JP5788185B2 - レンズ鏡筒 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ鏡筒に関するものである。

近年、デジタルカメラ等の撮像装置に使用される撮像光学系として、安価なプラスチックレンズを使用したものが種々提案されている。

例えば、引用文献１には、プラスチックレンズと一体的に形成されたレンズ鏡筒内に、少なくとも1枚のガラスレンズを含むレンズを、その外周面がレンズ鏡筒の内壁面に当接して保持されるように組み込んだレンズ群が開示されている。このレンズ群では、隣接するレンズどうしが当接することにより、光軸方向に位置決めされている。

また、特許文献２には、インサート成形により遮光レンズ枠内にレンズ部を一体成形したプラスチックレンズが開示されている。このプラスチックレンズは、レンズ部の外側のコバ部の像面側に突出して形成された第１嵌合部を構成する４本の円柱体と、コバ部の物体側に形成された第２嵌合部とを備え、２つのプラスチックレンズの光軸が一致するときに、一方のプラスチックレンズの第１嵌合部と、他方のプラスチックレンズの第２嵌合部とが互いに嵌合するように構成されている。

特開平０８−０３６１２４号公報 特開２００８−１９７２８２号公報

しかしながら、特許文献１に開示のレンズ群は、少なくとも１枚のガラスレンズを使用するためにコストが高く、レンズ形状の自由度も小さい。また、ガラスとプラスチックとでは、材料の温度変化に対する径変化の特性が異なるため、ガラスレンズをプラスチック製のレンズ鏡筒に嵌合させることにより、レンズ鏡筒やプラスチックレンズに不所望な歪が発生し、光学特性が劣化することが懸念される。

また、特許文献２に開示のプラスチックレンズを用いる場合は、一のプラスチックレンズの像面側の第１嵌合部を、他のプラスチックレンズの物体側の第２嵌合部に嵌合させることにより、２つのプラスチックレンズの光軸合わせ、つまりラジアル方向の位置合わせを行うことになる。

そのため、第１嵌合部を構成する４本の円柱体に充分な強度を持たせないと、光軸ずれが生じるおそれがある。しかし、円柱体の強度を確保するために、円柱体の径を大きくすると、レンズ部を通る光線が円柱体と干渉することが懸念される。

したがって、これらの点に着目してなされた本発明の目的は、温度変化による変形の影響を抑え、複数枚のプラスチックレンズを安定して保持できるレンズ鏡筒を提供することにある。

上記目的を達成する請求項１に係るレンズ鏡筒の発明は、
それぞれプラスチック材料からなる第１レンズおよび第２レンズを少なくとも有するレンズ群を備えるレンズ鏡筒において、
前記第１レンズはポリカーボネート材料および前記第２レンズはゼオネックス（登録商標）材料とし、
前記第１レンズおよび前記第２レンズを保持するレンズ枠を備え、
前記第１レンズは、第１の外周面と該第１の外周面よりも径の小さい第２の外周面とを有し、前記第１の外周面を前記レンズ枠の内周面に当接して保持され、
前記第２レンズは、前記第１レンズ側に張り出した外周部を有し、該外周部の外周は、前記レンズ枠の内周より僅かに小さく、前記第２レンズは、前記外周部を前記レンズ枠の内周面と前記第１レンズの前記第２の外周面との間にすきまばめされることにより径方向の位置決めがなされていることを特徴とするものである。

請求項２に係る発明は、請求項1に記載のレンズ鏡筒において、
前記レンズ枠は、前記内周面に沿って円環状の突出部を有し、
前記第１レンズおよび前記第２レンズは、前記突出部を挟んで該突出部に当接することにより光軸方向の位置決めがなされていることを特徴とするものである。

請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のレンズ鏡筒において、
前記第１レンズの前記第１の外周面および前記第２レンズの外周面は、それぞれ、前記レンズ枠の前記内周面に接着されていることを特徴とするものである。

