JP6150535B2 - Lens unit and lens unit manufacturing method - Google Patents
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本発明は、複数のレンズが筒状のホルダに保持されたレンズユニット、およびレンズユニットの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a lens unit in which a plurality of lenses are held by a cylindrical holder, and a method for manufacturing the lens unit.
複数のレンズが筒状のホルダに保持されたレンズユニットでは、レンズの光軸のずれが解像度を低下させる原因となる。そこで、レンズの光軸を調節して他のレンズに起因する透過偏芯量を相殺する構成が提案されている（特許文献１参照）。また、レンズに芯出し装置を設け、偏芯を防止する技術も提案されている（特許文献２、３参照）。
In a lens unit in which a plurality of lenses are held by a cylindrical holder, a shift in the optical axis of the lens causes a reduction in resolution. In view of this, a configuration has been proposed in which the optical eccentricity of the lens is adjusted to cancel the transmission eccentricity caused by other lenses (see Patent Document 1). There has also been proposed a technique for providing a lens with a centering device to prevent eccentricity (see
しかしながら、特許文献２、３に記載の構成のように芯出し装置を設けた構成では、レンズを保持するホルダの構成が複雑になって好ましくない。また、特許文献１に記載の構成のように、レンズの光軸を調節する構成では、他のレンズの透過偏芯量を求める必要があるため、レンズユニットの組み立てに多大な手間がかかる。
However, the configuration in which the centering device is provided as in the configurations described in
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ホルダの構成やレンズユニットの組み立て作業を簡素化したままで、解像度の高いレンズユニット、およびレンズユニットの製造方法を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a lens unit having a high resolution and a method for manufacturing the lens unit while simplifying the structure of the holder and the assembling work of the lens unit.
上記課題を解決するために、本発明は、光軸に沿って配置された複数のレンズと、該複数のレンズを保持する筒状のホルダと、を有するレンズユニットであって、前記複数のレンズには、物体側レンズ面と、該物体側レンズ面を成形する金型部材に対して相対移動する金型部材より成形された像側レンズ面と、前記物体側レンズ面および前記像側レンズ面のうち、偏芯感度が高い方のレンズ面と同一の金型部材により成形され、前記ホルダの内側で当該ホルダの内面を基準に配置されてレンズ光軸の位置を規定する外周基準面とを有する成形レンズが含まれていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides a lens unit having a plurality of lenses arranged along an optical axis and a cylindrical holder for holding the plurality of lenses, the plurality of lenses. Includes an object side lens surface, an image side lens surface molded from a mold member that moves relative to a mold member that molds the object side lens surface, the object side lens surface, and the image side lens surface. An outer peripheral reference surface that is molded by the same mold member as the lens surface having a higher eccentricity sensitivity and is arranged on the inner side of the holder with respect to the inner surface of the holder to define the position of the lens optical axis. A molded lens is included.
本発明において、「偏芯感度」とは、複数のレンズにより構成させる光学系で、個々のレンズ面の単一偏芯ｘ（光軸と直交する方向にレンズ面の中心軸が平行シフトすること）と、それによるレンズ性能の劣化量ｙとの比率ｙ／ｘのことをいい、偏芯感度が大きいレンズは、小さな偏芯量でもレンズ性能の劣化量が大きくなる。 In the present invention, “eccentricity sensitivity” is an optical system composed of a plurality of lenses. Each lens surface has a single eccentricity x (the central axis of the lens surface is shifted in parallel in a direction perpendicular to the optical axis). ) And the ratio y / y of the lens performance degradation amount y), and a lens having a large eccentricity sensitivity has a large lens performance degradation amount even with a small eccentricity amount.
また、本発明のレンズユニットの製造方法では、光軸に沿って配置された複数のレンズと、該複数のレンズを保持する筒状のホルダと、を有するレンズユニットの製造方法であって、前記複数のレンズのうち、前記ホルダの内側で当該ホルダの内面を基準に配置されてレンズ光軸の位置を規定する外周基準面を備えた成形レンズを製造する工程では、前記成形レンズの物体側レンズ面および像側レンズ面のうち、偏芯感度が高い方のレンズ面を成形するレンズ面成形部、および前記外周基準面を成形する外周基準面成形部を備えた第１金型部材と、前記物体側レンズ面および前記像側レンズ面のうち、偏芯感度が低い方のレンズ面を成形するレンズ面成形部を備え、前記第１金型部材と相対的に移動する第２金型部材と、を用いることを特徴とする。 The lens unit manufacturing method of the present invention is a method of manufacturing a lens unit having a plurality of lenses arranged along an optical axis, and a cylindrical holder that holds the plurality of lenses. Among the plurality of lenses, in the step of manufacturing a molded lens having an outer peripheral reference surface that is arranged on the inner side of the holder with reference to the inner surface of the holder and defines the position of the lens optical axis, the object side lens of the molded lens A first mold member including a lens surface molding portion that molds a lens surface having higher eccentricity sensitivity among the surface and the image side lens surface, and an outer peripheral reference surface molding portion that molds the outer peripheral reference surface; A second mold member that includes a lens surface molding unit that molds a lens surface having a lower decentering sensitivity among the object side lens surface and the image side lens surface, and that moves relative to the first mold member; , Features using To.
