JP2007101878A - Lens structure body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズを確実に保持する構造を有するレンズ構造体に関する。 The present invention relates to a lens structure having a structure for securely holding a lens.
カメラやビデオカメラ等のレンズ系は、焦点調整機能やズーム機能を発揮させるために、複数のレンズ部から構成されている。レンズ部(レンズ構造体)は、レンズを鏡筒の内部に保持することにより構成される。 A lens system such as a camera or a video camera includes a plurality of lens units in order to exhibit a focus adjustment function and a zoom function. The lens portion (lens structure) is configured by holding the lens inside the lens barrel.
レンズは、光軸と鏡筒の中心軸(以下、鏡筒の中心軸とは鏡筒内径の中心、または、凸部がある場合には凸部における頂部を結ぶ円の中心を指す)とを一致させて正確に保持する必要があるために、鏡筒は、高精度に加工できる金属製のフレームにより構成されている。しかしながら、近年、生産性の向上や軽量化の要求により、鏡筒の樹脂化が提案されている(特許文献1参照:以下、従来例1)。 The lens includes the optical axis and the central axis of the lens barrel (hereinafter, the central axis of the lens barrel refers to the center of the inner diameter of the lens barrel or, if there is a convex part, the center of a circle connecting the tops of the convex parts) Since it is necessary to match and hold accurately, the lens barrel is constituted by a metal frame that can be processed with high accuracy. However, in recent years, the use of a lens barrel as a resin has been proposed due to demands for improvement in productivity and weight reduction (refer to Patent Document 1; hereinafter, Conventional Example 1).
図10は、従来例1に示されたレンズを保持する方法を示した説明図である。従来例1では、鏡筒130は樹脂により形成され、内壁131に突起状のスジ140が樹脂により形成されている。突起状のスジ140は、鏡筒130の中心軸と略平行に形成され、円周方向に複数個形成されている。また、突起状のスジ140の頂部と中心軸との距離は、レンズ120の半径より小さくなっている。レンズ120は、突起状のスジ140の頂部を潰しながら、圧入することにより鏡筒130に保持される。レンズ120は、複数の突起状のスジ140により押圧されるので、レンズ120の光軸は鏡筒130の中心軸に一致するようになっている。
しかしながら、従来例1においては突起状のスジが潰れることによりレンズが保持される構成となっているので、レンズの圧入後に位置調整をすると押圧力が弱まりレンズが外れやすくなるという問題があった。 However, the conventional example 1 has a configuration in which the lens is held by collapsing the protruding streaks. Therefore, there is a problem that when the position is adjusted after the lens is press-fitted, the pressing force is weakened and the lens is easily detached.
また、さらに別のレンズを圧入することができないという問題があった。そのため、複数のレンズを保持させることが困難であり、特に、後に外形が小さいレンズを組合せる必要がある場合においては、後に圧入するレンズが保持されないという問題があった。例えば、ガラス成形により作製される非球面レンズと、研磨により作製される球面レンズではレンズ外形に差が生じやすいので、これらのレンズを組合せてレンズ構造体を構成する場合には、特に問題が生じていた。 There is also a problem that another lens cannot be press-fitted. Therefore, it is difficult to hold a plurality of lenses. In particular, when a lens having a small outer shape needs to be combined later, there is a problem that a lens to be press-fitted later is not held. For example, an aspherical lens manufactured by glass molding and a spherical lens manufactured by polishing are likely to have a difference in lens outer shape. Therefore, a problem particularly occurs when a lens structure is configured by combining these lenses. It was.
また、周囲環境の温度変化があった場合、レンズの保持が緩んでしまうという問題があった。これは、樹脂により形成されている鏡筒はレンズよりも膨張係数が大きいので、周囲が高温になるとレンズと突起状のスジとの当接が離れてしまうことから生じるものである。 In addition, there is a problem that the lens is loosely held when there is a temperature change in the surrounding environment. This is because the lens barrel made of resin has a larger expansion coefficient than the lens, so that the contact between the lens and the protruding streaks is separated when the periphery becomes high temperature.
また、レンズの圧入により鏡筒自体が変形してしまうという問題があった。これは、レンズの圧入のときに突起状のスジに力が集中するので、突起状のスジが形成された部分に歪が生じやすいことから生じるものである。 In addition, there is a problem that the lens barrel itself is deformed by the press-fitting of the lens. This is because the force concentrates on the protruding streaks when the lens is press-fitted, and distortion is likely to occur in the portions where the protruding streaks are formed.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、レンズの位置調整を可能とし、また、複数のレンズを確実に保持させることができるレンズ構造体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a lens structure that can adjust the position of a lens and can reliably hold a plurality of lenses.
