JP2009115980A - 光学系ユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焦点距離の調整や視野調整を高精度でかつ低コストで行えるようにする。
【解決手段】対物レンズ２２_１，２２_２，２２_３と鏡枠１４を有する光学系ユニット１２の光軸Ｏを、この鏡枠１４を変形させることで調整して固定し、光学系ユニット１２を製造する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レンズを収容した鏡枠とユニット本体とを備えた光学系ユニットの製造方法に関する。

例えば顕微鏡では、レボルバによる対物レンズの切換え時には、各対物レンズの焦点位置が一致するように調整されている。しかし、対物レンズの切換え時に複数の対物レンズの間で光軸のズレ、倒れ、焦点のズレ等があると、視野中心がずれて、測定箇所が外れたり焦点がずれることになる。

これを解決すべく、例えば特許文献１では、レボルバへの取付け側の金属製の対物レンズユニット（対物レンズ鏡枠）を切削したり、取付け基準面を加工することにより、視野中心や焦点位置のずれの補正、及び性能調整を行う点が開示されている。
特開２００３−１９６０１号公報

しかしながら、特許文献１では、顕微鏡の倍率が高いこと等に起因して、わずかなズレであっても性能に影響するため、金属製の鏡枠を高精度に切削加工等するのは困難であった。また、加工に先立ち、対物レンズ鏡枠をチャックで保持したり位置合わせするために、加工や調整時間に長時間を要していた。さらに、切削加工等により生じる切り粉等の異物が対物レンズ鏡枠内に混入する等のおそれもあった。このため、全体的に作業工数が増大し、製造コストがアップするという課題があった。

本発明は斯かる課題を解決するためになされたもので、焦点距離の調整や視野調整を高精度でかつ低コストで行える光学系ユニットの製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、
レンズと鏡枠を有する光学系ユニットの光軸を、前記鏡枠を変形させることで調整して固定し、前記光学系ユニットを製造することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠が金属製であることを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１に記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠が合成樹脂製であることを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠の変形は、該鏡枠を加熱することにより行うことを特徴とする。

請求項５に係る発明は、請求項１に記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠が金属と合成樹脂とを有する複合材料であることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠の変形は、変形させる部分の内面及び外面の少なくとも一方に金属製の形状作成部材を挿入して調整し、該調整後に前記形状作成部材を抜き取ることを特徴とする。

請求項７に係る発明は、請求項１〜６のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠の変形は、該鏡枠の加熱領域以外を冷却して変形しないようにして行うことを特徴とする。

請求項８に係る発明は、請求項１〜７のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠を変形させる領域が、前記光学系ユニットの光線出口側、撮像面側、又は観察側の少なくともいずれかであることを特徴とする。

請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠を変形させる領域の形状が調整部をもっていることを特徴とする。

請求項１０に係る発明は、請求項１〜９のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠を変形させる際の姿勢変化は、前記光軸に対する傾き、横ずれ、又は前記光軸方向長さであることを特徴とする。

請求項１１に係る発明は、請求項１〜１０のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠の変形は、該変形した領域を利用して前記鏡枠に外装部品を接合することにより行うことを特徴とする。

請求項１２に係る発明は、請求項１〜１１のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠の変形は、該鏡枠に光線を透過又は反射させた状態でモニタリングを行いながら調整を行うことを特徴とする。

請求項１３に係る発明は、請求項１〜１２のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠の変形は、ユニット本体に対し前記鏡枠を前記光軸の周りに相対的に回転させながら調整を行うことを特徴とする。

請求項１４に係る発明は、請求項１〜１３のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠を変形させる量は、該鏡枠の材料物性のクリープ、収縮による戻り量を見込んで設定することを特徴とする。

請求項１５に係る発明は、請求項１〜１４のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法において、
前記鏡枠を加熱するには、高温の気体を照射する、高温の固体物質を接触させる、超音波振動を付与する、電子ビームを照射する、のいずれかを用いることを特徴とする。

