(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１レンズおよび第２レンズを備えている組合せレンズであって、
第１レンズは、第１当接領域、および、光軸を中心とした、すり鉢状の円錐面を備えており、
第２レンズは、第１当接領域と当接する第２当接領域、および、該円錐面と当接する、球面または楕円面からなる曲面を備えており、
該円錐面および該曲面が、特定の平面内において当接していることを特徴とする組合せレンズ。
【請求項２】
少なくとも第１レンズおよび第２レンズを備えている組合せレンズであって、
第１レンズは、第１当接領域、および、光軸を中心とした、すり鉢状の円錐面を備えており、
第２レンズは、第１当接領域と当接する第２当接領域、および、該円錐面と線接触する曲面を備えており、
該円錐面および該曲面が、特定の平面内において当接していることを特徴とする組合せレンズ。
【請求項３】
第１当接領域および上記円錐面がともに第１レンズの光学的有効範囲外に設けられており、
第２当接領域および上記曲面がともに第２レンズの光学的有効範囲外に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の組合せレンズ。
【請求項４】
第１レンズにおいて、上記円錐面が、第１当接領域よりも光軸に近い位置に設けられており、
第２レンズにおいて、上記曲面が、第２当接領域よりも光軸に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の組合せレンズ。
【請求項５】
第１レンズにおいて、第１当接領域が、上記円錐面よりも光軸に近い位置に設けられており、
第２レンズにおいて、第２当接領域が、上記曲面よりも光軸に近い位置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の組合せレンズ。
【請求項６】
上記曲面と上記円錐面とが当接する点における、該曲面および該円錐面の接平面が一致することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の組合せレンズ。
【請求項７】
上記曲面が、上記光軸上の点を中心とする球面であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の組合せレンズ。
【請求項８】
上記円錐面と上記曲面とが当接する点と、上記球面の中心とを通る直線を、上記光軸を中心に回転させてなる円錐の頂角が６０度から１２０度の範囲内であることを特徴とする請求項７に記載の組合せレンズ。
【請求項９】
少なくとも第１レンズおよび第２レンズを備えている組合せレンズであって、
第１レンズは、第１当接領域、および、光軸を中心とした、すり鉢状の円錐面を備えており、
第２レンズは、第１当接領域と当接する第２当接領域、および、該円錐面と点接触する曲面を有する３つ以上の突起部位を備えており、
上記各曲面と上記円錐面とが、特定の平面内において当接していることを特徴とする組合せレンズ。
【請求項１０】
少なくとも第１レンズおよび第２レンズを備えている組合せレンズであって、
第２レンズは、第２当接領域、および、光軸を中心とした、凸の円錐面を備えており、
第１レンズは、第２当接領域と当接する第１当接領域、および、該円錐面と点接触する曲面を有する３つ以上の突起部位を備えており、
上記各曲面と上記円錐面とが、特定の平面内において当接していることを特徴とする組合せレンズ。
【請求項１１】
上記円錐面との接点における上記各曲面のそれぞれの法線の交点が、上記光軸上にあることを特徴とする請求項９または１０に記載の組合せレンズ。
【請求項１２】
上記各接点および上記交点のそれぞれの間の距離が、互いに等しいことを特徴とする請求項１１に記載の組合せレンズ。
【請求項１３】
上記曲面が、球面であり、
該球面の半径が、上記各接点および上記交点の間の距離以下であることを特徴とする請求項１１または１２に記載の組合せレンズ。
【請求項１４】
上記特定の平面が、上記光軸と直交することを特徴とする請求項９〜１３のいずれか一項に記載の組合せレンズ。
【請求項１５】
第１当接領域と第２当接領域とが、上記光軸に垂直な平面において当接していることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか一項に記載の組合せレンズ。
【請求項１６】
第１当接領域および第２当接領域のいずれか一方は平面からなり、他方は複数の突起物からなることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか一項に記載の組合せレンズ。
【請求項１７】
第１当接領域および第２当接領域が互いに平行な平面からなることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか一項に記載の組合せレンズ。
【請求項１８】
第１レンズが、第２レンズと対向する面の反対側に、上記光軸と垂直な平面部を備えていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の組合せレンズ。
【請求項１９】
第２レンズが、第１レンズと対向する面の反対側に、上記光軸と垂直な平面部を備えていることを特徴とする請求項１〜１８のいずれか一項に記載の組合せレンズ。
【請求項２０】
第１開口部および第２開口部を備えている鏡筒と、該鏡筒に挿入されている請求項１７または１９に記載の組合せレンズとを備えているレンズユニットであって、
第１開口部は該組合せレンズを挿入可能であり、
該鏡筒は、第２開口部の周縁部において、該組合せレンズの上記平面部と当接することを特徴とするレンズユニット。
【請求項２１】
請求項２０に記載のレンズユニットと、撮像素子とを備えていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２２】
請求項１〜１９の何れか一項に記載の組合せレンズ、請求項２０に記載のレンズユニット、または請求項２１に記載の撮像装置のすくなくともいずれかを備えていることを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組合せレンズ、ならびにそれを用いたレンズユニット、撮像装置および光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラ、携帯電話等に搭載されるカメラモジュールに対して数百万画素といった高い画素数が求められる一方で、機器の小型化や薄型化に対応するための、該カメラモジュールに対する小型化、薄型化、または軽量化の要求が高まっている。
【０００３】
そのため、上記カメラモジュールの光学系に使用するレンズ系の小型化、該カメラモジュールの筐体の薄肉化等が必要となり、上記光学系の組立て調整を簡便な機構で行うことが求められている。
【０００４】
なお、サイズの小型化の要望は、上記のようなカメラモジュールに限らず、複数枚のレンズを用いた光学機器一般において同様に存在する。また、製造におけるタクトタイムの短縮に対する要望も高まっているため、組立て調整の簡易化に対する要望は強い。
【０００５】
そこで、そうした要望に応えるために、複数のレンズからなる光学系において、レンズ同士の嵌合のみによってレンズ間の相対位置の調整を行い、簡易に高精度な光学系を実現する機構が提案されている（特許文献１）。この嵌合用の部位を小さな形状で実現できれば、大掛かりな調整用の機構を廃止することができる。
【０００６】
図５は、特許文献１に記載の組合せレンズ１００の概略を示す断面図である。図５に示すように、組合せレンズ１００は、レンズ１０１およびレンズ１０２からなり、レンズ１０１の円錐面１０１ａとレンズ１０２の円錐面１０２ａとが面当接している。これにより、レンズ１０１とレンズ１０２との対向面間の、円錐面１０１ａおよび１０２ａ以外の部分にクリアランスが設けられ、レンズ１０１とレンズ１０２との間の光軸方向の距離と、光軸に垂直な平面内の相対位置が同時に決まる。そのため、レンズ１０１とレンズ１０２とを外部から調整すること無く、高精度に組立てる事ができる。
