JP2021105659A - 鏡筒および光学装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 側面と平面状の底面とを有する周辺部を備えた光学素子の保持に有利な鏡筒を提供する。【解決手段】 側面と平面状の底面とを有する周辺部を備えた光学素子（３２）を含む鏡筒（３）は、光軸に直交する方向において当該側面を位置決めしている第１部材（３１）と、光軸の方向において当該底面を位置決めしている第２部材（３３）と、を有する。第１部材と第２部材とは、第１部材の有する突き当て面と第２部材の有する突き当て面とが互いに突き当てられることにより光軸の方向において互いに位置決めされた状態で固定されている。【選択図】 図１

Description

本発明は、鏡筒および光学装置に関するものである。

平板状のガラス（平板ガラスともいう）を鏡筒に組み込んで保持する場合、鏡筒の胴付面に平板ガラスを板バネで付勢したり、平板ガラスをその側面で接着したり、平板ガラスを熱カシメで固定したりする方法が知られている。特許文献１は、平板ガラスを熱カシメで固定して保持する構造を開示している。特許文献２は、平板ガラスを接着して保持する構造を開示している。

特開２０１８−５４７３５号公報 特開２００９−３０７３号公報

特許文献１の開示する保持構造は、平板ガラスの稜線部と、平板ガラスが挿入される鏡筒の隅部（コーナー部または角部ともいう）とのいずれにも互いを逃げる形状が形成されていない。そのため、平板ガラスの稜線部と鏡筒の隅部とが互いに干渉する可能性がある。当該隅部に微小でもＲ形状が形成されていると、平板ガラスを熱カシメで押圧した場合に、平板ガラスに割れが発生したり、平板ガラスの稜線部が鏡筒の隅部におけるＲ形状部に載り上げて傾き偏心状態で平板ガラスが固定されたりするおそれがある。ここで、Ｒ形状は、隅部に形成された丸みのことである。特許文献２の開示する保持構造は、平板ガラスが挿入される鏡筒の隅部に接着のための凹部が形成されているため、平板ガラスと鏡筒とが互いに干渉しないようになっている。しかし、当該保持構造は、当該凹部を鏡筒に形成するため、平板ガラスの保護や位置決め精度の点では有利であるものの加工コストの点では不利である。本発明は、例えば、側面と平面状の底面とを有する周辺部を備えた光学素子の保持に有利な鏡筒を提供することを目的とする。

本発明の一つの側面は、側面と平面状の底面とを有する周辺部を備えた光学素子を含む鏡筒であって、
光軸に直交する方向において前記側面を位置決めしている第１部材と、
前記光軸の方向において前記底面を位置決めしている第２部材と、
を有し、
前記第１部材と前記第２部材とは、前記第１部材の有する突き当て面と前記第２部材の有する突き当て面とが互いに突き当てられて前記光軸の方向において位置決めされた状態で固定されている、
ことを特徴とする鏡筒である。

本発明によれば、例えば、側面と平面状の底面とを有する周辺部を備えた光学素子の保持に有利な鏡筒を提供することができる。

実施形態１に係る鏡筒の構成例を示す図 実施形態２に係る鏡筒の構成例を示す図 比較例に係る鏡筒の構成例を示す図 比較例に係る鏡筒の別の構成例を示す図

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、実施形態を説明するための全図を通して、原則として（断りのない限り）、同一の部材等には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。

〔比較例〕
図３は、比較例に係る鏡筒の構成例を示す図である。図３の（ａ）は、鏡筒１の分解斜視図であり、鏡筒１は、鏡筒本体１１に形成された凹部１１１に平板ガラス１２を挿入してなる。平板ガラス１２を凹部１１１に配置することで、鏡筒本体１１に対して平板ガラス１２のＸ、Ｙ、Ｚ各軸における位置決めがなされる。鏡筒本体１１に対して平板ガラス１２が位置決めされた後、接着溝１１２に接着剤を流し込むことで、鏡筒本体１１に対して平板ガラス１２が固定される。ここでは、接着剤による固定を例示したが、固定は、カシメや押え環、ビス等によっても可能である。図３の（ｂ）は、鏡筒１の断面図である。ここで、鏡筒本体１１と平板ガラス１２との間のＺ軸の方向における位置決めに関わるものとして、鏡筒本体１１の凹部１１１の底面における隅部には、逃げ溝１１３が形成されている。鏡筒本体１１の凹部１１１は、通常、フライス盤で上部から刃物で切削加工することで形成されるため、凹部１１１の隅部に刃物のＲ形状に起因するＲ形状の部分が形成されてしまう。そのような隅部を有する鏡筒本体に平板ガラスを挿入すると、平板ガラスの稜線部１２１と隅部とが互いに干渉しうる。その結果、平板ガラスに割れやヒビが発生したり、平板ガラスが鏡筒に対して傾いて（傾き偏心して）取り付くことから許容範囲内の位置決めがなされなかったりしうる。そのような傾き偏心を低減するため、鏡筒１には、図３の（ｂ）に示されるように、鏡筒本体１１の凹部１１１の隅部に逃げ溝１１３が形成されている。逃げ溝１１３を形成することによって、平板ガラス１２の稜線部１２１に面取りをしなくとも、鏡筒本体１１の内側壁と平板ガラス１２の底面とが互いに干渉することなく突き当り、正確な位置決めが可能となる。

