JP2001013391A - 光学的構成要素の着脱自在で無応力のホルダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 光学的構成要素のより確実な保持に関して本
質的な影響量を最適化することによって、特に高性能の
光学系にも使用できるようそれ自体は公知のホルダを改
善する。 【解決手段】 面取り面６の傾斜角度を４０°〜５０°
の範囲に設定し、光学的構成要素２，３の範囲にある差
込ミゾ４の境界壁１１´をソケット１に向く面取りエッ
ジ８の高さに置き、光学的構成要素２，３の前にある差
込ミゾ４の境界壁１１を１０°〜１５°の角度でアンダ
カット加工し、差込ミゾ４の深さを環状要素５の半径よ
りも０.１５〜０.２ｍｍだけ大きく構成し、光学的構成
要素２，３上にある面取りエッジ１０と差込ミゾ４のア
ンダカットされた境壁１１の前縁１２との間の自由開口
を環状要素５の径の０.８倍に等しく構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学要素のホル
ダ、特にソケット（ないしフレーム）に光学要素を着脱
自在に保持する形式のものに関する。さらに詳しくは、
本発明は特にソケットに調心状態で導入された光学的構
成要素（典型的にはレンズ）の着脱自在で無応力保持の
ためのホルダであって、光学的構成要素の保持すべき縁
範囲には、ソケットに向く面取り面が設けてあり、ソケ
ットが、軸線方向へ見て光学的構成要素の前に開放した
差込ミゾを有し、面取り面と差込ミゾとの間には、軸線
方向へ弾性変形可能な環状要素が押込んである形式のも
のにに関する。

【０００２】

【従来の技術及び問題点】この種のホルダは、ドイツ特
許公開第２９２２２８７号から公知である。ソケットボ
デーに調心状態で導入されたレンズは、周面近傍に延び
る弾性リングによってソケットボデーの軸線方向突起に
対して弾性的に予圧されて保持される。リングは、ゴム
状弾性材料からなり、ソケットボデーの環状ミゾに押込
まれる。環状ミゾは、レンズ周面によって軸線方向に関
し部分的に被われる。環状ミゾの横断面は、リングの横
断面と少なくとも等大でなければならず、リングが既に
導入された状態でも、レンズを挿入できなければならな
い。環状ミゾの形状として、長方形横断面、半円形横断
面および台形横断面、即ち、リングを本質的に凸状態に
囲む形状が示されている。

【０００３】ドイツ特許第１１１３１０１号にも、環状
ミゾが押込まれたリングの横断面に正確に対応するこの
ようなホルダが記載されている。ソケットボデーには、
環状ミゾの上方に、バヨネット状ラグの形で設置でき
る、内方へ向く傾斜した環状面を設けることができる。

【０００４】上記ホルダは、既に、数十年来、知られて
いるが、実際には実用化されてない。

【０００５】所要部材および部材加工に関して同等のホ
ルダの場合、ソケットのミゾに係合するスナップリング
によって光学的構成要素を確保する。スナップリング
は、通常、金属からなり、円形または長方形の横断面を
有することができる。ミゾの深さおよびスナップリング
の半径方向スナップはめ込み深さは、相互に適合されて
いる。レンズ縁部の高さおよび接するミゾの差込み位置
は、レンズ縁部（着座部）の離脱およびレンズ座の固結
が起きないよう、極めて正確に適合させなければならな
い。公差を補償するには、煩瑣な修正加工が必要であ
る。温度変動により生ずる寸法公差は補償できない。ス
ナップリングを外す場合、レンズ表面に掻き傷をつける
ことのないよう綿密な注意を払わなければならない。し
かしながら、多要素式光学系の場合は特に、組立後に系
内に汚れ粒子が検知された際には、後での分解操作が必
要である。

【０００６】ソケットボデーに、調心状態で導入された
レンズの上方に、円錐形に形成した差込ミゾを設け、対
応して形成した円錐形ファセットを有する合成樹脂製ス
ナップリングを上記ミゾに挿入することは、ドイツ実用
新案第１９６６３９２号から公知である。円錐形当接面
によって、軸線方向へ作用し、スナップリングの弛緩を
抑制し、差込ミゾの公差を補償する押圧力が生ずる。ス
ナップリングは、合成樹脂からなるので、レンズ表面に
掻き傷が生ずる危険性は避けられる。

