WO2011148762A1 - 鏡枠部品、レンズ組立体、撮像装置、および鏡枠部品の製造方法 - Google Patents

鏡枠部品、レンズ組立体、撮像装置、および鏡枠部品の製造方法 Download PDF

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弘栄 藤木
佐々木 竜太
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Definitions

  • the present invention relates to a lens frame part incorporating a lens and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a lens frame part made of porous ceramic and a manufacturing method thereof.
  • the present invention also relates to a lens assembly and an imaging apparatus provided with such a lens frame part.
  • Patent Documents 1 and 2 propose using a ceramic lens frame.
  • Patent Document 3 proposes the use of porous ceramics having excellent breathability and durability for optical components.
  • a lens frame component includes a lens frame main body that accommodates a plurality of lenses, an interval ring that defines a distance between the plurality of lenses within the lens frame main body, and a lens frame. It is comprised with the presser ring arrange
  • the lens incorporated in the lens frame component is fixed in contact with the lens frame component so that the optical axis and focus of the lens do not shift.
  • the lens barrel part made of porous ceramic has minute irregularities on the surface thereof. For this reason, when a lens is incorporated in the lens frame part, it is conceivable that both of them rub against each other and a problem arises that scraping powder is generated from the lens frame part.
  • Patent Document 5 proposes that the entire surface of the ceramic is covered with a protective film and smoothed by a tribochemical reaction.
  • JP 2006-284991 A JP 2006-292927 A JP 2007-238430 A JP 2007-279557 A JP 2003-145416 A
  • the present invention has been made to solve such conventional problems, and a lens frame component that suppresses generation of shaving powder due to friction with a lens while maintaining the breathability of a porous ceramic, and its manufacture It aims to provide a method.
  • Another object of the present invention is to provide a lens assembly and an image pickup apparatus including such a lens frame part.
  • a lens frame part according to the present invention is a lens frame part made of porous ceramic having a lens contact surface, and the lens contact surface is polished with a polishing tool in water. And a protective film portion made of a hydrate or an oxide generated by generation of a tribochemical reaction and a porous portion in which a porous state remains without generating a tribochemical reaction.
  • the protective film part preferably has a surface area of 20 to 80% with respect to the lens contact surface.
  • the protective film portion can be generated by polishing the lens contact surface with the polishing tool having a surface roughness of 3 ⁇ m or less.
  • the lens frame part is preferably made of silicon nitride.
  • the lens frame component includes a lens frame main body that accommodates the plurality of lenses, at least one spacing ring that defines a distance between the plurality of lenses in the lens frame main body, and an end of the lens frame main body.
  • Each of the lens contact surfaces of the lens barrel main body, the spacing ring, and the pressing ring may include the protective film portion and the porous portion.
  • a lens assembly according to the present invention is obtained by incorporating a lens into the lens barrel part described in any one of the above.
  • An imaging apparatus according to the present invention includes the lens assembly described above.
  • the method of manufacturing a lens frame part according to the present invention is a method of manufacturing a lens frame part made of porous ceramic having a lens contact surface, and polishing the lens contact surface in water with a polishing tool, In the region of the minute protrusions on the lens contact surface, a tribochemical reaction due to frictional heat accompanying polishing is generated to generate a protective film portion made of hydrate or oxide, and the minute protrusions on the lens contact surface In the region other than the portion, the porous portion remains in a porous state without generating a tribochemical reaction.
  • the surface roughness of the polishing tool may be smaller than the surface roughness of the lens contact surface.
  • the surface roughness of the polishing tool may be 3 ⁇ m or less.
  • the present invention it is possible to suppress the generation of shaving powder due to friction with the lens while maintaining the breathability of the porous ceramic.
  • FIG. 1 shows a configuration of a lens assembly 10 in which four lenses L1 to L4 are incorporated in a lens frame part 1.
  • the lens frame component 1 includes a lens frame body 2 that sequentially accommodates the lenses L1 to L4, an interval ring 6a to 6c that defines the distance between the lenses L1 to L4 in the lens frame body 2, and an outer periphery of the front end of the lens frame body 2 And a presser ring 7 disposed in the section.
  • the lens frame body 2 has a cylindrical shape penetrating the inside, and has a rear end side opening 3 at the rear end (image forming side) and a front end side opening 4 at the front end (subject side).
  • the inner peripheral surface of the rear end is the outer peripheral surface of the lens L1
  • the inner peripheral surface of the intermediate portion is the outer peripheral surface of the lenses L2 and L3
  • the inner peripheral surface of the front end is the outer peripheral surface of the lens L4.