本発明に係るレンズ構造体は、樹脂により形成された鏡筒の内壁にレンズが保持されてなるレンズ構造体において、前記内壁には、軸方向に延び弾性を有する凸部が内壁の円周に沿って複数形成され、前記レンズは、前記凸部により保持されることを特徴とする。 The lens structure according to the present invention is a lens structure in which a lens is held on the inner wall of a lens barrel made of resin, and the inner wall has an elastic convex portion extending in the axial direction on the circumference of the inner wall. A plurality of the lenses are formed along the convex portions.
この構成により、レンズが凸部により弾性的に押圧されて保持されるので、レンズが確実に保持される。また、凸部が軸方向に延びているので、鏡筒の内部において任意の場所に保持させることができる。また、レンズは凸部に当接させながら圧入するが、その場合でも凸部が潰れずに元に戻るので、更に後から他のレンズを凸部に当接させながら圧入することができ、各レンズを確実に保持させることができる。 With this configuration, since the lens is elastically pressed and held by the convex portion, the lens is securely held. Further, since the convex portion extends in the axial direction, it can be held at an arbitrary location inside the lens barrel. In addition, the lens is press-fitted while being in contact with the convex part, but even in that case, the convex part is returned to the original without being crushed. The lens can be securely held.
また、本発明に係るレンズ構造体では、前記レンズは、複数設けてあることを特徴とする。この構成により、組合せレンズとしての光学特性を有したレンズ構造体とすることができる。 In the lens structure according to the present invention, a plurality of the lenses are provided. With this configuration, a lens structure having optical characteristics as a combination lens can be obtained.
また、本発明に係るレンズ構造体では、前記レンズは、それぞれの周縁の大きさが異なっていることを特徴とする。この構成により、各レンズの周縁の大きさを同一にする必要がなくなるので、レンズを加工するコストを削減できる。また、出来上がり寸法が異なるレンズを組合せることができるので、レンズの組合せの幅が広がる。例えば、ガラスモールドレンズとガラス研磨レンズは、設計上において同一寸法としても、製造方法が異なるため、出来上がり寸法の平均値が異なってしまうが、このような場合でも、これらのレンズ群を組合せることができる。 In the lens structure according to the present invention, the lenses have different peripheral sizes. With this configuration, it is not necessary to make the peripheral size of each lens the same, so that the cost of processing the lens can be reduced. In addition, since lenses having different finished dimensions can be combined, the range of lens combinations is widened. For example, glass mold lenses and glass polished lenses have the same dimensions in design, but the manufacturing method is different, so the average value of the finished dimensions will be different. Even in such a case, these lens groups must be combined. Can do.
また、本発明に係るレンズ構造体では、前記レンズは、外周が円形であることを特徴とする。この構成により、各凸部による押圧力がレンズ中心方向に向かうことになるので、レンズの光軸と鏡筒の中心軸をより完全に一致させることができる。 In the lens structure according to the present invention, the lens has a circular outer periphery. With this configuration, the pressing force by each convex portion is directed toward the center of the lens, so that the optical axis of the lens and the central axis of the lens barrel can be matched more completely.
また、本発明に係るレンズ構造体では、前記凸部は、等間隔をおいて形成されてなることを特徴とする。この構成により、各凸部はレンズの周縁と均等に当接し、同程度の変形が生じるので、レンズの周縁は均等な力により等間隔に圧接される。これにより、レンズの光軸と鏡筒の中心軸とがほぼ一致することになる。また、凸部の両側は谷となっていることから、凸部が谷側に拡がるように変形し、周辺には応力を伝えないので、レンズを圧入しても鏡筒の外形を変形させることがない。 In the lens structure according to the present invention, the convex portions are formed at equal intervals. With this configuration, each convex portion abuts uniformly on the periphery of the lens and the same degree of deformation occurs, so that the periphery of the lens is pressed into contact at equal intervals by an equal force. As a result, the optical axis of the lens and the central axis of the lens barrel substantially coincide. In addition, since both sides of the convex part are valleys, the convex part is deformed so as to expand to the valley side, and stress is not transmitted to the periphery, so the outer shape of the lens barrel can be deformed even if a lens is pressed in. There is no.
