図面 (/)

技術 一体式レンズマウント

出願人 イエーノプティークオプティカルシステムズゲーエムベーハー
発明者 シュテファンファールトーステンエルベマティアスベニングクリスティアンデーメル
出願日 2016年9月21日 (3年9ヶ月経過) 出願番号 2016-183765
公開日 2017年4月13日 (3年2ヶ月経過) 公開番号 2017-072825
状態 特許登録済
技術分野 レンズ鏡筒
主要キーワード 確動係合 長さ係数 内側補強材 仮想半径 半径方向ウェブ 接続ウェブ モジュール軸 スペーサーリング
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年4月13日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (12)

課題

主に外側マウントリングに導入される応力によって接続構造において生じるラジアル力又は捩りモーメント内側マウントリングに伝達しないように構成された接続構造を介して接続された外側マウントリング及び内側マウントリングを備えたレンズマウントを提供する。

解決手段

材料凹部を介して、外側マウントリング1、内側マウントリング2、及び、互いに120°だけずれるように配置された3つの接続構造3に分割される環状体によって形成された一体式レンズマウントであって、接続構造3がそれぞれの場合に、互いへ移行する接続ウェブであって、半径方向接続ウェブ3.1と軸方向接続ウェブ3.2として構成された一連の少なくとも3つの、好ましくは5つの接続ウェブにより形成され、接続構造3の軸方向曲げ剛性、半径方向曲げ剛性及び捩り剛性が、半径方向接続ウェブ3.1と軸方向接続ウェブ3.2の寸法によって決定される。

概要

背景

レンズマウントは基本的に、接合群(cemented groups)とも呼ばれる互いに結合された複数のレンズ又は個々の光学レンズ(以下では単にレンズと呼ぶ)を、レンズ装置内で正確に設置された及び/又は調節された位置に、すなわち、互いに対する所定の間隔及び向きで正確に保持するために使用される。これ以外に、特に非常に低い波面変形及び減極を特徴とする、結像品質のための高い要件を有するレンズ装置にとって、レンズが、環境に対して安定するように及び可能な限り変形が無く残留応力の無いように設けられることと、搭載レンズが高い固有周波数を有することが重要である。

レンズマウントで生じる応力、従って搭載レンズに作用する力には多数の異なる理由がある。

以下で述べる3つの原因が、レンズマウントにおいて又はレンズマウントとレンズの間に個々に又は同時に応力を生じさせる主な原因である。

1つの理由は、マウントの及び光学素子の材料の異なる膨張率により生じる熱応力を利用しなければならないことである。周囲温度の変動の結果又は特に放射線が当たったときにレンズが加熱されたときに、熱応力は生じる。半径方向に搭載されたレンズの場合、生じる熱応力は、実質的にレンズへのラジアル力の導入によってレンズに作用する。

応力の別の理由は調節ユニットの作動であろう。調節ユニットの作動により、レンズマウントが内側マウントリング外側マウントリングに分けられるときに、レンズが保持された内側マウントリングが外側マウントリングに対して調節される。この場合にも、実質的に半径方向に働く力(以下では、ラジアル力)又は少なくともラジアル平面に働く力がレンズに導入される。

誘起された力はレンズマウントの対称軸に対して対称的に作用するが、調節ユニットの作動により生じる力は逐一、非対称に作用する。

第3の理由は、個々のレンズマウントを互いに接続する点にある。この種の接続は、例えば、同じ外径を有するレンズマウントが対物レンズ鏡筒に連続的に挿入され、全面取付ねじリングによって固定されることで創出できる。この種の接続はまた、レンズマウントが例えばねじにより互いに接続されることでも創出される。高い保持力のために、マイクロメートル範囲の平面度偏差でさえ、レンズマウントの著しい変形をもたらす。この変形が全部レンズに伝わった場合、ある程度の変形をもたらし、又はレンズの結像品質を許容できないほど悪化させる応力がレンズに導入されることになる。

レンズが互いに接続される方法にかかわらず、2つの隣接して配置されたレンズマウントの端面は互いに直接又は調節リングを介して接触する。レンズマウント及び/又は調節リング(使用される場合)の端面のいかなる凸凹も、原則として、レンズマウントの捩れをもたらし、それゆえレンズに働く、半径方向及び軸方向に作用する力をもたらす。この捩れは、ねじによる接続の場合にはねじでの締め付けトルクを異ならせることによっても生じる。

従来技術では、前述した様々な応力がレンズマウントに保持されたレンズに伝わることをできるだけ防ぐために、多様な手段が講じられる。これら手段は、レンズマウントの材料、寸法決め及び/又は構造設計の選択にある。

構成に関して、レンズの変形を少なくとも軽減する最も簡単な方法は、レンズマウントがレンズと連絡するために介する接触表面の実質的な変形が無いように、外側マウントリングと内側マウントリングに分けられたマウントの内側マウントリングを非常に強固に構成することである。しかしながら、これは、小さい取り付けスペース、材料の経済的な使用及び軽量構造に対する要求と相反し、非常に過度に要求する要件のために技術的に不可能である。

