WO2015156315A1 - レンズ固定方法およびレンズ組立体 - Google Patents
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- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
Definitions
- the present invention relates to a lens fixing method and a lens assembly.
- This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-079409 filed in Japan on April 8, 2014, the contents of which are incorporated herein by reference.
- thermal caulking is known as one method for fixing a lens to a lens frame (mirror frame) (see Patent Document 1).
- a caulking protrusion provided on a part of the lens frame is softened and plastically deformed by heat to form a bent portion that holds the lens surface.
- the caulking protrusion is pressed against the lens by a thermal caulking horn.
- thermal caulking is performed with a load applied to the lens and the lens frame.
- the lens and the lens frame near the lens receiving portion are elastically deformed.
- the elastic deformation of the lens and the lens frame tends to return.
- a frictional force acts between the bending portion and the lens, the position of the lens is fixed in a direction along the optical axis and a direction rotating around the optical axis.
- a lens fixed by conventional heat caulking does not completely return to elastic deformation during heat caulking. Stress occurs in the lens. Deformation of the lens due to such stress may cause deterioration of spherical aberration, asphalt and the like. There is a problem that the optical performance may deviate from the design specifications depending on variations in caulking conditions. In recent years, lenses are becoming smaller and thinner. Lens deformation in heat caulking is more likely to occur. In the manufacture of lens assemblies, defects due to thermal caulking are more likely to occur. It is also conceivable to reduce the elastic deformation of the lens and the lens frame by reducing the pressing force during heat caulking. However, if the elastic deformation is reduced, the frictional force between the bent portion and the lens is reduced, so that the lens may rotate around the optical axis. When the lens rotates, the amount of decentration may change and optical performance may deteriorate.
- the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a lens fixing method and a lens assembly that can prevent deterioration of optical performance even when heat caulking is used. .
- a lens fixing method for fixing a lens to a lens frame by thermal caulking A detent structure forming step of forming a structure; and a caulking provided in the lens frame, the lens being inserted into the lens frame, and held in the lens frame in a state where the lens is supported in a direction along the optical axis.
- an engagement portion having at least one of a radial convex portion and a concave portion is formed in advance on the lens side surface of the lens.
- a stopper portion that restricts the circumferential position of the lens is formed on the lens frame by engaging with the engaging portion, and the anti-rotation structure forming step includes the step of fixing the lens in the lens fixing step.
- the engaging portion is disposed at a position engageable with the stopper portion, and the rotation preventing structure is formed by the engaging portion and the stopper portion.
- the caulking protrusion is thermally caulked toward the lens, and the position of the lens in the direction along the optical axis It may be fixed.
- the lens side surface has a cylindrical side surface portion
- the engagement portion has a diameter from the cylindrical side surface portion.
- the stopper portion may have an engaging groove that engages the convex portion of the engaging portion in the circumferential direction.
- the lens side surface has a cylindrical side surface portion and a D-cut surface formed of a plane parallel to the optical axis.
- the engaging portion may have a radial recess formed by the D-cut surface, and the stopper portion may have a protrusion that restricts rotation of the D-cut surface around the optical axis.
- the anti-rotation structure forming step is performed until the lens fixing step is completed, or the lens fixing step is completed.
- a step of forming the anti-rotation structure by introducing an adhesive between the lens frame and the lens later to form a cured body of the adhesive may be employed.
- a caulking portion formed by heat caulking the caulking projection toward the lens, and a rotation prevention structure that suppresses rotation of the lens around the optical axis are formed.
- the anti-rotation structure is formed on the lens side surface of the lens and has at least one of a radial convex portion and a concave portion. You may provide the joint part and the stopper part which regulates the position of the circumferential direction of the said lens by engaging with the said engaging part formed in the said lens frame.
- the lens side surface has a cylindrical side surface portion
- the engagement portion has a diameter from the cylindrical side surface portion.
- the stopper portion may have an engaging groove that engages the convex portion of the engaging portion in the circumferential direction.
- the lens side surface has a cylindrical side surface portion and a D-cut surface formed of a plane parallel to the optical axis.
- the engaging portion may have a radial recess formed by the D-cut surface, and the stopper portion may have a protrusion that restricts rotation of the D-cut surface around the optical axis.
- the detent structure includes the lens frame, the lens, and an adhesive formed between the lens frame and the lens. And a cured product of the agent.
- the rotation preventing structure that suppresses the rotation of the lens around the optical axis is formed on the lens frame, the deterioration of the optical performance is prevented even when the heat caulking is used. There is an effect that can be.
- FIG. 1A It is a typical top view showing an example of the lens assembly of the 1st embodiment of the present invention. It is AA sectional drawing in FIG. 1A. It is a typical top view showing an example of a lens used for a lens assembly of a 1st embodiment of the present invention. It is BB sectional drawing in FIG. 2A. It is a typical top view which shows an example of the lens frame used for the lens assembly of the 1st Embodiment of this invention. It is CC sectional drawing in FIG. 3A. It is a typical top view which shows a mode that the lens was inserted in the lens frame in the lens fixing method of the 1st Embodiment of this invention.
- FIG. 6B is a DD cross-sectional view in FIG. 6A. It is a typical top view which shows the lens inserted in the lens frame before the heat crimping used for the lens assembly of the 2nd Embodiment of this invention. It is EE sectional drawing in FIG. 7A. It is process explanatory drawing explaining the lens fixing process in the lens fixing method of the 2nd Embodiment of this invention.
- FIG. 9B is a sectional view taken along line FF in FIG. 9A. It is process explanatory drawing explaining the lens fixing process in the lens fixing method of the 3rd Embodiment of this invention.
- FIG. 1A is a schematic plan view showing an example of a lens assembly according to the first embodiment of the present invention.
- 1B is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 1A.
- FIG. 2A is a schematic plan view showing an example of a lens used in the lens assembly according to the first embodiment of the present invention.
- 2B is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2A.
- FIG. 3A is a schematic plan view illustrating an example of a lens frame used in the lens assembly according to the first embodiment of the present invention.
- 3B is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 3A.
- the lens unit 1 of the present embodiment is a lens assembly.
- the lens unit 1 is manufactured by inserting the lens 2 into the lens frame 3 and fixing the position of the lens 2 by the lens fixing method of the present embodiment.
- “Lens assembly” means a single assembly in which a lens is fixed to a lens frame.
- the lens assembly may be in a form that itself constitutes a product, such as an interchangeable lens.
- the lens assembly may be a semi-finished product such as an exchange unit that constitutes a part of the product.
- the lens assembly may be a partial assembly that appears only in the manufacturing process of the product.
- the moving lens group and the fixed lens group are separately fixed to the first lens frame and the second lens frame, respectively.
- the lens barrel unit including the moving lens group and the first lens frame, and the lens barrel unit including the fixed lens group and the second lens frame constitute a lens assembly.
- the axial direction, the circumferential direction, and the radial direction may be used when describing the relative positions with respect to members such as an axial shape and a cylindrical shape that can specify an axis such as the optical axis and the central axis.
- the axial direction is a direction along the axis.
- the circumferential direction is a direction around the axis.
- the radial direction is a direction along a line intersecting the axis in a plane orthogonal to the axis.
- the direction along the optical axis may be referred to as the optical axis direction.
- the direction away from the axis may be referred to as a radially outward (outside) and the direction approaching the axis may be referred to as a radially inward (inside).
- the lens 2 is a synthetic resin lens having a first lens surface 2a and a second lens surface 2b.
- a cylindrical lens side surface 2 c (cylindrical side surface portion) coaxial with the optical axis O is connected to the outer periphery of the first lens surface 2 a and the second lens surface 2 b.
- the shape represented by “cylindrical” includes a cylinder and a cylindrical surface that are continuous in the circumferential direction, and a shape that forms a part of the cylinder and the cylindrical surface that are continuous in the circumferential direction.
- the lens side surface 2c of the lens 2 is a cylindrical surface that is continuous in the circumferential direction.
- a convex portion 2d (a radial convex portion, an engaging portion) protruding in the radial direction is formed on a part of the lens side surface 2c.
- the shape of the 1st lens surface 2a and the 2nd lens surface 2b is not specifically limited, For example, appropriate surface shapes, such as a spherical surface, an aspherical surface, a free-form surface, a plane, are employable.
- a convex surface may be sufficient and a concave surface may be sufficient.
- the lens 2 is a plano-convex lens in which the first lens surface 2a is a convex spherical surface and the second lens surface 2b is a flat surface.
- the convex part 2d forms a detent structure together with an engaging groove provided in the lens frame 3 described later.
- the shape of the convex portion 2d can be an appropriate shape according to the shape of an engagement groove described later.
- the shape of the convex portion 2d for example, a round bar shape, a square bar shape, a plate shape, a piece shape or the like can be adopted.
- the shape of the convex portion 2d is, for example, a piece-like protrusion having a substantially rectangular shape in plan view and having a width w.
- the strip shape means a plate-like three-dimensional shape that is wider than the protruding length and thinner than the width.
- the thickness of the convex portion 2d is depicted as a thickness that is approximately the same as the length (edge thickness) in the direction along the optical axis O of the lens side surface 2c.
- the thickness of the convex portion 2d may be smaller than the edge thickness.
- the lens 2 can be manufactured by, for example, injection molding an appropriate transparent resin using a mold having a molding surface corresponding to the lens shape.
- the lens 2 is formed by injection molding.
- the convex portion 2d is formed by cutting a molded portion of the side gate that occurs during injection molding.
- the cross section orthogonal to the protruding direction of the side gate is rectangular as an example.
- the shape of the convex portion 2d may be changed in accordance with the shape of the side gate as long as it can be engaged with an engagement groove provided in the lens frame 3 described later. The cutting position of the molded part of the side gate is adjusted to the protrusion length required for the convex part 2d.
- the lens frame 3 is a member formed by inserting the lens 2 into the lens frame 13 shown in FIGS. 3A and 3B and deforming the lens frame 13 by caulking part of it.
- the lens frame 3 is formed from the lens frame 13 when the lens 2 is fixed. First, the shape of the lens frame 13 will be described.
- the lens frame 13 is a substantially cylindrical member including the frame main body 3A and three caulking projections 13d.
- the lens frame 13 is formed of a thermoplastic synthetic resin that can be caulked.
- the manufacturing method of the lens frame 13 may be resin molding or cutting.
- the frame body 3 ⁇ / b> A is a cylindrical portion in the lens frame 13.
- the main body part inner peripheral surface 3a which is a cylindrical surface having a smaller diameter than the lens outer diameter of the lens 2, passes through the frame main body 3A.
- a lens receiving surface 3b is formed at one end of the frame body 3A in the axial direction.
- the lens receiving surface 3b consists of a plane orthogonal to the central axis C of the frame body 3A.
- Each caulking projection 13d is a projection having an arcuate shape in plan view and standing on the lens receiving surface 3b.
- the outer peripheral surface of each caulking projection 13d is aligned with the outer peripheral surface of the frame body 3A.
- a lens receiving portion inner peripheral surface 3c is formed on the inner periphery of each caulking projection 13d.
- the lens receiving portion inner peripheral surface 3 c is curved along a circle having a slightly larger circle diameter than the lens outer diameter of the lens 2.
- the lens receiving portion inner peripheral surface 3c positions the lens 2 in the radial direction.
- the protruding height of the caulking projection 13d from the lens receiving surface 3b is a dimension that exceeds the edge thickness of the lens 2.
- the number of caulking protrusions 13d is not particularly limited. In the present embodiment, as an example, there are three caulking projections 13d. Each caulking projection 13d has a shape that divides the circumference into approximately three equal parts. Each caulking protrusion 13d is arranged at a position that divides the circumference into approximately three equal parts. An engaging groove 13f (stopper part) and two groove parts 13e are formed between the caulking protrusions 13d adjacent to each other.
- the engagement groove 13f is a recess having a width W (W ⁇ w) in plan view.
- the width W is such a size that the convex portion 2d of the lens 2 can be inserted, and an arrangement error in the circumferential direction of the lens 2 is within an allowable range.
- the width W may be such that Ww is about 50 ⁇ m to 500 ⁇ m. Even if W-w is the same, the amount by which the lens 2 can rotate varies depending on the lens diameter of the lens 2, for example. This is because when the lens diameter of the lens 2 changes, the radial position where the convex portion 2d and the engaging groove 13f engage is different.
- the rotation amount Ww is set so that the rotation amount stays in a minute range according to the radial position where the convex portion 2d engages with the engagement groove 13f.
- the groove 13e is formed with a width smaller than the width w of the convex portion 2d so that the convex portion 2d cannot be inserted.
- the lens frame 3 has the same shape as the lens frame 13 except that a crimping portion 3d is formed.
- the caulking portion 3d is formed by bending the tip end portion of each caulking projection 13d of the lens frame 13 to the inside by thermal caulking.
- the caulking portion 3d has an arc shape in plan view.
- the crimping portion 3d covers the range of the first lens surface 2a outside the lens effective area and is in close contact with the first lens surface 2a. Such a shape of the crimping portion 3d can be obtained by setting the projection amount of the crimping projection portion 13d exceeding the edge thickness of the lens 2 to an appropriate size.
- the lens 2 is positioned in the direction along the optical axis O by the outer peripheral portion of the lens 2 on the second lens surface 2b coming into contact with the lens receiving surface 3b. . Furthermore, since the lens side surface 2c of the lens 2 is inserted into the lens receiving portion inner peripheral surface 3c, the amount of movement of the lens 2 in the radial direction is restricted. The lens 2 is positioned in the radial direction by the lens receiving portion inner peripheral surface 3c. Furthermore, since the convex portion 2d of the lens 2 is inserted into the engagement groove 13f, the movement of the lens 2 in the circumferential direction is restricted.
- the lens 2 is positioned in the circumferential direction by the engagement groove 13f, and the rotation around the optical axis O is suppressed.
- the caulking portion 3d comes into contact with three places on the outer peripheral portion of the first lens surface 2a of the lens 2 so as to cover it.
- the position of the lens 2 in the direction along the optical axis O is fixed by the crimping portion 3d.
- a rotation prevention structure that suppresses the rotation of the lens 2 around the optical axis O is formed in the lens frame 3 by the engagement of the convex portion 2 d and the engagement groove 13 f. Since this anti-rotation structure is formed, the caulking portion 3d does not need to prevent the lens 2 from rotating by frictional force. As a result, the caulking portion 3d does not need to press the lens 2. That is, the crimping portion 3d only needs to be bent in a state where there is no gap between the crimping portion 3d and the first lens surface 2a so that the lens 2 moves in the direction along the optical axis O.
- FIG. 4 is a schematic plan view showing a state in which the lens is inserted into the lens frame in the lens fixing method according to the first embodiment of the present invention.
- 5A and 5B are process explanatory views illustrating a lens fixing process in the lens fixing method according to the first embodiment of the present invention.
- the lens fixing method of the present embodiment includes a detent structure forming step and a lens fixing step.
- the anti-rotation structure forming step is a step of forming an anti-rotation structure that suppresses the rotation of the lens 2 around the optical axis O on the lens frame 13.
- the lens fixing step the lens 2 is inserted into the lens frame 13, held in the lens frame 13 in a state where the lens 2 is supported in the direction along the optical axis O, and the caulking protrusion 13 d provided on the lens frame 13 is attached to the lens frame 13.
- This is a step of fixing the position of the lens 2 in the direction along the optical axis O by heat caulking toward the direction 2.
- the anti-rotation structure forming step is performed in the lens fixing step.
- the lens fixing process of the present embodiment is divided into a first sub process and a second sub process that also serve as a detent structure forming process.
- the first sub-process is a process of inserting the lens 2 into the lens frame 13 and holding the lens 2 on the lens frame 13 while supporting the lens 2 in the direction along the optical axis O.
- the first sub-step first, as shown in FIG. 4, the positions of the convex portions 2d and the engaging grooves 13f in the circumferential direction are matched, and the positions of the lens side surface 2c and the lens receiving portion inner peripheral surface 3c are aligned.
- the second lens surface 2b of the lens 2 is directed to the lens receiving surface 3b.
- the lens 2 is inserted inside the caulking projection 13d, and the second lens surface 2b is placed on the lens receiving surface 3b.
- the lens 2 is positioned in the radial direction by the lens receiving portion inner peripheral surface 3c.
- the optical axis O of the lens 2 is substantially aligned with the central axis C (including the case of alignment).
- the second lens surface 2b of the lens 2 is placed on the lens receiving surface 3b.
- the position of the lens 2 in the direction along the optical axis O is positioned by the lens receiving surface 3b.
- the minute rotation amount for achieving the engaged state may be 2 ° or less, for example.
- the rotational movement of the lens 2 around the optical axis O is restricted to a range determined by the gap amount W-w at the maximum.
- the allowable amount of rotational movement of the lens 2 can be determined from the change in optical performance due to the rotation of the lens 2. In this way, a detent structure is formed by the convex portion 2d and the engaging groove 13f. Thus, the first sub process is completed.
