JP7098437B2 - 光学部品保持装置および光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、レンズなどの光学部品を備える光学機器に関し、特に、光学部品を保持するための光学部品保持装置に関する。

一般に、光学部品の１つであるプラスチック製レンズ（以下単にレンズと呼ぶ）を保持するための光学部品保持装置として種々のものが知られている。例えば、レンズの成型の際に型合わせ面に生じるバリによるレンズの傾きを防止するようにした光学部品保持装置が知られている（特許文献１）。ここでは、レンズに等間隔でレンズスラスト受け面を形成する。そして、レンズスラスト受け面と当接する鏡枠スラスト受け面が形成される凸部においてその外周面をバリよりもラジアル方向内周側に設けるようにしている。

特開２０１６－１０２９１５号公報

しかしながら、上述の特許文献１に記載の保持装置では、例えば、撮影レンズのように円形のレンズについてはレンズの傾き（つまり、光軸に対する歪）を防止することができる。一方、光学ファインダーのような光学機器の場合には小型化のため非円形のレンズが用いられるが、非円形のレンズではレンズに等間隔でレンズスラスト受け面を形成することが困難である。このため、レンズスラスト受け面を等間隔に設けるために円形レンズを用いると、レンズ自体が大型化して光学機器が大型化してしまう。

そこで、本発明の目的は、レンズなどの光学部品が略円形ではない場合であっても光学部品自体の歪みを抑制して、光学部品の傾きを容易に補正することのできる光学部品保持装置および光学機器を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による光学部品保持装置は、第１の光学部品を保持するための光学部品保持装置であって、前記第１の光学部品を収納するための保持部材と、前記第１の光学部品を前記保持部材に対して付勢して前記第１の光学部品の光軸方向における位置を決定する付勢部材と、を有し、前記保持部材、前記第１の光学部品、および前記付勢部材を前記光軸方向から見た際に光軸を中心として前記保持部材、前記第１の光学部品、および前記付勢部材が略同一の３か所で当接し、前記保持部材、前記第１の光学部品、および前記付勢部材の各々は互いに当接する当接部が形成され、前記保持部材、前記第１の光学部品、および前記付勢部材の各々において前記当接部はその外形を規定する面から突出していることを特徴とする。

本発明によれば、レンズなどの光学部品が略円形ではない場合であっても光学部品自体の歪みを抑制して、光学部品の傾きを容易に補正することができる。

本発明の実施の形態による光学部品保持装置を備える光学機器の一例についてその構成を示す断面図である。 図１に示す第１のレンズの形状を示す斜視図である。 図１に示す第１のレンズに形成されたスラスト受け面を表示パネル側から示す図である。 図１に示す第２のレンズの形状を示す斜視図である。 図１に示すスペーサの形状を示す斜視図である。 図１に示す第２のレンズに当接する弾性部材の形状を示す斜視図である。 図１に示すレンズホルダを示す斜視図である。 図１に示すレンズユニットを分解して示す斜視図である。

以下に、本発明の実施の形態の形態による光学部品保持装置の一例について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施の形態による光学部品保持装置を備える光学機器の一例についてその構成を示す断面図である。なお、図１に示す光学機器はレンズユニットである。

図１に示す例には、撮像装置を正位置に構えた際のレンズユニット（光学部品ユニット）１の光軸を中心とする断面が示されており、左側に表示パネル２が位置し、右側に観察者（ユーザ）が位置する。

レンズユニット１は、デジタルカメラ、ミラーレスカメラ、又はデジタルビデオカメラなどの撮像装置においてファインダー（光学機器の１つ）に用いられる。そして、レンズユニット１は表示パネル２に表示された画像を拡大する光学系であり、レンズユニット１を介して撮影者は表示パネル（表示部）２に表示された画像を観察する。なお、レンズユニット１は撮像装置（以下カメラと呼ぶ）に一体的又は取り外し可能に取り付けられている。

レンズユニット１はプラスチック製の第１のレンズ（第１の光学部品）３および第２のレンズ（第２の光学部品）４を備えており、これらレンズ３および４はレンズ保持部材として用いられるレンズホルダ４に保持されている（収納されている）。

