JP2001141974A - 弾性レンズホルダ - Google Patents

弾性レンズホルダ

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JP2001141974A
JP2001141974A JP2000308126A JP2000308126A JP2001141974A JP 2001141974 A JP2001141974 A JP 2001141974A JP 2000308126 A JP2000308126 A JP 2000308126A JP 2000308126 A JP2000308126 A JP 2000308126A JP 2001141974 A JP2001141974 A JP 2001141974A
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lens
lens holder
segment
elastic
mount
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Thomas Schletterer
シュレッテラー トーマス
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Jenoptik Jena GmbH
Jenoptik AG
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/026—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses using retaining rings or springs

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  • Optics & Photonics (AREA)
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  • Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】ＵＶレンズに適切であるレンズホルダを形成す
る。 【解決手段】レンズマウントとレンズとを備えた弾性レ
ンズホルダであって、環状溝がレンズの円周表面に作ら
れ、自由端が環状溝にプレストレス下で半径方向に係合
する弾性セグメントがレンズマウントに存在する弾性レ
ンズホルダ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レンズと、レンズ
の円周表面上に半径方向にレンズが弾性的に装着される
レンズマウントとを具備するレンズホルダに関する。
【従来の技術】
【０００２】そのような最も広い意味の実施態様は、ド
イツ特許第ＤＥ ３５ ２１ ６４０号から知られてい
る。
【０００３】低応力で光学要素を装着することは、ＵＶ
高性能レンズの開発において中心の問題である。低応力
で装着することは、光学要素がマウント自体を通ってで
きるだけ変形を経験せず、動的負荷および熱負荷が光学
要素のいずれの歪または調整不良を導かないことを意味
する。
【０００４】この問題を解決するための複数の配列が先
行技術から公知であり、これらの場合、レンズ等の光学
要素は弾性手段の補助でマウントに保持される。
【０００５】たとえば、ドイツ特許出願第ＤＥ ２８
４６ ２４１ Ａ１号には、マウントに半径方向にガイ
ドされたレンズが、レンズの端領域に係合する少なくと
も２つのプレートレットによって、固定された支持表面
に対して軸方向に押圧される配列が開示されている。プ
レートレットは、弾性材料から作られ、レンズに対する
プレストレス下で支持するように、マウントに自己閉鎖
式に保持される。
【０００６】軸方向におけるレンズの熱膨張は、レンズ
の軸方向弾性支持によって補償されることができる。同
様に、動的負荷は減衰が可能である。レンズに半径方向
の応力を発生させることなくレンズの半径方向の熱膨張
も可能にするために、これは光学画像形成に劇的な悪化
を導く可能性があるが、異なる熱膨張係数の関数として
マウントとレンズとの取付けに適切な遊びが必要であ
る。しかし、適合のこの遊びの中で、調整不良が半径方
向動的負荷の作用下で発生する可能性がある。
【０００７】ドイツ実用新案第Ｇ ８６ ２５ ８９６
号には、マウントの光学部品用の第２の軸方向弾性ホル
ダが記載されている。ここで、弾性保持要素は、一方で
はレンズの縁領域でマウントに対して支持する閉鎖リン
グの形態であり、他方ではその目的のために設けられた
