JPH0352605B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、レンズを鏡枠内に保持するレンズ保
持装置に関し、特に耐温度性の弱いプラスチツク
レンズを温度変化によつてもその形状および屈折
率を変化させないように鏡枠内に固定することに
よりレンズ性能を維持し、耐温度性の強いレンズ
系を提供するとともに、プラスチツクレンズ及び
その他の耐温度性の無いレンズの使用温度範囲の
拡大を目的とするものである。

従来、レンズ、例えばプラスチツクレンズ７を
鏡枠２内に装着する場合には、第１図ａに示す如
く、鏡枠２のレンズ鏡枠胴付部４にプラスチツク
レンズ７の背面外周縁７ａを当接しつつレンズ鏡
枠嵌合部５内にプラスチツクレンズ７を嵌合する
とともに鏡枠２の内周に螺設した鏡枠ネジ部３に
押え環１の外周に螺設したネジ部６を螺合しつつ
鏡枠２の内側に押え環１をネジ込み、この押え環
１の内側周縁に形成したプラスチツクレンズ７と
の当接縁１ａをプラスチツクレンズ７の正面側の
外周縁７ｂに圧接し、当該プラスチツクレンズ７
を鏡枠２内に固定することにより構成している。

さて、かゝる構成から成るプラスチツクレンズ
７の鏡枠２に対する部組を常温にて行つた後、こ
れを高温雰囲気中に曝した場合、プラスチツクレ
ンズ７の成形素材の線膨張率が鏡枠２及び押え環
１の成形素材の線膨張率よりも大きいために、鏡
枠２におけるレンズ鏡枠嵌合部５のクリアランス
が小さくなる。

さらに、この影響を最も顕著に受けるのが第１
図ａにおけるレンズ７と押え環１との当り部８
（第１図ｂにて示す拡大図参照）で、当該部分は
常温で部組した時点にて既にクリアランスはゼロ
の状態となつており、前記高温雰囲気中において
はレンズ７と押え環１における成形素材の線膨張
率の差が直接面形状に影響を及ぼすことになる。

すなわち、前記レンズ７と押え環１の当り部８
において、押え環１の当接縁１ａが圧接するレン
ズ７の正面側の外周縁７ｂがへこみ、かつ押え環
１の当接縁１ａにより、レンズ７がクリアランス
ゼロの状態に規制されることになる。

したがつて、温度が高温になるに従い、前記プ
ラスチツクレンズ７はラジアル方向に膨張し始め
るが、前記押え環１による規制によつて、プラス
チツクレンズ７のラジアル方向への変形が規制さ
れるために、当該レンズ７内部に熱応力が発生す
る。

そして、プラスチツクレンズ７内部に発生する
熱応力が規制を受けることのない光軸方向への変
形に集中し、プラスチツクレンズ７が光軸方向に
変形を起すことになる。

プラスチツクレンズ７の光軸を含む軸方向の断
面を考察するに、第１図ｃにおける弦ABの長さ
が押え環１により規制されるため、弧AB⌒に膨張
が集中し、その結果、曲率半径が小さくなる。

今、常温時の弧の長さをAB⌒、常温よりもｔ℃
高温時の弧の長さをA¹B¹、プラスチツクレンズ
７の線膨張率をαとすると、 A¹B¹≒AB⌒・（１＋αt） に近似する。

また、逆に、常温で部組したプラスチツクレン
ズ７と鏡枠２を低温雰囲気中に曝した場合、前述
の如く、プラスチツクレンズ７と鏡枠２と押え環
１の成形素材の線膨張係数の相違により、低温に
なるに従つて、鏡枠２及び押え環１の収縮に比
し、プラスチツクレンズ７の収縮は大きく、鏡枠
２と押え環１の収縮以上に収縮しようとするが、
この場合にも押え環１の当接縁１ａの圧接によつ
て固定されるプラスチツクレンズ７の正面側の外
周縁７ｂが規制を受ける結果、前記高温時の場合
と同様にプラスチツクレンズ７の収縮は押え環１
の収縮以上に収縮することができず、勢いプラス
チツクレンズ７の内部に熱応力が発生するととも
にこの熱応力がプラスチツクレンズ７の、押え環
１に規制を受けない光軸方向に集中し、プラスチ
ツクレンズ７の光軸方向に変形を与えることにな
る。

