JP2016156864A - レンズ鏡筒、撮像装置、光学機器及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置で撮影される画像の解像度の低下を抑制することが可能なレンズ鏡筒などを提供する。【解決手段】レンズ鏡筒１０１は、ベース部材１０２とともに撮像装置１００を構成する。レンズ鏡筒１０１は、１つ又は複数のレンズ１０４と、樹脂製のレンズ枠１０５とを備える。レンズ枠１０５は、１つ又は複数のレンズ１０４を内部に保持しており、ベース部材１０２の雌ねじ部１１１に螺合させるための雄ねじ部１０６を有する。雄ねじ部１０６は、非螺合部１０７を有しており、この非螺合部１０７は、回転の中心軸Ａに沿って設けられた部位であり、ねじ山が途切れるとともにパーティングライン１０８が形成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ鏡筒、撮像装置、光学機器及び電子機器に関する。

車載カメラ、監視カメラなどに、固定焦点の撮像装置が採用されることがある。固定焦点の撮像装置には、レンズが収容されたレンズ鏡筒を、撮像素子が固定されたベース部材にねじ込むことによって組み立てられるものがある。レンズ鏡筒は、１つ又は複数のレンズ、レンズを保持するレンズ枠などから構成され、レンズ枠に雄ねじ部が設けられることが多い。撮像素子は、基板を介してベース部材に固定されることが多い。

例えば特許文献１に開示されたマウント構造は、レンズ枠（レンズ鏡筒）と、レンズ枠が着脱可能に係合されるカメラ本体（ベース部材）と、レンズ枠とカメラ本体の係合部に設けられ、カメラ本体に対してレンズ枠をねじ込み固定するマウント用のねじ部とを含む。また、カメラ本体に固体撮像素子（撮像素子）が設けられることが、特許文献１に記載されている。

撮像装置は、上述のように種々の部品から構成されるので、各部品の製造誤差、組み立て誤差などの誤差が生じることがある。そのため、例えば、レンズ鏡筒をベース部材にねじ込む量を設計値に従った一定量にすると、撮像素子が有する撮像面にレンズの焦点位置が合わないことがある。そこで、レンズ鏡筒をベース部材にねじ込む量を調整することによって、レンズの焦点位置を撮像面上に位置付けるためのピント調整がなされる。

特開２００９−８６０４４号公報

レンズ枠が射出成型された樹脂製の部材である場合、通常、レンズ枠の雄ねじ部に、パーティングラインが形成される。パーティングラインは、射出成型に用いられる金型のつなぎ目に対応する部分に形成される微少な凸条である。

樹脂製のレンズ枠を備えるレンズ鏡筒をベース部材にねじ込むと、レンズ枠の雄ねじ部に形成されたパーティングラインが、ベース部材の雌ねじ部と擦れ合う。パーティングラインがベース部材の雌ねじ部に擦れると、雄ねじ部に傷がついたり、雌ねじ部に傷が付いたり、パーティングラインが削り取られて微小な粉塵となり雄ねじ部と雌ねじ部との間に挟まったりすることがある。

その結果、レンズ鏡筒をベース部材にねじ込むために必要なトルクが不安定になったり、レンズ鏡筒をベース部材に対して回転させることが困難になったりして、ピント調整が困難になることがある。この場合に、レンズ鏡筒をベース部材にねじ込むために治具などを用いて、大きな力でレンズ鏡筒を挟持すると、レンズ鏡筒の内部に保持されたレンズに力が加わり、その結果、レンズに歪み、レンズのコートにクラックが生じることがある。

さらに、パーティングラインが削り取られることで生じた微小な粉塵が、雄ねじ部と雌ねじ部との間を通過して、撮像素子の撮像面に付着し、撮像装置で撮影される画像に写り込むことがある。

パーティングラインが削り取られることで生じた微小な粉塵が雄ねじ部と雌ねじ部との間にはさまった状態で撮像装置が使用されると、高温環境下で使用された場合に、熱膨張の影響によって、レンズ鏡筒の内部に保持されたレンズに力が加わり、その結果、レンズに歪み、レンズのコートにクラックが生じることがある。

