JP5874007B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本開示は、プラスチックレンズ及びレンズ鏡筒に関する。

例えばズームレンズ系、単焦点レンズ系等の、複数のレンズで構成される撮像光学系に光線が入射した際には、入射光の一部がレンズの外周縁部の内面で反射してしまう。そのため、不要光である反射光が撮影用開口部の範囲内に入射することがある。このような不要光が結像面に到達すると、例えばフレア、ゴースト等のノイズが発生し、画像特性が低下する。

そこで、このようなフレア、ゴースト等のノイズの原因となる不要光の発生を抑制するために、従来より、その外周縁部に黒色塗装を施したレンズが各種提案されている。

特許文献１は、外周部の端面である切断面全面に、有害光線に対する反射防止手段として黒色の完消し塗装を施したレンズを開示している。

特許文献２は、フランジ部においてテーパーが形成された外周部の一部に、黒色塗料配合の接着剤が塗布された撮像モジュール用結像レンズを開示している。

特許文献３は、環状部分全面に黒色塗料が塗布された反射対物レンズを開示している。

特許文献４は、側面にテーパーが形成されており、該テーパーが形成された入射面側の各粗面全面が黒塗りされたレンズを開示している。

さらに、前記撮像光学系を構成するレンズとして、軽量で比較的安価なプラスチックレンズが普及してきている。このようなプラスチックレンズの場合も同様に、フレア、ゴースト等のノイズの原因となる不要光の発生を抑制しなければならない。

ここで、硝材からなるレンズの場合、黒色を付与するための塗料は通常、その粘性が低く、対象面への塗布が比較的容易である。したがって、塗布範囲の過不足、塗膜の厚みの不均一といった塗りムラが生じ難く、偏心誤差はそれほど増大せず、レンズ径の寸法精度もそれほど低下しない。

しかしながら、プラスチックレンズの場合、黒色を付与するための塗料は通常、その粘性が高く、特に塗膜が必要以上に厚くなり易く、塗りムラが生じてしまう。したがって、偏心誤差の増大を抑制し、レンズ径の寸法精度を維持するためには、塗布対象面は、レンズ側面部の一部としなければならない。また、テーパーが形成されたレンズ側面部の一部に粘性の高い塗料を塗布すると、塗膜の厚みが不均一になるだけでなく、塗布範囲が大きくなり過ぎる。したがって、偏心誤差の増大を抑制することやレンズ径の寸法精度を維持することが非常に困難である。

特開平１１−３３７７０７号公報 特開２００８−１２９１３３号公報 特公昭６１−０４３６８８号公報 特開平１１−３２６６０４号公報

本開示は、偏心誤差が少なく光学性能に優れ、優れたレンズ径の寸法精度が維持されているだけでなく、フレア、ゴースト等のノイズの発生を抑制することができるプラスチックレンズを提供する。また本開示は、該プラスチックレンズを備えたレンズ鏡筒を提供する。

本開示におけるプラスチックレンズは、
レンズ光軸に対して略平行に形成された第１の外周コバ面を有する第１のコバ部と、
前記第１の外周コバ面に対して段差を有して形成された第２の外周コバ面を有する第２のコバ部と
を備え、
前記第１の外周コバ面に、光の内面反射を抑制する黒色塗料が塗布されておらず、
前記第２の外周コバ面の少なくとも一部に、光の内面反射を抑制する黒色塗料が塗布されており、
射出成形にて成形されてなり、前記第２の外周コバ面に、該射出成形の際にゲート部からレンズ材料を射出注入した後、該ゲート部内で該レンズ材料が固化して生じたゲート跡を有する
ことを特徴とする。

本開示におけるレンズ鏡筒は、
プラスチックレンズと、
少なくとも前記プラスチックレンズを保持する保持部と
を備え、
前記プラスチックレンズは、
レンズ光軸に対して略平行に形成された第１の外周コバ面を有する第１のコバ部と、
前記第１の外周コバ面に対して段差を有して形成された第２の外周コバ面を有する第２のコバ部と
を備え、
前記第１の外周コバ面に、光の内面反射を抑制する黒色塗料が塗布されておらず、
前記第２の外周コバ面の少なくとも一部に、光の内面反射を抑制する黒色塗料が塗布されており、
前記プラスチックレンズは、前記第１のコバ部で前記保持部にて保持されている
ことを特徴とする。

