JP3040784U - Zoom lens for lighting - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】照射サイズを変更する場合に、照明レンズを移
動させる必要もピントを合わせ直す必要もない照明レン
ズ、いわゆる照明用ズームレンズを提供することを課題
とする。 【解決手段】正のパワーを持つ第１群レンズと、負のパ
ワーを持つ第２群レンズと、正のパワーを持つ第３群レ
ンズから構成される光学系を、第１群と第３群は固定し
て第２群を移動させる機構を取り付けた鏡筒２で保持す
る。 It is an object of the present invention to provide an illuminating lens, which is a so-called illuminating zoom lens, which does not require moving the illuminating lens and refocusing when changing the irradiation size. SOLUTION: An optical system including a first group lens having a positive power, a second group lens having a negative power, and a third group lens having a positive power is provided as a first group and a third group. Is held by the lens barrel 2 to which a mechanism for fixing and moving the second group is attached.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【０００１】[0001]

【考案の属する技術分野】[Technical field to which the invention belongs]

本考案は、特定領域を照明するのに用いられるレンズ、いわゆる照明レンズに 関する。 The present invention relates to a lens used to illuminate a specific area, a so-called illumination lens.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

近年、電子部品や光学部品の組立てに接着が利用されるようになってきた。特 に、光硬化型の接着剤は接着前に精密な位置決めができ、硬化時間も短いので多 用されている。このような光硬化型の接着剤に対しては紫外光または可視光を、 目的とする領域だけに照射して硬化させる必要があり、そのために照明レンズが 用いられる。 In recent years, adhesives have come to be used for assembling electronic components and optical components. In particular, photo-curing adhesives are widely used because they enable precise positioning before bonding and the curing time is short. For such a photo-curing adhesive, it is necessary to irradiate only the intended region with ultraviolet light or visible light to cure it, and an illumination lens is used for that purpose.

【０００３】 図９は従来の照明レンズ３が使用される状況を表している。光源７０からファ イバー６０を用いて導かれた光は、照明レンズ３によって照射面４０を照明する 。この場合、照明レンズ３は２次光源５０と照射面４０を共役にすることによっ て、目的とする領域だけを効率よく照射するようになっている。ここで２次光源 には、図示したファイバーの出射端の他、コンデンサーレンズの開口絞り、ロッ ドの出射端、フライアイレンズ、などが含まれ、さらには、ハロゲンランプや超 高圧水銀灯などの光源そのもの（１次光源）も含まれる。FIG. 9 shows a situation in which the conventional illumination lens 3 is used. The light guided from the light source 70 using the fiber 60 illuminates the irradiation surface 40 by the illumination lens 3. In this case, the illumination lens 3 makes the secondary light source 50 and the irradiation surface 40 conjugate with each other so that only the target region is efficiently irradiated. Here, the secondary light source includes, in addition to the exit end of the fiber shown in the figure, an aperture stop of a condenser lens, an exit end of a rod, a fly-eye lens, and the like. It itself (primary light source) is also included.

【０００４】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

ところで、近年は製品のライフサイクルが短くなっており、接着すべき部品の サイズも短いサイクルで変わる。これに伴って照射径も変更する必要がある。し かし、従来の照明レンズは固定焦点型であったため、照射径を変更する場合は照 明レンズと照射面の距離を変更する必要があった。 By the way, the life cycle of products has been shortened in recent years, and the size of parts to be bonded changes in a short cycle. Along with this, it is necessary to change the irradiation diameter. However, since the conventional illumination lens was a fixed focus type, it was necessary to change the distance between the illumination lens and the irradiation surface when changing the irradiation diameter.