特に外側マウントリングに作用する力又はモーメントが内側マウントリングに伝達するのを防止するために、外側マウントリングと内側マウントリングが互いに接続されるときに介する接続構造を設計することがより一般的である。

特に、内側マウントリングに伝達される力を吸収してこれらの力をレンズに伝達させないために、レンズを保持するマウントリングであって、内側マウントリングであってもよいマウントリングを設計することも公知である。このために、例えば特許文献1から公知のレンズマウントでは、レンズに形成された環状溝に半径方向に延在するレンズマウントに、弾性セグメントが形成される。

上に列挙した3つの基本的に異なる手段、すなわち、レンズとの接触領域での 変形を防ぐための強固な構成、接続構造による力の吸収及びレンズを直接保持するマウントリングによる力の吸収は、応力から分離するようにレンズをレンズマウントに保持するために、個々に又は組み合わせて講じることができる。

本明細書の意味において「応力から分離される」又は「変形から分離される」は、外側マウントリングにて生じた応力が内側マウントリングに実際に全く伝達しないことを意味せず、むしろ応力がせいぜい僅かに伝達されることを意味する。

説明したように、外側マウントリングで生じる応力の前述した原因は、主に、半径方向軸と垂直な軸、又はそれぞれの接続構造を通って延びる仮想半径方向軸伸長と垂直な軸(以下では接続軸)の周りの接続構造の屈曲をもたらすアクティブな力である。他方で、接続軸の周りに作用する捩りモーメントは接続構造に捩れを生じさせる。生じる全ての効果、組み合わせで生じる効果に関してさえ、接続構造は、レンズマウントの、それゆえ接続構造の引張剛性曲げ剛性及び捩り剛性に依存して様々な程度で接続構造を介して伝達される力を受ける。

この点について、引張剛性は半径方向軸に沿う剛性を特徴とし、曲げ剛性は半径方向軸と垂直な軸に沿う剛性を特徴とし、捩り剛性は半径方向軸の周りの剛性を特徴とする。

応力から分離されるように内側マウントリングを外側マウントリングに接続する接続構造は、予期される力又は捩りモーメントにより外側マウントリングに導入される応力をせいぜい僅かな程度内側マウントリングに伝達する接続構造を意味する。

特許文献2から公知のマウント装置は、レンズ又は他の光学素子を保持するマウントリングとして機能する、又は異なる直径のマウントリングを適合させるためのスペーサーリング又は適合リングとして機能する多数の光学リングを有している。これら光学リングの端面が、リングにねじ留めするために設けられた穴の周りの表面処理された小さい窪みであるとき、これら窪みの結果、リングが一緒にねじ留めされると変形することが断定されている。この変形を防ぐために、光学リングが軸方向に穴の周りを補強されること、すなわち光学リングが厚く、それゆえより強固に作られる一方、ねじが皿穴に埋められることが提案されている。隣接するレンズ間の最小の距離の増加、軸方向の増大する取り付けスペース及び余計な重量は不利である。端面の許容差のために2つの接続した光学リングの捩れは考慮されない。

特許文献3は、光学素子が変形から分離されるように保持されたレンズマウントを提案している。この種のレンズマウントは、他の外側リングとレンズを保持する内側リングに接続し得る外側リングを有する。外側リングと内側リングは三点曲げサポートを介して連絡する。この三点曲げサポートは、外側マウントに配置された部材であって、内側マウント軸受位置内又は上に支持された3つの軸受部材から形成される。三点曲げサポートは、外側リングにおける内側リングの正確に定められた姿勢保証し、力の伝達、ゆえに外側リングから内側リングへの応力の伝達、対応的にレンズへの応力の伝達が排除される。この種のレンズマウントの不都合は、製造及び組立の際の比較的高い支出と、衝撃の際の比較的小さくて少ない接触位置の高い負荷である。

マウントと接続構造を介してそこに保持された素子を有するアセンブリが特許文献4に記載されている。接続構造は、光学素子の照射により生じる一様でない加熱が接続構造により少なくとも部分的に均質化されるように構成される。

接続構造は、異なる熱伝導率を有する材料のウェブ又は異なる断面を有するウェブであってもよい。

特許文献5は、レンズマウントの変形から分離されるようにレンズが保持されたレンズマウントを開示している。レンズマウントは正三角形の上面(フットプリント)を有し、3つのブロックがその角に形成されている。各々の角は、三角の(three-cornered)レンズマウントの側面を形成する2つの板状の外側補強材に接続する。ブロックはそれぞれの場合に、アクチュエータ又はその一部に接続できる。レンズマウントを強化するために外側補強材の間に内側補強材があってもよい。全ての2つのブロックの間の中央には、薄膜状部品が挿入される丸い切欠が外側補強材に設けられる。これらの部品シート状であってもよく、又は好ましくはスポーク車輪と似ていてもよい。レンズマウントと薄膜状部品は同じ材料から作られてもよい。しかしながら、それらは好ましくは別個に製造される。ブロックも好ましくは別個に製造され、取り付けられる。レンズは3つの薄膜状部品に当接し、従って応力に関して実際のレンズマウントから分離されるように薄膜状部品を介して保持される。このレンズマウントにおける主な欠点は相当な半径方向の取り付けスペースである。

