JP6890447B2

JP6890447B2 - 光学レンズ装置

Info

Publication number: JP6890447B2
Application number: JP2017064337A
Authority: JP
Inventors: 隆杉山; 浩之平間
Original assignee: Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Ltd
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2017-03-29
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2037-03-29
Also published as: JP2018169424A

Description

本発明は光学レンズ装置に関する。

近年、カメラの小型化に伴ってレンズ全長の短いコンパクトな撮影レンズが提案されている。例えば、レンズ全長の短い撮影レンズとしてレンズ全長に対する焦点距離の比が小さいレンズ枚数か４枚程度のコンパクトな撮影レンズが提案されている。

一般に、４枚レンズの光学系で全長の短縮化すると共に、撮影画角６０度以上の広画角化を図ろうとすると歪曲収差や非点収差か悪化し、画面全体にわたり良好な光学性能を得るのが難しかった。

特許文献１には、４つのレンズのレンズ形状、絞り、そして各レンズの屈折力等を前述の如く適切に設定することにより、撮影画角６５度程度、Ｆナンバ２８、テレ比１０程度のレンズ全長か短く画面全体にわたり良好なる光学性能を有したコンパクトな撮影レンズが記載されている。

特開平３−２６５８０９号公報

しかしながら、これらの撮像レンズでは、温度が変化すると、レンズを保持するレンズ鏡筒の長さも変化するので、温度変化によりピント位置が移動してしまい、結像面とピント位置にずれが生じてしまうという問題があった。

一実施形態の光学レンズ装置は、複数のレンズからなる光学系と、中空の筒形状を有し、内部に前記光学系を保持可能な第１鏡筒と、中空の筒形状を有し、内部に前記第１鏡筒を収納可能であり且つ前記第１鏡筒の外周と接続する第２鏡筒と、前記第２鏡筒の外周または像側端部に配置され、受光素子を含む撮像装置またはレンズマウントと接続する機構を有する接続機構を備え、前記第１鏡筒と前記第２鏡筒が接続する第１接続部分は、光軸方向で、前記光学系のレンズフランジバックより物体側に位置し、前記第２鏡筒と前記接続機構が接続する第２接続部分は、光軸方向で、前記光学系のレンズフランジバックより像側に位置するようにした。

好ましくは、一実施形態の光学レンズ装置は、記第１鏡筒と前記第２鏡筒は、第１接続部分のみで接続し、前記第２鏡筒と前記接続機構は、第２接続部分のみで接続するようにした。

好ましくは、一実施形態の光学レンズ装置は、前記第２接続部分は、光軸方向で、前記第１鏡筒の像側端部より像側に位置するようにした。

好ましくは、一実施形態の光学レンズ装置は、前記第２接続部分は、光軸方向で、結像面より物体側に位置するようにした。

好ましくは、一実施形態の光学レンズ装置は、前記光学系は、物体側から像側に向かって順に、第１レンズ、第２レンズを少なくとも備え、前記第１接続部分は、光軸方向で、前記第２レンズの厚みの範囲に位置するようにした。

好ましくは、一実施形態の光学レンズ装置は、前記第１鏡筒と前記第２鏡筒は、異なった線膨張率で構成されているようにした。

好ましくは、一実施形態の光学レンズ装置は、前記第１鏡筒は、中空の筒形状を有し、像側の一端に内側に突出する第１突出部を有し、前記第２鏡筒は、中空の筒形状を有し、前記第２鏡筒の内周は前記第１鏡筒の外周形状より大きく、物体側の一端に内側に突出する第２突出部を有し、前記第１突出部は、前記光学系を像側から保持し、前記第２突出部は、前記光学系を物体側から保持するようにした。

本発明の光学レンズ装置によれば、温度変化による結像面とピント位置のずれを抑制できる。

本実施の形態にかかる光学レンズ装置の概略を示す断面図である。鏡筒が１つである光学レンズ装置の一例を示す断面図である。本実施の形態にかかる光学レンズ装置における熱膨張を説明する断面図である。本実施の形態にかかる光学レンズ装置における固定機構の位置を説明する断面図である。

本実施の形態
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる光学レンズ装置の概略を示す断面図である。図１において、光学レンズ装置１０は、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、第４レンズＬ４と、第１鏡筒１１と、第２鏡筒１２と、接続機構１３とを備える。光学レンズ装置１０の光学系は、物体側から像側に向かって順に、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、絞りＳＴＯＰと、第４レンズＬ４を備える。光学レンズ装置１０の光学系は、更なるレンズを備えても良い。また、絞りＳＴＯＰの光軸上の位置は任意であってよい。

