JPS6289919A - レンズ保持機構 - 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】 本発明はカメラレンズ等の光学機器におけるレンズ保持
機構に係り、特に比較的耐温度性の弱いプラスチックレ
ンズに用いて好適なレンズ保持機構に関するものである
。

一般に、カメラレンズ等の光学系のレンズ保持機構は第
１図のように構成されている。各部を簡単に説明すると
、４はレンズカメラ胴付部であり、この鏡枠胴付部４の
内側にはレンズの嵌合部５が形成されている。部組に際
しては先ず上記嵌合部５へ例えば凸レンズ７を嵌入させ
、次いで鏡枠２の内壁に形成されたねじ部３に螺合する
押え環１をねしこむことにより当該押え環１の内径部を
レンズ７の周縁部に当接させレンズを保持している。

ところで、係るレンズ保持機構において、例えば常温に
て部組されたものを高温状態下又は低温状態下においた
場合には各部の線膨張率の差異により以下に述べる弊害
を招来する。即ち、レンズ７を形成す為素材の線膨張率
が鏡枠２及び押え環１を形成する素材の線膨張率よりも
大きいために例えば高温状態下ではレンズ７の体積膨張
分が鏡枠２及び押え環１の同増加分を上回ることになる
。

一方、レンズ保持機構はそもそもレンズ７の固定する目
的で構成されるものであるから上記の如く既に常温状態
で設計クリアランスに部組されており、この結果高温状
態下にあっては直接レンズの面形状に影響を与えること
になる。特にこの影響は押え環１に対するレンズ７の周
縁当接部において最も顕著に表われ、またレンズを形成
する素材の硬度が比較的小さいプラスチックレンズにお
いて著しい。当該当接部の一部拡大構成図（台１図一点
鎖線円Ａ部）を台２図に示す。同図からも明らかなよう
にレンズ７と押え環１の当接部８においてはレンズ７の
膨張により応力が集中しレンズ７０表面に凹みが生じて
しまう。

この状態をさらに詳細に説明すれば、レンズ７は高温状
態になるに従ってラジアル方向へ膨張しようとするが、
上記の如くレンズ７の周縁部は押え環ｌにて規制されて
いるためラジアル方向への膨張は阻止される。また、こ
の規制によりレンズの内部では熱応力が発生するが、こ
の熱応力を打ち消すように規制がされていないレンズの
光軸方向へ膨張することになり、この結果台３図に示す
ようにレンズ光軸上の球面は常温状態下で位置Ｐにあっ
たにもかかわらず高温状態では位置Ｐ、にまで膨張し、
レンズの曲率半径はｒ＝ｏ丁からｒ、＝Ｏ，Ｐ、となり
レンズの曲率半径は小さくなる。なお、この場合レンズ
の球面である弧の長さを常温時β。、常温時よりｔ　’
ｃ温度が高いときをｌｌ、レンズの線膨張率をαとする
とβ１＃β。・（１＋αｔ） で近似することができる。

他方、低温状態下にあっても事情は上記高温状態下にお
ける場合と同様であるが現象は反対となる。即ちレンズ
７を形成する素材の線膨張係数のほうが鏡枠２及び押え
環１を形成する素材の線膨張係数より大なるため低温に
なるに従って、鏡枠２及び押え環１が収縮する以上にレ
ンズ７は収縮しようとするがレンズ７の周縁部は押え環
１により規制されているためレンズ７は押え環１の収縮
以上に縮小することはできない。この場合レンズ７の内
部に熱応力が発生し、この熱応力を打消すようにレンズ
は光軸方向へ収縮することになる。

この結果第４図に示すようにレンズ７の光軸状の球面は
常温状態下で位置Ｐにあったものが低温状態下では位置
Ｐ２にまで偏移し、レンズ７の曲率半径ｒ−ＯＰからｒ
ｚ　＝　Ｏｚ　Ｐ　ｚとなり前記高温状態下における場
合と全く逆に大きくなる現象を呈することになる。なお
、この場合レンズの弧の長さを常温時β。、常温時より
ｔ’ｃ温度が低いとき１２、レンズの線膨張率をαとす
ると １２≧１０・　（１−αｔ） で近似することができる。

