JPS5926705A

JPS5926705A - プラスチツクレンズ

Info

Publication number: JPS5926705A
Application number: JP13665482A
Authority: JP
Inventors: Noboru Yamada; 登山田; Hitoshi Minegishi; 峯岸　仁
Original assignee: Olympus Corp; Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1982-08-05
Filing date: 1982-08-05
Publication date: 1984-02-13
Also published as: JPS6257004B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、レンズｙｘｍ枠内に保持するレンズおよびそ
の保持装置に関し特に、耐温度性の弱いプラスチックレ
ンズを温度変化によっても、その形状を変化させないよ
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
チッ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ックレンズ７暑鏡枠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
鏡枠胴材Ｎ４にプラスチックレンズ７の背面外周縁７　
ａ　７当接しつつレンズ鏡枠嵌合部５内にプラスチック
レンズ７を嵌合するとともに鏡枠２の内周に９設した鏡
枠ネジ部３に押え瑣１の外周に解設したネジ部６を螺合
しつつ鏡枠２の内側に押えｍｌＹネジ込み、この押え環
１の内側周縁に形成したプラスチックレンズ７との当接
縁１ａ’＆プラスチツクレンズ７の正面側の外周Ｍ７ｂ
に圧接し、当該プラスチックレンズ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〜る構成から成るプラスチックレンズ７の鏡枠
２に対する部組な常温にて行った後、これを高温雰囲気
中に曝した場合、プラスチックレンズ７の成形素材の線
膨張率が鏡枠２および押え環１の成形素材の線膨張率よ
りも太きいために、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図すにて示
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って居り、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１０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、かつ押え壌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ろこと
になる。

したがって、温度が高温になるに従い、前記プラスチッ
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による規制によってプラスチックレンズ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
ラスチックレンズ７が光軸方向に変形を起すことになる
。

プラスチックレンズ７σ）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の長さが押え壌１に
より規制されるため、弧ＡＢに膨張が集中し、その結果
、曲率半径か小さくなる。

今、常温時の弧の長さＹＡＢ、常温よりもｔ℃高温時の
弧の長さ’＆Ａ’Ｂ’、プラスチックレンズ７０線膨張
率をαとすると、Ａｔ　Ｂｌ牛ＡＢ（１＋αｔ）に近似する。

また、逆に、常温で部組したグラスチックレンズ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
チックレンズ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、低温になるに従って、鏡枠２および
押え環１の収縮に比し、プラスチックレンズ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
ようとするカ（、この場合にも押え堪１の当接縁１ａの
圧接によって固定されるプラスチックレンズ７の正面側
の外周縁７ｂが規制を受ける結果、前記高温時の場合ト
ＰＩ　様ｖｃプラスチックレンズ７（７）ｌ［？［押工
）ＩＪＩの収縮以上に収縮することができず、勢いプラ
スチックレンズ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ックレンズ７σ）、押え環１に規
制ン受けない元軸方向に集中しプラスチックレンズ７０
元軸方向に変形を与えることになる。

そこで、第１図ｄに示すプラスチックレンズ７の光軸を
含む軸方向の断面を考察するに１弦ＡＢＩの長さか押え
環１で規制されているために、弧ＡＢに収縮か集中し、
その結果、曲率半径は大きくなる。

今、常温時の弧の長さ一７ＡＢ、常温より℃低温時の弧
の長さをＡＩＢ＋、プラスチックレンズ７σ）成形素材
の線膨張係数ｔαとすると因て、以上のことから、プラスチックレンズ７を従来構
成から成る鏡枠２内に押え環１によってくなることが明
らかであるとともに常温時に比し、ピント位置が大きく
ズし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、前記従来のレンズと鏡枠の構成において第１図ｅ
に示すように、レンズ保持部材２３のレンズ嵌合部２６
内に少なくとも２枚のレンズ２１゜２２を嵌合するとと
もに両レンズ２１．２２間に調芯部材２４を介装するこ
とによって、互いに外周縁部により隣接する前記２枚の
レンズ２１．２２１Ｙ１１における摩擦抵抗を減少せし
めるとともに両レンズ２１．２２間におけるレンズの芯
ズレヲ防止せしめろことかできるように構成した合成レ
ンズが実開昭５５−１３８６０６号公報の考案によつ℃
提案されている。

