JPH07191248A - レンズ構体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱変形に伴う歪みの発生を防止でき、組立作
業が容易でレンズ自体の交換も容易にでき、小ロット、
高付加価値製品にも適用可能なレンズ構体を提供する。 【構成】 レンズ11の外周と保持環12との間に設けた弾
性体15により、レンズ11の熱変形に伴う応力を吸収する
ので、レンズ11での歪みの発生を防止できる。保持枠13
に対しては、保持環12を介して取り付けたので、レンズ
11を保持環12ごと保持枠13から取り外すことができる。
レンズ11の不良が発生しても、他の正常なレンズと容易
に交換できる。レンズ11の外周と保持環12の内周との間
に弾性体15である接着剤を注入する作業は、保持枠と分
離して、広い作業空間でできるので、注入作業を含む組
立作業が容易となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高熱源の近傍や温度変
化の激しい環境下等で使用可能なレンズ構体に関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、光学系にプラスチック製のレンズ
が多く用いられるようになってきている。そして、この
プラスチックレンズを光学系に使用した場合、熱により
レンズが膨張すると、レンズとこのレンズを固定する固
定枠との線熱膨張係数の違いにより、レンズに歪みが生
じ、光学特性が損なわれてしまう。特に、高熱源を持つ
プロジェクタや温度変化の激しい環境下で使用した場合
この傾向が著しい。

【０００３】従来、熱によるレンズの膨張収縮に伴う上
述の問題に対しては、特開昭５９−１３５４０６号公報
に記載されているように、レンズの外周面と、このレン
ズを保持する保持枠の内周面との間の一部または全周
に、レンズの材質よりもヤング率の小さいゴム系の接着
剤を弾性体として入れ、この弾性体となる接着剤によっ
てレンズおよび保持枠間を固着するようにしている。そ
して、レンズが熱により膨張あるいは収縮などの熱変形
しても、この変形量を弾性体によって吸収するので、こ
の変形応力によるレンズの歪みを防止できる。

【０００４】しかし、レンズの外周と保持枠の内周との
間に弾性体であるゴム系の接着剤を注入する作業を、保
持枠内の狭い作業空間内で行なわねばならず、作業が難
しく多くの工数を要する。また、レンズを接着剤により
保持枠に固着した後は、このレンズを保持枠から取り外
すことができなくなり、レンズの不良などが発生した場
合、他のレンズとの組み換えが困難になり、部品単価の
高い小ロット、高付加価値製品では不利になる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このように従来装置で
は、弾性体によりレンズと保持枠とを固着しているた
め、レンズの組み換えが困難であり、また、レンズと保
持枠との固着作業が難しく、多くの工数を要した。

【０００６】本発明の目的は、熱変形に伴う歪みの発生
を防止でき、しかも、組立作業が容易で、レンズ自体の
交換も容易に行なうことができ、小ロット、高付加価値
製品にも適用可能なレンズ構体を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のレンズ構体は、
レンズと、このレンズの外周と間隔を介して対向する内
周を有する保持環と、この保持環の内周と前記レンズの
外周との間隔に介在してこれら保持環およびレンズ間を
固着させる弾性体と、前記保持環を内側部分で保持固定
するする保持枠とを具備したものである。

【０００８】

【作用】本発明は、レンズの外周と保持環との間に設け
た弾性体により、レンズの熱変形に伴う応力を吸収する
ので、レンズの歪みを防止でき、保持枠に対しては、保
持環を介して取り付けたので、レンズを保持環ごと保持
枠から取り外すことができ、レンズの不良が発生して
も、他の正常なレンズと容易に交換でき、レンズの外周
と保持環の内周との間に弾性体である接着剤を注入する
作業は、保持枠と分離して、広い作業空間で行うことが
できるので、注入作業が容易となる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明のレンズ構体の一実施例を図面
を参照して説明する。

【００１０】図１および図２において、11はプラスチッ
クによるレンズで、このレンズ11は所定の曲率をなすレ
ンズ本体部11a と、このレンズ本体部11a の外周縁部に
形成された平板な鍔部11b とで構成される。また、12は
保持環で、この保持環12の線膨張係数はレンズ11の線膨
張係数より低い材質で形成され、レンズ11の外径より大
きな内径の環状部12a と、この環状部12a の下部内周に
一体形成された環状のフランジ部12b とからなる。