上記目的を達成する請求項４に係るレンズ鏡筒の発明は、
それぞれプラスチック材料からなる第１レンズおよび第２レンズを少なくとも有するレンズ群を備えるレンズ鏡筒において、
前記第１レンズはポリカーボネート材料および前記第２レンズはゼオネックス材料とし、
前記レンズ群を保持する円筒状の内周面を有するレンズ枠を備え、該内周面には円環状の突出部が形成され、
前記第１レンズは、第１の外周面と該第１の外周面よりも径の小さい第２の外周面とを有し、前記レンズ枠の一方の開口部から前記第１の外周面が前記レンズ枠の前記内周面に径嵌合し、且つ、前記第２の外周面が前記突出部の内側を通り他方の開口部に向けて延在するように嵌入され、
前記第２レンズは、前記一方の開口部側に張り出した外周部を有し、該外周部の外周は、前記レンズ枠の内周より僅かに小さく、前記第２レンズは、前記外周部を前記レンズ枠の内周面と前記第１レンズの前記第２の外周面との間に前記他方の開口部側からすきまばめされることにより径方向の位置決めがなされていることを特徴とするものである。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載のレンズ鏡筒において、
前記第１レンズおよび前記第２レンズは、前記突出部を挟んで該突出部に当接することにより光軸方向の位置決めがなされていることを特徴とするものである。

本発明によれば、第１レンズはポリカーボネート材料および第２レンズはゼオネックス材料とし、第１レンズは、第１の外周面と第１の外周面よりも径の小さい第２の外周面とを有し、第１の外周面をレンズ枠の内周面に当接して保持され、第２レンズは、第１レンズの第２の外周面にすきまばめされるので、温度変化による変形の影響を抑え、複数枚のプラスチックレンズを安定して保持することができる。

本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒の縦断面図である。 図１の第一群レンズを含む部分を拡大して示す図である。 本発明の実施の形態の変形例に係るレンズ鏡筒の第一群レンズを含む部分を拡大して示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係るレンズ鏡筒の縦断面図である。

本実施の形態のレンズ鏡筒１は、図１に示すようにカメラ本体側に固定される固定枠２と、固定枠２の内周に嵌合して回転進退可能に支持される回転枠３と、回転枠３の内周に嵌合し、共に進退移動する直進案内枠４と、直進案内枠４の内方に挿入され、進退移動する第一群枠５と、直進案内枠４の内方に挿入され、進退移動するシャッタ枠７および第二群枠６と、固定枠２の後側内部に支持される第三群枠８、第四群枠９、および、撮像素子１０を含む撮像部ユニット（図示せず）と、固定枠２の外周部に支持されるズーム駆動ユニット（図示せず）とを有している。

また、第一群枠５、第二群枠６、第三群枠８および第四群枠９は、それぞれ、第一群レンズ１１、第二群レンズ１２、第三群レンズ１３および第四群レンズ１４を保持する。また、第一群枠５は、前方部に開閉可能なバリア１６が設けられており、シャッタ枠７には、シャッタ羽根とこれを開閉駆動するシャッタアクチュエータ（図示せず）とが設けられている。

レンズ鏡筒１の沈胴状態からズーム駆動ユニット（図示せず）により回転枠３を回転駆動すると、第一群枠５、シャッタ枠７、第二群枠６は、直進案内枠４によりともに回転規制された状態で回転枠３の移動に伴って沈胴位置から撮影可能な位置まで繰り出されるとともに、回転枠３に設けられたカム溝に沿ってそれぞれ変位する。その後の、ズーム駆動時には、それぞれのズーム位置に進退移動する。

また、撮像時には、フォーカス駆動ユニット（図示せず）により第三群レンズを被写体距離に応じた位置に進退駆動する。

以上のような、2つ以上のレンズ群を保持するレンズ鏡筒における、各レンズ枠の駆動方法としては、例えば、特開２００７−１９９３１２号公報等に開示されるように、種々の方法が公知である。したがって、本実施の形態におけるレンズ鏡筒の駆動方法としては、そのような公知の方法を使用することができるので、詳細については省略する。

次に、第一群枠５による第一群レンズ１１の保持方法について説明する。図２は、図１の第一群レンズ１１を含む部分を拡大して示す図である。

第一群枠５は、第一群レンズを保持するために、内周面が光軸を中心として円筒状の円筒部５ａを有している。この円筒部５ａの内周面５ｂ上には、光軸を中心とする円環状の突出部５ｃが内側に向けて形成されている。この突出部５ｃの内周面５ｂからの高さは、第一群レンズ１１を通る光路を妨げないように、十分に小さく設計される。