溝の中にある。この解決法の不利点は、動的負荷が半径
方向に剛性であるリングを経由して実質的に減衰されず
にレンズに伝えられることである。先に述べた解決法同
様、ばね力がレンズを光学的有効面に保持するように作
用する。ばね力の絶対値はレンズの熱膨張率の関数とし
て変化するため、応力の変化した状態がレンズに発生
し、そのため、特に高性能レンズの場合、画像形成品質
に定められた高要求条件に合致しなくなる。
【０００８】ＤＥ１９６ ３２ ２６７ Ａ１号には、
レンズを自己閉鎖式にマウントに保持するために、レン
ズに作られた係合溝（結合状レンズクラスターを含む）
に、レンズマウント上に作られた位置決めノーズが支持
する場合のレンズホルダが開示されている。結合状レン
ズクラスターの場合、係合溝は、結合状表面で合致する
相表面によって形成される。個別レンズの場合、係合溝
は実際の溝ではなく、レンズの相表面である。マウント
内部のレンズの位置は、レンズマウントの内側円周表面
とレンズの外側円周表面との間の取付けの遊びによって
半径方向に、および、レンズの端面の縁領域をマウント
の保持突起物に対して押圧することによって軸方向に、
決定される。
【０００９】マウントは、熱的にも機械的にも安定では
ない。熱負荷の結果としてレンズ材料が膨張且つ収縮す
る場合、マウントに対して必ず相対変位があり、したが
って、一方ではレンズの係合溝の位置決めノーズの支持
表面に、他方ではレンズの端面上の保持突起物の支持表
面に、摩擦がある。摩擦によって引き起こされた後退
は、変位が規定されずに起こり、レンズが元の位置に戻
らないという結果を有する。高性能レンズでは、そのよ
うな調整不良は既に画像形成品質を実質的に低下させる
傾向がある。接着剤によるさらなる位置固定は、ＵＶ放
射用レンズホルダには不適切である。衝撃等の機械的負
荷が、半径方向に減衰されることなくレンズに伝えられ
る。別の不利点は、圧力が、光学的に活性な端面を経由
してレンズに作用し、これがレンズの変形へ導く可能性
があることである。
【００１０】ドイツ特許出願第ＤＥ ３５ ２１ ６４
０ Ａ１号には、半径方向に弾性があるホルダが開示さ
れる。少なくとも３つのリブを具備し、これは、レンズ
の円筒形円周表面に均一に分布されて設けられることが
好ましく、高弾性材料から、有利にはシリコーンゴムか
ら作られる。これらは、レンズがマウントに設置される
ときに圧縮される。マウントおよびレンズは、レンズの
円周表面でマウントとレンズとの間にわずかな間接的な
接触表面があるだけであるため、軸方向に障害なしで異
なって拡張することができる。
【００１１】レンズをマウントの中心に置くことは、熱
負荷および動的負荷とは無関係に常に確実にされる。作
用する力が円周上に働き光学的有効面には働かないこと
も利点である。位置安定性を向上するために、保持リン
グを使用することが提案され、同様に弾性リブまたはプ
ラグインリングが設けられ、これは結合され、軸方向に
レンズをさらに固定する。これは、比較的大きな質量の
レンズでは絶対必要であり、装着にさらなる出費を意味
する。
【００１２】しかし、使用される放射線のためＵＶ耐性
を必要とする高性能レンズに、たとえば、接着剤、注封
材料、シリコーンリングおよび類似材料等のいずれの有
機材料を使用することは不可能であり、これは、ＵＶ放
射線作用下に長期間中に分解して汚染リスクを構成の要
素となるからである。ＤＥ ３５ ２１ ６４０から公
知であるような有機材料を使用する間接弾性装着は、高
性能レンズには適切ではないということになる。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、特
に、ＵＶレンズに適切であるレンズホルダを形成するこ
とであり、この場合、レンズは円周表面で半径方向に弾
性的に保持される。さらに、レンズホルダは、レンズが
容易に且つ即座に装着されることができ、装着された状
態でゆすぐこともできる形状を有するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】本発明は、環状溝がレンズの円周表面に作
られ、弾性要素がレンズマウントに形成されるセグメン
トであり、その自由端が環状溝に半径方向に係合し、レ
ンズはこの接続によってのみ半径方向および軸方向に保
持されるという事実によってレンズホルダ用のこの目的
を達成する。
【００１５】レンズマウント自体上の半径方向に弾性の
あるセグメントの形成物は、低応力で直接に、且つ円周
表面にさらなる手段なしで、レンズを装着することがで
きるレンズマウントを形成する。
【００１６】セグメントの形状は変わることができ、し
