JP3841761B2

JP3841761B2 - 撮影レンズ及び該撮影レンズを用いた光学機器

Info

Publication number: JP3841761B2
Application number: JP2003038282A
Authority: JP
Inventors: 浩渡辺
Original assignee: Kantatsu Co Ltd
Current assignee: Kantatsu Co Ltd
Priority date: 2003-02-17
Filing date: 2003-02-17
Publication date: 2006-11-01
Anticipated expiration: 2023-02-17
Also published as: JP2004246258A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、小型軽量の撮影レンズ及び該撮影レンズを用いた光学機器に関し、特に、外径の異なる複数のレンズからなる撮影レンズにおいて、外径の小さいレンズを光軸方向と光軸に直交する方向に位置決めして鏡筒内に保持した撮影レンズ及び該撮影レンズを用いたカメラ、デジタルカメラ、移動体通信装置等の光学機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、プラスチックレンズとガラスレンズを含む複数のレンズを鏡筒に接着して保持し、プラスチックレンズの光学性能を劣化させることなく両レンズを鏡筒に固定した撮影レンズが知られている。
例えば、特許文献１に開示された撮影レンズは、外周部に凸状のゲートを有するプラスチックレンズを、鏡筒の内部に設けた逃げ部に上記ゲートを嵌入させて挿入し、このゲートを鏡筒内の受け面に当接させて光軸方向に位置決めして保持せしめ、次いで、この鏡筒の内部にガラス製のレンズを挿入し、このガラス製のレンズをプラスチックレンズに接触させた状態で保持せしめ、このガラス製のレンズを接着剤により接着固定しているもので、プラスチックレンズのゲートの切削加工や鏡筒に対するプラスチックレンズの位置調整を不要にすることができ、接着剤を使用することによるプラスチックレンズの光学性能の劣化を防止することができる。
【０００３】
しかし、プラスチックレンズは金型を用いた一体成形によって、比較的大径のレンズを精度良く形成することが可能であるが、ガラス製のレンズは一品づつの研削によって成形するため、その外径中心と光軸中心を合わせて製作することは可能であるが、外径寸法は大きくバラツクといった欠点を有している。
【０００４】
したがって、プラスチックレンズと外径寸法にバラツキのあるガラスレンズからなる複数枚のレンズを鏡筒内部に位置決めして固定する場合、各々のレンズを鏡筒内に組み込み、光学的な調整機器により個々のレンズの光軸を測定しながら最良の位置でレンズを保持し固定するようにしていた。また、外径にバラツキのあるガラスレンズを外径差によりランク分けし、各々の外径寸法ランクのガラスレンズ外径に対応したスペーサリングのような部材を別途用意し、ガラスレンズ外周に嵌めて組み込み固定するようにしていた。
【０００５】
また、外径に差のある複数のレンズを鏡筒内に固定した撮影レンズが特許文献２に開示されている。
特許文献２に開示された撮影レンズは、鏡筒の内面に２段の段差が形成され、大径の段差部には物体側を押え環により固定された第１レンズが組み込まれ、小径の段差部には物体側が第１レンズに当接された第２レンズと、第２、第３レンズの間に介装されて第２、第３レンズの間隔を規定する絞りを兼ねた間隔環と、物体側が間隔環に当接され像側が鏡筒の内方フランジに当接された第３レンズとが嵌め込まれている撮影レンズが開示されている。しかし、このような撮影レンズは、極めて小型軽量な光学機器に組み込むには構造上十分とはいえない。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−２８１３７４号公報
【特許文献２】