請求項１６に係る光学系ユニットの製造方法の発明は、請求項１〜１５に記載の光学系ユニットが顕微鏡の対物レンズユニットであることを特徴とする。

本発明によれば、レンズと鏡枠を有する光学系ユニットの光軸を、鏡枠を変形させることで調整して固定し、光学系ユニットを製造することにより、焦点距離の調整や視野調整を高精度でかつ低コストで行うことができる。

以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。
［光学機器の概略構成の説明］
図１は、顕微鏡等の光学機器の概略構成を示している。この光学機器１０は、光学系ユニット１２とユニット本体１３とを有している。

ユニット本体１３内には、光学系ユニット１２を通過してきた対象物１６からの光を電子信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１８が配置されている。なお、ユニット本体１３内の接眼レンズ等は図示を省略している。

光学系ユニット１２は、鏡枠１４と、これに内蔵された３個の対物レンズ２２_１，２２_２，２２_３とを有している。鏡枠１４は、合成樹脂（ポリカーボネート等）からなる中空円筒状をなし、ユニット本体１３との接続基部にフランジ部２４及びネジ部２６を有している。この光学系ユニット１２は、ネジ部２６によりユニット本体１３の取付基準面Ｐに螺合されている。

この光学系ユニット１２は、例えば顕微鏡の対物レンズユニットが該当する。なお、鏡枠１４は、合成樹脂以外の、例えば金属又は金属と合成樹脂との複合材料からなるものであってもよい。

この場合、光学系ユニット１２における対物レンズ２２の中心軸（光軸Ｏ）とフランジ部２４の底面２４ａとは、略直交するように精密に加工されている。このため、通常、光学系ユニット１２をネジ部２６によりユニット本体１３に螺合し、かつフランジ部２４の底面２４ａをユニット本体１３の取付基準面Ｐに当接した状態では、ユニット本体１３の中心軸（撮像素子１８とねじ部２６との関係から設定される基準軸）と、光学系ユニット１２の光軸Ｏとが一致するようになっている。または、一致するように調整されている。

しかし、光学系ユニット１２の鏡枠１４が、例えば合成樹脂等で構成されている場合、加工誤差、取付誤差、又はクリープ等により光軸Ｏが一致しない場合が生じ得る。特に、鏡枠１４が合成樹脂製の場合には加工精度やクリープの影響が大きい。このときの誤差としては、光軸Ｏに対する位置ずれ（シフト）、倒れ（チルト）、又は軸方向の変位（例えば、対物レンズ２２_１とフランジ部２４の底面２４ａとの間隔）等が考えられる。

このため、例えば、光学系ユニット１２に内蔵された対物レンズ２２に中心軸上に存在するフランジ部から設計的に決定されている物点位置から光線を出し、その焦点位置が設計値と一致するまで、フランジ部２４の根元部付近を加熱部材２０で加熱、軟化させて変形させ、調整を行う。図１に示すように、このときに鏡枠１４を変形させる方向は、中心軸と平行なＡ方向、中心軸に対し垂直なＢ方向、又は中心軸に対する光軸Ｏの傾き、場合によっては中心軸に対する光軸Ｏの回転（捩り）である。

なお、フランジ部２４の根元部付近を加熱軟化させるには、その根元部に高温の気体を照射して加熱したり、加熱部材等の固体物質を直接接触させたり、ホーン治具により超音波振動を与えて非接触で発熱させたり、或いはレーザ光等の電子ビームを照射することで行うことができる。

そして、光軸Ｏを調整するための鏡枠１４の変形量が決定された状態で、鏡枠１４を冷却し、位置調整を行う。このとき鏡枠１４を変形させる量は、検出された調整量よりも材料物性のクリープ、収縮による戻り量を見込んだ量とするのが好ましい。

