发明提供一种透镜单元，其包括：第一透镜，其由塑料制成；第二透镜，其被构造成嵌合保持在所述第一透镜的光轴方向上的背面侧并且由塑料制成；以及透镜保持件，其被构造成布置在所述第二透镜的背面侧并且保持所述第二透镜，其中，在成型所述第二透镜时使用的浇口布置于通过切除所述第二透镜的外周部的一部分形成的切割面，在形状上与所述浇口的在成型所述第二透镜之后的剩余部分对应的凸部布置在位于所述第一透镜的嵌合保持部的内周面与所述切割面之间的空间中，所述第二透镜嵌合保持于所述嵌合保持部。

根据本发明，在成型所述第二透镜时使用的浇口布置于通过切除所述第二透镜的外周部的一部分形成的切割面，在形状上与所述浇口的在成型所述第二透镜之后的剩余部分对应的凸部布置在位于所述第一透镜的嵌合保持所述第二透镜的部分的内周面与所述切割面之间的空间中。结果，能够在无需增大透镜单元的外径的情况下，将小型、易于组装且价格低廉的多个塑料透镜高效率地组合在一起并且高精度地保持。

一种透镜单元，其包括：第一透镜，其由塑料制成；第二透镜，其被构造成嵌合保持在所述第一透镜的光轴方向上的背面侧，所述第二透镜由塑料制成；以及透镜保持件，其被构造成布置在所述第二透镜的背面侧且保持所述第二透镜，其中，在成型所述第二透镜时使用的浇口布置于所述第二透镜的外周部，在形状上与所述浇口的在成型所述第二透镜之后的剩余部分对应的凸部插入形成在所述第一透镜的嵌合保持部的周壁中的缺口部，所述第二透镜嵌合保持于所述嵌合保持部。

一种光学装置，其包括透镜单元，该透镜单元具有：第一透镜，其由塑料制成；第二透镜，其嵌合保持在所述第一透镜的光轴方向上的背面侧并且由塑料制成；以及透镜保持件，其布置在所述第二透镜的背面侧并且保持所述第二透镜，其中，在成型所述第二透镜时使用的浇口布置于通过切除所述第二透镜的外周部的一部分形成的切割面，在形状上与所述浇口的在成型所述第二透镜之后的剩余部分对应的凸部布置在位于所述第一透镜的嵌合保持部的内周面与所述切割面之间的空间中，所述第二透镜嵌合保持于所述嵌合保持部。

一种光学装置，其包括透镜单元，该透镜单元具有：第一透镜，其由塑料制成；第二透镜，其嵌合保持在所述第一透镜的光轴方向上的背面侧并且由塑料制成；以及透镜保持件，其布置在所述第二透镜的背面侧并且保持所述第二透镜，其中，在成型所述第二透镜时使用的浇口布置于所述第二透镜的外周部，在形状上与所述浇口的在成型所述第二透镜之后的剩余部分对应的凸部插入形成在所述第一透镜的嵌合保持部的周壁中的缺口部，所述第二透镜嵌合保持于所述嵌合保持部。

通过(参照附图)对以下示例性实施方式的说明，发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1A是当从正面侧观察时的作为配备有镜筒的光学装置的第一实施方式的数字照相机的立体图，该镜筒为根据本发明的示例性透镜单元，图1B是当从背面侧观察时的图1A中的数字照相机的图。

图2是示出图1A和图1B中的数字照相机的控制方框图。

图3是示出处于缩回位置的镜筒的截面图。

图4是示出处于拍摄位置的镜筒的截面图。

图5是示出保持调焦透镜组的第5组透镜保持件的截面图。

图6是示出当从正面观察时保持调焦透镜组的第5组透镜保持件的立体图。

图7是示出当从背面观察时保持调焦透镜组的第5组透镜保持件的分解立体图。

图8是示出当从光轴方向观察时第二透镜嵌入第一透镜的嵌合保持部的状态的图。

图9是示出数字照相机中的当从光轴方向观察时第二透镜嵌入第一透镜的嵌合保持部的状态的图，该数字照相机为配备有作为根据本发明的示例性透镜单元的镜筒的光学装置的第二实施方式。

图10是示出数字照相机中的当从光轴方向观察时第二透镜嵌入第一透镜的嵌合保持部的状态的图，该数字照相机为配备有作为根据本发明的示例性透镜单元的镜筒的光学装置的第三实施方式。

具体实施方式

现在将参照示出本发明实施方式的附图来说明本发明。

图1A是示出当从正面侧(被摄体侧)观察时作为配备有镜筒的光学装置的第一实施方式的数字照相机的立体图，该镜筒为根据本发明的示例性透镜单元，图1B是示出当从背面侧观察时图1A中的数字照相机的图。

