JP2004233795A

JP2004233795A - レンズスペーサ及びそれを備えたレンズユニット、及びレンズユニット製造方法

Info

Publication number: JP2004233795A
Application number: JP2003023946A
Authority: JP
Inventors: Takanori Toyoguchi; 孝典豊口
Original assignee: Tamron Co Ltd
Current assignee: Tamron Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】製造が容易で、鏡筒の構造を複雑化することがなく、レンズスペーサ及び単体レンズの芯出しを自動的に行うことができるレンズスペーサ及びそれを備えたレンズユニット、及びレンズユニット製造方法を提供する。
【解決手段】上述した課題を解決するために、本発明は、鏡筒（４）内に配置する単体レンズ（６、８）相互間の間隔を保持するためのレンズスペーサ（２０）であって、鏡筒の内径よりも大きい外径のＣ字形の形状を有することを特徴としている。また、Ｃ字形の形状のレンズスペーサは、ピアノ線又はバネ用線材によって形成するのが良い。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、単体レンズの間隔を保持するためのレンズスペーサ、このレンズスペーサを備えたレンズユニット、及び、このスペーサを使用したレンズユニット製造方法に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、動画撮像用のカメラ、静止画撮像用のカメラ、画像投写装置、画像読取装置等に使用されているレンズユニットは、鏡筒内に複数の単体レンズを所定の位置に配置することにより構成されている。特許文献１には、複数枚の単体レンズを、円環状の間隔部材を間に挟んでレンズ鏡筒の中に落とし込み、間隔部材によって各単体レンズ間の間隔を保持する構造のレンズ鏡筒が記載されている。
【０００３】
図６（ａ）は、単体レンズを位置決めする機構の一例を示す従来のレンズユニットの断面図である。図６（ａ）において、レンズＬ１とレンズＬ２は、非常に狭い空気間隔で位置決めされている。図６（ａ）のレンズユニットにおいては、レンズＬ１は、鏡筒Ｔ１に形成された段部Ｔ１ａに当接させることによって位置決めされている。また、レンズＬ２は、レンズＬ１との間に円環状のレンズスペーサＳ１を挟み、円環状のレンズ押えリングＲ１によってレンズＬ１の方に押しつけられることによって位置決めされている。また、図６（ｂ）は、レンズスペーサＳ１の断面形状を示す拡大図である。この構成では、レンズＬ１とＬ２の間の空気間隔は、レンズスペーサＳ１の厚さによって決定される。
【０００４】
図７は、単体レンズを位置決めする機構の別の例を示す従来のレンズユニットの断面図である。図７のレンズユニットにおいては、レンズＬ２は、レンズ押えリングＲ２に形成された段部Ｒ２ａに当接するように配置され、別のレンズ押えリングＲ２’によって段部Ｒ２ａに押付けられ、保持される。また、レンズＬ１は、鏡筒Ｔ２に形成された段部Ｔ２ａに当接するように配置され、レンズＬ２を保持したレンズ押えリングＲ２によって段部Ｔ２ａに押付けられて位置決めされる。この構成では、レンズＬ１とＬ２の間の空気間隔は、レンズ押えリングＲ２の形状によって決定される。
【０００５】
図８（ａ）は、単体レンズを位置決めする機構のまた別の例を示す従来のレンズユニットの断面図である。図８（ａ）のレンズユニットにおいては、レンズＬ１は、鏡筒Ｔ３に形成された第１の段部Ｔ３ａに当接するように配置される。さらに、円環状のレンズスペーサＳ３がレンズＬ１及び鏡筒Ｔ３に形成された第２の段部Ｔ３ｂに当接するように配置される。さらに、レンズＬ１よりも直径が大きいレンズＬ２がレンズスペーサＳ３に当接するように配置され、レンズ押えリングＲ３がレンズＬ２をレンズＬ１の方へ押付ける。また、図８（ｂ）は、レンズスペーサＳ３の断面形状を示す拡大図である。この構成では、レンズＬ１とＬ２の間の空気間隔は、レンズスペーサＳ３の厚さによって決定される。