次に、鏡枠１４を変形するための具体的な実施形態について説明する。
［第１の実施の形態］
図２及び図３は、第１の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示している。

図２は、対象物１６の像が中心軸＝理想の光軸Ｏ からずれて結像している状態を示し、図３は、鏡枠１４を変形させて光軸を調整した状態を示す図である。
図２のずれは、光学系ユニット１２の光軸が中心 軸に対して傾斜（チルト）、又は横ずれ（シフト）が生じていることに起因している。このため、光学系ユニット１２の鏡枠１４を変形させることで調整を行う。

図３において、光軸方向に延びる鏡枠１４のうち、対物レンズ２２_２と２２_３の中間位置の領域２７を変形させる。そして、光学系ユニット１２の光軸を、中心軸＝理想状態の光軸Ｏと一致させる。

鏡枠１４を変形させるには、鏡枠１４が合成樹脂製の場合、例えば鏡枠１４の領域２７の周りを所定温度に加熱して軟化させることにより行う。そして、軟化させた後に、所定方向（例えば矢印Ｃ方向）に圧力を付与して変形させる。こうして、光学系ユニット１２の光軸調整を行う。なお、同時に必要に応じて傾斜又は横ずれの調整も行う。このとき、鏡枠１４の加熱領域以外の部分は冷却して変形しないようにするとよい。鏡枠１４を変形させた後は、領域２７の付近を冷却して固化する。

なお、鏡枠１４を加熱するには、前述したように、領域２７に高温の気体を照射したり、加熱ごて等の固体物質を直接接触させたり、超音波振動を与えて非接触で発熱させたり、或いはレーザ光等の電子ビームを照射することで行うことができる。

また、鏡枠１４が金属製の場合、変形方向に所定の荷重を加えて塑性変形させるとよい。さらに、加熱することで変形が容易となれば加熱後に荷重を加えて変形させてもよい。
こうして、鏡枠１４の対象物１６に近い方の側を、領域２７を中心として矢印Ｃ方向に光軸Ｏの周りに変形させて、撮像素子１８の中心線方向に合致させたり、傾斜させたりする。

本実施形態によれば、鏡枠１４の所定領域２７を変形させて光学系ユニット１２の光軸を調整して光軸Ｏへ合致させることで、光学系ユニット１２の視野中心のずれ、焦点位置のずれの補正等を容易かつ低コストで行うことができる。また、本実施形態によれば、鏡枠１４を切削等により加工するものではないので、切削屑が発生することもなく、これらが鏡枠１４内に入り込むこともない。このため、変形後も高い光学性能を維持することができる。
［第２の実施の形態］
図４及び図５は、第２の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示している。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。

図４は、対象物１６の像が撮像素子１８の中心からずれて結像している状態を示し、図５は、鏡枠１４を変形させて光学系ユニット１２の光軸を中心軸＝光軸Ｏと合致するよう調整した状態を示す図である。

図４において、鏡枠１４を例えば熱可塑性の合成樹脂で構成し、フランジ部２４の近傍に不連続な調整部２８を設けている。この調整部２８は、円筒状をなす鏡枠１４の部分よりも局部的に大径に形成され、かつ微小長さの円筒部からなっている。

この調整部２８は、鏡枠１４において光軸方向の任意の位置に設けることができるが、フランジ部２４に近い位置に設けるほど大きな変形量を得やすい。構造的に、固定部であるフランジ部２４から調整部２８までのスパンが長く、鏡枠１４を光軸Ｏと直交する方向に撓みやすいためである。

そして、本実施形態では、図５に示すように、この調整部２８を変形させるため、該調整部２８に対してレーザ照射部２９からレーザ光を照射する。こうして、熱可塑性の樹脂からなる調整部２８を加熱して軟化させる。次に、調整部２８から対象物１６側に近い鏡枠１４部分を、矢印Ｄ方向に所定圧で付勢して変形させる。このときの鏡枠１４を変形させる姿勢変化は、横ずれ（シフト）、又は軸方向の鏡枠１４の変位（長さ）である。