- the convex portion 2d when the lens 2 is held by the lens frame 13, the convex portion 2d is disposed at a position where it can be engaged with the engaging groove 13f, and a detent structure by the convex portion 2d and the engaging groove 13f is provided.
- the process to form is comprised.
- This sub-process also serves as the anti-rotation structure forming process of the present embodiment.
- This step is a step of fixing the position of the lens 2 in the direction along the optical axis O by thermally caulking the caulking protrusion 13d toward the first lens surface 2a of the lens 2.
- the lens frame 13 in which the lens 2 is inserted is fixed by the lens frame holding unit 4.
- the lens frame 13 is positioned by being fixed to the receiving portion 4a of the lens frame holding portion 4 at the lower end portion (the end portion on the opposite side of the caulking projection 13d) of the frame main body 3A.
- the lens frame 13 is positioned in a direction along the central axis C of the lens frame 13 and in a direction orthogonal to the central axis C.
- the horn portion 5 for heat caulking the caulking projection 13 d is disposed coaxially with the central axis C of the lens frame 13.
- a conical horn surface 5 a that expands downward is formed at the lower end of the horn portion 5.
- the horn surface 5a is provided to bend the caulking protrusion 13d toward the outer peripheral portion of the first lens surface 2a of the lens 2.
- the escape part 5b is provided above the site
- the heating unit heats the caulking projection 13d.
- the heating unit As a specific configuration of the heating unit, an appropriate device configuration can be adopted according to a heat caulking method. For example, when performing heat caulking by heating the horn part 5, the heating part can employ
- the heating unit heats the horn unit 5 with the heater and transfers heat to the caulking projection 13d through the horn unit 5.
- the heating unit includes an ultrasonic transducer (not shown) can be employed.
- This heating unit heats the caulking projection 13d by transmitting ultrasonic vibration to the caulking projection 13d via the horn unit 5.
- the heating unit can be configured to include a heater in addition to the ultrasonic vibrator. The heating unit applies ultrasonic vibration while the horn unit 5 is heated.
- the heating unit includes a heater will be described as an example.
- the heating unit is brought into a state where the caulking projection 13d can be heated via the horn surface 5a.
- the horn unit 5 is lowered by the pressurizing unit as shown in the figure.
- the temperature in the vicinity of the horn surface 5a rises.
- the caulking projection 13d is softened or melted by the temperature rise.
- the caulking projection 13d is plastically deformed along the inclination of the horn surface 5a. While the deformation of the caulking projection 13d proceeds, the rotational movement of the lens 2 is restricted by the convex portion 2d inserted into the engagement groove 13f.
- the pressurizing force by the pressurizing unit may be only a pressurizing force necessary for shaping the melted caulking projection 13d along the horn surface 5a.
- the pressurizing unit does not need to pressurize more strongly in order to hold the lens 2 between the lens receiving surface 3b and prevent rotation.
- the caulking protrusion 13d is deformed to form a caulking portion 3d that is bent along the first lens surface 2a and the horn surface 5a as shown in FIG. 5B.
- the crimping part 3d is formed, the lowering of the horn part 5 and the heating by the horn part 5 are stopped. Then, the horn part 5 is raised.
- the caulking part 3d is radiated and cooled.
- the crimped portion 3d is cured.
- the outer peripheral portion of the lens 2 is sandwiched between the crimping portion 3d and the lens receiving surface 3b. The position of the lens 2 in the direction along the optical axis O is fixed.
- the rotation of the lens 2 around the optical axis O is suppressed to a certain minute amount or less by the rotation preventing structure constituted by the convex portion 2d and the engaging groove 13f.
- the lens 2 is stopped. In this way, the lens fixing process is completed, and the lens unit 1 in which the lens 2 is fixed to the lens frame 3 is manufactured. This is the end of the lens fixing method of the present embodiment.
- the lens 2 is stopped by the rotation preventing structure both during the heat caulking and after the heat caulking.
- the lens fixing method of the present embodiment in order to prevent the lens 2 from rotating, it is not necessary to increase the pressure applied to the horn unit 5 during and after heat caulking. Therefore, the possibility that the lens 2 and the lens frame 3 are elastically deformed is reduced. That is, the pressure applied to the horn portion 5 may be only the pressure required to deform the caulking projection 13d, so that the amount of elastic deformation of the lens 2 and the frame body 3A in the lens fixing step can be reduced.
- the internal stress and residual strain of the lens 2 can be remarkably reduced (including the case where no internal stress and residual strain are generated) as compared with the case where no detent structure is provided.
- the lens fixing method of the present embodiment and the lens unit 1 manufactured thereby it is possible to prevent deterioration of optical performance due to residual distortion of the lens 2 even if heat caulking is used.
- FIG. 6A is a schematic plan view illustrating an example of a lens assembly according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 6B is a DD cross-sectional view in FIG. 6A.
- FIG. 7A is a schematic plan view showing a lens inserted in a lens frame before thermal crimping used in the lens assembly according to the second embodiment of the present invention.
- FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line EE in FIG. 7A.
- the lens unit 21 of the present embodiment is a lens assembly including a lens 22 and a lens frame 23 instead of the lens 2 and the lens frame 3 of the first embodiment.
- a description will be given centering on differences from the first embodiment.
- the lens 22 is a lens in which the convex portion 2d of the lens 2 of the first embodiment is deleted and a D-cut surface 22d (engagement portion, concave portion) is formed on the outer peripheral portion. It is a shape lens.
- the D-cut surface 22d is a plane parallel to the optical axis O.
- the distance from the optical axis O of the D-cut surface 22d is d (where d ⁇ r).
- the D-cut surface 22d forms a shape in which a part of the lens side surface 2c is cut out by a plane.
- the lens side surface 2c of the lens 22 has a shape lacking a part of the complete cylindrical surface in the circumferential direction.
- the lens side surface 2c in the lens 22 forms a cylindrical side surface portion.
- the lens side surface 2c of the lens 22 is partially interrupted in the circumferential direction.
- the shape of the lens 22 corresponds to, for example, a concave portion formed by a D-cut surface 22d on the side surface of a round lens whose entire circumference is formed by the lens side surface 2c.
- the lens 22 can be made of synthetic resin or glass.
- the manufacturing method of the lens 22 is not particularly limited, and an appropriate manufacturing method such as, for example, injection molding, molding, cutting, or polishing can be employed depending on the material.
- the lens frame 23 is a member formed by inserting the lens 22 into the lens frame 33 shown in FIGS. 7A and 7B and thermally deforming a part of the lens frame 33 to deform it.
- the lens frame 23 is formed from the lens frame 33 when the lens 22 is fixed. First, the shape of the lens frame 33 will be described.
- the lens frame 33 includes a caulking protrusion 33d in place of the caulking protrusion 13d of the lens frame 13 in the first embodiment, and includes a rotation-preventing protrusion 23f (protrusion, stopper) on the lens receiving surface 3b. It is an added member.
- the caulking protrusion 33d is different from the caulking protrusion 13d only in that the circumferential length is shorter than the caulking protrusion 13d.
- a lens receiving portion inner peripheral surface 3c similar to that in the first embodiment is formed on the inner peripheral portion of each caulking projection 33d.
- An anti-rotation projection 23f is provided between a pair of caulking projections 33d adjacent in the circumferential direction.
- the anti-rotation protrusion 23f is a protrusion protruding in the optical axis direction from the lens receiving surface 3b.
- the anti-rotation protrusion 23f includes an engaging surface 23e that faces the central axis C.
- the locking surface 23e is a flat surface formed at a distance D (where D ⁇ d) from the central axis C of the lens frame 33.
- the surface on the opposite side of the locking surface 23e in the rotation preventing projection 23f is on the same plane as the outer peripheral surface of the frame body 3A.
- the distance D may be approximately the same as the distance d (including the case where it is equal).
- Dd may be 0 ⁇ m to 150 ⁇ m.
- the protrusion height of the rotation preventing projection 23f is not particularly limited as long as the D cut surface 22d of the lens 22 can be locked to the locking surface 23e.
- the protrusion height of the rotation prevention protrusion 23f is, for example, about the edge thickness of the lens 22.
- the protrusion height of the anti-rotation protrusion 23f is a height at which the anti-rotation protrusion 23f does not protrude above the outer edge of the first lens surface 2a and the boundary between the first lens surface 2a and the D-cut surface 22d. is there.
- the width L in plan view of the locking surface 23e is not particularly limited.
- the width L may be substantially the same as the circumferential length of the D-cut surface 22d in order to further suppress the rotation of the lens 22. Even if Dd and the width L are the same, the amount by which the lens 22 can rotate varies depending on the lens diameter of the lens 22 and the size of D. Dd and width L can be determined so that the amount of rotation of the lens 22 is very small. For example, Dd and width L may be determined so that the rotation amount of the lens 22 is 2 ° or less.
- the circumferential position of the anti-rotation protrusion 23f is not particularly limited as long as it is between the caulking protrusions 33d adjacent to each other.
- the circumferential position of the anti-rotation protrusion 23f is, for example, equidistant from a pair of caulking protrusions 33d adjacent to each other.
- the anti-rotation protrusion 23f faces the remaining caulking protrusion 33d across the central axis C.
- the lens frame 23 has the same shape as the lens frame 33 described above except that a crimping portion 23d is formed.
- the caulking portion 23d is formed by bending the tip end portion of each caulking projection portion 33d of the lens frame 33 described above in the same manner as the caulking projection portion 13d of the first embodiment.
- the crimping portion 23d has an arc shape in plan view.
- the lens 22 is positioned in the direction along the optical axis O by the outer peripheral portion of the lens 22 on the second lens surface 2 b coming into contact with the lens receiving surface 3 b. . Furthermore, since the lens side surface 2c of the lens 22 is inserted into the lens receiving portion inner peripheral surface 3c, the amount of movement of the lens 22 in the radial direction is restricted. The lens 22 is positioned in the radial direction by the lens receiving portion inner peripheral surface 3c. Furthermore, since the D-cut surface 22d of the lens 22 is inserted along the locking surface 23e, the movement of the lens 22 in the circumferential direction is restricted.
- the lens 22 is positioned in the circumferential direction by the locking surface 23e, and rotation around the optical axis O is suppressed.
- the anti-rotation protrusion 23 f constitutes a protrusion that restricts the rotation of the D-cut surface 22 d of the lens 22 around the optical axis O.
- the caulking portion 23d comes into contact with three places on the outer peripheral portion of the first lens surface 2a of the lens 22 so as to cover it. The position of the lens 22 in the direction along the optical axis O is fixed by the caulking portion 23d.
- an anti-rotation structure that suppresses the rotation of the lens 22 around the optical axis O is formed in the lens frame 23 by the engagement of the anti-rotation protrusion 23f and the D-cut surface 22d.
- the first embodiment is an example where the engaging portion is a radial convex portion and the stopper portion is a radial concave portion.
- this embodiment is an example in case an engaging part is a recessed part of radial direction, and a stopper part is a convex part of radial direction. Since the anti-rotation structure is formed, the caulking portion 23d does not need to prevent the lens 22 from rotating by frictional force.
- the caulking portion 23d does not need to press the lens 22.
- the crimping portion 23d only needs to be bent without a gap between the crimping portion 23d and the first lens surface 2a so that the lens 22 moves in the direction along the optical axis O.
- the lens unit 21 is manufactured in the same manner as the lens fixing method of the first embodiment except that the lens 22 and the lens frame 33 are used instead of the lens 2 and the lens frame 13.
- 8A and 8B are process explanatory views for explaining a lens fixing process in the lens fixing method according to the second embodiment of the present invention.
- the lens fixing method according to the present embodiment includes a detent structure forming step and a lens fixing step, as in the first embodiment.
- the anti-rotation structure forming step is performed in the lens fixing step.
- the lens fixing process of the present embodiment is divided into a first sub process and a second sub process that also serve as a detent structure forming process.
- a description will be given centering on differences from the first embodiment.
- the positions of the D-cut surface 22d and the locking surface 23e are aligned, and the lens side surface 2c and each caulking projection 33d are aligned. Align the positions.
- the second lens surface 2b of the lens 22 is directed to the lens receiving surface 3b.
- the lens 22 is inserted inside the caulking projection 33d and the locking surface 23e, and the second lens surface 2b is placed on the lens receiving surface 3b.
- the lens 22 is positioned in the radial direction along the lens receiving portion inner peripheral surface 3c.
- the optical axis O of the lens 22 is substantially aligned with the central axis C (including the case of alignment).
- the second lens surface 2b of the lens 22 is placed on the lens receiving surface 3b.
- the position of the lens 22 in the direction along the optical axis O is positioned by the lens receiving surface 3b.
- the rotational movement of the lens 22 is restricted within a range determined by the gap amount Dd between the D-cut surface 22d and the locking surface 23e and the gap between the lens side surface 2c and the lens receiving portion inner peripheral surface 3c.
- the as a result the rotational movement of the lens 22 is suppressed.
- a detent structure is formed by the D-cut surface 22d and the detent protrusion 23f.
- the first sub process of the present embodiment also serves as the anti-rotation structure forming process of the present embodiment, similarly to the first sub process of the first embodiment.
- This step is a step of fixing the position of the lens 22 in the direction along the optical axis O by heat caulking the caulking projection 33 d toward the first lens surface 2 a of the lens 22.
- the point that the lens 22 and the lens frame 33 are used and the point that the horn unit 25 is used instead of the horn unit 5 of the first embodiment are the same as the first embodiment. Different.
- the horn portion 25 is a member obtained by deleting the escape portion 5 b of the horn portion 5.
- the horn unit 25 includes a heating unit and a pressurizing unit (not shown) as in the horn unit 5 of the first embodiment.
- the shape of the horn portion 25 can be appropriately modified according to the shapes of the lens frame 33 and the lens 22.
- the circumferential width of the caulking protrusion 33d is narrower than the caulking protrusion 13d.
- the horn surface 5a may be formed only at a position facing the caulking projection 33d.
- an escape portion for avoiding interference with the anti-rotation protrusion 23f may be provided.
- the lens frame 33 in which the lens 22 is inserted is fixed by the lens frame holding unit 4.
- the lens frame 33 is positioned by being fixed to the receiving portion 4a of the lens frame holding portion 4 at the lower end of the frame main body 3A (the end opposite to the caulking projection 33d).
- the lens frame 33 is positioned in a direction along the central axis C of the lens frame 33 and in a direction orthogonal to the central axis C.
- the horn part 25 for heat caulking the caulking protrusion 33 d is arranged coaxially with the central axis C of the lens frame 13.
- the horn 25 that can be heated is lowered as shown by the arrow in the drawing.
- the temperature in the vicinity of the horn surface 5a rises.
- the caulking protrusion 33d is softened or melted by the temperature rise.
- the caulking projection 33d is plastically deformed along the inclination of the horn surface 5a. While the deformation of the caulking projection 33d proceeds, the rotational movement of the lens 22 is restricted by the anti-rotation projection 23f with which the D-cut surface 22d can be engaged.
- the lens 22 can rotate only within the range of the gap between the lens receiving portion inner peripheral surface 3c and the locking surface 23e.
- the pressurizing force applied by the pressurizing portion of the horn portion 25 may be only the pressurizing force necessary for shaping the molten caulking projection 33d along the horn surface 5a.
- the pressurizing unit does not need to pressurize more strongly in order to hold the lens 22 between the lens receiving surface 3b and prevent rotation.
- the circumferential length of the caulking projection 33d is shorter than the circumferential length of the caulking projection 13d, the applied pressure required for thermal caulking is further reduced.
- the caulking projection 33d is deformed, and as shown in FIG. 8B, a caulking portion 23d having a shape bent along the first lens surface 2a and the horn surface 5a is formed.
- the crimping part 23d is formed, the lowering of the horn part 25 and the heating by the horn part 25 are stopped. Then, the horn part 25 is raised.
- the caulking part 23d is radiated and cooled.
- the caulking portion 23d is cured. As a result, the outer peripheral portion of the lens 22 is sandwiched between the crimping portion 23d and the lens receiving surface 3b.
- the position of the lens 22 in the direction along the optical axis O is fixed. At this time, the rotation of the lens 22 around the optical axis O is suppressed by the anti-rotation structure constituted by the D-cut surface 22d and the anti-rotation protrusion 23f. The lens 22 is stopped. In this way, the lens fixing step is completed, and the lens unit 21 in which the lens 22 is fixed to the lens frame 23 is manufactured. This is the end of the lens fixing method of the present embodiment.
- the manufactured lens unit 21 can remarkably reduce the internal stress and residual strain of the lens 22 as compared with the case where the rotation prevention structure is not provided as in the first embodiment (the internal stress and residual strain are generated). Including no case). According to the lens fixing method of the present embodiment and the lens unit 21 manufactured thereby, it is possible to prevent deterioration of the optical performance due to the residual distortion of the lens 22 even if heat caulking is used.
- FIG. 9A is a schematic plan view showing an example of a lens assembly according to a second embodiment of the present invention.
- FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line FF in FIG. 9A.
- FIG. 10 is a process explanatory diagram illustrating a lens fixing process in the lens fixing method according to the third embodiment of the present invention.
