JPH0429201A - Resin mold lens - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、例えばレーザービームプリンタに使用される
コリメータレンズや光デイスク用のピックアップレンズ
等に用いられる樹脂モールドレンズに関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a resin molded lens used, for example, as a collimator lens used in a laser beam printer or a pickup lens for an optical disk.
「従来の技術」
例えば、レーザービームを走査して画像を記録するレー
ザービームプリンタ等においては、レーザービームを平
行光とするためのコリメータレンズが用いられている。"Prior Art" For example, in a laser beam printer that records an image by scanning a laser beam, a collimator lens is used to convert the laser beam into parallel light.
第8図は従来のレーザビームプリンタのレーザー走査装
置を概略的に示したものであり、画像信号により変調さ
れた半導体レーザー光源1から出射されるレーザービー
ムをコリメータレンズ2によって平行光とした後に、ポ
リゴンミラー3により偏向走査し、更に結像レンズ4に
より記録媒体5上に結像して主走査を行っている。FIG. 8 schematically shows a laser scanning device of a conventional laser beam printer, in which a laser beam emitted from a semiconductor laser light source 1 modulated by an image signal is made into parallel light by a collimator lens 2, and then The polygon mirror 3 performs deflection scanning, and the imaging lens 4 forms an image on the recording medium 5 to perform main scanning.
このようなレーザー走査装置に用いられているコリメー
タレンズ2は、例えば第9図に示すように複数のガラス
レンズ6a、6b、6c、精烹スペーサ7、抑え環ねじ
8及び鏡筒9等によって構成されユニット化されている
。The collimator lens 2 used in such a laser scanning device is composed of a plurality of glass lenses 6a, 6b, 6c, a precision spacer 7, a retaining ring screw 8, a lens barrel 9, etc., as shown in FIG. and unitized.
しかし、このように複数のガラスレンズ68〜6cを組
合わせて構成したコリメータレンズユニットは、その組
立てに当って抑え環ねじ8のねじ締めトルクの厳格な管
理が必要であり、また玉押し加工などによる精密仕上加
工を要するため、大量生産には不向きである。そこで、
複数のレンズを用いる代りに屈折率分布型レンズを用い
ることによりレンズを単体化し、組立て工数を削減して
量産性を改善することも行われているが、この場合は組
立ては容易であるが、屈折率分布型レンズがガラスレン
ズよりも高価であるという欠点を有している。However, the collimator lens unit constructed by combining a plurality of glass lenses 68 to 6c in this way requires strict control of the tightening torque of the retainer ring screw 8 during assembly, and also requires cone processing etc. Because it requires precision finishing, it is not suitable for mass production. Therefore,
Instead of using multiple lenses, a gradient index lens is used to create a single lens, reduce the number of assembly steps, and improve mass production.In this case, assembly is easy, but Gradient index lenses have the disadvantage that they are more expensive than glass lenses.
一方、最近ではコリメータピックアップの小形軽量化及
びコストダウンの必要から、コリメータレンズをアクリ
ル又はポリカーボネイト系の合成樹脂で成型した樹脂モ
ールドレンズを使用することが試みられている。しかし
、コリメータレンズは光軸方向の位置変化つまりピント
ずれを厳格に抑える必要があるため、その鏡筒9はでき
る限り熱膨張率の低い材質を用いることが要求され、射
的には金属材料で造られている。On the other hand, recently, in order to reduce the size, weight, and cost of collimator pickups, attempts have been made to use resin molded lenses made of acrylic or polycarbonate-based synthetic resins as collimator lenses. However, since the collimator lens must strictly suppress positional changes in the optical axis direction, that is, defocus, the lens barrel 9 is required to be made of a material with as low a coefficient of thermal expansion as possible. It is built.
