JP3544242B2

JP3544242B2 - 対物レンズの粗調整装置及び精密調整装置

Info

Publication number: JP3544242B2
Application number: JP09747395A
Authority: JP
Inventors: ウヴェ・ヴェーバー; ヴェルナー・フレター
Original assignee: Carl Zeiss AG
Current assignee: Carl Zeiss AG
Priority date: 1994-03-31
Filing date: 1995-03-31
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2019-07-21
Also published as: DE4411208A1; JPH0843707A; EP0675381A3; EP0675381A2; EP0675381B1; US5630771A; DE59510253D1

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、少なくとも１つの調整リングによって対物レンズの素子を調整する、特許請求の範囲第１項の前文に記載の構造と、対物レンズハウジングの中に回転自在に取り付けられている粗調整用リングの精密調整のための、特許請求の範囲第２項の前文に記載の伝動装置とに関する。
【０００２】
【従来の技術】
対物レンズの動きを２つの異なる駆動源から選択的に誘導することは知られており、その駆動源は特にモータと、手動調整リングである。この場合、ドイツ特許第２７１５６４６号により、すべり結合部を介して駆動装置を結合、解除することが知られている。公開されてはいない発明者のドイツ特許出願第４３３１６５０号は、遊星歯車を使用している。摩擦制動作用によって、活動状態にない駆動装置の静止が得られる。
【０００３】
２つの異なる伝動条件（粗操作及び精密操作）をもって対物レンズの距離を調整することにより手動操作で焦点合わせを実行することは、顕微鏡−機械構造の状況が全く異なる−では普通であるが、写真撮影用対物レンズや映写用対物レンズにおいては珍しく、ここで提示する適用分野−スポーツ写真（高速）及び野外写真（精密）に使用される焦点距離の長い望遠レンズ−で利用できるようにすることが望ましい。その場合、迅速に焦点合わせするには回転角を小さくするのが好都合であり、細やかな焦点合わせを行うためには大きな回転角が好都合である。
【０００４】
そこで、特に長焦点距離対物レンズ向けとして、様々な対物レンズ調整装置が範囲切替えを行っているが、それらの装置においてはスイッチ又は回転リングによって距離範囲を事前に設定し、その後、この範囲内で距離用回転リングによってより大きな回転角にわたりピント合わせする。ところが、これは、写真を撮影する人がどの範囲で作業を進めたいかを前もってわきまえておかなければならないということを表わしている。どの範囲にするかの境目では特にこの点は重大である。すなわち、写真撮影に当たって１つの範囲を事前に設定し、被写体をピント合わせしようとしたときに、範囲の境目であるためにピントが合わない場合には、まず、範囲を選択し、その後に改めて距離用リングによってピントが合う点を捜さなければならない。これは煩雑であり、時間もかかる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、対物レンズの焦点合わせに際しての手動操作による粗調整及び精密調整のための使い勝手が良く、伝動装置を利用する解決方法を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、粗調整リングのほかにその粗調整リングの回転によっては回転することのない精密調整用リングを設けることによって解決される。
【０００７】
本発明によれば、使用しやすい方法による迅速且つ精確な焦点合わせが可能になる。対物レンズは２つの距離調整用リングを具備しており、それら２つのリングは近距離範囲から無限遠距離までの焦点合わせを可能にする。一方の距離調整用リング−粗調整用−は小さな回転角をもち、たとえば、スポーツ撮影時には急速な焦点合わせに利用され、自然撮影などの場合には予備粗焦点合わせに有用である。他方の距離調整用リング−精密調整用−は大きな回転角を利用し（近距離範囲から無限遠までリングを何度も回すことになる）、たとえば、自然撮影時の精密焦点合わせに有用である。
【０００８】
写真撮影に際しては、まず、粗調整用リングでピント位置の近くまで調整し、その後に手で精密調整用リングをつまみ、精密にピントを調整する。
【０００９】
粗調整用リングは直線的に摺動すべき光学素子をねじ山又はカム曲線を介して直接に駆動する。精密調整用リングは減速歯車と、すべり結合部とを介して粗調整用リングと結合している。減速歯車は精密調整用リングの大きい回転角を粗調整用リングの小さい回転角に変換する。従って、粗調整用リングに装着されている距離目盛は精密調整用リングを介する間接駆動にも有効である。
【００１０】
歯車の減速比が大きいときには、粗調整用リングの操作によって、回転数の多い精密調整用リングまでも動くべきではないであろう。さらに、歯車の支承箇所における小さな摩擦モーメントでも伝動装置をブロックするのに十分であるので、低速への切替え時に伝動装置は自動制動される。そのため、精密調整用リングの従動歯車と粗調整用リングとの間にすべり結合部が設けられている。すべり結合部は、精密調整用リングを操作したときに精密調整用リングの従動歯車の回転モーメントを粗調整用リングに伝達するように構成されている。そこで、すべり結合部の伝達可能な回転モーメントは粗調整用リングの駆動モーメントより大きくなければならない。粗調整用リングを操作したときには、精密調整用リングの伝動装置は動かず、すべり結合部は空回りする。さらに、すべり結合部は、粗調整用リングと精密調整用リングを同時に操作した場合及び精密調整用リングによってストッパが終端位置に到達した場合に起こる損傷から精密調整用リングの伝動装置を保護する。