レンズ３とレンズ４との間にはスペーサ６が配置されており、当該スペーサ６によってレンズ３およびレンズ４の距離が決定される。なお、スペーサ６はレンズ３に過剰な光が入射しないようにするためのマスクとしても用いられる。弾性部材７はレンズ３および４とスペーサ６をレンズホルダ５に押圧する。

マスク（マスク部材）８はレンズ４に、必要以上の光が入射することによって生じる不要な反射光を防ぐために用いられる。つまり、マスク８はレンズ４に入射する光を制限する。当該マスク８は、レンズホルダ（光学部品保持部材）５に、例えば、スナップフィットによって固定される。そして、マスク８は弾性部材（付勢部材）７を介して、レンズ３、スペーサ６、およびレンズ４をレンズホルダ５に対して光軸１００の方向に押圧（付勢）する。

図２は図１に示す第１のレンズの形状を示す斜視図である。そして、図２（ａ）は表示パネル側から見た斜視図であり、図２（ｂ）は撮影者側から見た斜視図である。

レンズ３の外周には、光軸１００に対するラジアル方向の位置決めを行うためのラジアル受け面３ａ１～３ａ６が形成されている。当該ラジアル受け面３ａ１～３ａ６は、後述するレンズホルダ５の内周に形成されたラジアル受け面５ｂ１～５ｂ６に当接する。これによって、光軸１００にレンズ３の光軸が合うようにレンズ３のラジアル方向の位置決めが行われる。

レンズ３には、光軸１００に対してレンズ３のスラスト方向の位置決めを行うためのスラスト受け面３ｂ１～３ｂ６が形成されている。レンズ３の鏡面部よりも外側の周縁部においてレンズ３の表裏（第１の主面および第２の主面）にそれぞれスラスト受け面（当接部）３ｂ１～３ｂ３および３ｂ４～３ｂ６が突出して形成されている。なお、スラスト受け面３ｂ１～３ｂ３および３ｂ４～３ｂ６の形成位置は投影上略同一箇所とされる。

スラスト受け面３ｂ１～３ｂ６は、後述するレンズホルダ５に形成されたスラスト受け面５ａ１～５ａ３と当接する。これによって、レンズ３のスラスト方向の位置が決定される。

図３は、図１に示す第１のレンズに形成されたスラスト受け面を表示パネル側から示す図である。

前述のスラスト受け面３ｂ１は、カメラを正位置に把持した状態においてカメラの上面側に位置する。また、スラスト受け面３ｂ２および３ｂ３は、カメラを正位置に把持した状態においてカメラの底面側に位置する。そして、スラスト受け面３ｂ１とスラスト受け面３ｂ２とを結ぶ直線はカメラの底面および上面に垂直である。また、スラスト受け面３ｂ２とスラスト受け面３ｂ３とを結ぶ直線は、スラスト受け面３ｂ１とスラスト受け面３ｂ２とを結ぶ直線に直交する。

これによって、カメラを正位置に構えた状態において、レンズ３のあおり方向における倒れの軸と左右方向における倒れの軸とにスラスト受け面を結ぶ直線が沿うことになる。従って、部品寸法の誤差によってレンズ３に傾きが生じてスラスト受け面の高さを修正する際には修正のための補正値を容易に求めることができる。

さらに、スラスト受け面３ｂ２および３ｂ３が配置された側のレンズ３の周縁部には、ゲート設置部３ｄが形成されている。このゲート設置部３ｄは、金型を用いてレンズ３を成型する際に金型にプラスチック材料を注入するためのゲートを設ける部位に相当する。

レンズ３を、金型を用いて成型する際には、レンズ３の鏡面部に相当する部分にゲートを設けることができない。このため、レンズ３の周縁部に相当する部分にゲートを所定の大きさで設けた場合には、レンズ３の周縁部の外周面にはゲート設置部３ｄが形成されることになる。

