JP2001051175A - レンズ鏡筒並びにその製造方法及びそのレンズ玉の位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＣＣＤ撮像素子などに用いられるレンズ鏡筒
を改良したレンズ鏡筒並びにその製造方法及びそのレン
ズ玉の位置決め装置を提供するにある。 【解決手段】 鏡枠のレンズ室部に対して若干の間隙を
保持してレンズ玉を挿入して形成されるレンズ鏡筒であ
って、この鏡枠は、熱溶融材料で形成され、平板状のベ
ース部の中央に円形凹状に形成されたレンズ室部と、こ
のレンズ室部の周囲に配設され所定長の高さで羽根状に
ベース部に対して起立された複数の第１リブ部と、所定
長より長い寸法でレンズ室部の周囲に配設されベース部
に対して羽根状に起立された複数の第２リブ部とを有
し、レンズ玉をレンズ室の所定位置に固定した状態で第
１リブ部を熱カシメして間隙を埋めてレンズ玉の半径方
向の移動を拘束し、第２リブ部を熱カシメしてレンズ玉
の光軸方向の移動を拘束して形成したものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ撮像素子な
どに用いられるレンズ鏡筒を改良したレンズ鏡筒並びに
その製造方法及びそのレンズ玉の位置決め装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ
ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子の小型化、高画素化に伴い、
入力デバイスとしてのレンズ鏡筒に要求される光学性能
は、年々厳しくなっている。

【０００３】光学性能を上げる方法としては、従来より
鏡枠とレンズ玉の位置合わせ、つまり位置調整を行って
組み立てることが行われてきたが、このためには一般的
にレンズ玉を鏡枠に固定するのに接着剤を用いていた。

【０００４】しかし、接着剤を用いる場合には、有効径
への接着剤のはみ出しがあったり、安定した保持力を得
るのに接着剤の量、塗布方法、保存環境などの管理に手
間がかかったり、或いは接着剤の硬化に時間とコストが
かかるなどの問題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、鏡枠とレンズ
玉を出来上がり寸法で保持固定する場合は、一般的にレ
ンズ玉を鏡枠に熱カシメしてしまうことが行われる。し
かしながら、これらの場合に、レンズ玉の位置と鏡枠の
基準位置の関係を正確に合わせることは、以下の理由に
より困難である。

【０００６】第１に、レンズ玉を熱カシメで鏡枠に保持
固定する場合、鏡枠には樹脂材を使用することとなる
が、樹脂部品で鏡枠のレンズ保持部の中心位置と鏡枠の
基準位置との関係を正確に出すのは、モールド部品の場
合の金型の追い込み限度、樹脂材料のバラツキ、成型バ
ラツキなどの問題があるので、難しい。第２に、モール
ド部品の場合、レンズ玉の位置を変更しようとすると、
一般に、金型の変更を伴うので、金型変更に伴うコスト
の上昇と金型変更のために時間がかかるなどの問題があ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上の課題を
解決するためのレンズ鏡筒の構成として、鏡枠のレンズ
室部に対して若干の間隙を保持してレンズ玉を挿入して
形成されるレンズ鏡筒であって、前記鏡枠は、熱溶融材
料で形成され、平板状のベース部の中央に円形凹状に形
成された前記レンズ室部と、このレンズ室部の周囲に配
設され所定長の高さで羽根状に前記ベース部に対して起
立された複数の第１リブ部と、前記所定長より長い寸法
で前記レンズ室部の周囲に配設され前記ベース部に対し
て羽根状に起立された複数の第２リブ部とを有し、前記
レンズ玉を前記レンズ室の所定位置に固定した状態で前
記第１リブ部を熱カシメして前記間隙を埋めて前記レン
ズ玉の半径方向の移動を拘束し、前記第２リブ部を熱カ
シメして前記レンズ玉の光軸方向の移動を拘束して形成
するようにしたものである。

