レンズ保持装置
【課題】レンズを鏡筒に固定する位置精度を向上できるレンズ保持装置を提供する。
【解決手段】このレンズ保持装置は、光軸Ｊの方向の一方の開口部１４を有する鏡筒１２と開口部１４から鏡筒１２内に圧入されたレンズ１１を備え、鏡筒１２はテーパ内周面１６と保持面１７と位置決め部１８を有する。鏡筒１２へのレンズ１１の圧入は、一方の開口部１４からテーパ内周面１６の内径が大きくなる方向になされ、所定の位置において位置決め部１８の当接面１８Ａにてレンズ１１が止まると共に保持面１７がレンズ１１の外周面１１Ａに当接してレンズ１１を保持する。
【解決手段】このレンズ保持装置は、光軸Ｊの方向の一方の開口部１４を有する鏡筒１２と開口部１４から鏡筒１２内に圧入されたレンズ１１を備え、鏡筒１２はテーパ内周面１６と保持面１７と位置決め部１８を有する。鏡筒１２へのレンズ１１の圧入は、一方の開口部１４からテーパ内周面１６の内径が大きくなる方向になされ、所定の位置において位置決め部１８の当接面１８Ａにてレンズ１１が止まると共に保持面１７がレンズ１１の外周面１１Ａに当接してレンズ１１を保持する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レンズを鏡筒に保持するレンズ保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ等における各種光学機器においては、レンズを精度よく固定する効率的な構造として鏡筒構造が用いられている。例えば、円形形状を有するレンズを固定する方法としては、レンズの直径にほぼ等しいか、もしくは、レンズの直径よりも小さい内径を有する鏡筒が用いられる。
【０００３】
また、極めて高精度な組立てが要求される光学機器などに用いられるレンズの固定においては、図７に示すような構造が用いられる(特許文献１参照)。この従来例においては、鏡筒１０２の内壁部に光軸Ｋの方向に傾斜した傾斜部１０３を設け、レンズ１０１をレンズ外径よりも大きな開口部１０７から光軸方向に押し込んで行く(圧入)。そして、レンズ１０１を固定する位置でレンズ１０１の外周部１０５の傾斜面と鏡筒１０２の内壁部の傾斜部１０３とを係合させることによって、レンズ１０１を鏡筒１０２内に保持している。
【０００４】
この保持構造においては、レンズ１０１を押し込む入り口である開口部１０７が反対側の開口部１０８よりも広くなっており、開口部１０７と１０８の中間のレンズ固定部１０４はレンズ外周部１０５と係合する。これにより、レンズ１０１が鏡筒１０２に対して動かなくなり、レンズ１０１を鏡筒１０２に容易に固定できる。
【０００５】
しかしながら、上記従来例においては、レンズ１０１の外周部１０５および鏡筒１０２の内壁部１０２Ａに対する極めて高精度な加工が必要となる。その理由は、もしも、レンズ１０１の外周部１０５と鏡筒１０２の固定部１０４のそれぞれが光軸方向に対して傾斜している角度に誤差が発生すると、レンズ１０１の鏡筒１０２内での固定位置が所定の位置から大きくずれてしまうことになるからである。
【０００６】
また、上記従来例では、レンズ１０１を鏡筒１０２に組み付ける作業は容易であるものの、上記高精度な加工のためにコストが高くなり、加工作業が容易ではなく、全体的としての組立て作業は効率的ではない。
【０００７】
また、レンズ１０１がガラス製である一方、鏡筒１０２が樹脂のような柔らかい材質で作製されている場合には、レンズ１０１を内壁部１０２Ａの径の広い箇所から狭い箇所へ組み込んでいく過程において、レンズ１０１が鏡筒１０２の内壁部１０２Ａと接する点において、鏡筒１０２の内壁部１０２Ａが削られる危険性がある。鏡筒１０２の内壁部１０２Ａが削られると、鏡筒１０２から発生する削りかす等の堆積によって、鏡筒１０２に対するレンズ１０１のチルトや偏心は予期せぬ影響を受け、所定の位置でのレンズ固定が望めなくなる。さらに、削りかすがレンズ面に付着するなどして光学性能の低下を引き起こす可能性もある。
【特許文献１】特開２００２−２５０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、この発明の課題は、レンズを鏡筒に固定する位置精度を向上できるレンズ保持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明のレンズ保持装置は、少なくとも光軸方向の一方に開口部を有する鏡筒と、上記一方の開口部から鏡筒内に圧入されて固定された少なくとも１つのレンズを備え、
上記鏡筒は、上記一方の開口部から光軸方向の他方に向かって内径が増大しているテーパ内周面と、上記テーパ内周面から光軸方向の他方に向かって延在していると共に上記レンズの外周面に当接して上記レンズを保持する保持面とを有し、さらに、上記保持面と交差する径方向内方に延在していると共に上記レンズの光軸方向の他方の面に径方向外側から当接して上記レンズの光軸方向の位置決めを行う当接面を含む位置決め部を備えることを特徴としている。
【００１０】
この発明のレンズ保持装置によれば、鏡筒へのレンズの圧入は、一方の開口部からテーパ内周面の内径が大きくなる方向になされ、所定の位置において位置決め部の当接面にてレンズが止まると共に保持面がレンズの外周面に当接してレンズを保持する。よって、鏡筒内の所定位置にレンズを保持する保持状態を容易に確実に達成でき、かつ、レンズの位置決めをきわめて高精度にすることができる。
【００１１】
また、鏡筒の光軸方向の一方の開口部からレンズを圧入する際に、鏡筒のテーパ内周面は光軸方向の他方に向かって拡径しているので、圧入時にレンズの外縁で鏡筒の内周面が削られるという危険性を抑えることができる。よって、鏡筒に対する安定したレンズ圧入とレンズ保持を実現可能となる。同時に、削りかす等の影響によるレンズのチルト発生や削りかす等がレンズ面に付着する可能性を抑制でき光学特性の悪化を防止できる。
【００１２】
また、一実施形態のレンズ保持装置は、上記鏡筒内に圧入されて固定された複数のレンズを備え、さらに、光軸方向に隣り合う２つの上記レンズの間に配置されて上記２つのレンズ間の距離を規定するスペーサを備える。
【００１３】
この実施形態のレンズ保持装置によれば、スペーサが光軸方向に隣り合う２つのレンズ間の距離を規定するから、複数のレンズが鏡筒内で正確に位置決めされたレンズ保持装置を実現できる。
【００１４】
また、一実施形態のレンズ保持装置は、上記レンズは、上記鏡筒の光軸方向の一方の開口部から上記テーパ内周面に圧入され、上記保持面の弾性変形によって、上記鏡筒内に保持されている。
【００１５】
この実施形態のレンズ保持装置によれば、レンズを鏡筒の保持面に保持した状態においても、鏡筒の弾性力によりレンズの固定を行うので、鏡筒の内径基準でレンズを固定することとなる。よって、鏡筒の弾性力が失われない範囲においては、レンズの外径寸法の偏差によらず、偏心を少なくしたレンズ保持が可能となる。
【００１６】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記スペーサは、上記鏡筒と一体であるので、組立が容易である。
【００１７】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記スペーサは、上記鏡筒と別体であるので、スペーサ交換によるレンズ間距離の変更が可能となる。
【００１８】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記位置決め部は、上記鏡筒と一体であるので、位置決め部が鏡筒からずれたり外れたりする心配が無くなる。
【００１９】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記位置決め部は、上記鏡筒と別体であると共に上記鏡筒に取り付けられているので、この位置決め部を鏡筒から取り外せば、レンズを保持面から光軸方向の他方に向かってさらに押し込むことでレンズを鏡筒の他方の開口部から容易に取り出すことが可能である。
【００２０】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記光軸方向の一方の開口部の内周面は、面取り部を有するので、レンズの圧入が容易になる。
【００２１】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記レンズは、ガラス製もしくは樹脂製であるので、ガラス製とした場合には、屈折率が高くで薄肉化を図れ、経年変化が少ないレンズとなり、樹脂製レンズとした場合には、軽く割れ難く加工が容易である。
【００２２】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記鏡筒は、光軸と直交する面による断面において略円形状を示す内周面を有し、上記レンズは、光軸と直交する面による断面形状が略円形状である断面を有する。
【００２３】
この実施形態によれば、略円形の鏡筒と略円形のレンズとを備え、全体として略円筒形状のレンズ保持装置となる。
【００２４】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記鏡筒は、光軸と直交する面による断面において略楕円形状を示す内周面を有し、上記レンズは、光軸と直交する面による断面形状が略楕円形状である断面を有する。
【００２５】
この実施形態によれば、略楕円形の鏡筒と略楕円形のレンズとを備え、全体として略楕円筒形状のレンズ保持装置となる。
【００２６】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記鏡筒は、光軸と直交する面による断面において略四角形状を示す内周面を有し、上記レンズは、光軸と直交する面による断面形状が略四角形状である断面を有する。
【００２７】
この実施形態によれば、略四角形の鏡筒と略四角形のレンズとを備え、全体として略四角柱形状のレンズ保持装置となる。
【００２８】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記レンズの外径をＤ１(ｍｍ)とし、上記レンズを圧入する鏡筒の上記光軸方向の一方の開口部の内径をＤ２(ｍｍ)とし、上記レンズを保持していない状態での上記鏡筒の保持面の内径をＤ３(ｍｍ)とすると、
０.９９０Ｄ１＜Ｄ２＜０.９９５Ｄ３ … (１)
０.９９５Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ１ … (２)
上式(１)および(２)を満たしている。
【００２９】
この実施形態によれば、鏡筒の一方の開口部の内径はレンズの外径の９９％を超えているので、鏡筒の一方の開口部へレンズを圧入する際、この開口部がレンズの外径の１％よりも小さい寸法だけ弾性変形するだけでレンズの圧入が可能となる。また、鏡筒の一方の開口部の内径は鏡筒の保持面のレンズを保持していない状態での内径の９９.５％未満であるので、鏡筒のテーパ内周面はレンズを保持していない状態において保持面から開口部に向かって先細の形状となる。さらに、レンズを保持していない状態での保持面の内径はレンズの外径の９９.５％を超えていると共にレンズの外径の１００％未満であるので、保持面はレンズを保持した状態では弾性変形によって径方向外側からレンズの外周面を保持することとなる。
【００３０】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記鏡筒の保持面は、径方向外方へ窪んでいると共に光軸方向と周方向に所定寸法だけ延在している凹部を少なくとも１つ有する。
【００３１】
この実施形態によれば、保持面の形状とレンズの外周面の形状とに差異があっても、上記凹部の存在により保持面とレンズ外周面との形状の差異を吸収し易くなる。
【００３２】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記レンズは、面取り加工された縁部を有するので、開口部から鏡筒内へ圧入し易くなる。
【００３３】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記レンズは、ヤング率がα(ＧＰａ)の材料で作製され、
上記鏡筒は、ヤング率がβ(ＧＰａ)の材料で作製され、
上記スペーサは、ヤング率がγ(ＧＰａ)の材料で作製されており、
上記ヤング率α、β、γは、
α＞１０β … (１１)
β＞２γ … (１２)
上式(１１)および(１２)を満たしている。
【００３４】
この実施形態のレンズ保持装置によれば、上記レンズの材質のヤング率が上記鏡筒の材質のヤング率の１０倍を超えているので、鏡筒の適度な弾性力によって、レンズを保持できる。また、鏡筒の材質のヤング率がスペーサの材質のヤング率の２倍を超えているので、鏡筒がスペーサを押圧した場合に鏡筒よりもスペーサがより多く弾性変形することで、鏡筒の変形が抑制される。
【００３５】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記鏡筒は、上記２つのレンズの間で弾性変形により径方向内方に隆起した内壁隆起部を有し、上記スペーサは、上記内壁隆起部に部分的に当接して弾性変形している変形部を有する。
【００３６】