しかし、当該構成の場合には２枚のレンズ２１．２２間
の摩擦を減少せしめるのみで、レンズ２１．２２乞嵌合
部２６内に押え環２５によって固定する構成は前記従来
の構成に同等変化がなく、レンズ２１．２２はその外径
をレンズ保持部材２３の嵌合部２６または押え猿２５の
内径により規制され、前記プラスチックレンズ７と同様
に、両レンズ２１．２２の温度変化に伴う曲率半径の変
化を防止することができず、温度変化に対するピント位
置のズレ、収差の悪化を回避することは不可能である。

したがって、前記従来の鏡枠に対するレンズの装造構成
において温度変化によって発生する曲率半径の変化を防
止し、ピント位置ズレあるいは各種収差の悪化をきたす
ことのないレンズ保持の構成、またはその他の適切な対
策の開発か切望されるところであった。

因で、本発明は前述してきた従来のレンズ保持装置にお
ける諸欠点を解消し、前記要望に応じ得るレンズ保持装
置なこ〜に提案するところで、以下には図面とともに本
発明レンズおよびその保持装竹の各実施例を具体的に説
明する。

第２図ａは本発明の第１の実施例篭ζ示す縦断側面図で
鏡枠３１は組付部３２とレンズ鏡枠嵌合部３４、鏡枠ね
じ部３６を有し、レンズ３８を８Ｍ付部３２、嵌合部３
４によって支持し、ねじ部３６にねじ込んだ押え環３５
によって固定する。

本発明によって、レンズ３８の鏡枠組付部３２との接触
面、又は押え環３５との接触面に１図示の例では脚付部
側のみを示したか、同心環状の複数の凸条３３をレンズ
成形時に一体に形成する。

これによって、凸条３３と胴付面との間は小さい面積の
接触部となる。凸条３３の巾は狭いため、鏡枠３１及び
レンズ３８の熱膨張に際してレンズの厚さが犬となる際
に相対膨張の応力を吸収し厚さ方向のレンズ本体の変形
を防ぐ。更に、このため、レンズと組付部との間の接触
圧力が著しく犬となることがなく、レンズの半径方向の
相対膨張か容易となる。従って、レンズは嵌合部３４と
の間隙σ）許容範囲において、変形することなく半径方
向に膨張する。通常の小面積の接触の場合は接触摩擦は
犬となるか、本発明の場合は熱膨張に際して凸条が長手
方向の膨張を吸収するため接触圧力が大とならず、更に
熱膨張のように催かた相対的の動きに対しては凸条の存
在が摩擦抵抗を低下させる。

本発明の好適な実施例によって、第２図ａｉｃ示す通り
、摩擦減衰部材３７を胴付部３２とレンズ３８の凸条３
３との間に介挿する。摩擦減衰部材３７は削性の低摩擦
抵抗の板とし、例えはテフロン系又は高密度ポリエチレ
ン系合成樹脂シートとする。これによって、胴付部と凸
条との間の摩擦抵抗は更に減少し、レンズの半径方向膨
張は更に容易になる。

凸条３３は図示の例ではレンズ３８と同心の環状とした
が、完全な環とする必要はなく、環の一部とすることも
でき、長手方向相対膨張の吸収は容易になる。凸条３３
の巾、高さ、数、長さを適切に選択して、レンズ本体に
長手方向膨張の時に変形７生じないようにする。

第２図すは凸条を環の一部とする場合にレンズズ成形時
に埋込み成形して凸条とした例を示す。

この場合は第２１ｆｆｉｌ　ａに示す摩擦減衰部材３７
は必要とせず、鏡枠胴付部又は押え壇に直接接触させる
。

第３図ａ、ｂに本願発明の第２実施例を示す。

構成として、レンズ３８に設けられたレンズ凸条乞しン
ズ胞付部４０に押し当て、レンズ本体３８と鏡枠３１内
径との間に、ラジアル変形梁４１とスラスト変形梁４２
を備木た変形吸収スリーブ４４を介在させ、レンズ本体
のラジアル方向の位置決めを行なう。又、この変形吸収
スリーブ４４を鏡枠ねじ＠３６と噛み合うねじ部をそり
）外周に持つ押え環３５を用いて固定することにより、
スラスト方向の位瞳出しが出来る事になる。以上のよう
に固定されたレンズ３８は１体に設げられたレンズ凸＋
の為に、ラジアル方向の変形はかなり自由な形で実現さ
れる。よって、レンズ３Ｂのラジアル及びスラスト方向
の寸法変化はラジアル変形梁４１、スラスト変形梁４２
の弾性変形によって吸収される。このため、あらかじめ
レンズ外径と鏡枠内径との差（クリアランス）を取る必
要もな（又温度変化によってレンズ３８内に熱応力が発
生する事もない為レンズ３８の形状変化も防止出来る事
になる。