従って、アクリル又はポリカーボネイト系の樹脂で成型
した樹脂モールドレンズを用いた場合は、鏡筒9との間
に大きな熱膨張差を生ずることになる。例えば、アクリ
ルの熱膨張率は5〜9×10−’cm/cm/’Cであ
るから、外径が10mmのアクリルレンズを用いた場合
、±40℃の温度変化によってレンズの外径は28μm
の寸法変化を生ずる。一方、これに鋼製の鏡筒を組合わ
せた場合に、鋼の熱膨張率は1.5XlO−5cm/
c m / ’Cであるから、鏡筒9の寸法は約6μm
変化する。従って、高温時にはアクリルレンズは約22
μm圧縮され、逆に低温時には鏡筒9との間に約22μ
mの隙間を生ずることになる。Therefore, when a resin molded lens made of acrylic or polycarbonate resin is used, a large difference in thermal expansion will occur between the lens and the lens barrel 9. For example, the coefficient of thermal expansion of acrylic is 5 to 9 x 10-'cm/cm/'C, so if an acrylic lens with an outer diameter of 10 mm is used, the outer diameter of the lens will increase to 28 μm due to a temperature change of ±40°C.
This causes a dimensional change. On the other hand, when this is combined with a steel lens barrel, the coefficient of thermal expansion of steel is 1.5XlO-5cm/
cm/'C, the dimension of the lens barrel 9 is approximately 6 μm.
Change. Therefore, at high temperatures, the acrylic lens is approximately 22
μm compressed, and conversely, at low temperatures, the distance between the lens barrel 9 and the lens is approximately 22 μm.
This will result in a gap of m.
[発明が解決しようとする課題]
このように、例えばコリメータレンズをアクリル又はポ
リカーボネイトなどの樹脂で成型した場合に、レンズと
鏡筒9との熱膨張率の差により、高温時にはレンズの変
形又は破壊を生じ、逆に低温時にはレンズと鏡筒9との
間に収縮差による隙間を生じて、レンズが軸方向に移動
しピント位置が狂ってしまうという問題がある。更に、
樹脂製レンズを接着固定する場合に、接着剤の有機溶剤
成分によってレンズが変質するとか、接着剤の不足によ
って剥離するとか、或いは接着剤が適量を超えた場合に
は、接着剤がレンズ面へ廻り込むなどの問題点がある。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, for example, when a collimator lens is molded from a resin such as acrylic or polycarbonate, the lens may be deformed or destroyed at high temperatures due to the difference in thermal expansion coefficient between the lens and the lens barrel 9. On the other hand, at low temperatures, a gap is created between the lens and the lens barrel 9 due to the difference in shrinkage, which causes the lens to move in the axial direction, causing the focus position to be out of alignment. Furthermore,
When fixing resin lenses with adhesive, if the organic solvent component of the adhesive causes the lens to deteriorate, or if the lens peels off due to insufficient adhesive, or if the adhesive exceeds the appropriate amount, the adhesive may not reach the lens surface. There are problems such as rotation.
本発明の目的は、樹脂モールドレンズと鏡筒との熱膨張
率の差によって生ずる圧縮やがたを吸収してレンズの光
学性機能を安定化し、かつ接着剤による弊害をも除去で
きるようにした樹脂モールドレンズを提供することにあ
る。The purpose of the present invention is to stabilize the optical function of the lens by absorbing the compression and wobble caused by the difference in thermal expansion coefficient between the resin molded lens and the lens barrel, and also to eliminate the adverse effects caused by adhesives. Our objective is to provide resin molded lenses.
[課題を解決するための手段]
上述の目的を達成するために、本発明に係る樹脂モール
ドレンズにおいては、レンズ部の外周にレンズ固定部を
設け、該レンズ固定部を鏡筒へ取り付けるための弾性変
形可能なフック部を前記レンズ固定部の外方に延在した
ことを特徴とするものである。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the resin molded lens according to the present invention includes a lens fixing part provided on the outer periphery of the lens part, and a lens fixing part for attaching the lens fixing part to the lens barrel. The present invention is characterized in that an elastically deformable hook portion extends outward from the lens fixing portion.
