JPH10123388A

JPH10123388A - 複合レンズ及び複合レンズを備えた光学系

Info

Publication number: JPH10123388A
Application number: JP29581896A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Suganuma; 洋菅沼
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-10-17
Filing date: 1996-10-17
Publication date: 1998-05-15

Abstract

(57)【要約】【課題】容易に且つ高精度に組立が行われるようにし
た、複合レンズを提供すること。【解決手段】複数枚のレンズから成る複合レンズ１０
において、少なくとも互いに隣接する二枚のモールドレ
ンズ１１，１２に、相互の偏心，光軸倒れ及び面間隔の
誤差を排除するために、相対位置を固定するようにモー
ルドレンズに一体に形成された位置決め部１１ａ，１２
ａ，１３が備えられるように、複合レンズ１０を構成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数枚のレンズか
ら成る複合レンズに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような複合レンズは、例えば
図９に示すように構成されている。図９において、複合
レンズ１は、光軸上に順次に配設された４枚のレンズ
２，３，４及び５から構成されている。各レンズ２，
３，４及び５は、複合レンズ１全体としての各種収差が
できるだけ小さく補正されるように、その厚さ，材質
（屈折率）及び両面の曲率半径そしてレンズ面間隔が選
定されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな複合レンズ１においては、組立時に各レンズ２，
３，４及び５の相互の位置決め誤差、即ち図９に示すよ
うに、偏心，光軸倒れそして面間隔のずれを低減するよ
うに、各レンズ２，３，４及び５の位置調整が必要にな
ると共に、これらの不良に基づいて、製品の歩留まりが
低下してしまうという問題があった。これに対して、組
立時の上述した各種誤差を見込んだレンズ設計も可能で
はあるが、設計による誤差低減にも限度があり、結局、
製造コストが高くなってしまうと共に、特に低コストが
要求される光ディスク用対物レンズの場合には、コスト
故に導入が見送られている。

【０００４】ところで、現在、プラスチックやガラスの
モールドレンズは、量産性があり、低コストであること
から、光ディスクを含む多くの分野において、使用され
るようになってきている。さらに、モールド成形技術の
進歩によって、複雑な形状の加工も可能になってきてい
る。他方、光学部品の組立作業は、光通信における光フ
ァィバーとレーザ受発光装置との連結，ビデオカメラ等
のズームレンズ，各種対物レンズ等の種々の分野におい
て、光学性能に関して決定的な重要性を有している。そ
して、これらの分野では、組立時の偏心等の位置調整
は、コストと性能を決定する重大な要因であり、容易に
且つ低コストでの位置調整が望まれている。

【０００５】これに対して、従来は、レンズは、ホルダ
ーに挿入され接着等により固定保持されているが、この
ホルダーに対する位置ずれや、ホルダー自体の成形の寸
法精度により、複数の位置ずれが累積することになるの
で、組立後の製品における位置ずれの大部分が、組立に
よって発生しているという問題があった。

【０００６】本発明は、以上の点に鑑み、容易に且つ高
精度に組立が行われるようにした、複合レンズを提供す
ることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明によ
れば、複数枚のレンズから成る複合レンズであって、少
なくとも互いに隣接する二枚のレンズに、互いの相対位
置を固定するようにレンズに一体に形成された位置決め
部が備えられている、複合レンズにより、達成される。

【０００８】上記構成によれば、複合レンズを構成する
複数枚のレンズのうち、少なくとも互いに隣接する二枚
のレンズが、例えばレンズの中心付近または外周付近に
て一体に形成された位置決め部を備えているので、組立
時に、これらの位置決め部により、当該二枚のレンズ間
の偏心，光軸倒れ及び面間隔の誤差が排除され、高精度
に位置決めされることになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
を図１乃至図８を参照しながら、詳細に説明する。尚、
以下に述べる実施形態は、本発明の好適な具体例である
から、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、
本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定
する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるもの
ではない。

【００１０】図１は、本発明による複合レンズの第一の
実施形態を示している。図１において、複合レンズ１０
は、レンズ間隔がなく、互いに光軸上で接触している二
枚の両凸レンズ１１，１２から構成されている。各凸レ
ンズ１１，１２は、好ましくはモールドレンズであっ
て、その光軸である中心軸に沿って成形された位置決め
部としての貫通孔１１ａ，１２ａを備えており、組立時
に、位置決め部の一部を構成する芯部材１３が挿通され
るようになっている。上記貫通孔１１ａ，１２ａの内
径及び芯部材１３の外径は、互いにぴったり嵌合するよ
うに、適宜に選定されている。

