JP6952581B2

JP6952581B2 - 傾き調整機構

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Publication number: JP6952581B2
Application number: JP2017217009A
Authority: JP
Inventors: 佐野　秀和; 秀和佐野; 岡部　憲嗣; 憲嗣岡部
Original assignee: Mitutoyo Corp
Current assignee: Mitutoyo Corp
Priority date: 2017-11-10
Filing date: 2017-11-10
Publication date: 2021-10-20
Anticipated expiration: 2037-11-10
Also published as: JP2019086733A; CN109765669B; US20190146176A1; DE102018219147A1; US10908380B2; CN109765669A

Description

本発明は、鏡筒に装着されるレンズユニット等の傾きを調整可能な傾き調整機構に関する。

例えば、顕微鏡や画像測定装置等の光学測定装置において、レンズユニットの鏡筒に対する傾きを調整したい場合がある。この様な場合、例えば、レンズユニットに装着される部材又は鏡筒に装着される部材に複数の調整ねじ及び固定ねじを設け、これらの調整ねじ及び固定ねじを利用して傾きの調整を行うことが可能である（特許文献１）。

特開２０１３−１２２４８５号公報

複数の調整ねじを利用してレンズの傾きを調整する場合、レンズの傾きを確認しつつ複数の調整ねじの高さを繰り返し調整する必要がある。しかしながら、レンズの傾き方向は調整ねじごとに異なっており、レンズの傾きの支点が定まらないため、どの調整ねじの高さをどの程度調整すればレンズの傾きを所望の方向に調整出来るのか予想しがたく、容易な調整が出来ないという問題がある。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、鏡筒に取り付けられるレンズユニット等の傾きを容易に調整することが可能な傾き調整機構を提供することを目的としている。

かかる課題を解決すべく、本発明の一の実施形態に係る傾き調整機構は、鏡筒に装着されるレンズユニットの鏡筒に対する傾きを調整可能な傾き調整機構であって、レンズユニットの鏡筒との接続部に装着可能な第１部材と、第１部材と対向し鏡筒のレンズユニットとの接続部に装着可能な第２部材と、第１部材に固定され、第１部材から第２部材に向かって突出し、第２部材に当接する複数の当接部材と、第１部材の第２部材に対する傾きの調整及び第１部材の第２部材への固定が可能な調整／固定部材と、を備える。また、第２部材は当接部材が当接する傾斜面を備え、当接部材は傾斜面に当接する曲面を有する。

本発明の他の実施形態に係る傾き調整機構は、鏡筒に装着されるレンズユニットの鏡筒に対する傾きを調整可能な傾き調整機構であって、レンズユニットの鏡筒との接続部に装着可能な第１部材と、第１部材と対向し鏡筒のレンズユニットとの接続部に装着可能な第２部材と、第２部材に固定され、第２部材から第１部材に向かって突出し、第１部材に当接する複数の当接部材と、第１部材の第２部材に対する傾きの調整及び第１部材の第２部材への固定が可能な調整／固定部材と、を備える。また、第１部材は当接部材が当接する傾斜面を備え、当接部材は傾斜面に当接する曲面を有する。

上記鏡筒には第１の雌ねじを設けることが出来、上記レンズユニットには第１の雌ねじに螺合可能な第１の雄ねじを設けることが出来る。また、上記第１部材には第１の雄ねじと螺合可能な第２の雌ねじを設け、この第２の雌ねじを介してレンズユニットに着脱可能に構成することが出来る。また、上記第２部材には第１の雌ねじと螺合可能な第２の雄ねじを設け、この第２の雄ねじを介して鏡筒に着脱可能に構成することが出来る。

上記当接部材が当接する傾斜面は、鏡筒の基準軸上又はレンズユニットの光軸上に頂点を有する円錐面又は光軸上に中心を有する球面とすることが出来る。

上記複数の当接部材としては、３つの当接部材を設けることが出来る。また、この３つの当接部材は、鏡筒の基準軸又はレンズユニットの光軸を中心として、周方向に均等に配置することが出来る。

上記複数の調整／固定部材としては、３つの調整／固定部材を設けることが出来る。また、この３つの調整／固定部材は、鏡筒の基準軸又はレンズユニットの光軸を中心として、周方向に均等に配置することが出来る。また、上記当接部材のそれぞれに対し、径方向の外側に配置することが出来る。

