JPS60130708A

JPS60130708A - レンズ組立方法

Info

Publication number: JPS60130708A
Application number: JP24041383A
Authority: JP
Inventors: Katsue Kenmochi; 剣持　加津衛; Masataka Isaki; 伊崎　正高
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1983-12-19
Filing date: 1983-12-19
Publication date: 1985-07-12
Also published as: JPS6349202B2

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】産業上の利用分野本発明は、カメラ、望遠鏡、顕微鏡などの光学機器の一
部を構成するレンズの組立方法に関するものである。

従来例の構成とその問題点光学機器に用いる光学素子（レンズ、プリズム。

ミラー）の精度が極めて高レベルであることは周知の通
りであるが、同様に、それらを支える支袖系（鏡胴など
）の精度も極めて高レベルが要求され、現実には製作上
の限界と妥協しながら精Ｌす：が決められている。

例えば、第１図は従来のレンズ組立を示す斜視図であり
、ｋ　＆１　ｔｌ）に凸レンズ（２）を装填し、凸レン
ズ（２ンの上にスペーサ（３）を載せ、更にスペーサ（
３〕の上に凹レンズ（４）を載せる。こうした作業を順
次糾：り返して組み立てが行なわれる。ＦＭＳ　２　ｒ
４は紹み立てたレンズ系の断面を示すものであり、鰺、
　＋Ｈ４＋５１の内側にレンズ（６）　（７）　（ａ）
　ｔｏ）とスペーサｕ（１（１′Ｄ（２）とが交互に積
み重ねられ、鏡１Ｊｌｉ＋１（５〕に形成したネジ（【
１と噛み合うネジを有するレンズ押え（＋４により全体
が締め付は固定される。

上記構成においては、光軸方向のレンズ＋（１）　（７
）　（８）（９）の位置は、レンズ（６）　（７）　（
８）　ｔｏ）およびスペーサＩＩＱ　（Ｉυ（６）の厚
さ寸法誤差が累積される。一般には、レンズの厚さ精度
はプラスマイナス８０ないし６０ミクロンメートルの許
容巾を与え、スペーサの厚さ精度はプラスマイナス２０
ないし３０ミクロンメートルの許容巾を与えているので
、第２図において、レンズ（６）の下面とレンズ（９）
の上面との間隔は８６０ないし５８０ミクロンメートル
のバラツキ巾を有することになる。このことは、レンズ
（９）の前面側の焦点位置も同程度のバラツキ巾を有し
、この誤差を修正する調整作業を必要とする。もし上記
の如きバラツキ巾を１Ｏ分の１以下に抑えようとすれば
（それでも満足とは限らないが）、個々のレンズ（６）
　（７）（８）　ｔ９）およびスペーサ（１０（ｌυ（
２）の厚さ精度をミクロンオーダで加工することが要求
され、実際上製作困難に陥ってしまう。

一方、レンズの光軸については、レンズ球面とスペーサ
のリング状エツジ部とによる心作用と、レンズ径と鏡胴
内径とによる同心規制とを用いて、精度を保つように工
夫されているが、レンズとスペーサの滑り作用が十分で
ない場合には、レンズが傾いた状態で組み立てられ、使
用時の振動によりレンズが中心に寄せられて全体の締め
付けがゆるむことがある。

上記の欠点を改良する方法として、←ル６とスペーサを
一体化することが検討され、特開昭５５−５７８０８に
見られるように、蜆脂を分割してレンズを挿入し、固定
する方法が提案されている。第８図は、その−例を示す
ものであり、分割睨ｊＩＩｉｌ（１５ハ）（１５Ｂ）ば
／レンズａ＊　ａｎα榎の光軸に平行な面で分割されて
おり、片方の分割鏡胴（１５Ａ）にレンズＩ１１θηａ
檜を装填した後、他方の分割鏡胴（１５Ｂ）を組み合オ
）せ、そしてリング＋１９）で固定するかもしくはネジ
等を用いて固定するものである。上記方法は、ｆｉｙ、
　１図に示す方法に比べて、光軸方向のレンズ位置精度
がレンズ厚さバラツキの累積とならず、しかもスペーサ
がないため精度向上を期待でき、コスト的にも有利であ
ることは自明である。しかし、光軸のズレが生じやすい
ことが判った。即ち、レンズの外径と鏡胴の内径とは常
温においてはスキマを生ずるよう公差の設定がなされて
いる。これは、レンズ材質と鏡胴材質の熱膨張係数が異
なるため、使用時に温度が変化してもレンズに外力が作
用しないためである。従って、レンズ外径と］ｔｉ＋ｌ
内径で光軸合せを行なわず、レンズ面を抑えることによ
り生ずる心作用を用いている。ところが、第８図に示す
方法は心作用が期待と異なりうまく作用しないことがわ
かった。