- the lens unit 41 of the present embodiment is a lens assembly including a lens 42 and a lens frame 43 instead of the lens 2 and the lens frame 3 of the first embodiment.
- an adhesive cured body 62 (cured body of adhesive) that forms a detent structure in the lens frame 43 is interposed between the lens 42 and the lens frame 43.
- the lens 42 is a lens in which the convex portion 2d of the lens 2 of the first embodiment is deleted.
- the outer shape of the lens 42 is circular. Unlike the first embodiment, the lens 42 has no engaging portion.
- synthetic resin or glass can be adopted as the material of the lens 42.
- the manufacturing method of the lens 42 is not particularly limited, and an appropriate manufacturing method such as, for example, injection molding, molding, cutting, or polishing can be employed depending on the material.
- the lens frame 43 is a member formed by inserting the lens 42 into the lens frame 53 shown in FIG. 10A and thermally deforming a part of the lens frame 53 to deform it.
- the lens frame 43 is formed from the lens frame 53 when the lens 42 is fixed. First, the shape of the lens frame 53 will be described.
- the lens frame 53 is a lens in which the engagement groove 13f and the groove 13e of the lens frame 13 in the first embodiment are deleted, and the inner peripheral surface is a cylindrical surface that is continuous in the circumferential direction instead of the caulking projection 13d.
- This is a member provided with a caulking projection 53d made of the receiving portion inner peripheral surface 3c.
- the caulking projection 53d is also a cylindrical portion.
- the lens frame 53 has no stopper.
- the lens frame 43 has the same shape as the lens frame 53 described above except that a crimping portion 43d is formed.
- the caulking portion 43d is formed by bending the tip end portion of the caulking projection 53d of the lens frame 53 described above in the same manner as the caulking projection 13d of the first embodiment.
- the caulking portion 43d has a circular shape in plan view.
- the type of adhesive for example, a thermosetting adhesive, an ultraviolet curable adhesive, or the like may be used.
- a thermosetting adhesive it can be cured in parallel with heat caulking by heating during heat caulking. In this case, since it can manufacture without providing the hardening process of an adhesive agent, efficient manufacture is possible.
- the adhesive cured body 62 is formed at a gap between the lens side surface 2c of the lens 42 and the lens receiving portion inner peripheral surface 3c of the lens frame 43 as an example.
- the place where the adhesive cured body 62 is formed may be formed over the entire circumference, or may be formed at a plurality of places that are appropriately separated in the circumferential direction.
- the lens 42 is positioned in the direction along the optical axis O by the outer peripheral portion of the lens 42 on the second lens surface 2b coming into contact with the lens receiving surface 3b. . Furthermore, since the lens 42 and the lens frame 43 are fixed to each other by the adhesive cured body 62, the radial and circumferential positions of the lens 42 are fixed. As a result, the movement of the lens 42 in the radial direction and the rotation of the lens 42 around the optical axis O are also suppressed. The entire periphery of the outer periphery of the first lens surface 2a of the lens 42 is in contact with the crimping portion 43d so as to cover it. The position of the lens 42 in the direction along the optical axis O is fixed by the crimping portion 43d.
- the anti-rotation structure that suppresses the rotation of the lens 42 around the optical axis O is formed in the lens frame 43 by the adhesive cured body 62. Since this anti-rotation structure is formed, the caulking portion 43d does not need to press the lens 42 in order to prevent the lens 42 from rotating by frictional force. That is, the crimping portion 43d only needs to be bent in a state where there is no gap between the crimping portion 43d and the first lens surface 2a so that the lens 42 moves in the direction along the optical axis O.
- the lens unit 41 is manufactured by the lens fixing method of this embodiment using the lens 42 and the lens frame 53.
- the lens fixing method of the present embodiment includes a detent structure forming step and a lens fixing step.
- the anti-rotation structure forming step can be executed until the lens fixing step ends or after the lens fixing step ends.
- the anti-rotation structure forming process is performed before the lens fixing process is completed.
- the anti-rotation structure forming process is started, the lens fixing process is started halfway, and the respective processes are executed until the anti-rotation structure forming process and the lens fixing process are completed.
- a lens frame 53 in which no lens 42 is inserted is prepared.
- a detent structure forming process is started.
- an adhesive 61 for forming the adhesive cured body 62 is applied to the lens receiving portion inner peripheral surface 3 c of the lens frame 53 using the coating device 60.
- the first sub-process of this embodiment is a lens fixing process that also serves as a detent structure forming process.
- the application amount and the viscosity of the adhesive 61 may be set appropriately.
- the position of the lens 42 in the circumferential direction is defined by the holding posture of the lens 42 at the time of insertion.
- the lens 42 is inserted until the second lens surface 2b of the lens 42 contacts the lens receiving surface 3b.
- the gripping of the lens 42 is released.
- the lens 42 can rotate around the optical axis O.
- rotational resistance due to the viscosity of the uncured adhesive 61 is generated, the rotational position at the time of insertion is maintained unless a large external force is applied.
- the adhesive 61 is cured to form the adhesive cured body 62.
- a curing method an appropriate method is used according to the type of the adhesive 61. For example, it is heated or irradiated with ultraviolet rays.
- an adhesive cured body 62 is formed.
- the lens 42 is bonded and fixed to the lens receiving portion inner peripheral surface 3 c on the lens side surface 2 c via the adhesive cured body 62.
- the lens 42 is prevented from rotating. This completes the first sub-process that also serves as the anti-rotation structure forming process.
- the second sub-step of the lens fixing step of the present embodiment is performed.
- This process is the same process as the second sub-process of the second embodiment except that the caulking protrusion 53d of the lens frame 53 is heat caulked.
- the lens frame 53 in which the lens 42 is inserted is fixed by the lens frame holding unit 4.
- the horn part 25 is arranged coaxially with the central axis C of the lens frame 53.
- the horn unit 25 is used for heat caulking the caulking projection 53d.
- heat staking is performed by lowering the horn portion 25 that can be heated as shown by the arrow in the figure. Since the lens 42 is prevented from rotating around the lens frame 53 via the adhesive cured body 62, the lens 42 cannot be rotated during thermal caulking.
- the pressurizing force applied by the pressurizing portion of the horn portion 25 may be only the pressurizing force necessary for shaping the melted caulking projection 53d along the horn surface 5a.
- the pressurizing unit does not need to pressurize more strongly in order to hold the lens 42 between the lens receiving surface 3b and prevent rotation.
- the caulking protrusion 53d is formed over the entire circumference, the entire outer edge portion of the first lens surface 2a receives a uniform pressing force in the process of forming the caulking portion 43d. . For this reason, even if the adhesive cured body 62 is uncured, the possibility that the lens 42 rotates during the heat caulking process can be reduced.
- the caulking protrusion 53d is deformed to form a caulking portion 43d having a shape bent along the first lens surface 2a and the horn surface 5a as shown in FIG.
- the crimping part 43d is formed, the lowering of the horn part 25 and the heating by the horn part 25 are stopped. Then, the horn part 25 is raised.
- the caulking part 43d is radiated and cooled.
- the caulking portion 23d is cured.
- the outer peripheral portion of the lens 42 is sandwiched between the crimping portion 43d and the lens receiving surface 3b. The position of the lens 42 in the direction along the optical axis O is fixed.
- the rotation of the lens 42 around the optical axis O is suppressed by the rotation preventing structure by the adhesive cured body 62.
- the lens 42 is in a state of being prevented from rotating about the optical axis O. In this way, the lens fixing process is completed, and the lens unit 41 in which the lens 42 is fixed to the lens frame 43 is manufactured. This is the end of the lens fixing method of the present embodiment.
- the manufactured lens unit 41 can remarkably reduce the internal stress and residual strain of the lens 42 as compared with the case where the anti-rotation structure is not provided as in the first embodiment (the internal stress and residual strain are generated). Including no case). According to the lens fixing method of the present embodiment and the lens unit 41 manufactured thereby, it is possible to prevent deterioration of the optical performance due to the residual distortion of the lens 42 even if heat caulking is used.
- the step of curing the adhesive 61 is omitted between the first sub-step and the second sub-step in the third embodiment, and the adhesive is removed between the second sub-steps.
- the adhesive 61 is also heated by the heating by the horn unit 25 in the second sub-step, so the adhesive 61 is cured during the heat caulking. be able to.
- the adhesive 61 is irradiated with ultraviolet rays together with the heating by the horn unit 25 in the second sub-process, and in parallel with the heat caulking, the adhesive 61 can be cured.
- the lens fixing method of this modification is a method for curing the adhesive 61 after the lens fixing step in the third embodiment is completed.
- the adhesive 61 an adhesive that is not cured by heating with heat caulking is adopted, and the lens fixing step is completed with the adhesive 61 in an uncured state. Then, the adhesive 61 is cured to form a detent structure.
- the anti-rotation structure forming step after performing the lens fixing step first.
- heat caulking is performed without applying the adhesive 61 to form the lens unit 41 excluding the adhesive cured body 62.
- the adhesive 61 is placed between the lens 42 and the lens frame 43.
- the adhesive 61 may be cured by applying.
- the adhesive is adhered from between the caulking portions 3d even after thermal caulking. It becomes easier to apply or penetrate the agent 61.
- This modification is an example in the case where the rotation prevention structure is not formed in the heat caulking, and is therefore suitable for the case where the rotation of the lens 42 is performed when the lens unit 41 is used.
- the lens assembly includes one lens and a lens frame has been described.
- the number of lenses may be two or more as long as at least one lens is fixed by heat caulking. Two or more lenses may be fixed by heat caulking.
- the lens frame is made of a synthetic resin.
- the caulking projection is formed of a thermoplastic synthetic resin
- the material of other portions is not particularly limited.
- the lens 2 is described as being made of synthetic resin.
- the material of the lens 2 may be glass.
- the shape of the convex portion 2d may be formed by cutting a side surface of a polishing lens or a glass mold lens.
- the convex portion 2d is engaged only with the engagement groove 13f by changing the circumferential width of the engagement groove 13f and the groove portion 13e. If there is a degree of freedom in the alignment of the lens 2 in the circumferential direction, the convex portion 2d may be engaged at a plurality of locations by replacing all the groove portions 13e with the engaging grooves 13f. In this case, the operation of inserting the convex portion 2d becomes easier.
- the engaging portion formed of the radial concave portion is configured by the D-cut surface 22d.
- the engaging portion formed of the radial recess is not limited to the D-cut surface 22d.
- the engaging portion formed by the radial recess is not limited to a planar shape.
- a concave groove recessed in the radial direction from the outer peripheral surface of the lens can be employed as the engaging portion.
- the stopper portion can employ a protrusion extending in the radial direction in order to fit into the concave groove.
- the stopper portion may be a protrusion protruding in the axial direction from the lens receiving surface.
- the example has been described in which the engaging portion formed by the radial concave portion and the stopper portion formed by the radial convex portion are both flat.
- the engagement between the engagement portion and the stopper portion is not limited to such a surface contact engagement.
- convex portions that make point contact or line contact at a plurality of positions on the D-cut surface 22d may be used.
- the structure provided with the convex part which has a hemispherical convex surface, the convex part which has a cylindrical surface convex surface etc. can be mentioned, for example.
- one of the engaging portion and the stopper portion is a convex portion and the other is a concave portion.
- the uneven portion used for the engaging portion and the stopper portion may be a fine uneven portion.
- the concavo-convex portion used for the engaging portion and the stopper portion may have a configuration in which rough surfaces including irregular concavo-convex portions engage with each other.
- the lens frame may include a frame part for inserting the lens on the lens receiving surface, in addition to the caulking protrusion.
- the positioning of the lens in the radial direction may be performed by a frame portion that is not heat caulked.
- an anti-rotation structure using the adhesive cured body 62 may be added to the first and second embodiments.
- the caulking protrusion of the lens frame that fixes the D-shaped lens may be a D-shaped wall body along the outer periphery of the D-shaped shape, like the lens frame 53 of the third embodiment.
