JP2005202020A - レンズユニット - Google Patents

Abstract

【課題】低背化を実現する上でレンズの表面やレンズ鏡筒の表面での光の反射を防止することができ数μｍの光軸調整が実現できる安価なレンズユニットを提供することを目的とするものである。
【解決手段】複数のレンズ２３ａ，２３ｂを光軸方向に並べて保持するレンズ鏡筒の内壁２１に光軸方向に凸形状の柱状体２２を少なくとも３箇所に設け、この柱状体２２にテーパ部を形成して前記レンズ２３ａ，２３ｂの外周部と当接させて配置固定したレンズユニット２５であり、複数のレンズ２３ａ，２３ｂの光軸を数μｍ以下の精度で調整することができる。
【選択図】図１

Description

本発明はカメラ等に用いられるレンズ部品およびレンズを保持するレンズ鏡筒からなるレンズユニットに係り、特にコンパクトデジタルカメラやモバイルカメラ等のレンズユニットに関するものである。

従来のレンズユニットについては、図７および図８に示すものがある。

図７は従来のレンズユニットの構成を示す断面図、図８は従来の別のレンズユニットの構成を示す断面図である。

図７において、１はレンズを保持するレンズ鏡筒、２はレンズ、３は突起、４は接着剤である。円筒形のレンズ鏡筒１の内壁には隔壁を４等分する位置に弦状の曲面を有する柱状体の突起３が形成され、この突起３の頂点の内接円の中心がレンズ２の光軸と一致し、レンズ２の外径がこの内接円と同一の径となる。

このレンズ鏡筒１の内部にレンズ２を挿入配置し、このレンズ２を挿入した側から突起部３に接着剤４を塗布してレンズ鏡筒１にレンズ２を保持および固定する。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。

また、図８において、１１はレンズ、１２はレンズ外周部、１３はレンズ鏡筒、１４は傾斜部である。レンズ１１の外周部１２に光軸との間に所定角度を有する傾斜部が形成され、レンズ鏡筒１３の内壁にも光軸との間に所定角度を有する傾斜部１４が形成されている。そしてレンズ１１がレンズ鏡筒１３の内壁の傾斜部１４にレンズ外周部１２の傾斜部とが合致するようにクリアランスがない状態で接し保持される。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献２が知られている。
特開平４−１６６９０５号公報 特開平５−１１３５２９号公報

しかしながら従来の構成では、低背化を実現する上でレンズ２，１１の表面やレンズ鏡筒１，１３の表面での光の反射を防止することが困難である。また図７に示すようにレンズ２をレンズ鏡筒１の内部に挿入する場合、クリアランスが必要となりどうしても数十μｍの光軸調整しか実現できない。さらに図８に示すようにレンズ１１の外周部１２の傾斜部およびレンズ鏡筒１３の内壁の傾斜部１４の加工が非常に難しいという課題があった。

本発明は低背化を実現する上でレンズ表面やレンズ鏡筒の表面での光の反射を防止することができ数μｍの光軸調整が実現できる安価なレンズユニットを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために本発明は下記の構成を有する。

本発明の請求項１に記載の発明は、複数のレンズを光軸方向に並べて保持するレンズ鏡筒の内壁に光軸方向に凸形状の柱状体を少なくとも３箇所に設け、この柱状体にテーパ部を形成して前記レンズの外周部と当接させて配置固定したレンズユニットであり、複数のレンズの光軸を数μｍ以下の精度で調整することができる。

請求項２に記載の発明は、柱状体に少なくとも２つの傾斜角のテーパ部を設けた請求項１に記載のレンズユニットであり、レンズ鏡筒の内部に外径の異なるレンズを高精度に配設することができる。

請求項３に記載の発明は、２つの異なる光軸との間の傾斜角を挿入口からθ１，θ２とし、この２つの傾斜角θ１とθ２との関係をθ１＞θ２とする請求項２に記載のレンズユニットであり、異なるテーパ部の境界で形成する内接円を通過させることにより従来の光軸調整よりも高い精度で調整することが可能となる。

請求項４に記載の発明は、柱状体の異なる傾斜角の境界で形成される内接円の外径を配設するレンズの外径より数十μｍから数百μｍ大きくした請求項１に記載のレンズユニットであり、異なるテーパ部の境界で形成する内接円を通過させることにより従来の光軸調整よりも高い精度で調整することが可能となる。

