(57)【要約】      （修正有）【課題】複数のレンズを光軸方向に互いに当接させて重ね合わせることにより、光学的または物理的に向き合う互いのレンズ間の位置関係を決定することが可能なレンズの位置決め方法並びに該方法を適用した光学機器を提供する。【解決手段】鏡筒４と、該鏡筒内に収納される少なくとも二つ以上のレンズであって、コバ外周部のリブ内壁部に光軸１０を中心とした円錐面１ｂを有する第１のレンズ１と、コバ外周部のリブ外壁部に光軸１０を中心として前記円錐面１ｂと係合する円錐面２ａを有する第２のレンズ２とを準備する。第１のレンズ１を鏡筒に挿入して該鏡筒内の受け面４ａに当接させて光軸方向に位置決めし、次いで、第２のレンズ２を鏡筒４に挿入して第１のレンズ１の円錐面１ｂと該第２のレンズ２の円錐面２ａを面当接させて光軸と光軸方向の位置決めをし、次いで、鏡筒４の挿入部付近で第２のレンズ２を該鏡筒４に、例えば接着剤５で固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡筒と、該鏡筒内に収納される二つ以上のレンズであって、コバ外周部のリブ内壁部に光軸を中心とした円錐面を有する第１のレンズと、コバ外周部のリブ外壁部に光軸を中心として前記円錐面と係合する円錐面を有する第２のレンズとを準備し、前記第１のレンズを前記鏡筒に挿入して該鏡筒内の受け面に当接させて光軸方向に位置決めし、次いで、前記第２のレンズを前記鏡筒に挿入して前記第１のレンズの円錐面と該第２のレンズの円錐面を面当接させて光軸と光軸方向の位置決めをし、次いで、前記第２のレンズを該鏡筒に固定することを特徴とする鏡筒内に二つ以上のレンズを位置決め固定する方法。
【請求項２】
鏡筒と、該鏡筒内に挿入配設された二つ以上のレンズとから成り、第１のレンズはコバ外周部のリブ内壁に光軸を中心とした円錐面を有し、第２のレンズはコバ外周部のリブ外壁部に光軸を中心としかつ前記円錐面と係合する円錐面を有し、前記第１のレンズの円錐面と第２のレンズの円錐面が面当接して前記鏡筒内に収納され、前記第２のレンズが該鏡筒に固定されていることを特徴とする光学機器。
【請求項３】
請求項２に記載の光学機器において、更にコバ外周部のリブ外壁部に光軸を中心とする円錐面を有する第３のレンズを有し、前記第２のレンズは前記円錐面が設けられている側と反対側においてコバ外周部のリブ内壁部に前記第３のレンズの円錐面と係合する第２の円錐面を有し、該第２の円錐面が前記第３のレンズの円錐面と面当接して前記鏡筒内に収納され、該第３のレンズが前記第２のレンズに代って前記鏡筒に固定されていることを特徴とする光学機器。
【請求項４】
前記第１のレンズは光軸方向においてのみ前記鏡筒の受け面に当接し、径方向にはクリアランスを有することを特徴とする請求項２又は３に記載の光学機器。
【請求項５】
前記円錐面は、前記レンズのコバ円周方向の一部分、又は、複数箇所、又は、全周に設けられていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の光学機器。
【請求項６】
前記第２のレンズ又は第３のレンズが前記鏡筒の内壁に接着剤で固定されていることを特徴とする請求項２乃至５のいずれかに記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のレンズを光軸方向に互いに当接させて重ね合わせることにより、光学的または物理的に向き合う互いのレンズ間の位置関係を決定することが可能なレンズの位置決め方法並びに該位置決め方法を適用した光学機器に関し、より具体的には、少なくとも二つ以上のレンズを共通の円錐面を介して光軸方向に互いに当接させて二つ以上のレンズ間の光軸及び光軸方向の距離に関する位置関係を決定すること、及び、これら二つ以上のレンズを光学系鏡筒内に位置決め保持した光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のレンズを鏡筒内に位置決めする場合、従来、互いのレンズの光軸方向の距離は、複数のレンズをその周辺部で光軸方向に互いに当接させて、例えば、レンズコバ付近に設けた平面で当接させたり、マージマルナルコンタクトして当接させたりして決定し、また、互いのレンズにおける光軸の位置合わせは、個々のレンズの外径と該個々のレンズが鏡筒内において鏡筒の内面と当接する部分の鏡筒の内径で決めるか、又は、事前にレンズ同士で光軸調整したものを貼り合わせたりして鏡筒内に納め、これにより、レンズの光軸と光軸方向の距離の位置合わせをするようにしている。