また、本発明に係るレンズ構造体では、前記凸部は、幅広の曲面によりなることを特徴とする。この構成により、凸部は幅広であるので、レンズの圧入により凸部は略対称に変形し、押圧力はレンズの中心に向く。また、レンズを保持する押圧力に不均衡を生じさせず、レンズの周縁は均等に力で押圧される。したがって、レンズの光軸は鏡筒の中心軸に一致するようになり、光軸のずれが抑えられる。 In the lens structure according to the present invention, the convex portion is formed of a wide curved surface. With this configuration, since the convex portion is wide, the convex portion is deformed approximately symmetrically by the press-fitting of the lens, and the pressing force is directed toward the center of the lens. In addition, the pressing force for holding the lens does not cause an imbalance, and the periphery of the lens is pressed evenly with force. Therefore, the optical axis of the lens coincides with the central axis of the lens barrel, and the deviation of the optical axis is suppressed.
また、レンズを圧入する時に接する部分が面となるので、頂部に圧力が集中することはなく、頂部が塑性変形して潰れてしまうことはない。すなわち、頂部が鋭敏な形状であるときは、圧力が集中して潰れてしまうことがあるが、頂部を曲面とすることにより、このようなことは生じない。 Further, since the portion that comes into contact with the lens when it is press-fitted becomes a surface, the pressure does not concentrate on the top, and the top does not plastically deform and become crushed. That is, when the top has a sharp shape, the pressure may be concentrated and it may be crushed, but such a situation does not occur by making the top a curved surface.
また、本発明に係るレンズ構造体では、前記凸部は、前記レンズの半径をR、前記凸部の高さをh、前記凸部の各頂部により構成される円の半径をrとするとき、R−r<0.1hの関係を満たすように形成したことを特徴とする。この構成により、レンズの圧入による凸部の変形を適度に抑え、凸部を塑性変形させずに、凸部の弾性が適度に生じる範囲内で、レンズを弾性的に保持することができる。また、複数のレンズが同じ条件で保持されるので、各レンズの光軸と鏡筒の中心軸がより完全に一致するようになる。 Further, in the lens structure according to the present invention, when the convex portion has a radius of the lens as R, a height of the convex portion as h, and a radius of a circle formed by the tops of the convex portions as r. , R−r <0.1h. With this configuration, it is possible to moderately suppress the deformation of the convex portion due to the press-fitting of the lens and to elastically hold the lens within a range in which the elasticity of the convex portion is moderately generated without plastic deformation of the convex portion. In addition, since the plurality of lenses are held under the same conditions, the optical axis of each lens and the central axis of the barrel are more completely matched.
また、本発明に係るレンズ構造体では、前記レンズは、ガラスモールドレンズまたはガラス研磨レンズにより構成されていることを特徴とする。この構成により、ガラスモールドレンズまたはガラス研磨レンズのどちらを用いてもよいので、レンズの組合せ幅が拡がり、生産効率が向上する。 In the lens structure according to the present invention, the lens is formed of a glass mold lens or a glass polishing lens. With this configuration, since either a glass mold lens or a glass polished lens may be used, the combination width of the lenses is expanded, and the production efficiency is improved.
また、本発明に係るレンズ構造体では、前記鏡筒は、フィラーを含有した強化樹脂により形成されていることを特徴とする。この構成により、鏡筒の剛性が強化され鏡筒が変形しにくくなるので、各レンズの光軸と鏡筒の中心軸がずれることが少なくなる。また、鏡筒の寸法精度が向上する。 In the lens structure according to the present invention, the lens barrel is formed of a reinforced resin containing a filler. With this configuration, the rigidity of the lens barrel is enhanced and the lens barrel is difficult to be deformed, so that the optical axis of each lens and the central axis of the lens barrel are less likely to be shifted. In addition, the dimensional accuracy of the lens barrel is improved.
また、本発明に係るレンズ構造体では、前記凸部は、前記鏡筒の外縁部よりもフィラーの含有率が低いことを特徴とする。この構成により、凸部の弾性が保持されたまま鏡筒の外縁部の剛性が高まるので、レンズを弾性的に保持させつつ、凸部に生じた変形が鏡筒の外縁部へ及ぶことを効果的に防止して、鏡筒自体の変形をなくすことができる。したがって、各レンズの光軸と鏡筒の中心軸がずれることがなくなる。 In the lens structure according to the present invention, the convex portion has a lower filler content than the outer edge portion of the lens barrel. This configuration increases the rigidity of the outer edge portion of the lens barrel while maintaining the elasticity of the convex portion. Therefore, it is effective that the deformation generated in the convex portion reaches the outer edge portion of the lens barrel while elastically holding the lens. Therefore, the deformation of the lens barrel itself can be eliminated. Therefore, the optical axis of each lens and the central axis of the lens barrel do not shift.
