JP6895928B2 - Lens, lens unit and lens manufacturing method - Google Patents
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Description
本開示は、レンズ、レンズユニット及びレンズ製造方法に関する。 The present disclosure relates to a lens, a lens unit, and a lens manufacturing method.
特許文献1のレンズ固定構造では、円筒状の接続部が、レンズの光学面の外周部よりも径方向外側に嵌められ、且つ光軸に沿う方向においてレンズ側面部よりも突出されている。 In the lens fixing structure of Patent Document 1, the cylindrical connecting portion is fitted radially outward from the outer peripheral portion of the optical surface of the lens, and protrudes from the lens side surface portion in the direction along the optical axis.
特許文献2の光学素子用マウントでは、外周縁に120°間隔で設けられた3つのリブを備えたレンズが、マウントに組付けられている。 In the mount for an optical element of Patent Document 2, a lens having three ribs provided on the outer peripheral edge at intervals of 120 ° is attached to the mount.
レンズの外周面の形状は、光軸方向から見た場合に真円形状とはなっていない。具体的には、径方向外側に突出された山部と、径方向内側に窪んだ谷部とが、周方向に複数並んだ形状となっている。 The shape of the outer peripheral surface of the lens is not a perfect circle when viewed from the optical axis direction. Specifically, a plurality of peaks protruding outward in the radial direction and valleys recessed inward in the radial direction are arranged side by side in the circumferential direction.
ここで、特許文献1の構成では、真円形状ではないレンズの外周に円筒状の接続部を嵌めることで、接続部とレンズ外周面との間に隙間が形成される可能性がある。接続部とレンズ外周面との間に隙間が形成される可能性がある状態で、レンズ及び接続部をレンズ枠に嵌めた場合には、レンズ枠の中心位置に対して、レンズの光軸位置がずれる可能性がある。また、レンズの光軸位置ずれを調整する部材をさらに追加すると、構成が複雑になる。 Here, in the configuration of Patent Document 1, by fitting a cylindrical connecting portion on the outer circumference of a lens that is not a perfect circle, a gap may be formed between the connecting portion and the outer peripheral surface of the lens. When the lens and the connection portion are fitted to the lens frame in a state where a gap may be formed between the connection portion and the outer peripheral surface of the lens, the optical axis position of the lens with respect to the center position of the lens frame. There is a possibility that it will shift. Further, if a member for adjusting the optical axis misalignment of the lens is further added, the configuration becomes complicated.
特許文献2の構成では、レンズの外周面の形状が考慮されておらず、3つのリブが中心角120°の間隔で設けられている。換言すると、レンズの径方向外側に突出された山部が、中心角120°とは異なる角度の間隔で配置された構成では、リブの位置と山部の位置とが合わない可能性がある。そして、リブの位置と山部の位置とが合わない状態でレンズ枠にレンズを嵌めた場合には、山部がレンズ枠と接触してしまい、レンズ枠の中心位置に対して、レンズの光軸位置がずれる可能性がある。また、レンズの光軸位置ずれを調整する部材をさらに追加すると、構成が複雑になる。 In the configuration of Patent Document 2, the shape of the outer peripheral surface of the lens is not taken into consideration, and three ribs are provided at intervals of a central angle of 120 °. In other words, in a configuration in which the peaks protruding outward in the radial direction of the lens are arranged at intervals different from the central angle of 120 °, the positions of the ribs and the peaks may not match. If the lens is fitted to the lens frame in a state where the rib position and the mountain portion position do not match, the mountain portion comes into contact with the lens frame, and the light of the lens with respect to the center position of the lens frame. The axis position may shift. Further, if a member for adjusting the optical axis misalignment of the lens is further added, the configuration becomes complicated.
つまり、特許文献1、2の構成では、ガラス製のレンズ本体部をレンズ枠に嵌めた場合の光軸位置ずれを簡単な構成で抑制することについて、改善の余地がある。 That is, in the configurations of Patent Documents 1 and 2, there is room for improvement in suppressing the optical axis misalignment when the glass lens body is fitted to the lens frame with a simple configuration.
本開示は、上記事実を考慮して、ガラス製のレンズ本体部をレンズ枠に嵌めた場合の光軸位置ずれを簡単な構成で抑制することができるレンズ、レンズユニット及びレンズ製造方法を提供することを目的とする。 In consideration of the above facts, the present disclosure provides a lens, a lens unit, and a lens manufacturing method capable of suppressing an optical axis misalignment when a glass lens body is fitted in a lens frame with a simple configuration. The purpose is.
本開示の第1態様に係るレンズは、筒状のレンズ枠に嵌められるレンズであって、ガラス製とされ、光軸を囲む側面を有するレンズ本体部と、側面に設けられ側面を覆う層状の基部と、基部の周方向に間隔をあけて配置され且つ基部からレンズ本体部側とは反対側に突出され、光軸方向から見た場合に先端が光軸を中心とする仮想円の周上に位置する複数の突出部と、を備えた遮光層と、を有する。 The lens according to the first aspect of the present disclosure is a lens fitted in a tubular lens frame, which is made of glass and has a lens main body having a side surface surrounding the optical axis and a layered lens provided on the side surface and covering the side surface. It is arranged at a distance from the base in the circumferential direction of the base and protrudes from the base to the side opposite to the lens body side, and the tip is on the circumference of a virtual circle centered on the optical axis when viewed from the optical axis direction. It has a plurality of protrusions located in, and a light-shielding layer including.
本開示の第2態様に係るレンズの基部と突出部とが一体とされていてもよい。 The base portion and the protruding portion of the lens according to the second aspect of the present disclosure may be integrated.
本開示の第3態様に係るレンズの突出部は、基部から仮想円の径方向外側に突出されていてもよい。 The protruding portion of the lens according to the third aspect of the present disclosure may be projected outward in the radial direction of the virtual circle from the base portion.
本開示の第4態様に係るレンズの突出部は、光エネルギー硬化型樹脂で構成されていてもよい。 The protruding portion of the lens according to the fourth aspect of the present disclosure may be made of a light energy curable resin.
本開示の第5態様に係るレンズの基部は、無機粒子を含んでいてもよい。 The base of the lens according to the fifth aspect of the present disclosure may contain inorganic particles.
本開示の第6態様に係るレンズの仮想円の径方向における突出部の厚さが、光軸方向の一方側から他方側に向けて薄くなっていてもよい。 The thickness of the protruding portion in the radial direction of the virtual circle of the lens according to the sixth aspect of the present disclosure may be reduced from one side in the optical axis direction to the other side.
本開示の第7態様に係るレンズの突出部は、光軸方向に沿った基部の全体に亘って形成されていてもよい。 The protruding portion of the lens according to the seventh aspect of the present disclosure may be formed over the entire base portion along the optical axis direction.
本開示の第8態様に係るレンズの突出部は、仮想円の径方向において、レンズ本体部の平均直径を有する基準円よりも外側に位置する側面の山部と、径方向に並んでいてもよい。 The protruding portion of the lens according to the eighth aspect of the present disclosure may be aligned in the radial direction with the mountain portion of the side surface located outside the reference circle having the average diameter of the lens body in the radial direction of the virtual circle. Good.
本開示の第9態様に係るレンズの複数の突出部のうち少なくとも2組の突出部は、光軸方向から見た場合に、光軸と直交し且つ互いに交差する複数の直線上にそれぞれ1組ずつ配置されていてもよい。 Of the plurality of protrusions of the lens according to the ninth aspect of the present disclosure, at least two sets of protrusions are each on a plurality of straight lines orthogonal to the optical axis and intersecting each other when viewed from the optical axis direction. They may be arranged one by one.
本開示の第10態様に係るレンズユニットは、第1態様から第9態様のいずれか1つに記載のレンズと、レンズの突出部が接触される内壁面を有し、レンズを保持する筒状のレンズ枠と、を有する。 The lens unit according to the tenth aspect of the present disclosure has a tubular shape that has an inner wall surface in which the lens according to any one of the first to ninth aspects and a protruding portion of the lens are in contact with each other and holds the lens. With a lens frame.
