JP2013222156A - レンズ、鏡筒および光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】容易に組立可能な光学機器を提供する。
【解決手段】本発明に係る光学機器１０は、第１のレンズ１を含む１または複数のレンズと、鏡筒４とを備える。第１のレンズ１は、鏡筒４に嵌合されるテーパ内面４ｂが放物曲面に形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、鏡筒内に一つないし複数のレンズを収納した光学機器（レンズユニット）に関するものである。

図１６は、特許文献１に記載の光学機器１００の構成を示す断面図である。光学機器１００は、鏡筒１０４、鏡筒１０４内に収納される第１のレンズ１０１および第２のレンズ１０２を備えている。第１のレンズ１０１は、コバ面１０１ａの外周部に、光軸１１０を中心とした円錐状のテーパ面１０１ｂを有する。第２のレンズ１０２は、光軸１１０を中心とした円錐状のテーパ面１０２ａを有する。

第１のレンズ１０１は、コバ面１０１ａを鏡筒１０４内の受け面１０４ａに当接させることにより、位置決めされる。第２のレンズ１０２は、テーパ面１０２ａを第１のレンズ１０１のテーパ面１０１ｂに当接させることにより、位置決めされる。

このように、特許文献１では、互いに隣接するレンズに設けられたテーパ面を嵌め合わせることにより、複数のレンズを鏡筒内に固定する。特許文献２にも、同様の構成の光学機器が開示されている。

特開２００２−２８６９８７号公報（２００２年１０月３日公開） 特開２００９−１３９６９３号公報（２００９年６月２５日公開）

しかしながら、従来技術では、光学機器を組み立てるための装置に、高い嵌挿位置精度が求められるという問題がある。以下、図１７および図１８を参照して説明する。

図１７は、図１６に示す光学機器１００の一部を示す拡大断面図である。図１７に示すように、鏡筒１０４に第１のレンズ１０１を挿入したあと、第２のレンズ１０２を第１のレンズ１０１に対して嵌合させる。第１のレンズ１０１のテーパ面１０１ｂに囲まれる、光軸に垂直な面を当て面１０１ｃとすると、第２のレンズ１０２の第１のレンズ１０１に対する嵌挿位置の許容されるズレ量Ｌは、
Ｌ＝ｈ／ｔａｎθ
となる。ここで、θは、テーパ面１０１ｂのコバ面１０１ａに対する角度であり、ｈは、テーパ面１０１ｂの外周端のコバ面１０１ａに対する高さである。

そのため、図１８に示すように、第２のレンズ１０２を第１のレンズ１０１に対して嵌合させる際に、第２のレンズ１０２の嵌挿位置に対するズレがＬ以上である場合、第２のレンズ１０２を第１のレンズ１０１に嵌合させることができない。

特に、第１のレンズ１０１がプラスチック製のレンズである場合、熱膨張による寸法変化を考慮して鏡筒１０４の内面１０４ｂと第１のレンズ１０１との間には一定のクリアランスを取る必要がある。そのため、内面１０４ｂによる嵌挿位置ズレの補正ができず、前記のズレ量Ｌが組立装置に求められる嵌挿位置ズレ量の最大値になる。

また、第１のレンズ１０１は径方向にクリアランスを持っていることから、鏡筒１０４に第１のレンズ１０１を挿入した際、鏡筒１０４と第１のレンズ１０１の位置決めができる構造になっておらず、第１のレンズ１０１は鏡筒１０４の内面１０４ｂに対して大きな位置ズレを起こしやすく、第２のレンズ１０２を嵌挿する位置が安定しない。そのような状態で第１のレンズ１０１と嵌合するように第２のレンズ１０２を嵌挿しようとしても、鏡筒１０４の内面１０４ｂと接触してしまうため、第１のレンズ１０１に第２のレンズ１０２を嵌合させることができないという問題がある。

以上のように、従来の構造の光学機器を組み立てるための装置には、高い嵌挿位置精度が求められる。

本発明は、上述のような実状を鑑みてなされたもので、鏡筒または他のレンズに容易に嵌挿可能なレンズ、他のレンズを容易に嵌挿可能なレンズ、レンズ容易に嵌挿可能な鏡筒、および、容易に組立可能な光学機器を提供することを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明に係るレンズは、光学面と、上記光学面を取り囲む平面状のコバ面と、上記コバ面を取り囲むテーパ状のテーパ外面とを有するレンズであって、上記テーパ外面の、上記レンズが嵌合される鏡筒または他のレンズの嵌合部と接触する部分と、上記コバ面との間の連続面の少なくとも一部は、上記光学面の光軸を含む断面において、放物曲面に形成されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、鏡筒または他のレンズの嵌合部にテーパ外面を嵌合することにより、上記レンズを鏡筒または他のレンズに嵌合させる。ここで、テーパ外面の少なくとも一部が、放物曲面に形成されているので、テーパ外面とコバ面との境界は、テーパ外面が円錐面である場合のテーパ外面とコバ面との境界（コーナー）に比べ、レンズの内側に位置する。よって、テーパ外面が円錐面である従来のレンズよりも、許容できる嵌挿位置の最大ズレ量を大きくすることができる。したがって、鏡筒または他のレンズに容易に嵌挿可能なレンズを提供することができる。

本発明に係るレンズでは、他のレンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面を有する嵌合部と、上記嵌合部を取り囲む平面状の外周面とを有し、上記テーパ内面の上記他のレンズと接触する部分と上記外周面との間の連続面の少なくとも一部は、上記光軸を含む断面において、放物曲面に形成されていることが好ましい。