  • Each is formed to contact.
  • the lenses L1 to L4 have different diameters and are formed concentrically so that the optical axes of the lenses L1 to L4 coincide.
  • the rear end side opening 3 of the lens frame body 2 has a peripheral convex portion 5 having an inner diameter smaller than the diameter of the lens L1 and supporting the lens L1 from the rear surface side of the lens L1.
  • the front end side opening 4 of the lens barrel body 2 has an inner diameter corresponding to the diameter of the lens L4, and is formed so that the lenses L1 to L4 can be sequentially inserted.
  • Spacing rings 6a to 6c are inserted between the lenses L1 to L4 accommodated in the lens barrel body 2.
  • the spacing rings 6 a to 6 c have an annular shape, and the outer peripheral surface is in contact with the inner peripheral surface of the lens frame body 2.
  • the rear surface and the front surface of the spacing ring 6a are in contact with the lens L1 and the lens L2, respectively, to define the spacing.
  • the rear surface and the front surface of the space ring 6b are in contact with the lens L2 and the lens L3, respectively, and define the space therebetween.
  • the rear surface and the front surface of the spacing ring 6c are in contact with the lens L3 and the lens L4, respectively, to define the spacing.
  • a presser ring 7 having a cylindrical shape is disposed on the outer periphery of the front end of the lens barrel body 2.
  • the front end portion of the presser ring 7 includes a peripheral convex portion 8 having an inner diameter smaller than the diameter of the lens L4 and fixing the lens L4 from the front side of the lens L4.
  • the presser ring 7 is fixed to the lens frame body 2 by screwing or fitting.
  • the lens frame part 1 (the lens frame main body 2, the spacing rings 6a to 6c, and the presser ring 7) is made of, for example, a porous ceramic such as silicon nitride, and the lens frame main body 2 that is in contact with the outer peripheral surfaces of the lenses L1 to L4. Lens contact surfaces such as the inner peripheral surface, the front and rear surfaces of the spacing rings 6a to 6c contacting the front and rear surfaces of the lenses L1 to L4, the peripheral convex portion 5 of the lens barrel body 2, and the peripheral convex portion 8 of the presser ring 7 are provided.
  • the porous ceramic is a ceramic having a porosity of 10% or more.
  • FIG. 2 shows a configuration of a protective film forming apparatus 21 that forms a protective film portion on the lens contact surface of the lens barrel component 1.
  • the protective film forming apparatus 21 has a water tank 22 containing a reaction solution R for generating a tribochemical reaction such as water.
  • a reaction solution R for generating a tribochemical reaction such as water.
  • component fixing means 23 for fixing the lens frame body 2 is disposed in the reaction solution R in the water tank 22 disposed.
  • a rotation driving unit 25 that rotates the component fixing unit 23 in a predetermined direction at a predetermined rotational speed is connected to the component fixing unit 23 via a drive shaft 24.
  • a polishing tool 26 for polishing the lens contact surface of the lens barrel body 2 is disposed in the reaction solution R in the water tank 22.
  • the polishing tool 26 is made of ceramic or metal having a higher hardness than the lens frame body 2.
  • the surface roughness of the polishing tool 26 is smaller than the surface roughness of the lens contact surface of the lens barrel body 2, and for example, a surface roughness of 3 ⁇ m or less can be used.
  • the polishing tool 26 is connected to a rotation drive unit 28 via a drive shaft 27.
  • the rotation drive unit 28 moves the polishing tool 26 in the vertical direction and rotates it at a predetermined speed in a direction opposite to the rotation direction of the component fixing means 23.
  • the reaction liquid R is filled in the water tank 22 so as to fill the lens frame body 2.
  • the polishing tool 26 is disposed so as to contact the lens contact surface of the lens barrel body 2, and the rotation driving unit 25 rotates the component fixing means 23 at a predetermined speed, and the rotation driving unit 28 rotates the polishing tool 26 with the component fixing unit 23. Rotate in the opposite direction at a predetermined speed. Thereby, the lens contact surface of the lens barrel body 2 made of silicon nitride is polished by the polishing tool 26 in the reaction solution.
  • the frictional heat associated with the polishing generates a tribochemical reaction, and the silicon produced on the surface of the lens frame body 2 reacts with the surrounding reaction solution R to cause hydrate (Si—OH) and oxide (Si—O). ) Is formed.