本開示の第11態様に係るレンズ製造方法は、ガラス製とされ光軸を囲む側面を有するレンズ本体部を形成する工程と、側面に基部と基部から外側へ突出された複数の突出部とを備えた遮光層を設ける工程であって、レンズ本体部を光軸周りに回転させながら側面に塗布する遮光材料の量を変えることで、突出部の先端を、光軸を中心とする仮想円の周上に位置させる工程と、を有する。 The lens manufacturing method according to the eleventh aspect of the present disclosure includes a step of forming a lens main body portion made of glass and having a side surface surrounding an optical axis, and a base portion and a plurality of projecting portions protruding outward from the base portion on the side surface. In the process of providing the provided light-shielding layer, the tip of the protruding part is formed into a virtual circle centered on the optical axis by changing the amount of the light-shielding material applied to the side surface while rotating the lens body around the optical axis. It has a step of positioning it on the circumference.
本開示の第12態様に係るレンズ製造方法の遮光層を設ける工程は、レンズ本体部を光軸方向から見た場合に、光軸よりも重力方向の上側の側面に遮光材料を塗布する工程と、光軸よりも重力方向の上側で遮光材料を硬化させる工程と、を有していてもよい。 The step of providing the light-shielding layer of the lens manufacturing method according to the twelfth aspect of the present disclosure is a step of applying a light-shielding material to the upper side surface in the direction of gravity from the optical axis when the lens body is viewed from the optical axis direction. , The step of curing the light-shielding material above the optical axis in the direction of gravity may be provided.
本開示によれば、ガラス製のレンズ本体部をレンズ枠に嵌めた場合の光軸位置ずれを簡単な構成で抑制することができるレンズ、レンズユニット及びレンズ製造方法を提供することができる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a lens, a lens unit, and a lens manufacturing method capable of suppressing an optical axis misalignment when a glass lens body is fitted in a lens frame with a simple configuration.
以下、本開示に係るレンズ、レンズユニット及びレンズ製造方法の一例について説明する。 Hereinafter, an example of the lens, the lens unit, and the lens manufacturing method according to the present disclosure will be described.
[第1実施形態]
図1には、第1実施形態の撮像装置10が示されている。撮像装置10は、レンズユニット20と、図示しない撮像素子を有する撮像部とを含んで構成されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 shows the
レンズユニット20は、レンズ枠の一例としてのレンズホルダ22と、レンズホルダ22に保持されたレンズ30とを有する。レンズ30は、図示しない撮像部とは反対側(被写体側)からの光を撮像部に向けて集光させる。なお、本実施形態では、一例として、1つのレンズ30について説明するが、レンズユニット20には、図示しない他のレンズも設けられている。
The
〔レンズホルダ〕
レンズホルダ22は、一方向の両端が開口された円筒状に形成されている。また、レンズホルダ22は、開口方向から見た場合に、円形の内壁面22Aと、円形の外周面22Bとを有する。なお、内壁面22Aの円の中心を通って既述の一方向に延びる軸を、レンズホルダ22の中心軸26と称する。また、内壁面22Aの直径をD1mmとする。内壁面22Aには、後述する突出部46が接触される。
[Lens holder]
The
レンズホルダ22は、金属製であり、一例として、アルミニウム合金製とされている。レンズホルダ22の線膨張係数は、23.8×10−6/Kである。レンズホルダ22の内壁面22Aをレンズ30の光軸方向から見た場合の円を、仮想円A(図2参照)と称する。仮想円Aの直径は、D1〔mm〕である。レンズホルダ22は、レンズ30を保持している。
The
〔レンズ〕
図2に示すレンズ30は、レンズ本体部32と、遮光層42とを有する。なお、レンズ30を示す各図では、レンズ本体部32の外形を分かり易く示すために、径方向に突出された部分及び窪んだ部分を拡大(誇張)して描いている。
〔lens〕
The
<レンズ本体部>
図3に示すレンズ本体部32は、一例として、メニスカスレンズとして構成されている。また、レンズ本体部32は、ガラス製とされている。レンズ本体部32の線膨張係数は、9×10−6/Kである。さらに、レンズ本体部32は、レンズ30の中心としての光学中心Cを有する。光学中心Cは、光の入射側の面31A及び光の出射側の面31Bについて、それぞれの曲率中心を結ぶ線(光軸Kに相当する)と、レンズ本体部32の厚み方向の中点を結ぶ線とが交わる点で定義される。換言すると、レンズ30では、光軸Kが光学中心Cを通っている。レンズ本体部32の弾性率は、マグネシウム合金の弾性率よりも大きい。つまり、レンズ本体部32は、レンズホルダ22(図1参照)よりも硬い。
<Lens body>
The
また、レンズ本体部32は、光の入射及び出射が行われる光学部33と、レンズ本体部32の外周部分を構成するコバ部34とを有する。コバ部34には、側面の一例としての外周面36が形成されている。外周面36は、レンズ本体部32の光軸Kを囲んでいる。光軸Kが延びる方向を光軸方向と称する。また、光軸方向と直交する方向を、レンズ本体部32の径方向と称する。以後の説明では、レンズ30の光軸方向をZ方向と称し、矢印Zで図示する。また、Z方向と直交する方向で且つレンズ30の径方向をD方向と称し、矢印Dで図示する。さらに、レンズ30の光軸K周りの周方向をR方向と称し、矢印R(図2参照)で図示する。
Further, the lens
レンズ本体部32を1つのD方向から見た場合に、外周面36は、一例として、Z方向に沿った縦面36Aと、Z方向と交差する斜め方向に延びる傾斜面36Bとを有する。縦面36Aは、レンズ本体部32における光の入射側に配置されている。傾斜面36Bは、Z方向における縦面36Aの一端から、光軸K側に向けて延びている。外周面36の最大直径は、直径D1(図1参照)よりも小さい。
When the
図1に示すレンズ本体部32において、外周面36の直径を平均して得られた平均直径をD2〔mm〕とする。また、直径として平均直径D2を有する円を基準円Bと称する。外周面36の形状は、Z方向から見た場合に、基準円BよりもD方向外側に位置する(突出された)山部37と、基準円BよりもD方向の内側に窪んだ谷部38とを、R方向に繰り返す形状とされている。換言すると、外周面36は、複数の山部37及び複数の谷部38を有する。複数の山部37の基準円Bに対するD方向の突出量は、それぞれ異なっている。複数の谷部38の基準円Bに対するD方向の窪み量は、それぞれ異なっている。つまり、レンズ本体部32は、Z方向から見た場合に、真円からずれた外形の外周面36を有する。真円からずれた外形とは、真円度が低い外形を意味する。本実施形態において、真円度が低いとは、真円度が20μm以上であることを意味する。真円度とは、円形形体を二つの同心の幾何学的円で挟んだ場合に、同心二円の間隔が最小となる場合の二円の半径の差によって表される(JIS B 0621)。
In the
<遮光層>
図2に示す遮光層42は、外周面36に設けられた基部44と、基部44からレンズ本体部32側とは反対側(D方向の外側)に突出された複数の(一例として8つの)突出部46とを備えている。また、遮光層42は、後述する製造方法により形成されている。基部44と突出部46とは、同じ材料で構成されており、一体とされている。具体的には、遮光層42は、一例として、含有率90%程度の主成分であるアクリル樹脂AKと、アクリル樹脂AK内に分散された無機粒子Pa及びカーボン粒子Pbとを含んで構成されている。
<Shading layer>
The light-
アクリル樹脂AKは、光エネルギー硬化型樹脂の一例であり、UV(紫外線)照射により硬化される特性を有する。無機粒子Paは、一例として、酸化チタン粒子で構成されている。また、無機粒子Paの直径は、一例として、100nm以上200nm以下の範囲内とされている。遮光層42に無機粒子Paが含まれていることにより、遮光層42の光の屈折率が、レンズ本体部32を構成するガラスの屈折率(n=1.8)に近づけられている。
Acrylic resin AK is an example of a light energy curable resin, and has a property of being cured by UV (ultraviolet) irradiation. The inorganic particles Pa are composed of titanium oxide particles as an example. Further, the diameter of the inorganic particles Pa is, for example, in the range of 100 nm or more and 200 nm or less. Since the light-