特許文献6は、多数のマウントが3つの脚を介してそれぞれの場合に外側フランジにおいて光学モジュールモジュール軸同軸に保持された光学モジュールを開示している。3つの脚はそれぞれの場合に、玉継手の様式で可動曲げ継手を介して1つの平面内でフランジに接続し、また別の平面内で玉継手の様式で可動な2つの曲げ継手を介してマウントの1つに接続している。モジュール軸の方向の自由度によって、マウントは過剰に規定された態様では保持されていない。理論的には、フランジに作用する力は、マウントに伝達されることなく軸方向運動に変換される。しかし実際には、マウントへの力の伝達は、可動な曲げ継手で生じる摩擦又は可撓性構造の場合に生じる復元力のために十分には防げない。

特許文献7は、光学素子及びマウントを有するアセンブリを開示している。アセンブリでは、光学素子は、多数のラグを介して中間リング(内側マウントリング)に連結しており、中間リングは調節部材を介してマウント(外側マウントリング)に接続している。

特許文献8にて探求されたソリューションによれば、マウントリングの連結から生じる機械的応力を搭載レンズに伝達せずに多数のマウントリング(レンズマウント)を互いにスタックとして接続することができる。このために、環状体が、スリットによって、3つの弾性要素(接続構造)を介して一体式に互いに接続された外側マウントリングと内側マウントリングに分割される。提案された接続構造の各々は、外側マウントリングと内側マウントリングに接続するリングセグメントを形成する。接続構造の各々は個々のバネ要素を示す。半径方向の曲げ剛性及び捩り剛性は、ほんの2,3のパラメータにより変更でき、半径方向のリングセグメントの幅と周囲に沿うそれらセグメントの長さによって設計及び寸法に依存して決定される。高い曲げ剛性及び捩り剛性は、特に、示されているように全高に沿って形成された緩和スリットの異なるバリエーションにおいて予期できる。

特許文献9は、接続構造が一体式に形成された外側マウントリングと、光学素子が直接取り付けられた自由端とを備えた精密レンズマウントを開示している。接続構造は、互いに入り込んだ軸方向ウェブ及び半径方向ウェブを有する。軸方向ウェブの長さは半径方向ウェブの長さより大きい。

概要

主に外側マウントリングに導入される応力によって接続構造において生じるラジアル力又は捩りモーメントが内側マウントリングに伝達しないように構成された接続構造を介して接続された外側マウントリング及び内側マウントリングを備えたレンズマウントを提供する。材料凹部を介して、外側マウントリング1、内側マウントリング2、及び、互いに120°だけずれるように配置された3つの接続構造3に分割される環状体によって形成された一体式レンズマウントであって、接続構造3がそれぞれの場合に、互いへ移行する接続ウェブであって、半径方向接続ウェブ3.1と軸方向接続ウェブ3.2として構成された一連の少なくとも3つの、好ましくは5つの接続ウェブにより形成され、接続構造3の軸方向曲げ剛性、半径方向曲げ剛性及び捩り剛性が、半径方向接続ウェブ3.1と軸方向接続ウェブ3.2の寸法によって決定される。c

目的

構成に関して、レンズの変形を少なくとも軽減する最も簡単な方法は、レンズマウントがレンズと連絡するために介する接触表面の実質的な変形が無いように、外側マウントリングと内側マウントリングに分けられたマウントの内側マウントリングを非常に強固に構成することである

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

材料凹部を介して、外側マウントリング(1)、内側マウントリング(2)、及び、互いに120°だけずれるように配置された3つの接続構造であって、前記内側マウントリング(2)と前記外側マウントリング(1)を接続する接続構造(3)に分割される、対称軸(0)を有する環状体によって形成された一体式レンズマウントであって、前記接続構造(3)がそれぞれの場合に、移行部により接続された接続ウェブであって、半径方向接続ウェブ(3.1)と軸方向接続ウェブ(3.2)として交互に構成された一連の少なくとも3つの接続ウェブにより形成され、前記半径方向接続ウェブ(3.1)が半径方向に長さ(l1)を有し、前記軸方向接続ウェブ(3.2)が軸方向に長さ(l2)を有し、前記軸方向接続ウェブ(3.2)の長さ(l2)が前記半径方向接続ウェブ(3.1)の長さ(l1)より大きく、前記半径方向接続ウェブ(3.1)は軸方向に厚み(d1)を有し、前記軸方向接続ウェブ(3.2)は半径方向に厚み(d2)を有し、前記軸方向接続ウェブ(3.2)の厚み(d2)は前記半径方向接続ウェブ(3.1)の厚み(d1)より小さい、ことを特徴とする一体式レンズマウント。