【００１１】
特に有利な実施形態では、太陽歯車から従動歯車への伝動のために１つの遊星歯車のみを設けている。当然、遊星歯車を周囲に沿って配分して多重に配置することは可能である。これは、太陽歯車と従動歯車が多数の歯を有し、その歯の数が少ししか異なっておらず且つその一方がプロファイルシフトを有するような場合に可能である。
【００１２】
このようにすると、周囲に分配された全ての遊星歯車に対し軸に関する回転を厳密に等しく調整しなければならない２つのピニオンの代わりに、支えの各軸にさらに１つのピニオンを設置するだけで良いので、特に組立てが容易になる。
【００１３】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。
図１において、一部のみ図示した対物レンズハウジング１０は固定太陽歯車１（正のプロファイルシフトを伴う）を形成している。遊星歯車２は、精密調整用リング４０と一体に形成されており且つ対物レンズハウジング１０にその主軸Ｚに関して回転自在であるように支承されている支え４に沿って走行する。遊星歯車２は周囲に配分されて多重に、好ましくは三重に位置している。さらに、遊星歯車２は、装荷ばね５１を有するすべり結合部５を介して粗調整用リング６と回転自在に結合している従動歯車３（標準歯車）と係合している。粗調整用リング６は対物レンズハウジング１０に、その主軸Ｚに関して回転自在であるように支承されており、制御曲線６１を有する。この制御曲線には、摺動部材７のカム７１が係合している。周知のように、そのような構造の曲線伝動装置によって、粗調整リング６の回転運動は主軸Ｚに沿った焦点合わせ運動に変換されるのである。
【００１４】
この粗調整リング６による回転運動の際、遊星歯車装置１，２，３，４は従動歯車３から前述のように自動制動されており且つすべり結合部５が適切に調整されているので、精密調整リング４０は静止したままである。
【００１５】
精密調整用リング４０を回すと、遊星歯車２は固定太陽歯車１に沿ってころがり、歯の数が異なるため、従動歯車３をも共に回転させる。従動歯車はすべり結合部５によって粗調整用リング６と結合されているので、粗調整用リングも共に回転し、先に説明したように摺動部材７の調整が行われる。
【００１６】
図２には、遊星歯車装置１，２，３，４を正規の基本形態の概略伝動図として再度示す。この場合、回転数Ｎ_４の支え４に歯の数Ｚ_２，Ｚ_２′を有する２つの遊星歯車２，２′が互いに堅固に結合した状態で配置されている。固定太陽歯車１は歯の数Ｚ_１を有する。従動歯車Ｚ_３の歯の数はＺ_３、回転数はＮ_３である。
【００１７】
そこで、歯車比はＮ_３／Ｎ_４＝１−（Ｚ_１・Ｚ_２′／Ｚ_２・Ｚ_３）となる。支え４（すなわち、精密調整用リング４０）と従動歯車３（すなわち、粗調整用リング６）の回転方向は、Ｚ_１がＺ_３より小さい場合には同じになる。
【００１８】
歯の数Ｚ_１と歯の数Ｚ_２の差が小さくなるほど、減速比は大きくなる。ピニオンを２つの歯車１及び３に近接させることにより、伝動装置を遊びなく調整できる。伝動装置で片側のみの力が発生しないように、遊星歯車２，２′は周囲にできる限り三重に配分されるべきであろう。従って、Ｚ_１とＺ_３の歯の数の差は３の倍数でなければならない。
【００１９】
遊星歯車２及び２′の歯は互いに正確に整合されていなければならないであろう。これを回避し且つ伝動装置の構造を容易にするために、図１でも既に考慮したような図３の概略図による変形例を導入する。この場合、Ｚ_２＝Ｚ_２′となっている。すなわち、遊星歯車２として貫通ピニオンのみが設けられており、このピニオンは太陽歯車１及び従動歯車３と係合する。これは、太陽歯車１と従動歯車３が多数の歯を有しており、その歯の数Ｚ_１，Ｚ_３はわずかしか異なっておらず、且つ太陽歯車１（Ｚ_１＜Ｚ_３）は歯のプロファイルが正のプロファイルシフトを有し、そのため、太陽歯車１／遊星歯車２の対の有効回転直径が従動歯車３／遊星歯車２の対の有効回転直径とは異なるために可能なのである。この場合の歯車比はＮ_３／Ｎ_４＝１−Ｚ_１／Ｚ_３となる。
【００２０】
実際に製造した１例は遊星歯車装置について次の数値を有する。太陽歯車１の歯の数Ｚ_１＝２３７である。モーメント伝達のため、３つの遊星歯車２を周囲に配分して使用するので、従動歯車３の歯の数はＺ_３＝Ｚ_１＋３＝２４０である。遊星歯車２の歯の数Ｚ_２＝２０である。モジュールは０．５である。そこで、歯車比はＮ_３／Ｎ_４＝１／８０となる。
【００２１】
制御曲線６１を有する粗調整用リング６と、カム７１と、摺動部材７とから成る粗操作部は、回転角１２０°、行程２０ｍｍのねじ伝動装置として構成されている。従って、粗調整用リング６を１°回すと、摺動部材７は０．１７ｍｍ摺動することになる。
【００２２】
精密調整用リング４０を１°回しても、摺動部材７は０．００２ｍｍ、すなわち、上記の値の１／８０しか摺動しない。
図２に示す遊星歯車装置１，２，３，４として、歯車伝動装置の代わりに摩擦車伝動装置を設けることも可能であり、その場合には、２つの遊星歯車２，２′を１つのかさ歯車に一体化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による伝動装置の概略横断面図。
【図２】本発明において設けられている遊星歯車装置の概略伝動図。
【図３】好ましい実施形態の概略伝動図。
【符号の説明】
１…固定太陽歯車、２，２′…遊星歯車、３…従動歯車、４…支え、５…すべり結合部、６…粗調整用リング、１０…対物レンズハウジング、４０…精密調整用リング。

