JP4502581B2

JP4502581B2 - レンズ系光学装置

Info

Publication number: JP4502581B2
Application number: JP2003005170A
Authority: JP
Inventors: 昭宏村松; 泰久北岡
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2003-01-14
Filing date: 2003-01-14
Publication date: 2010-07-14
Anticipated expiration: 2023-01-14
Also published as: JP2004219594A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はレンズ系光学装置に関し、特に、プラスチックレンズと光量減衰手段とを有するビデオカメラやデジタルスチルカメラ等に好適な、小型かつ低コストで高性能なレンズ系光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの光学系においては、低コスト化を図るために、レンズの材料としてプラスチック材料がよく用いられている。一方、撮像素子は高画素タイプが主流となり、これに対応する光学系として、尚一層の高解像力を有する小型のズームレンズの開発が強く要望されている。
【０００３】
このようなレンズ系光学装置として、例えば、特許文献１、特許文献２に記載されているようなものがあった。特許文献１によると、１０枚構成の内の５枚をプラスチックレンズで構成したものでありながら、２０倍と高いズーム比が達成されている。また、特許文献２によると、１〜２枚のプラスチックレンズを用いて３倍程度のズーム比を持ち、高い結像性能を有した光学系が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３０５０１４号公報（第６〜１３頁、第１図）
【０００５】
【特許文献２】
特開２００１−２８１５４７号公報（第４〜１３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラスチックレンズはコスト面では安価でメリットがある反面、射出成形によって形成される為、金型内へ樹脂を供給するためのゲートの部分は成形応力による光学歪が発生し、光学性能の劣化の原因となっていた。また、プラスチックは耐熱温度が低い為、特にゲートの近傍はその他の部分に比べ高温で放置されることから応力歪にもとづき形状精度が著しく劣化し、光学性能をさらに劣化させるという問題点があった。
【０００７】
このゲート付近の応力歪による悪影響を改善する為に、レンズ外径をレンズ有効径より十分大きくするという手法も考えられるが、最近の小型化の要望により、レンズ外径を大きくすることは好ましくない。
【０００８】
本発明は、従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、ビデオカメラやデジタルスチルカメラに好適な、小型かつ低コストで高性能なプラスチックレンズを有するレンズ系光学装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明のレンズ系光学装置は、射出成形時のゲートの位置にゲート部を有したプラスチックレンズと、このプラスチックレンズの光量を調節する開閉自在な絞りと、この絞りと連動し、前記プラスチックレンズの光量を減衰するように構成された光量減衰手段を有し、この光量減衰手段は、前記絞りが全開の位置において、前記プラスチックレンズのゲート部を覆うように構成されたものである。
【００１０】
これによれば、プラスチックレンズにおけるゲート部の位置の方向と光量減衰手段の移動経路の方向とを一致させることにより、形状精度の良くないゲート部の近傍を透過する光量を減衰させることができて、プラスチックレンズを用いても光学性能が良好なレンズ系光学装置を実現することが可能となる。
【００１１】
また本発明は、前記絞りは開閉動作式の絞り羽根とするものである。
【００１２】
これによれば、絞り羽根による絞り動作に対応して光量減衰手段を移動させることができて、プラスチックレンズにおけるゲート部の位置から光量を減衰させることができる。
【００１３】
また本発明は、プラスチックレンズを保持する鏡筒を有し、この鏡筒は、プラスチックレンズの周方向位置を規制することで、ゲート部を光量減衰手段に対応した周方向位置に位置決めさせるように構成されているものである。
【００１４】
これによれば、プラスチックレンズにおけるゲート部の位置の方向と光量減衰手段の移動経路の方向とを容易に一致させることができる。
また本発明は、プラスチックレンズを含む光学系を有し、この光学系は、物体側から像面側に向かって順に、正の屈折力を有しかつ固定構造とされた第１レンズ群と、光軸上を可動であることにより倍率を変倍する機能を備えかつ負の屈折力を有した第２レンズ群と、正の屈折力を有しかつ固定構造とされた第３レンズ群と、光軸上を可動であることにより変倍または物体距離の変化に伴う像面の変動を補正する機能を備えかつ正の屈折力を有した第４レンズ群とを備え、前記第３レンズ群の内の少なくとも１枚のレンズが前記プラスチックレンズであり、絞りは第３レンズ群における物体側もしくは像面側あるいは第３レンズ群内に配置されているようにしたものである。
【００１５】
これによれば、プラスチックレンズのゲート部付近の光学歪の影響を極力小さく抑えることができ、高性能レンズを実現できる。
また本発明は、鏡筒におけるプラスチックレンズの周方向位置の規制のために、凸または凹あるいはＤカット形状による前記鏡筒とプラスチックレンズとの嵌合構造を有するものである。
【００１６】
これによれば、プラスチックレンズの移動部と鏡筒すなわち光量減衰手段との相対的な位置関係を設定することが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図１〜図５を用いて具体的に説明する。