本発明に係るレンズは、他のレンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面を有する嵌合部と、上記嵌合部を取り囲む平面状の外周面とを有するレンズであって、上記テーパ内面の上記他のレンズと接触する部分と上記外周面との間の連続面の少なくとも一部は、上記他のレンズの光軸を含む断面において、放物曲面に形成されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、テーパ内面の少なくとも一部が、放物曲面に形成されているので、テーパ内面と外周面との境界は、テーパ内面が円錐面である場合のテーパ内面と外周面との境界（コーナー）に比べ、レンズの外側に位置する。そのため、嵌合部に他のレンズを嵌合する場合に、当該他のレンズのレンズに対する嵌挿位置の最大ズレ量を大きくすることができる。したがって、他のレンズを容易に嵌挿可能なレンズを提供することができる。

本発明に係るレンズでは、上記コバ面の法線は、上記光学面の光軸に平行であってもよい。

本発明に係るレンズでは、上記外周面の法線は、上記他のレンズの光軸に平行であってもよい。

本発明に係る鏡筒は、レンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面を有する嵌合部と、上記嵌合部を取り囲む平面状の外周面とを有する鏡筒であって、上記テーパ内面の上記レンズと接触する部分と上記外周面との間の連続面の少なくとも一部は、上記レンズの光軸を含む断面において、放物曲面に形成されていることを特徴としている。

上記の構成によれば、テーパ内面の少なくとも一部が、放物曲面に形成されているので、テーパ内面と外周面との境界は、テーパ内面が円錐面である場合のテーパ内面と外周面との境界（コーナー）に比べ、鏡筒の外側に位置する。そのため、嵌合部にレンズを嵌合する場合に、当該レンズの鏡筒に対する嵌挿位置の最大ズレ量を大きくすることができる。したがって、レンズを容易に嵌挿可能な鏡筒を提供することができる。

本発明に係る鏡筒では、上記外周面の法線は、上記レンズの光軸に平行であってもよい。

本発明に係る光学機器は、本発明に係る鏡筒と、上記鏡筒の上記嵌合部に嵌合される第１のレンズとを備えることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る鏡筒は、レンズを容易に嵌挿することができる鏡筒であるので、レンズを嵌挿する組立装置に求められる嵌挿位置精度を低減することができる。したがって、容易に組立可能な光学機器を提供することができる。

本発明に係る光学機器では、第１のレンズは、本発明に係るレンズであることが好ましい。

上記の構成によれば、レンズの鏡筒に対する嵌挿位置の最大ズレ量をさらに大きくすることができるので、さらに容易に組立可能な光学機器を提供することができる。

本発明に係る光学機器は、レンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面を有する嵌合部を有する鏡筒と、上記嵌合部に嵌合される第１のレンズとを備え、第１のレンズは、本発明に係るレンズであることが好ましい。

上記の構成によれば、本発明に係るレンズは、鏡筒に容易に嵌挿可能なレンズであるので、レンズを嵌挿する組立装置に求められる嵌挿位置精度を低減することができる。したがって、容易に組立可能な光学機器を提供することができる。

本発明に係る光学機器では、本発明に係る鏡筒と、上記鏡筒の上記嵌合部に嵌合される第１のレンズを含む複数のレンズとを備え、上記複数のレンズは、第１のレンズの光軸に沿って上記鏡筒に収納されており、上記複数のレンズの少なくとも１つは、本発明に係るレンズであることが好ましい。

上記の構成によれば、本発明に係る鏡筒は、レンズを容易に嵌挿することができる鏡筒であり、本発明に係るレンズは、鏡筒または他のレンズに容易に嵌挿可能なレンズであるので、レンズを嵌挿する組立装置に求められる嵌挿位置精度を低減することができる。したがって、容易に組立可能な光学機器を提供することができる。

本発明に係る光学機器では、レンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面を有する嵌合部を有する鏡筒と、上記嵌合部に嵌合される第１のレンズを含む複数のレンズとを備え、上記複数のレンズは、第１のレンズの光軸に沿って上記鏡筒に収納されており、上記複数のレンズの少なくとも１つは、本発明に係るレンズであることが好ましい。

上記の構成によれば、本発明に係るレンズは、鏡筒または他のレンズに容易に嵌挿可能なレンズであるので、レンズを嵌挿する組立装置に求められる嵌挿位置精度を低減することができる。したがって、容易に組立可能な光学機器を提供することができる。

本発明に係る光学機器では、上記鏡筒の上記嵌合部は、当該嵌合部のテーパ内面に取り囲まれる平面状の当て面を有し、上記当て面の少なくとも一部は、第１のレンズと接合されていることが好ましい。

本発明に係る光学機器では、上記当て面の法線は、上記光軸に平行であることが好ましい。

上記の構成によれば、第１のレンズを鏡筒に対して傾斜せずに収納できる。

本発明に係る光学機器では、上記複数のレンズの少なくとも１つは、他のレンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面と、当該テーパ内面に取り囲まれる平面状の当て面とを有する嵌合部を備え、上記当て面の少なくとも一部は、上記他のレンズと接合されていることが好ましい。

本発明に係る光学機器では、上記当て面の法線は、上記光軸に平行であることが好ましい。

上記の構成によれば、他のレンズをレンズに対して傾斜せずに嵌合できる。

以上のように、本発明に係るレンズは、光学面と、上記光学面を取り囲む平面状のコバ面と、上記コバ面を取り囲むテーパ状のテーパ外面とを有するレンズであって、上記テーパ外面の、上記レンズが嵌合される鏡筒または他のレンズの嵌合部と接触する部分と、上記コバ面との間の連続面の少なくとも一部は、上記光学面の光軸を含む断面において、放物曲面に形成されている。