請求項2

前記半径方向接続ウェブ(3.1)及び前記軸方向接続ウェブ(3.2)は、前記軸方向接続ウェブ(3.2)の厚み(d2)より小さい同じ幅(b)を有する、ことを特徴とする請求項1に記載の一体式レンズマウント。

請求項3

面長さ(l4)を有する斜面(4)が前記接続ウェブ(3.1,3.2)の間の移行部に形成され、それにより移行部の曲げ剛性が前記斜面長さ(l4)の寸法によって影響される、ことを特徴とする請求項1又は2に記載の一体式レンズマウント。

請求項4

前記内側マウントリング(2)及び前記外側マウントリング(1)に接続した前記接続ウェブ(3.1,3.2)は、それぞれの場合に、前記半径方向接続ウェブ(3.1)のうちの1つである、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の一体式レンズマウント。

請求項5

前記接続構造(3)は、前記外側マウントリング(1)の基準線の高さで前記外側マウントリング(1)に接続する、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の一体式レンズマウント。

請求項6

前記接続構造(3)は、前記内側マウントリング(2)の基準線の高さで前記内側マウントリング(2)に接続する、ことを特徴とする請求項5に記載の一体式レンズマウント。

背景技術

0001

レンズマウントは基本的に、接合群(cemented groups)とも呼ばれる互いに結合された複数のレンズ又は個々の光学レンズ(以下では単にレンズと呼ぶ)を、レンズ装置内で正確に設置された及び/又は調節された位置に、すなわち、互いに対する所定の間隔及び向きで正確に保持するために使用される。これ以外に、特に非常に低い波面変形及び減極を特徴とする、結像品質のための高い要件を有するレンズ装置にとって、レンズが、環境に対して安定するように及び可能な限り変形が無く残留応力の無いように設けられることと、搭載レンズが高い固有周波数を有することが重要である。

0002

レンズマウントで生じる応力、従って搭載レンズに作用する力には多数の異なる理由がある。

0003

以下で述べる3つの原因が、レンズマウントにおいて又はレンズマウントとレンズの間に個々に又は同時に応力を生じさせる主な原因である。

0004

1つの理由は、マウントの及び光学素子の材料の異なる膨張率により生じる熱応力を利用しなければならないことである。周囲温度の変動の結果又は特に放射線が当たったときにレンズが加熱されたときに、熱応力は生じる。半径方向に搭載されたレンズの場合、生じる熱応力は、実質的にレンズへのラジアル力の導入によってレンズに作用する。

0005

応力の別の理由は調節ユニットの作動であろう。調節ユニットの作動により、レンズマウントが内側マウントリング外側マウントリングに分けられるときに、レンズが保持された内側マウントリングが外側マウントリングに対して調節される。この場合にも、実質的に半径方向に働く力(以下では、ラジアル力)又は少なくともラジアル平面に働く力がレンズに導入される。

0006

誘起された力はレンズマウントの対称軸に対して対称的に作用するが、調節ユニットの作動により生じる力は逐一、非対称に作用する。

0007

第3の理由は、個々のレンズマウントを互いに接続する点にある。この種の接続は、例えば、同じ外径を有するレンズマウントが対物レンズ鏡筒に連続的に挿入され、全面取付ねじリングによって固定されることで創出できる。この種の接続はまた、レンズマウントが例えばねじにより互いに接続されることでも創出される。高い保持力のために、マイクロメートル範囲の平面度偏差でさえ、レンズマウントの著しい変形をもたらす。この変形が全部レンズに伝わった場合、ある程度の変形をもたらし、又はレンズの結像品質を許容できないほど悪化させる応力がレンズに導入されることになる。

0008

レンズが互いに接続される方法にかかわらず、2つの隣接して配置されたレンズマウントの端面は互いに直接又は調節リングを介して接触する。レンズマウント及び/又は調節リング(使用される場合)の端面のいかなる凸凹も、原則として、レンズマウントの捩れをもたらし、それゆえレンズに働く、半径方向及び軸方向に作用する力をもたらす。この捩れは、ねじによる接続の場合にはねじでの締め付けトルクを異ならせることによっても生じる。

0009

従来技術では、前述した様々な応力がレンズマウントに保持されたレンズに伝わることをできるだけ防ぐために、多様な手段が講じられる。これら手段は、レンズマウントの材料、寸法決め及び/又は構造設計の選択にある。

0010

構成に関して、レンズの変形を少なくとも軽減する最も簡単な方法は、レンズマウントがレンズと連絡するために介する接触表面の実質的な変形が無いように、外側マウントリングと内側マウントリングに分けられたマウントの内側マウントリングを非常に強固に構成することである。しかしながら、これは、小さい取り付けスペース、材料の経済的な使用及び軽量構造に対する要求と相反し、非常に過度に要求する要件のために技術的に不可能である。

0011

特に外側マウントリングに作用する力又はモーメントが内側マウントリングに伝達するのを防止するために、外側マウントリングと内側マウントリングが互いに接続されるときに介する接続構造を設計することがより一般的である。