請求項５に記載の発明は、凸形状の柱状体を除くレンズ鏡筒の内壁に植毛シートまたは反射防止フィルムを設けた請求項１に記載のレンズユニットであり、レンズ鏡筒の内壁での光の反射を防止することができるためフレアやゴーストの発生を抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、凸形状の柱状体の表面に梨地加工を施した請求項１に記載のレンズユニットであり、凸形状の柱状体の表面での光の反射を防止することができるためフレアやゴーストの発生を抑制することができる。

請求項７に記載の発明は、凸形状の柱状体をレンズ鏡筒の内壁で形成される円と同心円上に設けた請求項１に記載のレンズユニットであり、レンズの光軸を高精度で調整することができる。

請求項８に記載の発明は、レンズの外周部に凸形状の柱状体と嵌合する凹部を設けた請求項１に記載のレンズユニットであり、光軸に対する傾きや倒れを防止することができる。

請求項９に記載の発明は、レンズの外径をレンズ鏡筒の内径より数百μｍ以上小さくした請求項１に記載のレンズユニットであり、レンズと植毛シートまたは反射防止フィルムとの干渉を防止することができる。

請求項１０に記載の発明は、レンズの外周部に設けた凸形状の柱状体と嵌合する凹部の表面に梨地加工を施した請求項８に記載のレンズユニットであり、レンズの凹部での光の反射を防止することができるためフレアやゴーストの発生を抑制することができる。

請求項１１に記載の発明は、レンズ間に円筒形のスペーサを挿入した請求項１に記載のレンズユニットであり、レンズ間の間隔を高精度に調整することができる。

請求項１２に記載の発明は、レンズ鏡筒の内壁と接する外側部分を除くスペーサの表面に植毛シートまたは反射防止フィルムの配設、梨地加工または黒塗り加工を施した請求項１１に記載のレンズユニットであり、スペーサの表面での光の反射を防止することができるためフレアやゴーストの発生を抑制することができる。

以上のように本発明は、複数のレンズを光軸方向に並べて保持するレンズ鏡筒の内壁に光軸方向に凸形状の柱状体を少なくとも３箇所に設け、この柱状体にテーパ部を形成して前記レンズの外周部と当接させて配置したレンズユニットであり、複数のレンズの光軸を数μｍ以下の精度で調整することができる。

以下、本発明の実施の形態について図を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるレンズユニットの構成を示す斜視図、図２、図３、図４（ａ）は本発明の実施の形態１における別のレンズユニットの構成を示す斜視図、図４（ｂ）は本発明の実施の形態１における別のレンズユニットの構成を示す断面図である。

図１〜図４において、２１はレンズ鏡筒の内壁、２２は柱状体、２３ａ，２３ｂはレンズ、２４ａ，２４ｂはレンズの外周部、２５はレンズユニットである。

また、図１〜４において、レンズ鏡筒や柱状体の材料には通常ポリカーボネイト、ポリアミドまたは液晶ポリマのような種々の公知の樹脂が用いられ、その色は鏡筒の内壁２１での光線の反射を防止するために、黒色のものが望ましい。例えば、ポリカーボネイト樹脂は安価な材料であり、ガラスフィラー２０〜３０％のものを用いることにより、成型時の収縮異方性を小さくすることができるため、低コストで寸法精度の高い鏡筒を得ることが可能になる。ポリアミド樹脂は耐熱性が高く、リフロー工程に耐えうる鏡筒を得ることが可能になる。また、液晶ポリマは流動性が高いため、薄肉で成型を行うことができ、耐熱性、耐湿性が高いために高温高湿下でも形状変化の小さい鏡筒を得ることが可能になる。

図１に示すようにレンズ鏡筒の内壁２１の少なくとも３箇所にレンズ２３ａ，２３ｂの光軸方向に伸びた凸形状の柱状体２２が設けられ、この柱状体２２にはテーパ部が形成されている。そしてレンズ２３ａ，２３ｂはこのレンズ鏡筒の内壁２１に設けられた３箇所の柱状体２２に線状態で接して配置固定されている。

なお、この３箇所に設けられた柱状体２２は同形状となっているためレンズ鏡筒の内壁２１で形成される円と３箇所に設けられた柱状体２２で形成される内接円とは同心円となっている。

また、図２に示すように柱状体２２の一部分にテーパ部を形成しても良い。さらに図３に示すように柱状体２２に形成するテーパ部の傾斜を一方向だけでなく他方向の傾斜を有しても良い。

