JP6050527B2 - 並進的な光学的整列固定デバイス - Google Patents

Description

本出願は、2013年3月5日に出願されて“並進的な光学的整列固定デバイス”と称された米国特許出願第13/785,490号に関すると共に、その利益を主張するものであり、その内容は言及したことにより本明細書中に援用される。
本発明は、光学デバイスの並進可能レンズ・アセンブリを該光学デバイスのハウジングに対して取付けるデバイスおよび方法に関する。

光学デバイスは典型的に、該光学デバイスの焦点設定を調節するために大寸ハウジング内で並進および／または回転し得る一枚以上のレンズを含んでいる。

本明細書においては、ハウジングに対してレンズ・アセンブリを取付けるデバイスおよび方法が記述される。

本発明の一つの見地に依れば、各図を概略的に参照すると、光学デバイス10は、ハウジング囲繞体12と；上記ハウジング囲繞体12に対してリテイナ16により取付けられたレンズセル・ホルダ19と；一枚以上のレンズ15を有するレンズ・アセンブリ14であって、該レンズ・アセンブリ14が上記ハウジング囲繞体12および上記レンズセル・ホルダ19に関して軸心方向に並進すべく構成される如く上記レンズセル・ホルダ19に対して取付けられたというレンズ・アセンブリ14と；上記レンズセル・ホルダ19と上記リテイナ16との間に画成された径方向スペース50であって、当該光学デバイス10の照準線を調節するために上記リテイナ16を上記ハウジング囲繞体12に対して締着するに先立ち、上記ハウジング囲繞体12に関する上記レンズセル・ホルダ19および上記レンズ・アセンブリ14の径方向の調節に適応すべく寸法設定されたという径方向スペース50と；を備える。

本発明の別の見地に依れば、光学デバイス10の照準線を調節する方法は、一枚以上のレンズ15を有するレンズ・アセンブリ14をレンズセル・ホルダ19内に位置決めする段階と；上記レンズセル・ホルダ19を当該光学デバイス10のハウジング囲繞体12に当接させて位置決めする段階と；所定の照準線の要件が達成されるまで、上記レンズセル・ホルダ19の径方向位置を上記ハウジング囲繞体12に関して調節する段階と；上記レンズセル・ホルダ19を当該光学デバイス10の上記ハウジング囲繞体12に対してリテイナ16を用いて固定し、上記ハウジング囲繞体12に関する上記レンズ・アセンブリ14の上記径方向位置を維持する段階と；を有する。

本発明は、同様の要素が同一の参照番号を有するという添付図面に関して以下の詳細な説明が読破されたときに最適に理解される。図面中には、以下の各図が含まれる。

本発明の一つの好適実施形態に係る光学デバイスの後方斜視図である。 図１の光学デバイスの分解図である。 図１の３−３線に沿って破断された図１の光学デバイスの断面図である。 その最高位の径方向位置におけるレンズ・アセンブリを示す図３の光学デバイスの別の断面図である。 その最低位の径方向位置におけるレンズ・アセンブリを示す図３の光学デバイスの別の断面図である。 伸張された軸心方向位置におけるレンズ・アセンブリを示す図３の光学デバイスの別の断面図である。 縮動された軸心方向位置におけるレンズ・アセンブリを示す図３の光学デバイスの別の断面図である。

図１から図３は、本発明の一つの好適実施形態に係る光学デバイス10を示している。各図中に示された好適実施形態に依れば、光学デバイス10は暗視単眼鏡である。但し、光学デバイス10は、例えば単眼鏡、双眼鏡、カメラ、顕微鏡、望遠鏡の如き任意の形式の光学デバイスであり得ることを理解すべきである。光学デバイス10は、暗視、イメージ増倍、赤外線画像化などの機能を有し得る。

