(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンドリカルレンズをレンズ取付部材に取り付けるためのレンズ取付方法であって、
ピン挿入穴を有する一対のレンズ支持部材を、前記ピン挿入穴が前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面上に位置する状態で、前記シリンドリカルレンズの両端部に固定する工程と、
第１、第２のレンズ移動ピンの先端を前記一対のレンズ支持部材におけるピン挿入穴に挿入した状態で、第１のレンズ移動ピンを固定し、第２のレンズ移動ピンを前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向に移動させる工程と、
第１、第２のレンズ移動ピンの先端を前記一対のレンズ支持部材におけるピン挿入穴に挿入した状態で、第２のレンズ移動ピンを固定し、第１のレンズ移動ピンを前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向に移動させる工程と、
前記レンズ支持部材を前記レンズ取付部材に固定する工程と、
を含むことを特徴とするレンズ取付方法。
【請求項２】
シリンドリカルレンズをレンズ取付部材に取り付けるためのレンズ取付装置であって、
前記シリンドリカルレンズの両端部に固定され、前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面上にピン挿入穴を有する一対のレンズ支持部材と、
その先端を前記一対のレンズ支持部材のうちの一方のレンズ支持部材におけるピン挿入穴に挿入した状態で、前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向に移動可能な第１のレンズ移動ピンと、
その先端を前記一対のレンズ支持部材のうちの他方のレンズ支持部材におけるピン挿入穴に挿入した状態で、前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向に移動可能な第２のレンズ移動ピンと、
前記レンズ支持部材を前記レンズ取付部材に固定するための固定手段と、
を備え、
前記第１のレンズ移動ピンを固定した状態で前記第２のレンズ移動ピンを前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向に移動させた後、前記第２のレンズ移動ピンを固定した状態で前記第１のレンズ移動ピンを前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向に移動させたることにより前記シリンドリカルレンズの位置を調整することを特徴とするレンズ取付装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、シリンドリカルレンズをレンズ取付部材に取り付けるためのレンズ取付方法、レンズ取付装置およびシリンドリカルレンズがレンズ取付部材に取り付けられたレンズ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばレーザビーム等の光ビームにより画像を記録する画像記録装置等に使用される光学系においては、光ビームのビーム形状を調整する等の目的から、シリンドリカルレンズが使用される。このシリンドリカルレンズは、レンズ取付部材に取り付けられた状態で、光学系内に設置される。
【０００３】
そして、このようなシリンドリカルレンズを使用した光学系においては、シリンドリカルレンズと光学系との光軸を一致させる等の目的から、シリンドリカルレンズの位置の調整が行われる。シリンドリカルレンズの位置の調整が終了すれば、このシリンドリカルレンズは、例えば接着剤等によりレンズ取付部材に固定される。
【０００４】
従来、上述したシリンドリカルレンズの位置の調整は、シリンドリカルレンズの両端付近を、その側面よりシリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向にねじ等で押圧して微動させることにより行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
