(57)【要約】【課題】美観を損ねることなく、固定する過程における部材どうしの相対的な位置関係のずれを防止するとともに、環境温度の変化に起因する光学性能の低下を防止すること。【解決手段】レーザ光を吸収する樹脂材料によって形成され、略筒形状からなる鏡筒２０１と、略筒形状からなり、鏡筒２０１の外周側に設けられた押さえ環１０３と、を備えたレンズ装置であって、鏡筒２０１を形成する材料に対して相溶性を有する樹脂材料を用いて形成され、鏡筒２０１の外周面に当接するように押さえ環１０３に固定されるとともに鏡筒２０１に対してレーザ溶着によって固定された固定用駒部材２０４を備えたことを特徴とする。【選択図】図４
2010139628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を吸収する樹脂材料によって形成され、略筒形状からなる第１の筒状部材と、
略筒形状からなり、前記第１の筒状部材の外周側に設けられた第２の筒状部材と、
前記第１の筒状部材を形成する材料に対して相溶性を有する樹脂材料を用いて形成され、前記第１の筒状部材の外周面に当接するように前記第２の筒状部材に固定されるとともに前記第１の筒状部材に対してレーザ溶着によって固定された固定用駒部材と、
を備えたことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記固定用駒部材は、自身に照射されたレーザ光を前記第１の筒状部材側に透過可能な状態で、前記第２の筒状部材に固定されていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記第１の筒状部材の内側に設けられる光学部材と、
前記第１の筒状部材の外周面および前記第２の筒状部材の内周面にそれぞれ設けられたネジ山を有し、当該ネジ山どうしを螺合することにより前記第１の筒状部材と前記第２の筒状部材とを連結する連結機構と、
前記第２の筒状部材に設けられ、前記連結機構により前記第１の筒状部材と前記第２の筒状部材とが連結された状態で、前記第１の筒状部材に対する前記光学部材の位置を固定する位置固定部材と、
を備え、
前記固定用駒部材は、前記第２の筒状部材とともに前記ネジ山を形成するように前記第２の筒状部材に固定されることを特徴とする請求項１または２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記固定用駒部材は、前記第２の筒状部材とは別体で設けられ、収縮方向に変形可能な弾性を有し、収縮した状態で前記第２の筒状部材に設けられた取り付け用の切り欠き部に嵌め込まれることによって前記第２の筒状部材に固定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一つに記載の光学装置。
【請求項５】
前記第１の筒状部材は、基剤となる樹脂材料にレーザ光を吸収する材料を混合した材料によって形成され、
前記固定用駒部材は、前記基剤となる樹脂材料と同一種類の樹脂材料にレーザ光を吸収する材料を混合した材料によって形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光学装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一つに記載の光学装置と、
前記光学装置を介して受光した外光を電気信号に変換する撮像用の光電変換素子と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、互いの位置関係が固定される複数の光学部材を備えた光学装置、および当該光学装置を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内側にレンズが嵌め込まれた鏡筒に、押さえ環を嵌め込むことによって、鏡筒に対するレンズの位置を固定するようにした光学装置があった。たとえば鏡筒と押さえ環とにネジ山を設け、鏡筒との間にレンズを介在させた状態で鏡筒に対して押さえ環をネジ込む（締め付ける）ことによって、鏡筒に対するレンズの位置を固定するようにした光学装置があった。
【０００３】
このような光学装置においては、鏡筒に対する押さえ環の嵌め込み量（締め付け量）が少ないと鏡筒内でレンズががたついてしまい、鏡筒に対する押さえ環の嵌め込み量（締め付け量）が多すぎるとレンズが変形してしまう。レンズのがたつきやレンズの変形は、光学装置において光学性能を低下させる原因となるため、鏡筒に対して押さえ環を締め付ける際には、締め付けにかかる締め付けトルクを所定範囲内に収めるような調整、すなわち所定のトルク管理が必要とされている。
【０００４】
また、鏡筒に対する押さえ環の嵌め込み量（締め付け量）が多すぎるとレンズが変形してしまうため、押さえ環の締め付けに際しては、レンズのがたつきを防止することを目的として十分な締め付けトルクをかけることは難しい。一方で、光学装置に対して外力が加えられたり、光学装置の環境温度が繰り返して変化したりすることで、押さえ環が緩んでしまい、レンズががたついてしまうことが想定される。このため、光学装置においては、鏡筒に対して締め付けた押さえ環が緩まないような緩み防止構造が設けられている。
【０００５】
緩み防止構造は、具体的には、たとえば鏡筒の一端側に被せられるようにして設けられる押さえ環の内周面にネジ山を設け、当該ネジ山を鏡筒の外周面に設けられたネジ山に螺合することにより、押さえ環を鏡筒に取り付けることができる。鏡筒に対して押さえ環を締め付ける際には、鏡筒に対して押さえ環をネジ込む際にかかるトルクを締め付けトルクとして管理していた。
【０００６】
従来の緩み防止構造の一例について説明する。図８−１および図８−２は、従来の緩み防止構造の一例を示す説明図である。図８−１および図８−２において、従来の緩み防止構造は、内側にレンズ８０１を保持する鏡筒８０２と、鏡筒８０２の一端側に取り付けられた押さえ環８０３と、の間にレンズ８０１を挟み込んだ状態で、鏡筒８０２と押さえ環８０３とを接着剤８０４で固定することによって、鏡筒８０２に対する押さえ環８０３の緩み防止を図っている。
【０００７】