この実施形態のレンズ保持装置によれば、鏡筒の径方向に隆起していない内壁でスペーサを径方向内方に押圧してスペーサを内壁に保持する場合に比べて、スペーサの変形量を最小限に抑制しつつ、鏡筒に対してスペーサを弾性力で保持して位置決めできる。このスペーサの保持,位置決めによって、スペーサが鏡筒内で動かないようにして、スペーサの軸ズレやスペーサ自身のチルトを抑制することが可能である。よって、２枚以上のレンズを保持するレンズ保持装置において、レンズ間の距離を極めて高精度に設定でき、かつ、偏心,チルトを容易に防止できる。
【００３７】
特に、スペーサをレンズ形状と合わせる加工を必要としないので、スペーサ形状がレンズ形状によって限定されなくなるので、広範なレンズ形状に対応することが可能である。
【００３８】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記鏡筒は光軸と直交する面による断面において略円形状を示す内周面を有すると共に、上記スペーサは光軸と直交する面による断面において略円形状を示す内周面を有し、かつ、上記レンズは光軸と直交する面による断面形状が略円形状である断面を有し、
さらに、上記スペーサの外径をＤ１１(ｍｍ)とし、上記レンズを保持していない状態での上記鏡筒の保持面の内径をＤ１２(ｍｍ)とし、上記レンズの外径をＤ１３(ｍｍ)とすると、
Ｄ１２＜Ｄ１１＜Ｄ１３ … (１３)
上式(１３)を満たしている。
【００３９】
この実施形態のレンズ保持装置によれば、スペーサの外径を、レンズを保持していない状態での上記鏡筒の保持面の内径よりも大きく、かつ、レンズの外径よりも小さくしたので、鏡筒の変形量を抑えつつレンズ間でスペーサを鏡筒の内壁で径方向内方に押圧して保持できる。
【００４０】
また、一実施形態のレンズ保持装置の組立方法では、上記２つのレンズ間に上記スペーサを配置した状態で、上記２つのレンズと上記スペーサとを上記鏡筒内に圧入して、上記レンズ保持装置を組み立てる。
【００４１】
この実施形態のレンズ保持装置の組立方法によれば、上記レンズ保持装置を迅速、容易に組み立てることができる。たとえば、スペーサの厚さが薄くて、スペーサを単独では鏡筒に圧入し難い場合でも、２つのレンズ間にスペーサを挟んだ状態で一括圧入して容易に組立可能となる。
【００４２】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記スペーサは、光軸を含む平面による断面形状が、略四角形状、略円形状、略楕円形状のうちのいずれかである。
【発明の効果】
【００４３】
この発明のレンズ保持装置によれば、鏡筒へのレンズの圧入は、一方の開口部からテーパ内周面の内径が大きくなる方向になされ、所定の位置において位置決め部の当接面にてレンズが止まると共に保持面がレンズの外周面に当接してレンズを保持する。よって、鏡筒内の所定位置にレンズを保持する保持状態を容易に確実に達成でき、かつ、レンズの位置決めを高精度にすることができる。また、鏡筒の光軸方向の一方の開口部からレンズを圧入する際に、鏡筒のテーパ内周面は光軸方向の他方に向かって拡径しているので、圧入時にレンズの外縁で鏡筒の内周面が削られるという危険性を抑えることができる。よって、鏡筒に対する安定したレンズ圧入とレンズ保持を実現可能となる。同時に、削りかす等の影響によるレンズのチルト発生や削りかす等がレンズ面に付着する可能性を抑制でき光学特性の悪化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４５】
(第１の実施の形態)
図１に、この発明の第１実施形態としてのレンズ保持装置の縦断面を示す。ここで、縦断面とは、光軸Ｊを含む平面による断面である。このレンズ保持装置では、鏡筒１２内に１枚のレンズ１１を保持している。
【００４６】
図１に示すように、レンズ１１は光軸方向の一方の凸レンズ面１１Ｂと他方の凸レンズ面１１Ｃを有する両凸レンズである。また、鏡筒１２は、中空であり、光軸方向の一方の開口部１４と光軸方向の他方の開口部１５を有している。開口部１５は開口部１４よりも狭くなっている。また、鏡筒１２は、開口部１４から光軸方向の他方に向かって内径が増大しているテーパ内周面１６と、テーパ内周面１６から光軸方向の他方に向かって延在していると共にレンズ１１の外周面１１Ａに径方向外側から当接してレンズ１１を保持する保持面１７とを有している。
【００４７】
また、鏡筒１２は、他方の開口部１５を形成している位置決め部１８を有している。位置決め部１８は、鏡筒１２の光軸方向の他端部をなし、保持面１７と略直交する径方向内方へ延在している当接面１８Ａを有する。当接面１８Ａは、レンズ１１の光軸方向の他方の凸レンズ面１１Ｃに当接してレンズ１１の光軸方向の位置決めを行う。
【００４８】
この実施形態では、鏡筒１２の内周面は略円筒形状である。また、レンズ１１の外周面１１Ａも略円筒形状である。また、開口部１４の内径はレンズ１１の外径よりも所定寸法だけ小さくなっている。そして、鏡筒１２の内壁をなす保持面１７は、径方向内方への弾性復元力でもって、レンズ１１の外周面１１Ａを径方向内方へ押圧してレンズ１１の外周面１１Ａを保持している。
【００４９】
なお、図２に示すように、レンズ１１の凸レンズ面１１Ｂの周縁と内周面１６とが接する箇所に接着剤２５を塗布し、鏡筒１２へのレンズ１１の保持状態をより強固にしてもよい。また、かしめなどにより鏡筒１２へのレンズ１１の保持状態をより強固にしてもよい。
【００５０】
この実施形態では、レンズ１１は、鏡筒１２の開口部１４からテーパ内周面１６内へ圧入される。なお、レンズ１１は樹脂レンズでもガラスレンズでもよい。また、レンズ１１の外径Ｄ１(ｍｍ)は、鏡筒１２の開口部１４の内径Ｄ２(ｍｍ)よりも所定寸法だけ大きいが、開口部１４の内径とレンズ１１の外径との差(Ｄ１−Ｄ２)と鏡筒１２の材質とを適当なものとすることで、レンズ１１の圧入時に鏡筒１２が削られる恐れをなくすることができる。すなわち、鏡筒１２を塑性変形させることなく、レンズ１１を鏡筒１２内に挿入することができ、鏡筒１２は弾性変形をするにとどめられる。なお、鏡筒１２の材質の一例としては樹脂が挙げられるが金属製であってもよい。
【００５１】
具体的一例として、レンズ１１がガラスからなり、鏡筒１２がポリカーボネート等の樹脂からなっていた場合、レンズ外径Ｄ１が４.０(ｍｍ)で、開口部１４の内径Ｄ２が３.６〜３.８(ｍｍ)の場合、レンズ１１は鏡筒１２を削ることなく圧入することが可能である。これは、適切なレンズ材質と鏡筒材質の選定と、レンズ外径Ｄ１と鏡筒内径Ｄ２の差の設定とによるものである。
【００５２】
レンズ１１は、内径Ｄ２の開口部１４から内径が広くなる鏡筒１２のテーパ内周面１６内を光軸方向に圧入されて、位置決め部１８の当接面１８Ａに当接するまで挿入される。ここで、テーパ内周面１６は、レンズ１１が挿入される光軸方向の他方に向かって内径が増大しているので、従来の鏡筒のように内径が狭まる方向にレンズを押し込む場合とは異なり、レンズ１１の凸レンズ面１１Ｃの周縁(エッジ)が鏡筒１２の内壁を強くこする危険性を低減できて、鏡筒１２の内壁を削る危険性を低減することが可能である。これにより、削りかす等の発生によるレンズ１１のチルトや偏心への影響やレンズ表面への汚れへの影響をなくすことが可能である。
【００５３】
上記具体的一例においては、鏡筒１２の位置決め部１８の当接面１８Ａに隣接する保持面１７の内径Ｄ３(ｍｍ)は、３.８〜４.０(ｍｍ)とすることが望ましく、この範囲においては、レンズ１１は、鏡筒１２の内壁を弾性変形させるにとどめ、弾性力によるレンズ保持が可能な状態である。
【００５４】
また、この実施形態のレンズ保持装置において、レンズ１１の外径をＤ１(ｍｍ)とし、レンズ１１を圧入する鏡筒１２の光軸Ｊの方向の一方の開口部１４の内径をＤ２(ｍｍ)とし、レンズ１１を保持していない状態での鏡筒１２の保持面１７の内径をＤ３(ｍｍ)としたときに、次式(１)、(２)を満足することが望ましい。
０.９９０Ｄ１＜Ｄ２＜０.９９５Ｄ３ … (１)
０.９９５Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ１ … (２)
【００５５】
この式(１)、(２)を満足する場合は、鏡筒１２の一方の開口部１４の内径Ｄ２はレンズ１１の外径Ｄ１の９９％を超えているので、鏡筒１２の一方の開口部１４へレンズ１１を圧入する際、この開口部１４がレンズ１１の外径Ｄ１の１％よりも小さい寸法だけ弾性変形するだけでレンズ１１の圧入が可能となる。また、鏡筒１２の一方の開口部１４の内径Ｄ２は鏡筒１２の保持面１７のレンズ１１を保持していない状態での内径Ｄ３の９９.５％未満であるので、鏡筒１２のテーパ内周面１６はレンズ１１を保持していない状態において保持面１７から開口部１４に向かって先細の形状となる。さらに、レンズ１１を保持していない状態での保持面１７の内径Ｄ３はレンズ１１の外径Ｄ１の９９.５％を超えていると共にレンズ１１の外径Ｄ１の１００％未満であるので、保持面１７はレンズ１１を保持した状態では弾性変形によって径方向外側からレンズ１１の外周面１１Ａを保持することとなる。
【００５６】
また、レンズ１１の押し込み圧入をよりスムースに行うことができる鏡筒１２の構造として、図３に示すように、鏡筒１２の開口部１４の内周面に面取り加工を施して面取り部３６を形成してもよい。この面取り部３６により、開口部１４における鏡筒１２の内径Ｄ２とレンズ１１の外径Ｄ１との差を小さくでき、圧入時において必要な押し込み圧力を小さくでき、レンズ１１をより容易に保持状態にまで押し入れることが可能となる。
【００５７】
図３に示す開口部１４の面取り部３６の大きさや角度には特に制限はないが、入り口の開口部１４において、鏡筒１２の中心軸に対してレンズ１１の光軸が重なるように、レンズ１１を姿勢制御できる程度であることが望ましい。開口部１４の面取り部３６により、鏡筒１２の開口部１４の内径Ｄ２がほぼレンズ１１の外径Ｄ１程度になることが適当である。鏡筒１２の開口部１４の内径Ｄ２がレンズ１１の外径Ｄ１よりも小さすぎると面取り部３６の効果が薄く、開口部１４の内径Ｄ２がレンズ１１の外径Ｄ１よりも大きすぎるとレンズ１１が傾いた状態で鏡筒１２に押し込まれ易くなり、チルト制御が困難になる。
【００５８】
なお、この第１実施形態では、レンズ１１を両凸レンズとして説明したが、この発明はレンズ１１が如何ようなレンズ形状であっても適用でき、例えば、レンズが平凸レンズ、メニスカスレンズ、非球面レンズであってもかまわない。また、上記実施形態では、鏡筒１２の内周面を円筒形状としたが、鏡筒１２の内周面を楕円筒形状もしくは略四角筒形状としてもよい。また、上記実施形態では、レンズ１１を円形としたが、楕円形もしくは略四角形状としてもよい。また、鏡筒１２の保持面１７に周方向に延在する周溝(図示せず)を形成してもよい。この場合には、保持面１７の周溝でもってレンズ１１の位置ずれを抑制できる。また、レンズ１１の凸レンズ面１１Ｂと凸レンズ面１１Ｃの少なくとも一方の周縁部に面取り加工を施してもよい。この場合には、レンズ１１を開口部１４から鏡筒１２内へ圧入し易くなる。
【００５９】
(第２の実施の形態)
次に、図４に、この発明のレンズ保持装置の第２実施形態の縦断面を示す。この第２実施形態のレンズ保持装置が有する鏡筒４２は、中空の円筒状であり、光軸方向の一方の開口部４３と光軸Ｊの方向の他方の開口部４４を有する。一方の開口部４３は、レンズ４１を鏡筒４２に圧入する入り口となる。
【００６０】
この第２実施形態では、鏡筒４２の開口部４４の内周面には、鏡筒４２とは別体である環状の位置決め部４５が取り付けられている。この第２実施形態は、鏡筒４２とは別体の位置決め部４５を有する点が、前述の第１実施形態と異なる。
【００６１】
一方、この第２実施形態の鏡筒４２が有する開口部４３は、第１実施形態の鏡筒１２の開口部１４と同様の構成であり、この第２実施形態の鏡筒４２が有するテーパ内周面４６、保持面４７は、第１実施形態のテーパ内周面１６、保持面１７と同様の構成である。また、この第２実施形態が有するレンズ４１は、第１実施形態が有するレンズ１１と同様の構成である。
【００６２】
この第２実施形態では、鏡筒４２とは別体の位置決め部４５は、保持面４７と略直交する径方向内方へ延在している当接面４５Ａを有する。当接面４５Ａは、レンズ４１の光軸方向の他方の凸レンズ面４１Ｃに当接してレンズ４１の光軸方向の位置決めを行う。この第２実施形態では、位置決め部４５は鏡筒４２とは別体の部材であるので、位置決め部４５の材質を鏡筒４２の材質とは別のものとすることができる。そして、極めて高精度な加工を施した当接面４５Ａを有する位置決め部４５を鏡筒４２と独立に設置できることとなる。
【００６３】
一般に、鏡筒はコストおよび作りやすさの点から成型加工による製造が主となる。また、この発明における鏡筒は、樹脂のような比較的弾性をもつ材質であることが望ましく、成型加工による製作が主となり得る。
【００６４】
しかしながら、成型加工においては、鏡筒の内周面に位置決め部の当接面を形成する構造では、鏡筒の内周面の形状が複雑化することで製作コストが大きくなり、精度に対する要求も大きくなる。
【００６５】
