JP6141650B2 - レンズ境筒およびこれを用いた光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ境筒およびこれを用いた光学機器に関する。詳しくは、外筒内に、レンズを光軸方向へ位置調整可能に保持したレンズ境筒およびこれを用いた光学機器に関する。

顕微鏡や画像測定機などの光学機器においては、光学性能を引き出すために、レンズの位置を光軸方向へ調整することが行われている。
従来のレンズ境筒において、レンズの位置を光軸方向へ調整する構造として、ねじ調整構造やスペーサ調整構造（例えば、特許文献１）などが知られている。

ねじ調整構造は、例えば、図１０に示すように、レンズＡを保持した外筒１１の内周面に雌ねじ部１６を形成し、この雌ねじ部１６にレンズＢを保持したレンズ保持筒２１の雄ねじ部２７を螺合し、レンズ保持筒２１を回転させながらレンズＢを光軸方向へ移動させてレンズＡ，Ｂの間隔を調整したのち、外筒１１の外周に螺合した固定用ねじ４１でレンズ保持筒２１を外筒１１内に固定する構造である。

スペーサ調整構造は、例えば、図１１に示すように、外筒１１の内周面に保持筒収納孔１７と雌ねじ部１６とを形成し、この保持筒収納孔１７に、レンズＡを保持したレンズ保持筒２１ＡとレンズＢを保持したレンズ保持筒２１Ｂを収納するとともに、これらの間に１または複数枚のスペーサ５１を介在させてレンズＡ，Ｂの間隔を調整したのち、雌ねじ部１６に押さえ環５２を螺合して、これらのレンズ保持筒２１Ａ，２１Ｂを外筒１１内に固定する構造である。

特開平１１−９５１２２号公報

しかしながら、上述した構造では次のような課題があった。
前者のねじ調整構造では、外筒１１の内周面に雌ねじ部１６を形成しなければならないので、部品単価としてはコスト高となる。
後者のスペーサ調整構造では、スペーサ５１を用いたため部品点数が増える。また、レンズＡ，Ｂの間隔を調整するにあたって、スペーサ５１の枚数を変更したり、厚みの異なるスペーサ５１に交換しなければならないが、それにはレンズ保持筒２１Ｂを外筒１１から一端取り出す必要があるため、作業性に劣る。

本発明の目的は、コストダウンおよび作業性の向上が図れるレンズ境筒およびこれを用いた光学機器を提供することにある。

本発明のレンズ境筒は、外筒内に、レンズを保持したレンズ保持筒が収納され、かつ、前記レンズが光軸方向へ移動するように前記レンズ保持筒が位置調整可能に保持されたレンズ境筒において、前記レンズ保持筒の外周に形成され、互いに対向する第１傾斜面および第２傾斜面を有する少なくとも１条のＶ溝または台形溝と、前記外筒の外周面に該外筒の略中心に向かって進退可能に螺合され、先端が前記第１傾斜面に接する第１調整ねじ及び先端が前記第２傾斜面に接する第２調整ねじと、を備え、前記第１調整ねじ及び前記第２調整ねじの先端は円錐形状に形成され、この円錐形状の母線とねじ軸線との角度が前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面の角度と略同じ角度に形成されており、前記第１調整ねじ及び前記第２調整ねじは、前記外筒の軸心を中心とする点対象の位置に複数対設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、第１調整ねじを緩めると、第１調整ねじの先端が第１傾斜面から離れ、これらの間に隙間が生じる。ここで、第２調整ねじを締め付けると、第２調整ねじの先端が第２傾斜面を外筒の中心に向かって押圧する。すると、第２傾斜面に作用する押圧力のうち、レンズ光軸方向の分力によってレンズ保持筒がレンズの光軸方向へ移動され、第１調整ねじと第１傾斜面との間に生じた隙間分だけ移動される。

逆に、第２調整ねじを緩めると、第２調整ねじの先端が第２傾斜面から離れ、これらの間に隙間が生じる。ここで、第１調整ねじを締め付けると、第１調整ねじの先端が第１傾斜面を外筒の中心に向かって押圧する。すると、第１傾斜面に作用する押圧力のうち、レンズ光軸方向の分力によってレンズ保持筒がレンズの光軸方向へかつ前記とは逆方向へ移動され、第２調整ねじと第２傾斜面との間に生じた隙間分だけ移動される。

