JPS6289920A - 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はレンズ鏡枠胴付部であり、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ｌ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、たとえば常温
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を形成する素材の線膨張
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を固定す
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
状態下で設計クリアランスに部組されており、この結果
高温状態にあっては直接レンズの面形状に影口を与える
ことになる。特にこの影容は押え環Ｉ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（第１図
一点鎖線円Ａ部）を第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７の表面に凹みが生
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１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、この結果第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ＩＰにあった
にもかかわらず高温状態下では位置Ｐ、にまで膨張し、
レンズの曲率半径はｒ＝ＯＰ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１゜、常温時よりｔ′ｃ
温度が高いときをβ、レンズの線膨張率をαとすると Ｘ、＝Ｘ０・　（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
以上に縮少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の光軸上の球面は
、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の曲率半径はｒ−百丁か
らｒ２＝○ｚｐｚ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！。、常温時よりｔ　”
ｃ温度が低いとき！２、レンズの線膨張率をαとすると
Ｉ！２＃β。・　（ｌ＋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。特に比較的耐温度性の弱いプ
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。

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
。

即ち、本発明は鏡枠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、レンズに外縁部を設けるとともに
この外縁部と押え環および／または鏡枠胴材部間の複数
箇所に摩擦係数の小なる部材、例えばシート部材を介在
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、本発明に通用できる種々の実施例についえ図面を
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
弐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ｈ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が嵌人される。

この後部摩擦ワッシャ９の形状は上記嵌合部５と嵌合可
能で、鏡枠利付部及びレンズ７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＝Ｏ，ＯＳ〜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合成樹脂、
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利付部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、更に前部摩擦ワッシャ１０を鏡枠内へ挿入
し、上記レンズ７０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
しても当該温度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両摩擦ワッシャ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７０周囲
い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。その他のレンズ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
をそれぞれ挾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１１」俺
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Ｎ１の間のみに前部
摩擦ワッシャ１０を介在せしめ、後部摩擦ワッシャ９を
取除いでも第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図では前部摩擦ワンシャ１０
のみを用いた場合を例示したが、逆にレンズ７とレンズ
鏡枠胴付部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測データを掲載する。

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２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 （従来方式・・・第１図の場合）　　　　　単位ｍ７ｍ
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ＩＯの両摩擦ワッシャを使用した場合（第１表
）でも、あるいは第７図の如くき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
た場合の実施例を示す。なお、レンズ７ａは前述したレ
ンズ７と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１１が形成されている。

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
を含む平面で且つレンズの光束を遮ぎらない部分におい
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に等間隔で貼着する
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１
０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応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、レンズを成形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
など本発明は広く適応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
の外縁部の複数箇所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、レンズの曲率半径半径の変化お防
止うろことができるとともに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。

さらに、本発明においては、従来プラスチックの温度変
化、振動等による応力緩和によって生じていた押え環の
ゆるみトルクの減少を摩擦抵抗の小なる部材の弾性を利
用することにより防止することができレンズ保持機構に
おけるレンズのガタつきも除去することができる。

更にまた、本発明は従来方式におけるレンズ保持機構に
もそのまま適用することができる利点があり、それゆえ
に量産性、低コスト化、作業能率化の観点からも多くの
利益をもたらすものであり、本発明に係る技術的効果は
極めて大きいものである。

【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。 １・・・押え環 ２・・・鏡枠 ４・・・レンズ鏡枠胴付部 ５・・・嵌合部 ７．７ａ、７ｂ、７Ｃ−−−Ｌ／：／ズ９・・・後部摩
擦ワッシャ １０・・・後部摩擦ワッシャ １１．１２・・・平行面を存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 第１　図 ＠２図 第３図 第４図 ＠５図 第６図 １．、ｌ　、ｌ　　；２ 第７図 ｔＭＳ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、前記レンズの外周に平行面をもった外縁
   部を設けるとともに当該レンズの外縁部と前記押え環お
   よび／または鏡枠胴付部間の複数箇所に摩擦係数の小な
   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レンズ保持機構。