JP2012123103A - レンズユニットおよびレンズの固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤を用いながらも、レンズが高精度にレンズ枠に接着固定されたレンズユニットを提供する。
【解決手段】筒状に形成され、内面から中心軸線Ｘ２に交差する方向に突出する受け部２１を有するレンズ枠２０と、有効径外の領域に平面部１１を有し、受け部の一方の面である接着面２１Ａに接着されるレンズ１０と、レンズ枠とレンズとを接着する接着層３０とを備えるレンズユニット１において、接着面および平面部の少なくとも一方は、接着面または平面部に開口し、レンズの光軸方向において所定の深さに形成された中間部２２Ａと、光軸方向において中間部よりも深く、少なくとも中間部の径方向両側に形成されたバッファ部２２Ｂとを有する溝部２２を有し、接着層は、溝部内に配置された接着剤Ａｄからなることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズユニット、より詳しくは、レンズが接着剤によりレンズ枠に固定されたレンズユニット、および接着剤を用いてレンズをレンズ枠に固定するレンズの固定方法に関する。

カメラ等の光学機器においては、高倍率化に伴い、各構成部品の組み付けの更なる高精度化が求められている。これに応える一つの手段として、例えばレンズユニットの製造にあたり、製造誤差を低減するため、光学調整機を用いてレンズの位置調整をしてからレンズをレンズ枠に固定することが広く行われている。

レンズをレンズ枠に固定する方法の一つとして、接着剤を用いる方法がある（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１に記載の方法では、光学レンズに凹部および傾斜部を設け、筐体（レンズ枠）の接着剤塗布凹部に塗布された接着剤の一部を、光学レンズを接着する際に光学レンズの外周に向けて押し出させてレンズと筐体とを接着している。このようにすると、光学レンズの有効径内への接着剤の流れ込みを防止できるという。

特開２００２−３０３７７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の固定方法では、有効径内への接着剤の流れ込みを防止できるものの、接着剤が光学レンズの径方向外側に移動し、光学レンズの外周面と接触してしまうことがある。このとき、接着剤が光学レンズの外周面とレンズ枠の内面との両方に接触していると、接着剤が硬化収縮する際に、光学レンズをレンズ枠に向かって引き寄せ、レンズ枠に対して光学レンズを径方向に移動させてしまう。これは、レンズ枠に対する光学レンズの固定精度に悪影響を与えるという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、接着剤を用いながらも、レンズがレンズ枠に対し高精度に接着固定されたレンズユニットを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、接着剤を用いながらも、レンズをレンズ枠に対し高精度に接着固定することができるレンズの固定方法を提供することである。

本発明の第一の態様であるレンズユニットは、筒状に形成され、内面から中心軸線に交差する方向に突出する受け部を有するレンズ枠と、有効径外の領域に被接着面を有し、前記受け部の一方の面である接着面に接着されるレンズと、前記レンズ枠と前記レンズとを接着する接着層とを備えるレンズユニットであって、前記接着面および前記被接着面の少なくとも一方は、前記接着面または前記被接着面に開口し、前記レンズの光軸方向において所定の深さに形成された中間部と、前記光軸方向において前記中間部よりも深く、少なくとも前記中間部の径方向両側に形成されたバッファ部とを有する溝部を有し、前記接着層は、前記溝部内に配置された接着剤からなることを特徴とする。

前記溝部は、互いに離間した複数の単位溝部を有し、各々の前記単位溝部は、前記レンズ枠の中心軸線または前記レンズの光軸方向に見た平面視において、前記中間部の周囲全周に前記バッファ部が形成されていてもよい。