この場合、前記と同様に、加熱した調整部２８のみを変形させるようにし、それ以外の鏡枠１４の部分は変形しないように冷却するのが望ましい。
本実施形態によれば、鏡枠１４を変形させる領域の形状が、不連続な調整部２８を有しているので、この調整部２８付近の領域を加熱することで容易に変形させることができる。しかも、調整部２８は構造的に変形しやすい構造であるので、変形の自由度を大きくとることができる。また、鏡枠１４を切削等により加工するものではないので、切削屑が発生することもなく、これらが鏡枠１４内に入り込むこともない。
［第３の実施の形態］
図６は、第３の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示している。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。

本実施形態では、図６に示すように、鏡枠１４の軸方向の中間部の変形領域３３（破線参照）を変形させるものであるが、鏡枠１４の円周方向の複数箇所に、軸方向に長い金属板５５を矢印Ｅ方向に挿入している。

そして、鏡枠１４を変形させるには、例えばその変形領域３３を加熱軟化させて変形させる。その後、鏡枠１４の変形領域３３に沿って部分的に形成した溝５３、５４に夫々金属板５５を挿入する。この金属板５５は、その弾発力で溝５３、５４に係止されたり、必要に応じて接着剤等で接着される。すると、この金属板５５は、鏡枠１４を変形させた後の変形に対する強度向上に寄与し、応力緩和やクリープ現象等の変形を防止する。

本実施形態によれば、鏡枠１４を金属と合成樹脂とを有する複合材料として構成したので、鏡枠１４の機械的強度が増大するとともに、特に変形後の応力緩和やクリープによる変形に対する強度を向上させることができる。この場合も、鏡枠１４を切削等により加工するものではないので、切削屑が発生することもなく、これらが鏡枠１４内に入り込むこともない。
［第４の実施の形態］
図７は、第４の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示している。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。

本実施形態では、光学系ユニット１２とユニット本体１３（図１参照）との取付け側を、樹脂製の鏡枠１４と金属製の支持部材３０との複合材料としたものである。
すなわち、図７に示すように、鏡枠１４は、ユニット本体１３との取付け側に小径の円筒状の調整部２１を有している。また、金属製の支持部材３０は、内周壁３１と外周壁３２とを有する円筒状をなしている。

そして、鏡枠１４の調整部２１の内周面２１ａを支持部材３０の内周壁３１で支持し、また、鏡枠１４の外周面１４ａを支持部材３０の外周壁３２の先端部３２ａで支持している。こうして、光学系ユニット１２とユニット本体１３との取付は、支持部材３０を介して行われる。

光学系ユニット１２の光軸を調整するには、調整部２１の内周面２１ａを加熱軟化させ、支持部材３０の外周壁３２の先端部３２ａを支点として、鏡枠１４を矢印Ｆ方向又は矢印Ｇ方向に付勢して傾斜させ、光軸Ｏに合致させる。この場合の鏡枠１４の加熱は、例えばレーザ照射器３４と反射鏡３５を用いてレーザ光を調整部２１の内周面２１ａの所定の位置に照射することにより行う。これにより、支持部材３０に対する鏡枠１４の傾き（チルト）が調整しやすくなる。

本実施形態によれば、鏡枠１４のユニット本体１３との取付部を、樹脂部（調整部２１）と金属部（支持部材３０）との組み合わせで構成し、樹脂部を加熱軟化させて変形させるようにしたので、鏡枠１４の傾き（チルト）を容易に調整することができる。

また、金属製の支持部材３０の先端部３２ａを支点として、鏡枠１４を傾斜変形させるので、高精度な調整を行うことができる。
［第５の実施の形態］
図８〜図１１は、第５の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示している。図８は、変形対象の樹脂製鏡枠１４を示し、図９は、樹脂製鏡枠１４の内面にインサート部材３６を挿入した状態を示し、図１０は、樹脂製鏡枠１４の内面にインサート部材３６を挿入して軸方向に延ばした状態を示し、図１１は、先端をテーパ状にしたインサート部材３６の外観を示している。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。