本開示におけるプラスチックレンズは、偏心誤差が少なく光学性能に優れ、優れたレンズ径の寸法精度が維持されているだけでなく、フレア、ゴースト等のノイズの発生を抑制することができる。

実施の形態１に係るプラスチックレンズの光軸に平行方向の概略断面図 図１に示すプラスチックレンズにおけるＢ部の概略拡大図 図１に示すプラスチックレンズにおけるＢ部の概略拡大図 図１に示すプラスチックレンズにおけるＢ部の概略拡大図 図１に示すプラスチックレンズを保持したレンズ鏡筒の部分概略断面図

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。

なお、発明者らは、当業者が本開示を充分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るプラスチックレンズの光軸に平行方向の概略断面図である。

本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１は、凹メニスカスレンズである。図１において、プラスチックレンズ１は、凹面側の第１のコバ部２と、凸面側の第２のコバ部３とを備える。該第１のコバ部２は、第１の外周コバ面２１を有しており、該第２のコバ部３は、第２の外周コバ面３１を有している。第１の外周コバ面２１は、レンズ光軸Ａに対して略平行に形成されている。第２の外周コバ面３１は、レンズ光軸Ａ方向において、該第１の外周コバ面２１に対して外周方向の段差Ｓを有して形成されている。このように、本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１では、従来のプラスチックレンズのようにテーパーが形成されているのではなく、第１のコバ部２と第２のコバ部３とで段差構造が形成されている。

また、本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１では、第２の外周コバ面３１の少なくとも一部に、入射した光の内面反射を抑制するための黒色塗料が塗布されている。このように、レンズの外周コバ面全体ではなく、第２の外周コバ面３１の少なくとも一部に黒色塗料が塗布されている。そのため、凸面側から入射した光の内面反射を抑制することができる。また、第１のコバ部２と第２のコバ部３とで段差構造が形成されている。そのため、黒色塗料が塗布されていない第１のコバ部２においてレンズ径の寸法精度を維持することができる。

よって、本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１は、偏心誤差が少なく光学性能に優れ、優れたレンズ径の寸法精度が維持されているだけでなく、入射した光の内面反射を抑制することができる。そのため、プラスチックレンズ１は、例えばズームレンズ系、単焦点レンズ系等の撮像光学系を構成するレンズとして用いた場合には、レンズ径の寸法誤差の小さい第１のコバ部２を保持することで、偏心誤差を低減でき、光学性能に優れた撮像光学系を提供することができる。また、プラスチックレンズ１は、外観にも優れ、特に該撮像光学系を構成する前玉レンズとして好適である。また、プラスチックレンズ１は、容易に製造することができ、量産性にも優れている。

さらに図２は、図１に示すプラスチックレンズ１における、破線で囲んだＢ部の概略拡大図である。ｄ１は、第１の外周コバ面２１と第２の外周コバ面３１との段差Ｓの大きさを表しており、ｄ２は、第１の外周コバ面２１の両端部間の最短直線距離（第１のコバ部２の最外部でのプラスチックレンズ１の厚み）を表しており、ｄ３は、第２の外周コバ面３１の両端部間の最短直線距離（第２のコバ部３の最外部でのプラスチックレンズ１の厚み）を、それぞれ表している。

ここで、本実施の形態１におけるプラスチックレンズ１は、レンズ光軸Ａからの距離が遠い第２のコバ部３における第２の外周コバ面３１に黒色塗料が塗布されており、このようなプラスチックレンズの場合には、以下の条件（１）を満足することが有益である。
０．１＜Ｄ２−Ｄ１＜２．０ ・・・（１）
ここで、
Ｄ１：第１のコバ部でのプラスチックレンズの直径（ｍｍ）、
Ｄ２：第２のコバ部でのプラスチックレンズの直径（ｍｍ）
である。