【特許文献１】特開２００２−２８６９８７号公報（平成１４年１０月３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来の組合せレンズでは、レンズ間の相対位置の調整を高精度かつ容易に行うことができなかった。そのため、そのような組合せレンズを用いた光学機器等を提供することもできなかった。
【０００８】
例えば、特許文献１に記載の組合せレンズ１００のように、対向する円錐面同士の当接のみで光軸および光軸方向の位置決めをする場合、以下のような問題が生じる。すなわち、図５に示すように、レンズ１０１とレンズ１０２とを組合せるとき、レンズ１０１に対して、レンズ１０２をレンズ１０１の光軸１０３方向に沿って挿入しないと、レンズ１０１に対してレンズ１０２が傾いた状態で組立てられる可能性がある。その結果、レンズ１０１の光軸１０３に対して、レンズ１０２の光軸１０４が僅かにチルトした状態で両レンズが嵌合されることとなり、光学系の性能が低下する。
【０００９】
そのため、レンズ１０１に対して、レンズ１０２を精度よく挿入する必要がある。すなわち、レンズ１０２を押圧する際に、光軸１０３方向に正確に沿って、かつ、レンズ１０２に対する荷重を均等に掛ける必要があり、高精度な組立て装置が必要となる。
【００１０】
また、例えば、円錐面に加え平面でも当接する構成の組合せレンズでは、過剰拘束となってしまい、該円錐面の当接の際に生じる誤差と、該平面の当接の際に生じる誤差とが合わさるため、レンズ同士の嵌合を高精度に行うことができない。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、レンズ間の相対位置の調整を高精度かつ容易に行うことができる組合せレンズ、ならびに該組合せレンズを用いたレンズユニット、撮像装置および光学機器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】
【００１２】
本発明に係る組合せレンズは、上記課題を解決するために、少なくとも第１レンズおよび第２レンズを備えている組合せレンズであって、第１レンズは、第１当接領域および第１曲面を備えており、第２レンズは、第１当接領域と当接する第２当接領域および第２曲面を備えており、第１曲面および第２曲面が、特定の平面内において当接していることを特徴としている。
【００１３】
上記の構成によれば、第１レンズが備える第１曲面と、第２レンズが備える第２曲面とが当接することにより、両レンズ間の光軸方向の距離が規定される。そして、第１レンズが備える第１当接領域と、第２レンズが備える第２当接領域とが当接することにより、両レンズ同士の傾きが規定され、両レンズの光軸を合わせることができる。このように、本発明に係る組合せレンズは、レンズ同士が当接することによって、他の調整機構を必要とせずに、レンズ間の相対位置を調整することができる。
【００１４】
このとき、第１曲面と第２曲面との接触は、特定の平面内に限定されているため、全面的な面接触にはなり得ず、点接触、線接触、点接触に近い状態、または線接触に近い状態となる。そのため、上記接触によっては両レンズ間の傾きは完全には規定されない。これにより、第１レンズと第２レンズとの嵌合を行う際、わずかにチルトした状態で第１レンズと第２レンズとを組合せた場合でも、第１当接領域と第２当接領域とを当接させることにより、該チルトが解消される。したがって、高精度な組立て装置がなくとも、容易に第１レンズと第２レンズとを高精度に嵌合することができる。
【００１５】
さらに、上記接触が点接触、線接触、点接触に近い状態、または線接触に近い状態であるので、面接触である場合と異なり、過剰拘束とはならず、レンズ同士の嵌合を高精度に行うことができる。
【００１６】
以上のように、本発明に係る組合せレンズは、レンズ同士の当接により、レンズ間の相対位置の調整を高精度かつ容易に行うことができるという効果を奏する。
【００１７】
本発明に係る組合せレンズでは、例えば、第１曲面は、光軸を中心とした、すり鉢状の円錐面であり、第２曲面は、該円錐面と当接する、球面または楕円面からなるものであってもよい。言い換えれば、本発明に係る組合せレンズは、少なくとも第１レンズおよび第２レンズを備えている組合せレンズであって、第１レンズは、第１当接領域、および、光軸を中心とした、すり鉢状の円錐面を備えており、第２レンズは、第１当接領域と当接する第２当接領域、および、該円錐面と当接する、球面または楕円面からなる曲面を備えていることを特徴としている。
【００１８】
上記の構成によれば、第１レンズが備える円錐面と、第２レンズが備える曲面とが当接することにより、両レンズ間の光軸方向の距離が規定される。そして、第１レンズが備える第１当接領域と、第２レンズが備える第２当接領域とが当接することにより、両レンズ同士の傾きが規定され、両レンズの光軸を合わせることができる。このように、本発明に係る組合せレンズは、レンズ同士が当接することによって、他の調整機構を必要とせずに、レンズ間の相対位置を調整することができる。
【００１９】
このとき、上記円錐面と上記曲面との接触は、円錐面と球面または楕円面との接触であるので、全面的な面接触にはなり得ず、線接触か線接触に近い状態となる。そのため、上記接触によっては両レンズ間の傾きは完全には規定されない。これにより、第１レンズと第２レンズとの嵌合を行う際、わずかにチルトした状態で第１レンズと第２レンズとを組合せた場合でも、第１当接領域と第２当接領域とを当接させることにより、該チルトが解消される。したがって、高精度な組立て装置がなくとも、容易に第１レンズと第２レンズとを高精度に嵌合することができる。
【００２０】
さらに、上記接触が線接触か線接触に近い状態であるので、面接触である場合と異なり、過剰拘束とはならず、レンズ同士の嵌合を高精度に行うことができる。
【００２１】
以上のように、本発明に係る組合せレンズは、レンズ同士の当接により、レンズ間の相対位置の調整を高精度かつ容易に行うことができるという効果を奏する。
【００２２】
本発明に係る組合せレンズではまた、例えば、第１曲面は、光軸を中心とした、すり鉢状の円錐面であり、第２曲面は、該円錐面と該円錐面と線接触するものであってもよい。言い換えれば、本発明に係る組合せレンズは、少なくとも第１レンズおよび第２レンズを備えている組合せレンズであって、第１レンズは、第１当接領域、および、光軸を中心とした、すり鉢状の円錐面を備えており、第２レンズは、第１当接領域と当接する第２当接領域、および、該円錐面と線接触する曲面を備えていてもよい。
【００２３】
上記の構成によれば、第１レンズが備える円錐面と、第２レンズが備える曲面とが当接することにより、両レンズ間の光軸方向の距離が規定される。そして、第１レンズが備える第１当接領域と、第２レンズが備える第２当接領域とが当接することにより、両レンズ同士の傾きが規定され、両レンズの光軸を合わせることができる。このように、本発明に係る組合せレンズは、レンズ同士が当接することによって、他の調整機構を必要とせずに、レンズ間の相対位置を調整することができる。
【００２４】
このとき、上記円錐面と上記曲面との接触は、線接触である。そのため、上記接触によっては両レンズ間の傾きは完全には規定されない。これにより、第１レンズと第２レンズとの嵌合を行う際、わずかにチルトした状態で第１レンズと第２レンズとを組合せた場合でも、第１当接領域と第２当接領域とを当接させることにより、該チルトが解消される。したがって、高精度な組立て装置がなくとも、容易に第１レンズと第２レンズとを高精度に嵌合することができる。
【００２５】
さらに、上記接触が線接触であるので、面接触である場合と異なり、過剰拘束とはならず、レンズ同士の嵌合を高精度に行うことができる。
【００２６】
以上のように、本発明に係る組合せレンズは、レンズ同士の当接により、レンズ間の相対位置の調整を高精度かつ容易に行うことができるという効果を奏する。
【００２７】
上記組合せレンズでは、第１当接領域および上記円錐面がともに第１レンズの光学的有効範囲外に設けられており、第２当接領域および上記曲面がともに第２レンズの光学的有効範囲外に設けられていることが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、レンズ同士の位置合わせを行うための構造が、光学的有効範囲外に設けられているため、レンズの光学的特性を損なうことがない。