一般に、プラスチック製のレンズにおいて、金型成型によってレンズ面の精度を規定しようとする場合には、レンズの外形を左右および上下対称の形状とすることが望ましい。また、レンズ３を、レンズホルダ５に組み込んだ際（収納した際）、３点のスラスト受け面でその姿勢を保持するためには、３点のスラスト受け面を結ぶ三角形の投影内側（三角形内）にレンズ３の重心Ｇが位置することが望ましい。

レンズ３の重心Ｇが３点のスラスト受け面を結ぶ三角形の投影外側にある場合には、レンズ３は３点のスラスト受け面で保持されない。つまり、レンズ３は３点のスラスト受け面のうちの２点と受け面ではない別の箇所とで保持される。この結果、レンズ面がユーザが意図しない箇所に接触して傷がついてしまう可能性がある。

上述の点を考慮して、レンズの光軸に対してゲート設置部３ｄを２点のスラスト受け面が位置するカメラ底面側の周縁部に配置する。これによって、図３に示すように、レンズの形状は光軸に対して略対称形状として、かつレンズの重心Ｇを３点のスラスト受け面を結ぶ三角形の内側に位置させることが可能となる。

さらに、このような配置によってカメラを正位置に把持した状態で使用する際には、レンズ３の重心Ｇを光軸よりも下側に位置させることができる。これによって、レンズ３の重心Ｇが光軸よりも上側に位置する場合に比べて、重力に起因してレンズ３を傾けるモーメントを小さくすることができる。

図４は図１に示す第２のレンズの形状を示す斜視図である。そして、図４（ａ）は表示パネル側から見た斜視図であり、図４（ｂ）は撮影者側から見た斜視図である。

レンズ３と同様に、レンズ４の外周には、光軸１００に対するラジアル方向の位置決めを行うためのラジアル受け面４ａ１～４ａ６が形成されている。当該ラジアル受け面４ａ１～４ａ６は、後述するレンズホルダ５の内周に形成されたラジアル受け面５ｃ１～５ｃ６に当接する。これによって、光軸１００にレンズ４の光軸が合うようにレンズ４のラジアル方向の位置決めが行われる。

レンズ４には、光軸１００に対してレンズ４のスラスト方向の位置決めを行うためのスラスト受け面４ｂ１～４ｂ６が形成されている。スラスト受け面４ｂ１～４ｂ６は、投影上レンズ３のスラスト受け面３ｂ１～３ｂ６と略同一箇所に位置している。図示されていないが、レンズ３と同様に、スラスト受け面４ｂ１～４ｂ３を結ぶ三角形の内側にレンズ４の重心が位置するように、スラスト受け面４ｂ２および４ｂ３の側にレンズ４のゲート設置部が規定されている。

図５は図１に示すスペーサの形状を示す斜視図である。そして、図５（ａ）は表示パネル側から見た斜視図であり、図５（ｂ）は撮影者側から見た斜視図である。

スペーサ６では、スラスト方向の受け面６ｂ１～６ｂ３がレンズ３の側に形成されるとともに、受け面６ｂ４～６ｂ６がレンズ４の側に形成されている。これら受け面６ｂ１～６ｂ６投影上レンズ３のスラスト受け面３ｂ１～３ｂ６と略同一箇所に設けられる。

スペーサ６には、ラジアル方向の受け面６ａ１～６ａ６が形成されている。これら受け面６ａ１～６ａ６は、後述するレンズホルダ５の内周に形成されたラジアル受け面５ｃ１～５ｃ６と当接する。これによって、スペーサ５のラジアル方向の位置が決定される。

図６は、図１に示す第２のレンズに当接する弾性部材の形状を示す斜視図である。そして、図６（ａ）は表示パネル側から見た斜視図であり、図６（ｂ）は撮影者側から見た斜視図である。

図示のように、弾性部材７には、レンズ４のスラスト方向の受け面４ｂ４～４ｂ６と当接するスラスト方向の受け面７ａ１～７ａ３が形成されている。図示の例では、弾性部材７はシリコンラバーで形成されている。

