JP2009128680A - 鏡枠及びレンズユニット - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤の硬化収縮に伴うレンズの歪を軽減することができ、レンズを高精度に維持した状態で固定することができるとともに、製造効率を向上させることができる鏡枠及びレンズユニットを提供する。
【解決手段】筒形状に形成され、レンズ４０が挿入可能な上端開口部を有する広径部２１を備えた鏡枠２０と、鏡枠２０の広径部２１の内周面から内方に突出して形成され、レンズ４０のコバ面４１をコバ面４１の厚さ方向における１／２程度の位置で広径部２１の上端開口部から挿入されたレンズ４０を光軸Ｒに直交する方向に位置決めするコバ受け部２５と、広径部２１の上端開口部から挿入され、コバ受け部２５によって光軸Ｒに直交する方向に位置決めされたレンズ４０を、光軸Ｒ方向に位置決めする光軸方向受け部２７と、を備え、広径部２１の内周面とコバ受け部２５との間には、充填部２４が形成されていることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、鏡枠及びレンズユニットに関するものである。

従来から、例えば干渉計に用いる参照レンズ等の高精度レンズを鏡枠に接着固定してなるレンズユニットが種々知られている。
例えば特許文献１には、鏡枠内でレンズをスラスト方向（光軸方向）に位置決めする枠胴付け部が形成され、この胴付け部に近づくに従って、レンズ外周面と鏡枠内周面との隙間が広くなるように、レンズ外周面または／及び鏡枠内周面の光軸方向にテーパー部を設けているものが記載されている。この場合、レンズと鏡枠との組付方法として、まずレンズの外周面及び鏡枠の内周面に接着剤を塗布する。そして、レンズを鏡枠内に挿入した後、接着剤を硬化させることで、レンズを鏡枠内の所定位置に固定し得るように構成されている。
特許第２８０５７０７号公報

しかしながら、上述の従来技術にあっては、レンズ及び鏡枠に接着剤を塗布する際に、レンズの外周面と鏡枠の内周面との隙間（テーパー部）の体積より多く接着剤を塗布してしまうと、前記隙間から接着剤が溢れ出してレンズ面に付着するという問題がある。レンズ面に接着剤が付着すると、付着した接着剤の硬化収縮に伴い、レンズ面において硬化応力が発生する。その結果、レンズ面に歪が発生し、レンズの面精度を狂わせてしまう。そのため、レンズ面に付着した接着剤を除去することが必要となり、レンズ接着後のクリーニング工程が増えるといった問題がある。

さらに、接着剤を隙間の体積より少なく充填した場合は、隙間に不均一な空間が発生するため、レンズ外周面に作用する接着剤の硬化応力が不均一になり、レンズに歪を発生させるといった問題があった。
このように、レンズ及び鏡枠に接着剤を塗布した後に組み付ける必要があるため、組み付け後における隙間内での接着剤の充填量や、塗布状況を外観から観察することができず、作業効率が悪いという問題がある。

そこで、本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、接着剤の硬化収縮に伴うレンズの歪を軽減することができ、レンズを高精度に維持した状態で固定することができるとともに、製造効率を向上させることができる鏡枠及びレンズユニットを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の鏡枠は、レンズを光軸方向及び光軸に直交する方向に位置決めして接着剤によって固定する鏡枠であって、筒形状に形成され、一方の端部に前記レンズが挿入可能な開口部を有する鏡枠本体と、該鏡枠本体の前記開口部の内周面から内方に突出して形成され、前記レンズの外周面を該外周面の厚さ方向における中間位置で前記開口部から挿入された前記レンズを前記光軸に直交する方向に位置決めするレンズ外周受け部と、前記開口部から挿入され、前記レンズ外周受け部によって前記光軸に直交する方向に位置決めされた前記レンズを、前記光軸方向に位置決めする光軸方向受け部と、を備え、前記開口部の前記内周面と前記レンズ外周受け部との間には、前記接着剤を前記開口部側から充填するための接着剤充填部が形成されていることを特徴とする。
本発明の鏡枠によれば、鏡枠本体に接着剤を充填する接着剤充填部を形成することで、接着剤の充填時において、接着剤の充填量や塗布状況を確認しつつ充填することができるため、接着剤の充填作業を容易に行うことができる。
また、接着剤充填部を形成することで、レンズの外周面と鏡枠本体の内周面との間が間隙を有することになり、接着剤の充填時に接着剤がレンズ面上に付着することを防止することができる。
さらに、接着剤充填部から充填された接着剤は、鏡枠本体の内周面から内方に突出したレンズ外周受け部とレンズの外周面との間に浸入し、外周面における厚さ方向の中間位置でレンズと鏡枠本体とが接着される。つまり、レンズのレンズ面からの距離を充分に確保した、レンズ外周面の厚さ方向の中間位置の部位でレンズと鏡枠本体とを接着することができるため、接着剤の硬化箇所から発生する硬化応力が、レンズ面にまで作用することを防ぐことができる。