上記第１部材には、調整／固定部材が挿通する貫通孔を設けることが出来る。また、上記第２部材には、第１部材の貫通孔に対応する部分に調整／固定部材が螺合する雌ねじを設けることが出来る。また、上記調整／固定部材は、第１部材の貫通孔の内径よりも小さい外径を有し、雌ねじに螺合する雄ねじとすることが出来る。

本発明の一の実施形態に係る傾き調整機構は、第１部材と、第１部材と対向する第２部材と、第１部材及び第２部材の一方に固定され、この一方の部材から他方の部材に向かって突出し、他方の部材に当接する複数の当接部材と、一方の部材の他方の部材に対する傾きの調整及び一方の部材の他方の部材への固定が可能な調整／固定部材と、を備える。また、他方の部材は、当接部材が当接する傾斜面を備え、当接部材は、傾斜面に当接する曲面を有する。

本発明によれば、レンズの傾きを容易に調整することが可能な傾き調整機構を提供する事が可能である。

本発明の第１の実施形態に係るレンズ傾き調整機構の断面図である。同レンズ傾き調整機構の底面図である。同レンズ傾き調整機構の平面図である。同レンズ傾き調整機構の使用方法を示す模式的な断面図である。本発明の第２の実施形態に係るレンズ傾き調整機構の断面図である。本発明の第３の実施形態に係るレンズ傾き調整機構の断面図である。

［第１の実施形態］
次に、図１〜図３を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。本実施形態に係る傾き調整機構は、対物レンズユニット１００及び鏡筒２００に着脱可能に構成された傾き調整ユニット３００である。尚、対物レンズユニット１００は、雄ねじ１３４（第１の雄ねじ）を鏡筒２００の雌ねじ２０１（第１の雌ねじ）と螺合させることにより、鏡筒２００に直接装着可能である。しかしながら、本実施形態では、雄ねじ１３４及び雌ねじ２０１と互換性を有する雄ねじ３２６（第２の雄ねじ）及び雌ねじ３１１（第２の雌ねじ）を備えた傾き調整ユニット３００を介して対物レンズユニット１００が鏡筒２００に装着される。

対物レンズユニット１００は、光軸ａ１方向に並ぶ２つの対物レンズ１１０と、これら対物レンズ１１０をそれぞれ保持する２つの保持部材１２０と、これら対物レンズ１１０及び保持部材１２０を収容するカバー１３０と、を備える。対物レンズ１１０は、例えば略円盤状の凸レンズである。保持部材１２０は、図２に示す通り、例えば中心部に開口１２１を備える略環状に形成され、対物レンズ１１０の外周部分を保持する。カバー１３０は、図１に示す通り、光軸ａ１を中心とする略円筒状の収容部１３１及び接続部１３２を備える。収容部１３１は、対物レンズ１１０及び保持部材１２０を収容する。接続部１３２は、収容部１３１から光軸ａ１方向に沿って鏡筒２００側に突出し、その外周面には雄ねじ１３４が形成されている。

鏡筒２００は、例えば、顕微鏡や画像測定装置等の鏡筒であり、例えば、基準軸ａ２を中心とする略円筒状に形成されている。鏡筒２００先端の内周面には、雌ねじ２０１が設けられている。

傾き調整ユニット３００は、対物レンズユニット１００の鏡筒２００に対する傾きを調整可能に構成されている。傾き調整ユニット３００は、対物レンズユニット１００の鏡筒２００との接続部（雄ねじ１３４）に装着可能な第１部材３１０と、この第１部材３１０と対向し、鏡筒２００の対物レンズユニット１００との接続部（雌ねじ２０１）に装着可能な第２部材３２０と、第１部材３１０に固定され、第１部材３１０から第２部材３２０に向かって突出し、第２部材３２０に当接する複数の当接部材３３０と、第１部材３１０の第２部材３２０に対する傾きの調整及び第１部材３１０の第２部材３２０への固定が可能な調整／固定部材３４０と、を備える。

第１部材３１０は、例えば中心部に開口を有する略環状に形成されている。この開口の内周面には、対物レンズユニット１００の雄ねじ１３４に螺合可能な雌ねじ３１１が設けられている。第１部材３１０は、この雌ねじ３１１を介して、対物レンズユニット１００に着脱可能に構成されている。また、第１部材３１０の対物レンズユニット１００側の面は、対物レンズユニット１００のカバー１３０に当接し、これによって第１部材３１０と対物レンズユニット１００との位置関係が固定される。また、第１部材３１０には、当接部材３３０が挿通する貫通孔３１２と、調整／固定部材３４０が挿通する貫通孔３１３と、が設けられている。図２に示す通り、これら貫通孔３１２及び貫通孔３１３は、光軸ａ１を中心として周方向に均等に１２０°間隔で形成されている。また、貫通孔３１３は、貫通孔３１２のそれぞれに対し、光軸ａ１を中心とした径方向の外側に配置されている。

