JP4050820B2 - レンズの取付位置調整機構 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ、望遠鏡、顕微鏡等の各種光学機器や測定機器などに用いられるレンズの取付位置調整機構に関する。より詳しくは、筒状のレンズ枠（鏡枠）に取り付けられているレンズを、製作時においてその径方向に移動させ、レンズの光軸位置を調整することができるようにしたレンズの取付位置調整機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種の光学機器や測定機器などに用いられるレンズは、一般的には、筒状をしたレンズ枠の内部に取り付けられているが、そのような組立体を量産する場合には、レンズ枠に対するレンズの組み付け状態を均一に得ることが極めて困難である。それは、許容公差が定められていて、製作されたレンズやレンズ枠には個体差があるため、その組立体にも個体差が生じてしまうからである。従って、精度を要求されている場合には、レンズが基準の取付状態となるように、レンズ枠に対するレンズの位置や姿勢を微調整しながら製作しているのが実情である。
【０００３】
更に、このようにしてレンズを取り付けたレンズ枠を光学機器に組み付ける際にも、全く同じことが行われる。即ち、光学機器側の部材の形状寸法にも個体差があるし、レンズ枠側の組み付け部の形状寸法にも個体差があるため、光学機器内にレンズ枠を組み付けた後に、レンズ枠ごと位置調整をしたり、レンズ枠に対するレンズの位置調整を必要とする場合が生じてくる。また、同じ光学機器内に取り付けられる他のレンズとの光学的整合性を得るためにもこれらの微調整を行う必要が生じてくる。
【０００４】
そして、このようなレンズの調整を行う場合には、取り付けられるレンズの光軸を径方向へ平行に移動させる場合と、そのレンズの取付位置を光軸方向へ移動させる場合と、取り付けられるレンズの光軸を基準軸に対して傾ける場合とがあり、また、それらを組み合わせて行う場合もある。本発明は、それらのうち、レンズ枠内においてレンズを移動させ、その光軸を径方向へ平行に微調整できるようにした機構に関するものである。そして、従来においては、このような調整を行う場合、予めレンズの周面を、レンズ枠の外周面側からねじ込まれた複数の止めねじの先端で支持する構成にしておき、各止めねじのねじ込み量を相対的に変えて光軸位置を調整するのが一般的であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来の方法では、一つの止めねじのねじ込み量だけを調節すればよいというわけにはいかず、レンズ枠の周面に取り付けられている複数の止めねじのねじ込み量を、相対的に変えなければならないため、夫々の止めねじを緩めたり締めたりする操作が極めて面倒であり、位置決め作業に熟練を必要としていた。特に、光学機器などにレンズ枠を組み付けた後、そのような調整をしなければならない場合には、その調整がレンズ枠の外周面側からしか行えないため、機器からレンズ枠を取り外して調整しなければならず、極めて不都合であった。また、そのようにして調整したつもりでも、再度、機器に組み付け直したところ、その組み付け方に微調整を必要としたり、また、その組み付け調整だけでは済まず、機器から再度レンズ枠を取り外して調整し直さなければならないこともあった。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、光学機器などに組み付けられる筒状のレンズ枠内において、内部に取り付けられているレンズを移動させ、その光軸位置を径方向へ平行に微調整できるようにした、構成が簡単であって調製操作の簡単なレンズの取付位置調整機構を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明におけるレンズの取付位置調整機構は、筒状をしていてその軸方向から視たときの中空部の形状が二つの平行直線と他の線分で囲まれ且つ該平行直線に沿う方向に長い形状をした嵌合部を設けているレンズ枠と、内部にはレンズが取り付けられており外径が前記平行直線の間隔よりも僅かに大きくて外周面の所定位置には径方向へ張り出した突出部が形成されていると共にその突出部の近傍に被操作部が形成されているレンズ筒とを備えていて、前記レンズ筒は、前記嵌合部を僅かに変形させて前記突出部が前記嵌合部の端面に当接するまで挿入されており、前記被操作部を操作され、前記平行直線に沿う方向に移動されて、光軸位置を径方向へ調整可能とする。