[作用]
上述の構成を有する樹脂モールドレンズは、鏡筒に収納
された状態では、フック部の弾性変形により、高温時に
鏡筒との熱膨張率の差によってレンズに加わる圧縮力を
吸収し、逆に低温時には鏡筒との間に生ずるがたを吸収
する。[Function] When the resin molded lens having the above-mentioned configuration is housed in the lens barrel, the elastic deformation of the hook portion absorbs the compressive force applied to the lens due to the difference in coefficient of thermal expansion with the lens barrel at high temperatures. Conversely, at low temperatures, it absorbs the backlash that occurs between the lens and the lens barrel.
[実施例]
本発明を第1図〜第7図に図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。[Example] The present invention will be described in detail based on the example illustrated in FIGS. 1 to 7.
第1図は本発明を適用したコリメータレンズのユニット
を示し、第2図はコリメータレンズ単体の正面図、第3
図は側面図である。アクリル又はポリカーボネイトなど
の合成樹脂で成形されたコノメータレンズ11は、中央
部のレンズ部12とその周りを囲む周辺部13、及び周
辺部13から実施例では四方向に放射状に延長されると
共に前方に稍々曲けられた弾性変形可能なフック部14
とが一体に構成されている。このコリメータレンズ11
を収納する鏡筒15の内面には環状の凹溝16が設けら
れ、この凹溝16にコリメータレンズ11のフック部1
4の各先端部が嵌合されている。なお、鏡筒15の前端
部には適当な径を有する光学絞り17が設けられており
、鏡筒15の後方には半導体レーザー光源18が配置さ
れている。Figure 1 shows a collimator lens unit to which the present invention is applied, Figure 2 is a front view of the collimator lens alone, and Figure 3 is a front view of the collimator lens alone.
The figure is a side view. The conometer lens 11, which is molded from synthetic resin such as acrylic or polycarbonate, includes a central lens portion 12, a peripheral portion 13 surrounding the central lens portion 12, and a peripheral portion 13 that extends radially in four directions in the embodiment and extends forward. An elastically deformable hook portion 14 slightly bent
are integrally constructed. This collimator lens 11
An annular groove 16 is provided on the inner surface of the lens barrel 15 that accommodates the collimator lens 11.
4 are fitted. Note that an optical aperture 17 having an appropriate diameter is provided at the front end of the lens barrel 15, and a semiconductor laser light source 18 is disposed at the rear of the lens barrel 15.
コリメータレンズ11を鏡筒15内に取り付ける際は、
コリメータレンズ11のフック部14をすぼめた状態で
鏡筒15内に挿入して前方のA方向に押し込めば、フッ
ク部14の先端部が凹溝16に嵌合し、この嵌合後でも
フック部14は弾性変形された状態にあるので、その弾
力によってコリメータレンズ11は鏡筒15内に固定さ
れる。ここで、鏡筒15の内径をφD、コリメータレン
ズ11の外径つまりフック部14の先端部間をφd、コ
リメータレンズ11の熱収縮量を△dc、鏡筒15の熱
15I縮量を△Dcとして、φd〉φD−ΔDc+Δd
c =il)という条件にすれば、低温時にコ
リメータレンズ11と鏡筒15との間に隙間を生ずるこ
とがなく、コリメータレンズ11の移動を回避すること
ができる。また、高温時にはコリメータレンズ11が鏡
筒15よりも熱膨張するため、鏡筒15との間に圧縮応
力が発生してフック部14に曲げモーメントMが作用す
るが、これが材料の許容応力Oaを超えないようにフッ
ク部14の長さ2、厚さh、幅すを選定すればよい。When installing the collimator lens 11 inside the lens barrel 15,
If the hook part 14 of the collimator lens 11 is inserted into the lens barrel 15 in a shortened state and pushed forward in the A direction, the tip of the hook part 14 will fit into the groove 16, and even after this fitting, the hook part will remain intact. Since the lens 14 is in an elastically deformed state, the collimator lens 11 is fixed within the lens barrel 15 by its elasticity. Here, the inner diameter of the lens barrel 15 is φD, the outer diameter of the collimator lens 11, that is, the distance between the tips of the hook portions 14 is φd, the amount of thermal contraction of the collimator lens 11 is △dc, and the amount of thermal contraction of the lens barrel 15 is △Dc. As, φd〉φD−ΔDc+Δd
c = il), no gap is created between the collimator lens 11 and the lens barrel 15 at low temperatures, and movement of the collimator lens 11 can be avoided. In addition, at high temperatures, the collimator lens 11 thermally expands more than the lens barrel 15, so compressive stress is generated between the collimator lens 11 and the lens barrel 15, and a bending moment M acts on the hook portion 14, which increases the allowable stress Oa of the material. The length 2, thickness h, and width of the hook portion 14 may be selected so as not to exceed the length 2, thickness h, and width.