そこで、第１図ａに示すプラスチツクレンズ７
の光軸を含む軸方向の断面を考察するに、弦AB
の長さが押え環１で規制されているために、弧
AB⌒に収縮が集中し、その結果、曲率半径は大き
くなる。

今、常温時の弧の長さをAB⌒、常温よりもｔ℃
高温時の弧の長さをA¹B¹、プラスチツクレンズ
７の成形素材の線膨張係数をαとすると、 A¹B¹≒AB⌒・（１＋αt） に近似する。

因て、以上のことから、プラスチツクレンズ７
を従来構成から成る鏡枠２内に押え環１によつて
装着すると、プラスチツクレンズ７は温度変化に
より、曲率半径が変化する。すなわち、高温で小
さく、低温で大きくなることが明らかであるとと
もに常温時に比し、ピント位置が大きくズレたり
各種収差の悪化をきたすものであることが判る。

また、この種のレンズ保持装置としては特開昭
57−138603号及び特開昭57−138606号公報所載の
発明が公開されている。

前者のレンズ保持装置は、第１図ｅに示す通
り、鏡枠２の内周面に螺設した鏡枠ネジ部３に押
え環１の外周に螺設したネジ部６を螺合しつつ鏡
枠２の嵌合部５内に内装したプラスチツクレンズ
７を保持するが、特に、プラスチツクレンズ７の
本体を直接押え環１により押圧固定する第１図ａ
の構成に換えて、プラスチツクレンズ７の外周に
レンズ周辺薄肉部１０を設けるとともにこのレン
ズ周辺薄肉部１０を介して、その外周に弾力性に
富んだ材質より成る変形吸収材１１を設け、かつ
押え環１及び鏡枠２のレンズ胴付部４の両者には
プラスチツクレンズ７の変形吸収材１１の嵌合部
１２，１３及びレンズ周辺薄肉部１０の挟持部１
４，１５を設けることにより構成したものであ
る。

そして、押え環１によりプラスチツクレンズ７
を鏡枠２内に固定する場合には、変形吸収材１１
を押え環１とレンズ胴付部４の嵌合部１２，１３
に嵌合するとともにレンズ周辺薄肉部１０を押え
環１とレンズ胴付部４の挟持部１４，１５にて挟
持し、この押え環１とレンズ胴付部４間に嵌合、
挟持される変形吸収材１１とレンズ周辺薄肉部１
０を介してプラスチツクレンズ７を鏡枠２の嵌合
部５内に保持したものである。

後者のレンズ保持装置は、第１図ｆに示す通
り、プラスチツクレンズ７の外周に変形吸収材１
６を外嵌して構成し、かゝるプラスチツクレンズ
７を鏡枠２内に保持する場合にはプラスチツクレ
ンズ７の外周に外嵌した変形吸収材１６を鏡枠２
のネジ部３に螺合した押え環１によりレンズ胴付
部４側に押圧固定することにより、この変形吸収
材１６を介してプラスチツクレンズ７を鏡枠２内
に保持するものである。

今、このレンズ系を高温状態に持つていくと
き、レンズ７の素材が鏡枠２の素材の膨張率とレ
ンズ７の素材の膨張率の差によつて、レンズ７に
は圧縮の応力が生じることになりレンズ７の最小
断面付近に変形が生じようとする。しかし、レン
ズ７と鏡枠２の間にある変形吸収材１１，１６が
先に変形を起すためレンズ７自身の変形は少なく
なる。

又、低温状態になつたときも、同様のことが言
える。しかし、このようにレンズ部分のひずみを
小さく押えるだけでは、レンズの温度による屈折
率変化、曲率変化に対しては何も対策しておら
ず、レンズ系として考えた場合、温度によるレン
ズ系のピント移動の防止には効果が少ないばかり
か、被保持レンズの位置を決める当て付け面が不
備である等の欠点が有する。