【０００３】
図４は、相互のレンズを事前に貼り合わせて鏡筒内に納めるようにした従来の光学系鏡筒の要部断面図で、図中、１，２は事前に貼り合わされたレンズであって、レンズ１は光軸１０に垂直なコバ面１ａと１ｃを有し且つ外周部に光軸１０に平行な面１ｂを有する。また、レンズ２は光軸に垂直なコバ面２ａを有する。４はレンズ１を保持する鏡筒の一部であってレンズ１の受け面４ａを有する。レンズ１，２は鏡筒４へ挿入前に事前にレンズ相互の位置を調整しレンズ１のコバ面１ｃとレンズ２のコバ面２ａを互いに接着剤により接着している。レンズ２が貼り合わせられたレンズ１の当接面１ａは鏡筒４の光軸方向の受け面４ａに当接し、且つレンズ１の外周面１ｂは鏡筒４の内径４ｂに嵌合されている。
【０００４】
図５は、マージナルコンタクト構造を有する従来の光学系鏡筒の要部断面図で、図中、１，２はガラス製のレンズであり、４はレンズ１，２を保持する鏡筒の一部である。レンズ１，２は外周部にそれぞれ光軸１０と平行な面１ａと２ａを有し、鏡筒４も同じく光軸１０と平行な面４ａと４ｂを有し、この部分を嵌合させることによりレンズ１及びレンズ２の中心と光軸１０が一致するように構成されている。また、レンズ１は１８０度より小さな広角のマージナルコンタクト部１ｂを有し、この部分がレンズ２の曲面部と当接し、レンズ１とレンズ２の間隔が決定されている。
【０００５】
図６は、相互のレンズの位置関係を鏡筒を用いて決定する光学系鏡筒の要部断面図で、図中、１，２はレンズで、レンズ１は光軸１０に垂直なコバ面１ａを有し且つ外周部に光軸に平行な面１ｂを有し、同じく、レンズ２も光軸１０に垂直なコバ面２ａを有し外周部には光軸に平行な面２ｂを有する。４はレンズ１，２を保持する鏡筒の一部であってレンズ１の受け面４ａとレンズ２の受け面４ｃを有する。レンズ１は外周面１ｂと鏡筒４の内周面４ｂとを、又、レンズ２は外周面２ｂと鏡筒４の内周面４ｄとをそれぞ係合させることにより、レンズ１，２の中心が光軸１０と一致するように構成されている。また、レンズ１，２が鏡筒４に組み込まれた状態においては、レンズ１のコバ面１ａと鏡筒４の受け面４ａが当接しておりレンズ２のコバ面２ａと鏡筒４の受け面４ｃが当接しており、このことにより、レンズ１，２の位置関係が決定されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図４に示した光学系鏡筒においては、異質材料のレンズ同士を貼り合わせた場合、線膨張係数が異なるため環境温度が変化するとレンズが割れたりレンズ曲面が歪んだりする恐れがある。
【０００７】
図５に示した光学系鏡筒においては、個々のレンズのマージナルコンタクト部と外周の精度及び鏡筒の内径精度を高精度に保つ必要が有る。また、レンズをマージナルコンタクト等により当接させて保持する場合には、マージナルコンタクト部に応力が集中し易いため、マージナルコンタクト構造の光学系にプラスチックなどの比較的低剛性の素材で形成されるレンズを使用すると個々のレンズ外周部の精度と鏡筒の内径精度を保ったとしてもレンズ面が歪み光学性能が劣化してくる等の問題があり、双方のレンズをガラス等の高剛性素材を用いて形成する必要があった。
【０００８】
また、図６に示した光学系鏡筒においては、レンズの外径と鏡筒の内径を係合させて光軸と垂直方向の位置決めを行っているため、やはり個々のレンズ外周部の精度とコバの厚みの精度及び鏡筒の内径精度を高精度に保つ必要が有り、複数のレンズの光軸を合わせ且つ互いに向き合うレンズの位置関係を決定するためには、個々のレンズの位置決め部位で鏡筒の内径精度とレンズの外径精度の２種類からなる構成部品において精度を保つ必要がある。