第２部材３２０は、図１に示す通り、略環状のフランジ部３２１と、このフランジ部３２１から基準軸ａ２方向に沿って鏡筒２００側に突出する接続部３２２と、を備える。フランジ部３２１の対物レンズユニット１００側の面には、当接部材３３０が当接する円錐型の傾斜面３２３が設けられている。傾斜面３２３の内径は、鏡筒２００側に近付くにつれて小さく、対物レンズユニット１００に近付くにつれて大きくなる。尚、傾斜面３２３は、基準軸ａ２上に頂点を有する円錐面とすることも出来るし、基準軸ａ２上に中心を有する球面とすることも出来る。尚、フランジ部３２１は、第１部材３１０よりも厚く形成されている。これは、フランジ部３２１に傾斜面３２３が設けられているためである。また、フランジ部３２１には、調整／固定部材３４０に螺合される雌ねじ３２４が設けられている。雌ねじ３２４は、第１部材３１０の貫通孔３１３に対応する位置に形成されている。即ち、図３に示す通り、基準軸ａ２を中心として周方向に均等に１２０°間隔で形成されている。接続部３２２は、基準軸ａ２を中心とする略円筒状に形成されている。図１に示す通り、接続部３２２の外周面には、鏡筒２００の雌ねじ２０１に螺合可能な雄ねじ３２６が設けられている。第２部材３２０は、この雄ねじ３２６を介して、鏡筒２００に着脱可能に構成されている。

当接部材３３０は、例えば、第１部材３１０の貫通孔３１２に挿通されたピンであり、接着剤等によって第１部材３１０に固定されている。また、当接部材３３０は光軸ａ１方向に沿って第２部材３２０側に突出し、第２部材３２０の傾斜面３２３に当接する。当接部材３３０の傾斜面３２３との当接部分は、球面等の曲面である。尚、図２に示す通り、傾き調整ユニット３００は、３つの当接部材３３０を備える。図１に示す通り、これら３つの当接部材３３０は、第１部材３１０から、同じ長さｄ１だけ突出している。

調整／固定部材３４０は、例えば、第１部材３１０の貫通孔３１３に挿通され、第２部材３２０の雌ねじ３２４に螺合される雄ねじである。調整／固定部材３４０の外径は、第１部材３１０の貫通孔３１３の内径よりも小さい。尚、例えば、第１部材３１０及び第２部材３２０の間にコイルばねを設け、このコイルばねに調整／固定部材３４０を挿通することも出来る。

次に、図４を参照して、傾き調整ユニット３００の使用方法を説明する。傾き調整に際しては、例えば、一つの調整／固定部材３４０（雄ねじ）を緩め、同時に、他の一つの調整／固定部材３４０を締める。これにより、残りの調整／固定部材３４０の近傍の当接部材３３０と傾斜面３２３とが接触した状態で、調整した箇所の近傍の当接部材３３０が第２部材３２０の傾斜面３２３に沿って摺動する。これにより、緩めた調整／固定部材３４０側から締めた調整／固定部材３４０側に対物レンズ１１０の光軸ａ１が傾く。ここで、傾斜面３２３が球面又は球面と見なせる円錐面である場合、傾斜面３２３の当接部材３３０との接触点から延びる法線同士が交わる点は光軸ａ１上に存在する。そして、この点を支点Ｐとして、対物レンズユニット１００、第１部材３１０及び当接部材３３０は、一体となって傾く。

以上の調整を適宜繰り返すことにより、鏡筒２００に対する対物レンズユニット１００の傾きを調整することが出来る。

次に、本実施形態の効果について説明する。上述の通り、顕微鏡や画像測定装置等の光学測定装置において、レンズの鏡筒に対する傾きを調整したい場合がある。しかしながら、例えば単純に調整ねじの高さを繰り返し調整する方法においては、レンズの傾きの支点が定まらないため、どの調整ねじの高さをどの程度調整すればレンズの傾きを所望の方向に調整出来るのか予想しがたく、容易な調整が出来ないという問題があった。

この点、本実施形態によれば、対物レンズ１１０の傾きの支点を、おおよそ対物レンズ１１０の光軸ａ１上の支点Ｐに定めることが出来る。このため、対物レンズ１１０が傾く方向を予想しやすい。従って、対物レンズ１１０の傾きを容易に調整することが出来る。また、本実施形態に係る構成においては、傾斜面３２３の傾斜角度等を調整することにより、支点Ｐの位置を所望の位置に調整することが出来る。