図７は、図１に示すレンズホルダを示す斜視図である。

レンズホルダ５の内周面にはラジアル受け面５ａ１～５ａ６および５ｃ１～５ｃ６とスラスト受け面５ｂ１～５ｂ３とが形成されている。レンズ３のラジアル受け面３ａ１～３ａ６はレンズホルダ５のラジアル受け面５ａ１～５ａ６に当接する。これによって、光軸１００にレンズ３の光軸が合うようにレンズ３のラジアル方向が位置決めされる。

次に、スペーサ６のラジアル受け面６ｃ１～６ｃ６がレンズホルダ５のラジアル受け面５ｃ１～５ｃ６と当接して、レンズホルダ５に対するスペーサ６のラジアル方向の位置が決定される。そして、スペーサ６のスラスト受け面６ｂ１～６ｂ３がレンズ３のスラスト受け面３ｂ１～３ｂ３に当接してスラスト位置が決定される。

さらに、レンズ４のラジアル受け面４ａ１～４ａ６がレンズホルダ５のラジアル受け面５ｃ１～５ｃ６に当接して、レンズ４のラジアル方向の位置が決定される。そして、レンズ４のスラスト方向の受け面４ｂ１～４ｂ３がスペーサ６のスラスト受け面６ｂ４～６ｂ６に当接してスラスト位置が決定される。

さらに、弾性部材７のスラスト方向の受け面７ａ１～７ａ３がレンズ４のスラスト受け面４ｂ４～４ｂ６と接触し、マスク８によってレンズ３、スペーサ６、およびレンズ４がレンズホルダ５に対して光軸方向に押圧されて固定される。

図８は、図１に示すレンズユニットを分解して示す斜視図である。

図８も参照して、スラスト受け面５ｂ１、スラスト受け面３ａ１および３ｂ１、スラスト受け面６ｂ１および６ｂ４、スラスト受け面４ｂ１および４ｂ４、およびスラスト受け面７ａ１は投影上全て重なる。また、スラスト受け面５ｂ２、スラスト受け面３ａ２および３ｂ２、スラスト受け面６ｂ２および６ｂ５、スラスト受け面４ｂ２および４ｂ５、およびスラスト受け面７ａ２は投影上全て重なる。さらに、スラスト受け面５ｂ３、スラスト受け面３ａ３および３ｂ３、スラスト受け面６ｂ３および６ｂ６、スラスト受け面４ｂ３および４ｂ６、およびスラスト受け面７ａ３は投影上全て重なる。

このように、レンズホルダ５、レンズ３、スペーサ６、レンズ４、および弾性部材７は全て投影上略同一の３点で接触する。

ところで、スラスト受け面が４点以上となると、レンズの傾きを決める３点のスラスト受け面の組み合わせが個体ばらつきに応じて変化する。この結果、レンズの性能が個体ばらつきに応じて変化する。一方、上述の例では、レンズ３および４とスペーサ６とを、マスク８によって弾性部材７を介してレンズホルダ５に固定した際、レンズの傾きを決定する３点のスラスト受け面にのみ力が作用する。この結果、レンズ面を歪ませる力が生じることが少ない。

さらに、３点のスラスト受け面の高さを修正する際、カメラを正位置に構えた状態においてレンズのあおり方向の倒れの軸と左右方向の倒れの軸とに受け面を連結した直線が沿っているので、修正の際の補正値を容易に求めることができる。

このように、本発明の実施の形態では、レンズが略円形ではない場合であってもレンズ自体の歪みを抑制して、レンズの傾きを容易に補正することができる。

なお、上述の例では、レンズユニットとして２枚のレンズを備え、レンズ間にスペーサが配置された構成について説明した。一方、スペーサがレンズ間に存在せず、複数のレンズが直接接触する場合においても、レンズ３のスラスト受け面３ｂ１～３ｂ６と略同一箇所のみが互いに当接するようにすればよい。また、３枚以上のレンズを備える場合においてもレンズ３のスラスト受け面３ｂ１～３ｂ６と他のレンズの略同一箇所のみが当接するようにすればよい。

