JP2022190321A - レンズ装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 例えば、小型軽量及びレンズの位置決め精度の点で有利なレンズ装置を提供する。【解決手段】 レンズ装置は、光学部材と、該光学部材とを保持する保持部材を有するレンズ装置であって、前記光学部材は、光軸の方向において位置の異なる第１部分及び第２部分を含み、前記第１部分は、前記光軸に関する軸対称の形状を有し、前記第２部分は、切り欠きにより前記光軸に関する軸対称な形状を有せず、前記保持部材は、前記光学部材の前記第１部分の外周部と嵌合していることを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、レンズ装置及び撮像装置に関する。

レンズの外周における円筒状の面が保持部材の内周における円筒状の面に嵌合してなる撮像用のレンズ装置が知られている。当該レンズ装置においては、撮像素子の形状が非円形（例えば矩形）状であるため、レンズには結像光線が通過しない領域（光学的不要領域）が存在する。

特許文献１は、小型化のため、当該不要領域にレンズを保持するための構造を設けたレンズ装置を開示している。また、特許文献２は、当該不要領域を撮像面の長辺及び光軸の双方に平行な切断面で切断してなるレンズと、当該切断部に配されたレンズ押え部材とを含む構造を開示している。

特開平９－１９７２３７号公報 特開平７－５３５３号公報

特許文献１及び２に開示された構造は、保持部材に対するレンズ（中心）の位置決め精度の点で不利である。

本発明は、例えば、小型軽量及びレンズの位置決め精度の点で有利なレンズ装置を提供することを目的とする。

本発明のレンズ装置は、光学部材と、該光学部材とを保持する保持部材を有するレンズ装置であって、前記光学部材は、光軸の方向において位置の異なる第１部分及び第２部分を含み、前記第１部分は、前記光軸に関する軸対称の形状を有し、前記第２部分は、切り欠きにより前記光軸に関する軸対称な形状を有せず、前記保持部材は、前記光学部材の前記第１部分の外周部と嵌合していることを特徴とする。

本発明によれば、例えば、小型軽量及びレンズの位置決め精度の点で有利なレンズ装置を提供することができる。

実施例１におけるレンズ装置の構造図 実施例１におけるレンズ装置の断面図 実施例１におけるレンズ装置の断面図 実施例１におけるレンズ装置の構成図 実施例１の変形例におけるレンズ装置の構成図 実施例１の変形例におけるレンズ装置の構成図 実施例２におけるレンズ装置の構造図 実施例２におけるレンズ装置の断面図 実施例２におけるレンズ装置の断面図 実施例２におけるレンズ装置の構成図 本発明のレンズ装置を有する撮像装置の概略構成図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、図１から図６に図示した実施例に基づいて詳細に説明する。

実施例１におけるレンズ装置の代表的な構造を図１から図３に示す。実施例１のレンズ装置では、１枚のレンズ（単レンズ）に対して、後述する第１領域（第１部分）と第２領域（第２部分）とを構成した場合を説明する。

図１は正面図を示し、図２は図１のＡ－Ａ断面での断面図を示し、図３は図１のＢ－Ｂ断面での断面図を示す。図２において、レンズ装置が接続される不図示のカメラ装置に構成された撮像素子に結像する有効光線は、レンズ１（光学部材）の第１面１ａと第２面１ｂを通過する。

レンズ１の光軸方向において、光軸を中心とする軸対称の形状を有する範囲の領域を第１領域Ｘ１とする。第１領域Ｘ１内に設けられたレンズ１の嵌合径部１ｃはレンズ鏡筒２の鏡筒嵌合径部２ａに略同径で嵌合する。

レンズ１の光軸方向における幅の内、光軸を中心とする軸対称の形状を有さない範囲の領域を第２領域Ｘ２とする。実施例１の第２領域Ｘ２の形状は、光軸を中心とする軸対称の形状とした場合のレンズ１の最大外周部（最大外径部）から内径側の部分を、光軸に非平行で光軸に対称な２つの切断面１ｄ（平面）で切断したような形状を有する。この切り欠き部は、レンズ１の第２領域Ｘ２の、撮像素子の矩形状の形状の短辺方向に対応する方向における両側に構成されている。