また、本発明に係るレンズ構造体では、前記鏡筒は、半径方向に比較し円周方向の線膨張係数が小さいことを特徴とする。この構成により、周囲の温度変化が生じたとき、鏡筒は円周方向に殆ど変化しないで厚み方向に熱膨張することから、鏡筒の径とレンズの径の差は殆ど変化しないで、レンズと当接する凸部の変形量が変化することになるので、レンズが外れないようになる。 In the lens structure according to the present invention, the lens barrel has a smaller linear expansion coefficient in the circumferential direction than in the radial direction. With this configuration, when the ambient temperature changes, the lens barrel thermally expands in the thickness direction with little change in the circumferential direction, so that the difference between the lens barrel diameter and the lens diameter hardly changes. The amount of deformation of the convex portion that comes into contact with the lens changes, so that the lens does not come off.
本発明に係るレンズ構造体によれば、凸部の弾性的な変形によりレンズが保持されるので、レンズを確実に保持させることができる。 According to the lens structure according to the present invention, since the lens is held by elastic deformation of the convex portion, the lens can be reliably held.
また、本発明に係るレンズ構造体によれば、レンズを組合せることにより、組合せレンズとしての光学特性を有したレンズ構造体とすることができる。 Moreover, according to the lens structure according to the present invention, a lens structure having optical characteristics as a combined lens can be obtained by combining lenses.
また、本発明に係るレンズ構造体によれば、周縁の大きさが異なるレンズを組合せることができるので、製造コストを削減できる。 In addition, according to the lens structure according to the present invention, it is possible to combine lenses having different peripheral sizes, so that the manufacturing cost can be reduced.
また、本発明に係るレンズ構造体によれば、レンズの外形が円形状であるので、レンズの光軸と鏡筒の中心軸とをより一致させることができる。 Further, according to the lens structure according to the present invention, since the outer shape of the lens is circular, the optical axis of the lens and the central axis of the lens barrel can be matched more.
また、本発明に係るレンズ構造体によれば、凸部は等間隔に形成されているので、レンズの周縁は均等に押圧されるので、レンズの光軸と鏡筒の中心軸とをより一致させることができる。 Further, according to the lens structure according to the present invention, since the convex portions are formed at equal intervals, the peripheral edge of the lens is pressed evenly, so that the optical axis of the lens and the central axis of the lens barrel are more coincident with each other. Can be made.
また、本発明に係るレンズ構造体によれば、凸部は幅広の曲面として形成されてなるので、凸部は対称的に変形し、レンズを保持する押圧力に不均衡を生じさせず、レンズの光軸と鏡筒の中心軸とをより一致させることができる。また、レンズを容易に圧入させることができる。 In addition, according to the lens structure according to the present invention, since the convex portion is formed as a wide curved surface, the convex portion is deformed symmetrically and does not cause an imbalance in the pressing force for holding the lens. It is possible to make the optical axis and the central axis of the lens barrel more coincident with each other. In addition, the lens can be easily press-fitted.
また、本発明に係るレンズ構造体によれば、レンズ径と凸部の高さとの関係を一定条件下におくことにより凸部の変形の程度が抑えられるので、レンズを確実に弾性的に保持させることができる。 In addition, according to the lens structure according to the present invention, the degree of deformation of the convex portion can be suppressed by keeping the relationship between the lens diameter and the height of the convex portion under a certain condition, so that the lens is securely held elastically. Can be made.
また、本発明に係るレンズ構造体によれば、レンズはガラスモールドレンズまたはガラス研磨レンズのうち、どちらも用いることができるので、組合せ幅が拡がり、生産効率が向上する。 Further, according to the lens structure according to the present invention, since the lens can be either a glass mold lens or a glass polished lens, the combination width is widened and the production efficiency is improved.
また、本発明に係るレンズ構造体によれば、鏡筒はフィラーを含有した強化樹脂により形成されるので、外形の変形は殆どなくなる。 Moreover, according to the lens structure according to the present invention, the lens barrel is formed of a reinforced resin containing a filler, so that there is almost no deformation of the outer shape.