【０００８】また、本発明は、以上の課題を解決するた
めのレンズ鏡筒の製造方法として、鏡枠のレンズ室部に
レンズ玉を固定してレンズ鏡筒を製造する製造方法であ
って、前記鏡枠は、熱溶融材料で形成され、平板状のベ
ース部の中央に円形凹状に形成された前記レンズ室部
と、このレンズ室部の周囲に配設され所定長の高さで羽
根状に前記ベース部に対して起立された複数の第１リブ
部と、前記所定長より長い寸法で前記レンズ室部の周囲
に配設され前記ベース部に対して羽根状に起立された複
数の第２リブ部と、レンズ玉を収納するレンズ室部の周
囲に前記レンズ室内外を貫通して前記レンズ玉の半径方
向に形成された調芯用貫通孔とを有しており、レンズ玉
位置決め装置により前記調芯用貫通孔を介してレンズ室
部に対して設けられた若干の間隙を利用して前記レンズ
玉を所定位置に保持して位置決めした後、前記第１リブ
部を高温状態の金属片で熱カシメして潰して前記間隙を
埋めて前記レンズ玉の半径方向の移動を拘束し、さらに
前記第２リブ部を熱カシメして前記レンズ玉の光軸方向
の移動を拘束して前記レンズ玉を前記レンズ室部の所定
位置に固定してレンズ鏡筒を製造するようにしたもので
ある。

【０００９】さらに、本発明は、以上の課題を解決する
ためのレンズ鏡筒の製造方法に使用するレンズ玉の位置
決め装置として、位置決めの基準となる平板状の治具ベ
ースに、鏡枠と、治具ステージとが所定位置で固定さ
れ、前記鏡枠は、レンズ玉を収納するレンズ室部の周囲
に前記レンズ玉の半径方向に少なくとも調芯用貫通孔が
レンズ室内外を貫通して形成されており、前記治具ステ
ージは、前記調芯用貫通孔に前記レンズ玉の半径方向か
ら貫通して前記レンズ玉を押さえる複数の押圧部材と、
これらの押圧部材相互を一括して固定するリング部材
と、このリング部材を前記治具ベースの縦横方向に可動
可能な移動機構とよりなり、前記移動機構を前記治具ベ
ースに対して縦横に移動することにより前記レンズ玉を
所定位置に調節するようにしたものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るレンズ鏡筒
と、このレンズ鏡筒を製造する製造方法と、この製造方
法で必要なレンズ玉の位置決め装置の実施の形態につい
て図を用いて説明する。図１〜図４は本発明に係るレン
ズ鏡筒の鏡枠の１形態を略示的に示した構成図である。

【００１１】レンズ鏡筒は、図１〜図４に示すように、
鏡枠１１に形成されたレンズ室部１２の中にレンズ玉１
３を所定の位置に位置決めして収納し、熱カシメを行っ
て固定した状態として形成される。

【００１２】この鏡枠１１は、熱カシメができる材料、
例えばポリカーボネート（ＰＣ）或いはポリフェニレン
サルファイド（ＰＰＳ）などの樹脂材でできており、図
１〜図４に示すように、矩形状で平板状のベース部１４
の中央に円形凹状にレンズ室部１２が裏面に突出した形
で形成され、レンズ玉１３が乗る底面における座面１６
には座繰り部が形成され、その内側には光が通過するた
めの貫通孔が形成されている。

【００１３】レンズ室部１２の円周面の開放端側には座
面１６から羽根状に起立する第１リブ部１７Ａ、１７
Ｂ、１７Ｃが形成されているが、これらの第１リブ部１
７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの高さは、レンズ玉１３のコバの
高さとほぼ同等か又は低く設定してしておき、第１リブ
部１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを、後述するように、熱カシ
メした後の形状がレンズ玉１３の光軸方向に被さらない
ようにしてある。また、これらの第１リブ部１７Ａ、１
７Ｂ、１７Ｃのリブの厚さも熱カシメの際に容易に溶融
するように薄めに設定されている。

【００１４】さらに、これらの第１リブ部１７Ａ、１７
Ｂ、１７Ｃにそれぞれ隣接して第１リブ部１７Ａ、１７
Ｂ、１７Ｃと内径を同じくして座面１６から羽根状に起
立する第２リブ部１８Ａと１８Ｂ、１８Ｃと１８Ｄ、１
８Ｅと１８Ｆがそれぞれ形成されている。

【００１５】これらの第２リブ部１８Ａ〜１８Ｆは、レ
ンズ玉１３が光軸方向に移動するのを固定する役割があ
るので、第１リブ部１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃよりも高
く、しかもレンズ玉１３のレンズ部有効径に入らないよ
うにその頂部から外方に傾斜して厚くなる形状に設定さ
れ、その厚みも第１リブ部１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃより
厚く設定されている。

