(57)【要約】【課題】熱が加わって膨張しても面精度をできるだけ低下させることのないプラスチックレンズと、このようなプラスチックレンズを保持する鏡胴と、このようなプラスチックレンズを鏡胴に保持するためのレンズ保持構造とを、提供する。【解決手段】両光学面の間に有する略フランジ状の突出部１ａにおいて光軸方向における両側に向かって最も張り出している両端面１ｂ，１ｃが、光軸方向に対して直交しているように、プラスチックレンズ１を構成する。また、内径が異なるとともに互いに同軸な状態で隣接する大径部及び小径部の境界に、その中心軸に対して直交する輪帯状の被当付面２ａを有するように、鏡胴２を構成する。また、大径部の内面に、小径部側に向かって広がる円錐面を持つ回転体状の溝２ｂを有するように、鏡胴２を構成する。さらに、自然状態において大径部の内径よりも大きい径を有するＣ字状のリングバネ３を有するように、鏡胴２を構成する。【選択図】　　図３
2004125966.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学面を両側に有するとともにその光軸に直交する径方向に向かって突出する略フランジ状の突出部を前記両光学面の間に有するプラスチックレンズであって、
前記突出部において前記光軸方向に向かって最も張り出している両端面は、前記光軸方向に対して直交している
ことを特徴とするプラスチックレンズ。
【請求項２】
前記突出部の外周面が、テーパー状に形成されている
ことを特徴とする請求項１記載のプラスチックレンズ。
【請求項３】
光学面を両側に有するとともにその光軸に直交する径方向に向かって突出する略フランジ状の突出部を前記両光学面の間に有するプラスチックレンズを保持するための鏡胴であって、
前記プラスチックレンズの前記突出部の外径よりも小さい内径を有する小径部と、
前記プラスチックレンズを挿入可能な内径を有し、前記小径部と同軸な状態でこれと隣接するとともに、その内面に、前記小径部側に向かって広がる円錐面を持つ回転体状の溝が、その周方向に沿って形成されている大径部と、
前記小径部及び前記大径部の境界に形成されるとともに中心軸に対して直交する輪帯状の被当付面と、
自然状態において前記大径部の内径よりも大きい径を有するＣ字状のリングバネと
を備えることを特徴とする鏡胴。
【請求項４】
光学面を両側に有するとともにその光軸に直交する径方向に向かって突出する略フランジ状の突出部を前記両光学面の間に有するプラスチックレンズを、鏡胴に保持するためのレンズ保持構造であって、
前記鏡胴は、
前記プラスチックレンズの前記突出部の外径よりも小さい内径を有する小径部と、
前記プラスチックレンズを挿入可能な内径を有し、前記小径部と同軸な状態でこれと隣接するとともに、その内面に、前記小径部側に向かって広がる円錐面を持つ回転体状の溝が、その周方向に沿って形成されている大径部と、
前記小径部及び前記大径部の境界に形成されるとともに中心軸に対して直交する輪帯状の被当付面と、
自然状態において前記大径部の内径よりも大きい径を有するＣ字状のリングバネと
を備え、
前記プラスチックレンズの前記突出部において前記光軸方向に向かって最も張り出している両端面は、前記光軸方向に対して直交しているとともに、
前記両端面のうちの一方の端面は、前記プラスチックレンズが前記大径部に挿入されることによって前記被当付面に当て付けられ、
他方の端面と前記溝の円錐面との間には、前記鏡胴と同軸な前記リングバネが介在する
ことを特徴とするレンズ保持構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プラスチックレンズと、このようなプラスチックレンズを保持する鏡胴と、このようなプラスチックレンズを鏡胴に保持するためのレンズ保持構造とに、関する。
【０００２】
【従来の技術】
周知ように、光学部材の素材として、透明な樹脂、すなわちプラスチックが、広く用いられている。プラスチックには、ガラスに比べると、非常に安い材料によって製造することができるという利点があり、また、成形し易く、然も、入射した光束を吸収する量が少ないといった利点もある。
【０００３】