本発明は、かかる欠点が生ずる原因を追求し、その改善
方法を鋭意研究の結果得られたものである。第４図は、
従来からも提案され、本発明にも使用できるレンズ組立
系の構成の一部を示す断面図である。第４図を用いて光
軸の調節を行なう心作用がうまく働らかない原因を説１
明すると、分；’（ＱＪ　％、胴四には、レンズ（ハ）
の光軸方向の位置を正′Ｉｉ？ｉ！に支持するためにレ
ンズ（ハ）の一方の面（２）と当接する係合部Ｑ］）と
、レンズ（ハ）の他方の面（至）と弾性的に当接する弾
性片＠とが設けられ、弾性片働の伸性変位ｑを増す目的
で必要に応じ切欠部（イ）が設けられる。係合部Ｑυと
弾性片（イ）は分割鋭胴四の内周に添って設けられてい
るので、弾性片（２）が変形することにより生じる力は
レンズ■の両面（イ）い９に作用し、両面（ハ）に）の
傾斜により、レンズ＠を係合部ンυおよび弾性片に）に
当接する力と、レンズ（ハ）を中心方向に押し出す力と
に分力される。後者の力が心作用の力となるが、前者の
力によりレンズＱ４と係合部６！υおよび弾性片のとの
Ｋｇ　ｍ％力が生じ請求心力が摩擦力を上回らないと所
期の心作用が得られないが、その限界点は、レンズ（財
）の両面（イ）休９の傾斜角と、レンズ■と鏡胴（４）
の摩擦係数とで決る。

ここで、レンズがガラスであり、ｈｓｌ：１１１ｍが通
常用いられるアルミもしくはガラス紘維の入ったポリカ
ーボネート４１脂であれば、レンズ面の角ｙ＋１は光軸
に垂直な面に対し２６°〜８０°以上の傾きが必要とな
る。しかしながら現実には、この条件を満たすレンズは
非常に稀である。更に第８図に示すように分割腕１Ｍ０
５Ａ）に予めレンズ群１１４９　（Ｊη０榎をセットし
、その後、残り一方の分割Ｎ１１ｋｉｌ　（１５Ｂ）を
組み合せる場合には、分割面に垂直な方向の心力が全体
の心力の約半分であることと、分割鯨１ＪＭ　（１５Ａ
）側では静摩擦、分割鏡胴（１５Ｂ）側は動摩擦である
ことから、両方の心力が異なり、レンズが中心に座るこ
とが殆んど期待できない。これは事実と一致する。

発明の目的本発明の目的とするところは、複数のレンズを互いに離
して固定するレンズ組立を、精度よく、かつ安価に行な
えるレンズ組立方法を提供することにある。　′ 発明の構成上記目的を達成するために本発明におけるレンズ組立方
法は、複数のレンズの光軸を合わせて所定の間隔に保持
するに際し、レンズの光軸に平行な面に添って２つに分
割された樹脂製の分割鏡胴を用い、前記分割ｋｌ１Ｍに
はレンズの一方の面を所定の位１碌に支持する係合部と
、レンズの他方の面を弾性的に支持する伸性片を設け、
予め２つの分割ｆｊＡＩｊｋｌと複数のレンズを組み合
せた後、必要に応じて２つの分割鏡胴の位置関係が、光
軸方向もしくは光軸に垂直で分割面に添った方向にズレ
ないように規制した治具にセットし、分割面に垂直な方
向から超音波振動を作用させて、伸性片の振動によりレ
ンズの光軸合せを行ないながら２つの分割鏡胴を＃ｒ着
により一体化している。

実施例の説明以下に本発明の一実施例を説明する。第５図、第６図は
本発明によるレンズ組立方法を実施する装置の一例を示
すものであり、第５１粕は平ｒｈ＋図を、第６図は正面
図を表わす。レンズ（ロ）およびその他のレンズ（図示
せず）を支持する分割鏡１鮎叫（イ）は、レンズ翰の光
軸に平行な面で分割されており、材質はガラス＃６維入
りのポリカーボネートよりなる。