図2では、無機粒子Paとカーボン粒子Pbとを分かり易く示すために、模式的に同程度の大きさの白丸及び黒丸で示しているが、実際の無機粒子Pa及びカーボン粒子Pbの大きさ及び形状は、図2とは異なっている。なお、遮光層42の比重は、レンズ本体部32の比重に比べて無視できる程度に小さい。
In FIG. 2, in order to show the inorganic particles Pa and the carbon particles Pb in an easy-to-understand manner, they are schematically shown by white circles and black circles having the same size, but the actual sizes of the inorganic particles Pa and the carbon particles Pb and The shape is different from that of FIG. The specific gravity of the light-
(基部)
基部44は、レンズ30をZ方向から見た場合に、外周面36と接触され且つ外周面36の全周をD方向の外側から覆っている。D方向における基部44の厚さは、外周面36のR方向の各部で同程度の厚さとされている。換言すると、基部44は、D方向を厚さ方向とする層状に形成されている。また、D方向における基部44の厚さに相当する長さは、一例として、Z方向から見た場合に、D方向における外周面36と仮想円Aとの間隔に相当する長さの半分よりも短い。基部44は、既述の通り、無機粒子Paを含んでいる。レンズ30に入射され且つ外周面36に向かう光は、基部44の屈折率が無機粒子Paによってレンズ本体部32の屈折率に近づけられていることにより、基部44で反射され難い。換言すると、外周面36に向かう光は、基部44(遮光層42)により減衰される。
(base)
When the
図3に示す基部44は、一例として、Z方向において、縦面36Aの一端から他端まで及び傾斜面36Bの一端から他端までに形成されている。また、基部44のD方向の厚さは、Z方向でほぼ同じ厚さに揃えられている。換言すると、基部44は、外周面36のZ方向の全体に亘って形成されている。
As an example, the
(突出部)
図2に示す8つの突出部46は、基部44のR方向に同程度の間隔をあけて配置されている。また、8つの突出部46は、基部44から仮想円AのD方向に突出されている。8つの突出部46は、D方向の最も外側に位置する(頂点に相当する)先端47をそれぞれ有する。なお、以後の説明では、8つの突出部46を区別する場合には、突出部46A、突出部46B、突出部46C、突出部46D、突出部46E、突出部46F、突出部46G及び突出部46Hと称する。また、8つの先端47を区別する場合には、先端47A、先端47B、先端47C、先端47D、先端47E、先端47F、先端47G及び先端47Hと称する。
(Protruding part)
The eight
先端47A、先端47B、先端47C、先端47D、先端47E、先端47F、先端7G及び先端47Hは、一例として、Z方向から見た場合に、光軸Kを中心とする仮想円Aの周上に位置している。なお、先端47が仮想円Aの周上に位置する状態とは、先端47が仮想円Aの周上に位置することだけではなく、先端47が仮想円Aに対してD方向の内側又は外側に誤差によりずれて位置している状態を含んでいる。誤差とは、製造上で生じる誤差及び測定誤差を含んでいる。本実施形態では、一例として、誤差の範囲を20μm以内としている。
The
先端47Aと先端47Eとを結ぶ直線G1、先端47Bと先端47Fとを結ぶ直線G2、先端47Cと先端47Gとを結ぶ直線G3、先端47Dと先端47Hとを結ぶ直線G4は、一例として、それぞれ光学中心Cを通っている。直線G1、直線G2、直線G3及び直線G4は、光軸Kと直交し且つ互いに交差している。つまり、8つの突出部46は、Z方向から見た場合に、直線G1、直線G2、直線G3及び直線G4上にそれぞれ1組(2つ)ずつ配置されている。なお、突出部46の数及び配置は、突出部46がレンズホルダ22(図1参照)と接触された場合に、突出部46が弾性限度を超えない程度に変形する状態を考慮して設定されている。
As an example, the straight line G1 connecting the
遮光層42は、換言すると、外周面36に設けられて外周面36を覆っている。また、遮光層42は、Z方向から見た場合の層の厚さがレンズ本体部32の周方向に異なっている。さらに、遮光層42のD方向における最も外側に位置する先端47は、仮想円Aの周上に位置している。
In other words, the light-
図3に示す突出部46は、一例として、Z方向において、縦面36Aの一端から他端までの範囲に合わせて形成されている。また、突出部46のD方向の厚さは、Z方向でほぼ同じ厚さに揃えられている。換言すると、突出部46は、Z方向に沿った基部44の全体に亘って形成されている。また、突出部46は、仮想円Aに対する基部44からの不足長さ(隙間に相当する長さ)を補充する補充部として機能する。
As an example, the protruding
図示は省略するが、温度20℃において、レンズホルダ22の内径平均値(平均内径)をDx〔mm〕とし、レンズ30の外径平均値(平均外径)をDy〔mm〕とする。また、レンズホルダ22の線膨張係数をσx〔1/℃〕とし、レンズ30の線膨張係数をσy〔1/℃〕とする。さらに、レンズ30とレンズホルダ22とのD方向の隙間をt〔mm〕とする。ここで、20℃における隙間ta=(Dx−Dy)/2となる。また、80℃における隙間tb={(Dx×σx−Dy×σy)/2}×(80−20)となる。20℃から80℃までの温度変化において、突出部46とレンズホルダ22との接触状態を維持するためには、20℃における突出部46のD方向の平均厚さをT〔mm〕として、ta≦T≦tbを満たすTを設定すればよい。
Although not shown, the average inner diameter (average inner diameter) of the
〔レンズ製造装置〕
次に、レンズ製造装置50について説明する。
[Lens manufacturing equipment]
Next, the
図4に示すレンズ製造装置50は、一例として、入出力インターフェース部(I/O)52と、モニタ54と、制御部56と、塗布部58と、センサ62と、モータ64と、保持部66と、照射部68とを有する。入出力インターフェース部52には、モニタ54と、制御部56と、塗布部58と、センサ62と、モータ64と、照射部68とが電気的に接続されている。
As an example, the
モニタ54は、図示しないタッチパネルを含んで構成されており、タッチパネルが操作されることで、レンズ製造装置50の各種設定パラメータの入力及びレンズ製造装置50の操作が可能とされている。各種設定パラメータには、後述するスライダ61の移動速度、塗布部58における遮光材料の吐出量及びモータ64の回転速度などがある。
The
制御部56は、CPU(Central Processing Unit)56Aと、ROM(Read Only Memory)56Bと、RAM(Random Access Memory)56Cと、を含んで構成されている。CPU56Aは、レンズ製造装置50の全体を統括、制御する。ROM56Bには、レンズ製造装置50の制御プログラムが予め記憶されている。RAM56Cは、制御プログラムの実行時のワークエリアとして用いられる。
The
塗布部58は、既述の遮光層42(図2参照)を形成する遮光材料を吐出する吐出ヘッド59と、吐出ヘッド59を一方向又は逆方向に移動させるスライダ61とを有する。吐出ヘッド59は、光軸K(図2参照)よりも重力方向の上側の外周面36(図2参照)に向けて、遮光材料を吐出する構成とされている。スライダ61の移動は、制御部56により制御される。センサ62は、塗布部58(スライダ61)の一方向の移動量を検出して、得られた移動量のデータを制御部56に送る。モータ64は、保持部66を回転させる。
The
図5に示す保持部66は、一例として、軸方向の一端側が開口された円筒状に形成されており、内部が図示しないコンプレッサを用いて吸気されることで、レンズ本体部32の光軸Kの周辺部を引き付ける構成とされている。また、保持部66は、図示しない支持部材によって、中心軸Q周りに回転可能に支持されており、モータ64(図4参照)によって回転される。
As an example, the holding
図6に示す照射部68は、Z方向から見た場合に、レンズ本体部32の回転方向における吐出ヘッド59よりも下流側で且つ光軸Kよりも重力方向の上側に位置している。そして、照射部68は、一例として、外周面36に向けてUV照射を行うことで、外周面36上の遮光材料を硬化させる。
The
〔作用〕
次に、第1実施形態のレンズ30、レンズユニット20及びレンズ製造方法の作用について説明する。
[Action]
Next, the operations of the
図2に示すレンズ本体部32は、溶解されたガラスからプリフォームを作り、プリフォームを高温で軟化させ図示しない金型を用いてプレスした後、冷却することで形成される。形成されたレンズ本体部32の外形データは、一例として、株式会社東京精密の真円度測定機(ロンコム65A)により測定されることで得られる。外形データは、レンズ本体部32の真円度データ及び平均直径データを含む。なお、レンズ本体部32は、既述の通り、真円度が低い構成とされている。
The
レンズ製造装置50(図4参照)では、レンズ本体部32の外形データと仮想円Aの直径データとに基づいて、レンズ本体部32と仮想円Aとの隙間を表す差分データが得られる。そして、レンズ製造装置50では、差分データと、図示しない操作者によって入力された突出部46の数(一例として8)とに基づいて、突出部46の配置が決定される。
In the lens manufacturing apparatus 50 (see FIG. 4), difference data representing the gap between the lens
さらに、レンズ製造装置50では、突出部46A、突出部46B、突出部46C、突出部46D、突出部46E、突出部46F、突出部46G及び突出部46Hについて、基部44から仮想円Aまでの必要な突出量(厚さ)が求められる。そして、レンズ製造装置50では、必要な突出量に応じて、遮光材料の吐出量が予めプログラム設定される。