ピント調整が困難になったり、微小な粉塵が写り込んだり、レンズの歪みが生じたり、レンズのコートにクラックが生じたりすることは、撮像装置で撮影される画像の解像度を低下させる原因となる。すなわち、レンズ枠の雄ねじ部に形成されたパーティングラインがベース部材の雌ねじ部と擦れ合うことに起因して、撮像装置で撮影される画像の解像度が低下する可能性がある。このような画像の解像度の低下は、撮像装置を車載カメラ、監視カメラなどに採用できなくなるような製造不良の原因になることもある。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたもので、撮像装置で撮影される画像の解像度の低下を抑制することが可能なレンズ鏡筒などを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るレンズ鏡筒は、ベース部材とともに撮像装置を構成する、レンズ鏡筒であって、
１つ又は複数のレンズと、
前記１つ又は複数のレンズを内部に保持しており、ベース部材の雌ねじ部に螺合させるための雄ねじ部を有する樹脂製のレンズ枠と、
回転の中心軸に沿って前記雄ねじ部に設けられた部位であり、ねじ山が途切れるとともにパーティグラインが形成された非螺合部と、を有する。

本発明によれば、レンズ鏡筒は、回転の中心軸に沿って雄ねじ部に設けられた部位であり、ねじ山が途切れるとともにパーティグラインが形成された非螺合部を有する。非螺合部では雄ねじ部のねじ山が途切れているため、ベース部材の雌ねじ部に雄ねじ部をねじ込む際に、パーティングラインがベース部材の雌ねじ部と擦れ合うことはほとんどない。そのため、パーティングラインがベース部材の雌ねじ部と擦れ合うことが原因となって、撮像装置で撮影される画像の解像度が低下することはほとんどない。従って、撮像装置で撮影される画像の解像度が低下することを抑制することが可能になる。

本発明の一実施の形態に係る撮像装置の分解斜視図である。 一実施の形態に係る撮像装置を上方から見た断面図である。 図２に示す点線Ｂで囲まれた部分を拡大して示す断面図である。 図２に示すIV−IV線におけるレンズ鏡筒の断面図である。 一変形例に係るレンズ鏡筒が有する雄ねじ部の断面図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。全図を通じて同一の要素には同一の符号を付す。また、前・後・上・下・左・右などの方向を示す用語を用いるが、これらの用語は、説明のために用いるのであって、本願の発明を限定する趣旨ではない。

本発明の一実施の形態に係る撮像装置は、光学機器、電子機器などに搭載されるユニットであって、画像を撮影するためのものである。光学機器の例としては、デジタルカメラなどの民生用カメラ、車載カメラ、監視カメラ、内視鏡などに搭載される医療用カメラ、動画を撮影するためのカムコーダ（ムービーカメラ）、各種検査用カメラ、ロボット用カメラなどを挙げることができる。電子機器の例としては、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータなどを挙げることができる。

本実施の形態に係る撮像装置１００は、分解斜視図である図１、上方から見た断面図である図２、及び、図２に示す点線Ｂで囲まれた部分を拡大した断面図である図３に示すように、レンズ鏡筒１０１と、前後に延びる中心軸Ａを中心にレンズ鏡筒１０１を回転させることでレンズ鏡筒１０１がねじ込まれて固定されるベース部材１０２と、ベース部材１０２に固定された撮像素子１０３とを備える。

レンズ鏡筒１０１は、複数のレンズ１０４と、複数のレンズ１０４を内部に保持したレンズ枠１０５とを備える。

複数のレンズ１０４は、撮像素子１０３の前面である撮像面に被写体の像を結像させるレンズであって、レンズ１０４の各々は、中心軸Ａを光軸とするように配置されている。

なお、レンズ１０４の各々は、屈折率、アッベ数、部分分散比、線膨張係数などの物性、耐久性などが設計上の要求を満たすものであれば、レンズ１０４の各々の材質は問わない。

各レンズ１０４に採用されるレンズ面は、球面、平面、非球面のいずれで形成されてもよい。レンズ面が球面又は平面の場合、各レンズ１０４の加工、レンズ枠１０５への組み立て調整などが容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の変化を防ぐことができる。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面であってもよい。また、レンズ面は回折面としてもよく、各レンズ１０４は、屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）であってもよく、プラスチックレンズであってもよい。

さらに、レンズ１０４のレンズ面には、必要に応じて、種々の加工が施されてもよい。この加工の例として、レンズ面の曇り防止、レンズ面での水滴形成の防止などのために、レンズ面を光触媒などによって親水化することを挙げることができる。また例えば、撮像装置１００がカメラなどに採用される場合、外部にさらされる可能性がある部位に対して、レンズ面の曇り防止、レンズ面での水滴形成の防止などのために、レンズ面を光触媒などによって親水化することを挙げることができる。

