(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズを保持する筒状の壁からなる保持部と、この保持部に囲まれると共に上記レンズを通過する光を通すための中央孔とを備え、上記保持部には、上記レンズに設けられた径方向外周に突出した突起を受け入れるため上記中央孔に面する側を切り欠いた突起受入部と、この突起受入部に嵌入した上記突起の回動を許容する回動案内部と、上記レンズの回動を阻止するため上記突起が突き当たる回動阻止部と、この回動阻止部に突き当たった上記突起を載置する載置部と、上記回動阻止部に突き当たり回動が阻止された上記突起を上記回動阻止部側および上記載置部側に押圧する弾性を有する位置決め部と、を設け、
上記回動案内部を、上記壁を貫通する壁貫通孔部分に設け、上記位置決め部を上記壁貫通孔内を周方向に橋架するブリッジ状部とし、かつそのブリッジ状部の略中央に上記載置部側に突出する押圧突起を設け、
上記レンズの突起における回動側先端および回動側後方端にそれぞれテーパー面を形成すると共に、上記押圧突起におけるレンズの突起が挿入してくる側およびレンズの突起を位置決め保持する側に、上記突起における上記回動側先端のテーパー面および上記回動側後方端のテーパー面と接するテーパー面を、それぞれ形成したことを特徴とするレンズ保持体。
【請求項２】
前記突起受入部と、前記回動案内部と、前記回動阻止部と、前記載置部と、前記位置決め部とをそれぞれ前記中央孔の中心に関して１８０度対称に複数設けたことを特徴とする請求項１記載のレンズ保持体。
【請求項３】
前記突起受入部と、前記回動案内部と、前記回動阻止部と、前記載置部と、前記位置決め部とをそれぞれ光軸方向に併設し、前記両載置部を形成する載置形成部の厚さによって、載置される両レンズ間の距離を保持するようにしたことを特徴とする請求項１または２記載のレンズ保持体。
【請求項４】
前記保持部を弾性を有する樹脂材で形成したことを特徴とする請求項１、２または３記載のレンズ保持体。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズ保持体に、径方向に突出した突起と、外周でかつ１８０度対称に設けられた２つの凹部とを有するレンズを組みこんだことを特徴とするレンズ組込体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スキャナ等に使用されるレンズを保持するレンズ保持体およびそのレンズ保持体に保持されるレンズを組み込んだレンズ組込体の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、印刷物等の文字や絵を伝送したり、パソコンに取り込んだりする場合のスキャナ装置には、図１４に示すようなレンズ組込体５０が使用されている。このレンズ組込体５０は、２つの凸レンズ５１，５２を平面状側を対向させて、円筒部材５３に入れ、当接部材５４によって押さえ込んでいる構成となっている。
【０００３】
このレンズ組込体５０は、その組み込み固定にあたり、まず凸レンズ５１を円筒部材５３の突起部５５に載置し、その後、介在部材５６を凸レンズ５１に乗せる。次に、凸レンズ５２をその介在部材５６上に載置し、最後に当接部材５４を凸レンズ５２に載置し、接着固定している。なお、この組み込みに際し、最後の当接部材５４のみの接着だけでは固定が不安な時は、凸レンズ５１，介在部材５６，凸レンズ５２の各部材の組み込み時にも接着固定させるようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のレンズ組込体５０は、部品点数が多く、組み込み時間がかかり、高価格なものとなっている。しかも、両凸レンズ５１，５２間の距離を保つ介在部材５６は、凸レンズ５１に載置される構成であるため、水平精度が落ちがちとなる。水平精度が落ちると、両凸レンズ５１，５２間の距離が一定しないこととなり、製品によって間隔のバラツキが生じてしまう。
【０００５】
加えて、接着固定のため、接着力が温度変化によって変化し易く、経時変化と相まって当接部材５４が外れたり、両凸レンズ５１，５２が取れたりしてしまう現象が発生している。さらに、この接着固定は、部品が数ｍｍと非常に小さいこともあり、組み込み時間の一層の増大化の大きな要因ともなっている。
