JP2007011051A - レンズの偏心調整装置 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない工程数で容易に偏心調整作業ができ、調整状態の再現も容易にできるレンズの偏心調整装置を得る。
【解決手段】基本レンズを固定した基本レンズ保持枠と；この基本レンズに対して偏心調整される調整レンズを固定した調整レンズ保持枠と；この基本レンズ保持枠と調整レンズ保持枠の対向端面のいずれか一方の端面に形成した少なくとも一つの径方向溝と;この基本レンズ保持枠と調整レンズ保持枠の対向端面の他方の端面に、この径方向溝に対応させて形成した軸心決定穴と;軸心決定穴に挿入される軸心決定軸部と、径方向溝に係合する、軸心決定軸部の軸心に対する距離が異なる複数対の平行な同一幅の偏心調整面を有する偏心調整コマ部とを備えた偏心調整コマと;を有するレンズの偏心調整装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズの偏心調整装置に関する。

レンズの偏心調整装置は、基本となるレンズ（群）の光軸と、調整されるレンズ（群）の光軸とを一致させるための調整装置（機構）として各種が知られ、実用化されているが、従来装置の基本的な考え方は、無段階偏心調整機構を介して調整レンズ光軸を基本レンズ光軸に対して無段階に調整するものであった。無段階偏心調整装置によると、調整位置を任意に選択することができるため、自由な偏心調整が可能である。しかし、大量生産されるレンズ製品は、ロット毎に一定の偏心位置を示す傾向がある。このような場合にも、調整者（作業者）は全てのレンズ製品について、任意の調整位置から適当な位置を選択して調整作業を行わなければならなかった。そのため、調整作業が煩雑になり作業時間の増大、調整者の違いやレンズ毎の調整誤差による製品性能のばらつきがあった。また、一度分解してしまうと、調整状態を再現することは事実上不可能であった。
特開２００１-２０８９４６号公報

本発明は、以上の従来の問題点に鑑みてなされたもので、少ない工程数で容易に偏心調整作業ができ、調整状態の再現も容易にできるレンズの偏心調整装置を提供することを目的とする。

本発明のレンズの偏心調整装置は、基本レンズを固定した基本レンズ保持枠と；この基本レンズに対して偏心調整される調整レンズを固定した調整レンズ保持枠と；この基本レンズ保持枠と調整レンズ保持枠の対向端面のいずれか一方の端面に形成した少なくとも一つの径方向溝と;この基本レンズ保持枠と調整レンズ保持枠の対向端面の他方の端面に、この径方向溝に対応させて形成した軸心決定穴と;軸心決定穴に挿入される軸心決定軸部と、径方向溝に係合する、軸心決定軸部の軸心に対する距離が異なる複数対の平行な同一幅の偏心調整面を有する偏心調整コマ部とを備えた偏心調整コマと;を有することを特徴とする。

径方向溝は、９０゜間隔で２個備えられていることが好ましい。

基本レンズ保持枠の軸心決定穴と偏心調整コマの軸心決定軸部とは、例えば、互いに嵌合する多角形状とすることができる。

本発明によれば、少ない工程数で容易に偏心調整作業ができ、調整状態の再現も容易にできるレンズの偏心調整装置を得ることができる。

図１から図３は、本発明によるレンズの偏心調整装置１０の一実施形態を示している。この偏心調整装置１０は、基本レンズＬ１と調整レンズＬ２との間の偏心調整（両者の光軸Ｏ、Ｏ’を可及的に一致させる調整）を行うものである。正面円形の基本レンズＬ１は円筒形状の基本レンズ保持枠２０に保持され、正面円形の調整レンズＬ２は円筒形状の調整レンズ保持枠３０に保持されている。基本レンズ保持枠２０と調整レンズ保持枠３０は、巨視的にみて弾性変形しない材料（例えば硬質プラスチック）からなり、基本レンズＬ１の光軸Ｏは基本レンズ保持枠２０の軸心に一致し、調整レンズＬ２の光軸Ｏ’は調整レンズ保持枠３０の軸心に一致しているものとする。

基本レンズ保持枠２０は、その周囲に光軸Ｏに直交する環状の端面２０ａを有し、調整レンズ保持枠３０は、その周囲に光軸Ｏ’に直交する、この端面２０ａに対向する環状の端面３０ａを有している。調整レンズ保持枠３０は、調整レンズＬ２が基本レンズＬ１に対して偏心調整された後、固定ねじ４０によって基本レンズ保持枠２０に固定される。