第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４は、項軸方向に重ね、第１レンズＬ１の物体側面を第２鏡筒１２で押さえ、第４レンズＬ４の像側面を第１鏡筒１１で押さえることにより、第１鏡筒１１と第２鏡筒１２で、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４を固定する。

例えば、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４は、光路ではない外周部分を平坦形状として、互いに接するように重ねる。第２鏡筒１２は、内側方向に突出する部分を設け、突出部分で第１レンズＬ１の物体側面と接する。同様に、第１鏡筒１１は内側方向に突出する部分を設け、突出部分で第４レンズＬ４の像側面と接する。

第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４は、任意のレンズを適用することができる。また、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４は、互いに外周部分を接するように配置して、互いの距離を固定するようにしてもよい。例えば、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４は、物体側面及び像側面で、光路ではない領域を平面形状とし、互いに接するように配置されていてもよい。また、レンズ間の距離を所望の距離とするために、上述の領域に厚みをもたせてもよい。

第１鏡筒１１は、中空の筒形状を有する。そして、第１鏡筒１１は、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４を含む光学系を内部空間に保持する。例えば、第１鏡筒１１は、アルミニウム等の金属から成り、円筒形状を有しても良い。

そして、第１鏡筒１１は、第２鏡筒１２と固定機構１４で固定される。固定機構１４は、ネジ、ピン等一般的な固着具であればいずれも適用できる。

第２鏡筒１２は、中空の筒形状を有する。そして、第２鏡筒１２は、内部に第１鏡筒を収納する。

また第２鏡筒１２は、接続機構１３と固定機構１５で固定される。固定機構１５も、ネジ、ピン等一般的な固着具であればいずれも適用できる。

また、第１鏡筒１１及び第２鏡筒１２は、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４を含む光学系を挟持する構成を有しても良い。例えば、第１鏡筒１１は、像側の一端に内側に突出する第１突出部を有する。また、第２鏡筒１２は、物体側の一端に内側に突出する第２突出部を有する。そして、第１突出部は光学系を像側から保持し、第２突出部は光学系を物体側から保持することにより、光学系を光軸方向で挟持することができる。

接続機構１３は、受光素子を含む撮像装置またはレンズマウントと接続する機構を有する。この接続機構１３は、第２鏡筒１２の外周または像側端部に配置される。例えば、接続機構１３は、撮像装置本体またはレンズマウントに対応する形状（螺旋状のネジ形状、爪またはバヨネット形状）を有している。そして、接続機構１３は、レンズを回転して撮像装置本体またはレンズマウントにねじ込んで装着する。これらの構成により、光学レンズ装置１０は、受光素子を含む撮像装置またはレンズマウントに接続して撮像することができる。

次に、温度変化による結像面とピント位置のずれを抑制する構成について説明する。まず、鏡筒が１つである光学レンズ装置において、ずれが発生する仕組みについて説明する。図２は、鏡筒が１つである光学レンズ装置の一例を示す断面図である。図２に示すように、光学レンズ装置２０の温度が上昇すると、鏡筒２１は、矢印方向に膨張する。その結果、光学系が結像面ＩＭＧから離れてしまい、ピント位置が結像面ＩＭＧからずれてしまう。

図２の光学レンズ装置に対して、本実施の形態の光学レンズ装置は、鏡筒の熱膨張を打ち消す構成としている。図３は、本実施の形態にかかる光学レンズ装置における熱膨張を説明する断面図である。図３に示すように光学レンズ装置１０は、第１鏡筒１１と第２鏡筒１２の二重構造としている。そして、第１鏡筒１１と第２鏡筒１２は、固定機構１４のみで接続（第１接続部分）し、第２鏡筒１２と接続機構１３は、固定機構１５のみで接続（第２接続部分）している。

図３の矢印は、固定機構１５を基準とした第１鏡筒１１の膨張方向及び、固定機構１４を基準とした第２鏡筒１２の膨張方向を示す。図３に示すように、第１鏡筒１１の熱膨張と鏡筒１２の熱膨張差によりレンズ最終面位置を制御することができる。この結果、温度変化による結像面とピント位置のずれが抑制される。