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３４３５７３号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図６に示す構造のレンズユニットにおいては、レンズＬ１とレンズＬ２の空気間隔が小さい場合、レンズスペーサＳ１の厚さが非常に薄くなり、図６（ｂ）に示すような断面形状を有する円環状のレンズスペーサＳ１を旋削等により製造するのが困難であると言う問題がある。さらに、レンズスペーサＳ１の外径の工作精度が十分でない場合、レンズスペーサＳ１の中心と鏡筒の中心が整合せず、レンズＬ２の芯出し精度が低下するという問題がある。
【０００８】
また、図８に示す構造のレンズユニットにおいては、レンズスペーサＳ３の形状が薄板状の円環であるため、レンズスペーサＳ３をプレス加工によって製造することが可能である。しかしながら、図８に示す構造のレンズユニットでは、鏡筒の構造が複雑になり、また、レンズの大きさに対して鏡筒の外径が大型化するという問題がある。さらに、図６（ｂ）や図８（ｂ）に示すようなレンズスペーサは、輸送、保管、組立時にレンズスペーサが変形することがないように、細心の注意をもって取扱わねばならないという不便がある。
【０００９】
また、図７に示す構造のレンズユニットにおいては、レンズスペーサを必要としないものの、鏡筒の構造が複雑になり、また、レンズの大きさに対して鏡筒の外径が大型化するという問題がある。
【００１０】
従って、本発明は、製造が容易で、鏡筒の構造を複雑化することがないレンズスペーサ及びそれを備えたレンズユニット、及びレンズユニット製造方法を提供することを目的としている。
【００１１】
また、本発明は、レンズスペーサ及び単体レンズの芯出しを自動的に行うことができるレンズスペーサ及びそれを備えたレンズユニット、及びレンズユニット製造方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明は、鏡筒内に配置する単体レンズ相互間の間隔を保持するためのレンズスペーサにおいて、Ｃ字形の形状を有することを特徴としている。
【００１３】
このように構成された本発明においては、２枚の単体レンズの間に挟まれて、各単体レンズ間の間隔を保持するレンズスペーサがＣ字形の形状にされている。
このように構成された本発明によれば、必要とされる間隔が小さく、レンズスペーサの厚さが非常に薄くなった場合でも、レンズスペーサを容易に形成することができる。
【００１４】
また、好ましくは、Ｃ字形の形状の外径は鏡筒の内径よりも大きく構成する。
このように構成された本発明においては、レンズスペーサを鏡筒内に配置する際、Ｃ字形の形状のレンズスペーサの外径を鏡筒の内径よりも小さく縮小させ、レンズスペーサが所定の位置に配置された後、レンズスペーサを縮小させる力を除去して、レンズスペーサを拡張させる。鏡筒内で拡張されたレンズスペーサは鏡筒の内壁に隙間なく当接する。
【００１５】
このように構成された本発明によれば、レンズスペーサが鏡筒内に配置された状態において、レンズスペーサの中心と鏡筒の中心を自動的に整合させることができる。
【００１６】
さらに、Ｃ字形の形状を構成する部材の断面は概ね円形であるのが良い。
このように構成された本発明によれば、容易に入手できる円形断面の線材を所定の形状に曲げることによってレンズスペーサを構成することができる。
【００１７】
また、Ｃ字形の形状を構成する部材はピアノ線又はバネ用線材によって形成するのが良い。
このように構成された本発明によれば、断面直径の精度が比較的高い線材を、規格品として安価で入手することができる。
【００１８】
さらに、本発明のレンズユニットは、上記何れかのレンズスペーサを有することを特徴としている。
このように構成された本発明のレンズユニットにおいては、レンズユニットに組み込まれている少なくとも２枚の単体レンズの間に上記何れかのレンズスペーサが挟まれ、単体レンズ相互間の間隔が保持される。
【００１９】