前記条件（１）は、第２のコバ部３での直径と第１のコバ部２での直径との差、すなわち、前記段差Ｓの大きさｄ１の２倍の長さを示すものである。条件（１）の下限を下回ると、第２の外周コバ面３１に塗布する黒色塗料が第１の外周コバ面２１に必要以上にはみ出した場合に、得られるプラスチックレンズ１の偏心誤差が増大し、光学性能が低下する恐れがある。逆に条件（１）の上限を上回ると、プラスチックレンズ１の外径が大きくなりすぎ、該プラスチックレンズ１を配置した撮像光学系の小型化が困難となる。

本実施の形態１において、以下の条件（１−１）’及び（１−１）’’の少なくとも１つを満足することにより、黒色塗料を容易に塗布することができ、作業性が向上する（条件（１−１）’及び（１−１）’’において、単位はｍｍ）。
０．４＜Ｄ２−Ｄ１ ・・・（１−１）’
Ｄ２−Ｄ１＜１．５ ・・・（１−１）’’

さらに、以下の条件（１−２）’及び（１−２）’’の少なくとも１つを満足することにより、黒色塗料の塗布方法の自由度がさらに向上するため、量産性にも優れたものを提供することができる（条件（１−２）’及び（１−２）’’において、単位はｍｍ）。
０．８＜Ｄ２−Ｄ１ ・・・（１−２）’
Ｄ２−Ｄ１＜１．１ ・・・（１−２）’’

なお、本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１は、第１のコバ部２での直径よりも第２のコバ部３での直径のほうが大きいレンズ形状であるが、第２のコバ部３での直径よりも第１のコバ部２での直径のほうを大きくしてもよい。ただし、塗布工程における作業性の観点から、黒色塗料を塗布する部分は、直径の大きなコバ部の外周のコバ面に塗布することが有益である。また、本実施の形態１では、第２の外周コバ面３１に黒色塗料が塗布されているが、第１の外周コバ面２１に塗布してもよい。ただし、凸面側、つまり、凹面と反対側の第２の外周コバ面３１に塗布することが、凸面側から入射した光の内面反射をより抑制できるので有益である。以上より、本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１は、凸面側の第２の外周コバ面３１に黒色塗料が塗布されているので、作業性を向上させつつ、フレア、ゴースト等のノイズの発生を抑制することができる。

また、前記第１の外周コバ面２１の両端部間の最短直線距離ｄ２及び第２の外周コバ面３１の両端部間の最短直線距離ｄ３は、目的とするプラスチックレンズ１の形状等によっても異なり、特に限定されるものではない。例えば図１に示すプラスチックレンズ１のように凹メニスカス形状の場合には、ｄ２が１．０〜２．５ｍｍ程度、ｄ３が１．２〜３．０ｍｍ程度のレンズが例示される。ｄ２は、設計上０．３ｍｍ以上であることが有益である。このように、本実施の形態１では、ｄ３をｄ２より大きくすることで（ｄ２＜ｄ３）、フレア、ゴースト等のノイズの発生をさらに抑制することができるので有益である。

本実施の形態１にて用いられる黒色塗料は、硝材からなるレンズに塗布する、いわゆる墨のような粘性が低い塗料と比べて粘性が高い塗料であり、プラスチックレンズに塗布することが可能である。

黒色塗料としては、例えば、アルコール等の溶剤を主成分とし、黒色着色剤、樹脂、硬化剤、可塑剤等を含有した黒色油性インクが有益であり、筆やマーキングペンによる塗布が可能であるが、作業効率がよく、塗布範囲の過不足、得られる塗膜の厚みの不均一といった塗りムラがより生じ難いという点から、マーキングペンによる塗布が有益である。