参照图1A，根据本实施方式的数字照相机23在正面侧具有：取景器21，通过取景器21来确定被摄体的构图；辅助光源20，其用于测光/测距；频闪装置(stroboscopicdevice)22；以及镜筒16。镜筒16被构造成变焦式的镜筒，该变焦式的镜筒通过使构成拍摄光学系统的多个透镜在缩回位置和拍摄位置之间沿光轴方向移动来改变拍摄倍率。

数字照相机23的上面侧设置有释放钮17、电源选择钮19和变焦开关18。如图1B所示，数字照相机23的背面侧设置有操作钮26至31、诸如LCD等的显示器25和取景器目镜24。

图2是示出图1A和图1B中的数字照相机23的控制方框图。CPU44、ROM43、RAM45、释放钮17、操作钮26至31、显示器25、电源选择钮19、变焦开关18、存储器38、压缩-解压缩单元39、存储卡驱动器40和驱动电路41连接至总线42。

对镜筒16进行变焦驱动的变焦机构32、对调焦透镜组1、2进行驱动的调焦驱动机构46、对快门9a进行驱动的快门驱动机构33以及对光圈9b进行驱动的光圈驱动机构34与驱动电路41连接。诸如CCD传感器或CMOS传感器等的摄像器件15以及频闪装置22也与驱动电路41连接。基于来自CPU44的信号通过驱动电路41来控制与驱动电路41连接的单元的操作。

各种控制程序等存储在ROM43中，各种控制程序所需的数据存储在RAM45中。模拟信号处理单元35对从摄像器件15输出的图像数据执行模拟处理，并且将该图像数据输出至A/D转换单元36。

A/D转换单元36将已经由模拟信号处理单元35处理过的模拟数据转换成数字数据，并且将该数字数据输出至数字信号处理单元37。数字信号处理单元37对由于A/D转换单元36的转换所得到的数字数据执行预定处理，并且将该数字数据作为图像数据输出至存储器38。

通过压缩-解压缩单元39对存储在存储器38中的图像数据进行诸如JPEG或TIFF等的压缩处理，然后将该图像数据输出至并存储在插入存储卡驱动器40中的存储卡。

还通过压缩-解压缩单元39对存储在存储器38中的图像数据和存储在存储卡驱动器40中的图像数据进行解压缩处理，然后经由总线42将这些图像数据显示在显示器25上。

接下来将参照图3至图8给出对镜筒16的详细说明。图3是示出处于缩回位置的镜筒16的截面图。图4是示出处于拍摄位置的镜筒16的截面图。

如图3和图4所示，镜筒16具有保持第1组透镜5的第1组筒6。保持第2组透镜7的第2组透镜保持件8布置在第1组筒6的背面侧，包括被构造成一体单元的快门9a和光圈9b的光圈快门9布置在第2组透镜保持件8的背面侧。

保持第3组透镜10的第3组透镜保持件10a布置在光圈快门9的背面侧，保持第4组透镜11的第4组透镜保持件11a布置在第3组透镜保持件10a的背面侧。

保持调焦透镜组1、2的第5组透镜保持件3布置在第4组透镜保持件11a的背面侧，保持摄像器件15的器件保持件14布置在第5组透镜保持件3的背面侧。

调焦驱动机构46具有：螺杆轴(screwshaft)46b，其能够被马达46a驱动转动；以及齿条3d，其设置于第5组透镜保持件3的外周部并与螺杆轴46b螺合在一起。因而，当螺杆轴46b被马达46a驱动转动时，第5组透镜保持件3与调焦透镜组1、2一体地沿光轴方向移动，以执行调焦操作。

固定筒13的外周侧布置有凸轮筒12，设置于第1组筒6的内周部的从动件跟随形成在凸轮筒12的外周部的凸轮槽运动。

固定筒13的位于正面侧(被摄体侧)的端部设置有直进键13a，并且直进键13a与形成在第1组筒6的内周部的直进槽6a接合。因而，当凸轮筒12转动时，在位于第1组筒6的内周部的从动件跟随凸轮筒12的凸轮槽运动时，转动被直进键13a限制的第1组筒6沿光轴方向进退移动。

凸轮筒12的内周部形成有多个凸轮槽，并且分别设置于第2组透镜保持件8、光圈快门9、第3组透镜保持件10a和第4组透镜保持件11a的从动件均跟随该多个凸轮槽。

第2组透镜保持件8的转动被固定筒13限制，光圈快门9、第3组透镜保持件10a和第4组透镜保持件11a通过与设置于固定筒13的未图示出的引导杆接合而被限制转动。

图5是示出保持调焦透镜组1、2的第5组透镜保持件3的截面图。图6是示出当从正面观察时保持调焦透镜组1、2的第5组透镜保持件3的立体图。图7是示出当从背面观察时保持调焦透镜组1、2的第5组透镜保持件3的分解立体图。