レンズ枠１０５は、樹脂製であって、例えば図１に示すように、中心軸Ａを中心とする回転体形状をなし、複数のレンズ１０４を収容するための空間を内部に有する。レンズ枠１０５の構成材料に好適に採用される樹脂としては、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）を挙げることができる。なお、レンズ枠１０５の内部には、図示しないＯリング、光学フィルタ、レンズ１０４を固定するための部材などが適宜設けられてもよい。

本実施の形態に係るレンズ枠１０５は、例えば図１に示すように、ベース部材１０２の雌ねじ部１１１に螺合させるための雄ねじ部１０６を後方に有する。雄ねじ部１０６は、外周面に螺旋状に連続した突起であるねじ山が先端から所定の範囲に設けられた概ね円筒状の部位である。

雄ねじ部１０６は、例えば図１に示すように、中心軸Ａに沿って設けられた非螺合部１０７を有する。

非螺合部１０７は、雄ねじ部１０６を前方から見た断面図である図４に示すように、中心軸方向から見て、概ね平らな部分であって、ねじ山が途切れるとともにパーティングライン１０８が形成された部位である。ここで、中心軸方向は、中心軸Ａに沿った方向である。また、図４に示す点線は、雄ねじ部１０６のねじの谷を示す。

本実施の形態に係る非螺合部１０７は、回転軸Ａを含む面に関して対称な位置に１つずつ設けられている。図２及び図４では、非螺合部１０７は、回転軸Ａを含んで上下左右に延びる面に関して対称な位置、すなわち左右それぞれに１つずつ位置付けられた例を示す。

ここで、パーティングライン１０８とは、射出成型に用いられる金型のつなぎ目に対応する部分に形成される微少な凸条である。射出成型は、樹脂製の部品の製造方法として一般的に採用されているところ、射出成型では、複数の金型を組み合わせて形成される空洞に樹脂を流し込むことが多く、金型のつなぎ目にはパーティングライン１０８が形成されることが多い。

例えば、レンズ枠１０５を製造するために対称な空洞を有する２つの金型を用いると、中心軸Ａに沿ったパーティングライン１０８が回転軸Ａを含む面に関して対称な位置に１つずつ形成される。なお、パーティングライン１０８は、レンズ枠１０５の回転軸方向の全長にわたって形成されるが、図１及び２では、図を分かり易くするため、雄ねじ部１０６以外に形成されるパーティングラインは、省略している。

なお、雄ねじ部１０６と雌ねじ部１１１とは、雄ねじ部１０６を雌ねじ部１１１へ押し込みつつ中心軸Ａを中心に回転させることで、レンズ枠１０５とベース部材１０２とが互いに離間しないように係合する構造を有していればよい。例えば、雄ねじ部１０６は、外周面に１つ又は複数の突起がねじ山として設けられた概ね円筒状の部位であってもよい。この場合、雌ねじ部１１１は、例えば、中心軸方向の溝とその溝の一端から直角に曲がる溝とで構成されるＬ字状の溝であってもよい。これによれば、雄ねじ部１０６の突起が雌ねじ部１１１の溝に嵌まるようにレンズ枠１０５をベース部材１０２に対して位置付け、レンズ枠１０５を中心軸方向へ押し込んだ後に、中心軸Ａを中心に回転させることで、レンズ枠１０５とベース部材１０２とが互いに離間しないように係合させることができる。この場合の雌ねじ部１１１において、ねじ山が途切れる部位とは、突起が設けられていない部位であり、この部位が非螺合部１０７として、例えば中心軸方向から見て概ね平らに形成され、この部位に、パーティングライン１０８が形成されるとよい。

ベース部材１０２は、図１及び図２に示すように、前後に連通する中空を内部に有する部材であって、概ね直方体のベース部１０９と、ベース部１０９の前方に設けられた円筒状のレンズフランジ１１０とを有する。

レンズフランジ１１０の内周面には、図１及び図２に示すように、雄ねじ部１０６と螺合する雌ねじ部１１１が設けられている。雌ねじ部１１１に雄ねじ部１０６をねじ込むことによって、レンズ鏡筒１０１がベース部材１０２に取り付けられるとともに、ベース部材１０２の前方の開口が塞がれる。レンズ鏡筒１０１は、例えば接着剤によってベース部材１０２に固定される。

ベース部材１０２には、後方の開口を塞ぐように後述する撮像素子１０３が固定されており、最後方に位置するレンズ１０４と撮像素子１０３との間に光学フィルタ１１２が接着材などによって固定されている。なお、光学フィルタ１１２は、撮像装置１００に設けられなくてもよい。