【００２９】
上記組合せレンズでは、第１レンズにおいて、上記円錐面が、第１当接領域よりも光軸に近い位置に設けられており、第２レンズにおいて、上記曲面が、第２当接領域よりも光軸に近い位置に設けられていてもよい。
【００３０】
上記の構成によれば、上記円錐面および上記曲面の外側で、第１当接領域と第２当接領域とが当接する。したがって、第１レンズの上記円錐面の外側、および第２レンズの上記曲面の外側を有効利用することができる。
【００３１】
上記組合せレンズではまた、第１レンズにおいて、第１当接領域が、上記円錐面よりも光軸に近い位置に設けられており、第２レンズにおいて、第２当接領域が、上記曲面よりも光軸に近い位置に設けられていてもよい。
【００３２】
上記の構成によれば、上記円錐面および上記曲面の内側で、第１当接領域と第２当接領域とが当接する。ここで、上記円錐面を含んでいる円錐の頂角が小さく、第１レンズの上記円錐面の外周および第２レンズの上記曲面の外周の寸法が小さい場合、該円錐面が薄肉となり、該円錐面に上記曲面が当接した際に、該円錐面が変形する虞があるが、その場合であっても、第１当接領域と第２当接領域との間の傾きは変化しないので、両当接領域を良好に当接させることができる。
【００３３】
上記組合せレンズでは、上記曲面と上記円錐面とが当接する線上の各点における、該曲面および該円錐面の接平面が一致することが好ましい。
【００３４】
上記の構成によれば、円錐面１１ａおよび曲面１２ａが、同一の接平面を有する位置で当接するため、該当接に起因する変形が生じない。そのため、変形に伴う摩擦力の増大等の問題がなく、第２レンズを第１レンズに挿入する際のセルフアライメントの作用を阻害するような影響を抑制することができる。
【００３５】
また、円錐面１１ａおよび曲面１２ａの接平面が一致していることにより、傾きの補正を行う際に、微小な範囲では、円錐面１１ａおよび曲面１２ａは、該接平面に沿って相対的に移動する。したがって、スムーズに両レンズの位置決めをすることができる。
【００３６】
上記組合せレンズでは、上記曲面が、上記光軸上の点を中心とする球面であることが好ましい。
【００３７】
上記の構成によれば、上記曲面が光軸上の点を中心とする球面であるので、第２レンズが第１レンズに対して傾いたとしても、それは上記光軸上の点を中心とした傾きであり、傾きの補正は単純な回転運動となるので、より容易に傾きの補正ができる。
【００３８】
上記組合せレンズでは、上記円錐面と上記曲面とが当接する点と、上記球面の中心とを通る直線を、上記光軸を中心に回転させてなる円錐の頂角が６０度から１２０度の範囲内であることが好ましい。
【００３９】
上記頂角が大きいほど、第１レンズに対する第２レンズの傾きの補正が容易であり、組立て時の治具または組立て装置の精度を必要としなくなるが反面、レンズ同士の間の相対位置の位置決めの精度が悪くなる虞がある。上記構成によれば、十分な位置決めの精度で容易に組立てを行うことができる。
【００４０】
本発明に係る組合せレンズではまた、例えば、第１曲面は、光軸を中心とした、すり鉢状の円錐面であり、第２曲面は、該円錐面と点接触する曲面を有する３つ以上の突起部位を備えていてもよい。言い換えれば、本発明に係る組合せレンズは、少なくとも第１レンズおよび第２レンズを備えている組合せレンズであって、第１レンズは、第１当接領域、および、光軸を中心とした、すり鉢状の円錐面を備えており、第２レンズは、第１当接領域と当接する第２当接領域、および、該円錐面と点接触する曲面を有する３つ以上の突起部位を備えていていてもよい。
【００４１】
本発明に係る組合せレンズではさらに、例えば、第２曲面は、光軸を中心とした、凸の円錐面であり、第１曲面は、該円錐面と点接触する曲面を有する３つ以上の突起部位を備えていてもよい。言い換えれば、本発明に係る組合せレンズは、少なくとも第１レンズおよび第２レンズを備えている組合せレンズであって、第２レンズは、第２当接領域、および、光軸を中心とした、凸の円錐面を備えており、第１レンズは、第２当接領域と当接する第１当接領域、および、該円錐面と点接触する曲面を有する３つ以上の突起部位を備えていてもよい。
【００４２】
上記の構成によれば、第１レンズが備える第１曲面と、第２レンズが備える第２曲面とが当接することにより、両レンズ間の光軸方向の距離が規定される。そして、第１レンズが備える第１当接領域と、第２レンズが備える第２当接領域とが当接することにより、両レンズ同士の傾きが規定され、両レンズの光軸を合わせることができる。このように、本発明に係る組合せレンズは、レンズ同士が当接することによって、他の調整機構を必要とせずに、レンズ間の相対位置を調整することができる。
【００４３】
このとき、第１曲面と第２曲面との接触は、円錐面と該円錐面と点接触する曲面を有する３つ以上の突起部位との点接触となる。そのため、上記接触によっては両レンズ間の傾きは完全には規定されない。これにより、第１レンズと第２レンズとの嵌合を行う際、わずかにチルトした状態で第１レンズと第２レンズとを組合せた場合でも、第１当接領域と第２当接領域とを当接させることにより、該チルトが解消される。したがって、高精度な組立て装置がなくとも、容易に第１レンズと第２レンズとを高精度に嵌合することができる。
【００４４】
さらに、上記接触が点接触であるため、面接触である場合と異なり、過剰拘束とはならず、レンズ同士の嵌合を高精度に行うことができる。
【００４５】
以上のように、本発明に係る組合せレンズは、レンズ同士の当接により、レンズ間の相対位置の調整を高精度かつ容易に行うことができるという効果を奏する。
【００４６】
上記組合せレンズでは、上記円錐面との接点における上記各曲面のそれぞれの法線の交点が、上記光軸上にあることが好ましい。さらに、上記組合せレンズでは、上記各接点および上記交点のそれぞれの間の距離が、互いに等しいことがより好ましい。
【００４７】
上記の構成によれば、第２レンズが第１レンズに対して傾いたとしても、それは上記光軸上にある上記交点を中心とした傾きであり、傾きの補正は単純な回転運動となるので、容易に傾きの補正ができる。特に、上記各接点および上記交点のそれぞれの間の距離が、互いに等しい場合には、上記回転運動は円運動となり、より容易に傾きの補正ができる。
【００４８】
上記組合せレンズでは、上記曲面が、球面であり、該球面の半径が、上記各接点および上記交点の間の距離以下であることが好ましい。
【００４９】
上記の構成によれば、上記曲面は、半径が上記各接点および上記交点の間の距離以下である球面となる。これにより、上記交点を中心とする回転運動が、上記各接点における上記曲面と上記円錐面との接触によって妨げられることがないため、容易に傾きの補正ができる。
【００５０】
上記組合せレンズでは、上記各曲面および上記円錐面の各接点を含んでいる平面が、上記光軸と直交することが好ましい。
【００５１】
上記の構成によれば、傾きの補正時において、光軸に沿った方向への力をかけることにより、無理のない補正が可能となる。
【００５２】
上記組合せレンズでは、第１当接領域と第２当接領域とが、上記光軸に垂直な平面において当接していることが好ましい。
【００５３】
上記の構成によれば、第１当接領域と第２当接領域との当接は、光軸に垂直な面内における第１レンズと第２レンズとの相対位置を規定しない。したがって、過剰拘束とならず、レンズ同士の嵌合を高精度に行うことができる。
【００５４】
上記組合せレンズでは、第１当接領域および第２当接領域のいずれか一方は平面からなり、他方は複数の突起物からなるものであってもよい。
【００５５】
上記の構成によれば、第１当接領域と第２当接領域とが点接触するため、より精度高く接触させることができる。
【００５６】
上記組合せレンズではまた、第１当接領域および第２当接領域が互いに平行な平面からなるものであってもよい。
【００５７】
上記の構成によれば、第１当接領域と第２当接領域とが平面同士で面接触するため、より安定に接触させることができる。
【００５８】
上記組合せレンズでは、第１レンズが、第２レンズと対向する面の反対側に、上記光軸と垂直な平面部を備えていていてもよい。