前記黒色塗料の塗布に用いられるマーキングペンの代表例として、マジックインキ（黒色、寺西化学工業（株）製、（株）内田洋行の登録商標）、ペイントマーカー（黒色、三菱鉛筆（株）製、商品名）、Ａｒｔｌｉｎｅ 乾きまペン（黒色、シヤチハタ（株）製、商品名、Ａｒｔｌｉｎｅは登録商標）等があげられる。

図３は、図１に示すプラスチックレンズ１における、破線で囲んだＢ部の概略拡大図であり、前記黒色塗料の塗布範囲の一例を示す図面である。

図３において、破線Ｃで示した範囲が、第２の外周コバ面３１における黒色塗料の塗布範囲である。本実施の形態１では、第２の外周コバ面３１全面を覆うように黒色塗料が塗布されている。入射した光の内面反射を抑制する効果が高いという点から、このように第２の外周コバ面３１全面を覆うように黒色塗料が塗布されていることが有益であるが、内面反射を抑制することができる限り、第２の外周コバ面３１の一部に黒色塗料が塗布されていてもよい。

また、第２の外周コバ面３１全面を覆うように黒色塗料が塗布されているプラスチックレンズでは、実際は、例えば図３に示すように、第２の外周コバ面３１からの黒色塗料のはみ出し塗布部位が僅かに形成されている場合がある。ｍ及びｎは、いずれも第２の外周コバ面３１からの黒色塗料のはみ出し塗布長さを示しており、例えば前記条件（１）を満足するプラスチックレンズ１の場合には、これらｍ及びｎは、ｄ１の２分の１程度以下、すなわち０．０２〜０．４０ｍｍ程度であることが有益である。

このように、本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１では、従来のプラスチックレンズのようにテーパーが形成されているのではなく、第１のコバ部２と第２のコバ部３とで段差構造が形成されており、該第２のコバ部３が有する第２の外周コバ面３１の少なくとも一部に、入射した光の内面反射を抑制するための黒色塗料が塗布されている。したがって、本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１は、塗膜の厚みの均一性に優れ、形成される黒色塗料のはみ出し塗布部位が僅かであり、偏心誤差が少なく光学性能に優れ、優れたレンズ径の寸法精度が維持されている。

次に図４は、図１に示すプラスチックレンズ１における、破線で囲んだＢ部の概略拡大図であり、Ｇはゲート跡を示している。

光学素子として用いられるプラスチックレンズは、射出成形によって成形するのが一般的であり、本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１も射出成形によって成形することが有益である。

射出成形は、加熱溶融させて適宜温度調整をした樹脂を含むレンズ材料を、該レンズ材料に応じて設定した射出速度、射出圧力で、目的とするレンズ形状の金型へ射出注入し、適切な金型温度及び圧力で保持した後、冷却してレンズ材料を固化させ、所望のプラスチックレンズを得る成形方法である。射出成形において、レンズ材料は、金型のゲート部から射出注入する。そうすると、該ゲート部内でもレンズ材料が冷却により固化し、型開きをして取り出したプラスチックレンズには、ゲート部内でレンズ材料が固化して生じたゲート跡が存在する。

前記ゲート跡がそのままの状態のプラスチックレンズは、特に撮像光学系の前玉レンズとして配置した場合、そのゲート跡が撮像光学系の前面から見えてしまい、外観を損ねる恐れがある。したがって、本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１のように、第２の外周コバ面３１に黒色塗料が塗布されている場合には、図４に示すように、該第２の外周コバ面３１にゲート跡Ｇを有することが有益である。

さらに、プラスチックレンズを撮像光学系の特に前玉レンズとして配置する場合、収差補正の観点から、少なくとも１枚の凹面を有するプラスチックレンズを用いることが有益である。しかしながら、前玉レンズは、そのコバ部が撮像光学系の前面から見えてしまい、外観を損ねる恐れがある。

本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１は、その第２面（撮像光学系において配置した際の像側面）が凹面で、撮像光学系の前玉レンズとして好適である。しかも、プラスチックレンズ１では、第２の外周コバ面３１に黒色塗料が塗布されているので、凸面側から入射した光の内面反射を抑制することができると同時に、撮像光学系の前面から第１のコバ部２及び第２のコバ部３が見えることが少なく、外観にも優れている。