  • the polishing tool 26 since the polishing tool 26 has a surface roughness smaller than that of the lens contact surface of the lens barrel body 2, only the protrusions of the minute irregularities of the lens frame body 2 are rubbed. For this reason, the protective film is generated only by the minute protrusions of the lens frame body 2. The generated protective film is crushed by the polishing tool 26, and a smooth protective film portion is formed in a predetermined region of the minute protrusion. Thus, the area
  • the lens frame body 2 can also have air permeability.
  • a protective film portion is formed over the entire inner peripheral surface of the lens frame body 2. And a lens contact surface having a porous portion.
  • the tribochemical reaction is similarly generated on the lens contact surfaces of the spacing rings 6a to 6c and the presser ring 7 by using a polishing tool having a surface roughness smaller than that of the lens contact surface, so that the region of the minute protrusions can be obtained. It is possible to obtain the lens contact surfaces of the spacing rings 6a to 6c and the presser ring 7 in which the protective film portion is generated and the region other than the minute projections is a porous portion.
  • FIG. 3 shows a photograph of the lens contact surface of the lens frame component 1 having the protective film portion 29 and the porous portion 30.
  • a protective film part is formed on the lens contact surface of the lens barrel part 1 by the protective film forming device 21 and the part is enlarged 1000 times with a scanning electron microscope.
  • a protective film part is produced
  • the ratio of the surface area of the protective film portion 29 to the lens contact surface of the lens barrel part 1 can be controlled by the surface roughness of the polishing tool 26, and a high ratio is obtained by using a material having a large surface roughness.
  • a low ratio can be obtained by using one having a small roughness.
  • the lens L1 is inserted from the front end side opening 4 of the lens frame body 2, and the protective film is formed on the outer peripheral surface of the lens L1 and the inner peripheral surface of the lens frame body 2 at a predetermined ratio.
  • the lens L1 is moved until the rear surface of the lens L1 comes into contact with the peripheral convex portion 5 of the lens barrel body 2 while making contact with the portion.
  • a protective film portion is also formed on the peripheral convex portion 5 at a predetermined ratio, and the peripheral convex portion 5 is in contact with the rear surface of the lens L1 by the protective film portion.
  • the spacing ring 6a is inserted from the front end side opening 4 of the lens frame body 2, and the spacing ring 6a is brought into contact with the outer peripheral surface of the spacing ring 6a and the protective film portion formed on the inner peripheral surface of the lens frame body 2.
  • the spacing ring 6a is moved until the rear surface of 6a contacts the front surface of the lens L1.
  • the spacing ring 6a is in contact with the lens L1 through a protective film portion formed at a predetermined ratio on the rear surface.
  • the lens L2, the spacing ring 6b, the lens L3, the spacing ring 6c, and the lens L4 are sequentially inserted from the front end side opening 4 of the lens barrel body 2, and the front surface of the spacing ring 6a and the rear surface of the spacing ring 6b are the lens L2.
  • the front surface of the spacing ring 6b and the rear surface of the spacing ring 6c are moved until they come into contact with the lens L3, and the front surface of the spacing ring 6c is brought into contact with the lens L4.
  • the spacing rings 6b and 6c move while bringing the outer peripheral surface into contact with the protective film portion formed on the inner peripheral surface of the lens frame body 2, and the protective film portions formed at a predetermined ratio on the rear surface and the front surface. Are in contact with the lenses L2 to L4.
  • the lenses L1 to L4 move while contacting the smoothed protective film portion of the lens frame body 2, so that the lenses L1 to L4 and the porous portion of the lens frame body 2 are rubbed to generate shaving powder. Can be prevented.
  • the porous portions of the interval rings 6a to 6c and the lenses L1 to L4 are in contact with each other. It can prevent that L4 rubs and scrapes and generates powder.
  • the presser ring 7 is attached to the front end of the lens frame main body 2, and the lens L4 is pressed from the front side by the peripheral convex portion 8 of the presser ring 7, and the lens frame main body 2 and the presser ring 7 are fixed.
  • the lenses L1 to L4 are sandwiched between the peripheral convex portion 5 of the lens barrel body 2 and the peripheral convex portion 8 of the presser ring 7, and the inside of the lens barrel main body 2, the lens L1, and the lens L4 is hermetically sealed. 10 is assembled.
  • peripheral convex portion 8 of the presser ring 7 is in contact with the lens L4 by the protective film portion formed at a predetermined ratio, the porous portion of the presser ring 7 and the lens L4 are rubbed to generate scraping powder. Can be prevented.