【０００６】
本発明は、組み込み時間を大幅に減少させ得るレンズ保持体およびレンズ組込体を提供することを目的とする。さらに、本発明は、軸方向に距離を置いて重ねられる２つのレンズ間の距離精度を向上させ得るレンズ保持体およびレンズ組込体を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明では、レンズを保持する筒状の壁からなる保持部と、この保持部に囲まれると共にレンズを通過する光を通すための中央孔とを備え、保持部には、レンズに設けられた径方向外周に突出した突起を受け入れるため中央孔に面する側を切り欠いた突起受入部と、この突起受入部に嵌入した突起の回動を許容する回動案内部と、レンズの回動を阻止するため突起が突き当たる回動阻止部と、この回動阻止部に突き当たった突起を載置する載置部と、回動阻止部に突き当たり回動が阻止された突起を回動阻止部側および載置部側に押圧する弾性を有する位置決め部とを設け、レンズの突起における回動側先端および回動側後方端にそれぞれテーパー面を形成すると共に、押圧突起におけるレンズの突起が挿入してくる側およびレンズの突起を位置決め保持する側に、突起における回動側先端のテーパー面および回動側後方端のテーパー面と接するテーパー面を、それぞれ形成したレンズ保持体としている。
【０００８】
また、請求項２記載の発明では、請求項１記載のレンズ保持体において、突起受入部と、回動案内部と、回動阻止部と、載置部と、位置決め部とをそれぞれ中央孔の中心に関して１８０度対称に複数設けている。さらに、請求項３記載の発明では、請求項１または２記載のレンズ保持体において、突起受入部と、回動案内部と、回動阻止部と、載置部と、位置決め部とをそれぞれ光軸方向に併設し、両載置部を形成する載置形成部の厚さによって、載置される両レンズ間の距離を保持するようにしている。
【０００９】
さらに、請求項４記載の発明では、請求項１、２または３記載のレンズ保持体において、保持体を弾性を有する樹脂材で形成している。
【００１０】
また、請求項５記載の発明では、請求項１から４のいずれか１項に記載のレンズ保持体に、径方向に突出した突起と、外周でかつ１８０度対称に設けられた２つの凹部とを有するレンズを組みこむようにしている。
【００１１】
レンズ保持体へレンズを組み込むときは、まず、レンズの外周の１８０度対称に設けられた凹部に治具等の把かみ部を差し込み、レンズをつかみ、レンズ保持体の保持部に入れ込む。
【００１２】
このとき、レンズの外周の突起を保持部の突起受入部に対向するようにして入れ込む。
【００１３】
そして、入れ込まれたレンズを回動案内部に沿って回動させる。このとき、レンズの突起は、保持部の位置決め部を拡開しながらその弾性力に抗して回動していく。その回動は、回動阻止部に突き当たることにより阻止される。このとき、レンズは、載置部に載置されると共に、位置決め部の弾性力によって回動阻止部側および載置部側に押圧される。このようにして、レンズは、レンズ保持体に組み込まれ、レンズ組込体となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態の例を図１から図１３に基づき説明する。なお、最初に第１の実施の形態のレンズ保持体およびレンズ組込体について図１から図１０に基づいて説明する。
【００１５】
このレンズ組込体１は、スキャナの読み取り用で、樹脂製のレンズ保持体２と、２つのレンズ３，３とから構成される。レンズ保持体２は、レンズ３，３を保持する筒状の壁からなる保持部４と、この保持部４に囲まれると共にレンズ３，３を通過する光を通すための中央孔５とを備えている。なお、このレンズ保持体２の材質は、ポリカーボとなっているが、ＡＢＳ樹脂等の他の種々の樹脂材とすることができる。
【００１６】
保持部４には、各レンズ３に設けられた突起６を受け入れるため中央孔５に面する側を切り欠いた突起受入部１１と、この突起受入部１１に嵌入した突起６の回動を許容する回動案内部１２と、レンズ３の回動を阻止するため突起６が突き当たる回動阻止部１３と、この回動阻止部１３に突き当たった突起６を載置する載置部１４と、回動阻止部１３に突き当たり回動が阻止された突起６を回動阻止部１３側および載置部１４側に押圧する弾性を有する位置決め部１５とが設けられている。