また、本発明は、鏡筒内に少なくとも２枚の単体レンズを配置したレンズユニットを製造する方法において、鏡筒内に第１の単体レンズを配置する段階と、Ｃ字形の形状を有するレンズスペーサを準備する段階と、このレンズスペーサを第１の単体レンズの上に配置する段階と、レンズスペーサの上に第２の単体レンズを配置して、第１の単体レンズと第２の単体レンズとの間にレンズスペーサを挟む段階と、を有することを特徴としている。
【００２０】
さらに、本発明のレンズユニット製造方法において、Ｃ字形の形状を有するレンズスペーサの外径を鏡筒の内径よりも大きく形成しておき、レンズスペーサを第１の単体レンズの上に配置する際に、レンズスペーサの外径を縮小させる段階と、レンズスペーサの外径を鏡筒の中で拡張させる段階と、を更に有することを特徴としている。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に、添付図面を参照して、本発明の実施形態によるレンズユニットを説明する。図１は本発明の実施形態によるレンズユニットの断面図であり、図２は本発明の実施形態によるレンズユニットのレンズスペーサを組み込んだ部分の拡大断面図である。また、図３はレンズユニットを構成する内側鏡筒の正面図であり、図４（ａ）は内側鏡筒の中に落とし込む第２リングの正面図、図４（ｂ）は断面図であり、図５はレンズスペーサの形状を示す平面図である。
【００２２】
図１及び図２に示すように、本発明の実施形態によるレンズユニット１は、外側鏡筒２と、外側鏡筒２の内側に挿入される内側鏡筒４と、外側鏡筒２及び内側鏡筒４の中に位置決めされた７枚の単体レンズ６乃至１８と、単体レンズ６と単体レンズ８の間に挟まれ、それらの間隔を維持するレンズスペーサ２０と、を有する。さらに、レンズユニット１は、単体レンズ１４と単体レンズ１６の間隔を保持する第１リング２２と、単体レンズ１０を内側鏡筒４の中に位置決めする第２リング２４と、単体レンズ６を単体レンズ８の方に押しつける押えリング２６と、を有する。
【００２３】
円筒状の外側鏡筒２の内側には、内側鏡筒４を受け入れるための内側鏡筒受入部２ａ、及び、単体レンズ８を位置決めするための段部２ｂが形成されている。また、円筒状の内側鏡筒４の内側には、単体レンズ１６を位置決めするための段部４ａ、及び、第２リング２４を位置決めするための段部４ｂが形成されている。さらに、内側鏡筒４の内側には、カシメることによって単体レンズ１４を押さえる３つのカシメ部４ｃと、単体レンズ１０を押さえるカシメ部４ｄが形成されている。さらに、図３に示すように、カシメ部４ｃは、円周に沿って等間隔に３つ形成され、カシメ部４ｄは円周全体に延在している。また、図４に示すように、内側鏡筒４の段部４ｂに当接させる第２リング２４には、カシメ部４ｃを逃げるための３つの切欠部２４ａが形成されている。さらに、単体レンズ１６と単体レンズ１８、及び単体レンズ１２と単体レンズ１４は、夫々接着されて、密着している。
【００２４】
図５は本発明の実施形態によるレンズユニットに使用されているレンズスペーサ２０の形状を示す平面図である。図５に示すように、レンズスペーサ２０は、概ね円形の断面を有する線状の部材をＣ字形に曲げることによって製作される。また、Ｃ字形に曲げられた部材の両端は間隔を隔ている。本実施形態において、Ｃ字形の形状とは、円環の一部を切り取った結果得られる形状を意味する。Ｃ字形の形状のレンズスペーサ２０の外径は、図５に二点鎖線で示す外側鏡筒２のレンズスペーサ２０を配置すべき部分の内径よりも僅かに大きく形成されている。また、Ｃ字形を構成する線状の部材の両端の間隔は、レンズスペーサ２０を外側鏡筒２の内部に配置するために、弾性変形によってレンズスペーサ２０の外径を縮小させて外側鏡筒２の内径よりも小さくした際に、線状の部材の両端が重ならないような大きさにされている。本実施形態においては、外側鏡筒２の内径約２０ｍｍに対して約５ｍｍ間隔が隔てられている。さらに、本実施形態においては、レンズスペーサ２０は、弾性変形可能な金属線であるバネ用ステンレス鋼線、ＳＵＳ３０４材によって構成されている。バネ用ステンレス鋼線については、ＪＩＳＧ４３１４に規格があり、最大線径φ３．２０までの部材を、最大許容誤差±０．０２ｍｍで規格品として容易に入手することができる。また、規格品で容易に入手することができるピアノ線も同様に利用することができる。
【００２５】