基本レンズ保持枠２０の端面２０ａには、光軸Ｏを中心とする同心円上に等角度間隔（３０°毎）で同一形状の１２個の正六角形穴（軸心決定穴）２０ｂが形成されている。正六角形穴２０ｂは、互いに対向する三対の平行平面を有しており、その一対の平行平面は、基本レンズ保持枠２０の径方向と平行な方向を向いている。また正六角形穴２０ｂの軸心は光軸Ｏと平行であり、その奥部軸心には固定ねじ４０に螺合するねじ穴２０ｃ（図３）が形成されている。

調整レンズ保持枠３０の端面３０ａには、光軸Ｏ’を中心とする同心円上に等角度間隔（９０°毎）で４個の径方向溝３１が正六角形穴２０ｂに対応する位置に形成されている。径方向溝３１は、調整レンズ保持枠３０の径方向に延びており、内端部はＵ字形状に閉じ外端部は開放されている。この４個の径方向溝３１は、中央部にねじ貫通穴３４が形成されている。

偏心調整コマ５０は、基本レンズ保持枠２０の正六角形穴２０ｂと調整レンズ保持枠３０の径方向溝３１の間に挿入されて、調整レンズ保持枠３０を光軸Ｏ（Ｏ’）に直交する平面内で位置調整する。

偏心調整コマ５０は、基本レンズ保持枠２０の正六角形穴２０ｂに異なる回転位相で挿入可能な正六角形柱状部（軸心決定軸部）５１と、この正六角形柱状部５１の正六角形穴２０ｂに対する所定の回転位相のうち、いずれであっても径方向溝３１に係合可能な偏心調整コマ部５２と、正六角形柱状部５１と偏心調整コマ部５２の間に位置するフランジ部５３を有している。偏心調整コマ５０の中心部には、正六角形柱状部５１の軸心Ｘと軸心が一致する、固定ねじ４０を挿通する挿通穴５４が形成されている。

偏心調整コマ部５２は、図４に示すように、径方向溝３１に係合可能な三対の偏心調整面５２ａ、５２ｂ、５２ｃを有している。これらの偏心調整面５２ａ、５２ｂ、５２ｃは、正六角形柱状部５１の各面（辺）と平行である。対をなす偏心調整面５２ａ、５２ｂ、５２ｃは対向する面が平行であり、これらの対をなす偏心調整面５２ａ、５２ｂ、５２ｃの間の距離は同一（同一幅）２Ａであるが、正六角形柱状部５１の軸心Ｘに対する距離がそれぞれ異なっている。

すなわち、偏心調整コマ部５２の偏心調整面５２ａの中心は、軸心Ｘ上に位置している。つまり、軸心Ｘから一対の偏心調整面５２ａにそれぞれ下ろした垂線の長さはＡであって同じである。したがって、対をなす偏心調整面５２ａが径方向溝３１に係合（当接）するとき、調整レンズ保持枠３０は、基本レンズ保持枠２０に対して一対の偏心調整面５２ａに直交する方向（偏心調整コマ部５２が嵌る径方向溝３１の延長方向に直交する方向）（Ｘ、Ｙ方向またはこれらの逆方向（図５参照））に移動しない（偏心調整量はゼロ）。

偏心調整コマ部５２の偏心調整面５２ｂの中心は、軸心Ｘから距離αだけ偏心している。つまり、軸心Ｘから一対の偏心調整面５２ｂにそれぞれ下ろした垂線の長さは異なり、Ａ＋α及びＡ−αである。したがって、対をなす偏心調整面５２ｂが径方向溝３１に係合するとき、調整レンズ保持枠３０は、基本レンズ保持枠２０に対して一対の偏心調整面５２ｂに直交する方向（Ｘ、Ｙ方向またはこれらの逆方向（図５参照））に距離αだけ移動する（偏心調整量はα）。

さらに、偏心調整コマ部５２の偏心調整面５２ｃの中心は、軸心Ｘから距離２αだけ偏心している。つまり、軸心Ｘから一対の偏心調整面５２ｃにそれぞれ下ろした垂線の長さは異なり、Ａ＋２α及びＡ−２αである。したがって、対をなす偏心調整面５２ｃが径方向溝３１に係合するとき、調整レンズ保持枠３０は、基本レンズ保持枠２０に対して一対の偏心調整面５２ｂに直交する方向（Ｘ、Ｙ方向またはこれらの逆方向（図５参照））に距離２αだけ移動する（偏心調整量は２α）。フランジ部５３には、偏心調整コマ部５２の回転位相（回転位置）を示す目印である切欠部５３ａが形成されている。