【０００５】 ところが、照明レンズと照射面の距離を変更して目的とする照射径を得る作業 は意外にやっかいなものである。 第１に照明レンズを移動させると、接着作業に必要な他の機材、たとえばディ スペンサーや顕微鏡などとぶつかったりすることがよくある。 第２に、レンズの移動が首尾よくできても、照明レンズの移動後はピントが狂 って照射領域のエッジがぼけるのでピントを合わせ直さなくてはならない。しか も、ピントを合わせ直すと照射径が変わってしまい、再度照明レンズを移動させ る必要が生じる。このため、従来は照射レンズの移動とピントの再調整を繰り返 しながら徐々に目的とする照射径に追い込む必要があり、経験と勘を要するやっ かいな作業であった。However, changing the distance between the illumination lens and the irradiation surface to obtain a desired irradiation diameter is surprisingly troublesome. First, when the illumination lens is moved, it often collides with other equipment necessary for the bonding work, such as a dispenser and a microscope. Secondly, even if the lens can be moved successfully, the focus of the illumination lens will be out of focus and the edge of the irradiation area will be blurred after the movement of the illumination lens, and the focus must be adjusted again. However, if the focus is adjusted again, the irradiation diameter will change, and it will be necessary to move the illumination lens again. For this reason, conventionally, it was necessary to gradually move to the target irradiation diameter while repeating the movement of the irradiation lens and readjustment of the focus, which was a troublesome work requiring experience and intuition.

【０００６】 そこで、本考案は照射径を変更する場合に、照明レンズを移動させる必要もピ ントを合わせ直す必要もない照明レンズ、いわゆる照明用ズームレンズを提供す ることを課題とする。Therefore, it is an object of the present invention to provide an illumination lens, which is a so-called zoom lens for illumination, which does not require the illumination lens to be moved and the pin to be adjusted again when the irradiation diameter is changed.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

正のパワーを持つ第１群レンズ１０と、負のパワーを持つ第２群レンズ２０と 、正のパワーを持つ第３群レンズ３０から構成される光学系１を、第１群と第３ 群を固定して第２群を移動させる機構を取り付けた鏡筒２で保持する。 An optical system 1 including a first group lens 10 having a positive power, a second group lens 20 having a negative power, and a third group lens 30 having a positive power is provided as a first group and a third group. Is held and held by the lens barrel 2 to which a mechanism for moving the second group is attached.

【０００８】[0008]

【考案の第１の実施の形態】 図１は、本考案による照明用ズームレンズの第１の例の構成を示したものであ る。２次光源５０を出た光は、第１群レンズ１０から第３群レンズ３０までを通 過し、照射面４０を照明する。図１の上図は最低倍率時の配置、下図は最高倍率 時の配置であり、第２群レンズ２０のみが移動している。 鏡筒２にはスライド式の移動機構が付けられており、第２群２０を移動可能に している。鏡筒は２重になっており、第２群は内側の鏡筒に固定される。内部鏡 筒にはピンが取り付けられ、外部鏡筒の外にピンの先端が出されている。第２群 を移動させる場合は、鏡筒外部よりこのピンを動かせばよい。 以下にレンズデータを示す。長さの単位はミリメートルである。 面 曲率半径 間隔 屈折率 １ １２．７ ２ −−− ５ １．４７４５３ ３ −１１．９ ０．５ ４ １１．９ ５ １．４７４５３ ５ −−− ｘ ６ −９．９ １．５ １．４７４５３ ７ １４．９ ｙ ８ ２５．４ ８ １．４７４５３ ９ −２５．４ ６０ ２次光源側ＮＡ＝０．２３ ２次光源最大サイズ＝φ５．８ ｘ＝４．８〜２４ ｙ＝２７．４−ｘ 第１群レンズ焦点距離＝１２．７ 第２群レンズ焦点距離＝−１２．３ 第３群レンズ焦点距離＝２８．２ 合成焦点距離＝６７〜１１．７ 倍率＝１．７〜７．８（ズーム比４．６） 上記のように、本実施形態においては、第１群は２枚の平凸レンズ、第２群は 両凹単レンズ、第３群は両凸単レンズから成る。この中で、第２群を移動させれ ば照射径を４．６倍変更できる。First Embodiment of the Invention FIG. 1 shows the configuration of a first example of a zoom lens for illumination according to the present invention. The light emitted from the secondary light source 50 passes from the first lens group 10 to the third lens group 30 and illuminates the irradiation surface 40. The upper diagram of FIG. 1 shows the arrangement at the lowest magnification, and the lower diagram shows the arrangement at the highest magnification, with only the second lens group 20 moving. A slide type moving mechanism is attached to the lens barrel 2 so that the second group 20 can be moved. The lens barrel is doubled, and the second group is fixed to the inner lens barrel. A pin is attached to the inner lens barrel, and the tip of the pin is exposed outside the outer lens barrel. When moving the second lens group, this pin may be moved from outside the lens barrel. The lens data is shown below. The unit of length is millimeter. Surface Curvature radius Spacing Refractive index 1 12.7 2 --- 5 1.47453 3 -11.9 0.5 4 11.9 5 1.47453 5 --- x 6 -9.9 1.5 1.47453 7 14.9 y 8 25.4 8 1.47453 9 −25.4 60 Secondary light source side NA = 0.23 Secondary light source maximum size = φ5.8 x = 4.8 to 24 y = 27.4− x First lens group focal length = 12.7 Second lens group focal length = -12.3 Third lens group focal length = 28.2 Combined focal length = 67 to 11.7 Magnification = 1.7 to 7.8 (Zoom ratio 4.6) As described above, in the present embodiment, the first group includes two plano-convex lenses, the second group includes a biconcave single lens, and the third group includes a biconvex single lens. Among them, the irradiation diameter can be changed by 4.6 times by moving the second group.