接着剤８０４は、鏡筒８０２および押さえ環８０３の双方に対する接着適合性を有している。また、接着剤８０４は、塗布後の流れだし（たれ）を防ぐために粘度の高いものが好ましい。鏡筒８０２は黒色の樹脂材料を用いて形成されることが多く、押さえ環８０３は黒色の樹脂材料あるいは金属材料を用いて形成されることが多い。このような場合、具体的には、たとえば２液性のエポキシ系接着剤８０４や、紫外線硬化型の接着剤８０４などを用いることができる。鏡筒８０２がポリフタルアミド樹脂製であって、押さえ環８０３がポリカーボネート製である場合は、双方に対する接着適合性を有する接着剤８０４が非常に少ないため、特定の２液性エポキシ系接着剤８０４を常温で硬化させることによって用いる場合がある。
【０００８】
接着剤８０４は、押さえ環８０３に設けられた切り欠き部８０５に塗布される（図８−１を参照）。この場合、切り欠き部８０５が設けられた押さえ環８０３を鏡筒８０２に対して締め付ける。あるいは、切り欠き部８０５が設けられていない押さえ環８０３を用いる場合、接着剤８０４は、鏡筒８０２と押さえ環８０３とのあわせ部に塗布される（図８−２を参照）。
【０００９】
また、従来、ともに熱可塑性を有し、一方のみがレーザ光を透過する透過性を有する第１、第２の樹脂材を密着せしめ、または少なくとも一方が透過性を有する第１、第２の部材をレーザ光を吸収して加熱されることで接着作用を有する接着剤を介して密着せしめ、透過性を有する樹脂材または透過性を有する部材を介してレーザ光を照射し、第１、第２の樹脂材または第１、第２の部材を接着するようにした、レーザ光による部材の接着方法があった（たとえば、下記特許文献１を参照。）。
【００１０】
【特許文献１】特公平５−４２３３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、接着剤を用いて鏡筒と押さえ環とを固定する上述した従来の技術では、レンズにおける有効光線内に接着剤がはみ出し、光学装置における光学性能が低下するという問題があった。また、上述した従来の技術では、被接着部品における接着剤の塗布部分に対して所定の前処理をおこなわない場合、光学装置ごとに接着強度にばらつきを生じてしまうという問題があった。
【００１２】
また、接着剤を用いて鏡筒と押さえ環とを固定する際に、鏡筒と押さえ環とを連結する前に接着剤を塗布してから鏡筒に対して押さえ環を締め付ける場合、鏡筒と押さえ環とを連結するネジ構造部分に回り込む接着剤の量を管理することが困難であった。さらに、接着剤の粘度によって締め付けトルクが安定せず、締め付けトルクが適正範囲内に収まるように管理することが困難であった。
【００１３】
また、２液性エポキシ系接着剤を用いる上述した従来の技術では、２つの液体を混合したり、混合した接着剤を塗布したりする作業が煩雑であった。また、２液性エポキシ系接着剤は塗布してから硬化が完了するまでの時間が長い。このようなことから、２液性エポキシ系接着剤を用いる場合、光学装置の生産性が悪いという問題があった。
【００１４】
また、２液性エポキシ系接着剤を用いる場合、２つの液の混合量の管理、塗布量の管理、接着（硬化）時間の管理、保管する接着剤の管理など、各種の管理作業が必要とされる。このため、安定した接着強度を維持するためには高度な工程管理が要求され、光学装置の生産コストが増大してしまうという問題があった。
【００１５】
鏡筒を形成する材料および押さえ環を形成する材料によっては、鏡筒および押さえ環の双方に対する十分な接着適合性を有する接着剤を見つけることが難しく、十分な接着強度を得ることができないという問題があった。具体的には、鏡筒あるいは押さえ環を形成する材料としてたとえばポリアミド系樹脂を用いる場合は、十分な接着強度を得られる接着剤が少なく、目的とする接着強度を得られる接着剤を見つけることが難しいという問題があった。
【００１６】
また、上述した従来の技術では、接着剤によって固定される鏡筒や押さえ環が外観から視認できる部品となる場合、接着剤が所定の塗布領域からはみ出た場合や、塗布状態や硬化状態のばらつきによっては光学装置の見栄えが悪くなってしまうという問題があった。接着剤が所定の塗布領域からはみ出なくても、あるいは塗布状態や硬化状態にばらつきがなくても、硬化した接着剤を光学装置の外側から視認できる光学装置では美観を損ねるため、光学装置の商品価値が著しく低下するという問題があった。
【００１７】
このように、接着剤を用いて鏡筒と押さえ環とを固定する上述した従来の技術では、煩雑な管理作業を要することに加えて、固定する過程において、鏡筒と押さえ環との相対的な位置関係のずれが生じてしまうという問題があった。
【００１８】
また、上述した従来の技術では、光学装置の周囲の温度や湿度が変化したり、温度変化が繰り返して発生したりした場合、鏡筒や押さえ環を形成する各材料どうしの線膨張係数の差に起因してそれぞれの伸縮の程度に差が生じる。このため、接着剤の部分に圧縮あるいは引っ張り方向の応力が作用して、接着剤が変形してしまうことがあった。そして、接着剤が変形することによって光学部材どうしの位置関係がずれてしまったり光学部材が歪んでしまったりして、光学性能が低下するという問題があった。接着剤の変形は環境温度の変化が繰り返して起こるほど顕著になり、接着剤の変形が顕著であるほど光学部材どうしの位置関係のずれや光学部材の歪みが顕著に発生する。このため、環境温度の変化が繰り返して起こるほど、光学性能の低下が顕著になる。
【００１９】
このように、接着剤を用いて鏡筒と押さえ環とを固定する上述した従来の技術では、煩雑な管理作業を経て適正範囲内の締め付けトルクで固定した場合にも、以降の環境温度の変化に起因して光学性能が低下してしまうという問題があった。
【００２０】
また、上述した特許文献１に記載された従来の技術では、接着する２つの部材の一方がレーザ光を透過する材料によって形成されている構成に限定される。光学装置においては、不要な外光を遮光するため、黒色の樹脂材料あるいは金属材料を用いて鏡筒および押さえ環を形成するので特許文献１に記載された従来の技術の適用が難しい。
【００２１】