本発明においては、成形レンズとして、物体側レンズ面および像側レンズ面のうち、偏芯感度が高い方のレンズ面と同一の金型部材により成形された外周基準面を有する成形レンズが用いられており、かかる成形レンズでは、レンズを製作する際の金型部材の間に位置ずれが発生した場合でも、偏芯感度が高い方のレンズ面と外周基準面との位置精度が高い。このため、外周基準面を基準に成形レンズをホルダ内に配置すると、レンズを製作する際の金型部材の間に位置ずれが発生した場合でも、偏芯感度が高い方のレンズ面の光軸を高い精度で所定位置に配置することができる。このため、レンズ面の偏芯に起因する解像度の低下を抑制することができる。また、本発明に係る構成であれば、特別な芯出し装置が不要である。また、本発明に係る構成であれば、成形レンズをホルダに配置する際の調整が最小限で済む。それ故、本発明によれば、ホルダの構成やレンズユニットの組み立て作業を簡素化したままで、解像度の高いレンズユニットを実現することができる。 In the present invention, as the molded lens, a molded lens having an outer peripheral reference surface molded by the same mold member as the lens surface having the higher eccentric sensitivity among the object side lens surface and the image side lens surface is used. In such a molded lens, even if a positional deviation occurs between the mold members at the time of manufacturing the lens, the positional accuracy between the lens surface with higher eccentricity sensitivity and the outer peripheral reference surface is high. For this reason, when the molded lens is arranged in the holder with reference to the outer reference surface, the optical axis of the lens surface with the higher eccentricity sensitivity even if a positional deviation occurs between the mold members when the lens is manufactured. Can be arranged at a predetermined position with high accuracy. For this reason, it is possible to suppress a decrease in resolution due to the eccentricity of the lens surface. Moreover, if it is the structure which concerns on this invention, a special centering apparatus is unnecessary. Further, the configuration according to the present invention requires a minimum adjustment when the molded lens is arranged in the holder. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a lens unit with high resolution while simplifying the structure of the holder and the assembling work of the lens unit.
本発明において、前記複数のレンズには、前記成形レンズとして、前記物体側レンズ面および前記像側レンズ面のうち、レンズの間に配置された絞り側に位置するレンズ面と同一の金型部材により前記外周基準面が成形された成形レンズが含まれている構成を採用することができる。 In the present invention, the plurality of lenses may have the same mold member as the molded lens, the same lens member as the lens surface located between the lens side of the object side lens surface and the image side lens surface. Therefore, it is possible to adopt a configuration including a molded lens in which the outer peripheral reference surface is molded.
本発明において、前記複数のレンズには、前記成形レンズとして、前記物体側レンズ面および前記像側レンズ面のうち、他方側のレンズ面より曲率半径が（１／４）倍以下の一方側のレンズ面と同一の金型部材により前記外周基準面が成形された成形レンズが含まれている構成を採用することができる。 In the present invention, the plurality of lenses may include, as the molded lens, one of the object side lens surface and the image side lens surface having a radius of curvature of (1/4) times or less than the other lens surface. A configuration in which a molded lens in which the outer peripheral reference surface is molded by the same mold member as the lens surface can be employed.
本発明において、前記複数のレンズには、前記成形レンズからなる単レンズが含まれている構成を採用することができる。 In the present invention, the plurality of lenses may employ a configuration in which a single lens made of the molded lens is included.
本発明において、前記複数のレンズには、前記成形レンズに対して当該成形レンズより外形寸法が小のレンズが接合された接合レンズが含まれている構成を採用することができる。 In the present invention, the plurality of lenses may include a cemented lens in which a lens having an outer dimension smaller than that of the molded lens is cemented to the molded lens.
本発明において、前記成形レンズは、例えば、プラスチックレンズである。本発明において、成形レンズとしては、ガラスレンズやプラスチックレンズを用いることができるが、プラスチックレンズであれば、レンズユニットを軽量化することができ、また、安価に製造することができる。 In the present invention, the molded lens is, for example, a plastic lens. In the present invention, a glass lens or a plastic lens can be used as the molded lens, but if it is a plastic lens, the lens unit can be reduced in weight and can be manufactured at low cost.
本発明において、前記成形レンズの外周面のうち、前記外周基準面以外の部分は、当該外周基準面より径方向内側に位置することが好ましい。かかる構成によれば、外周基準面を基準に成形レンズをホルダ内に配置する際、外周基準面以外の部分がホルダの内周面に当たらず、邪魔にならない。また、成形レンズの外周面のうち、外周基準面以外の部分がホルダ内に配置する際の基準面となることがない。 In this invention, it is preferable that parts other than the said outer periphery reference surface among the outer peripheral surfaces of the said molded lens are located in the radial inside from the said outer periphery reference surface. According to such a configuration, when the molded lens is disposed in the holder with reference to the outer reference surface, portions other than the outer reference surface do not hit the inner peripheral surface of the holder and do not get in the way. Further, a portion other than the outer peripheral reference surface of the outer peripheral surface of the molded lens does not become a reference surface when being arranged in the holder.
本発明において、前記外周基準面と前記ホルダの内周面との間には、１５μｍから２０μｍの隙間があいていることが好ましい。かかる構成によれば、ホルダが成形レンズと異なる熱膨張係数を有している場合でも、環境温度等の変化によって、成形レンズがホルダから応力を受けにくい。 In the present invention, it is preferable that a gap of 15 μm to 20 μm is provided between the outer peripheral reference surface and the inner peripheral surface of the holder. According to such a configuration, even when the holder has a different thermal expansion coefficient from that of the molded lens, the molded lens is less likely to receive stress from the holder due to a change in environmental temperature or the like.
本発明においては、成形レンズとして、物体側レンズ面および像側レンズ面のうち、偏芯感度が高い方のレンズ面と同一の金型部材により成形された外周基準面を有する成形レンズが用いられており、かかる成形レンズでは、偏芯感度が高い方のレンズ面と外周基準面との位置精度が高い。このため、外周基準面を基準に成形レンズをホルダ内に配置すると、偏芯感度が高い方のレンズ面の光軸を高い精度で所定位置に配置することができる。このため、レンズ面の偏芯に起因する解像度の低下を抑制することができる。また、本発明に係る構成であれば、特別な芯出し装置が不要である。また、本発明に係る構成であれば、成形レンズをホルダに配置する際の調整が最小限で済む。それ故、本発明によれば、ホルダの構成やレンズユニットの組み立て作業を簡素化したままで、解像度の高いレンズユニットを実現することができる。 In the present invention, as the molded lens, a molded lens having an outer peripheral reference surface molded by the same mold member as the lens surface having the higher eccentric sensitivity among the object side lens surface and the image side lens surface is used. In such a molded lens, the positional accuracy between the lens surface having higher eccentricity sensitivity and the outer peripheral reference surface is high. For this reason, when the molded lens is arranged in the holder with reference to the outer peripheral reference surface, the optical axis of the lens surface with higher eccentricity sensitivity can be arranged at a predetermined position with high accuracy. For this reason, it is possible to suppress a decrease in resolution due to the eccentricity of the lens surface. Moreover, if it is the structure which concerns on this invention, a special centering apparatus is unnecessary. Further, the configuration according to the present invention requires a minimum adjustment when the molded lens is arranged in the holder. Therefore, according to the present invention, it is possible to realize a lens unit with high resolution while simplifying the structure of the holder and the assembling work of the lens unit.