たがって、マウントの材料定数、セグメントの寸法づ
け、および、レンズマウントの現在のスペース状態に対
する所望のばね剛性に協調するように適合されることが
できる。
【００１７】セグメントは、同一の寸法であり、円周表
面に導入された環状溝に半径方向に均一に分布されて係
合し、その結果として、レンズ自体がレンズマウントの
中心にある。個別セグメントのばね剛性およびそれらに
よってレンズにかけられるプレストレスは同一である。
環状溝は半径方向平面にある。
【００１８】レンズマウントとレンズとの異なる熱膨張
率は、セグメントのばね作用によって半径方向に補償さ
れるが、接触は線状のみであるため、軸方向の補償は必
要ない。
【００１９】レンズは弾性セグメントによってのみマウ
ントに接続されるという事実によって、動的負荷は減衰
でのみレンズに伝達される。
【００２０】本発明によると、力の半径方向作用がレン
ズの光学的有効面の最小の曲げしかもたらさないレンズ
の半径方向平面に環状溝が導入されるときに有利であ
る。この平面は、いわゆる限定要素法によって決定され
る。
【００２１】溝の断面は、頂部に形成された１つの丸み
を備えたＶ字型であることが有利である。セグメントの
自由端に同じ大きさのまたはより大きな丸みが形成さ
れ、結果として自由端がＶ溝内でその縁を支持すること
が有利である。
【００２２】
【発明の実施の形態】本発明を使用する５つの例示的実
施態様が、図面の助けで下記に詳述される。図１〜３に
よるレンズマウントは、軸方向における図であり、第１
の端で閉鎖リングとして形成され、一方、第２の端では
閉鎖リング形状が軸方向に走る複数のスロットによって
上げられている。このスロット状端は、同一寸法のセグ
メントの環状配列を構成するが、これは、本発明の個別
の実施態様によると異なる形状であってもよい。
【００２３】レンズマウントの第１の端も、ハウジング
の構造的構成によって同様に異なる形状であってもよ
く、このハウジングにレンズマウントが適宜導入され
る。第１の端は、必要な接着状態にしたがって専門知識
を使用して製造されるが、本発明の主題であるとは意図
されない。
【００２４】セグメントの異なる設計によって、スロッ
ト状端の領域にあるレンズマウントの異なる断面に導か
れる。
【００２５】第１の実施態様が、図１．１〜１．３に例
示される。セグメントは、プレート形状の形態であり、
自由端でのみ角度を形成する。補強は角度のある領域で
行われる。セグメントの厚さ、長さおよび幅は、所望の
曲げモーメント特性の関数およびレンズマウントの材料
の関数として選択される。図１に見られるように、厚さ
は長さ方向にわたって異なってもよい。ここに例示され
たセグメントは、各場合とも、対称軸に平行に配列され
る。等しく傾斜することができる。
【００２６】第２の実施態様は、図２．１および２．２
に例示される。ここで、セグメントの長さは、蛇行形成
物によって減じられる。しかし、そのような方法で軸方
向のレンズマウントを短くするために、より大きな直径
を備えた設計を有することが必要である。ここで、その
上、コンクリート構造の寸法づけがセグメントを所望の
曲げモーメント特性へ導く。
【００２７】マウントは、セグメントの材料選択をより
独立的にするために二分構成形態であってもよい。この
目的のための第３の実施態様が、図３．１および３．２
に例示される。したがって、レンズマウントの第１の端
は、効果的に機械加工されることができる（たとえば精
密回転のため）材料から構成されることができ、一方、
第２の端にはより弾性の高い材料が使用される。
【００２８】セグメント形成によって作られたスロット
のため、レンズは装着された状態でゆすぐことができ
る。
【００２９】レンズをレンズマウントに装着するため
に、セグメントは、その目的のために設けられた補助を
使用して同時に広げられ、ハンドルを使用してレンズを
挿入する。レンズ位置を固定するための追加手段は必要
なく、そのため装着は即座に簡単に行われる。
【００３０】より多くのスペースを節約するレンズマウ
ントの設計が図４に例示される。装着リングの内側円周
上に円形セグメントの形状で３つの形成物が弾性セグメ
ントとしてここに呈され、環状溝を備えた平面にある。
接線方向に導入されたスロットによって、弾性作用がこ
れらのセグメントで達成される。環状溝に形状的に取付
けられる取付具が、形成物のスロットの中間に作られて
いる。先の記載と比較すると、この設計は、レンズホル
ダのスペース必要条件が、弾性セグメントを寸法づける
ことによってもはや軸方向に決定されないという利点を
有する。
【００３１】図５に例示される実施態様において、セグ