【００５９】
上記の構成によれば、第１レンズを他の部材、例えば上記組合せレンズを格納するための鏡筒等に、上記平面部において良好に当接させることができる。
【００６０】
上記組合せレンズではまた、第２レンズが、第１レンズと対向する面の反対側に、上記光軸と垂直な平面部を備えていてもよい。
【００６１】
上記の構成によれば、第２レンズを他の部材、例えば上記組合せレンズを格納するための鏡筒等に、上記平面部において良好に当接させることができる。
【００６２】
本発明に係るレンズユニットは、第１開口部および第２開口部を備えている鏡筒と、該鏡筒に挿入されている上記組合せレンズとを備えているレンズユニットであって、第１開口部は該組合せレンズを挿入可能であり、該鏡筒は、第２開口部の周縁部において、該組合せレンズの上記平面部と当接することを特徴としている。
【００６３】
上記の構成によれば、レンズ間の相対位置の調整を高精度かつ容易に行うことができる組合せレンズを備えたレンズユニットを提供することができる。また、上記組合せレンズには、上述したように平面部が設けられているので、上記鏡筒と容易に組合せることができる。
【００６４】
本発明に係る撮像装置は、上記レンズユニットと、撮像素子とを備えていることを特徴としている。
【００６５】
上記の構成によれば、レンズ間の相対位置の調整を高精度かつ容易に行うことができる組合せレンズを備えた撮像装置を提供することができる。
【００６６】
本発明に係る光学機器は、上記組合せレンズ、上記レンズユニット、または上記撮像装置のすくなくともいずれかを備えていることを特徴としている。
【００６７】
レンズ間の相対位置の調整を高精度かつ容易に行うことができる組合せレンズを備えた光学機器を提供することができる。
【発明の効果】
【００６８】
本発明に係る組合せレンズによれば、第１レンズに備えられた第１曲面と第２レンズに備えられた第２曲面との当接により、傾きを補正可能に両レンズ間の光軸方向の距離が調整され、第１レンズに備えられた第１当接領域と第２レンズに備えられた第２当接領域との当接により傾きが調整されるので、レンズ同士の当接により、過剰拘束が生じることがなく、レンズ間の相対位置の調整を高精度かつ容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６９】
〔第１実施形態〕
図１は、本発明の一実施形態に係る組合せレンズ１０の概略を示す断面図である。図１に示すように、組合せレンズ１０は、レンズ（第１レンズ）１１およびレンズ（第２レンズ）１２からなる。レンズ１１およびレンズ１２は、共通の光軸１３を有している。
【００７０】
レンズ１１は、光軸１３の周りに、組合せレンズ１０を使用する際に光線が通過する範囲である光学的有効範囲１１ｃを有している。また、レンズ１１には、光学的有効範囲１１ｃの外側に、光軸１３を中心とした、すり鉢状の円錐面（斜面）１１ａが設けられている。なお、「すり鉢状の円錐面」とは、くぼみの内壁であって、すり鉢のように深くなるにつれ、半径が小さくなる円錐面を意図している。さらに、レンズ１１には、円錐面１１ａの外側に、光軸１３に垂直な平面からなる当接領域（第１当接領域）１１ｂが設けられている。
【００７１】
一方、レンズ１２は、光軸１３の周りに、組合せレンズ１０を使用する際に光線が通過する範囲である光学的有効範囲１２ｃを有している。また、レンズ１３には、光学的有効範囲１３ｃの外側に、光軸１３上に中心１４を有する球面１５の一部によって構成される曲面１２ａが設けられている。さらに、レンズ１２には、曲面１２ａの外側に、光軸１３に垂直な平面からなる当接領域（第２当接領域）１２ｂが設けられている。
【００７２】
レンズ１１およびレンズ１２は、ガラス、または樹脂材料等を周知慣用の成形技術等によって形成すればよく、光学設計によって最適な屈折率、および曲率半径を適宜選択して構成したものであればよい。レンズまたは周辺構造の形状が複雑である場合は、樹脂材料を用い、成形によって形成されたものを好適に用いることができる。
【００７３】
なお、本実施形態においては、図１に示すように、それぞれのレンズの光学的有効範囲の広さ等が異なっているが、これらは等しくてもよい。
【００７４】
レンズ１１とレンズ１２とは、円錐面１１ａに曲面１２ａが収納する形で当接しており、当接領域１１ｂと当接領域１２ｂとが当接している。ここで、円錐面１１ａと曲面１２ａとの接触は、円錐面と球面との接触であるので、線接触または線接触に近い状態となる。そのため、円錐面１１ａと曲面１２ａとの接触は、レンズ１１に対するレンズ１２の傾きを規定しない。これにより、チルトされた状態で、レンズ１１に対してレンズ１２が挿入され、円錐面１１ａと曲面１２ａとが当接した状態でも、後述のように、傾きを補正することができる。なお、円錐面１１ａおよび曲面１１ｂの表面状態は、滑りが良い表面状態である事が好ましい。また、本明細書において、用語「線接触」は、特定の部材と他の部材とが、０．１ｍｍ以下の線幅の線において接触していることが意図される。
【００７５】
なお、上記線接触に近い状態となる場合とは、例えば、円錐面１１ａと曲面１２ａとの当接点における、円錐面１１ａおよび曲面１２ａの接平面が一致しない場合が挙げられる。この場合、円錐面１１ａおよび曲面１２ａのどちらか一方または両方がわずかに変形して、局所的に面接触の状態をなしていると考えられ、その結果、摩擦力が増大して、レンズ１２ａ挿入時の傾きに対するセルフアライメントの作用を阻害するような影響を及ぼす虞がある。したがって、上記接平面は一致することが好ましい。
【００７６】
上記接平面が一致する場合には、円錐面１１ａと曲面１２ａとは、光軸１３上に中心を持つ円において線接触する。上記接平面が一致する場合、円錐面１１ａと曲面１２ａとが当接する点と、曲面１２ａを構成する球面１５の中心１４とを通る直線を光軸１３の周りに回転させてなる円錐１６の頂角をθとしたとき、円錐面１１ａが含まれる円錐１７の頂角は１８０−θとなる。そして、レンズ１２がレンズ１１に対して傾いても、傾きの中心１４は光軸１３上の１点に固定され、当接領域１１ｂと当接領域１２ｂとが当接することにより、単純な回転運動を経由して傾きが補正される。
【００７７】
なお、本実施形態では、曲面１２ａを球面としたが、レンズ形状、またはレンズの周辺のスペースによっては、その他の曲面で構成してもよい。
【００７８】
例えば、ある方向において、スペースの確保が困難であれば、楕円の短辺を配置した構成とすればよい。すなわち、曲面１２ａとして楕円面を用いてもよい。曲面１２ａとして楕円面を用いた場合であっても、円錐面と楕円面との接触は、線接触または線接触に近い状態となるので、本実施形態と同様に、円錐面１１ａと曲面１２ａとの接触が、レンズ１１に対するレンズ１２の傾きを規定せず、チルトされた状態でレンズ１１に対してレンズ１２が挿入され、円錐面１１ａと曲面１２ａとが当接した状態でも、傾きを補正することができる。
【００７９】
また、その他の曲面であっても、レンズ１１とレンズ１２とを組合せた結果、円錐面１１ａと曲面１２ａとの接触が線接触になるような曲面であればよい。上記接触が線接触になれば、本実施形態と同様の効果を奏する。
【００８０】
ただし、球面を用いた場合、上述したように、傾きの中心１４は光軸１３上の１点に固定され、単純な回転運動を経由して傾きが補正されるので、より好ましい。
【００８１】
図２は、本実施形態に係る組合せレンズ１０の機能を説明するための模式図である。図２に示すように、レンズ１１の円錐面１１ａに、レンズ１２の曲面１２ａが当接すると、曲面１２ａを構成する球面１５の中心１４は、円錐１６の中心軸（つまりは光軸１３）上に位置決めされる。したがって、もしレンズ１１に対してレンズ１２が傾いた状態で組み合わされた場合は、レンズ１２の光軸１８は、レンズ１１の光軸１３に対して、球面１５の中心１４を中心として傾いた状態となる。そして、レンズ１１の光軸１３に垂直な平面からなる当接領域１１ｂと、レンズ１２の光軸１８に垂直な平面からなる当接領域１２ｂが当接することにより、上記傾きを抑制または補正する事ができる。仮に、レンズ１２をレンズ１１に収納する際に、傾いた状態で挿入しても、円錐面１１ａと曲面１２ａとの当接、および、当接領域１１ｂと当接領域１２ｂとの当接により、光軸１３および１８の位置と傾きを同時に位置決めする事ができる。したがって、高精度な組立て装置がなくとも、容易に第１レンズと第２レンズとを高精度に嵌合することができる。