また、本発明におけるレンズの取付位置調整機構においては、更に、筒状をしていて外径が前記レンズ枠における前記平行直線の間隔よりも僅かに大きくその軸方向から視たときの中空部の形状が二つの平行直線と他の線分で囲まれ且つ該平行直線に沿う方向に長い形状をしている嵌合部を設けており外周面の所定位置には径方向へ張り出した突出部が形成されていると共にその突出部の近傍に被操作部が形成されている補助枠を備えており、前記レンズ筒は、その突出部が前記補助枠の嵌合部の端面に当接するまで、また、前記補助枠は、その突出部が前記レンズ枠の嵌合部の端面に当接するまで、夫々の嵌合部を僅かに変形させて挿入され、夫々の前記被操作部を操作され、夫々の前記中空部の平行直線に沿う方向に移動されて、光軸位置を径方向へ調整可能にすると好適である。
また、上記のいずれの場合にも、必要に応じて、前記突出部をフランジとして形成し、前記レンズ枠の中空部や前記補助枠の中空部を塞ぐようにするのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を二つの実施例によって説明する。図面は、図１〜図３が第１実施例を、図４〜図７が第２実施例を示したものであるが、それらは、いずれも本発明をカメラの焦点調節用レンズの取付け機構に適用した場合の実施例である。尚、第１実施例と第２実施例を構成する部材のうち、形状の上から同一視しても差し支えない部材には同じ符号を付けてある。
【０００９】
〔第１実施例〕
先ず、図１〜図３に示した第１実施例の構成から説明する。尚、図１は第１実施例の全体構成を示した断面図である。また、図２は図１に示したレンズ枠の部品図であって、図２（ａ）は図１と同様にして視た断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の右側から視た平面図である。更に、図３は図１に示したレンズ筒の部品図であって、図３（ａ）は図１と同様にして視た断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の右側から視た平面図である。
【００１０】
図１に示した鏡胴１は、周知のように円筒形をしており、図示していないが、左側の端部の近傍位置に対物レンズが取り付けられていて、右側の端部でカメラ本体に取り付けられるようになっている。この鏡胴１内には、焦点調節用のレンズが光軸Ｏに沿って移動できるように配置されているが、本実施例においては、その取付枠が、図２に示されたレンズ枠２と、図３に示されたレンズ筒３とで構成されている。そして、これらの二つの部材のうち、少なくともレンズ枠２は合成樹脂で製作されている。
【００１１】
レンズ枠２は、ほぼ中央部に筒状をした嵌合部２ａを有していて、中空部の形状は、図２（ｂ）から分かるように、嵌合部２ａの軸方向から視た場合、二つの平行な辺と、それらを結んだ二つの円弧状の辺とで形成され、しかも、その平行な辺に沿った方向に長い小判型をしている。そして、嵌合部２ａの付け根位置には環状溝２ｂが形成されているため、その小判型の形状が、僅かではあるが変形し易いようになっている。また、このレンズ枠２の外周部には、ほぼ等間隔の角度位置に、三つのねじ穴２ｃ，２ｃ，２ｃが形成されている。
【００１２】
他方、レンズ筒３は、全体として円筒状をしており、上記した図示していない対物レンズ側には開口部３ａが形成され、カメラ本体側には、二つの係合溝３ｂ，３ｂが形成されている。このレンズ筒３の外径は、レンズ枠２の中空部を形成している上記した二つの平行な辺の間隔よりも僅かに大きくなっていて、その内部には、開口部３ａに隣接させて、図示していない焦点調節用のレンズが取り付けられている。また、このレンズ筒３の外周部には、軸方向の所定の位置に、突出部として、径方向へ張り出したフランジ３ｃが設けられていて、図３（ａ）において、このフランジ３ｃの左側の部分がレンズ枠２の中空部に挿入され、右側の外周部は、調整操作者が把持できるようになっている。
【００１３】
更に、図２（ｂ）に示したレンズ枠２の三つのねじ孔２ｃ，２ｃ，２ｃには、夫々、図１に示すように軸ねじ４が取り付けられ、そこにローラ５が回転可能に取り付けられている。また、上記した鏡胴１の周囲には、円筒形をしたカム筒６が回転可能に嵌合されており、撮影距離に対応して回転されるようになっている。そして、周知のように、鏡胴１に、光軸と平行に形成されている長溝１ａと、カム筒６に、螺旋状に形成されているカム溝６ａとに、上記のローラ５を嵌合させている。従って、レンズ枠２は、カム筒６が、撮影距離に対応して遠距離調節方向に回転されると左側（対物レンズ側）に移動し、近距離調節方向に回転されると右側（カメラ本体側）に移動するようになっている。