シリンドリカルレンズをその側面よりねじ等で押圧して微動させた場合には、シリンドリカルレンズはその押圧部分を中心に回転移動する。このため、シリンドリカルレンズがその母線を中心として回転しないことから、光軸を調整するために煩雑な作業が必要となる。
【０００６】
また、例えば複数のシリンドリカルレンズを小さいピッチで列設した場合においては、シリンドリカルレンズ間にはわずかの隙間しか存在しないことから、シリンドリカルレンズをその側方から押圧することは困難となる。
【０００７】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、シリンドリカルレンズの位置を容易に調整することのできるレンズ取付方法、レンズ取付装置およびレンズ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、シリンドリカルレンズをレンズ取付部材に取り付けるためのレンズ取付方法であって、ピン挿入穴を有する一対のレンズ支持部材を、前記ピン挿入穴が前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面上に位置する状態で、前記シリンドリカルレンズの両端部に固定する工程と、第１、第２のレンズ移動ピンの先端を前記一対のレンズ支持部材におけるピン挿入穴に挿入した状態で、第１のレンズ移動ピンを固定し、第２のレンズ移動ピンを前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向に移動させる工程と、第１、第２のレンズ移動ピンの先端を前記一対のレンズ支持部材におけるピン挿入穴に挿入した状態で、第２のレンズ移動ピンを固定し、第１のレンズ移動ピンを前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向に移動させる工程と、前記レンズ支持部材を前記レンズ取付部材に固定する工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、シリンドリカルレンズをレンズ取付部材に取り付けるためのレンズ取付装置であって、前記シリンドリカルレンズの両端部に固定され、前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面上にピン挿入穴を有する一対のレンズ支持部材と、その先端を前記一対のレンズ支持部材のうちの一方のレンズ支持部材におけるピン挿入穴に挿入した状態で、前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向に移動可能な第１のレンズ移動ピンと、その先端を前記一対のレンズ支持部材のうちの他方のレンズ支持部材におけるピン挿入穴に挿入した状態で、前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向に移動可能な第２のレンズ移動ピンと、前記レンズ支持部材を前記レンズ取付部材に固定するための固定手段とを備え前記第１のレンズ移動ピンを固定した状態で前記第２のレンズ移動ピンを前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向に移動させた後、前記第２のレンズ移動ピンを固定した状態で前記第１のレンズ移動ピンを前記シリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面と交差する方向に移動させたることにより前記シリンドリカルレンズの位置を調整することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
先ず、シリンドリカルレンズをレンズ取付部材に取り付けるための基本的な構成について説明する。図１はシリンドリカルレンズ２を一対のレンズ支持部材３とともに示す斜視図であり、図２はレンズ支持部材３により支持されたシリンドリカルレンズ２をレンズ取付部材４に取り付ける状態を示す斜視図である。
【００１２】
これらの図に示すように、シリンドリカルレンズ２の両端部には、予め一対のレンズ支持部材３が固定されている。このシリンドリカルレンズ２に対するレンズ支持部材３の固定は、接着剤等を使用して行われる。