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Abstract
このレンズ固定方法は、熱カシメによってレンズ枠にレンズを固定するレンズ固定方法であって、レンズ枠に、レンズの光軸回りの回転を抑制する回り止め構造を形成する回り止め構造形成工程と、レンズ枠にレンズを挿入し、レンズをその光軸に沿う方向に支持した状態でレンズ枠に保持させ、レンズ枠に設けられたカシメ用突起部をレンズに向けて熱カシメすることにより、光軸に沿う方向におけるレンズの位置を固定するレンズ固定工程と、を備える。
Description
本発明は、レンズ固定方法およびレンズ組立体に関する。
本願は、2014年4月8日に、日本に出願された特願2014-079409号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、2014年4月8日に、日本に出願された特願2014-079409号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
従来、レンズをレンズ枠(鏡枠)に固定する方法の一つとして熱カシメが知られている(特許文献1参照)。
熱カシメによるレンズ固定方法では、レンズ枠の一部に設けられたカシメ用突起部を熱で軟化、塑性変形させることによって、レンズ表面を押さえる曲げ部を形成する。その際、カシメ用突起部は、熱カシメ用のホーンによってレンズに押圧される。この結果、レンズおよびレンズ枠に荷重をかけた状態で熱カシメが行われる。レンズと、レンズ受け部の近傍のレンズ枠とは、弾性変形する。
熱カシメの終了後にホーンが除去されると、レンズおよびレンズ枠の弾性変形が元に戻ろうとする。しかし、曲げ部とレンズとの間には摩擦力が作用するため、レンズの位置は、光軸に沿う方向と光軸回りに回転する方向とにおいて固定される。
熱カシメによるレンズ固定方法では、レンズ枠の一部に設けられたカシメ用突起部を熱で軟化、塑性変形させることによって、レンズ表面を押さえる曲げ部を形成する。その際、カシメ用突起部は、熱カシメ用のホーンによってレンズに押圧される。この結果、レンズおよびレンズ枠に荷重をかけた状態で熱カシメが行われる。レンズと、レンズ受け部の近傍のレンズ枠とは、弾性変形する。
熱カシメの終了後にホーンが除去されると、レンズおよびレンズ枠の弾性変形が元に戻ろうとする。しかし、曲げ部とレンズとの間には摩擦力が作用するため、レンズの位置は、光軸に沿う方向と光軸回りに回転する方向とにおいて固定される。
しかしながら、上記のような従来技術には、以下のような問題があった。
従来の熱カシメによって固定されたレンズは、熱カシメ時の弾性変形が完全には戻らない。レンズには応力が生じる。
このような応力によるレンズの変形は、球面収差やアスなどの悪化を招く可能性がある。カシメ条件のバラツキなどによっては、光学性能が設計仕様を外れてしまう可能性があるという問題がある。
近年では、レンズの小型化、薄型化が進んでいる。熱カシメにおけるレンズの変形が、より起こりやすい。レンズ組立体の製造において、熱カシメに起因する不良がますます発生しやすい。
熱カシメ時の押圧力を低減することによって、レンズおよびレンズ枠の弾性変形を低減することも考えられる。しかし、弾性変形が低減されると曲げ部とレンズとの間の摩擦力が低下することにつながるため、レンズが光軸回りに回転してしまう可能性がある。レンズが回転すると、偏心量が変化して光学性能が悪化する可能性がある。
従来の熱カシメによって固定されたレンズは、熱カシメ時の弾性変形が完全には戻らない。レンズには応力が生じる。
このような応力によるレンズの変形は、球面収差やアスなどの悪化を招く可能性がある。カシメ条件のバラツキなどによっては、光学性能が設計仕様を外れてしまう可能性があるという問題がある。
近年では、レンズの小型化、薄型化が進んでいる。熱カシメにおけるレンズの変形が、より起こりやすい。レンズ組立体の製造において、熱カシメに起因する不良がますます発生しやすい。
熱カシメ時の押圧力を低減することによって、レンズおよびレンズ枠の弾性変形を低減することも考えられる。しかし、弾性変形が低減されると曲げ部とレンズとの間の摩擦力が低下することにつながるため、レンズが光軸回りに回転してしまう可能性がある。レンズが回転すると、偏心量が変化して光学性能が悪化する可能性がある。
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、熱カシメを用いても、光学性能の劣化を防止することができるレンズ固定方法およびレンズ組立体を提供することを目的とする。
本発明の第1の態様のレンズ固定方法によれば、熱カシメによってレンズ枠にレンズを固定するレンズ固定方法であって、前記レンズ枠に、前記レンズの光軸回りの回転を抑制する回り止め構造を形成する回り止め構造形成工程と、前記レンズ枠に前記レンズを挿入し、前記レンズをその光軸に沿う方向に支持した状態で前記レンズ枠に保持させ、前記レンズ枠に設けられたカシメ用突起部を前記レンズに向けて熱カシメすることにより、前記光軸に沿う方向における前記レンズの位置を固定するレンズ固定工程と、を備える。
本発明の第2の態様におけるレンズ固定方法によれば、上記第1の態様において、予め、前記レンズのレンズ側面に、径方向の凸部および凹部の少なくとも一方を有する係合部を形成するとともに、前記レンズ枠に、前記係合部と係合することにより、前記レンズの周方向の位置を規制するストッパ部を形成しておき、前記回り止め構造形成工程は、前記レンズ固定工程において前記レンズ枠に前記レンズを保持させる際に、前記係合部を前記ストッパ部と係合可能な位置に配置して、前記係合部と前記ストッパ部とによる前記回り止め構造を形成する工程であり、前記レンズ固定工程では、前記回り止め構造形成工程を行った後に、前記カシメ用突起部を前記レンズに向けて熱カシメして、前記光軸に沿う方向における前記レンズの位置を固定してもよい。
本発明の第3の態様におけるレンズ固定方法によれば、上記第2の態様において、前記レンズ側面は、円筒状の側面部を有し、前記係合部は、前記円筒状の側面部から径方向に突出した凸部を有し、前記ストッパ部は、前記係合部の前記凸部を周方向に係合する係合溝が形成されてもよい。
本発明の第4の態様におけるレンズ固定方法によれば、上記第2の態様において、前記レンズ側面は、円筒状の側面部と、前記光軸に平行な平面からなるDカット面とを有し、前記係合部は、前記Dカット面により形成された径方向の凹部を有し、前記ストッパ部は、前記Dカット面の前記光軸回りの回転を規制する突起を有してもよい。
本発明の第5の態様におけるレンズ固定方法によれば、上記第1の態様において、前記回り止め構造形成工程は、前記レンズ固定工程が終了するまでの間、または、前記レンズ固定工程が終了した後に、前記レンズ枠と、前記レンズとの間に接着剤を導入して、前記接着剤の硬化体を形成することにより、前記回り止め構造を形成する工程であってもよい。
本発明の第6の態様におけるレンズ組立体によれば、熱カシメによってレンズ枠にレンズが固定されたレンズ組立体であって、前記レンズ枠に、前記レンズをその光軸に沿う方向の位置を固定するため、カシメ用突起部が前記レンズに向けて熱カシメされることにより形成されたカシメ部と、前記レンズの光軸回りの回転を抑制する回り止め構造と、が形成される。
本発明の第7の態様におけるレンズ組立体によれば、上記第6の態様において、前記回り止め構造は、前記レンズのレンズ側面に形成され、径方向の凸部および凹部の少なくとも一方を有する係合部と、前記レンズ枠に形成された、前記係合部と係合することにより、前記レンズの周方向の位置を規制するストッパ部と、を備えてもよい。
本発明の第8の態様におけるレンズ組立体によれば、上記第7の態様において、前記レンズ側面は、円筒状の側面部を有し、前記係合部は、前記円筒状の側面部から径方向に突出した凸部を有し、前記ストッパ部は、前記係合部の前記凸部を周方向に係合する係合溝が形成されてもよい。
本発明の第9の態様におけるレンズ組立体によれば、上記第7の態様において、前記レンズ側面は、円筒状の側面部と、前記光軸に平行な平面からなるDカット面とを有し、前記係合部は、前記Dカット面により形成された径方向の凹部を有し、前記ストッパ部は、前記Dカット面の前記光軸回りの回転を規制する突起を有してもよい。
本発明の第10の態様におけるレンズ組立体によれば、上記第6の態様において、前記回り止め構造は、前記レンズ枠と、前記レンズと、前記レンズ枠および前記レンズの間に形成された接着剤の硬化体と、を備えてもよい。
上記各態様のレンズ固定方法およびレンズ組立体によれば、レンズ枠にレンズの光軸回りの回転を抑制する回り止め構造を形成するため、熱カシメを用いても、光学性能の劣化を防止することができるという効果を奏する。
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態のレンズ組立体について説明する。
図1Aは、本発明の第1の実施形態のレンズ組立体の一例を示す模式的な平面図である。図1Bは、図1AにおけるA-A断面図である。図2Aは、本発明の第1の実施形態のレンズ組立体に用いるレンズの一例を示す模式的な平面図である。図2Bは、図2AにおけるB-B断面図である。図3Aは、本発明の第1の実施形態のレンズ組立体に用いるレンズ枠の一例を示す模式的な平面図である。図3Bは、図3AにおけるC-C断面図である。
本発明の第1の実施形態のレンズ組立体について説明する。
図1Aは、本発明の第1の実施形態のレンズ組立体の一例を示す模式的な平面図である。図1Bは、図1AにおけるA-A断面図である。図2Aは、本発明の第1の実施形態のレンズ組立体に用いるレンズの一例を示す模式的な平面図である。図2Bは、図2AにおけるB-B断面図である。図3Aは、本発明の第1の実施形態のレンズ組立体に用いるレンズ枠の一例を示す模式的な平面図である。図3Bは、図3AにおけるC-C断面図である。
図1A、図1Bに示すように、本実施形態のレンズユニット1はレンズ組立体である。レンズユニット1は、レンズ枠3にレンズ2が挿入され、かつ本実施形態のレンズ固定方法によってレンズ2の位置が固定されることにより製造される。
「レンズ組立体」とは、レンズがレンズ枠に固定されたひとまとまりの組立体を意味する。レンズ組立体は、例えば、交換レンズのように、それ自体が製品を構成する形態であってもよい。レンズ組立体は、製品の一部を構成する交換ユニット等の半製品であってもよい。レンズ組立体は、製品の製造工程のみに現れる部分組立体であってもよい。
例えば、ズームレンズにおいて移動レンズ群と、固定レンズ群とをそれぞれ第1のレンズ枠と、第2のレンズ枠とに別々に固定する。この場合、移動レンズ群および第1のレンズ枠を含む鏡筒ユニットと、固定レンズ群および第2のレンズ枠を含む鏡筒ユニットとは、それぞれレンズ組立体を構成する。
「レンズ組立体」とは、レンズがレンズ枠に固定されたひとまとまりの組立体を意味する。レンズ組立体は、例えば、交換レンズのように、それ自体が製品を構成する形態であってもよい。レンズ組立体は、製品の一部を構成する交換ユニット等の半製品であってもよい。レンズ組立体は、製品の製造工程のみに現れる部分組立体であってもよい。
例えば、ズームレンズにおいて移動レンズ群と、固定レンズ群とをそれぞれ第1のレンズ枠と、第2のレンズ枠とに別々に固定する。この場合、移動レンズ群および第1のレンズ枠を含む鏡筒ユニットと、固定レンズ群および第2のレンズ枠を含む鏡筒ユニットとは、それぞれレンズ組立体を構成する。
本明細書では、光軸や中心軸線等の軸線が特定できる軸状、筒状等の部材に関する相対位置について説明する場合に、軸方向、周方向、および径方向を用いる場合がある。軸方向は、軸線に沿う方向である。周方向は、軸線回りに周回する方向である。径方向は、軸線に直交する平面において軸線に交差する線に沿う方向である。特に、光軸に沿う方向を光軸方向と称する場合がある。
径方向においては、軸線から離れる方を径方向外方(外側)、軸線に近づく方を径方向内方(内側)と称する場合がある。
径方向においては、軸線から離れる方を径方向外方(外側)、軸線に近づく方を径方向内方(内側)と称する場合がある。
レンズ2は、図2A、図2Bに示すように、第1レンズ面2a、第2レンズ面2bを有する合成樹脂製のレンズである。レンズ2において、第1レンズ面2a、第2レンズ面2bの外周には、光軸Oと同軸の円筒状のレンズ側面2c(円筒状の側面部)が接続する。
本明細書では、「円筒状」によって表す形状は、周方向に連続する円筒および円筒面と、周方向に連続した円筒および円筒面の一部分をなす形状とを含む。レンズ2におけるレンズ側面2cは、周方向に連続する円筒面からなる。
レンズ側面2cの一部には、径方向に突出した凸部2d(径方向の凸部、係合部)が形成される。
本明細書では、「円筒状」によって表す形状は、周方向に連続する円筒および円筒面と、周方向に連続した円筒および円筒面の一部分をなす形状とを含む。レンズ2におけるレンズ側面2cは、周方向に連続する円筒面からなる。
レンズ側面2cの一部には、径方向に突出した凸部2d(径方向の凸部、係合部)が形成される。
第1レンズ面2a、第2レンズ面2bの形状は、特に限定されず、例えば、球面、非球面、自由曲面、平面等の適宜の面形状を採用できる。第1レンズ面2a、第2レンズ面2bが曲面からなる場合、凸面でもよいし、凹面でもよい。
以下では、レンズ2は、一例として、第1レンズ面2aが凸球面、第2レンズ面2bが平面からなる平凸レンズである。
以下では、レンズ2は、一例として、第1レンズ面2aが凸球面、第2レンズ面2bが平面からなる平凸レンズである。
凸部2dは、後述するレンズ枠3に設けられた係合溝とともに、回り止め構造を形成する。凸部2dの形状は、後述する係合溝の形状に応じて、適宜の形状が可能である。凸部2dの形状は、例えば、丸棒状、角棒状、板状、片状などの形状を採用できる。
本実施形態では、凸部2dの形状は、一例として、平面視略矩形状で、幅wを有する片状の突起である。ここで、片状とは、突出長さに比べて幅が広く、幅に比べて厚さが薄い板状の立体形状を意味する。
凸部2dの厚さは、図2Bでは、一例として、レンズ側面2cの光軸Oに沿う方向の長さ(コバ厚)と同程度の厚さに描いている。しかし、凸部2dの厚さは、コバ厚より薄くてもよい。
本実施形態では、凸部2dの形状は、一例として、平面視略矩形状で、幅wを有する片状の突起である。ここで、片状とは、突出長さに比べて幅が広く、幅に比べて厚さが薄い板状の立体形状を意味する。
凸部2dの厚さは、図2Bでは、一例として、レンズ側面2cの光軸Oに沿う方向の長さ(コバ厚)と同程度の厚さに描いている。しかし、凸部2dの厚さは、コバ厚より薄くてもよい。
レンズ2は、例えば、レンズ形状に対応する成形面を有する成形型を用いて、適宜の透明樹脂を射出成形するなどして、製造することができる。
本実施形態では、レンズ2は射出成形で形成される。凸部2dは、射出成形時に生じるサイドゲートの成形部分を切断することによって形成される。本実施形態では、サイドゲートの突出方向に直交する断面は、一例として矩形状である。凸部2dの形状は、後述するレンズ枠3に設けられた係合溝と係合できれば、サイドゲートの形状に合わせて変えてもよい。
サイドゲートの成形部分の切断位置は、凸部2dに必要な突出長さに合わされる。
本実施形態では、レンズ2は射出成形で形成される。凸部2dは、射出成形時に生じるサイドゲートの成形部分を切断することによって形成される。本実施形態では、サイドゲートの突出方向に直交する断面は、一例として矩形状である。凸部2dの形状は、後述するレンズ枠3に設けられた係合溝と係合できれば、サイドゲートの形状に合わせて変えてもよい。
サイドゲートの成形部分の切断位置は、凸部2dに必要な突出長さに合わされる。
レンズ枠3は、図3A、図3Bに示すレンズ枠13にレンズ2を挿入し、かつレンズ枠13の一部を熱カシメして変形させることにより形成された部材である。レンズ枠3は、レンズ2を固定する際に、レンズ枠13から形成される。
まず、レンズ枠13の形状について説明する。
まず、レンズ枠13の形状について説明する。
レンズ枠13は、枠本体3Aと、3つのカシメ用突起部13dと、を備える略円筒状の部材である。レンズ枠13は、熱カシメ可能な熱可塑性の合成樹脂で形成される。
レンズ枠13の製造方法は、樹脂モールド成形でもよいし、切削加工でもよい。
レンズ枠13の製造方法は、樹脂モールド成形でもよいし、切削加工でもよい。
枠本体3Aは、レンズ枠13における円筒部分である。枠本体3Aには、レンズ2のレンズ外径よりも小径の円筒面である本体部内周面3aが中心に貫通する。枠本体3Aの軸方向の一端部には、レンズ受け面3bが形成される。レンズ受け面3bは、枠本体3Aの中心軸線Cと直交する平面からなる。
各カシメ用突起部13dは、レンズ受け面3b上に立設された平面視円弧状の突起部である。各カシメ用突起部13dの外周面は、枠本体3Aの外周面と同一面上に整列する。各カシメ用突起部13dの内周には、レンズ受け部内周面3cが形成される。レンズ受け部内周面3cは、レンズ2のレンズ外径よりもわずかに大きな円径を有する円に沿って湾曲する。レンズ受け部内周面3cは、レンズ2を径方向に位置決めする。
カシメ用突起部13dのレンズ受け面3bからの突出高さは、レンズ2のコバ厚を超える寸法である。
カシメ用突起部13dのレンズ受け面3bからの突出高さは、レンズ2のコバ厚を超える寸法である。