本発明の第二の態様であるレンズの固定方法は、筒状に形成され、内面から中心軸線に交差する方向に突出する受け部を有するレンズ枠と、有効径外の領域に被接着面を有するレンズとを、接着剤を用いてレンズ枠に固定するレンズの固定方法であって、前記受け部の一方の面である接着面および前記被接着面の少なくとも一方に、前記接着面または前記被接着面に開口し、前記レンズの光軸方向において所定の深さに形成された中間部と、前記光軸方向において前記中間部よりも深く、少なくとも前記中間部の径方向両側に形成されたバッファ部とを有する溝部を設け、前記溝部内に、前記溝部の容積未満の量の前記接着剤を配置し、前記被接着面を前記接着面に接触させて、前記接着剤により前記レンズと前記レンズ枠とを接着固定することを特徴とする。

前記接着剤は所定値以上の粘度を有し、前記溝部に配置されたときに、少なくとも一部が前記接着面または前記被接着面上に突出するものでもよい。

本発明のレンズユニットによれば、接着剤を用いながらも、レンズがレンズ枠に対し高精度に接着固定されたレンズユニットを提供することができる。
また、本発明のレンズの固定方法によれば、レンズをレンズ枠に対し高精度に接着固定することができる。

本発明の第一実施形態のレンズユニットを示す断面図である。 同レンズユニットのレンズ枠を示す平面図である。 同レンズユニットの製造過程を示す図である。 同レンズユニットにおけるレンズとレンズ枠との接着部位を示す拡大断面図である。 本発明の第二実施形態のレンズユニットにおけるレンズ枠を示す平面図である。 図５のＡ−Ａ線における断面図である。 同レンズユニットの変形例におけるレンズ枠を示す平面図である。 本発明の変形例のレンズユニットにおけるレンズとレンズ枠との接着部位を示す拡大断面図である。

本発明の第一実施形態について、図１から図４を参照して説明する。図１は、本実施形態のレンズユニット１の断面図である。レンズユニット１は、レンズ１０と、レンズ１０が接着されるレンズ枠２０と、レンズ１０とレンズ枠２０とを接着する接着層３０とを備えている。

レンズ１０としては、公知の各種のレンズを、レンズユニット１が備えるべき光学特性等を考慮して適宜選択することができる。レンズ１０は、有効径外の領域に自身の光軸Ｘ１と略直交する平面部（被接着面）１１を有する。

レンズ枠２０は、金属や樹脂等からなる略筒状の部材である。レンズ枠２０の内周面には、筒状のレンズ枠２０の中心軸線Ｘ２と略直交する方向に突出する受け部２１が、内周全周にわたって形成されている。受け部２１のレンズ枠２０内面からの突出高さは、接着されるレンズ１０の有効径内に突出しない値に設定されている。そのため、受け部２１は、図２に示すように、レンズ枠２０を中心軸線Ｘ２方向に見たときの形状が略ドーナツ状となっている。
受け部２１の中心軸線Ｘ２方向における一方の面２１Ａは、中心軸線Ｘ２と直交する接着面となっており、レンズ１０が接着剤により一方の面２１Ａに接着されることでレンズユニット１が構成される。なお、以降の説明においては、一方の面２１Ａを接着面２１Ａと称する。

図１および図２に示すように、接着面２１Ａには、接着剤が充填される溝部２２が形成されている。溝部２２は、中心軸線Ｘ２方向に見たときの形状が円環状に形成されている。また、溝部２２は、レンズ枠２０の径方向外側および内側において、所定の長さの領域がより深く形成されている。これにより、溝部２２は、接着面２１Ａに開口し、接着されるレンズ１０の光軸方向において所定の深さに形成された中間部２２Ａと、当該光軸方向において中間部２２Ａよりも深く形成され、中間部２２Ａの径方向両側に形成されたバッファ部２２Ｂとを有している。中間部２２Ａにおける上記所定の深さは、０．１ミリメートル（ｍｍ）から０．５ｍｍ程度が好ましい。

接着剤Ａｄの種類には特に制限はなく、二液性、紫外線硬化性等の公知の各種接着剤を適宜選択して使用することができる。接着剤Ａｄは、レンズ１０とレンズ枠２０とを接着する際に、溝部２２外にはみ出さないように溝部２２に配置されるが、配置方法の詳細については後述する。