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、美観を損ねることなく、固定する過程における部材どうしの相対的な位置関係のずれを防止するとともに、環境温度の変化に起因する光学性能の低下を防止することができる光学装置および撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、この発明にかかる光学装置は、レーザ光を吸収する樹脂材料によって形成され、略筒形状からなる第１の筒状部材と、略筒形状からなり、前記第１の筒状部材の外周側に設けられた第２の筒状部材と、前記第１の筒状部材を形成する材料に対して相溶性を有する樹脂材料を用いて形成され、前記第１の筒状部材の外周面に当接するように前記第２の筒状部材に固定されるとともに前記第１の筒状部材に対してレーザ溶着によって固定された固定用駒部材と、を備えたことを特徴とする。
【００２３】
この発明によれば、第２の筒状部材に固定された固定用駒部材と第１の筒状部材とをレーザ溶着によって短時間で固定することができる。また、この発明によれば、第１の筒状部材および第２の筒状部材を形成する材料にかかわらず、第１の筒状部材と第２の筒状部材とを固定することができる。
【００２４】
また、この発明にかかる光学装置は、上記の発明において、前記固定用駒部材が、自身に照射されたレーザ光を前記第１の筒状部材側に透過可能な状態で、前記第２の筒状部材に固定されていることを特徴とする。この発明によれば、第２の筒状部材に固定された状態の固定用駒部材にレーザ光を照射することによって、第１の筒状部材と第２の筒状部材とを固定することができる。
【００２５】
また、この発明にかかる光学装置は、上記の発明において、前記第１の筒状部材の内側に設けられる光学部材と、前記第１の筒状部材の外周面および前記第２の筒状部材の内周面にそれぞれ設けられたネジ山を有し、当該ネジ山どうしを螺合することにより前記第１の筒状部材と前記第２の筒状部材とを連結する連結機構と、前記第２の筒状部材に設けられ、前記連結機構により前記第１の筒状部材と前記第２の筒状部材とが連結された状態で、前記第１の筒状部材に対する前記光学部材の位置を固定する位置固定部材と、を備え、前記固定用駒部材が、前記第２の筒状部材とともに前記ネジ山を形成するように前記第２の筒状部材に固定されることを特徴とする。
【００２６】
この発明によれば、第２の筒状部材とともに固定用駒部材を第１の筒状部材にネジ込み、第１の筒状部材と第２の筒状部材と固定用駒部材との位置関係を固定することで光学部材を保持するとともに、ネジ山に沿わせることで第１の筒状部材と固定用駒部材とを確実に密着させることができる。
【００２７】
また、この発明にかかる光学装置は、上記の発明において、前記固定用駒部材が、前記第２の筒状部材とは別体で設けられ、収縮方向に変形可能な弾性を有し、収縮した状態で前記第２の筒状部材に設けられた取り付け用の切り欠き部に嵌め込まれることによって前記第２の筒状部材に固定されることを特徴とする。
【００２８】
この発明によれば、固定用駒部材と第２の筒状部材を別体とすることで第２の筒状部材の材質に左右されることなく固定用駒部材の材質を選択でき、別体とした場合にも第２の筒状部材に装着された場合は自身の弾性による復元力によって第２の筒状部材と一体化できる。
【００２９】
また、この発明にかかる光学装置は、上記の発明において、前記第１の筒状部材が、基剤となる樹脂材料にレーザ光を吸収する材料を混合した材料によって形成され、前記固定用駒部材が、前記基剤となる樹脂材料と同一種類の樹脂材料にレーザ光を吸収する材料を混合した材料によって形成されていることを特徴とする。この発明によれば、第１の筒状部材および固定用駒部材が同一種類の樹脂材料を基剤として形成されているため、環境温度の変化による各光学部材の膨張あるいは収縮などの体積変化の程度を近づけることができる。
【００３０】
また、この発明にかかる撮像装置は、上記の光学装置と、前記光学装置を介して受光した外光を電気信号に変換する撮像用の光電変換素子と、を備えたことを特徴とする。この発明によれば、固定に際してのレーザ光の熱に起因する部材どうしの相対的な位置関係がずれることを防止し、環境温度の変化に起因する光学性能の低下を防止することができるので、安定した撮像性能を確保することができる。
【発明の効果】
【００３１】
この発明にかかる光学装置および撮像装置によれば、美観を損ねることなく、固定する過程における部材どうしの相対的な位置関係のずれを防止するとともに、環境温度の変化に起因する光学性能の低下を防止することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる光学装置および撮像装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。この実施の形態においては、この発明にかかる光学装置としてレンズ装置への適用例を示す。
【００３３】
まず、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置の概略構成について説明する。この発明にかかる実施の形態のレンズ装置は、光学部材としてのレンズを備えている。レンズ装置が備えるレンズは、単数であってもよいし、複数であってもよい。レンズ装置が複数のレンズを備える場合、すべてのレンズが鏡筒に対して位置固定されていてもよいし、一部のレンズが光軸方向に沿って鏡筒に対して相対的に移動可能に設けられていてもよい。レンズの移動機構については、公知の技術を用いて容易に実現可能であるため説明を省略する。
【００３４】
レンズ装置は、図示を省略する撮像装置本体が備えるマウントなどに取り付けられる。撮像装置本体内には、撮像用の光電変換素子すなわち撮像素子（図示を省略する）が配置されている。撮像素子は、レンズ装置を介して入射した外光を光電変換し、入射光量に応じた電気信号を出力する。
【００３５】
撮像素子は、具体的には、たとえばＣＣＤイメージセンサ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）やＣＭＯＳイメージセンサ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｎｓｏｒ）などの固体撮像素子によって実現することができる。
【００３６】