また、本発明に係るレンズは、他のレンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面を有する嵌合部と、上記嵌合部を取り囲む平面状の外周面とを有するレンズであって、上記テーパ内面の上記他のレンズと接触する部分と上記外周面との間の連続面の少なくとも一部は、上記他のレンズの光軸を含む断面において、放物曲面に形成されている。

また、本発明に係る鏡筒は、レンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面を有する嵌合部と、上記嵌合部を取り囲む平面状の外周面とを有する鏡筒であって、上記テーパ内面の上記レンズと接触する部分と上記外周面との間の連続面の少なくとも一部は、上記レンズの光軸を含む断面において、放物曲面に形成されている。

本発明に係る光学機器は、鏡筒と、上記鏡筒の上記嵌合部に嵌合される第１のレンズとを備え、上記鏡筒は本発明に係る鏡筒である、および／または、第１のレンズは本発明に係るレンズである。

したがって、鏡筒または他のレンズに容易に嵌挿可能なレンズ、他のレンズを容易に嵌挿可能なレンズ、レンズ容易に嵌挿可能な鏡筒、および、容易に組立可能な光学機器を提供できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る光学機器の構成を示す断面図である。 図１に示す光学機器が備える鏡筒の形状を示す断面図である。 図１に示す光学機器が備える第１のレンズの形状を示す断面図である。 図１に示す光学機器が備える第２のレンズの形状を示す断面図である。 図１に示す光学機器が備える第３のレンズの形状を示す断面図である。 図３に示す第１のレンズを図２に示す鏡筒に嵌挿する状態を示す要部断面図である。 図３に示す第１のレンズの変形例に係るレンズを図２に示す鏡筒に嵌挿する状態を示す要部断面図である。 本発明の他の実施形態に係る光学機器の構成を示す断面図である。 図８に示す光学機器が備える鏡筒の形状を示す断面図である。 第１のレンズを図９に示す鏡筒に嵌挿する状態を示す要部断面図である。 図３に示す第１のレンズの変形例を示す断面図である。 図４に示す第２のレンズの変形例を示す断面図である。 本発明のさらに他の実施形態に係る光学機器の構成を示す断面図である。 図１１に示す第１のレンズに第２のレンズを嵌合させる状態を示す断面図である。 図１１に示す第１のレンズに第２のレンズを嵌合させる状態を示す断面図である。 従来の光学機器の構成を示す断面図である。 図１６に示す光学機器の一部を示す拡大断面図である。 図１６に示す光学機器の第２のレンズを第１のレンズに対して嵌挿する状態を示す断面図である。

〔実施形態１〕
本発明の一実施形態について図１〜図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。

（光学機器の構成）
図１は、本実施形態に係る光学機器１０の構成を示す断面図である。光学機器１０は、第１のレンズ１、第２のレンズ２、第３のレンズ３および鏡筒４を備えている。第１のレンズ１、第２のレンズ２および第３のレンズ３は、光軸５を共通の光軸としている。第１のレンズ１、第２のレンズ２および第３のレンズ３は、光軸５に沿って鏡筒４に収納されている。なお、図１は、光軸５を含む平面で光学機器１０を切った断面を示している。

図２は、鏡筒４の断面形状を示している。鏡筒４は、嵌合部４ａを有している。嵌合部４ａは、レンズを嵌合するための凹部であり、光軸５を中心とした円錐面であるテーパ内面４ｂと、テーパ内面４ｂに囲まれる平面状の当て面４ｃとを有している。また、嵌合部４ａは、平面状の外周面４ｄによって取り囲まれている。当て面４ｃおよび外周面４ｄは、その法線が嵌合部４ａに嵌合されるレンズの光軸（図１に示す光軸５）に平行である。図１に示すように、嵌合部４ａには第１のレンズ１が嵌合される。

（第１〜第３のレンズの形状）
図３、図４および図５は、それぞれ、第１のレンズ１、第２のレンズ２および第３のレンズ３の断面形状を示している。

図３に示すように、第１のレンズ１は、光学面１ａと、コバ面１ｂと、テーパ外面１ｃと、嵌合部１ｄとを有している。

コバ面１ｂは、光学面１ａを取り囲む環状の平面である。コバ面１ｂの法線は、光学面１ａの光軸（図１に示す光軸５）に平行である。

テーパ外面１ｃは、コバ面１ｂを取り囲むテーパ状の面である。図１の破線枠に示すように、鏡筒４の嵌合部４ａに第１のレンズ１が嵌合された状態において、第１のレンズ１のテーパ外面１ｃと鏡筒４のテーパ内面４ｂとが当接している。

嵌合部１ｄは、他のレンズを嵌合するための凹部であり、光軸５を中心とした円錐面であるテーパ内面１ｅと、テーパ内面１ｅに取り囲まれる平面状の当て面１ｆとを有している。また、嵌合部１ｄの周囲は、平面状の外周面１ｇによって取り囲まれている。図１に示すように、嵌合部１ｄには、第２のレンズ２が嵌合される。

図４に示すように、第２のレンズ２は、光学面２ａと、コバ面２ｂと、テーパ外面２ｃと、コバ面２ｄと、嵌合部２ｅとを有している。

コバ面２ｂは、光学面２ａを取り囲む環状の平面である。コバ面２ｂの法線は、光学面２ａの光軸（図１に示す光軸５）に平行である。

テーパ外面２ｃは、コバ面２ｂを取り囲むテーパ状の面である。図１の一点鎖線枠に示すように、第２のレンズ２のテーパ外面２ｃが第１のレンズ１の嵌合部１ｄに嵌合されることにより、第２のレンズが第１のレンズに組み合わされる。