図３の（ａ）・（ｂ）では、凹部１１１に逃げ溝１１３を形成する比較例を示したが、別の比較例を図４に示す。図４は、比較例に係る鏡筒の別の構成例を示す図である。図４の（ａ）・（ｂ）の鏡筒２では、図３における鏡筒１での逃げ溝１１３の替わりに、平板ガラス２２の稜線部に面取り２１３を形成している。図４の（ａ）は、鏡筒２の分解斜視図であり、鏡筒２は、鏡筒本体２１に形成された凹部２に平板ガラス２２を挿入してなる。図４の（ｂ）は、鏡筒２の断面図である。ここで、鏡筒本体２１と平板ガラス２２との間のＺ軸方向における位置決め部に関わるものとして、平板ガラス２２の稜線部に面取り２１３が形成されている。よって、鏡筒本体２１の凹部２１１の隅部が、その加工に伴うＲ形状を有していても、鏡筒本体２１の内側壁と平板ガラス２２の底面とが互いに干渉することなく突き当り、正確な位置決めが可能となる。

ところが、以上に述べたような２つの保持構造は、いずれも、鏡筒の凹部における隅部と平板ガラスの稜線部との干渉は低減しうるが、逃げ溝１１３や面取り２１３のための加工と寸法検査とにコストを要することになる。また、逃げ溝１１３を形成する場合は、当該溝の幅の分だけ余計に平板ガラス１２のサイズを大きくする必要から、鏡筒や、それに保持されるレンズが大型化しうる。面取りを形成する場合も、面取りの幅の分だけ余計に平板ガラス２２のサイズを大きくする必要がある。このように、以上の２つの保持構造では、コストやサイズの点で不利となりうる。

〔実施形態１〕
図１は、実施形態１に係る鏡筒の構成例を示す図である。なお、当該鏡筒は、他の構成要素（例えば、光源や、光学素子、検出素子、撮像素子、処理部）とともに光学装置を構成する。図１の（ａ）は、分解斜視図であり、鏡筒３は、同図において、下方から保持部材３３を鏡筒本体３１に固定し、上方から平板ガラス３２（例えば、光学フィルタ）を鏡筒本体３１に挿入してなる。なお、平板ガラス３２は、全体が平板状である必要はなく、少なくとも周辺部が平板状の光学素子であればよい。当該周辺部は、側面と平面状の底面とを有するものであればよい。底面とは反対側の面は、平面状でなくてもよい。組立手順としては、まず、鏡筒本体３１に対して、保持部材３３を係合させてビス３４（ネジ）で固定（締結）する。鏡筒本体３１と保持部材３３とは、光軸（Ｚ軸）の方向において互いに突き当てる突き当て面３５をそれぞれ有し、それらを互いに突き当てた状態で固定することで、鏡筒本体３１に対する保持部材３３の光軸方向における位置決めがなされる。なお、光軸は、当該底面に対して直交する方向（平板ガラスの厚み方向）に沿って延びた特定の軸としうる。次に、保持部材３３が固定された鏡筒本体３１の貫通穴３１１に平板ガラス３２を挿入することで、鏡筒本体３１に対して平板ガラス３２のＸ、Ｙ、Ｚ各軸の方向における位置決めがなされる。ここで、鏡筒本体３１（第１部材）は、鏡筒本体３１に形成された貫通穴を規定する面で、Ｘ、Ｙ各軸の方向において、平板ガラス３２の周辺部の側面を位置決めしている。また、保持部材３３（第２部材）は、保持部材３３に形成された貫通穴の周りの、光軸に直交する方向に沿った面で、Ｚ軸の方向において平板ガラス３２の周辺部の底面を位置決めしている。当該位置決めがなされた後、接着溝３１２に接着剤を流し込んで、鏡筒本体３１に対して平板ガラス３２を固定する。ここでは、接着剤での固定を例示したが、固定方法は、それには限定されず、例えば、カシメや押え環、ビス等によっても可能である。図１の（ｂ）は、組立後の鏡筒３の断面図である。ここで、平板ガラス３２の稜線部３２１とそれに対向する鏡筒本体３１の稜線３１３とに注目する。本実施形態では、平板ガラス３２の位置決めおよび保持が、鏡筒本体３１と保持部材３３との２つの部品によってなされている。そのため、比較例としての鏡筒１や鏡筒２での課題に係る、鏡筒本体の凹部におけるＲ形状を有する隅部が存在しないことになる。よって、鏡筒本体に比較例１のような逃げ溝を形成する必要も、平板ガラスに面取りを形成する必要もない。したがって、本実施形態によれば、平板ガラスの保護や位置決め精度、加工コストの点で有利な鏡筒を提供することができ、もって、平板ガラスの保持に有利な鏡筒を提供することができる。