【００１６】これらの第２リブ部１８Ｂと１８Ｃ、１８
Ｄと１８Ｅ、１８Ｆと１８Ａとの間には、レンズ玉１３
を半径方向から固定するために、後述する押圧部材を挿
入するための一辺が開放された矩形状の調芯用貫通孔１
９Ａ、１９Ｂ、１９Ｃがレンズ室部１２の内外を貫通し
て形成されている。

【００１７】また、ベース部１４のレンズ室部１２の外
方には、後述するレンズ玉１３の位置を規定するために
使用する治具ベースに固定するための固定孔２０と回転
規制のための固定孔２１が穿設されている。

【００１８】さらに、レンズ室部１２の内径とレンズ玉
１３との間には、図４に示すように、若干の間隙ｔが設
けられており、この間隙ｔはレンズ玉１３の位置を調整
することができる程度の間隔を有しており、この間隙ｔ
を用いてレンズ玉１３の位置を後述する位置決め装置を
用いて正確に調節する。

【００１９】レンズ玉の位置決め装置２２は、図５に示
すように、位置決めの基準となる平板状の治具ベース２
３に、鏡枠１１はそのベース部１４に形成された丸孔で
ある固定孔２０と回転規制のための長孔である固定孔２
１とを介して固定ピン２４、２５によって正確に位置出
しされて固定される。

【００２０】さらに、鏡枠１１の調芯用貫通孔１９Ａ、
１９Ｂ、１９Ｃを貫通してレンズ玉１３を半径方向から
レンズ玉１３を押さえる３個の押圧部材２６Ａ、２６
Ｂ、２６Ｃがリング部材２７に３方向から一括して固定
され、このリング部材２７を治具ベース２３の平面に対
して縦横方向（ｘ−ｙ方向）に可動可能な移動機構２８
が、保持部材２９を介して治具ベース２３に固定されて
いる。

【００２１】押圧部材２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃの端部に
は、例えばそれぞれネジ機構３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃが
設けられており、これらのネジ機構３０Ａ、３０Ｂ、３
０Ｃを調節することにより、ガラス玉１３をレンズ光軸
と垂直方向に保持することができ、さらに保持に際して
は、これらの押圧部材２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃは、熱カ
シメ時にレンズ玉１３に生じる荷重では動くことのない
程度の荷重でレンズ玉１３を押さえる。

【００２２】このような位置決め装置２２の構成によ
り、レンズ玉１３を鏡枠１１に対して光軸方向に垂直方
向に任意に移動させることが可能となる。この際に、鏡
枠１１は治具ベース２３に対して不動であり、レンズ玉
１３はリング部材２７に対して不動の状態になるので、
鏡枠１１とレンズ玉１３との位置関係は、治具ベース２
３に対するリング部材２７との調整に置き換わる。

【００２３】一般的に要求されるレンズ玉１３の位置と
はレンズ玉１３の光軸中心であるが、その場合、コリメ
ータなどの測定器で光軸中心の位置を見ながら移動機構
２８を調節してリング部材２７を移動させることで、鏡
枠１１に対してレンズ玉１３の位置を所定位置に移動さ
せることができる。

【００２４】この位置の調整が終了した後、その状態を
保持したまま、レンズ玉１３を鏡枠１１に熱カシメをし
て固定するが、最初に、熱カシメは、第１リブ部１７
Ａ、１７Ｂ、１７Ｃより行う。

【００２５】レンズ室部１２とレンズ玉１３との間に
は、図６（Ａ）に第１リブ部１７Ａで代表して示すよう
に、間隙ｔが設けられているので、熱カシメ時に融けた
樹脂がこの間隙ｔに入り込むように、高温状態の金属片
であるカシメホーンで、樹脂でできた第１リブ部１７
Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを潰す。

【００２６】融けた状態の樹脂は、レンズ玉１３の外周
に沿って流れ、カシメホーンを取り除いた後には、ほと
んど隙間がない状態で固まる。これにより、第１リブ部
１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃの周辺にはレンズ室部１２との
隙間がなくなるので、レンズ室部１２とレンズ玉１３の
半径方向、つまりラジアル方向のガタが完全になくな
り、レンズ玉１３はラジアル方向に鏡枠１１に対して位
置出しされて固定されることになる。

【００２７】ここで、第１リブ部１７Ａ、１７Ｂ、１７
Ｃのリブ高さは、図６（Ｂ）に示すように、レンズ玉１
３のコバの高さとほぼ同等又は低く設定しておくこと
で、リブを熱カシメした後の形状が、レンズ玉１３の光
軸方向にかぶさらないようにする。