第一群レンズ１１は、異なるプラスチック材料からなる第１レンズ２１と第２レンズ２２とによって構成される。第１レンズ２１は、第２レンズ２２の物体側に位置し、例えば、ポリカーボネート材料により構成される負のパワーを有するレンズである。第２レンズ２２は、例えば、ゼオネックス材料より構成される正のパワーを有するレンズである。

第１レンズ２１は、第１の外周面２１ａと第１の外周面よりも径の小さい第２の外周面２１ｂとを有する。第１レンズ２１は、第１の外周面２１ａが形成された大径部分を物体側、第２の外周面２１ｂが形成された小径部分を像側に向けて、第一群枠５の物体側の開口部から円筒部５ａ内に嵌入されている。これによって、第１の外周面２１ａは、第一群枠５の内周面に当接して保持されるとともに、第２の外周面２１ｂを有する部分が突出部５ｃの内側を通り像側の開口部に向けて延在する。また、このとき第１レンズ２１の第１の外周面２１ａと第２の外周面２１ｂとの間の段差部分２１ａが、第一群枠５の突出部５ｃの物体側の側面に当接されて、光軸方向に位置決めされる。

一方、第２レンズ２２の外周は第一群枠５の円筒部５ａの内周より僅かに小さい。また、第２レンズ２２の外周部２２ａは、物体側に張り出し、第１レンズ２１の第２の外周面２１ｂに対して緩く嵌合する形状となっている。これによって、第１レンズ２１の第２の外周面２１ｂの外側に像側の開口部側からすきまばめ（遊嵌）されている。これにより、第２レンズは径方向に位置決めされる。さらに、第２レンズ２２の外周部２２ａは、第一群枠５の突出部５ｃの像側の側面に当接されて、光軸方向に位置決めされる。図２に示すように、第１レンズ２１の像側の面と第２レンズ２２の物体側の面とは、直接接していない。

ここで、一例として、第１および第２のレンズにそれぞれポリカーボネート材料とゼオネックス材料とを使用し、第１レンズ２１と第２レンズ２２との嵌合部の直径を約１１ｍｍとした場合に、嵌合部に設ける隙間を検討する。通常のカメラの使用条件を０°Ｃ〜４０°Ｃとした場合、ポリカーボネートおよびゼオネックスの線膨張係数は、それぞれ、１度について７×１０^−５および６×１０^−５であるから、この温度範囲内でポリカーボネート材料によるレンズとゼオネックス材料によるレンズとの径変化の差異は、０．００４ｍｍとなる。より具体的には、０°Ｃから４０°Ｃの温度変化によって、第１のレンズと第２のレンズとの間の隙間は、０．００４ｍｍ小さくなる。したがって、温度０°Ｃの条件下で、第１レンズ２１の第２の外周面２１ｂの半径に対して、第２レンズ２２の外周部２２ａの物体側への張り出し部分の内周面の半径を、０．００４ｍｍ以上広くすれば、０〜４０°Ｃの温度範囲内で、レンズの素材による熱膨張によって、嵌合部に不所望な応力歪が発生し、光学特性が劣化することを避けることができる。

さらに、前記第１レンズ２１および前記第２レンズ２２は、それぞれ、接着剤により外周部で第一群鏡枠５の内周面５ｂに接着されて固定される。ここで、第１レンズ２１と第２レンズ２２とは、直接接着材により接着されない。これによって、レンズどうしを直接接着することにより、レンズの有効径内に接着材が流れ込み、光学系を劣化させることを避けることができる。