コバ面２ｄは、テーパ外面２ｃを取り囲む環状の平面である。コバ面２ｄの法線は、光学面２ａの光軸５に平行である。図１に示すように、第２のレンズ２が第１のレンズ１の嵌合部１ｄに嵌合された状態において、コバ面２ｄは、第１のレンズ１の外周面１ｇに当接している。

嵌合部２ｅは、他のレンズを嵌合するための凹部であり、光軸５を中心とした円錐面であるテーパ内面２ｆと、テーパ内面２ｆに取り囲まれる平面状の当て面２ｇとを有している。また、嵌合部２ｅの周囲は、平面状の外周面２ｈによって取り囲まれている。図１に示すように、嵌合部２ｅには、第３のレンズ３が嵌合される。

図５に示すように、第３のレンズ３は、光学面３ａと、コバ面３ｂと、テーパ外面３ｃと、コバ面３ｄとを有している。

コバ面３ｂは、光学面３ａを取り囲む環状の平面である。コバ面３ｂの法線は、光学面３ａの光軸（図１に示す光軸５）に平行である。

テーパ外面３ｃは、コバ面３ｂを取り囲むテーパ状の面である。図１の二点鎖線枠に示すように、第３のレンズ３のテーパ外面３ｃが第２のレンズ２の嵌合部２ｅに嵌合されることにより、第３のレンズが第２のレンズに組み合わされる。

コバ面３ｄは、テーパ外面３ｃを取り囲む環状の平面である。コバ面３ｄの法線は、光学面３ａの光軸５に平行である。図１に示すように、第３のレンズ３が第２のレンズ２の嵌合部２ｅに嵌合された状態において、コバ面３ｄは、第２のレンズ２の外周面２ｈに当接している。

なお、第３のレンズには、他のレンズを嵌合するための嵌合部は形成されていない。

ここで、図３に示すように、第１のレンズ１のテーパ外面１ｃは、放物曲面に形成されている。同様に、図４および図５に示すように、第２のレンズ２のテーパ外面２ｃおよび第３のレンズ３のテーパ外面３ｃも、放物曲面に形成されている。このように、レンズのテーパ面を放物曲面に形成することで、レンズを嵌挿する組立装置に求められる嵌挿位置精度を低減することができる。以下、図６を参照して説明する。

（嵌挿位置の最大ズレ量の拡大）
図６は、第１のレンズ１を鏡筒４に嵌挿する状態を示す要部断面図である。破線は、テーパ外面が円錐形状である従来のレンズの断面を示しており、テーパ外面１ｃとコバ面１ｂとの境界をコーナーＣ１とする。図６では、コーナーＣ１の位置と、鏡筒４のテーパ内面４ｂおよび外周面４ｄの境界となるコーナーＣ２の位置とが、嵌挿方向で一致している。そのため、テーパ外面が円錐形状である従来のレンズは、図６に示す状態から少しでも鏡筒４の外側（右方向）にずれると、鏡筒４に嵌合することができない。

これに対し、第１のレンズ１のテーパ外面１ｃは、放物曲面に形成されている。そのため、テーパ外面１ｃとコバ面１ｂとの境界Ｂ１は、コーナーＣ１よりも距離Ｌ１だけ第１のレンズ１の内側に位置する。すなわち、従来のレンズよりも、許容できる嵌挿位置の最大ズレ量を距離Ｌ１だけ大きくすることができる。したがって、レンズを嵌挿する組立装置に求められる嵌挿位置精度を低減することができる。そのため、安価で性能の低い組立装置であっても、光学機器１０の製造に用いることが可能となる。

また、図４に示すように、第２のレンズ２のテーパ外面２ｃも、放物曲面に形成されている。そのため、第２のレンズ２を第１のレンズ１の嵌合部１ｄに嵌挿する際に、第２のレンズ２の第１のレンズ１に対する嵌挿位置の最大ズレ量を、テーパ外面が円錐形状である従来のレンズの第１のレンズ１に対する嵌挿位置の最大ズレ量よりも大きくすることができる。

同様に、図５に示すように、第３のレンズ３のテーパ外面３ｃも、放物曲面に形成されている。そのため、第３のレンズ３を第２のレンズ２の嵌合部２ｅに嵌挿する際に、第３のレンズ３の第２のレンズ２に対する嵌挿位置の最大ズレ量を、テーパ外面が円錐形状である従来のレンズの第２のレンズ２に対する嵌挿位置の最大ズレ量よりも大きくすることができる。

（変形例）
図６では、第１のレンズ１のテーパ外面１ｃ全体が放物曲面に形成されていたが、テーパ外面１ｃの一部を放物曲面に形成してもよい。

図７は、第１のレンズ１の変形例に係るレンズ１’を鏡筒４に嵌挿する状態を示す要部断面図である。レンズ１’では、テーパ外面１ｃの一部が放物曲面に形成されている。言い換えると、テーパ外面１ｃ’の、鏡筒または他のレンズの嵌合部と接触する部分と、コバ面１ｂとの間の連続面の一部が、放物曲面に形成されている。このような構成であっても、テーパ外面１ｃ’とコバ面１ｂとの境界Ｂ２は、コーナーＣ１よりも光軸側に位置するので、テーパ外面が円錐形状である従来のレンズよりも、許容できる嵌挿位置ズレ量を大きくすることができる。