【００１７】
なお、突起受入部１１と、回動案内部１２と、回動阻止部１３と、載置部１４と、位置決め部１５とは、それぞれ中央孔５の中心に関して１８０度対称に各２個設けられていると共に、それぞれ光軸方向に併設されているため、各計４個設けられている。
【００１８】
また、各載置部１４は、中央孔５を囲むように、保持部４の略中央に設けられる載置形成部１６の両側面に形成されている。この載置形成部１６は、両レンズ３，３間の距離を保持するものとなっている。さらに、回動案内部１２は、保持部４の壁を貫通する壁貫通孔１７部分に設けられている。加えて、位置決め部１５は、この壁貫通孔１７内を周方向に橋架するブリッジ状部となっており、このブリッジ状部の略中央に、載置部１４側に突出する押圧突起１８が設けられている。
【００１９】
さらに、保持部４に設けられる載置形成部１６は、中心孔５を通過する光が広角に通過できるようにされた斜面部１６ａと、レンズ３との当接を回避するようにされた段部１６ｂと、レンズ３が載置される上述した載置部１４とを有している。
【００２０】
また、押圧突起１８の先端部分は、傾斜を持つように形成されている。すなわち、レンズ３の突起６が挿入してくる側のテーパー１８ａの傾斜角αを３０度とし、レンズ３の突起６を位置決め保持する側のテーパー面１８ｂの傾斜角βを４５度としている。そして、両テーパー面１８ａ，１８ｂ間に平坦部１８ｃが設けられている。
【００２１】
なお、レンズ保持体２には、スキャナ装置に取り付ける際の台座となる台座部１９が軸方向の一方端に設けられると共に、組み付けの基準となる基準部２０が外周側面に軸方向に沿って設けられている。
【００２２】
次に、レンズ３について説明する。
【００２３】
このレンズ３は、アクリルの成型品で、両面が非球面とされた非球面レンズとなっている。一方の凸面２１は、凸状の非球面で、他方の凹面２２は、凹状の非球面とされている。レンズ３の外周には、１８０度対称に２つの突起６が設けられている。レンズ３には、さらに１８０度対称に凹部２３が２つ設けられている。
【００２４】
レンズ３の全体の直径Ｒ１は７ｍｍで、レンズ３の円形部分の直径Ｒ２は６ｍｍとなっている。さらに、凸面２１の非球面を含む球面部分の直径Ｒ３は５ｍｍで、非球面部分の直径Ｒ４は４ｍｍで、非球面として使用可能範囲の直径Ｒ５は３．７ｍｍとなっている。一方、凹面２２側の円形部分の直径Ｒ６は、５．６ｍｍで、非球面を含む球面部分の直径Ｒ７は４．７ｍｍで、非球面部分の直径Ｒ８は３．２ｍｍで、非球面として使用可能範囲の直径Ｒ９が２．８ｍｍとなっている。
【００２５】
このように非球面部分は、球面部分に対し約７０〜８０％（Ｒ４／Ｒ３、Ｒ８／Ｒ７）の直径、すなわち面積で言えば約５０〜６４％を占めるようにしている。また、球状部分の外方に平坦部２４，２５がそれぞれ設けられている。
【００２６】
また、突起６の回動側先端には、テーパー面６ａがわずかに設けられ、回動側後方端には、テーパー面６ａより大きなテーパー面６ｂが設けられている。このテーパー面６ｂの傾斜角γは、押圧突起１８のテーパー面１８ｂの傾斜角βと同一、すなわちここでは４５度としている。
【００２７】
なお、このレンズ３の厚さ、すなわちその中心部分の厚さＭ１は、２ｍｍとし、凹部２３の深さＭ２は０．５ｍｍとされている。また、凸面２１の非球面形成時の基本となる半径は約４ｍｍで、凹面２２の基本となる半径は約３３ｍｍとされている。また、成形時のゲートは、一方の突起６の径方向外周に設けられる。さらに、成形時に使用する成形型は、図８のＮ−Ｎ線で左右に分割される割り型となっている。
【００２８】
以上のように構成されるレンズ保持体２へのレンズ３の組み込みは、次のようにして行う。
【００２９】
まず、レンズ３を、治具を使用して把む。このとき、その凹部２３，２３を利用する。そして、レンズ３の突起６をレンズ保持体２の突起受入部１１に合わせて入れ込む。その後、その治具を回転させることにより、レンズ３を回動案内部１２に沿って回動させる。すると、レンズ３の突起６は、位置決め部１５に設けられた押圧突起１８に突き当たるが、位置決め部１５は弾性変形できるので、突起６は、位置決め部１５を弾性変形させながらさらに回動する。そして、突起６は、回動阻止部１３に突き当たりレンズ３の回動が阻止される。この状態のとき、押圧突起１８は、元の位置の近傍まで復帰し、そのテーパー面１８ｂが突起６のテーパー面６ｂを押圧する。この結果、押圧突起１８がレンズ３の突起６を載置部１４側および回動阻止部１３側へ押圧することとなる。