これに対し、この第２実施形態においては、当接面４５Ａを有する位置決め部４５を鏡筒４２とは別体の構造としたので、鏡筒４２を単純な円筒状とすることができ、製作が容易になる。
【００６６】
この第２実施形態においては、レンズ４１を鏡筒４２の一方の開口部４３からテーパ内周面４６を経て保持面４７による保持位置に圧入する前段階として、当接面４５Ａを有する位置決め部４５を鏡筒４２の他方の開口部４４の内周面に取り付ける。この第２実施形態においては、位置決め部４５はリング形状の当接面４５Ａを有し、このリング形状の当接面４５Ａは、第１実施形態の位置決め部１８の当接面１８Ａと同様の機能を有することが可能である。
【００６７】
なお、位置決め部の形状はリング形状に限定されるものではなく、位置決めとしての役割を果たすものであれば、フィルム形状、線材形状、立方体形状、球形状といったような様々な形状とすることができる。
【００６８】
この実施形態では、当接面４５Ａを有する位置決め部４５を金属製としており、位置決め部４５の厚みや形状は極めて高精度に加工されている。ただし、当接面４５Ａを有する位置決め部４５は金属製に限らないことは勿論であり、樹脂、金属、ガラスなど材質を自由に選ぶことが可能であり、必要とされる精度や形状によって最適な材質を選択することができる。
【００６９】
この実施形態では、当接面４５Ａを有する位置決め部４５を、鏡筒４２の他方の開口部４４の内周面に配置し取り付けた後に、レンズ４１を第１実施形態と同様にして、鏡筒４２の開口部４３からテーパ内周面４６を経て保持面４７に挿入，圧入する。これにより、この第２実施形態は、図４に示すようなレンズ４１の保持状態を実現することが可能である。
【００７０】
この第２実施形態においては、第１の実施形態と同様に、レンズ４１を鏡筒４２の弾性力でもって保持することができる上に、当接面４５Ａを有する位置決め部４５の材質，形状を共に自由に選ぶことが可能になる。したがって、位置決め部４５を、例えば、光学系における絞りとしての役割をもたせることが可能である。また、この第２実施形態では、シャッタ機能等を有する部材を当接面４５Ａを有する位置決め部４５として利用することも可能である。また、位置決め部４５の当接面４５Ａを、レンズ４１のレンズ面４１Ｃに密接するような複雑な曲面形状を有する当接面とすれば、レンズ４１に対する位置決め機能を向上できる。
【００７１】
また、この第２実施形態のように、当接面４５Ａを有する位置決め部４５を鏡筒４２と別体とした場合、当接面４５Ａを有する位置決め部４５を鏡筒４２の内壁の弾性力によって鏡筒４２の内周側に保持した状態としてもよい。この場合、一方の開口部４３から保持面４７に圧入したレンズ４１を、さらに他方の開口部４４に向けて押し込むことで、当接面４５Ａを形成する位置決め部４５およびレンズ４１を鏡筒４２から容易に取り外すことが可能となる。よって、レンズ４１を再利用し易くすることが可能である。
【００７２】
(第３の実施の形態)
次に、図５に、この発明のレンズ保持装置の第３実施形態の縦断面を示す。この第３実施形態のレンズ保持装置は、鏡筒５３内に２枚のレンズ５１，５２を保持する構造である。この第３実施形態が有する鏡筒５３は、中空の円筒状であり、光軸Ｊの方向の一方の開口部５６と光軸方向の他方の開口部５７を有する。一方の開口部５６は、レンズ５１，５２を鏡筒５３に圧入する入り口をなす。
【００７３】
図１に示すように、第１のレンズ５１は光軸方向の一方の凸レンズ面５１Ｂと他方の凸レンズ面５１Ｃを有する両凸レンズである。また、第２のレンズ５２は光軸方向の一方の凸レンズ面５２Ｂと光軸方向の他方のフラットなレンズ面５２Ｃを有する片凸レンズである。また、鏡筒５３の一方の開口部５６は他方の開口部５７よりも狭くなっている。また、鏡筒５３は、適当な弾性力を有する材質からなり、開口部５６から光軸方向の他方に向かって内径が増大しているテーパ内周面５８と、テーパ内周面５８から光軸方向の他方に向かって延在していると共にレンズ５２，５１の外周面５２Ａ，５１Ａに径方向外方から当接してレンズ５２，５１を保持する保持面６０を有している。
【００７４】
また、鏡筒５３は、他方の開口部５７を形成している位置決め部６１を有している。位置決め部６１は、鏡筒５３の光軸方向の他端部をなし、保持面６０とほぼ直交する径方向内方へ延在している当接面６１Ａを有する。当接面６１Ａは、第１のレンズ５１の光軸方向の他方の凸レンズ面５１Ｃに当接して第１のレンズ５１の光軸方向の位置決めを行う。
【００７５】
この第３実施形態では、鏡筒５３の内周面は略円筒形状である。また、レンズ５１，５２の外周面５１Ａ，５２Ａも略円筒形状である。また、一方の開口部５６の内径はレンズ５１，５２の外径よりも所定寸法だけ小さくなっている。そして、鏡筒５３の内壁をなす保持面６０は、径方向内方への弾性復元力でもって、レンズ５１，５２の外周面５１Ａ，５２Ａを径方向内方へ押圧してレンズ５１，５２の外周面５１Ａ，５２Ａを保持している。
【００７６】
この第３実施形態では、第１のレンズ５１と第２のレンズ５２との間にリング状のスペーサ６３を配置した。このリング状のスペーサ６３は、上面６３Ａを第２のレンズ５２の平坦なレンズ面５２Ｃに当接する当接面とし、下面６３Ｂを第１のレンズ５１の凸レンズ面５１Ｂに当接する当接面としている。このリング状のスペーサ６３によって、光軸方向に隣り合う２つのレンズ５１と５２との間の距離を規定している。
【００７７】
ここで、スペーサ６３は、レンズ５１，５２間の間隔および第２のレンズ５２の位置を決定するので、高精度な加工品であることが望ましいが、望まれる要求精度を達成できるならば材質は問わず、形状もリング状に限る必要はない。
【００７８】
この第３実施形態のレンズ保持装置では、まず、第１レンズ５１を、第１実施形態で説明したのと同様に、一方の開口部５６からテーパ内周面５８を経て凸レンズ面５１Ｃが位置決め部６１の当接面６１Ａに当接するまで圧入し、保持面６０で外周面５１Ａを保持させる。ここで、鏡筒５３は適度な弾性を有しており、第１のレンズ５１の圧入によっても塑性変形は起こらない。そして、レンズ圧入を行う一方の開口部５６からレンズの固定されている位置(つまり保持面６０)までの間において、開口部５６において鏡筒５３の内径が最も狭くなっている。つまり、鏡筒５３はテーパ内周面５８を有することで、鏡筒５３内を一方の開口部５６から他方の開口部５７に向かって進むにしたがって、鏡筒５３の内径が大きくなるという状態を維持している。
【００７９】
そして、第１のレンズ５１が位置決め部６１に当接し所定の位置にて保持面６０で保持された後に、リング状のスペーサ６３を一方の開口部５６からテーパ内周面５８を経て保持面６０まで挿入し、下面６３Ｂを第１のレンズ５１の凸レンズ面５１Ｂに当接させる。このスペーサ６３の上面６３Ａは第２のレンズ５２の光軸方向の位置を定める第２の当接面をなすと共に、第１のレンズ５１と第２のレンズ５２の間隔を規定する役目を果たす。
【００８０】
次に、第２のレンズ５２を一方の開口部５６からテーパ内周面５８を経てスペーサ６３の上面６３Ａに当接するまで圧入し、外周面５２Ａを保持面６０で保持させる。ここで、第２のレンズ５２の外径はレンズの保持位置(保持面６０)における鏡筒５３の内径とほぼ同じか少し大きい程度であり、鏡筒５３内を塑性変形させるような大きなレンズ径を有してはいない。
【００８１】
上述のようにして、第２のレンズ５２も第１のレンズ５１と同様に、鏡筒５３内に保持される。この第３実施形態においては、第１のレンズ５１、第２のレンズ５２共に鏡筒５３の内径を基準として保持でき、鏡筒５３の削り等による不確定なチルト発生要因がないことから、レンズ間の距離を極めて高精度に定めるように組立を行うことが可能になる。
【００８２】
なお、この第３実施形態においても、第２実施形態のように、第１のレンズ５１を位置決めする位置決め部６１を鏡筒５３とは別体の部材によって形成してもよい。
【００８３】
(第４の実施の形態)
次に、図６を参照して、この発明のレンズ保持装置の第４実施形態について説明する。図６は、第４実施形態が有する鏡筒７２の横断面図である。ここで、横断面図とは光軸Ｊの方向と直交する平面による断面図である。
【００８４】
この第４実施形態は、第１実施形態の変形例に相当するものであり、鏡筒１２に替えて鏡筒７２を備える点だけが、前述の第１実施形態と異なる。この鏡筒７２は、内周面７２Ａに周方向の３箇所に略扇状の凹部７４を有している点だけが第１実施形態の鏡筒１２と異なる。この略扇状の凹部７４は光軸方向に所定寸法だけ延在している。なお、凹部７４の個数は３つに限らないのは言うまでもなく１つでもよく４つ以上でもよい。また、凹部７４の形状は扇形状に限らないのは勿論であり、多角形状や半円形でもよい。
【００８５】
鏡筒７２の凹部７４が形成されていない領域の内周面７３は保持面をなす。この保持面をなす内周面７３は弾性復元力でもって円形のレンズ１１の外周面１１Ａを径方向内方へ押圧してレンズ１１の外周面１１Ａを保持している。ここで、鏡筒７２は、鏡筒１２と同様の位置決め部とその当接面を有し、この当接面によって、レンズ１１は光軸方向の位置決めがなされていることは言うまでもない。
【００８６】
この実施形態によれば、保持面をなす内周面７３の形状とレンズ１１の外周面１１Ａの形状とが一致していなくて差異が存在していても、凹部７４の存在により保持面７３とレンズ外周面１１Ａとの形状の差異を吸収し易くなる。例えば、レンズ外周面１１Ａが円形ではなくて多角形(例えば四角形)であっても、保持面７３でレンズ外周面が保持されると共に凹部７４内に収まるような形状であれば鏡筒７２内に保持可能である。
【００８７】
また、この第４実施形態では、鏡筒７２とレンズ１１とを接着剤で接着する場合に、凹部７４を接着剤の液溜り部とすることができ、接着剤を塗布し易いという利点がある。また、図６に示す横断面において、鏡筒７２の周方向の３箇所の内周面(保持面)７３は、レンズ１１の外周面１１Ａが当接するならば、横断面形状は円形形状である必要はなく、四角形のような多角形の形状を有していてもよい。
【００８８】
尚、この第４実施形態のような内壁に凹部を有する鏡筒７２の構造は、第２〜第３実施形態の鏡筒においても採用可能である。上述の如く、第１〜第４実施形態では、位置決め部の当接面でもって、レンズの位置決めをきわめて高精度に行うことができ、かつ、上記当接面の形状を変化させる場合にはレンズの位置決めのみならず、カメラ等のレンズ光学系で用いられる絞りとしての役割を位置決め部に持たせることも可能である。また、この発明におけるレンズおよび鏡筒の横断面形状については特に制限はなく、楕円、矩形、その他特殊形状であっても上述と同様の効果を有するレンズ保持装置を構成することが可能である。
【００８９】
(第５の実施の形態)
次に、図８Ａと図８Ｂを参照して、図５に示した第３実施形態のより好ましい変形例である第５実施形態を説明する。図８Ｂに示すように、この第５実施形態は、図５のリング状のスペーサ６３に替えて、スペーサ６３よりも外径が小さいリング状のスペーサ８３を備えた点と、鏡筒５３、第１レンズ５１,第２レンズ５２、スペーサ８３の材質を次に述べるように限定した点とが、前述の第３実施形態と異なる。よって、この第５実施形態では、前述の第３実施形態と異なる点を主に説明する。
【００９０】
この第５実施形態では、第１,第２レンズ５１,５２の材質をガラスとし、鏡筒５３の材質をガラスファイバー強化ポリカーボネートとした。また、スペーサ８３の材質をポリカーボネートとした。上記ガラスのヤング率αを９０(ＧＰａ)とし、上記ガラスファイバー強化ポリカーボネートのヤング率βを９０(ＧＰａ)とした。また、上記ポリカーボネートのヤング率γを２.５(ＧＰａ)とした。よって、上記ヤング率α、β、γは、次式(１１)および(１２)を満たしている。
α＞１０β … (１１)
β＞２γ … (１２)
【００９１】
また、この第５実施形態では、弾性変形していない状態でのスペーサ８３の外径寸法Ｄ１１(ｍｍ)を２.９９(ｍｍ)とし、弾性変形していない状態での鏡筒５３の保持面６０の内径Ｄ１２(ｍｍ)を２.９７(ｍｍ)とした。また、弾性変形していない状態での第１,第２レンズ５１,５２の外径Ｄ１３(ｍｍ)を３.００(ｍｍ)とした。よって、上記Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３は、次式(１３)を満たしている。
Ｄ１２＜Ｄ１１＜Ｄ１３ … (１３)
【００９２】
この第５実施形態の第１,第２レンズ５１,５２、鏡筒５３、スペーサ８３の材質,寸法の条件を元にしたシミュレーション結果では、第１レンズ５１を鏡筒５３の保持面６０Ａに圧入することによって、第１レンズ５１の外周面(コバ面)５１Ａと保持面６０Ａとが当接している領域において、鏡筒５３の保持面６０Ａは上記圧入前の状態から約１５μｍだけ変位(拡径)するが、第１レンズ５１の外周面５１Ａは１μｍ以下しか変位(縮径)しない。
【００９３】
また、上記シミュレーション結果では、第２レンズ５２を鏡筒５３の保持面６０Ｂに圧入することによって、第２レンズ５２の外周面(コバ面)５２Ａと保持面６０Ｂとが当接している領域において、鏡筒５３の保持面６０Ｂは上記圧入前の状態から約１５μｍだけ変位(拡径)するが、第２レンズ５２の外周面５２Ａは１μｍ以下しか変位(縮径)しない。