また、本発明に係るレンズ構造体によれば、鏡筒の外縁部ではフィラーの含有率が高く、凸部ではフィラーの含有率を低くしてあるので、レンズを弾性的に保持し、また、鏡筒自体の変形は殆どなくなる。 Further, according to the lens structure according to the present invention, the filler content is high at the outer edge of the lens barrel, and the filler content is low at the convex portion, so that the lens is held elastically, There is almost no deformation of the lens barrel itself.
また、本発明に係るレンズ構造体によれば、円周方向の膨張係数が小さいので、周囲の温度変化に対しても鏡筒の外径は殆ど変形せず、レンズが外れることはなくなる。 Further, according to the lens structure according to the present invention, since the expansion coefficient in the circumferential direction is small, the outer diameter of the lens barrel hardly deforms even when the ambient temperature changes, and the lens does not come off.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1に係るレンズ構造体の斜視図である。図2は、図1における矢符A−A方向からみた概略断面図である。図3は、図2における矢符B−B方向からみた概略断面図である。
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a perspective view of a lens structure according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view seen from the direction of arrows AA in FIG. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view as seen from the direction of arrows BB in FIG.
本実施の形態に係るレンズ構造体10は、レンズ20a、20bと、レンズ20a、20bを内部に保持する鏡筒30とから主要部が構成されている。なお、レンズ構造体10は、2つ以上のレンズ20a、20b、・・により構成してもよい。また、単一のレンズ20aにより構成してもよい。
The
レンズ20a、20bは、外形が略円形であり、ガラス研磨により作製される。あるいは、ガラスモールド法により作製される。なお、各レンズ20a、20bは同一の製法により作製される必要はない。また、レンズ20a、20bの光軸JRは、鏡筒30の中心軸JKに一致するようにして配置される。
The
鏡筒30は略円筒形であり、樹脂により形成され、内壁31に凸部40が形成されている。凸部40は、鏡筒の中心軸(以下、Z方向)JKに平行に形成され、円周方向に均等な間隔をあけて複数設けられている。凸部40は、少なくとも3個以上形成される。レンズ20a、20bの周縁を凸部40により全方向から押圧して保持するのが好ましいので、凸部は多数形成されるほうが好ましい。本実施の形態においては、凸部40は16個形成されている。
The
凸部40は、頂部41から底部43にかけて膨出した対称的な曲面(幅広の曲面)により構成され、レンズ20a、20bの周縁と面により当接するようになっている。なお、対称的な曲面とは、凸部40の断面形状が半径方向に対して対称になっていることを示している。
The
各凸部40の頂部41により構成される円C1は、いずれのレンズ20a、20bの外周円よりも小さくなっている。すなわち、各凸部40の頂部41により構成される円C1の半径rは、レンズ20a、20bの外周円の半径R(Ra、Rb)よりも小さい。また、各凸部40の底部43により構成される円C2は、レンズ20a、20bの外周円よりも大きくなっている。
A circle C1 constituted by the
鏡筒30を形成する樹脂は、剛性若しくは強靭性および弾性が考慮されて選定される。すなわち、樹脂には、レンズ20a、20bを保持する機能を損なわないために剛性が要求され、また、レンズ20a、20bを弾性的に保持する機能を持たせるために弾性が要求される。例えば、PC(ポリカーボネート)樹脂、ABS樹脂、PBT(ポリブチルテレフタレート)樹脂、PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂などが用いられる。また、樹脂の選定においては、鏡筒30や凸部40の成形性をも考慮される。
The resin forming the
次に、図1乃至図4に基づいて、レンズ20a、20bの保持について詳しく説明する。図4は、図3における矢符C−C方向からみた断面の部分拡大図である。
Next, the holding of the
