JP5014624B2 - 撮影レンズ及び撮影レンズを用いた光学機器 - Google Patents

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、積み重ねたレンズを相互に位置合わせてして光軸を一致させて調芯す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。

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いる。このような複数のレンズを組み合わせた撮影レンズは、各レンズの光軸を相互に一致させ、その光軸が鏡筒の中心となるように組み付ける必要があり、これらが狂うと光学性能が著しく低下する。このため、例えば、特許文献１に開示される撮影レンズは、外径に差のある複数のレンズを鏡筒内に固定した撮影レンズが開示されている。この撮影レンズは、鏡筒の内面に２段の段差が形成され、大径の段差部には物体側を押え環により固定された第１レンズが組み込まれ、小径の段差部には物体側が第１レンズに当接された第２レンズと、第２、第３レンズの間に介装されて第２、第３レンズの間隔を規定する絞りを兼ねた間隔環と、物体側が間隔環に当接され像側が鏡筒の内方フランジに当接された第３レンズとが嵌め込まれている。

特開平７−５３５４号公報

しかし、このような撮影レンズは、鏡筒の内面に形成する径の異なる段差部にそれぞれ対応したレンズを圧入して鏡筒に対する各レンズを位置決が成されるものの、各レンズを相互に調芯して位置決めするものではなく、各レンズ間における光軸を高精度で一致させることが困難である。このため、例えば、携帯電話などの移動体通信装置に組み込まれるカメラの撮影レンズとしてレンズ同士の光軸を揃えるように相互に調芯して鏡筒内に組み込まれる撮影レンズが開発されている。これは、図３に示すように、鏡筒５０に３枚のプラスチックレンズ５１,５２,５３と１枚のガラスレンズ５４が組み込まれ、ガラスレンズ５４が乗る最上部の上段プラスチックレンズ５１と２段目の中間プラスチックレンズ５２の重ね合わせ面にそれぞれレンズ５１,５２の光軸を位置決めするための外向きのテーパ面５５と内向きのテーパ面５６がそれぞれ形成されている。また、上段プラスチックレンズ５１と下段プラスチックレンズ５３は、鏡筒５０の中心と各レンズ５１,５３の光軸を一致させるため、各レンズ５１,５３の外周を鏡筒５０の内周面に圧入している。そして、上段プラスチックレンズ５１とガラスレンズ５４との光軸を合わせるために、上段プラスチックレンズ５１の上面中心に環状突部５４ａが形成され、その内側にガラスレンズ５４を配置している。

ところで、プラスチックレンズ５１,５２,５３は金型を用いた一体成形が可能であるから、成形加工も容易で寸法精度も高く成形することが可能であるが、ガラスレンズ５４は一品づつ研削によって成形するため、その外径中心と光軸中心を合わせて製作することは可能であるが、外径寸法は大きくバラツクといった欠点を有している。

このため、環状突部５４ａとガラスレンズ５４との間にはガラスレンズ５４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５１に対してガラスレンズ５４の光軸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。しかし、ガラスレンズ５４は、鏡筒５０の構造上、鏡筒５０内に組み込んだ状態において上段レンズ５１に対して光軸を位置合わせすることができない。したがって、鏡筒５０に各レンズ５１,５２,５３を組み付けるに当たり、先ず、上段プラスチックレンズ５１と２段目の中間プラスチックレンズ５２とをそれぞれのテーパ面５５,５６によって面接触させ、光軸の位置合わせをすることができる。次に上段プラスチックレンズ５１とガラスレンズ５４との光軸の位置合わせを行う。この上段プラスチックレンズ５１とガラスレンズ５４との調芯に際し、ダミーの鏡筒に下段プラスチックレンズを組み付けた調芯用治具を用意し、その調芯用治具に一体化した上段及び中間プラスチックレンズ５１,５２を組み付ける。この時、使用される調芯用治具のダミー鏡筒は上面を開口しており、調芯用治具に組み付けた上段プラスチックレンズ５１に対して最上部のガラスレンズ５４の調芯作業が行えるようになっている。このようにして予め調芯した上段及び中間プラスチックレンズ５１,５２を調芯用治具に組み付けてから、上段プラスチックレンズ５１の環状突部５４ａにガラスレンズ５４を装着することによって、調芯用治具に組み付けた上段及び中間プラスチックレンズ５１,５２及びダミーの下段レンズに対してガラスレンズ５４との光軸の位置合せを行い、調芯後、上段プラスチックレンズ５１とガラスレンズ５４を接着材によって一体的に固定することにより、上段及び中間プラスチックレンズ５１,５２とガラスレンズ５４の光軸をそれぞれ位置合わせして調芯を行い、これを最終製品となる鏡筒５０に装着する。そして、下段プラスチックレンズ５３を鏡筒５０に圧入して鏡筒５０の中心と下段プラスチックレンズ５３の光軸との位置合わせを行う。

