JPH09281373A - 三つ以上の偏心レンズの保持構造及び三つ以上の偏心レンズの位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 三つ以上の偏心レンズを一つの鏡筒に保持で
きる保持構造を提供する。 【解決手段】 第１、第２及び第３の偏心レンズ１０,
２０及び３０のそれぞれに心取り軸Ｌ₁₁,Ｌ₂₁及びＬ₃₁
を設定し、それぞれの心取り軸を一致させると共に、そ
の一致させた共通の心取り軸Ｌ_Cをさらに一つの鏡筒の
軸心に一致させるように、これら三つの偏心レンズを配
置させる。各偏心レンズは、心取り軸を決める基準レン
ズ面１１,２１及び３１と、それぞれに形成された環状
平坦面１４,２４及び３４とが、鏡筒５０のレンズ受け
部１５,２５及び３５と固定用ワッシャ１６,２６及び３
６との間に挟持されるかたちで、それぞれが一つの鏡筒
内に固定保持される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置に偏心レ
ンズを用いるに際して、三つ以上の偏心レンズを保持す
るための構造に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
光学系においてレンズを保持する構造としては、球面か
らなる二つのレンズ面が一つの共通軸を有して与えられ
るような、所謂軸対称な形状のレンズの保持構造が知ら
れている。このレンズ保持構造では、一平面内でレンズ
面に当接するリング状の構成が採用され、これら二つの
リング状構成の間に保持されるレンズをその軸方向の両
側から挟み付ける構造がとられている。

【０００３】ところが、偏心レンズを保持すべく上述の
ような従来のレンズ保持構造を適用しようとすると、偏
心レンズでは、その周縁部分での厚さが一定でなく変化
するので、一平面内でレンズ面に当接するようなリング
状の構成を用いて偏心レンズを挟み付けることができ
ず、従来のレンズ保持構造を採用することはできない。
さらに、偏心レンズでは二つのレンズ面の対称軸がそれ
ぞれ異なって別々に与えられているので、レンズを鏡筒
に組みつける場合、レンズの心取り軸をどのように決定
すれば鏡筒にうまく装着できるかという点を考慮しなけ
ればならない。そしてそのような技術的課題は、偏心レ
ンズの実用化を目的とした段階では、これまで取り組ま
れていなかった。このように、偏心レンズの保持技術が
確立されていない現況にあって、さらに偏心レンズを三
つ以上組み合わせる場合に、それぞれのレンズの心取り
軸と鏡筒の軸心との位置関係をどのように設定すれば効
果的に三つ以上の偏心レンズを鏡筒に装着でき、うまく
組付けられるかという問題は、さらに複雑な技術的課題
であると言うことができる。

【０００４】上述のように、偏心レンズを積極的に取り
入れる光学装置はこれまで実用化されておらず、したが
って、偏心レンズのように周縁部分の厚さが一定でない
レンズを鏡筒に保持する技術も確立されていない。逆
に、偏心レンズの保持技術の未確立が、種々の光学装置
における偏心レンズの普及を阻んできた原因の一つとも
なっている。偏心レンズを自由に装置内に組み込むこと
ができれば、光学系の設計におけるバリエーションの広
がりは非常に大きなものとなる。

【０００５】本発明は、上述のような技術的課題に鑑
み、三つ以上の偏心レンズであっても、これらを簡便に
一つの鏡筒内に保持できる構造を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る三つ以上の
偏心レンズの保持構造は、対称軸が互いに異なって与え
られる二つのレンズ面をそれぞれ有する三つ以上の偏心
レンズを、鏡筒内に固定保持するための三つ以上の偏心
レンズの保持構造であって、上記各偏心レンズのいずれ
か一方のレンズ面を基準レンズ面として、それぞれの心
取り軸が一致させられると共に、その一致させた共通の
心取り軸がさらに上記鏡筒の軸心に一致するように、こ
れらの偏心レンズが配置されており、上記各偏心レンズ
は、それぞれの基準レンズ面とは反対側のレンズ面に対
して段差が付けられた環状平坦面をそれぞれ有し、これ
ら環状平坦面は上記共通心取り軸に対してそれぞれ直交
しており、上記鏡筒は、上記各偏心レンズをそれぞれ支
承するように、その内周面から径方向内方へ突出するレ
ンズ受け部を備えており、上記各偏心レンズが、それぞ
れの基準レンズ面又は環状平坦面のいずれか一方で上記
レンズ受け部に支承され、他方のレンズ面で固定手段に
当接されることにより、該レンズ受け部及び固定手段の
間に挟持される。