（まとめ）
本実施形態では、図１に示すように、鏡筒４と第１のレンズ１とは、光軸５を中心とした円錐面であるテーパ内面４ｂと、光軸５を中心とした放物曲面であるテーパ外面１ｃとで嵌合している。同様に、第１のレンズ１と第２のレンズ２とは、光軸５を中心とした円錐面であるテーパ内面１ｅと、光軸５を中心とした放物曲面であるテーパ外面２ｃとで嵌合し、第２のレンズ２と第３のレンズ３とは、光軸５を中心とした円錐面であるテーパ内面２ｆと、光軸５を中心とした放物曲面であるテーパ外面３ｃとで嵌合している。よって、第１〜第３のレンズ１〜３の嵌挿位置の最大ズレ量を、テーパ外面が円錐形状である従来のレンズよりも大きくすることができ、光学機器１０の組立装置に求められる嵌挿位置精度を低減することができる。

さらに、図１に示すように、第１のレンズ１は、鏡筒４の当て面４ｃの一部と、第１のレンズ１のコバ面１ｂとが接合されていることにより、鏡筒４に嵌合されている。このように、コバ面１ｂが当て面４ｃに接面するまで第１のレンズ１を嵌挿することにより、第１のレンズ１を鏡筒４に対して傾斜せずに収納できる。なお、当て面４ｃの全体とコバ面１ｂの全体とが接合されてもよい。

また、第１のレンズ１の当て面１ｆ（図３）の少なくとも一部と、第２のレンズ２のコバ面２ｂ（図４）の少なくとも一部とが接合された状態で、第２のレンズ２を第１のレンズ１に嵌合させてもよい。これにより、第２のレンズ２を第１のレンズ１に対して傾斜せずに嵌合させることができる。

同様に、第２のレンズ２の当て面２ｇ（図４）の少なくとも一部と、第３のレンズ３のコバ面３ｂ（図５）の少なくとも一部とが接合された状態で、第３のレンズ３を第２のレンズ２に嵌合させてもよい。これにより、第３のレンズ３を第２のレンズ２に対して傾斜せずに嵌合させることができる。

なお、本実施形態では、鏡筒４の当て面４ｃ、第１のレンズのコバ面１ｂおよび当て面１ｆ、第２のレンズのコバ面２ｂおよび当て面２ｇ、並びに、第３のレンズのコバ面３ｂは、法線が光軸５に平行であるが、それらの面は、法線が光軸５に平行でなくてもよい。

〔実施形態２〕
本発明の他の実施形態について図８〜図１２に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１において説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

（光学機器の構成）
図８は、本実施形態に係る光学機器２０の構成を示す断面図である。光学機器２０は、第１のレンズ２１、第２のレンズ２、第３のレンズ３および鏡筒１４を備えており、第１のレンズ２１、第２のレンズ２および第３のレンズ３は、鏡筒１４に収納されている。すなわち、光学機器２０は、図１に示す光学機器１０において、第１のレンズ１および鏡筒４を、第１のレンズ２１および鏡筒１４にそれぞれ置き換えた構成である。

図９は、鏡筒１４の断面形状を示している。鏡筒１４は、嵌合部１４ａを有している。嵌合部１４ａは、レンズを嵌合するための凹部であり、テーパ状のテーパ内面１４ｂと、テーパ内面１４ｂに囲まれる平面状の当て面１４ｃとを有している。また、嵌合部１４ａは、平面状の外周面１４ｄによって取り囲まれている。当て面１４ｃおよび外周面１４ｄは、その法線が嵌合部１４ａに嵌合されるレンズ光軸に平行である。

図８に示すように、光学機器２０では、嵌合部１４ａに第１のレンズ２１が嵌合されている。第１のレンズ２１は、光学面２１ａと、コバ面２１ｂと、テーパ外面２１ｃと、嵌合部２１ｄとを有している。コバ面２１ｂは、光学面２１ａを取り囲む平面であり、コバ面２１ｂの法線は、光学面２１ａの光軸に平行である。第１のレンズ２１のコバ面２１ｂとテーパ外面２１ｃとの境界となるコーナーが、鏡筒１４のテーパ内面１４ｂと当て面１４ｃと境界となるコーナーＣ３に当接することにより、第１のレンズ２１の位置が決定される。

テーパ外面２１ｃは、コバ面２１ｂを取り囲むテーパ状の面である。図３に示す第１のレンズ１のテーパ外面１ｃとは異なり、第１のレンズ２１のテーパ外面２１ｃは、断面が円錐形状のテーパ面である。すなわち、第１のレンズ２１のテーパ外面２１ｃは、従来技術を示す図１６の第２のレンズ１０２のテーパ面１０２ａと同様の形状を有している。

ここで、図９に示すように、鏡筒１４のテーパ内面１４ｂは、放物曲面に形成されている。これにより、レンズを嵌挿する組立装置に求められる嵌挿位置精度を低減することができる。以下、図１０を参照して説明する。

（嵌挿位置の最大ズレ量の拡大）
図１０は、第１のレンズ２１を鏡筒１４に嵌挿する状態を示す要部断面図である。破線は、テーパ内面が円錐形状である鏡筒４（図６、図７参照）の断面を示している。第１のレンズのコバ面２１ｂとテーパ外面２１ｃとの間の境界をコーナーＣ４とする。図１０において、コーナーＣ４の位置と、鏡筒４のコーナーＣ２の位置とが、嵌挿方向で一致している。そのため、第１のレンズ２１は、図１０に示す状態から少しでも右方向にずれると、破線で示す鏡筒４に嵌合することができない。