レンズ構造体10は、レンズ20a、20bを鏡筒30の内部に圧入することにより組立てられる。また、鏡筒30に熱を加えて、鏡筒30を膨らませてからレンズ20a、20bが圧入される。なお、凸部40は曲面であるのでレンズ20a、20bは円滑に圧入される。
The
鏡筒30の内壁31には中心軸JKに沿って凸部40が形成されており、凸部40の頂部41により構成される円C1はレンズ20a、20bより若干小さいので、凸部40を弾性変形させながらレンズ20a、20bが圧入される。レンズ20a、20bの周縁は、凸部40の弾性的な変形により生じる押圧力により保持される。すなわち、レンズ20a、20bは、当接部において生じる凸部40の凹みにより全体的に押圧されて保持されるので、レンズ20a、20bは少々の力では動かなくなっている。これにより、レンズ20a、20bは、凸部40との当接部において接着剤を塗布しないでも保持される。
A
凸部40は、弾性を有しているので、レンズ20a、20bの当接点以外の部分は、元の形状に戻るようになっている。したがって、1つのレンズ20a(または20b)を圧入した後に、更に別のレンズ20b(または20a)を圧入させることができる。
Since the
また、凸部40は、鏡筒30の内壁31に等間隔をおいて形成されており、また、断面形状はそれぞれが同一であるので、レンズ20a、20bを圧入することにより、略同一状態に変形することになる。また、凸部40の断面は半径方向に対して対称であるため、凸部40は略対称な台形状に変形し、変形により生じる押圧力はレンズ20a、20bの中心に向かうようになっている。
Further, the
したがって、各凸部40において生じる押圧力は、それぞれがレンズ20a、20bの中心に向かい、略等しくなっている。これにより、レンズ20a、20bは、周縁が凸部40により略均等な押圧力で中心に向かって押圧されることになるので、レンズ20a、20bの光軸JRは鏡筒30の中心軸JKに一致するようになる。
Accordingly, the pressing force generated in each
また、逆に、各凸部40が変形することにより生じる応力は等しいので、鏡筒30に生じる応力が釣り合い、鏡筒30に変形を生じさせない。また、凸部40の両側は谷となっており、凸部40が谷側に拡がるように変形し、鏡筒30の外縁に応力を伝えにくいものとなっている。したがって、鏡筒30の外形は、レンズ20a、20bを圧入することにより、変形もしないし、また、拡大もしない。これにより、一つのレンズ20a(または20b)を圧入しても、鏡筒30の外形は変形していないので、他のレンズ20b(または20a)を圧入することができる。また、レンズ20a、20bの圧入にかかわらず鏡筒30の外形は拡大しないので、複数のレンズ20a、20bを確実に保持させることができる。
On the contrary, since the stress generated by the deformation of each
また、凸部40が幅広の曲面であることから、レンズ20a、20bを圧入する時に最初に接する部分は面となるので、頂部41に圧力が集中することはなく、頂部41が塑性変形して潰れてしまうことはない。すなわち、頂部41が鋭敏な形状であるときは、圧力が集中して潰れてしまうことがあるが、頂部41を曲面とすることにより、このようなことはない。
In addition, since the
次に、凸部40の寸法について詳しく説明する。
Next, the dimension of the
図5は、本発明の実施の形態1に係るレンズ構造体においてレンズがない状態における、図3の矢符C−C方向からみた断面の部分拡大図である。なお、図には、断面の略4分の1が示されている。 5 is a partially enlarged view of a cross section viewed from the direction of arrows CC in FIG. 3 in a state where there is no lens in the lens structure according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, approximately one quarter of the cross section is shown.
レンズ20a、20bがない状態において、凸部40は変形しないで、高さhとなっている。また、各凸部40の頂部41により構成される円C1の半径rは、レンズ20a、20bの半径R(Ra、Rb)よりも小さく、R>rの関係を有している。なお、凸部40の高さhは、凸部40の底部43から頂部41までの距離としている。
In the state without the
図6は、本発明の実施の形態1に係るレンズ構造体においてレンズが保持された状態における、図3の矢符C−C方向からみた断面の部分拡大図である。なお、図には、断面の略4分の1が示されている。 6 is a partially enlarged view of a cross section viewed from the direction of arrows CC in FIG. 3 in a state where the lens is held in the lens structure according to Embodiment 1 of the present invention. In the figure, approximately one quarter of the cross section is shown.