【００１３】
各レンズ支持部材３には、後述するレンズ移動ピン５の先端を挿入するためのピン挿入穴６と、レンズ支持部材３をレンズ取付部材４に固定するための固定手段としてのねじ７が貫通するねじ穴１２とが穿設されている。これらのピン挿入穴６およびねじ穴１２は、シリンドリカルレンズ２の光軸とシリンドリカルレンズ２の母線８とを含む平面上に位置するように、シリンドリカルレンズ２とレンズ支持部材３との位置関係が予め調整されている。
【００１４】
一方、レンズ取付部材４は、その中央に開口部を有する断面略Ｌ字形の本体１３と、この本体１３上に固定されたアパーチャ板１４とを有する。アパーチャ板１４には、複数個のアパーチャ１５が穿設されている。このアパーチャ１５は、各々４個のアパーチャ１５からなる８列のアパーチャ列１６により、千鳥状に配置されている。
【００１５】
その両端部にレンズ支持部材３を固定されたシリンドリカルレンズ２は、その母線８とレンズ取付部材４の各アパーチャ列１６とが同一平面上に含まれる状態（すなわち、各アパーチャ１５の中心と母線８とが互いに上下に位置する状態）となるように、レンズ取付部材４に対して位置決めされる。そして、レンズ支持部材３におけるねじ穴１２を貫通したねじ７がレンズ取付部材４のねじ穴１７と螺合することにより、シリンドリカルレンズ２はレンズ取付部材４上に固定される。
【００１６】
なお、図２においては単一のシリンドリカルレンズ２のみを図示しているが、このシリンドリカルレンズ２は、８列のアパーチャ列１６の上方に各々配置される。従って、レンズ取付部材４の表面においては、８本のシリンドリカルレンズ２が、互いに近接した位置において位置決めされた後、レンズ取付部材４に対して固定されることになる。
【００１７】
このような構成において、シリンドリカルレンズ２のレンズ取付部材４に対する位置決めを実行する場合、例えばシリンドリカルレンズ２の両端付近をその側面より押圧して微動させた場合には、シリンドリカルレンズ２はその押圧部分を中心に回転移動し、その母線８を中心として回転しない。このため、シリンドリカルレンズ２を、その母線８とレンズ取付部材４の各アパーチャ列１６とが同一平面上に含まれる状態となるように正確に調整することが困難となる。また、各シリンドリカルレンズ２は互いに近接した状態で配置されることから、シリンドリカルレンズ２間にはわずかの隙間しか存在しないことになり、シリンドリカルレンズ２をその側方から押圧すること自体が不可能である。このため、シリンドリカルレンズ２の位置決めにおいては、シリンドリカルレンズ２の両端部に固定された一対のレンズ支持部材３におけるピン挿入口６が利用される。
【００１８】
次に、シリンドリカルレンズ２を、レンズ取付部材４に対して位置決めして固定するための調整装置の構成について説明する。図３は調整装置の右側面概要図である。
【００１９】
この調整装置は、レンズ支持部材３により支持されたシリンドリカルレンズ２をレンズ取付部材４に位置決めして取り付けるためのものであり、レンズ取付部材４を装着してＸ、Ｙ方向に移動するステージユニット９と、可視光レーザビームを出射するレーザ光源からなる光源ユニット２１と、対物レンズ２２、鏡筒２３およびＣＣＤカメラ２４からなる観察ユニット２５とから構成される。
【００２０】
この調整装置においては、光源ユニット２１から出射され、ステージユニット９上に設置されたレンズ取付部材４におけるアパーチャ１５およびレンズ取付部材４に取り付けられたシリンドリカルレンズ２を通過したレーザビームを観察ユニット２５で観察することにより、レンズ支持部材３により支持されたシリンドリカルレンズ２をレンズ取付部材４に対して移動させて位置決めする構成となっている。
【００２１】
次に、調整装置におけるステージユニット９の構成について説明する。図４はステージユニット９の平面図であり、図５はその正面図、図６はその右側断面図である。なお、図２および図４に示すように、シリンドリカルレンズ２はレンズ取付部材４に対して傾斜した状態で配置されているが、図６ではその傾斜がないものとして表現している。また、図４および図５においては、レンズ取付部材４に取り付けられるべき８本のシリンドリカルレンズ２のうち、３本のシリンドリカルレンズ２のみを図示している。