【００８２】
さらに、円錐面１１ａと曲面１２ａとの当接が実質的に線接触であるので、全面的に面接触である場合と異なり、過剰拘束とはならず、レンズ同士の嵌合を高精度に行うことができる。
【００８３】
なお、本実施形態では、当接領域１１ｂと当接領域１２ｂとが、光軸１３に垂直な平面において当接しているが、これに限られない。すなわち、円錐面１１ａと曲面１２ａとの当接の他に、当接領域１１ｂと当接領域１２ｂとが当接していることが重要であって、これにより、両レンズ間の傾きを補正することができる。ただし、当接領域１１ｂと当接領域１２ｂとが、光軸１３に垂直な平面において当接している場合、該当接は、光軸に垂直な面内における第１レンズと第２レンズとの相対位置を規定しない。したがって、過剰拘束とならず、レンズ同士の嵌合を高精度に行うことができるため、当接領域１１ｂと当接領域１２ｂとが、光軸１３に垂直な平面において当接することが好ましい。
【００８４】
また、本実施形態では、当接領域１１ｂおよび１２ｂを平面としたが、これらに限られない。すなわち、当接領域１１ｂと当接領域１２ｂとが当接することによって、両レンズ間の傾きを規定することができればよく、該当接は、面接触であっても、線接触であっても、点接触であってもよい。例えば、当接領域１１ｂおよび１２ｂの一方として平面を用い、他方として、光軸１３に垂直な平面上に当接箇所があるように複数の点状の突起、円環状の突起を設けてもよい。特に、点状の突起をバランスよく３ヶ所に設けることにより、突起により作られる平面と他方の平面とを精度よく当接させることができる。一方、当接領域１１ｂおよび１２ｂを平面とした場合、安定して当接させることができる。
【００８５】
さらに、本実施形態に係る組合せレンズ１０は、上記角度θが大きいほど、上記傾きの補正が容易であり、組立て時の治具または組立て装置の精度を必要としなくなるが反面、レンズ同士の間の相対位置の位置決めの精度が悪くなる虞がある。一方、角度θが６０度よりも小さい場合、円錐内での球面の自由な動き（傾き）が阻害されて、当接領域１１ｂおよび１２ｂの当接によって傾き（チルト）を決定することができない虞がある。そのため、上記角度θは、６０度から１２０度の範囲内であることが好ましい。また、例えば、レンズ外周部に余裕がある場合は、角度θを小さく取った構成とし、逆にレンズ外周部に余裕のない場合には、角度θを大きくとって傾斜を光軸に平行に近づけた構成とすることが好ましい。
【００８６】
〔第２実施形態〕
本発明の他の実施形態について図３を参照して説明する。図３は、本実施形態に係る組合せレンズ２０の概略を示す断面図である。図３に示すように、組合せレンズ２０の構成は、第１実施形態における組合せレンズ１０とほぼ同様であるが、レンズ（第１レンズ）２１において、円錐面２１ａが、当接領域（第１当接領域）２１ｂよりも光軸２３に近い位置に設けられており、レンズ（第２レンズ）２２において、曲面２２ａが、当接領域（第２当接領域）２２ｂよりも光軸２３に近い位置に設けられている点が異なっている。
【００８７】
具体的には、組合せレンズ２０は、レンズ２１およびレンズ２２とを備えており、レンズ２１は、光学的有効範囲２１ｃの外に、光軸２３を中心とした、すり鉢形状の円錐面（斜面）２１ａと、光軸２３に垂直な平面からなる当接領域２１ｂとを有しており、レンズ２２は、光学的有効範囲２２ｃの外に、光軸２３上に中心２４を持つ球面２５によって構成される曲面２２ａと、光軸２３に垂直な平面からなる当接領域２２ｂとを有している。
【００８８】
そして、当接領域２１ｂは、円錐面２１ａより内側の（光軸２３に近い）位置にあり、当接領域２２ｂは、曲面２２ａより内側の（光軸２３に近い）、球面２５の頂点を切り取った位置に設けられている。レンズ２１およびレンズ２２は、円錐面２１ａに曲面２２ａが収納する形で当接し、当接領域２１ｂと当接領域２２ｂが当接して、組合される。
【００８９】
本実施形態に係る組合せレンズ２０は、上記のような構成を備えることによって、第１実施形態に係る組合せレンズ１０に比べて、組合せレンズ２０全体の大きさを小さくした場合でも、レンズ２１とレンズ２２とを精度よく組合せることができる。
【００９０】
すなわち、第１実施形態に係る組合せレンズ１０の外形を小さくする場合、上記角度θを小さくし、円錐面１１ａの外周部の幅（寸法）Ｌを小さくする必要がある。その場合、円錐面１１ａは薄肉の形状となり、曲面１２ａを円錐面１１ａに当接させたとき、円錐面１１ａが変形して、当接領域１１ｂの傾きが、当接領域１２ｂとずれてしまう虞がある。
【００９１】
一方、本実施形態に係る組合せレンズ２０の外形を小さくする場合、同様に、円錐面２１ａと曲面２２ａとが当接する点と、曲面２２ａを構成する球面２５の中心２４とを通る直線を光軸２３の周りに回転させてなる円錐２６の頂角θを小さくし、円錐面２１ａの外周部の幅（寸法）Ｌを小さくする必要がある。そして、同様に、円錐面１１ａは薄肉の形状となり、曲面１２ａを円錐面１１ａに当接させたとき、円錐面１１ａが変形する虞があるが、該変形が生じても、当接領域１１ｂの傾きが、当接領域１２ｂとずれてしまう虞はない。
【００９２】
特に、上記角度Ｌが６０度未満、かつ上記長さＬが０．３ｍｍ以下のとき、本実施形態に係る組合せレンズ２０を用いることが好ましい。一方、それ以外の場合では、第１実施形態に係る組合せレンズ１０を用いた場合でも、当接領域１１ｂの傾きが、当接領域１２ｂとずれてしまう虞は少ない。この場合、第１実施形態に係る組合せレンズ１０は、円錐面１１ａの外周部を有効利用することができる。
【００９３】
〔第３実施形態〕
本発明のさらに他の実施形態について図４を参照して説明する。図４は、本実施形態に係るレンズユニット３０の概略を示す断面図である。図４に示すように、レンズユニット３０は、レンズ（第１レンズ）３１と、レンズ（第２レンズ）３２と、鏡筒３８とを備えている。レンズ３１は、光学的有効範囲３１ｃの外に、光軸３３を中心とした、すり鉢状の円錐面３１ａと、光軸３３に垂直な平面からなる当接領域（第１当接領域）３１ｂとを備えている。レンズ３２は、光学的有効範囲３２ｃの外に、光軸３３上に中心３４を有する球面３５から構成される曲面３２ａと、光軸３３に垂直な平面からなる当接領域（第２当接領域）３２ｂとを備えている。
【００９４】
鏡筒３８は、第１開口部（図中上部）および第２開口部（図中下部）を備えており、第１開口部の口径は、レンズ３１およびレンズ３２の口径よりも小さく、第２開口部の口径は、レンズ３１およびレンズ３２の口径と等しいか、より大きくなっている。そのため、鏡筒３８には、第２開口部よりレンズ３１およびレンズ３２を挿入可能であり、レンズ３１またはレンズ３２を第１開口部の周縁部に当接させることによってレンズを保持することができる。
【００９５】
鏡筒３８にレンズ３１およびレンズ３２を挿入する方法は特に限られない。例えば、鏡筒３８にレンズ３１を挿入後に、レンズ３１にレンズ３２を組合せてもよい。この場合、円錐面３１ａと曲面３２ａとが当接する点と、曲面３２ａを構成する球面３５の中心３４とを通る直線を光軸３３の周りに回転させてなる円錐３６の頂角θが小さく、円錐面３１ａの外周部の幅（寸法）Ｌが小さい状態でも、鏡筒３８がレンズ３１を保持することにより、円錐面３１ａの変形が抑制される。そのため、当接領域３１ｂが、円錐面３１ａの外周に設けられていても、上述したような当接領域間の傾きがずれる虞がない。そして、当接領域３１ｂを、円錐面３１ａの外周に設けた場合、円錐面３１ａの内側に新たに当接領域を設ける必要がないため、レンズ３１を小型化することができる。
【００９６】
また、最初にレンズ同士を嵌合し、その後に鏡筒３８に挿入することも可能である。この方法は、特に、第１実施形態のように上記長さＬが大きく、形状の変形が少ないと考えられる場合に好適である。
【００９７】