ところで、金属の鏡胴内にレンズを固定する方法には、様々なものがある。例えば、鏡胴の内部の当付面（大径部と小径部との境界に形成される輪帯状の被当付面）に対してレンズを付勢する方法，鏡胴内に嵌め入れられたレンズの周縁を接着剤によって鏡胴の内面に接着する方法，及び、鏡胴の内径より若干大きい外径を有するレンズをその鏡胴内に圧入する方法（特許文献１参照）などがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−１８９１６０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プラスチックは、ガラスに比べると、高い熱膨張率を有し、然も、軟質である。このため、プラスチックレンズがガラスレンズと同じように鏡筒内に固定されていると、プラスチックレンズに熱が加わってプラスチックレンズが膨張した際には、プラスチックレンズにひずみが生じ、その光学面が変形され、その面精度が低下する。
【０００６】
本発明は、上述したような従来の事情に鑑みてなされたものであり、その課題は、熱が加わって膨張しても面精度をできるだけ低下させることのないプラスチックレンズと、このようなプラスチックレンズを保持する鏡胴と、このようなプラスチックレンズを鏡胴に保持するためのレンズ保持構造とを、提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明によるプラスチックレンズは、以下のような構成を採用した。
【０００８】
すなわち、本発明によるプラスチックレンズは、光学面を両側に有するとともにその光軸に直交する径方向に向かって突出する略フランジ状の突出部を前記両光学面の間に有するプラスチックレンズであって、前記突出部において前記光軸方向に向かって最も張り出している両端面は、前記光軸方向に対して直交していることを、特徴としている。
【０００９】
また、上記の課題を解決するために、本発明による鏡胴は、以下のような構成を採用した。
【００１０】
すなわち、本発明による鏡胴は、光学面を両側に有するとともにその光軸に直交する径方向に向かって突出する略フランジ状の突出部を前記両光学面の間に有するプラスチックレンズを保持するための鏡胴であって、前記プラスチックレンズの前記突出部の外径よりも小さい内径を有する小径部と、前記プラスチックレンズを挿入可能な内径を有し、前記小径部と同軸な状態でこれと隣接するとともに、その内面に、前記小径部側に向かって広がる円錐面を持つ回転体状の溝が、その周方向に沿って形成されている大径部と、前記小径部及び前記大径部の境界に形成されるとともに中心軸に対して直交する輪帯状の被当付面と、自然状態において前記大径部の内径よりも大きい径を有するＣ字状のリングバネとを備えることを、特徴としている。
【００１１】
また、上記の課題を解決するために、本発明によるレンズ保持構造は、以下のような構成を採用した。
【００１２】
すなわち、本発明によるレンズ保持構造は、光学面を両側に有するとともにその光軸に直交する径方向に向かって突出する略フランジ状の突出部を前記両光学面の間に有するプラスチックレンズを、鏡胴に保持するためのレンズ保持構造であって、前記鏡胴は、前記プラスチックレンズの前記突出部の外径よりも小さい内径を有する小径部と、前記プラスチックレンズを挿入可能な内径を有し、前記小径部と同軸な状態でこれと隣接するとともに、その内面に、前記小径部側に向かって広がる円錐面を持つ回転体状の溝が、その周方向に沿って形成されている大径部と、前記小径部及び前記大径部の境界に形成されるとともに中心軸に対して直交する輪帯状の被当付面と、自然状態において前記大径部の内径よりも大きい径を有するＣ字状のリングバネとを備え、前記プラスチックレンズの前記突出部において前記光軸方向に向かって最も張り出している両端面は、前記光軸方向に対して直交しているとともに、前記両端面のうちの一方の端面は、前記プラスチックレンズが前記大径部に挿入されることによって前記被当付面に当て付けられ、他方の端面と前記溝の円錐面との間には、前記鏡胴と同軸な前記リングバネが介在することを、特徴としている。
【００１３】