光学デバイス10の全体的な特徴に関し、該光学デバイス10は概略的に、(不図示の)光学的構成要素が内部に位置決めされるハウジング囲繞体12を含んでいる。該ハウジング囲繞体12に関して移動可能に、一枚以上のレンズ15を有する接眼レンズ・アセンブリ14が取付けられる。ハウジング囲繞体12に対しては、レンズ・アセンブリ14が当該ホルダ内で並進するレンズセル・ホルダ19が保持リング16により固定的に取付けられる。レンズセル・ホルダ19およびレンズ・アセンブリ14の両者に対しては、ハウジング囲繞体12に対するレンズ・アセンブリ14の軸心方向位置を調節するための視度焦点合わせリング18が回転可能に取付けられる。保持リング16上には視度停止リング20が位置されると共に、該視度停止リングは、視度焦点合わせリング18の回転を時計方向および反時計方向の両方において制限すべく構成される。

次に光学デバイス10の個々の構成要素を参照すると、ハウジング囲繞体12は、(不図示の)複数の光学的構成要素が自身内に位置されるという内側領域を含んでいる。各光学的構成要素は、イメージ増倍、赤外線画像化、画像処理などに関連付けられ得る。ハウジング囲繞体12は、その基端における円周方向フランジ13を含む。該フランジ13の外側面上には、機械的螺条23が画成される。フランジ13の外部表面上には、機械的螺条23の近傍の箇所にて、O-リング25が取付けられる。該O-リング25は、ハウジング囲繞体12の内部への異物の進入を制限することが意図される。

光学デバイス10のレンズセル・ホルダ19は、当該内部表面上で接眼レンズ・アセンブリ14が軸心方向に並進するという内部表面を画成する円筒状の中空本体を有する。レンズセル・ホルダ19の内部表面は、光学デバイス10の中央軸心に向けて径方向に延出するリブ28を含む。該リブ28は、レンズセル・ホルダ19の内周に関しては、小寸部分のみに延在する。リブ28は、レンズ・ハウジング24の外側面上に形成された相補的凹所30内に位置される。リブ28と凹所30との間の係合によれば、接眼レンズ・アセンブリ14がレンズセル・ホルダ19の内側の回転的表面に沿って並進するときに、レンズ・ハウジング24がレンズセル・ホルダ19に関して回転することが阻止される。

レンズセル・ホルダ19の外部表面は、フランジ21と、該フランジ21の近傍に画成された機械的螺条27とを含んでいる。光学デバイス10の組立て形態において、フランジ21は、保持リング16とハウジング囲繞体12のフランジ13との間に挟持されることにより、レンズセル・ホルダ19をハウジング囲繞体12に対して固定的に取付ける。機械的螺条27は、視度焦点合わせリング18がレンズセル・ホルダ19の螺条形成表面に沿い回転し得る如く、視度焦点合わせリング18上の機械的螺条と噛合される。レンズセル・ホルダ19は、保持リング16がハウジング囲繞体12に対して一旦、堅固に締着されたなら、該ハウジング囲繞体12に関して回転も並進もできない。

光学デバイス10の接眼レンズ・アセンブリ14は、実施に際し、エンドユーザの眼球の前に位置される。接眼レンズ・アセンブリ14は、(概略的に示された)一枚以上のレンズ15が自身内に固定的に位置される円筒形状のレンズ・ハウジング24を含んでいる。該ハウジング24は、一枚以上のレンズ15が当該内部表面上に取付けられるという内部表面を画成する円筒形状の中空本体を有する。

ハウジング24の外向き表面の基端上には、環状フランジ31が画成される。図６および図７に関して記述される如く、視度焦点合わせリング18のフランジ29は、ハウジング24のフランジ31の基端上に当接する。焦点合わせリング18をレンズセル・ホルダ19の機械的螺条27上で時計方向に回転すると(図１における時計方向の矢印を参照)、焦点合わせリング18のフランジ29はレンズ・ハウジング24のフランジ31に当接され、且つ、接眼レンズ・アセンブリ14はx軸に沿い末端方向に(すなわちハウジング囲繞体12に向けて)並進される。

ハウジング24の外部表面上に画成された円周方向凹所内には、O-リング33が位置される。該O-リング33は、レンズセル・ホルダ19とレンズ・アセンブリ14との間の界面における異物の通過を制限する。

フランジ31の近傍である箇所にてハウジング24の外部表面上に形成された円周方向凹所内には、２つの環状リング35が位置される。各リング35は、視度焦点合わせリング18が反時計方向に連続的に回転されたとしても、該視度焦点合わせリング18が光学デバイス10から偶発的に離脱することを阻止するために配備される。