次に、固定機構１４と固定機構１５の位置関係について説明する。図４は、本実施の形態にかかる光学レンズ装置における固定機構の位置を説明する断面図である。

図４に示すように、光軸方向で、前記光学系のレンズフランジバックより物体側に位置している。また、固定機構１５は、光軸方向で、前記光学系のレンズフランジバックより像側に位置している。また、固定機構１５は、光軸方向で、第１鏡筒１１の像側端部より像側に位置してもよい。また、固定機構１５は、光軸方向で、結像面より物体側に位置してもよい。

例えば、固定機構１４は、光軸方向で、光学系の中心より物体側に位置してもよい。また、固定機構１４は、光軸方向で、第２レンズＬ２の厚みの範囲に位置してもよい。

このように本実施の形態の光学レンズ装置によれば、第１鏡筒と第２鏡筒が接続する第１接続部分は、光軸方向で、前記光学系の中心より物体側に位置し、第２鏡筒と接続機構が接続する第２接続部分は、光軸方向で、レンズフランジバックより像側に位置することにより、温度変化による第１鏡筒の膨張と、温度変化による第２鏡筒の膨張との膨張差によりレンズ最終面位置を制御することが出来き、温度変化による結像面とピント位置のずれを抑制できる。

また、本実施の形態の光学レンズ装置によれば、接続する受光素子を含む撮像装置またはレンズマウントの構成、材料に左右されず、光学レンズ装置内の構成のみで温度変化による結像面とピント位置のずれを抑制できる。

なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。第２レンズＬ２、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４は、それぞれ独立して第１鏡筒１１に固定される構成であってもよい。

本実施の形態の光学レンズ装置は、温度変化の大きな環境での用途、例えば車載用の撮像装置に適用することが好適である。また、本実施の形態の光学レンズ装置に接続する対象は、受光素子を含む撮像装置と光学レンズ装置とを間接的に接続するためのレンズマウントであってもよい。また、本実施の形態の光学レンズ装置に接続する対象は、被写体の像を写真フィルムなどの感光材料の上に投影する装置であってもよい。

Ｌ１第１レンズ
Ｌ２第２レンズ
Ｌ３第３レンズ
Ｌ４第４レンズ
１０光学レンズ装置
１１第１鏡筒
１２第２鏡筒
１３接続機構
１４、１５固定機構
ＩＭＧ結像面
ＳＴＯＰ絞り

Claims

複数のレンズからなる光学系と、
中空の筒形状を有し、内部に前記光学系のレンズを保持可能な第１鏡筒と、
中空の筒形状を有し、内部に前記第１鏡筒を収納可能であり且つ前記第１鏡筒の外周と接続する第２鏡筒と、
前記第２鏡筒の外周または像側端部に配置され、受光素子を含む撮像装置またはレンズマウントと接続する機構を有する接続機構を備え、
前記第１鏡筒と前記第２鏡筒が接続する第１接続部分は、光軸方向で、前記光学系の最も像側のレンズの光軸上の像側レンズ面の位置より物体側に位置し、
前記第２鏡筒と前記接続機構が接続する第２接続部分は、光軸方向で、前記光学系の最も像側のレンズの光軸上の像側レンズ面の位置より像側に位置し、
前記第２鏡筒は、前記光学系の最も物体側の１枚のレンズを、前記第１接続部分より物体側の位置で保持し、
前記第１鏡筒は、前記光学系の他のレンズを保持する光学レンズ装置。
前記第１鏡筒と前記第２鏡筒は、第１接続部分のみで接続し、
前記第２鏡筒と前記接続機構は、第２接続部分のみで接続する請求項１に記載の光学レンズ装置。
前記第２接続部分は、光軸方向で、前記第１鏡筒の像側端部より像側に位置する請求項１または２に記載の光学レンズ装置。
前記第２接続部分は、光軸方向で、結像面より物体側に位置する請求項１から３のいずれかに記載の光学レンズ装置。
前記光学系は、物体側から像側に向かって順に、第１レンズ、第２レンズを少なくとも備え、
前記第１接続部分は、光軸方向で、前記第２レンズの厚みの範囲に位置する請求項１から４のいずれかに記載の光学レンズ装置。
前記第１鏡筒と前記第２鏡筒は、異なった線膨張率で構成されている請求項１から５の何れかに記載の光学レンズ装置。
請求項１から５の何れかに記載の光学レンズ装置と前記光学レンズ装置の焦点位置に配置された前記受光素子からなる撮像装置。