これらのように構成されると、プラスチックレンズの突出部の一方の端面を、鏡胴の被当付面に当て付けた場合には、大径部の内面に形成される溝の円錐面と突出部の他方の端面との間に、径方向に向かって付勢力を作用させるリングバネを、挟み入れることができる。すると、プラスチックレンズに熱が加わることによってプラスチックレンズが膨張しても、プラスチックレンズの突出部の外径よりも大径部の内径が大きいので、プラスチックレンズは容易に膨張することができる。然も、突出部の端面が光軸方向に対して直交しているとともに、鏡胴の被当付面も中心軸方向に対して直交しているので、プラスチックレンズと鏡胴との間の摩擦力が小さければ、プラスチックレンズが膨張する際に突出部に負荷が掛からない。つまり、プラスチックレンズに熱が加わっても、プラスチックレンズにひずみが生じることもない。従って、光学面が変形されることがなく、また、面精度が低下することもない。
【００１４】
なお、本発明によるプラスチックレンズにおいては、突出部の外周面が、円柱面状であっても良いし、テーパー状であっても良い。前者の場合には、鏡胴の大径部の内径を、プラスチックレンズの突出部の外径よりも大きくする必要がある。後者の場合には、鏡胴の大径部の内径は、プラスチックレンズの突出部の外径と同じであっても良い。何れの場合であっても、鏡胴の大径部とプラスチックレンズの突出部との間に隙間が、形成されていれば良い。但し、プラスチックレンズの中心軸を鏡胴の中心軸と同軸にするためには、プラスチックレンズの突出部の外周面は、テーパー状であるほうが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。なお、図１は、本実施形態のプラスチックレンズ１，鏡胴２及びリングバネ３を分解した状態でのこれらの斜視図であり、図２は、リングバネ３を用いてプラスチックレンズ１を鏡胴２に組み付けた状態でこれらが縦に半分に切断されたときの断面を示す斜視図であり、図３は、図２における円形の枠によって囲まれた断面部分の拡大図である。
【００１６】
プラスチックレンズ１は、回転対称な光学面をその両側に有する。また、このプラスチックレンズ１は、両光学面の間に、その光軸方向に直交する径方向に向かって突出する略フランジ状の突出部１ａを、有する。
【００１７】
この突出部１ａにおける光軸に直交する方向を向いた面のうち、入射側（図１乃至３中の右側）の面は、径方向に沿って見ると二段の段形状に形成されており、径方向における外側の部分１ｂが内側よりも光軸方向に向かって張り出している（図３参照）。この張り出している部分（以下、この部分を入射側の端面という）１ｂは、周方向における全周に亘って形成されており、入射側から見ると、輪帯状である。この輪帯状の端面１ｂは、光軸方向に対して正確に直交するように、形成されている。
【００１８】
一方、突出部１ａにおける射出側（図１乃至３中の左側）の端面も、径方向に沿って見ると二段の段形状に形成されており、径方向における外側の部分１ｃが内側よりも光軸方向に向かって張り出している。この張り出している部分（以下、この部分を射出側の端面という）１ｃは、周方向における全周に亘って形成されており、射出側から見ると、輪帯状である。この輪帯状の端面１ｃも、光軸方向に対して正確に直交するように、形成されている。
【００１９】
また、この突出部１ａの外周面は、略円柱面状に形成されているが、微視的には、入射側に向かって窄まるテーパー状に形成されている。
【００２０】
鏡胴２は、プラスチックレンズ１を含む投影用のレンズ群を保持するためのものであり、その最も射出側に、上述したプラスチックレンズ１を保持する。
【００２１】
より具体的に説明する。鏡胴２の射出側の外形は、入射側に向かって窄まるような略円錐台状に、形成されている。その内部には、内径の異なる円柱状の幾つかの穴が、互いに同軸となるように穿たれている。なお、これらの穴は、内径の大きなものほど射出側に、内径の小さなものほど入射側に配置されているので、鏡胴２における略円錐台状の部分の内部は、入射側に向かって窄まるような階段状に、形成されている。
【００２２】
そして、鏡胴２における略円錐台状の部分の内部に形成された穴のうち、最も射出側にある円柱状の穴（以下、大径部という）は、上記プラスチックレンズ１の突出部１ａを挿入可能な大きさの内径を、有しており、この大径部の入射側においてこれと隣接する円柱状の穴（以下、小径部という）は、大径部の内径よりも小さく且つ上記プラスチックレンズ１の光学面の外径よりも大きな内径を、有している。また、大径部と内径部との境界には、その中心軸方向に対して正確に直交する輪帯状の被当付面２ａが、形成されている。