【０００７】さらに本発明に係る三つ以上の偏心レンズ
の位置決め方法は、対称軸が互いに異なって与えられる
二つのレンズ面をそれぞれ有する三つ以上の偏心レンズ
を、鏡筒内に位置決めするための三つ以上の偏心レンズ
の位置決め方法であって、上記三つ以上の偏心レンズの
うちの任意の二つの偏心レンズにおける合計四つのレン
ズ面の曲率中心のうち、それぞれの偏心レンズから任意
に一つずつ選び出した曲率中心を結ぶ直線をこれら二つ
の偏心レンズの共通心取り軸とし、残りの偏心レンズに
おけるそれぞれの二つのレンズ面の曲率中心のうちの一
方を、該共通心取り軸上に位置させると共に、該共通心
取り軸を上記鏡筒の軸心に一致させることにより、該鏡
筒に対する三つ以上の偏心レンズの位置を決定する。

【０００８】偏心レンズでは、図２に示すように、非軸
対称な二つのレンズ面Ａ及びＢが与えられる。例えばレ
ンズ面Ａを基準レンズ面とする場合の心取り軸は、次の
ようにして決められる。レンズ面Ａの曲率中心をＣ_Aと
し、レンズ面Ａにおける有効光路領域をＤ_A、レンズ面
Ｂの有効光路領域をＤ_Bとするとき、領域Ｄ_Aを内側に含
むレンズ面Ａ上の任意の円Ｐ（図３参照）の中心をＣ_S
とし、Ｃ_AとＣ_Sとを結ぶ直線Ｌを軸心として円Ｐを含む
円筒Ｓの内側に領域Ｄ_Bも含まれていれば、そのような
直線Ｌを心取り軸とすることができる。すなわち、両レ
ンズ面の有効光路領域を内包する円筒を考えて、その円
筒の軸心が一方のレンズ面の曲率中心を通るように円筒
を設定すれば、そのような条件を満たす円筒の軸心は全
て心取り軸となり得る。したがって、心取り軸は無数に
設定できるが、実際には、この偏心レンズを含む光学系
全体の構成を考慮して他のレンズとの位置関係が最適と
なるように、その中の１本が心取り軸として設定され
る。

【０００９】

【発明の実施形態】図１に、本発明に係る三つ以上の偏
心レンズの保持構造の実施形態を示す。図中１０は第１
偏心レンズであり、それぞれ凸湾曲面で与えられた第１
レンズ面１１と第２レンズ面１２とを有している。第１
レンズ面１１及び第２レンズ面１２の曲率中心は点Ｃ₁₁
及び点Ｃ₁₂である。添字の数字は、それぞれのレンズ面
の参照符号に一致させている。第１偏心レンズ１０は、
第１レンズ面１１を基準レンズ面として心取り軸が決め
られており、すなわち第１レンズ面１１の中心点Ｐ₁₁と
曲率中心Ｃ₁₁とを結ぶ直線で心取り軸Ｌ₁₁が与えられて
いる。

【００１０】図中２０は第２偏心レンズであり、凸湾曲
面で与えられた第３レンズ面２１と凹湾曲面で与えられ
た第４レンズ面２２とを有している。第３レンズ面２１
及び第４レンズ面２２の曲率中心は点Ｃ₂₁及び点Ｃ₂₂で
ある。第２偏心レンズ２０は、第３レンズ面２１を基準
レンズ面として心取り軸が決められており、すなわち第
３レンズ面２１の中心点Ｐ₂₁と曲率中心Ｃ₂₁とを結ぶ直
線で心取り軸Ｌ₂₁が与えられている。

