JP4347655B2 - レンズアレイ及びレンズ部品 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ部品、あるいは、このレンズ部品を得るためのレンズアレイに関する。

複数のレンズの集合体であるレンズアレイを切断してレンズ部品を製造する技術に関する従来技術として、特許文献１には、複数個の結節部とこれらの結節部を連結保持する連結部よりなる網状金属薄板の結節部に溶融硝材を投入してプレス加工して得られた連結被加工物の連結部を切断して個別のガラス素材部品を得る技術が開示されている。
特開２００１−１７２０２８号公報

レンズを使用する場合、レンズの位置決め、すなわちそのレンズを適正な位置に正確に配置してその位置を保持することは極めて重要であるが、この位置決めは決して容易なものではなかった。
本発明が解決しようとする課題は、上述した問題を鑑み、位置決めを容易に行うことのできる構造を有するレンズ部品を得ることである。また、このようなレンズ部品を、大量且つ容易に得ることができるレンズアレイを得ることである。

本発明の態様のひとつである、貼り合わせレンズ用のレンズアレイは、複数のレンズ配置部と、前記複数のレンズ配置部の各々に設けられたレンズと、前記複数のレンズ配置部の各々の間に設けられた連接部材と、を備え、前記連接部材の断面形状は、円の一部である、というものである。
また、本発明の別の態様のひとつである、貼り合わせレンズ用のレンズ部品は、レンズと、前記レンズを保持するレンズ配置部と、前記レンズ配置部の外周部に設けられた突起部と、を備え、前記突起部は、前記レンズ配置部の中心から周辺に向かう方向に設けられており、前記突起部の断面形状は、円の一部である、というものである。

以上のように、本発明によれば、位置決めを容易に行うことのできる構造を有するレンズ部品が得られるという効果を奏する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、本発明に係るレンズアレイの製造方法について図１を参照しながら説明する。
図１（ａ）において、板状の金属材料若しくはセラミック材料であるプレート１は複数のレンズ配置部２が連接部材３によって連接されることによって網目形状を呈するように形成されており、レンズ配置部２にはプレート１を貫通している円形の穴４が設けられている。

図１（ｂ）に示すように、成形型Ａ５の転写面Ａ６にはこのプレート１が嵌まる凹部が形成されており、まずプレート１がその凹部に嵌め込まれる。なお、プレート１をこの凹部に嵌め込んだときにおけるプレート１の穴４の位置に対応する該凹部の位置にはレンズ転写部Ａ７が設けられている。

次に、成形型Ａ５に嵌め込まれたプレート１の穴４の各々に被成形材８が配置される。被成形材８は光透過性を有している例えばガラス材やプラスチック材などであり、例えば加熱することによって軟化させることのできるものである。
ここで被成形材８を軟化させ、プレート１が嵌め込まれた状態の成形型Ａ５の転写面Ａ６と成形型Ｂ９の転写面Ｂ１０とで被成形材８を挟み込み、成形型Ａ５と成形型Ｂ９とで被成形体８とプレート１とを押圧しながら被成形体８を硬化させる。なお、成形型Ｂ９の転写面Ｂ１０における被成形材８の押圧部分にはレンズ転写部Ｂ１１が設けられている。

被成形材８が硬化すると、図１（ｃ）に示すように、被成形材８がプレート１のレンズ配置部２に接合すると共にレンズ転写部Ａ７とレンズ転写部Ｂ１１とによってレンズ１２を形成し、レンズアレイ１３が得られる。
なお、金属材料若しくはセラミック材料であるプレート１の表面や穴４の内周面が光沢を有していると、その光沢が反射面となることによってゴーストやフレアの生じる不都合が発生してしまうことがあるので、プレート１の表面にコーティング材を塗布して光沢を減少させておくことが望ましい。ここで、プレート１の厚みが薄い場合にはコーティング材が穴４の内周面に回り込まないことがあるので、プレート１の表面や穴４の内周面を変色あるいは粗面とするためにプレート１を予め酸化させておいてもよい。なお、前述したレンズアレイ１３の製造方法において、被成形材８を軟化させるために加熱するときの温度（成形温度）を十分高くする若しくはこの加熱の時間を十分長くすることができるのであれば、この加熱によってプレート１が酸化するので、プレート１を予め酸化させる工程を省くことができる。

以上のようにしてレンズアレイ１３は製造される。
次に、このレンズアレイ１３におけるプレート１の連接部材３を図２（ａ）に示す破線の位置で切断する。この結果、図２（ｂ）に示すような、突起１４を有するレンズ部品１５が得られる。このように、突起１４がレンズ部品１５の外部に残されるようにレンズアレイ１３を切断するので、連接部材３をプレート１のレンズ配置部２から突起１４を残すことなく切り落とす場合に比べて切断の回数を減らすことができる。