図面を参照して、本発明を適用したレンズユニットを説明する。 A lens unit to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
［実施の形態１］
（レンズユニットの構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係るレンズユニットの説明図であり、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズユニットの断面図、成形レンズを抜き出して示す説明図、および複数のレンズのうち、成形レンズの曲率半径を示す説明図である。なお、図１（ｂ）では、各成形レンズにおいて第１金型部材で成形された部分は太線で表してある。また、図１（ｃ）では、非球面の曲率半径については非球面係数を省略して示してある。
[Embodiment 1]
(Configuration of lens unit)
FIG. 1 is an explanatory diagram of a lens unit according to
図１に示すように、本形態のレンズユニット１００は、装置光軸Ｌに沿って配置された複数のレンズ１、２、３、４と、赤外線フィルタ６とを有しており、レンズ１、２、３、４および赤外線フィルタ６は、筒状のホルダ７に保持されている。また、ホルダ７の内側において、レンズ３とレンズ４との間には絞り５が配置されている。本形態では、レンズ１、２、３、４および赤外線フィルタ６のうち、最も物体側Ｌ１に位置するレンズ１は、ホルダ７の物体側開口部７ａを塞ぐように配置され、最も像側Ｌ２に位置する赤外線フィルタ６は、ホルダ７の像側開口部７ｂを塞ぐように配置されている。かかるレンズユニット１００において、複数のレンズ１、２、３、４は、画角が１５０〜１９０°の広角レンズ１１を構成している。
As shown in FIG. 1, the
本形態において、レンズ１（第１群）は、負のパワーをもつガラスレンズからなる。具体的には、レンズ１は、物体側Ｌ１のレンズ面１ａが凸状の球面であり、像側Ｌ２のレンズ面１ｂが凹状の球面である。
In this embodiment, the lens 1 (first group) is made of a glass lens having negative power. Specifically, in the
レンズ２は、負のパワーをもつプラスチック製の成形レンズからなる。具体的には、レンズ２は、物体側Ｌ１のレンズ面２ａが凸状の球面あるいは非球面であり、像側Ｌ２のレンズ面２ｂが凹状の球面あるいは非球面である。レンズ面２ａ、２ｂの曲率半径を比較すると、像側Ｌ２のレンズ面２ｂ（絞り５側のレンズ面２ｂ）の曲率半径は、物体側Ｌ１のレンズ面２ａの曲率半径の約（１／７．６）倍である。
The
レンズ２は、レンズ面２ａ、２ｂの外周側にフランジ部２１を有しており、かかるフランジ部２１の外周面は、ホルダ７の内側でホルダ７の内面７２０のうち、物体側Ｌ１に位置する部分７２２を基準に配置されてレンズ２の光軸の位置を規定する外周基準面２１０になっている。なお、レンズ２のフランジ部２１において、物体側Ｌ１の面には段部２２が形成されている。このため、レンズ２の外周面（フランジ部２１の外周面）には、外周基準面２１０より小径の面２１１が形成されているが、かかる小径の面２１１は、レンズ２の光軸の位置を規定する基準面としては利用されていない。
The
レンズ３は、正のパワーをもつプラスチック製の成形レンズからなる。具体的には、レンズ３は、物体側Ｌ１のレンズ面３ａが凹状の球面あるいは非球面であり、像側Ｌ２のレンズ面３ｂが凸状の球面あるいは非球面である。本形態において、レンズ面３ａ、３ｂの曲率半径を比較すると、像側Ｌ２のレンズ面３ｂ（絞り５側のレンズ面３ｂ）の曲率半径は、物体側Ｌ１のレンズ面３ａの曲率半径の約（１／３．８）倍である。レンズ３は、レンズ面３ａ、３ｂの外周側にフランジ部３１を有しており、かかるフランジ部３１の外周面は、ホルダ７の内側でホルダ７の内面７２０のうち、装置光軸Ｌ方向の中間に位置する部分７２３を基準に配置されてレンズ３の光軸の位置を規定する外周基準面３１０になっている。
The
レンズ４は、正のパワーをもつ接合レンズからなる。かかるレンズ４において、物体側Ｌ１のレンズ面４ａが凸状の球面あるいは非球面であり、像側Ｌ２のレンズ面４ｂが凸状の球面あるいは非球面である。ここで、レンズ４は、物体側Ｌ１のプラスチック製のレンズ４６（成形レンズ）と、像側Ｌ２のプラスチック製のレンズ４７（成形レンズ）とを接着剤で接合した接合レンズからなり、レンズ４６の像側Ｌ２のレンズ面４６ｂとレンズ４７の物体側Ｌ１のレンズ面４７ａとが接着剤で接合されている。このため、物体側Ｌ１のレンズ４６の物体側Ｌ１のレンズ面４６ａによって、レンズ４の物体側Ｌ１のレンズ面４ａが構成され、像側Ｌ２のレンズ４７の像側Ｌ２のレンズ面４７ｂによって、レンズ４の像側Ｌ２のレンズ面４ｂが構成されている。本形態において、レンズ面４６ａ、４６ｂの曲率半径を比較すると、像側Ｌ２のレンズ面４６ｂの曲率半径は、物体側Ｌ１のレンズ面４６ａの曲率半径の約（１／１７．９）倍である。また、レンズ面４７ａ、４７ｂの曲率半径を比較すると、物体側Ｌ１のレンズ面４７ａの曲率半径は、像側Ｌ２のレンズ面４７ｂの曲率半径の約（１／５．０）倍である。また、レンズ面４６ａ、４６ｂ、４７ａ、４７ｂの曲率半径を比較すると、レンズ面４６ｂ、４７ａの曲率半径は、他のレンズ面４６ａ、４７ｂより小となっている。
The
かかるレンズ４も、レンズ２、３と同様、レンズ面４ａ、４ｂの外周側にフランジ部４１を有しており、フランジ部４１の外周面は、ホルダ７の内側でホルダ７の内面７２０のうち、像側Ｌ２に位置する部分７２４を基準に配置されてレンズ４の光軸の位置を規定する外周基準面４１０になっている。本形態において、レンズ４６はレンズ４７より大径であることから、外周基準面４１０は、レンズ４６のフランジ部４６０の外周面によって形成されている。なお、レンズ４のフランジ部４１において、像側Ｌ２の面にはレンズ４７のフランジ部４７０に起因する段部４５が形成されている。このため、レンズ４の外周面（フランジ部４１の外周面）には、外周基準面４１０より小径の面４１１が形成されているが、かかる小径の面４１１は、レンズ２の光軸の位置を規定する基準面としては利用されていない。
Similar to the
（ホルダ７等の構成）
ホルダ７は、樹脂製の筒体であり、装置光軸Ｌ方向において、最も後側に位置する穴空きの底板部７１と、底板部７１の外周縁から前側（物体側）に延在する筒状胴部７２と、筒状胴部７２の前端に形成された環状の段部７３と、筒状胴部７２より大の内径をもって段部７３の外周縁から前側（物体側）に延在する筒部７４とを有している。なお、ホルダ７は、樹脂製に限らず、アルミニウム等の金属製であってもよい。
(Configuration of holder 7 etc.)