図５は、本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１を保持したレンズ鏡筒の部分概略断面図である。該レンズ鏡筒は、物体側から像側へと順に、レンズ４、プラスチックレンズ１及びレンズ５を有する。これらのレンズは、レンズ鏡筒の保持部Ｈにて保持されている。プラスチックレンズ１は、レンズ径の寸法誤差の小さい第１のコバ部２で保持されている。このように、プラスチックレンズ１を保持したレンズ鏡筒は、第１のコバ部２を保持することで、偏心誤差を低減でき、光学性能を向上することができる。また、第２の外周コバ面３１の少なくとも一部に黒色塗料が塗布されているので、入射した光の内面反射が抑制され、フレア、ゴースト等のノイズの発生を抑制することができる。さらに、例えば撮像光学系の前玉レンズとして本実施の形態１に係るプラスチックレンズ１を配置することにより、コバが見えることが少なく、撮像光学系の前面からの外観にも優れたレンズ鏡筒を提供することができる。

（他の実施の形態）
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態１を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。

実施の形態１では、凹面側の第１のコバ部２と凸面側の第２のコバ部３とを備えた、凹メニスカスレンズであるプラスチックレンズ１を例示して説明した。しかしながら、本開示におけるプラスチックレンズは、レンズ光軸に対して略平行に形成された第１の外周コバ面を有する第１のコバ部と、該第１の外周コバ面に対して段差を有して形成された第２の外周コバ面を有する第２のコバ部とを備え、該第１の外周コバ面に、光の内面反射を抑制する黒色塗料が塗布されておらず、該第２の外周コバ面の少なくとも一部に、光の内面反射を抑制する黒色塗料が塗布されている限り、このような凹メニスカスレンズのみに限定されるものではない。例えば、凸メニスカスレンズ、両凹レンズ、平凹レンズ等を、本開示におけるプラスチックレンズとして例示することができる。これら凸メニスカスレンズ、両凹レンズ及び平凹レンズは、凹メニスカスレンズと同様に、凹面を少なくとも１枚有するので、撮像光学系の特に前玉レンズとして配置する場合、収差補正の観点から有益である。また、例えば第２面（撮像光学系の像側面）が凹面の凸メニスカスレンズ、両凹レンズ、第２面が凹面の平凹レンズ等は、第２面が凹面の凹メニスカスレンズである図１に示すプラスチックレンズ１と同様に、凸面側から入射した光の内面反射を抑制することができると同時に、撮像光学系の前面からコバ部が見えることが少なく、外観にも優れている点から、本開示におけるプラスチックレンズとして有益な例示である。

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。

したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。

また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。

本開示は、例えばズームレンズ系、単焦点レンズ系等の撮像光学系を構成するレンズとして適用可能である。特に本開示は、該撮像光学系を構成する前玉レンズとして好適である。

１ プラスチックレンズ
２ 第１のコバ部
３ 第２のコバ部
２１ 第１の外周コバ面
３１ 第２の外周コバ面
Ａ レンズ光軸
Ｇ ゲート跡

Claims (2)

1. プラスチックレンズと、
   少なくとも前記プラスチックレンズを保持する保持部と
   を備え、
   前記プラスチックレンズは、
   レンズ光軸に対して略平行に形成された第１の外周コバ面を有する第１のコバ部と、
   前記第１の外周コバ面に対して段差を有して形成された第２の外周コバ面を有する第２のコバ部と
   を備え、
   前記第１の外周コバ面に、光の内面反射を抑制する黒色塗料が塗布されておらず、
   前記第２の外周コバ面の少なくとも一部に、光の内面反射を抑制する黒色塗料が塗布されており、
   前記プラスチックレンズは、前記第１のコバ部で前記保持部にて保持されている、レンズ鏡筒。
2. 物体側から像側へと順に、少なくともレンズ及び前記プラスチックレンズを有し、
   前記レンズは、前記保持部にて保持されている、請求項１に記載のレンズ鏡筒。

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