【００９４】
ここで、第１レンズ５１,第２レンズ５２および鏡筒５３の保持面６０Ａ,６０Ｂの上記変位は完全な弾性変形であり、上記材質,寸法の条件では、レンズ５１,５２の性能に影響しない範囲の変形でもって、レンズ５１,５２を鏡筒５３に弾性力でもって固定できる。
【００９５】
また、上記条件において、図８Ａに示すように、鏡筒５３に２枚のレンズ５１,５２を圧入した状態で、第１レンズ５１の外周面５１Ａと第２レンズ５２の外周面５２Ａとの間の光軸方向の間隔(コバ間隔)を約４００μｍとする。この場合、第１,第２レンズ５１,５２の外周面５１Ａ,５２Ａによって、鏡筒５３の内壁の保持面６０Ａ,６０Ｂが径方向外方に押され、保持面６０Ａと６０Ｂの間の鏡筒５３の内壁が径方向内方に隆起して内壁隆起部７０が形成される。
【００９６】
ここで、この第５実施形態では、図８Ｂに示すように、第１レンズ５１と第２レンズ５２との間にリング状のスペーサ８３が配置され、このリング状のスペーサ８３は、上面８３Ａを第２レンズ５２の平坦なレンズ面５２Ｃに当接する当接面としている。また、このリング状のスペーサ８３は、下面８３Ｂを第１レンズ５１の凸レンズ面５１Ｂに当接する当接面としている。このリング状のスペーサ８３によって、光軸方向に隣り合う２つのレンズ５１と５２との間の距離を規定している。
【００９７】
そして、このリング状のスペーサ８３は、内壁隆起部７０の頂部(変形の極大部)７０Ａの近くで内壁隆起部７０に部分的に当接することで、弾性変形している変形部８３Ｃが生じている。ここで、前述の材質,寸法条件により、スペーサ８３のヤング率は鏡筒８６のヤング率の約３分の１となり、弾性変形していない状態において、スペーサ８３の外径寸法Ｄ１１(２.９９ｍｍ)が鏡筒５３の保持面６０の内径Ｄ１２(２.９７ｍｍ)よりも２０μｍだけ大きい条件となっている。これにより、この変形部８３Ｃと内壁隆起部７０とが当接している当接領域８８において、非当接状態に比べてスペーサ８３は最大で約１５μｍだけ変形し、鏡筒５３の内壁隆起部７０は約５μｍだけ変形する。
【００９８】
ここで、レンズ５１,５２により弾性変形した鏡筒５３の内壁隆起部７０は、図８Ｂに示すように、レンズ５２を保持する保持面６０Ｂに向って内径が増大しているので、スペーサ８３の変形を最小限に抑えることが可能である。
【００９９】
また、鏡筒５３の内壁隆起部７０がスペーサ８３を径方向内方に押圧するが、鏡筒５３の材質のヤング率βがスペーサ８３の材質のヤング率γの２倍を超えているので、鏡筒５３の内壁隆起部７０よりもスペーサ８３がより多く弾性変形することで、鏡筒５３の変形を抑制できる。
【０１００】
すなわち、この実施形態によれば、鏡筒５３とスペーサ８３の変形量を最小限に抑制しつつ、鏡筒５３に対してスペーサ８３を弾性力で保持して位置決めできる。このスペーサ８３の保持,位置決めによって、スペーサ８３が鏡筒５３内で動かないようにして、スペーサ８３の軸ズレやスペーサ８３自身のチルトを抑制することが可能である。よって、この実施形態によれば、２枚のレンズ５１,５２を保持するレンズ保持装置において、レンズ５１,５２間の距離を極めて高精度に設定でき、かつ、偏心,チルトを容易に防止できる。
【０１０１】
なお、この第５実施形態を組み立てるに際して、上記２つのレンズ５１,５２間に上記スペーサ８３を配置した状態で、図８Ｂに示すように、上記２つのレンズ５１,５２と上記スペーサ８３とを上記鏡筒５３内に圧入して、上記レンズ保持装置を組み立てる方法を採用することが好ましい。この組立方法によれば、上記レンズ保持装置を迅速、容易に組み立てることができる。たとえば、スペーサ８３の厚さが薄くて、スペーサ８３を単独では鏡筒５３に圧入し難い場合でも、２つのレンズ５１,５２間にスペーサ８３を挟んだ状態で一括圧入して容易に組立可能となる。
【０１０２】
なお、上記スペーサ８３は、光軸を含む平面による断面形状を略四角形状としたが、略円形状もしくは略楕円形状としてもよい。また、第１,第２レンズ５１,５２、鏡筒５３、スペーサ８３は、上述のガラス、ガラスファイバー強化ポリカーボネート、ポリカーボネートに限らないのは勿論で、レンズ材料のヤング率α(ＧＰａ)、鏡筒材料のヤング率β(ＧＰａ)、スペーサ材料のヤング率γ(ＧＰａ)が、前述の式(１１)、(１２)を満たすような材料を選定すればよい。また、第１,第２レンズ５１,５２、鏡筒５３の保持面６０、スペーサ８３は、上述の外径Ｄ１３(ｍｍ)、内径Ｄ１２(ｍｍ)、外径寸法Ｄ１１(ｍｍ)に限らないのは勿論で、上述の式(１３)を満たすような寸法に設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】この発明のレンズ保持装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】上記第１実施形態の変形例を示す断面図である。
【図３】上記第１実施形態のもう１つの変形例を示す断面図である。
【図４】この発明のレンズ保持装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図５】この発明のレンズ保持装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図６】この発明のレンズ保持装置の第４実施形態を示す断面図である。
【図７】従来のレンズ保持装置の断面図である。
【図８Ａ】この発明のレンズ保持装置の第５実施形態を説明するための部分拡大断面図である。
【図８Ｂ】この発明のレンズ保持装置の第５実施形態の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１１、４１、５１、５２ レンズ
１２、４２、５３、７２ 鏡筒
１４、１５、４３、４４、５６、５７ 開口部
１６、４６、５８ テーパ内周面
１７、４７、６０ 保持面
１８、４５、６１ 位置決め部
１８Ａ、４５Ａ、６１Ａ 当接面
２５ 接着剤
３６ 面取り部
６３ リング状のスペーサ
７２Ａ 内周面
７３ 内周面
７４ 凹部
７０ 内壁隆起部
８３ スペーサ
８３Ａ 上面
８３Ｂ 下面
８３Ｃ 変形部
８８ 当接領域
【技術分野】
【０００１】
この発明は、レンズを鏡筒に保持するレンズ保持装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ等における各種光学機器においては、レンズを精度よく固定する効率的な構造として鏡筒構造が用いられている。例えば、円形形状を有するレンズを固定する方法としては、レンズの直径にほぼ等しいか、もしくは、レンズの直径よりも小さい内径を有する鏡筒が用いられる。
【０００３】
また、極めて高精度な組立てが要求される光学機器などに用いられるレンズの固定においては、図７に示すような構造が用いられる(特許文献１参照)。この従来例においては、鏡筒１０２の内壁部に光軸Ｋの方向に傾斜した傾斜部１０３を設け、レンズ１０１をレンズ外径よりも大きな開口部１０７から光軸方向に押し込んで行く(圧入)。そして、レンズ１０１を固定する位置でレンズ１０１の外周部１０５の傾斜面と鏡筒１０２の内壁部の傾斜部１０３とを係合させることによって、レンズ１０１を鏡筒１０２内に保持している。
【０００４】
この保持構造においては、レンズ１０１を押し込む入り口である開口部１０７が反対側の開口部１０８よりも広くなっており、開口部１０７と１０８の中間のレンズ固定部１０４はレンズ外周部１０５と係合する。これにより、レンズ１０１が鏡筒１０２に対して動かなくなり、レンズ１０１を鏡筒１０２に容易に固定できる。
【０００５】
しかしながら、上記従来例においては、レンズ１０１の外周部１０５および鏡筒１０２の内壁部１０２Ａに対する極めて高精度な加工が必要となる。その理由は、もしも、レンズ１０１の外周部１０５と鏡筒１０２の固定部１０４のそれぞれが光軸方向に対して傾斜している角度に誤差が発生すると、レンズ１０１の鏡筒１０２内での固定位置が所定の位置から大きくずれてしまうことになるからである。
【０００６】
また、上記従来例では、レンズ１０１を鏡筒１０２に組み付ける作業は容易であるものの、上記高精度な加工のためにコストが高くなり、加工作業が容易ではなく、全体的としての組立て作業は効率的ではない。
【０００７】
また、レンズ１０１がガラス製である一方、鏡筒１０２が樹脂のような柔らかい材質で作製されている場合には、レンズ１０１を内壁部１０２Ａの径の広い箇所から狭い箇所へ組み込んでいく過程において、レンズ１０１が鏡筒１０２の内壁部１０２Ａと接する点において、鏡筒１０２の内壁部１０２Ａが削られる危険性がある。鏡筒１０２の内壁部１０２Ａが削られると、鏡筒１０２から発生する削りかす等の堆積によって、鏡筒１０２に対するレンズ１０１のチルトや偏心は予期せぬ影響を受け、所定の位置でのレンズ固定が望めなくなる。さらに、削りかすがレンズ面に付着するなどして光学性能の低下を引き起こす可能性もある。
【特許文献１】特開２００２−２５０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、この発明の課題は、レンズを鏡筒に固定する位置精度を向上できるレンズ保持装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、この発明のレンズ保持装置は、少なくとも光軸方向の一方に開口部を有する鏡筒と、上記一方の開口部から鏡筒内に圧入されて固定された少なくとも１つのレンズを備え、
上記鏡筒は、上記一方の開口部から光軸方向の他方に向かって内径が増大しているテーパ内周面と、上記テーパ内周面から光軸方向の他方に向かって延在していると共に上記レンズの外周面に当接して上記レンズを保持する保持面とを有し、さらに、上記保持面と交差する径方向内方に延在していると共に上記レンズの光軸方向の他方の面に径方向外側から当接して上記レンズの光軸方向の位置決めを行う当接面を含む位置決め部を備えることを特徴としている。
【００１０】
この発明のレンズ保持装置によれば、鏡筒へのレンズの圧入は、一方の開口部からテーパ内周面の内径が大きくなる方向になされ、所定の位置において位置決め部の当接面にてレンズが止まると共に保持面がレンズの外周面に当接してレンズを保持する。よって、鏡筒内の所定位置にレンズを保持する保持状態を容易に確実に達成でき、かつ、レンズの位置決めをきわめて高精度にすることができる。
【００１１】
また、鏡筒の光軸方向の一方の開口部からレンズを圧入する際に、鏡筒のテーパ内周面は光軸方向の他方に向かって拡径しているので、圧入時にレンズの外縁で鏡筒の内周面が削られるという危険性を抑えることができる。よって、鏡筒に対する安定したレンズ圧入とレンズ保持を実現可能となる。同時に、削りかす等の影響によるレンズのチルト発生や削りかす等がレンズ面に付着する可能性を抑制でき光学特性の悪化を防止できる。
【００１２】
また、一実施形態のレンズ保持装置は、上記鏡筒内に圧入されて固定された複数のレンズを備え、さらに、光軸方向に隣り合う２つの上記レンズの間に配置されて上記２つのレンズ間の距離を規定するスペーサを備える。
【００１３】
この実施形態のレンズ保持装置によれば、スペーサが光軸方向に隣り合う２つのレンズ間の距離を規定するから、複数のレンズが鏡筒内で正確に位置決めされたレンズ保持装置を実現できる。
【００１４】
また、一実施形態のレンズ保持装置は、上記レンズは、上記鏡筒の光軸方向の一方の開口部から上記テーパ内周面に圧入され、上記保持面の弾性変形によって、上記鏡筒内に保持されている。
【００１５】
この実施形態のレンズ保持装置によれば、レンズを鏡筒の保持面に保持した状態においても、鏡筒の弾性力によりレンズの固定を行うので、鏡筒の内径基準でレンズを固定することとなる。よって、鏡筒の弾性力が失われない範囲においては、レンズの外径寸法の偏差によらず、偏心を少なくしたレンズ保持が可能となる。
【００１６】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記スペーサは、上記鏡筒と一体であるので、組立が容易である。
【００１７】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記スペーサは、上記鏡筒と別体であるので、スペーサ交換によるレンズ間距離の変更が可能となる。
【００１８】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記位置決め部は、上記鏡筒と一体であるので、位置決め部が鏡筒からずれたり外れたりする心配が無くなる。
【００１９】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記位置決め部は、上記鏡筒と別体であると共に上記鏡筒に取り付けられているので、この位置決め部を鏡筒から取り外せば、レンズを保持面から光軸方向の他方に向かってさらに押し込むことでレンズを鏡筒の他方の開口部から容易に取り出すことが可能である。
【００２０】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記光軸方向の一方の開口部の内周面は、面取り部を有するので、レンズの圧入が容易になる。