【０００９】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたもので、鏡筒内おいて、最低限１つのレンズ位置を決定すれば次段の光軸方向に重なる複数のレンズの位置関係を決定することができる方法及び該方法を用いた光学機器を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１の発明は、鏡筒と、該鏡筒内に収納される二つ以上のレンズであって、コバ外周部のリブ内壁部に光軸を中心とした円錐面を有する第１のレンズと、コバ外周部のリブ外壁部に光軸を中心として前記円錐面と係合する円錐面を有する第２のレンズとを準備し、前記第１のレンズを前記鏡筒に挿入して該鏡筒内の受け面に当接させて光軸方向に位置決めし、次いで、前記第２のレンズを前記鏡筒に挿入して前記第１のレンズの円錐面と該第２のレンズの円錐面を面当接させて光軸と光軸方向の位置決めをし、次いで、前記第２のレンズを該鏡筒に固定することを特徴としたものである。
【００１１】
請求項２の発明は、鏡筒と、該鏡筒内に挿入配設された二つ以上のレンズとから成り、第１のレンズはコバ外周部のリブ内壁に光軸を中心とした円錐面を有し、第２のレンズはコバ外周部のリブ外壁部に光軸を中心としかつ前記円錐面と係合する円錐面を有し、前記第１のレンズの円錐面と第２のレンズの円錐面が面当接して前記鏡筒内に収納され、前記第２のレンズが該鏡筒に固定されていることを特徴としたものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、更にコバ外周部のリブ外壁部に光軸を中心とする円錐面を有する第３のレンズを有し、前記第２のレンズは前記円錐面が設けられている側と反対側においてコバ外周部のリブ内壁部に前記第３のレンズの円錐面と係合する第２の円錐面を有し、該第２の円錐面が前記第３のレンズの円錐面と面当接して前記鏡筒内に収納され、該第３のレンズが前記第２のレンズに代って前記鏡筒に固定されていることを特徴としたものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項２又は３の発明において、前記第１のレンズは光軸方向においてのみ前記鏡筒の受け面に当接し、径方向にはクリアランスを有することを特徴としたものである。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項２乃至４のいずれかの発明において、前記円錐面は、前記レンズのコバ円周方向の一部分、又は、複数箇所、又は、全周に設けられていることを特徴としたものである。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項２乃至５のいずれかの発明において、前記第２のレンズ又は第３のレンズが前記鏡筒の内壁に接着剤で固定されていることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のレンズ位置決め方法によれば、コバ外周部のリブ内壁部に光軸を中心とした円錐の面を有するレンズを鏡筒内の受け面に当接させて、次いで、この鏡筒の内部にコバ外周部のリブ外壁部に光軸を中心とした円錐の面を有する次段のレンズを挿入することで、レンズ相互間の光軸と光軸方向における距離の位置関係を同時に決定出来、レンズ相互の位置調整や鏡筒の内径精度を不要とすることができ、接着剤等による固定方法においても、レンズの光学性能の劣化を防止することができる。
【００１７】
また、本発明の光学系位置決め方法が適用される光学機器では、一段めのレンズが鏡筒の受け面に当接した状態で鏡筒の内部に位置され、次段のレンズは一段めのレンズのコバ外周部の円錐斜面に光軸方向に当接した状態で上記鏡筒の内部に位置決めされ、且つ、当該鏡筒の挿入部位で接着剤により上記鏡筒に接着固定されているので、複数のレンズを保持する鏡筒に容易に組み込むことができ、しかも、これらのレンズは光学性能の劣化を生ずることなく、高い信頼性で位置決め、固定されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、鏡筒内に二つ以上のレンズを位置決め固定する方法、より具体的には、光学系鏡筒内におけるレンズ同士間の位置決め方法、及び、該位置決め方法を適用した光学系鏡筒に関するもので、光軸方向に互いに当接する少なくとも二つ以上のレンズを有する光学系鏡筒内におけるレンズ位置決め方法であって、レンズを鏡筒の内部に挿入し、このレンズを上記鏡筒内の受け面に当接させて光軸方向に位置決めした状態にし、このレンズに次段のレンズを当接させることにより互いに向き合うレンズの光軸と光軸方向の距離を位置決めし、鏡筒の挿入部付近で接着剤又は溶着により固定あるいは最終段レンズのコバ外周部を弾性体で光軸方向に加圧することで各レンズ同士の位置を保持するようにしたものである。