さらに、レンズホルダに表示パネル２側および観察者側の２方向からレンズを組み込む場合においても、レンズホルダ、レンズ、スペーサ、および弾性部材に投影上略同一の位置に３点のスラスト受け面を配置すればよい。

上述の例では、投影上ほぼ同一の位置にスラスト受け面を配置するようにしたが、略同一であればよく、レンズに歪みが生じない程度にその位置はばらついてもよい。また、ファインダー以外の光学系においてレンズなどの光学部品を保持する際においても同様に適用することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ レンズユニット
２ 表示パネル
３，４ レンズ
５ レンズホルダ
６ スペーサ
７ 弾性部材
８ マスク

Claims (9)

1. 第１の光学部品を保持するための光学部品保持装置であって、
   前記第１の光学部品を収納するための保持部材と、
   前記第１の光学部品を前記保持部材に対して付勢して前記第１の光学部品の光軸方向における位置を決定する付勢部材と、を有し、
   前記保持部材、前記第１の光学部品、および前記付勢部材を前記光軸方向から見た際に光軸を中心として前記保持部材、前記第１の光学部品、および前記付勢部材が略同一の３か所で当接し、
   前記保持部材、前記第１の光学部品、および前記付勢部材の各々は互いに当接する当接部が形成され、
   前記保持部材、前記第１の光学部品、および前記付勢部材の各々において前記当接部はその外形を規定する面から突出していることを特徴とする光学部品保持装置。
2. 前記第１の光学部品の側には少なくとも画像を表示する表示部が配置され、
   前記第１の光学部品において前記表示部の側の面には光の入射を制限するためのマスク部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光学部品保持装置。
3. 前記第１の光学部品はプラスチック製であることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学部品保持装置。
4. 前記第１の光学部品はレンズであることを特徴とする請求項３に記載の光学部品保持装置。
5. 前記第１の光学部品において、前記第１の光学部品を規定する第１の主面および第２の主面の各々に３つ当接部が形成されており、
   前記第１の主面又は前記第２の主面に形成された当接部を結んで規定された三角形内に前記第１の光学部品の重心が位置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学部品保持装置。
6. 前記光学部品保持装置を備える光学機器を使用する姿勢とした際、前記光軸よりも下側に２つの当接部が位置することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学部品保持装置。
7. 第１の光学部品を保持するための光学部品保持装置であって、
   前記第１の光学部品を収納するための保持部材と、
   前記第１の光学部品を前記保持部材に対して付勢して前記第１の光学部品の光軸方向における位置を決定する付勢部材と、を有し、
   前記保持部材、前記第１の光学部品、および前記付勢部材を前記光軸方向から見た際に光軸を中心として前記保持部材、前記第１の光学部品、および前記付勢部材が略同一の３か所で当接し、
   前記保持部材、前記第１の光学部品、および前記付勢部材の各々は互いに当接する当接部が形成され、
   前記第１の光学部品は金型を用いて成型されており、
   前記光学部品保持装置を備える光学機器を使用する姿勢とした際、前記光軸よりも下側に前記第１の光学部品を成型する際のゲート設置部が位置することを特徴とする光学部品保持装置。
8. 前記第１の光学部品の他に、少なくとも１つの別の光学部品を第２の光学部品として備えており、
   前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との間に配置され、前記光軸方向において前記第１の光学部品と前記第２の光学部品との距離を規定するスペーサを有し、
   前記保持部材は前記第１の光学部品、前記スペーサ、および前記第２の光学部品を収納し、
   前記付勢部材は前記第１の光学部品、前記第２の光学部品、および前記スペーサを前記保持部材に対して付勢して前記第１の光学部品および前記第２の光学部品の光軸方向における位置を決定しており、
   前記保持部材、前記第１の光学部品、前記第２の光学部品、および前記付勢部材を前記光軸方向から見た際に光軸を中心として前記保持部材、前記第１の光学部品、前記第２の光学部品、および前記付勢部材が略同一の３か所で当接していることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光学部品保持装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光学部品保持装置を有する光学機器。

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