0012

特に、内側マウントリングに伝達される力を吸収してこれらの力をレンズに伝達させないために、レンズを保持するマウントリングであって、内側マウントリングであってもよいマウントリングを設計することも公知である。このために、例えば特許文献1から公知のレンズマウントでは、レンズに形成された環状溝に半径方向に延在するレンズマウントに、弾性セグメントが形成される。

0013

上に列挙した3つの基本的に異なる手段、すなわち、レンズとの接触領域での 変形を防ぐための強固な構成、接続構造による力の吸収及びレンズを直接保持するマウントリングによる力の吸収は、応力から分離するようにレンズをレンズマウントに保持するために、個々に又は組み合わせて講じることができる。

0014

本明細書の意味において「応力から分離される」又は「変形から分離される」は、外側マウントリングにて生じた応力が内側マウントリングに実際に全く伝達しないことを意味せず、むしろ応力がせいぜい僅かに伝達されることを意味する。

0015

説明したように、外側マウントリングで生じる応力の前述した原因は、主に、半径方向軸と垂直な軸、又はそれぞれの接続構造を通って延びる仮想半径方向軸伸長と垂直な軸(以下では接続軸)の周りの接続構造の屈曲をもたらすアクティブな力である。他方で、接続軸の周りに作用する捩りモーメントは接続構造に捩れを生じさせる。生じる全ての効果、組み合わせで生じる効果に関してさえ、接続構造は、レンズマウントの、それゆえ接続構造の引張剛性曲げ剛性及び捩り剛性に依存して様々な程度で接続構造を介して伝達される力を受ける。

0016

この点について、引張剛性は半径方向軸に沿う剛性を特徴とし、曲げ剛性は半径方向軸と垂直な軸に沿う剛性を特徴とし、捩り剛性は半径方向軸の周りの剛性を特徴とする。

0017

応力から分離されるように内側マウントリングを外側マウントリングに接続する接続構造は、予期される力又は捩りモーメントにより外側マウントリングに導入される応力をせいぜい僅かな程度内側マウントリングに伝達する接続構造を意味する。

0018

特許文献2から公知のマウント装置は、レンズ又は他の光学素子を保持するマウントリングとして機能する、又は異なる直径のマウントリングを適合させるためのスペーサーリング又は適合リングとして機能する多数の光学リングを有している。これら光学リングの端面が、リングにねじ留めするために設けられた穴の周りの表面処理された小さい窪みであるとき、これら窪みの結果、リングが一緒にねじ留めされると変形することが断定されている。この変形を防ぐために、光学リングが軸方向に穴の周りを補強されること、すなわち光学リングが厚く、それゆえより強固に作られる一方、ねじが皿穴に埋められることが提案されている。隣接するレンズ間の最小の距離の増加、軸方向の増大する取り付けスペース及び余計な重量は不利である。端面の許容差のために2つの接続した光学リングの捩れは考慮されない。

0019

特許文献3は、光学素子が変形から分離されるように保持されたレンズマウントを提案している。この種のレンズマウントは、他の外側リングとレンズを保持する内側リングに接続し得る外側リングを有する。外側リングと内側リングは三点曲げサポートを介して連絡する。この三点曲げサポートは、外側マウントに配置された部材であって、内側マウント軸受位置内又は上に支持された3つの軸受部材から形成される。三点曲げサポートは、外側リングにおける内側リングの正確に定められた姿勢保証し、力の伝達、ゆえに外側リングから内側リングへの応力の伝達、対応的にレンズへの応力の伝達が排除される。この種のレンズマウントの不都合は、製造及び組立の際の比較的高い支出と、衝撃の際の比較的小さくて少ない接触位置の高い負荷である。

0020

マウントと接続構造を介してそこに保持された素子を有するアセンブリが特許文献4に記載されている。接続構造は、光学素子の照射により生じる一様でない加熱が接続構造により少なくとも部分的に均質化されるように構成される。

0021

接続構造は、異なる熱伝導率を有する材料のウェブ又は異なる断面を有するウェブであってもよい。

0022

特許文献5は、レンズマウントの変形から分離されるようにレンズが保持されたレンズマウントを開示している。レンズマウントは正三角形の上面(フットプリント)を有し、3つのブロックがその角に形成されている。各々の角は、三角の(three-cornered)レンズマウントの側面を形成する2つの板状の外側補強材に接続する。ブロックはそれぞれの場合に、アクチュエータ又はその一部に接続できる。レンズマウントを強化するために外側補強材の間に内側補強材があってもよい。全ての2つのブロックの間の中央には、薄膜状部品が挿入される丸い切欠が外側補強材に設けられる。これらの部品シート状であってもよく、又は好ましくはスポーク車輪と似ていてもよい。レンズマウントと薄膜状部品は同じ材料から作られてもよい。しかしながら、それらは好ましくは別個に製造される。ブロックも好ましくは別個に製造され、取り付けられる。レンズは3つの薄膜状部品に当接し、従って応力に関して実際のレンズマウントから分離されるように薄膜状部品を介して保持される。このレンズマウントにおける主な欠点は相当な半径方向の取り付けスペースである。