このような従来方式におけるレンズ保持機構では温度変
化によりレンズの曲率半径が変化してしまい常温下で正
確に部組されたものであっても使用する温度によりレン
ズのピント位置が大きくずれたり、また各種収差の悪化
を招く原因となっていた。。特に比較的体温度性の弱い
プラスチックレンズにおいてはその弊害は著しいもので
ある。

上記従来方式の不具合を解消しようとして発明されたも
のとして特開昭４９−６４４４５号がある。この発明は
鏡枠の内径部に形成したテーパー面とレンズ外径部に形
成したテーパー面の間に弗素樹脂から成る摩擦係数が小
さな部材を介在させたものである。

しかし上記弗素樹脂は摩擦係数は小さいが弾性を有して
いるのでレンズを確実に保持することができず・またテ
ーパー面間に介在させるため円錐状に形成しなければな
らにのでコストアップに成るという不具合が生じていた
。

本発明は係る弊害を除去するものであり、比較的耐温度
性の弱いプラスチックレンズであっても温度変化に影響
されない耐温度性の強いレンズ保持機構を構成し、プラ
スチックレンズの使用温度範囲の拡大を目的とするもの
である。更に本発明の他の目的はプラスチックレンズの
応力緩和によって生じていた前記押え環１のゆるみを防
止しレンズのガタつき発生を排除せんとするものである
。

すなわち、本発明は鏡枠内にレンズを押え環にて保持す
るレンズ保持機構において、レンズの周囲に一体に設け
た平行面をもった外縁部の少なくとも一方の面部に摩擦
係数の小なる部材を介在せしめ、温度変化による前記レ
ンズの曲率半径の影響を補正することを特徴とするもの
である。

以下、本発明に適用できる種々の実施例について図面を
参照しつつ説明する。

第５図は本発明に係る第１実施例を示すレンズ保持機構
であり、同図ａは光軸を含む側面断面図を、同図すは要
部の分解斜視図をそれぞれ示す。

同図中レンズ鏡枠胴付部４、鏡枠２、ねじ部３、嵌合部
５、押え環１、及びレンズ７は第１図にて説明した従来
方式における場合と全く同一に形成されている。このこ
とは本発明にかかるレンズ保持機構は従来からの一般方
式にもそのまま適用することができることを意味し、量
産性、低コスト化、さらには作業能率性の観点からも特
記すべきことである。

先ず、嵌合部５には後部摩擦ワッシャ９が嵌入される。

この後部摩擦ワッシャ９の形状は嵌合部５と嵌合可能で
、鏡枠脚付部４及びレンズ７との当接部分は平面シート
状に形成されている。また、材質は摩擦係数の小なる部
材で、例えばテフロン（商品名）系の素材にて形成され
、その摩擦係数はμ＝０．０８〜０．１５程度である。

なお、他の素材を用いることも自由であるが摩擦係数は
上記μの範囲の特性を有し適度の弾性をもつ構成樹脂、
その他の同効素材を用いることが望ましい。次にプラス
チックレンズ７を平面側から上記鏡枠脚付部４に嵌入せ
しめるとともに上記後部摩擦ワッシャ９の上に当接させ
る。そして、更に前部摩擦ワ・ノシャ１０を鏡枠内へ挿
入し、上記レンズ７の球面側に当接させるとともに押え
環１を鏡枠２の内壁に形成したねじ部３に螺合しつつね
じ込み上記レンズ７の前後両側部に前部および後部摩擦
ワッシャ９，１０を介在せしめてレンズ７を保持する。

なお、以上の部組における各部の分解斜視図を第５図す
に掲載する。しかして、斯様に部組されたレンズ保持機
構においてはレンズが摩擦ワッシャ９及び１０を介在さ
せて保持されているため、使用に際し温度変化があった
としても当該変化に基づくレンズの膨張・収縮は当該摩
擦ワッシャ９及び１０に吸収されることになる。これは
上記の如く摩擦ワッシャの摩擦係数が小なるために、レ
ンズ７と後部摩擦ワッシャ９及びレンズ７と前部摩擦ワ
ッシャ１０の間の摩擦抵抗が減少されるためである。よ
って、温度変化によるレンズの曲率半径の変化を補正す
ることができるとともに温度変化によるピント移動や収
差の悪化を防止することができ、勢いプラスチックレン
ズの使用温度範囲を拡大することができる。