如图5至图7所示，调焦透镜组1、2包括：第一透镜1，其布置在正面侧(图5中的上侧)；以及第二透镜2，其布置在第一透镜1的背面侧。第一透镜1和第二透镜2均由模制成型的塑料透镜形成。

在第一透镜1的背面侧，圆筒状的嵌合保持部1a设置于第一透镜1的外周部的径向内侧并且与第一透镜1几乎同轴。第二透镜2沿光轴方向嵌入第一透镜1的嵌合保持部1a的内周部。结果，使第一透镜1和第二透镜2的轴线高精度地对齐。

第5组透镜保持件3中形成有嵌合凹部3a，调焦透镜组1、2的第二透镜2从正面侧沿光轴方向嵌合并保持在嵌合凹部3a中。在调焦透镜组1、2的第二透镜2嵌入第5组透镜保持件3的嵌合凹部3a的状态下，第二透镜2和第一透镜1彼此抵接，从而将第二透镜2保持在在光轴方向上被夹在第一透镜1与嵌合凹部3a之间的状态下。

第一透镜1的正面侧布置有环状的施力构件4，并且施力构件4的背面形成有施力部4b。施力部4b朝向第5组透镜保持件3的嵌合凹部3a对第一透镜1和第二透镜2施力。此时，第一透镜1的外周部定位嵌合于第5组透镜保持件3的内周部。

在施力构件4的外周部，在周向上大致等间隔地设置多个均朝向背面侧突出的卡合件4a。通过使多个卡合件4a分别钩住为第5组透镜保持件3设置的多个钩挂突起3b中对应的钩挂突起3b，将施力构件4固定于第5组透镜保持件3。

如前所述，第一透镜1和第二透镜2均由模制成型的塑料透镜形成，因此要求用于成型的浇口。

在本实施方式中，在成型第一透镜1时使用的浇口布置在第一透镜1的外周部。因而，以从第一透镜1的外周部的一部分沿径向向外突出的方式设置有凸部1c，凸部1c在形状上与成型之后的剩余部分对应并被收纳在形成于第5组透镜保持件3的内周部的凹部3c中。

图8是示出当从光轴方向观察时第二透镜2安装在第一透镜1的嵌合保持部1a内侧的状态的图。

如图8所示，在成型第二透镜2时使用的浇口布置于具有通过平坦地切除第二透镜2的外周部的一部分获得的D字状切割形状的切割面。

凸部2a收纳在形成于第一透镜1的嵌合保持部1a的内周面与第二透镜2的D字状切割面之间的空间2b中，凸部2a的形状与浇口的在成型第二透镜2之后的剩余部分对应。

即，对用于第二透镜2的浇口进行管理，使得在形状上与浇口的剩余部分对应的凸部2a不会从第二透镜2的外径沿径向向外突出。这防止了浇口影响第二透镜2的径向尺寸和位置精度。

如上所述，在本实施方式中，可以在无需增大镜筒16的外径的情况下，将小型、易于组装且价格低廉的多个塑料透镜1和2高效率地组合在一起且高精度地保持。

接下来将参照图9给出作为配备有镜筒的光学装置的第二实施方式的数字照相机的说明，该镜筒为根据本发明的示例性透镜单元。应当注意，在该图中用相同的附图标记来指代与上述第一实施方式的部分重复或对应的部分，并省略其说明。

图9是示出当从光轴方向观察时的第二透镜2安装在第一透镜1的嵌合保持部1a内侧的状态的图。

在本实施方式中，如图9所示，第二透镜2的外周部没有形成D字状切割面，在成型第二透镜2时使用的浇口布置在第二透镜2的外周部。因而，以从第二透镜2的外周部沿径向向外突出的方式设置有凸部2a，凸部2a在形状上与浇口的在成型第二透镜2之后的剩余部分对应。

第二透镜2的凸部2a以不从第一透镜1的外周部沿径向向外突出的方式插入形成于嵌合保持部1a的周壁的缺口部1b。这防止了浇口影响第二透镜2的径向尺寸和位置精度。其它结构和作用效果与上述第一实施方式的相同。

接下来将参照图10给出作为配备有镜筒的光学装置的第三实施方式的数字照相机的说明，该镜筒为根据本发明的示例性透镜单元。应当注意，在图中用相同的附图标记来指代与上述第一实施方式的部分重复或对应的部分，并省略其说明。

图10是示出当从光轴方向观察时的第二透镜2安装在第一透镜1的嵌合保持部1a内侧的状态的图。

在本实施方式中，如图10所示，与上述第一实施方式相同，在成型第二透镜2时使用的浇口布置于具有通过平坦地切除第二透镜2的外周部的一部分获得的D字状切割形状的切割面。

