JP2000187143A - 冷却式レンズホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一なレンズ冷却が可能な冷却式レンズホル
ダを提供する。 【解決手段】 複数枚のレンズを重ねて配置する多レン
ズ系のレンズホルダ２において、各構成レンズ３，４，
５の少なくても一面に冷却用液体を流すようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、多レンズ系のレン
ズホルダに冷却装置を設けた冷却式レンズホルダに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】複数のレンズを重ねて種々の収差を少く
する多レンズ系が用いられる。このような多レンズ系は
レンズホルダに各レンズを所定の間隔で取付けて使用さ
れる。高出力レーザをこのような多レンズ系に入射する
場合、エネルギの一部がレンズに吸収されレンズの温度
が上昇する。レンズの温度が上昇すると熱膨張により歪
みが発生し、レンズの性能が低下する。このためレンズ
の冷却が行われる。

【０００３】図３は従来の冷却装置を備えた多レンズ系
装置１の構成を示す図である。レンズホルダ２には両凸
レンズ３、平凹レンズ４、平凸レンズ５が配置され、レ
ンズ周囲のレンズホルダ２には円周流路７が設けられて
いる。この円周流路７の上部には冷却水入口６ａが設け
られ、下部には冷却水出口６ｂが設けられている。冷却
水入口６ａより冷却水を供給し、冷却水出口６ｂより排
出することにより、レンズ周囲のレンズホルダ２を冷却
し、間接的にレンズ周囲を冷却する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した冷却方法で
は、間接冷却であり、レンズ周囲のみ冷却されるので、
冷却効果が不完全である。更に、レンズ中央部と円周部
とで温度差が生じ熱膨張による歪みが発生するため、レ
ンズの設計条件から外れ、性能が劣化し、場合によって
はレンズの破損が生ずる。

【０００５】本発明はかかる問題点を解決するために創
案されたものである。すなわち、本発明の目的は、均一
なレンズ冷却が可能な冷却式レンズホルダを提供するこ
とにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明では、複数枚のレンズを重ねて配置
する多レンズ系のレンズホルダにおいて、各構成レンズ
の少なくても一面に冷却用液体を流すようにする。

【０００７】レンズの少なくても一面に冷却用液体を流
すので、レンズ全面にわたり均一に冷却することがで
き、温度差によるレンズの歪み発生を防止できる。また
レンズ面を直接冷却するので、冷却効率がよい。

【０００８】請求項２の発明では、前記レンズホルダに
はレンズの周囲を取り巻く円周流路が設けられこの円周
流路とレンズ周囲を結ぶ複数の分岐流路が設けられてい
る。

【０００９】かかる構成により、レンズの周囲から冷却
用液体がほぼ均一にレンズ表面に流れ込み、流れ出でゆ
くので、レンズの均一な冷却が可能になる。

【００１０】請求項３の発明では、前記冷却用液体とし
て水または液体窒素を用いる。

【００１１】冷却用液体として気体などに比べ熱容量の
大きい水を使用することにより、高い冷却効果が得られ
る。また低温の液体窒素を用いることにより少ない流量
で均一な冷却を行なうことができる。なお、レンズ系の
設計はレンズ間に冷却用液体が存在するものとして行わ
れるので、冷却用液体の存在によりレンズ系の性能劣化
は生じない。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を図面を参照して説明する。図１は、実施形態の冷却式
レンズホルダの縦断面図を示し、図２は図１のＸ−Ｘ断
面図を示す。１は多レンズ系装置を示し、斜線部は冷却
用液体を示す。レンズホルダ２には両凸レンズ３、平凹
レンズ４、平凸レンズ５が配置されている場合を示す
が、他のレンズ配置でもよい。レンズホルダ２には円周
流路７が設けられ、この円周流路７の上部には冷却水入
口６ａ、下部には冷却水出口６ｂが設けられている。レ
ンズ間の空間はレンズ間流路９を構成し、このレンズ間
流路９と円周流路７とは図２に示すように分岐流路８に
よって結ばれている。分岐流路８は放射状に配置されて
いるが、放射状でなくてもよく、レンズの全面に冷却用
液体が流れるようにすればよい。かかる構成により冷却
用液体を冷却水入口６ａより供給し、冷却水出口６ｂよ
り排出することにより、斜線部で示すように冷却用液体
が流れ、両凸レンズ３と平凸レンズ５の片面、平凹レン
ズ４の両面に冷却用液体が流れる。

【００１３】レンズの設計はレンズ間流路９には冷却用
液体が充填しているものとし、この流路９は冷却用液体
の屈折率を用いて設計されるので、冷却用液体の存在に
よるレンズ系の性能劣化は生じない。冷却用液体として
は、通常、水が用いられるが、液体窒素を用いることも
できる。液体窒素は低温であるので流量が水より少なく
てよい。

【００１４】

【発明の効果】上述したように、本発明は、レンズ表面
に直接冷却用液体を流すので、レンズを均一に冷却する
ことができ、かつ効率よく冷却することができる。これ
により温度差による歪みがレンズに発生せず、レンズは
設計通りの性能を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態の構成を示す縦断面図であ
る。

【図２】図１のＸ−Ｘ断面図である。

【図３】従来の冷却方式のレンズホルダを示す図であ
る。

【符号の説明】 １ 多レンズ系装置 ２ レンズホルダ ３ 両凸レンズ ４ 平凹レンズ ５ 平凸レンズ ６ａ 冷却水入口 ６ｂ 冷却水出口 ７ 円周流路 ８ 分岐流路 ９ レンズ間流路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松坂 文夫 東京都江東区豊洲３丁目１番15号 石川島 播磨重工業株式会社東二テクニカルセンタ ー内 (72)発明者 古田 智之 東京都江東区豊洲２丁目１番１号 石川島 播磨重工業株式会社東京第一工場内 (72)発明者 八木 武人 神奈川県横浜市磯子区新中原町１番地 石 川島播磨重工業株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H044 AH00

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚のレンズを重ねて配置する多レン
   ズ系のレンズホルダにおいて、各構成レンズの少なくて
   も一面に冷却用液体を流すようにしたことを特徴とする
   冷却式レンズホルダ。
2. 【請求項２】 前記レンズホルダにはレンズの周囲を取
   り巻く円周流路が設けられこの円周流路とレンズ周囲を
   結ぶ複数の分岐流路が設けられていることを特徴とする
   請求項１記載の冷却式レンズホルダ。
3. 【請求項３】 前記冷却用液体として水または液体窒素
   を用いることを特徴とする請求項１記載の冷却式レンズ
   ホルダ。