【００１１】図中３０は第３偏心レンズであり、それぞ
れ凸湾曲面で与えられた第５レンズ面３１と第６レンズ
面３２とを有している。第５レンズ面３１及び第６レン
ズ面３２の曲率中心は点Ｃ₃₁及び点Ｃ₃₂である。第３偏
心レンズ３０は、第５レンズ面３１を基準レンズ面とし
て心取り軸が決められており、すなわち第５レンズ面３
１の中心点Ｐ₃₁と曲率中心Ｃ₃₁とを結ぶ直線で心取り軸
Ｌ₃₁が与えられている。図示するように、第１偏心レン
ズ１０、第２偏心レンズ２０及び第３偏心レンズ３０
は、それぞれの心取り軸Ｌ₁₁、Ｌ₂₁及びＬ₃₁が一致させ
られており（以下、共通心取り軸Ｌ_Cと称す）、さら
に、これら第１、第２及び第３の偏心レンズ１０,２０,
３０を保持する円筒形状の鏡筒５０の軸心にこの共通心
取り軸Ｌ_Cが一致させられている。基準としなかった第
２レンズ面１２の曲率中心Ｃ₁₂及び第４レンズ面２２の
曲率中心Ｃ₂₂、さらに第６レンズ面３２の曲率中心Ｃ₃₂
は、結果として、この共通心取り軸Ｌ_Cから外れた位置
に取られている。

【００１２】なお、上述の実施形態とするための考え方
として、三つの偏心レンズの心取り軸を一度に一致させ
るように考えると組立が難しくなるが、次のように考え
ることによって組立を容易にすることができる。すなわ
ち、任意の二つの偏心レンズについて、それぞれのレン
ズ面に対する曲率中心が全部で４点存在するので、それ
ぞれの偏心レンズから１点ずつ選び出した曲率中心を結
ぶことによって四通りの直線で、これら二つの偏心レン
ズの共通心取り軸を設定することができる。その中から
適宜選ばれる直線を共通心取り軸とし、その共通心取り
軸の上に、残りの偏心レンズの二つの曲率中心のうちの
一つを乗せるようにすれば、三つの偏心レンズを容易に
一つの共通心取り軸上に配置することができる。

【００１３】第１偏心レンズ１０は、第２レンズ面１２
側から周囲部分が、心取り軸Ｌ₁₁に沿う方向で環状に除
去されており、その除去によって径方向の第１の平坦な
環状面１４が、第２レンズ面１２に対して段差をなすよ
うに形成されている。そしてこの環状平坦面１４は、心
取り軸Ｌ₁₁に直交する平面内に存している。したがっ
て、第１環状平坦面１４は、心取り軸Ｌ₁₁に関して軸対
称な形状となっている。また第１レンズ面１１は、その
曲率中心Ｃ₁₁が心取り軸Ｌ₁₁上に存しているので、この
心取り軸Ｌ₁₁に関して軸対称である。

【００１４】また、第２偏心レンズ２０も同様に、第４
レンズ面２２側から周囲部分が、心取り軸Ｌ₂₁に沿う方
向で環状に除去されており、その除去によって径方向の
第２の平坦な環状面２４が、第４レンズ面２２に対して
段差をなすように形成されている。そして第２環状平坦
面２４は、心取り軸Ｌ₂₁に直交する平面内に存してい
る。したがって、この第２環状平坦面２４も、心取り軸
Ｌ₂₁に関して軸対称な形状となっている。さらに第３レ
ンズ面２１も、その曲率中心Ｃ₂₁が心取り軸Ｌ₂₁上に存
しているので、この心取り軸Ｌ₂₁に関して軸対称であ
る。