これに対し、鏡筒１４のテーパ内面１４ｂは、放物曲面に形成されている。そのため、テーパ内面１４ｂと外周面１４ｄとの境界Ｂ３は、コーナーＣ２よりも距離Ｌ２だけ鏡筒１４の外側に位置する。すなわち、テーパ内面が円錐形状である鏡筒４よりも、許容できる嵌挿位置の最大ズレ量を距離Ｌ２だけ大きくすることができる。したがって、レンズを嵌挿する組立装置に求められる嵌挿位置精度を低減することができる。

なお、図１０では、鏡筒１４のテーパ内面１４ｂ全体が放物曲面に形成されていたが、テーパ内面１４ｂの一部を放物曲面に形成してもよい。このような構成であっても、許容できる嵌挿位置ズレ量を大きくすることができる。

以上のように、本実施形態では、組立装置に求められる嵌挿位置精度を低減するために、鏡筒の嵌合部のテーパ内面を放物曲面に形成している。同様に、レンズの嵌合部のテーパ内面を放物曲面に形成することにより、組立装置に求められる嵌挿位置精度を低減することができる。図１１および図１２に、その具体例を示す。

（レンズの変形例）
図１１は、第１のレンズ１の変形例である第１のレンズ１１の断面形状を示している。図１１に示すように、第１のレンズ１１は、光学面１１ａと、コバ面１１ｂと、テーパ外面１１ｃと、嵌合部１１ｄとを有している。光学面１１ａ、コバ面１１ｂおよびテーパ外面１１ｃの各形状は、図３に示す第１のレンズ１の光学面１ａ、コバ面１ｂおよびテーパ外面１ｃの各形状とそれぞれ同一である。

嵌合部１１ｄは、他のレンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面１１ｅを有している。テーパ内面１１ｅは、平面状の当て面１１ｆを取り囲んでいる。また、嵌合部１１ｄの周囲は、平面状の外周面１１ｇによって取り囲まれている。ここで、テーパ内面１１ｅは、図３に示す円錐状のテーパ内面１ｅと異なり、放物曲面に形成されている。そのため、テーパ内面１１ｅと外周面１１ｇとの境界は、テーパ内面が円錐面である場合のテーパ内面と外周面との境界（すなわち、図３に示すテーパ面１ｅと外周面１ｇとの境界）に比べ、レンズの外側に位置する。したがって、嵌合部１１ｄに他のレンズを嵌合する場合に、当該他のレンズの第１のレンズ１１に対する嵌挿位置の最大ズレ量を、図３に示す構成よりも大きくすることができる。

なお、図１１では、嵌合部１１ｄのテーパ内面１１ｅ全体が放物曲面に形成されているが、テーパ内面１１ｅの一部を放物曲面に形成してもよい。すなわち、テーパ内面１１ｅの他のレンズと接触する部分と外周面１１ｇとの間の連続面の少なくとも一部が、放物曲面に形成されてもよい。この場合も、嵌合部１１ｄに他のレンズを嵌合する場合に、当該他のレンズの第１のレンズ１１に対する嵌挿位置の最大ズレ量を、図３に示す構成よりも大きくすることができる。

図１２は、第２のレンズ２の変形例である第２のレンズ１２の断面形状を示している。図１２に示すように、第２のレンズ１２は、光学面１２ａと、コバ面１２ｂと、テーパ外面１２ｃと、コバ面１２ｄと、嵌合部１２ｅとを有している。光学面１２ａ、コバ面１２ｂ、テーパ外面１２ｃおよびコバ面１２ｄの各形状は、図４に示す第２のレンズ２の光学面２ａ、コバ面２ｂ、テーパ外面２ｃおよびコバ面２ｄの各形状とそれぞれ同一である。

嵌合部１２ｅは、他のレンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面１２ｆを有している。嵌合部１２ｅの周囲は、平面状の外周面１２ｈによって取り囲まれている。ここで、テーパ内面１２ｆは、図４に示す円錐状のテーパ内面２ｆと異なり、放物曲面に形成されている。そのため、テーパ内面１２ｆと外周面１２ｈとの境界は、テーパ内面が円錐面である場合のテーパ内面と外周面との境界（すなわち、図４に示すテーパ面２ｆと外周面２ｈとの境界）に比べ、レンズの外側に位置する。したがって、嵌合部１２ｅに他のレンズを嵌合する場合に、当該他のレンズの第２のレンズ１２に対する嵌挿位置の最大ズレ量を、図４に示す構成よりも大きくすることができる。

なお、図１２では、嵌合部１２ｅのテーパ内面１２ｆ全体が放物曲面に形成されているが、テーパ内面１２ｆの一部を放物曲面に形成してもよい。すなわち、テーパ内面１２ｆの他のレンズと接触する部分と外周面１２ｈとの間の連続面の少なくとも一部が、放物曲面に形成されてもよい。この場合も、嵌合部１２ｅに他のレンズを嵌合する場合に、当該他のレンズの第２のレンズ１２に対する嵌挿位置の最大ズレ量を、図４に示す構成よりも大きくすることができる。

〔実施形態３〕
本発明のさらに他の実施形態について図１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１および２において説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図１３は、本実施形態に係る光学機器３０の構成を示す断面図である。光学機器３０は、第１のレンズ１、第２のレンズ２、第３のレンズ３および鏡筒１４を備えており、第１のレンズ１、第２のレンズ２および第３のレンズ３は、鏡筒１４に収納されている。すなわち、光学機器３０は、図１に示す光学機器１０において、鏡筒４を鏡筒１４に置き換えた構成である。

