JP4721790B2 - レンズの偏心調整装置 - Google Patents

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。
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、少ない工程数と作業時間で容易に偏心調整作業が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；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、光軸を中心とする同心円上に位置させて形成した複数の径方向溝と;該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、上記径方向溝に対応させて形成した、少なくとも一つの偏心調整ピン穴と少なくとも一つの正多角形状穴からなる偏心調整コマ穴と；上記偏心調整ピン穴に相対回転可能に挿入される円柱状部と、この円柱状部に対して偏心した、上記径方向溝に相対回転可能に嵌まる偏心円柱状部とを有する少なくとも一つの偏心調整ピンと;上記偏心調整コマ穴の正多角形状穴に対応する正多角形状を有し、上記偏心調整コマ穴に異なる回転位相で挿入可能な軸心決定軸部と、この軸心決定軸部の正多角形状穴に対する回転位相を問わずに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少なくとも一つの偏心調整コマと;を有することを特徴としている。

偏心調整ピン穴は、円形穴とすることができるが、形状を統一するために、偏心調整ピン穴と偏心調整コマ穴を、ともに同一形状の正多角形穴から構成することができる。

偏心調整ピンと偏心調整コマは、中心部に固定ねじの挿通穴を有することが好ましい。すなわち、基本レンズ保持枠と調整レンズ保持枠とは、周方向の複数箇所に固定手段を有するが、この固定手段（固定ねじ）の位置は、偏心調整ピンと偏心調整コマの位置に一致させることができる。

径方向溝のうち、偏心調整ピンが嵌まる溝は、偏心調整作業を容易にするため貫通溝であることが好ましく、偏心調整コマが嵌まる溝は区別するため非貫通溝であることが好ましい。

径方向溝は、好ましい一実施形態では、９０゜間隔で４個設け、偏心調整ピン用と偏心調整コマ用を一直線上に位置させる。つまり、１８０゜間隔の偏心調整ピン用と偏心調整コマ用が９０゜間隔で一対配置される。

偏心調整ピン穴と偏心調整コマ穴で形状を共通とした正多角形穴は、偏心調整の自由度を上げるため、等角度間隔で８個以上形成することが好ましい。勿論、偏心調整ピン穴だけを円形穴とすることもできる。

本発明によれば、少ない工程数で容易に偏心調整が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４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（正多角形穴）２０ｂが形成されている（図９参照）。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、図４）が形成されている。１２個の正六角形穴２０ｂは、偏心調整コマ用正六角形穴２０ｂ（Ｋ）と、偏心調整ピン用正六角形穴２０ｂ（Ｐ）に選択使用される。

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（図７、図８参照）。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つの径方向溝３１は、非貫通溝からなる偏心調整コマ用径方向溝（以下コマ用径方向溝）３１（Ｋ）と、貫通溝からなる偏心調整ピン用径方向溝（以下ピン用径方向溝）３１（Ｐ）である。コマ用径方向溝３１（Ｋ）とピン用径方向溝３１（Ｐ）とは一直線上に位置している。コマ用径方向溝３１（Ｋ）には、ねじ貫通穴３４が形成されている。

偏心調整コマ５０と偏心調整ピン６０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（Ｋ）、３１（Ｐ）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に対する回転位相を問わずにコマ用径方向溝３１（Ｋ）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５に示すように、コマ用径方向溝３１（Ｋ）に係合可能な３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。

軸心Ｘに対して偏心調整面５２ａは、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がＡの位置にある。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７、図８参照））に移動しない（偏心調整量はゼロ）。

軸心Ｘに対して偏心調整面５２ｂは、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がＡ＋α及びＡ−αの位置にある。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７、図８参照））に距離αだけ移動する（偏心調整量はα）。

軸心Ｘに対して偏心調整面５２ｃは、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がＡ＋２α及びＡ−２αの位置にある。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７、図８参照））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。