したがって、図３に示す撮影レンズは、上段プラスチックレンズ５１と中間プラスチックレンズ５２は、それぞれのテーパ面５５,５６を突き合わせることによって簡単に光軸を合わせることができるが、上段プラスチックレンズ５１に組み付けるガラスレンズ５４は、調芯用治具に組み付けた状態でないと光軸の調芯が行えない。しかも、調芯用治具を用いて上段及び中間レンズ５１,５２及びガラスレンズ５４を調芯することから、最終的に組み込まれる鏡筒５０に対する各レンズ５１,５２及びガラスレンズ５４の調芯は行われないから、最終的に組み込まれる鏡筒５０の成形誤差などによって鏡筒５０に対する各レンズ５１,５２及びガラスレンズ５４の調芯精度に狂いが生じる虞れもある。さらに、何度も調芯作業を行うことから、作業工程も複雑であるとともに、レンズの調芯作業工程中にレンズにごみや汚れなどの付着する危険性もあり、レンズの精度管理の面でも不利である。

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、複数のレンズを鏡筒内に固定する際、順次、鏡筒にレンズを組み込みながら複数のレンズ及び鏡筒の光軸合わせを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。

請求項１記載の撮像レンズは、複数のレンズを光軸方向に重ね合わせて鏡筒内に収容する撮影レンズであって、前記鏡筒は、内周底部に載置用フランジ部を有して上面を開口した円筒状に形成されているとともに、前記各レンズは、最上段に配置されるガラスレンズと、その下部に重ね合わせる複数のプラスチックレンズから成り、上段プラスチックレンズの上面中央部に前記ガラスレンズがクリアランスを保って位置決めされる環状突部を形成し、かつ、前記各プラスチックレンズの重ね合わせ面には、これら各プラスチックレンズの光軸を位置合わせするテーパ面をそれぞれ形成し、前記鏡筒の上面開口部から載置用フランジ部に順次、プラスチックレンズを積み重ねて鏡筒内に収容し、その鏡筒内への各レンズの組み付け時において、下段側プラスチックレンズのテーパ面に上段側プラスチックレンズのテーパ面を面接触して各レンズの光軸を位置合わせし、各プラスチックレンズを相互に位置決めした状態で前記上段プラスチックレンズの環状突部の内側に前記ガラスレンズを配置し、その上段プラスチックレンズの光軸に対してガラスレンズの光軸を位置合わせした後、上段プラスチックレンズとガラスレンズとを接着剤で一体化した状態で、前記鏡筒の上面開口に固定保持部材を装着し、この固定保持部材と前記載置用フランジ部とで前記各プラスチックレンズを挟着することによって、各レンズを光軸方向に押えたことを特徴とする。

請求項２の撮影レンズは、請求項１の撮影レンズにおいて、前記各プラスチックレンズのうちの一つのプラスチックレンズの外周面を前記鏡筒の内周面に圧入して該プラスチックレンズの光軸と鏡筒の中心とを一致させて調芯を行い、他のプラスチックレンズは、鏡筒との間にクリアランスが形成されていることを特徴とする。

