JP4959183B2 - Photography lens and optical apparatus using the photography lens - Google Patents
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Description
本発明は、複数のレンズを光軸方向に重ね合わせて鏡筒内に収容した撮影レンズ及び撮影レンズを用いた光学機器、特に、複数のレンズを鏡筒内に積み重ねるようして収容する際、積み重ねたレンズの組立誤差を可及的に抑えることが可能な撮影レンズ及び撮影レンズを用いたカメラ、デジタルカメラ、移動体通信装置等の光学機器に関する。 The present invention is a photographic lens in which a plurality of lenses are stacked in the optical axis direction and accommodated in a lens barrel and an optical device using the photographic lens, particularly when a plurality of lenses are stacked and accommodated in a lens barrel. The present invention relates to a photographing lens capable of suppressing assembling errors of stacked lenses as much as possible, and an optical apparatus such as a camera, a digital camera, and a mobile communication device using the photographing lens.
従来から、プラスチックレンズとガラスレンズを含む複数のレンズを鏡筒内に固定した撮影レンズが知られており、例えば、本願出願人は特許文献1で複数のレンズを光軸方向に互いに当接させて重ね合わせることにより、光学的または物理的に向き合う互いのレンズ間の位置関係を決定することが可能なレンズの位置決め方法並びに該方法を適用した光学機器を提案している。これは、図4に示すように、撮影レンズは、鏡筒51、プラスチック製前段レンズ52、弾性を有する内遮光板53、中間レンズ54、弾性を有するレンズ規制部材55、プラスチック製後段レンズ57、内遮光板56、固定保持部材58から構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a photographing lens is known in which a plurality of lenses including a plastic lens and a glass lens are fixed in a lens barrel. For example, the applicant of the present application in
図4に示す撮影レンズは、組み立てに際し、鏡筒51に対し、前段レンズ52、内遮光板53、中間レンズ54、レンズ規制部材55、内遮光板56、後段レンズ57、固定保持部材58を順次挿入する。この時、前段レンズ52のテーパ面52aと後段レンズ57のテーパ面57aを面当接させることによって、各レンズ52,57の光軸Sが位置を合わせされるが、これらテーパ面52a,57aの重ね合わせ部において、一方のテーパ面52aの先端部と他方のテーパ面57aの基端縁とが離れ、隙間tが形成され、各レンズ52,54,57の間に介在される内遮光板53,56は各レンズ52,54,57で挟着されることになる。しかし、内遮光板53,56は成形加工が容易なプラスチックなどの合成樹脂によって成形され、比較的剛性の低い素材で成形され、各レンズ52,54,57から受ける押圧力によって厚みが狂い易いばかりでなく、成形誤差などに起因して内遮光板53,56の厚みもバラツキが生じ易い。このため、図4のように、一方のテーパ面52aの先端部と他方のテーパ面57aの基端縁とに隙間tが生じる構造では、組み付けられた撮影レンズの組立精度を保つことが困難であり、このような組立精度のバラツキによって組み立てた撮影レンズの光学的性能にも影響を与える、という課題を有していた。
4, when assembled, the
本発明は、以上のような事情に鑑みなされたもので、複数のレンズが鏡筒内に位置決め固定される撮影レンズにおいて、レンズ間に介在する内遮光板の成形精度などのバラツキによって撮影レンズの組立精度が影響を受けることなく、高精度に確実に行うことができる撮影レンズ及びそれを用いた光学機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and in a photographic lens in which a plurality of lenses are positioned and fixed in a lens barrel, the photographic lens has a variation due to variations in molding accuracy of an inner light shielding plate interposed between the lenses. An object of the present invention is to provide a photographic lens that can be reliably and accurately performed without affecting the assembly accuracy, and an optical apparatus using the same.