【００２２】
このステージユニット９は、ベース部材３１と、このベース部材３１と案内レール３２を介して接続されたＸステージ３３と、このＸステージ３３と案内レール３４を介して接続されたＹステージ３５とを有する。
【００２３】
Ｘステージ３３は、図４に示すように、接続部材４１を介してボールねじ４２に螺合するナット４３と接続されている。このため、Ｘステージ３３は、ボールねじ４２の一端に配設されたつまみ４４を回転させることにより案内レール３２に沿ってＸ方向に移動する。このときのＸステージ３３の移動量は、ボールねじ４２と平行に配置された図示しないリニアスケールにより測定される。
【００２４】
また、Ｙステージ３５は、接続部材４５を介してボールねじ４６に螺合するナット４７と接続されている。このため、Ｙステージ３５は、ボールねじ４６の一端に配設されたつまみ４８を回転させることにより案内レール３４に沿ってＹ方向に移動する。このときのＹステージ３５の移動量は、ボールねじ４６と平行に配置された図示しないリニアスケールにより測定される。
【００２５】
なお、上述したベース部材３１、Ｘステージ３３およびＹステージ３５には、光源ユニット２１からのレーザビームを通過させるための開口部が形成されている。
【００２６】
上記Ｙステージ３５は、その側断面が略Ｌ字形を有する。そして、このＹステージ３５には、上述したレンズ取付部材４が位置決めして装着される。なお、Ｙステージ３５とレンズ取付部材４との位置決めは、図５および図６に示す位置決めピン４９を利用して行われる。
【００２７】
Ｙステージ３５に設けられたスライダー台５１には、ガイド部材５２を介して一対のスライダー５３ａ、５３ｂが配設されている。この一対のスライダー５３ａ、５３ｂには、各スライダー５３ａ、５３ｂをスライダー台５１に固定するためのねじ５９が立設されている。この一対のスライダー５３ａ、５３ｂの一端はマイクロメータ５６ａ、５６ｂと当接している。また、一対のスライダー５３ａ、５３ｂの他端は、各スライダー５３ａ、５３ｂをマイクロメータ５６ａ、５６ｂ方向に付勢する一対のスプリングプランジャー５７と当接している。
【００２８】
一対のスライダー５３ａ、５３ｂ上には、各スライダー５３ａ、５３ｂに穿設された長穴を貫通するレンズ移動ピン５を支持するための固定板５４が配設されている。レンズ移動ピン５は、この固定板５４とともに、各スライダー５３ａ、５３ｂに穿設された長穴に沿って移動可能となっている。このレンズ移動ピン５の先端は、レンズ支持部材３に設けられたピン挿入穴６に挿入されている。また、レンズ移動ピン５は、バネ５５の作用によりレンズ支持部材３方向に付勢されている。
【００２９】
このような構成において、一対のマイクロメータ５６ａ、５６ｂにおけるつまみ５８を回転させた場合においては、各スライダー５３ａ、５３ｂがＸ方向に移動し、これに伴って、レンズ移動ピン５もＸ方向に移動する。従って、そのピン挿入穴６にレンズ移動ピン５の先端が挿入されたレンズ支持部材３は、レンズ移動ピン５とともに、シリンドリカルレンズ２の光軸と母線８とを含む平面と交差するＸ方向に移動することとなる。
【００３０】
次に、以上のように構成された調整装置を利用して、シリンドリカルレンズ２をレンズ取付部材４に位置決めして固定する取付動作について説明する。なお、シリンドリカルレンズ２とレンズ取付部材４とは、上述したように、シリンドリカルレンズ２の母線８とレンズ取付部材４の各アパーチャ列１６とが同一平面上に含まれる状態（すなわち、各アパーチャ１５の中心と母線８とが互いに上下に位置する状態）となるように位置決めされる。
【００３１】
まず最初に、シリンドリカルレンズ２の両端部にレンズ支持部材３を固定する。このとき、ピン挿入穴６がシリンドリカルレンズ２の光軸とシリンドリカルレンズ２の母線８とを含む平面上に位置するように、シリンドリカルレンズ２とレンズ支持部材３との位置関係を予め調整する。
【００３２】