依然として、図１から図３に示された光学デバイス10の個々の構成要素を参照すると、ハウジング囲繞体12とレンズ・ハウジング24との間には、各図において概略的に示された圧縮スプリング37が位置されることで、接眼レンズ・アセンブリ14全体を、ハウジング囲繞体12から離間させて基端方向に付勢する。スプリング37は、レンズセル・ホルダ19が位置的に固定されたままとされながら、接眼レンズ・アセンブリ14全体を基端方向に付勢すべく位置決めされる。スプリング37をハウジング囲繞体12とレンズ・ハウジング24との間に位置させる代わりに、該スプリング37は代替的に、レンズセル・ホルダ19の基端と接眼ハウジング24のフランジ31との間に画成された間隙‘G’内に位置されても良い。

光学デバイス10の保持リング16は、レンズセル・ホルダ19および接眼レンズ・アセンブリ14をハウジング囲繞体12に対して取付けるために配備される。光学デバイス10の保持リング16はまた、本明細書で以下においては、リテイナとも称され得る。保持リング16は、断面においてＬ形状本体を有する。保持リング16の末端の内部表面上には、ハウジング囲繞体12のフランジ13上の機械的螺条23と噛合する機械的螺条41が配備される。保持リング16の基端から垂下するフランジ39は、光学デバイス12の中央軸心に向けて、径方向に内方に突出する。保持リング16のフランジ39上に形成された円周方向凹所内には、O-リング43が取付けられる。該O-リング43は、保持リング16のフランジ39と、レンズセル・ホルダ19のフランジ21との間に圧縮される。O-リング43は、ハウジング囲繞体12の内部への異物の進入を制限する。

光学デバイス10の視度焦点合わせリング18は、ハウジング囲繞体12に対するレンズ・アセンブリ14の軸心方向位置を調節するために配備される。視度焦点合わせリング18は、円筒状の本体を有する。視度焦点合わせリング18の内部表面上には、レンズセル・ホルダ19の外向き表面上の機械的螺条27に噛合するための機械的螺条が配備される。視度焦点合わせリング18の基端側の内端部上には、レンズ・ハウジング24のフランジ31に当接するフランジ29が画成される。本明細書で以下において記述される如く、視度焦点合わせリング18の外部表面からは、視度停止リング20上のフランジに当接する突出部45(図１参照)が延在する。

光学デバイス10の視度停止リング20は、保持リング16に対して固定され、且つ、時計方向および反時計方向の両方における視度焦点合わせリング18の回転を制限すべく構成される。視度停止リング20は、保持リング16の末端の外周上に固定的に位置決めされる。停止リング20の内部表面は機械的螺条を含まないが、該停止リング20は、機械的螺条を取入れるべく改変され得る。

視度停止リング20は、当該本体の基端から延出する２つの突出部22aおよび22bを含む実質的に円筒状の本体を有する。突出部22aおよび22bは、基端方向に(すなわち、ハウジング囲繞体12から離間して)軸心方向に延在する。突出部22aおよび22bは視度焦点合わせリング18の突出部45と相互作用することで、焦点合わせリング18の回転を制限する。換言すると、突出部22aおよび22bは、焦点合わせリング18に対する確定的な回転停止部である。焦点合わせリング18の突出部45は、突出部22aおよび22bの間において180°未満だけ回転し得る。焦点合わせリング18の突出部45は、突出部22aまたは22bのいずれを越えても回転し得ない。

視度停止リング20は実質的に、保持リング16の表面上での回転が阻止される。更に詳細には、突出部22bは、相互から分離可能な２つの分離区画へと分割される。停止リング20は、不連続な円周部を有する分割リングと考えられ得る。突出部22bの各分離区画は、締結具47により一体的に取付けられる。締結具47は、突出部22bの各分離区画を一体的に締着することで、締着された停止リング20の内部表面と、保持リング16の外部表面との間に大きな摩擦力を生成すべく構成される。この大きな摩擦力によれば、停止リング20が保持リング16の表面上で回転することが阻止される。