図６に示すように、偏心調整ピン６０は、正六角形穴２０ｂに相対回転可能に挿入される円柱形状の円柱状部６１と、この円柱状部６１に対して偏心した円柱形状の偏心円柱状部６２と、円柱状部６１と偏心円柱状部６２の間に位置するフランジ部６３とを有している。偏心調整ピン６０の中心部には、円柱状部６１の軸心Ｚと軸心が一致する、固定ねじ４０を挿通する挿通穴６４が形成されている。

偏心円柱状部６２の直径は、ピン用径方向溝３１（Ｐ）の幅に対応している。偏心円柱状部６２には、挿通穴６４の内面にその回転位相（回転位置）を示す目印である切欠部６２ａが形成されている。偏心円柱状部６２の軸心は、円柱状部６１の軸心Ｚに対して距離ｄだけ偏心している。偏心調整ピン６０の偏心量ｄは、偏心調整コマ５０の最小の偏心調整量よりも小さく設定している。そのため、偏心円柱状部６２（偏心調整ピン６０）を回転させると、偏心調整ピン６０は、この偏心調整ピン６０を挿入したピン用径方向溝３１（Ｐ）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７、図８参照））に調整レンズ保持枠３０を自在に微調整することができる。

偏心調整コマ５０のフランジ部５３とワッシャ７０、及び偏心調整ピン６０のフランジ部６３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（フランジ部６３）は、端面２０ａと端面３０ａの間に位置し、ワッシャ７０は、フランジ部５３（フランジ部６３）と端面２０ａの間に位置する。

以上の偏心調整装置１０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、２個の偏心調整コマ５０と２個の偏心調整ピン６０を挿入する４個の穴を選択する。偏心調整コマ用正六角形穴２０ｂ（Ｋ）には、偏心調整コマ５０の正六角形柱状部５１を挿入し、偏心調整ピン用正六角形穴２０ｂ（Ｐ）には、偏心調整ピン６０の円柱状部６１を挿入する。このとき、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のコマ用径方向溝３１（Ｋ）に嵌め、偏心調整ピン６０の偏心円柱状部６２をピン用径方向溝３１（Ｐ）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。この状態では偏心調整ピン６０を回転させることにより微調整が可能であり、微調整で調整が完了すれば、そのまま固定ねじ４０を用いて固定すればよい。

図７は、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、各１個の偏心調整コマ５０と偏心調整ピン６０を用いて調整レンズＬ２（調整レンズ保持枠３０）のＸ方向の偏心を調整する一態様を示している。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た上で、偏心調整ピン６０を回転させることで微調整をし、Ｘ方向の偏心調整を行うことができる。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と偏心調整ピン６０を挿入する２個の穴を選択することで、調整方向を選択することができる。

図８、図９は、各２個の偏心調整コマ５０と偏心調整ピン６０を直交二方向に配置して調整を行う態様を示している。２個の偏心調整コマ５０は、角度間隔９０°の位置に配置され、各偏心調整コマ５０から角度間隔１８０°の位置には、偏心調整ピン６０が配置されている。従って、２個の偏心調整コマ５０によって調整レンズ保持枠３０は、基本レンズ保持枠２０に対してＸ方向に距離０から２α、Ｙ方向に距離０から２αの範囲で位置を調整することができる。その後、２個の偏心調整ピン６０を回転させてＸ、Ｙ方向の微調整を行うことができる。

図１０、図１１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１０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。図１１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と２個の偏心調整ピン６０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、直交関係に２個の偏心調整コマ５０と２個の偏心調整ピン６０を組み合わせて用いることによって、調整レンズ保持枠３０の光軸位置を全方向に調整することができる。しかし、偏心調整コマ５０と偏心調整ピン６０は、一つずつであっても、図７で説明した調整が可能である。また、偏心調整コマ５０と偏心調整ピン６０は一直線上に位置する関係（ＸＹ軸上）でなくても、基本レンズ保持枠２０を位置規制し、偏心調整コマ５０と偏心調整ピン６０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。すなわち、本発明は、一直線上に位置しない各１個の偏心調整コマ５０と偏心調整ピン６０によっても一定の偏心調整効果を得ることができる。