The holder 7 is a cylindrical body made of resin, and in the device optical axis L direction, a perforated
かかるホルダ７において、底板部７１の像側Ｌ２の面には、赤外線フィルタ６の物体側Ｌ１の面６ａが当接し、赤外線フィルタ６の像側Ｌ２の面６ｂに対向するように、撮像素子（図示せず）が配置されている。
In such a holder 7, the image sensor L (the
ホルダ７の筒状胴部７２の内面７２０のうち、像側Ｌ２の部分にはレンズ４のフランジ部４１が当接して位置決めされる段部７２１が形成されており、段部７２１によって装置光軸Ｌ方向に位置決めされたレンズ４の物体側Ｌ１に対して絞り５、レンズ３、およびレンズ２がこの順に重ねられている。本形態において、レンズ２、３は、ホルダ７に圧入により、あるいはホルダ７との間に最小の隙間を隔てて挿入されることにより、固定されている。
Of the
ここで、レンズ４の外周基準面４１０は、ホルダ７の筒状胴部７２の内面７２０と平行である。このため、レンズ４をホルダ７の筒状胴部７２の内側に配置すると、外周基準面４１０は、ホルダ７の内面７２０を基準に配置される。その結果、レンズ４の光軸の位置が規定される。
Here, the outer
また、レンズ３の外周基準面３１０は、ホルダ７の筒状胴部７２の内面７２０と平行である。このため、レンズ３をホルダ７の筒状胴部７２の内側に配置すると、外周基準面３１０は、ホルダ７の内面７２０を基準に配置される。その結果、レンズ３の光軸の位置が規定される。
Further, the outer
さらに、レンズ２の外周基準面２１０は、ホルダ７の筒状胴部７２の内面７２０と平行である。このため、レンズ２をホルダ７の筒状胴部７２の内側に配置すると、外周基準面２１０は、ホルダ７の内面７２０を基準に配置される。その結果、レンズ２の光軸の位置が規定される。
Further, the outer
ホルダ７の大径の筒部７４の内側には、段部７３を利用してレンズ１が装置光軸Ｌ方向に位置決めされている。また、レンズ１は、筒部７４の端部をカシメすることにより、固定されている。その際、レンズ１は、レンズ２、３、４を像側Ｌ２に押圧することにより、レンズ２、３、４を固定した状態とすることもある。また、レンズ３、４をホルダ７の内側に配置した後、レンズ２を圧入し、レンズ３、４を固定することもある。さらには、レンズ２、３、４をホルダ７の内側に配置した後、レンズ２のフランジ部２１の外周面でホルダ７の物体側Ｌ１の端部を、ホルダ７の筒状胴部７２に向けて加圧カシメすることにより固定することもある。
The
（レンズユニット１の解像度）
図２は、本発明の実施の形態１に係るレンズユニット１００に用いた成形レンズの偏芯感度を示す説明図である。図２には、偏芯感度として画角７５°における像面倒れ係数、ＢｅｓｔＭＴＦ減衰係数、および画角ズレ係数が示されている。像面倒れ係数は、画角７５°の結像点が、偏芯により光軸方向にシフトする量を偏芯量で割った値である。この係数が大きいと、いわゆるピンボケ画像になってしまう。ＢｅｓｔＭＴＦ減衰係数は、画角７５°の結像点でのＭＴＦが、偏芯により減衰する量を、偏芯量で割った値である。この係数が大きいと、解像力の低いぼやけた画像となってしまう。画角ズレ係数は、基準像面における画角７５°の像点が、偏芯により変化する量を角度換算し、それを偏芯量で割った値である。この係数が大きいと、画角のズレが大きくなり、像の歪みなども併発してしまう。これらは、いずれも、絶対値が大きいほど、変化量が大きくなり、光学系の性能としての変化・劣化が大きくなることを示す。
(Resolution of lens unit 1)
FIG. 2 is an explanatory diagram showing the eccentric sensitivity of the molded lens used in the
図２に示すように、レンズ２（成形レンズ）のレンズ面２ａ、２ｂを比較すると、像側Ｌ２のレンズ面２ｂ（絞り５側のレンズ面２ｂ）の方が物体側Ｌ１のレンズ面２ａより像面倒れ係数、ＢｅｓｔＭＴＦ減衰係数、および画角ズレ係数のいずれにおいても絶対値が大であり、偏芯感度が大である。それ故、レンズ２のレンズ面２ａ、２ｂを比較すると、像側Ｌ２のレンズ面２ｂの光軸を優先して最適化すべきといえる。
As shown in FIG. 2, when comparing the lens surfaces 2a and 2b of the lens 2 (molded lens), the
レンズ３（成形レンズ）のレンズ面３ａ、３ｂを比較すると、像側Ｌ２のレンズ面３ｂ（絞り５側のレンズ面３ｂ）の方が物体側Ｌ１のレンズ面３ａより像面倒れ係数、ＢｅｓｔＭＴＦ減衰係数、および画角ズレ係数のいずれにおいても絶対値が大であり、偏芯感度が大である。それ故、レンズ３のレンズ面３ａ、３ｂを比較すると、像側Ｌ２のレンズ面３ｂの光軸を優先して最適化すべきといえる。
Comparing the lens surfaces 3a and 3b of the lens 3 (molded lens), the
レンズ４６（成形レンズ）のレンズ面４６ａ、４６ｂを比較すると、ＢｅｓｔＭＴＦ減衰係数では、像側Ｌ２のレンズ面４６ｂの方が物体側Ｌ１のレンズ面４６ａより絶対値が小であるが、像側Ｌ２のレンズ面４６ｂの方が物体側Ｌ１のレンズ面４６ａより像面倒れ係数や画角ズレ係数において絶対値が大である。このため、レンズ面４６ａ、４６ｂを比較すると、像側Ｌ２のレンズ面４６ｂの方が物体側Ｌ１のレンズ面４６ａより、偏芯感度が大であるといえる。それ故、レンズ４６のレンズ面４６ａ、４６ｂを比較すると、像側Ｌ２のレンズ面４６ｂ（曲率半径がレンズ面４６ａの（１／４）倍以下のレンズ面４６ｂ）の光軸を優先して最適化すべきといえる。
Comparing the lens surfaces 46a and 46b of the lens 46 (molded lens), in the Best MTF attenuation coefficient, the
レンズ４７（成形レンズ）のレンズ面４７ａ、４７ｂを比較すると、物体側Ｌ１のレンズ面４７ａの方が像側Ｌ２のレンズ面４７ｂより像面倒れ係数、ＢｅｓｔＭＴＦ減衰係数、および画角ズレ係数のいずれにおいても絶対値が大であり、偏芯感度が大である。それ故、レンズ４７のレンズ面４７ａ、４７ｂを比較すると、物体側Ｌ１のレンズ面４７ａの光軸を優先して最適化すべきといえる。
