JP3915683B2 - レンズ鏡筒および撮像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチック製のレンズをレンズ保持部に固定して成るレンズ鏡筒および撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ガラス製のレンズを用いたレンズ鏡筒では、モールド材料である鏡筒側のレンズ保持部をカシメることにより、レンズを鏡筒に固定している。この場合、以下のような問題がある。
【０００３】
すなわち、１．ガラス製レンズは部品コストが高い、２．ガラス製レンズは重量が重い、３．ガラス製レンズは形状的に自由度がなく、ボス、孔などのカシメ形状を形成することは不可能である、といった問題が挙げられる。したがって、レンズ鏡筒側をカシメるしか選択肢がない。ガラス製レンズは光学的に必要な外径寸法より外側にカシメるためのスペースが必要であり、その分でも重くなる。
【０００４】
一方、プラスチック製のレンズをレンズ保持部に取り付けて成るレンズ鏡筒では、プラスチック製のレンズを板ばねを用いて鏡筒にバネ力で押さえつける取り付け方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、この場合には以下のような問題点がある。すなわち、板バネ分、部品点数、コストがかかる。また、レンズ面精度に影響を与えない最適な固定圧を設定する必要がある。
【０００６】
ここで、特許文献２に係る従来のプラスチック製のレンズを用いた熱カシメの具体的説明を図６〜図７に示す。図６は、プラスチックレンズの外形形状を示す断面図、図７は、レンズ保持部の外形形状を示す正面図である。
【０００７】
このレンズ鏡筒では、プラスチック製のレンズ３を、レンズ保持部２に取り付けた状態でカシメて固定する。図６に示すように、プラスチック製のレンズ３の材質は、例えば日本ゼオン株式会社のＺＥＯＮＥＸ、４８０Ｓ（商品名）を使用している。エポキシベースの熱可塑性樹脂である。
【０００８】
レンズ３の周縁には、φ１ｍｍ−０．０１ｍｍ〜−０．０３ｍｍの太さの固定突起（ボス）４、５、６が３本立っている。それに対し、レンズ保持部２には、図７に示すように、３つの支持孔すなわち基準孔８、緩合孔９、長孔１０が設けられている。
【０００９】
基準孔８は、φ１ｍｍ＋０．０１ｍｍ〜０でできており、プラスチック製のレンズ３の固定突起４とほぼ同じ大きさで、固定突起４と嵌合されることで位置決めされる。
【００１０】
緩合孔９は、φ１．２ｍｍ＋０．０３ｍｍ〜＋０．０１ｍｍでできており、プラスチック製のレンズ３の固定突起５よりも大きく形成され、固定突起５が入った状態で平面方向にガタを持つようになっている。
【００１１】
長孔１０は、（φ１ｍｍ＋０．０１５ｍｍ〜０）×１．２でできており、プラスチック製のレンズ３の固定突起６が嵌合されることでレンズ３の回転方向を位置決めする。
【００１２】
以上の３個所において固定突起４〜６と各々対応する支持孔とを嵌合した状態で固定突起４〜６をカシメ治具のピンにて熱変形させ、傘状に潰すことで、レンズ３をレンズ保持部２にカシメ固定している。
【００１３】
【特許文献１】
特開昭５８−１８７９０７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１８２０８９号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような３つの固定突起と支持孔との嵌合および熱カシメによるレンズ保持においては、基準となる固定突起と長孔に対応する固定突起とが１２０°対向した位置にあるため位置精度が出しづらいこと、および熱カシメの対象となる固定突起と孔形状とが３種類存在し、３個所とも違うためにカシメ条件が出しにくく、生産性の低下を招いている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するために成されたものである。