上記のように構成されたレンズユニット１の製造方法について説明する。
まず、受け部２１に溝部２２が設けられたレンズ枠２０を製造する。レンズ枠２０の製造方法に特に制限はなく、例えば材料が金属の場合は鋳造、材料が樹脂の場合は射出成形等により形成することができる。溝部２２はレンズ枠２０の鋳造あるいは成形時に同時に形成してもよいし、溝部２２を有さない形でレンズ枠の基本形状を製造した後に、例えば受け部に切削を施す等により形成してもよい。

次に、図３に示すように溝部２２の中間部２２Ａ上に接着剤Ａｄを配置する。接着剤Ａｄの量は、溝部２２の容積未満であって、当該容積よりもわずかに少ない程度に設定する。このとき、接着剤Ａｄとして、配置されるときの状態において一定値（例えば５パスカル秒（Ｐａ・ｓ））以上の粘度を有するものを使用すると、配置した接着剤Ａｄの一部が接着面２１Ａ上に突出してレンズ１０の平面部１１に接触しやすくなり、後述するレンズの接着が行いやすくなる。

次に、平面部１１を接着面２１Ａに向けた状態でレンズ１０を接着面２１Ａ上に配置し、平面部１１と接着面２１Ａとを接触させる。平面部１１と接着面２１Ａとを合わせることにより、レンズ１０の光軸Ｘ１とレンズ枠２０の中心軸線Ｘ２とが平行（略平行を含む）となるように位置決めされる。本実施形態では、図１に示すように、レンズ１０の光軸Ｘ１とレンズ枠２０の中心軸線Ｘ２とが同軸となるようにレンズ１０がレンズ枠２０に配置される。

平面部１１に押された接着剤Ａｄの一部は、図３に矢印で示すように、バッファ部２２Ｂに移動するため、接着剤Ａｄは、溝部２２側に出て接着面２１Ａ上にあふれ出すことはない。一方、接着剤Ａｄは、その粘性および表面張力により、バッファ部２２Ｂを隙間なく埋めるようには移動しないため、接着剤Ａｄの量は溝部２２の容積より少ないものの、溝部２２内に完全に収容されて平面部１１に接触しない状態とはならない。その結果、図４に示すように、接着剤Ａｄの少なくとも一部はレンズ１０の平面部１１に接触し、接着剤Ａｄが溝部２２内においてレンズ１０とレンズ枠２０とを接着可能な状態に配置される。

その後、接着剤Ａｄに応じた硬化処理として、紫外線を照射する、または、所定時間放置する等の、を行うと、接着剤Ａｄは硬化、収縮等を生じて接着層３０となり、レンズ１０とレンズ枠２０とが接着されたレンズユニット１が完成する。

本実施形態のレンズユニット１においては、図４に示すように、溝部２２内のみに配置された接着剤Ａｄによってレンズ１０とレンズ枠２０とを接着する接着層３０が形成されている。したがって、接着剤Ａｄが硬化収縮しても、レンズ１０には、もっぱら光軸Ｘ１に平行な力しか作用しない、つまり、光軸Ｘ１に対し直交する径方向への力が作用しないため、レンズ枠２０に接着したレンズ１０の光軸Ｘ１が接着過程においてレンズ枠２０の径方向にぶれるように移動することがない。その結果、レンズとレンズ枠とが高精度に位置決めされた状態で接着されたレンズユニットとすることができる。

また、本実施形態のレンズユニットの製造方法によれば、接着面２１Ａに開口し、中間部２２Ａとバッファ部２２Ｂとを有する溝部２２をレンズ枠２０に形成し、溝部２２の容積未満の量の接着剤Ａｄを溝部２２内に配置するため、接着剤が溝部からあふれ出してレンズ枠の内周面とレンズの側面との間に移動することがない。したがって、レンズ枠２０に接着したレンズ１０の光軸Ｘ１が接着過程においてレンズ枠２０の径方向にぶれるように移動することが好適に防止され、レンズとレンズ枠とが高精度に位置決めされた状態で両者を接着固定することができる。