また、本発明の鏡枠は、前記レンズ外周受け部と前記光軸方向受け部との間には、前記接着剤充填部から供給され、前記レンズ外周受け部に沿って垂下する接着剤を収容する接着溜まり部が形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、万が一、接着剤の充填量を所定より多く充填した場合、レンズ外周受け部とレンズの外周面との間を垂下した接着剤は、接着溜まり部に収容される。これにより、接着剤充填部から充填される接着剤がレンズ面まで回り込んで、レンズ面上に付着することを防ぐことができる。

また、本発明の鏡枠は、前記接着剤充填部は、前記鏡枠本体の周方向に沿って複数形成されていることを特徴とする。
この構成によれば、鏡枠本体の周方向に沿って接着剤充填部を複数形成することで、レンズと鏡枠本体との接着面を低減することができる。そのため、例えばレンズの外周面が薄いレンズ等、接着剤の硬化収縮に伴う硬化応力の影響を受けやすいレンズにおいても歪の発生を軽減することができる。

また、本発明のレンズユニットは、上記本発明の鏡枠に、レンズが光軸方向及び光軸に直交する方向に位置決めされ、接着剤によって固定されたレンズユニットであって、前記レンズは、外周面から光軸方向に沿って湾曲したレンズ面と、前記レンズ面と前記外周面との間で前記光軸と直交する方向に形成された当付け部と、を備え、前記レンズの前記当付け部と前記鏡枠の前記光軸方向受け部とが当接されるとともに、前記レンズの前記外周面と前記鏡枠の前記外周受け部とが接着されていることを特徴とする。
本発明のレンズユニットによれば、レンズ面と外周面との間に形成された当付け部と、鏡枠本体の光軸方向受け部とを当接させることで、レンズ面に接着剤を塗布することなく、鏡枠本体とレンズとを固定することができる。これにより、接着剤充填部から充填される接着剤がレンズ面まで回り込んで、レンズ面上に付着することを防ぐことができる。
さらに、レンズの外周面と鏡枠の外周受け部とを接着することで、レンズの外周面における厚さ方向の中間位置でレンズと鏡枠本体とが接着される。つまり、レンズのレンズ面からの距離を充分に確保した部位でレンズと鏡枠とを接着することができるため、接着剤の硬化箇所から発生する硬化応力が、レンズ面にまで作用することを防ぐことができる。
したがって、接着剤の硬化収縮に伴うレンズの歪を軽減することができ、レンズを高精度に維持した状態で固定することができる。また、製作が容易で、かつレンズ接着後のクリーニング工程等を行う必要がないため、製造効率を向上することができる。

本発明の鏡枠及びレンズユニットによれば、接着剤の硬化収縮に伴うレンズの歪を軽減することができ、レンズを高精度に維持した状態で固定することができる。また、製作が容易で、かつレンズ接着後のクリーニング工程等を行う必要がないため、製造効率を向上することができる。