次に、ねじ７を使用して、レンズ支持部材３をレンズ取付部材４に仮止めする。これにより、シリンドリカルレンズ２は、図２に示す４個のアパーチャ４からなるアパーチャ列１６の上方に位置することになる。このとき、レンズ支持部材３に穿設されたねじ穴１２の内径は、ねじ７の外径より大きくなっている。このため、ねじ７が緩んだ状態においては、シリンドリカルレンズ２はレンズ支持部材３とともに、微少距離移動可能となる。そして、レンズ取付部材４をシリンドリカルレンズ２等とともに、Ｙステージ３５上に位置決め、固定する。なお、Ｙステージ３５とレンズ取付部材４との位置決めは、上述したように、位置決めピン４９を利用して行われる。
【００３３】
次に、一対のレンズ移動ピン５を固定板５４とともに一対のスライダー５３ａ、５３ｂに穿設された長穴に沿って移動させ、各レンズ移動ピン５の先端をレンズ支持部材３におけるピン挿入穴６に挿入する。そして、固定板５４を各スライダー５３ａ、５３ｂに固定する。
【００３４】
この状態において、つまみ４４、４８を回転することによりＸステージ３３およびＹステージ３５を移動させ、レンズ支持部材３を、光源ユニット２１から出射されるレーザビームが調整を行うべきシリンドリカルレンズ２の下方に位置するアパーチャ列１６のうちのスライダー５３ｂ側の端部に位置するアパーチャ１５の中心を通過する位置まで移動させる。このときのＸステージ３３およびＹステージ３５の移動量の制御は、図示しないリニアスケールの測定値とアパーチャ１５の座標位置とを利用して行われる。
【００３５】
続いて、一対のスライダー５３ａ、５３ｂのうちの一方のスライダー５３ｂのねじ５９を緩めることにより、スライダー５３ｂをスライダー台５１に対して移動可能な状態とする。そして、この状態においてマイクロメータ５６ｂのつまみ５８を調整し、スライダー５３ｂおよびレンズ移動ピン５を介してレンズ支持部材３を移動させることにより、シリンドリカルレンズ２をスライダー５３ａにおけるレンズ移動ピン５を中心として回動させる。
【００３６】
この状態において、光源ユニット２１から出射され、アパーチャ１５を通過したレーザビームの像を観察ユニットのＣＣＤカメラ２４により測定する。そして、マイクロメータ５６ｂによりシリンドリカルレンズ２を移動させ、アパーチャ１５を通過することにより発生するレーザビームの回折縞が同心円状となるようにシリンドリカルレンズ２の位置を調整する。アパーチャ１５を通過することにより発生するレーザビームの回折縞が同心円状となれば、シリンドリカルレンズ２の母線８の位置とアパーチャ１５の中心とが一致したものと判断し、ねじ７により一方のレンズ支持部材３をレンズ取付部材４に固定する。
【００３７】
次に、つまみ４４、４８を回転することによりＸステージ３３およびＹステージ３５を移動させ、レンズ支持部材３を、光源ユニット２１から出射されるレーザビームが調整を行うべきシリンドリカルレンズ２の下方に位置するアパーチャ列１６のうちのスライダー５３ａ側の端部に位置するアパーチャ１５の中心を通過する位置まで移動させる。このときのＸステージ３３およびＹステージ３５の移動量の制御は、上述した場合と同様、図示しないリニアスケールの測定値とアパーチャ１５の座標位置とを利用して行われる。
【００３８】
そして、一対のスライダー５３ａ、５３ｂのうちの他方のスライダー５３ａのねじ５９を緩めることにより、スライダー５３ａをスライダー台５１に対して移動可能な状態とする。そして、この状態においてマイクロメータ５６ａのつまみ５８を調整し、スライダー５３ａおよびレンズ移動ピン５を介してレンズ支持部材３を移動させることにより、シリンドリカルレンズ２をスライダー５３ｂにおけるレンズ移動ピン５を中心として回動させる。
【００３９】
この状態において、光源ユニット２１から出射され、アパーチャ１５を通過したレーザビームの像を観察ユニットのＣＣＤカメラ２４により測定する。そして、マイクロメータ５６ａによりシリンドリカルレンズ２を移動させ、アパーチャ１５を通過することにより発生するレーザビームの回折縞が同心円状となるようにシリンドリカルレンズ２の位置を調整する。アパーチャ１５を通過することにより発生するレーザビームの回折縞が同心円状となれば、シリンドリカルレンズ２の母線８の位置とアパーチャ１５の中心とが一致したものと判断し、ねじ７により他方のレンズ支持部材３をレンズ取付部材４に固定する。
【００４０】