  • the lens contact surface of the lens frame component 1 has the protective film portion and the porous portion at a predetermined ratio, so that the porous portion of the lens frame component 1 is maintained while maintaining the air permeability of the lens frame component 1.
  • Generation of shaving powder due to contact between the lens L1 and the lenses L1 to L4 can be prevented.
  • the lens contact surface of the lens frame component 1 is in contact with the lenses L1 to L4 by the protective film portion, so that the shaving powder is caused by vibration or movement. Occurrence can be prevented, and since the air permeability is maintained by the porous portion, the temperature difference generated inside and outside by sealing can be suppressed.
  • An imaging apparatus can be configured by combining the lens assembly 10 thus formed with an imaging element or the like.
  • the imaging device 31 has a cylindrical camera body frame 32 bonded and fixed to the rear end of the lens frame body 2 of the lens assembly 10, and an imaging device 33 and the like are mounted.
  • the substrate 34 is assembled by bonding and fixing so as to cover the rear end side of the camera body frame 32.
  • the protective film portion is formed only on the lens contact surface of the lens barrel component 1, but the porous portions such as the outer peripheral surfaces of the spacing rings 6a to 6c that are in contact with the lens frame body 2 are scraped off.
  • the lens frame part 1 should just generate
  • the interval rings 6a to 6c may not have the outer peripheral surface in contact with the inner peripheral surface of the lens barrel body 2 as long as the interval between the lenses L1 to L4 can be defined.
  • the method for polishing the lens frame component 1 by the protective film forming apparatus 21 is only required to generate a tribochemical reaction due to frictional heat accompanying polishing in the region of the minute protrusions of the lens frame component 1 to generate a protective film portion.
  • barrel polishing using a ceramic ball as a polishing tool can be used.
  • the lens incorporated in the lens barrel part 1 is not limited to the four lenses L1 to L4 as long as the light from the subject can be imaged.
