JPS612112A - プラスチツクレンズの保持装置 - Google Patents

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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、ビデオカメラやスチルカメラなどに好適な組
レンズに係り、特に、プラスチックレンズを構成レンズ
とした場合における、該プラスチックレンズの保持装置
に関するものである。

〔発明の背景〕

レンズ面の成形が容易で耐衝撃性にすぐれ、軽量、安価
であることから、プラスチックレンズがガラスレンズに
代わって普及するようになり、ビデオカメラやスチルカ
メラなどの組レンズの構成レンズとして用いられるよう
になってきた。

しかしながら、このように種々の利点を有するプラスチ
ックレンズは、その反面、熱膨張による変形量が大きく
、このため、高温にさらされると、常温に戻しても初期
の光学性能が十分回復できない場合がある。

第１図は、プラスチックレンズを構成レンズとする従来
の組レンズの一例を示す断面図であり、この図において
、１，２．３はプラスチ、クレンズ、４，５は間隔環、
６は鏡筒、６１”はレンズ受部、７はレンズ押え具であ
る。

鏡筒６内には間隔環４，５が嵌合され、これら間隔環４
，５の間にプラスチックレンズ１，２．５のツバ部が挿
入されている。プラスチックレンズ１，２．３の外径は
２０μｍ〜３０μｍの公差で製造され、鏡筒６の内壁に
嵌合されることにより、レンズの半径方向の位置決めが
なされている。一方、レンズ押え具７により、間隔環４
，５を介してレンズ受部６ａに５〜１０Ｋｇの荷重でプ
ラスチックレンズ１，２．３を締めつけ、これによって
、レンズの光軸方向の位置決めを行うと共に、レンズが
倒れることを防止している。

ところで、いま、組レンズが高温（例えば８０ｃ０）に
さらされた場合、プラスチックレンズの半径方向への膨
張量ΔＤは、プラスチックレンズの直径をＤ１プラスチ
ックレンズの熱膨張係数を１、常温（２０°０）からの
温度差をΔ−Ｃとすると、 ΔＤ＝ＤＸα×ΔＴ　　・・・・・・（１）となる。こ
の（１）式で、レンズ直径りを２０ｗｕＩとすると、プ
ラスチックレンズに通常使用されるアクリル樹脂、スチ
ロール樹脂の熱膨張係数αは７×１０〜１０　Ｘ　１０
１０□、常温がらの温度差ΔＴは６０°０であるから、
プラスチックレンズは半径方向に８４〜１００μｍ膨張
することになる。この熱膨張は半径方向に限らず、レン
ズ面やレンズノ光軸方向等、あらゆる部位で発生する。

このうち、レンズ面の熱膨張による曲率半径変化は、予
め光学設計で温度補償を行っているため問題とならない
が、レンズの半径方向および光軸方向の両者による熱膨
張が、光学性能を低下させる要因となっている。特に、
鏡筒６をアルミニウム等の熱膨張係数がプラスチックレ
ンズに比べて十分に小さい金属で構成した場合、プラス
チックレンズの半径方向の熱膨張量が前述した公差（２
０〜３０μｒｒＬ）を上回ると、プラスチックレンズが
鏡筒で拘束され、その結果、プラスチックレンズ内に応
力が発生し、この応力がレンズ面を変形させることにな
る。

また、第１図の組レンズにおいては、プラスチックレン
ズ１，２．３と間隔環４，５とを交互に鏡筒６内に挿入
してレンズ組込みを行うが、プラスチックレンズのツバ
部はレンズ面精度を良好にするために通常薄く成形され
ているので、プラスチックレンズ１，２．３を挿入する
際に該ツバ部が鏡筒６内で引っ掛かり、プラスチックレ
ンズが傾いてしまうことが多かった。その場合、傾いた
プラスチックレンズは一旦取り外さなくてはならないの
で、組込み時間が増大し１作業性の低下を余儀なくされ
ていた。