【０００７】この形のホルダも、これまで、実用化でき
なかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、光学
的構成要素のより確実な保持に関して本質的な影響量を
最適化することによって、特に高性能の光学系にも使用
できるようそれ自体は公知のホルダを改善することにあ
る。即ち、調心状態で保持される光学的構成要素を着脱
自在に保持し、かつ悪影響を及ぼす応力を実質的に光学
的構成要素に及ぼさない（本発明において「無応力」と
表わす）ように保持するホルダを提供することを課題と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この課題は、冒頭に述べ
た種類のホルダにおいて、本発明にもとづき、面取り面
の傾斜角度を４０°〜５０°の範囲に設定し、光学的構
成要素の範囲にある差込ミゾの境界壁をソケットに向く
面取りエッジの高さに置き、光学的構成要素の前にある
差込ミゾの境界壁を１０°〜１５°の角度でアンダカッ
ト加工し、差込ミゾの深さを環状要素の半径よりも一般
的に相対寸法比で３０％〜４０％（或いは０．１５〜
０．２ｍｍ）だけ大きく構成し、光学的構成要素上にあ
る面取りエッジと差込ミゾのアンダカットされた境界壁
の前縁との間の自由開口を環状要素の直径の０．８倍に
等しく構成することによって、解決される。

【００１０】環状要素のはめ込みのため、差込ミゾのア
ンダカット（入口端が張り出すよう奥を切り込むこと）
された境界壁の前縁を丸く角取り構成すれば有利であ
る。環状要素のショア硬さが、ほぼ７０の数値を有して
いれば好ましい。

【００１１】環状要素として、光学的構成要素上にある
面取りエッジによって丸く窪まされる環状要素を有する
半径方向環状バネを設けることもできる。環状バネは、
そのバネ力が、環状要素の適切な傾斜によって面取り面
と差込ミゾのアンダカットされた境界壁との間に作用す
るよう、構成することもできる。

【００１２】本発明の基本的な考え方は、把持されたレ
ンズ縁部と差込ミゾとの間にのみ、弾性変形可能な環状
要素を押込むことができる中空スペース（ないし空隙）
を設けるという点にある。所定の寸法によって、一方に
おいて、環状要素が中空スペースから飛び出して逸出す
ることは阻止され、他方では、保持位置からレンズ縁部
を越えて中空スペースに完全には押込まれないように保
護される。軸線方向の変形性によって、内側の面取りエ
ッジと差込ミゾのアンダカットされた境界壁との間の公
差を補償でき（埋め合わせて適合でき）且つ軸線方向の
材料変形を補償できる。レンズ表面上にある面取りエッ
ジは、押込まれた環状要素を丸くへこませ、更に、環状
要素の跳反（飛出）、逸出を阻止する。上記面取りエッ
ジに対向する差込ミゾの境界壁のアンダカットは、押込
まれた環状要素の自分からの跳反、逸出の更なる防止に
役立つ。

【００１３】

【発明の実施の形態】環状要素としての閉じたＯ−リン
グによって、更に、ソケットの密封を達成でき、この場
合、Ｏ−リングは、選択したショア硬さにもとづき、一
方では、十分に弾性的（可撓性、エラスティック）であ
り、他方では、更に、針状工具を使用して抜差しするこ
とができる。この場合、レンズ表面の損傷は、ほぼ完全
に排除される。

【００１４】環状バネは、公知であり、その構造および
性質は、Ｂａｌ Ｓｅａｌ社のカタログＧＤＭ３Ｍ，シ
ート９に記載されている。上記環状バネは、半径方向環
状バネの形として及び軸線方向環状バネとして提供され
る。米国特許第５０５２７８２号には、レンズ素子の無
応力保持のため、軸線方向環状バネおよび前ネジリング
（Vorschraubring）の併用が記載されている。軸線方向
環状バネの場合、環状要素は、相互に傾斜されており、
従って、バネ負荷（付勢）状態において前ネジリングの
圧力を受けて更に傾斜することになる。本発明にもとづ
き設けた半径方向環状バネの場合、環状要素は、レンズ
素子上にある面取りエッジにおいて丸くへこまされ、更
に、対向するアンダカット内にはまり込んで圧嵌固定さ
れる。

【００１５】本発明に係るホルダの実施例を図面に模式
的に示し、以下に、図面を参照して詳細に説明する。

【００１６】

【実施例】図１に示した略円筒状ソケット（フレームな
いしスリーブ）１には、保持すべき凸面レンズ２および
保持すべき凹面レンズ３が構成されている。ソケット１
には、レンズ２，３の縁範囲に、弾性的に変形可能な環
状要素５を押込んではめ込んだ差込ミゾ（即ち、環状要
素はめ込み嵌合ミゾ）４が設けてある。レンズ３の凹面
の周縁部には、ソケット１に対して鋭角をなす面（斜
面）を形成するため、角の面取り面６が形成されてい
る。傾斜角度は、４０°〜５０°の範囲にあり、特に４
５°であれば好ましい。凸レンズの場合も、既にレンズ
球面の傾斜７が存在するが、ソケットへ向かって、対応
する鋭角の特別な面取り加工を行う。