特開平７−５３５４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、プラスチックレンズは生産性に優れ、大径のレンズが容易に得られるのに対し、ガラスレンズは外径中心と光軸中心を精度良く合わせて製作することは可能であるが、外径寸法は大きくバラつくと言った欠点を有している。そのため、プラスチックレンズとガラスレンズを含む撮影レンズにおいて、ガラスレンズを鏡筒に組み込む際、鏡筒の内径寸法をいくら高精度に仕上げてもガラスレンズの外径にバラツキがあるため、鏡筒内径とガラスレンズ外径にクリアランスが生まれることとなる。このクリアランスは、光軸のズレとして大きく光学性能を低下させる原因となり、従来の技術を用いた方法、すなわち各々のレンズを挿入し、光軸を調整する別工程によるレンズの調整、及び位置決め部材等による組合わせ調整が必要となる。
【０００８】
本発明は、以上のような事情に鑑みなされたもので、複数のレンズが鏡筒内に位置決め固定される撮影レンズにおいて、径差がある複数のレンズを鏡筒内に固定する際、レンズ相互の位置決めを高精度に確実にし、また複数のレンズ及び鏡筒の光軸合わせを高精度に確実に行うことができる撮影レンズ及びそれを用いた光学機器を提供することを目的とする。
【０００９】
具体的には、プラスチックレンズと外径寸法にバラツキのあるガラスレンズからなる複数枚のレンズを鏡筒内に位置決めして固定する際、簡単な形状の弾性を有するレンズ規制部材を用いて空間内に配置されるガラスレンズの外径寸法のバラツキを吸収できるようにし、また、簡単な形状の弾性を有する光学絞り部材を用いて空間内に配置されるガラスレンズを圧接固定するようにして、複数のレンズの光軸合わせを高精度に確実に行うことができる撮影レンズ及びそれを用いた光学機器を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮影レンズ及び該撮影レンズを用いた光学機器において、
請求項１の発明は、鏡筒内に前段レンズと中間レンズと後段レンズとが収容されて位置決め固定される撮影レンズであって、
前記中間レンズは、前記前段レンズと前記後段レンズとにより形成される部材位置決め空間に配置され、その外周面を光軸に直交する方向のズレを規制するための弾性を有する環状のレンズ規制部材の内径部で支持される共に光軸方向に弾性を有する光学絞り部材によって後段レンズに圧接されることにより固定保持されることを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１に記載の撮影レンズにおいて、前記レンズ規制部材は、その外径部が前記前段レンズと前記後段レンズとにより挟着され、内径部に形成した複数のガイド凸片の反りによる撓み弾性力で前記中間レンズの外周面を支持することを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２に記載の撮影レンズにおいて、前記複数のガイド凸片の先端を結ぶ先端円は、外径部と同心円状になっていることを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれかに記載の撮影レンズにおいて、前記光学絞り部材は、前記前段レンズと前記中間レンズとの間に介在し、外径部に形成した複数の凸状片の反りによる撓み弾性力で前記中間レンズを前記後段レンズに圧接することを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４に記載の撮影レンズにおいて、前記複数の凸状片の先端を結ぶ先端円は、内径部の絞り穴と同心円状になっていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれかに記載の撮影レンズにおいて、前記部材位置決め空間は、前記前段レンズと後段レンズとが一方の外径部において同心状に形成された内面テーパ部に対し、他方の外径部において同心状に形成された外面テーパ部が当接して前記鏡筒内に固定保持されることにより、密閉空間として形成されることを特徴とする撮影レンズ。