【００２３】
さらに、大径部の内面には、その周方向に沿った全周に亘って、溝２ｂが、形成されている。この溝２ｂは、母線が直角台形である回転体状に、形成されている。なお、その回転体は、直角台形における長い方の底辺が回転軸側に向けられた回転体であるので、中心軸方向における両側面は、輪帯面及び円錐面となっている。このような回転体状に形成されている溝２ｂは、その内面のうちの１つである円錐面２ｃが入射側に向かって広がる向きに、向けられている。また、この溝２ｂは、その入射側の端部が所定の位置に存在するように、配置されている。その所定の位置とは、上記プラスチックレンズ１の突出部１ａの光軸方向における長さ（端面１ｂから端面１ｃまでの長さ）だけ被当付面２ａから離れた位置から、溝２ｂの中心軸方向における長さの約１／３の長さだけ入射側にずれた位置である。
【００２４】
リングバネ３は、自然状態において大径部の内径よりも大きい径を有するＣ字状のリングである。
【００２５】
本実施形態のプラスチックレンズ１，鏡胴２及びリングバネ３が以上のように構成されるので、鏡胴２に対してプラスチックレンズ１を取り付ける際には、まず、プラスチックレンズ１を鏡胴の大径部に挿入することにより、プラスチックレンズ１の突出部の入射側の端面１ｂを被当付面２ａに当て付け、次に、リングバネ３をその中心に向かって圧縮し、続いて、リングバネ３の圧縮状態を維持させながら、このリングバネ３をプラスチックレンズ１の突出部１ａの射出側の端面１ｃに当て付け、最後に、リングバネ３の圧縮状態を緩めることによって、その側面１ｃと溝２ｂの円錐面２ｃとの間に、リングバネ３を挟み入れる。
【００２６】
このようにしてプラスチックレンズ１が鏡胴２に取り付けられた状態においては、リングバネ３の復元力が円錐面２ｃの傾きによって入射側への付勢力に変換されるので、プラスチックレンズ１が、被当付面２ｃに向けて付勢される。このように、恒常的に付勢力が掛かるため、プラスチックレンズ１は、鏡胴２に堅牢に固定されることとなる。
【００２７】
また、このようにしてプラスチックレンズ１が鏡胴２に固定された状態において、プラスチックレンズ１に投影用の光が透過されると、プラスチックレンズ１に熱が加えられ、プラスチックレンズ１が膨張する。このとき、プラスチックレンズ１の膨張分は、テーパー状である突出部１ａの外周面と円柱面状である大径部の内面との間に形成されている隙間に向かって、逃げることとなる。然も、突出部１ａの両端面１ｂ，１ｃが光軸方向に対して直交しているとともに、鏡胴２の被当付面２ａもその中心軸方向に対して直交しているので、プラスチックレンズ１と鏡胴２との間の摩擦力が小さければ、プラスチックレンズ１が膨張する際に突出部１ａに負荷が掛からない。つまり、プラスチックレンズ１に熱が加わってプラスチックレンズ１が膨張しても、プラスチックレンズ１にひずみが生じることもない。従って、その光学面が変形されることがなく、また、その面精度が低下することもない。
【００２８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、プラスチックレンズに熱が加わって膨張しても、その光学面の面精度を殆ど低下させることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態のプラスチックレンズ，鏡胴及びリングバネを分解した状態でのこれらの斜視図
【図２】プラスチックレンズを鏡胴に組み付けた状態でこれらが縦に半分に切断されたときの断面を示す斜視図
【図３】図２における円形の枠にて囲まれた断面部分の拡大図
【符号の説明】
１　　　　　プラスチックレンズ
１ａ　　　　突出部
１ｂ，１ｃ　端面
２　　　　　鏡胴
２ａ　　　　被当付面
２ｂ　　　　溝
２ｃ　　　　円錐面
３　　　　　リングバネ
【図１】
2004125966.tif 000003
【図２】
2004125966.tif 000004
【図３】
2004125966.tif 000005