図４および図５は、図１から図３の光学デバイス10に対する照準線調節を描いている。照準線調節は典型的に、光学デバイス10の組立ての間において実施されると共に、光学デバイス10のエンドユーザによっては実施されない。図４および図５に示された如く、保持リング16をレンズセル・ホルダ19のフランジ21に当接させて締着するに先立ち、レンズ・アセンブリ14の径方向位置は、光学デバイス10に対する所望の照準線を達成すべく調節され得る。レンズ・アセンブリ14の径方向調節に適応するために、フランジ21の径方向最外側表面と保持リング16の内部表面52との間には、円周方向間隙50が配備される。該円周方向間隙50は、本明細書において、径方向スペースまたは径方向間隙とも称され得る。円周方向間隙50は、レンズセル・ホルダ19と、該レンズセル・ホルダ19に対して取付けられたレンズ・アセンブリ14との径方向位置の調節を許容するほど十分に大きい。図４および図５は、夫々、最高位および最低位の極限の径方向位置におけるレンズ・アセンブリ14を描いている。

光学デバイス10の照準線を調節する一つの好適な方法に依ると、保持リング16を用いてレンズセル・ホルダ19をハウジング囲繞体12のフランジ13に対して挟持するに先立ち、レンズ・アセンブリ14の径方向位置は、所定の照準線の要件を達成すべく調節される。該径方向調節プロセスは、手動的または自動的とされ得る。図４および図５は、レンズ・アセンブリ14の極限の径方向位置を描いている。所定の照準線要件が一旦達成されたなら、レンズセル・ホルダ19は、保持リング16を用いてハウジング囲繞体12のフランジ13に対して挟持される準備ができている。レンズセル・ホルダ19およびレンズ・アセンブリ14をハウジング囲繞体12に対して挟持するために、保持リング16は、ハウジング囲繞体12の機械的螺条23上へと螺着される。保持リング16がハウジング囲繞体12上へと螺着されるにつれ、保持リング16のフランジ39はレンズセル・ホルダ19のフランジ21をハウジング囲繞体12のフランジ13に当接させて圧縮することにより、レンズセル・ホルダ19をハウジング囲繞体12に対して捕捉すると共に、O-リング43を圧縮する。

図４および図５は、図１から図３の光学デバイス10の焦点調節を描いている。レンズ・アセンブリ14をハウジング囲繞体12に関して並進させると光学デバイス10の焦点が調節されることを理解すべきである。焦点調節は典型的に、光学デバイス10のエンドユーザにより実施される。使用に際し、図６に示された位置から開始して、レンズセル・ホルダ19の機械的螺条27上で焦点合わせリング18を時計方向に回転させると(図１における時計方向の矢印を参照)、焦点合わせリング18のフランジ29はフランジ31に当接すると共に、接眼レンズ・アセンブリ14をスプリング37の力に抗して末端方向に(すなわちハウジング囲繞体12に向けて)並進させる。焦点合わせリング18は、接眼レンズ・アセンブリ14が図７に示された位置に到達するまで時計方向に回転され、その時点において、焦点合わせリング18の突出部45は停止リング20の突出部22bに当接し(図１参照)、更なる時計方向回転が阻止される。同様に、図７に示された如く、焦点合わせリング18の末端は保持リング16の基端に当接することで、該焦点合わせリング18の更なる時計方向回転が阻止される。

逆に、図７に示された位置から開始すると、レンズセル・ホルダ19の機械的螺条27上での焦点合わせリング18の反時計方向回転によれば、圧縮スプリング37は、伸張すると共に、接眼レンズ・アセンブリ14を、図６に示された位置に向けてx軸に沿い基端末端方向に(すなわちハウジング囲繞体12から離間して)並進させる。焦点合わせリング18は、接眼レンズ・アセンブリ14が図６に示された位置に到達するまで反時計方向に回転され得、その時点において、該焦点合わせリング18の突出部45は停止リング20の突出部22aに当接し、該焦点合わせリング18の更なる反時計方向回転が阻止される。

本明細書においては本発明の好適実施形態が記述されたが、斯かる実施形態は例示的にのみ提供されたことは理解される。当業者であれば、本発明の精神から逸脱せずに、多くの変形例、変更例および置換例を想起し得よう。添付の各請求項は、本発明の精神および有効範囲内に収まる斯かる変形例の全てを包含することが意図される。