撮像素子１０３は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサなどから構成され、図２に示すように、基板１１３を介してベース部材に固定されている。

詳細には、撮像素子１０３は、はんだなどによって基板１１３の前面に固定され、基板１１３は、ねじ、接着剤などによってベース部材１０２に固定されている。なお、撮像素子１０３には、必要に応じて、カバーガラスなどの他の部材が設けられてもよい。

これまで、本発明の一実施の形態に係る撮像装置１００の構成を説明した。ここから、本実施の形態に係る撮像装置１００の製造方法の例を説明する。

複数のレンズ１０４などをレンズ枠１０５の内部に固定することで、レンズ鏡筒１０１が製造される。このとき、複数のレンズ１０４は、例えば熱かしめの方法、接着剤によりレンズ枠１０５に固定されるとよい。

また、撮像素子１０３を固定した基板１１３を製造し、その撮像素子１０３が固定された基板１１３が、ベース部材１０２の後面に、図示しないネジ、接着剤などによって固定される。ベース部材１０２に光学フィルタ１１２が接着剤などによって固定される。

レンズ鏡筒１０１の雄ねじ部１０６に接着剤が塗布される。接着剤が乾く前に、雄ねじ部１０６が、ベース部材１０２の雌ねじ部１１１にねじ込まれて、雄ねじ部１０６と雌ねじ部１１１とが螺合する。このとき、レンズ鏡筒１０１に保持された複数のレンズ１０４の焦点が、ベース部材１０２に固定された撮像素子１０３の撮像面上に位置するように、すなわち、複数のレンズ１０４のピントが撮像素子１０３の撮像面に合うように、雄ねじ部１０６を雌ねじ部１１１にねじ込む量が調整され、これによって、ピント調整が行われる。

雄ねじ部１０６に塗布された接着剤が乾燥することで、レンズ鏡筒１０１は、ベース部材１０２に固定される。なお、レンズ鏡筒１０１をベース部材１０２に固定するために、接着剤に代えてイモねじが採用されてもよく、この場合例えば、イモねじは、ピント調整の後に、その先端がレンズ鏡筒１０１の雄ねじ部１０６に当接又は埋め込まれるまで、ベース部材１０２の外面からねじ込まれるとよい。

本実施の形態に係る撮像装置１００によって被写体を撮影する場合、被写体からの光は、前方から、複数のレンズ１０４、光学フィルタ１１２を順に透過し、その結果、被写体の画像が撮像素子１０３の撮像面に結像する。

本実施の形態によれば、中心軸方向から見て、概ね平らな非螺合部１０７が、雄ねじ部１０６に設けられている。非螺合部１０７には、中心軸Ａに沿って、ねじ山が途切れるとともにパーティングライン１０８が形成されている。このように、非螺合部１０７ではねじ山が途切れているので、ベース部材１０２の雌ねじ部１１１に雄ねじ部１０６をねじ込む際に、パーティングライン１０８がベース部材１０２の雌ねじ部１１１と擦れ合うことはほとんどない。そのため、パーティングライン１０８がベース部材１０２の雌ねじ部１１１と擦れ合うことが原因となって、撮像装置１００で撮影される画像の解像度が低下することはほとんどない。従って、撮像装置１００で撮影される画像の解像度が低下することを抑制することが可能になる。

また、従来ではパーティングライン１０８が削り取られて微小な粉塵となり雄ねじ部１０６と雌ねじ部１１１との間に挟まるおそれがあるため、雌ねじ部１１１と雄ねじ部１０６との嵌め合いを比較的緩くすることがある。しかし、本実施の形態によれば、パーティングライン１０８が削り取られて微小な粉塵となり雄ねじ部１０６と雌ねじ部１１１との間に挟まるおそれがないため、雌ねじ部１１１と雄ねじ部１０６との嵌め合いを従来よりもきつくすることができる。そのため、本実施の形態によれば、雌ねじ部１１１と雄ねじ部１０６とのがたつきが低減される。これにより、雄ねじ部１０６を雌ねじ部１１１にねじ込む量を正確に調整することができるとともに、光軸のズレを抑制することができる。従って、撮像装置１００で撮影される画像の解像度が低下することを抑制することが可能になる。

さらに、本実施の形態によれば、非螺合部１０７は、中心軸方向から見て、概ね平らであるので、後述する変形例のように中心に向かって凹んでいる場合よりも、レンズ鏡筒１０１の肉厚を確保しつつ、複数のレンズ１０４などを収容するための内部の空間を設けることができる。