【００１１】本実施形態による複合レンズ１０は、以上
のように構成されており、各凸レンズ１１，１２は、そ
の貫通孔１１ａ，１２ａに対して、芯部材１３が挿通さ
れ、芯部材１３上で互いに接触されることにより、相互
に位置決めされるようになっている。この場合、貫通孔
１１ａ，１２ａは、各レンズ１１，１２のモールド成形
の際に、レンズの成形と同時に一体に成形されることに
なるため、レンズ１１，１２のレンズ面に対して、正確
に位置決めされた状態で成形される。これにより、貫通
孔１１ａ，１２ａ内に芯部材１３を挿通することによっ
て、各レンズ１１，１２は、互いに偏心，光軸倒れの無
い状態で、高精度で位置決めされることになる。尚、レ
ンズ１１，１２のレンズ面間隔は、０であることから、
レンズ１１，１２が互いに接触されることにより、正確
に位置決めされることになる。

【００１２】尚、複合レンズ１０は、その光軸上に、位
置決め部材である芯部材１３が存在することになるが、
この芯部材１３を、十分に小径にするか、あるいは入射
光の一部または全部を反射させる材料から構成すること
によって、この芯部材１３によるレンズ性能への影響を
排除することができる。この場合、この芯部材１３に入
射する光が遮断されることにより、複合レンズ１０を透
過する光の一部が遮断され、透過光の光量が僅かに減少
することになる。また、この位置決め部１１ａ，１２
ａ，１３の遮光部分の径を、瞳径に対して適宜の大きさ
に選定しておくことにより、アポダイゼーション（apod
izaition)による超解像の効果も得られることになる。

【００１３】図２は、本発明による複合レンズの第二の
実施形態を示している。図２において、複合レンズ２０
は、レンズ間隔がなく、互いに光軸上で接触している二
枚のレンズ、即ち両凸レンズ２１とこのレンズ２１側に
凹面を有するメニスカスレンズ２２から構成されてい
る。両凸レンズ２１は、好ましくはモールドレンズであ
って、レンズ２２側にて、その光軸である中心軸に沿っ
て成形された位置決め部としての凹部２１ａを備えてお
り、メニスカスレンズ２２は、モールドレンズであっ
て、レンズ２１側にて、その光軸である中心軸に沿って
成形された位置決め部としての凸部２２ａを備えてい
る。

【００１４】このような構成の複合レンズ２０によれ
ば、各凸レンズ２１，２２は、その凸部２２ａが凹部２
１ａ内に挿入固定されることにより、相互に位置決めさ
れるようになっている。この場合、凸部２１ａ，凹部２
２ａは、レンズ２１，２２のモールド成形の際に、それ
ぞれレンズの成形と同時に一体に成形されることになる
ため、レンズ２１，２２のレンズ面に対して、正確に位
置決めされた状態で成形される。これにより、凸部２１
ａ，凹部２２ａが互いに係合することによって、各レン
ズ２１，２２は、互いに偏心，光軸倒れの無い状態で、
高精度で位置決めされることになる。尚、レンズ２１，
２２のレンズ面間隔は、０であることから、レンズ２
１，２２が互いに接触されることにより、正確に位置決
めされることになる。

【００１５】上述した各複合レンズ１０，２０におい
て、貫通孔１１ａ，１２ａを有するレンズまたは凹部２
２ａを備えたレンズ１１，１２，２１は、例えば図３に
示すようなモールド金型を使用することによって、容易
に成形される。即ち、図３において、モールド金型３０
は、互いに接近して閉じられることにより、内部にレン
ズを成形するためのキャビティ３３を画成する二つのモ
ールド金型３１，３２から構成されており、一方の金型
（図示の場合、金型３２）には、中心軸に沿って他方の
金型３１に向かって延びる芯３２ａが備えられている。
これに対して、他方の金型３１は、金型３１，３２が閉
じられたとき、芯３２ａの先端を受容するための凹部３
１ａを備えている。このような構成の金型３０によれ
ば、開いた状態の金型３１，３２間に、仮成形品３４を
挿入して、金型３１，３２を互いに閉じることによっ
て、芯３２ａの部分に貫通孔を有するレンズが成形され
ることになる。