さらに、第１図におけるプラスチックレンズ１．２．３
は、そのツバ部の製作に高い精度が要求されるという問
題もある。すなわち、光軸に垂直な方向に形成されるべ
き該ツバ部がわずかに傾いて形成された場合、間隔環４
，５を介した締め付は力によりこの傾きは矯正されるも
のの、この矯正によってプラスチックレンズは全体に曲
げモーメントを受けるため、レンズ面の変形が生じ、組
レンズの光学性能が劣化してしまう。

したがって、プラスチックレンズ１，２．３のツバ部に
は厳しい公差（±０．０１度）が要求され、これがコス
ト高の要因となっていた。

以上述べたように、従来のプラスチックレンズの保持装
置は、特に高温時の熱膨張によりプラスチックレンズ内
に応力が発生し、てレンズ面が変形する惧れがあり、ま
た、プラスチックレンズを鏡筒内に挿入する除に作業性
の低下を招きやすく、さらに、プラスチックレンズのツ
バ部の製作に高い精度が要求されるのでコスト高となる
等、種々の問題があった。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を除き、温度変動
に起因した光学性能の劣化を防止し、かつレンズ組込み
時の作業性を良好にし、しかも製造コストの低減かは力
）れる。プラスチックレンズの保持装置を提供すること
にある。

〔発明の概要〕

この目的を達成するために、本発明は、略Ｏ字形状で内
側に環状凹溝を有するプラスチック製のレンズホルダを
備え、該レンズホルダの前記環状凹溝にてプラスチック
レンズの外縁部を挟持することを特徴とする。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第２図は本発明による組レンズめ一実施例を示す断面図
、第３図は第２図におけるレンズホルダを説明するため
の正面図、第４図は第６図Ａ、−Ａ線断面図であって、
それぞれ、第１図と対応する部分には同一の符号をつけ
ている。

第２図において、１，２．３はアクリル樹脂やスチロー
ル樹脂等からなるツバ部付きのプラスチックレンズ、６
〜１０はいずれもポリカーボネート樹脂等からなり、６
は鏡筒、７はレンズ押え具、８，９．１０はほぼ環状の
レンズホルダ、１１はフッ素ゴム等からなる環状の弾性
部材である。

各プラスチックレンズ１，２．３は、それぞれレンズホ
ルダ８．９．１０に嵌め込まれた状態で、鏡筒６のレン
ズ受部６ａとレンズ押え具７とにより支持固定されてい
る。また、光学的に要求されるレンズ位置やレンズ間隔
は、レンズ受部６αを基準として、各レンズホルダ８，
９．１０および弾性部材１１の光軸方向の幅（厚み）に
よって規定されている。

次に、上記レンズホルダの構成を、レンズホルダ８を例
にとって詳細に説明する。

第３図、第４図に示すように、レンズホルダ８は、環状
凹溝８ｃＬと切欠部８とを有する略０字形状をしており
、少なくとも一側面はテーバ部８ｏに連続している。そ
して、レンズホルダ８の外径ｄは、前記鏡筒６の内径ｄ
ｏに対し、ｄ　＝　ｄｏ−０，叩〜ｄｏ−０，０４（ｒ
ａｎ　）となるように製作し、レンズホルダ８の厚さｔ
は、プラスチックレンズ１のツバ部１ａの厚さｔ。

に対し、 ｔ≧１．５ｔ、〜２ｔ１（、） となるように製作すれば良好である。

また、プラスチックレンズ１のツバ部１ｅＬは、Ａ。

レンズホルダ８の環状凹溝８ａに嵌合しているが、これ
らの嵌合寸法は、プラスチックレンズ１の外径をｄｌ、
環状凹溝８αの内径をｄ２、幅をｔ２として、 ａ、＝　ｄ２　＋　０．０１〜ｄ２　＋　０．０５　　
（ｔｍ　）ｔ２＝　ｔ、　＋　０．０１〜ｔ、　＋　０
．０３　　（ｍｘ　）となるように製作しである。