【０００９】 次に、図２を用いて本実施形態による照明レンズが利用される状況について説 明する。 ７０は光源であり、ファイバー６０によってロッド５２に光を供給する。ロッ ド５２は、底面が内接円直径５ミリの六角形で長さ８０ミリの透明な六角柱であ る。光はその内部で全反射を繰り返し、出射端面５１の光強度分布は均一になる 。 照明用ズームレンズは、照射面４０に出射端面５１の拡大像４１を作成する。 照射面４０には、位置決めされた電子部品や光学部品等が置かれ、光が当たった 領域４１のみ接着剤が硬化する。 第２群レンズを最も第１群に近づけた場合、照射領域は図３のように内接円直 径８．４ミリになり、倍率は１．７倍である。図４は第２群レンズを最も第３群 に近づけた場合で、内接円直径は３９ミリになり倍率は７．８倍である。この他 、図示はしないが、両者の中間領域においても良好な照明ができる。 このように、本考案による照明レンズは、第２群レンズを動かすだけで、ピン トを維持したまま照射径を変更できる。Next, a situation in which the illumination lens according to the present embodiment is used will be described with reference to FIG. A light source 70 supplies light to the rod 52 by the fiber 60. The rod 52 is a transparent hexagonal column having a bottom surface of a hexagonal shape with a diameter of 5 mm and a length of 80 mm. The light repeatedly undergoes total internal reflection, and the light intensity distribution on the emission end face 51 becomes uniform. The illumination zoom lens creates a magnified image 41 of the emission end face 51 on the irradiation surface 40. Positioned electronic components, optical components, etc. are placed on the irradiation surface 40, and the adhesive cures only in the area 41 exposed to light. When the second lens group is closest to the first lens group, the irradiation area has an inscribed circle straight diameter of 8.4 mm as shown in FIG. 3, and the magnification is 1.7 times. FIG. 4 shows the case where the second lens group is closest to the third lens group, the inscribed circle diameter is 39 mm, and the magnification is 7.8 times. In addition, although not shown, good illumination can be achieved even in the intermediate region between the two. Thus, the illumination lens according to the present invention can change the irradiation diameter while maintaining the focus simply by moving the second lens group.