本実施形態では、図８に示すように、変形対象の鏡枠１４として合成樹脂製で、かつ軸方向の中間に厚肉の調整部５８を有する場合を考える。そして、この鏡枠１４の内面に、形状作成部材としての金属製のインサート部材３６を矢印Ｈ方向に挿入する。

この状態で、図９に示すように、トーチヒータ３８を用いて不図示の気体供給元から供給された高温のガスを鏡枠１４の調整部５８に噴射する。これにより、鏡枠１４の調整部５８は加熱されて軟化する。

この状態で、図１０に示すように、鏡枠１４の一端（図１０の左端側）を不図示の引張り手段により矢印Ｉ方向に引っ張り、調整部５８を同方向に引き延ばす。こうして、鏡枠１４の対象物１６側（図１０の左端側）の長さが引き延ばされる。調整部５８を引き延ばした後は、インサート部材３６を鏡枠１４から引き抜く。

なお、このとき、図１１に示すように、鏡枠１４のチルトを調整するために、インサート部材３６の先端部３６ａをテーパ状に形成してもよい。鏡枠１４の調整時には、このテーパ面に沿って鏡枠１４を傾斜させることで、鏡枠１４のチルトを調整することができる。

なお、本実施形態では、鏡枠１４の内面にインサート部材３６を挿入した場合について説明したが、これに限らない。例えば、鏡枠１４の外面に円筒状のインサート部材３６を嵌入してもよい。

本実施形態によれば、鏡枠１４の内面に金属製のインサート部材３６を挿入して鏡枠１４を加熱軟化し、調整した後に抜き取るようにしたので、鏡枠１４の対象物１６に近い側の長さを任意に調整することができる。この場合、鏡枠１４の内面にはインサート部材３６が挿入されているので、鏡枠１４の内径が大きく変化することはない。このため、鏡枠１４の内面に、設計値通りの対物レンズ２２_１，２２_２，２２_３を収容することができる。
［第６の実施の形態］
図１２は、第６の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示している。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。

第２の実施の形態では、その図５において、熱可塑性の樹脂の調整部２８を加熱して軟化させ、鏡枠１４を所定方向に圧力を付加して変形させた。本実施形態では、同様の手段によって鏡枠１４を変形させた後に、変形後の鏡枠１４の外周に中空円筒状の外装部品４０を嵌合するようにしたものである。

この外装部品４０は、軸方向の一端に形成されて鏡枠１４のフランジ部２４に当接する当接面４０ａと、軸方向の他端に形成されたテーパ部４０ｂとを有している。このテーパ部４０ｂの内側には、鏡枠１４の先端側（対象物側）の外周面及び端面に係合する段差部４０ｃが形成されている。

この鏡枠１４に外装部品４０を取付けるには、変形させた後の鏡枠１４の調整部２８の最外部に外装部品４０の内面を当接させ、かつ鏡枠１４の先端側の外周面及び端面に段差部４０ｃを係合させる。もちろん接着剤を用いた固定を行ってかまわない。

これにより、鏡枠１４は外装部品４０によって変形後の形状がそのまま保持され、温度湿度等の環境変化によっても容易には変形することがない。このため、光学系ユニット１２の視野中心のずれ、焦点位置のずれの補正等を行った後の状態を長期に亘り維持することができる。

本実施形態によれば、鏡枠１４の変形は、変形させた領域を利用して鏡枠１４に外装部品４０を取付けるようにしたので、鏡枠１４は外装部品４０によって、応力緩和やクリープ、あるいは外力等による変形に対して形状をそのままかつ長期に亘って保持することができる。
［第７の実施の形態］
図１３は、第７の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示している。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。