Claims

長手軸（ｚ）を定めるハウジング内に装着された対物レンズの少なくとも一つの要素（７）を調整する伝導装置において、
前記少なくとも一つの要素（７）を保持するとともに前記長手軸（ｚ）に沿って変位可能にされた保持部材（７１）と、
操作者によって前記長手軸（ｚ）の回りに回転可能に前記ハウジングに取り付けられた粗調整リング（６）と、
前記粗調整リング（６）に前記保持部材（７１）を動作的に結合して、前記粗調整リング（６）の回転運動を前記少なくとも一つの要素（７）を保持した保持部材（７１）の前記長手軸に沿った直線変位に変換する変換手段と、
前記ハウジングに固定装着された太陽歯車（１）と、
前記ハウジングの回りに配置された精密調整リング（４０）と、
前記精密調整リング（４０）内で前記太陽歯車（１）にかみ合うよう配置された遊星歯車（２、２’）と、
前記粗調整リング（６）に取り付けられるとともに前記遊星歯車（２、２’）にかみ合うよう配置されて前記精密調整リング（４０）の手動回転により回転動作をなすよう配置された従動歯車（３）と、
前記従動歯車（３）と前記粗調整リング（６）との間に設けられ、操作者が前記精密調整リング（４０）を回転させたときには前記従動歯車（３）から前記粗調整リング（６）に回転力を伝達し、操作者が前記粗調整リング（６）を回転したときには前記従動歯車（３）を前記粗調整リング（６）から切り離すすべり結合手段（５）と、
を設け、さらに前記遊星歯車（２、２’）にかみ合う前記太陽歯車（１）と従動歯車（３）の一方がプロファイルシフトをもつよう両者の歯車の歯数を異ならせたことを特徴とする伝導装置。
請求項１記載の伝導装置において、前記遊星歯車（２、２’）は、貫通ピニオンを有するとともに前記太陽歯車（１）と前記従動歯車（３）とにかみ合うよう前記精密調整リング（４０）に回転可能に取り付けられていることを特徴とする伝導装置。
請求項１記載の伝導装置において、前記遊星歯車（２、２’）は同一の複数の遊星歯車を有していることを特徴とする伝導装置。