つぎに、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置について説明する。図１、図２、図３および図４は、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置における被写体側の一部を示す説明図である。図１においては、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置の一部を、光軸方向に沿って、対物側から見た状態を示している。図２においては、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置の一部を、光軸方向に沿って、接眼側から見た状態を示している。図３においては、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置の一部を、光軸を通り光軸に平行な平面で切断した断面（図１および図２におけるＡ−Ａ断面）を示している。図４においては、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置における被写体側の一部を、光軸に直交する方向から見た状態（側面）を示している。
【００３７】
図１、図２、図３および図４において、この発明にかかる実施の形態のレンズ装置は、レンズ１０１を保持する鏡筒２０１を備えている。レンズ１０１は、レンズ装置においてもっとも被写体（撮像対象）側に設けられ、ガラス材料や樹脂材料などを用いて形成することができる。樹脂材料を用いる場合、射出成形によってレンズ１０１を形成することができ、レンズ１０１を高精度に製造することができる。
【００３８】
鏡筒２０１は、光軸Ｃを中心とする略円筒形状からなる。鏡筒２０１の内周には、鏡筒２０１の内周面から光軸Ｃに向かって突出するリブ１０２が設けられている。リブ１０２は、光軸Ｃを中心とするリング形状をなし、鏡筒２０１に一体成形されている。リブ１０２における光軸Ｃ側の端面によって形成される円の内径寸法は、レンズ１０１の外径寸法よりも小さい。これにより、鏡筒２０１の内側には段差部３００が形成されている。段差部３００は、内径寸法がレンズ１０１の外径寸法と略同一となる部分と、内径寸法がレンズ１０１の外形寸法よりも小さくなるリブ１０２の部分とによって構成することができる。
【００３９】
レンズ１０１は、光軸方向における一端側から鏡筒２０１内に挿入されている。リブ１０２の部分においては内径寸法がレンズ１０１の外形寸法よりも小さくなるため、光軸方向における一端側から鏡筒２０１内に挿入されたレンズ１０１が、リブ１０２を通過して鏡筒２０１の内部に入り込むことを規制できる。リブ１０２は、光軸方向における一端側から鏡筒２０１内に挿入されたレンズ１０１の位置決めに供される位置出し面１０４を備えている。位置出し面１０４は、リブ１０２における一端側の面によって実現され、光軸Ｃを中心とするリング状をなしている。
【００４０】
鏡筒２０１は、樹脂材料を用いた射出成形によって形成されている。樹脂材料を用いた射出成形によって形成することにより、鏡筒２０１および鏡筒２０１における位置出し面１０４の位置を高精度に製造することができる。鏡筒２０１を形成する樹脂材料は、レーザ光を吸収する性質を有している。また、鏡筒２０１を形成する樹脂材料は、不要な外光を遮光するために、黒色の樹脂材料であることが好ましい。
【００４１】
レーザ光を吸収する性質を有する樹脂材料は、具体的には、たとえば基剤となる樹脂材料に、レーザ光を吸収する性質を有する物質を混合あるいは分散させることによって実現することができる。この実施の形態においては、鏡筒２０１によって第１の筒状部材を実現することができる。
【００４２】
鏡筒２０１の一端側には、押さえ環１０３が設けられている。押さえ環１０３は、光軸Ｃを中心とする環形状をなしている。押さえ環１０３の内径寸法は鏡筒２０１の一端側における外径寸法と略同一とされている。押さえ環１０３は、押さえ環１０３の内周面を鏡筒２０１の一端側における外周面に接触させるようにして、鏡筒２０１の一端側に取り付けられている。押さえ環１０３の内周面と鏡筒２０１の一端側における外周面との間には連結機構２０２が設けられており、押さえ環１０３は連結機構２０２を介して鏡筒２０１の一端側に取り付けられている。
【００４３】
連結機構２０２は、鏡筒２０１の一端側における外周面に設けられたネジ山３０１と、押さえ環１０３の内周面に設けられたネジ山３０２と、を有している。各ネジ山３０１、３０２は同一のピッチをなしており、鏡筒２０１と押さえ環１０３とは各ネジ山３０１、３０２どうしを螺合させ、鏡筒２０１に対して押さえ環１０３を締め付けることによって連結されている。
【００４４】
押さえ環１０３には、連結機構２０２によって鏡筒２０１に連結された状態で、鏡筒２０１に対するレンズ１０１の位置を固定する位置固定用の突起部１０５が設けられている。位置固定用の突起部１０５は、光軸Ｃを中心とする環形状をなし、光軸方向における押さえ環１０３の一端から光軸Ｃに向かって突出している。位置固定用の突起部１０５がなす環の内径寸法は、押さえ環１０３の内径寸法よりも小さく、レンズ１０１の外径寸法よりも小さい。
【００４５】
これにより、レンズ１０１は、光軸方向においてリブ１０２と位置固定用の突起部１０５とに挟持された状態となり、光軸方向における位置が固定される。リブ１０２と位置固定用の突起部１０５とによってレンズ１０１を挟持する際の挟持力は、鏡筒２０１に対して押さえ環１０３を締め付ける際の締め付けトルクによって定まる。すなわち、鏡筒２０１に対して押さえ環１０３を締め付ける際の締め付けトルクを調整することによって、リブ１０２と位置固定用の突起部１０５とによってレンズ１０１を挟持する際の挟持力を調整することができる。
【００４６】
押さえ環１０３を締め付ける際の締め付けトルクは、位置固定用の突起部１０５がレンズ１０１に当接し、光軸方向においてレンズ１０１ががたつかない程度とすることが好ましい。また、押さえ環１０３を締め付ける際の締め付けトルクは、レンズ１０１がリブ１０２と位置固定用の突起部１０５との間で押しつぶされて変形しない程度とすることが好ましい。
【００４７】
位置固定用の突起部１０５において、被写体側の面には、外光を遮光する遮光面１０５ａが設けられている。遮光面１０５ａを設けることにより、レンズ装置内に不要な外光が入射することを防止することができる。位置固定用の突起部１０５は、遮光面１０５ａによって、光軸Ｃに対して、被写体側ほど拡開するように傾斜したテーパー形状をなしている。これにより、鏡筒２０１の外径寸法を大きくすることなく、レンズ１０１の有効光路３０３を広くすることができる。