カシメ用突起部13dの個数は、特に限定されない。本実施形態では、一例として、カシメ用突起部13dは3個である。各カシメ用突起部13dは、円周を略3等分する形状である。各カシメ用突起部13dは、円周を略3等分する位置に配列される。互いに隣り合うカシメ用突起部13dの間には、係合溝13f(ストッパ部)と、2箇所の溝部13eとが形成される。
係合溝13fは、平面視の幅W(ただし、W≧w)を有する凹部である。幅Wは、レンズ2の凸部2dが挿入可能、かつレンズ2の周方向の配置誤差が許容範囲となる大きさである。例えば、幅Wは、W-wが、50μm~500μm程度になる大きさであってもよい。W-wが同じでも、例えば、レンズ2のレンズ径の相違などにより、レンズ2が回転可能な量は異なる。レンズ2のレンズ径が変わると、凸部2dと係合溝13fとが係合する径方向の位置が異なるためである。
レンズ2の回転による偏心の変化を抑制するためには、凸部2dと係合溝13fとが係合する径方向の位置に応じて、回転量が微小な範囲にとどまるようにW-wの大きさを設定するとよい。
溝部13eは、凸部2dを挿入できないように、凸部2dの幅w未満の幅で形成されている。
係合溝13fは、平面視の幅W(ただし、W≧w)を有する凹部である。幅Wは、レンズ2の凸部2dが挿入可能、かつレンズ2の周方向の配置誤差が許容範囲となる大きさである。例えば、幅Wは、W-wが、50μm~500μm程度になる大きさであってもよい。W-wが同じでも、例えば、レンズ2のレンズ径の相違などにより、レンズ2が回転可能な量は異なる。レンズ2のレンズ径が変わると、凸部2dと係合溝13fとが係合する径方向の位置が異なるためである。
レンズ2の回転による偏心の変化を抑制するためには、凸部2dと係合溝13fとが係合する径方向の位置に応じて、回転量が微小な範囲にとどまるようにW-wの大きさを設定するとよい。
溝部13eは、凸部2dを挿入できないように、凸部2dの幅w未満の幅で形成されている。
図1A、図1Bに示すように、レンズ枠3は、カシメ部3dが形成されている点を除いて、レンズ枠13と同様の形状を有する。カシメ部3dは、上述したレンズ枠13の各カシメ用突起部13dの先端部を熱カシメによって内側に折り曲げて形成される。
カシメ部3dは、平面視円弧状である。カシメ部3dは、レンズ有効領域外の第1レンズ面2aの範囲を覆い、かつ第1レンズ面2aに密着している。
このようなカシメ部3dの形状は、レンズ2のコバ厚を超えるカシメ用突起部13dの突出量を適宜の寸法に設定することにより得られる。
カシメ部3dは、平面視円弧状である。カシメ部3dは、レンズ有効領域外の第1レンズ面2aの範囲を覆い、かつ第1レンズ面2aに密着している。
このようなカシメ部3dの形状は、レンズ2のコバ厚を超えるカシメ用突起部13dの突出量を適宜の寸法に設定することにより得られる。
レンズ2およびレンズ枠3からなるレンズユニット1によれば、レンズ2の第2レンズ面2bにおける外周部がレンズ受け面3bに当接することによって、レンズ2が光軸Oに沿う方向に位置決めされる。
さらに、レンズ2のレンズ側面2cがレンズ受け部内周面3cに挿入されていることにより、レンズ2の径方向の移動量が規制される。レンズ2は、レンズ受け部内周面3cによって、径方向に位置決めされる。
さらに、レンズ2の凸部2dが係合溝13fに挿入されていることにより、レンズ2の周方向の移動が規制される。レンズ2は、係合溝13fによって周方向に位置決めされるとともに、光軸O回りの回転が抑制される。
レンズ2の第1レンズ面2aにおける外周部の3箇所には、カシメ部3dが覆うように当接する。レンズ2は、カシメ部3dによって光軸Oに沿う方向の位置が固定される。
さらに、レンズ2のレンズ側面2cがレンズ受け部内周面3cに挿入されていることにより、レンズ2の径方向の移動量が規制される。レンズ2は、レンズ受け部内周面3cによって、径方向に位置決めされる。
さらに、レンズ2の凸部2dが係合溝13fに挿入されていることにより、レンズ2の周方向の移動が規制される。レンズ2は、係合溝13fによって周方向に位置決めされるとともに、光軸O回りの回転が抑制される。
レンズ2の第1レンズ面2aにおける外周部の3箇所には、カシメ部3dが覆うように当接する。レンズ2は、カシメ部3dによって光軸Oに沿う方向の位置が固定される。
レンズユニット1においては、凸部2dと係合溝13fとの係合によって、レンズ枠3に、レンズ2の光軸O回りの回転を抑制する回り止め構造が形成される。
この回り止め構造が形成されるため、カシメ部3dは、レンズ2を摩擦力によって回り止めする必要がない。この結果、カシメ部3dは、レンズ2を押圧している必要はない。すなわち、カシメ部3dは、カシメ部3dと第1レンズ面2aとの間に、レンズ2が光軸Oに沿う方向に移動するような隙間を有しない状態で、折り曲げられていればよい。
この回り止め構造が形成されるため、カシメ部3dは、レンズ2を摩擦力によって回り止めする必要がない。この結果、カシメ部3dは、レンズ2を押圧している必要はない。すなわち、カシメ部3dは、カシメ部3dと第1レンズ面2aとの間に、レンズ2が光軸Oに沿う方向に移動するような隙間を有しない状態で、折り曲げられていればよい。
レンズユニット1は、レンズ2およびレンズ枠13を用いた本実施形態のレンズ固定方法によって製造される。
図4は、本発明の第1の実施形態のレンズ固定方法において、レンズ枠にレンズを挿入した様子を示す模式的な平面図である。図5A、図5Bは、本発明の第1の実施形態のレンズ固定方法におけるレンズ固定工程を説明する工程説明図である。
図4は、本発明の第1の実施形態のレンズ固定方法において、レンズ枠にレンズを挿入した様子を示す模式的な平面図である。図5A、図5Bは、本発明の第1の実施形態のレンズ固定方法におけるレンズ固定工程を説明する工程説明図である。
本実施形態のレンズ固定方法は、回り止め構造形成工程と、レンズ固定工程とを備える。
回り止め構造形成工程は、レンズ枠13にレンズ2の光軸O回りの回転を抑制する回り止め構造を形成する工程である。
レンズ固定工程は、レンズ枠13にレンズ2を挿入し、レンズ2を光軸Oに沿う方向に支持した状態でレンズ枠13に保持させ、レンズ枠13に設けられたカシメ用突起部13dをレンズ2に向けて熱かしめすることにより、光軸Oに沿う方向におけるレンズ2の位置を固定する工程である。
本実施形態のレンズ固定方法では、回り止め構造形成工程はレンズ固定工程の中で行われる。本実施形態のレンズ固定工程は、回り止め構造形成工程を兼ねる第1サブ工程と、第2サブ工程とに分かれる。
回り止め構造形成工程は、レンズ枠13にレンズ2の光軸O回りの回転を抑制する回り止め構造を形成する工程である。
レンズ固定工程は、レンズ枠13にレンズ2を挿入し、レンズ2を光軸Oに沿う方向に支持した状態でレンズ枠13に保持させ、レンズ枠13に設けられたカシメ用突起部13dをレンズ2に向けて熱かしめすることにより、光軸Oに沿う方向におけるレンズ2の位置を固定する工程である。
本実施形態のレンズ固定方法では、回り止め構造形成工程はレンズ固定工程の中で行われる。本実施形態のレンズ固定工程は、回り止め構造形成工程を兼ねる第1サブ工程と、第2サブ工程とに分かれる。
第1サブ工程は、レンズ枠13にレンズ2を挿入し、レンズ2を光軸Oに沿う方向に支持した状態で、レンズ枠13に保持させる工程である。
第1サブ工程では、まず、図4に示すように、凸部2dと係合溝13fとの周方向の位置を合わせるとともに、レンズ側面2cと各レンズ受け部内周面3cとの位置をそろえる。その際、レンズ2の第2レンズ面2bは、レンズ受け面3bに向けられる。
次に、この状態で、レンズ2をカシメ用突起部13dの内側に挿入し、第2レンズ面2bをレンズ受け面3b上に載置する。
第1サブ工程では、まず、図4に示すように、凸部2dと係合溝13fとの周方向の位置を合わせるとともに、レンズ側面2cと各レンズ受け部内周面3cとの位置をそろえる。その際、レンズ2の第2レンズ面2bは、レンズ受け面3bに向けられる。
次に、この状態で、レンズ2をカシメ用突起部13dの内側に挿入し、第2レンズ面2bをレンズ受け面3b上に載置する。
レンズ2は、レンズ受け部内周面3cによって、径方向に位置決めされる。レンズ2の光軸Oは、中心軸線Cに略整列する(整列する場合も含む)。
レンズ2の第2レンズ面2bは、レンズ受け面3bに載置される。レンズ2の光軸Oに沿う方向の位置は、レンズ受け面3bによって位置決めされる。
凸部2dが係合溝13fに挿入されると、凸部2dは、係合溝13fと係合するか、または隙間量W-wに応じて微小量回転するだけで係合溝13fに係合する位置に配置される。以下では、このように略係合している(係合している場合を含む)位置を「係合可能な位置」と称する。係合状態になるための微小回転量は、例えば、2°以下であってもよい。
凸部2dが係合可能な位置に配置されると、レンズ2の光軸O回りの回転運動は、最大でも、隙間量W-wで決まる範囲内に規制される。この結果、隙間量W-wを超えるレンズ2の回転移動は抑制される。レンズ2の回転移動の許容量は、レンズ2の回転による光学性能の変化から決めることができる。
このようにして、凸部2dと係合溝13fとによる回り止め構造が形成される。
以上で、第1サブ工程が終了する。
レンズ2の第2レンズ面2bは、レンズ受け面3bに載置される。レンズ2の光軸Oに沿う方向の位置は、レンズ受け面3bによって位置決めされる。
凸部2dが係合溝13fに挿入されると、凸部2dは、係合溝13fと係合するか、または隙間量W-wに応じて微小量回転するだけで係合溝13fに係合する位置に配置される。以下では、このように略係合している(係合している場合を含む)位置を「係合可能な位置」と称する。係合状態になるための微小回転量は、例えば、2°以下であってもよい。
凸部2dが係合可能な位置に配置されると、レンズ2の光軸O回りの回転運動は、最大でも、隙間量W-wで決まる範囲内に規制される。この結果、隙間量W-wを超えるレンズ2の回転移動は抑制される。レンズ2の回転移動の許容量は、レンズ2の回転による光学性能の変化から決めることができる。
このようにして、凸部2dと係合溝13fとによる回り止め構造が形成される。
以上で、第1サブ工程が終了する。
第1サブ工程は、レンズ枠13にレンズ2を保持させる際に、凸部2dを係合溝13fと係合可能な位置に配置し、凸部2dと係合溝13fとによる回り止め構造を形成する工程を構成する。本サブ工程は、本実施形態の回り止め構造形成工程を兼ねる。
次に、第2サブ工程を行う。本工程は、カシメ用突起部13dをレンズ2の第1レンズ面2aに向けて熱カシメすることにより、光軸Oに沿う方向におけるレンズ2の位置を固定する工程である。
第2サブ工程では、図5Aに示すように、まず、レンズ2が挿入されたレンズ枠13をレンズ枠保持部4によって固定する。
このとき、レンズ枠13は、枠本体3Aの下端部(カシメ用突起部13dと反対側の端部)においてレンズ枠保持部4の受け部4aに固定されることによって、位置決めされる。レンズ枠13は、レンズ枠13の中心軸線Cに沿う方向と、中心軸線Cに直交する方向とにおいて位置決めされる。
次に、カシメ用突起部13dを熱カシメするホーン部5を、レンズ枠13の中心軸線Cと同軸に配置する。
第2サブ工程では、図5Aに示すように、まず、レンズ2が挿入されたレンズ枠13をレンズ枠保持部4によって固定する。
このとき、レンズ枠13は、枠本体3Aの下端部(カシメ用突起部13dと反対側の端部)においてレンズ枠保持部4の受け部4aに固定されることによって、位置決めされる。レンズ枠13は、レンズ枠13の中心軸線Cに沿う方向と、中心軸線Cに直交する方向とにおいて位置決めされる。
次に、カシメ用突起部13dを熱カシメするホーン部5を、レンズ枠13の中心軸線Cと同軸に配置する。
ホーン部5の下端部には、下方に向かって拡径する円錐状のホーン面5aが形成されている。ホーン面5aは、カシメ用突起部13dをレンズ2の第1レンズ面2aの外周部に向けて折り曲げるために設けられる。
本実施形態では、ホーン部5を下降する際にホーン部5が凸部2dと干渉しないように、凸部2dが配置される部位の上方に逃げ部5bが設けられている。
ホーン部5の上端には、特に図示しないが、加圧部と、加熱部とが設けられている。加圧部は、ホーン部5を中心軸線Cに沿って昇降し、下降時にホーン部5をレンズ枠13に向けて加圧する。加熱部は、カシメ用突起部13dを加熱する。
本実施形態では、ホーン部5を下降する際にホーン部5が凸部2dと干渉しないように、凸部2dが配置される部位の上方に逃げ部5bが設けられている。
ホーン部5の上端には、特に図示しないが、加圧部と、加熱部とが設けられている。加圧部は、ホーン部5を中心軸線Cに沿って昇降し、下降時にホーン部5をレンズ枠13に向けて加圧する。加熱部は、カシメ用突起部13dを加熱する。
加熱部の具体的な構成は、熱カシメの方式によって、適宜の装置構成を採用することができる。
例えば、ホーン部5を加熱することにより熱カシメを行う場合には、加熱部は、図示略のヒータを備える構成を採用することができる。この加熱部は、このヒータによってホーン部5を加熱し、ホーン部5を介してカシメ用突起部13dに伝熱させる。
例えば、ホーン部5に超音波振動を印加することにより熱カシメを行う場合には、加熱部は図示略の超音波振動子を備える構成を採用できる。この加熱部は、ホーン部5を介して超音波振動をカシメ用突起部13dに伝達することによって、カシメ用突起部13dを加熱する。
さらに、加熱部は、超音波振動子に加えてヒータを備える構成も採用できる。この加熱部は、ホーン部5を加熱した状態で、超音波振動を印加する。
以下では、一例として、加熱部がヒータを備える場合の例で説明する。
例えば、ホーン部5を加熱することにより熱カシメを行う場合には、加熱部は、図示略のヒータを備える構成を採用することができる。この加熱部は、このヒータによってホーン部5を加熱し、ホーン部5を介してカシメ用突起部13dに伝熱させる。
例えば、ホーン部5に超音波振動を印加することにより熱カシメを行う場合には、加熱部は図示略の超音波振動子を備える構成を採用できる。この加熱部は、ホーン部5を介して超音波振動をカシメ用突起部13dに伝達することによって、カシメ用突起部13dを加熱する。
さらに、加熱部は、超音波振動子に加えてヒータを備える構成も採用できる。この加熱部は、ホーン部5を加熱した状態で、超音波振動を印加する。
以下では、一例として、加熱部がヒータを備える場合の例で説明する。
次に、加熱部がホーン面5aを介してカシメ用突起部13dを加熱できる状態にする。その後、加圧部によって、図示矢印のように、ホーン部5を下降させる。
ホーン部5のホーン面5aが、カシメ用突起部13dと接触すると、ホーン面5aの近傍の温度が上昇する。温度上昇によって、カシメ用突起部13dは、軟化あるいは溶融する。この結果、カシメ用突起部13dが、ホーン面5aの傾斜に沿って塑性変形する。
カシメ用突起部13dの変形が進む間、係合溝13fに挿入された凸部2dによってレンズ2の回転移動が規制される。この結果、レンズ2は係合溝13fと凸部2dとの隙間の範囲でしか回転できない。
加圧部による加圧力は、溶融したカシメ用突起部13dをホーン面5aに沿って整形するために必要な加圧力のみでよい。加圧部は、レンズ受け面3bとの間にレンズ2を挟持して回り止めを行うためにさらに強く加圧する必要はない。
ホーン部5のホーン面5aが、カシメ用突起部13dと接触すると、ホーン面5aの近傍の温度が上昇する。温度上昇によって、カシメ用突起部13dは、軟化あるいは溶融する。この結果、カシメ用突起部13dが、ホーン面5aの傾斜に沿って塑性変形する。
カシメ用突起部13dの変形が進む間、係合溝13fに挿入された凸部2dによってレンズ2の回転移動が規制される。この結果、レンズ2は係合溝13fと凸部2dとの隙間の範囲でしか回転できない。
加圧部による加圧力は、溶融したカシメ用突起部13dをホーン面5aに沿って整形するために必要な加圧力のみでよい。加圧部は、レンズ受け面3bとの間にレンズ2を挟持して回り止めを行うためにさらに強く加圧する必要はない。
このようにして、カシメ用突起部13dが変形して、図5Bに示すように、第1レンズ面2aおよびホーン面5aに沿って折り曲げられた形状のカシメ部3dが形成される。カシメ部3dが形成されたら、ホーン部5の下降およびホーン部5による加熱を停止する。その後、ホーン部5を上昇させる。
ホーン部5がカシメ部3dから離れると、カシメ部3dが放熱冷却される。カシメ部3dは硬化する。この結果、レンズ2の外周部が、カシメ部3dとレンズ受け面3bとの間に挟持される。レンズ2の光軸Oに沿う方向の位置が固定される。
このとき、レンズ2は、凸部2dおよび係合溝13fで構成された回り止め構造によって、光軸O回りの回転が一定の微小量以下に抑制される。レンズ2は回り止めされた状態である。
このようにして、レンズ固定工程が終了し、レンズ2がレンズ枠3に固定されたレンズユニット1が製造される。
以上で、本実施形態のレンズ固定方法が終了する。
ホーン部5がカシメ部3dから離れると、カシメ部3dが放熱冷却される。カシメ部3dは硬化する。この結果、レンズ2の外周部が、カシメ部3dとレンズ受け面3bとの間に挟持される。レンズ2の光軸Oに沿う方向の位置が固定される。
このとき、レンズ2は、凸部2dおよび係合溝13fで構成された回り止め構造によって、光軸O回りの回転が一定の微小量以下に抑制される。レンズ2は回り止めされた状態である。
このようにして、レンズ固定工程が終了し、レンズ2がレンズ枠3に固定されたレンズユニット1が製造される。
以上で、本実施形態のレンズ固定方法が終了する。
