(57)【要約】【課題】レンズに対して均等にかしめて固定することで、レンズの変形を少なくするようにした。【解決手段】内側にレンズ受け面を有する中空筒状のレンズ保持部１１を備えたレンズ保持枠１０を、中心軸線を中心に回転可能とされる回転支持軸２０に取り付け、回転支持軸２０の回転とともにレンズ保持枠１０を回転させ、そのレンズ保持部１１の内周面、外周面、及びレンズ受け面の少なくとも一箇所を切削し、切削した後のレンズ保持部１１にレンズＬを装入させ、レンズ保持部１１のかしめ部をかしめてレンズＬを固定させるようにした。【選択図】図１
2008216408.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側にレンズ受け面を有する中空筒状のレンズ保持部を備えたレンズ保持枠を取り付け、前記レンズ保持部にレンズを装入させた状態で、前記レンズ保持部の周縁部をかしめて前記レンズを固定するレンズ固定装置であって、
前記レンズ保持枠を取り付けるとともに、中心軸線を中心に回転可能とする回転支持軸と、
切削工具と、前記回転支持軸に前記レンズ保持枠を取り付けた状態で前記レンズ保持部の内周面、外周面、及びレンズ受け面の少なくとも一箇所に対して前記切削工具を接触するように移動させる送り機構とを有する切削機構と、
前記レンズ保持部の周縁部をかしめるかしめ機構と、
を備えたことを特徴とするレンズ固定装置。
【請求項２】
前記送り機構は、前記回転支持軸の中心軸線方向と、該中心軸線方向に対して直交する方向とのそれぞれに前記切削工具を移動させることを特徴とする請求項１に記載のレンズ固定装置。
【請求項３】
前記かしめ機構には、前記回転支持軸に固定された前記レンズ保持枠の前記レンズ保持部の周縁部を、前記レンズ保持部の径方向内方にかしめるように押圧する押圧部材が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ固定装置。
【請求項４】
内側にレンズ受け面を有する中空筒状のレンズ保持部を備えたレンズ保持枠を、中心軸線を中心に回転可能とされる回転支持軸に取り付け、
前記回転支持軸の回転とともに前記レンズ保持枠を回転させ、そのレンズ保持部の内周面、外周面、及びレンズ受け面の少なくとも一箇所を切削し、
前記切削した後の前記レンズ保持部にレンズを装入させ、前記レンズ保持部の周縁部をかしめて前記レンズを固定させるようにしたことを特徴とするレンズの固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディープＵＶ等の波長の短い光源を利用する顕微鏡の対物レンズに組み込まれている光学素子において、レンズをレンズ保持枠に固定するレンズ固定装置およびレンズの固定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、通常の顕微鏡の対物レンズは接着剤等でレンズ保持枠に固定されているが、ディープＵＶ等の波長の短い光源を利用するものでは、光源の光線が接着剤を劣化させたり、ガスを発生させたりといった不具合がある。そのため、中に組み込まれるレンズをレンズ保持枠に固定させる方法として、レンズ保持枠の一部をレンズ側に向けてかしめ、そのかしめ部によってレンズを固定する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
図７（ａ）及び（ｂ）は、特許文献１に開示されているような従来のレンズの固定方法を示した図であり、装置本体の回転支持軸５１にその中心軸線Ｃ１と同軸になるようにレンズ保持枠５０を取り付け、レンズ保持枠５０の一部（かしめ部５０ａ）をかしめる作業中に、レンズＬに弾性的押圧力を与えておき、レンズＬをレンズ保持枠５０に押し付けた状態で、かしめを行うための複数のローラ５２がレンズ保持枠５０の回りを回転しつつレンズ保持枠５０のかしめ部５０ａを押圧させてかしめ部５０ａをレンズＬ側に向けて折り曲げてかしめるものである。
【特許文献１】特開２０００−９９８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のレンズの固定方法では、以下のような問題があった。
すなわち、レンズ保持枠５０には成形誤差があるため、図７（ａ）のようにレンズ保持枠５０を回転支持軸５１に取り付けた状態において、レンズ保持枠５０のレンズＬの受け面５０ｂが回転支持軸５１の中心軸線Ｃ１に対して全周にわたって一定の角度になっていない場合がある。このような場合、レンズ保持枠５０に装入したレンズＬは傾いた状態となり、その光軸Ｃ２が回転支持軸５１の中心軸線Ｃ１に一致しない状態となる。また、かしめ部５０ａにおける回転支持軸５１の中心軸線Ｃ１からの半径寸法が全周にわたって一定でない場合には、ローラ５２とかしめ部５０ａとの接触状態も一定にならないことになる。
そのため、上述のような場合において、レンズ保持枠５０を回転支持軸５１に取り付けた状態でそのかしめ部５０ａをローラ５２でかしめると、かしめ部５０ａをかしめる角度が全周にわたって一定にならないうえ、図７（ｂ）のようにかしめ部５０ａとレンズＬとの当接角度、当接位置が全周にわたって一様にならないため、レンズＬを押さえる力が不均等となり、レンズＬに歪や変形が生じるといった問題があった。