このようにして製造されたレンズ部品１５の使用例について図３を参照しながら説明する。なお、この使用例はレンズ部品１５をズームレンズに使用するというものである。
図３（ａ）において、３個のレンズ部品１５は図２に示したもののうち対向している一対の突起１４を残してその他の突起１４を取り除いたものである。

レンズ部品１５の各々が有しているレンズ１２の光軸が一致するように３個のレンズ部品１５を接着し、図３（ｂ）に示すような貼り合わせレンズ１６を構成する。
図３（ｃ）に示すように、貼り合わせレンズ１６がズームレンズ１７に使用される場合、ズームレンズ１７の鏡筒１８に対して加えられる回転力によって貼り合わせレンズ１６をズームレンズ１７内で直線運動させる一方でこの回転力が加えられていないときには貼り合わせレンズ１６のズームレンズ１７内での位置を保持させるためのカム機構がズームレンズ１７に設けられる。貼り合わせレンズ１６におけるこの突起１４は、このカム機構における、ズームレンズ１７の鏡筒１８に設けられた円筒溝カム１９と接触するカムフォロア２０として使用することができる。

なお、円筒溝カム１９に案内させるカムフォロア２０の断面形状は円状であることが望ましいので、レンズ部品１５を接着して貼り合わせレンズ１６を形成したときにその突起１４の部分を研削して断面形状を円状とする工程を追加してもよい。
なお、図４に示すように、プレート１の連接部材３の部分にプレート１を貫通している穴２１を予め設けておくようにし、レンズアレイ１３を切断するときには、図２（ａ）に示す破線で示すように、連接部材３における穴２１の設けられている部分がレンズ部品１５に残される位置で切断するようにしてレンズ部品１５を得るようにしてもよい。

このようにして製造されたレンズ部品１５の使用例について図５を参照しながら説明する。なお、この使用例は、レンズ部品１５を貼り合わせて組み合わせレンズとして使用するというものである。
図５（ａ）において、レンズ部品１５は図４に示したようにして得られたもののうち対向している一対の突起１４を残してその他の突起１４を取り除いたものである。

このレンズ部品１５を４個貼り合わせ、図５（ｂ）に示すような組み合わせレンズ２２を構成する。このレンズ部品１５の貼り合わせにおいてレンズ部品１５に残されている突起１４に形成されている穴２１に位置決め棒２３を通すようにすることにより、各レンズ部品１５の有するレンズ１２の光軸を一致させることができる。従って、この場合における穴２１はレンズ部品１５の貼り合わせの位置を決定する構造ということができる。

なお、図４に示したプレート１の連接部材３の部分の穴２１の形状を円形としたために、図５（ａ）に示すように突起１４をレンズ部品１５に２つ残し、図５（ｂ）に示すように２本の位置決め棒２３を使用してレンズ部品１５の貼り合わせのための位置決めを行っていたが、穴２１に位置決め棒２３を通した状態でレンズ部品１５が位置決め棒２３を中心として回転することのないような形状の穴２１を連接部材３の部分に設けるようにしてもよい。例えば図５（ｃ）に示すように、穴２１の形状を角型とし、位置決め棒２３を角棒とすることにより、突起１４をレンズ部品１５に１つだけ残し、１本の位置決め棒２３のみを使用してレンズ部品１５の貼り合わせのための位置決めを行うこともできる。

次に、図６に示す本発明の別の実施形態であるレンズ部品について説明する。本実施形態のレンズ部品は、結果として図２（ｂ）に示すレンズ部品１５に類似している。但し、本実施形態のレンズ部品は、レンズアレイを切断して得られたものではなく、１つのレンズと１つの保持部材とを準備し、これらからレンズ部品を製造したものである。

図６において、レンズ部品２４はレンズ２５、レンズ配置部２６、及び突起部２７から成っている。レンズ配置部２６はその中央に開口部を有しており、この開口部でレンズ２５を保持している。ここで、レンズ２５は、前述した実施形態におけるものと同様の手法により成形される。すなわち、軟化させた被成形材を開口部に配置し、２つの成形型で上下から挟み込むことによってレンズ面を形成する。なお、本実施形態においては、成形型により形成された転写面は１つである。