本実施形態においては、溝部２２において、レンズ枠２０の径方向両側に設けられたバッファ部２２Ｂの深さが同一である例を説明したが、バッファ部は中間部よりも深く形成されてさえいればよく、径方向両側のバッファ部がそれぞれ異なる深さに形成されてもよい。ただし、中間部との深さの差が小さすぎると、当該方向に移動した接着剤を収容しきれずに接着剤の一部が接着面上にあふれることがあるため、当該深さの差は所定値（例えば０．５ｍｍ程度）以上に設定されるのが好ましい。

また、溝部においては、図２に示すようなレンズ枠２０の平面視における中間部２２Ａの面積の占める割合が大きいほど、また、中間部２２Ａの深さを浅く設定するほど、溝部２２内に配置された接着剤Ａｄがレンズ１０の平面部１１に接触する面積を大きくすることができ、より確実にレンズとレンズ枠とを接着することができる。ただし、中間部の深さが浅くなりすぎたり、溝部の平面視において中間部が占める割合が大きくなりすぎたりすると、接着剤の一部が接着面上にあふれることがあるので注意する。溝部における各部の具体的な寸法は、上記事項を考慮して予備実験を行う等により適宜設定されればよい。

次に、本発明の第二実施形態について図５から図７を参照して説明する。本実施形態のレンズユニットと上述のレンズユニット１との異なるところは、溝部の形状である。なお、以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。

図５は、本実施形態のレンズユニットのレンズ枠３２を示す平面図であり、図６は図５のＡ−Ａ線における断面図である。レンズ枠３２に形成された溝部３３は、概ね円環状であるが、周方向において複数に分割されており、周方向に不連続な複数の単位溝部３４を有する構成となっている。

平面視略円弧状の各単位溝部３４は、上述の溝部２２同様に中間部３４Ａを有し、レンズ枠３２の径方向両側にバッファ部３４Ｂを有する。さらに単位溝部３４には、図５および図６に示すように、周方向両側に第二バッファ部３４Ｃが設けられている。これは、周方向に環状に連続している第一実施形態の溝部２２では、配置された接着剤Ａｄが周方向において自由に移動しつつ、径方向両側のバッファ部２２Ｂに好適に収容されていくのに対し、周方向に不連続な溝部３３の単位溝部３４では、周方向に移動した接着剤Ａｄが行き場を失い、溝部３３から接着面２１Ａ上にあふれやすいためである。上記の構成により、単位溝部３４においては、図５に示すように、平面視において中間部３４Ａの周囲全周にわたりバッファ部が形成された状態となっている。
なお、本実施形態のレンズユニットの製造方法は、第一実施形態と同様であるので、説明を省略する。

本実施形態のレンズユニットにおいても、第一実施形態と同様に、レンズとレンズ枠とが高精度に位置決めされた状態で接着されたレンズユニットとするができる。

また、溝部３３を形成する複数の単位溝部３４は、バッファ部３４Ｂに加え、周方向両側にも第二バッファ部３４Ｃを有するため、溝部を不連続にしてより少ない接着剤量で接着を可能にしつつ、配置された接着剤が溝部からあふれることを好適に防止することができる。

本実施形態において、単位溝部の形状は、説明したような円弧状に限られない。例えば、図７に示す変形例のように、平面視において円形の単位溝部３５を形成したり、多角形等他の形状に形成したりしてもよい。いずれの場合においても、単位溝部の平面視において、バッファ部が中間部の周囲全周にわたって連続するように形成すると、接着剤が溝部からあふれることを好適に抑制することができる。図７に示す変形例においても、各単位溝部３５の平面視において、中間部３５Ａの周囲全周にわたりバッファ部３５Ｂが形成されている。