Comparing the lens surfaces 47a and 47b of the lens 47 (molded lens), the
但し、レンズ４６の像側Ｌ２のレンズ面４６ｂと、レンズ４７の物体側Ｌ１のレンズ面４７ａとを比較すると、レンズ４６の像側Ｌ２のレンズ面４６ｂの方が、レンズ４７の物体側Ｌ１のレンズ面４７ａより、像面倒れ係数、ＢｅｓｔＭＴＦ減衰係数、および画角ズレ係数のいずれにおいても絶対値が大であり、偏芯感度が大である。それ故、レンズ４（接合レンズ）では、レンズ面４６ｂ、４７ａのうち、レンズ４６の像側Ｌ２のレンズ面４６ｂの光軸を優先して最適化すべきといえる。
However, when comparing the
そこで、本形態では、図３等を参照して以下に説明するように、各レンズ２、３、４６を成形する際、偏芯感度の観点から優先すべきレンズ面と外周側基準面との位置精度を高めてある。
Therefore, in this embodiment, as will be described below with reference to FIG. 3 and the like, when molding each
（レンズ３の成形方法）
図３は、本発明を適用した金型部材を用いてレンズ３を製作した際の偏芯等を示す説明図であり、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明を適用した金型の説明図、成形する際に金型を構成する第１金型部材と第２金型部材との間に位置ずれが発生した場合の説明図、および位置ずれが発生した状態で製作したレンズ３をホルダ７に配置した様子を示す説明図である。図４は、本発明を適用した金型部材を用いて製作したレンズ３の偏芯量を示すグラフであり、図４（ａ１）、（ａ２）は、偏芯感度が高い像側Ｌ２のレンズ面３ｂの偏芯量のばらつきを示すグラフであり、偏芯感度が低い物体側Ｌ１のレンズ面３ａの偏芯量のばらつきを示すグラフである。なお、図４に示す各データは、１つの金型によって同時形成された８つのレンズ３の偏芯データを示しており、図４に示す円形は、規格値である。
(
FIG. 3 is an explanatory diagram showing eccentricity when the
本形態では、図１および図２を参照して説明したレンズ３を製作する際、図３（ａ）に示すように、互いに相対移動して開閉する第１金型部材８と第２金型部材９と用いる。ここで、第１金型部材８は、レンズ３の物体側Ｌ１のレンズ面３ａおよび像側Ｌ２のレンズ面３ｂのうち、偏芯感度が高い方のレンズ面３ｂを成形するレンズ面成形部８１と、外周基準面３１０を成形する外周基準面成形部８２とを備えている。第２金型部材９は、レンズ３の物体側Ｌ１のレンズ面３ａおよび像側Ｌ２のレンズ面３ｂのうち、偏芯感度が低い方のレンズ面３ａを成形するレンズ面成形部９１を備えている。このため、レンズ３は、物体側Ｌ１のレンズ面３ａと、物体側Ｌ１のレンズ面３ａと異なる金型部材により成形された像側Ｌ２のレンズ面３ｂと、物体側Ｌ１のレンズ面３ａおよび像側Ｌ２のレンズ面３ｂのうち、偏芯感度が高い方のレンズ面３ｂと同一の金型部材により成形された外周基準面３１０とを有することになる。
In this embodiment, when the
かかる構成の金型では、第１金型部材８および第２金型部材９のうちの一方が固定型であり、他方が可動型である。かかる金型を用いてレンズ２を製作する際、図３（ｂ）に示すように、第１金型部材８と第２金型部材９とを重ねたときに第１金型部材８と第２金型部材９との間に矢印Ｆで示すように光軸方向と直交する方向の位置ずれが発生した場合、外周基準面成形部８２とレンズ面成形部９１とは異なる金型部材に形成されているので、外周基準面成形部８２とレンズ面成形部９１との間の位置精度は低くなってしまう。但し、外周基準面成形部８２とレンズ面成形部８１とは同一の金型部材（第１金型部材８）に形成されているため、外周基準面成形部８２とレンズ面成形部８１との間の位置精度は高いレベルを維持することができる。それ故、レンズ３では、外周基準面３１０と偏芯感度が低い方のレンズ面３ａとの間の位置精度は、図４（ｂ１）に示す結果と、図４（ｂ２）に示す結果との間でばらついてしまうが、外周基準面３１０と偏芯感度が高い方のレンズ面３ａとの間の位置精度は、図４（ａ１）に示す結果と、図４（ａ２）に示す結果との間に納まる。よって、図３（ｃ）に示すように、外周基準面３１０を基準にレンズ３をホルダ７の内側に配置した際、偏芯感度が低い方のレンズ面３ａの光軸と装置光軸Ｌとの間には比較的大きな偏芯が発生するのに対して、偏芯感度が高い方のレンズ面３ｂの光軸と装置光軸Ｌとの間には大きな偏芯が発生しない。
In the mold having such a configuration, one of the first mold member 8 and the second mold member 9 is a fixed mold and the other is a movable mold. When the
これに対して、図３（ａ）、（ｂ）に示す外周基準面成形部８２を第２金型部材９に設けると、第１金型部材８と第２金型部材９との間に位置ずれが発生した場合、外周基準面３１０と偏芯感度が高い方のレンズ面３ｂとの間の位置精度が大きく低下してしまう。
On the other hand, when the outer peripheral reference surface molding portion 82 shown in FIGS. 3A and 3B is provided in the second mold member 9, the first mold member 8 and the second mold member 9 are interposed. When the positional deviation occurs, the positional accuracy between the outer
（他のレンズ２、４６の構成）