【００２８】ラジアル方向にレンズ玉１３が固定された
後は、第２リブ部１８Ａ〜１８Ｆをレンズ玉１３のレン
ズ有効径に入らない形状に熱カシメをして、レンズ玉１
３を光軸方向に固定する。

【００２９】このようにして、最終的には、図７に示す
ように、鏡枠３１に、ガラス玉１３が溶融第１リブ部３
２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃと、溶融第２リブ部３３Ａ、３３
Ｂ、３３Ｃ、３３Ｄ、３３Ｅ、３３Ｆにより熱カシメに
より固定されてレンズ鏡筒３４が形成される。

【００３０】なお、以上は、レンズ玉１３の位置を鏡枠
１１の基準に位置合わせして熱カシメする場合の一例で
あり、第２リブ部１８Ａ〜１８Ｆの個数は、レンズ玉１
３の大きさ、要求性能等により変更することは可能であ
る。

【００３１】また、鏡枠の表裏にレンズ玉を配設する構
造の場合は、図８に示すように、鏡枠１１と同様なリブ
構造を持ちながら表面のレンズ室部３５と同様に裏面に
もレンズ室部３６を持つ鏡枠３７を用いる。

【００３２】この場合、鏡枠３７の裏面のレンズ室部３
６に、先ずレンズ玉３８を配設し、この後、表面のレン
ズ室部３５にレンズ玉３９を配設し、レンズ玉３８の光
軸中心に対してレンズ玉３９の光軸中心を、レンズ玉の
位置決め装置２２を用いて、合わせることができ、位置
決めの後、熱カシメを行ってレンズ玉３９を固定する
が、これは複数のレンズ玉を互いに接着したレンズ玉で
も一体として扱うことにより１枚のレンズ玉と同様に扱
うことができる。

【００３３】さらに、鏡枠の表裏にレンズ玉を配設する
他の構造として、図９に示すように、鏡枠１１と同様な
リブ構造を鏡枠４０のベース部４１を中心として表裏に
配設してそれぞれレンズ室部４２、４３を形成し、これ
らのレンズ室部４２、４３にそれぞれレンズ玉４４、４
５を配置するようにしても良い。

【００３４】このような構造とすることにより、一方の
レンズ玉は鏡枠４０の基準に対して位置出しをし、もう
一方のレンズ玉は、位置決め装置２２を用いて、既に固
定したレンズ玉の光学中心と合わせ込むことが可能とな
る。

【００３５】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明に係るレ
ンズ鏡筒によれば、第１リブ部と第２リブ部とを用いて
熱カシメを行って、レンズ玉を鏡枠に固定することがで
き、安価で光学性能の良いレンズ鏡筒が実現できる。

【００３６】さらに、本発明に係るレンズ鏡筒の製造方
法によれば、第１リブ部と第２リブ部とを用いて熱カシ
メにより製造できるので、接着剤を使用する必要がなく
なり、従来のような接着剤の煩わしい管理をする必要も
なくなり、安価にレンズ鏡筒を製造することができる。

【００３７】また、本発明に係るレンズ玉の位置決め装
置によれば、鏡枠のレンズ室部の中心位置とレンズ玉の
光軸との位置関係を合わせるのが簡単となり、この結果
としてレンズ玉を鏡枠に調芯する際の調芯コストを安価
に押さえることがでる。さらにモールド部品でレンズ玉
の位置を変更しようとすると、一般に金型の変更を伴う
が、本発明による位置決め装置によれば、その必要がな
く、大幅にコストと時間の節約ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレンズ鏡筒の鏡枠の構成を示す平
面図である。