【００４８】
押さえ環１０３および位置固定用の突起部１０５は、樹脂材料を用いて一体成形されている。押さえ環１０３および位置固定用の突起部１０５を、樹脂材料を用いた射出成形によって形成することにより、押さえ環１０３および位置固定用の突起部１０５を高精度に製造することができる。また、鏡筒２０１と押さえ環１０３とを、ともに樹脂材料を用いた射出成形によって形成することにより、連結機構２０２をなすネジ山３０１、３０２を高精度に製造することができ、ネジ山３０１、３０２どうしを確実に接触させることができる。
【００４９】
押さえ環１０３および位置固定用の突起部１０５を形成する樹脂材料は、レーザ光を吸収する性質を有している。レーザ光を吸収する性質を有する樹脂材料は、上記の鏡筒２０１を形成する樹脂材料と同様に、具体的には、たとえば基剤となる樹脂材料に、レーザ光を吸収する性質を有する物質を混合あるいは分散させることによって実現することができる。また、押さえ環１０３を形成する樹脂材料は、不要な外光を遮光するために、黒色の樹脂材料であることが好ましい。この実施の形態においては、押さえ環１０３によって第２の筒状部材を実現することができる。
【００５０】
押さえ環１０３には切り欠き部２０３が設けられており、この切り欠き部２０３には固定用駒部材２０４が嵌め込まれている。切り欠き部２０３および固定用駒部材２０４は、単数であっても複数であってもよい。切り欠き部２０３および固定用駒部材２０４を複数設ける場合、たとえば光軸Ｃを間にして対照となる２箇所、あるいは光軸を中心とする同心円上に等間隔で設けることが好ましい。
【００５１】
切り欠き部２０３は、切り欠き部２０３に嵌め込まれた固定用駒部材２０４が鏡筒２０１に当接するように、光軸Ｃを中心とする円の半径方向において押さえ環１０３を貫通している。切り欠き部２０３は、光軸Ｃを中心とする円の半径方向において光軸Ｃに近づくほど幅が広くなるように、当該半径方向に対して傾斜した傾斜面部２０３ａを有している。
【００５２】
つぎに、固定用駒部材２０４について説明する。図５−１および図５−２は、固定用駒部材２０４を示す説明図である。図５−１においては、固定用駒部材２０４を、光軸方向に沿って接眼側から見た状態を示している。図５−２においては、図５−１におけるＢ−Ｂ断面を示している。
【００５３】
図５−１および図５−２において、固定用駒部材２０４は、切り欠き部２０３に当接する当接部５０１と、鏡筒２０１の外周面に当接する当接部５０２と、を備えている。切り欠き部２０３に当接する当接部５０１は、切り欠き部２０３の傾斜面部２０３ａに当接する傾斜面部５０１ａを含んでいる。
【００５４】
鏡筒２０１の外周面に当接する当接部５０２には、押さえ環１０３の内周面に設けられたネジ山３０２に連続したネジ山を形成する凹凸（図示を省略する）が設けられている。これにより、当接部を鏡筒２０１の外周面に確実に当接させることができる。固定用駒部材２０４は、切り欠き部２０３に嵌め込まれた状態において、押さえ環１０３の内周面に設けられたネジ山３０２とともに、鏡筒２０１の外周面に設けられたネジ山３０１に螺合されるネジ山を形成する。
【００５５】
固定用駒部材２０４は、切り欠き部２０３を介して、押さえ環１０３の外周側から照射されたレーザ光（図６を参照）によって、当接部５０２における溶着部５０２ａを介して鏡筒２０１にレーザ溶着されている。レーザ溶着は、熱可塑性の樹脂材料によって形成された接合対象部材を、当該樹脂材料の融点を超えるまでレーザ光を用いて昇温し、昇温した状態で圧力を加えることによって、複数の接合対象部材を分子レベルで結合する技術として知られている。
【００５６】
レーザ（ＬＡＳＥＲ：Ｌｉｇｈｔ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｔｉｍｕｌａｔｅｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｏｆ  Ｒａｄｉａｔｉｏｎ）光は、光（電磁波）を増幅したコヒーレントな光であり、たとえば近赤外領域の波長を用いることができる。具体的には、たとえばＹＡＧレーザ（ＹＡＧ  ＬＡＳＥＲ）を用いることができる。より具体的には、たとえばＹＡＧレーザ、ＹＶＯ４レーザ、半導体レーザなどを用いて、８００〜１１００ｎｍのレーザ光を用いることが好ましい。
【００５７】
ＹＡＧレーザにおけるＹＡＧとは、イットリウム（Ｙｉｔｔｒｉｕｍ）、アルミニウム（Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ）、ガーネット（Ｇａｒｎｅｔ）のそれぞれの頭文字に由来する。ＹＶＯ４レーザにおけるＹＶＯ４とは、イットリウム・バナデート（ＹＶＯ４）の略であり、固体レーザ発振器のレーザ媒質の一種を示している。レーザ光は、近赤外領域の波長に限るものではなく、紫外線やＸ線などの可視光よりも短い波長、また赤外線のような可視光よりも長い波長であってもよい。レーザ光は、たとえば８００〜１１００ｎｍの近赤外の波長であってもよい。
【００５８】
レーザ溶着に際しては、基本的には、レーザ光を吸収する性質を有する熱可塑性の樹脂材料によって形成された接合対象部材（以下、適宜「レーザ光吸収部材」という）と、レーザ光を透過する性質を有する熱可塑性の樹脂材料によって形成された接合対象部材（以下、適宜「レーザ光透過部材」という）とを当接させた界面に、レーザ光透過部材側からレーザ光を照射する。
【００５９】
熱可塑性の樹脂材料によって形成された接合対象部材を分子レベルで結合する技術としては、レーザ溶着の他にインパルス溶着、熱板溶着、非接触熱板溶着、超音波溶着、高周波溶着、振動溶着、赤外線溶着などがあるが、レーザ光の照射範囲を極めて小さくすることができるので、レーザ溶着を用いることによって接合対象部材が小さい場合にも確実に接合することができる。また、レーザ溶着は振動を利用することなく接合することができるので、接合時における振動によって接合対象部材が破損するなどの悪影響の発生を防止することができる。
【００６０】