0023

特許文献6は、多数のマウントが3つの脚を介してそれぞれの場合に外側フランジにおいて光学モジュールモジュール軸同軸に保持された光学モジュールを開示している。3つの脚はそれぞれの場合に、玉継手の様式で可動曲げ継手を介して1つの平面内でフランジに接続し、また別の平面内で玉継手の様式で可動な2つの曲げ継手を介してマウントの1つに接続している。モジュール軸の方向の自由度によって、マウントは過剰に規定された態様では保持されていない。理論的には、フランジに作用する力は、マウントに伝達されることなく軸方向運動に変換される。しかし実際には、マウントへの力の伝達は、可動な曲げ継手で生じる摩擦又は可撓性構造の場合に生じる復元力のために十分には防げない。

0024

特許文献7は、光学素子及びマウントを有するアセンブリを開示している。アセンブリでは、光学素子は、多数のラグを介して中間リング(内側マウントリング)に連結しており、中間リングは調節部材を介してマウント(外側マウントリング)に接続している。

0025

特許文献8にて探求されたソリューションによれば、マウントリングの連結から生じる機械的応力を搭載レンズに伝達せずに多数のマウントリング(レンズマウント)を互いにスタックとして接続することができる。このために、環状体が、スリットによって、3つの弾性要素(接続構造)を介して一体式に互いに接続された外側マウントリングと内側マウントリングに分割される。提案された接続構造の各々は、外側マウントリングと内側マウントリングに接続するリングセグメントを形成する。接続構造の各々は個々のバネ要素を示す。半径方向の曲げ剛性及び捩り剛性は、ほんの2,3のパラメータにより変更でき、半径方向のリングセグメントの幅と周囲に沿うそれらセグメントの長さによって設計及び寸法に依存して決定される。高い曲げ剛性及び捩り剛性は、特に、示されているように全高に沿って形成された緩和スリットの異なるバリエーションにおいて予期できる。

0026

特許文献9は、接続構造が一体式に形成された外側マウントリングと、光学素子が直接取り付けられた自由端とを備えた精密レンズマウントを開示している。接続構造は、互いに入り込んだ軸方向ウェブ及び半径方向ウェブを有する。軸方向ウェブの長さは半径方向ウェブの長さより大きい。

先行技術

0027

EP1094348B1
US5353166A
DE10030005A1
DE19807094A1
EP1310829B1
DE102004025832A1
DE19825716A1
US5488514A
US4733945A

発明が解決しようとする課題

0028

本発明の課題は、主に外側マウントリングに導入される応力によって接続構造において生じるラジアル力又は捩りモーメントが内側マウントリングに伝達しないように構成された接続構造を介して接続された外側マウントリング及び内側マウントリングを備えたレンズマウントを提供することである。

課題を解決するための手段

0029

材料凹部を介して、外側マウントリング、内側マウントリング、及び、互いに120°だけずれるように配置された3つの接続構造であって、それにより内側マウントリングが外側マウントリングに接続される接続構造に分割される環状体によって形成された一体式レンズマウント(モノリシックレンズマウント)に対して、上述した目的は、接続構造がそれぞれの場合に、移行部により接続された接続ウェブであって、半径方向接続ウェブと軸方向接続ウェブとして交互に構成された一連の少なくとも3つの接続ウェブにより形成されること、半径方向接続ウェブが半径方向に或る長さを有し、軸方向接続ウェブが軸方向に或る長さを有し、軸方向接続ウェブの長さが半径方向接続ウェブの長さより大きいことにより達成される。

0030

半径方向接続ウェブは軸方向に或る厚みを有し、軸方向接続ウェブは有利には半径方向に或る厚みを有する。軸方向接続ウェブの厚みは半径方向接続ウェブの厚みより小さく、それにより軸方向接続ウェブの低い曲げ剛性は半径方向接続ウェブの曲げ剛性に比例して小さくなる。

0031

有利な態様では、半径方向接続ウェブ及び軸方向接続ウェブは同じ幅を有し、該幅は軸方向接続ウェブの厚みより小さく、そのため接続構造が低い捩り剛性を有する。

0032

接続ウェブ間の移行部に或る斜面長さを有する斜面を形成し、それにより移行部の曲げ剛性が斜面長さの寸法により影響されると有利である。

0033

内側マウントリングに接続した接続ウェブと外側マウントリングに接続した接続ウェブがそれぞれの場合に半径方向接続ウェブであると有利である。

0034

接続構造は好ましくは、外側マウントリングの基準線ゼロ線)の高さで外側マウントリングに接続されるか、追加的に接続構造は内側マウントリングの基準線(ゼロ線)の高さで内側マウントリングに配置される。

0035

以下では、本発明を実施例と図面を参照してより完全に説明する。

図面の簡単な説明

0036

接続構造の第1構成を備えたレンズマウントの平面図である。
図1aに従うレンズマウントの断面図である。
図1bに従うレンズマウントの接続構造のうちの1つの詳細図である。
接続構造の第2構成を備えたレンズマウントの断面図である。
図2aに従うレンズマウントの断面図である。
図2bに従うレンズマウントの接続構造のうちの1つの詳細図である。
接続構造の第3構成の詳細図である。
接続構造の第4構成の詳細図である。
接続構造の第5構成の詳細図である。
接続構造の第6構成の詳細図である。
接続構造の第7構成の詳細図である。