このレンズ部品では突起部２７を４つ有しており、いずれも、レンズ２５の中心から周辺へ向かって形成されている。突起部２７は図２（ｂ）と同一の正面形状を呈しており、その各々には穴２８が設けられている。この穴２８は、別のレンズ部品との貼り合わせの際における両者の位置合わせのために利用される。

次に、図７に示す本発明の更なる別の実施形態であるレンズ部品について説明する。本実施形態も、図６に示したものと同様、１つのレンズと１つの保持部材とを準備し、これらからレンズ部品を製造したものである。
図７において、レンズ部品２９Ａはレンズ３０、レンズ配置部３１、及び突起部３２Ａから成っている。レンズ部品２９Ａには突起部３２Ａを２つ有しており、これらはレンズ３０を挟んで対向する位置に設けられている。

ここで、突起部３２Ａの断面は基準形状の一部、図７に示す実施形態においては円の一部の形状を呈している。また、レンズ部品２９Ｂの突起部３２Ｂの断面も円の一部の形状を呈しており、更に、レンズ部品２９Ｃの突起部３２Ｃの断面も円の一部の形状を呈している。つまり、突起部３２Ａ、突起部３２Ｂ、及び突起部３２Ｃを一体にしたときの断面形状は、図８に示すように、円となる。

突起部３２Ａ、突起部３２Ｂ、及び突起部３２Ｃをそれぞれこのように形成することにより、レンズ部品２９Ａ、レンズ部品２９Ｂ、及びレンズ部品２９Ｃを一体化したときの突起部を、断面が円形のカムフォロアとして直ちに使用することができるようになる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良・変更が可能である。

例えば、上述した実施形態では、プレート１から４個のレンズ部品１５が得られるが、プレート１に設けられているレンズ配置部２の数を更に増やしてより大量のレンズ部品１５を１枚のプレート１から得られるようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、プレート１を切断したときには連接部材３が突起１４としてレンズ部品１５の外部に残るようにするために、複数のレンズ配置部２が連接部材３によって連接されることによって網目形状を呈するように形成されているプレート１を使用していたが、連接部材３に設けられた穴２１を利用してレンズ部品１５の位置決めを行う場合には切断後にレンズ部品１５に残される連接部材３は必ずしも突起形状でなくてもよいので、プレート１は必ずしも網目形状を呈するものでなくてもよい。

また、上述した実施形態においては、元々は連接部材３であった突起１４に形成されている穴２１がレンズ部品１５の位置決め構造として用いられていたが、位置決め構造としては穴に限定されるものではなく、例えば、位置決め用の角棒に掛止させて位置決めを行う爪状構造、位置決めを視覚的に行うためのマーク（目印）とする突起や溝、嵌め合わせの可能な凹凸形状など、様々な構造が位置決め構造として利用可能である。

本発明に係るレンズアレイの製造方法を説明する図である。 レンズ部品の製造方法を説明する図（その１）である。 本発明に係るレンズ部品のズームレンズでの使用例を説明する図である。 レンズ部品の製造方法を説明する図（その２）である。 連接部材の穴を位置決めに使用する場合の使用例を説明する図である。 レンズ部品の第二の例を示す図である。 レンズ部品の第三の例を示す図である。 図７に示すレンズ部品を一体化したときの突起部の構造を示す図である。

符号の説明

１ プレート
２ レンズ配置部
３ 連接部材
４ 穴
５ 成形型Ａ
６ 転写面Ａ
７ レンズ転写部Ａ
８ 被成形材
９ 成形型Ｂ
１０ 転写面Ｂ
１１ レンズ転写部Ｂ
１２、２５、３０ レンズ
１３ レンズアレイ
１４ 突起
１５、２４、２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ レンズ部品
１６ 貼り合わせレンズ
１７ ズームレンズ
１８ 鏡筒
１９ 円筒溝カム
２０ カムフォロア
２１、２８ 穴
２２ 組み合わせレンズ
２３ 位置決め棒
２６、３１ レンズ配置部
２７、３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ 突起部

Claims (2)

1. 複数のレンズ配置部と、
   前記複数のレンズ配置部の各々に設けられたレンズと、
   前記複数のレンズ配置部の各々の間に設けられた連接部材と、
   を備え、
   前記連接部材の断面形状は、円の一部である、貼り合わせレンズ用のレンズアレイ。
2. レンズと、
   前記レンズを保持するレンズ配置部と、
   前記レンズ配置部の外周部に設けられた突起部と、
   を備え、
   前記突起部は、前記レンズ配置部の中心から周辺に向かう方向に設けられており、
   前記突起部の断面形状は、円の一部である、貼り合わせレンズ用のレンズ部品。

Images