この構成によりレンズ鏡筒の内壁２１に外径の異なるレンズ２３ａ，２３ｂを高精度に配設固定することができる。

また、図４（ａ），（ｂ）において、レンズ２３ａ，２３ｂを保持するレンズ鏡筒の内壁２１の３箇所に凸形状の柱状体２２が設けられ、この柱状体２２には２つの異なる傾斜角を有するテーパ部が形成されている。なおこの２つの光軸との間の傾斜角をレンズ２３ａ，２３ｂの挿入口からθ１，θ２とし、この傾斜角θ１，θ２はθ１＞θ２の関係となっている。またこの傾斜角θ１，θ２を有するテーパ部の境界で構成される内接円の径は挿入して配置固定するレンズ２３ａの径より数十μｍ〜数百μｍ大きくしている。

以上の構成によりレンズ鏡筒の内壁２１に設けた３箇所の柱状体２２によりクリアランスなく高い精度で光軸調整ができる。また異なるテーパ部の境界で形成する内接円を通過させることにより従来の光軸調整よりも高い精度で調整することが可能となる。さらにレンズ鏡筒の内壁２１に設けた３箇所の柱状体２２により保持するレンズ２３ａ，２３ｂとレンズ鏡筒との間に間隙が形成されるためレンズ２３ａ，２３ｂを少なくとも３箇所保持して柱状体２２に接するように光軸調整が容易にできる。また複数のレンズ２３ａ，２３ｂの外径が異なる場合に有効である。

レンズ２３ａ，２３ｂの固定には種々の公知の固定方法を用いてもよく、例えば柱状体２２のレンズ２３ａ，２３ｂの外周部２４ａ，２４ｂを接着剤（図示せず）による固定方法が用いられる。

また、このように柱状体２２でレンズ２３ａ，２３ｂを支持する構造によりレンズ鏡筒の内壁２１に設けた柱状体２２を除く部分に植毛シートや反射防止フィルム（図示せず）を配設することができる。植毛シートは、紙や塩化ビニル、フッ化ビニル等の基材にナイロン繊維等を植毛したものまたは基材のないものが用いられ、黒色のものを用いることにより反射防止効果を高めることができる。また、落毛防止処理を施したものを用いることにより、落毛によるレンズ等へのゴミの付着を防止することが可能になる。

反射防止シートは、例えばカーボンブラックやカーボンブラックを練り込んだ黒色ポリエステルフィルムの表面にマット加工を施したものが用いられ、反射率が０．３％以下のものが望ましい。これまでのコンパクトデジタルカメラ等に用いられているレンズユニット２５ではレンズ鏡筒の外径が１ｃｍ程度と非常に小さくレンズ鏡筒とレンズ２３ａ，２３ｂとのクリアランスを数μｍと小さい場合レンズ鏡筒の内壁２１に植毛シートまたは反射防止フィルムを配設するとこの植毛シートまたは反射防止フィルムが干渉してレンズ２３ａ，２３ｂをレンズ鏡筒内に挿入できなくなっていた。またレンズ２３ａ，２３ｂと植毛シートまたは反射防止フィルムとが干渉しないように十分なクリアランスを設けた場合にはレンズ２３ａ，２３ｂの調芯精度が数十μｍと精度が悪化する。

以上の構成により本発明のレンズユニット２５において、レンズ２３ａ，２３ｂの光軸を数μｍ程度の精度で調整することができ、かつレンズ鏡筒の内壁２１で光の反射を防止することができ、さらにレンズ鏡筒の内壁２１および柱状体２２の表面に反射防止を施しフレアやゴーストの発生を抑制することができる。

（実施の形態２）
図５は本発明の実施の形態２におけるレンズユニットの構成を示す斜視図である。

図５において、２１はレンズ鏡筒の内壁、２２は柱状体、２３はレンズ、２４はレンズの外周部、２５はレンズユニット、２６はレンズ２３に形成した凹部である。

図５において、実施の形態１と異なる点はレンズ２３の外周部２４と柱状体２２と線状態で接する構成から嵌合する凹部２６が形成され、面で接する構成である。このレンズ２３の凹部２６と柱状体２２とを嵌合させることにより光軸に対するレンズ２３の傾きや倒れを防止することができる。またレンズ２３とレンズ鏡筒の内壁２１に配設した植毛シートや反射防止フィルム（図示せず）との干渉を防止することができ、レンズ２３をレンズ鏡筒の内部に円滑に配設することができる。さらにレンズ２３の外周部２４に形成した凹部２６の表面に梨地加工等の反射防止加工により反射を抑制しフレアやゴーストの発生を防止することができる。