偏心調整コマ５０のフランジ部５３とワッシャ７０は、基本レンズ保持枠２０と調整レンズ保持枠３０の枠間隔を設定する。すなわち、調整レンズ保持枠３０が固定ねじ４０を介して基本レンズ保持枠２０に固定されるとき、フランジ部５３は、端面３０ａとワッシャ７０の間に位置し、ワッシャ７０は、フランジ部５３と端面２０ａの間に位置する。

以上の偏心調整装置の調整原理を説明する。いま、基本レンズ保持枠２０の１２個の正六角形穴２０ｂから、それぞれの角度間隔が９０°である４個の正六角形穴２０ｂを選択し、それぞれに偏心調整コマ５０の正六角形柱状部５１を挿入する。図６は、２個の偏心調整コマ５０を挿入した状態を示している。まず、偏心調整コマ５０の正六角形柱状部５１は、基準位置として、正六角形柱状部５１の偏心調整面５２ａが基本レンズ保持枠２０の径方向に向き、切欠部５３ａが基本レンズ保持枠２０の外周面側に位置するように回転位相を選択するものとする。この偏心調整コマ部５２の偏心調整面５２ａを、調整レンズ保持枠３０の径方向溝３１に嵌める。この状態は一つの調整状態であり、基本レンズＬ１の光軸Ｏと調整レンズＬ２の光軸Ｏ’のアラインメントを周知の観察手段（検出手段）により確認する。調整が完了していれば（光軸ＯとＯ’が可及的に一致していれば）、そのまま固定ねじ４０を用いて固定すればよい。

以上のようにセットした状態において、説明を簡単にするため、１個の偏心調整コマ５０を用いて、調整レンズＬ２（調整レンズ保持枠３０）のＸ方向（図５）の偏心調整について説明する。初期セット状態で光軸調整が完了しなかったときには、偏心調整コマ５０を外して、観察結果に応じ、正逆に６０゜回転位相をずらし、偏心調整面５２ｂと５２ｃのいずれかを径方向に向けて、正六角形柱状部５１を正六角形穴２０ｂに嵌める。仮に偏心調整面５２ｂを用いればＸ方向にαの偏心移動量が得られ、偏心調整面５２ｃを用いれば同２αの偏心移動量が得られる。
また、基準位置として、正六角形柱状部５１の偏心調整面５２ａが基本レンズ保持枠２０の径方向に向き、切欠部５３ａが基本レンズ保持枠２０の内周面側に位置するように回転位相を選択することができる。観察結果に応じ、正逆に６０゜回転位相をずらすと、偏心調整面５２ｂが径方向溝３１に係合するときには、Ｘ方向とは逆方向にαの偏心移動量が得られ、偏心調整面５２ｃが径方向溝３１に係合するときには、Ｘ方向とは逆方向に２αの偏心移動量が得られる。従って、このように偏心調整コマ５０によりステップワイズな偏心調整量を得て、Ｘ方向の偏心調整を行うことができる。

Ｙ方向の偏心調整は、Ｘ方向の偏心調整に用いた偏心調整コマ５０とは９０゜位置が異なる偏心調整コマ５０を用いて同様に行うことができる。以上のＸ方向及びＹ方向の調整は、直径方向に位置する一対の偏心調整コマ５０を用いて同時に行うこともできる。また、基本レンズ保持枠２０の１２個の正六角形穴２０ｂのうち、偏心調整コマ５０を挿入する４個の穴を任意に選択することで、調整方向を選択することができる。

図７、図８は、基本レンズ保持枠２０の軸心を基準（中心）にして、調整レンズ保持枠３０の軸心が移動可能なＸＹ方向の偏心調整範囲を示す図である。図７は、基本レンズ保持枠２０をＸＹ方向に対して位置規制し、１個の偏心調整コマ５０をＸ又はＹ軸上に配置することによって得られる、調整レンズ保持枠３０の偏心調整範囲を示している。図８は、基本レンズ保持枠２０をＸＹ方向に対して位置規制し、２個の偏心調整コマ５０をＸＹ軸上にある正六角形穴２０ｂにそれぞれ配置することによって得られる、調整レンズ保持枠３０の偏心調整範囲を示している。このように、１２個の正六角形穴２０ｂから選択して２個の偏心調整コマ５０を用いることによって、調整レンズ保持枠３０の光軸位置を選択的に調整することができる。また、偏心調整コマ５０は互いに直交方向に位置する関係（ＸＹ軸上）でなくても、基本レンズ保持枠２０を位置規制し、２個の偏心調整コマ５０を任意の正六角形穴２０ｂにそれぞれ配置することによって一定の調整が可能である。本発明は、１個の偏心調整コマ５０によっても図７に示すように一定の偏心調整効果を得ることができる。ＸＹ軸上以外の正六角形穴２０ｂに偏心調整コマ５０を配置する場合には、中心は変わらずに偏心調整方向が斜めになる。