レーザ溶着に用いる樹脂材料は、基剤となる所定の材料に、各種の色材を含めて構成することができる。レーザ光を吸収する性質を有する熱可塑性の樹脂材料としては、具体的には、たとえば使用する波長域のレーザ光を吸収して熱に換える際の効率がよい色材を含有する樹脂材料を用いることができる。また、レーザ光を透過する性質を有する熱可塑性の樹脂材料としては、具体的には、たとえば使用する波長域のレーザ光をほとんど透過する染料系の色材を含有する樹脂材料を用いることができる。
【００６１】
レーザ溶着は、照射したレーザ光を、レーザ光透過部材の表面を溶かすことなくレーザ光吸収部材に到達させ、レーザ光吸収部材の温度をレーザ光吸収部材の融点より高く昇温させる。そして、レーザ光吸収部材の熱をレーザ光透過部材へ伝導させてレーザ光透過部材を溶解させる。レーザ光吸収部材とレーザ光透過部材とは、溶解した部分において互いの分子が混ざり合う。レーザ光の照射を停止すると、溶解した樹脂材料の温度が融点よりも下がり、溶着が完了する。
【００６２】
レーザ溶着を用いて接合対象部材どうし（この実施の形態においては、レンズ１０１と鏡筒２０１）を接合することによって、接着剤を使用することなく接合対象部材どうしを接合することができる。これによって、接着剤を用いることに由来する、環境に対する悪影響を抑制することができる。また、接着剤が不要であるため、接着剤を用いる場合と比較して軽量化を図ることができる。
【００６３】
固定用駒部材２０４を形成する樹脂材料は、レーザ光を透過する性質を有する。レーザ光を透過する性質を有する樹脂材料は、具体的には、たとえば基剤となる樹脂材料に、レーザ光を透過する性質を有する物質を混合あるいは分散させることによって実現することができる。また、固定用駒部材２０４を形成する樹脂材料は、鏡筒２０１を形成する樹脂材料に対する相溶性を有している。この実施の形態において、鏡筒２０１および固定用駒部材２０４は、同一種類の樹脂材料を用いて形成されている。
【００６４】
固定用駒部材２０４は、外力が加えられた場合に収縮し、収縮した状態において元の形状に復帰しようとする復元力を示すバネ構造を有している。バネ構造は、具体的には、たとえば固定用駒部材２０４の内側に設けられたスリット５０３と、固定用駒部材２０４を形成する樹脂材料が有する弾性と、によって実現することができる。スリット５０３は、押さえ環１０３に嵌め込まれた固定用駒部材２０４を光軸Ｃ側から見た場合に、略Ｔ字形状をなしている。固定用駒部材２０４は、固定用駒部材２０４に対して収縮する方向への外力が加えられた場合に、スリット５０３を狭めるように変形する。
【００６５】
切り欠き部２０３は、外力が加えられていない状態の固定用駒部材２０４の大きさよりも小さい。このため、固定用駒部材２０４は、切り欠き部２０３において収縮した状態で嵌め込まれており、押さえ環１０３に対して切り欠き部２０３を広げる方向への付勢力を作用させる。これによって、押さえ環１０３に対する固定用駒部材２０４のがたつきを防止し、押さえ環１０３に対する固定用駒部材２０４の安定性を確保することができる。
【００６６】
切り欠き部２０３は傾斜面部２０３ａを有しているため、固定用駒部材２０４は、押さえ環１０３に対して切り欠き部２０３を広げる方向への付勢力を作用させることによる傾斜面部２０３ａからの反力によって、光軸Ｃに近づく方向、すなわち当接部を鏡筒２０１の外周面に押しつける方向に付勢される。これによって、固定用駒部材２０４を鏡筒２０１の外周面に確実に当接させることができる。
【００６７】
切り欠き部２０３においては、傾斜面部２０３ａが、光軸Ｃを中心とする円の半径方向に対して、光軸Ｃに近づくほど幅が広くなるように傾斜しているため、固定用駒部材２０４は切り欠き部２０３において押さえ環１０３の径を広げる方向への付勢力も作用させる。これによって、切り欠き部２０３に嵌め込まれた固定用駒部材２０４が押さえ環１０３から脱落してしまうことを防止できる。
【００６８】
このように、切り欠き部２０３に嵌め込まれた固定用駒部材２０４が押さえ環１０３から脱落してしまうことを防止することにより、押さえ環１０３に対する固定用駒部材２０４の安定性を確保し、固定用駒部材２０４が取り付けられた状態の押さえ環１０３の取り扱い性の容易化を図ることができる。
【００６９】
つぎに、レンズ１０１の固定方法について説明する。図６は、レンズ１０１の固定方法を示す説明図である。図６において、レンズ１０１の固定に際しては、まず、光軸方向における一端側から鏡筒２０１内にレンズ１０１を挿入する。レンズ１０１は、接眼側の面がリブ１０２に当接する位置まで挿入する。また、レンズ１０１の固定に際しては、切り欠き部２０３に固定用駒部材２０４を嵌め込み、押さえ環１０３と固定用駒部材２０４とを一体化しておく。
【００７０】
レンズ１０１が挿入された状態の鏡筒２０１に、押さえ環１０３を取り付ける。押さえ環１０３は、鏡筒２０１と押さえ環１０３とにそれぞれ設けられたネジ山どうしを螺合させることによって取り付ける。このとき、押さえ環１０３を締め付ける際の締め付けトルクが所定のトルクとなるように調整する。締め付けトルクの調整および管理については、公知の各種技術を用いて容易に実現可能であるため、説明を省略する。
【００７１】
つぎに、鏡筒２０１の外周側から、固定用駒部材２０４に対してレーザ光を照射する。レーザ光は、スリット５０３の位置を避け、鏡筒２０１と固定用駒部材２０４とが当接している位置（溶着部５０２ａ）に照射する。レーザ光の照射は、図示を省略する、所定のレーザ光照射装置を用いておこなう。レーザ光照射装置は、レーザ光源やレーザ光源から発光されたレーザ光を集光するレンズ６１０などを備える。レーザ光照射装置については、公知の各種技術を用いて容易に実現可能であるため説明を省略する。
【００７２】
レーザ光を照射する箇所（溶着部５０２ａ）が複数箇所（この実施の形態においては２箇所）ある場合、すべての箇所を同時に照射することが好ましい。レーザ光を複数箇所に照射する場合の照射方法は、各照射箇所を完全に一致するタイミングで照射することに限らず、ほぼ同時とみなせる程度の短時間内にすべての照射箇所を照射できることが好ましい。
【００７３】
固定用駒部材２０４に照射されたレーザ光は、鏡筒２０１の外周面に到達する。固定用駒部材２０４を形成する樹脂材料はレーザ光を吸収する性質を有しているため、鏡筒２０１の外周面に到達したレーザ光は鏡筒２０１に吸収され、熱エネルギーに変換される。鏡筒２０１において光エネルギーから変換された熱エネルギーは、鏡筒２０１におけるレーザ光の照射部分を昇温させる。鏡筒２０１においては、融点より高い温度まで昇温した箇所の樹脂材料のみが溶融し、溶融プールが形成される。