さらに、プラスチックの応力緩和によって生じていた押
え環１のゆるみトルクの減少を前後側摩擦ワッシャ９，
１０の弾性を利用することによって防止することができ
るとともにプラスチックレンズ７の温度変化の影響によ
るガタッキをも防止することができる。

第６図及び第７図は本発明に係る第２実施例であり、い
ずれもレンズ保持機構における光軸を゛含む側面断面図
である。上述した第１実施例と異なる点はレンズ７の周
囲に平行面をもった外縁部１１を設けて形成した点であ
り、この平行面は第６図からも明らかなように光軸に対
し垂直に形成される。その他レンズ７の形状以外は第１
実施例と全く同様に実施され得るため第６図及び第７図
において、第５図と同一部分については同一番号を附し
、その詳細な説明は省略する。なお、第２実施例におい
ては後部摩擦ワッシャ９及び前部摩擦ワッシャ１０は第
６図のようにレンズ７に形成された外縁部１１の平行面
をそれぞれ挟むように当接しレンズ７を保持することに
なる。

ところで、第２実施例ではレンズ７に外縁部１２を設け
たことにより前述した従来方式（第１図参照）の如きレ
ンズの球面での規制、あるいは第１実施例（第５図ａ参
照）の如きレンズの球面への当接部分がなくなるために
第７図のようにレンズ７と押え環ｌの間のみに前部摩擦
ワ・ノシャ１０を介在せしめ、後部摩擦ワッシャ９を取
のぞいても第６図に示した両ワッシャを用いた略同等の
効果を得ることができる。これは後述す・る実験データ
から明白である。なお、第７図では前部摩擦ワッシャ１
０のみを用いた場合を例示したが、逆にレンズ７とレン
ズ鏡枠利付部４の間に介在せしめる後部摩擦ワッシャ９
のみを用いたとしても結果は全く同じである。このよう
に第２実施例では、第１実施例以上の良好な結果を得る
ことができた。以下に本発明の効果を明瞭にするため第
２実施例におけるレンズの曲率半径の実験データを掲載
する。

第１表 第　　３　　表 注）摩擦ワッシャはテフロン（商品名）系素材を用い摩
擦係数はμ＝０．０８〜０．１５のものを使用（第１表
〜第３表共通）。

第４表 このように第２実施例においてはレンズの曲率半径が常
温、高温、及び低温いずれの温度状態下であってもほと
んど変化せず、このことは第１表〜第３表から明白であ
る。また第６図の如く後部摩擦ワッシャ９及び前部摩擦
ワッシャ１０の両摩擦ワフシャを使用した場合（第１表
）でも、あるいは第７図の如くいずれか一方の摩擦ワッ
シャを使用した場合（第２表又は第３表）でも、その結
果にほとんど差は表われていない。また、第４表には前
述した従来方式、（第１図参照）の場合を同一条件下で
実測して掲載する。このように、従来方式にあっては高
温又は低温状態下で著しくレンズの曲率半径が変化して
しまうにもかかわらず、第２実施例の場合には、全くと
いうほど変化はなく本発明の効果が如何に大きいかが理
解できるであろう。

本発明は更に上記実施例に限定されるものではない。次
に、上記摩擦ワッシャに代えて用いられる種々の形状を
異ならせた態様における実施例を示す。第８図は本発明
にかかる第３実施例を示し、上記摩擦ワッシャに代えて
用いられる摩擦係数の小なる部材を断片部材として用い
た場合の実施例は種別は異なるがレンズの周囲は第２実
施例（第６図参照）と同様な外縁部１２が形成されてい
る。

第３実施例では、第３実施例では、前記摩擦ワッシャ９
及び１０と材質は全く同じで形状のみを異ならしめた場
合で、−例として円形のシート状断片部材１４をレンズ
７ａの外縁部１２を含む平面図で且つレンズの光束を遮
らない部分において等間隔に貼着することもでき（第８
図Ｃ参照）、また短冊状の断片部材１３を外縁部１２に
等抽隔で貼着するもよい（第８図Ｃ参照）。