レンズ20a、20bがある状態では、凸部40が両側に拡がって変形し、高さhがR−r分低くなる。ここで、凸部40は、塑性変形しないで、弾性的な変形によりR−r分を吸収する必要がある。
In a state where the
凸部40により吸収されるべき寸法(R−r)は、概ね10μm程度要求されている。具体的には、レンズ20a、20bの直径精度は±10μm程度であり、また、鏡筒30の樹脂成型による加工精度が±10μmであることから、凸部40が吸収すべき寸法(R−r)は、概ね10μm程度の要求とされる。
The dimension (Rr) to be absorbed by the
ここで、凸部40を大きなものとすると、凸部40の全体に対して変形の割合いが小さくなり、確実に寸法(R−r)を吸収できるが、凸部40を大きくしすぎると、鏡筒30の外形自体が大きくなってしまうので好ましくない。また、凸部40を大きくすると、凸部40の寸法にばらつきが生じて、凸部40の頂部41により構成される円C1の形状が歪なものとなる。さらに、また、凸部40を大きくすると、鏡筒30の内壁31に形成できる凸部40の数が制限され、レンズ20a、20bを押圧する方向が限定されてしまうことになる。したがって、凸部40をあまり大きくすることができない。
Here, if the
そのため、凸部40の大きさは、±10μmの寸法を弾性的に吸収できる寸法であり、また、凸部40を形成しやすい寸法とする必要があることから、凸部40の高さhは100μmが妥当なものとされる。
Therefore, the size of the
これにより、凸部40により吸収されるべき寸法(R−r)は、凸部40の高さhの10分の1より小さくすることが好ましい。すなわち、
R−r<0.1h (1)
の関係を満たすことが好ましい。
Thereby, it is preferable that the dimension (R−r) to be absorbed by the
R−r <0.1h (1)
It is preferable to satisfy the relationship.
<実施の形態2>
図7は、本発明の実施の形態2に係るレンズ構造体の正面図である。本実施の形態では、レンズ20c、20d(不図示)の周縁が八角形であるレンズ構造体10について説明する。レンズ構造体10の構成は、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。ここでは、八角形のレンズ20c、20dの保持について説明する。
<Embodiment 2>
FIG. 7 is a front view of a lens structure according to Embodiment 2 of the present invention. In the present embodiment, a
本実施の形態では、周縁が八角形のレンズ20c、20dが、複数の凸部40により押圧されて保持されている。各凸部40は、八角形である周縁の側面に当接するため非対称に変形し、レンズ20c、20dの中心に対して多少ずれた方向に押圧することになる。ところが、レンズ20c、20dの周縁は、多数の凸部40により押圧されるので、各押圧力は押圧する方向および押圧の力量が均等化されて、レンズ20c、20dの中心に向かう。したがって、周縁が八角形のレンズ20c、20dであっても、レンズ20c、20dの光軸JRと鏡筒30の中心軸JKとが一致して保持されることになる。
In the present embodiment, the
また、凸部40は弾性的に変形するものであるため、八角形のレンズ20c(または20d)を保持させつつ、他のレンズ20d(または20c)を保持させることもできる。
Further, since the
なお、本実施の形態では、八角形のレンズ20c、20dのレンズ構造体10について説明したが、他の多角形レンズに対しても同様の効果を奏する。
In the present embodiment, the
<実施の形態3>
図8は、本発明の実施の形態3に係るレンズ構造体の断面図である。本実施の形態に係るレンズ構造体10は、複数のレンズ20e、20fと、レンズ20e、20fを内部に保持する鏡筒30とから主要部が構成されている。主要な構成については実施の形態1と同様であるので説明を省略する。本実施の形態では、異なる径のレンズ20e、20fが鏡筒30により保持されており、この点について説明する。
<Embodiment 3>
FIG. 8 is a cross-sectional view of the lens structure according to Embodiment 3 of the present invention. The
一のレンズ20eは、非球面レンズであり、ガラスモールドにより形成されている。他のレンズ20fは、球面レンズであり、ガラス研磨により形成されている。各レンズ20e、20fは、異なる径を有している。この寸法差は、両レンズの製造方法の違いから生じるものである。すなわち、ガラスモールドレンズとガラス研磨レンズは設計上において同一寸法としても、製造方法が異なるため、出来上がり寸法の平均値において寸法差が生じる。
The one
レンズ構造体10は、各レンズ20e、20fを圧入することにより組み立てられる。レンズ20eとレンズ20fは、いずれを先に鏡筒30に圧入しても構わない。すなわち、いずれのレンズ20e(または20f)を先に圧入しても、凸部40は塑性変形しないで元の形状に戻るため、他のレンズ20f(または20e)を保持させることができるからである。各レンズ20e、20fは、実施例1と同様に凸部40の変形により鏡筒30に保持され、外周が凸部40により略均等に中心に向かって押圧されることになるので、各レンズ20e、20fの光軸JRは鏡筒30の中心軸JKに一致するようになる。
The
なお、レンズ20eの半径Reおよびレンズ20fの半径Rfは、実施の形態1において説明した関係、式(1)を満たすことが好ましい。この関係を満たすことにより、より確実に複数のレンズ20e、20fが保持される。