尚、変形吸収スリーブ４４の形及びラジアル変形ｇＸ４
１、スラスト変形梁４２の形状は第３図ｂＫ限るもので
はなく、レンズ３８Ｙ鏡枠３１内に固定出来、かつラジ
アル方向及びスラスト方向の寸法変化を吸収する事がで
きる。ラジアル変形梁４１、スラスト変形梁４２を備え
ていればいいものとする。

更に、ラジアル変形梁４１．スラスト変形梁４２の付は
根付近に溝を設けることにより各方向の変形吸収効果が
上がる事が考えられる。

第４図に本発明の第３実施例を示す。

主な構成及び効果は第２実施例と同じとする。

異なる点は第３図ａＶｒ−おける変形吸収スリーブ４４
の替りに、ラジアル変形梁４６と、スラスト変形梁４７
を備えた変形吸収部えｆｆ１４Ｂ’＆持ってレンズ本体
３Ｅｌ’鏡枠３１内に固定した点である。

第５図に本発明の第４実施例を示す。

主な構成及び効果は第２実施例と同じである。

異なる点は第３図ａにおける変形吸収スリーブ４４の替
りに変形吸収ディスクスリーブ４９を用いた点である。

又、この変形吸収ディスクスリーブ４９にはレンズの最
小肉厚よりも薄い変形吸収部５５が設けられ、温度変化
によるレンズ３８のラジアル方向変化によって生ずる熱
応力をこの変形吸収部５５に集中させ、この部分の変形
によって、レンズ３８内に発生しようとした熱応力を吸
収しようとするものである。

尚、変形吸収ディスクスリーブ４９の形状は第５図に限
るものではなく、レンズ３８の最小肉厚よりも薄い肉厚
を有する変形吸収部５５Ｙ持つものとする。

第６図に本発明の第５実施例ケ示す。

主な構成及び効果は第２実施例と同じである。

異なる点は第３図における変形吸収スリーブ４４の替り
にレンズ３８の周囲に、レンズ３８の最小肉厚よりも薄
い肉厚を有するレンズ周辺変形吸収部５１と、鏡枠嵌合
部５２を一体に形成した点である。

に集中させ、この部分の変形を利用して、応力を吸収し
、レンズ３８の形状変化を防止しようとするものである
。

尚レンズ周辺変形吸収部５１σ）形状は第６図に限るも
のではなく、ディスク状の他、スポーク状や足状等、レ
ンズ本体３８と、鏡枠嵌合部５２Ｑ〕間にレンズ本体３
８の最小肉厚よりも薄い変形吸収部を設けるものとする
。

第７図に本発明の第６実施例を示す。

主な構成及び効果は、第２実施例、第４実施例と同じで
ある。

特に異なる点は、第６図におけろ、レンズ周辺変形吸収
部５１と鏡枠嵌合部５２の替りにレンズ本体３Ｂにレン
ズアンカー５３を設け、その周囲に、レンズ発泡層５４
を設けた点である。

すなわち、温度変化によって、レンご本体内３８に生じ
ようとする熱応力Ｙレンズ発泡層５４の弾性変形によっ
て吸収し、レンズ本体３８の形状変化を防止しようとす
るものである。

尚、レンズ発泡層５４の形状は第７図に限るものではな
く、レンズ本体３８と、鏡枠３１の内径とノｆＩＪ’）
、ｖｃ、発泡層が介在すればいいものとする。

更に、発泡層の外側に、リジットな部分ビ設け、押え壌
３５による固定の確実さを増す事も考えられる。

第８図に本発明の第７実施例を示す。

異なる点は第６図におけるレンズ周辺変形吸収部５１と
鏡枠嵌合部５２の替りに、鏡枠３１と一体に、レンズ本
体３８の最小肉厚よりも薄い肉厚を有する、鏡枠変形吸
収部５０を設けた点である。