なお、レンズ３１およびレンズ３２のうち、鏡筒３８の第１開口部の周縁部に当接するレンズには、該当接する部分に光軸３３に垂直な平面からなる平面部３１ｄまたは３２ｄが備えられていることが好ましい。平面部３１ｄまたは３２ｄを、鏡筒３８の側面と垂直になるように設けられた、鏡筒３８の第１開口部の周縁部に当接させることにより、好適にレンズ３１および３２を鏡筒３８に保持できる。
【００９８】
このとき、図４に示すように、レンズ３１の平面部３１ｄが鏡筒３８の側面と垂直な面に当接してもよいし、逆に、レンズ３２の平面部３２ｄが鏡筒３８の側面と垂直な面に当接してもよい。
【００９９】
例えば、図４に示すように、レンズ３２の光学的有効範囲３２ｃに比べ、レンズ３１の光学的有効範囲３１ｃが狭い場合は、レンズ３１の平面部３１ｄを鏡筒３８の第１開口部の周縁部に当接させ、該周縁部を絞りとして用いることにより、新たに絞りを設ける必要がなくなるため好ましい。
【０１００】
また、レンズ３２の平面部３２ｄを鏡筒３８の第１開口部の周縁部に当接させたときは、レンズ３１およびレンズ３２の光学的有効範囲を通過しない光線、即ち迷光を遮光することができる。
【０１０１】
〔第４実施形態〕
図６は、本発明の一実施形態に係る組合せレンズ４０の概略を示す断面図である。図６に示すように、組合せレンズ４０は、レンズ（第１レンズ）４１およびレンズ（第２レンズ）４２からなる。レンズ４１およびレンズ４２は、共通の光軸４３を有している。
【０１０２】
レンズ４１は、光軸４３の周りに、組合せレンズ４０を使用する際に光線が通過する範囲である光学的有効範囲４１ｃを有している。また、レンズ４１には、光学的有効範囲４１ｃの外側に、光軸４３を中心とした、すり鉢状の円錐面（斜面）４１ａが設けられている。なお、「すり鉢状の円錐面」とは、くぼみの内壁であって、すり鉢のように深くなるにつれ、半径が小さくなる円錐面を意図している。さらに、レンズ４１には、円錐面４１ａの外側に、光軸４３に垂直な平面からなる当接領域（第１当接領域）４１ｂが設けられている。
【０１０３】
一方、レンズ４２は、光軸４３の周りに、組合せレンズ４０を使用する際に光線が通過する範囲である光学的有効範囲４２ｃを有している。また、レンズ４２には、光学的有効範囲４２ｃの外側に、球面４５の一部によって構成される曲面４２ａを有する突起部位が設けられている。図７はレンズ４２の凹面からの正面図を示すが、このように曲面４２ａを有する突起部位は、光軸を中心として略１２０°の等間隔に３箇所部分的に設けられている。また、図７の紙面下方向からみた斜視図を図８に示す。図８に示すように、この突起部位に設けられている曲面４２ａの法線４６の延長線は光軸４３上に交点４４を有する。さらに、レンズ４２には、曲面４２ａの外側に、光軸４３に垂直な平面からなる当接領域（第２当接領域）４２ｂが設けられている。
【０１０４】
レンズ４１およびレンズ４２は、ガラス、または樹脂材料等を周知慣用の成形技術等によって形成すればよく、光学設計によって最適な屈折率、および曲率半径を適宜選択して構成したものであればよい。レンズまたは周辺構造の形状が複雑である場合は、樹脂材料を用い、成形によって形成されたものを好適に用いることができる。
【０１０５】
なお、本実施形態においては、図６に示すように、それぞれのレンズの光学的有効範囲の広さ等が異なっているが、これらは等しくてもよい。
【０１０６】
レンズ４１とレンズ４２とは、円錐面４１ａに、曲面４２ａを有する突起部位が収納され、円錐面４１ａと曲面４２ａで当接しており、さらに、当接領域４１ｂと当接領域４２ｂとが当接している。ここで、円錐面４１ａと曲面４２ａとの接触は、円錐面と曲面との接触であり、略点接触の状態となる。そして、その接点が、一平面内に収まるため、円錐面４１ａと曲面４２ａとの接触は、レンズ４１に対するレンズ４２の傾きを規定しない。これにより、チルトされた状態で、レンズ４１に対してレンズ４２が挿入され、円錐面４１ａと曲面４２ａとが当接した状態でも、傾きを補正することができる。なお、円錐面４１ａおよび曲面４１ｂの表面状態は、滑りが良い表面状態である事が好ましい。また、本明細書において、用語「点接触」は、特定の部材と他の部材とが、０．１ｍｍ以下の直径の円において接触していることが意図される。
【０１０７】
なお、上記点接触することにより、面接触する場合に比べ、接触領域が小さくなるため、摩擦力を小さくすることができる。このため、レンズ４２ａ挿入時の傾きに対するセルフアライメントの作用の効果を十分に発揮することが可能となる。
【０１０８】
円錐面４１ａがレンズ４２の突起部位の曲面４２ａの３点と当接する場合には、円錐面４１ａと曲面４２ａとの接点から、該接点における曲面４２ｂの法線の延長線上の交点までの距離がそれぞれ等距離に位置することが好ましい。また、この３つの接触点を含む平面は、光軸と垂直を成すことが好ましい。これにより、レンズ４２がレンズ４１に対して傾いた場合には３点以下の接触となり、不安定な状態にあるため、３点が当接するように単純な回転運動を経由して傾きが補正される。また、特に、突起部位の曲面４２ａの半径が、円錐面と該曲面の接点からこの接点の法線と光軸との交点の長さに等しい場合、レンズ４２がレンズ４１に対して傾いても、傾きの中心４４は光軸４３上の１点に固定され、当接領域４１ｂと当接領域４２ｂとが当接することにより、単純な回転運動を経由して傾きが補正されるため、より好ましい。また、この３つの接触点を含む平面が、光軸と垂直を成す場合、傾きの補正時において、光軸に沿った方向への力をかけることにより、無理のない補正が可能となる。
【０１０９】
なお、本実施形態では、曲面４２ａを球面としたが、レンズ形状、またはレンズの周辺のスペースによっては、その他の曲面で構成してもよい。
【０１１０】
例えば、ある方向において、スペースの確保が困難であれば、楕円の短辺を配置した構成とすればよい。すなわち、曲面４２ａとして楕円面を用いてもよい。曲面４２ａとして楕円面を用いた場合であっても、円錐面と突起部位の楕円面との接触は、略点接触の状態となるので、本実施形態と同様に、円錐面４１ａと曲面４２ａとの接触が、レンズ４１に対するレンズ４２の傾きを規定せず、チルトされた状態でレンズ４１に対してレンズ４２が挿入され、円錐面４１ａと曲面４２ａとが当接した状態でも、傾きを補正することができる。
【０１１１】
また、その他の曲面であっても、レンズ４１とレンズ４２とを組合せた結果、円錐面４１ａと曲面４２ａとの接触が略点接触になるような曲面であればよい。上記接触が略点接触になれば、本実施形態と同様の効果を奏する。
【０１１２】
次に、図８を参照して、レンズ４２に設けた曲面を有する突起部位について説明する。レンズ４２は上述したように、球面４５の一部をなす曲面４２ａを突起部位として有し、この４２ａは対応するレンズ４１の円錐面４１ａと当接する点を４２ａ´とする。図８では、示すように、突起部位の３点について、この接点４２ａ´の法線が、光軸４３上で交点を結んでいる。
【０１１３】
球面４５の半径は小さいほど、接触面積を小さくすることができ、円滑に所望位置に当接することができるが、小さくなり過ぎると、変形やそもそも効果を発揮しなくなる。一方、該半径が大きくなる場合、意図しない点での接触が生じる可能性が生じる。しかし、該半径が突起部位の曲面と円錐面との接点から法線の交点までの長さに等しい球面であるとき、つまり、該半径が図８で示す法線４６となるとき、傾きの中心は光軸４３上の１点に固定されるため、単純な回転運動を経由して傾きが補正される。
【０１１４】
本発明では、円錐面４１ａと突起部位が有する曲面４２ａとの当接が確実に点接触する構成としたので、面接触や線接触となることが防止され、より過剰拘束とはならず、レンズ同士の嵌合を高精度に行うことができる。
【０１１５】
なお、本実施形態では、当接領域４１ｂと当接領域４２ｂとが、光軸４３に垂直な平面において当接しているが、これに限られない。すなわち、円錐面４１ａと曲面４２ａとの当接の他に、当接領域４１ｂと当接領域４２ｂとが当接していることが重要であって、これにより、両レンズ間の傾きを補正することができる。ただし、当接領域４１ｂと当接領域４２ｂとが、光軸４３に垂直な平面において当接している場合、該当接は、光軸に垂直な面内における第１レンズと第２レンズとの相対位置を規定しない。したがって、過剰拘束とならず、レンズ同士の嵌合を高精度に行うことができるため、当接領域４１ｂと当接領域１２ｂとが、光軸１３に垂直な平面において当接することが好ましい。