【００１５】さらに、第３偏心レンズ３０も同様に、第
６レンズ面３２側から周囲部分が、心取り軸Ｌ₃₁に沿う
方向で環状に除去されており、その除去によって径方向
の第３の平坦な環状面３４が、第６レンズ面３２に対し
て段差をなすように形成されている。そして第３環状平
坦面３４は、心取り軸Ｌ₃₁に直交する平面内に存してい
る。したがって、この第３環状平坦面３４も、心取り軸
Ｌ₃₁に関して軸対称な形状となっている。さらに第５レ
ンズ面３１も、その曲率中心Ｃ₃₁が心取り軸Ｌ₃₁上に存
しているので、この心取り軸Ｌ₃₁に関して軸対称であ
る。

【００１６】このように、三つのレンズはいずれも偏心
レンズであるが、軸対称な形状の三つのレンズが鏡筒内
に通常に保持される場合と同様、各レンズはその周縁部
分で厚さ方向に挟持されるために互いに反対方向に向い
た二つの軸対称な面をそれぞれ有している。さらに三つ
の心取り軸Ｌ₁₁,Ｌ₂₁,Ｌ₃₁が共通しているので、三つの
偏心レンズ１０,２０,３０は共通の心取り軸Ｌ_C上に配
置することが可能となっており、この点でも軸対称な形
状の三つのレンズを配置する場合と同様になっている。
なお、これらの除去部分は、研磨等の加工によって得ら
れてもよいが、成型時にレンズの形状として最初から成
形されていてもよい。

【００１７】鏡筒５０には、その内周面から径方向内方
へ突出して円環状の第１レンズ受け部１５が形成されて
いる。第１偏心レンズ１０の基準レンズ面である第１レ
ンズ面１１が、その周縁部分で第１レンズ受け部１５に
支承される。また第１環状平坦面１４に対して、第１の
固定用ワッシャ１６が当接する。第１ワッシャ１６は、
第１偏心レンズ１０を第１レンズ受け部１５に押し付け
るように第１環状平坦面１４に当接すると共に、鏡筒５
０に対して固定されており、結果として第１偏心レンズ
１０は、鏡筒５０の第１レンズ受け部１５と第１ワッシ
ャ１６との間に挟み付けられて固定保持される。このワ
ッシャ１６に替わるレンズ固定手段としては、例えば、
鏡筒の内周面に螺合する外螺子を備えたリング状部材な
どを用いることも可能である。

【００１８】さらに鏡筒５０には、第１レンズ受け部１
５とは別に第２レンズ受け部２５及び第３レンズ受け部
３５が形成されており、第１偏心レンズ１０が第１レン
ズ受け部１５に固定保持されるのと同様に、第２偏心レ
ンズ２０が第２レンズ受け部２５に、第３偏心レンズ３
０が第３レンズ受け部３５に支承される。第２環状平坦
面２４に当接するのは第２固定用ワッシャ２６、第３環
状平坦面３４に当接するのは第３固定用ワッシャ３６で
ある。

【００１９】以上のように構成すれば、三つ又はそれ以
上の偏心レンズであっても、それぞれの心取り軸を決定
した後、各偏心レンズの心取り軸を一致させて共通の心
取り軸を持たせて一つの鏡筒内に簡単に固定保持するこ
とができ、組付けも簡単である。

【００２０】

【発明の効果】本発明に係る三つ以上の偏心レンズの保
持構造では、三つ以上の偏心レンズのうちの任意の二つ
の偏心レンズにおける合計四つのレンズ面の曲率中心の
うち、それぞれの偏心レンズから任意に一つずつ選び出
した曲率中心を結ぶ直線をこれら二つの偏心レンズの共
通心取り軸とし、残りの偏心レンズにおけるそれぞれの
二つのレンズ面の曲率中心のうちの一方を、この共通心
取り軸上に位置させると共に、共通心取り軸を鏡筒の軸
心に一致させることにより、三つ維持用の偏心レンズを
一つの鏡筒内に位置決めして固定保持することができる
ので、このように配置された三つ以上の偏心レンズは正
確な光学系としての機能をはたすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る三つ以上の偏心レンズの保持構
造の実施形態を示す断面図である。

