JPH06235852A - レンズ保持装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のレンズを一体的に保持するレンズ保持
装置において、レンズ同士を互いに重ね合わせることで
その間隔を一定に保つとともに、レンズの重量によって
レンズ表面の形状が歪むのを防止する。 【構成】 レンズ１の下面とレンズ２の上面とを直接当
接させている。更に、レンズ１の下面と鏡筒４の内周面
４ａの平坦部５との間に圧縮バネ８を設け、この圧縮バ
ネ８によってレンズ１をレンズ２から離間させる方向に
付勢している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は複数のレンズを一体的に
保持するレンズ保持装置に関するものである。更に詳し
くは、プラネタリウムや天体望遠鏡などの大口径レンズ
を保持するレンズ保持装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数枚のレンズを鏡筒内に一体的
に保持するレンズ保持装置として、鏡筒の内壁面に段差
構造の複数の保持座を形成し、この保持座の各々にレン
ズを夫々保持するものが知られている（特開平３−２２
９２０８号参照）。ところで、レンズ同士は要求される
性能（焦点距離や収差等）に応じて最適な間隔で保持す
る必要がある。このため、例えば、レンズ間隔を非常に
狭くしなければならない場合には、あるレンズの上に他
のレンズを直接当接させる構成を採っている。また、レ
ンズ同士の間隔を充分長くすることができる場合でも、
その間隔を高精度に保つ必要がある場合には、レンズと
レンズとを直接或いは剛性体を介して間接的に当接させ
る構成を採っている。

【０００３】図７は、上記レンズ保持装置の一例とし
て、プラネタリウムにおける全天投映用超広角レンズの
保持装置を示すものである。図において１〜３が夫々レ
ンズを示しており、レンズ３は、鏡筒４の内壁面に形成
された突起６によって下面が支持されている。レンズ３
の上面は凹面になっており、その稜線部でレンズ２の下
面に当接している。レンズ２の上面は凸面に形成され、
レンズ１の下面はレンズ２の上面より曲率の大きい凹面
に形成されており、レンズ１の下面の周縁部がレンズ２
の上面の周縁部に当接している。即ち、レンズ２はレン
ズ３に支持され、レンズ１はレンズ２，３に支持されて
いる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
にレンズとレンズとを直接或いは間接的に当接させる構
成では、レンズ２にレンズ１の重量が掛り、レンズ３に
レンズ１，２の重量が掛かるため、これら重量によって
レンズ１〜３の形状が歪んでしまう。このため、レンズ
１〜３の表面が歪み、設計通りのレンズ性能が得られな
いことがあった。特に、プラネタリウムや天体望遠鏡で
は大口径のレンズも用いているが、大口径のレンズはそ
の重量も大きいので、このような大口径レンズを支持す
るレンズの形状歪みは著しい。

【０００５】ところで、上述の図７の例のように、上位
に位置するレンズ１の口径の方が下位のレンズ２の口径
よりも大きい場合には、上位のレンズ１を下位のレンズ
２の上面に載置させた時レンズ１の周縁部がレンズ２の
外周面よりもその直径方向にはみ出す。従って、上記の
問題を解決するためには、レンズ１をレンズ２に載置さ
せた時レンズ２の外周面からはみ出したレンズ１の周縁
部の下面１ａが鏡筒４の内壁面にも当接するよう鏡筒４
あるいはレンズ１の下面１ａを加工し、レンズ１をレン
ズ２と鏡筒の両方で支持するようにすることも考えられ
る。しかし、レンズ１の下面がレンズ２の上面にも鏡筒
４にも当接するよう鏡筒４の内壁面やレンズ１の下面を
加工するには、極めて高い工作精度が要求されるため、
製造コストが高くなり、技術的にも非常に困難である。

【０００６】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、複数のレンズを一体的に保持するレンズ保持装
置において、レンズ同士の間隔を高精度で一定に保つこ
とができるとともに、レンズ表面の形状歪みも生じず、
しかも製造が容易なレンズ保持装置を提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、複数のレンズを互いに重ね合わせ状態で一体
的に保持するレンズ保持装置において、前記複数のレン
ズを互いに離間させる方向に付勢する付勢手段を備えた
ことを特徴とする。

【０００８】

【作用】第１レンズは、第２レンズに支持されるととも
に、第２レンズから離間する方向に付勢されている。こ
のレンズ保持装置の光軸を鉛直方向に向けた状態におい
て、第１レンズの重量から付勢手段の付勢力を差し引い
た大きさの力が第２レンズに作用する。

【０００９】

【第１実施例】以下、図面を用いて、本発明の実施例を
説明する。

【００１０】図１〜３は、本発明の第１実施例として、
プラネタリウムの全天投映用超広角投映レンズを保持す
るレンズ保持装置を示すものである。なお、図において
上方が投映方向である。