すなわち、本発明は、第１〜第４の固定突起が周縁に設けられたプラスチック製のレンズと、レンズの固定突起と各々対応して第１〜第４の支持孔が設けられたレンズ保持部とを有するレンズ鏡筒であって、第１〜第４の固定突起のうち、第１〜第３の固定突起はレンズの外周部分に３点支持できる間隔で略等間隔に配置され、第４の固定突起は第１の固定突起とレンズの中心とを結ぶ線上に配置されており、第１の固定突起に対応する第１の支持孔は、第１の固定突起と略同じ大きさの開口から成る基準孔として設けられ、第２、第３の固定突起はほぼ同じ大きさで、第２、第３の支持孔はほぼ同じ大きさであり、また、第２、第３の固定突起に対応する第２、第３の支持孔は、第２、第３の固定突起よりも大きな開口から成る緩合孔として設けられ、第４の固定突起に対応する第４の支持孔は、第１の支持孔の方向に沿って長く設けられた長孔から成るものであり、第１〜第３の固定突起と第１〜第３の支持孔とが熱処理によって各固定突起を傘状に潰すことで固定され、第４の固定突起と第４の支持孔とが嵌合のみで係止されていると共に、レンズを型成型する際に型枠内部に樹脂を注入する入り口となるゲート部が、第４の固定突起と第１の固定突起の中心を結ぶ線上であって、第１の固定突起側のレンズのフランジ部から外側に突出するように設けられているレンズ鏡筒である。
【００１６】
このような本発明では、第１の固定突起と第４の固定突起およびこれらに対応する第１の支持孔と第４の支持孔とがレンズの中心を結ぶ直線上に対向配置されているため、これらの嵌合によってレンズを最も精度良く位置合わせできるようになる。また、第１〜第３の固定突起と第１〜第３の支持孔とがレンズの円周方向に３点支持できる間隔で配置され、このうち第２、第３の固定突起はほぼ同じ大きさであり、第２、第３の支持孔はほぼ同じ大きさであることから、これらのカシメ条件を同じにできるようになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図に基づき説明する。なお、以下に示す実施形態は、本発明を撮像装置のレンズ鏡筒（主鏡筒）内に、例えば第３レンズ群を配置するために用いられる中間鏡筒に適用したものである。
【００１８】
図１は、本実施形態に係るレンズ鏡筒を説明する一部分解斜視図、図２は、レンズの外形を説明する図で、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図、図３は、レンズ保持部の外形を説明する平面図である。
【００１９】
レンズ鏡筒１は、図示しないレンズ系の中間鏡筒を構成するため、例えばポリカーボネート樹脂製のものから成り、略円筒形をしたもので光軸方向の一方に向かって開口し他方は中央部分が開口したレンズ保持部２によって閉じられた状態となっている。このレンズ保持部２には、プラスチック製のレンズ３が固定されるようになっている。
【００２０】
本実施形態のレンズ保持部２には、４つの支持孔が設けられており、そのうち一つの基準孔８、二つの緩合孔９、１０、一つの長孔８１から構成されている。基準孔８と二つの緩合孔９、１０とは、レンズ３の円周方向に約１２０°の間隔で配置され、長孔８１は、基準孔８と１８０°対向する位置に配置されている。また、長孔８１は基準孔８の方向に沿って長く形成されている。
【００２１】
レンズ３は、図２に示すように所定形状の曲面で形成されたレンズ部３ａと、その外周部分に設けられたフランジ部３ｂと、このフランジ部３ｂから光軸方向に突出した４つの固定突起４、５、６、４１とが一体に形成されて成るものである。
【００２２】
固定突起４、５、６、４１のうち、固定突起４、５、６はフランジ部３ａの最外周に沿って約１２０°の間隔で３点支持できるよう配置され、先に説明したレンズ支持部２の基準孔８、緩合孔９、１０と各々対応するようになっている。
【００２３】
また、固定突起４１は、フランジ部３ａの最外周に沿って固定突起４と１８０°対向した位置に配置され、先に説明したレンズ支持部２の長孔８１と対応するようになっている。また、レンズ３の材質は、アクリル系の熱可塑性樹脂（例えば、日本ゼオン株式会社のＺＥＯＮＥＸ、４８０Ｓ：商品名）を使用している。レンズ部３ｂの表面には反射防止膜がコーティングされている。
【００２４】