【００１４】
次に、本実施例の組立・調整作業の手順について説明する。先ず、レンズ筒３に図示していないレンズを取り付けておく。次に、そのレンズ筒３を、フランジ３ｃが嵌合部２ａの端面に当接するまで、嵌合部２ａの中空部内に挿入するが、その際、上記したように、レンズ筒３の外径が中空部の二つの平行な辺の間隔よりも僅かに大きいため、中空部の小判型の形状が変形させられることになる。環状溝２ｂは、そのような変形が好適に得られるようにするために形成されているものである。従って、その挿入完了状態においては、強制的な力を与えない限り、レンズ筒３は嵌合部２ａの中空部内で自由に動くことができないし、振動等によっても動くことができないようになっている。
【００１５】
この状態において検査を行い、レンズ筒３に取り付けられているレンズの光軸位置が所定の基準位置に対してずれている場合には、レンズ筒３を把持するか、調整具を係合溝３ｂ，３ｂに係合させることによって、レンズ筒３を、小判型をした中空部の長手方向へ、即ちレンズの光軸を径方向へ強制的に移動させ、光軸を基準位置に合わせるようにする。その場合、レンズ筒３を回転させながら移動させると調整作業が容易になる。尚、把持する外周部にローレットを形成しておくと移動操作が容易になるが、ローレットのほかにも指で操作するのに便利な種々な形状が考えられる。しかし、本発明においては、把持部を設けることは必須ではない。また、本実施例においては係合溝３ｂを二つ設けているが、本発明においては、このような係合溝３ｂを設けることが必須ではなく、調整具との関係で種々な形状の係合部が考えられるし、その数にも制限はない。更に、フランジ３ｃの肉厚を厚くし、そこに、本発明の被操作部としての把持部や係合部を設けるようにしても差し支えない。
【００１６】
このようにしてレンズ筒３を所定の位置に取り付けたレンズ枠２を鏡胴１内に組み付けるに際しては、レンズ枠２を鏡胴１内に挿入した後、軸ねじ４をローラ５と共にカム溝６ａと長溝１ａに挿入し、レンズ枠２の孔２ｃに螺合させる。それによって、レンズ枠２は、カム筒６を回転させたとき、鏡胴１内において光軸方向に移動可能に組み付けられたことになる。しかしながら、このようにして組み付けられたとき、レンズ筒３に取り付けられているレンズは、その光軸が鏡胴１内において所定の基準位置にあるとは限らない。また、他の光学系、例えば上記した対物レンズとの関係で、光軸がずれているかも知れない。そのため、レンズ筒３に取り付けられているレンズの光軸位置を径方向に移動させなければならない場合があるが、本実施例によれば、レンズ枠２を、鏡胴１やカム筒６から外すことなく移動させることが可能である。
【００１７】
即ち、それらの場合には、図１の右方向から指を入れてレンズ筒３を把持するか、調整具を入れて係合溝３ｂ，３ｂに係合させ、上記の場合と同様にして、レンズ筒３を、小判型をした中空部の長手方向へ強制的に移動させ、光軸を所定の位置に合わせるようにすればよい。尚、本実施例においては、レンズ筒３のフランジ３ｃが径方向へ鍔状に張り出しているので、フランジ３ｃは、嵌合部２ａに対するレンズ筒３の挿入量を規制するだけではなく、嵌合部２ａの中空部内においてレンズ筒３がどのような位置に移動させられても、フランジ３ｃは中空部との隙間を塞ぐようになっていて、光がレンズ以外からカメラ本体側へ侵入するのを防止できるようになっている。但し、そのように隙間を塞ぐ役目を必要としない場合には、フランジ３ｃのように円形の鍔状に形成する必要がなく、単に挿入量を規制するためだけに径方向へ突き出た適宜な形状にしても差し支えない。
【００１８】
〔第２実施例〕
次に、図４〜図７に示した第２実施例を説明する。尚、図４は本実施例の全体構成を示した断面図である。図５は図２と同じ図であるが、図４に示したレンズ枠の部品図であって、図５（ａ）は図４と同様にして視た断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の右側から視た平面図である。また、図６は図４に示した補助枠の部品図であって、図６（ａ）は図４と同様にして視た断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の右側から視た平面図である。更に、図７は図４に示したレンズ筒の部品図であって、図７（ａ）は図４と同様にして視た断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の右側から視た平面図である。