【００１１】本実施例のレンズ保持装置は、大口径レン
ズ１〜３を含む複数のレンズとこれらのレンズを一体的
に保持する鏡筒４とから概略構成されている。レンズ１
〜３のうち、レンズ１の口径が最も大きく、レンズ２，
レンズ３の順で口径が小さくなっている。一方、鏡筒４
の内壁面は階段状に形成されており、下方に向かうに従
ってその内径が小さくなっている。具体的には、内壁面
４ａ，４ｂ，４ｃの内径は、各々レンズ１，２，３の直
径に対応している。また、内壁面４ｃの更に下方には、
内壁面４ｃの内径より小さい内径の内壁面４ｄが形成さ
れており、この内壁面４ｄによって、８枚の小口径レン
ズ（図示せず）が保持されている。レンズ３は内壁面４
ｃの下方から内方に向かって突出するように形成された
突出部６と内壁面４ｃによって保持されている。レンズ
２は、レンズ３と内壁面４ｂによって保持されている。

【００１２】次に、口径の最も大きいレンズ１を保持す
る構成を説明する。

【００１３】内壁面４ａと内壁面４ｂとの間には、光軸
に垂直な平坦部５が形成されている。この平坦部５に
は、図２に示すように、４つの穴９が平坦部５の円周方
向に等間隔に形成されており、各穴９には光軸方向（矢
印ａ方向）に伸縮するように圧縮バネ８が嵌め込まれて
いる。これらの圧縮バネ８には、レンズ１を支持するた
めのドーナツ状の支持板７が載置されている。この支持
板７の下面には、平坦部５の穴９に対応して４つの穴１
０が形成されており、この穴１０に圧縮バネ８の上端が
嵌め込まれており、支持板７の位置がずれないようにし
ている。ここで、支持板７の厚さ及び圧縮バネ８の長さ
は、支持板７が圧縮バネ８を介して平坦部５上に取り付
けられたとき、支持版７の上面がレンズ２の上面より高
くなるように設定されている。

【００１４】以上の構成において、レンズ１を支持板７
上に載置すると、レンズ１の重量によって圧縮バネ８が
圧縮されて支持板７の上面がレンズ２の上面とほぼ同じ
高さになり、レンズ１はその下面がレンズ２の上面と支
持板７の上面との両方に当接する位置に位置付けられ
る。そして、レンズ１をレンズ２に確実に当接した状態
に保持するため、レンズ１の上面に当接するリング１１
が内壁面４ａの上端に固着する。

【００１５】これにより、レンズ１は、レンズ２と支持
板７との両方によって支持された状態になる。この状態
において、圧縮バネ８は圧縮されているため、圧縮バネ
８が上方へ伸長しようとする弾性力が支持板７を介して
レンズ１に作用し、レンズ１がレンズ２から離間しよう
とする方向に付勢される。即ち、ここでレンズ１の重力
をＧ、圧縮バネ８の弾性力をＦとすると、レンズ２に
は、レンズ１の重力Ｇから弾性力Ｆを差し引いた大きさ
（Ｇ−Ｆ）の力しか作用しないことになる。従って、レ
ンズ１からレンズ２に作用する力によるレンズ２の形状
歪みの発生を防止することができる。また、圧縮バネ８
の弾性力Ｆがレンズ１の重量と等しくなるよう圧縮バネ
８の弾性係数及び／又は長さを設定すれば、レンズ１か
らレンズ２に作用する力の大きさをゼロにすることがで
きるので、レンズ２の形状歪みを完全に防止できる。

【００１６】また、支持板７は圧縮バネ８が伸長するこ
とによって自然にレンズ１の下面に押圧されるので、平
坦部５とレンズ１の下面との間隔を高精度に保つ必要が
ない。このため、鏡筒４などの加工精度を高くする必要
も無く、製造も容易である。

【００１７】また、従来、レンズ３にはレンズ１とレン
ズ２との両方から重量が掛かっていたが、本実施例で
は、レンズ２から重量が掛かるだけなので、レンズ３の
形状歪みも小さくなる。尚、レンズ２をレンズ３から離
間させる方向に付勢する付勢手段を設ければ、レンズ２
からレンズ３に作用する力をゼロにすることができ、レ
ンズ３の形状歪みをなくすこともできるので、更に効果
的である。

【００１８】尚、上記の例ではレンズ１とレンズ２とを
直接当接させたが、レンズ同士の間隔を大きくとる必要
がある場合には、図４に示すように、レンズ１とレンズ
２との間に剛性のスペーサ１２を介在させるようにして
もよい。

【００１９】

【第２実施例】次に、本発明の第２実施例を図５，６を
用いて説明する。尚、第１実施例と共通の部材について
は同一の図番を付している。

【００２０】上記第１実施例では、レンズ１をレンズ２
から離間させる方向へ付勢する手段として圧縮バネ８を
用いたが、この第２実施例では圧縮バネ８の代わりに錘
１３の重量を利用した付勢手段を用いている。尚、それ
以外の構成は第１実施例のものと同じであるため説明は
省略する。