製造されたレンズユニット1において、レンズ2は、熱カシメが行われている間と、熱カシメされた後との両方で、回り止め構造によって回り止めされる。本実施形態のレンズ固定方法によれば、レンズ2の回り止めするために、熱カシメ中および熱カシメ後にホーン部5の加圧力を増やす必要がない。したがって、レンズ2およびレンズ枠3が弾性変形する可能性が少なくなる。
すなわち、ホーン部5の加圧力は、カシメ用突起部13dを変形させるために必要な加圧力のみでよいため、レンズ固定工程におけるレンズ2および枠本体3Aの弾性変形量を低減できる。
本実施形態のレンズ固定方法によれば、回り止め構造を設けない場合に比べて、レンズ2の内部応力、残留ひずみを格段に低減できる(内部応力、残留ひずみが生じない場合を含む)。
本実施形態のレンズ固定方法、およびこれにより製造されたレンズユニット1によれば、熱カシメを用いても、レンズ2の残留ひずみに起因する光学性能の劣化を防止することができる。
すなわち、ホーン部5の加圧力は、カシメ用突起部13dを変形させるために必要な加圧力のみでよいため、レンズ固定工程におけるレンズ2および枠本体3Aの弾性変形量を低減できる。
本実施形態のレンズ固定方法によれば、回り止め構造を設けない場合に比べて、レンズ2の内部応力、残留ひずみを格段に低減できる(内部応力、残留ひずみが生じない場合を含む)。
本実施形態のレンズ固定方法、およびこれにより製造されたレンズユニット1によれば、熱カシメを用いても、レンズ2の残留ひずみに起因する光学性能の劣化を防止することができる。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態のレンズ組立体について説明する。
図6Aは、本発明の第2の実施形態のレンズ組立体の一例を示す模式的な平面図である。図6Bは、図6AにおけるD-D断面図である。図7Aは、本発明の第2の実施形態のレンズ組立体に用いる熱カシメ前のレンズ枠に挿入されたレンズを示す模式的な平面図である。図7Bは、図7AにおけるE-E断面図である。
次に、本発明の第2の実施形態のレンズ組立体について説明する。
図6Aは、本発明の第2の実施形態のレンズ組立体の一例を示す模式的な平面図である。図6Bは、図6AにおけるD-D断面図である。図7Aは、本発明の第2の実施形態のレンズ組立体に用いる熱カシメ前のレンズ枠に挿入されたレンズを示す模式的な平面図である。図7Bは、図7AにおけるE-E断面図である。
図6A、図6Bに示すように、本実施形態のレンズユニット21は、上記第1の実施形態のレンズ2、レンズ枠3に代えて、レンズ22、レンズ枠23を備えるレンズ組立体である。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
図7A、図7Bに示すように、レンズ22は、上記第1の実施形態のレンズ2の凸部2dを削除し、かつ外周部にDカット面22d(係合部、凹部)を形成したD形レンズである。Dカット面22dは、光軸Oに平行な平面である。レンズ側面2cの半径をrとすると、Dカット面22dは、光軸Oからの距離がd(ただし、d<r)である。Dカット面22dは、レンズ側面2cの一部を平面で切り欠いたような形状を形成する。したがって、レンズ22におけるレンズ側面2cは、レンズ2におけるレンズ側面2cとは異なり、完全な円筒面の周方向の一部を欠いた形状である。
レンズ22におけるレンズ側面2cは円筒状の側面部を構成する。ただし、レンズ22におけるレンズ側面2cは、レンズ2におけるレンズ側面2cとは異なり、周方向の一部は途切れている。
レンズ22の形状は、例えば、全周がレンズ側面2cで形成される丸形のレンズの側面に、Dカット面22dによって凹部が形成されていることにも相当する。
レンズ22におけるレンズ側面2cは円筒状の側面部を構成する。ただし、レンズ22におけるレンズ側面2cは、レンズ2におけるレンズ側面2cとは異なり、周方向の一部は途切れている。
レンズ22の形状は、例えば、全周がレンズ側面2cで形成される丸形のレンズの側面に、Dカット面22dによって凹部が形成されていることにも相当する。
レンズ22の材質は、合成樹脂またはガラスを採用することができる。レンズ22の製法は、特に限定されず、材料に応じて、例えば、射出成形、モールド成形、切削、研磨などの適宜の製法を採用することができる。
レンズ枠23は、図7A、図7Bに示すレンズ枠33にレンズ22を挿入し、かつレンズ枠33の一部を熱カシメして変形させることにより形成された部材である。レンズ枠23は、レンズ22を固定する際に、レンズ枠33から形成される。
まず、レンズ枠33の形状について説明する。
まず、レンズ枠33の形状について説明する。
レンズ枠33は、上記第1の実施形態におけるレンズ枠13のカシメ用突起部13dに代えて、カシメ用突起部33dを備え、レンズ受け面3b上に回り止め突起23f(突起、ストッパ部)を追加した部材である。
カシメ用突起部33dは、カシメ用突起部13dに比べて周方向の長さを短くした点のみが、カシメ用突起部13dと異なる。各カシメ用突起部33dの内周部には、上記第1の実施形態におけるのと同様のレンズ受け部内周面3cが形成される。
周方向において隣り合う一組のカシメ用突起部33dの間には、回り止め突起23fが設けられる。
カシメ用突起部33dは、カシメ用突起部13dに比べて周方向の長さを短くした点のみが、カシメ用突起部13dと異なる。各カシメ用突起部33dの内周部には、上記第1の実施形態におけるのと同様のレンズ受け部内周面3cが形成される。
周方向において隣り合う一組のカシメ用突起部33dの間には、回り止め突起23fが設けられる。
回り止め突起23fは、レンズ受け面3bから光軸方向に突出した突起である。回り止め突起23fは、中心軸線Cに向く係止面23eを備える。係止面23eは、レンズ枠33の中心軸線Cから距離D(ただし、D≧d)の位置に形成された平面である。回り止め突起23fにおいて係止面23eの反対側の面は、枠本体3Aの外周面と同一面上にある。
レンズ22の回転をより抑制しやすくするために、距離Dは距離dと略等しい(等しい場合も含む)寸法にしてもよい。例えば、D-dは、0μm~150μmであってもよい。
回り止め突起23fの突出高さは、係止面23eにレンズ22のDカット面22dが係止可能な高さであれば特に限定されない。本実施形態では、回り止め突起23fの突出高さは、一例として、レンズ22のコバ厚程度である。ただし、回り止め突起23fの突出高さは、回り止め突起23fが、第1レンズ面2aの外縁部、および第1レンズ面2aとDカット面22dとの境界よりも上方に突出しない高さである。
係止面23eの平面視の幅Lは、特に限定されない。幅Lは、レンズ22の回転をより抑制するために、Dカット面22dの周方向の長さと同程度であってもよい。
D-dおよび幅Lが同じでも、レンズ22の回転可能な量はレンズ22のレンズ径やDの大きさによっても異なる。D-dおよび幅Lは、レンズ22の回転量が微小になるように決めることができる。例えば、D-dおよび幅Lは、レンズ22の回転量が、2°以下となるように決めてもよい。
レンズ22の回転をより抑制しやすくするために、距離Dは距離dと略等しい(等しい場合も含む)寸法にしてもよい。例えば、D-dは、0μm~150μmであってもよい。
回り止め突起23fの突出高さは、係止面23eにレンズ22のDカット面22dが係止可能な高さであれば特に限定されない。本実施形態では、回り止め突起23fの突出高さは、一例として、レンズ22のコバ厚程度である。ただし、回り止め突起23fの突出高さは、回り止め突起23fが、第1レンズ面2aの外縁部、および第1レンズ面2aとDカット面22dとの境界よりも上方に突出しない高さである。
係止面23eの平面視の幅Lは、特に限定されない。幅Lは、レンズ22の回転をより抑制するために、Dカット面22dの周方向の長さと同程度であってもよい。
D-dおよび幅Lが同じでも、レンズ22の回転可能な量はレンズ22のレンズ径やDの大きさによっても異なる。D-dおよび幅Lは、レンズ22の回転量が微小になるように決めることができる。例えば、D-dおよび幅Lは、レンズ22の回転量が、2°以下となるように決めてもよい。
回り止め突起23fの周方向の位置は、互いに隣り合うカシメ用突起部33dの間であれば、特に限定されない。本実施形態では、回り止め突起23fの周方向の位置は、一例として、互いに隣り合う一対のカシメ用突起部33dから等距離にある。回り止め突起23fは、中心軸線Cを挟んで、残りのカシメ用突起部33dと対向する。
図6A、図6Bに示すように、レンズ枠23は、カシメ部23dが形成されている点を除いて、上述したレンズ枠33と同様の形状を有する。カシメ部23dは、上述したレンズ枠33の各カシメ用突起部33dの先端部を上記第1の実施形態のカシメ用突起部13dと同様にして、内側に折り曲げて形成される。
カシメ部23dは、平面視円弧状である。
カシメ部23dは、平面視円弧状である。
レンズ22およびレンズ枠23からなるレンズユニット21によれば、レンズ22の第2レンズ面2bにおける外周部がレンズ受け面3bに当接することによって、レンズ22が光軸Oに沿う方向に位置決めされる。
さらに、レンズ22のレンズ側面2cがレンズ受け部内周面3cに挿入されていることにより、レンズ22の径方向の移動量が規制される。レンズ22は、レンズ受け部内周面3cによって、径方向に位置決めされる。
さらに、レンズ22のDカット面22dが係止面23eに沿って挿入されていることにより、レンズ22の周方向の移動が規制される。レンズ22は、係止面23eによって周方向に位置決めされるとともに、光軸O回りの回転が抑制される。回り止め突起23fは、レンズ22のDカット面22dの光軸O回りの回転を規制する突起を構成する。
レンズ22の第1レンズ面2aにおける外周部の3箇所には、カシメ部23dが覆うように当接する。レンズ22は、カシメ部23dによって、光軸Oに沿う方向の位置が固定される。
さらに、レンズ22のレンズ側面2cがレンズ受け部内周面3cに挿入されていることにより、レンズ22の径方向の移動量が規制される。レンズ22は、レンズ受け部内周面3cによって、径方向に位置決めされる。
さらに、レンズ22のDカット面22dが係止面23eに沿って挿入されていることにより、レンズ22の周方向の移動が規制される。レンズ22は、係止面23eによって周方向に位置決めされるとともに、光軸O回りの回転が抑制される。回り止め突起23fは、レンズ22のDカット面22dの光軸O回りの回転を規制する突起を構成する。
レンズ22の第1レンズ面2aにおける外周部の3箇所には、カシメ部23dが覆うように当接する。レンズ22は、カシメ部23dによって、光軸Oに沿う方向の位置が固定される。
レンズユニット21においては、回り止め突起23fとDカット面22dとの係合によって、レンズ枠23に、レンズ22の光軸O回りの回転を抑制する回り止め構造が形成される。上記第1の実施形態は、係合部が径方向の凸部、ストッパ部が径方向の凹部である場合の例である。これに対して、本実施形態は、係合部が径方向の凹部、ストッパ部が径方向の凸部である場合の例である。
回り止め構造が形成されるため、カシメ部23dは、レンズ22を摩擦力によって回り止めする必要がない。この結果、カシメ部23dは、レンズ22を押圧している必要はない。すなわち、カシメ部23dは、カシメ部23dと第1レンズ面2aとの間に、レンズ22が光軸Oに沿う方向に移動するような隙間を有しない状態で折り曲げられていればよい。
回り止め構造が形成されるため、カシメ部23dは、レンズ22を摩擦力によって回り止めする必要がない。この結果、カシメ部23dは、レンズ22を押圧している必要はない。すなわち、カシメ部23dは、カシメ部23dと第1レンズ面2aとの間に、レンズ22が光軸Oに沿う方向に移動するような隙間を有しない状態で折り曲げられていればよい。
レンズユニット21は、レンズ2およびレンズ枠13に代えて、レンズ22およびレンズ枠33を用いる点を除いて、上記第1の実施形態のレンズ固定方法と同様にして製造される。
図8A、図8Bは、本発明の第2の実施形態のレンズ固定方法におけるレンズ固定工程を説明する工程説明図である。
図8A、図8Bは、本発明の第2の実施形態のレンズ固定方法におけるレンズ固定工程を説明する工程説明図である。
本実施形態のレンズ固定方法は、上記第1の実施形態と同様に、回り止め構造形成工程と、レンズ固定工程とを備える。本実施形態のレンズ固定方法では、回り止め構造形成工程はレンズ固定工程の中で行われる。本実施形態のレンズ固定工程は、回り止め構造形成工程を兼ねる第1サブ工程と、第2サブ工程とに分かれる。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
本実施形態の第1サブ工程では、まず、図7A、図7Bに示すように、Dカット面22dと係止面23eとの位置を合わせるとともに、レンズ側面2cと各カシメ用突起部33dとの位置をそろえる。その際、レンズ22の第2レンズ面2bは、レンズ受け面3bに向けられる。
次に、この状態で、レンズ22をカシメ用突起部33dおよび係止面23eの内側に挿入し、第2レンズ面2bをレンズ受け面3b上に載置する。
次に、この状態で、レンズ22をカシメ用突起部33dおよび係止面23eの内側に挿入し、第2レンズ面2bをレンズ受け面3b上に載置する。
レンズ22は、レンズ受け部内周面3cに沿って、径方向に位置決めされる。レンズ22の光軸Oは、中心軸線Cに略整列する(整列する場合も含む)。
レンズ22の第2レンズ面2bは、レンズ受け面3bに載置される。レンズ22の光軸Oに沿う方向の位置は、レンズ受け面3bによって位置決めされる。
Dカット面22dが係止面23eに沿って挿入されると、Dカット面22dは、係止面23eに対して係合可能な位置に配置される。
Dカット面22dが係合可能な位置に配置されると、レンズ22の光軸O回りの回転運動が規制される。レンズ22の回転運動は、Dカット面22dと係止面23eとの間の隙間量D-dと、レンズ側面2cとレンズ受け部内周面3cとの間の隙間とで決まる範囲内に規制される。この結果、レンズ22の回転移動が抑制される。
このようにして、Dカット面22dと回り止め突起23fとによる回り止め構造が形成される。
以上で、本実施形態の第1サブ工程が終了する。
本実施形態の第1サブ工程は、上記第1の実施形態の第1サブ工程と同様に、本実施形態の回り止め構造形成工程を兼ねる。
レンズ22の第2レンズ面2bは、レンズ受け面3bに載置される。レンズ22の光軸Oに沿う方向の位置は、レンズ受け面3bによって位置決めされる。
Dカット面22dが係止面23eに沿って挿入されると、Dカット面22dは、係止面23eに対して係合可能な位置に配置される。
Dカット面22dが係合可能な位置に配置されると、レンズ22の光軸O回りの回転運動が規制される。レンズ22の回転運動は、Dカット面22dと係止面23eとの間の隙間量D-dと、レンズ側面2cとレンズ受け部内周面3cとの間の隙間とで決まる範囲内に規制される。この結果、レンズ22の回転移動が抑制される。
このようにして、Dカット面22dと回り止め突起23fとによる回り止め構造が形成される。
以上で、本実施形態の第1サブ工程が終了する。
本実施形態の第1サブ工程は、上記第1の実施形態の第1サブ工程と同様に、本実施形態の回り止め構造形成工程を兼ねる。
次に、本実施形態の第2サブ工程を行う。本工程は、カシメ用突起部33dをレンズ22の第1レンズ面2aに向けて熱カシメして、レンズ22の、光軸Oに沿う方向の位置を固定する工程である。
本実施形態の第2サブ工程では、レンズ22およびレンズ枠33を用いる点と、上記第1の実施形態のホーン部5に代えてホーン部25を用いる点とが、上記第1の実施形態と異なる。
本実施形態の第2サブ工程では、レンズ22およびレンズ枠33を用いる点と、上記第1の実施形態のホーン部5に代えてホーン部25を用いる点とが、上記第1の実施形態と異なる。
図8Aに示すように、ホーン部25は、ホーン部5の逃げ部5bを削除した部材である。ホーン部25は、上記第1の実施形態のホーン部5と同様に図示略の加熱部および加圧部を備える。
ホーン部25の形状は、レンズ枠33、レンズ22の形状に応じて、適宜変形することが可能である。例えば、カシメ用突起部33dの周方向の幅は、カシメ用突起部13dよりも狭い。これに応じて、ホーン面5aをカシメ用突起部33dと対向する位置のみに形成してもよい。例えば、回り止め突起23fの突出高さが高い場合には、回り止め突起23fとの干渉を避けるための逃げ部を設けてもよい。
ホーン部25の形状は、レンズ枠33、レンズ22の形状に応じて、適宜変形することが可能である。例えば、カシメ用突起部33dの周方向の幅は、カシメ用突起部13dよりも狭い。これに応じて、ホーン面5aをカシメ用突起部33dと対向する位置のみに形成してもよい。例えば、回り止め突起23fの突出高さが高い場合には、回り止め突起23fとの干渉を避けるための逃げ部を設けてもよい。
本実施形態の第2サブ工程では、図8Aに示すように、まず、レンズ22が挿入されたレンズ枠33をレンズ枠保持部4によって固定する。
このとき、レンズ枠33は、枠本体3Aの下端部(カシメ用突起部33dと反対側の端部)においてレンズ枠保持部4の受け部4aに固定されることによって、位置決めされる。レンズ枠33は、レンズ枠33の中心軸線Cに沿う方向と、中心軸線Cに直交する方向とにおいて位置決めされる。
次に、カシメ用突起部33dを熱カシメするホーン部25を、レンズ枠13の中心軸線Cと同軸に配置する。
このとき、レンズ枠33は、枠本体3Aの下端部(カシメ用突起部33dと反対側の端部)においてレンズ枠保持部4の受け部4aに固定されることによって、位置決めされる。レンズ枠33は、レンズ枠33の中心軸線Cに沿う方向と、中心軸線Cに直交する方向とにおいて位置決めされる。