【００１８】
図１に、本発明の実施の形態に係る光学系の構成を示す。具体的には、光軸１３の方向をＸ軸として、プラスチックレンズ１０と絞りユニット３０とが、Ｘ軸の方向に距離をおいて配置されている。プラスチックレンズ１０は、ゲート部１２と、このゲート部１２を判別するための手段としての凸形状部（あるいはＤカット部）１１とを有する。絞りユニット３０は、一対の絞り羽根３３、３４と、絞り羽根開閉用のモータ３１と、一方の絞り羽根３３に取り付けられた光量減衰手段（いわゆるＮＤフィルター）３２とを有する。
【００１９】
詳細には、絞りユニット３０は、絞り羽根開閉用モータ３１により絞り羽根３３、３４をＸ軸に垂直なＹ軸方向（図１における上下方向）で上下にスライドさせることにより絞りを開閉し、レンズ系全体の光量を調節する。図のものでは台形状に形成されているＮＤフィルター３２は、Ｖ字形の絞り羽根３３に固定されており、絞り羽根３３と一緒に動く構成になっている。なお、図１において、Ｚ軸は、Ｘ軸およびＹ軸と垂直な方向の軸であり、図１においては左右方向となっている。図１は絞り羽根３３、３４が２枚の場合であるが、これが３枚以上あるいは絞りの羽根とＮＤフィルターが別駆動になったとしても、絞り羽根３３、３４の開閉動作と連動してＮＤフィルター３２が光量を減衰させるような構成となる。
【００２０】
そして、この絞りの開口部と同じ光軸（Ｘ軸）上にプラスチックレンズ１０が配置されるわけであるが、本発明においては、ゲート部１２の位置（Ｙ軸上）とＮＤフィルター３２の位置（Ｙ軸上）を合致させることを特徴としている。
【００２１】
すなわち、上述のようなゲート部１２の付近の応力歪にもとづく悪影響を改善する為に、本発明においては、プラスチックレンズ１０におけるゲート部１２と、図１では図示を省略した鏡筒との相対位置関係を一定方向（画面の短辺方向が望ましい）に設定し、そのゲート部１２の存在する方向とＮＤフィルター３２（透過率１０〜１５％が一般的）の突出移動方向とを一致させている。これにより、たとえばＮＤフィルター３２の透過率が１０％の場合には、形状精度の良くないゲート部１２の近傍を透過する光量を１／１０に減衰させることにより、プラスチックレンズ１０を用いても光学性能が良好なレンズ系を実現することが可能となる。
【００２２】
図１のものでは、ゲート部１２の存在する方向を判別する手段としての凸形状部１１により、このゲート部１２を一定方向に設定する。
図１の光学系の具体的な実施例としての光線経路を表した構成断面図を、図２に示す。図２（ａ）において、１は正の屈折力を有した第１レンズ群であり、２は負の屈折力を有した第２レンズ群であり、３は正の屈折力を有した第３レンズ群であり、４は正の屈折力を有した第４レンズ群であり、Ｓは絞りユニット３０にて構成される絞りであり、ＥＧは撮像素子のカバー硝子とローパスフィルター等の等価硝子である。第１レンズ群１と第３レンズ群３とは、固定構造である。第２レンズ群２は、光軸１３上をＸ軸の方向に移動可能とされることで、倍率を変倍する機能を有する。第４レンズ群４は、同様に光軸１３上をＸ軸の方向に移動可能とされることで、変倍または物体距離の変化に伴う像面の変動を補正する機能を有する。
【００２３】
上述のように、プラスチックレンズ１０のゲート部１２の位置とＮＤフィルター３２の突出移動方向とを一致させることにより、図２（ｂ）に示すようにゲート部１２の近傍を通過する光束をＮＤフィルター３２により減衰させることで（斜線部）、良好な光学性能を実現できる。
【００２４】
図３〜５は、プラスチックレンズ１０のゲート部１２と鏡筒との相対位置関係を一定方向に設定するための、プラスチックレンズ１０と、このプラスチックレンズ１０を保持するための鏡筒２０との構成を示す。１０はプラスチックレンズであり、１１はゲート位置を設定するための凸形状部（図３、図５）あるいはＤカット部（図４）である。
【００２５】
凸形状部あるいはＤカット部１１をこれに対応した鏡筒２０の嵌合部２１で嵌合させることにより、ゲート部１２を一定方向（たとえば図１におけるＹ方向）に設定することができる。凸形状部あるいはＤカット部１１とゲート部１２とは、図３および図４に示すように同じ位置に配置しても構わないし、図５に示すように別々の位置に配置しても構わない。
【００２６】
以上に説明した実施の形態は、いずれもあくまでも本発明の技術的内容を明らかにする意図のものであって、本発明はこのような具体例にのみ限定して解釈されるものではく、その発明の精神と請求の範囲の記載内でいろいろと変更して実施することができ、本発明を広義に解釈するべきである。例えば、プラスチックレンズ１０と鏡筒１２との嵌合部は、プラスチックレンズ１０の方向が定まるものであれば、どのような形態でも良い。また、レンズ１０の外周部に鍔形状部を設けてその鍔形状部に勘合形状を設けても良い。また、鏡筒２０を主鏡筒とレンズ押さえ鏡筒とに分割して、プラスチックレンズ１０とレンズ押さえ鏡筒との勘合部の方向を定めるとともに、さらにレンズ押さえ鏡筒と主鏡筒との嵌合部の方向を定めても良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、プラスチックレンズにおける射出成形時のゲートの位置に対応したゲート部の近傍に応力歪があっても、これに起因する結像性能の悪化を防ぎ、高い光学性能を維持することができるプラスチックレンズを有するレンズ系光学装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態のレンズ系光学装置の要部の概略構成を示す斜視図
【図２】図１に示す部分を含んだレンズ系光学装置における光線経路を示す断面図
【図３】プラスチックレンズと保持鏡筒との位置関係の一例を示す図
【図４】プラスチックレンズと保持鏡筒との位置関係の他の例を示す図
【図５】プラスチックレンズと保持鏡筒との位置関係のさらに他の例を示す図
【符号の説明】
１０プラスチックレンズ
１１凸形状部
１２ゲート部
３０絞りユニット
３２光量減衰手段
３３絞り羽根