そこで本発明は前述してきた従来公知のレンズ
保持装置における未解決の欠点を除去すると同時
に極めて簡単な構成により、初期の作用効果を得
られるレンズ保持装置の提供を目的とするもので
ある。

以下には本発明に係るレンズ保持装置を図示の
具体的な各実施例により詳細に説明する。

第２，３図は本発明のレンズ保持装置の第１、
２実施例を示す縦断側面図で一部を省略して示す
ものである。

第２図示の第１実施例において、２０はレンズ
３０を収納する鏡枠で、この鏡枠２０には内側に
レンズ胴付部２１を設けるとともにこの胴付部２
１の前方の内側壁には押え環４０のネジ部２２を
螺設することによりレンズ嵌合部２３を形成して
ある。

３０は鏡枠２０のレンズ嵌合部２３内に落し込
みつつ収納するレンズで、このレンズ３０の外周
縁３０ａには、その一方の周縁に沿つて、テーパ
ー部３１を設けるとともにその他方の周縁に沿つ
て段部３２ａを設け、前記押え環４０との押圧部
３２を設けることにより、光学用樹脂にて一体に
成形してある。

５０はテーパーリングで、リング状の本体５０
ａの内周には、前記レンズ３０の外周縁３０ａの
一方の周縁に沿つて設けたテーパー部３１のテー
パー面に対応するテーパー面を備えるテーパー部
５１を設けるとともに側面には鏡枠２０のレンズ
胴付部２１との当接面５２を設け、前記レンズ３
０の線膨張係数よりも小さいか、または大きい材
料にて一体に形成してある。

また、前記テーパーリング５０についての形成
材料については、前記条件に加えて、摩擦係数の
小さい材料または単に摩擦係数の小さい材料によ
り形成して実施することも可能である。

６０は弾性部材で、前記レンズ３０の押圧部３
２と押え環４０間に介在するもので、図示の実施
例ではリング状に一体に形成した場合を示すが、
所期作用を得るには必ずしもリング状に形成する
場合に限定されるものではなく、レンズ３０の押
圧部３２と押圧環４０の環状方向間に部分的に介
在することにより所期作用を得られることからも
明らかである。

レンズ３０の外周径面およびリング状本体５０
ａの外形周面と鏡枠２０の内周面にはレンズ３０
の膨張による空隙を構成している。

第３図は第２実施例を示すもので、第１実施例
においては、レンズ３０の外周縁３０ａに設けた
テーパー部３１に対応するテーパー部をテーパー
リング５０を介して鏡枠２０のレンズ胴付部２１
に構成したものであるが、当該実施例において
は、これを鏡枠２０のレンズ胴付部２１に直接、
レンズ３０のテーパー部３１に対応するテーパー
面から成るテーパー部２４を形成することにより
構成したものである。

また、レンズ３０のテーパー部３１のテーパー
面に低摩擦係数の低摩擦塗料を塗布して低摩擦皮
膜７０を設けることにより構成してある。

尚、この皮膜７０については、逆に鏡枠２０の
テーパー部２４のテーパー面に設けてもよく、ま
た、両者に設けて実施することも勿論可能である
とともに反射防止作用を備えるものを使用して実
施することも可能である。

しかして、他の構成については、第２図示の第
１実施例と同一であるので、同一番号を付し、そ
の説明を省略する。

以上の構成から成るレンズ保持装置について
は、鏡枠２０のレンズ嵌合部２３内にレンズ３０
を落し込みつつ収納した後、鏡枠２０のネジ部２
２に押え環４０の外周に設けたネジ部４１を螺合
することにより、固定するが、特に第１実施例の
場合には、レンズ３０をレンズ嵌合部２３内に収
納するに先き立つてテーパーリング５０を落し込
み、その当接面５２をレンズ胴付部２１に当接し
つつセツトした後、前記レンズ３０を落し込み、
レンズ３０のテーパー部３１をテーパーリング５
０のテーパー部５１に係合するとともに、押え環
４０の螺合に先き立つて弾性部材６０を落し込
み、これをレンズ３０の段部３２ａにセツトした
後、押え環４０を螺合することにより、鏡枠２０
のレンズ嵌合部２３内に収納したレンズ３０を、
レンズ胴付部２１とレンズ３０の外周縁３０ａ間
に介在したテーパーリング５０のテーパー部５１
とテーパー部３１とを互いに係合せしめ、かつレ
ンズ３０の外周縁３０ａの押圧部３２と押え環４
０間には弾性部材６０を介在せしめつつ押え環４
０によつて押圧固定することにより保持したもの
である。