ここで、切断面１ｄの位置は、レンズ装置が接続されるカメラ装置の、撮像素子の矩形状の撮像領域の形状で決まる有効光線のレンズの通過位置の外径側に位置するように決められる。本実施例においては、レンズ装置が接続されるカメラ装置の撮像素子が矩形状の形状を有するものとして説明するが、本発明はそれに限定されることはない。矩形状の形状の撮像素子に集光する有効光線が通過するレンズ１の第１面１ａの領域のうち、前記矩形状の形状の短辺方向に対応する方向に平行で光軸を含む断面における最大の高さをｈ１とする（図２参照）。このとき、切断面１ｄは第１面１ａにおけるｈ１より外径側のＨ１を通り前記断面に垂直な断面となる。本実施例においては、レンズ１内の前記有効光線の光路を切断しないように、切断面１ｄは第１面１ａから第２面１ｂに向けて光軸からの距離が大きくなるように変化して形成される。しかし、本発明の切断面１ｄの形状はこれに限定されることはなく、レンズ装置の構成、撮像素子の形状によって最適な断面の形状は決められる。したがって、レンズ外形の切断面１ｄを、第１面１ａから第２面１ｂに向けて光軸からの距離が小さくなるように形成した場合や、光軸に平行に形成した場合が、光学使用領域と干渉することなく、レンズの光学不使用部の除去量が最大となることもある。レンズ押え部材３には、レンズ１の切断面１ｄに接触して押圧する押え面３ａが設けられる。

図３において、レンズ１の最大外周部１ｅの一部は、第２領域Ｘ２内においても切断面１ｄで切断されることなく、円筒形状の一部を構成している。レンズ押え部材３には、レンズ１の第１面１ａを押圧する押え面３ｂが設けられる。

図４において、レンズ押え部材３を固定ネジ４でレンズ鏡筒２（保持部材）に固定することで、レンズ１がレンズ鏡筒２に対して押圧され固定される。

以上説明したように、本実施例におけるレンズ保持構造では、レンズの第１領域でレンズと鏡筒の全周嵌合を維持しながら、第２領域では軸対称の形状を仮定した場合のレンズの光学的不使用範囲を切断したような形状とする。この構成により、レンズの高精度な保持と、レンズ装置の軽量化を両立することが可能になる。

また、切断面を光軸に対して斜め（非平行）に形成することで、効率的に不要範囲を切断しつつ、第１領域のレンズとレンズ鏡筒２の全周嵌合を維持することが可能になるが、図５のように切断面１ｄに代えて、光軸と平行な切断面１ｆを形成しても同様の効果は得られる。この場合、切断面１ｆは、矩形状の形状の撮像素子に集光する有効光線が通過するレンズ１内の領域のうち、前記矩形状の形状の短辺方向に対応する方向に平行で光軸を含む断面における最大の高さｈ２（図５参照）より高い高さＨ２を通り、前記断面に垂直となる。また、レンズ押え部材３１には、レンズ１の第１面１ａに接触して押圧する押え面３１ａが設けられる。

また、切断面を光軸に対して斜めに形成した場合（図２）と、光軸と平行に形成した場合（図５）を示したが、図６に示すようにステップ状に光学不使用領域のレンズ部分を除去したような外形とする構成としてもよい。この場合、レンズ押え部材３２には、レンズ１の第１面１ａに接触して押圧する押え面３２ａが設けられ、より確実にレンズ１をレンズ鏡筒２に対して押圧して固定することができる。

本実施例では、レンズ押え部材３をレンズ鏡筒２に固定することでレンズ１の固定を行う構造について説明したが、レンズ１をレンズ鏡筒２又はレンズ押え部材３に接着することで固定しても同様の効果が得られることは言うまでもない。

本実施例におけるレンズ装置の構造を図７から図９に示す。実施例２のレンズ装置では、複数のレンズ（2枚のレンズ）を接合して構成された接合レンズに対して、第１領域と第２領域とを構成した場合を説明する。
図７は正面図、図８は図７のＣ－Ｃ断面での断面図、図９は図７のＤ－Ｄ断面での断面図を示す。

接合レンズ５は第１レンズ６と第２レンズ７の２枚のレンズからなり、第１レンズ６と第２レンズ７は図８において、略同一の曲率からなる、第１レンズ６の第２面６ｂと第２レンズ７の第１面７ａとの間で接着固定されている。第１レンズ６の第１面６ａから第２レンズ７の第２面７ｂまでは不図示の撮像素子に結像する有効光線が通過する。