図１３に示すように、第１のレンズ１のテーパ外面１ｃと鏡筒１４のテーパ内面１４ｂとが当接することによって、第１のレンズ１は鏡筒１４に嵌合されている。ここで、第１のレンズ１のテーパ外面１ｃおよび鏡筒１４のテーパ内面１４ｂは、どちらも放物曲面に形成されている。そのため、第１のレンズ１のテーパ外面１ｃおよび鏡筒１４のテーパ内面１４ｂのいずれか一方が放物曲面に形成されている構成（図６、図１０）に比べ、第１のレンズ１の鏡筒１４に対する嵌挿位置の許容できる最大ズレ量をさらに大きくすることができる。具体的には、距離Ｌ１（図６）と距離Ｌ２（図１０）との和が、上記最大ズレ量となる。したがって、レンズを嵌挿する組立装置に求められる嵌挿位置精度を、実施形態１および２の構成に比べ、さらに低減することができる。

なお、第１のレンズの嵌合位置は、第１のレンズ１のテーパ外面１ｃと鏡筒１４のテーパ内面１４ｂとの接合面Ｃ５によって決定される。

〔付記事項〕
以上のように、上述した各実施形態では、鏡筒の嵌合部のテーパ内面と、当該嵌合部に嵌合されるレンズのテーパ外面との少なくとも一方を放物曲面に形成している。また、レンズの嵌合部のテーパ内面と、当該嵌合部に嵌合される他のレンズのテーパ外面との少なくとも一方を放物曲面に形成している。これにより、光学機器の組立装置に求められる嵌挿位置精度を低減することができる。

また、上述した各実施形態では、鏡筒またはレンズの嵌合部のテーパ内面の傾斜角度と、当該嵌合部に嵌合されるレンズのテーパ外面の傾斜角度とが同一であったが、両者が異なっている場合であっても、本発明は適用可能である。

図１４は、図１１に示す第１のレンズ１１に第２のレンズ２２を嵌合させる状態を示す断面図である。第１のレンズ１１の嵌合部１１ｄのテーパ内面１１ｅは、光軸に垂直なコバ面１１ｂに対する最大の傾斜角度がαとなるように形成されている。これに対し、嵌合部１１ｄに嵌合される第２のレンズ２２のテーパ外面２２ａは、光軸に垂直なコバ面２２ｂに対する傾斜角度がβとなるように形成されており、α＞βである。

このような構成であっても、破線で示すように、第１のレンズのテーパ内面を円錐状に形成する場合に比べ、第２のレンズ２２の第１のレンズ１１に対する嵌挿位置の許容できる最大ズレ量を、距離Ｌ３だけ大きくすることができる。

図１５は、図１１に示す第１のレンズ１１に第２のレンズ３２を嵌合させる状態を示す断面図である。第１のレンズ１１の嵌合部１１ｄに嵌合される第２のレンズ３２のテーパ外面３２ａは、光軸に垂直なコバ面３２ｂに対する傾斜角度がγとなるように形成されており、α＜γである。

このような構成であっても、破線で示すように、第１のレンズのテーパ内面を円錐状に形成する場合に比べ、第２のレンズ３２の第１のレンズ１１に対する嵌挿位置の許容できる最大ズレ量を、距離Ｌ４だけ大きくすることができる。

なお、上述した各実施形態では、鏡筒に３つのレンズを収納した光学機器について説明したが、鏡筒に収納されるレンズの個数は特に限定されない。

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

なお、本発明は以下のようにも表現できる。

本発明に係る光学機器は、一つあるいは複数のレンズを収納する鏡筒であって、鏡筒はレンズの径方向の側面とは嵌合せず、鏡筒の光軸方向の面に設けたテーパ面と第一レンズのコバに設けたテーパ面とで、鏡筒と第一レンズが嵌合する構造であることを特徴とし、複数のレンズを収納する鏡筒においては、それぞれのレンズのコバに設けた向き合うテーパ面でレンズとレンズが嵌合する構造であることを特徴とする光学機器である。

本発明に係る光学機器では、上記鏡筒と第一レンズが嵌合するテーパ面は、レンズと鏡筒のそれぞれのテーパ面が、光軸を中心とした放物曲面と放物曲面、あるいは円錐面と放物曲面の組み合わせとし、円錐面と放物曲面が嵌合する際は、鏡筒側のテーパ面を放物曲面でレンズ側のテーパ面が円錐面とし、あるいは鏡筒側のテーパ面が円錐面でレンズ側のテーパ面が放物曲線であることが好ましい。

本発明に係る光学機器では、上記複数レンズを収納する鏡筒において、レンズとレンズが嵌合するそれぞれのテーパ面は、光軸を中心とした放物曲面と放物曲面、あるいは円錐面と放物曲面の組み合わせであることが好ましい。

本発明に係る光学機器では、上記鏡筒は、光軸と平行な線が法線となるレンズとの平らな当て面を有しており、その鏡筒の当て面はレンズの平らなコバ面と接合することが好ましい。

本発明に係る光学機器では、上記レンズは、光軸と平行な線が法線となる平らなコバ面を有しており、そのコバ面は鏡筒あるいは他のレンズの平らなコバ面と接合することが好ましい。