次に、カシメ用突起部33dを熱カシメするホーン部25を、レンズ枠13の中心軸線Cと同軸に配置する。
次に、上記第1の実施形態と同様にして、加熱できる状態のホーン部25を図示矢印のように下降させる。
ホーン部25のホーン面5aが、カシメ用突起部33dと接触すると、ホーン面5aの近傍の温度が上昇する。温度上昇によって、カシメ用突起部33dが軟化あるいは溶融する。この結果、カシメ用突起部33dが、ホーン面5aの傾斜に沿って塑性変形する。
カシメ用突起部33dの変形が進む間、Dカット面22dが係合可能な回り止め突起23fによってレンズ22の回転移動が規制される。この結果、レンズ22は、レンズ受け部内周面3cおよび係止面23eで構成されるD形内との隙間の範囲でしか回転できない。
ホーン部25の加圧部による加圧力は、溶融したカシメ用突起部33dをホーン面5aに沿って整形するために必要な加圧力のみでよい。加圧部は、レンズ受け面3bとの間にレンズ22を挟持して回り止めを行うためにさらに強く加圧する必要はない。
特に、本実施形態では、カシメ用突起部33dの周長がカシメ用突起部13dの周長に比べて短いため、熱カシメに要する加圧力もより低減される。
ホーン部25のホーン面5aが、カシメ用突起部33dと接触すると、ホーン面5aの近傍の温度が上昇する。温度上昇によって、カシメ用突起部33dが軟化あるいは溶融する。この結果、カシメ用突起部33dが、ホーン面5aの傾斜に沿って塑性変形する。
カシメ用突起部33dの変形が進む間、Dカット面22dが係合可能な回り止め突起23fによってレンズ22の回転移動が規制される。この結果、レンズ22は、レンズ受け部内周面3cおよび係止面23eで構成されるD形内との隙間の範囲でしか回転できない。
ホーン部25の加圧部による加圧力は、溶融したカシメ用突起部33dをホーン面5aに沿って整形するために必要な加圧力のみでよい。加圧部は、レンズ受け面3bとの間にレンズ22を挟持して回り止めを行うためにさらに強く加圧する必要はない。
特に、本実施形態では、カシメ用突起部33dの周長がカシメ用突起部13dの周長に比べて短いため、熱カシメに要する加圧力もより低減される。
このようにして、カシメ用突起部33dが変形して、図8Bに示すように、第1レンズ面2aおよびホーン面5aに沿って折り曲げられた形状のカシメ部23dが形成される。カシメ部23dが形成されたら、ホーン部25の下降およびホーン部25による加熱を停止する。その後、ホーン部25を上昇させる。
ホーン部25がカシメ部23dから離れると、カシメ部23dが放熱冷却される。カシメ部23dは硬化する。この結果、レンズ22の外周部が、カシメ部23dとレンズ受け面3bとの間に挟持される。レンズ22の光軸Oに沿う方向の位置が固定される。
このとき、レンズ22は、Dカット面22dおよび回り止め突起23fで構成された回り止め構造によって、光軸O回りの回転が抑制される。レンズ22は回り止めされた状態である。
このようにして、レンズ固定工程が終了し、レンズ22がレンズ枠23に固定されたレンズユニット21が製造される。
以上で、本実施形態のレンズ固定方法が終了する。
ホーン部25がカシメ部23dから離れると、カシメ部23dが放熱冷却される。カシメ部23dは硬化する。この結果、レンズ22の外周部が、カシメ部23dとレンズ受け面3bとの間に挟持される。レンズ22の光軸Oに沿う方向の位置が固定される。
このとき、レンズ22は、Dカット面22dおよび回り止め突起23fで構成された回り止め構造によって、光軸O回りの回転が抑制される。レンズ22は回り止めされた状態である。
このようにして、レンズ固定工程が終了し、レンズ22がレンズ枠23に固定されたレンズユニット21が製造される。
以上で、本実施形態のレンズ固定方法が終了する。
製造されたレンズユニット21は、上記第1の実施形態と同様に、回り止め構造を設けない場合に比べて、レンズ22の内部応力、残留ひずみを格段に低減できる(内部応力、残留ひずみが生じない場合を含む)。
本実施形態のレンズ固定方法、およびこれにより製造されたレンズユニット21によれば、熱カシメを用いても、レンズ22の残留ひずみに起因する光学性能の劣化を防止することができる。
本実施形態のレンズ固定方法、およびこれにより製造されたレンズユニット21によれば、熱カシメを用いても、レンズ22の残留ひずみに起因する光学性能の劣化を防止することができる。
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態のレンズ組立体について説明する。
図9Aは、本発明の第2の実施形態のレンズ組立体の一例を示す模式的な平面図である。図9Bは、図9AにおけるF-F断面図である。図10は、本発明の第3の実施形態のレンズ固定方法におけるレンズ固定工程を説明する工程説明図である。
次に、本発明の第3の実施形態のレンズ組立体について説明する。
図9Aは、本発明の第2の実施形態のレンズ組立体の一例を示す模式的な平面図である。図9Bは、図9AにおけるF-F断面図である。図10は、本発明の第3の実施形態のレンズ固定方法におけるレンズ固定工程を説明する工程説明図である。
図9A、図9Bに示すように、本実施形態のレンズユニット41は、上記第1の実施形態のレンズ2、レンズ枠3に代えて、レンズ42、レンズ枠43を備えるレンズ組立体である。
本実施形態では、レンズ42とレンズ枠43との間には、レンズ枠43における回り止め構造を形成する接着剤硬化体62(接着剤の硬化体)が介在している。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
本実施形態では、レンズ42とレンズ枠43との間には、レンズ枠43における回り止め構造を形成する接着剤硬化体62(接着剤の硬化体)が介在している。
以下、上記第1の実施形態と異なる点を中心に説明する。
レンズ42は、上記第1の実施形態のレンズ2の凸部2dを削除したレンズである。レンズ42の外形は円形である。
上記第1の実施形態とは異なり、レンズ42には、係合部は形成されていない。
レンズ42の材質は、合成樹脂またはガラスを採用することができる。レンズ42の製法は、特に限定されず、材料に応じて、例えば、射出成形、モールド成形、切削、研磨などの適宜の製法を採用することができる。
上記第1の実施形態とは異なり、レンズ42には、係合部は形成されていない。
レンズ42の材質は、合成樹脂またはガラスを採用することができる。レンズ42の製法は、特に限定されず、材料に応じて、例えば、射出成形、モールド成形、切削、研磨などの適宜の製法を採用することができる。
レンズ枠43は、図10Aに示すレンズ枠53にレンズ42を挿入し、かつレンズ枠53の一部を熱カシメして変形させることにより形成された部材である。レンズ枠43は、レンズ42を固定する際に、レンズ枠53から形成される。
まず、レンズ枠53の形状について説明する。
まず、レンズ枠53の形状について説明する。
レンズ枠53は、上記第1の実施形態におけるレンズ枠13の係合溝13f、溝部13eを削除し、カシメ用突起部13dに代えて、内周面が周方向に連続する円筒面であるレンズ受け部内周面3cからなるカシメ用突起部53dを備えた部材である。
レンズ枠53では、枠本体3Aと同様、カシメ用突起部53dも円筒部分からなる。
上記第1の実施形態とは異なり、レンズ枠53にはストッパ部は形成されていない。
レンズ枠53では、枠本体3Aと同様、カシメ用突起部53dも円筒部分からなる。
上記第1の実施形態とは異なり、レンズ枠53にはストッパ部は形成されていない。
図9A、図9Bに示すように、レンズ枠43は、カシメ部43dが形成されている点を除いて、上述したレンズ枠53と同様の形状を有する。カシメ部43dは、上述したレンズ枠53のカシメ用突起部53dの先端部を上記第1の実施形態のカシメ用突起部13dと同様にして、内側に折り曲げて形成される。
カシメ部43dは、平面視円状である。
カシメ部43dは、平面視円状である。
接着剤硬化体62は、有効光束の通過範囲外、かつレンズ枠43に対してレンズ42の回り止めが可能な位置に形成されていれば、接着剤の種類、形成箇所の位置、個数などは、特に限定されない。
接着剤の種類としては、例えば、熱硬化性型接着剤、紫外線硬化型接着剤などを用いてもよい。熱硬化型接着剤の場合には、熱カシメ時の加熱によって、熱カシメと並行して硬化させることができる。この場合、接着剤の硬化工程を設けることなく製造できるため、効率的な製造が可能である。
接着剤硬化体62の形成位置は、本実施形態では、一例として、レンズ42のレンズ側面2cと、レンズ枠43のレンズ受け部内周面3cとの間の隙間に形成している。
接着剤硬化体62の形成箇所は、全周にわたって形成してもよいし、適宜周方向に離間させた複数箇所に形成してもよい。
接着剤の種類としては、例えば、熱硬化性型接着剤、紫外線硬化型接着剤などを用いてもよい。熱硬化型接着剤の場合には、熱カシメ時の加熱によって、熱カシメと並行して硬化させることができる。この場合、接着剤の硬化工程を設けることなく製造できるため、効率的な製造が可能である。
接着剤硬化体62の形成位置は、本実施形態では、一例として、レンズ42のレンズ側面2cと、レンズ枠43のレンズ受け部内周面3cとの間の隙間に形成している。
接着剤硬化体62の形成箇所は、全周にわたって形成してもよいし、適宜周方向に離間させた複数箇所に形成してもよい。
レンズ42およびレンズ枠43からなるレンズユニット41によれば、レンズ42の第2レンズ面2bにおける外周部がレンズ受け面3bに当接することによって、レンズ42が光軸Oに沿う方向に位置決めされる。
さらに、レンズ42とレンズ枠43とが、接着剤硬化体62によって互いに固定されていることにより、レンズ42の径方向および周方向の位置が固定される。この結果、レンズ42の径方向の移動、およびレンズ42の光軸O回りの回転も抑制される。
レンズ42の第1レンズ面2aにおける外周部の全周には、カシメ部43dが覆うように当接する。レンズ42は、カシメ部43dによって、光軸Oに沿う方向の位置が固定される。
さらに、レンズ42とレンズ枠43とが、接着剤硬化体62によって互いに固定されていることにより、レンズ42の径方向および周方向の位置が固定される。この結果、レンズ42の径方向の移動、およびレンズ42の光軸O回りの回転も抑制される。
レンズ42の第1レンズ面2aにおける外周部の全周には、カシメ部43dが覆うように当接する。レンズ42は、カシメ部43dによって、光軸Oに沿う方向の位置が固定される。
レンズユニット41においては、接着剤硬化体62によって、レンズ枠43に、レンズ42の光軸O回りの回転を抑制する回り止め構造が形成される。
この回り止め構造が形成されるため、カシメ部43dは、レンズ42を摩擦力によって回り止めするためにレンズ42を押圧している必要はない。すなわち、カシメ部43dは、カシメ部43dと第1レンズ面2aとの間に、レンズ42が光軸Oに沿う方向に移動するような隙間を有しない状態で折り曲げられていればよい。
この回り止め構造が形成されるため、カシメ部43dは、レンズ42を摩擦力によって回り止めするためにレンズ42を押圧している必要はない。すなわち、カシメ部43dは、カシメ部43dと第1レンズ面2aとの間に、レンズ42が光軸Oに沿う方向に移動するような隙間を有しない状態で折り曲げられていればよい。
レンズユニット41は、レンズ42およびレンズ枠53を用いた本実施形態のレンズ固定方法によって製造される。
本実施形態のレンズ固定方法は、回り止め構造形成工程と、レンズ固定工程とを備える。本実施形態のレンズ固定方法では、回り止め構造形成工程は、レンズ固定工程が終了するまでの間、またはレンズ固定工程が終了した後に実行することができる。以下では、一例として、レンズ固定工程が終了するまでの間に回り止め構造形成工程が行われる場合の例で説明する。
本実施形態では、最初に、回り止め構造形成工程を開始し、その途中からレンズ固定工程を開始し、回り止め構造形成工程およびレンズ固定工程が終了するまで、それぞれの工程を実行する。
本実施形態のレンズ固定方法は、回り止め構造形成工程と、レンズ固定工程とを備える。本実施形態のレンズ固定方法では、回り止め構造形成工程は、レンズ固定工程が終了するまでの間、またはレンズ固定工程が終了した後に実行することができる。以下では、一例として、レンズ固定工程が終了するまでの間に回り止め構造形成工程が行われる場合の例で説明する。
本実施形態では、最初に、回り止め構造形成工程を開始し、その途中からレンズ固定工程を開始し、回り止め構造形成工程およびレンズ固定工程が終了するまで、それぞれの工程を実行する。
まず、図10(a)に示すように、レンズ42を挿入しない状態のレンズ枠53を用意する。
次に、図10(b)に示すように、回り止め構造形成工程を開始する。
本実施形態の回り止め構造形成工程では、まず、塗布装置60を用いて、レンズ枠53のレンズ受け部内周面3cに、接着剤硬化体62を形成するための接着剤61を塗布する。
次に、図10(b)に示すように、回り止め構造形成工程を開始する。
本実施形態の回り止め構造形成工程では、まず、塗布装置60を用いて、レンズ枠53のレンズ受け部内周面3cに、接着剤硬化体62を形成するための接着剤61を塗布する。
次に、図示略の把持治具やロボットでレンズ42を把持し、第2レンズ面2bをレンズ受け面3bに向けて、レンズ42をレンズ受け部内周面3cの内側に挿入する。このようにして、本実施形態の第1サブ工程が開始される。本実施形態の第1サブ工程は、回り止め構造形成工程を兼ねるレンズ固定工程である。
レンズ42をレンズ受け部内周面3cに挿入することによって、レンズ受け部内周面3cに塗布された接着剤61が、挿入されるレンズ42のレンズ側面2cとの間の隙間に浸透する。接着剤61は、レンズ42のレンズ側面2cと、レンズ受け部内周面3cとの隙間内に導入される。
このとき、接着剤61がレンズ受け面3bと第2レンズ面2bとの間に回り込まないようにするため、接着剤61の塗布量および粘度を適宜値に設定しておくとよい。
レンズ42の周方向の位置は、挿入時のレンズ42の保持姿勢によって規定される。
レンズ42をレンズ受け部内周面3cに挿入することによって、レンズ受け部内周面3cに塗布された接着剤61が、挿入されるレンズ42のレンズ側面2cとの間の隙間に浸透する。接着剤61は、レンズ42のレンズ側面2cと、レンズ受け部内周面3cとの隙間内に導入される。
このとき、接着剤61がレンズ受け面3bと第2レンズ面2bとの間に回り込まないようにするため、接着剤61の塗布量および粘度を適宜値に設定しておくとよい。
レンズ42の周方向の位置は、挿入時のレンズ42の保持姿勢によって規定される。
こうして、レンズ42の第2レンズ面2bがレンズ受け面3bに当接するまで、レンズ42を挿入する。レンズ42がレンズ受け面3bに載置された状態になったら、レンズ42の把持を解除する。
このとき、レンズ42は、光軸O回りに回転可能である。しかし、未硬化の接着剤61の粘性による回転抵抗が発生するため、あまり大きな外力が作用しなければ、挿入時の回転位置が維持される。
このとき、レンズ42は、光軸O回りに回転可能である。しかし、未硬化の接着剤61の粘性による回転抵抗が発生するため、あまり大きな外力が作用しなければ、挿入時の回転位置が維持される。
次に、接着剤61を硬化させて接着剤硬化体62を形成する。硬化方法は、接着剤61の種類に応じて適宜の方法を用いる。例えば、加熱したり、紫外線を照射したりする。
接着剤61が硬化すると、接着剤硬化体62が形成される。
レンズ42は、レンズ側面2cにおいてレンズ受け部内周面3cと、接着剤硬化体62を介して接着固定される。レンズ42は、回り止めされる。
以上で、回り止め構造形成工程を兼ねる第1サブ工程が終了する。
接着剤61が硬化すると、接着剤硬化体62が形成される。
レンズ42は、レンズ側面2cにおいてレンズ受け部内周面3cと、接着剤硬化体62を介して接着固定される。レンズ42は、回り止めされる。
以上で、回り止め構造形成工程を兼ねる第1サブ工程が終了する。
次に、本実施形態のレンズ固定工程の第2サブ工程を行う。本工程は、レンズ枠53のカシメ用突起部53dを、熱カシメする点を除いて、上記第2の実施形態の第2サブ工程と同様の工程である。
図10(c)に示すように、まず、レンズ42が挿入されたレンズ枠53をレンズ枠保持部4によって固定する。
次に、ホーン部25を、レンズ枠53の中心軸線Cと同軸に配置する。本実施形態では、ホーン部25は、カシメ用突起部53dを熱カシメするために用いられる。
図10(c)に示すように、まず、レンズ42が挿入されたレンズ枠53をレンズ枠保持部4によって固定する。
次に、ホーン部25を、レンズ枠53の中心軸線Cと同軸に配置する。本実施形態では、ホーン部25は、カシメ用突起部53dを熱カシメするために用いられる。
次に、上記第2の実施形態と同様にして、加熱できる状態のホーン部25を図示矢印のように下降させることによって、熱カシメを行う。
レンズ42は、接着剤硬化体62を介して、レンズ枠53に回り止めされているため、熱カシメを行う間、回転できない。
ホーン部25の加圧部による加圧力は、溶融したカシメ用突起部53dをホーン面5aに沿って整形するために必要な加圧力のみでよい。加圧部は、レンズ受け面3bとの間にレンズ42を挟持して回り止めを行うためにさらに強く加圧する必要はない。
特に、本実施形態では、カシメ用突起部53dが、全周にわたって形成されているため、カシメ部43dが形成される過程で、第1レンズ面2aの外縁部の全体が均一な押圧力を受ける。このため、万一、接着剤硬化体62が未硬化であっても、熱カシメの過程でレンズ42が回転する可能性を低減することができる。