【０１１６】
また、本実施形態では、当接領域４１ｂおよび４２ｂを平面としたが、これらに限られない。すなわち、当接領域４１ｂと当接領域４２ｂとが当接することによって、両レンズ間の傾きを規定することができればよく、該当接は、面接触であっても、線接触であっても、点接触であってもよい。例えば、当接領域４１ｂおよび４２ｂの一方として平面を用い、他方として、光軸４３に垂直な平面上に当接箇所があるように複数の点状の突起、円環状の突起を設けてもよい。特に、点状の突起をバランスよく３ヶ所に設けることにより、突起により作られる平面と他方の平面とを精度よく当接させることができる。一方、当接領域４１ｂおよび４２ｂを平面とした場合、安定して当接させることができる。
【０１１７】
さらに、本実施形態に係る組合せレンズ４０は、突起部位の曲面が球面であることが好ましく、その半径は小さい方がレンズ４１とレンズ４２との組合せ時に接触面積が小さくなるため好ましいが、小さくなり過ぎると変形などにより十分な効果を発揮しなくなる。一方、半径が大きい場合、接触面積が大きくなるとともに、意図しない点で当接する可能性が生じてくる。この半径について、本発明において点接触と定義した０．０５ｍｍから円錐面と曲面とが当接する点の法線がレンズ光軸上で交差する交点までの長さまでが好ましい。
【０１１８】
〔第５実施形態〕
本発明の他の実施形態について図９を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る組合せレンズ５０の概略を示す断面図である。図９に示すように、組合せレンズ５０の構成は、第４実施形態における組合せレンズ４０とほぼ同様であるが、レンズ（第１レンズ）５１において、曲面５１ａを有する突起部位が設けられており、レンズ（第２レンズ）５２において、凸の円錐面５２ａが設けられている点、および、曲面（曲面５１ａおよび円錐面５２ａ）が、当接領域（当接領域５１ｂおよび当接領域５２ｂ）よりも光軸５３から遠い位置に設けられている点が異なっている。なお、「凸の円錐面」とは、凸面かつ円錐面である曲面が意図され、言い換えれば、円錐の外面である曲面が意図される。
【０１１９】
具体的には、組合せレンズ５０は、レンズ５１およびレンズ５２とを備えており、レンズ５１は、光学的有効範囲５１ｃの外に、光軸５３上に法線の交点５４を持つ球面５５によって構成される曲面５１ａを有する突起部位と、光軸５３に垂直な平面からなる当接領域５１ｂとを有しており、レンズ５２は、光学的有効範囲５２ｃの外に、光軸５３を中心とした、凸の円錐面５２ａと、光軸５３に垂直な平面からなる当接領域５２ｂとを有している。
【０１２０】
そして、当接領域５１ｂは、曲面５１ａを有する突起部位より内側の（光軸５３に近い）位置にあり、当接領域５２ｂは、円錐面５２ａより内側（光軸５３に近い）の位置に設けられている。レンズ５１およびレンズ５２は、曲面５２ａを有する突起部位が円錐面５２ａに当接する形で収納され、当接領域５１ｂと当接領域５２ｂが当接して、組合される。
【０１２１】
このように、レンズ５１に突起部位が設けられている場合であっても、第４実施形態と同様の効果を奏する。また、曲面が、当接領域よりも光軸５３から遠い位置にあった場合でも、第４実施形態と同様の効果を奏する上、第４実施形態に比べて、組合せレンズ５０全体の大きさを小さくした場合でも、レンズ５１とレンズ５２とを精度よく組合せることができる。
【０１２２】
すなわち、第４実施形態に係る組合せレンズ４０の外形を小さくする場合、円錐面４１ａの外周部の幅（寸法）Ｌを小さくする必要がある。その場合、円錐面４１ａは薄肉の形状となり、突起部位の曲面４２ａを円錐面４１ａに当接させたとき、円錐面４１ａが変形して、当接領域４１ａの傾きが、当接領域４２ｂとずれてしまう虞がある。
【０１２３】
一方、本実施形態に係る組合せレンズ５０の外形を小さくする場合、同様に、円錐面５２ａと曲面５１ａとが当接する点と、曲面５１ａを構成する球面５５の中心５４とを通る直線を光軸５３の周りに回転させてなる円錐５６の頂角θを小さくし、円錐面５１ａの外周部の幅（寸法）Ｌを小さくする必要がある。そして、同様に、円錐面５１ａは薄肉の形状となり、曲面５２ａを円錐面５１ａに当接させたとき、円錐面５１ａが変形する虞があるが、該変形が生じても、当接領域５１ｂの傾きが、当接領域５２ｂとずれてしまう虞はない。
【０１２４】
第４実施形態でも説明したのと同様、突起物の曲面の半径は小さい方が好ましいが、小さくなり過ぎると効果を発揮しなくなる。半径が大きい場合、意図しない点で当接する可能性が生じてくる。この半径について、本発明において点接触と定義した０．０５ｍｍから円錐面と曲面とが当接する点の法線がレンズ光軸上で交差する交点までの長さまでが好ましい。
【０１２５】
〔その他の実施形態〕
上記では、本発明に係る組合せレンズが、２枚のレンズによって構成される場合について説明したが、本発明に係る組合せレンズは、３枚以上のレンズによって構成してもよい。この場合、すべてのレンズ同士の当接を、上述した２枚のレンズの当接と同様におこなってもよいし、一部のレンズ同士の当接について、上述した２枚のレンズの当接と同様におこなってもよい。すなわち、本発明に係る組合せレンズは、一部または全部のレンズ同士が、レンズ同士の嵌合部分において、一方のレンズに光軸を中心としたすり鉢形状の円錐面と、光軸に垂直な平面のような当接領域とを備えた構成とし、他方のレンズを光軸上に中心を持つ球面のような曲面と、光軸に垂直な平面のような当接領域とを備えた構成とすることによって、上記実施形態に記載したような円錐面と曲面との当接、および当接領域同士での当接により光軸の位置と傾きと容易に位置決めすることができる。
【０１２６】
また、第３実施形態に記載の鏡筒とレンズの当接の関係も、複数のレンズからなる光学系と鏡筒との組立て精度とも関係する。
【０１２７】
例えば、光学設計によって最適化した光学系においては、レンズの偏心ずれ、またはチルトに敏感なレンズが存在する。そのようなレンズは、光学系を組立てる際の基準として用いて、別のレンズは、上記レンズに嵌合していくことによって、出来るだけ高精度な組立てを行うことが重要である。なお、レンズの偏心ずれ、またはチルトに敏感なレンズは、光学設計によって任意に設定することができるので、光学系を使用する状況に応じて設定すればよい。
【０１２８】
また、上記の実施形態では、円錐面、曲面、および当接領域を、レンズの光学的有効範囲の外に設ける構成としたが、レンズの光学的特性に問題がなければ、光学的有効範囲内に設けてもよい。
【０１２９】
本発明における組合せレンズはまた、例えば、光学設計によって撮像素子に結像する光学系とし、撮像素子と一体化することによって撮像装置とすることができ、撮像装置や組合せレンズを搭載した光学機器にも適用することができる。
【０１３０】
撮像装置としては、例えば、デジタルスチルカメラや携帯電話といった撮像機器に搭載されるカメラモジュールが挙げられる。このようなカメラモジュールにおいては、撮像機器の小型化、薄型化等や、携帯されることによる耐落下衝撃性、あるいは、高画素化等が要求されている。従って、本発明における組合せレンズのように高精度なレンズの嵌合が容易に可能である構成は、ますます重要となっている。
【０１３１】
また、光学機器としては、例えば、先に示したデジタルスチルカメラや携帯電話といった撮像機器や、組合せレンズを搭載した情報読み取り機器ゲーム機、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末等の機器が挙げられる。本発明の組合せレンズにおいては、レンズを必要とする全ての機器に対して、簡便な嵌合構造によって高精度な組合せレンズを提供することが出来る。
【０１３２】
本発明はまた、以下のように表すこともできる。
【０１３３】
（第１の構成）
少なくとも２つ以上のレンズからなり、
隣接する第１のレンズと第２のレンズの光学的有効範囲以外の周辺部は、
第１のレンズでは、光軸を中心とした斜面と、光軸に垂直な第１の領域からなり、
第２のレンズでは、曲面と、光軸に垂直な第２の領域からなり、
前記斜面と前記曲面が対向して当接し、