本実施の形態では、鏡枠１４に光線を透過させた状態で撮像素子１８に形成された結像をモニタリングしながら、設計位置からズレのある光学系ユニット１２の光軸を、中心軸＝光軸Ｏの位置へ調整を行うものである。

図１３において、ユニット本体１３と光学系ユニット１２とは調整治具４２を介して取り付けられている。この調整治具４２は、ユニット本体１３の取付基準面Ｐに固定されたアウタレース４３と、光学系ユニット１２のフランジ部２４に固定されたインナレース４４、及びこれらアウタレース４３とインナレース４４の対向面間の溝に嵌入された多数のボール４５とを有している。

この調整治具４２により、光学系ユニット１２とユニット本体１３とは、光軸Ｏの周りに相対的に回転可能となっている。また、対象物としてのチャート１６と調整治具４２、及び撮像素子１８は予め同軸に調整され、中心軸上に配置されている。

チャート１６には、図１４に示すように、直角に交差する十字線４６_１が描かれている。図１５は、撮像素子１８で撮像された十字線４６_１の画像４６_２を示している。この画像４６_２は、撮像素子１８の中心の座標４６_０に対し略平行に微小距離（Ｘ，Ｙ）だけずれている。

そこで、光学系ユニット１２に光を透過させてチャート１６を撮影し、モニタリングしながら撮像素子１８上で撮影された画像４６_２のずれがなくなるように調整する。そのために、光学系ユニット１２の光軸Ｏの調整を行うが、そのためには、前述したように、例えば鏡枠１４を加熱軟化させて行う。

図１６は、鏡枠１４の変形を、光学系ユニット１２とユニット本体１３とを光軸Ｏの周りに相対的に回転させながら行う場合を示している。そして、撮像素子１８上で撮像された画像４６_２のずれがなくなるように調整する。

このように、光学系ユニット１２を回転させてモニタリングしながら鏡枠１４を変形させることで、全ての方向での鏡枠１４のチルトやシフト等のずれ量を検査することができる。

このとき、鏡枠１４を変形させて調整するずれ量（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）は、モニタリング画像によるずれ量（Ｘ，Ｙ）よりも大きめに、材料物性のクリープ、応力緩和や収縮等による戻り量を見込んだ量とする。すなわち、予想される合成樹脂の 変形量の総和を見込んで調整すべきずれ量（Ｘ＋ΔＸ，Ｙ＋ΔＹ）を決定する。

また、鏡枠１４を変形させるには、前述したように、鏡枠１４に高温の気体を照射して加熱したり、加熱部材等の固体物質を接触させたり、ホーン治具により超音波振動を与えて非接触で発熱させたり、或いはレーザ光等の電子ビームを照射することで行うことができる。

なお、本実施形態では、鏡枠１４に光線を透過させた状態でモニタリングしながら光軸調整を行う場合について説明したが、これに限らない。例えば、鏡枠１４に光線を反射させた状態で行ってもよい。またチャート１６は、軸上（光軸Ｏに対して回転させても位置が変わらない）でモニタリングしているが、軸外（視野、撮影範囲内の、光軸からずれた位置）に用意されたチャートを同様に撮影して、撮像素子の中心軸からのズレ量が、回転させても一定になる様調整してももちろんかまわない。なお、これまで説明してきた光軸の調整は、近軸領域における調整だけではなく、透過光線全体のバランスを調整し最良の状態を得るために行う手段であっても良い。

本実施形態によれば、鏡枠１４の変形は、ユニット本体１３に対し鏡枠１４を光軸Ｏの周りに相対的に回転させながら調整を行うため、全方向のズレを検査しながら正確に行うことができる。また、調整後の樹脂のクリープや収縮、応力緩和等による変化を見込んでずれ量を決定しているので、経年変化の少ない高精度な光軸調整を行うことができる。
［第８の実施の形態］
図１７（ａ）（ｂ）は、第８の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示している。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。

