JP3040784U - 照明用ズームレンズ - 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。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

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。

【０００２】

【従来の技術】

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。

【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。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

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。

【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。

【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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００１３】

【考案の効果】

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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】上記レンズの使用状況を示したものである。

【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。

【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。

【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。

【図６】上記レンズの使用状況を示したものである。

【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。

【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。

【図９】従来レンズの使用状況を示したものである。

【符号の説明】

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

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【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。