請求項1記載の撮影レンズは、下段プラスチックレンズと、中間プラスチックレンズと、上段プラスチックレンズと、この上段プラスチックレンズの上面に配置されるガラスレンズによって構成される複数のレンズと、前記各プラスチックレンズの間に介在する内遮光板とを光軸方向に重ね合わせて収容するとともに、外周中央部にフォーカス調整雄螺子部を有する鏡筒とを備えた撮影レンズであって、前記下段側のレンズに前記内遮光板を載置する載置面と、この載置面の外周縁から傾斜状に立ち上がる内向きテーパ面と、この内向きテーパ面から外方に向かう段差凸面とを含む段差凸部を形成し、前記上段側のレンズには前記載置面と対向する保持面と、この保持面の外周縁から傾斜状に立ち上がる外向きテーパ面と、この外向きテーパ面から外方に向かう受面とを含む段差凹部を形成し、前記各レンズを積み重ねて鏡筒内に収容する際、前記段差凸部と段差凹部のテーパ面を相互に面接触させて上下各レンズの光軸を位置合わせするとともに、前記上段プラスチックレンズを前記鏡筒の上部側に圧入して前記上下各レンズの光軸と前記鏡筒の中心とを位置合わせし、かつ、前記段差凸面の頂部を前記受面に突き当てて前記載置面と保持面との間に前記内遮光板の板厚に相当する隙間を形成したことを特徴とする。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a photographing lens comprising: a lower plastic lens; an intermediate plastic lens; an upper plastic lens; a plurality of lenses configured by a glass lens disposed on an upper surface of the upper plastic lens; An imaging lens having an inner light shielding plate interposed therebetween and accommodated in the direction of the optical axis, and a lens barrel having a focus adjustment male screw portion at the center of the outer periphery , wherein the lens on the lower side is provided with the lens A stepped convex portion is formed that includes a mounting surface on which the inner light shielding plate is mounted, an inwardly tapered surface that rises in an inclined manner from the outer peripheral edge of the mounting surface, and a stepped convex surface that faces outward from the inwardly tapered surface. The upper lens includes a holding surface that faces the mounting surface, an outwardly tapered surface that rises in an inclined manner from the outer peripheral edge of the holding surface, and the outwardly tapered surface. A step concave portion including a receiving surface directed outward from the lens, and when the lenses are stacked and accommodated in the lens barrel, the step convex portion and the tapered surface of the step concave portion are brought into surface contact with each other so that the upper and lower lenses are in contact with each other. And aligning the optical axis of each of the upper and lower lenses with the center of the lens barrel , and the top of the step convex surface. A gap corresponding to the thickness of the inner light-shielding plate is formed between the placement surface and the holding surface .
請求項2記載の撮影レンズは、前記内遮光板が合成樹脂によって成形されていることを特徴とする。
The photographic lens described in
請求項3記載の撮影レンズは、請求項1又は2記載の撮影レンズにおいて、前記テーパ面の仮想延長線の交点が鏡筒の中心と同一軸線上であることを特徴とする。
The photographic lens described in
請求項4記載の光学機器は、請求項1乃至3のいずれかに記載の撮影レンズを用いたことを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical apparatus using the photographing lens according to any one of the first to third aspects.