【００２１】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記レンズは、ガラス製もしくは樹脂製であるので、ガラス製とした場合には、屈折率が高くで薄肉化を図れ、経年変化が少ないレンズとなり、樹脂製レンズとした場合には、軽く割れ難く加工が容易である。
【００２２】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記鏡筒は、光軸と直交する面による断面において略円形状を示す内周面を有し、上記レンズは、光軸と直交する面による断面形状が略円形状である断面を有する。
【００２３】
この実施形態によれば、略円形の鏡筒と略円形のレンズとを備え、全体として略円筒形状のレンズ保持装置となる。
【００２４】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記鏡筒は、光軸と直交する面による断面において略楕円形状を示す内周面を有し、上記レンズは、光軸と直交する面による断面形状が略楕円形状である断面を有する。
【００２５】
この実施形態によれば、略楕円形の鏡筒と略楕円形のレンズとを備え、全体として略楕円筒形状のレンズ保持装置となる。
【００２６】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記鏡筒は、光軸と直交する面による断面において略四角形状を示す内周面を有し、上記レンズは、光軸と直交する面による断面形状が略四角形状である断面を有する。
【００２７】
この実施形態によれば、略四角形の鏡筒と略四角形のレンズとを備え、全体として略四角柱形状のレンズ保持装置となる。
【００２８】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記レンズの外径をＤ１(ｍｍ)とし、上記レンズを圧入する鏡筒の上記光軸方向の一方の開口部の内径をＤ２(ｍｍ)とし、上記レンズを保持していない状態での上記鏡筒の保持面の内径をＤ３(ｍｍ)とすると、
０.９９０Ｄ１＜Ｄ２＜０.９９５Ｄ３ … (１)
０.９９５Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ１ … (２)
上式(１)および(２)を満たしている。
【００２９】
この実施形態によれば、鏡筒の一方の開口部の内径はレンズの外径の９９％を超えているので、鏡筒の一方の開口部へレンズを圧入する際、この開口部がレンズの外径の１％よりも小さい寸法だけ弾性変形するだけでレンズの圧入が可能となる。また、鏡筒の一方の開口部の内径は鏡筒の保持面のレンズを保持していない状態での内径の９９.５％未満であるので、鏡筒のテーパ内周面はレンズを保持していない状態において保持面から開口部に向かって先細の形状となる。さらに、レンズを保持していない状態での保持面の内径はレンズの外径の９９.５％を超えていると共にレンズの外径の１００％未満であるので、保持面はレンズを保持した状態では弾性変形によって径方向外側からレンズの外周面を保持することとなる。
【００３０】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記鏡筒の保持面は、径方向外方へ窪んでいると共に光軸方向と周方向に所定寸法だけ延在している凹部を少なくとも１つ有する。
【００３１】
この実施形態によれば、保持面の形状とレンズの外周面の形状とに差異があっても、上記凹部の存在により保持面とレンズ外周面との形状の差異を吸収し易くなる。
【００３２】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記レンズは、面取り加工された縁部を有するので、開口部から鏡筒内へ圧入し易くなる。
【００３３】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記レンズは、ヤング率がα(ＧＰａ)の材料で作製され、
上記鏡筒は、ヤング率がβ(ＧＰａ)の材料で作製され、
上記スペーサは、ヤング率がγ(ＧＰａ)の材料で作製されており、
上記ヤング率α、β、γは、
α＞１０β … (１１)
β＞２γ … (１２)
上式(１１)および(１２)を満たしている。
【００３４】
この実施形態のレンズ保持装置によれば、上記レンズの材質のヤング率が上記鏡筒の材質のヤング率の１０倍を超えているので、鏡筒の適度な弾性力によって、レンズを保持できる。また、鏡筒の材質のヤング率がスペーサの材質のヤング率の２倍を超えているので、鏡筒がスペーサを押圧した場合に鏡筒よりもスペーサがより多く弾性変形することで、鏡筒の変形が抑制される。
【００３５】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記鏡筒は、上記２つのレンズの間で弾性変形により径方向内方に隆起した内壁隆起部を有し、上記スペーサは、上記内壁隆起部に部分的に当接して弾性変形している変形部を有する。
【００３６】
この実施形態のレンズ保持装置によれば、鏡筒の径方向に隆起していない内壁でスペーサを径方向内方に押圧してスペーサを内壁に保持する場合に比べて、スペーサの変形量を最小限に抑制しつつ、鏡筒に対してスペーサを弾性力で保持して位置決めできる。このスペーサの保持,位置決めによって、スペーサが鏡筒内で動かないようにして、スペーサの軸ズレやスペーサ自身のチルトを抑制することが可能である。よって、２枚以上のレンズを保持するレンズ保持装置において、レンズ間の距離を極めて高精度に設定でき、かつ、偏心,チルトを容易に防止できる。
【００３７】
特に、スペーサをレンズ形状と合わせる加工を必要としないので、スペーサ形状がレンズ形状によって限定されなくなるので、広範なレンズ形状に対応することが可能である。
【００３８】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記鏡筒は光軸と直交する面による断面において略円形状を示す内周面を有すると共に、上記スペーサは光軸と直交する面による断面において略円形状を示す内周面を有し、かつ、上記レンズは光軸と直交する面による断面形状が略円形状である断面を有し、
さらに、上記スペーサの外径をＤ１１(ｍｍ)とし、上記レンズを保持していない状態での上記鏡筒の保持面の内径をＤ１２(ｍｍ)とし、上記レンズの外径をＤ１３(ｍｍ)とすると、
Ｄ１２＜Ｄ１１＜Ｄ１３ … (１３)
上式(１３)を満たしている。
【００３９】
この実施形態のレンズ保持装置によれば、スペーサの外径を、レンズを保持していない状態での上記鏡筒の保持面の内径よりも大きく、かつ、レンズの外径よりも小さくしたので、鏡筒の変形量を抑えつつレンズ間でスペーサを鏡筒の内壁で径方向内方に押圧して保持できる。
【００４０】
また、一実施形態のレンズ保持装置の組立方法では、上記２つのレンズ間に上記スペーサを配置した状態で、上記２つのレンズと上記スペーサとを上記鏡筒内に圧入して、上記レンズ保持装置を組み立てる。
【００４１】
この実施形態のレンズ保持装置の組立方法によれば、上記レンズ保持装置を迅速、容易に組み立てることができる。たとえば、スペーサの厚さが薄くて、スペーサを単独では鏡筒に圧入し難い場合でも、２つのレンズ間にスペーサを挟んだ状態で一括圧入して容易に組立可能となる。
【００４２】
また、一実施形態のレンズ保持装置では、上記スペーサは、光軸を含む平面による断面形状が、略四角形状、略円形状、略楕円形状のうちのいずれかである。
【発明の効果】
【００４３】
この発明のレンズ保持装置によれば、鏡筒へのレンズの圧入は、一方の開口部からテーパ内周面の内径が大きくなる方向になされ、所定の位置において位置決め部の当接面にてレンズが止まると共に保持面がレンズの外周面に当接してレンズを保持する。よって、鏡筒内の所定位置にレンズを保持する保持状態を容易に確実に達成でき、かつ、レンズの位置決めを高精度にすることができる。また、鏡筒の光軸方向の一方の開口部からレンズを圧入する際に、鏡筒のテーパ内周面は光軸方向の他方に向かって拡径しているので、圧入時にレンズの外縁で鏡筒の内周面が削られるという危険性を抑えることができる。よって、鏡筒に対する安定したレンズ圧入とレンズ保持を実現可能となる。同時に、削りかす等の影響によるレンズのチルト発生や削りかす等がレンズ面に付着する可能性を抑制でき光学特性の悪化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００４５】
(第１の実施の形態)
図１に、この発明の第１実施形態としてのレンズ保持装置の縦断面を示す。ここで、縦断面とは、光軸Ｊを含む平面による断面である。このレンズ保持装置では、鏡筒１２内に１枚のレンズ１１を保持している。
【００４６】
図１に示すように、レンズ１１は光軸方向の一方の凸レンズ面１１Ｂと他方の凸レンズ面１１Ｃを有する両凸レンズである。また、鏡筒１２は、中空であり、光軸方向の一方の開口部１４と光軸方向の他方の開口部１５を有している。開口部１５は開口部１４よりも狭くなっている。また、鏡筒１２は、開口部１４から光軸方向の他方に向かって内径が増大しているテーパ内周面１６と、テーパ内周面１６から光軸方向の他方に向かって延在していると共にレンズ１１の外周面１１Ａに径方向外側から当接してレンズ１１を保持する保持面１７とを有している。
【００４７】
また、鏡筒１２は、他方の開口部１５を形成している位置決め部１８を有している。位置決め部１８は、鏡筒１２の光軸方向の他端部をなし、保持面１７と略直交する径方向内方へ延在している当接面１８Ａを有する。当接面１８Ａは、レンズ１１の光軸方向の他方の凸レンズ面１１Ｃに当接してレンズ１１の光軸方向の位置決めを行う。
【００４８】
この実施形態では、鏡筒１２の内周面は略円筒形状である。また、レンズ１１の外周面１１Ａも略円筒形状である。また、開口部１４の内径はレンズ１１の外径よりも所定寸法だけ小さくなっている。そして、鏡筒１２の内壁をなす保持面１７は、径方向内方への弾性復元力でもって、レンズ１１の外周面１１Ａを径方向内方へ押圧してレンズ１１の外周面１１Ａを保持している。
【００４９】
なお、図２に示すように、レンズ１１の凸レンズ面１１Ｂの周縁と内周面１６とが接する箇所に接着剤２５を塗布し、鏡筒１２へのレンズ１１の保持状態をより強固にしてもよい。また、かしめなどにより鏡筒１２へのレンズ１１の保持状態をより強固にしてもよい。
【００５０】
この実施形態では、レンズ１１は、鏡筒１２の開口部１４からテーパ内周面１６内へ圧入される。なお、レンズ１１は樹脂レンズでもガラスレンズでもよい。また、レンズ１１の外径Ｄ１(ｍｍ)は、鏡筒１２の開口部１４の内径Ｄ２(ｍｍ)よりも所定寸法だけ大きいが、開口部１４の内径とレンズ１１の外径との差(Ｄ１−Ｄ２)と鏡筒１２の材質とを適当なものとすることで、レンズ１１の圧入時に鏡筒１２が削られる恐れをなくすることができる。すなわち、鏡筒１２を塑性変形させることなく、レンズ１１を鏡筒１２内に挿入することができ、鏡筒１２は弾性変形をするにとどめられる。なお、鏡筒１２の材質の一例としては樹脂が挙げられるが金属製であってもよい。
【００５１】
具体的一例として、レンズ１１がガラスからなり、鏡筒１２がポリカーボネート等の樹脂からなっていた場合、レンズ外径Ｄ１が４.０(ｍｍ)で、開口部１４の内径Ｄ２が３.６〜３.８(ｍｍ)の場合、レンズ１１は鏡筒１２を削ることなく圧入することが可能である。これは、適切なレンズ材質と鏡筒材質の選定と、レンズ外径Ｄ１と鏡筒内径Ｄ２の差の設定とによるものである。
【００５２】
レンズ１１は、内径Ｄ２の開口部１４から内径が広くなる鏡筒１２のテーパ内周面１６内を光軸方向に圧入されて、位置決め部１８の当接面１８Ａに当接するまで挿入される。ここで、テーパ内周面１６は、レンズ１１が挿入される光軸方向の他方に向かって内径が増大しているので、従来の鏡筒のように内径が狭まる方向にレンズを押し込む場合とは異なり、レンズ１１の凸レンズ面１１Ｃの周縁(エッジ)が鏡筒１２の内壁を強くこする危険性を低減できて、鏡筒１２の内壁を削る危険性を低減することが可能である。これにより、削りかす等の発生によるレンズ１１のチルトや偏心への影響やレンズ表面への汚れへの影響をなくすことが可能である。
【００５３】
上記具体的一例においては、鏡筒１２の位置決め部１８の当接面１８Ａに隣接する保持面１７の内径Ｄ３(ｍｍ)は、３.８〜４.０(ｍｍ)とすることが望ましく、この範囲においては、レンズ１１は、鏡筒１２の内壁を弾性変形させるにとどめ、弾性力によるレンズ保持が可能な状態である。
【００５４】
また、この実施形態のレンズ保持装置において、レンズ１１の外径をＤ１(ｍｍ)とし、レンズ１１を圧入する鏡筒１２の光軸Ｊの方向の一方の開口部１４の内径をＤ２(ｍｍ)とし、レンズ１１を保持していない状態での鏡筒１２の保持面１７の内径をＤ３(ｍｍ)としたときに、次式(１)、(２)を満足することが望ましい。
０.９９０Ｄ１＜Ｄ２＜０.９９５Ｄ３ … (１)
０.９９５Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ１ … (２)
【００５５】