量産品のレンズ製品では、ロット毎に特定の偏心調整傾向が存在することが多い。したがって、偏心調整コマ５０を挿入する正六角形穴２０ｂの選択と、偏心調整コマ５０の偏心調整面５２ａ、５２ｂ、５２ｃの選択を予め行うことにより、調整作業を容易にし、作業時間を短縮することができる。またどの偏心調整面を用いたかを記憶（記録）することにより、調整状態の再現ができる。偏心調整面５２ａ、５２ｂ、５２ｃのいずれを用いているかは、フランジ部５３の切欠部５３ａによって知ることができる。

以上の実施形態では、偏心調整コマ５０の軸心決定軸部を正六角形柱状部５１から構成しており、この柱状部５１側で偏心調整コマ５０の回転位相を決定できるという利点がある。しかし、偏心調整コマ５０の回転位相は、偏心調整面５２ａ、５２ｂ、５２ｃで決定できるので、正六角形柱状部５１（及び正六角形穴２０ｂ）は円形にすることもでき、円形にすると形成精度を必要としなくてよい。

なお、本実施形態では径方向溝３１を４個形成しているが、偏心調整コマ５０を挿入する径方向溝３１は、２個（または１個）のみとし、残りは、単なる固定穴としてもよい。また、偏心調整コマ５０を選択して挿入する正六角形穴２０ｂの数は理論的には多い方がよく、本実施形態では１２個設けているが、８個以上程度を設ければ一般的には十分な実用上の調整効果を得ることができる。本実施形態では、基本レンズ保持枠２０に正六角形穴２０ｂを形成して調整レンズ保持枠３０に径方向溝３１を形成したが、基本レンズ保持枠２０に径方向溝３１を形成して調整レンズ保持枠３０に正六角形穴２０ｂを形成してもよい。

本発明のレンズの偏心調整装置の実施形態を示す、前方からみた分解斜視図である。 本発明のレンズの偏心調整装置の実施形態を示す、後方からみた分解斜視図である。 本発明のレンズの偏心調整装置の実施形態を示す、図１のIII-III線に沿う断面図である。 本発明のレンズの偏心調整装置の偏心調整コマの正面図である。 本発明のレンズの偏心調整装置の調整レンズ保持枠に２個の偏心調整コマを係合した正面図である。 本発明のレンズの偏心調整装置の基本レンズ保持枠に２個の偏心調整コマを挿入した正面図である。 本発明のレンズの偏心調整装置の１個の偏心調整コマによる偏心調整範囲を示す図である。 同各２個の偏心調整コマによる偏心調整範囲を示す図である。

符号の説明

１０ 偏心調整装置
２０ 基本レンズ保持枠
２０ａ ３０ａ 端面
２０ｂ 正六角形穴（軸心決定穴）
２０ｃ ねじ穴
３０ 調整レンズ保持枠
３１ 径方向溝
３４ ねじ貫通穴
４０ 固定ねじ
５０ 偏心調整コマ
５１ 正六角形柱状部（軸心決定軸部）
５２ 偏心調整コマ部
５２ａ ５２ｂ ５２ｃ 偏心調整面
５３ フランジ部
５３ａ 切欠部
５４ 挿通穴
７０ ワッシャ
Ｌ１ 基本レンズ
Ｌ２ 調整レンズ
Ｏ Ｏ’ 光軸
Ｘ 軸心

Claims (3)

1. 基本レンズを固定した基本レンズ保持枠と；
   この基本レンズに対して偏心調整される調整レンズを固定した調整レンズ保持枠と；
   上記基本レンズ保持枠と調整レンズ保持枠の対向端面のいずれか一方の端面に形成した少なくとも一つの径方向溝と;
   上記基本レンズ保持枠と調整レンズ保持枠の対向端面の他方の端面に、この径方向溝に対応させて形成した軸心決定穴と;
   上記軸心決定穴に挿入される軸心決定軸部と、上記径方向溝に係合する、上記軸心決定軸部の軸心に対する距離が異なる複数対の平行な同一幅の偏心調整面を有する偏心調整コマ部とを備えた偏心調整コマと;
   を有することを特徴とするレンズの偏心調整装置。
2. 請求項１記載のレンズの偏心調整装置において、上記径方向溝は、９０゜間隔で２個備えられているレンズの偏心調整装置。
3. 請求項１または２記載のレンズの偏心調整装置において、上記基本レンズ保持枠の軸心決定穴と偏心調整コマの軸心決定軸部とは、互いに嵌合する多角形状をなしているレンズの偏心調整装置。

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