【００３０】
この状態となると、治具をレンズ３から離す。もう一方のレンズ３の組み込みは、レンズ保持体２の反対側から行うが、同様の手順にて行うこととなる。このように、基本的に２回の作業で、２つのレンズ３をレンズ保持体２に組み込み固定することができる。
【００３１】
レンズ３の組み込みが完了したとき、レンズ３の突起６は、図３に示すように位置決め部１５の腕部とわずかな隙間Ｌ１を有すると共に、載置部１４との間にも隙間Ｌ２を有するものとなる。すなわち、レンズ３の突起６は、位置決め部１５とは、押圧突起１８のみで接触すると共に、載置部１４とは接触しないようにされている。この結果、レンズ３は、確実にその平坦部２５が載置部１４に載置され、両レンズ３，３間の距離精度が載置形成部１６によって確保されることになる。また、この第１の実施の形態のレンズ保持体２は、その位置決め部１５を形成するとき、押圧突起１８部分周辺に空気がたまるようなことがなく、精度良く形成することができる。
【００３２】
次に、第２の実施の形態のレンズ組込体３１およびレンズ保持体３２について、図１１から図１３に基づいて説明する。なお、このレンズ組込体３１は、第１の実施の形態のレンズ組込体１とは、同じレンズ３を使用しているので、そのレンズ部分については説明を省略する。また、第１の実施の形態と同一構造の部分については、同一符号を付すこととし、その説明を省略ないし簡略化する。
【００３３】
この第２の実施の形態のレンズ組込体３１も、第１の実施の形態のものと同様に、スキャナ装置に使用されるもので、直径が１０ｍｍ程度の極めて小さな部品となっている。このレンズ組込体３１のレンズ保持体３２は、図１２および図１３に示すように、その位置決め部３３が、第１の実施の形態のブリッジ状の位置決め部１５の一部を切り欠いた形状、すなわち、押圧突起１８が形成されている部分から先の挿入側部分を切り欠いたものとなっている。
【００３４】
この第２の実施の形態では、レンズ保持体３２の材質を固い材料、例えばガラス２０％入りのポリカーボとした場合でも、位置決め部３３のたわみ量を十分確保でき、弾性力と精度を共に確保できるものとなる。
【００３５】
以上のような各実施の形態では、レンズ保持体２，３２の壁部分の内周およびレンズ３の平坦部２５が載置される載置部１４を他の部分より精度良くするため、鏡面加工が施されている。しかし、成形時の精度を向上させればそのような精度向上加工が不要となる。
【００３６】
なお、上述の各実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の例であるが、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。例えば、レンズ保持体２，３２の材質としては、精度を良くしたいときは、ガラス入り、例えば２０％のガラス入りポリカーボとするのが好ましく、また、弾性力を大きく持たせたいときは、ＡＢＳ樹脂とするのが好ましいが、他の種々の樹脂材を採用することができる。さらに、レンズ３としては、アクリルの成型品とした非球面レンズを使用しているが、ガラスレンズとしたり、球面レンズ等としても良い。
【００３７】
また、レンズ３をレンズ保持体２，３２に組み込むとき、その位置決め部１５，３３が硬く十分なたわみ量をとれないときは、レンズ保持体２，３２を温めるようにして、たわみ量を確保するようにしても良い。なお、このような扱いは、レンズ保持体２，３２が、熱を加えることによってやわらかくなる樹脂材等によって造られている場合に適用できるものである。
【００３８】
また、各実施の形態では、レンズ３を２つ組み込むようにしているが、１つのレンズ３のみを組み込むレンズ保持体およびレンズ組込体としても良い。さらに、レンズ３の突起６を２つではなく１つとし、レンズ保持体２，３２の突起受入部１１等を１個のレンズ３に対し、各１個設けるようにしても良い。また、各１個ではなく、突起６を３つ以上として、その数に合った個数設けるようにしても良い。さらに、レンズ３に突起６を２つ設ける場合、１８０度対称ではなく、非対称としても良い。