レンズ42は、接着剤硬化体62を介して、レンズ枠53に回り止めされているため、熱カシメを行う間、回転できない。
ホーン部25の加圧部による加圧力は、溶融したカシメ用突起部53dをホーン面5aに沿って整形するために必要な加圧力のみでよい。加圧部は、レンズ受け面3bとの間にレンズ42を挟持して回り止めを行うためにさらに強く加圧する必要はない。
特に、本実施形態では、カシメ用突起部53dが、全周にわたって形成されているため、カシメ部43dが形成される過程で、第1レンズ面2aの外縁部の全体が均一な押圧力を受ける。このため、万一、接着剤硬化体62が未硬化であっても、熱カシメの過程でレンズ42が回転する可能性を低減することができる。
このようにして、カシメ用突起部53dが変形して、図10(d)に示すように、第1レンズ面2aおよびホーン面5aに沿って折り曲げられた形状のカシメ部43dが形成される。カシメ部43dが形成されたら、ホーン部25の下降およびホーン部25による加熱を停止する。その後、ホーン部25を上昇させる。
ホーン部25がカシメ部43dから離れると、カシメ部43dが放熱冷却される。カシメ部23dは硬化する。この結果、レンズ42の外周部が、カシメ部43dとレンズ受け面3bとの間に挟持される。レンズ42の光軸Oに沿う方向の位置が固定される。
このとき、レンズ42は、接着剤硬化体62による回り止め構造によって、光軸O回りの回転が抑制される。レンズ42は光軸O回りに回り止めされた状態である。
このようにして、レンズ固定工程が終了し、レンズ42がレンズ枠43に固定されたレンズユニット41が製造される。
以上で、本実施形態のレンズ固定方法が終了する。
ホーン部25がカシメ部43dから離れると、カシメ部43dが放熱冷却される。カシメ部23dは硬化する。この結果、レンズ42の外周部が、カシメ部43dとレンズ受け面3bとの間に挟持される。レンズ42の光軸Oに沿う方向の位置が固定される。
このとき、レンズ42は、接着剤硬化体62による回り止め構造によって、光軸O回りの回転が抑制される。レンズ42は光軸O回りに回り止めされた状態である。
このようにして、レンズ固定工程が終了し、レンズ42がレンズ枠43に固定されたレンズユニット41が製造される。
以上で、本実施形態のレンズ固定方法が終了する。
製造されたレンズユニット41は、上記第1の実施形態と同様に、回り止め構造を設けない場合に比べて、レンズ42の内部応力、残留ひずみを格段に低減できる(内部応力、残留ひずみが生じない場合を含む)。
本実施形態のレンズ固定方法、およびこれにより製造されたレンズユニット41によれば、熱カシメを用いても、レンズ42の残留ひずみに起因する光学性能の劣化を防止することができる。
本実施形態のレンズ固定方法、およびこれにより製造されたレンズユニット41によれば、熱カシメを用いても、レンズ42の残留ひずみに起因する光学性能の劣化を防止することができる。
[第1変形例]
次に、上記第3の実施形態の第1変形例のレンズ固定方法について説明する。
本変形例のレンズ固定方法は、上記第3の実施形態における第1サブ工程と第2サブ工程の間で、接着剤61を硬化させる工程を省略し、第2サブ工程の間に、接着剤61を硬化させる方法である。
例えば、接着剤61として、熱硬化型接着剤を用いる場合には、第2サブ工程におけるホーン部25による加熱によって、接着剤61も加熱されるため、熱カシメ中に、接着剤61を硬化させることができる。
接着剤61として、紫外線硬化型接着剤を用いる場合には、第2サブ工程におけるホーン部25による加熱と併せて、接着剤61に紫外線を照射することによって、熱カシメと並行して、接着剤61を硬化させることができる。
次に、上記第3の実施形態の第1変形例のレンズ固定方法について説明する。
本変形例のレンズ固定方法は、上記第3の実施形態における第1サブ工程と第2サブ工程の間で、接着剤61を硬化させる工程を省略し、第2サブ工程の間に、接着剤61を硬化させる方法である。
例えば、接着剤61として、熱硬化型接着剤を用いる場合には、第2サブ工程におけるホーン部25による加熱によって、接着剤61も加熱されるため、熱カシメ中に、接着剤61を硬化させることができる。
接着剤61として、紫外線硬化型接着剤を用いる場合には、第2サブ工程におけるホーン部25による加熱と併せて、接着剤61に紫外線を照射することによって、熱カシメと並行して、接着剤61を硬化させることができる。
本変形例によれば、第1サブ工程と第2サブ工程の間で、接着剤61を硬化させる工程を省略するため、製造時間を短縮することができる。
[第2変形例]
次に、上記第3の実施形態の第2変形例のレンズ固定方法について説明する。
本変形例のレンズ固定方法は、上記第3の実施形態におけるレンズ固定工程が終了した後に、接着剤61を硬化させる方法である。
例えば、接着剤61として、熱カシメによる加熱で硬化しない接着剤を採用し、接着剤61が未硬化の状態で、レンズ固定工程を終了する。
そして、接着剤61を硬化させて回り止め構造を形成する。
次に、上記第3の実施形態の第2変形例のレンズ固定方法について説明する。
本変形例のレンズ固定方法は、上記第3の実施形態におけるレンズ固定工程が終了した後に、接着剤61を硬化させる方法である。
例えば、接着剤61として、熱カシメによる加熱で硬化しない接着剤を採用し、接着剤61が未硬化の状態で、レンズ固定工程を終了する。
そして、接着剤61を硬化させて回り止め構造を形成する。
本変形例の他の実施方法としては、レンズ固定工程を先に実行してから、回り止め構造形成工程を実行することも可能である。
例えば、接着剤61を塗布することなく、熱カシメを行って、接着剤硬化体62を除くレンズユニット41を形成し、熱カシメ後に、レンズ42とレンズ枠43との間に、接着剤61を塗布して、接着剤61を硬化させればよい。
この場合、上記第1の実施形態のレンズ枠13のように、周方向に離間した複数のカシメ用突起部13dを有する構成を採用すれば、熱カシメ後にも、カシメ部3dの間から、接着剤61を塗布したり、浸透させたりすることがより容易となる。
例えば、接着剤61を塗布することなく、熱カシメを行って、接着剤硬化体62を除くレンズユニット41を形成し、熱カシメ後に、レンズ42とレンズ枠43との間に、接着剤61を塗布して、接着剤61を硬化させればよい。
この場合、上記第1の実施形態のレンズ枠13のように、周方向に離間した複数のカシメ用突起部13dを有する構成を採用すれば、熱カシメ後にも、カシメ部3dの間から、接着剤61を塗布したり、浸透させたりすることがより容易となる。
本変形例は、熱カシメ中には回り止め構造が形成されていない場合の例であるため、レンズユニット41の使用時におけるレンズ42の回り止めを行う場合に好適である。
なお、上記の各実施形態、各変形例の説明では、一例として、レンズ組立体が、1枚のレンズと、レンズ枠とからなる場合の例で説明した.。しかし、レンズ組立体は、少なくとも1枚のレンズが熱カシメによって固定されていれば、レンズ枚数は2枚以上でもよい。熱カシメによって固定されたレンズは2枚以上でもよい。
上記の各実施形態、各変形例の説明では、レンズ枠が合成樹脂からなる場合の例で説明した。しかし、カシメ用突起部が、熱可塑性の合成樹脂で形成されていれば、他の部分の材質は特に限定されない。例えば、金属製枠部材と、カシメ用突起部を構成する樹脂材料とが複合されたレンズ枠を使用してもよい。
上記の第1の実施形態の説明では、レンズ2が合成樹脂製であるとして、説明した。しかし、レンズ2の材質は、ガラスでもよい。ガラスによって、レンズ2を製造するには、例えば、研磨レンズやガラスモールドレンズの側面を切削するなどして、凸部2dの形状を形成すればよい。
上記の第1の実施形態の説明では、係合溝13fと溝部13eとの周方向の幅寸法を変えることにより、凸部2dが係合溝13fのみと係合する場合の例で説明したが、レンズ2の周方向の位置合わせに、自由度がある場合には、溝部13eをすべて係合溝13fに置き換えることにより、凸部2dが複数箇所で係合可能な構成としてもよい。
この場合、凸部2dを挿入する作業がより容易となる。
この場合、凸部2dを挿入する作業がより容易となる。
上記の第2の実施形態の説明では、径方向の凹部からなる係合部が、Dカット面22dで構成される場合の例で説明した。しかし、径方向の凹部からなる係合部は、Dカット面22dには限定されない。言い換えれば、径方向の凹部からなる係合部は、平面の形状には限定されない。
例えば、係合部として、レンズの外周面から径方向にくぼんだ凹溝を採用することができる。この場合、ストッパ部は、凹溝に嵌合する用に、径方向に延びる突起を採用することができる。
さらに、レンズの外周面から径方向にくぼんだ凹溝が軸方向にも溝を構成している場合、ストッパ部は、レンズ受け面から軸方向に突出した突起でもよい。
例えば、係合部として、レンズの外周面から径方向にくぼんだ凹溝を採用することができる。この場合、ストッパ部は、凹溝に嵌合する用に、径方向に延びる突起を採用することができる。
さらに、レンズの外周面から径方向にくぼんだ凹溝が軸方向にも溝を構成している場合、ストッパ部は、レンズ受け面から軸方向に突出した突起でもよい。
上記の第2の実施形態の説明では、径方向の凹部からなる係合部と、径方向の凸部からなるストッパ部が、いずれも平面からなる場合の例で説明した。しかし、係合部とストッパ部との係合はこのような面接触状の係合には限定されない。
例えば、係止面23eに代えて、Dカット面22dの複数の位置で、点接触または線接触する凸部を用いてもよい。点接触または線接触する凸部としては、例えば、半球状の凸面を有する凸部、円筒面状の凸面を有する凸部などを備える構成を挙げることができる。
例えば、係止面23eに代えて、Dカット面22dの複数の位置で、点接触または線接触する凸部を用いてもよい。点接触または線接触する凸部としては、例えば、半球状の凸面を有する凸部、円筒面状の凸面を有する凸部などを備える構成を挙げることができる。
上記第1、第2の実施形態の説明では、係合部、ストッパ部の一方が凸部、他方が凹部である場合の例で説明した。しかし、互いに係合可能であれば、それぞれ凸部と凹部とが複合した凹凸部を採用することができる。
係合部およびストッパ部に用いる凹凸部は、微細な凹凸部であってもよい。
係合部およびストッパ部に用いる凹凸部は、不規則な凹凸部からなる粗面同士が係合する構成でもよい。
係合部およびストッパ部に用いる凹凸部は、微細な凹凸部であってもよい。
係合部およびストッパ部に用いる凹凸部は、不規則な凹凸部からなる粗面同士が係合する構成でもよい。
上記の各実施形態の説明では、カシメ用突起部の先端部の全体が熱カシメされ、カシメ部を形成する場合の例で説明した。しかし、カシメ用突起部は、先端部の一部のみが、熱カシメに用いられてもよい。例えば、上記第1の実施形態のカシメ用突起部13dの中で周方向に高さを変えて、レンズ2のコバ厚よりも高い第1の突出部と、第1の突出部よりも低い第2の突出部とを形成してもよい。この場合、熱カシメは、第1の突出部のみで行うことができる。
上記の第1および第2の実施形態の説明では、レンズが、カシメ用突起部におけるレンズ受け部内周面に挿入される場合の例で説明した。しかし、レンズ枠は、レンズ受け面上に、カシメ用突起部とは別に、レンズを挿入する枠部を備えてもよい。この場合、レンズの径方向の位置決めは、熱カシメされない枠部によって行ってもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれら実施形態及びその変形例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
例えば、上記第1、第2の実施形態に、接着剤硬化体62による回り止め構造を追加してもよい。
例えば、D形レンズを固定するレンズ枠のカシメ用突起部を、上記第3の実施形態のレンズ枠53のように、D形の外周に沿うD形状の壁体としてもよい。
また、本発明は前述した説明によって限定されることはなく、添付のクレームの範囲によってのみ限定される。
例えば、上記第1、第2の実施形態に、接着剤硬化体62による回り止め構造を追加してもよい。
例えば、D形レンズを固定するレンズ枠のカシメ用突起部を、上記第3の実施形態のレンズ枠53のように、D形の外周に沿うD形状の壁体としてもよい。
上記実施形態(変形例を含む)によれば、熱カシメを用いても、光学性能の劣化を防止することができるレンズ固定方法およびレンズ組立体を提供できる。
1、21、41 レンズユニット(レンズ組立体)
2、22、42 レンズ
2a 第1レンズ面
2b 第2レンズ面
2c レンズ側面(円筒状の側面部)
2d 凸部(径方向の凸部、係合部)
3、13、23、33、43、53 レンズ枠
3A 枠本体
3b レンズ受け面
3c レンズ受け部内周面
3d、23d、43d カシメ部
5、25 ホーン部
5a ホーン面
13d、33d、53d カシメ用突起部
13f 係合溝(ストッパ部)
22d Dカット面(径方向の凹部、係合部)
23e 係止面(径方向の凸部)
23f 回り止め突起(突起、ストッパ部)
61 接着剤
62 接着剤硬化体(接着剤の硬化体)
C 中心軸線
O 光軸
2、22、42 レンズ
2a 第1レンズ面
2b 第2レンズ面
2c レンズ側面(円筒状の側面部)
2d 凸部(径方向の凸部、係合部)
3、13、23、33、43、53 レンズ枠
3A 枠本体
3b レンズ受け面
3c レンズ受け部内周面
3d、23d、43d カシメ部
5、25 ホーン部
5a ホーン面
13d、33d、53d カシメ用突起部
13f 係合溝(ストッパ部)
22d Dカット面(径方向の凹部、係合部)
23e 係止面(径方向の凸部)
23f 回り止め突起(突起、ストッパ部)
61 接着剤
62 接着剤硬化体(接着剤の硬化体)
C 中心軸線
O 光軸
Claims (10)
- 熱カシメによってレンズ枠にレンズを固定するレンズ固定方法であって、
前記レンズ枠に、前記レンズの光軸回りの回転を抑制する回り止め構造を形成する回り止め構造形成工程と、
前記レンズ枠に前記レンズを挿入し、前記レンズをその光軸に沿う方向に支持した状態で前記レンズ枠に保持させ、前記レンズ枠に設けられたカシメ用突起部を前記レンズに向けて熱カシメすることにより、前記光軸に沿う方向における前記レンズの位置を固定するレンズ固定工程と、
を備える、レンズ固定方法。 - 予め、前記レンズのレンズ側面に、径方向の凸部および凹部の少なくとも一方を有する係合部を形成するとともに、前記レンズ枠に、前記係合部と係合することにより、前記レンズの周方向の位置を規制するストッパ部を形成しておき、
前記回り止め構造形成工程は、
前記レンズ固定工程において前記レンズ枠に前記レンズを保持させる際に、前記係合部を前記ストッパ部と係合可能な位置に配置して、前記係合部と前記ストッパ部とによる前記回り止め構造を形成する工程であり、
前記レンズ固定工程では、
前記回り止め構造形成工程を行った後に、前記カシメ用突起部を前記レンズに向けて熱カシメして、前記光軸に沿う方向における前記レンズの位置を固定する
、請求項1に記載のレンズ固定方法。 - 前記レンズ側面は、円筒状の側面部を有し、
前記係合部は、
前記円筒状の側面部から径方向に突出した凸部を有し、
前記ストッパ部は、
前記係合部の前記凸部を周方向に係合する係合溝が形成されている
、請求項2に記載のレンズ固定方法。 - 前記レンズ側面は、円筒状の側面部と、前記光軸に平行な平面からなるDカット面とを有し、
前記係合部は、
前記Dカット面により形成された径方向の凹部を有し、
前記ストッパ部は、
前記Dカット面の前記光軸回りの回転を規制する突起を有する
、請求項2に記載のレンズ固定方法。 - 前記回り止め構造形成工程は、
前記レンズ固定工程が終了するまでの間、または、前記レンズ固定工程が終了した後に、
前記レンズ枠と、前記レンズとの間に接着剤を導入して、前記接着剤の硬化体を形成することにより、前記回り止め構造を形成する工程である
、請求項1に記載のレンズ固定方法。 - 熱カシメによってレンズ枠にレンズが固定されたレンズ組立体であって、
前記レンズ枠に、
前記レンズをその光軸に沿う方向の位置を固定するため、カシメ用突起部が前記レンズに向けて熱カシメされることにより形成されたカシメ部と、
前記レンズの光軸回りの回転を抑制する回り止め構造と、
が形成された、レンズ組立体。 - 前記回り止め構造は、
前記レンズのレンズ側面に形成された、径方向の凸部および凹部の少なくとも一方を有する係合部と、
前記レンズ枠に形成され、前記係合部と係合することにより、前記レンズの周方向の位置を規制するストッパ部と、
を備える
、請求項6に記載のレンズ組立体。 - 前記レンズ側面は、円筒状の側面部を有し、
前記係合部は、
前記円筒状の側面部から径方向に突出した凸部を有し、
前記ストッパ部は、
前記係合部の前記凸部を周方向に係合する係合溝が形成されている
、請求項7に記載のレンズ組立体。 - 前記レンズ側面は、円筒状の側面部と、前記光軸に平行な平面からなるDカット面とを有し、
前記係合部は、
前記Dカット面により形成された径方向の凹部を有し、
前記ストッパ部は、
前記Dカット面の前記光軸回りの回転を規制する突起を有する
、請求項7に記載のレンズ組立体。 - 前記回り止め構造は、
前記レンズ枠と、
前記レンズと、
前記レンズ枠および前記レンズの間に形成された接着剤の硬化体と、
を備える
、請求項6に記載のレンズ組立体。
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