【００１０】 次に、通常のズームレンズはバリエーターと呼ばれる群と、コンペンセーター と呼ばれる群の合計２つの群を移動する必要があるのに、なぜ本考案による照明 レンズは１つの群だけを動かせば足りるのか説明する。 通常のズームレンズは鮮鋭な像を形成するよう設計されており、変倍した場合 に許されるピントのズレはきわめてわずかである。しかし、照明レンズにおいて はピントがズレても２次光源像のエッジがぼけて均一照射領域が多少減少する程 度である。従って、許されるピントのズレは大きい。さらに、もともと照明レン ズは鮮鋭度の収差（球面収差、コマ収差、非点収差、像面湾曲）の残存量が大き い。このためピントのズレは実際上顕在化しない。以上の理由によってコンペン セーターは不要になり、移動群は１つで足りることになる。 移動群が１つであるため、通常のズームレンズで必要なカムは不要になり、移 動群はネジやスライドで動かせば足りることになる。これはレンズコストを下げ る上で大きなメリットである。Next, an ordinary zoom lens needs to move a total of two groups, a group called a variator and a group called a compensator. Why should the illumination lens according to the present invention move only one group? Explain if it is sufficient. A normal zoom lens is designed to form a sharp image, and the shift in focus that is allowed when zooming is extremely small. However, in the illumination lens, even if the focus is deviated, the edge of the secondary light source image is blurred and the uniform irradiation area is slightly reduced. Therefore, the allowable focus shift is large. Furthermore, the illumination lens originally has a large residual amount of sharpness aberration (spherical aberration, coma, astigmatism, field curvature). For this reason, the focus shift does not actually appear. For the above reasons, the compensator is no longer necessary and only one moving group is required. Since there is only one moving group, the cam that is necessary for a normal zoom lens is not required, and the moving group can be moved with screws or slides. This is a great advantage in reducing the lens cost.

【００１１】[0011]

【考案の第２の実施の形態】 図５は、本考案による照明用ズームレンズの第２の例の構成を示したものであ る。 以下にそのレンズデータを示す。 面 曲率半径 間隔 屈折率 １ ３５．３ ２ −−− ９ １．４７４５３ ３ −３０ ０．５ ４ ３０ ９ １．４７４５３ ５ −−− ｘ ６ −１６ ２ １．４７４５３ ７ −−− ｙ ８ ９４ １３ １．４７４５３ ９ −４３ １５７ ２次光源側ＮＡ＝０．２２ ２次光源最大サイズ＝φ１４ ｘ＝１９．６〜５６．５ ｙ＝５９−ｘ 第１群レンズ焦点距離＝３１．７ 第２群レンズ焦点距離＝−３３．７ 第３群レンズ焦点距離＝６４．１ 合成焦点距離＝１０２〜２８ 倍率＝２．２〜７．２（ズーム比３．３） 上記のように、本実施形態においては、第１群は２枚の平凸レンズ、第２群は平 凹単レンズ、第３群は両凸単レンズから成る。この内、第２群を移動させれば照 射径を３．３倍変更できる。Second Embodiment of the Invention FIG. 5 shows the configuration of a second example of the illumination zoom lens according to the present invention. The lens data is shown below. Surface Curvature radius Spacing Refractive index 1 35.3 2 --- 9 1.474453 3-30 0.5 4 30 9 1.47453 5 --- x 6-16 2 1.47453 7 --- y 8 94 13 13 1.47453 9 −43 157 Secondary light source side NA = 0.22 Secondary light source maximum size = φ14 x = 19.6 to 56.5 y = 59−x First group lens focal length = 31.7 Second group Lens focal length = −33.7 Third group lens focal length = 64.1 Composite focal length = 102 to 28 Magnification = 2.2 to 7.2 (zoom ratio 3.3) As described above, in the present embodiment. The first group consists of two plano-convex lenses, the second group consists of plano-concave single lenses, and the third group consists of biconvex single lenses. Of these, the irradiation diameter can be changed 3.3 times by moving the second group.