（第１実施形態）
次に、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態におけるレンズユニットを示す平面図である。また、図２は図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図であり、図３は図２の拡大図である。本実施形態では、一例として干渉計に用いる参照レンズを固定する鏡枠及びその鏡枠を用いたレンズユニットについて説明する。
図１〜３に示すように、本実施形態のレンズユニット１０は、鏡枠（鏡枠本体）２０と、この鏡枠２０に固定されたレンズ４０とで構成されている。

レンズ４０は、ガラスからなる略円盤状のものであり、その外周面には光軸Ｒに沿って厚さｔが例えば３ｍｍ程度のコバ面４１が形成されている。レンズ４０は、レンズ面４２，４３の曲率がレンズ４０の光軸Ｒに沿って同方向に湾曲した、いわゆるメニスカスレンズであり、レンズ面４２が凸面を有するとともに、レンズ面４３が凹面を有している。さらにレンズ面４３の曲率は、レンズ面４２の曲率に比べて小さく形成されており、レンズ４０の径方向内側に向かうにつれ、レンズ４０の厚さが薄くなるように形成されている。

レンズ面４３の径方向外側であって、レンズ４０のコバ面４１とレンズ面４３との間には、当付け部４４が形成されている。この当付け部４４は、光軸Ｒと直交する平坦面であり、レンズ４０の周方向の全周に亘って形成されている。

鏡枠２０は、筒状の部材であり、その内側に上述したレンズ４０が収容されている。鏡枠２０は、内径が上端開口部と同径に形成された広径部２１と、下端開口部と同径に形成され広径部２１に比べ内径が縮小した縮径部２２と、広径部２１と縮径部２２との間に形成され内周面から径方向内側に突出する段差部２３とで構成されている。なお、以下の説明では、光軸Ｒに沿って広径部２１の上端開口部側を上方、縮径部２２の下端開口部側を下方として説明する。

広径部２１は、レンズ４０の口径より大きく形成されており、レンズ４０が挿入可能に構成されている。広径部２１の内周面とレンズ４０のコバ面４１との間には、間隙を有しており、この間隙がレンズ４０と鏡枠２０との接着時において、上端開口部側から接着剤を充填するための充填部（接着剤充填部）２４として構成されている。この充填部２４は、鏡枠２０における広径部２１の全周に亘って形成されている。

段差部２３は、広径部２１に比べ内径が縮小することで形成され、その上部内周面はレンズ４０のコバ面４１を接着剤によって固定するコバ受け部（レンズ外周受け部）２５として構成されている。またコバ受け部２５は、レンズ４０のコバ面４１の厚さ方向の中間位置、例えば厚さ方向における約１／２程度の位置に対向する部位に形成されている。これにより、レンズ４０は光軸Ｒに直交する方向に、コバ面４１の厚さ方向における約１／２程度の位置で位置決めされる。コバ受け部２５の内径は、レンズ４０の口径に比べ０．０１〜０．０３ｍｍ程度大きく形成されている。つまり、レンズ４０は鏡枠２０における段差部２３の内側にすきまばめで挿入される。

段差部２３の下部内周面には、接着溜まり部２６が形成されている。この接着溜まり部２６は、段差部２３の内周面を鏡枠２０の径方向外側に向けて切り込んで形成されたものであり、鏡枠２０の全周に亘って形成されている。接着溜まり部２６は、その上面が鏡枠２０の径方向外側に向けて下向きに傾斜する側面視三角形状に形成されている。

段差部２３と縮径部２２との間には、コバ受け部２５によって光軸Ｒに直交する方向に位置決めされたレンズ４０を、光軸Ｒ方向に位置決めする光軸方向受け部２７が形成されている。光軸方向受け部２７は、コバ受け部２５を挟んで、光軸Ｒに沿って充填部２４の反対側に形成され、光軸Ｒと直交するとともに、鏡枠２０の径方向と平行に形成された平坦面であり、鏡枠２０の全周に亘って形成されている。そして、光軸方向受け部２７は、鏡枠２０の内側に収容されるレンズ４０の当付け部４４と当接して光軸Ｒに沿ってレンズ４０を位置決めできるように構成されている。なお、上述した接着剤としては、例えば紫外線硬化性、熱硬化性、または湿気硬化性等の接着剤を用いることが可能であり、充填時にコバ面４１とコバ受け部２５との間に介在する程度の粘度を有するものが好ましい。本実施形態では常温にて硬化する接着剤が好適に用いられている。