【００３９】
また、レンズ３に設けられる凹部２３は、２つではなく１つとしたり、３つ以上としたりしても良いが、レンズ３の取扱い上は、１８０度対称に２つ設けるのが最も好ましい。
【００４０】
さらに、レンズ保持体２，３２の押圧突起１８のそのテーパー面１８ａ，１８ｂを３０度や４５度とせず他の値としても良い。なお、テーパー面１８ａの傾斜角αは、突起６の挿入し易さおよび押圧突起１８の突出量を考えると、１５〜４５度が好ましく、３０度前後が最も好ましい。また、テーパー面１８ｂは、突起６側のテーパー面６ｂと同一とするのが好ましく、その傾斜角βとしては、その押圧分力を考えると３５〜５５度が好ましく、４５度前後が最も好ましい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載のレンズ保持体では、組み込まれるレンズを固定するための接着剤が不要となると共にレンズ組み込みのために他の部品を必要としない。この結果、レンズ組込体に使用すると、組み込み時間を大幅に減少させることができる。加えて、このレンズ保持体では、位置決め部がブリッジ状となっているので、位置決め部の成形を行い易くなり、精度の高い位置決め部を形成することができる。また、ブリッジ状になっているので、外部からの強い衝撃力が加わっても容易にたわむことはなく、組み込まれるレンズを長期に安定的に保持することができる。
【００４２】
また、請求項２記載の発明では、突起受入部等を中心孔の中心に関して１８０度対称に複数設けているので、レンズ組み込み時のレンズの保持が安定する。さらに、請求項３記載の発明では、組み込まれる両レンズ間の距離精度を高くでき、レンズ組込体としたときの品質を高くできるレンズ保持体とすることができる。
【００４３】
さらに、請求項４記載の発明では、保持部が弾性を有する樹脂材で形成されるので、位置決め部も必然的に弾性を有するようになる。このため、位置決め部の形成が極めて簡単化される。
【００４４】
また、請求項５記載のレンズ組込体では、その取扱いが簡単となると共にレンズの組み込みが容易となる。特に小型化したレンズの取扱い、例えばつかみ、回動させるような取扱いに有利となる。
【００４５】
加えて、レンズを他の部材に組み込むとき、その突起部分を利用して組み込むことができるので、組み込みの簡単化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のレンズ組込体の第１の実施の形態の正面図である。
【図２】図１の矢示ＩＩ方向から見た平面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図１のレンズ組込体に使用されるレンズ保持体の正面図である。
【図５】図４の矢示Ｖ方向から見た平面図である。
【図６】図４の矢示ＶＩ方向から見た底面図である。
【図７】図４のレンズ保持体の位置決め部の要部正面図である。
【図８】図１のレンズ組込体に使用されるレンズの平面図である。
【図９】図８のＩＸ−ＩＸ断面図である。
【図１０】図８のレンズの一部側面図で、（Ａ）は図８の矢示Ａ方向から見た図で、（Ｂ）は図８の矢示Ｂ方向から見た図である。
【図１１】本発明のレンズ組込体の第２の実施の形態の断面図で、図３に対応する図である。
【図１２】図１１のレンズ組込体に使用されるレンズ保持体の平面図で、図１１の矢示ＸＩＩ方向から見た図である。
【図１３】図１２の矢示ＸＩＩＩ方向から見た部分側面図である。
【図１４】従来のレンズ組込体の断面図である。
【符号の説明】
１  レンズ組込体
２  レンズ保持体
３  レンズ
４  保持部
５  中央孔
６  突起
１１  突起受入部
１２  回動案内部
１３  回動阻止部
１４  載置部
１５  位置決め部
１６  載置形成部
１７  壁貫通孔
１８  押圧突起
２３  凹部
【図１】
0003745854.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003745854.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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