【００１９】
図３は、本発明が適用されるコバ外周のリブ面を説明するための図で、図中、１０は光軸、１１は該光軸１０を中心とした円錐、１２は該円錐１０の面の一部を示し、本発明は、この円錐１０の面の一部１２を介して２つのレンズを当接することにより、二つ以上のレンズの光軸合わせと光軸方向の距離合わせを同時に行うようにしたものである。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の実施例１を説明するための要部断面構成図で、図中、１，２は合成樹脂製のレンズ、４はレンズ１，２を保持する鏡筒である。レンズ１はコバ外周部のリブ内壁部に、光軸１０を中心とした円錐１１の面１ｂを有し、レンズ２はコバ外周部のリブ外壁部に、光軸１０を中心としレンズ１と同じ円錐１１の面２ａを有し、互いの円錐となる面１ｂと２ａが面当接し、鏡筒４の中に納まっている。５はレンズ２と鏡筒４を固定する接着剤で、レンズ１と鏡筒４は、図１に示すように、光軸１０方向においてのみレンズ１の面１ａと鏡筒４の受け面４ａが当接し、光軸１０と垂直方向（径方向）には僅かにクリアランスを有している。
【００２１】
上記実施例におけるレンズ位置決め保持方法としては、先ず、レンズ１を鏡筒４の右側より鏡筒４内に挿入し、次に、次段のレンズ２を同じく鏡筒４の右側より鏡筒４内に挿入する。このとき、レンズ１，２をその外周部で鏡筒４に嵌合させたり圧入したりするとレンズ１，２に変形を生じる恐れが大きいので、レンズ１，２の外径は鏡筒４の内径より小さく設定してある。このため、鏡筒４内にレンズ１，２をその順に挿入し、レンズ２のコバ外周部に図の右方向より荷重を加えると、レンズ１の受け面１ｂがレンズ２の受け面２ａに規制され、レンズ１は光軸１０と垂直の方向へ移動しレンズ１，２の中心が光軸１０と一致した状態となる。その後、鏡筒４の挿入部に接着剤５を注入してレンズ２のコバ外周部と鏡筒４とを固定することにより、図１に示す状態を得る。
【００２２】
上述のごとき構成のレンズ位置決め保持によると、レンズ１は接着剤５等により鏡筒４に直接固定されていないが、レンズ２のコバ部の円錐斜面２ａと鏡筒４の受け面４ａに挟み込まれているため、その位置がずれることはない。尚、レンズ１は接着されておらず、レンズ２の接着部分は、表面距離においてレンズ部分から離れた部分に設けられているため、接着剤５の収縮によりレンズ２が変形するのを防止できる効果がある。従って、接着剤５の硬化時の収縮によりレンズ２が引張られ、その位置がずれて光学性能が劣化することはない。また、鏡筒４はレンズ１の光軸１０と垂直な面１ａの受け面４ａを有し、この受け面４ａは光軸１０に対し垂直となる面に形成してある。
【００２３】
上述のごときレンズ相互間の位置決め方法によれば、レンズは鏡筒に対し嵌合を行うことなしに１段目のレンズと次段目のレンズを鏡筒内にその順に挿入するだけで互いのレンズの光軸と距離を決めることができ、相互のレンズを直接貼り合わせたり鏡筒側の内径精度を保つ必要がない上、高精度でレンズ相互間の光軸と位置関係を同時に位置決めできるという効果が得られる。
【実施例２】
【００２４】
図２は、本発明の実施例２を説明するための要部断面構成図で、図中、１，２，３は合成樹脂製のレンズ、４はレンズ１，２，３を保持する鏡筒である。レンズ１は、コバ外周部のリブ内壁部に光軸１０を中心とした円錐１１１の面１ｂを有し、レンズ２は、コバ外周部のリブ外壁部に光軸１０を中心とし、レンズ１と同じ円錐１１1の面２ａを有し、且つ、該面２ａと反対側において、コバ外周部のリブ内壁部に光軸１０を中心とした円錐１１2の面２ｂを有し、レンズ３は、レンズ２と同じく、コバ外周部のリブ内壁部に光軸１０を中心とした円錐１１2の面３ａを有し且つ内周部には光軸１０を中心とした円錐１１3の面３ｂを有している。レンズ１，２，３は互いのコバの円錐となる面が互いに当接し鏡筒４の中に納まっている。