本発明は、レンズと鏡筒とを備える光学機器に利用することができる。

１ 第１のレンズ
１’ レンズ
１ａ 光学面
１ｂ コバ面
１ｃ テーパ外面
１ｃ’ テーパ外面
１ｄ 嵌合部
１ｅ テーパ内面
１ｇ 外周面
２ 第２のレンズ
２ａ 光学面
２ｂ コバ面
２ｃ テーパ外面
２ｄ コバ面
２ｅ 嵌合部
２ｆ テーパ内面
２ｈ 外周面
３ 第３のレンズ
３ａ 光学面
３ｂ コバ面
３ｃ テーパ外面
３ｄ コバ面
４ 鏡筒
４ａ 嵌合部
４ｂ テーパ内面
４ｃ 当て面
４ｄ 外周面
５ 光軸
１０ 光学機器
１１ 第１のレンズ
１１ａ 光学面
１１ｂ コバ面
１１ｃ テーパ外面
１１ｄ 嵌合部
１１ｅ テーパ内面
１１ｇ 外周面
１２ 第２のレンズ
１２ａ 光学面
１２ｂ コバ面
１２ｃ テーパ外面
１２ｄ コバ面
１２ｅ 嵌合部
１２ｆ テーパ内面
１２ｈ 外周面
１４ 鏡筒
１４ａ 嵌合部
１４ｂ テーパ内面
１４ｃ 当て面
１４ｄ 外周面
２０ 光学機器
２１ 第１のレンズ
２１ａ 光学面
２１ｂ コバ面
２１ｃ テーパ外面
２１ｄ 嵌合部
２２ 第２のレンズ
２２ａ テーパ内面
２２ｂ 外周面
３０ 光学機器
３２ 第２のレンズ
３２ａ テーパ内面
３２ｂ 外周面
Ｂ１ 境界
Ｂ２ 境界
Ｂ３ 境界
Ｃ１ コーナー
Ｃ２ コーナー
Ｃ３ コーナー
Ｃ４ コーナー
Ｃ５ 接合面

Claims (16)

1. 光学面と、
   上記光学面を取り囲む平面状のコバ面と、
   上記コバ面を取り囲むテーパ状のテーパ外面とを有するレンズであって、
   上記テーパ外面の、上記レンズが嵌合される鏡筒または他のレンズの嵌合部と接触する部分と、上記コバ面との間の連続面の少なくとも一部は、上記光学面の光軸を含む断面において、放物曲面に形成されていることを特徴とするレンズ。
2. 請求項１に記載のレンズであって、
   他のレンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面を有する嵌合部と、
   上記嵌合部を取り囲む平面状の外周面とを有し、
   上記テーパ内面の上記他のレンズと接触する部分と上記外周面との間の連続面の少なくとも一部は、上記光軸を含む断面において、放物曲面に形成されていることを特徴とするレンズ。
3. 他のレンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面を有する嵌合部と、
   上記嵌合部を取り囲む平面状の外周面とを有するレンズであって、
   上記テーパ内面の上記他のレンズと接触する部分と上記外周面との間の連続面の少なくとも一部は、上記他のレンズの光軸を含む断面において、放物曲面に形成されていることを特徴とするレンズ。
4. 請求項１または２に記載のレンズであって、
   上記コバ面の法線は、上記光学面の光軸に平行であることを特徴とするレンズ。
5. 請求項２または３に記載のレンズであって、
   上記外周面の法線は、上記他のレンズの光軸に平行であることを特徴とするレンズ。
6. レンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面を有する嵌合部と、
   上記嵌合部を取り囲む平面状の外周面とを有する鏡筒であって、
   上記テーパ内面の上記レンズと接触する部分と上記外周面との間の連続面の少なくとも一部は、上記レンズの光軸を含む断面において、放物曲面に形成されていることを特徴とする鏡筒。
7. 請求項６に記載の鏡筒であって、
   上記外周面の法線は、上記レンズの光軸に平行であることを特徴とする鏡筒。
8. 請求項６または７に記載の鏡筒と、
   上記鏡筒の上記嵌合部に嵌合される第１のレンズとを備えることを特徴とする光学機器。
9. 請求項８に記載の光学機器であって、
   第１のレンズは、請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズであることを特徴とする光学機器。
10. レンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面を有する嵌合部を有する鏡筒と、
    上記嵌合部に嵌合される第１のレンズとを備え、
    第１のレンズは、請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズであることを特徴とする光学機器。
11. 請求項６または７に記載の鏡筒と、
    上記鏡筒の上記嵌合部に嵌合される第１のレンズを含む複数のレンズとを備え、
    上記複数のレンズは、第１のレンズの光軸に沿って上記鏡筒に収納されており、
    上記複数のレンズの少なくとも１つは、請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズであることを特徴とする光学機器。
12. レンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面を有する嵌合部を有する鏡筒と、
    上記嵌合部に嵌合される第１のレンズを含む複数のレンズとを備え、
    上記複数のレンズは、第１のレンズの光軸に沿って上記鏡筒に収納されており、
    上記複数のレンズの少なくとも１つは、請求項１〜５のいずれか１項に記載のレンズであることを特徴とする光学機器。
13. 請求項９〜１２のいずれか１項に記載の光学機器であって、
    上記鏡筒の上記嵌合部は、当該嵌合部のテーパ内面に取り囲まれる平面状の当て面を有し、
    上記当て面の少なくとも一部は、第１のレンズと接合されていることを特徴とする光学機器。
14. 請求項１３に記載の光学機器であって、
    上記当て面の法線は、上記光軸に平行であることを特徴とする光学機器。
15. 請求項１１または１２に記載の光学機器であって、
    上記複数のレンズの少なくとも１つは、他のレンズを嵌合するためのテーパ状のテーパ内面と、当該テーパ内面に取り囲まれる平面状の当て面とを有する嵌合部を備え、
    上記当て面の少なくとも一部は、上記他のレンズと接合されていることを特徴とする光学機器。
16. 請求項１５に記載の光学機器であって、
    上記当て面の法線は、上記光軸に平行であることを特徴とする光学機器。

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