レンズ３に設けられた固定突起４、５、６、４１の大きさは、例えばφ１．５ｍｍ−０．０１ｍｍ〜−０．０３ｍｍである。なお、レンズ３において、固定突起４の図中上側に位置しフランジ部３ａから外方に突出した部分は、レンズ３を型成形する際に型枠内部に樹脂を注入する入り口となるゲート部３ｃであり、このゲート部３ｃから型内に樹脂を充填するため、固定突起４、５、６、４１の形状および位置は自由に設定することが可能である。
【００２５】
図３に示すように、レンズ保持部２の中央部分にはレンズ３の取り付け孔７が形成されるとともに、この取り付け孔７の周縁部には、レンズ保持部２を光軸方向に貫通したレンズ３の固定突起４、５、６、４１と嵌合するための支持孔である基準孔８、緩合孔９、１０および長孔８１が設けられている。
【００２６】
このうち、基準孔８と緩合孔９、１０とはそれぞれ円周方向に約１２０°ずつの間隔で配置され、長孔８１は基準孔８に対して円周方向に約１８０°で対向した位置に配置されている。また、長孔８１は基準孔８の方向に沿って長く形成されている。
【００２７】
基準孔８は、レンズ３を取り付ける際の位置決めのための基準となる支持孔であり、固定突起４とほぼ同じ大きさの直径（例えば、φ１．５ｍｍ＋０．０２５ｍｍ〜＋０．００５ｍｍ）を有する円形の孔である。図４（ａ）は、基準孔８と固定突起４との関係を示す平面図である。
【００２８】
また、２つの緩合孔９、１０は、固定突起５、６の直径よりも大きな直径（例えば、φ１．６ｍｍ±０．０２ｍｍ）を有する円形の孔である。図４（ｂ）は、緩合孔９と固定突起５との関係を示す平面図である。
【００２９】
また、長孔８１は、基準孔８の中心を通る図中一点鎖線で示す方向に沿って長く設けられた孔で、例えば、（φ１．５ｍｍ＋０．０２５ｍｍ〜＋０．００５ｍｍ）×１．２で設けられている。また、長孔８１の短手方向の径は固定突起４１の直径とほぼ同じ（例えば、φ１．５ｍｍ＋０．０２５ｍｍ〜＋０．００５ｍｍ）になっている。図４（ｃ）は、長孔８１と固定突起４１との関係を示す平面図である。
【００３０】
また、上記基準孔８、緩合孔９、１０の開口縁には、より大きく円形に設けられた凹部が形成され、段差１１を構成している。これは、後述する固定突起をカシメる際に傘状となった部分が突出しないようにするためである。
【００３１】
このようなレンズ保持部２にレンズ３を固定するには、先ず、固定突起４と基準孔８との位置を合わせ、固定突起５、６と緩合孔９、１０との位置および固定突起４１と長孔８１との位置も概略的に合わせて、各固定突起をそれぞれ支持孔に挿入する。これにより、レンズ３はレンズ鏡筒１のレンズ保持部２に仮固定される。このとき、固定突起４、５、６および４１の先端は、基準孔８、緩合孔９、１０および長孔８１から外部に突出した状態となる。
【００３２】
また、この仮固定では、基準孔８と固定突起４との嵌合位置を基準としてレンズ３が配置され、また長孔８１と固定突起４１との嵌合によってレンズ３の回転方向（基準孔８と固定突起４との嵌合位置を中心とした回転方向）の位置が決まる状態となる。この際、レンズ３の成型時のバラツキがあっても長孔８１によって吸収され、レンズ３に無理な力を加えることなく配置できる。
【００３３】
しかも、基準孔８および固定突起４の位置に対して長孔８１および固定突起４１の位置がレンズ円周に沿って約１８０°対向して配置されているため、レンズ３の角度を規制する際の精度を最も高めることができる。
【００３４】
次いで、固定突起４、５、６の先端を適宜な方法、例えば、熱や超音波によってカシメると、固定突起４、５、６の先端が傘状に潰されてレンズ保持部２とガタ付きなく固定できるようになる。
【００３５】
図５は、固定突起がカシメられた状態を示す断面図で、（ａ）は基準孔部分、（ｂ）は緩合孔部分である。このカシメによって、固定突起４、５及び６の先端部分は略傘状に潰れて変形して凹部１１内で傘状部４ａ、５ａ及び６ａを構成し、これによってレンズ３は抜け止めがなされ、レンズ保持部２に完全に固定される。
【００３６】
本実施形態では、基準孔８と固定突起４および２つの緩合孔９、１０と固定突起５、６の３箇所のみでカシメを行って、３点支持によるレンズ３の固定を行う。つまり、長孔８１と固定突起４１とは嵌合のみで長孔方向への自由度を持ったまま回転方向の位置を規制する。
【００３７】