この式(１)、(２)を満足する場合は、鏡筒１２の一方の開口部１４の内径Ｄ２はレンズ１１の外径Ｄ１の９９％を超えているので、鏡筒１２の一方の開口部１４へレンズ１１を圧入する際、この開口部１４がレンズ１１の外径Ｄ１の１％よりも小さい寸法だけ弾性変形するだけでレンズ１１の圧入が可能となる。また、鏡筒１２の一方の開口部１４の内径Ｄ２は鏡筒１２の保持面１７のレンズ１１を保持していない状態での内径Ｄ３の９９.５％未満であるので、鏡筒１２のテーパ内周面１６はレンズ１１を保持していない状態において保持面１７から開口部１４に向かって先細の形状となる。さらに、レンズ１１を保持していない状態での保持面１７の内径Ｄ３はレンズ１１の外径Ｄ１の９９.５％を超えていると共にレンズ１１の外径Ｄ１の１００％未満であるので、保持面１７はレンズ１１を保持した状態では弾性変形によって径方向外側からレンズ１１の外周面１１Ａを保持することとなる。
【００５６】
また、レンズ１１の押し込み圧入をよりスムースに行うことができる鏡筒１２の構造として、図３に示すように、鏡筒１２の開口部１４の内周面に面取り加工を施して面取り部３６を形成してもよい。この面取り部３６により、開口部１４における鏡筒１２の内径Ｄ２とレンズ１１の外径Ｄ１との差を小さくでき、圧入時において必要な押し込み圧力を小さくでき、レンズ１１をより容易に保持状態にまで押し入れることが可能となる。
【００５７】
図３に示す開口部１４の面取り部３６の大きさや角度には特に制限はないが、入り口の開口部１４において、鏡筒１２の中心軸に対してレンズ１１の光軸が重なるように、レンズ１１を姿勢制御できる程度であることが望ましい。開口部１４の面取り部３６により、鏡筒１２の開口部１４の内径Ｄ２がほぼレンズ１１の外径Ｄ１程度になることが適当である。鏡筒１２の開口部１４の内径Ｄ２がレンズ１１の外径Ｄ１よりも小さすぎると面取り部３６の効果が薄く、開口部１４の内径Ｄ２がレンズ１１の外径Ｄ１よりも大きすぎるとレンズ１１が傾いた状態で鏡筒１２に押し込まれ易くなり、チルト制御が困難になる。
【００５８】
なお、この第１実施形態では、レンズ１１を両凸レンズとして説明したが、この発明はレンズ１１が如何ようなレンズ形状であっても適用でき、例えば、レンズが平凸レンズ、メニスカスレンズ、非球面レンズであってもかまわない。また、上記実施形態では、鏡筒１２の内周面を円筒形状としたが、鏡筒１２の内周面を楕円筒形状もしくは略四角筒形状としてもよい。また、上記実施形態では、レンズ１１を円形としたが、楕円形もしくは略四角形状としてもよい。また、鏡筒１２の保持面１７に周方向に延在する周溝(図示せず)を形成してもよい。この場合には、保持面１７の周溝でもってレンズ１１の位置ずれを抑制できる。また、レンズ１１の凸レンズ面１１Ｂと凸レンズ面１１Ｃの少なくとも一方の周縁部に面取り加工を施してもよい。この場合には、レンズ１１を開口部１４から鏡筒１２内へ圧入し易くなる。
【００５９】
(第２の実施の形態)
次に、図４に、この発明のレンズ保持装置の第２実施形態の縦断面を示す。この第２実施形態のレンズ保持装置が有する鏡筒４２は、中空の円筒状であり、光軸方向の一方の開口部４３と光軸Ｊの方向の他方の開口部４４を有する。一方の開口部４３は、レンズ４１を鏡筒４２に圧入する入り口となる。
【００６０】
この第２実施形態では、鏡筒４２の開口部４４の内周面には、鏡筒４２とは別体である環状の位置決め部４５が取り付けられている。この第２実施形態は、鏡筒４２とは別体の位置決め部４５を有する点が、前述の第１実施形態と異なる。
【００６１】
一方、この第２実施形態の鏡筒４２が有する開口部４３は、第１実施形態の鏡筒１２の開口部１４と同様の構成であり、この第２実施形態の鏡筒４２が有するテーパ内周面４６、保持面４７は、第１実施形態のテーパ内周面１６、保持面１７と同様の構成である。また、この第２実施形態が有するレンズ４１は、第１実施形態が有するレンズ１１と同様の構成である。
【００６２】
この第２実施形態では、鏡筒４２とは別体の位置決め部４５は、保持面４７と略直交する径方向内方へ延在している当接面４５Ａを有する。当接面４５Ａは、レンズ４１の光軸方向の他方の凸レンズ面４１Ｃに当接してレンズ４１の光軸方向の位置決めを行う。この第２実施形態では、位置決め部４５は鏡筒４２とは別体の部材であるので、位置決め部４５の材質を鏡筒４２の材質とは別のものとすることができる。そして、極めて高精度な加工を施した当接面４５Ａを有する位置決め部４５を鏡筒４２と独立に設置できることとなる。
【００６３】
一般に、鏡筒はコストおよび作りやすさの点から成型加工による製造が主となる。また、この発明における鏡筒は、樹脂のような比較的弾性をもつ材質であることが望ましく、成型加工による製作が主となり得る。
【００６４】
しかしながら、成型加工においては、鏡筒の内周面に位置決め部の当接面を形成する構造では、鏡筒の内周面の形状が複雑化することで製作コストが大きくなり、精度に対する要求も大きくなる。
【００６５】
これに対し、この第２実施形態においては、当接面４５Ａを有する位置決め部４５を鏡筒４２とは別体の構造としたので、鏡筒４２を単純な円筒状とすることができ、製作が容易になる。
【００６６】
この第２実施形態においては、レンズ４１を鏡筒４２の一方の開口部４３からテーパ内周面４６を経て保持面４７による保持位置に圧入する前段階として、当接面４５Ａを有する位置決め部４５を鏡筒４２の他方の開口部４４の内周面に取り付ける。この第２実施形態においては、位置決め部４５はリング形状の当接面４５Ａを有し、このリング形状の当接面４５Ａは、第１実施形態の位置決め部１８の当接面１８Ａと同様の機能を有することが可能である。
【００６７】
なお、位置決め部の形状はリング形状に限定されるものではなく、位置決めとしての役割を果たすものであれば、フィルム形状、線材形状、立方体形状、球形状といったような様々な形状とすることができる。
【００６８】
この実施形態では、当接面４５Ａを有する位置決め部４５を金属製としており、位置決め部４５の厚みや形状は極めて高精度に加工されている。ただし、当接面４５Ａを有する位置決め部４５は金属製に限らないことは勿論であり、樹脂、金属、ガラスなど材質を自由に選ぶことが可能であり、必要とされる精度や形状によって最適な材質を選択することができる。
【００６９】
この実施形態では、当接面４５Ａを有する位置決め部４５を、鏡筒４２の他方の開口部４４の内周面に配置し取り付けた後に、レンズ４１を第１実施形態と同様にして、鏡筒４２の開口部４３からテーパ内周面４６を経て保持面４７に挿入，圧入する。これにより、この第２実施形態は、図４に示すようなレンズ４１の保持状態を実現することが可能である。
【００７０】
この第２実施形態においては、第１の実施形態と同様に、レンズ４１を鏡筒４２の弾性力でもって保持することができる上に、当接面４５Ａを有する位置決め部４５の材質，形状を共に自由に選ぶことが可能になる。したがって、位置決め部４５を、例えば、光学系における絞りとしての役割をもたせることが可能である。また、この第２実施形態では、シャッタ機能等を有する部材を当接面４５Ａを有する位置決め部４５として利用することも可能である。また、位置決め部４５の当接面４５Ａを、レンズ４１のレンズ面４１Ｃに密接するような複雑な曲面形状を有する当接面とすれば、レンズ４１に対する位置決め機能を向上できる。
【００７１】
また、この第２実施形態のように、当接面４５Ａを有する位置決め部４５を鏡筒４２と別体とした場合、当接面４５Ａを有する位置決め部４５を鏡筒４２の内壁の弾性力によって鏡筒４２の内周側に保持した状態としてもよい。この場合、一方の開口部４３から保持面４７に圧入したレンズ４１を、さらに他方の開口部４４に向けて押し込むことで、当接面４５Ａを形成する位置決め部４５およびレンズ４１を鏡筒４２から容易に取り外すことが可能となる。よって、レンズ４１を再利用し易くすることが可能である。
【００７２】
(第３の実施の形態)
次に、図５に、この発明のレンズ保持装置の第３実施形態の縦断面を示す。この第３実施形態のレンズ保持装置は、鏡筒５３内に２枚のレンズ５１，５２を保持する構造である。この第３実施形態が有する鏡筒５３は、中空の円筒状であり、光軸Ｊの方向の一方の開口部５６と光軸方向の他方の開口部５７を有する。一方の開口部５６は、レンズ５１，５２を鏡筒５３に圧入する入り口をなす。
【００７３】
図１に示すように、第１のレンズ５１は光軸方向の一方の凸レンズ面５１Ｂと他方の凸レンズ面５１Ｃを有する両凸レンズである。また、第２のレンズ５２は光軸方向の一方の凸レンズ面５２Ｂと光軸方向の他方のフラットなレンズ面５２Ｃを有する片凸レンズである。また、鏡筒５３の一方の開口部５６は他方の開口部５７よりも狭くなっている。また、鏡筒５３は、適当な弾性力を有する材質からなり、開口部５６から光軸方向の他方に向かって内径が増大しているテーパ内周面５８と、テーパ内周面５８から光軸方向の他方に向かって延在していると共にレンズ５２，５１の外周面５２Ａ，５１Ａに径方向外方から当接してレンズ５２，５１を保持する保持面６０を有している。
【００７４】
また、鏡筒５３は、他方の開口部５７を形成している位置決め部６１を有している。位置決め部６１は、鏡筒５３の光軸方向の他端部をなし、保持面６０とほぼ直交する径方向内方へ延在している当接面６１Ａを有する。当接面６１Ａは、第１のレンズ５１の光軸方向の他方の凸レンズ面５１Ｃに当接して第１のレンズ５１の光軸方向の位置決めを行う。
【００７５】
この第３実施形態では、鏡筒５３の内周面は略円筒形状である。また、レンズ５１，５２の外周面５１Ａ，５２Ａも略円筒形状である。また、一方の開口部５６の内径はレンズ５１，５２の外径よりも所定寸法だけ小さくなっている。そして、鏡筒５３の内壁をなす保持面６０は、径方向内方への弾性復元力でもって、レンズ５１，５２の外周面５１Ａ，５２Ａを径方向内方へ押圧してレンズ５１，５２の外周面５１Ａ，５２Ａを保持している。
【００７６】
この第３実施形態では、第１のレンズ５１と第２のレンズ５２との間にリング状のスペーサ６３を配置した。このリング状のスペーサ６３は、上面６３Ａを第２のレンズ５２の平坦なレンズ面５２Ｃに当接する当接面とし、下面６３Ｂを第１のレンズ５１の凸レンズ面５１Ｂに当接する当接面としている。このリング状のスペーサ６３によって、光軸方向に隣り合う２つのレンズ５１と５２との間の距離を規定している。
【００７７】
ここで、スペーサ６３は、レンズ５１，５２間の間隔および第２のレンズ５２の位置を決定するので、高精度な加工品であることが望ましいが、望まれる要求精度を達成できるならば材質は問わず、形状もリング状に限る必要はない。
【００７８】
この第３実施形態のレンズ保持装置では、まず、第１レンズ５１を、第１実施形態で説明したのと同様に、一方の開口部５６からテーパ内周面５８を経て凸レンズ面５１Ｃが位置決め部６１の当接面６１Ａに当接するまで圧入し、保持面６０で外周面５１Ａを保持させる。ここで、鏡筒５３は適度な弾性を有しており、第１のレンズ５１の圧入によっても塑性変形は起こらない。そして、レンズ圧入を行う一方の開口部５６からレンズの固定されている位置(つまり保持面６０)までの間において、開口部５６において鏡筒５３の内径が最も狭くなっている。つまり、鏡筒５３はテーパ内周面５８を有することで、鏡筒５３内を一方の開口部５６から他方の開口部５７に向かって進むにしたがって、鏡筒５３の内径が大きくなるという状態を維持している。
【００７９】
そして、第１のレンズ５１が位置決め部６１に当接し所定の位置にて保持面６０で保持された後に、リング状のスペーサ６３を一方の開口部５６からテーパ内周面５８を経て保持面６０まで挿入し、下面６３Ｂを第１のレンズ５１の凸レンズ面５１Ｂに当接させる。このスペーサ６３の上面６３Ａは第２のレンズ５２の光軸方向の位置を定める第２の当接面をなすと共に、第１のレンズ５１と第２のレンズ５２の間隔を規定する役目を果たす。
【００８０】
次に、第２のレンズ５２を一方の開口部５６からテーパ内周面５８を経てスペーサ６３の上面６３Ａに当接するまで圧入し、外周面５２Ａを保持面６０で保持させる。ここで、第２のレンズ５２の外径はレンズの保持位置(保持面６０)における鏡筒５３の内径とほぼ同じか少し大きい程度であり、鏡筒５３内を塑性変形させるような大きなレンズ径を有してはいない。
【００８１】
上述のようにして、第２のレンズ５２も第１のレンズ５１と同様に、鏡筒５３内に保持される。この第３実施形態においては、第１のレンズ５１、第２のレンズ５２共に鏡筒５３の内径を基準として保持でき、鏡筒５３の削り等による不確定なチルト発生要因がないことから、レンズ間の距離を極めて高精度に定めるように組立を行うことが可能になる。
【００８２】
なお、この第３実施形態においても、第２実施形態のように、第１のレンズ５１を位置決めする位置決め部６１を鏡筒５３とは別体の部材によって形成してもよい。
【００８３】
(第４の実施の形態)
次に、図６を参照して、この発明のレンズ保持装置の第４実施形態について説明する。図６は、第４実施形態が有する鏡筒７２の横断面図である。ここで、横断面図とは光軸Ｊの方向と直交する平面による断面図である。
【００８４】