【図２】 偏心レンズの心取り軸の取り方を説明する図
である。

【図３】 偏心レンズの心取り軸の取り方を説明する図
である。

【符号の説明】

１０ 第１偏心レンズ １１ 第１レンズ面 １２ 第２レンズ面 Ｃ₁₁ 第１レンズ面の曲率中心 Ｃ₁₂ 第２レンズ面の曲率中心 Ｐ₁₁ 第１レンズ面の中心点 Ｌ₁₁ 心取り軸 １４ 第１環状平坦面 １５ 第１レンズ受け部 １６ 第１ワッシャ ２０ 第２偏心レンズ ２１ 第３レンズ面 ２２ 第４レンズ面 Ｃ₂₁ 第３レンズ面の曲率中心 Ｃ₂₂ 第４レンズ面の曲率中心 Ｐ₂₁ 第３レンズ面の中心点 Ｌ₂₁ 心取り軸 ２４ 第２環状平坦面 ２５ 第２レンズ受け部 ２６ 第２ワッシャ ３０ 第３偏心レンズ ３１ 第５レンズ面 ３２ 第６レンズ面 Ｃ₃₁ 第５レンズ面の曲率中心 Ｃ₃₂ 第６レンズ面の曲率中心 Ｐ₃₁ 第５レンズ面の中心点 Ｌ₃₁ 心取り軸 ３４ 第３環状平坦面 ３５ 第３レンズ受け部 ３６ 第３ワッシャ ５０ 鏡筒

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対称軸が互いに異なって与えられる二つ
   のレンズ面（１１,１２,２１,２２,３１,３２）をそれ
   ぞれ有する三つ以上の偏心レンズ（１０,２０,３０）
   を、鏡筒（５０）内に固定保持するための三つ以上の偏
   心レンズの保持構造であって、 上記各偏心レンズのいずれか一方のレンズ面を基準レン
   ズ面として、それぞれの心取り軸（Ｌ₁₁,Ｌ₂₁,Ｌ₃₁）が
   一致させられると共に、その一致させた共通の心取り軸
   （Ｌ_C）がさらに上記鏡筒の軸心に一致するように、こ
   れらの偏心レンズが配置されており、 上記各偏心レンズは、それぞれの基準レンズ面（１１,
   ２１,３１）とは反対側のレンズ面（１２,２２,３２）
   に対して段差が付けられた環状平坦面（１４,２４,３
   ４）をそれぞれ有し、これら環状平坦面は上記共通心取
   り軸（Ｌ_C）に対してそれぞれ直交しており、 上記鏡筒は、上記各偏心レンズをそれぞれ支承するよう
   に、その内周面から径方向内方へ突出するレンズ受け部
   （１５,２５,３５）を備えており、 上記各偏心レンズが、それぞれの基準レンズ面又は環状
   平坦面のいずれか一方で上記レンズ受け部に支承され、
   他方のレンズ面で固定手段に当接されることにより、該
   レンズ受け部及び固定手段の間に挟持されることを特徴
   とする三つ以上の偏心レンズの保持構造。
2. 【請求項２】 対称軸が互いに異なって与えられる二つ
   のレンズ面（１１,１２,２１,２２,３１,３２）をそれ
   ぞれ有する三つ以上の偏心レンズ（１０,２０,３０）
   を、鏡筒（５０）内に位置決めするための三つ以上の偏
   心レンズの位置決め方法であって、 上記三つ以上の偏心レンズのうちの任意の二つの偏心レ
   ンズにおける合計四つのレンズ面の曲率中心のうち、そ
   れぞれの偏心レンズから任意に一つずつ選び出した曲率
   中心を結ぶ直線をこれら二つの偏心レンズの共通心取り
   軸とし、残りの偏心レンズにおけるそれぞれの二つのレ
   ンズ面の曲率中心のうちの一方を、該共通心取り軸上に
   位置させると共に、該共通心取り軸を上記鏡筒の軸心に
   一致させることにより、該鏡筒に対する三つ以上の偏心
   レンズの位置を決定することを特徴とする三つ以上の偏
   心レンズの位置決め方法。