Further, in the
次に、図7に示すフローチャートに従い、レンズ30の製造方法について説明する。なお、レンズ30の各部及びレンズ製造装置50の各部については、図1から図6までを参照することとし、個別の参照図番の記載を省略する。レンズ本体部32は、予め位置出しされた図示しないVブロックに突き当てられることで、光軸Kが中心軸Qと一致した状態とされており、保持部66により保持されている。
Next, a method of manufacturing the
図7に示すステップS10において、吐出ヘッド59が基準位置に配置される。そして、ステップS12に移行する。なお、基準位置は、予め設定された塗布開始前の初期位置である。
In step S10 shown in FIG. 7, the
ステップS12において、モータ64の回転が開始される。つまり、レンズ本体部32の回転が開始される。そして、ステップS14に移行する。
In step S12, the rotation of the
ステップS14において、吐出ヘッド59から外周面36に向けて、レンズ本体部32を光軸K周りに回転させながら、遮光材料の液滴の吐出が開始される。吐出された遮光材料は、外周面36に付着する。そして、ステップS16に移行する。なお、レンズ本体部32の周方向において、基部44のみが形成される範囲では、吐出ヘッド59における吐出量が一定に維持されているが、突出部46が形成される範囲では、D方向の突出量の大きさに応じて、R方向において吐出量が増加又は減少される。つまり、外周面36に塗布される遮光材料の量が変えられる。
In step S14, the ejection of droplets of the light-shielding material is started while rotating the
ステップS16において、照射部68から遮光材料への光照射(UV照射)が開始される。照射部68からの初回の光照射は、外周面36に付着した遮光材料が光照射位置に到達する前から開始される。外周面36のZ方向の一端部には、全周に亘って遮光層42が形成される。そして、ステップS18に移行する。
In step S16, light irradiation (UV irradiation) from the
ステップS18において、吐出ヘッド59のZ方向に沿った移動が開始される。そして、ステップS20に移行する。
In step S18, the
ステップS20において、センサ62は、吐出ヘッド59の位置が、外周面36のZ方向の他端部に設定された終了位置に到達したか否かが判定される。終了位置に到達した場合には、ステップS22に移行する。終了位置に到達していない場合には、ステップS20を繰り返し実行する。
In step S20, the
ステップS22において、吐出ヘッド59のZ方向に沿った移動が停止される。そして、ステップS24に移行する。
In step S22, the movement of the
ステップS24において、吐出ヘッド59からの液滴の吐出が停止される。そして、ステップS26に移行する。
In step S24, the ejection of the droplet from the
ステップS26において、照射部68からの光照射が停止される。そして、ステップS28に移行する。
In step S26, the light irradiation from the
ステップS28において、モータ64の回転が停止される。そして、プログラムが終了される。以上の工程により、レンズ本体部32に遮光層42が形成されたレンズ30が出来上がる。そして、出来上がったレンズ30をレンズホルダ22に嵌めて、接着剤を用いてレンズ30を固定することで、レンズユニット20が出来上がる。
In step S28, the rotation of the
レンズ30をレンズホルダ22に嵌めた場合には、複数の突出部46の先端47が、レンズホルダ22の内壁面22Aと接触する。レンズ30は、複数の先端47が仮想円Aの周上に位置しており、レンズ本体部32のみの場合に比べて真円度が高められているので、レンズホルダ22にレンズ30を嵌めた場合に、光軸Kの位置が設定位置からずれるのを抑制することができる。さらに、レンズ30は、遮光層42が複数の突出部46を備えているので、遮光部分に他の部材を加えて外径の真円度を高める構成に比べて、簡単な構成とすることができる。
When the
なお、レンズ30が複数の突出部46を有することにより、レンズホルダ22の内壁面22Aとレンズ30との接触状態は、レンズ30の周方向に間隔をあけた多点の嵌合状態となる。多点の嵌合状態となることで、レンズ30と内壁面22Aとの接触面積が、レンズ30の周方向全体と内壁面22Aとが接触した場合の接触面積よりも小さくなるので、レンズホルダ22にレンズ30を収容し易くなる。つまり、レンズユニット20では、複数の突出部46(遮光層42)を有していない構成に比べて、組立性を向上させることができる。
Since the
遮光層42の比重は、レンズ本体部32の比重に比べて無視できる程度に小さいため、レンズ30の光学中心C(光軸K)に対して、径方向の一方側に遮光材料が偏って分布している場合でも、レンズ本体部32が傾くことはない。つまり、レンズユニット20における光軸Kの傾きは抑制される。また、レンズ本体部32に塗布された硬化前の遮光層42は、比重が小さいことから、レンズ本体部32の回転に伴う遠心力の影響や、自重の影響は受け難い。
Since the specific gravity of the light-
また、レンズ30では、基部44と突出部46とが一体とされていることで、基部44と突出部46とを分断する界面が無いので、基部44と突出部46とが別体とされた構成に比べて、突出部46が基部44から剥離されるのを抑制できる。また、突出部46が基部44から剥離され難いということは、レンズ30の真円度が低下するのを抑制できることを意味する。
Further, in the
さらに、レンズ30では、突出部46が基部44からD方向に突出されている。換言すると、突出部46が延在されている方向(レンズホルダ22によって収縮され易い方向)は、D方向に沿っている。ここで、20℃よりも低い低温環境においてレンズホルダ22が収縮された場合に、レンズホルダ22から圧縮力(応力)を受けた突出部46は、D方向に収縮される。つまり、レンズホルダ22から光学中心Cに向けて応力が集中することで、光学中心Cの位置がずれ難くなるので、突出部46がD方向に突出されていない構成に比べて、レンズ30の光軸位置ずれを抑制できる。
Further, in the
加えて、レンズ30では、突出部46が光エネルギー硬化型樹脂で構成されている。光エネルギー硬化型樹脂で構成されていることで、突出部46は、自然硬化される構成に比べて、短時間で硬化される。短時間で硬化されるということは、硬化中の変形量が少ないことを意味するので、自然硬化される構成に比べて、突出部46の突出量のばらつきを抑制できる。
In addition, in the
また、レンズ30では、基部44が無機粒子Paを含んでいる。無機粒子Paは、レンズ本体部32の屈折率と同程度の屈折率を有していることから、レンズ本体部32に入射された光のうち、外周面36に向かう光は、基部44により反射され難い。換言すると、基部44では、外周面36から外側に向かう光を減衰させる(吸収する)ことができる。さらに、遮光層42では、主成分のアクリル樹脂AK中に無機粒子Paが分散されていることから、無機粒子Paが分散されていない構成に比べて、遮光層42の強度を高めることができる。
Further, in the
加えて、レンズ30では、突出部46が、基部44のうちZ方向に沿った部分(縦面36Aと接触する部分)の全体に亘って形成されている。つまり、Z方向における突出部46の長さが基部44の長さよりも短い構成に比べて、突出部46とレンズホルダ22との接触面積が大きくなるので、レンズ30をレンズホルダ22に嵌めた場合に、レンズ30の光軸Kが傾くのを抑制できる。
In addition, in the
また、レンズ30では、4組の突出部46が、光軸Kと直交する直線G1、直線G2、直線G3及び直線G4上にそれぞれ1組ずつ配置されている。換言すると、4組の突出部46は、D方向の光軸Kに対する一方側と他方側に1つずつ配置されている。ここで、レンズホルダ22にレンズ30を嵌めた場合に、レンズホルダ22から各突出部46に作用する力は、各突出部46を介して光軸Kに向かう(D方向に作用する)ことになる。力がD方向に作用するということは、力が光軸Kに集中することを意味するので、レンズ30では、力が光軸Kに集中しない構成に比べて、光軸Kの位置がずれ難くなる。つまり、レンズホルダ22にレンズ30を嵌めた場合に、光軸位置ずれが生じ難くなる。
Further, in the
レンズユニット20では、レンズホルダ22にレンズ30を嵌めた場合に、レンズ30の光軸位置ずれが生じ難くなるので、レンズユニット20としての光軸位置ずれを抑制できる。
In the
レンズ30の製造方法では、光軸Kよりも重力方向の上側の外周面36に遮光材料が塗布され、且つ光軸Kよりも重力方向の上側で、照射部68からのUV照射によって遮光材料が硬化される。光軸Kよりも重力方向の上側で遮光材料の塗布及び硬化が行われることで、遮光材料の塗布及び硬化を光軸Kよりも重力方向の下側で行う方法に比べて、遮光材料の自重による変形が抑制されるので、突出部46の突出量(厚み)のばらつきを抑制することができる。
In the method of manufacturing the
[第2実施形態]
次に、第2実施形態に係るレンズ、レンズユニット及びレンズ製造方法の一例について説明する。なお、第1実施形態と同一の構成については、第1実施形態と同一の符号を付して、構造及び作用の説明を省略する。また、第1実施形態と同様の製造方法については、説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, an example of the lens, the lens unit, and the lens manufacturing method according to the second embodiment will be described. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description of the structure and operation will be omitted. Further, the description of the manufacturing method similar to that of the first embodiment will be omitted.