実施例

0037

本発明に従うレンズマウントの全ての構成は、対称軸0を有する環状体によって形成されている。この環状体は、材料凹部を介して、外側マウントリング1、内側マウントリング2、及び、互いに120°だけずれるように配置された3つの接続構造3に分割されている。外側マウントリング1は少なくとも1つの端面を有し、該端面を介して内側マウントリングが他のレンズマウントにおけるちょうどこの種類の外側マウントリング1aに接続できる。レンズは内側マウントリング2内に取り付けられる。

0038

外側マウントリング1と内側マウントリング2を分割する材料凹部は、実施例の描写では環状カットとして示されている。しかしながら、内側マウントリング2を部分的に幅広くなるように構成するために、それら凹部は任意の有効な態様でカットされてもよい。

0039

内側マウントリング2はまた、レンズが受容されうる可撓性要素を用いた例により示されている。しかしながら、本発明に従うレンズマウントは特に、内側マウントリング2の構成とは完全に独立して接続構造3の構成に関する。

0040

接続構造3は、互いに入り込んだ接続ウェブであって、対称軸0に対して半径方向及び軸方向に交互に配置された一連の少なくとも3つの接続ウェブである。内側マウントリング2に入り込んだ接続ウェブと外側マウントリング1に入り込んだ接続ウェブは望ましくは、環状体の対称軸0に対して半径方向に配置される。環状体の対称軸0はまた、内側マウントリング2の対称軸と外側マウントリング1の対称軸を示す。

0041

新規ではないが、接続構造3が外側マウントリング1と内側マウントリング2の間の一体式接続であることが重要である。対応的に、レンズマウントが材料除去により作られるとき、接続ウェブは、材料切欠の間に残る材料ウェブであって、互いに接続するとともに撓み軸受によって外側マウントリング1及び内側マウントリング2にそれぞれ接続される材料ウェブである。場合によっては摩擦が克服されるまで接続ウェブを固く作動させ得る摩擦は、撓み軸受には無い。

0042

環状体のために選択された材料にかかわらず、引張剛性、曲げ剛性及び捩り剛性は、接続ウェブの量と寸法によって接続構造3のためになるべく低く調節され、それにより外側マウントリング1に発生する応力が内側マウントリング2に伝達することが防止される。言い換えれば、これは、接続構造3が伸長、屈曲及び捩れに関して必要なだけ柔らかくなる(弾性富む)ように寸法決めされることを意味する。2つの隣接する撓み軸受の間の距離と等しい接続ウェブの長さl1,l2、半径方向及び軸方向の伸長に等しい接続ウェブの厚みd1,d2、及び対称軸0の周りの円に沿う伸長に等しい接続ウェブの幅bは、接続ウェブを寸法決めするために利用できる。

0043

半径方向に延在する接続ウェブ−半径方向接続ウェブ3.1−は、軸方向に板バネのように作用し、軸方向に延在する接続ウェブ−軸方向接続ウェブ3.2−は、半径方向に板バネのように作用する。それらは好ましくは幅bにおいて同一であり、厚みd1,d2及び特にそれらの長さl1,l2に関して自由に寸法決めでき、それにより半径方向及び軸方向の曲げ剛性と捩り剛性が影響される。

0044

半径方向接続ウェブ3.1は最短の可能な長さl1と好ましくは比較的大きい厚みd1を有し、それにより接続構造3は軸方向に最大の可能な曲げ剛性を有する。半径方向の最低の可能な曲げ剛性のために、軸方向接続ウェブ3.2の長さl2はできるだけ長く、それらの厚みd2は好ましくは比較的小さい。

0045

減少した幅bを有する接続構造3はますます低い捩り剛性を有する。

0046

接続ウェブ3.1,3.2の互いへの移行部と、内側マウントリング2及び外側マウントリング1への接続構造3の移行部とにより形成された撓み軸受はそれぞれ、斜面4によって、関連する接続ウェブ3.1,3.2の厚みd1,d2に対して弱められてもよい(図3参照)。従って、斜面長さl4は、接続ウェブ3.1,3.2の長さl1,l2、厚みd1,d2及び幅bに加えて、曲げ剛性及び捩り剛性に影響を与える別のパラメータである。

0047

軸方向接続ウェブ3.2が半径方向に弾性変形可能であり、すなわち半径方向に低い曲げ剛性を有し、それにより軸方向接続ウェブが撓み軸受の屈曲から生じる反力を吸収できることも重要である。半径方向及び軸方向接続ウェブ3.1,3.2が半径方向に固い場合、反力は内側マウントリング2に接続した撓み軸受に伝わり、そこで内側マウントリング2の変形をもたらす反力を生じさせてしまう。