  • Lens frame parts 2. Lens frame body, 3. Rear end side opening, 4. Front end side opening, 5. Peripheral convex part, 6a-6c spacing ring, 7. Presser ring, 8. Peripheral convex part, 10. Lens assembly, 21. Protection film formation Equipment, 22 water tank, 23 parts fixing means, 24, 27 drive shaft, 25, 28 rotation drive part, 26 polishing tool, 29 protective film part, 30 porous part, 31 imaging device, 32 camera body frame, 33 imaging element, L1-L4 lens, R reaction liquid

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Abstract

 多孔質セラミックの通気性を保ちつつレンズとの摩擦に起因する削れ粉の発生を抑制した鏡枠部品およびその製造方法を提供する。 鏡枠部品1のレンズ接触面を水中にて研磨工具25で研磨することで、レンズ接触面の微小な突起部の領域においては、トライボケミカル反応の発生により水和物または酸化物からなる保護膜部分28を生成し、レンズ接触面の微小な突起部以外の領域においては、トライボケミカル反応を発生することなく多孔質の状態が残る多孔質部分29とする。

Description

鏡枠部品、レンズ組立体、撮像装置、および鏡枠部品の製造方法
 この発明は、レンズを組み込む鏡枠部品およびその製造方法に係り、特に、多孔質セラミック製の鏡枠部品およびその製造方法に関する。また、本発明は、このような鏡枠部品を備えたレンズ組立体および撮像装置にも関している。
 携帯電話や自動車などに用いられる撮像装置は、高温または低温などの厳しい環境条件下において優れた性能安定性および耐久性を有することが求められる。そこで、例えば、特許文献1および2には、セラミック製の鏡枠を使用することが提案されている。また、特許文献3には、通気性と耐久性に優れる多孔質セラミックを光学部品に使用することが提案されている。
 一般に、鏡枠部品は、例えば特許文献4に開示されているように、複数のレンズを収容する鏡枠本体と、鏡枠本体内で複数のレンズ間の間隔を規定する間隔環と、鏡枠本体の端部に配置される押え環とで構成されている。鏡枠部品に組み込まれたレンズは、レンズの光軸および焦点にずれが生じないように鏡枠部品と接触して固定されている。一方、多孔質セラミック製の鏡枠部品は、その表面に微小な凹凸を有する。このため、鏡枠部品にレンズを組み込む時などに両者が擦れて鏡枠部品から削れ粉が発生するといった問題が生じることが考えられる。
 一方、例えば、特許文献5には、トライボケミカル反応によりセラミックの表面全体を保護膜で覆って平滑化することが提案されている。
特開2006-284991号公報 特開2006-292927号公報 特開2007-238430号公報 特開2007-279557号公報 特開2003-145416号公報
 しかしながら、鏡枠部品の凹凸を平滑化するために表面全体を保護膜で覆ってしまうと通気性を阻害し、鏡枠部品にレンズが組み込まれたレンズ組立体の内外の温度差が大きくなることでその内部に結露を発生させるおそれがある。
 この発明は、このような従来の問題点を解消するためになされたもので、多孔質セラミックの通気性を保ちつつレンズとの摩擦に起因する削れ粉の発生を抑制した鏡枠部品およびその製造方法を提供することを目的とする。
 また、本発明は、このような鏡枠部品を備えたレンズ組立体および撮像装置を提供することも目的としている。
 上記目的を達成するために、本発明に係る鏡枠部品は、レンズ接触面を有する多孔質セラミック製の鏡枠部品であって、前記レンズ接触面が、水中にて研磨工具で研磨されることでトライボケミカル反応の発生により生成された水和物または酸化物からなる保護膜部分とトライボケミカル反応を発生することなく多孔質の状態が残る多孔質部分とを有するものである。
 ここで、前記保護膜部分は、前記レンズ接触面に対して20~80%の表面積を有するのが好ましい。
 また、前記保護膜部分は、表面粗さが3μm以下の前記研磨工具で前記レンズ接触面を研磨することにより生成することができる。
 また、鏡枠部品は、窒化ケイ素からなるのが好ましい。
 また、鏡枠部品は、複数の前記レンズを収容する鏡枠本体と、前記鏡枠本体内で複数の前記レンズ間の間隔を規定する少なくとも1つの間隔環と、前記鏡枠本体の端部に配置される押さえ環とを含み、前記鏡枠本体と前記間隔環と前記押さえ環のそれぞれのレンズ接触面が前記保護膜部分と前記多孔質部分とを有することができる。