【００１１】そして、レンズ11は、このレンズ11の径方
向について、鍔部11b の外周と保持環12の内周との間隔
が、全周に渡って均等となるように位置決めされ、光軸
方向については、鍔部11b のいずれかの面がフランジ部
12b 上に載置されることにより正しく位置決めされる。

【００１２】さらに、鍔部11b の外周と保持環12の内周
との間隔には、弾性体15となる接着剤を注入し、これら
鍔部11b および保持環12の間を接着する。この接着剤は
注入後に硬化し、弾性体15として機能する。このような
弾性体15としては、組立後の使用状態において、レンズ
11の自重によりレンズ11が許容量以上変位せず、しかも
レンズ11の熱変形時に、レンズ11に歪みを生じさせるこ
となく、その変形量を吸収できる硬度のものが望まし
く、たとえばシリコンゴムを用いればよい。

【００１３】また、保持環12の外周は環状または筒状の
保持枠13の内周に嵌合して保持され、この保持枠13は保
持環12と同等の線膨張係数を有する材質で形成され、こ
の保持環12およびこの保持環12に接着されたレンズ11
を、レンズ11の径方向に位置決めする。また、この保持
枠13の端部近くの内周には、図１に示すように、水平方
向のフランジ部13a が設けられており、このフランジ部
13a の上面により、保持環12のフランジ部12b の下面を
支持する。

【００１４】さらに、この保持枠13の端部内周にはねじ
溝13b が螺刻されており、このねじ溝13b には、押え環
14の外周が螺合している。そして、この押え環14の下面
は、保持環12の環状部12a の上縁と接合し、フランジ部
13a とともに保持環12を上下から挟持し、この保持環12
に接着されたレンズ11を、その光軸方向であるスラスト
方向に位置決めする。すなわち、レンズ11は、保持環12
を介して保持枠13内に所定の位置関係で保持固定され
る。

【００１５】ここで、レンズ11は保持環12に対して、レ
ンズ11の外周が環状部12a の内周と、全周にわたって均
等な間隔をなすように位置決めする必要がある。この位
置決めは、図３および図４に示す組込治具16を用いる。

【００１６】そして、組込治具16は、図３に示すよう
に、保持環12の円周方向に対して均等な間隔で配置され
た複数個の位置決め具17を有し、保持環12の円周方向に
対して１２０°間隔で配置された３個の位置決め具17を
設けている。これら位置決め具17は、図４に示すよう
に、保持環12の外周に嵌合する内周壁17a 、保持環12の
環状部12a の上縁部と当接する押え部17b 、正規の状態
に位置決めされたレンズ11の外周の上角部に嵌合する肩
押え部17c をそれぞれ一体に有する。

【００１７】上記構成において、レンズ11を保持枠13に
取り付けるにあたっては、まず、レンズ11を弾性体15を
介して保持環12に接着する。この場合、レンズ11を、図
３および図４で示すように、保持環12のフランジ部12b
上に載置し、上方から組込み治具16を嵌込む。そして、
この操作により、レンズ11および保持環12は、位置決め
具17の内周壁17a 、押え部17b および肩押え部17c によ
り、全周にわたって均等な間隔をなす正規の状態に位置
決め固定される。

【００１８】このように、正規の位置決め状態に固定し
た後に、レンズ11の外周と保持環12の内周との間に、弾
性体15となる接着剤を注入する。この接着剤は注入後
に、レンズ11および保持環12の間を接着するとともに、
所定の弾性力を有する硬度に硬化し、レンズ11をその径
方向に対して弾性支持する。すなわち、硬化した接着剤
15はレンズ11と保持環12との間に介在する弾性体とな
る。

【００１９】次に、レンズ11を内側に接着した保持環12
を保持枠13の端部から、内側に嵌入する。この操作によ
り、保持環12は、図１に示すように、フランジ部12b の
下面が、保持枠13内のフランジ部13a 上に載置された嵌
合状態となる。この状態において、保持環12およびこの
保持環12に接着されたレンズ11は、径方向について保持
枠13の内周により位置決め固定される。

【００２０】次に、押え環14を保持枠13の端部内周に螺
刻されたねじ溝13b に螺入する。この操作により、保持
環12の環状部12a の上縁は、図１で示すように、押え環
14の下面と接合し、保持環12は、フランジ部13a および
この押え環14により上下から挟持される。したがって、
保持環12およびこの保持環12に接着されたレンズ11は、
保持枠13によりスラスト方向にも位置決めされる。