このとき、上述したように、ピン挿入穴６はシリンドリカルレンズ２の光軸とシリンドリカルレンズ２の母線８とを含む平面上に位置するように配置されている。このため、シリンドリカルレンズ２はその光軸と母線８とを含む平面上の一点を中心に回動することから、シリンドリカルレンズ２の母線８とレンズ取付部材４の各アパーチャ列１６との位置決めを容易に実行することが可能となる。また、ピン挿入穴６の上方からレンズ移動ピン５を挿入してシリンドリカルレンズ２を移動させる構成であるため、複数のシリンドリカルレンズ２を小さいピッチで列設した場合であっても、これらのシリンドリカルレンズ２を移動させることが可能となる。
【００４１】
上述した一対のスライダー５３ａ、５３ｂを移動させることによるシリンドリカルレンズ２の両端の位置決め動作を１回または複数回行うことにより、シリンドリカルレンズ２の母線８の位置とアパーチャ列１６における両端のアパーチャ１５の中心とが一致すれば、シリンドリカルレンズ２は、シリンドリカルレンズ２の母線８とレンズ取付部材４の各アパーチャ列１６とが同一平面上に含まれる状態となるように位置決めされたことになる。
【００４２】
そして、この動作を、レンズ取付部材４に取り付けるべき８本のシリンドリカルレンズ２に対して順次実行することにより、全てのシリンドリカルレンズ２をレンズ取付板４に位置決めして固定すれば、レンズ取付部材４に対するシリンドリカルレンズ２の取付作業を終了する。
【００４３】
上述した実施の形態においては、レンズ支持部材３の上方にレンズ移動ピン５の先端を挿入するピン挿入穴６を形成した場合について説明したが、図１に示すように、レンズ支持部材３の端縁方向にレンズ移動ピン５の先端を挿入するピン挿入穴１０６を形成するとともに、シリンドリカルレンズ２の位置決め後にねじ７をねじ穴１２に挿入するようにしてもよい。すなわち、これらのピン挿入穴６（１０６）をシリンドリカルレンズ２の光軸と母線８とを含む平面上に配置し、シリンドリカルレンズ２がその光軸と母線８とを含む面上の一点を中心に回動する構成とすることにより、シリンドリカルレンズ２の母線８とレンズ取付部材４の各アパーチャ列１６との位置決めを容易に実行することが可能となる。
【００４４】
【発明の効果】
請求項１および請求項２に記載の発明によれば、シリンドリカルレンズの両端部のレンズ支持部材におけるシリンドリカルレンズの光軸と母線とを含む平面上に形成された、当該平面と交差する方向に移動可能なレンズ移動ピンの先端を挿入するためのピン挿入穴を利用して、シリンドリカルレンズをレンズ取付部材に対して移動させることから、シリンドリカルレンズの光軸をレンズ取付部材に対して容易に調整することが可能となる。また、複数のシリンドリカルレンズを小さいピッチで列設した場合であっても、これらのシリンドリカルレンズを容易に移動させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンドリカルレンズ２を一対のレンズ支持部材３とともに示す斜視図である。
【図２】レンズ支持部材３により支持されたシリンドリカルレンズ２をレンズ取付部材４に取り付ける状態を示す斜視図である。
【図３】調整装置の右側面概要図である。
【図４】ステージユニット９の平面図である。
【図５】ステージユニット９の正面図である。
【図６】ステージユニット９の右側断面図である。
【符号の説明】
２      シリンドリカルレンズ
３      レンズ支持部材
４      レンズ取付部材
５      レンズ移動ピン
６      ピン挿入穴
７      ねじ
８      母線
９      ステージユニット
１５    アパーチャ
３３    Ｘステージ
３５    Ｙステージ
５３ａ、５３ｂ    スライダー
５６ａ、５６ｂ    マイクロメータ
５７    スプリングプランジャー
【図１】
0003574294.tif 000002
【図２】
0003574294.tif 000003
【図３】
0003574294.tif 000004
【図４】
0003574294.tif 000005
【図５】
0003574294.tif 000006
【図６】
0003574294.tif 000007