なお、これらは形状を異ならせても本発明の効果を損な
うことな〈実施できる一例を示すものであり、他の種々
の形状を用いるも自由である。第８図はレンズ単体のみ
を示したが鏡枠内への部組は第２実施例（第６図）と全
く同様に行なわれ得る。また第９図には本発明にかかる
第４実施例を示す。第４実施例はレンズが長方形レンズ
７Ｃである場合を示し、この場合第２実施例で用いた摩
擦ワッシャ９及び１０の形状を上記長方形レンズ７Ｃの
形状に合わせ長方形の変形摩擦ワッシャ１６にて実施で
きることを示す。更にまた、第１０図は最も極端な場合
を示す第５実施例であり、本発明に従ってレンズ当接部
分に介在せしめる摩擦の小なる部材の形状はレンズの形
状とは全く関連なく形成することができることを意味し
、このようなものであっても本発明にかかる効果を享受
することができることを示すものである。

以上第３実施例から第５実施例は、いわば第１実施例又
は第２実施例で用いる摩擦ワッシャの形状的変形の代表
的−例を示すものであり、レンズ保持機構の組立てに影
響せず、あるいはレンズ系の光束を遮ぎらない等の支障
がない限りにおいて種々の形状でもって実施することが
できるものである。

他方、更に上記する実施例に限定されるものではなく、
本発明に係る第６実施例として図示しないが、上記摩擦
ワッシャの如きシート部材の代わりに、レンズ当接部分
に所定の肉厚で摩擦減衰剤を塗布する方法である。この
場合であっても本発明の効果を享受することができ、ま
た、レンズを形成する際に摩擦減衰部分、即ちレンズの
当接部分を二重成形したり、あるいはインサートするな
ど本発明は広（適用することができるものである。

斯くして、本発明に係るレンズ保持機構によればレンズ
の周囲に設けた平行面をもった外縁部の少なくとも一方
の面部分に摩擦抵抗の小なる部材を介在せしめてレンズ
を保持するため、温度変化に基づくレンズの膨張・収縮
を吸収し、レンズの曲率半径の変化を防止することがで
きるとともにレンズの周囲へ平行面にて形成した外縁部
に上記摩擦抵抗の小なる部材を用いたことにより比較的
低コスト化が図れる利点がある。上記のようにレンズの
曲率半径の変化によるピント位置のずれ、あるいは各種
収差の悪化を防止することができ、この結果、比較的耐
温度性の弱いプラスチックレンズであってもその使用温
度範囲の拡大を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来方式によるレンズ保持機構の一例を示す光
軸を含む側面断面図、第２図は第１図における一点鎖線
円Ａ部の部分拡大図、第３図は従来方式に係るレンズ保
持機構の高温時における弊害を表わす説明図、第４図は
従来方式に係るレンズ保持機構の低温時における弊害を
表わす説明図。 第５図ａは本発明に係る第１実施例を示すレンズ保持機
構の光軸を含む側面断面図、第５図すは同図ａの分解斜
視図、第６図及び第７図は本発明に係る第２実施例を示
すレンズ保持機構の光軸を含む側面断面図、第８図は本
発明に係る第３実施例を適用した場合におけるレンズを
示し同図ａは正面図、同図すは光軸を含む側面断面図、
同図Ｃは裏面図、第９図は本発明に係る第４実施例を適
用した場合におけるレンズの斜視図、第１０図は本発明
に係る第５実施例を適用した場合におけるレンズの斜視
図をそれぞれ示すものである。 １・・・押え環 ２・・・鏡枠 ４・・・レンズ鏡枠胴付部 ５・・・嵌合部 ７．７ａ、７ｂ、１ｃ・−・レンズ ９・・・後部摩擦ワッシャ １０・・・前部摩擦ワッシャ １１．１２・・・平行面を有するレンズの外縁部１３・
・・（短冊形）断片部材 １４・・・（円形シート状）断片部材 １５・・・断片部材 １６・・・変形摩擦ワッシャ ＠１図 第２図 第３図 第４図 第５図 ｔＸｓ図 ａＸ１図 １１８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）鏡枠内にレンズを押え環にて保持するレンズ保持
   機構において、 鏡枠内径部に形成した胴付部と、レンズの周囲に一体に
   設けた平行面をもった外縁部と、上記外縁部と、上記外
   縁部を上記胴付部に押圧する押え環と、上記胴付部と外
   縁部およびまたは上記押え環と外縁部間に設けた摩擦係
   数の小なる摩擦ワッシャーとから成るレンズ保持機構。