本形態では、図１（ｂ）に示すように、他の成形レンズ（レンズ２、４６）も、レンズ３と同様な方法で製作してある。より具体的には、レンズ２を製作する際、レンズ２の物体側Ｌ１のレンズ面２ａおよび像側Ｌ２のレンズ面２ｂのうち、偏芯感度が高い方のレンズ面２ｂ（絞り５側のレンズ面２ｂ）を成形するレンズ面成形部、および外周基準面２１０を成形する外周基準面成形部を備えた第１金型部材と、レンズ２の物体側Ｌ１のレンズ面２ａおよび像側Ｌ２のレンズ面２ｂのうち、偏芯感度が低い方のレンズ面２ａを成形するレンズ面成形部を備えた第２金型部材とを用いる。このため、レンズ２は、物体側Ｌ１のレンズ面２ａと、物体側Ｌ１のレンズ面２ａと異なる金型部材により成形された像側Ｌ２のレンズ面２ｂと、物体側Ｌ１のレンズ面２ａおよび像側Ｌ２のレンズ面２ｂのうち、偏芯感度が高い方のレンズ面２ｂと同一の金型部材により成形された外周基準面２１０とを有することになる。
(Configuration of
In this embodiment, as shown in FIG. 1B, the other molded lenses (
また、レンズ４６を製作する際、レンズ４６の物体側Ｌ１のレンズ面４６ａおよび像側Ｌ２のレンズ面４６ｂのうち、偏芯感度が高い方のレンズ面４６ｂ（曲率半径が小さいレンズ面４６ｂ）を成形するレンズ面成形部、および外周基準面４１０を成形する外周基準面成形部を備えた第１金型部材と、レンズ４６の物体側Ｌ１のレンズ面４６ａおよび像側Ｌ２のレンズ面４６ｂのうち、偏芯感度が低い方のレンズ面４６ａを成形するレンズ面成形部を備えた第２金型部材と用いる。このため、レンズ４６は、物体側Ｌ１のレンズ面４６ａと、物体側Ｌ１のレンズ面４６ａと異なる金型部材により成形された像側Ｌ２のレンズ面４６ｂと、物体側Ｌ１のレンズ面４６ａおよび像側Ｌ２のレンズ面４６ｂのうち、偏芯感度が高い方のレンズ面４６ｂと同一の金型部材により成形された外周基準面４１０とを有することになる。
Further, when the
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態のレンズユニット１００で用いた成形レンズ（レンズ２、３、４６）として、物体側のレンズ面および像側のレンズ面のうち、偏芯感度が高い方のレンズ面２ｂ、３ｂ、４６ｂと同一の金型部材により成形された外周基準面２１０、３１０、４１０を有する成形レンズが用いられており、かかる成形レンズでは、偏芯感度が高い方のレンズ面２ｂ、３ｂ、４６ｂと外周基準面２１０、３１０、４１０との位置精度が高い。
(Main effects of this form)
As described above, as the molded lens (
より具体的には、絞り５より物体側Ｌ１に位置するレンズ２、３は、絞り５側に向くレンズ面２ｂ、３ｂと同一の金型部材により成形された外周基準面２１０、３１０を有している。かかるレンズ２、３では、物体側Ｌ１の面２ａ、３ａに比して、像側Ｌ２の面２ｂ、３ｂの方が絞り５に近いため、偏芯感度が高い。また、絞り５より像側Ｌ２で接合レンズ４に用いたレンズ４６は、他方側の面（絞り５側のレンズ面４６ａ）より曲率半径が（１／４）倍以下の一方側のレンズ面（絞り５とは反対側のレンズ面４６ｂ）と同一の金型部材により成形された外周基準面４１０を有している。絞り５より像側Ｌ２に位置するレンズ４６は、光径が絞られた光が通過するため、絞り５側に向くか否かより、曲率半径が小さい方のレンズ面４６ｂの方の偏芯感度が高い。
More specifically, the
このため、レンズを製作する際の第１金型部材と第２金型部材との間に位置ずれが発生した場合でも、偏芯感度が高い方のレンズ面２ｂ、３ｂ、４６ｂと外周基準面２１０、３１０、４１０との位置精度が高い。従って、外周基準面２１０、３１０、４１０を基準に成形レンズ（レンズ２、３、４６）をホルダ７内に配置すると、レンズを製作する際の第１金型部材と第２金型部材との間に位置ずれが発生した場合でも、偏芯感度が高い方のレンズ面２ｂ、３ｂ、４６ｂの光軸を高い精度で所定位置に配置することができるので、レンズ面の偏芯に起因する解像度の低下を抑制することができる。また、本形態に係る構成であれば、特別な芯出し装置が不要である。また、本形態に係る構成であれば、成形レンズ（レンズ２、３、４６）をホルダ７に配置する際の調整が最小限で済む。それ故、本形態によれば、ホルダの構成やレンズユニットの組み立て作業を簡素化したままで、解像度の高いレンズユニットを実現することができる。
For this reason, even when a positional deviation occurs between the first mold member and the second mold member when the lens is manufactured, the
また、レンズ２の外周面のうち、外周基準面２１０以外の部分は、外周基準面２１０より径方向内側に位置する。このため、レンズ２の外周面のうち、外周基準面２１０以外の部分は、外周基準面２１０を基準にレンズ２をホルダ７内に配置する際、ホルダ７の内面７２０に当たらないため、邪魔にならない。また、レンズ２の外周面のうち、外周基準面２１０以外の部分がホルダ７との基準面になることもない。同様に、レンズ４（接合レンズ）の外周面のうち、外周基準面４１０以外の部分（レンズ４７の外周面）は、外周基準面４１０より径方向内側に位置する。このため、レンズ４の外周面のうち、外周基準面４１０以外の部分は、ホルダ７の内面７２０に当たらないため、邪魔にならない。また、レンズ４の外周面のうち、外周基準面４１０以外の部分がホルダ７との基準面になることもない。
In addition, the portion of the outer peripheral surface of the
［実施の形態２］
図５は、本発明の実施の形態２に係るレンズユニット１００の説明図であり、図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、レンズユニットの断面図、成形レンズを抜き出して示す説明図、および複数のレンズのうち、成形レンズ（プラスチックレンズ）の曲率半径を示す説明図である。なお、図５（ｂ）では、各成形レンズにおいて第１金型部材で成形された部分は太線で表してある。また、図５（ｃ）では、非球面の曲率半径については非球面係数を省略して示してある。また、本形態の基本的な構成は実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して、それらの説明を省略する。
[Embodiment 2]
FIG. 5 is an explanatory diagram of the
図５に示すように、本形態のレンズユニット１００も、実施の形態１と同様、装置光軸Ｌに沿って配置された複数のレンズ１、２、３、４と、赤外線フィルタ６とを有しており、レンズ１、２、３、４および赤外線フィルタ６は、筒状のホルダ７に保持されている。また、レンズ３とレンズ４との間には絞り５が配置されている。