【００１９】
本実施例の構成は、第１実施例の構成に対して、新たに補助枠７が設けられていることと、レンズ筒３の各部位の寸法比が異なるだけであって、他の構成は全く同じである。そのため、補助枠７以外の部材，部位には第１実施例の場合と同じ符号を付け、重複を避けるために、それらの説明を省略し、補助枠７についてだけ説明する。
【００２０】
補助枠７は、レンズ枠２と同様に合成樹脂製であって、ほぼ中央部に筒状をした嵌合部７ａを有している。そして、この嵌合部７ａの外径は、レンズ枠２を軸方向から視た場合における中空部の二つの平行な辺の間隔よりも僅かに大きくなっている。また、嵌合部７ａの中空部の形状は、図７（ｂ）から分かるように、嵌合部７ａの軸方向から視た場合、二つの平行な辺と、それらを結んだ二つの円弧状の辺とで形成され、且つその平行な辺に沿った方向に長い形状をした所謂小判型をしている。そして、嵌合部７ａの付け根位置には環状溝７ｂが形成されていて、その小判型の形状が変形し易いようにしてある。
【００２１】
また、この補助枠７の外周部には、軸方向の所定の位置に、径方向へ張り出したフランジ７ｃが設けられていて、その外周部を調整操作者が把持できるようになっていると共に、カメラ本体側には係合部として二つの係合溝７ｄ，７ｄが形成されている。そして、それらの把持部と係合部の役目は、レンズ筒３に形成されている把持部と係合部の役目と実質的に同じである。従って、この補助枠７の把持部と係合部の形状については、本実施例の形状に限定されることなく、第１実施例の説明において述べたレンズ筒３の把持部と係合部の場合と同様に、種々の形状が考えられる。また、把持部と係合部の両方を設ける必要もなく、被操作部としては、いずれか一方を形成しておくだけであっても差し支えない。
【００２２】
次に、本実施例の組立・調整作業の手順について説明する。但し、第１実施例の説明と重複するところについては、簡略化したり省略して説明する。先ず、レンズを取り付けてあるレンズ筒３を補助枠７に取り付ける。その場合、レンズ筒３を、そのフランジ３ｃが嵌合部７ａの端面に当接するまで、嵌合部７ａの中空部内に挿入する。その際、環状溝７ｂの存在により、中空部の小判型の形状が好適に変形される。そのため、挿入完了状態においては、嵌合部７ａの中空部内で、レンズ筒３は自由に動くことができないようになっている。
【００２３】
その後、このようにして取り付けられたブロックをレンズ枠２の嵌合部２ａに取り付ける。その場合、補助枠７の嵌合部７ａを、フランジ７ｃが嵌合部２ａの端面に当接するまで、嵌合部２ａの中空部内に挿入する。その際、レンズ枠２には環状溝２ｂが形成されているので、中空部の小判型形状は僅かに変形される。そのため、挿入完了状態においては、強い外力を与えない限り、補助枠７は嵌合部２ａの中空部内において、自由に動くことができないようになる。
【００２４】
この状態において検査が行われる。そして、レンズ筒３に取り付けられているレンズの光軸位置が、レンズ枠２における所定の基準位置に対してずれている場合には、レンズ枠２に対する補助枠７の取付位置や、補助枠７に対するレンズ筒３の取付位置を移動させて、光軸を基準位置に合わせるようにする。そして、そのような位置調整は、補助枠７及びレンズ筒３の各把持部を指で操作するようにしてもよいし、係合部として形成されている係合溝７ｄ，７ｄ，３ｂ，３ｂに調整具を係合させて操作するようにしても構わない。また、その際には、補助枠７とレンズ筒３を、嵌合部２ａ，７ａの各中空部内で、夫々の小判型形状の長手方向へ移動させることになるが、その場合には、補助枠７とレンズ筒３を回転させながら移動させると効果的である。尚、言うまでもないが、このような調整移動は、レンズ枠２に対する補助枠７の取付位置を変えるだけでよい場合もあるし、補助枠７に対するレンズ筒３の取付位置を変えるだけでよい場合もある。
【００２５】