Claims (13)

1. 内部表面と、該内部表面から外側に延在するフランジとを有するハウジング囲繞体と、
   外部表面を画成する本体と、該外部表面から外側に延在するフランジとを含むレンズセル・ホルダであって、前記レンズセル・ホルダのフランジは、前記ハウジング囲繞体のフランジとリテイナとの間に位置決めされ、該リテイナが前記ハウジング囲繞体のフランジに固定されている光学デバイスの組立形態において、該レンズセル・ホルダの径方向の動きを阻止すべく、前記リテイナは、前記ハウジング囲繞体のフランジを取り囲み、前記ハウジング囲繞体のフランジと直接的な物理的接触にて接触される、というレンズセル・ホルダと、
   前記レンズセル・ホルダに取付けされた一枚以上のレンズを有するレンズ・アセンブリであって、該レンズ・アセンブリは前記ハウジング囲繞体および前記レンズセル・ホルダに関して軸心方向に並進すべく構成されるというレンズ・アセンブリと、
   前記レンズセル・ホルダの外部表面と、前記ハウジング囲繞体の内部表面との間に画成される径方向スペースであって、前記ハウジング囲繞体に関する前記レンズセル・ホルダおよび前記レンズ・アセンブリの径方向の調節に適応すべく寸法設定されたという径方向スペースとを備える光学デバイスであって、
   当該光学デバイスの照準線を調節するための調節形態においては、前記レンズセル・ホルダのフランジは前記ハウジング囲繞体のフランジに当接して位置決めされ、前記リテイナは前記ハウジング囲繞体のフランジに固定されておらず、前記レンズセル・ホルダと前記レンズ・アセンブリとは、前記径方向スペース内で径方向に可動とされており、
   当該光学デバイスの照準線は、前記リテイナが前記ハウジング囲繞体のフランジに固定される当該光学デバイスのアセンブリ形態において確立される、
   光学デバイス。
2. 前記レンズセル・ホルダと前記レンズ・アセンブリとの間に位置決めされると共に、前記ハウジング囲繞体内への異物の進入を制限すべく構成されたO-リングを更に備える、請求項１に記載の光学デバイス。
3. 前記ハウジング囲繞体に対する前記レンズ・アセンブリの軸心方向位置を調節するための視度焦点合わせリングを更に備える、請求項１に記載の光学デバイス。
4. 前記視度焦点合わせリングは、前記レンズ・アセンブリのフランジ上に当接するフランジであって、該視度焦点合わせリングの回転時に前記レンズ・アセンブリを前記ハウジング囲繞体に対して軸心方向に並進させるというフランジを含む、請求項３に記載の光学デバイス。
5. 前記レンズ・アセンブリは、前記ハウジング囲繞体から離間する方向にスプリングにより付勢される、請求項４に記載の光学デバイス。
6. 前記視度焦点合わせリングは、前記レンズセル・ホルダに対して回転可能に取付けられる、請求項３に記載の光学デバイス。
7. 時計方向および反時計方向の両方における前記視度焦点合わせリングの回転を制限すべく構成された視度停止リングを更に備える、請求項３に記載の光学デバイス。
8. 前記視度停止リング上の少なくとも一つの突出部であって、前記視度焦点合わせリング上の突出部と相互作用して該視度焦点合わせリングの回転を制限するという少なくとも一つの突出部を更に備える、請求項７に記載の光学デバイス。
9. 前記視度停止リングは、前記リテイナ上に回転不能に位置される、請求項７に記載の光学デバイス。
10. 前記リテイナと前記レンズセル・ホルダとの間に位置決めされると共に、前記ハウジング囲繞体内への異物の進入を制限すべく構成されたO-リングを更に備える、請求項１に記載の光学デバイス。
11. 当該光学デバイスは単眼鏡である、請求項１に記載の光学デバイス。
12. 当該光学デバイスは暗視単眼鏡である、請求項１に記載の光学デバイス。
13. 前記レンズセル・ホルダのフランジは、前記レンズセル・ホルダの本体から径方向に延在する、請求項１に記載の光学デバイス。

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