【００１７】図２ａに、ソケット１，凹レンズ３，差込
ミゾ４および環状要素５の一組立て例の詳細横断面を示
した。この場合、環状要素は、例えば、ゴム製円形コー
ドないしＯ−リングからなる。凹レンズ３の縁部には、
面取り面６が形成されている。この面取り面は、ソケッ
トに接する面取りエッジ（ないし角取りｒ）８と、レン
ズ表面にありレンズ中心へ向く面取りエッジ（ないし角
取りｒ）１０とを有する。差込ミゾ４の一方の境界壁
（ないし側壁）１１´は、面取りエッジ８に接してい
る。面取り面６に対向する位置に配された差込ミゾ４の
他の境界壁（ないし側壁）１１にはアンダカットが設け
てある。アンダカットの角度は、１０°〜１５°の範囲
にある。この境界壁１１の前縁（角部）１２は、角取り
丸み（ｒ´）をつけて構成されている。

【００１８】差込ミゾ４の底面と面取りエッジ１０との
間の距離（深さ）は、図面から明らかな如く、環状要素
５の横断面半径よりも大きいが、横断面直径よりも小さ
い。この距離は、環状要素５の半径（この実施例の場合
半径約０．５ｍｍ）よりも０．１５ｍｍ〜０．２ｍｍ
（特に０．１５ｍｍ）だけ大きければ好ましい（なお、
一般的には相対寸法比で３０％〜４０％だけ大とす
る）。更に、面取りエッジ１０と差込ミゾの丸いエッジ
１２との間の自由開口（間隙）の幅（間隔）は、環状要
素５の横断面直径よりも小さい。この自由開口は、でき
る限り、環状要素５の直径の０．８倍に等しくすべきで
ある。即ち、この自由開口（間隙）はレンズ３の面取り
エッジ１０と差込ミゾ４との組立配置関係（幾何的配置
関係）によって入口が狭くかつ深が幅広に（アンダカッ
トにより）形成され、環状要素の圧嵌（押してはめ込
む）の際の、挿通開口を成すと共に、圧嵌（はめ込み）
後は、はめ込み圧入保持のための抵抗保持部を成す。

【００１９】環状要素５は、面取り面６および差込ミゾ
４から形成された中空スペースに押込む際、弾性的に変
形され、即ち、軸線方向へ圧縮され、半径方向へ伸張さ
れる。環状要素５の横断面積の大半（ないし過半）の部
分は、上記中空スペース内に保持され、レンズ３を固定
する。面取りエッジ８と差込ミゾ４の位置との間の僅か
な公差は、弾性変形可能な環状要素５によって補償され
る。更に、軸線方向の材料の変化も環状要素５によって
吸収できる。更に、環状要素５は、衝撃および振動から
の保護に役立つ。環状要素５の材料の弾性は、不動の保
持および弾性的補償に関する所定の要求にその都度適応
させることができる。上記弾性は、ショア硬さ７０に対
応すれば好ましい。

【００２０】図２ｂに、凸レンズの対応する詳細図を示
した。

【００２１】図３に示した半径方向環状バネ（radiale
Ringfeder）を含む詳細図の場合、図示の（中空）環状
要素１３が面取りエッジ１０において丸く（曲線状に）
へこまされ且つアンダカットされた差込ミゾ４の方向へ
変形される態様が示してある。かくして、環状バネの横
断面積の大半（ないし過半）は、同じく、面取り面６と
アンダカットされた差込ミゾ４との間の中空スペース内
に確実に保持される。ここに半径方向環状バネ（ないし
ラジアル環状バネ）とは、環状要素の半径方向に可撓性
を有するスプリング材から成る環状のバネを言い、通例
は、例えば図３に断面で示す如く中空に形成される。な
お、半径方向環状バネの断面形状は略円形でよいが図示
の態様に限らず面取りエッジ１０との係合（その際のわ
ずかな弾性的へこみ後退）と同時に、その直径方向対向
側でのアンダカットされた境界壁（側壁）１１との係合
を確保して圧嵌される態様であれば適宜修正できる。

【００２２】環状バネの環状要素１３の変形性は、例え
ば、ゴム弾性の円形コード（一般には中実）よりも小さ
いので、環状要素１３の外径を面取りエッジ１０と差込
ミゾの前縁との間の開放間隔に綿密に適合させることに
留意すべきである。押込時の環状要素１３の傾斜によっ
て、公差を補償でき、面取り面６の方向のバネ合力を形
成できる。

【発明の効果】本発明の基本構成（請求項１又は２）に
より、光学的構成要素が所定のホルダの作製公差を許容
しつつ、確実な保持を達成する。さらに、これにより、
特に高性能の光学系にも適応できるべく、光学的構成要
素を着脱自在で高精度なホルダを提供する。請求項３〜
７の構成により、更に付加的な利点が得られる。即ち、
請求項３によれば、レンズ表面を傷つけることなく、し
かも所定の保持安定性を害うことなく着脱自在にはめ込
み保持可能である。請求項４のショア硬さにより、光学
的要求に対応する高精度の安定保持が可能である。請求
項５〜７により、一層強力な耐衝撃性も備えた着脱自在
かつ無応力のホルダが提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】ソケット、導入されたレンズおよびそのホルダ
の一実施例を示す図面である。