 また、本発明に係るレンズ組立体は、上記のいずれか一項に記載の鏡枠部品にレンズを組み込んだものである。
 また、本発明に係る撮像装置は、上記に記載のレンズ組立体を備えたものである。
 また、本発明に係る鏡枠部品の製造方法は、レンズ接触面を有する多孔質セラミック製の鏡枠部品の製造方法であって、前記レンズ接触面を水中にて研磨工具で研磨することで、前記レンズ接触面の微小な突起部の領域においては、研磨に伴う摩擦熱によるトライボケミカル反応を発生させて水和物または酸化物からなる保護膜部分を生成し、前記レンズ接触面の微小な突起部以外の領域においては、トライボケミカル反応を発生することなく多孔質の状態が残る多孔質部分となる方法である。
 ここで、前記研磨工具の表面粗さは、前記レンズ接触面の表面粗さより小さくてもよい。
 また、前記研磨工具の表面粗さは、3μm以下であってもよい。
 本発明によれば、多孔質セラミックの通気性を保ちつつレンズとの摩擦に起因する削れ粉の発生を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係る鏡枠部品の構成を示す断面図である。 保護膜形成装置の構成を示す断面図である。 保護膜形成装置で保護膜部分を形成した鏡枠部品を示す拡大図である。 レンズ組立体を組み立てる様子を示す断面図である。 撮像装置の構成を示す断面図である。
 以下に、添付の図面に示す好適な実施形態に基づいて、この発明を詳細に説明する。
 図1に、4枚のレンズL1~L4を鏡枠部品1に組み込んだレンズ組立体10の構成を示す。鏡枠部品1は、レンズL1~L4を順次収容する鏡枠本体2と、鏡枠本体2内でレンズL1~L4間の間隔を規定する間隔環6a~6cと、鏡枠本体2の前端外周部に配置される押え環7とを有する。
 鏡枠本体2は、内部を貫通した筒状の形状を有し、後端(結像側)に後端側開口3、前端(被写体側)に前端側開口4が形成されている。鏡枠本体2において、後端部の内周面はレンズL1の外周面と、中間部の内周面はレンズL2およびL3の外周面と、前端部の内周面はレンズL4の外周面とそれぞれ接するように形成されている。なお、レンズL1の径よりレンズL2およびL3の径が大きく、レンズL2およびL3の径よりレンズL4の径が大きいため、鏡枠本体2の後端部、中間部、および前端部の内周は、それぞれ異なる径を有すると共にレンズL1~L4の光軸が一致するように同心円状に形成されている。
 鏡枠本体2の後端側開口3は、レンズL1の径より小さな内径を有してレンズL1をレンズL1の後面側から支持する周縁凸部5を備えている。鏡枠本体2の前端側開口4は、レンズL4の径に対応する内径を有し、レンズL1~L4を順次挿入できるように形成されている。
 鏡枠本体2に収容された各レンズL1~L4の間には、間隔環6a~6cが挿入される。間隔環6a~6cは、円環状の形状を有し、外周面が鏡枠本体2の内周面と接する。
 間隔環6aの後面および前面は、それぞれレンズL1およびレンズL2と接してこれらの間隔を規定する。間隔環6bの後面および前面は、それぞれレンズL2およびレンズL3と接してこれらの間隔を規定する。間隔環6cの後面および前面は、それぞれレンズL3およびレンズL4と接してこれらの間隔を規定する。
 鏡枠本体2の前端外周部には、筒状の形状を有する押え環7が配置されている。押え環7の前端部は、レンズL4の径よりも小さな内径を有してレンズL4をレンズL4の前面側から固定する周縁凸部8を備えている。押え環7は、鏡枠本体2に螺合あるいは嵌合等により固定される。
 なお、鏡枠部品1(鏡枠本体2、間隔環6a~6c、押え環7)は、例えば窒化ケイ素などの多孔質セラミックからなり、レンズL1~L4の外周面と接触する鏡枠本体2の内周面、レンズL1~L4の前面および後面と接触する間隔環6a~6cの前面および後面、鏡枠本体2の周縁凸部5、および押え環7の周縁凸部8などのレンズ接触面を有する。ここで、多孔質セラミックとは、10%以上の気孔率を有するセラミックである。
 図2に、鏡枠部品1のレンズ接触面に保護膜部分を形成する保護膜形成装置21の構成を示す。保護膜形成装置21は、例えば水などのトライボケミカル反応を発生させるための反応液Rを入れた水槽22を有する。
 水槽22の反応液Rの中には、鏡枠本体2を固定するための部品固定手段23が配置されている。部品固定手段23には、駆動軸24を介して所定の回転速度で部品固定手段23を一定方向に回転させる回転駆動部25が接続されている。水槽22の反応液Rの中には、鏡枠本体2のレンズ接触面を研磨するための研磨工具26が配置されている。研磨工具26は、鏡枠本体2より高い硬度を有するセラミックまたは金属などから構成される。ここで、研磨工具26の表面粗さは、鏡枠本体2のレンズ接触面の表面粗さより小さいものであり、例えば3μm以下のものが使用できる。研磨工具26は、駆動軸27を介して回転駆動部28と接続されている。回転駆動部28は、研磨工具26を上下方向に移動させると共に部品固定手段23の回転方向とは反対の方向に所定の速度で回転させる。