【図２】図１に示す鏡枠とレンズ玉の構成を示す斜視図
である。

【図３】図１に示す鏡枠とレンズ玉の構成を示す部分断
面図である。

【図４】図１に示す鏡枠にレンズ玉を固定したときの平
面図である。

【図５】図１に示す鏡枠を位置決め装置に装着したとき
の構成を示す平面図である。

【図６】ガラス玉を図１に示す鏡枠に熱カシメするとき
の工程を示す部分断面図であり、（Ａ）図は熱カシメ前
の部分断面図、（Ｂ）図は熱カシメ後の部分断面図を示
す。

【図７】熱カシメ後のレンズ鏡筒の構成を示す平面図で
ある。

【図８】鏡枠の表裏にレンズ玉を配設する場合の第１の
構造を示す部分断面図である。

【図９】鏡枠の表裏にレンズ玉を配設する場合の第２の
構造を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１１；鏡枠、１２；レンズ室部、１３；レンズ玉、１
４；ベース部、１６；座面、１７Ａ〜１７Ｃ；第１リブ
部、１８Ａ〜１８Ｆ；第２リブ部、１９Ａから１９Ｃ；
調芯用貫通孔、２０；固定孔、２１；固定孔、２２；位
置決め装置、２３；治具ベース、２６Ａ〜２６Ｃ；押圧
部材、２７；リング部材、２８；移動機構、２９；保持
部材、３０Ａ〜３０Ｃ；ネジ機構、３１；鏡枠、３２Ａ
〜３２Ｃ；溶融第１リブ部、３３Ａ〜３３Ｆ；溶融第２
リブ部、３４；レンズ鏡筒、３５；レンズ室部、３６；
レンズ室部、３７；鏡枠、３８；レンズ玉、３９；レン
ズ玉、４０；鏡枠、４１；ベース部、４２；レンズ室
部、４３；レンズ室部、４４；レンズ玉、４５；レンズ
玉、ｔ；間隙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 鏡枠のレンズ室部に対して若干の間隙を
   保持してレンズ玉を挿入して形成されるレンズ鏡筒であ
   って、前記鏡枠は、熱溶融材料で形成され、平板状のベ
   ース部の中央に円形凹状に形成された前記レンズ室部
   と、このレンズ室部の周囲に配設され所定長の高さで羽
   根状に前記ベース部に対して起立された複数の第１リブ
   部と、前記所定長より長い寸法で前記レンズ室部の周囲
   に配設され前記ベース部に対して羽根状に起立された複
   数の第２リブ部とを有し、前記レンズ玉を前記レンズ室
   の所定位置に固定した状態で前記第１リブ部を熱カシメ
   して前記間隙を埋めて前記レンズ玉の半径方向の移動を
   拘束し、前記第２リブ部を熱カシメして前記レンズ玉の
   光軸方向の移動を拘束して形成したことを特徴とするレ
   ンズ鏡筒。
2. 【請求項２】 鏡枠のレンズ室部にレンズ玉を固定して
   レンズ鏡筒を製造する製造方法であって、 前記鏡枠は、熱溶融材料で形成され、平板状のベース部
   の中央に円形凹状に形成された前記レンズ室部と、この
   レンズ室部の周囲に配設され所定長の高さで羽根状に前
   記ベース部に対して起立された複数の第１リブ部と、前
   記所定長より長い寸法で前記レンズ室部の周囲に配設さ
   れ前記ベース部に対して羽根状に起立された複数の第２
   リブ部と、レンズ玉を収納するレンズ室部の周囲に前記
   レンズ室内外を貫通して前記レンズ玉の半径方向に形成
   された調芯用貫通孔とを有しており、 レンズ玉位置決め装置により前記調芯用貫通孔を介して
   レンズ室部に対して設けられた若干の間隙を利用して前
   記レンズ玉を所定位置に保持して位置決めした後、 前記第１リブ部を高温状態の金属片で熱カシメして潰し
   て前記間隙を埋めて前記レンズ玉の半径方向の移動を拘
   束し、さらに前記第２リブ部を熱カシメして前記レンズ
   玉の光軸方向の移動を拘束して前記レンズ玉を前記レン
   ズ室部の所定位置に固定してレンズ鏡筒を製造する製造
   方法。
3. 【請求項３】 レンズ玉位置決め装置は、位置決めの基
   準となる平板状の治具ベースに、鏡枠と、治具ステージ
   とが所定位置で固定され、 前記鏡枠は、レンズ玉を収納するレンズ室部の周囲に前
   記レンズ玉の半径方向に少なくとも調芯用貫通孔がレン
   ズ室内外を貫通して形成されており、 前記治具ステージは、前記調芯用貫通孔に前記レンズ玉
   の半径方向から貫通して前記レンズ玉を押さえる複数の
   押圧部材と、これらの押圧部材相互を一括して固定する
   リング部材と、このリング部材を前記治具ベースの縦横
   方向に可動可能な移動機構とよりなり、 前記移動機構を前記治具ベースに対して縦横に移動する
   ことにより前記レンズ玉を所定位置に調節することを特
   徴とするレンズ玉位置決め装置。