【００１６】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれかに記載の撮影レンズにおいて、前記前段レンズと後段レンズはプラスチックレンズであり、前記中間レンズはガラスレンズであることを特徴とする。
【００１７】
請求項８の発明は、鏡筒内に前段レンズと後段レンズとが収容されて固定保持される撮影レンズであって、前記前段レンズは、前記鏡筒内前面部と前記後段レンズとにより形成される部材位置決め空間に配置され、その外周面を光軸に直交する方向のズレを規制するための弾性を有する環状のレンズ規制部材の内径部で支持される共に光軸方向に弾性を有する光学絞り部材によって後段レンズに圧接されることにより固定保持されることを特徴とする。
【００１８】
請求項９の発明は、請求項８に記載の撮影レンズにおいて、前記前段レンズはガラスレンズであり、前記後段レンズはプラスチックレンズであることを特徴とする。
【００１９】
請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれかに記載の撮影レンズを用いた光学機器であることを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図８に示す実施例に基づいて説明する。
（実施例１）
図１は、本発明の実施例１による撮影レンズを光軸に沿って断面して示す断面図、図２は、図１に示す撮影レンズを示す分解図である。なお、図１，図２は光軸の上側の構成を図示し、光軸の下測の構成は図示を省略している。
本実施例１の撮影レンズは、鏡筒１、プラスチック材からなる前段レンズ２、光学絞り部材３、ガラス材からなる中間レンズ４、レンズ規制部材５、遮光補助部材６、プラスチック材からなる後段レンズ７、固定保持部材８等から構成され、前段レンズ２、光学絞り部材３、中間レンズ４、レンズ規制部材５、遮光補助部材６、後段レンズ７が光軸１０に沿って鏡筒１に対し順次挿入され、固定保持部材８によって、小型軽量の撮影レンズに組み立てられている。
【００２３】
前段レンズ２は、鏡筒１内に収容され、物体側に凸レンズ面、像面測に凹レンズ面を有するプラスチック材からなる凸レンズで、像面測凹レンズ面から順次同心円状に、第１の平坦部２ａ、第１の斜面部２ｂ、第２の平坦部２ｃ、第２の斜面部２ｄ、第３の平坦部２ｅ、内面テーパ部２ｆ等が放射方向外方に向かって形成されている。第２の斜面部２ｄの光軸１０に対する角度は、第１の斜面部２ｂの光軸１０に対する角度より緩く、第２の斜面部２ｄの先端よりの部分は曲面により第３の平坦部２ｅに連なっている。
【００２４】
中間レンズ４は、前段レンズ２と後段レンズ７の中間に密閉状に形成される部材位置決め空間９内に後段レンズ７と接触して配置されるガラス材からなるレンズで、前段レンズ側が凸レンズ面、後段レンズ側が凹レンズ面を有する。中間レンズ４は、外径が前段レンズ２及び後段レンズ７より小さく、外周面は円筒面４ａに形成されている。
【００２５】
後段レンズ７は、鏡筒１内に収容され、像面測に凸レンズ面、物体測に凹レンズ面を有するプラスチック材からなる凸レンズで、凹レンズ面側の凹レンズ面から順次、平坦部７ａ、斜面部７ｂ、外面テーパ部７ｃ等が放射方向外方に向かって同心円状に形成されている。外面テーパ部７ｃは、前段レンズ２の内面テーパ部２ｆに嵌合するような形状に形成されている。
【００２６】
図３は、前段レンズ及び後段レンズによって形成される部材位置決め空間を示す断面図である。
部材位置決め空間９は、前段レンズ２の内面テーパ部２ｆと後段レンズ７の外面テーパ部７ｃが嵌合した状態で形成され、この部材位置決め空間に配置される中間レンズは光学絞り部材３、レンズ規制部材５によって所定の位置に位置決めされる。
なお、以下の説明において、光学絞り部材による中間レンズの“光軸方向の位置決め”という表現は、光学絞り部材により中間レンズが圧接されて後段レンズの表面に当接することによりその位置に固定保持される、という意味で用いられている。