以上、本発明の各実施形態について説明したが、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各実施形態の構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。

例えば、上述の各実施形態においては、レンズ枠の接着面に溝部が形成された例を説明したが、図８に示す変形例のように、レンズ１０ａの平面部１１ａに開口し、中間部１２Ａおよびバッファ部１２Ｂを有する溝部１２が形成されてもよい。この場合は、平面部１１ａを上側にして保持したレンズ１０ａの溝部１２に接着剤Ａｄを配置し、上方からレンズ枠２０を押し当てて接着面２１Ａと平面部１１ａとを接触させることによりレンズ１０ａとレンズ枠２０とを接着すればよい。

また、溝部を複数の単位溝部により形成する場合、例えば図７に示したレンズ枠のように、すべての単位溝部が同一の仮想円弧Ｃ上に形成された状態としなくてもよいし、各単位溝部間の距離が異なっていてもよい。ただし、レンズ枠が円筒状（略円筒状を含む）の場合、レンズ枠の中心軸線と同軸の仮想円弧上に、周方向に等間隔で単位溝部を形成すると、より安定した状態でレンズとレンズ枠とを接着することができるため、好ましい。

さらに本発明のレンズユニットは、レンズを複数備えていても構わない。この場合、複数のレンズの少なくとも一つが本発明の固定構造あるいは固定方向によりレンズ枠に固定されていればよい。

１ レンズユニット
１０ レンズ
１１、１１ａ 平面部（被接着面）
２０、３２ レンズ枠
２１ 受け部
２１Ａ 一方の面（接着面）
２２、３３ 溝部
２２Ａ、３４Ａ、３５Ａ 中間部
２２Ｂ、３４Ｂ、３５Ｂ バッファ部
３０ 接着層
３４、３５ 単位溝部
３４Ｂ 第二バッファ部（バッファ部）
Ａｄ 接着剤
Ｘ１ 光軸
Ｘ２ 中心軸線

Claims (4)

1. 筒状に形成され、内面から中心軸線に交差する方向に突出する受け部を有するレンズ枠と、
   有効径外の領域に被接着面を有し、前記受け部の一方の面である接着面に接着されるレンズと、
   前記レンズ枠と前記レンズとを接着する接着層と、
   を備えるレンズユニットであって、
   前記接着面および前記被接着面の少なくとも一方は、前記接着面または前記被接着面に開口し、前記レンズの光軸方向において所定の深さに形成された中間部と、前記光軸方向において前記中間部よりも深く、少なくとも前記中間部の径方向両側に形成されたバッファ部とを有する溝部を有し、
   前記接着層は、前記溝部内に配置された接着剤からなることを特徴とするレンズユニット。
2. 前記溝部は、互いに離間した複数の単位溝部を有し、
   各々の前記単位溝部は、前記レンズ枠の中心軸線または前記レンズの光軸方向に見た平面視において、前記中間部の周囲全周に前記バッファ部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 筒状に形成され、内面から中心軸線に交差する方向に突出する受け部を有するレンズ枠と、有効径外の領域に被接着面を有するレンズとを、接着剤を用いてレンズ枠に固定するレンズの固定方法であって、
   前記受け部の一方の面である接着面および前記被接着面の少なくとも一方に、前記接着面または前記被接着面に開口し、前記レンズの光軸方向において所定の深さに形成された中間部と、前記光軸方向において前記中間部よりも深く、少なくとも前記中間部の径方向両側に形成されたバッファ部とを有する溝部を設け、
   前記溝部内に、前記溝部の容積未満の量の前記接着剤を配置し、
   前記被接着面を前記接着面に接触させて、前記接着剤により前記レンズと前記レンズ枠とを接着固定することを特徴とするレンズの固定方法。
4. 前記接着剤は所定値以上の粘度を有し、前記溝部に配置されたときに、少なくとも一部が前記接着面または前記被接着面上に突出することを特徴とする請求項３に記載のレンズの固定方法。

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