請求項1記載の撮影レンズは、下段プラスチックレンズと、中間プラスチックレンズと、上段プラスチックレンズと、この上段プラスチックレンズの上面に配置されるガラスレンズによって構成される複数のレンズと、前記各プラスチックレンズの間に介在する内遮光板とを光軸方向に重ね合わせて収容するとともに、外周中央部にフォーカス調整雄螺子部を有する鏡筒とを備えた撮影レンズであって、前記下段側のレンズに前記内遮光板を載置する載置面と、この載置面の外周縁から傾斜状に立ち上がる内向きテーパ面と、この内向きテーパ面から外方に向かう段差凸面とを含む段差凸部を形成し、前記上段側のレンズには前記載置面と対向する保持面と、この保持面の外周縁から傾斜状に立ち上がる外向きテーパ面と、この外向きテーパ面から外方に向かう受面とを含む段差凹部を形成し、前記各レンズを積み重ねて鏡筒内に収容する際、前記段差凸部と段差凹部のテーパ面を相互に面接触させて上下各レンズの光軸を位置合わせするとともに、前記上段プラスチックレンズを前記鏡筒の上部側に圧入して前記上下各レンズの光軸と前記鏡筒の中心とを位置合わせし、かつ、前記段差凸面の頂部を前記受面に突き当てて前記載置面と保持面との間に前記内遮光板の板厚に相当する隙間を形成したものであるから、内遮光板の成形誤差によって板厚にバラツキが生じても段差凸部と段差凹部との間に内遮光板を配置する隙間を確実に確保でき、組み付けられた撮影レンズの組立精度が光軸方向にバラツクことなく、高精度に保つことができる。また、各レンズを積み重ねて鏡筒内に収容する際、内遮光板を載置する下段レンズ側の載置面と上段レンズ側に保持面との間に内遮光板を配置する隙間を確実に確保することができる。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a photographing lens comprising: a lower plastic lens; an intermediate plastic lens; an upper plastic lens; a plurality of lenses configured by a glass lens disposed on an upper surface of the upper plastic lens; An imaging lens having an inner light shielding plate interposed therebetween and accommodated in the direction of the optical axis, and a lens barrel having a focus adjustment male screw portion at the center of the outer periphery , wherein the lens on the lower side is provided with the lens A stepped convex portion is formed that includes a mounting surface on which the inner light shielding plate is mounted, an inwardly tapered surface that rises in an inclined manner from the outer peripheral edge of the mounting surface, and a stepped convex surface that faces outward from the inwardly tapered surface. The upper lens includes a holding surface that faces the mounting surface, an outwardly tapered surface that rises in an inclined manner from the outer peripheral edge of the holding surface, and the outwardly tapered surface. A step concave portion including a receiving surface directed outward from the lens, and when the lenses are stacked and accommodated in the lens barrel, the step convex portion and the tapered surface of the step concave portion are brought into surface contact with each other so that the upper and lower lenses are in contact with each other. And aligning the optical axis of each of the upper and lower lenses with the center of the lens barrel , and the top of the step convex surface. Since a gap corresponding to the thickness of the inner light shielding plate is formed between the placement surface and the holding surface by abutting against the receiving surface, there is a variation in the plate thickness due to a molding error of the inner light shielding plate. Even if it occurs, it is possible to reliably secure a gap for disposing the inner light shielding plate between the step convex portion and the step concave portion, and it is possible to keep the assembly accuracy of the assembled photographing lens highly accurate without variation in the optical axis direction. . In addition, when each lens is stacked and accommodated in the lens barrel, a gap for placing the inner light shielding plate between the lower lens side mounting surface on which the inner light shielding plate is placed and the holding surface on the upper lens side is ensured. Can be secured.
請求項2記載の撮影レンズによれば、請求項1記載の撮影レンズにおいて、前記内遮光板が合成樹脂によって成形されているから、内遮光板として剛性の低い素材で形成しても、上下のレンズから受ける押圧力が内遮光板に作用しないから、内遮光板の厚みのバラツキによって撮影レンズの組立精度が光軸方向にバラツクことなく、高精度に保つことができる。
According to the imaging lens according to
請求項3記載の撮影レンズによれば、請求項1又は2記載の撮影レンズにおいて、前記テーパ面の仮想延長線の交点が鏡筒の中心と同一軸線上であるから、各レンズの重ね合わせ面に形成するテーパ面を相互に嵌合させることによって、各レンズの光軸と鏡筒の中心軸との位置合わせが可能となる。
According to the photographing lens according to
請求項4記載の光学機器によれば、請求項1乃至3のいずれかに記載の撮影レンズを用いたものであるから、光学機器における撮影レンズの調芯作業を簡略化することができる。 According to the optical device according to the fourth aspect , since the photographing lens according to any one of the first to third aspects is used, the alignment operation of the photographing lens in the optical device can be simplified .
以下、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図1〜図3を参照して説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反さない範囲で、実施例において説明した以外のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。 Hereinafter, an embodiment as the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. Of course, it goes without saying that the present invention can be easily applied to other than those described in the embodiments without departing from the spirit of the invention.