すなわち、温度変化によって、レンズ本体３８内に生じ
ようとした熱応力を鏡枠変形吸収部５゜の弾性変形によ
って吸収し、レンズ本体３８の形状変化を防止しようと
するものである。

尚、鏡枠変形吸収部５０の形状及び配置は第８図に限る
ものではな（レンズ本体３８のラジアル方向の位置決め
が出来、レンズ本体３Ｂと、鏡枠３１内径との間に、鏡
枠変形吸収部５０が介在し、かつ加工上のアンダーカッ
トが生じないものとする。

又、鏡枠変形吸収部５０とレンズ膜付凸条３３の配置の
仕方を第８図ａのＡ−Ａ断面として第８図すに示す。

第９図ａ、ｂは本発明レンズ保持装置の第８実施例を示
す縦断側面図、および同正面図である。

鏡枠３１のレンズ胴付部については、第９図すに示す如
く鏡枠３１内側壁面に、その軸心と同心の内周上に沿っ
て扇形状のレンズ胴付梁５６ビ突設するとともにこれら
の各レンズ胴付梁５６の内側（第９図ａにおいては右側
）の鏡枠３１の内側壁面にラジアル変形吸収部５７を、
それぞれ前記各レンズ胴付梁５６の間隔間に位置せしめ
て（第９図す参照）突設し、さらに押え猿３５にはレン
ズ３８の外縁背部を抑圧保持する環状の押え環爪部５５
を突設すること九より構成しである。

しかして、レンズ３８を鏡枠３１内側に収納し各レンズ
胴付梁５６にレンズ３３の外縁の一側を押し当てた後、
押え壌３５を鏡枠３１のねじ部３８に螺合することによ
り、レンズ３８σ）スラスト方向の位置出し？押え州爪
部５５によって行ない、ラジアル方向の位置出しは各ラ
ジアル変形吸収部５７によって行ないつつレンズ３８’
に鏡枠３１内に保持固定することができる。

従って、前記第２実施例の変形吸収スリーブ４４におけ
る作用効果を各レンズ胴付梁５６および各ラジアル変形
吸収部５７によって同様に得ることができるものである
。

尚レンズ脚付梁部５６とラジアル変形吸収部５７の形状
及び配性の構成は第９図すに限るものではすく、レンズ
３８のう７ジアル及びスラスト方向の変形が吸収でき、
かつ加工上、アンダーカットが無い形状とする。

本発明の効果は次の通りである。

１、各実施例で示した様に、レンズ本体３８の、鏡枠レ
ンズ胴付面側及び（又は）押え環側にレンズ凸条３３を
設ける事により、レンズ３８と鏡枠３１又は押え環との
摩擦抵抗か減衰し、レンズ３８のラジアル方向の寸法変
化がかなり自由に実現できる。又第１実施例を除くとレ
ンズ３８と鏡枠３１内径とσ）間に、変形吸収部を介在
させろことによりガタなくレンズケ保持しプラスチック
レンズの温度変化による形状変化を防止し、プラスチッ
クレンズを使用したレンズ系の使用温度範囲の拡大が実
現できた。

２、第１実施例で示した様に、レンズ本体３８と鏡枠３
１との間に、摩擦減衰部材３７を置く事により、レンズ
凸条３３のみと比べると、さらに、レンズ３８のラジア
ル方向への寸法Ｗ化には自由度が与えられる為、レンズ
外径と鏡枠内を防止でき、プラスチックレンズを用いた
レンズ系の使用温度範囲の拡大が実現できた。

やレンズの固定方法（押え環利用、カシメ等）によって
、変形し易い、従来のレンズの固定方法に５本願ビ用い
る事により、組み込み後も、単品時と、同じ、性能を保
つ事か出来、レンズ系の設計品質を実現する事が出来る
。