次に、図１及び図２を参照して、本発明の実施形態によるレンズユニット１の製造方法を説明する。まず、予め接着された２枚の単体レンズ１６、１８を内側鏡筒４に落とし込み、単体レンズ１６の周辺部を内側鏡筒４の段部４ａに当接させる。次に、円筒状の第１リング２２を内側鏡筒４に落とし込み、先に落とし込んだ単体レンズ１６、１８を押える。さらに、予め接着された２枚の単体レンズ１２、１４を内側鏡筒４に落とし込み、第１リング２２の、単体レンズ１６の反対側の端面に当接させる。次に、内側鏡筒４のカシメ部４ｃをカシメて単体レンズ１４の面取部を押え、単体レンズ１４を固定する。次いで、円筒状の第２リング２４を内側鏡筒４に落とし込み、内側鏡筒４の段部４ｂに当接させる。この際、内側鏡筒４のカシメ部４ｃが第２リング２４に当たらないように、カシメ部４ｃの位置と第２リング２４の切欠部２４ａの位置を合わせて落とし込む。次に、単体レンズ１０を内側鏡筒４に落とし込み、第２リング２４の、単体レンズ１２の反対側の端面に当接させる。最後に、内側鏡筒４のカシメ部４ｄをカシメて単体レンズ１０の面取部を押さえ、単体レンズ１０を固定する。以上のように、内側鏡筒４内に配置された単体レンズ１０乃至１８は、内側鏡筒に設けられた段部及び円筒状のリングを利用して、従来の方法によって、位置決めされる。
【００２６】
次に、外側鏡筒２内に、２枚の単体レンズ６、８を配置、位置決めする。まず、単体レンズ８を、外側鏡筒２の中に、内側鏡筒受入部２ａの反対側から落とし込み、外側鏡筒２の段部２ｂに当接させる。次いで、レンズスペーサ２０を弾性変形させて、その直径を縮小させる。さらに、直径を縮小させたレンズスペーサ２０を外側鏡筒２の中に入れ、単体レンズ８の上に配置する。レンズスペーサ２０の直径を縮小させる力を除去すると、弾性変形が元に戻ってレンズスペーサ２０の直径が拡張される。レンズスペーサ２０は外側鏡筒２の内径よりも大きい外径を有するＣ字形の形状であるため、レンズスペーサ２０の外径は、その外周部が外側鏡筒２の内壁に当接するまで拡張する。レンズスペーサ２０の外周部は外側鏡筒２の内壁に隙間なく当接するので、レンズスペーサ２０を外側鏡筒２内に配置した状態では、レンズスペーサ２０の中心と外側鏡筒２の中心は自動的に整合する。次に、単体レンズ６をレンズスペーサ２０の上から外側鏡筒２の中に落とし込み、押えリング２６によって単体レンズ６を単体レンズ８の方に押圧して、レンズスペーサ２０を単体レンズ６と単体レンズ８の間に挟む。最後に、先に組み上げた内側鏡筒４を、外側鏡筒２の内側鏡筒受入部２ａに挿入してレンズユニットを完成させる。
【００２７】
図２は、図１のレンズスペーサ２０の部分を拡大した部分断面図である。図２に示すように、レンズスペーサ２０は、弾性回復力により直径が拡大されるので、レンズスペーサ２０の外周部２０ａ全体が外側鏡筒２の内壁と常に接触するように維持される。さらに、単体レンズ６は、押えリング２６によって単体レンズ８の方に押圧されるので、レンズスペーサ２０は、単体レンズ６と単体レンズ８の間に挟まれ、側面部分２０ｂ及び２０ｃにおいて単体レンズ６及び８と夫々当接する。また、単体レンズ６及び８に挟まれたレンズスペーサ２０は、半径方向外方に押され、外側鏡筒２の内壁に押付けられる。従って、単体レンズ６と単体レンズ８の相対的な位置関係は、レンズスペーサ２０を構成する線状の部材の断面の直径によって規定され、組立作業の良否による影響を受けることがない。
【００２８】
本発明の実施形態のレンズユニットにおいては、線状の部材をＣ字形に曲げることによって容易に製造することができるレンズスペーサにより、単体レンズ間の非常に小さい間隔が維持される。また、レンズスペーサ自体の弾性回復力によってレンズスペーサが鏡筒の内壁に隙間なく密着するので、レンズスペーサの芯出しが自動的に行われ、レンズを精度良く位置決めすることができる。さらに、レンズスペーサと当接する単体レンズの面、及び、外側鏡筒の内壁は、何れも精度良く形成された面であるため、各単体レンズの位置決め精度を高くすることができる。また、レンズスペーサの材料としてバネ用鋼線を利用することにより、線径精度の高い材料を安価な規格部品として容易に入手することができる。
【００２９】