材料力学の板ばねの理論式から、フック部14の許容変
形量δaは、次の(2)式で表される。ただし、Eはヤ
ング率である。From the theoretical formula for a leaf spring in material mechanics, the allowable deformation amount δa of the hook portion 14 is expressed by the following formula (2). However, E is Young's modulus.
δa =212” oa /3hE
−(2)そこで、高温時におけるコリメータレンズ1
1の外径φdの熱膨張量をΔdH,鏡筒15の熱膨張量
を八〇〇とすると、
φd+ΔdH−(φD+八〇へ) >δa −(31と
なる。δa = 212” oa /3hE
-(2) Therefore, collimator lens 1 at high temperature
If the amount of thermal expansion of the outer diameter φd of the lens 1 is ΔdH and the amount of thermal expansion of the lens barrel 15 is 800, then φd+ΔdH-(to φD+80)>δa-(31).
これらの(1)〜(3)式の条件を満足するように、コ
リメータレンズ11の外径φd及びフック部14の形状
を選定すれば、低温時に生ずるコリメータレンズ11と
鏡筒15との隙間を無(すことができ、また高温時にコ
リメータレンズ11に加わる圧縮力を回避することがで
きる。If the outer diameter φd of the collimator lens 11 and the shape of the hook portion 14 are selected so as to satisfy the conditions of these formulas (1) to (3), the gap between the collimator lens 11 and the lens barrel 15 that occurs at low temperatures can be reduced. In addition, compressive force applied to the collimator lens 11 at high temperatures can be avoided.
第4図は第2の実施例を示し、この場合のコリメータレ
ンズ11はレンズ部12の周りにスカート状のフック部
14’が一体に成形され、このフック部14°には弾性
変形を容易にするためのスリット19と、鏡筒15への
挿入を案内するためのテーパ部20が設けられ、またレ
ンズ部12の周りには位置決め用の突き当て部21が設
けられている。一方、鏡筒15の内面にはコリメータレ
ンズ11を収納するための凹溝22が設けられ、この凹
溝22の前側の溝壁面23に前述の突き当て部21が当
接し、かつ凹溝22の後側の溝壁面24にフック部14
°の後端縁が係止されている。FIG. 4 shows a second embodiment, in which the collimator lens 11 has a skirt-like hook portion 14' integrally molded around the lens portion 12, and this hook portion 14° has a structure that allows easy elastic deformation. A slit 19 for guiding the lens part 12 and a tapered part 20 for guiding insertion into the lens barrel 15 are provided, and an abutting part 21 for positioning is provided around the lens part 12. On the other hand, a groove 22 for accommodating the collimator lens 11 is provided on the inner surface of the lens barrel 15. A hook portion 14 is attached to the rear groove wall surface 24.
° The rear edge is locked.
鏡筒15にコリメータレンズ11を嵌め込むには、円筒
状の治具Pをフック部14”の内部に挿入してコリメー
タレンズ11を鏡筒15内に矢印六方向に押し込めば、
突き当て部21が溝壁面23に当接し、かつフック部1
4°の後端縁を溝壁面24に強制的に係止することがで
きる。この数台状態では、フック部14′は直径方向に
も光軸方向にも弾力を保有しているから、コリメータレ
ンズ11と鏡筒15との間の熱膨張率の差による変形を
吸収することができる。また、構造的にコリメータレン
ズ11の表側と裏側を明瞭に区別できるので、組立時に
コリメータレンズ11の挿入方向を誤まることもない。To fit the collimator lens 11 into the lens barrel 15, insert a cylindrical jig P into the hook portion 14'' and push the collimator lens 11 into the lens barrel 15 in the six directions of the arrows.