［第２の実施形態］
次に、図５を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態に係るレンズ傾き調整機構は、傾き調整ユニット４００である。以下の説明において、第１の実施形態と同様の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。

傾き調整ユニット４００は、基本的には第１の実施形態に係る傾き調整ユニット３００と同様に構成されているが、当接部材３３０が第１部材３１０ではなく第２部材４２０に固定される点、及び、当接部材３３０に当接する傾斜面４１１が第２部材３２０ではなく第１部材４１０に形成されている点において、傾き調整ユニット３００と異なっている。

傾斜面４１１は、第１部材４１０の鏡筒２００側の面に設けられている円錐型の傾斜面である。傾斜面４１１の内径は、鏡筒２００側に近付くにつれて大きく、対物レンズユニット１００に近付くにつれて小さくなる。尚、傾斜面４１１は、光軸ａ１上に頂点を有する円錐面とすることも出来るし、光軸ａ１上に中心を有する球面とすることも出来る。尚、本実施形態においては、傾斜面４１１が第２部材３２０ではなく第１部材４１０に形成されているため、第１部材４１０が第２部材４２０のフランジ部４２１よりも厚く形成されている。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態によれば、対物レンズ１１０の傾きの支点を、対物レンズ１１０の光軸ａ１上の支点Ｐ（図１参照）でなく、おおよそ鏡筒２００の基準軸ａ２上の支点Ｐ´に定めることが出来る。この様な態様においても、対物レンズ１１０が傾く方向を予想しやすく、対物レンズ１１０の傾きを容易に調整することが出来る。また、傾斜面４１１の傾斜角度等を調整することにより、支点Ｐ´の位置を所望の位置に調整することが出来る。

［第３の実施形態］
次に、図６を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。本実施形態に係るレンズ傾き調整機構は、傾き調整ユニット５００である。以下の説明において、第１の実施形態と同様の部分については同一の符号を付し、説明を省略する。

傾き調整ユニット５００は、基本的には第１の実施形態に係る傾き調整ユニット３００と同様に構成されているが、当接部材３３０に当接する傾斜面５２３の態様が異なっている。本実施形態においては、第２部材５２０のフランジ部５２１の対物レンズユニット１００側の面に、対物レンズユニット１００側に突出する円錐台形の突出部５２２が設けられ、この突出部５２２の外周面を傾斜面５２３としている。この傾斜面５２３の外径は、鏡筒２００側に近付くにつれて大きく、対物レンズユニット１００に近付くにつれて小さくなる。尚、傾斜面５２３は、基準軸ａ２上に頂点を有する円錐面とすることも出来るし、基準軸ａ２上に中心を有する球面とすることも出来る。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態によっても、第２実施形態と同様に、対物レンズ１１０の傾きの支点をおおよそ鏡筒２００の基準軸ａ２上の支点Ｐ´´に定めることが出来る。従って、対物レンズ１１０が傾く方向を予想しやすく、対物レンズ１１０の傾きを容易に調整することが出来る。また、傾斜面５２３の傾斜角度等を調整することにより、支点Ｐ´´の位置を所望の位置に調整することが出来る。

尚、第３の実施形態においては、第１の実施形態と同様に第１部材３１０に当接部材３３０が固定され、第２部材５２０に傾斜面５２３が設けられている。しかしながら、第２の実施形態と同様に、第２部材に当接部材３３０を固定し、第１部材の鏡筒２００側の面に、鏡筒２００側に突出する円錐台形の突出部を設け、この突出部の外周面を傾斜面とすることも出来る。この様な傾斜面の外径は、鏡筒２００側に近付くにつれて小さく、対物レンズユニット１００に近付くにつれて大きくなる。この様な態様によっても、第１実施形態と同様に、対物レンズ１１０の傾きの支点をおおよそ対物レンズ１１０の光軸ａ１上に定めることが出来る。

［その他の実施形態］
以上、本発明の第１〜第３の実施形態に係るレンズ傾き調整機構について説明した。しかしながら、第１〜第３の実施形態は例示にすぎず、各構成の態様等は適宜変更可能である。