As shown in FIG. 5, the
本形態において、レンズ１はガラスレンズからなり、レンズ２、３、４はプラスチック製の成形レンズからなる。本形態において、レンズ面２ａ、２ｂの曲率半径を比較すると、像側Ｌ２のレンズ面２ｂの曲率半径は、物体側Ｌ１のレンズ面２ａの曲率半径の約（１／６．７）倍である。また、レンズ面２ａ、２ｂの偏芯感度を比較すると、像側Ｌ２のレンズ面２ｂ（絞り５側のレンズ面２ｂ）の偏芯感度は、実施の形態１と同様、物体側Ｌ１のレンズ面２ａの偏芯感度より大である。このため、レンズ２を製作する際、図３を参照して説明したように、レンズ２の物体側Ｌ１のレンズ面２ａおよび像側Ｌ２のレンズ面２ｂのうち、偏芯感度が高い方のレンズ面２ｂを成形するレンズ面成形部８１、および外周基準面２１０を成形する外周基準面成形部８２を備えた第１金型部材８と、レンズ２の物体側Ｌ１のレンズ面２ａおよび像側Ｌ２のレンズ面２ｂのうち、偏芯感度が低い方のレンズ面２ａを成形するレンズ面成形部９１を備えた第２金型部材９とを用いる。このため、レンズ２は、物体側Ｌ１のレンズ面２ａと、物体側Ｌ１のレンズ面２ａと異なる金型部材により成形された像側Ｌ２のレンズ面２ｂと、物体側Ｌ１のレンズ面２ａおよび像側Ｌ２のレンズ面２ｂのうち、偏芯感度が高い方のレンズ面２ｂと同一の金型部材により成形された外周基準面２１０とを有することになる。
In this embodiment, the
レンズ３は、レンズ面３ａ、３ｂの曲率半径を比較すると、像側Ｌ２のレンズ面３ｂの曲率半径は、物体側Ｌ１のレンズ面３ａの曲率半径の約（１／５１．２）倍である。また、レンズ面３ａ、３ｂの偏芯感度を比較すると、像側Ｌ２のレンズ面３ｂ（絞り５側のレンズ面３ｂ）の偏芯感度は、実施の形態１と同様、物体側Ｌ１のレンズ面３ａの偏芯感度より大である。このため、レンズ３を製作する際、レンズ３の物体側Ｌ１のレンズ面３ａおよび像側Ｌ２のレンズ面３ｂのうち、偏芯感度が高い方のレンズ面３ｂを成形するレンズ面成形部、および外周基準面３１０を成形する外周基準面成形部を備えた第１金型部材と、レンズ３の物体側Ｌ１のレンズ面３ａおよび像側Ｌ２のレンズ面３ｂのうち、偏芯感度が低い方のレンズ面３ａを成形するレンズ面成形部を備えた第２金型部材とを用いる。従って、レンズ３は、物体側Ｌ１のレンズ面３ａと、物体側Ｌ１のレンズ面３ａと異なる金型部材により成形された像側Ｌ２のレンズ面３ｂと、物体側Ｌ１のレンズ面３ａおよび像側Ｌ２のレンズ面３ｂのうち、偏芯感度が高い方のレンズ面３ｂと同一の金型部材により成形された外周基準面３１０とを有することになる。
When comparing the curvature radii of the lens surfaces 3a and 3b, the curvature radius of the
レンズ４６は、レンズ面４６ａ、４６ｂの曲率半径を比較すると、像側Ｌ２のレンズ面４６ｂの曲率半径は、物体側Ｌ１のレンズ面４６ａの曲率半径の約（１／２．３）倍である。一方、レンズ面４６ａ、４６ｂの偏芯感度を比較すると、物体側Ｌ１のレンズ面４６ａ（絞り５側のレンズ面４６ａ）の偏芯感度は、像側Ｌ２のレンズ面４６ｂの偏芯感度より大である。このため、レンズ４６を製作する際、レンズ４６の物体側Ｌ１のレンズ面４６ａおよび像側Ｌ２のレンズ面４６ｂのうち、偏芯感度が高い方のレンズ面４６ａを成形するレンズ面成形部、および外周基準面４１０を成形する外周基準面成形部を備えた第１金型部材と、レンズ４６の物体側Ｌ１のレンズ面４６ａおよび像側Ｌ２のレンズ面４６ｂのうち、偏芯感度が低い方のレンズ面４６ｂを成形するレンズ面成形部を備えた第２金型部材とを用いる。従って、レンズ４６は、物体側Ｌ１のレンズ面４６ａと、物体側Ｌ１のレンズ面４６ａと異なる金型部材により成形された像側Ｌ２のレンズ面４６ｂと、物体側Ｌ１のレンズ面４６ａおよび像側Ｌ２のレンズ面４６ｂのうち、偏芯感度が高い方のレンズ面４６ａと同一の金型部材により成形された外周基準面４１０とを有することになる。
When comparing the curvature radii of the lens surfaces 46a and 46b, the curvature radius of the
かかる構成でも、成形レンズ（レンズ２、３、４６）では、偏芯感度が高い方のレンズ面２ｂ、３ｂ、４６ａと外周基準面２１０、３１０、４１０との位置精度が高い。このため、実施の形態１と同様、レンズを製作する際の第１金型部材と第２金型部材との間に位置ずれが発生した場合でも、レンズ面の偏芯に起因する解像度の低下を抑制することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。
Even in such a configuration, in the molded lenses (
［他の実施の形態］
上記実施の形態において、成形レンズ（レンズ２、３、４６）の外周基準面２１０、３１０、４１０と、ホルダ７の内面７２０との間には、少なくとも、１５μｍから２０μｍの隙間があいていることが好ましい。かかる構成によれば、ホルダ７が成形レンズ（レンズ２、３、４６）と異なる熱膨張係数を有している場合でも、環境温度等の変化によって、成形レンズ（レンズ２、３、４６）がホルダ７から応力を受けにくい。
[Other embodiments]
In the above embodiment, there is at least a gap of 15 μm to 20 μm between the outer peripheral reference surfaces 210, 310, 410 of the molded lens (
なお、上記実施の形態においては、４群５枚のレンズ構成を示したが、５群６枚等、いずれのレンズ構成のレンズユニットに本発明を適用してもよい。例えば、レンズは、２枚あるいは３枚でもよい。 In the above embodiment, the lens configuration of 5 elements in 4 groups is shown, but the present invention may be applied to a lens unit of any lens configuration such as 6 elements in 5 groups. For example, the number of lenses may be two or three.