 まず、鏡枠本体2が水槽22内の部品固定手段23に固定されると、反応液Rが鏡枠本体2を満たすように水槽22内に満たされる。研磨工具26が鏡枠本体2のレンズ接触面に接するように配置され、回転駆動部25が部品固定手段23を所定の速度で回転させると共に回転駆動部28が研磨工具26を部品固定手段23と反対方向に所定の速度で回転させる。これにより、窒化ケイ素からなる鏡枠本体2のレンズ接触面が、反応液中にて研磨工具26で研磨される。研磨に伴う摩擦熱はトライボケミカル反応を発生させ、鏡枠本体2の表面に生成されたケイ素と周囲の反応液Rとが反応して水和物(Si-OH)および酸化物(Si-O)からなる保護膜を生成する。
 この時、研磨工具26は、鏡枠本体2のレンズ接触面より表面粗さの小さいものであるため、鏡枠本体2の微小な凹凸のうち突起部だけを摩擦する。このため、保護膜は、鏡枠本体2の微小な突起部のみで生成される。生成された保護膜は研磨工具26により押し潰され、微小な突起部の所定領域に平滑な保護膜部分が形成される。このようにして、鏡枠本体2の微小な突起部の領域を平滑化することができる。一方、鏡枠本体2の微小な突起部以外の領域においては、トライボケミカル反応を発生することなく窒化ケイ素の多孔質の状態が残る多孔質部分となる。このように、多孔質の状態を残すことで、鏡枠本体2は通気性も備えることができる。
 研磨工具26を鏡枠本体2のレンズ接触面に対して上下方向に移動させると共に部品固定手段23を駆動軸24の回りに回転させることで、鏡枠本体2の内周面全面にわたって保護膜部分と多孔質部分を有するレンズ接触面を得ることができる。
 なお、間隔環6a~6cと押え環7のレンズ接触面にも同様にしてレンズ接触面より表面粗さの小さい研磨工具を用いてトライボケミカル反応を発生させることで、微小な突起部の領域に保護膜部分を生成すると共に微小な突起部以外の領域を多孔質部分とした間隔環6a~6cと押え環7のレンズ接触面を得ることができる。
 図3に、保護膜部分29と多孔質部分30を有する鏡枠部品1のレンズ接触面の写真を示す。この写真は、鏡枠部品1のレンズ接触面に保護膜形成装置21で保護膜部分を形成し、その部分を走査型電子顕微鏡で1000倍に拡大したものである。このように、多孔質の微小な突起部の領域に保護膜部分が生成され、微小な突起部以外の領域は多孔質状態が残る多孔質部分となる。
 なお、鏡枠部品1のレンズ接触面に対する保護膜部分29の表面積の割合は、研磨工具26の表面粗さにより制御することができ、表面粗さが大きいものを用いることで高い割合を、表面粗さが小さいものを用いることで低い割合を、それぞれ得ることができる。鏡枠部品1の通気性を保ちつつ削れ粉の発生を抑制するためには、レンズ接触面に対して20~80%の表面積を有する保護膜部分29を形成することが望ましい。
 次に、このようにして、それぞれのレンズ接触面に保護膜部分と多孔質部分とを形成した鏡枠本体2、間隔環6a~6c、押え環7を用いて、図1に示したレンズ組立体10を組み立てる動作を説明する。
 まず、図4に示すように、鏡枠本体2の前端側開口4からレンズL1が挿入され、レンズL1の外周面と、鏡枠本体2の内周面に所定の割合で形成された保護膜部分とを接触させながらレンズL1の後面が鏡枠本体2の周縁凸部5と接触するまでレンズL1を移動させる。なお、周縁凸部5にも所定の割合で保護膜部分が形成されており、周縁凸部5は保護膜部分によりレンズL1の後面と接触している。次に、鏡枠本体2の前端側開口4から間隔環6aが挿入され、間隔環6aの外周面と、鏡枠本体2の内周面に形成された保護膜部分とを接触させながら間隔環6aの後面がレンズL1の前面と接触するまで間隔環6aを移動させる。この時、間隔環6aは、後面に所定の割合で形成された保護膜部分によりレンズL1と接触している。同様にして、レンズL2、間隔環6b、レンズL3、間隔環6c、およびレンズL4を順次鏡枠本体2の前端側開口4から挿入し、間隔環6aの前面および間隔環6bの後面がレンズL2と、間隔環6bの前面および間隔環6cの後面がレンズL3と、間隔環6cの前面がレンズL4とそれぞれ接触するまで移動させる。この時も、間隔環6bおよび6cは、外周面を鏡枠本体2の内周面に形成された保護膜部分と接触させながら移動し、後面および前面に所定の割合で形成された保護膜部分によりレンズL2~L4とそれぞれ接触している。
 このように、レンズL1~L4は鏡枠本体2の平滑化された保護膜部分と接触しながら移動するため、レンズL1~L4と鏡枠本体2の多孔質部分とが擦れて削れ粉が発生することを防止することができる。また、間隔環6a~6cも同様に、間隔環6a~6cの平滑化された保護膜部分とレンズL1~L4とが接触しているため、間隔環6a~6cの多孔質部分とレンズL1~L4とが擦れて削れ粉が発生することを防止することができる。