〔実施形態２〕
ここで、図２は、実施形態２に係る鏡筒の構成例を示す図である。図２の（ａ）は、鏡筒４の分解斜視図であり、鏡筒４は、同図において、下方から保持部材４３を鏡筒本体４１に固定し、上方から平板ガラス４２（例えば、光学フィルタ）を鏡筒本体４１に挿入してなる。図２の（ｂ）は、組立後の鏡筒４の断面図である。保持部材４３は、外周部にネジが形成され、当該ネジに螺合するネジが内周部に形成された鏡筒本体４１に対して突き当て面４５までねじ込まれて固定（締結）されている。光学部材４４は、保持部材４３に対して、例えば接着剤で、固定されている。なお、保持部材４３や光学部材４４の固定は、上述の方法には限られず、例えば、カシメや押え環、ビス等によってもよい。

本実施形態に係る構成の場合、鏡筒本体４１は、平板ガラス４２をＸ軸・Ｙ軸各方向において位置決めするため、一般的には長方体状の形状を有し、フライス盤による切削加工が適している。また、保持部材４３は、保持する光学部材４４が屈折力（入射側および射出側の少なくとも一方の面に曲率）を有するレンズであるため、一般的には円筒状の形状を有し、旋盤のよる切削加工が適している。このため、実施形態１（図１）の構造では、
逃げ溝を不要とする目的で行った鏡筒本体の２分割が、実施形態２（図２）の構造では、加工方法を異ならせる目的にも役立っている。このことにより、本実施形態によれば、実施形態１とは同様の効果を奏するとともに、さらなる加工コストの低減を行うことができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

３ 鏡筒
３１ 第１部材
３２ 光学素子
３３ 第２部材

Claims (10)

1. 側面と平面状の底面とを有する周辺部を備えた光学素子を含む鏡筒であって、
   光軸に直交する方向において前記側面を位置決めしている第１部材と、
   前記光軸の方向において前記底面を位置決めしている第２部材と、
   を有し、
   前記第１部材と前記第２部材とは、前記第１部材の有する突き当て面と前記第２部材の有する突き当て面とが互いに突き当てられることにより前記光軸の方向において互いに位置決めされた状態で固定されている、
   ことを特徴とする鏡筒。
2. 前記第１部材と前記第２部材とは、ネジで締結されていることを特徴とする請求項１に記載の鏡筒。
3. 前記第１部材に形成されたネジと前記第２部材に形成されたネジとが互いに螺合していることを特徴とする請求項２に記載の鏡筒。
4. 前記第１部材は、前記第１部材に形成された貫通穴を規定する面で前記側面を位置決めしていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１項に記載の鏡筒。
5. 前記第２部材は、前記第２部材に形成された貫通穴の周りの、前記光軸に直交する方向に沿った面で前記底面を位置決めしていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１項に記載の鏡筒。
6. 前記光学素子は、光学フィルタを含むことを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１項に記載の鏡筒。
7. 前記第２部材は、前記光学素子とは異なる光学素子を保持していることを特徴とする請求項１ないし請求項６のうちいずれか１項に記載の鏡筒。
8. 前記第２部材は、円筒状の形状を有し、レンズを保持していることを特徴とする請求項７に記載の鏡筒。
9. 前記第１部材と前記側面とは、互いに接着されていることを特徴とする請求項１ないし請求項８のうちいずれか１項に記載の鏡筒。
10. 請求項１ないし請求項９のうちいずれか１項に記載の鏡筒を含むことを特徴とする光学装置。

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