次に、図１〜３に基づいてレンズユニットの組付方法を説明する。
まず、広径部２１の上端開口部から鏡枠２０内にレンズ４０を挿入すると、レンズ４０の当付け部４４と鏡枠２０の光軸方向受け部２７との平坦面同士が当接される。これにより、レンズ４０が、その光軸Ｒに沿って位置決めされる。

次に、レンズ４０と鏡枠２０とを接着する。具体的には、ディスペンサ等の図示しない塗布装置を用いて、広径部２１の内周面とレンズ４０のコバ面４１との間に形成された充填部２４に、鏡枠２０の全周に亘って接着剤を充填する。この時、接着剤の充填量や塗布状況を、充填部２４から確認しつつ充填する。

充填部２４から充填された接着剤は、レンズ４０のコバ面４１における厚さ方向の１／２程度の位置において、充填部２４より内径が縮小したコバ受け部２５とレンズ４０のコバ面４１との間に浸入する。その後、コバ受け部２５とコバ面４１との間で接着剤が硬化し、レンズ４０と鏡枠２０とが接着される。このように、レンズ４０の当付け部４４と鏡枠２０の光軸方向受け部２７とが当接することにより、レンズ４０が光軸Ｒ方向に位置決めされるとともに、レンズ４０のコバ面４１と鏡枠２０のコバ受け部２５とが接着されることにより、レンズ４０が光軸Ｒに直交する方向に位置決めされ、鏡枠２０にレンズ４０が固定される。

ところで、万が一、接着剤の充填量を所定より多く充填した場合、コバ受け部２５とレンズ４０のコバ面４１との間を通過した接着剤は、主として接着溜まり部２６の傾斜面を伝って垂下していく。そして、接着溜まり部２６内に収容されることになる。

したがって、本実施形態によれば、鏡枠２０の広径部２１に接着剤を充填する充填部２４を形成することで、接着剤の充填時において、接着剤の充填量や塗布状況を確認しつつ充填することができる。そのため、接着剤の充填作業を容易に行うことができ、レンズユニット１０の製造効率を向上させることができる。

また、充填部２４を形成することで、レンズ４０のコバ面４１と広径部２１との間が間隙を有することになり、接着剤の充填時に接着剤がレンズ面４２上に付着することを防止することができる。
さらに、充填部２４から充填された接着剤は、鏡枠２０の内周面から内方に突出し、充填部２４より内径が縮小したコバ受け部２５とレンズ４０のコバ面４１との間に浸入し、コバ面４１における厚さ方向の１／２程度の位置でレンズ４０と鏡枠２０とを接着する。つまり、各レンズ面４２，４３からの距離を充分に確保した、コバ面４１の厚さ方向の中間位置でレンズ４０と鏡枠２０とを接着することができるため、接着剤の硬化箇所から発生する硬化応力が、レンズ面４２，４３にまで作用することを防ぐことができる。

また、万が一、接着剤の充填量を所定より多く充填した場合、コバ受け部２５とレンズ４０のコバ面４１との間を通過した接着剤は、接着溜まり部２６に収容される。これにより、充填部２４から充填される接着剤がレンズ面４３側まで回り込んで、レンズ面４３上に付着することを防ぐことができる。
さらに、レンズ面４３の径方向外側に形成された当付け部４４において、鏡枠２０の光軸方向受け部２７を当接させることで、レンズ面４２，４３に接着剤を塗布することなく、鏡枠２０とレンズ４０とを固定することができる。これにより、充填部２４から充填される接着剤がレンズ面４３まで回り込んで、レンズ面４３上に付着することを防ぐことができる。
したがって、接着剤の硬化収縮に伴うレンズ４０の歪を軽減することができ、レンズ４０を高精度に維持した状態で固定することができる。例えば、レンズ４０の歪をλ／３０以下に抑えることができる。また、製作が容易で、かつレンズ４０接着後のクリーニング工程等を行う必要がないため、製造効率を向上することができる。