（実施の形態３）
図６は本発明の実施の形態３におけるレンズユニットの斜視図である。

図６において、２１はレンズ鏡筒の内壁、２２は柱状体、２３ａ，２３ｂはレンズ、２４ａ，２４ｂはレンズ２３ａ，２３ｂの外周部、２５はレンズユニット、２７はスペーサである。

図６に示すように図１に示すレンズユニット２５のレンズ２３ａ，２３ｂの間に円筒形のスペーサ２７を設けている。このスペーサ２７の内径は少なくともレンズ２３ａ，２３ｂの有効径と同じかそれ以上であることが望ましい。またスペーサ２７の材質は金属、樹脂等の様々な材質を用いることができる。そしてこのスペーサ２７の表面に梨地加工、遮光性の材質でのコーティング、黒塗り加工等を施してスペーサの表面による反射を防止することでフレアやゴーストの発生を抑制することができる。またこのスペーサ２７によりレンズ２３ａ，２３ｂの間の位置精度を高め傾き等の抑制についても有効である。

本発明にかかるレンズユニットは、レンズの光軸の調芯精度が数μｍ以内と非常に高く、またレンズ鏡筒の内壁での反射を防止し、フレアやゴーストの発生を抑制したレンズユニットを提供することができるという効果を有し、小型化が求められるコンパクトデジタルカメラやモバイルカメラ等に有効である。

本発明の実施の形態１におけるレンズユニットの構成を示す斜視図 同実施の形態１における別のレンズユニットの構成を示す斜視図 同実施の形態１における別のレンズユニットの構成を示す斜視図 （ａ）同実施の形態１における別のレンズユニットの構成を示す斜視図、（ｂ）同実施の形態１における別のレンズユニットの構成を示す断面図 本発明の実施の形態２におけるレンズユニットの構成を示す斜視図 本発明の実施の形態３におけるレンズユニットの構成を示す斜視図 従来のレンズユニットの構成を示す断面図 従来の別のレンズユニットの構成を示す断面図

符号の説明

２１ レンズ鏡筒の内壁
２２ 柱状体
２３ レンズ
２３ａ，２３ｂ レンズ
２４ レンズの外周部
２４ａ，２４ｂ レンズの外周部
２５ レンズユニット
２６ レンズに形成した凹部
２７ スペーサ

Claims (12)

1. 複数のレンズを光軸方向に並べて保持するレンズ鏡筒の内壁に光軸方向に凸形状の柱状体を少なくとも３箇所設け、この柱状体にテーパ部を形成して前記レンズの外周部と当接させて配置固定したレンズユニット。
2. 柱状体に少なくとも２つの傾斜角のテーパ部を設けた請求項１に記載のレンズユニット。
3. ２つの異なる光軸との間の傾斜角を挿入口からθ１，θ２とし、この２つの傾斜角θ１とθ２との関係をθ１＞θ２とする請求項２に記載のレンズユニット。
4. 柱状体の異なる傾斜角の境界で形成される内接円の外径を配設するレンズの外径より数十μｍから数百μｍ大きくした請求項１に記載のレンズユニット。
5. 凸形状の柱状体を除くレンズ鏡筒内部に植毛シートまたは反射防止フィルムを設けた請求項１に記載のレンズユニット。
6. 凸形状の柱状体の表面に梨地加工を施した請求項１に記載のレンズユニット。
7. 凸形状の柱状体をレンズ鏡筒の内壁で形成される円と同心円上に設けた請求項１に記載のレンズユニット。
8. レンズの外周部に凸形状の柱状体と嵌合する凹部を設けた請求項１に記載のレンズユニット。
9. レンズの外径をレンズ鏡筒の内径より数百μｍ以上小さくした請求項１に記載のレンズユニット。
10. レンズの外周部に設けた凸形状の柱状体と嵌合する凹部の表面に梨地加工を施した請求項８に記載のレンズユニット。
11. レンズ間に円筒形のスペーサを挿入した請求項１に記載のレンズユニット。
12. レンズ鏡筒の内壁と接する外側部分を除くスペーサの表面に植毛シートまたは反射防止フィルムの配設、梨地加工または黒塗り加工を施した請求項１１に記載のレンズユニット。

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