４、特に、第２実施例を用いた時の、温度変化に伴５プ
ラスチックレンズの形状変化防止効果を次表に曲率半径
測定値として示す。

（従来のレンズ固定方法による形状変化）（本願のレン
ズ固定方法による形状変化）

【図面の簡単な説明】

第１図ａないし第１図ｅは従来技術を示し、第１図ａは
レンズと鏡枠の固定を示す断面図、第１図すは第１図ａ
のＡ部拡大図、第１図Ｃは熱膨張によるレンズの変形を
示す図、第１図ｄは熱収縮によるレンズの変形を示す図
、第１図ｅは他の既知のレンズ保持装置の断面図、第２
図ａは本発明の第１の実施例によるレンズを鏡枠に固定
した断面図、第２図すは第２図ａの変形例ビ示す部分断
面図、第３図ａは本発明の第２の実施例の断面１図、第
３図すは第３図ａの変形吸収スリーブの斜視図、第４図
、第５図、第６図、第７図は本発明の第３、第４、第５
、第６の実施例の断面図、第８図ａは本発明の第７の実
施例の断面図、第８図すは第８図ａのＡ−Ａ線に沿う断
面図、第９図ａは本発明の第８の実施例の断面図、第９
図すは第９図ａのＢ−Ｂ線に沿う断面図である。１．２５．３５・・・押え環２．２３．３１・・・鏡枠３．３６・・・鏡枠ねじ部４．３２．４０・・・レンズ鏡枠胴付部５．３４・・・
レンズ鏡枠嵌合部７．２１．２２．３８・・・レンズ３３・・・凸条３９・・・摩擦減衰部材４４．４９・・・変形吸収スリーブ４８・・・変形吸収部え壌５０．５７・・・変形吸収部５１．５５・・・変形吸収部。第　１　図（Ｇ）（ｂ）第１図（Ｃ）（ｄ）第１図（ｅ）第２図（Ｑ）（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】（１ルンズ本体の鏡枠胴付面側又は押え環側にレンズ光
軸にはｙ同一軸線の環状又は部分環状として１本以上の
巾の狭い凸条な設け、レンズ本体の炉枠取付時の半径方
向摩擦抵抗を減少することができるように構成したこと
を特徴とするレンズ。（２）前記レンズをプラスチックレンズとし、前記凸条
ゲレンズ本体に埋込み成形した低摩擦材料製とする特許
請求の範囲第１項記載のレンズ。（３）前記レンズをプラスチックレンズとし、レンズ本
体の周囲の少なくとも一部にレンズ本体の最小肉厚より
薄い肉厚を有するレンズ周辺変形吸収部とその外側の鏡
枠嵌合部とをレンズ本体と一体に形成してレンズの半径
方向寸法変化ケ吸収させる特許請求の範囲第１項記載の
レンズ。（４）前記レンズをプラスチックレンズとし、レンズ周
囲の少なくとも一部にレンズ発泡層を一体成形して半径
方向寸法変化を吸収させる特許請求の範囲第１項記載の
レンズ。（５）レンズ本体の鏡枠胴付面側又は押え環側にレンズ
元軸にはｙ同一軸線の環状又は部分環状　・とじて１本
以上の巾の狭い凸条な設はレンズ本体の半径方向摩擦を
減少させたレンズと、レンズの半径方向の寸法変化を吸
収する手段とを設けたことを特徴とするレンズ保持装置
。（６）前記レンズとＱ枠との間に摩擦減衰部材を介挿す
る特許請求の範囲第５項記載の装置。（刀前記レンズの半径方向寸法変化を吸収する手段とし
て、レンズと鏡枠内径との間にラジアル新形梁とスラス
ト賞形梁とを形成した変形吸収スリーブを介挿する特許
請求の範囲第５項記載の装置。（８）前記レンズの半径方向寸法変化を吸収する手段と
して鏡枠と一体にラジアル変形吸収梁な設ける特許請求
の範囲第５項記載の装置。（９）前記レンズの寸法変化を吸収する手段として、ラ
ジアル変形吸収部を有する変形吸収部え環によってレン
ズを鏡枠内に固定する特許請求の範囲第５項記載の装置
。（１０１前記レンズの寸法変化を吸収する手段として、
レンズの最小肉厚部よりも弱い強度とした薄い肉厚の変
形吸収部を有する変形吸収ディスクスリーブをレンズ外
周と鏡枠との間に介挿する特許請求の範囲第５項記載の
装置。（１１）前記レンズの半径方向の寸法変化を吸収する手
段として、レンズの最小肉厚部よりも弱い強度とした薄
い肉厚部を有する鏡枠変形吸収部を鏡枠と一体に形成し
てレンズを半径方向に支持する特許請求の範囲第５項記
載の装置。