この第４実施形態は、第１実施形態の変形例に相当するものであり、鏡筒１２に替えて鏡筒７２を備える点だけが、前述の第１実施形態と異なる。この鏡筒７２は、内周面７２Ａに周方向の３箇所に略扇状の凹部７４を有している点だけが第１実施形態の鏡筒１２と異なる。この略扇状の凹部７４は光軸方向に所定寸法だけ延在している。なお、凹部７４の個数は３つに限らないのは言うまでもなく１つでもよく４つ以上でもよい。また、凹部７４の形状は扇形状に限らないのは勿論であり、多角形状や半円形でもよい。
【００８５】
鏡筒７２の凹部７４が形成されていない領域の内周面７３は保持面をなす。この保持面をなす内周面７３は弾性復元力でもって円形のレンズ１１の外周面１１Ａを径方向内方へ押圧してレンズ１１の外周面１１Ａを保持している。ここで、鏡筒７２は、鏡筒１２と同様の位置決め部とその当接面を有し、この当接面によって、レンズ１１は光軸方向の位置決めがなされていることは言うまでもない。
【００８６】
この実施形態によれば、保持面をなす内周面７３の形状とレンズ１１の外周面１１Ａの形状とが一致していなくて差異が存在していても、凹部７４の存在により保持面７３とレンズ外周面１１Ａとの形状の差異を吸収し易くなる。例えば、レンズ外周面１１Ａが円形ではなくて多角形(例えば四角形)であっても、保持面７３でレンズ外周面が保持されると共に凹部７４内に収まるような形状であれば鏡筒７２内に保持可能である。
【００８７】
また、この第４実施形態では、鏡筒７２とレンズ１１とを接着剤で接着する場合に、凹部７４を接着剤の液溜り部とすることができ、接着剤を塗布し易いという利点がある。また、図６に示す横断面において、鏡筒７２の周方向の３箇所の内周面(保持面)７３は、レンズ１１の外周面１１Ａが当接するならば、横断面形状は円形形状である必要はなく、四角形のような多角形の形状を有していてもよい。
【００８８】
尚、この第４実施形態のような内壁に凹部を有する鏡筒７２の構造は、第２〜第３実施形態の鏡筒においても採用可能である。上述の如く、第１〜第４実施形態では、位置決め部の当接面でもって、レンズの位置決めをきわめて高精度に行うことができ、かつ、上記当接面の形状を変化させる場合にはレンズの位置決めのみならず、カメラ等のレンズ光学系で用いられる絞りとしての役割を位置決め部に持たせることも可能である。また、この発明におけるレンズおよび鏡筒の横断面形状については特に制限はなく、楕円、矩形、その他特殊形状であっても上述と同様の効果を有するレンズ保持装置を構成することが可能である。
【００８９】
(第５の実施の形態)
次に、図８Ａと図８Ｂを参照して、図５に示した第３実施形態のより好ましい変形例である第５実施形態を説明する。図８Ｂに示すように、この第５実施形態は、図５のリング状のスペーサ６３に替えて、スペーサ６３よりも外径が小さいリング状のスペーサ８３を備えた点と、鏡筒５３、第１レンズ５１,第２レンズ５２、スペーサ８３の材質を次に述べるように限定した点とが、前述の第３実施形態と異なる。よって、この第５実施形態では、前述の第３実施形態と異なる点を主に説明する。
【００９０】
この第５実施形態では、第１,第２レンズ５１,５２の材質をガラスとし、鏡筒５３の材質をガラスファイバー強化ポリカーボネートとした。また、スペーサ８３の材質をポリカーボネートとした。上記ガラスのヤング率αを９０(ＧＰａ)とし、上記ガラスファイバー強化ポリカーボネートのヤング率βを９０(ＧＰａ)とした。また、上記ポリカーボネートのヤング率γを２.５(ＧＰａ)とした。よって、上記ヤング率α、β、γは、次式(１１)および(１２)を満たしている。
α＞１０β … (１１)
β＞２γ … (１２)
【００９１】
また、この第５実施形態では、弾性変形していない状態でのスペーサ８３の外径寸法Ｄ１１(ｍｍ)を２.９９(ｍｍ)とし、弾性変形していない状態での鏡筒５３の保持面６０の内径Ｄ１２(ｍｍ)を２.９７(ｍｍ)とした。また、弾性変形していない状態での第１,第２レンズ５１,５２の外径Ｄ１３(ｍｍ)を３.００(ｍｍ)とした。よって、上記Ｄ１１、Ｄ１２、Ｄ１３は、次式(１３)を満たしている。
Ｄ１２＜Ｄ１１＜Ｄ１３ … (１３)
【００９２】
この第５実施形態の第１,第２レンズ５１,５２、鏡筒５３、スペーサ８３の材質,寸法の条件を元にしたシミュレーション結果では、第１レンズ５１を鏡筒５３の保持面６０Ａに圧入することによって、第１レンズ５１の外周面(コバ面)５１Ａと保持面６０Ａとが当接している領域において、鏡筒５３の保持面６０Ａは上記圧入前の状態から約１５μｍだけ変位(拡径)するが、第１レンズ５１の外周面５１Ａは１μｍ以下しか変位(縮径)しない。
【００９３】
また、上記シミュレーション結果では、第２レンズ５２を鏡筒５３の保持面６０Ｂに圧入することによって、第２レンズ５２の外周面(コバ面)５２Ａと保持面６０Ｂとが当接している領域において、鏡筒５３の保持面６０Ｂは上記圧入前の状態から約１５μｍだけ変位(拡径)するが、第２レンズ５２の外周面５２Ａは１μｍ以下しか変位(縮径)しない。
【００９４】
ここで、第１レンズ５１,第２レンズ５２および鏡筒５３の保持面６０Ａ,６０Ｂの上記変位は完全な弾性変形であり、上記材質,寸法の条件では、レンズ５１,５２の性能に影響しない範囲の変形でもって、レンズ５１,５２を鏡筒５３に弾性力でもって固定できる。
【００９５】
また、上記条件において、図８Ａに示すように、鏡筒５３に２枚のレンズ５１,５２を圧入した状態で、第１レンズ５１の外周面５１Ａと第２レンズ５２の外周面５２Ａとの間の光軸方向の間隔(コバ間隔)を約４００μｍとする。この場合、第１,第２レンズ５１,５２の外周面５１Ａ,５２Ａによって、鏡筒５３の内壁の保持面６０Ａ,６０Ｂが径方向外方に押され、保持面６０Ａと６０Ｂの間の鏡筒５３の内壁が径方向内方に隆起して内壁隆起部７０が形成される。
【００９６】
ここで、この第５実施形態では、図８Ｂに示すように、第１レンズ５１と第２レンズ５２との間にリング状のスペーサ８３が配置され、このリング状のスペーサ８３は、上面８３Ａを第２レンズ５２の平坦なレンズ面５２Ｃに当接する当接面としている。また、このリング状のスペーサ８３は、下面８３Ｂを第１レンズ５１の凸レンズ面５１Ｂに当接する当接面としている。このリング状のスペーサ８３によって、光軸方向に隣り合う２つのレンズ５１と５２との間の距離を規定している。
【００９７】
そして、このリング状のスペーサ８３は、内壁隆起部７０の頂部(変形の極大部)７０Ａの近くで内壁隆起部７０に部分的に当接することで、弾性変形している変形部８３Ｃが生じている。ここで、前述の材質,寸法条件により、スペーサ８３のヤング率は鏡筒８６のヤング率の約３分の１となり、弾性変形していない状態において、スペーサ８３の外径寸法Ｄ１１(２.９９ｍｍ)が鏡筒５３の保持面６０の内径Ｄ１２(２.９７ｍｍ)よりも２０μｍだけ大きい条件となっている。これにより、この変形部８３Ｃと内壁隆起部７０とが当接している当接領域８８において、非当接状態に比べてスペーサ８３は最大で約１５μｍだけ変形し、鏡筒５３の内壁隆起部７０は約５μｍだけ変形する。
【００９８】
ここで、レンズ５１,５２により弾性変形した鏡筒５３の内壁隆起部７０は、図８Ｂに示すように、レンズ５２を保持する保持面６０Ｂに向って内径が増大しているので、スペーサ８３の変形を最小限に抑えることが可能である。
【００９９】
また、鏡筒５３の内壁隆起部７０がスペーサ８３を径方向内方に押圧するが、鏡筒５３の材質のヤング率βがスペーサ８３の材質のヤング率γの２倍を超えているので、鏡筒５３の内壁隆起部７０よりもスペーサ８３がより多く弾性変形することで、鏡筒５３の変形を抑制できる。
【０１００】
すなわち、この実施形態によれば、鏡筒５３とスペーサ８３の変形量を最小限に抑制しつつ、鏡筒５３に対してスペーサ８３を弾性力で保持して位置決めできる。このスペーサ８３の保持,位置決めによって、スペーサ８３が鏡筒５３内で動かないようにして、スペーサ８３の軸ズレやスペーサ８３自身のチルトを抑制することが可能である。よって、この実施形態によれば、２枚のレンズ５１,５２を保持するレンズ保持装置において、レンズ５１,５２間の距離を極めて高精度に設定でき、かつ、偏心,チルトを容易に防止できる。
【０１０１】
なお、この第５実施形態を組み立てるに際して、上記２つのレンズ５１,５２間に上記スペーサ８３を配置した状態で、図８Ｂに示すように、上記２つのレンズ５１,５２と上記スペーサ８３とを上記鏡筒５３内に圧入して、上記レンズ保持装置を組み立てる方法を採用することが好ましい。この組立方法によれば、上記レンズ保持装置を迅速、容易に組み立てることができる。たとえば、スペーサ８３の厚さが薄くて、スペーサ８３を単独では鏡筒５３に圧入し難い場合でも、２つのレンズ５１,５２間にスペーサ８３を挟んだ状態で一括圧入して容易に組立可能となる。
【０１０２】
なお、上記スペーサ８３は、光軸を含む平面による断面形状を略四角形状としたが、略円形状もしくは略楕円形状としてもよい。また、第１,第２レンズ５１,５２、鏡筒５３、スペーサ８３は、上述のガラス、ガラスファイバー強化ポリカーボネート、ポリカーボネートに限らないのは勿論で、レンズ材料のヤング率α(ＧＰａ)、鏡筒材料のヤング率β(ＧＰａ)、スペーサ材料のヤング率γ(ＧＰａ)が、前述の式(１１)、(１２)を満たすような材料を選定すればよい。また、第１,第２レンズ５１,５２、鏡筒５３の保持面６０、スペーサ８３は、上述の外径Ｄ１３(ｍｍ)、内径Ｄ１２(ｍｍ)、外径寸法Ｄ１１(ｍｍ)に限らないのは勿論で、上述の式(１３)を満たすような寸法に設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】この発明のレンズ保持装置の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】上記第１実施形態の変形例を示す断面図である。
【図３】上記第１実施形態のもう１つの変形例を示す断面図である。
【図４】この発明のレンズ保持装置の第２実施形態を示す断面図である。
【図５】この発明のレンズ保持装置の第３実施形態を示す断面図である。
【図６】この発明のレンズ保持装置の第４実施形態を示す断面図である。
【図７】従来のレンズ保持装置の断面図である。
【図８Ａ】この発明のレンズ保持装置の第５実施形態を説明するための部分拡大断面図である。
【図８Ｂ】この発明のレンズ保持装置の第５実施形態の部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１１、４１、５１、５２ レンズ
１２、４２、５３、７２ 鏡筒
１４、１５、４３、４４、５６、５７ 開口部
１６、４６、５８ テーパ内周面
１７、４７、６０ 保持面
１８、４５、６１ 位置決め部
１８Ａ、４５Ａ、６１Ａ 当接面
２５ 接着剤
３６ 面取り部
６３ リング状のスペーサ
７２Ａ 内周面
７３ 内周面
７４ 凹部
７０ 内壁隆起部
８３ スペーサ
８３Ａ 上面
８３Ｂ 下面
８３Ｃ 変形部
８８ 当接領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光軸方向の一方に開口部を有する鏡筒と、
上記一方の開口部から鏡筒内に圧入されて固定された少なくとも１つのレンズを備え、
上記鏡筒は、
上記一方の開口部から光軸方向の他方に向かって内径が増大しているテーパ内周面と、
上記テーパ内周面から光軸方向の他方に向かって延在していると共に上記レンズの外周面に径方向外側から当接して上記レンズを保持する保持面とを有し、
さらに、上記保持面と交差する径方向内方に延在していると共に上記レンズの光軸方向の他方の面に当接して上記レンズの光軸方向の位置決めを行う当接面を含む位置決め部を備えることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒内に圧入されて固定された複数のレンズを備え、
さらに、光軸方向に隣り合う２つの上記レンズの間に配置されて上記２つのレンズ間の距離を規定するスペーサを備えることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記レンズは、上記鏡筒の光軸方向の一方の開口部から上記テーパ内周面に圧入され、上記保持面の弾性変形によって、上記鏡筒内に保持されていることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項４】
請求項２に記載のレンズ保持装置において、
上記スペーサは、上記鏡筒と一体であることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項５】
請求項２に記載のレンズ保持装置において、