【００２１】錘１３の中央部には貫通孔１３ａが形成さ
れ、その貫通孔１３ａには錘１３の移動を案内するため
の案内ネジ１４が挿入されている。案内ネジ１４は光軸
と平行に設けられており、その下端は鏡筒４の平坦部５
に形成されたネジ穴１５に螺合され、またその上端は錘
１３が案内ネジ１４から抜けないよう貫通穴１３よりも
太くされている。即ち、錘１３は案内ネジ１４に案内さ
れて、光軸と平行に移動可能である。また、錘１３の上
端部には、光軸に向かう方向に伸びる延長部１３ｂが形
成されている。

【００２２】さらに、平坦部５のネジ穴１５よりも光軸
寄りの位置に、梃子１７を支持するための支柱１９が立
設されている。梃子１７は、その中心がピン２０によっ
て支柱１９の上端部に軸支されており、ピン２０を中心
にして、光軸を含む鉛直面内で回動可能である。梃子１
７は、錘１３側の端部が錘１３の延長部１３ｂの移動経
路内に位置するよう長さが設定されている。また、梃子
１７の光軸寄りの端部には、レンズ１を支持するための
支持板１８が載置されている。

【００２３】以上の構成において、このレンズ保持装置
をその光軸が鉛直上方を向くよう設置すると、錘１３が
下方、即ちレンズ１から離間する方向、に移動し、錘１
３の延長部１３ｂが梃子１７の一端を押し下げる。これ
により、梃子１７の他端は支持板１８を介してレンズ１
を上方に押し上げようとする。即ち、錘１３の重量をｆ
とすれば、レンズ１には支持板１８を介して梃子１７か
ら上向きの力ｆが作用し、レンズ２から離間する方向に
レンズ１が付勢される。従って、レンズ１の重量をＧと
したとき、レンズ２に作用する力の大きさは、レンズ１
の重量Ｇから梃子１７による付勢力ｆを差し引いた（Ｇ
−ｆ）になる。即ち、レンズ１からレンズ２に作用する
力の大きさを、錘１３の重量ｆの分だけ小さくできるの
で、レンズ２の形状歪みを防止できる。また、錘１３の
重量ｆをレンズ１の重量Ｇと等しくすれば、レンズ１か
らレンズ２に力が作用しないようにすることができ、レ
ンズ２の形状歪みを完全に防止できる。

【００２４】一方、このレンズ保持装置をその光軸が水
平方向を向くよう設置すると、梃子１７の回動方向が水
平方向を向くのに対し、錘１３の重力は鉛直方向である
ため、錘１３の重力は梃子１７に作用しない。従って、
梃子１７からレンズ１に作用する力の大きさがゼロにな
る。また、レンズ１の重量がレンズ２に掛かることもな
いので、レンズ１とレンズ２の間に作用する力の大きさ
がゼロになる。即ち、レンズ２にはレンズ１からも梃子
１７からも力が掛からないので、レンズ２の表面が歪ま
ない。

【００２５】このように、この第２実施例の場合には、
レンズ保持装置の光軸をいかなる方向に向けてもレンズ
２の形状歪みが生じず、レンズ性能が変化しない。ま
た、第１実施例の場合と同様、レンズ１やレンズ３の形
状歪みも防止できるのは、言うまでもない。

【００２６】尚、上記実施例ではレンズを付勢する付勢
手段として圧縮バネ８や錘１３を用いる例について説明
したが、付勢手段としては、圧縮バネ８や錘１３以外に
も種々の構成を採ることができる。例えば、第一実施例
の支持板７を磁性体で構成するとともに鏡筒４の平坦部
５にも磁石を載置し、支持板７と磁石との磁気的な反発
力によってレンズを付勢する構成でも良い。

【００２７】

【発明の効果】本発明のレンズ保持装置においては、複
数のレンズを重ね合わせて保持すると共に、レンズ同士
を互いに離間させる方向に付勢する付勢手段を設けた。
このため、レンズ同士が重なり合うことで互いの間隔が
高精度で一定に保たれるのは勿論のこと、このレンズ保
持装置を鉛直方向に向けたとしても、レンズ間作用する
力が、レンズの重量よりもを付勢手段の付勢力の分だけ
小さくすることができるので、レンズの表面形状の歪み
を防止できる。また、付勢手段を設けるだけでよいの
で、加工精度をとりわけ高くする必要が無く、製造も容
易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わるレンズ保持装置の第１実施例を
示す断面図である。

【図２】第１実施例の要部を示す分解斜視図である。

【図３】第１実施例の要部を示す断面図である。

【図４】第１実施例の変形例を示す断面図である。

【図５】本発明に係わるレンズ保持装置の第２実施例を
示す断面図である。

【図６】第２実施例の要部を示す断面図である。

【図７】従来のレンズ保持装置を示す断面図である。

【符号の説明】

１，２，３ レンズ ８ 圧縮バネ １３ 錘

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のレンズを互いに重ね合わせた状態
   で一体的に保持するレンズ保持装置において、前記複数
   のレンズを互いに離間させる方向に付勢する付勢手段を
   備えたことを特徴とするレンズ保持装置。