例えば、第１〜第３の実施形態に係るレンズ傾き調整機構は、対物レンズユニット１００及び鏡筒２００に着脱可能に構成された傾き調整ユニット３００，４００，５００である。しかしながら、本発明の傾き調整機構は、第１部材３１０を対物レンズユニット１００の一部分として構成したり、第２部材３２０を鏡筒２００の一部分として構成することも出来る。また、本発明に係る傾き調整機構は、レンズの鏡筒に対する傾きだけでなく、プリズム、ミラー、撮像素子等の他の光学要素の鏡筒に対する傾きを調整することも出来るし、光学機器本体等、鏡筒以外の他の部材に対する傾きを調整することも出来る。

また、第１〜第３の実施形態において、当接部材３３０は、光軸ａ１方向や基準軸ａ２方向に沿って延伸するピンである。しかしながら、本発明の当接部材は、光軸ａ１方向や基準軸ａ２方向に沿って延伸している必要は無く、光軸ａ１方向や基準軸ａ２方向に対して傾けることも出来る。また、当接部材３３０は、傾斜面との当接部分が球面等の曲面であれば良く、例えばボール等のピン以外の部材とすることも出来る。

１００…対物レンズユニット、１１０…対物レンズ、２００…鏡筒、３００…傾き調整ユニット、３１０…第１部材、３２０…第２部材、３２３…傾斜面、３３０…当接部材、３４０…固定部材、ａ１…光軸、ａ２…基準軸。

Claims

鏡筒に装着されるレンズユニットの前記鏡筒に対する傾きを調整可能な傾き調整機構であって、
前記レンズユニットの前記鏡筒との接続部に装着可能な第１部材と、
前記第１部材と対向し前記鏡筒の前記レンズユニットとの接続部に装着可能な第２部材と、
前記第１部材に固定され、前記第１部材から前記第２部材に向かって突出し、前記第２部材に当接する複数の当接部材と、
前記第１部材の前記第２部材に対する傾きの調整及び前記第１部材の前記第２部材への固定が可能な調整／固定部材と
を備え、
前記第２部材は、前記当接部材が当接する傾斜面を備え、
前記当接部材は、前記傾斜面に当接する曲面を有する
ことを特徴とする傾き調整機構。
鏡筒に装着されるレンズユニットの前記鏡筒に対する傾きを調整可能な傾き調整機構であって、
前記レンズユニットの前記鏡筒との接続部に装着可能な第１部材と、
前記第１部材と対向し前記鏡筒の前記レンズユニットとの接続部に装着可能な第２部材と、
前記第２部材に固定され、前記第２部材から前記第１部材に向かって突出し、前記第１部材に当接する複数の当接部材と、
前記第１部材の前記第２部材に対する傾きの調整及び前記第１部材の前記第２部材への固定が可能な調整／固定部材と
を備え、
前記第１部材は、前記当接部材が当接する傾斜面を備え、
前記当接部材は、前記傾斜面に当接する曲面を有する
ことを特徴とする傾き調整機構。
前記鏡筒には第１の雌ねじが設けられ、
前記レンズユニットには、前記第１の雌ねじに螺合可能な第１の雄ねじが設けられ、
前記第１部材は、前記第１の雄ねじと螺合可能な第２の雌ねじを有し、前記第２の雌ねじを介して前記レンズユニットに着脱可能に構成され、
前記第２部材は、前記第１の雌ねじと螺合可能な第２の雄ねじを有し、前記第２の雄ねじを介して前記鏡筒に着脱可能に構成される
ことを特徴とする請求項１又は２記載の傾き調整機構。
前記当接部材が当接する前記傾斜面は、前記鏡筒の基準軸上又は前記レンズユニットの光軸上に頂点を有する円錐面又は前記光軸上に中心を有する球面である
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の傾き調整機構。
前記複数の当接部材として３つの前記当接部材を備え、
前記３つの当接部材は、前記鏡筒の基準軸又は前記レンズユニットの光軸を中心として、周方向に均等に配置されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の傾き調整機構。
前記複数の調整／固定部材として３つの前記調整／固定部材を備え、
前記３つの調整／固定部材は、
前記鏡筒の基準軸又は前記レンズユニットの光軸を中心として、周方向に均等に配置され、
前記当接部材のそれぞれに対し、径方向の外側に配置されている
ことを特徴とする請求項５記載の傾き調整機構。
前記第１部材は、前記調整／固定部材が挿通する貫通孔を有し、
前記第２部材は、前記第１部材の貫通孔に対応する部分に前記調整／固定部材が螺合する雌ねじを有し、
前記調整／固定部材は、前記第１部材の貫通孔の内径よりも小さい外径を有し、前記雌ねじに螺合する雄ねじである
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の傾き調整機構。