これに換えて、第２実施例においては、レンズ
３０のテーパー部３１を直接鏡枠２０のレンズ胴
付部２１に備えるテーパー部２４に係合せしめる
とともにレンズ３０の押圧部３２と押え環４０間
に弾性部材６０を介在せしめつつ押え環４０にて
押圧固定することによりレンズ３０を鏡枠２０内
に保持したものである。

さて、これらの構成から成るレンズ保持装置に
ついての作用について説明すると、今、第２図に
示すレンズ系（一部）が温度変化を受けた時テー
パーリング５０及びプラスチツクレンズ３０は熱
膨張（又は収縮）により、その径が大きく（又は
小さく）なる。ところが、テーパーリング５０の
材質がプラスチツクレンズ３０の線膨張係数より
も大きい場合には、プラスチツクレンズ３０は弾
性部材６０の加圧力を受けてテーパー部３１で滑
りを起し、図中左へ移動する。また、逆にテーパ
ーリング５０が、プラスチツクレンズ３０よりも
小さな線膨張係数である時には、同様にプラスチ
ツクレンズ３０は右側へ移動することになる。斯
くして、テーパリングを意図的に、線膨張係数の
異なる材質から選択する事により、温度による屈
折率の変化でピント移動する欠点を補正する事が
できる。

同時にプラスチツクレンズ３０は弾性部材６０
により経方向の膨張、収縮が自由である為に、従
来の様なレンズ形状の変化も起す事は無い。

しかして、第２実施例のレンズ保持装置につい
ても同様の作用を得ることができ、特にテーパー
部２４，３１間に低摩擦皮膜７０を介在したの
で、前記テーパー部３１の滑性作用を第１実施例
に比して助長させることができる。そして、反射
防止作用をも付与し得る。

以上実施例で示したように、本発明のレンズ保
持装置はレンズの外周部に設けたテーパー部と鏡
枠内のテーパー部を密着させ、弾性部材を介して
装着する事により、温度変化でプラスチツクレン
ズの屈折率が変化しても、レンズ位置が移動し、
ピント移動を補正するという効果がある。

更に、弾性部材を介して装着することにより、
レンズの温度変化に対する径方向の寸法変化に対
しても滑りを起して順応する為にレンズ形状が変
化することを防止する効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレンズ保持装置を示し、第１図
ａは中央縦断側面図、第１図ｂは第１図ａにおけ
るＡ部の拡大図、第１図ｃ，ｄは第１図ａのレン
ズ保持装置における被保持レンズの常温時に対す
る高温および低温時における変形状態を示す説明
図、第１図ｅ，ｆは他のレンズ保持装置を示す中
央縦断側面図、第２，３図は本発明の第１、２実
施例を示す一部を省略した縦断側面図である。 ２０……鏡枠、２１……レンズ胴付部、２２…
…ネジ部、２３……レンズ嵌合部、２４……テー
パー部、３０……レンズ、３１……テーパー部、
３２……押圧部、４０……押え環、４１……ネジ
部、５０……テーパーリング、５１……テーパー
部、５２……当接面、６０……弾性部材、７０…
…低摩擦皮膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ レンズを嵌合装着する胴付部を内周に形成し
   た鏡枠と、上記胴付部にレンズの線膨張係数より
   小さいまたは大きい線膨張係数の材料で形成し、
   レンズの一方の外周縁に設けた低摩擦手段を形成
   したテーパー部と対応係合するように設けたテー
   パー部と、他方の外周縁に弾性部材を介して押圧
   装着するように設けたレンズ押圧装着手段と、レ
   ンズの外径周面にレンズの熱膨張による膨張空間
   部を設けたことを特徴とするレンズ保持装置。