 鏡枠本体2にレンズL1~L4が収容されると、鏡枠本体2の前端部に押え環7が取り付けられ、押え環7の周縁凸部8でレンズL4を前面側から押さえて鏡枠本体2と押え環7が固定される。これにより、鏡枠本体2の周縁凸部5と押え環7の周縁凸部8でレンズL1~L4が挟持され、鏡枠本体2、レンズL1、およびレンズL4の内部が密閉されてレンズ組立体10が組み立てられる。
 ここで、押え環7の周縁凸部8は所定の割合で形成された保護膜部分によりレンズL4と接触しているため、押え環7の多孔質部分とレンズL4とが擦れて削れ粉が発生することを防止することができる。
 本実施形態によれば、鏡枠部品1のレンズ接触面が保護膜部分と多孔質部分を所定の割合で有することで、鏡枠部品1の通気性を保ちつつ鏡枠部品1の多孔質部分とレンズL1~L4との接触による削れ粉の発生を防止することができる。また、鏡枠部品1にレンズL1~L4を組み込んだ後においても、鏡枠部品1のレンズ接触面は、保護膜部分によりレンズL1~L4と接触しているため振動や移動などにより削れ粉が発生するのを防止でき、また、多孔質部分により通気性が保たれているため密閉により内外に生じる温度差を抑制することができる。
 このようにして形成されたレンズ組立体10と撮像素子等とを組み合わせることにより撮像装置を構成することができる。例えば、図5に示すように、撮像装置31は、レンズ組立体10の鏡枠本体2の後端部に筒状の形状を有するカメラ本体枠32を接着固定し、撮像素子33等が搭載された基板34をカメラ本体枠32の後端側を覆うように接着固定することで組み立てられる。
 なお、本実施形態において、鏡枠部品1のレンズ接触面にのみ保護膜部分を形成させたが、例えば鏡枠本体2と接する間隔環6a~6cの外周面など、多孔質部分が擦れて削れ粉が発生する箇所に所定の割合で保護膜部分を形成してもよい。
 また、鏡枠部品1は、トライボケミカル反応を発生させて保護膜部分を生成できればよく、例えば、窒化ケイ素または炭化ケイ素などのケイ素を含有するものから構成することができる。
 また、間隔環6a~6cは、レンズL1~L4の間隔を規定できれば外周面が鏡枠本体2の内周面と接していなくてもよい。
 また、保護膜形成装置21による鏡枠部品1の研磨方法は、鏡枠部品1の微小な突起部の領域において研磨に伴う摩擦熱によるトライボケミカル反応を発生させて保護膜部分を生成できればよく、例えば、研磨用工具としてセラミックボールを用いたバレル研磨等が利用できる。
 また、鏡枠部品1に組み込まれるレンズは、被写体からの光を結像できればよく、レンズL1~L4の4枚に限られない。
1 鏡枠部品、2 鏡枠本体、3 後端側開口、4 前端側開口、5 周縁凸部、6a~6c 間隔環、7 押え環、8 周縁凸部、10 レンズ組立体、21 保護膜形成装置、22 水槽、23 部品固定手段、24,27 駆動軸、25,28 回転駆動部、26 研磨工具、29 保護膜部分、30 多孔質部分、31 撮像装置、32 カメラ本体枠、33 撮像素子、L1~L4 レンズ、R 反応液

Claims (10)

  1.  レンズ接触面を有する多孔質セラミック製の鏡枠部品であって、
     前記レンズ接触面が、水中にて研磨工具で研磨されることでトライボケミカル反応の発生により生成された水和物または酸化物からなる保護膜部分とトライボケミカル反応を発生することなく多孔質の状態が残る多孔質部分とを有することを特徴とする鏡枠部品。
  2.  前記保護膜部分は、前記レンズ接触面に対して20~80%の表面積を有する請求項1に記載の鏡枠部品。
  3.  前記保護膜部分は、表面粗さが3μm以下の前記研磨工具で前記レンズ接触面を研磨することにより生成された請求項1に記載の鏡枠部品。
  4.  窒化ケイ素からなる請求項1に記載の鏡枠部品。
  5.  複数の前記レンズを収容する鏡枠本体と、前記鏡枠本体内で複数の前記レンズ間の間隔を規定する少なくとも1つの間隔環と、前記鏡枠本体の端部に配置される押さえ環とを含み、前記鏡枠本体と前記間隔環と前記押さえ環のそれぞれのレンズ接触面が前記保護膜部分と前記多孔質部分とを有する請求項1に記載の鏡枠部品。
  6.  請求項1に記載の鏡枠部品にレンズを組み込んだことを特徴とするレンズ組立体。
  7.  請求項6に記載のレンズ組立体を備えたことを特徴とする撮像装置。
  8.  レンズ接触面を有する多孔質セラミック製の鏡枠部品の製造方法であって、
     前記レンズ接触面を水中にて研磨工具で研磨することで、前記レンズ接触面の微小な突起部の領域においては、研磨に伴う摩擦熱によるトライボケミカル反応を発生させて水和物または酸化物からなる保護膜部分を生成し、前記レンズ接触面の微小な突起部以外の領域においては、トライボケミカル反応を発生することなく多孔質の状態が残る多孔質部分となる
     ことを特徴とする鏡枠部品の製造方法。
  9.  前記研磨工具の表面粗さは、前記レンズ接触面の表面粗さより小さい請求項8に記載の鏡枠部品の製造方法。
  10.  前記研磨工具の表面粗さは、3μm以下である請求項9に記載の鏡枠部品の製造方法。
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