レンズと分割鏡胴のｈ′１コ成は、第３図および第４図
に示すものと概略等しいものである。即ち、分割鏡胴０
１に）には、レンズに）以外ｌζもレンズが紹み込まれ
ており、更にレンズの一方の面を所定の位置に支持する
係合部と、レンズの他方の面をＪｆｉ＋性的に支持する
伸性片が設けられている。また必要に応じ分割面には、
超音波ＭＳ用のエネルギーダイレクタが設けられている
。２つの分割鏡胴に）（イ）はベース−〇上に光軸方向
を上下方向として載せられ、抑圧部材θυによりベース
（１）に押し当てられている。またＶ字型の溝を有する
ブロックに）（２）は、■溝部図（２）が分割鏡１癲に
）四の外周と接しており、更にブロック（１Ｃｎは弾性
的に分割鏡胴（至）翰を押圧している。上記組み合せ状
態を整えた上で、超音波超音のポーン曽に）を分割％　
ｎｍ１（ハ）（２）に作用させる。

談ずホーンＯ１）を分割鏡胴に）と当接させた状態で、
ホーン（切とベース（至）を機械的に固定（手段は図示
せず）シ、次いでホーンに）を分割鏡胴（ホ）に当接さ
せ、更に圧力を加えながら約２０　ＫＨ，ｚの超音波振
動を作用させると、分割＝　Ｉｊｌ＋４（ハ）翰の分割
面に設けられたエネルギーダイレクタより溶解が起り、
２つの分割鏡＆ｉ　Ｌ５＠（支）が溶着される。この時
、第４図に示す弾性片（イ）が根本を軸に振動するいわ
ゆる一次の固有振動数を超音波振動数に概ね近い値にな
るように設計しておくと、伸性片（２）が大きく振動し
、結果としてレンズが中心に座る。

上記動作により、レンズの光軸を合せることができるが
、更に次の動作を加えることにより、歩留りを上げるこ
とができる。即ち、上記動作後にホーン（２）の固定を
解除し、両ホーンＣ埒（旬を接合された鏡胴に圧接した
まま、両ホーン…曹に交互に浴着時の出力より低い出力
の超音波振動を作用させる。超音波振動の出力を漸次低
下させる方法も更に心効果を発揮させる。

またレンズの傾斜角の小さいレンズでは、レンズと伸性
片、係合部の接触部にフッ先糸コーテングやシリコン系
コーテング、油１戻など油ｌ゛；：↑膜を形成すれば請
求心効果が得られやすい。

弾性片の一次のＩ；Ｍ有振動数は１５〜３０１（１，ｌ
ｚぐらいが効果的である。

発明の効果本発明のレンズ組立方法によると次のような効果を期待
できる。

０レンズ・説餉の組立てとレンズの光軸合セとを同時に
行なえるのでロスト的に有利である。

０本質的にレンズの面間陥請度が高い方式であり、欠点
である光軸精度の低下を、４１．ｌｋ＋Ｊｈを加えるこ
とにより解決しているので、粘度の良いレンズ組立系が
得られ、焦点位置調整作業が猫ける。

０分割した銃座を一体的に保持する他の部材を必要とせ
ず、コスト的に有利である。

Ｏレンズの側面を把んで組立てを行なうことができるの
で、レンズ面を清潔にした状態での組立てが容易であり
、自動化しやすい。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレンズ組立方法を説明する斜視図、第２
図は第１図の方法により組立てられたレンズ系の断面図
、第３図は従来の別のレンズ組立方法を説明する斜視図
、第４図は本発明のレンズ組立方法が実施可能なレンズ
と銃胴の一部を示す断面図、第５図は本発明のレンズ組
立方法を実施する装置、＜４の一部を示す一部切欠き平
面図、第６図は第５図の平面図である。（ホ）に）（イ）・・・分割鏡胴、Ｑυ・・・係合部、
（イ）・・・弾性片。（ハ）（ロ）・・・レンズ、…・・・ベース、００・・
・押圧部Ｈ、＜（１（至）・・・ブロック、（ト）に）
・・・超音波溶着ホーン代理人　森本箋弘第８図第４図３　２０第５図第２図

Claims

【特許請求の範囲】１、　複数のレンズの光軸を合せて所定の間隔に保持す
るに際し、レンズの光軸に平行な面に添って２つに分割
された樹脂製の分Ｍ鏡胴を用い、前記分割鏡胴にはレン
ズの一方の面を所定の位置に支持する係合部と、レンズ
の他方の面を弾性的に支持する弾性片を設け、２つの分
割鏡胴と複数のレンズを組み合せた状態で、超音波溶着
によりレンズの光軸を合せながら２つの分割鏡胴を一体
化するレンズ組立方法。２、弾性片の光軸方向の一次固有振動数が１５ないし８
０ＫＨｚである分割鏡胴を用いた特許請求の範囲第１項
記載のレンズ組立方法。