The abutting portion 21 abuts against the groove wall surface 23 and the hook portion 1
The 4° rear end edge can be forcibly locked to the groove wall surface 24. In this state of several units, the hook portion 14' has elasticity both in the diameter direction and in the optical axis direction, so it can absorb deformation due to the difference in thermal expansion coefficient between the collimator lens 11 and the lens barrel 15. I can do it. Further, since the front side and the back side of the collimator lens 11 can be clearly distinguished structurally, there is no possibility of erroneously inserting the collimator lens 11 in the direction of insertion during assembly.
第5図は本発明の第3の実施例を示し、この場合に鏡筒
15に収容されたコリメータレンズ11は抑え環ねじ2
5により固定されている。ここで、鏡筒15と抑え環ね
じ25とを熱膨張率の低い材質で造ると、熱変形による
鏡筒15と抑え環ねじ25との隙間ΔC1の変化は極め
で小さくなり、またコリメータレンズ11のフック部1
4の弾性変形によってコリメータレンズ11自体の熱変
形を吸収することができ、径方向の変化を抑えることが
可能である。一方、軸方向の変化はコリメータレンズ1
1を鏡筒15に突き当て、更に抑え瓜ねじ25をコリメ
ータレンズ11に突き当たるまでねじ込んで固定するこ
とにより規制することができる。FIG. 5 shows a third embodiment of the present invention, in which the collimator lens 11 housed in the lens barrel 15 has a retaining ring screw 2.
It is fixed by 5. Here, if the lens barrel 15 and the retainer ring screw 25 are made of a material with a low coefficient of thermal expansion, the change in the gap ΔC1 between the lens barrel 15 and the retainer ring screw 25 due to thermal deformation will be extremely small, and the collimator lens 11 hook part 1
The elastic deformation of the collimator lens 11 itself can absorb the thermal deformation of the collimator lens 11 itself, making it possible to suppress changes in the radial direction. On the other hand, the change in the axial direction is caused by the collimator lens 1
1 abuts against the lens barrel 15, and further screws in the retaining screw 25 until it abuts against the collimator lens 11, thereby regulating the collimator lens 11.
第6図、第7図は第4の実施例を示し、第6図はコリメ
ータレンズ11を鏡筒15に収納した状態を示し、第7
図はコリメータレンズ11の原形を示す側面図である。6 and 7 show the fourth embodiment, FIG. 6 shows the collimator lens 11 housed in the lens barrel 15, and FIG.
The figure is a side view showing the original form of the collimator lens 11.
この実施例では、コリメータレンズ11を射出成形する
ときに材料のゲート跡が残るという問題を回避するため
、各フック部14の先端部に段差26が設けられている
。In this embodiment, a step 26 is provided at the tip of each hook portion 14 in order to avoid the problem of leaving gate marks on the material when the collimator lens 11 is injection molded.
この場合に、コリメータレンズ11を鏡筒15内面の凹
溝27に嵌合して取り付けているが、この状態では各フ
ック部14の先端部と鏡筒15内面との間に隙間ΔC2
が生ずるので、この隙間を利用してフック部14を矢印
H方向に撓ませ、かつJ方向に押し出すことによって鏡
筒15からコリメータレンズ11を取り出すことも可能
である。In this case, the collimator lens 11 is attached by fitting into the groove 27 on the inner surface of the lens barrel 15, but in this state, there is a gap ΔC2 between the tip of each hook portion 14 and the inner surface of the lens barrel 15.
Therefore, it is also possible to take out the collimator lens 11 from the lens barrel 15 by using this gap to bend the hook portion 14 in the direction of arrow H and push it out in the direction of J.