このようにして、レンズを所定の位置に取り付けたレンズ枠２を、図４に示すように、鏡胴１内に組み付ける手順は、第１実施例の場合と全く同じである。また、組み付け後においてレンズの光軸位置を平行に調整移動させる場合には、レンズ枠２を、鏡胴１やカム筒６から外すことなく、図４の右方向から指を入れるか調整具を入れることによって、上記した調整方法に準じて補助枠７やレンズ筒３の取付位置を変えることになる。尚、本発明における突出部を、本実施例においては円形のフランジ３ｃ，７ｃとして形成しているが、レンズ筒３と補助枠７に、レンズ以外からの光の侵入防止策を講じることなく、別の手段によって講じるようにした場合には、夫々の突出部を、単に挿入量を規制するためだけの適宜な形状にしても差し支えない。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、レンズ枠に取り付けられているレンズを移動させ、その光軸位置を径方向に簡単に微調整でき、また、レンズ枠が光学機器などに取り付けられた後であっても、レンズ枠を光学機器などから取り外すことなく微調整できるので、調整作業が極めて簡単になる。しかも、取り付け構成が簡単であるため、コスト的にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の構成を示した断面図である。
【図２】図１に示したレンズ枠の部品図であって、図２（ａ）は図１と同様にして視た断面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の右側から視た平面図である。
【図３】図１に示したレンズ筒の部品図であって、図３（ａ）は図１と同様にして視た断面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）の右側から視た平面図である。
【図４】第２実施例の構成を示した断面図である。
【図５】図４に示したレンズ枠の部品図であって、図５（ａ）は図４と同様にして視た断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の右側から視た平面図である。
【図６】図４に示した補助枠の部品図であって、図６（ａ）は図４と同様にして視た断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）の右側から視た平面図である。
【図７】図４に示したレンズ筒の部品図であって、図７（ａ）は図４と同様にして視た断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）の右側から視た平面図である。
【符号の説明】
１ 鏡胴
１ａ 長溝
２ レンズ枠
２ａ，７ａ 嵌合部
２ｂ，７ｂ 環状溝
２ｃ ねじ穴
３ レンズ筒
３ａ 開口部
３ｂ，７ｄ 係合溝
３ｃ，７ｃ フランジ
４ 軸ねじ
５ ローラ
６ カム筒
６ａ カム溝
７ 補助枠

Claims (4)

1. 筒状をしていてその軸方向から視たときの中空部の形状が二つの平行直線と他の線分で囲まれ且つ該平行直線に沿う方向に長い形状をした嵌合部を設けているレンズ枠と、内部にはレンズが取り付けられており外径が前記平行直線の間隔よりも僅かに大きくて外周面の所定位置には径方向へ張り出した突出部が形成されていると共にその突出部の近傍に被操作部が形成されているレンズ筒とを備えていて、前記レンズ筒は、前記嵌合部を僅かに変形させて前記突出部が前記嵌合部の端面に当接するまで挿入されており、前記被操作部を操作され、前記平行直線に沿う方向に移動されて、光軸位置を径方向へ調整可能としたことを特徴とするレンズの取付位置調整機構。
2. 前記レンズ筒の突出部が、フランジとして形成されていて、前記レンズ筒の挿入状態においては、前記レンズ枠の中空部を塞いでいるようにしたことを特徴とする請求項１に記載のレンズの取付位置調整機構。
3. 筒状をしていて外径が前記レンズ枠における前記平行直線の間隔よりも僅かに大きくその軸方向から視たときの中空部の形状が二つの平行直線と他の線分で囲まれ且つ該平行直線に沿う方向に長い形状をしている嵌合部を設けており外周面の所定位置には径方向へ張り出した突出部が形成されていると共にその突出部の近傍に被操作部が形成されている補助枠を備えており、前記レンズ筒は、その突出部が前記補助枠の嵌合部の端面に当接するまで、また、前記補助枠は、その突出部が前記レンズ枠の嵌合部の端面に当接するまで、夫々の嵌合部を僅かに変形させて挿入され、夫々の前記被操作部を操作され、夫々の前記中空部の平行直線に沿う方向に移動されて、光軸位置を径方向へ調整可能としたことを特徴とする請求項１に記載のレンズの取付位置調整機構。
4. 前記補助枠の突出部及び前記レンズ筒の突出部の少なくとも一方が、フランジとして形成されていて、前記レンズ枠の中空部及び前記補助枠の中空部の少なくとも一方を塞いでいるようにしたことを特徴とする請求項３に記載のレンズの取付位置調整機構。

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