【図２】ａ、ｂはそれぞれ円形コードから成る環状バネ
を含む一例の部分拡大詳細図である。

【図３】半径方向環状バネを含む一例の部分拡大詳細図
である。

【符号の説明】

１ ソケット ２，３ 光学的構成要素 ４ 差込ミゾ ５ 環状要素 ６ 面取り面 １０ 面取りエッジ １１，１１´ ４の境界壁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライナー シュナーベル ドイツ連邦共和国 Ｄ−35789 ヴァイル ミュンスター グラオエンシュタインシュ トラーセ 14ａ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソケット（１）に調心状態で導入された
   光学的構成要素（２，３）の着脱自在で無応力保持のた
   めのホルダであって、 光学的構成要素（２，３）の保持すべき縁範囲には、ソ
   ケット（１）に向く面取り面（６）が設けてあり、 ソケット（１）が、軸線方向へ見て光学的構成要素
   （２，３）の前に開放した差込ミゾ（４）を有し、該面
   取り面（６）と該差込ミゾ（４）との間には、軸線方向
   へ弾性変形可能な環状要素（５）が押込んである形式の
   ものにおいて、 該面取り面（６）の傾斜角度が、４０°〜５０°の範囲
   にあり、 該光学的構成要素（２，３）の範囲にある該差込ミゾ
   （４）の境界壁（１１´）が、ソケット（１）に向く面
   取りエッジ（８）の高さにあり、光学的構成要素（２，
   ３）の前にある該差込ミゾ（４）の境界壁（１１）が，
   １０°〜１５°の角度でアンダカットされており、該差
   込ミゾ（４）の深さが、環状要素（５）の半径よりも相
   対寸法比にて３０％〜４０％だけ大きく、光学的構成要
   素（２，３）上にある該面取りエッジ（１０）と該差込
   ミゾ（４）のアンダカットされた境界壁（１１）の前縁
   （１２）との間の自由開口が、前記環状要素（５）の直
   径の０．８倍に等しいことを特徴とするホルダ。
2. 【請求項２】 ソケット（１）に調心状態で導入された
   光学的構成要素（２，３）の着脱自在で無応力保持のた
   めのホルダであって、 光学的構成要素（２，３）の保持すべき縁範囲には、ソ
   ケット（１）に向く面取り面（６）が設けてあり、 ソケット（１）が、軸線方向へ見て光学的構成要素
   （２，３）の前に開放した差込ミゾ（４）を有し、該面
   取り面（６）と該差込ミゾ（４）との間には、軸線方向
   へ弾性変形可能な環状要素（５）が押込んである形式の
   ものにおいて、 該面取り面（６）の傾斜角度が、４０°〜５０°の範囲
   にあり、 該光学的構成要素（２，３）の範囲にある該差込ミゾ
   （４）の境界壁（１１´）が、ソケット（１）に向く面
   取りエッジ（８）の高さにあり、光学的構成要素（２，
   ３）の前にある該差込ミゾ（４）の境界壁（１１）が，
   １０°〜１５°の角度でアンダカットされており、該差
   込ミゾ（４）の深さが、環状要素（５）の半径よりも
   ０．１５〜０．２ｍｍだけ大きく、光学的構成要素
   （２，３）上にある該面取りエッジ（１０）と該差込ミ
   ゾ（４）のアンダカットされた境界壁（１１）の前縁
   （１２）との間の自由開口が、前記環状要素（５）の直
   径の０．８倍に等しいことを特徴とするホルダ。
3. 【請求項３】 該差込ミゾ（４）のアンダカットされた
   境界壁（１１）の前縁（１２）が、丸く角取り構成され
   ていることを特徴とする請求項１又は２のホルダ。
4. 【請求項４】 該環状要素のショア硬さが、ほぼ７０の
   数値を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか
   に記載のホルダ。
5. 【請求項５】 該光学的構成要素（２，３）上にある面
   取りエッジ（１０）によって丸くへこまされる環状要素
   （１３）を有する半径方向環状バネが、環状要素（５）
   として設けてあることを特徴とする請求項１〜４のいず
   れかに記載ののホルダ。
6. 【請求項６】 該環状要素（１３）の適切な傾斜によっ
   て該面取り面（６）と該差込ミゾ（４）のアンダカット
   された境界壁（１１）との間にバネ力を作用する半径方
   向環状バネが、前記環状要素（５）として設けてあるこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のホル
   ダ。
7. 【請求項７】 前記半径方向環状バネは中空の環状要素
   から成る請求項５又は６に記載のホルダ。