さらに、本実施形態では、カシメを行う基準孔８と固定突起４および２つの緩合孔９、１０と固定突起５、６の３箇所において、２つの緩合孔９、１０と固定突起５、６とは各々同じ大きさからなるため、カシメの条件（例えば、温度、時間、加圧力）を同じにすることができる。
【００３８】
しかも、基準孔８および固定突起４の大きさが、緩合孔９、１０および固定突起５、６の大きさとほぼ近いため、基準孔８に対する固定突起４のカシメ条件も緩合孔９、１０に対する固定突起５、６のカシメ条件と同じにすることができる。したがって、３箇所のカシメを同じ条件で行うことができ、一括処理を行っても確実なカシメ固定を実現できるようになる。
【００３９】
なお、上記説明した実施形態における固定突起や支持孔の大きさは一例であり、これに限定されるものではない。また、本実施形態で説明した固定突起や支持孔の位置や個数も上記の説明に限定されるものではなく、少なくとも基準孔８、２つの緩合孔９、１０および長孔８１とこれに対応する固定突起４、５、６および４１を備えるものであれば、これ以外の支持孔および固定突起を備えていても実現可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば次のような効果がある。すなわち、ガラス製のレンズからプラスチック製のレンズにすることの効果、つまり軽量化およびコストダウンを図ることができるとともに、レンズの位置決め精度を向上できるようになる。また、カシメによる固定であっても各支持孔に対する各固定突起のカシメ条件を同じにすることが可能となり、全ての固定突起を一括でカシメても確実なレンズ固定を行うことが可能となる。これにより、製造工程にてバラツキなく安定して生産性良く製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るレンズ鏡筒を説明する一部分解斜視図である。
【図２】レンズの外形を説明する図である。
【図３】レンズ保持部の外形を説明する平面図である。
【図４】各支持孔と各固定突起との関係を示す平面図である。
【図５】固定突起がカシメられた状態を示す断面図である。
【図６】従来のプラスチックレンズの外形形状を示す断面図である。
【図７】従来のレンズ保持部の外形形状を示す正面図である。
【符号の説明】
１…レンズ鏡筒、２…レンズ保持部、３…レンズ、４…固定突起、５…固定突起、６…固定突起、８…基準孔、９…緩合孔、１０…緩合孔、４１…固定突起、８１…長孔

Claims (2)

1. 第１〜第４の固定突起が周縁に設けられたプラスチック製のレンズと、前記レンズの固定突起と各々対応して第１〜第４の支持孔が設けられたレンズ保持部とを有するレンズ鏡筒であって、
   前記第１〜第４の固定突起のうち、第１〜第３の固定突起は前記レンズの外周部分に３点支持できる間隔で略等間隔に配置され、第４の固定突起は前記第１の固定突起と前記レンズの中心とを結ぶ線上に配置されており、
   前記第１の固定突起に対応する第１の支持孔は、前記第１の固定突起と略同じ大きさの開口から成る基準孔として設けられ、
   前記第２、第３の固定突起はほぼ同じ大きさで、前記第２、第３の支持孔はほぼ同じ大きさであり、また、前記第２、第３の固定突起に対応する第２、第３の支持孔は、前記第２、第３の固定突起よりも大きな開口から成る緩合孔として設けられ、
   前記第４の固定突起に対応する第４の支持孔は、前記第１の支持孔の方向に沿って長く設けられた長孔から成るレンズ鏡筒において、
   前記第１〜第３の固定突起と前記第１〜第３の支持孔とは熱処理によって各固定突起を傘状に潰すことで固定され、前記第４の固定突起と前記第４の支持孔とは嵌合のみで係止されていると共に、
   前記レンズを型成型する際に型枠内部に樹脂を注入する入り口となるゲート部は、前記第４の固定突起と前記第１の固定突起の中心を結ぶ線上であって、前記第１の固定突起側の前記レンズのフランジ部から外側に突出するように設けられている
   ことを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 請求項１記載のレンズ鏡筒を備えている
   ことを特徴とする撮像装置。

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