図8Aには、第2実施形態のレンズ80が示されている。レンズ80は、レンズホルダ22(図8B参照)と共にレンズユニット70を構成している。また、レンズ80は、レンズ本体部32と、遮光層82とを有する。遮光層82は、基部44と、8つの突出部84とを有する。なお、図8Aでは、8つの突出部84のうち2つ(1組)の突出部84のみを示しており、残り6つの突出部84の図示を省略している。
FIG. 8A shows the
遮光層82は、換言すると、外周面36に設けられて外周面36を覆っている。また、遮光層82は、Z方向から見た場合の層の厚さがレンズ本体部32の周方向に異なっている。
In other words, the light-
8つの突出部84は、基部44に対して、R方向に同程度の間隔をあけて配置されている。また、8つの突出部84は、基部44からD方向に突出されている。突出部84は、D方向の最も外側に位置する先端86を有する。8つの先端86は、Z方向から見た場合に、光軸Kを中心とする仮想円A(図2参照)の周上に位置している。なお、先端86が仮想円Aの周上に位置する状態とは、先端86が仮想円Aの周上に位置することだけではなく、先端86が仮想円Aに対してD方向の内側又は外側に誤差によりずれて位置している状態を含んでいる。また、8つの突出部84は、仮想円Aに対する基部44からの不足長さ(隙間に相当する長さ)を補充する補充部として機能する。
The eight
8つの突出部84は、Z方向から見た場合に、光軸Kと直交し且つD方向に沿った図示しない4つの直線上にそれぞれ1組(2つ)ずつ配置されている。突出部84の数及び配置の設定は、突出部84がレンズホルダ22(図8B参照)と接触された場合に、突出部84の弾性限度を超えない設定とされている。
When viewed from the Z direction, the eight
また、突出部84は、一例として、Z方向において、縦面36Aの一端から他端までの範囲に合わせて形成されている。また、突出部84のD方向の厚さは、Z方向の一方側から他方側に向けて徐々に薄くなっている。図8Aでは、一例として、突出部84のD−Z面での断面が、直角三角形状に示されている。突出部84におけるD方向の厚さが厚い部分は、レンズ本体部32における光の入射側に配置されている。突出部84におけるD方向の厚さが薄い部分は、レンズ本体部32における光の出射側に配置されている。
Further, as an example, the protruding
図9には、一例として、突出部84がZ方向に3つに区分された第1突出部84A、第2突出部84B及び第3突出部84Cを有する状態が、模式的に示されている。第1突出部84Aは、レンズ本体部32における光の出射側に配置されている。第3突出部84Cは、レンズ本体部32における光の入射側に配置されている。第2突出部84Bは、Z方向における第1突出部84Aと第3突出部84Cとの間に配置されている。なお、本実施形態では、突出部84の先端85が、第2突出部84BのZ方向中央における先端85として設定されている。
As an example, FIG. 9 schematically shows a state in which the protruding
また、図9には、遮光材料の複数の液滴Sが外周面36に着滴した状態が模式的に示されている。第1突出部84Aの形成時において、吐出ヘッド59の移動速度はV1mm/sとなっている。第1突出部84Aにおける単位面積当たりの複数の液滴Sの質量(以後、単に密度と称する)は、第2突出部84Bの密度、第3突出部84Cの密度と比べて小さい。
Further, FIG. 9 schematically shows a state in which a plurality of droplets S of the light-shielding material are deposited on the outer
第2突出部84Bの形成時において、吐出ヘッド59の移動速度はV2mm/s(<V1)となっている。第2突出部84Bの密度は、第1突出部84Aの密度よりも大きく且つ第3突出部84Cの密度よりも小さい。また、第2突出部84BのD方向の厚さは、第1突出部84AのD方向の厚さ以上となっている。第3突出部84Cの形成時において、吐出ヘッド59の移動速度はV3mm/s(<V2)となっている。第3突出部84Cの密度は、第2突出部84Aの密度よりも大きい。また、第3突出部84CのD方向の厚さは、第2突出部84BのD方向の厚さ以上となっている。
When the
なお、図9では、第1突出部84A、第2突出部84B及び第3突出部84Cが連続した傾斜面を有する理想状態が示されているが、遮光材料を外周面36に塗布した場合に、突出部84が階段状に形成される場合がある。突出部84が階段状に形成された場合には、必要に応じて、硬化後の突出部84を後加工で斜め方向に切削すればよい。
Note that FIG. 9 shows an ideal state in which the first protruding
〔作用〕
次に、第2実施形態のレンズ80、レンズユニット70及びレンズ製造方法の作用について説明する。
[Action]
Next, the operations of the
レンズ製造装置50(図4参照)では、レンズ本体部32と仮想円Aとの隙間を表す差分データが得られる。そして、レンズ製造装置50では、差分データと、図示しない操作者によって入力された突出部84の数(一例として8)とに基づいて、突出部84の配置が決定される。さらに、8つの突出部84について、基部44から仮想円Aまでの必要な突出量(厚さ)が求められる。そして、レンズ製造装置50では、必要な突出量に応じて、遮光材料の吐出量が予めプログラム設定される。また、レンズ製造装置50では、吐出ヘッド59の3段階の移動速度V1、移動速度V2及び移動速度V3が設定される。
In the lens manufacturing apparatus 50 (see FIG. 4), difference data representing the gap between the lens
次に、図10に示すフローチャートに従い、レンズ80の製造方法について説明する。なお、レンズ80の各部及びレンズ製造装置50については、図4、図5、図8A、図8B及び図9を参照することとし、個別の参照図番の記載を省略する。レンズ本体部32は、予め位置出しされた図示しないVブロックに突き当てられることで、光軸Kが中心軸Qと一致した状態とされており、保持部66により保持されている。
Next, a method of manufacturing the
図10に示すステップS40、S42、S44、S46は、第1実施形態のステップS10、S12、S14及びS16(図7参照)と同様の工程であるため、説明を省略する。ステップS46の後は、ステップS48に移行する。 Since steps S40, S42, S44, and S46 shown in FIG. 10 are the same steps as steps S10, S12, S14, and S16 (see FIG. 7) of the first embodiment, description thereof will be omitted. After step S46, the process proceeds to step S48.
ステップS48において、吐出ヘッド59のZ方向に沿った移動が開始される。吐出ヘッド59は、移動速度V1で移動される。外周面36には、基部44及び第1突出部84Aが形成される。そして、ステップS50に移行する。
In step S48, the
ステップS50において、センサ62により検出された吐出ヘッド59の位置が、移動速度を切替える切替位置に到達したか否かが判定される。切替位置に到達した場合には、ステップS52に移行する。切替位置に到達していない場合には、ステップS50を繰り返し実行する。
In step S50, it is determined whether or not the position of the
ステップS52において、吐出ヘッド59の移動速度がV1からV2に減少される。外周面36には、基部44及び第2突出部84Bが形成される。そして、ステップS54に移行する。
In step S52, the moving speed of the
ステップS54において、吐出ヘッド59の他の速度(移動速度)切替えの有無が判定される。他の速度切替えが有りの場合には、ステップS50に移行する。他の速度切替えが無い場合には、ステップS56に移行する。本実施形態では、ステップS50に移行する。そして、ステップS50において、次の切替位置に到達した場合には、ステップS52に移行して、吐出ヘッド59の移動速度がV2からV3に減少される。外周面36には、基部44及び第3突出部84Cが形成される。そして、ステップS54に移行する。ステップS54では、他の速度切替えが無いため、ステップS56に移行する。
In step S54, it is determined whether or not the
ステップS56において、センサ62により検出された吐出ヘッド59の位置が、外周面36のZ方向の他端部に設定された終了位置に到達したか否かが判定される。終了位置に到達した場合には、ステップS58に移行する。終了位置に到達していない場合には、ステップS56を繰り返し実行する。
In step S56, it is determined whether or not the position of the
ステップS58、S60、S62、S64は、第1実施形態のステップS22、S24、S26及びS28と同様の工程であるため、説明を省略する。ステップS64の後に、プログラムが終了される。 Since steps S58, S60, S62, and S64 are the same steps as steps S22, S24, S26, and S28 of the first embodiment, description thereof will be omitted. After step S64, the program ends.