このようにして、第１調整ねじと第２調整ねじとの押し引きによってレンズを光軸方向へ位置調整することができる。
とくに、本発明によれば、レンズ保持筒の外周にＶ溝または台形溝を形成すればよいので、つまり、従来のように、外筒内にレンズ保持筒を螺合するための雌ねじ部を形成する必要がないので、ねじ部を形成するためのコストを低減できる。また、スペーサなどを必要としないので、部品点数を削減できるとともに、レンズ位置調整作業の作業性も向上させることができる。

また、この構成によれば、第１調整ねじ及び第２調整ねじの先端円錐形状の母線とねじ軸線との角度が第１傾斜面及び第２傾斜面の角度と略同じ角度に形成されているから、第１調整ねじ及び第２調整ねじの先端円錐形状と第１傾斜面及び第２傾斜面とが線接触する構造のため、これら第１調整ねじ及び第２調整ねじによって、レンズ保持筒を外筒に対して確実に固定できる。また、第１調整ねじ及び第２調整ねじがレンズ保持筒の固定用ねじも兼ねるので、部品点数の削減に寄与できる。

また、この構成によれば、第１調整ねじと第２調整ねじは、外筒の軸心を中心とする点対象の位置に複数対設けられているから、これら複数対の第１調整ねじと第２調整ねじとを調整することで、レンズ保持筒を外筒内で傾斜することなく、レンズの光軸方向へ平行移動させることができるとともに、レンズ保持筒を外筒内で確実に固定できる。

本発明のレンズ境筒において、前記外筒には、前記レンズ保持筒を前記外筒に対して固定する固定用ねじが螺合されている、ことが好ましい。
この構成によれば、レンズ保持筒を位置調整したのち、固定用ねじでレンズ保持筒を外筒に対して固定すれば、より確実にレンズ保持筒を固定することができる。

本発明の光学機器は、上述したいずれかに記載のレンズ境筒を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、上述したレンズ境筒で述べた効果を有する光学機器を得ることができる。

本発明のレンズ境筒の参考形態を示す断面図。 図１のII−II線断面図。 同上参考形態において、レンズ位置の調整動作を説明するための図。 同上参考形態において、レンズ保持筒を光軸方向の一方向へ移動させる手順を示す図。 本発明のレンズ境筒の一実施形態（３対の調整ねじを設けた例）を示す図。 本発明のレンズ境筒の変形例（固定用ねじを設けた例）を示す図。 本発明のレンズ境筒の変形例（台形溝を設けた例）を示す図。 本発明のレンズ境筒の参考例（台形溝の同じ側に２本の調整ねじを設けた例）を示す図。 本発明のレンズ境筒の参考例（２条のＶ溝を設けた例）を示す図。 従来のレンズ境筒に用いられるねじ調整構造を示す断面図。 従来のレンズ境筒に用いられるスペーサ調整構造を示す断面図。

本発明の一実施形態の基本構造を有する参考形態を図面を参照しながら説明する。
＜レンズ境筒の構成＞
本参考形態のレンズ境筒は、図１および図２に示すように、レンズＡを保持した外筒１１と、この外筒１１内において、レンズＢを保持しかつ該レンズＢの光軸方向へ位置調整可能に保持されたレンズ保持筒２１と、外筒１１の外周面に該外筒１１の略中心に向かって進退可能に螺合された第１調整ねじ３１及び第２調整ねじ３２とを備える。

外筒１１の内周面には、レンズ保持筒２１の外径と略同じ内径でレンズ保持筒２１を光軸方向へ移動可能に収納するレンズ保持筒収納孔１２と、これより内径が小さくレンズＡを保持するレンズ収納孔１３と、このレンズ収納孔１３の隣に形成され内径がレンズ収納孔１３の内径よりも小さい環状ストッパ縁１４とが軸方向に沿って順に形成されている。

レンズ保持筒２１の内周には、レンズＢを収納保持するレンズ収納孔２２が形成されているとともに、外周には互いに対向する第１傾斜面２３および第２傾斜面２４を有する１条のＶ溝２５が環状に形成されている。ここで、第１傾斜面２３および第２傾斜面２４は同じ角度の傾斜面に形成されている。

第１調整ねじ３１および第２調整ねじ３２は、外筒１１の外周面１８０度間隔位置に、該外筒１１の略中心に向かって進退可能に螺合されている。これら第１調整ねじ３１および第２調整ねじ３２の先端は円錐形状に形成され、この円錐形状の母線とねじ軸線との角度が第１傾斜面２３及び第２傾斜面２４の角度と略同じ角度に形成されている。