請求項３の撮影レンズは、請求項１又は２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。

請求項４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ものである。

請求項１の撮影レンズによれば、複数のレンズを光軸方向に重ね合わせて鏡筒内に収容する撮影レンズであって、前記鏡筒は、内周底部に載置用フランジ部を有して上面を開口した円筒状に形成されているとともに、前記各レンズは、最上段に配置されるガラスレンズと、その下部に重ね合わせる複数のプラスチックレンズから成り、上段プラスチックレンズの上面中央部に前記ガラスレンズがクリアランスを保って位置決めされる環状突部を形成し、かつ、前記各プラスチックレンズの重ね合わせ面には、これら各プラスチックレンズの光軸を位置合わせするテーパ面をそれぞれ形成し、前記鏡筒の上面開口部から載置用フランジ部に順次、プラスチックレンズを積み重ねて鏡筒内に収容し、その鏡筒内への各レンズの組み付け時において、下段側プラスチックレンズのテーパ面に上段側プラスチックレンズのテーパ面を面接触して各レンズの光軸を位置合わせし、各プラスチックレンズを相互に位置決めした状態で前記上段プラスチックレンズの環状突部の内側に前記ガラスレンズを配置し、その上段プラスチックレンズの光軸に対してガラスレンズの光軸を位置合わせした後、上段プラスチックレンズとガラスレンズとを接着剤で一体化した状態で、前記鏡筒の上面開口に固定保持部材を装着し、この固定保持部材と前記載置用フランジ部とで前記各プラスチックレンズを挟着することによって、各レンズを光軸方向に押えたものであるから、鏡筒の上面開口部から順次、レンズを挿入し、その各レンズの重ね合わせ面に形成されたテーパ面によって各レンズの光軸を調芯しながら鏡筒の載置用フランジ部上に積み重ねて鏡筒に組み込むことができる。このため、専用の調芯用治具を用いることなく、鏡筒に対する全てのプラスチックレンズの光軸の位置合わせが完了した後、最上部に位置する上段プラスチックレンズを含む全てのプラスチックレンズとガラスレンズとの光軸を調芯することで全てのレンズは鏡筒に組み込んだ状態で調芯作業を行うことができ、簡単に調芯が行えることから、調芯作業工程を削減し、調芯作業時に微細なごみや塵あるいは汚れなどがレンズに付着することを可及的に抑制することができるとともに、大幅な作業工程の短縮化が可能となる。

請求項２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、前記各プラスチックレンズのうちの一つのプラスチックレンズの外周面を前記鏡筒の内周面に圧入して該プラスチックレンズの光軸と鏡筒の中心とを一致させて調芯を行い、他のプラスチックレンズは、鏡筒との間にクリアランスが形成されているから、鏡筒に組み込みながら各レンズの調芯を行うとともに、少なくとも一つのレンズを鏡筒に圧入することによって、鏡筒の中心に対するレンズの調芯を行うことができ、そのレンズと他のレンズはそれぞれの重ね合わせ面に形成されたテーパ面によって光軸の調芯が成されているため、鏡筒に対する全てのレンズの光軸の位置合わせが一つのレンズを鏡筒に圧入することによって可能となる。

請求項３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。

請求項４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。

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及び図２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。

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に示す撮影レンズの分解状態を示す断面図であり、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。

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と螺着する雌螺子部２aが形成され、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。

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の平坦部５ａ、外向き円錐状のテーパ面５ｂ、第２の平坦部５ｃが同心円状に形成されている。

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は、その凹レンズ面、凸レンズ面の外周部に位置して表裏面にそれぞれ第１及び第２の平坦面４ａ,４ｂを有する平板部４ｃと、内面及び外面にそれぞれ円錐状のテーパ面４ｄ,４ｅを有する傾斜壁４ｆと、下面に第３の平坦面４ｇを有する鍔部４ｈが同心円状に形成されている。