【００２７】
図４は、光学絞り部材を示す平面図である。
光学絞り部材３は、金属等の弾性材料からなるシート状であって、鏡筒１内に挿入されるレンズ相互を圧接させる機能を有する。光学絞り部材３の内径部は絞り穴３ａとして機能し、外径部には反りによる弾性力を発生させるための凸状片３ｂが絞り穴３ａを中心とした放射方向に複数形成され、各凸状片３ｂの先端を結ぶ先端円は絞り穴３ａと同心円をなしている。
【００２８】
図５は、レンズ規制部材を示す平面図である。
レンズ規制部材５は、金属等の弾性材料からなるシート状であって、前段レンズ２と後段レンズ７の間の部材位置決め空間９に配置されたガラス製の中間レンズ４を光軸に直交する方向に規制する機能を有する。レンズ規制部材５は、前段レンズ２の内面テーパ部２ｆの根元部にガイドされるための外径部５ａと、中間レンズ４をガイドするための複数のガイド凸片５ｃを内径部５ｂに有する形状であり、各ガイド凸片５ｃの先端部を結ぶ先端円は外径部５ａと同心円をなしている。
【００２９】
各ガイド凸片５ｃの先端部を結ぶ先端円の径は、各ガイド凸片５ｃによって保持する中間レンズ４の円筒面４ａの寸法バラツキの最小径よりも小径に形成されている。また、各ガイド凸片５ｃの両サイドはガイド凸片５ｃに可撓性を保持させるための切り込みであり、ガイド凸片５ｃに対し対称形状に切り込まれている。そして、各ガイド凸片５ｃの弾性力は各ガイド凸片５ｃ間の切り込み量とガイド凸片５ｃの幅で調整可能であるが、凸状の形状を形成せずに内径部から外径方向に単に切り込みを形成するような構成とすることもできる。
【００３０】
遮光補助部材６は、金属等の遮光性材料からなるシート状であって、ワッシャ状に形成されている。遮光補助部材６は、レンズ規制部材５の内周部に複数のガイド凸片５ｃが形成されていることにより、光が漏れるのを防止する機能、及び前段レンズ２と後段レンズ７間のスペーサの機能を有し、ワッシャ状の形状の内径及び外径は、他の部材、つまり前段レンズ２、中間レンズ４、後段レンズ７に干渉しない程度に若干余裕をもった寸法に形成されており、内径部が中間レンズ４の外径に形成された円筒面４ａに挿入される。
【００３１】
次に、撮影レンズを組み立てる工程では、鏡筒１に対し、前段レンズ２、光学絞り部材３、中間レンズ４、レンズ規制部材５、遮光補助部材６、後段レンズ７、固定保持部材８を順次挿入し、固定保持部材８の外径と鏡筒１の内径部で圧入され、後段レンズ７の押し当たり部位で押圧されて、各部材は鏡筒１内部に位置決め固定され、その結果、図１に示す撮影レンズが得られる。
【００３２】
図６は、図１のＡ部分を拡大して示す断面図である。
前記のように各部材を順次鏡筒１に挿入する過程で、前段レンズ２と中間レンズ４の間には光学絞り部材３が介在するが、光学絞り部材３の凸状片３ｂは前段レンズ２の第２の平坦部２ｃに座り、径方向は前段レンズ２の第２の斜面部２ｄの根元コーナ部で規制されている。したがって、中間レンズ４は前段レンズ２に対し、離間する方向に付勢された状態で、部材位置決め空間内に位置決め固定される。
【００３３】
図７は、図１のＢ部分を拡大して示す断面図である。
図１に示すように、中間レンズ４は、前段レンズ２と後段レンズ７間に、光学絞り部材３の弾性によって後段レンズ７と圧接するように付勢された状態で位置決め固定されている。そして、中間レンズ４と前段レンズ２の内面との間には、レンズ規制部材５が介在し、レンズ規制部材５の外径部は、光軸方向には前段レンズ２の第３の平坦面２ｅに座り、径方向は前段レンズ２の内面テーパ部２ｆで規制された状態にある。したがって、レンズ規制部材５の内径部に形成されたガイド凸片５ｃは、中間レンズ４の挿入方向に撓んだ状態で中間レンズ４の外周面を圧接するので、中間レンズ４を光軸合わせすることができる。
【００３４】