【００７４】
鏡筒２０１の外周面におけるレーザ光の照射部分には固定用駒部材２０４が当接しているため、鏡筒２０１において発生した熱エネルギーは固定用駒部材２０４に伝導し、固定用駒部材２０４の温度を昇温させる。固定用駒部材２０４においては、融点より高い温度まで昇温した箇所の樹脂材料のみが溶融し、溶融プールが形成される。
【００７５】
鏡筒２０１における溶融プールを形成する樹脂材料と固定用駒部材２０４における溶融プールを形成する樹脂材料とは、相溶性を有しているため互いに混ざり合い、１つの溶融プール６０１を形成する。１つの溶融プール６０１は、鏡筒２０１を形成する樹脂材料および固定用駒部材２０４を形成する樹脂材料を含んでいる。
【００７６】
鏡筒２０１および固定用駒部材２０４は、相溶性を有する樹脂材料を用いて形成されているため、鏡筒２０１における溶融プールと固定用駒部材２０４における溶融プールとによって形成される１つの溶融プール６０１内においては、鏡筒２０１を形成する樹脂材料および固定用駒部材２０４を形成する樹脂材料が均一にムラなく混ざり合う。
【００７７】
鏡筒２０１と固定用駒部材２０４とによって１つの溶融プール６０１が形成された後、レーザ光の照射を停止すると、１つの溶融プール６０１における樹脂材料の温度が低下して固化する。固化した１つの溶融プールは、鏡筒２０１の一部をなすとともに、固定用駒部材２０４の一部をなす。すなわち、１つの溶融プール６０１における樹脂材料の温度が低下して固化することにより、１つの溶融プール６０１を形成していた樹脂材料を介して鏡筒２０１および固定用駒部材２０４が接合される。
【００７８】
レーザ光は、小さな照射範囲で正確な位置を照射することができるので、鏡筒２０１および固定用駒部材２０４において接合したい箇所のみに溶融プール６０１を形成し、接合することができる。これによって、接合箇所の美観を損ねることなく、鏡筒２０１と固定用駒部材２０４とを接合することができる。
【００７９】
つぎに、固定用駒部材の別の形態について説明する。図７−１および図７−２は、別の形態の固定用駒部材を示す説明図である。図７−１においては、別の形態の固定用駒部材を、光軸方向に沿って接眼側から見た状態を示している。図７−２においては、図７−１におけるＤ−Ｄ断面を示している。
【００８０】
図７−１および図７−２において、別の形態の固定用駒部材７０１は、固定用駒部材２０４とは異なるバネ構造を有している。別の形態の固定用駒部材７０１におけるバネ構造は、具体的には、たとえば固定用駒部材７０１の内側に設けられた空洞７０２と、固定用駒部材７０１を形成する樹脂材料が有する弾性と、によって実現することができる。空洞７０２は、光軸Ｃを中心とする円の半径方向に固定用駒部材７０１を貫通する孔形状をなしている。固定用駒部材７０１の外周には、空洞７０２側へ凹んだ溝７０３が設けられている。
【００８１】
固定用駒部材７０１は、固定用駒部材７０１に対して収縮する方向への外力が加えられた場合に、空洞７０２および溝７０３を狭めるように変形することで加えられた外力に応じて収縮し、収縮した状態において元の形状に復帰しようとする復元力を示す。固定用駒部材７０１において、鏡筒２０１の外周面に当接する当接部には、押さえ環１０３の内周面に設けられたネジ山３０２に連続したネジ山を形成する凹凸が設けられている。この凹凸は空洞７０２を避けた位置に設けられており、固定用駒部材７０１が切り欠き部２０３に嵌め込まれた状態において、押さえ環１０３の内周面に設けられたネジ山３０２とともに、鏡筒２０１の外周面に設けられたネジ山３０１に螺合されるネジ山を形成する。
【００８２】
以上説明したように、この実施の形態のレンズ装置は、レーザ光を吸収する樹脂材料によって形成され、略筒形状からなる第１の筒状部材の一例としての鏡筒２０１と、略筒形状からなり、鏡筒２０１の外周側に設けられた第２の筒状部材の一例としての押さえ環１０３と、鏡筒２０１を形成する材料に対して相溶性を有する樹脂材料を用いて形成され、鏡筒２０１の外周面に当接するように押さえ環１０３に固定されるとともに鏡筒２０１に対してレーザ溶着によって固定された固定用駒部材２０４、７０１と、を備えたことを特徴としている。
【００８３】
上記の構成によれば、押さえ環１０３に固定された固定用駒部材２０４、７０１と鏡筒２０１とをレーザ溶着によって短時間で固定するとともに、鏡筒２０１および押さえ環１０３を形成する材料にかかわらず、鏡筒２０１と押さえ環１０３とを固定することができる。これによって、美観を損ねることなく、固定する過程における鏡筒２０１と押さえ環１０３との相対的な位置関係のずれ、および、環境温度の変化に起因する光学性能の低下を防止することができる。
【００８４】
また、上記の構成によれば、固定対象とする押さえ環１０３および鏡筒２０１の材料（材質）にかかわらず、レンズ１０１の光学性能が良好に確保できる位置で押さえ環１０３および鏡筒２０１の位置関係を固定し、レンズ１０１の位置を固定することができる。すなわち、鏡筒２０１を形成する樹脂材料と押さえ環１０３を形成する樹脂材料との相溶性や、押さえ環１０３を形成する樹脂材料と固定用駒部材２０４、７０１を形成する樹脂材料との相溶性などを考慮する必要がなく、鏡筒２０１を形成する樹脂材料に対する固定用駒部材２０４、７０１を形成する樹脂材料の相溶性のみを考慮して、各部材を形成する材料を選択することができる。これにより、たとえば加工性、遮光性、コストなどに応じて、部材ごとに最適な材料を用いることができる。
【００８５】
このため、押さえ環１０３および鏡筒２０１を、鏡筒２０１あるいは押さえ環１０３の材質にかかわらず、レンズ装置に要求される光学性能を確保できる最適な材料によって形成することができる。これによって、各部材を形成する材料を制限することなくレンズ装置を構成することができ、レンズ装置における良好な光学性能を確保することができる。
【００８６】