ここで、図３に示すように、第１調整ねじ３１の先端円錐面が第１傾斜面２３に接するように、また、第２調整ねじ３２の先端円錐面が第２傾斜面２４に接するように、これら第１調整ねじ３１と第２調整ねじ３２は、レンズＢの光軸方向へずれて配置されている。具体的には、第１調整ねじ３１の先端円錐面が第１傾斜面２３に接し、また、第２調整ねじ３２の先端円錐面が第２傾斜面２４に接した状態において、第１調整ねじ３１および第２調整ねじ３２の先端からＶ溝２５の溝底までの間に隙間ができるように、第１調整ねじ３１と第２調整ねじ３２は、レンズＢの光軸方向へずれて配置されている。

＜レンズＢ位置の調整＞
レンズＢを光軸方向へ位置調整するには、図３に示すように、第１調整ねじ３１と第２調整ねじ３２との押し引きによって行う。つまり、レンズＢを光軸方向の一方向（図３で右方向）に移動させるには、第１調整ねじ３１を緩め、第２調整ねじ３２を締め付ける（図３の実線矢印参照）。また、レンズＢを光軸方向の他方向（図３で左方向）へ移動させるには、第２調整ねじ３２を緩め、第１調整ねじ３１を締め付ける（図３の破線矢印参照）。

詳細に説明すると、例えば、図４（Ａ）に示すように、第１調整ねじ３１を緩めると、第１調整ねじ３１の先端円錐面が第１傾斜面２３から離れ、これらの間に隙間が生じる。ここで、図４（Ｂ）に示すように、第２調整ねじ３２を締め付けると、第２調整ねじ３２の先端円錐面が第２傾斜面２４を外筒１１の中心に向かって押圧する。すると、第２傾斜面２４に作用する押圧力のうち、レンズＢの光軸方向の分力によってレンズ保持筒２１がレンズＢの光軸方向へ移動される。
やがて、第１調整ねじ３１と第１傾斜面２３との間に生じた隙間分だけ移動されると、第１調整ねじ３１の先端円錐面が第１傾斜面２３に接した状態となるので、これら第１調整ねじ３１と第２調整ねじ３２によってレンズ保持筒２１が固定状態に保持される。

逆に、第２調整ねじ３２を緩めると、第２調整ねじ３２の先端円錐面が第２傾斜面２４から離れ、これらの間に隙間が生じる。ここで、第１調整ねじ３１を締め付けると、第１調整ねじ３１の先端円錐面が第１傾斜面２３を外筒１１の中心に向かって押圧する。すると、第１傾斜面２３に作用する押圧力のうち、レンズＢの光軸方向の分力によってレンズ保持筒２１がレンズＢの光軸方向へかつ前記とは逆方向へ移動される。
やがて、第２調整ねじ３２と第２傾斜面２４との間に生じた隙間分だけ移動されると、第２調整ねじ３１の先端円錐面が第２傾斜面２４に接した状態となるので、これら第１調整ねじ３１と第２調整ねじ３２によってレンズ保持筒２１が固定状態に保持される。

＜参考形態の効果＞
本参考形態によれば、第１調整ねじ３１と第２調整ねじ３２との押し引きによってレンズＢを光軸方向へ位置調整することができる。
特に、レンズ保持筒２１の外周にＶ溝２５を形成すればよいので、つまり、従来のように、外筒内にレンズ保持筒を螺合するための雄ねじ部を形成する必要がないので、ねじ部を形成するためのコストを低減できる。また、スペーサなどを必要としないので、部品点数を削減できるとともに、レンズ位置調整作業の作業性も向上させることができる。

また、第１調整ねじ３１及び第２調整ねじ３２の先端円錐形状の母線とねじ軸線との角度が第１傾斜面２３及び第２傾斜面２４の角度と略同じ角度に形成されているから、第１調整ねじ３１及び第２調整ねじ３２の先端円錐形状と第１傾斜面２３及び第２傾斜面２４とが線接触する構造のため、これら第１調整ねじ３１及び第２調整ねじ３２によって、レンズ保持筒２１を外筒１１に対して確実に固定できる。
また、第１調整ねじ３１及び第２調整ねじ３２がレンズ保持筒２１の固定用ねじも兼ねるので、部品点数の削減に寄与できる。

＜本発明の一実施形態＞
前記参考実施形態では、第１調整ねじ３１と第２調整ねじ３２を１対備えた構造であったが、本発明の一実施形態は、前記参考形態において、第１調整ねじ３１と第２調整ねじ３２を複数対設けたものである。例えば、図５に示すように、第１調整ねじ３１と第２調整ねじ３２とを、外筒１１の軸心を中心とする点対象の位置に３対設けるようにしてもよい。
このようにすれば、これら複数対の第１調整ねじ３１と第２調整ねじ３２とを調整することで、レンズ保持筒２１を外筒１１内で傾斜することなく、レンズＢの光軸方向へ位置調整することができるとともに、レンズ保持筒２１を外筒１１内で確実に固定できる。