図1は、本発明の実施例による撮影レンズを断面図、図2は、図1に示す撮影レンズを示す分解図、図3はレンズの重ね合わせ部分の拡大断面図であり、本実施例の撮影レンズ1は、鏡筒2と、プラスチック材からなるプラスチックレンズ3,4,5と、この各プラスチックレンズ3,4,5の間に介在する内遮光板6,7と、上段プラスチックレンズ5上に配置されるガラスレンズ8と、固定保持部材9等から構成されている。
1 is a cross-sectional view of a photographic lens according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded view of the photographic lens shown in FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of an overlapping portion of the lenses. The
鏡筒2は全体として上下を開口した円筒状に形成され、内周底部寄り載置用フランジ部10を中心方向に向かって一体形成している。また、開口した上部内周面には、固定保持部材9の外周面に形成する雄螺子部9aを螺着する雌螺子部2aが形成され、鏡筒2の外周面中央部にはフォーカス調整雄螺子部2bが形成されている。そして、前記載置用フランジ部10に下段プラスチックレンズ3、内遮光板6、中間プラスチックレンズ4、内遮光板7、上段プラスチックレンズ5、ガラスレンズ8を順次積み重ねて鏡筒2内に収容した後、鏡筒2の雌螺子部2aに固定保持部材9の雄螺子部9aを螺着することによって、鏡筒2に収容した下段プラスチックレンズ3、内遮光板6、中間プラスチックレンズ4、内遮光板7、上段プラスチックレンズ5を光軸方向に押える。また、固定保持部材9の中央には、ガラスレンズ8に対応する開口窓12が形成されるとともに、その前面に設けた凹部13に保護ガラス14aが嵌め込まれ、鏡筒2の下面開口部には赤外線をカットするフィルタ14bが嵌め込まれている。
The
上段プラスチックレンズ5は、物体側(上面側)中央に前記ガラスレンズ8を位置決めする環状突部15を一体形成し、像面側に凹レンズ面を有するプラスチック材からなる凸レンズで、像面側凹レンズ面から順次、第1の保持面5a、円錐状の外向きテーパ面5b、第1の受面5cが同心円状に形成され、これら第1の保持面5a、外向きテーパ面5b、第1の受面5cによって第1の段差凹部5eが形成される。
The upper
中間プラスチックレンズ4は、上段プラスチックレンズ5と下段プラスチックレンズ3の間に介在し、物体側が凹レンズ面、像面側に凸レンズ面を有する凸レンズである。また、中間プラスチックレンズ4の表面側は、その凹レンズ面の外周部に位置して内遮光板7を支持する第1の載置面4aと、円錐状の内向きテーパ面4b、第1の段差凸面4cが同心円状に形成され、これら第1の載置面4a、内向きテーパ面4b、第1の段差凸面4cによって第1の段差凸部4dが形成されている。また、中間プラスチックレンズ4の裏面側は、凸レンズ面の外周部に位置して第2の保持面4eと、円錐状の外向きテーパ面4fと、第2の受面4gが同心円状に形成され、これら第2の保持面4e、外向きテーパ4fと、第2の受面4gによって第2の段差凹部4hが形成されている。
The intermediate
下段プラスチックレンズ3は、物体側が凹レンズ面、像面側に凸レンズ面を有する凸レンズであり、凹レンズ面の外周には内遮光板6を支持する第2の載置面3aと、円錐状の内向きテーパ面3bと、第2の段差凸面3cが同心円状に形成され、これら第2の載置面3aと、内向きテーパ面3bと、第2の段差凸面3cによって段差凸部3dが形成される。また、下段プラスチックレンズ3の裏面側は、凸レンズ面の外周部に位置して前記載置用フランジ部10に載置するための平坦面3eが形成されている。このように、各プラスチックレンズ3,4,5には、それぞれの重ね合わせ面にテーパ面3b,4b,4f,5bを有する段差凸部3d,4dと段差凹部4h,5eがそれぞれ形成され、これら段差凸部3d,4dと段差凹部4h,5eを嵌合させてそれぞれのテーパ面3b,4b,4f,5bを面接触させることによって、各プラスチックレンズ3,4,5の光軸Sの位置合わせが行われる。