更に、鏡筒15の外周に各フック部14を対向する位置
に通し孔28を設け、ここから各フック部14を撓ませ
ることによって、コリメータレンズ11を取り外すこと
もできる。Furthermore, the collimator lens 11 can be removed by providing a through hole 28 on the outer periphery of the lens barrel 15 at a position facing each hook portion 14, and by bending each hook portion 14 from there.
[発明の効果]
以上説明したように本発明に係る樹脂モールドレンズは
、レンズ部の周りに一体に成形した弾性変形可能なフッ
ク部により、熱変形によるレンズの破壊やピントずれ等
を回避することができる。[Effects of the Invention] As explained above, the resin molded lens according to the present invention avoids breakage of the lens and loss of focus due to thermal deformation due to the elastically deformable hook portion integrally molded around the lens portion. I can do it.
また、レンズの鏡筒への組込みが極めて容易であり、部
品点数を減少できること等と相まって大幅にコストダウ
ンができるという利点もある。In addition, the lens can be assembled into the lens barrel extremely easily, which has the advantage that the number of parts can be reduced, and costs can be significantly reduced.
図面第1図〜第7図は本発明に係る樹脂モールドレンズ
の実施例を示し、第1図は第1の実施例の断面図、第2
図はレンズの原形の正面図、第3図はその側面図、第4
図は第2の実施例の断面図、第5区は第3の実施例の断
面図、第6図は第4の実施例の断面図、第7図はレンズ
の原形の側面図であり、第8図は従来のレーザービーム
プリンタのレーザー走査装置の斜視図、第9図は従来の
コリメータレンズユニットの断面図である。
符号lはコリメータレンズ、12はレンズ部、14はフ
ック部、15は鏡筒、16は凹溝、17は光学絞り、1
9はスリット、20はテーパ部、21は突き当て部、2
2は凹溝、23.24は溝壁面、25は抑え環ねじであ
る。
特許出願人 キャノン株式会社
第1図
第5図
第6図1 to 7 show examples of the resin molded lens according to the present invention, and FIG. 1 is a sectional view of the first example, and FIG.
The figure is a front view of the original shape of the lens, the third figure is a side view, and the fourth figure is a front view of the original shape of the lens.
The figure is a sectional view of the second embodiment, the fifth section is a sectional view of the third embodiment, FIG. 6 is a sectional view of the fourth embodiment, and FIG. 7 is a side view of the original shape of the lens. FIG. 8 is a perspective view of a laser scanning device of a conventional laser beam printer, and FIG. 9 is a sectional view of a conventional collimator lens unit. Symbol l is a collimator lens, 12 is a lens portion, 14 is a hook portion, 15 is a lens barrel, 16 is a concave groove, 17 is an optical diaphragm, 1
9 is a slit, 20 is a tapered portion, 21 is an abutment portion, 2
2 is a concave groove, 23 and 24 are groove wall surfaces, and 25 is a retaining ring screw. Patent applicant Canon Co., Ltd. Figure 1 Figure 5 Figure 6
Claims (1)
定部を鏡筒へ取り付けるための弾性変形可能なフック部
を前記レンズ固定部の外方に延在したことを特徴とする
樹脂モールドレンズ。1. A resin molded lens characterized in that a lens fixing part is provided on the outer periphery of the lens part, and an elastically deformable hook part for attaching the lens fixing part to a lens barrel extends outside the lens fixing part. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13580790A JPH0429201A (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Resin mold lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13580790A JPH0429201A (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Resin mold lens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0429201A true JPH0429201A (en) | 1992-01-31 |
Family
ID=15160285
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13580790A Pending JPH0429201A (en) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | Resin mold lens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0429201A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6466276B1 (en) | 1997-09-11 | 2002-10-15 | Nec Corporation | Signal distributing/synthesizing apparatus |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP13580790A patent/JPH0429201A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6466276B1 (en) | 1997-09-11 | 2002-10-15 | Nec Corporation | Signal distributing/synthesizing apparatus |
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