また、この実施の形態のレンズ装置によれば、固定用駒部材２０４、７０１が、自身に照射されたレーザ光を鏡筒２０１側に透過可能な状態で、押さえ環１０３に固定されていることを特徴とするため、押さえ環１０３に固定された状態の固定用駒部材２０４、７０１にレーザ光を照射することによって、鏡筒２０１と押さえ環１０３とを固定することができる。これによって、鏡筒２０１に対する固定用駒部材２０４、７０１の位置決めを容易におこない、固定用駒部材２０４、７０１と鏡筒２０１とのレーザ溶着作業の容易化を図ることができる。
【００８７】
また、この実施の形態のレンズ装置は、鏡筒２０１の内側に設けられる光学部材の一例としてのレンズ１０１と、鏡筒２０１の外周面および押さえ環１０３の内周面にそれぞれ設けられたネジ山を有し、当該ネジ山どうしを螺合することにより鏡筒２０１と押さえ環１０３とを連結する連結機構２０２と、押さえ環１０３に設けられ、連結機構により鏡筒２０１と押さえ環１０３とが連結された状態で、鏡筒２０１に対するレンズ１０１の位置を固定する位置固定部材と、を備え、固定用駒部材２０４、７０１が、押さえ環１０３とともにネジ山を形成するように押さえ環１０３に固定されることを特徴としている。
【００８８】
上記の構成によれば、押さえ環１０３とともに固定用駒部材２０４、７０１を鏡筒２０１にネジ込み、鏡筒２０１と押さえ環１０３と固定用駒部材２０４、７０１との位置関係を固定することでレンズ１０１を保持するとともに、ネジ山に沿わせることで鏡筒２０１と固定用駒部材２０４、７０１とを確実に密着させることができる。これによって、鏡筒２０１と固定用駒部材２０４、７０１とを確実に溶着させることができ、固定する過程における鏡筒２０１と押さえ環１０３との相対的な位置関係のずれ、および、環境温度の変化に起因する光学性能の低下を防止することができる。
【００８９】
また、この実施の形態のレンズ装置は、固定用駒部材２０４、７０１が、押さえ環１０３とは別体で設けられ、収縮方向に変形可能な弾性を有し、収縮した状態で押さえ環１０３に設けられた取り付け用の切り欠き部２０３に嵌め込まれることによって押さえ環１０３に固定されることを特徴としている。
【００９０】
上記の構成によれば、固定用駒部材２０４、７０１と押さえ環１０３を別体とすることで押さえ環１０３の材質に左右されることなく固定用駒部材２０４、７０１の材質を選択でき、別体とした場合にも押さえ環１０３に装着された場合は自身の弾性による復元力によって押さえ環１０３と一体化できる。これによって、第１の筒状に対する押さえ環１０３および固定用駒部材２０４、７０１の取り付け作業を容易化することができる。
【００９１】
また、この実施の形態のレンズ装置は、鏡筒２０１が、基剤となる樹脂材料にレーザ光を吸収する材料を混合した材料によって形成され、固定用駒部材２０４、７０１が、基剤となる樹脂材料と同一種類の樹脂材料にレーザ光を吸収する材料を混合した材料によって形成されていることを特徴としている。
【００９２】
このように、鏡筒２０１および固定用駒部材２０４、７０１が同一種類の樹脂材料を基剤として形成されていることにより、環境温度の変化による各レンズ１０１の膨張あるいは収縮などの体積変化の程度を近づけることができる。これによって、環境温度の変化によって各レンズ１０１に体積変化が生じた場合にも、各部材の線膨張係数の違いによって鏡筒２０１と固定用駒部材２０４、７０１との位置関係のずれを防止し、押さえ環１０３、鏡筒２０１、固定用駒部材２０４、７０１などの各部材における歪みの発生を防止することができる。
【００９３】
また、この実施の形態のレンズ装置と、レンズ装置を介して受光した外光を電気信号に変換する撮像用の光電変換素子と、を備えた撮像装置とすることにより、固定に際してのレーザ光の熱に起因して、レンズ１０１、押さえ環１０３、鏡筒２０１などの各部材どうしの相対的な位置関係がずれることを防止し、環境温度の変化に起因する光学性能の低下を防止することができるので、安定した撮像性能を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
以上のように、この発明にかかる光学装置および撮像装置は、互いの位置関係が固定される複数の光学部材を備えた光学装置および当該光学装置を備えた撮像装置に有用であり、特に、固定される光学部材どうしの位置関係に高い精度が要求される光学装置および当該光学装置を備えた撮像装置に適している。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】この発明にかかる実施の形態のレンズ装置における被写体側の一部を示す説明図（その１）である。
【図２】この発明にかかる実施の形態のレンズ装置における被写体側の一部を示す説明図（その２）である。
【図３】この発明にかかる実施の形態のレンズ装置における被写体側の一部を示す説明図（その３）である。
【図４】この発明にかかる実施の形態のレンズ装置における被写体側の一部を示す説明図（その４）である。
【図５−１】固定用駒部材を示す説明図（その１）である。
【図５−２】固定用駒部材を示す説明図（その２）である。
【図６】レンズの固定方法を示す説明図である。
【図７−１】別の形態の固定用駒部材を示す説明図（その１）である。
【図７−２】別の形態の固定用駒部材を示す説明図（その２）である。
【図８−１】従来の緩み防止構造の一例を示す説明図（その１）である。
【図８−２】従来の緩み防止構造の一例を示す説明図（その２）である。
【符号の説明】
【００９６】
１０１  レンズ
１０３  押さえ環
２０１  鏡筒
２０２  連結機構
２０４、７０１  固定用駒部材
３０１、３０２  ネジ山
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図６】
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【図７−１】
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【図７−２】
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【図８−１】
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【図８−２】
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