本実施の形態では、鏡枠１４を加熱軟化させる手段として鏡枠１４に加熱治具４８を接触させて加熱するものである。こうして、鏡枠１４を加熱軟化させた後に変形させる。
図１７（ａ）（ｂ）に示すように、鏡枠１４の変形したい領域４７（破線部）の周りに加熱治具４８を接近させて接触させ、加熱軟化して変形させている。加熱治具４８は、円周を略等間隔に分割した４個の加熱部材４８_１，４８_２，４８_３，４８_４を有している。

これらの加熱部材４８_１，４８_２，４８_３，４８_４を、矢印の４方向から鏡枠１４に近づけて接触させる。これにより、鏡枠１４を変形させ調整した後、加熱治具４８を退避させる。その後、変形させた領域が元に戻らないように鏡枠１４を冷却し、固化させる。

なお、鏡枠１４を加熱軟化させる手段としては、本実施形態のように、加熱部材４８_１，４８_２，４８_３，４８_４等を直接接触させる以外にも、高温の気体を照射して加熱したり、ホーン治具により超音波振動を与えて非接触で発熱させたり、レーザ光等の電子ビームを照射して加熱することができる。

本実施形態によれば、鏡枠１４の変形したい領域４７（破線部）の周りに４方から加熱治具４８を直接接触させて加熱軟化させているので、鏡枠１４の所望の変形領域のみを集中的に変形させることができる。こうして、光学系ユニット１２の光軸調整を正確に行うことができる。
［第９の実施の形態］
図１８は、第９の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示している。なお、第１の実施の形態と同一又は相当する部材には同一の符号を付して説明する。

本実施の形態では、鏡枠１４を変形させる領域が、光学素子ユニット１２の光線出口側を変形させるものである。
図１８において、この光学機器１０のユニット本体１３は、ランプ等の光源６０からの光を集光する集光レンズ６１と、集光レンズ６１を通過した光を反射させる反射鏡６２と、光学系ユニット１２を通過してきた対象物１６からの光を拡大する接眼レンズ６４と、この接眼レンズ６４を通過した光を電子信号に変換する撮像素子１８とを備えている。

そして、鏡枠１４を変形させる領域として、光学系ユニット１２における光線出口側に設けた調整部２８を変形させている。鏡枠１４を合成樹脂製とし、その調整部２８を加熱軟化させて変形させる。これにより、光学系ユニット１２の光軸調整を行っている。

なお、本実施形態では、光学系ユニット１２の光線出口側の鏡枠１４を変形させた場合について説明したが、これに限らず、例えば光学系ユニット１２の撮像面側又は観察側を変形させても良い。さらに、光学系ユニット１２の光線出口側、撮像面側、又は観察側のいずれか複数箇所を組み合わせて変形させてもよい。

本実施形態によれば、光学系ユニット１２の光線出口側の鏡枠１４を変形させるようにしたので、光線出口側の調整部２８を少し変形させるだけで、光軸Ｏに対する鏡枠１４の傾き（チルト）の調整量を大きくとることができる。すなわち、少しの変形で大きな調整幅を得ることができる。

光学機器の概略構成を示す図である。 第１の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 第１の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 第２の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 第２の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 第３の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 第４の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 第５の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 第５の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 第５の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 第５の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 第６の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 第７の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 同上においてチャートに描かれた直角に交差する十字線を示す図である。 同上において撮像素子で撮像された十字線の画像を示す図である。 同上において鏡枠の変形を、光学系ユニットとユニット本体とを光軸の周りに相対的に回転させながら行う場合を示す図である。 （ａ）（ｂ）は、第８の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。 第９の実施の形態の光学系ユニットの製造工程を示す図である。