以上の工程により、レンズ本体部32に遮光層82が形成されたレンズ80が出来上がる。換言すると、レンズ本体部32を光軸K周りに回転させながら外周面36に塗布する遮光材料の量を変えることで、突出部84の先端85を、光軸Kを中心とする仮想円Aの周上に位置させる。そして、出来上がったレンズ80をレンズホルダ22に嵌めて、接着剤を用いてレンズ80を固定することで、レンズユニット70が出来上がる。
Through the above steps, the
レンズ80をレンズホルダ22に嵌めた場合には、複数の突出部84の先端85が、レンズホルダ22の内壁面22Aと接触する。レンズ80は、複数の先端85が仮想円Aの周上に位置しており、レンズ本体部32のみの場合に比べて、真円度が高められているので、レンズホルダ22にレンズ80を嵌めた場合に、光軸Kの位置が設定位置からずれるのを抑制することができる。さらに、レンズ80は、遮光層82が複数の突出部84を備えているので、遮光部分に他の部材を加えて外径の真円度を高める構成に比べて、簡単な構成とすることができる。
When the
なお、遮光層82の比重は、レンズ本体部32の比重に比べて無視できる程度に小さいため、レンズ80の光学中心C(光軸K)に対して、径方向の一方側に遮光材料が偏って分布している場合でも、レンズ本体部32が傾くことはない。つまり、レンズユニット70における光軸Kの傾きが抑制される。また、レンズ本体部32に塗布された硬化前の遮光層82は、比重が小さいことから、レンズ本体部32の回転に伴う遠心力の影響や、自重の影響は受け難い。
Since the specific gravity of the light-
また、レンズ80では、基部44と突出部84とが一体とされていることで、基部44と突出部84とを分断する界面が無いので、基部44と突出部84とが別体とされた構成に比べて、突出部84が基部44から剥離されるのを抑制できる。また、突出部84が基部44から剥離され難いということは、レンズ80の真円度が低下するのを抑制できることを意味する。
Further, in the
さらに、レンズ80では、突出部84が基部44からD方向に突出されている。換言すると、突出部84が延在されている方向(収縮され易い方向)は、D方向に沿っている。ここで、低温環境においてレンズホルダ22が収縮された場合に、レンズホルダ22から圧縮力(応力)を受けた突出部84は、D方向に収縮され易い。つまり、レンズホルダ22から光学中心Cに向けて応力が集中することで、光学中心Cの位置がずれ難くなるので、突出部84がD方向に突出されていない構成に比べて、レンズ80の光軸位置ずれを抑制できる。
Further, in the
加えて、レンズ80では、突出部84が光エネルギー硬化型樹脂で構成されている。光エネルギー硬化型樹脂で構成されていることで、突出部84は、自然硬化される構成に比べて、短時間で硬化される。短時間で硬化されるということは、硬化中の変形量が少ないことを意味するので、自然硬化される構成に比べて、突出部84の突出量のばらつきを抑制できる。
In addition, in the
また、レンズ80では、基部44が無機粒子Paを含んでいるので、外周面36から外側に向かう光を減衰させる(吸収する)ことができる。さらに、遮光層82では、主成分のアクリル樹脂AK中に無機粒子Paが分散されていることから、無機粒子Paが分散されていない構成に比べて、遮光層82の強度を高めることができる。加えて、レンズ80では、突出部84が、基部44のうちZ方向に沿った部分(縦面36Aと接触する部分)の全体に亘って形成されている。つまり、Z方向における突出部84の長さが基部44の長さよりも短い構成に比べて、突出部84とレンズホルダ22との接触面積が大きくなるので、レンズ80をレンズホルダ22に嵌めた場合に、レンズ80の光軸Kが傾くのを抑制できる。
Further, in the
また、レンズ80では、4組の突出部84が、光軸Kと直交する直線上にそれぞれ1組ずつ配置されている。換言すると、4組の突出部84は、D方向の光軸Kに対する一方側と他方側に1つずつ配置されている。ここで、レンズホルダ22にレンズ80を嵌めた場合に、レンズホルダ22から各突出部84に作用する力は、各突出部84を介して光軸Kに向かう(D方向に作用する)ことになる。力がD方向に作用するということは、力が光軸Kに集中することを意味するので、レンズ80では、力が光軸Kに集中しない構成に比べて、光軸Kの位置がずれ難くなる。つまり、レンズホルダ22にレンズ80を嵌めた場合に、光軸位置ずれが生じ難くなる。
Further, in the
図8Bに示すレンズ80において、D方向における突出部84の厚さは、Z方向の一方側から他方側に向けて徐々に薄くなっている。ここで、レンズ80をレンズホルダ22に嵌める場合に、突出部84の他方側(厚さが薄く外径が小さい側)が、一方側(厚さが厚く外径が大きい側)よりも先にレンズホルダ22の内側に挿入されるので、レンズ80をレンズホルダ22に嵌め易い。
In the
また、レンズ80をレンズホルダ22に嵌める場合に、突出部84の外径がZ方向に向けて徐々に大きくなっているので、内壁面22Aとの接触によって遮光層82に作用する力は、Z方向におけるレンズ80の嵌込み量の増加に伴い徐々に大きくなる。遮光層82に作用する力が徐々に大きくなることから、外周面36と遮光層82との界面において遮光層82に作用するせん断力も徐々に大きくなる。つまり、レンズホルダ22にレンズ80を嵌める場合に、嵌込みの初期から遮光層82に大きなせん断力が作用することが抑制されるので、レンズ本体部32から遮光層82が剥離するのを抑制することができる。また、レンズ本体部32から遮光層82が剥離するのを抑制できることにより、レンズ本体部32をレンズホルダ22に嵌めた場合の光軸位置ずれを抑制できる。
Further, when the
レンズユニット70では、レンズホルダ22にレンズ80を嵌めた場合に、レンズ80の光軸位置ずれが抑制されるので、レンズユニット70としての光軸位置ずれを抑制できる。
In the
レンズ80の製造方法では、吐出ヘッド59のZ方向の移動速度を変更(減速)させることで、D方向の厚さがZ方向に徐々に増加する突出部84が形成される。換言すると、D方向の厚さがZ方向に徐々に増加する突出部84を形成する場合に、他の加工装置を用いなくて済むので、レンズ80の製造に使用する設備の増加を抑制できる。
In the method of manufacturing the
また、レンズ80の製造方法では、光軸Kよりも重力方向の上側の外周面36に遮光材料が塗布され、且つ光軸Kよりも重力方向の上側で、照射部68からのUV照射によって遮光材料が硬化される。光軸Kよりも重力方向の上側で遮光材料の塗布及び硬化が行われることで、遮光材料の塗布及び硬化を光軸Kよりも重力方向の下側で行う方法に比べて、遮光材料の自重による変形が抑制されるので、突出部84の突出量(厚み)のばらつきを抑制することができる。
Further, in the method of manufacturing the
[第3実施形態]
次に、第3実施形態に係るレンズ、レンズユニット及びレンズ製造方法の一例について説明する。なお、第1、第2実施形態と同一の構成については、第1、第2実施形態と同一の符号を付して、構造及び作用の説明を省略する。また、第1、第2実施形態と同様の製造方法については、説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, an example of the lens, the lens unit, and the lens manufacturing method according to the third embodiment will be described. The same configurations as those of the first and second embodiments are designated by the same reference numerals as those of the first and second embodiments, and the description of the structure and operation will be omitted. Further, the description of the manufacturing method similar to that of the first and second embodiments will be omitted.