プラスチックレンズ１をレンズホルダ８に嵌合すせるに
は、レンズホルダ８のテーパ部８Ｃ側からプラスチック
レンズ１を押し込めばよい。

つまり、こうして押し込むことによって、レンズホルダ
８の切欠部８ｋが開くので、円滑に嵌合させることがで
きる。ここで、切欠部８４の間隙は、１ＴＴｒＭ以下で
あれば通常問題はない。なお、切欠部８４の間隙を大き
くしても、プラスチックレンズ１とレンズホルダ８との
嵌合作用には支障を来さないが、切欠部８４を通過する
光量が増加して組レンズとしての光学性能が劣化してし
まうので、切欠部８Ｌの間隙はできるだけ小さいほうが
よい。また、切欠部８ｈの通過光を低減するためには、
切欠部８石を画成する端面を階段状に形成すると効果的
であるが、その反面コスト高を招いてしまうので得策と
はいえない。

第２図に示す組レンズは上記構成からなるため、レンズ
押え具７でレンズホルダ８．９．１０を締め付けても、
その締め付は力は各プラスチックレンズ１，２．３には
直接伝わらず、このため、ツバ部が若干傾いて製作され
たとしても、従来のように締め付けによってレンズ面が
変形する惧れはない。しかも、プラスチックレンズ１，
２．３は、そのツバ部をレンズホルダ８．９．１０の各
環状凹溝に嵌め込みさえすれば、その後の位置決めはレ
ンズホルダ等によって自動的に決定されるので、結局、
プラスチックレンズ１，２．３のツバ部の製作には従来
のような厳しい精度は要求されず、比較的ラフな精度で
製作することができる。

また、各プラスチックレンズ１，２．３は、それぞれレ
ンズホルダ８．９．１０に収納された後、そのレンズホ
ルダごと鏡筒６内へ挿入されるので、従来のようにプラ
スチックレンズのツバ部が鏡筒内で引っ掛かることがな
く、レンズ組込み時の作業性を著しく向上させている。

いま、第２図に示す組レンズにおいて、温度が上昇した
とすると、プラスチックレンズ１，２３、鏡筒６、レン
ズ押え具７、およびレンズホルダ８，９．．１０の各構
成要素は熱膨張するが、これら各構成要素はいずれもプ
ラスチック製であるから熱膨張係数はほとんど等しく、
このため、組レンズ全体は相似変形するものの、温度上
昇によってプラスチックレンズ１，２．３内に応力が発
生してレンズ面を変形させる惧れはない。この効果は、
いうまでもなく、温度が下降した場合についても同様で
あり、こうして、温度変動に起因した光学性能の劣化が
防止されている。

なお、第２図における弾性部材１１は、レンズ構成上必
須なものではないが、鏡筒６とレンズ押え具７との螺合
締結をより完全にするために有効である。

第５図は本発明の他の実施例を示すもので、プラスチッ
クレンズを同時に２個収納できるレンズホルダを説明す
るための断面図であり、第２図ないし第４図と対応する
部分には同一符号をつけることによってその説明を省略
する。

第５図において、レンズホルダ８は、２つの環状凹溝８
α、８ミと、両側面にそれぞれ連続している２つのテー
パ部８ｃ、　ｓ５とを有している。そして、プラスチッ
クレンズ２はテーパ部８Ｃ側カら押し込んで環状凹溝８
αに嵌合させ、プラスチックレンズ３はテーパ部８ｇ側
から押し込んで環状凹溝篩に嵌合させて、こうしてプラ
スチックレンズ２．３を共に収納したレンズホルダ８を
鏡筒に組込む。したがって、プラスチックレンズと同数
のレンズホルダを用いる場合に比べて、組レンズの部品
点数を低減することができる。