符号の説明

１０ 光学機器
１２ 光学系ユニット
１３ ユニット本体
１４ 鏡枠
１６ 対象物
１８ 撮像素子
２０ 加熱部材
２１ 調整部
２１’ 調整部
２１ａ 内周面
２２_１ 対物レンズ
２２_２ 対物レンズ
２２_３ 対物レンズ
２４ フランジ部
２６ ネジ部
２７ 領域
２８ 調整部
２９ レーザ照射部
３０ 支持部材
３１ 内周壁
３２ 外周壁
３２ａ 先端部
３３ 変形領域
３４ レーザ照射器
３５ 反射鏡
３６ インサート部材
３６ａ 先端部
３８ トーチヒータ
４０ 外装部品
４０ａ 当接面
４０ｂ テーパ部
４０ｃ 段差部
４２ 調整治具
４３ アウタレース
４４ インナレース
４５ ボール
４６ 十字線
４７ 領域
４８ 加熱治具
４８_１ 加熱部材
４８_２ 加熱部材
４８_３ 加熱部材
４８_４ 加熱部材
５３ 溝
５４ 溝
５５ 金属板
５８ 調整部
６０ 光源
６１ 集光レンズ
６２ 反射鏡
６４ 接眼レンズ
Ｏ 光軸
Ｐ 取付基準面

Claims (16)

1. レンズと鏡枠を有する光学系ユニットの光軸を、前記鏡枠を変形させることで調整して固定し、前記光学系ユニットを製造する
   ことを特徴とする光学系ユニットの製造方法。
2. 前記鏡枠が金属製である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学系ユニットの製造方法。
3. 前記鏡枠が合成樹脂製である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学系ユニットの製造方法。
4. 前記鏡枠の変形は、該鏡枠を加熱することにより行う
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法。
5. 前記鏡枠が金属と合成樹脂とを有する複合材料である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学系ユニットの製造方法。
6. 前記鏡枠の変形は、変形させる部分の内面及び外面の少なくとも一方に金属製の形状作成部材を挿入して調整し、該調整後に前記形状作成部材を抜き取る
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法。
7. 前記鏡枠の変形は、該鏡枠の加熱領域以外を冷却して変形しないようにして行う
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法。
8. 前記鏡枠を変形させる領域が、前記光学系ユニットの光線出口側、撮像面側、又は観察側の少なくともいずれかである
   ことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学系ユニットの製造方法。
9. 前記鏡枠を変形させる領域の形状が調整部をもっている
   ことを特徴とする請求項１〜８に記載の光学系ユニットの製造方法。
10. 前記鏡枠を変形させる際の姿勢変化は、前記光軸に対する傾き、横ずれ、又は前記光軸方向長さである
    ことを特徴とする請求項１〜９に記載の光学系ユニットの製造方法。
11. 前記鏡枠の変形は、該変形した領域を利用して前記鏡枠に外装部品を接合することにより行う
    ことを特徴とする請求項１〜１０に記載の光学系ユニットの製造方法。
12. 前記鏡枠の変形は、該鏡枠に光線を透過又は反射させた状態でモニタリングを行いながら調整を行う
    ことを特徴とする請求項１〜１１に記載の光学系ユニットの製造方法。
13. 前記鏡枠の変形は、ユニット本体に対し前記鏡枠を前記光軸の周りに相対的に回転させながら調整を行う
    ことを特徴とする請求項１〜１２に記載の光学系ユニットの製造方法。
14. 前記鏡枠を変形させる量は、該鏡枠の材料物性のクリープ、収縮による戻り量を見込んで設定する
    ことを特徴とする請求項１〜１３に記載の光学系ユニットの製造方法。
15. 前記鏡枠を加熱するには、高温の気体を照射する、高温の固体物質を接触させる、超音波振動を付与する、電子ビームを照射する、のいずれかを用いる
    ことを特徴とする請求項１〜１４に記載の光学系ユニットの製造方法。
16. 請求項１〜１５に記載の光学系ユニットが顕微鏡の対物レンズユニットである
    ことを特徴とする光学系ユニットの製造方法。