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と偏心調整ピン６０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。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、偏心調整ピン６０の回転位置は、切欠部６２ａによって知ることができる。

なお、正六角形穴２０ｂのうち偏心調整ピン６０を挿入する偏心調整ピン用正六角形穴２０ｂ（Ｐ）は、円形穴とすることもできるが、実施形態のように偏心調整ピン用正六角形穴２０ｂ（Ｐ）を用いることで偏心調整コマ５０用との共用化ができる。正六角形穴２０ｂの数は理論的には多い方がよいが、８個以上程度を設けるのが実際的である。また、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。偏心調整コマ５０の正六角形柱状部５１は、円柱軸であってもよい。円形にすると形成精度を必要としなくてよい。

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実施形態を示す、図１のIV−IV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偏心調整ピンの正面図である。 本発明のレンズの偏心調整装置の調整レンズ保持枠に偏心調整コマと偏心調整ピンを係合した正面図である。 同各２個の偏心調整コマと偏心調整ピン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各２個の偏心調整コマと偏心調整ピン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偏心調整コマによる偏心調整範囲を示す図である。 本発明のレンズの偏心調整装置の偏心調整コマと偏心調整ピン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（Ｋ） 正六角形穴（偏心調整コマ穴）
２０ｂ（Ｐ） 正六角形穴（偏心調整ピン穴）
２０ｃ ねじ穴
３０ 調整レンズ保持枠
３１（Ｋ） 偏心調整コマ用径方向非貫通溝
３１（Ｐ） 偏心調整ピン用径方向貫通溝
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 ６３ フランジ部
５３ａ ６２ａ 切欠部
５４ ６４ 挿通穴
６０ 偏心調整ピン
６１ 円柱状部
６２ 偏心円柱状部
７０ ワッシャ
Ｌ１ 基本レンズ
Ｌ２ 調整レンズ
Ｘ Ｚ 軸心
Ｏ Ｏ’ 光軸

Claims (7)

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、光軸を中心とする同心円上に位置させて形成した複数の径方向溝と;
   該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、上記径方向溝に対応させて形成した、少なくとも一つの偏心調整ピン穴と少なくとも一つの正多角形状穴からなる偏心調整コマ穴と；
   上記偏心調整ピン穴に相対回転可能に挿入される円柱状部と、この円柱状部に対して偏心した、上記径方向溝に相対回転可能に嵌まる偏心円柱状部とを有する少なくとも一つの偏心調整ピンと;
   上記偏心調整コマ穴の正多角形状穴に対応する正多角形状を有し、上記偏心調整コマ穴に異なる回転位相で挿入可能な軸心決定軸部と、この軸心決定軸部の正多角形状穴に対する回転位相を問わずに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少なくとも一つの偏心調整コマと;
   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、上記偏心調整ピン穴と偏心調整コマ穴は、ともに同一形状の正多角形穴からなっ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、偏心調整ピンと偏心調整コマは、中心部に固定ねじの挿通穴を有するレンズの偏心調整装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項記載のレンズの偏心調整装置において、上記径方向溝のうち、上記偏心調整ピンが嵌まる溝は、貫通径方向溝であり、偏心調整コマが嵌まる溝は非貫通径方向溝であるレンズの偏心調整装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項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４個備えられ、偏心調整ピン用と偏心調整コマ用が一直線上に位置しているレンズの偏心調整装置。
6. 請求項２ないし５のいずれか１項記載のレンズの偏心調整装置において、上記正多角形穴は、等角度間隔で８個以上形成されているレンズの偏心調整装置。
7. 請求項１記載のレンズの偏心調整装置において、上記偏心調整ピン穴は円形穴であるレンズの偏心調整装置。

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