接合レンズ５の光軸方向において、軸対称範囲の形状を有する領域を第１領域Ｙ１とし、第１領域Ｙ１内の第２レンズ７の嵌合径部７ｃはレンズ鏡筒８の鏡筒嵌合径部８ａに略同径で嵌合する。接合レンズ５の光軸方向において、軸対称の形状を有さない範囲の領域を第２領域Ｙ２とする。実施例２の第２領域Ｘ２の形状は、光軸を中心とする軸対称の形状とした場合の第１レンズ６の外径側の部分を、光軸に平行で光軸に対称な２つの断面６ｃ（平面）で切断したような形状を有する。第１レンズ６は断面６ｃで外周部を切断したような形状を有するが、第２レンズ７は光軸を中心とする軸対称形状を有する。第１面６ａのレンズ中心（光軸）から有効光線が通過する最大の高さをｈ３とした場合、第１面６ａにおいて断面６ｃはｈ３より外側のＨ３の高さに形成される。

図９において、第１レンズ６の最外径６ｄは第２領域Ｙ２内においても、断面６ｃで画定された外周部以外の部分は、光軸を中心とする円筒形状の一部として構成されている。
図１０において、レンズ押え部材９を固定ネジ４でレンズ鏡筒８に固定することで、接合レンズ５がレンズ鏡筒８に固定される。

以上説明したように、本実施例におけるレンズ装置によれば、接合レンズの第１領域Ｙ１で一方のレンズ（第２レンズ７）の最大外径構成部を切り欠くことなく、レンズ鏡筒２との全周での嵌合状態を形成するため、接合レンズの高精度な保持が可能になる。また、第２領域Ｙ２で他方のレンズ（第１レンズ６）の光学不使用領域を切断することで、接合レンズ５を構成するレンズ装置の軽量化や小径化が可能になる。

本実施例では、レンズ押え部材９をレンズ鏡筒８に固定することで接合レンズ５の固定を行う構造について説明したが、接合レンズ５をレンズ鏡筒８に接着することで固定しても同様の効果が得られることは言うまでもない。

また、本発明のレンズ装置１００と、該レンズ装置１００によって形成された像を撮る撮像素子２０１を備えるカメラ装置２００と、を有することを特徴とする撮像装置３００により、本発明の効果を奏する撮像装置３００（図１１）を実現することができる。
以上説明した通り、本実施例におけるレンズ装置によれば、レンズを高精度に保持しながら、レンズ装置を軽量化することが可能なレンズ装置を提供することが可能になる。

実施例では、レンズと該レンズを保持する構成に適用した場合を例示したが、本発明はこれに限定されることはない。光学フィルタと該光学フィルタを保持する構成を有する光学装置や、プリズムと該プリズムを保持する構成を有する光学装置に適用しても同様に本発明の効果を奏することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ ：レンズ（光学部材）
１ｃ ：嵌合径部
１ｄ、１ｆ、１ｇ ：切断面
１ｅ ：最大外周部
２ ：レンズ鏡筒（保持部材）
Ｘ１ ：第１領域
Ｘ２ ：第２領域

Claims (12)

1. 光学部材と、該光学部材を保持する保持部材とを有するレンズ装置であって、
   前記光学部材は、光軸の方向において位置の異なる第１部分及び第２部分を含み、前記第１部分は、前記光軸に関する軸対称の形状を有し、前記第２部分は、切り欠きにより前記光軸に関する軸対称な形状を有せず、
   前記保持部材は、前記光学部材の前記第１部分の外周部と嵌合していることを特徴とするレンズ装置。
2. 前記保持部材は、前記光軸に関する軸対称な形状を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記第２部分の外形は、前記光軸に沿って前記光軸からの距離が変化することを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
4. 前記第２部分の外形は、前記光軸に平行な面を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
5. 前記第２部分の外形は、前記光軸の方向において位置の異なる前記光軸に平行な複数の面を含むことを特徴とする請求項４に記載のレンズ装置。
6. 前記光学部材は、単レンズを含むことを特徴とする請求項１から５までのいずれか一項に記載のレンズ装置。
7. 前記光学部材は、複数のレンズが接合されてなる接合レンズを含むことを特徴とする請求項１から６までのいずれか一項に記載のレンズ装置。
8. 前記第１部分は、前記複数のレンズのうちの一部のレンズからなり、
   前記第２部分は、前記複数のレンズのうちの他のレンズからなることを特徴とする請求項７に記載のレンズ装置。
9. 前記光学部材は、プリズムを含むことを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載のレンズ装置。
10. 前記光学部材は、フィルタを含むことを特徴とする請求項１から８までのいずれか一項に記載のレンズ装置。
11. 請求項１から１０までのいずれか一項に記載のレンズ装置と、前記レンズ装置によって形成された像を撮る撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。
12. 前記撮像素子は、矩形状の撮像領域を有し、
    前記切り欠きは、前記撮像領域の短辺の方向に対応する方向における前記光学部材の両側に形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。

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