【００１６】図４は、本発明による複合レンズの第三の
実施形態を示している。図４において、複合レンズ４０
は、レンズ面間隔ｄを有するように、互いに光軸上に配
設された二枚の両凸レンズ４１及び４２から構成されて
いる。両凸レンズ４１，４２は、モールドレンズであっ
て、互いに対向する側にて、その光軸である中心軸に沿
って成形された位置決め部としての凹部４１ａ，４２ａ
を備えており、組立時に、位置決め部の一部を構成する
芯部材４３が挿通されるようになっている。上記芯部材
４３は、その中央付近にて、光軸方向に沿って上記レン
ズ面間隔ｄに等しい長さに設定した、僅かに大径の拡大
部４３ａを備えている。また、上記凹部４１ａ，４２ａ
の内径及び芯部材４３の外径は、互いにぴったり嵌合す
るように、適宜に選定されている。

【００１７】このような構成の複合レンズ４０によれ
ば、各凸レンズ４１，４２は、その凹部４１ａ，４２ａ
に対して、芯部材４３の両端部が挿入されると共に、レ
ンズ４１，４２のレンズ面が、芯部材４３の拡大部４３
ａの端面に接触されることにより、相互に位置決めされ
るようになっている。この場合、凹部４１ａ，４２ａ
は、レンズ４１，４２の成形の際に、同時に一体に成形
されることになるため、レンズ４１，４２のレンズ面に
対して、正確に位置決めされた状態で成形される。これ
により、凹部４１ａ，４２ａ内に芯部材４３を挿入する
ことによって、各レンズ４１，４２は、互いに偏心，光
軸倒れの無い状態で、高精度で位置決めされることにな
ると共に、レンズ４１，４２のレンズ面が、芯部材４３
の拡大部４３ａの端面に当接することにより、レンズ面
間隔ｄが正確に位置決めされることになる。

【００１８】図５は、本発明による複合レンズの第四の
実施形態を示している。図５において、複合レンズ５０
は、レンズ間隔ｄを有するように、互いに光軸上に配設
された二枚のレンズ、即ち両凸レンズ５１，及びレンズ
５１側に凹面を有するメニスカスレンズ５２と、芯部材
５３とから構成されている。両凸レンズ５１は、モール
ドレンズであって、外周付近、図示の場合、上縁にて、
その光軸方向に沿って成形された位置決め部としての貫
通孔５１ａを備えており、メニスカスレンズ５２は、モ
ールドレンズであって、同様に外周付近、図示の場合、
上縁にて、その光軸方向に沿って成形された位置決め部
としての貫通孔５２ａを備えている。さらに、レンズ５
１，５２は、上記貫通孔５１ａ，５２ａとは反対側、図
示の場合、下縁にて、それぞれ互いに係合する凹部５１
ｂ，凸部５２ｂを備えている。また、芯部材５３は、位
置決め部として、レンズ５１，５２の貫通孔５１ａ，５
２ａにぴったり嵌合するように、その外径が選定されて
いる。

【００１９】このような構成の複合レンズ５０によれ
ば、各レンズ５１，５２は、その貫通孔５１ａ，５２ａ
に対して、芯部材５３が挿通されると共に、凹部５１ｂ
内に凸部５２ａが係合することにより、相互に位置決め
されるようになっている。この場合、貫通孔５１ａ，５
２ａ，凹部５１ｂ，凸部５２ｂは、それぞれレンズ５
１，５２の成形の際に、同時に一体に成形されることに
なるため、レンズ５１，５２のレンズ面に対して、正確
に位置決めされた状態で成形される。これにより、各レ
ンズ５１，５２は、貫通孔５１ａ，５２ａ内に芯部材５
３を挿通することにより、互いに偏心，光軸倒れの無い
状態で、高精度で位置決めされると共に、凹部５１ｂ内
に凸部５２ｂを係合させることによって、レンズ５１，
５２のレンズ面間隔が正確に位置決めされることにな
る。

【００２０】上述した複合レンズ５０においては、位置
決め部の一部として、貫通孔５１ａ，５２ａと芯部材５
３が採用されているが、これに限らず、例えば図６に示
すように、一方のレンズ５２に光軸方向に延びるように
取り付けられあるいは一体に成形された位置決めピン５
４が、他方のレンズ５１に設けられた貫通孔５１ａに挿
通されるようにしてもよい。また、例えば図７に示すよ
うに、一方のレンズ５２に光軸方向に延びるように一体
に形成されたクサビ５５が、他方のレンズ５１に形成さ
れた受容部５６に挿入されるようにしてもよい。さよ
に、例えば図８に示すように、一方のレンズ５２に設け
られたネジ孔（図示せず）に対して、他方のレンズ５１
に設けられた貫通孔５１ａを通して、固定ネジ５７が螺
合されるようにしてもよい。