次に、図３を参照して、本実施の形態の変形例に係る第１レンズ２１の嵌合部２１ｂと第２レンズ２２の嵌合部２２ｂについて説明する。その他の構成は図２と同様である。嵌合部２１ｂは凸で径形状である。また、嵌合部２２ｂは凹で径形状である。この両レンズが凹凸部の径形状で嵌め合うことができる。このようにして、第1レンズ２１と第２レンズ２２とを嵌合状態にすると、自動的にそれぞれの光軸が一致でき、組み立てが簡素化できる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、第１レンズ２１と第２レンズ２２とを、温度変化による径変化の差異を吸収できるように、隙間を設けて嵌合させているので、熱膨張係数の差異によりこれらレンズに歪が生じて光学特性が劣化することを抑制することができる。したがって、安価なプラスチック製のレンズを用いながら、温度変化に対する特性が良好なレンズ鏡筒を提供することができる。また、第１レンズ２１と第２レンズ２２とは、それぞれ第一群枠５の突出部５ｃの異なる側面に当接されているので、レンズどうしを当てつけて位置決めする場合と比べて、レンズの有効光学面の間隔や傾きに誤りが生じ難く、修正も容易である。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。たとえば、本発明が適用されるのは、四群構成のレンズ鏡筒に限られず、二群以上のレンズ群を有するレンズ鏡筒に適用することが可能である。また、レンズ群は、第一群レンズに限られず、他のレンズ群とすることもできる。さらに、上記実施の形態では、第１レンズを負のパワーを有するものとし、第２レンズを正のパワーを有するものとしたが、これに限られず、種々のパワーを有するレンズの組み合わせに適用することが可能である。また、プラスチックレンズの材料としては、ゼオネックスやポリカーボネートを例示したがこれに限られず、種々の材料を用いることが可能である。

１ レンズ鏡筒
２ 固定枠
３ 回転枠
４ 直進案内枠
５ 第一群枠
５ａ 円筒部
５ｂ 内周面
５ｃ 突出部
６ 第二群枠
７ シャッタ枠
８ 第三群枠
９ 第四群枠
１０ 撮像素子
１１ 第一群レンズ
１２ 第二群レンズ
１３ 第三群レンズ
１４ 第四群レンズ
１６ バリア
２１ 第１レンズ
２１ａ 第１の外周面
２１ｂ 第２の外周面
２２ 第２レンズ
２２ａ 外周部

Claims (5)

1. それぞれプラスチック材料からなる第１レンズおよび第２レンズを少なくとも有するレンズ群を備えるレンズ鏡筒において、
   前記第１レンズはポリカーボネート材料および前記第２レンズはゼオネックス（登録商標）材料とし、
   前記第１レンズおよび前記第２レンズを保持するレンズ枠を備え、
   前記第１レンズは、第１の外周面と該第１の外周面よりも径の小さい第２の外周面とを有し、前記第１の外周面を前記レンズ枠の内周面に当接して保持され、
   前記第２レンズは、前記第１レンズ側に張り出した外周部を有し、該外周部の外周は、前記レンズ枠の内周より僅かに小さく、前記第２レンズは、前記外周部を前記レンズ枠の内周面と前記第１レンズの前記第２の外周面との間にすきまばめされることにより径方向の位置決めがなされていることを特徴とするレンズ鏡筒。
2. 前記レンズ枠は、前記内周面に沿って円環状の突出部を有し、
   前記第１レンズおよび前記第２レンズは、前記突出部を挟んで該突出部に当接することにより光軸方向の位置決めがなされていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ鏡筒。
3. 前記第１レンズの前記第１の外周面および前記第２レンズの外周面は、それぞれ、前記レンズ枠の前記内周面に接着されていることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ鏡筒。
4. それぞれプラスチック材料からなる第１レンズおよび第２レンズを少なくとも有するレンズ群を備えるレンズ鏡筒において、
   前記第１レンズはポリカーボネート材料および前記第２レンズはゼオネックス材料とし、
   前記レンズ群を保持する円筒状の内周面を有するレンズ枠を備え、該内周面には円環状の突出部が形成され、
   前記第１レンズは、第１の外周面と該第１の外周面よりも径の小さい第２の外周面とを有し、前記レンズ枠の一方の開口部から前記第１の外周面が前記レンズ枠の前記内周面に径嵌合し、且つ、前記第２の外周面が前記突出部の内側を通り他方の開口部に向けて延在するように嵌入され、
   前記第２レンズは、前記一方の開口部側に張り出した外周部を有し、該外周部の外周は、前記レンズ枠の内周より僅かに小さく、前記第２レンズは、前記外周部を前記レンズ枠の内周面と前記第１レンズの前記第２の外周面との間に前記他方の開口部側からすきまばめされることにより径方向の位置決めがなされていることを特徴とするレンズ鏡筒。
5. 前記第１レンズおよび前記第２レンズは、前記突出部を挟んで該突出部に当接することにより光軸方向の位置決めがなされていることを特徴とする請求項４に記載のレンズ鏡筒。

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