変形例として、レンズスペーサ２０を使用する単体レンズの曲率が大きい場合には、レンズスペーサ２０の外径を、外側鏡筒２の内径と同じ、又は内径よりも小さくすることができる。即ち、レンズスペーサ２０が単体レンズ６と単体レンズ８との間に挟まれた際、レンズスペーサ２０は傾斜した単体レンズ８の表面によって半径方向外方に押し広げられるので、レンズスペーサ２０の外径が外側鏡筒２の内径と同じか、内径よりも小さい場合にも、レンズスペーサ２０の外周を外側鏡筒２の内壁に当接させることができる。
【００３０】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。特に、上述したレンズユニットのレンズ構成、レンズ枚数、配置、鏡筒の構造等は例示であり、本発明のレンズユニットを限定するものではない。また、単一のレンズユニットに本発明のレンズスペーサを複数使用することもできる。さらに、上述した実施形態では、バネ用線材を曲げることによってレンズスペーサを形成しているが、レンズスペーサを金属以外の任意の材料で構成することができ、また、直線状の部材を曲げて製造するばかりでなく、レンズスペーサを射出成形等任意の製造方法で形成することができる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、製造が容易で、鏡筒の構造を複雑化することがないレンズスペーサ及びそれを備えたレンズユニット、及びレンズユニット製造方法を得ることができる。
【００３２】
また、本発明によれば、レンズスペーサ及び単体レンズの芯出しを自動的に行うことができるレンズスペーサ及びそれを備えたレンズユニット、及びレンズユニット製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態によるレンズユニットの断面図である。
【図２】本発明の実施形態によるレンズユニットのレンズスペーサの部分の拡大断面図である。
【図３】レンズユニットを構成する内側鏡筒の正面図である。
【図４】内側鏡筒の中に落とし込む第２リングの正面図、及び断面図である。
【図５】レンズスペーサの形状を示す平面図である。
【図６】従来のレンズユニットの構造の一例を示す断面図である。
【図７】従来のレンズユニットの構造の別の一例を示す断面図である。
【図８】従来のレンズユニットの構造のまた別の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１本発明の実施形態によるレンズユニット
２外側鏡筒
４内側鏡筒
６〜１８単体レンズ
２０レンズスペーサ
２２第１リング
２４第２リング
２６押えリング

Claims

鏡筒内に配置する単体レンズ相互間の間隔を保持するためのレンズスペーサにおいて、
Ｃ字形の形状を有することを特徴とするレンズスペーサ。
前記Ｃ字形の形状の外径が前記鏡筒の内径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のレンズスペーサ。
前記Ｃ字形の形状を構成する部材の断面が概ね円形であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のレンズスペーサ。
前記Ｃ字形の形状を構成する部材がピアノ線又はバネ用線材によって形成されていることを特徴とする請求項３記載のレンズスペーサ。
請求項１乃至請求項４に記載のレンズスペーサを有することを特徴とするレンズユニット。
鏡筒内に少なくとも２枚の単体レンズを配置したレンズユニットを製造する方法において、
前記鏡筒内に第１の単体レンズを配置する段階と、
Ｃ字形の形状を有するレンズスペーサを準備する段階と、
このレンズスペーサを前記第１の単体レンズの上に配置する段階と、
前記レンズスペーサの上に第２の単体レンズを配置して、前記第１の単体レンズと前記第２の単体レンズとの間に前記レンズスペーサを挟む段階と、
を有することを特徴とするレンズユニット製造方法。
前記Ｃ字形の形状を有するレンズスペーサの外径が前記鏡筒の内径よりも大きく形成されており、
前記レンズスペーサを前記第１の単体レンズの上に配置する際に、前記レンズスペーサの外径を縮小させる段階と、
前記レンズスペーサの外径を前記鏡筒の中で拡張させる段階と、
を更に有することを特徴とする請求項６記載のレンズユニット製造方法。