上記スペーサは、上記鏡筒と別体であることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項６】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記位置決め部は、上記鏡筒と一体であることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項７】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記位置決め部は、上記鏡筒と別体であると共に上記鏡筒に取り付けられていることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項８】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記光軸方向の一方の開口部の内周面は、面取り部を有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項９】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記レンズは、ガラス製もしくは樹脂製であることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒は、光軸と直交する面による断面において略円形状を示す内周面を有し、
上記レンズは、光軸と直交する面による断面形状が略円形状である断面を有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒は、光軸と直交する面による断面において略楕円形状を示す内周面を有し、
上記レンズは、光軸と直交する面による断面形状が略楕円形状である断面を有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒は、光軸と直交する面による断面において略四角形状を示す内周面を有し、
上記レンズは、光軸と直交する面による断面形状が略四角形状である断面を有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載のレンズ保持装置において、
上記レンズの外径をＤ１(ｍｍ)とし、上記レンズを圧入する鏡筒の上記光軸方向の一方の開口部の内径をＤ２(ｍｍ)とし、上記レンズを保持していない状態での上記鏡筒の保持面の内径をＤ３(ｍｍ)とすると、
０.９９０Ｄ１＜Ｄ２＜０.９９５Ｄ３ … (１)
０.９９５Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ１ … (２)
上式(１)および(２)を満たしていることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒の保持面は、径方向外方へ窪んでいると共に光軸方向と周方向に所定寸法だけ延在している凹部を少なくとも１つ有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記レンズは、面取り加工された縁部を有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１６】
請求項２に記載のレンズ保持装置において、
上記レンズは、ヤング率がα(ＧＰａ)の材料で作製され、
上記鏡筒は、ヤング率がβ(ＧＰａ)の材料で作製され、
上記スペーサは、ヤング率がγ(ＧＰａ)の材料で作製されており、
上記ヤング率α、β、γは、
α＞１０β … (１１)
β＞２γ … (１２)
上式(１１)および(１２)を満たしていることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒は、上記２つのレンズの間で弾性変形により径方向内方に隆起した内壁隆起部を有し、
上記スペーサは、上記内壁隆起部に部分的に当接して弾性変形している変形部を有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒は光軸と直交する面による断面において略円形状を示す内周面を有すると共に、上記スペーサは光軸と直交する面による断面において略円形状を示す内周面を有し、かつ、上記レンズは光軸と直交する面による断面形状が略円形状である断面を有し、
さらに、上記スペーサの外径をＤ１１(ｍｍ)とし、上記レンズを保持していない状態での上記鏡筒の保持面の内径をＤ１２(ｍｍ)とし、上記レンズの外径をＤ１３(ｍｍ)とすると、
Ｄ１２＜Ｄ１１＜Ｄ１３ … (１３)
上式(１３)を満たしていることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１９】
請求項１６に記載のレンズ保持装置を組み立てる方法であって、
上記２つのレンズ間に上記スペーサを配置した状態で、上記２つのレンズと上記スペーサとを上記鏡筒内に圧入して、上記レンズ保持装置を組み立てるレンズ保持装置の組立方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載のレンズ保持装置において、
上記スペーサは、
光軸を含む平面による断面形状が、略四角形状、略円形状、略楕円形状のうちのいずれかであることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１】
少なくとも光軸方向の一方に開口部を有する鏡筒と、
上記一方の開口部から鏡筒内に圧入されて固定された少なくとも１つのレンズを備え、
上記鏡筒は、
上記一方の開口部から光軸方向の他方に向かって内径が増大しているテーパ内周面と、
上記テーパ内周面から光軸方向の他方に向かって延在していると共に上記レンズの外周面に径方向外側から当接して上記レンズを保持する保持面とを有し、
さらに、上記保持面と交差する径方向内方に延在していると共に上記レンズの光軸方向の他方の面に当接して上記レンズの光軸方向の位置決めを行う当接面を含む位置決め部を備えることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒内に圧入されて固定された複数のレンズを備え、
さらに、光軸方向に隣り合う２つの上記レンズの間に配置されて上記２つのレンズ間の距離を規定するスペーサを備えることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項３】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記レンズは、上記鏡筒の光軸方向の一方の開口部から上記テーパ内周面に圧入され、上記保持面の弾性変形によって、上記鏡筒内に保持されていることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項４】
請求項２に記載のレンズ保持装置において、
上記スペーサは、上記鏡筒と一体であることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項５】
請求項２に記載のレンズ保持装置において、
上記スペーサは、上記鏡筒と別体であることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項６】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記位置決め部は、上記鏡筒と一体であることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項７】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記位置決め部は、上記鏡筒と別体であると共に上記鏡筒に取り付けられていることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項８】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記光軸方向の一方の開口部の内周面は、面取り部を有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項９】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記レンズは、ガラス製もしくは樹脂製であることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１０】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒は、光軸と直交する面による断面において略円形状を示す内周面を有し、
上記レンズは、光軸と直交する面による断面形状が略円形状である断面を有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１１】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒は、光軸と直交する面による断面において略楕円形状を示す内周面を有し、
上記レンズは、光軸と直交する面による断面形状が略楕円形状である断面を有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１２】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒は、光軸と直交する面による断面において略四角形状を示す内周面を有し、
上記レンズは、光軸と直交する面による断面形状が略四角形状である断面を有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１３】
請求項１０に記載のレンズ保持装置において、
上記レンズの外径をＤ１(ｍｍ)とし、上記レンズを圧入する鏡筒の上記光軸方向の一方の開口部の内径をＤ２(ｍｍ)とし、上記レンズを保持していない状態での上記鏡筒の保持面の内径をＤ３(ｍｍ)とすると、
０.９９０Ｄ１＜Ｄ２＜０.９９５Ｄ３ … (１)
０.９９５Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ１ … (２)
上式(１)および(２)を満たしていることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１４】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒の保持面は、径方向外方へ窪んでいると共に光軸方向と周方向に所定寸法だけ延在している凹部を少なくとも１つ有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１５】
請求項１に記載のレンズ保持装置において、
上記レンズは、面取り加工された縁部を有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１６】
請求項２に記載のレンズ保持装置において、
上記レンズは、ヤング率がα(ＧＰａ)の材料で作製され、
上記鏡筒は、ヤング率がβ(ＧＰａ)の材料で作製され、
上記スペーサは、ヤング率がγ(ＧＰａ)の材料で作製されており、
上記ヤング率α、β、γは、
α＞１０β … (１１)
β＞２γ … (１２)
上式(１１)および(１２)を満たしていることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒は、上記２つのレンズの間で弾性変形により径方向内方に隆起した内壁隆起部を有し、
上記スペーサは、上記内壁隆起部に部分的に当接して弾性変形している変形部を有することを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１８】
請求項１６に記載のレンズ保持装置において、
上記鏡筒は光軸と直交する面による断面において略円形状を示す内周面を有すると共に、上記スペーサは光軸と直交する面による断面において略円形状を示す内周面を有し、かつ、上記レンズは光軸と直交する面による断面形状が略円形状である断面を有し、
さらに、上記スペーサの外径をＤ１１(ｍｍ)とし、上記レンズを保持していない状態での上記鏡筒の保持面の内径をＤ１２(ｍｍ)とし、上記レンズの外径をＤ１３(ｍｍ)とすると、
Ｄ１２＜Ｄ１１＜Ｄ１３ … (１３)
上式(１３)を満たしていることを特徴とするレンズ保持装置。
【請求項１９】
請求項１６に記載のレンズ保持装置を組み立てる方法であって、
上記２つのレンズ間に上記スペーサを配置した状態で、上記２つのレンズと上記スペーサとを上記鏡筒内に圧入して、上記レンズ保持装置を組み立てるレンズ保持装置の組立方法。
【請求項２０】
請求項１６に記載のレンズ保持装置において、
上記スペーサは、
光軸を含む平面による断面形状が、略四角形状、略円形状、略楕円形状のうちのいずれかであることを特徴とするレンズ保持装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【公開番号】特開２００７−１８８０３４（Ｐ２００７−１８８０３４Ａ）
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１４１８５０（Ｐ２００６−１４１８５０）
【出願日】平成１８年５月２２日（２００６．５．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月２６日（２００７．７．２６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年５月２２日（２００６．５．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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