遮光補助部材６は、前記したようにワッシャ状の形状であり、内外径は他の部材に干渉しない程度に若干余裕をもった寸法に形成されており、内径部が中間レンズ４の外径に形成された円筒面４ａに挿入される。これにより、レンズ規制部材５に設けられている複数のガイド凸片５ｃ間の空隙を介して、前段レンズ２側から後段レンズ７側への漏光は、遮光補助部材６によって遮光することができる。
【００３５】
遮光補助部材６の外方から、後段レンズ７、固定保持部材８を順次挿入すると、中間レンズ４は後段レンズ７の平坦部７ａによって押圧され、中間レンズ４は光学絞り部材３の内径周側を光軸方向に押し進める格好となり、中間レンズ４の外径部の円筒面４ａはレンズ規制部材５のガイド凸片５ｃの撓みにより光軸に直交する方向をガイド保持される格好となったまま、所定の位置、即ち前段レンズ２と後段レンズ７の光軸方向と光軸に直交する方向の位置決めをするために、前段レンズ２の内面テーパ部２ｆに後段レンズ７の外面テーパ部７ｃが当接するまで挿入される。
【００３６】
この時、中間レンズ４は、光学絞り部材３が撓んでいることにより、光学絞り部材３に押されて後段レンズ７に圧接した状態で光軸方向の位置決めがなされる。また、中間レンズ４の円筒面４ａを保持している複数のガイド凸片５ｃは、中間レンズ４を介して応力のバランスが取れる位置に安定しようとする力が働く結果（複数のガイド凸片５ｃのそれぞれが同一の撓みになる）、中間レンズ４の中心軸は光軸１０に寄せられ、前段レンズ２，後段レンズ７の中心軸は所定の光軸１０と一致するようになる。
【００３７】
（実施例２）
図８は、実施例２の撮影レンズを示す断面図である。
実施例２の撮影レンズは、実施例１の撮影レンズにおいて、前段レンズ２を用いない２枚構成のレンズである。
実施例２の撮影レンズの前段レンズ１２は、実施例１の撮影レンズの中間レンズが対応し、ガラス材からなり、その外径はプラスチック材からなる後段レンズ１６より小径であり、外形寸法はバラツキがある。
【００３８】
実施例２の撮影レンズの場合は、実施例１の撮影レンズにおいて前段レンズ２に設けられた第１の平担部２ａ、第１の斜面部２ｂ、第２の平担部２ｃ、第２の斜面部２ｄ、第３の平担部２ｅ、内面テーパ部２ｆに対応する部分は、鏡筒１１の前壁内面に第１の平担部１１ａ、第１の斜面部１１ｂ、第２の平担部１１ｃ、第２の斜面部１１ｄ、第３の平担部１１ｅ、内面テーパ部１１ｆとして形成されている。
【００３９】
前段レンズ１２と鏡筒１の内部前面間に光学絞り部材３を介在させ、前段レンズ１２の外周の円筒面と鏡筒１の内周面との間にレンズ規制部材１４及び遮光補助部材１５を介在させて、前段レンズ１２を後段レンズ１６に圧接した状態で位置決めし、固定することができる。
【００４０】
（実施例３）
実施例１または２の撮影レンズは、量産性に優れたプラスチックレンズと外径寸法にバラツキのあるガラスレンズを鏡筒内に固定したもので、レンズ相互の位置決め、及びレンズの光軸合わせを高精度に確実に行うことができる。したがって、実施例１または２の撮影レンズをカメラ、デジタルカメラ、移動体通信装置等の光学機器の撮影レンズとして用いることにより、小型軽量で高い光学性能を有する光学機器が得られる。
【００４１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、複数のレンズが鏡筒内に位置決め固定される撮影レンズにおいて、径差がある複数のレンズを鏡筒内に固定する際、レンズ相互の位置決めを高精度に確実にし、また複数のレンズ及び鏡筒の光軸合わせを高精度に確実に行うことができ、高い光学性能を有する撮影レンズ及び該撮影レンズを用いた光学機器を得ることが可能となる。
【００４２】
また、プラスチックレンズと外径寸法にバラツキのあるガラスレンズからなる複数枚のレンズを鏡筒内部に位置決めして固定する際、簡単な構成の弾性を有するレンズ規制部材を用いて、ガラスレンズの外径寸法のバラツキを吸収することができ、レンズ相互の位置決めを高精度に確実にし、また複数のレンズ及び鏡筒の光軸合わせを高精度に確実に行うことができ、高い光学性能を有する撮影レンズ及び該撮影レンズを用いた光学機器を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１による撮影レンズを光軸に沿って断面して示す断面図である。