凸部2a收纳在形成于第一透镜1的嵌合保持部1a的内周面与第二透镜2的D字状切割面之间的空间2b中，凸部2a的形状与浇口的在成型第二透镜2之后的剩余部分对应。

在嵌合保持部1a的内周部、在位于第二透镜2的凸部2a的周向上的两侧的位置处设置有限制第二透镜2相对于第一透镜1转动的转动限制突起1e。通过如此地限制第二透镜2相对于第一透镜1的转动，稳定地确保了第一透镜1和第二透镜2的相位精度。其它结构和作用效果与上述第一实施方式的相同。

其它实施方式

本发明的实施例还可以通过如下的方法来实现，即，通过网络或者各种存储介质将执行上述实施例的功能的软件(程序)提供给系统或装置，该系统或装置的计算机或是中央处理单元(CPU)、微处理单元(MPU)读出并执行程序的方法。

虽然已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应当理解，本发明不限于所公开的示例性实施方式。权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，以包含所有的这些变型、等同结构和功能。

本申请要求2014年11月21日提交的日本专利申请No.2014-236350的优先权，其全部内容通过引用包含于此。

Claims (8)

1.一种透镜单元，其包括：

第一透镜，其由塑料制成；

第二透镜，其被构造成嵌合保持在所述第一透镜的光轴方向上的背面侧并且由塑料制成；以及

透镜保持件，其被构造成布置在所述第二透镜的背面侧并且保持所述第二透镜，

其特征在于，在成型所述第二透镜时使用的浇口布置于通过切除所述第二透镜的外周部的一部分形成的切割面，在形状上与所述浇口的在成型所述第二透镜之后的剩余部分对应的凸部布置在位于所述第一透镜的嵌合保持部的内周面与所述切割面之间的空间中，所述第二透镜嵌合保持于所述嵌合保持部。

2.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，在所述嵌合保持部的内周部，在位于所述第二透镜的所述凸部的周向上的两侧的位置处设置有限制所述第二透镜相对于所述第一透镜转动的转动限制突起。

3.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，所述第一透镜的正面侧设置有施力构件，所述施力构件朝向所述透镜保持件对所述第一透镜和所述第二透镜施力，所述施力构件固定于所述透镜保持件。

4.一种透镜单元，其包括：

第一透镜，其由塑料制成；

第二透镜，其被构造成嵌合保持在所述第一透镜的光轴方向上的背面侧，所述第二透镜由塑料制成；以及

透镜保持件，其被构造成布置在所述第二透镜的背面侧且保持所述第二透镜，

其特征在于，在成型所述第二透镜时使用的浇口布置于所述第二透镜的外周部，在形状上与所述浇口的在成型所述第二透镜之后的剩余部分对应的凸部插入形成在所述第一透镜的嵌合保持部的周壁中的缺口部，所述第二透镜嵌合保持于所述嵌合保持部。

5.根据权利要求4所述的透镜单元，其中，所述凸部以不从所述第一透镜的外周部沿径向向外突出的方式插入所述缺口部。

6.根据权利要求4所述的透镜单元，其中，所述第一透镜的正面侧设置有施力构件，所述施力构件朝向所述透镜保持件对所述第一透镜和所述第二透镜施力，所述施力构件固定于所述透镜保持件。

7.一种光学装置，其包括透镜单元，该透镜单元具有：第一透镜，其由塑料制成；第二透镜，其嵌合保持在所述第一透镜的光轴方向上的背面侧并且由塑料制成；以及透镜保持件，其布置在所述第二透镜的背面侧并且保持所述第二透镜，

其特征在于，在成型所述第二透镜时使用的浇口布置于通过切除所述第二透镜的外周部的一部分形成的切割面，在形状上与所述浇口的在成型所述第二透镜之后的剩余部分对应的凸部布置在位于所述第一透镜的嵌合保持部的内周面与所述切割面之间的空间中，所述第二透镜嵌合保持于所述嵌合保持部。

8.一种光学装置，其包括透镜单元，该透镜单元具有：第一透镜，其由塑料制成；第二透镜，其嵌合保持在所述第一透镜的光轴方向上的背面侧并且由塑料制成；以及透镜保持件，其布置在所述第二透镜的背面侧并且保持所述第二透镜，

其特征在于，在成型所述第二透镜时使用的浇口布置于所述第二透镜的外周部，在形状上与所述浇口的在成型所述第二透镜之后的剩余部分对应的凸部插入形成在所述第一透镜的嵌合保持部的周壁中的缺口部，所述第二透镜嵌合保持于所述嵌合保持部。