（第２実施形態）
次に、図４に基づいて、本発明の第２実施形態について説明する。図４は第２実施形態におけるレンズユニットを示す断面図である。なお、本実施形態において、上述した第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、説明は省略する。

図４に示すように、本実施形態のレンズユニット５０は、鏡枠５１の段差部５２において、レンズ４０のコバ面４１の上部周縁から厚さ方向における１／３程度の位置に対向する部位が、コバ受け部５３として構成されている。そして、段差部５２におけるコバ受け部５３の下部には、接着溜まり部５４が形成されている。この接着溜まり部５４は、上述した第１実施形態と同様に、段差部５２の内周面が側面視三角形状に切り込んで形成されたものであり、レンズ４０のコバ面４１の上部周縁から厚さ方向における２／３程度の位置に対向する部位に形成されている。

したがって、本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の効果を奏することができる。加えて、レンズ４０のコバ面４１の上部周縁から厚さ方向における２／３程度の位置に対向する部位に接着溜まり部５４を形成したため、接着溜まり部５４に収容される接着剤が光軸方向受け部２７と当付け部４４との間に入り込んでくることを、上述した第１実施形態に比べて、より防ぐことができる。したがって、さらなる歪の軽減が可能となる。

（第３実施形態）
次に、図５，６に基づいて、本発明の第３実施形態について説明する。図５は第３実施形態におけるレンズユニットを示す平面図であり、図６は図５のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。なお、本実施形態において、上述した第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、説明は省略する。

図５，６に示すように、本実施形態のレンズユニット６０は、鏡枠５５の周方向に沿って等間隔に３箇所の充填部５６が形成されている。この充填部５６は、平面視半円形状の穴であり、レンズ４０のコバ面４１の上部周縁から厚さ方向における１／３程度の位置において、コバ面４１と充填部５６との間に間隙を有している。つまり、上述の実施形態の充填部２４（例えば図１参照）は、鏡枠２０の全周に形成されていたのに対し、本実施形態では、鏡枠５５の周方向に沿って複数に分割された充填部５６を備えている。

したがって、本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、充填部５６を鏡枠５５の周方向に沿って分割して形成することで、レンズ４０のコバ面４１と鏡枠５５のコバ受け部２５との間の接着面積を低減することができる。そのため、例えばコバ面の厚さが薄いレンズ等、鏡枠５５とレンズ４０との接着時においてコバ面の全周で接着を行うと歪が生じやすいレンズに対しても、レンズ面４２，４３上における歪を低減することができる。

（第４実施形態）
次に、図７に基づいて、本発明の第４実施形態について説明する。図７は第４実施形態におけるレンズユニットを示す断面図である。なお、本実施形態において、上述した第１実施形態と同様の構成については、同一符号を付し、説明は省略する。

図７に示すように、本実施形態のレンズユニット７０は、上述した鏡枠２０に凸レンズ（以下、レンズという）７１が固定されている。このレンズ７１は、レンズ面７２，７３の曲率がレンズ７１の光軸Ｒに沿って、互いに反対方向に湾曲しており、レンズ面７２が凸面を有するとともに、レンズ面７３も凸面を有している。各レンズ面７２，７３の径方向外側であって、コバ面７４と各レンズ面７２，７３との間には、当付け部７５が形成されている。この当付け部７５は、レンズ７１の径方向に沿って形成され光軸Ｒと直交する平坦面であり、レンズ７１の周方向の全周に亘って形成されている。

そして、レンズ７１の当付け部７５と鏡枠２０の光軸方向受け部２７とを当接させるとともに、鏡枠２０のコバ受け部２５とレンズ７１のコバ面７４とが接着されることで、レンズ７１が固定され、本実施形態のレンズユニット７０が構成されている。