図11には、第3実施形態のレンズ100が示されている。レンズ100は、レンズホルダ22(図1参照)と共にレンズユニット90を構成している。また、レンズ100は、レンズ本体部102と、遮光層104とを有する。
FIG. 11 shows the
<レンズ本体部>
レンズ本体部102は、材料及び特性(硬さ、線膨張係数)を含む基本構成がレンズ本体部32(図1参照)と同様であるが、Z方向から見た場合の外形のみが異なっている。レンズ本体部102には、側面の一例としての外周面106が形成されている。外周面106は、レンズ本体部102の光軸Kを囲んでいる。レンズ本体部102において、外周面106の直径を平均して得られた平均直径をD3〔mm〕とする。また、直径として平均直径D3を有し且つ光軸Kを中心とする仮想の円を基準円Mと称する。
<Lens body>
The
外周面106の形状は、Z方向から見た場合に、基準円MよりもD方向外側に位置する(突出された)山部107と、基準円Mに対してD方向の内側に窪んだ谷部108とを、R方向に繰り返す形状とされている。換言すると、外周面106は、複数の山部107及び複数の谷部108を有する。複数の山部107の基準円Mに対するD方向の突出量は、それぞれ異なっている。複数の谷部108の基準円Mに対するD方向の窪み量は、それぞれ異なっている。つまり、レンズ本体部102は、Z方向から見た場合に、真円からずれた外形の外周面106を有する。なお、山部107のD方向における最も外側の部分を先端109と称する。
The shape of the outer
<遮光層>
遮光層104は、外周面106に設けられた基部44と、基部44からレンズ本体部102側とは反対側に突出された複数の(一例として7つの)突出部112とを備えている。基部44と突出部112とは、同じ材料で構成されており、一体とされている。具体的には、遮光層104は、一例として、含有率90%程度の主成分であるアクリル樹脂AKと、アクリル樹脂AK内に分散された無機粒子Pa及びカーボン粒子Pb(図2参照)とを含んで構成されている。遮光層104の比重は、レンズ本体部102の比重に比べて無視できる程度に小さい。
<Shading layer>
The light-
遮光層104は、換言すると、外周面106に設けられて外周面106を覆っている。また、遮光層104は、Z方向から見た場合の層の厚さがレンズ本体部102の周方向に異なっている。
In other words, the light-
(突出部)
7つの突出部112は、基部44のR方向に間隔をあけて配置されている。また、7つの突出部112は、基部44から仮想円AのD方向に突出されている。さらに、7つの突出部112は、D方向の最も外側に位置する(頂点に相当する)先端113をそれぞれ有する。
(Protruding part)
The seven
7つの先端113は、一例として、Z方向から見た場合に、光軸Kを中心とする仮想円Aの周上に位置している。なお、先端113が仮想円Aの周上に位置する状態とは、先端113が仮想円Aの周上に位置することだけではなく、先端113が仮想円Aに対してD方向の内側又は外側に既述の誤差によりずれて位置している状態を含んでいる。なお、突出部112の数及び配置の設定は、突出部112がレンズホルダ22(図1参照)と接触された場合に、突出部112が弾性限度を超えない程度に変形する状態を考慮して設定されている。
As an example, the seven
図12に示す1つの突出部112と1つの山部107とをZ方向から見た場合に、突出部112は、山部107とD方向に並んでいる。具体的には、突出部112の配置は、一例として、山部107の先端109と、突出部112の先端113とが、D方向に沿った直線N上に並ぶ配置とされている。突出部112は、仮想円Aに対する基部44からの不足長さ(隙間に相当する長さ)を補充する補充部として機能する。
When one
〔作用〕
次に、第3実施形態のレンズ100、レンズユニット90及びレンズ製造方法の作用について説明する。
[Action]
Next, the operations of the
レンズ製造装置50(図4参照)では、レンズ本体部102と仮想円Aとの隙間を表す差分データが得られる。そして、レンズ製造装置50では、差分データと、図示しない操作者によって入力された突出部112の数(一例として7)と、山部107の位置とに基づいて、突出部112の配置が決定される。また、7つの突出部112について、基部44から仮想円Aまでの必要な突出量(厚さ)が求められる。
In the lens manufacturing apparatus 50 (see FIG. 4), difference data representing the gap between the lens
レンズ製造装置50では、必要な突出量に応じて遮光材料の吐出量がプログラム設定された後で、レンズ本体部102の外周面106に遮光材料が塗布されることで、レンズ100が製造される。そして、出来上がったレンズ100をレンズホルダ22に嵌めて、接着剤を用いてレンズ100を固定することで、レンズユニット90が出来上がる。
In the
レンズ100をレンズホルダ22(図1参照)に嵌めた場合には、複数の突出部112の先端113が、レンズホルダ22と接触する。レンズ100は、複数の先端113が仮想円Aの周上に位置しており、レンズ本体部102のみの場合に比べて、真円度が高められているので、レンズホルダ22にレンズ100を嵌めた場合に、光軸Kの位置が設定位置からずれるのを抑制することができる。さらに、レンズ100は、遮光層104が複数の突出部112を備えているので、遮光部分に他の部材を加えて外径の真円度を高める構成に比べて、簡単な構成とすることができる。
When the
また、レンズ100の突出部112は、仮想円AのD方向において、基準円Mよりも外側に位置する山部107とD方向に並んでいる。換言すると、レンズ本体部102の外周面106において突出された部位に、突出部112が設けられている。レンズホルダ22にレンズ100を嵌める場合において、突出部112は、谷部108と突出部112とがD方向に並ぶ構成に比べて、レンズホルダ22に近づくことになるので、突出部112がレンズホルダ22に接触され易くなる。
Further, the protruding
また、山部107とレンズホルダ22との隙間は、谷部108とレンズホルダ22との隙間よりも小さいので、突出部112の突出量が少なくても、突出部112とレンズホルダ22とを接触させることができる。つまり、谷部108と突出部112とがD方向に並ぶ構成に比べて、突出部112の形成に必要な遮光材料の量が少なくて済む。
Further, since the gap between the
レンズユニット90では、レンズホルダ22にレンズ100を嵌めた場合に、レンズ100の光軸位置ずれが生じ難くなるので、レンズユニット90としての光軸位置ずれを抑制できる。
In the
なお、本開示は上記の実施形態に限定されない。 The present disclosure is not limited to the above embodiment.
(第1変形例)
図13Aには、第1変形例のレンズ120が示されている。レンズ120は、レンズ本体部32と、遮光層122とを有する。遮光層122は、基部44と、基部44から外側へ突出された3つの突出部124とを備えている。3つの突出部124は、周方向にほぼ均等に離れて配置されている。また、3つの突出部124は、それぞれ先端125を有する。3つの先端125は、仮想円Aの周上に位置している。レンズ120では、3つの突出部124がレンズホルダ22と接触することで3点支持状態となるので、2点支持される構成に比べて、光軸Kの傾きが抑制される。
(First modification)
FIG. 13A shows the
(第2変形例)
図13Bには、第2変形例のレンズ130が示されている。レンズ130は、レンズ本体部32と、遮光層132とを有する。遮光層132は、基部44と、基部44から外側へ突出された4つの突出部134とを備えている。4つの突出部134は、周方向にほぼ均等に離れて配置されている。換言すると、レンズ130は、D方向に並ぶ2つの突出部134を1組として、2組の突出部を備えている。また、4つの突出部134は、それぞれ先端135を有する。4つの先端135は、仮想円Aの周上に位置している。レンズ130では、2組の突出部134がレンズホルダ22と接触することで4点支持状態となるので、2点支持される構成に比べて、光軸Kの傾きが抑制される。
(Second modification)
FIG. 13B shows the
(第3変形例)
図13Cには、第3変形例のレンズ140が示されている。レンズ140は、レンズ本体部32と、遮光層142とを有する。遮光層142は、基部44と、基部44から外側へ突出された16個の突出部144とを備えている。16個の突出部144は、R方向に並んで配置されている。また、16個の突出部144は、それぞれ先端145を有する。なお、1個の突出部144及び先端145のみに符号を付しており、残り15個の突出部144及び先端145の符号は省略する。16個の先端145は、仮想円Aの周上に位置している。レンズ140では、レンズホルダ22との接触箇所が16箇所となるが、遮光層142とレンズホルダ22とが接触しない領域も存在するため、レンズの全周がレンズホルダ22と接触される構成に比べて、レンズ140をレンズホルダ22に嵌め易い。
(Third modification example)
FIG. 13C shows the
(他の変形例)
レンズ30において、基部44を形成した後で他の遮光材料を用いて突出部46を形成してもよい。つまり、突出部46が基部44とは別体として構成されてもよい。また、突出部46は、D方向に突出された構成に限らず、D方向と交差する方向に突出されてもよい。さらに、突出部46は、形成後に自然硬化される樹脂で構成されてもよい。基部44は、無機粒子Paを含んでいなくてもよい。加えて、突出部46が突出部84に置き換えられてもよい。
(Other variants)
In the
また、レンズ30において、突出部46が、基部44のD方向に沿った部分に対して、一部に形成されていてもよい。さらに、突出部46が、山部37とD方向に並んでいてもよい。加えて、4組の突出部46は、直線G1、直線G2、直線G3及び直線G4上に配置されていなくてもよい。山部37、谷部38、突出部46の数は、それぞれ既述の数以外の数であってもよい。突出部46の数は、4組に限らず、少なくとも2組以上が、光軸Kと直交し且つ互いに交差する複数の直線上にそれぞれ1組ずつ配置されていることが好ましい。レンズ30について、以上の構成を単独又は組合せて適用してよい。
Further, in the
レンズホルダ22は、アルミニウム合金製に限らず、例えば、マグネシウム合金製であってもよい。また、他の金属製であってもよい。
The
レンズ製造装置50において、照射部68は、光軸Kよりも重力方向の下側で光照射を行ってもよい。
In the
無機粒子Paは、酸化チタン粒子に限らず、例えば、酸化銅粒子、窒化チタン粒子、シリカ粒子、フッ化マグネシウム粒子のいずれかであってもよい。また、無機粒子Paは、結晶質及びアモルファスのいずれであってもよい。さらに、無機粒子Paの形状は、球形状、不定形状のいずれであってもよい。 The inorganic particles Pa are not limited to titanium oxide particles, and may be, for example, any of copper oxide particles, titanium nitride particles, silica particles, and magnesium fluoride particles. Further, the inorganic particles Pa may be either crystalline or amorphous. Further, the shape of the inorganic particles Pa may be either a spherical shape or an indefinite shape.