メントは、円形セグメントの形態であり、ねじ接続によ
って端面で装着リングに取り外し可能に接続される個別
プレートである。これらは、第４の例示的実施態様で記
載されたセグメントのように作用するが、２つの顕著な
利点を有する。一方では、この設計は、レンズを挿入す
るためにすべてのセグメントを広げる必要がないため装
着が容易であるが、装着された２つのセグメントのみで
第３のセグメントを容易に挿入して次にこれを締めるこ
とが可能である。他方、セグメントは、２つの個別のレ
ンズを１つのレンズマウントで保持するために、その両
方の端面（図面では図示せず）上の装着リングに適合さ
れることができる。次いで、レンズの互いに対する必要
なスペースが、装着リングの厚さを決定する。
【００３２】当然ながら、装着リングは、プレート形状
リングである必要はないが、端面に対してセグメントが
支持する内側カラーを有することができる。同様に、セ
グメントは、装着リングの円周溝に取付けられることが
できる。それらがすべて１つの半径方向平面にある装着
リングに対して支持し、そのためその力の作用が同一平
面に確実にされることのみが重要である。
【００３３】セグメントの数は、より多く選択されるこ
ともできる。同様に、セグメントと装着リングとの間に
他の機械的接続も可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１．１】第１の実施態様である。
【図１．２】第１の実施態様である。
【図１．３】第１の実施態様である。
【図２．１】第２の実施態様である。
【図２．２】第２の実施態様である。
【図３．１】第３の実施態様である。
【図３．２】第３の実施態様である。
【図４】第４の実施態様である。
【図５】第５の実施態様である。
【符号の説明】
１ レンズマウント

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レンズマウントとレンズとを備え、円周
    表面に対して弾性的なプレストレス要素が接している弾
    性レンズホルダであって、環状溝が前記レンズの前記円
    周表面に作られ、前記レンズマウントは装着リングおよ
    び前記弾性要素によって形成され、前記弾性要素は、前
    記装着リングに接続された固定された端と、前記環状溝
    に半径方向に係合してレンズを半径方向に且つ軸方向に
    保持する自由端とを有するセグメントである弾性レンズ
    ホルダ。
  2. 【請求項２】 前記環状溝は、作用力が前記レンズの光
    学的有効面の最小の曲げしかもたらさない前記レンズの
    半径方向平面にある請求項１記載の弾性レンズホルダ。
  3. 【請求項３】 前記環状溝は、頂部に形成された１つの
    丸みを備えたＶ字型であり、前記セグメントの前記自由
    端に同じ大きさの、またはより大きな丸みが形成され、
    結果として前記自由端が前記Ｖ溝内でその縁を支持する
    ようになる請求項１または２に記載の弾性レンズホル
    ダ。
  4. 【請求項４】 前記セグメントは、固定端の側で閉鎖さ
    れ、前記自由端の側で軸方向にスロット状であるリング
    を形成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性レ
    ンズホルダ。
  5. 【請求項５】 前記閉鎖した環状領域は前記装着リング
    を構成する請求項４記載の弾性レンズホルダ。
  6. 【請求項６】 前記セグメントは、接線方向にスロット
    状であり中心に自由端として取付具を有する前記装着リ
    ングの内側円周で円形セグメントの形状の形成物である
    請求項１〜３のいずれか１項に記載の弾性レンズホル
    ダ。
  7. 【請求項７】 前記セグメントは円形セグメントの形状
    のプレートであり、前記装着リングに半径方向に形成さ
    れた平面に固定され、接線方向にスロット状であり中心
    に自由端として取付具を有する請求項１〜３のいずれか
    １項に記載の弾性レンズホルダ。
  8. 【請求項８】 ２つのレンズを１つのレンズホルダで保
    持するために、前記セグメントが前記装着リングの前記
    ２つの端面に配列される請求項７記載の弾性レンズホル
    ダ。
JP2000308126A 1999-10-06 2000-10-06 弾性レンズホルダ Pending JP2001141974A (ja)

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