＜変形例＞
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は、本発明に含まれる。

前記実施形態では、第１調整ねじ３１及び第２調整ねじ３２が固定用ねじを兼ねていたが、例えば、図６に示すように、第１調整ねじ３１及び第２調整ねじ３２のほかに、レンズ保持筒２１を外筒１１に対して固定する固定用ねじ４１を螺合するようにしてもよい。
このようにすれば、レンズ保持筒２１を位置調整したのち、固定用ねじ４１でレンズ保持筒２１を外筒１１に対して固定すれば、レンズ保持筒２１をより確実に固定することができる。

前記実施形態では、レンズ保持筒２１の外周にＶ溝２５を形成したが、Ｖ溝に限らず、互いに対向する第１傾斜面２３および第２傾斜面２４を有する溝であれば、他の形状の溝でもよい。例えば、図７に示すように、互いに対向する第１傾斜面２３および第２傾斜面２４を有する台形溝２６であってもよい。
なお、前記参考形態では、図８に示すように、第１調整ねじ３１及び第２調整ねじ３２を、台形溝２６の同じ側において、光軸方向に隣接配置し、第１調整ねじ３１及び第２調整ねじ３２とは１８０度反対側において、固定用ねじ４１を配置するようにしてもよい。
このようにすれば、第１調整ねじ３１及び第２調整ねじ３２を同じ方向から操作、つまり、押し引き調整することができるから、調整作業も容易かつ迅速に行える利点がある。

また、前記参考形態では、１条のＶ溝２５であったが、２条のＶ溝２５または台形溝２６であってもよい。例えば、図９に示すように、レンズ保持筒２１の外周に２条のＶ溝２５を隣接して形成するようにしてもよい。
この場合、第１調整ねじ３１及び第２調整ねじ３２を、各Ｖ溝２５の同じ側において光軸方向に隣接配置するとともに、第１調整ねじ３１の先端を一方のＶ溝２５の第１傾斜面２３に、第２調整ねじ３２の先端を他方のＶ溝２５の第２傾斜面２４に接するように配置すれば、図８で示した構造と同じ効果が期待できる。

前記実施形態では、単一のレンズＢを光軸方向へ移動させる構造であったが、複数枚のレンズを組みあせたレンズ群を光軸方向へ移動させる構造にも、本発明は適用できる。
前記実施形態では、レンズ境筒について説明したが、本発明は、レンズ境筒に限らず、これを用いた光学機器、例えば、顕微鏡や画像測定機などにも適用できる。

本発明は、顕微鏡や画像測定機などの光学機器のレンズ境筒として利用できる。

１１…外筒、
２１…レンズ保持筒、
２３…第１傾斜面、
２４…第２傾斜面、
２５…Ｖ溝、
２６…台形溝、
３１…第１調整ねじ、
３２…第２調整ねじ、
４１…固定用ねじ。

Claims (3)

1. 外筒内に、レンズを保持したレンズ保持筒が収納され、かつ、前記レンズが光軸方向へ移動するように前記レンズ保持筒が位置調整可能に保持されたレンズ境筒において、
   前記レンズ保持筒の外周に形成され、互いに対向する第１傾斜面および第２傾斜面を有する少なくとも１条のＶ溝または台形溝と、
   前記外筒の外周面に該外筒の略中心に向かって進退可能に螺合され、先端が前記第１傾斜面に接する第１調整ねじ及び先端が前記第２傾斜面に接する第２調整ねじと、
   を備え、
   前記第１調整ねじ及び前記第２調整ねじの先端は円錐形状に形成され、この円錐形状の母線とねじ軸線との角度が前記第１傾斜面及び前記第２傾斜面の角度と略同じ角度に形成されており、
   前記第１調整ねじ及び前記第２調整ねじは、前記外筒の軸心を中心とする点対象の位置に複数対設けられている、
   ことを特徴とするレンズ境筒。
2. 請求項１に記載のレンズ境筒において、
   前記外筒には、前記レンズ保持筒を前記外筒に対して固定する固定用ねじが螺合されている、
   ことを特徴とするレンズ境筒。
3. 請求項１または請求項２に記載のレンズ境筒を備えたことを特徴とする光学機器。

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