なお、第５図における２個のプラスチックレンズのうち
、いずれか１個をガラスレンズに置き換えることも可能
である。

第６図は本発明のさらに他の実施例を示すもので、プラ
スチックレンズ１個とガラスレンズ２個とを並設した組
レンズの断面図であり、第２図ないし第４図と対応する
部分には同一符号をつけることによってその説明を省略
する。

第６図において、ガラスレンズ１２．１３のレンズ保持
は、通常用いられるアルミニウム製の間隔環４，５によ
ってなされている。そして、レンズ組込みに際しては、
鏡筒６のレンズ受部６ｃＬを基準にして、ガラスレンズ
１６、間隔環５、ガラスレンズ１２、間隔環４、プラス
チックレンズ１を収納しているレンズホルダ８を、順次
鏡筒６内に挿入した後、フッ素ゴム等からなる弾性部材
１１を介して、レンズ押え具７に°Ｃ締め付ける。

いま、上記構成の組レンズにおいて、温度が上昇したと
すると、プラスチックレンズ１、鏡筒６、レンズ押え具
７、およびレンズホルダ８はいずれもプラスチックから
なるため比較的大きく熱膨張するが、プラスチックに比
べてガラスやアルミニウムの熱膨張係数は小さい（約尤
）ので、ガラスレンズ１２．１３および間隔環４，５は
さほど膨張せず、このため、レンズ押え具７とレンズホ
ルダ８との間隔が増大する。しかし、レンズ押え具７と
レンズホルダ８との間隔が増大しても、両者の間に弾性
部材１１を介在させることにより、各レンズの締め付は
力の低下を防止することができる。したがって、弾性部
材１１は、常温（２１？Ｏ）時には光軸方向に予圧縮し
て組レンズに組込む必要があり、この予圧縮値としては
、フッ素ゴムの場合０３〜０．５調が良好である。

なお、温度が下降すると、レンズ押え具７とレンズホル
ダ８との間隔は減少するが、この減少量は弾性部材１１
によって吸収されることはいうまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、所定形状のレン
ズホルダにプラスチックレンズを嵌め込んで、そのレン
ズホルダを鏡筒内に挿入してレンズ組込みを行う構成に
したことにより、レンズ組込み時にプラスチックレンズ
のツバ部が鏡筒内で引っ掛かることがなくなって作業性
が大幅に向上し、かつ、組レンズ構成時（ｒ）ｌｆｌ？
ｂ付は力が直接プラスチックレンズに加わることがない
ので、従来厳しい精度が要求されたツバ部を比較的ラフ
な精度で製作することができてコストの低減がはかれる
。さらに、該レンズホルダはプラスチック製であるため
、温度変動に起因するプラスチックレンズ内の応力発生
を低減でき、常に光学性能が劣化しない組レンズを提供
することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のプラスチックレンズの保持装置の一例を
示す断面図、第２図は本発明によるプラスチックレンズ
の保持装置の一実施例を示す断面図、第３図は第２図に
おけるレンズホルダを説明するための正面図、第４図は
第３図のＡ−Ａ線断面図、第５図は本発明によるプラス
チックレンズの保持装置の他の実施例を示す断面図、第
６図は本発明によるプラスチックレンズの保持装置のさ
らに他の実施例を示す断面図である。 １．２．３・・・プラスチックレンズ、６・・・鏡筒、 ８．９．１０・・・レンズホルダ、 ８ａ・・・環状凹溝、 ８ｋ・・・切欠部、 ８Ｃ・・・テーパ部、 １１・・・弾性部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数個のレンズが鏡筒内にそれぞれ位置設定され、該レ
   ンズの少なくとも１つがプラスチックレンズである組レ
   ンズにおいて、一部に切欠部を有し外径が前記鏡筒の内
   径よりわずかに小さい略０字形状で、内側にレンズ外径
   よりわずかに大径の環状凹溝を有するプラスチック製の
   レンズホルダを備え、該レンズホルダの前記環状凹溝に
   て前記プラスチックレンズの外縁部を挾持することを特
   徴とするプラスチックレンズの保持装置。