Claims

射出成形時のゲートの位置にゲート部を有したプラスチックレンズと、このプラスチックレンズの光量を調節する開閉自在な絞りと、この絞りと連動し、前記プラスチックレンズの光量を減衰するように構成された光量減衰手段を有し、この光量減衰手段は、前記絞りが全開の位置において、前記プラスチックレンズのゲート部を覆うように構成されたレンズ系光学装置。
前記絞りは開閉動作式の絞り羽根とする請求項１記載のレンズ系光学装置。
プラスチックレンズを保持する鏡筒を有し、この鏡筒は、プラスチックレンズの周方向位置を規制することで、ゲート部を光量減衰手段に対応した周方向位置に位置決めさせるように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載のレンズ系光学装置。
プラスチックレンズを含む光学系を有し、この光学系は、物体側から像面側に向かって順に、正の屈折力を有しかつ固定構造とされた第１レンズ群と、光軸上を可動であることにより倍率を変倍する機能を備えかつ負の屈折力を有した第２レンズ群と、正の屈折力を有しかつ固定構造とされた第３レンズ群と、光軸上を可動であることにより変倍または物体距離の変化に伴う像面の変動を補正する機能を備えかつ正の屈折力を有した第４レンズ群とを備え、前記第３レンズ群の内の少なくとも１枚のレンズが前記プラスチックレンズであり、絞りは第３レンズ群における物体側もしくは像面側あるいは第３レンズ群内に配置されていることを特徴とする請求項２または３記載のレンズ系光学装置。
鏡筒におけるプラスチックレンズの周方向位置の規制のために、凸または凹あるいはＤカット形状による前記鏡筒とプラスチックレンズとの嵌合構造を有することを特徴とする請求項３または４記載のレンズ系光学装置。