前記第１の領域と第２の領域が対向して当接することを特徴とする組合せレンズ。
【０１３４】
（第２の構成）
前記第１の領域および前記第２の領域は、前記周辺部のうち、最外周部で当接していることを特徴とする第１の構成に記載の組合せレンズ。
【０１３５】
（第３の構成）
前記第１の領域及び前記第２の領域は、前記周辺部のうち、最内周部で当接していることを特徴とする第１の構成に記載の組合せレンズ。
【０１３６】
（第４の構成）
前記曲面は、前記斜面を接面とすることを特徴とする第１の構成から第３の構成のいずれかに記載の組合せレンズ。
【０１３７】
（第５の構成）
前記曲面は、前記斜面を接面とし、光軸上に中心をもつ球面であることを特徴とする第１の構成から第４の構成のいずれかに記載の組合せレンズ。
【０１３８】
（第６の構成）
前記斜面と前記球面の当接する点を通る、前記球面の中心を通る線を光軸周りに回転させてできる円錐の頂角が、６０度から１２０度の間にあることを特徴とする第５の構成に記載の組合せレンズ。
【０１３９】
（第７の構成）
少なくとも第１レンズおよび第２レンズを備えている組合せレンズであって、
第１レンズは、第１当接領域、および、光軸を中心とした、すり鉢状の円錐面を備えており、
第２レンズは、第１当接領域と当接する第２当接領域、および、該円錐面と点接触する曲面を有する突起部位を少なくとも３つ以上備えていることを特徴とする組合せレンズ。
【０１４０】
（第８の構成）
少なくとも第１レンズおよび第２レンズを備えている組合せレンズであって、
第１レンズは、第１当接領域、および、曲面を有する少なくとも３つ以上の突起部位を備えており、
第２レンズは、第１当接領域と当接する第２当接領域、および、該突起部位の曲面と点接触する円錐面を備えていることを特徴とする組合せレンズ。
【０１４１】
（第９の構成）
上記複数の突起物の曲面は、上記円錐面との接線に対する法線の延長線上の交点がレンズの光軸上にあることを特徴とする第８の構成または第９の構成に記載の組合せレンズ。
【０１４２】
（第１０の構成）
上記法線の上記複数の突起物の曲面は、上記円錐面との接点から該法線の光軸上の交点の距離が等しくなるように設けられていることを特徴とする第７の構成から第９の構成のいずれかに記載の組合せレンズ。
【０１４３】
（第１１の構成）
上記突起物の曲面と上記円錐面の当接する点を含む平面は、上記光軸と直交することを特徴とする第７の構成から第１０の構成のいずれかに記載の組合せレンズ。
【０１４４】
（第１２の構成）
上記突起物の曲面は、球面であり、該球面の半径は上記円錐面との接点から光軸上で結ぶ交点とでなす距離以下であることを特徴とする第７の構成から第１１の構成のいずれかに記載の組合せレンズ。
【０１４５】
（第１３の構成）
前記第１の領域又は前記第２の領域の何れか一方の領域は平面からなり、
他方の領域は、少なくとも３つの均一な高さを有する突起物または、均一な高さを有する線状の突起物からなることを特徴とする第１の構成から第１２の構成のいずれかに記載の組合せレンズ。
【０１４６】
（第１４の構成）
前記第１の領域及び前記第２の領域は、共に平面からなることを特徴とする第１の構成から第１２の構成のいずれかに記載の組合せレンズ。
【０１４７】
（第１５の構成）
第１のレンズに設けた斜面と対向し、光軸に垂直な平面部を設けたことを特徴とする第１の構成から第１４の構成のいずれかに記載の組合せレンズ。
【０１４８】
（第１６の構成）
第２のレンズに設けた曲面と対向し、光軸に垂直な平面部を設けたことを特徴とする第１の構成から第１４の構成のいずれかに記載の組合せレンズ。
【０１４９】
（第１７の構成）
第１５の構成または第１６の構成に記載の組合せレンズと、
一方の開口部を小さくし、他方の開口部から組合せレンズを挿入可能とした鏡筒とを備え、
該組合せレンズが鏡筒に挿入されており、
該組合せレンズに設けた平面部と該鏡筒の小さくした開口部の一部とが当接することを特徴とするレンズユニット。
【０１５０】
（第１８の構成）
第１７の構成に記載のレンズユニットと撮像素子とを一体とした撮像装置。
【０１５１】
（第１９の構成）
第１の構成から第１８の構成のいずれかに記載されている組合せレンズ、レンズユニットまたは撮像装置のいずれかを搭載した光学機器。
【０１５２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組合せて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【０１５３】
また、本明細書中に記載された学術文献および特許文献の全てが、本明細書中において参考として援用される。
【産業上の利用可能性】
【０１５４】
本発明は、デジタルカメラ、携帯電話等に搭載されるカメラモジュール等、複数枚のレンズを用いた光学機器一般に好適に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５５】
【図１】本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る組合せレンズの概略を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態（第１実施形態）に係る組合せレンズの機能を説明するための模式図である。
【図３】本発明の一実施形態（第２実施形態）に係る組合せレンズの概略を示す断面図である。
【図４】本発明の一実施形態（第３実施形態）に係るレンズユニットの概略を示す断面図である。
【図５】従来技術に係る組合せレンズの概略を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態（第４実施形態）に係る組合せレンズの概略図を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態（第４実施形態）に係る第二レンズの正面図を示す断面図である。
【図８】本発明の一実施形態（第４実施形態）に係る組合せレンズを説明する斜視図を示す断面図である。
【図９】本発明の一実施形態（第５実施形態）に係る組合せレンズの概略図を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１５６】
１０、２０、４０、５０、１００                      組合せレンズ
１１、２１、３１、４１、５１、１０１                レンズ（第１レンズ）
１２、２２、３２、４２、５２、１０２                レンズ（第２レンズ）
１１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ、５１ａ、１０１ａ、
１０２ａ                                            円錐面
１２ａ、２２ａ、３２ａ、４２ａ、５２ａ              曲面
１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、５１ｂ              当接領域（第１当接領域）
１２ｂ、２３ｂ、３２ｂ、４２ｂ、５２ｂ              当接領域（第２当接領域）
１１ｃ、２１ｃ、３１ｃ、１２ｃ、２２ｃ、３２ｃ、
４１ｃ、５１ｃ                                      光学的有効範囲
１３、１８、２３、３３、４３、５３、１０３、１０４  光軸
１４、２４、３４、４４、５４                        中心
１５、２５、３５、４５、５５                        球面
１６、１７、２６、２７、３６、３７、４６、５６      円錐
３０                                                レンズユニット
３１ｄ、３２ｄ                                      平面
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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