すなわち、各テーパ面3d,4b,4e,5bの仮想延長線の交点が光軸Sと一致する。また、上段プラスチックレンズ5は前記鏡筒2の内周面に圧入して鏡筒2の中心と上段プラスチックレンズ5の光軸Sとが位置合わせされるが、他のプラスチックレンズ3,4は鏡筒2の内周面に対してクリアランスを持たせるように設定され、上段プラスチックレンズ5を除く中間、下段プラスチックレンズ3,4の外周と鏡筒2の内周面との間に僅かな隙間が形成される。
The lower
内遮光板6,7はプラスチックなどの合成樹脂材料などからなるシート状であって、内径部は絞り穴6a,7aとして機能する。この各内遮光板6,7は、各プラスチックレンズ3,4,5の重ね合わせ面に位置する第2の載置面3aと第2の保持面4e及び第1の載置面4aと第1の保持面5aの間に介在される。
The inner
ガラスレンズ8は物体側と像面側に凸レンズ面を有する凸レンズであり、前記上段プラスチックレンズ5に形成された環状突部15の内側に配置してガラスレンズ8に対して接着固定する。環状突部15とガラスレンズ8との間にはガラスレンズ8の成形誤差を吸収するためのクリアランスが形成され、上段プラスチックレンズ5に対してガラスレンズ8の光軸Sを調芯してから接着材によって一体的に接着固定している。
The
次に、撮影レンズ1の組み立て手順について説明する。撮影レンズ1の組立に際し、図2に示すように、鏡筒2の上面開口部は開放しており、先ず上面開口部から下段プラスチックレンズ3、内遮光板6、中間プラスチックレンズ4、内遮光板7、上段プラスチックレンズ5を順次挿入して載置用フランジ部10に載置する。この際、下段プラスチックレンズ3の第2の載置面3aに内遮光板6を載置して中間プラスチックレンズ4を重ね合わせると、下段プラスチックレンズ3の第2の段差凸部3dに形成された内向きのテーパ面3bと中間プラスチックレンズ4の第2の段差凹部4hに形成された外向きのテーパ面4fとが嵌合し、下段プラスチックレンズ3と中間プラスチックレンズ4との光軸Sが位置合わせされる。また、中間プラスチックレンズ4の第1の載置面4aに内遮光板7を載置して上段プラスチックレンズ5を重ね合わせると、中間プラスチックレンズ4の第1の段差凸部4dに形成された内向きのテーパ面4bと上段プラスチックレンズ5の第1の段差凹部5eに形成された外向きのテーパ面5bとが嵌合し、上段プラスチックレンズ5と中間プラスチックレンズ4との光軸Sが位置合わせ、これにより、それぞれのプラスチックレンズ3,4,5それぞれの光軸Sが位置合わせされる。さらに、最上部に位置する上段プラスチックレンズ5は、外周縁を鏡筒2の内周面に圧入することで鏡筒2の中心軸と上段プラスチックレンズ5の光軸Sが位置合わせされる。これにより、鏡筒2に挿入される各プラスチックレンズ3,4,5の光軸Sを調芯しながら各プラスチックレンズ3,4,5を積み重ね、最後に挿入する上段プラスチックレンズ5を鏡筒2に圧入して鏡筒2に対する各プラスチックレンズ3,4,5の光軸Sの調芯を行い、最終的に上段プラスチックレンズ5を鏡筒2に圧入することによって各プラスチックレンズ3,4,5を一体化する。また、前記第1及び第2の段差凸部4d,3dと第1及び第2の段差凹部5e,4hを嵌合させた際、第1及び第2の段差凸部4d,3dの頂部3f,4iが第1及び第2の段差凹部5e,4hの第1及び第2の受面5c,4gに突き当たり、第1及び第2の載置面4a,3aと第1及び第2の保持面5a,4eの間には内遮光板6,7の板厚に相当する隙間t1,t2が形成される。この後、調芯された上段プラスチックレンズ5の環状突部15内にガラスレンズ8を配置し、ガラスレンズ8の光軸を調整した後、接着剤によって上段プラスチックレンズ5とガラスレンズ8とを一体化する。これにより、それぞれのレンズ3,4,5,8の光軸Sを合わせ、かつ上段プラスチックレンズ5を基準として鏡筒2の中心軸に対して全てのレンズ3,4,5,8の光軸Sを合わせて調芯が完了する。この後、鏡筒2の雌螺子部2aに固定保持部材9の雄螺子部9aを螺着することによって、鏡筒2に収容した下段プラスチックレンズ3、内遮光板6、中間プラスチックレンズ4、内遮光板7、上段プラスチックレンズ5、を光軸方向に押える。