【００２５】
図２において、レンズ１と鏡筒４は、光軸１０方向においてのみレンズ１の面１ａと鏡筒４の受け面４ａが当接し光軸１０と垂直方向には僅かにクリアランスを有している。本実施形態におけるレンズ位置決め保持方法としては、先ず、レンズ１を鏡筒４の右側より鏡筒４内に挿入し、次に、次段のレンズ２，３を同じく鏡筒４の右側よりそれぞれの順に鏡筒４内に挿入する。このとき、レンズ１，２，３をその外周部で鏡筒４に嵌合させたり圧入したりするとレンズ１，２，３に変形を生じる恐れが大きいので、レンズ１，２，３の外径は鏡筒４の内径より小さく設定してある。このため、鏡筒４を固定し、レンズ３のコバ外周部に右側より荷重を加えるとレンズ１，２が鏡筒４の受け面４ａとレンズ３のコバ斜面３ａに規制され、レンズ１，２，３の中心が光軸１０と一致した状態となる。そして、鏡筒４の挿入部に接着剤５を注入しレンズ３のコバ外周部と鏡筒４とを固定することにより、図２に示す状態を得る。
【００２６】
上述のごとき構成のレンズ位置決め保持によると、レンズ１，２は接着剤５等により鏡筒４に直接固定されてはいないが、レンズ３のコバ部の円錐斜面３ａと鏡筒４の受け面４ａに挟み込まれているため、その位置がずれることはない。なお、レンズ１，２は接着されておらず、レンズ３の接着部分は表面距離においてはレンズ部分から離れた部分に設けてあるため、接着剤５の収縮によりレンズ３が変形するのを防止できる効果がある。従って、接着剤５の硬化時の収縮によりレンズ３が引張られその位置がずれて光学性能が劣化することはない。鏡筒４は、図２に示すように、レンズ１の光軸１０と垂直な面１ａの受け面４ａを有し、この受け面４ａは光軸１０に対し垂直となる面に形成してある。このように、レンズコバのリブ内外周部に光軸を中心とした円錐の斜面を設けることで、複数のレンズを多段階に当接させレンズ間の光軸と位置関係を同時に決めることが出来る。
【００２７】
上述の各実施例に示した光学系鏡筒内のレンズ位置決めによれば、複数のレンズを鏡筒に容易に組み込むことができる上、これらの組み込まれた最終段のレンズを鏡筒に接着剤等で固定したとしても、光学性能の劣化を生ずることなく高い信頼性で位置決めし固定することができる。また、このような構成の位置決めは、写真用カメラや光学測定器等の光学機器に用いることができる。
【００２８】
以上に、本発明の実施例について説明したが、本発明は前述の実施例に限定されるものではなく、実際の製品開発において、種々の設計変更が可能であり、鏡筒に組み込むレンズの数を更に多くすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明が適用された鏡筒の実施例１を説明するための要部断面図である。
【図２】本発明が適用された鏡筒の実施例２を説明するための要部断面図である。
【図３】本発明によるレンズ位置決め方法に用いられる円錐面（リブ面）を説明するための図である。
【図４】相互のレンズを事前に貼り合わせて鏡筒内に納めるようにした従来の光学系鏡筒の要部断面図である。
【図５】マージナルコンタクト構造を有する従来の光学系鏡筒の要部断面図である。
【図６】相互のレンズの位置関係を鏡筒を用いて決定する光学系鏡筒の要部断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１，２，３  レンズ
４  鏡筒
５  接着剤
１０  光軸
１１，１１1，１１2，１１3  円錐面
【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】
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【図６】
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