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、凹レンズ面及び凸レンズ面の外周には前記載置用フランジ部１０に載置するための表裏に平坦部３ａ,３ｂを有する鍔部３ｃが同心円状に形成され、この鍔部３ｃの上面側には中間プレスチックレンズ４を位置決めするために、内向きのテーパ面３ｄを有する突状部３ｅが突設されている。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３ｄ,４ｄ,４ｅ,５ｂが形成され、これらテーパ面３ｄ,４ｄ,４ｅ,５ｂをそれぞれ面接触させて嵌合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,４ｄ,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とを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。

内遮光板６,７は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平坦面３ａ,４ａ,４ｂ,５ａの間に介在される。

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。

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の上面開口部が開放しており、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に内遮光板６を介在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の突状部３ｅに形成された内向きのテーパ面３ｄと中間プラスチックレンズ４の傾斜壁４ｆに形成に外向きのテーパ面４ｅ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に内遮光板７を介在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の傾斜壁４ｆに形成された内向きのテーパ面４ｄと上段プラスチックレンズ５の外向きのテーパ面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が位置合わせされ、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の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。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。

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３ｄ,４ｄ,４ｅ,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。このため、従来のように、鏡筒２にセットする前に予めプラスチックレンズの調芯を行ってから調芯用治具を用いて調芯されたプラスチックレンズに対するガラスレンズの調芯を行うといった複雑な調芯作業を行うことなく、極めて簡単にレンズの調芯が行える。しかも、最終製品となる鏡筒２に順次、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を順次挿入しながら調芯が行えるから、組み立てた撮影レンズ１の精度も高度に保つことができる。また、調芯に伴う作業工程も少ないから、これらの作業時に微細なごみや塵あるいは汚れなどがレンズに付着することを防止することができ、また、大幅な作業工程の短縮化も可能となる。

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。

本発明の一実施例を示す撮影レンズの断面図である。 同上、撮影レンズの分解状態を示す一部を省略した断面図である。 従来例を示す撮影レンズの断面図である。

符号の説明

１ 撮影レンズ
２ 鏡筒
３,４,５ プラスチックレンズ
３ｄ,４ｄ,４ｅ,５ｂ テーパ面
８ ガラスレンズ
９ 固定保持部材
１０ 載置用フランジ部
１５ 環状突部
Ｓ 光軸

Claims (4)

1. 複数のレンズを光軸方向に重ね合わせて鏡筒内に収容する撮影レンズであって、前記鏡筒は、内周底部に載置用フランジ部を有して上面を開口した円筒状に形成されているとともに、前記各レンズは、最上段に配置されるガラスレンズと、その下部に重ね合わせる複数のプラスチックレンズから成り、上段プラスチックレンズの上面中央部に前記ガラスレンズがクリアランスを保って位置決めされる環状突部を形成し、かつ、前記各プラスチックレンズの重ね合わせ面には、これら各プラスチックレンズの光軸を位置合わせするテーパ面をそれぞれ形成し、前記鏡筒の上面開口部から載置用フランジ部に順次、プラスチックレンズを積み重ねて鏡筒内に収容し、その鏡筒内への各レンズの組み付け時において、下段側プラスチックレンズのテーパ面に上段側プラスチックレンズのテーパ面を面接触して各レンズの光軸を位置合わせし、各プラスチックレンズを相互に位置決めした状態で前記上段プラスチックレンズの環状突部の内側に前記ガラスレンズを配置し、その上段プラスチックレンズの光軸に対してガラスレンズの光軸を位置合わせした後、上段プラスチックレンズとガラスレンズとを接着剤で一体化した状態で、前記鏡筒の上面開口に固定保持部材を装着し、この固定保持部材と前記載置用フランジ部とで前記各プラスチックレンズを挟着することによって、各レンズを光軸方向に押えたことを特徴とする撮影レンズ。
   
2. 前記各プラスチックレンズのうちの一つのプラスチックレンズの外周面を前記鏡筒の内周面に圧入して該プラスチックレンズの光軸と鏡筒の中心とを一致させて調芯を行い、他のプラスチックレンズは、鏡筒との間にクリアランスが形成されていることを特徴とする請求項１記載の撮影レンズ。
3. 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請求項１項又は２に記載の撮影レンズ。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の撮影レンズを用いたことを特徴とする光学機器。

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