0048

接続構造3の形状によってレンズマウントの半径方向寸法をなるべく小さく増大させる要件と相反するのは、半径方向接続ウェブ3.1の短い長さl1が高い軸方向の曲げ剛性をもたらし、軸方向接続ウェブ3.2の長い長さl2が低い半径方向の曲げ剛性をもたらすという事実である。接続構造3における軸方向の曲げ剛性に対する半径方向の曲げ剛性の比は長さ比長さ係数)によって調節できる。

0049

軸方向の曲げ剛性及び半径方向の曲げ剛性はまた、接続ウェブ3.1,3.2の厚みd1,d2によって決定される。ゆえに、選択される軸方向接続ウェブ3.2の厚みd2が半径方向接続ウェブ3.1の厚みd1より小さいと有利である。

0050

図1a,1b,1cに示されるように、比較的なるべく小さい取り付けスペースを要求する3つの接続ウェブ3.1,3.2を備えた接続構造3のために、接続構造3が十分に半径方向に柔らかく、軸方向に固く、捩れに柔らかいように、接続ウェブ3.1,3.2の厚みd1,d2、幅b及び長さl1,l2が選択される。特に、図5,6,7に示されるように、環状体の厚み全体は軸方向接続ウェブ3.2の長さl2のために利用できる。さらに、図7は、接続構造3のための実施例を示しており、ここではこの接続構造3が軸方向接続ウェブ3.2を介して内側マウントリング2に移行する。同様にして、接続構造3の外側マウントリング1への移行部が軸方向接続ウェブ3.2によって形成されてもよいが、これは有利ではない。

0051

設計及び安定性により書き取られた(指示された)接続ウェブ3.1,3.2の厚みd1,d2、幅b及び長さl1,l2のための最小寸法が可能でない場合、接続構造3は、図2a,2b,2cに示されるように5つの接続ウェブ3.1,3.2により形成され、又は例えば図6に示されるように大きめ奇数の接続ウェブ3.1,3.2により形成される。

0052

外側マウントリング1に導入される力及びモーメントが主に、外側マウントリング1に接続した撓み軸受の屈曲及び回転を生じさせ、隣接する半径方向接続ウェブ3.1において反力及び反作用モーメントを生じさせる。反力及び反作用モーメントは、曲げ剛性及び捩り剛性に依存して、軸方向接続ウェブ3.2の変形により多かれ少なかれ一部吸収され、次の撓み軸受に一部伝達され、そこから再び一部吸収され、一部伝達される。接続ウェブ3.1,3.2は最小の曲げ剛性と最小の捩り剛性を常に有するので、反力は1つの接続ウェブ3.1,3.2単体によって完全には吸収できないが、一連の接続ウェブ3.1,3.2によってだんだん吸収される。

0053

好ましくは、外側マウントリング1への接続構造3の移行部は外側マウントリング1の基準線の高さに位置する。引張応力圧縮応力もこの基準線に沿って生じないように、外側マウントリング1の長さは屈曲の間変わらない。

0054

従って、有利な態様では、外側マウントリング1の端面に隣接する移行部の配置に比べて、基準線の周りの比較的小さい屈曲だけが接続構造3に導入される。

0055

技術的な理由のために、内側マウントリング2への接続構造3の移行部は好ましくは、外側マウントリング1の基準線により画定される平面内に配置される。

0056

しかしながら、それら移行部は他のいずれかの高さに、理想的には応力に関する技術的理由のために、内側マウントリング2の基準線の高さに配置されてもよい。

0057

図3は、接続ウェブ3.1,3.2間の移行部の斜面4によって第1実施例の接続構造とは異なる接続構造3の構成を示す。ゆえに、撓み軸受として機能する移行部はより柔らかい。斜面4は斜面長さl4を有し、移行部の曲げ剛性はこれら斜面4の寸法により影響される。図4に示されるように、移行部が溝ノッチ)により弱められると遜色のない効果が実現される。

0058

接続構造3の構成にかかわらず、外側マウントリング1及び内側マウントリング2は従来技術のような多様な方法で構成されてもよい。外側マウントリング1の構成は、特に光学系にレンズマウントを取り付ける際に生じる様々な制約の結果、異なってもよい。内側マウントリング2の構成は、搭載レンズに対する半径方向又は軸方向接続、接着結合又は確動係合接続の結果、異なってもよい。内側マウントリング2は、応力に関して内側マウントリング2の周面からレンズと内側マウントリング2の接触領域を分離する構造的特徴、例えば上述した特許文献1から公知の可撓性セグメントを有してもよい。

0059

0対称軸
1外側マウントリング
2内側マウントリング
3接続構造
3.1半径方向接続ウェブ
3.2 軸方向接続ウェブ
4 斜面
b (接続ウェブ3.1,3.2の)幅
d1 (半径方向接続ウェブ3.1の)厚み
d2 (軸方向接続ウェブ3.2の)厚み
l1 (半径方向接続ウェブ3.1の)長さ
l2 (軸方向接続ウェブ3.2の)長さ
l4 斜面長さ

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

該当するデータがありません

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

該当するデータがありません

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