【００１２】 図６は本実施形態による照明レンズが利用される状況を示したものである。２ 次光源としては、端面５３を正方形状にしたファイバーを用いる。その１辺の長 さは１０ミリである。 この場合、照射面上の照射領域は図７のようになる。これは、第２群レンズを 最も第１群に近づけた場合のものであり、倍率は２．２倍である。図８は第２群 レンズを最も第３群に近づけた場合のものであり、倍率は７．２倍である。この 他、図示はしないが、両者の中間領域においても良好な照明ができる。 このように、本考案による照明レンズは、第２群レンズを動かすだけで、ピン トを維持したまま照射径を変更できる。FIG. 6 shows a situation in which the illumination lens according to the present embodiment is used. A fiber having a square end face 53 is used as the secondary light source. The length of one side is 10 mm. In this case, the irradiation area on the irradiation surface is as shown in FIG. This is the case where the second lens group is closest to the first lens group, and the magnification is 2.2. FIG. 8 shows the case where the lens of the second group is closest to the third group, and the magnification is 7.2 times. In addition, although not shown, good illumination can be achieved even in an intermediate region between them. Thus, the illumination lens according to the present invention can change the irradiation diameter while maintaining the focus simply by moving the second lens group.

【００１３】[0013]

【考案の効果】[Effect of the invention]

本考案によるレンズは、照射径を変更する場合に照明レンズを移動させる必要 がない。このため、照射径を変更する場合に他の機材にぶつかる心配がない。 さらに、照射径を変更してもピントを合わせ直す必要がない。このため、経験 と勘に頼らなくても迅速かつ的確に照射径を調整できる。 The lens according to the present invention does not need to move the illumination lens when changing the irradiation diameter. Therefore, when changing the irradiation diameter, there is no fear of hitting other equipment. Further, even if the irradiation diameter is changed, it is not necessary to refocus. Therefore, the irradiation diameter can be adjusted quickly and accurately without resorting to experience and intuition.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本考案による照明用ズームレンズの第１の例の
構成を示したものである。FIG. 1 shows a configuration of a first example of a zoom lens for illumination according to the present invention.

【図２】上記レンズの使用状況を示したものである。FIG. 2 shows a usage situation of the lens.

【図３】上記レンズの最低倍率時の照射領域を示したも
のである。FIG. 3 shows an irradiation area of the above lens at the minimum magnification.

【図４】上記レンズの最高倍率時の照射領域を示したも
のである。FIG. 4 shows an irradiation area of the above lens at the maximum magnification.

【図５】本考案による照明用ズームレンズの第２の例の
構成を示したものである。FIG. 5 shows the configuration of a second example of the illumination zoom lens according to the present invention.

【図６】上記レンズの使用状況を示したものである。FIG. 6 shows how the lens is used.

【図７】上記レンズの最低倍率時の照射領域を示したも
のである。FIG. 7 shows an irradiation area of the above lens at the minimum magnification.

【図８】上記レンズの最高倍率時の照射領域を示したも
のである。FIG. 8 shows an irradiation area at the maximum magnification of the lens.

【図９】従来レンズの使用状況を示したものである。FIG. 9 shows how the conventional lens is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１：光学系 ２：鏡筒 １０：第１群レンズ ２０：第２群レンズ ３０：第３群レンズ ４０：照射面 ５０：２次光源 1: Optical system 2: Lens barrel 10: First group lens 20: Second group lens 30: Third group lens 40: Irradiation surface 50: Secondary light source

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Utility model registration claims] 【請求項１】 正のパワーを持つ第１群レンズ１０と、
負のパワーを持つ第２群レンズ２０と、正のパワーを持
つ第３群レンズ３０から構成される光学系１を、第１群
と第３群を固定して第２群を移動させる機構を取り付け
た鏡筒２で保持したことを特徴とする照明用ズームレン
ズ。1. A first lens group 10 having a positive power,
An optical system 1 including a second lens group 20 having negative power and a third lens group 30 having positive power is provided with a mechanism for moving the second lens group while fixing the first and third lens groups. A zoom lens for illumination, which is held by the attached lens barrel 2.