【００２１】このように、上述の実施形態では、複合レ
ンズを構成する複数枚のレンズのうち、少なくとも互い
に隣接する二枚のモールドレンズが、レンズの中心付近
または外周付近にて一体に形成された位置決め部を備え
ているので、組立時に、これらの位置決め部により、当
該二枚のモールドレンズ間の偏心，光学倒れ及び面間隔
の誤差が排除され、高精度に位置決めされることにな
る。従って、組立後のモールドレンズ間の位置調整が不
要となり、簡単な構成により低コストで高精度の組立が
行われることになると共に、組立による製品の歩留まり
が向上することになる。

【００２２】さらに、個々のモールドレンズをホルダー
に装着することなく、複合レンズの組立が可能となるの
で、部品点数が削減されることになる。上記位置決め部
が、入射光の一部または全部を反射または吸収する材料
から構成されている場合には、位置決め部に入射した光
が、実質的に位置決め部によって遮断されることになる
ので、僅かに光量が低下するのみで、このような光がレ
ンズ性能に影響を与えることはない。

【００２３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、容
易に且つ高精度に組立が行われるようにした、複合レン
ズを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による複合レンズの第一の実施形態を示
す概略図である。

【図２】本発明による複合レンズの第二の実施形態を示
す概略図である。

【図３】図１の複合レンズにおけるモールドレンズを成
形するためのモールド金型の構成例を示す概略断面図で
ある。

【図４】本発明による複合レンズの第三の実施形態を示
す概略図である。

【図５】本発明による複合レンズの第四の実施形態を示
す概略図である。

【図６】図５の複合レンズにおける位置決め部の変形例
を示す部分拡大斜視図である。

【図７】図５の複合レンズにおける位置決め部の変形例
を示す部分拡大斜視図である。

【図８】図５の複合レンズにおける位置決め部の変形例
を示す部分拡大斜視図である。

【図９】従来の複合レンズの一例の構成を示す概略図で
ある。

【符号の説明】

１０・・・複合レンズ、１１，１２・・・両凸レンズ、
１１ａ，１２ａ・・・貫通孔、１３・・・芯部材、２０
・・・複合レンズ、２１・・・両凸レンズ、２１ａ・・
・凹部、２２・・・メニスカスレンズ、２２ａ・・・凸
部、３０・・・モールド金型、３１，３２・・・金型、
３２ａ・・・芯、３３・・・キャビティ、４０・・・複
合レンズ、４１，４２・・・両凸レンズ、４３・・・芯
部材、４３ａ・・・拡大部、５０・・・複合レンズ、５
１・・・両凸レンズ、５２・・・メニスカスレンズ、５
１ａ，５２ａ・・・貫通孔、５１ｂ・・・凹部、５２ｂ
・・・凸部、５３・・・芯部材、５４・・・位置決めピ
ン、５５・・・クサビ、５６・・・受容部、５７・・・
固定ネジ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数枚のレンズからなる複合レンズであ
って、少なくとも互いに隣接する二枚のレンズに、互いの相対
位置を固定するようにレンズに一体に形成された位置決
め部が備えられていることを特徴とする複合レンズ。
【請求項２】前記位置決め部が、それぞれ前記レンズ
の中心付近に設けられていることを特徴とする請求項１
に記載の複合レンズ。
【請求項３】前記位置決め部が、光軸に沿って設けられた孔と、双方のレンズの孔に挿通された芯部材とからなることを
特徴とする請求項２に記載の複合レンズ。
【請求項４】前記位置決め部が、互いに係合する凸部
及び凹部であることを特徴とする請求項２に記載の複合
レンズ。
【請求項５】前記位置決め部が、それぞれレンズの外
周付近に設けられていることを特徴とする請求項１に記
載の複合レンズ。
【請求項６】前記位置決め部が、光軸方向に延びる孔と、双方のレンズの孔に挿通された芯部材とからなることを
特徴とする請求項５に記載の複合レンズ。
【請求項７】前記位置決め部が、互いに係合する凸部
及び凹部であることを特徴とする請求項５に記載の複合
レンズ。
【請求項８】前記位置決め部が、入射光の一部または
全部を反射または吸収する材料から構成されていること
を特徴とする請求項２に記載の複合レンズ。
【請求項９】複数のレンズ群から成り、各レンズ群の
うち、少なくとも一つのレンズ群が、複数枚のレンズか
らなっていて、少なくとも互いに隣接する二枚のレンズに、互いの相対
位置を固定するようにレンズに一体に形成された位置決
め部が備えられていることを特徴とする複合レンズ。
【請求項１０】複数枚のレンズからなる複合レンズを
含む光学系であって、少なくとも互いに隣接する二枚のレンズに、互いの相対
位置を固定するようにレンズに一体に形成された位置決
め部が備えられていることを特徴とする光学系。