さらに、仮に非螺合部１０７の近傍でねじ山が突然に途絶えると、雄ねじ部１０６を雌ねじ部１１１に螺合させる際に、それぞれのねじが噛み合わずに、いずれかのねじ山が潰れて、雄ねじ部１０６を雌ねじ部１１１にねじ込むことが困難になる可能性がある。しかし、非螺合部１０７の端部（図１に示す例では、上下の各端部）の近傍では、ねじ山の高さが次第に低くなる。これにより、雄ねじ部１０６を雌ねじ部１１１に螺合させる際に、それぞれのねじが噛み合い易くなるので、雄ねじ部１０６を雌ねじ部１１１に容易にねじ込むことが可能になる。

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば以下のように変形されてもよい。

（変形例）
実施の形態では、非螺合部１０７が、中心軸方向から見て、概ね平らな例を説明したが、一変形例に係るレンズ鏡筒２０１が有する雄ねじ部２０６の断面図である図５に示すように、雄ねじ部２０６が有する非螺合部２０７は、中心軸方向から見て、中心に向かって凹んでいてもよい。なお、図５は、図２のIV-IV線に相当する線におけるレンズ鏡筒２０１（雄ねじ部２０６）の断面図である。図５に示す点線は、図４に示す点線と同様に、雄ねじ部２０６のねじの谷を示す。

レンズ鏡筒２０１は、中心軸方向から見た非螺合部２０７の形状が実施の形態に係るレンズ鏡筒１０１と異なる点を除いて、実施の形態に係るレンズ鏡筒１０１と概ね同様の構成を備える。すなわち、非螺合部２０７には、実施の形態に係る非螺合部１０７と同様に、中心軸Ａに沿って、ねじ山が途切れるとともにパーティングライン１０８が形成されている。

実施の形態と同様に、非螺合部２０７ではねじ山が途切れているので、ベース部材１０２の雌ねじ部１１１に雄ねじ部２０６をねじ込む際に、パーティングライン１０８がベース部材１０２の雌ねじ部１１１と擦れ合うことはほとんどない。そのため、本変形例に係る非螺合部２０７においても、実施の形態と同様に、パーティングライン１０８がベース部材１０２の雌ねじ部１１１と擦れ合うことが原因となって、撮像装置で撮影される画像の解像度が低下することはほとんどない。従って、撮像装置で撮影される画像の解像度が低下することを抑制することが可能になる。

また、本変形例に係る非螺合部２０７においても、実施の形態と同様に、雌ねじ部１１１と雄ねじ部２０６との嵌め合いを従来よりもきつくすることができる。そのため、本実施の形態と同様に、雌ねじ部１１１と雄ねじ部２０６とのがたつきが低減される。これにより、雄ねじ部２０６を雌ねじ部１１１にねじ込む量を正確に調整することができるとともに、光軸のズレを抑制することができる。従って、撮像装置で撮影される画像の解像度が低下することを抑制することが可能になる。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。

１００ 撮像装置
１０１，２０１ レンズ鏡筒
１０２ ベース部材
１０３ 撮像素子
１０４ レンズ
１０５ レンズ枠
１０６，２０６ 雄ねじ部
１０７，２０７ 非螺合部
１０８ パーティグライン
１０９ ベース部
１１０ レンズフランジ
１１１ 雌ねじ部
１１２ 光学フィルタ
１１３ 基板

Claims (6)

1. ベース部材とともに、撮像装置を構成する、レンズ鏡筒であって、
   １つ又は複数のレンズと、
   前記１つ又は複数のレンズを内部に保持しており、ベース部材の雌ねじ部に螺合させるための雄ねじ部を有する樹脂製のレンズ枠と、
   回転の中心軸に沿って前記雄ねじ部に設けられた部位であり、ねじ山が途切れるとともにパーティグラインが形成された非螺合部と、を有するレンズ鏡筒。
2. 前記非螺合部は、前記回転の中心軸方向から見て、平らである又は中心に向かって凹んでいる
   請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記非螺合部は、２つ設けられており、
   当該２つの非螺合部は、前記回転の中心軸を含む面に関して対称な位置に設けられている
   請求項１又は２に記載のレンズ鏡筒。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のレンズ鏡筒と、
   前記雄ねじ部と螺合する雌ねじ部を有するベース部材と、
   前記ベース部材に固定された撮像素子とを備える撮像装置。
5. 請求項４に記載の撮像装置を備える光学機器。
6. 請求項４に記載の撮像装置を備える電子機器。

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