【００２１】この状態において、レンズ11に対して高熱
の光源等から熱が加わると、プラスチック性のレンズ11
は、径方向およびスラスト方向の双方に膨張する。な
お、保持環12および保持枠13にも熱が加わるため保持環
12および保持枠13も膨張するが、線熱膨張係数がレンズ
11より小さいため、レンズ11ほど膨張せず、レンズ11と
の間に膨張量の差が生じる。しかし、レンズ11と保持環
12との間には接着剤が硬化した弾性体15が介在してお
り、径方向についての膨張量の差はこの接着剤が硬化し
た弾性体15により吸収される。また、スラスト方向につ
いては、押え環14は保持環12のみを押え込むのみであ
り、レンズ11は何等拘束力を受けないので、自由に膨張
することができる。これらにより、レンズ11には、熱変
形に伴う応力により歪みが発生することはなく、安定し
た光学特性を得ることができる。

【００２２】このように、熱による保持枠13およびレン
ズ11の変形量を考慮しないで光学設計を行なうことがで
きるので、光学系の安定化が図れる。特に、大型の非球
面レンズに対して有効である。また、プラスチックレン
ズの温度に対する適用範囲が拡大されるので、光学性能
の安定化に寄与する。

【００２３】また、レンズ11に不良が発生した場合、従
来のレンズを保持枠に直接固着する構成ではレンズを保
持枠から取り外すことができなかったが、上記実施例に
よれば、レンズ11を保持環12とともに保持枠13から取り
外すことができるので、不良レンズを取り外して正常な
レンズと任意に交換することができる。すなわち、不良
なレンズ11が、図１で示すように、保持枠13に組み込ま
れている場合、レンズ11を取り外すには、まず、押え環
14を前述した螺入時とは反対に回転させ、押え環14を保
持枠13の端部から除去する。

【００２４】このように、押え環14を除去した後は、レ
ンズ11を取り付けた保持環12を、嵌合状態にある保持枠
13内から自由に取り外すことができる。したがって、不
良なレンズ11を保持環12ごと保持枠13内から取り外し、
正常なレンズ11を、図３および図４で説明した手法によ
り接着させた保持環12とともに保持枠13内に嵌合させ、
さらに、押え環14を螺合させることにより、レンズ11の
保持枠13内への装着が完了する。すなわち、不良レンズ
と健全なレンズとの交換のように、レンズの組み換えを
任意かつ容易に行なうことができ、小ロット、高付加価
値光学系に対して有効である。また、このような構成
は、レンズ自体に何等加工を要しないため、現存する各
種のレンズについても直ちに適用することができる。

【００２５】また、図３および図４で示した組込治具16
を用いたレンズ11と保持環12と位置決め作業、および、
これらレンズ11と保持環12との間隔への弾性体15となる
接着剤の注入作業は、保持枠13から分離された広い作業
空間で自由に行なうことができる。このため、従来の狭
い保持枠内での作業に比べ、格段に作業性が向上するの
で、作業工数を大幅に低減することができる。

【００２６】

【発明の効果】本発明のレンズ構体によれば、レンズの
外周と保持環との間に設けた弾性体により、レンズの熱
変形に伴う応力を吸収するので、レンズの歪みを防止で
き、保持枠に対しては、保持環を介して取り付けたの
で、レンズを保持環ごと保持枠から取り外すことがで
き、レンズの不良が発生しても、他の正常なレンズと容
易に組み換えて交換でき、レンズの外周と保持環の内周
との間に弾性体である接着剤を注入する作業は、保持枠
と分離して、広い作業空間で行なうことができるので、
注入作業を容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレンズ構体の一実施例を示す断面図で
ある。

【図２】同上正面図である。

【図３】同上組込治具およびレンズと保持環との関係を
示す平面図である。

【図４】同上断面図である。

【符号の説明】

11 レンズ 12 保持環 13 保持枠 15 弾性体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保田 洋治 長野県諏訪市高島一丁目21番17号 チノン 株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズと、 このレンズの外周と間隔を介して対向する内周を有する
   保持環と、 この保持環の内周と前記レンズの外周との間隔に介在し
   てこれら保持環およびレンズ間を固着させる弾性体と、 前記保持環を内側部分で保持固定するする保持枠とを具
   備したことを特徴とするレンズ構体。