In addition, it is preferable that the radius Re of the
<実施の形態4>
図9は、本発明の実施の形態4に係るレンズ構造体における拡大断面図である。本実施の形態に係るレンズ構造体10は、複数のレンズ20(20g、20h、・・)と、レンズ20(20g、20h、・・)を内部に保持する鏡筒30とから主要部が構成されている。レンズ構造体10の構成は、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。本実施の形態では、鏡筒30を構成する材料が異なっているので、この点について説明する。
<Embodiment 4>
FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of the lens structure according to Embodiment 4 of the present invention. The
本実施の形態に係るレンズ構造体10は、鏡筒30はファイバー状のフィラーを含有した樹脂により形成されている。例えば、ガラスファイバーやカーボンファイバーで強化されたPC樹脂などが用いられる。鏡筒30の成型の際には、樹脂が鏡筒30の円周に沿って流動するようにされる。凸部40は樹脂の流動方向に対して略直角方向に延出するように設けられているので、凸部40にはフィラーが殆ど入り込まない。また、円周方向(流動方向)Dcにフィラーの繊維(ファイバー)が揃えられる。
In the
これにより、凸部40はフィラーの含有率が低くなり、樹脂ベースの材料の弾性特性を保持することになる。具体的には、凸部40は、フィラーで強化されていないPC樹脂などの弾性特性を有することになる。したがって、保持させるレンズ20は、凸部40により弾性的に保持される。
Thereby, the
鏡筒30は、外縁部32がフィラーにより強化され、外縁部32の剛性が高くなっているので、レンズ20を圧入しても鏡筒30は殆ど変形しないようになっている。したがって、レンズ20の光軸JRがずれることもなくなる。
Since the
また、鏡筒30は、円周方向(流動方向)Dcにフィラーの繊維が揃えられていることから、半径方向Drに比較して円周方向Dcの線膨張係数が小さくなっている。したがって、周囲の温度変化に対して、円周方向Dcに殆ど膨張収縮せず、鏡筒30の外径は殆ど変化しない。
Further, since the
これに対して、半径方向Drの線膨張係数は円周方向Dcと比較して大きいが、この方向の樹脂厚は薄いため変化量としては小さいので、凸部40の変化として吸収される。すなわち、周囲の温度により鏡筒30の厚みが膨張収縮しても、凸部40の変形量の程度が変わるだけである。
On the other hand, the linear expansion coefficient in the radial direction Dr is larger than that in the circumferential direction Dc. However, since the resin thickness in this direction is small and the amount of change is small, it is absorbed as a change in the
したがって、周囲の温度変化が生じたとき、鏡筒30は円周方向に殆ど変化しないで厚み方向に熱膨張することになるので、鏡筒30の径とレンズ20の径の差は殆ど変化しないで、主にレンズ20と当接する凸部40の変形量が変化することになる。すなわち、周囲の温度変化によって、レンズ20が外れることはなくなる。
Therefore, when the ambient temperature change occurs, the
なお、本実施の形態4に係る構成は、実施の形態1乃至3に係るレンズ構造体10に対しても適用できる。これにより、各実施の形態に係るレンズ構造体10の各レンズ20a、20b、20c、20d、20e、20fは、周囲の温度変化によって外れることはなくなる。
The configuration according to the fourth embodiment can also be applied to the
10 レンズ構造体
20、20a、20b、20c、20d、
20e、20f、20g、20h レンズ
30 鏡筒
31 内壁
32 外縁部
40 凸部
41 頂部
42 裾部
43 底部
C1 各凸部の頂部により構成される円
C2 各凸部の底部により構成される円
h 凸部の高さ
r 各凸部の頂部により構成される円の半径
R、Ra、Rb、Re、Rf レンズの半径
JR レンズの光軸
JK 鏡筒の中心軸
Dc 円周方向
Dr 半径方向
10
20e, 20f, 20g, 20h
Claims (11)
前記内壁には、軸方向に延び弾性を有する凸部が内壁の円周に沿って複数形成され、前記レンズは、前記凸部により保持されることを特徴とするレンズ構造体。 In a lens structure in which a lens is held on the inner wall of a lens barrel formed of resin,
A plurality of convex portions extending in the axial direction and having elasticity in the inner wall are formed along a circumference of the inner wall, and the lens is held by the convex portion.
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- 2005-10-04 JP JP2005291341A patent/JP2007101878A/en active Pending
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