【図２】図１に示す撮影レンズの分解図である。
【図３】前段レンズ及び後段レンズによって形成される部材位置決め空間を示す断面図である。
【図４】光学絞り部材を示す平面図である。
【図５】レンズ規制部材を示す平面図である。
【図６】図１のＡ部分を示す拡大断面図である。
【図７】図１のＢ部分を示す拡大断面図である。
【図８】本発明の実施例２による撮影レンズを示す断面図である。
【符号の説明】
１…鏡筒、２…前段レンズ、２ａ…第１の平坦部、２ｂ…第１の斜面部、２ｃ…第２の平坦部、２ｄ…第２の斜面部、２ｅ…第３の平坦部、２ｆ…内面テーパ部、３…光学絞り部材、３ａ…絞り穴、３ｂ…凸状片、４…中間レンズ、４ａ…円筒面、５…レンズ規制部材、５ａ…外径部、５ｂ…内径部、５ｃ…ガイド凸片、６…遮光補助部材、７…後段レンズ、７ａ…平坦部、７ｂ…斜面部、７ｃ…外面テーパ部、８…固定保持部材、９…部材位置決め空間、１０…光軸、１１…鏡筒、１１ａ…第１の平坦部、１１ｂ…第１の斜面部、１１ｃ…第２の平坦部、１１ｄ…第２の斜面部、１１ｅ…第３の平坦部、１１ｆ…内面テーパ部、１２…前段レンズ、１３…光学絞り部材、１４…レンズ規制部材、１５…遮光補助部材、１６…後段レンズ、１７…固定保持部材。

Claims

鏡筒内に前段レンズと中間レンズと後段レンズとが収容されて位置決め固定される撮影レンズであって、
前記中間レンズは、前記前段レンズと前記後段レンズとにより形成される部材位置決め空間に配置され、その外周面を光軸に直交する方向のズレを規制するための弾性を有する環状のレンズ規制部材の内径部で支持される共に光軸方向に弾性を有する光学絞り部材によって後段レンズに圧接されることにより固定保持されることを特徴とする撮影レンズ。
請求項１に記載の撮影レンズにおいて、
前記レンズ規制部材は、その外径部が前記前段レンズと前記後段レンズとにより挟着され、内径部に形成した複数のガイド凸片の反りによる撓み弾性力で前記中間レンズの外周面を支持することを特徴とする撮影レンズ。
請求項２に記載の撮影レンズにおいて、
前記複数のガイド凸片の先端を結ぶ先端円は、外径部と同心円状になっていることを特徴とする撮影レンズ。
請求項１から３のいずれかに記載の撮影レンズにおいて、
前記光学絞り部材は、前記前段レンズと前記中間レンズとの間に介在し、外径部に形成した複数の凸状片の反りによる撓み弾性力で前記中間レンズを前記後段レンズに圧接することを特徴とする撮影レンズ。
請求項４に記載の撮影レンズにおいて、
前記複数の凸状片の先端を結ぶ先端円は、内径部の絞り穴と同心円状になっていることを特徴とする撮影レンズ。
請求項１から５のいずれかに記載の撮影レンズにおいて、
前記部材位置決め空間は、前記前段レンズと後段レンズとが一方の外径部において同心状に形成された内面テーパ部に対し、他方の外径部において同心状に形成された外面テーパ部が当接して前記鏡筒内に固定保持されることにより、密閉空間として形成されることを特徴とする撮影レンズ。
請求項１から６のいずれかに記載の撮影レンズにおいて、
前記前段レンズと後段レンズはプラスチックレンズであり、前記中間レンズはガラスレンズであることを特徴とする撮影レンズ。
鏡筒内に前段レンズと後段レンズとが収容されて固定保持される撮影レンズであって、
前記前段レンズは、前記鏡筒内前面部と前記後段レンズとにより形成される部材位置決め空間に配置され、その外周面を光軸に直交する方向のズレを規制するための弾性を有する環状のレンズ規制部材の内径部で支持される共に光軸方向に弾性を有する光学絞り部材によって後段レンズに圧接されることにより固定保持されることを特徴とする撮影レンズ。
請求項８に記載の撮影レンズにおいて、
前記前段レンズはガラスレンズであり、前記後段レンズはプラスチックレンズであることを特徴とする撮影レンズ。
請求項１乃至９のいずれかに記載の撮影レンズを用いたことを特徴とする光学機器。