遮光層42、82、104、122、132、142は、1回の塗布で形成される構成に限らず、複数回の塗布及び複数回の光照射によって形成される構成であってもよい。
The light-shielding
なお、本実施形態において、各突出部の先端とレンズホルダとの接触は、点接触に限らず、D方向及びZ方向に幅を有する面接触を含んでいる。 In the present embodiment, the contact between the tip of each protrusion and the lens holder is not limited to point contact, but includes surface contact having a width in the D direction and the Z direction.
10 撮像装置、20 レンズユニット、22 レンズホルダ(レンズ枠の一例)、22A 内壁面、22B 外周面、26 中心軸、30 レンズ、31A 面、31B 面、32 レンズ本体部、33 光学部、34 コバ部、36 外周面(側面の一例)、36A 縦面、36B 傾斜面、37 山部、38 谷部、42 遮光層、44 基部、46 突出部、46A 突出部、46B 突出部、46C 突出部、46D 突出部、46E 突出部、46F 突出部、46G 突出部、46H 突出部、47 先端、47A 先端、47B 先端、47C 先端、47D 先端、47E 先端、47F 先端、47G 先端、47H 先端、50 レンズ製造装置、52 入出力インターフェース部、54 モニタ、56 制御部、58 塗布部、59 吐出ヘッド、61 スライダ、62 センサ、64 モータ、66 保持部、68 照射部、70 レンズユニット、80 レンズ、82 遮光層、84 突出部、84A 突出部、84B 突出部、84C 突出部、85 先端、86 先端、90 レンズユニット、100 レンズ、102 レンズ本体部、104 遮光層、106 外周面(側面の一例)、107 山部、108 谷部、109 先端、112 突出部、113 先端、120 レンズ、122 遮光層、124 突出部、125 先端、130 レンズ、132 遮光層、134 突出部、135 先端、140 レンズ、142 遮光層、144 突出部、145 先端、A 仮想円、AK アクリル樹脂、B 基準円、C 光学中心、D1 直径、D2 平均直径、D3 平均直径、G1 直線、G2 直線、G3 直線、G4 直線、K 光軸、M 基準円、N 一点鎖線、Pa 無機粒子、Pb カーボン粒子、Q 中心軸、R 矢印、S 液滴
10 Imaging device, 20 lens unit, 22 lens holder (example of lens frame), 22A inner wall surface, 22B outer peripheral surface, 26 central axis, 30 lens, 31A surface, 31B surface, 32 lens body, 33 optical unit, 34 edge Part, 36 outer peripheral surface (example of side surface), 36A vertical surface, 36B inclined surface, 37 peak part, 38 valley part, 42 light-shielding layer, 44 base, 46 protrusion, 46A protrusion, 46B protrusion, 46C protrusion, 46D protruding part, 46E protruding part, 46F protruding part, 46G protruding part, 46H protruding part, 47 tip, 47A tip, 47B tip, 47C tip, 47D tip, 47E tip, 47F tip, 47G tip, 47H tip, 50 lens manufacturing Equipment, 52 input / output interface unit, 54 monitor, 56 control unit, 58 coating unit, 59 discharge head, 61 slider, 62 sensor, 64 motor, 66 holding unit, 68 irradiation unit, 70 lens unit, 80 lens, 82 shading layer , 84 protruding part, 84A protruding part, 84B protruding part, 84C protruding part, 85 tip, 86 tip, 90 lens unit, 100 lens, 102 lens body, 104 light-shielding layer, 106 outer peripheral surface (example of side surface), 107 peaks Part, 108 valley part, 109 tip, 112 protrusion, 113 tip, 120 lens, 122 light-shielding layer, 124 protrusion, 125 tip, 130 lens, 132 light-shielding layer, 134 protrusion, 135 tip, 140 lens, 142 light-shielding layer 144 protruding part, 145 tip, A virtual circle, AK acrylic resin, B reference circle, C optical center, D1 diameter, D2 average diameter, D3 average diameter, G1 straight line, G2 straight line, G3 straight line, G4 straight line, K optical axis , M reference circle, N single point chain line, Pa inorganic particles, Pb carbon particles, Q central axis, R arrow, S droplets
Claims (12)
ガラス製とされ、光軸を囲む側面を有するレンズ本体部と、
前記側面に設けられ前記側面を覆う層状の基部と、該基部の周方向に間隔をあけて配置され且つ該基部から前記レンズ本体部側とは反対側に突出され、光軸方向から見た場合に先端が前記光軸を中心とする仮想円の周上に位置する複数の突出部と、を備えた遮光層と、
を有するレンズ。 A lens that fits into a tubular lens frame
The lens body, which is made of glass and has a side surface that surrounds the optical axis,
When the layered base portion provided on the side surface and covering the side surface is arranged at a distance in the circumferential direction of the base portion and is projected from the base portion to the side opposite to the lens body portion side and viewed from the optical axis direction. A light-shielding layer having a plurality of protrusions whose tips are located on the circumference of a virtual circle centered on the optical axis.
Lens with.
前記レンズの突出部が接触される内壁面を有し、前記レンズを保持する筒状のレンズ枠と、
を有するレンズユニット。 The lens according to any one of claims 1 to 9.
A tubular lens frame having an inner wall surface with which the protruding portion of the lens is in contact and holding the lens,
Lens unit with.
前記側面に基部と該基部から外側へ突出された複数の突出部とを備えた遮光層を設ける工程であって、前記レンズ本体部を光軸周りに回転させながら前記側面に塗布する遮光材料の量を変えることで、前記突出部の先端を、前記光軸を中心とする仮想円の周上に位置させる工程と、
を有するレンズ製造方法。 The process of forming a lens body that is made of glass and has a side surface that surrounds the optical axis,
A step of providing a light-shielding layer having a base portion and a plurality of protrusions protruding outward from the base portion on the side surface of the light-shielding material, which is applied to the side surface while rotating the lens main body portion around an optical axis. By changing the amount, the tip of the protrusion is positioned on the circumference of the virtual circle centered on the optical axis.
Lens manufacturing method having.
前記レンズ本体部を光軸方向から見た場合に、前記光軸よりも重力方向の上側の前記側面に前記遮光材料を塗布する工程と、
前記光軸よりも重力方向の上側で前記遮光材料を硬化させる工程と、
を有する請求項11に記載のレンズ製造方法。 The step of providing the light-shielding layer is
A step of applying the light-shielding material to the side surface above the optical axis in the direction of gravity when the lens body is viewed from the optical axis direction.
A step of curing the light-shielding material above the optical axis in the direction of gravity,
The lens manufacturing method according to claim 11.
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