Next, the procedure for assembling the
以上のように、本実施例においては、鏡筒2の上面を開口させ、その開口部から順次、下段プラスチックレンズ3、内遮光板6、中間プラスチックレンズ4、内遮光板7、上段プラスチックレンズ5を順次挿入し、その各プラスチックレンズ3,4,5の重ね合わせ面に形成されたテーパ面3b,4b,4f,5bによって各プラスチックレンズ3,4,5の光軸Sを順次、調芯しながら鏡筒2の載置用フランジ部10上に積み重ね、最後に挿入する上段プラスチックレンズ5を鏡筒2に圧入することによって、鏡筒2に対する各プラスチックレンズ3,4,5の光軸Sの調芯を行うことができ、このように、鏡筒2に対して各プラスチックレンズ3,4,5の調芯作業が完了した状態で上段プラスチックレンズ5に対してガラスレンズ8の光軸Sの位置合わせ行って調芯することができる。
As described above, in this embodiment, the upper surface of the
また、各プラスチックレンズ3,4,5を積み重ねる際、第1及び第2の段差凸部4d,3dと第1及び第2の段差凹部5e,4hの嵌合時において、第1及び第2の段差凸部4d,3dの頂部3f,4iが第1及び第2の段差凹部5e,4hの第1及び第2の受面5c,4gに突き当たり、第1及び第2の載置面4a,3aと第1及び第2の保持面5a,4eの間には内遮光板6,7の板厚に相当する隙間t1,t2が形成されているため、内遮光板6,7の成形誤差による板厚にバラツキあるいは各レンズ3,4,5から受ける押圧力による内遮光板6,7の撓みによって、隙間t1,t2は変わらないから、組み付けられた撮影レンズの組立精度が光軸方向にバラツクことなく、高精度に保つことができる。
Further, when the
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズの形状や各レンズの光軸を合わせるために嵌合構造やレンズの枚数やレンズの押え構造といった基本的構成は適宜選定すればよい。また、各プラスチックレンズを位置決めする段差凹部と段差凸部の形状なども適宜選定すればよい。 As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said Example, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, in order to match the shape of each lens and the optical axis of each lens, basic structures such as a fitting structure, the number of lenses, and a lens pressing structure may be appropriately selected. Further, the shape of the step concave portion and the step convex portion for positioning each plastic lens may be appropriately selected.
1 撮影レンズ
2 鏡筒
3,4,5 プラスチックレンズ
3a 第2の載置面
3b 内向きテーパ面
3c 第2の段差凸面
3d 第2の段差凸部
3f,4i 頂部
4a 第1の載置面
4b 内向きテーパ面
4c 第1の段差凸面
4d 第1の段差凸部
4e 第2の保持面
4f 外向きテーパ面
4g 第2の受面
4h 第2の段差凹部
5a 第1の保持面
5b 外向きテーパ面
5c 第1の受面
5e 第1の段差凹部
6,7 内遮光板
8 ガラスレンズ
S 光軸
t1,t2 隙間
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