２、３、４６、４７・・レンズ（成形レンズ）
２ａ、３ａ、４６ａ・・レンズ面（レンズの物体側の面）
２ｂ、３ｂ、４６ｂ・・レンズ面（レンズの像側の面）
５・・絞り
７・・ホルダ
８・・第１金型部材
９・・第２金型部材
８１、９１・・レンズ面成形部
８２・・外周基準面成形部
７２０・・ホルダの内面
１００・・レンズユニット
２１０、３１０、４１０・・外周基準面
Ｌ・・光軸
Ｌ１・・物体側
Ｌ２・・像側
2, 3, 46, 47 .. Lens (molded lens)
2a, 3a, 46a..Lens surface (surface on the object side of the lens)
2b, 3b, 46b .. lens surface (lens image side surface)
5 .. Diaphragm 7.. Holder 8... 1st mold member 9... 2nd mold member 81, 91 .. Lens surface molding part 82 .. Perimeter reference
Claims (9)
前記複数のレンズには、物体側レンズ面と、該物体側レンズ面を成形する金型部材に対して相対移動する金型部材により成形された像側レンズ面と、前記物体側レンズ面および前記像側レンズ面のうち、偏芯感度が高い方のレンズ面と同一の金型部材により成形され、前記ホルダの内側で当該ホルダの内面を基準に配置されてレンズ光軸の位置を規定する外周基準面とを有する成形レンズが含まれていることを特徴とするレンズユニット。 A lens unit having a plurality of lenses arranged along an optical axis, and a cylindrical holder for holding the plurality of lenses,
The plurality of lenses include an object side lens surface, an image side lens surface formed by a mold member that moves relative to a mold member that forms the object side lens surface, the object side lens surface, and the Outer surface that is molded by the same mold member as the lens surface with higher decentering sensitivity among the image side lens surfaces, and is located inside the holder with reference to the inner surface of the holder to define the position of the lens optical axis A lens unit comprising a molded lens having a reference surface.
前記複数のレンズのうち、前記ホルダの内側で当該ホルダの内面を基準に配置されてレンズ光軸の位置を規定する外周基準面を備えた成形レンズを製造する工程では、前記成形レンズの物体側レンズ面および像側レンズ面のうち、偏芯感度が高い方のレンズ面を成形するレンズ面成形部、および前記外周基準面を成形する外周基準面成形部を備えた第１金型部材と、前記物体側レンズ面および前記像側レンズ面のうち、偏芯感度が低い方のレンズ面を成形するレンズ面成形部を備え、前記第１金型部材に対して相対的に移動する第２金型部材と、を用いることを特徴とするレンズユニットの製造方法。 A method for manufacturing a lens unit, comprising: a plurality of lenses arranged along an optical axis; and a cylindrical holder that holds the plurality of lenses,
Among the plurality of lenses, in the step of manufacturing a molded lens having an outer peripheral reference surface that is arranged on the inner side of the holder with respect to the inner surface of the holder and defines the position of the lens optical axis, the object side of the molded lens A lens surface molding portion that molds a lens surface having a higher eccentricity sensitivity among the lens surface and the image side lens surface, and a first mold member that includes an outer circumferential reference surface molding portion that molds the outer circumferential reference surface; A second metal mold that includes a lens surface molding portion that molds a lens surface having a lower eccentricity sensitivity among the object side lens surface and the image side lens surface, and moves relatively with respect to the first mold member. A method for manufacturing a lens unit, comprising using a mold member.
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