したがって、本実施形態によれば、上述した第１実施形態と同様の効果を奏するとともに、本実施形態の凸レンズ７１に対しても、レンズ面７２，７３の径方向外側であって、レンズ面７２，７３とコバ面７４との間に当付け部７５を形成することで、レンズ面７２，７３を接着することなく鏡枠２０に固定することができる。そのため、充填部２４から充填される接着剤がレンズ面７３まで回り込んで、レンズ７３上に付着することがない。したがって、レンズ面７２，７３における歪の発生を軽減することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。
例えば、図８に示すように、レンズ８０のコバ面８２とレンズ面８３とが交差する位置にエッジ形状の当付け部８１を形成することも可能である。
また、上述した第３実施形態では、接着剤の充填部を鏡枠本体の周方向に沿って等間隔に３箇所形成している場合について説明したが、充填部の数は適宜設計変更が可能である。例えば、図９に示すように、鏡枠９０の周方向に沿って４箇所の充填部９１を形成するような構成にしてもよい。

さらに、上述の実施形態では、メニスカスレンズまたは凸レンズを鏡枠本体に固定した場合について説明したが、凹レンズを用いることも可能である。
また、充填部や接着溜まり部等の形状は、適宜設計変更が可能である。
また、本実施形態においては、干渉計に用いる参照レンズのレンズユニットを例にして説明したが、これに限られることはなく、種々のレンズユニットに適用することができる。

本発明の第１実施形態におけるレンズユニットを示す平面図である。 図１のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。 図２の拡大図である。 本発明の第２実施形態におけるレンズユニットを示す断面図である。 本発明の第３実施形態におけるレンズユニットを示す平面図である。 図５のＢ−Ｂ’線に沿う断面図である。 本発明の第４実施形態におけるレンズユニットを示す断面図である。 本発明の実施形態におけるレンズの他の構成を示す断面図である。 本発明の実施形態における鏡枠の他の構成を示す断面図である。

符号の説明

１０，５０，６０，７０…レンズユニット ２４，５６，９１…充填部（接着剤充填部） ２５，５３…コバ受け部（レンズ外周受け部） ２６，５４…接着溜まり部 ２７…光軸方向受け部 ２０，５１…鏡枠（鏡枠本体） ４０，７１，８０…レンズ ４１，７４…コバ面（外周面） ４２，７２，４３，７３，８３…レンズ面

Claims (4)

1. レンズを光軸方向及び光軸に直交する方向に位置決めして接着剤によって固定する鏡枠であって、
   筒形状に形成され、一方の端部に前記レンズが挿入可能な開口部を有する鏡枠本体と、
   該鏡枠本体の前記開口部の内周面から内方に突出して形成され、前記レンズの外周面を該外周面の厚さ方向における中間位置で前記開口部から挿入された前記レンズを前記光軸に直交する方向に位置決めするレンズ外周受け部と、
   前記開口部から挿入され、前記レンズ外周受け部によって前記光軸に直交する方向に位置決めされた前記レンズを、前記光軸方向に位置決めする光軸方向受け部と、を備え、
   前記開口部の前記内周面と前記レンズ外周受け部との間には、前記接着剤を前記開口部側から充填するための接着剤充填部が形成されていることを特徴とする鏡枠。
2. 前記レンズ外周受け部と前記光軸方向受け部との間には、前記接着剤充填部から供給され、前記レンズ外周受け部に沿って垂下する接着剤を収容する接着溜まり部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の鏡枠。
3. 前記接着剤充填部は、前記鏡枠本体の周方向に沿って複数形成されていることを特徴とする請求項１記載の鏡枠。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の鏡枠に、レンズが光軸方向及び光軸に直交する方向に位置決めされ、接着剤によって固定されたレンズユニットであって、
   前記レンズは、外周面から光軸方向に沿って湾曲したレンズ面と、前記レンズ面と前記外周面との間で前記光軸と直交する方向に形成された当付け部と、を備え、
   前記レンズの前記当付け部と前記鏡枠の前記光軸方向受け部とが当接されるとともに、前記レンズの前記外周面と前記鏡枠の前記外周受け部とが接着されていることを特徴とするレンズユニット。

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