【０００４】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、レンズに対して均等にかしめて固定することで、レンズの変形を少なくするようにしたレンズ固定装置およびレンズの固定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明に係るレンズ固定装置では、内側にレンズ受け面を有する中空筒状のレンズ保持部を備えたレンズ保持枠を取り付け、レンズ保持部にレンズを装入させた状態で、レンズ保持部の周縁部をかしめてレンズを固定するレンズ固定装置であって、レンズ保持枠を取り付けるとともに、中心軸線を中心に回転可能とする回転支持軸と、切削工具と、回転支持軸にレンズ保持枠を取り付けた状態でレンズ保持部の内周面、外周面、及びレンズ受け面の少なくとも一箇所に対して切削工具を接触するように移動させる送り機構とを有する切削機構と、レンズ保持部の周縁部をかしめるかしめ機構とを備えたことを特徴としている。
また、本発明に係るレンズの固定方法では、内側にレンズ受け面を有する中空筒状のレンズ保持部を備えたレンズ保持枠を、中心軸線を中心に回転可能とされる回転支持軸に取り付け、回転支持軸の回転とともにレンズ保持枠を回転させ、そのレンズ保持部の内周面、外周面、及びレンズ受け面の少なくとも一箇所を切削し、切削した後のレンズ保持部にレンズを装入させ、レンズ保持部の周縁部をかしめてレンズを固定させるようにしたことを特徴としている。
本発明では、回転支持軸の回転とともにレンズ保持枠を回転させた状態で、レンズ保持部の内周面、外周面及びレンズ受け面の少なくとも１箇所に対して切削刃部を接触させて切削加工を行うことができる。例えば内周面或いは外周面を切削した場合、回転支持軸の中心軸線からレンズ保持部の内周面或いは外周面までの半径寸法を一様にすることができ、レンズ保持部の周縁部の回転による振れをなくすことができる。そして、切削加工後のレンズ保持部にレンズを装入し、レンズ保持部の周縁部を押圧することで、周縁部を全周にわたって一定の角度でかしめて折り曲げることができることから、そのかしめ部でレンズの周縁部を全周にわたって均等な力で固定することができる。また、レンズ受け面を切削する場合には、回転支持軸の中心軸線に対する平面角度を一様となるように形成させることができ、レンズ保持部に装入させたレンズが傾くことがなくなる。そのため、レンズ保持部にレンズを装入し、レンズ保持部の周縁部を押圧することで、周縁部を全周にわたって一定の角度でかしめて折り曲げることができることから、そのかしめ部でレンズの周縁部を均等な力で固定することができる。
【０００６】
また、本発明に係るレンズ固定装置では、送り機構は、回転支持軸の中心軸線方向と、中心軸線方向に対して直交する方向とのそれぞれに切削工具を移動させることが好ましい。
本発明では、切削工具を回転支持軸の中心軸線方向とその中心軸線方向に対して直交する方向との２方向に適宜移動させることで、レンズ保持部の内周面、外周面及びレンズ受け面などを切削することができる。
【０００７】
また、本発明に係るレンズ固定装置では、かしめ機構には、回転支持軸に固定されたレンズ保持枠のレンズ保持部の周縁部を、レンズ保持部の径方向内方にかしめるように押圧する押圧部材が設けられていることが好ましい。
本発明では、切削加工後のレンズ保持枠を回転させた状態で、押圧部材によってレンズ保持部の周縁部を所定の押圧力をもって押圧することで、その周縁部をその全周にわたってレンズ保持部の径方向内方に向けて一定の角度でかしめることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のレンズ固定装置およびレンズの固定方法によれば、回転支持軸に取り付けられるレンズ保持枠を切削加工することで、レンズ保持部の中心軸を回転支持軸の中心軸線と同軸とすることができる。これにより、レンズ保持部の周縁部を全周にわたって一定の角度でかしめてレンズを均等な力で固定することができ、レンズに不均等な力が加わることを防止できるとともに保持力不足等によるレンズの歪、変形を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態によるレンズ固定装置について、図１乃至図５に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態によるレンズ固定装置の概略構成を示す側面図、図２はレンズ保持枠の断面図、図３は回転支持軸のレンズ保持枠取付け部の断面図、図４はレンズ保持枠の切削前、切削後の状態を示す断面図、図５はかしめ機構によってレンズ保持部のかしめ部を押圧させた状態を示す断面図である。
【００１０】
図１に示すように、本実施の形態によるレンズ固定装置１は、レンズ保持枠１０にレンズＬを固定させるための装置である。すなわち、レンズ固定装置１は、装置本体ベース２と、レンズ保持枠１０を取り付けるための回転支持軸２０と、回転支持軸２０に取り付けたレンズ保持枠１０のかしめ部１１ａ（後述）をかしめるためのかしめ機構３０と、そのレンズ保持枠１０の周面を切削するための切削機構４０とを備えている。
【００１１】
先ず、回転支持軸２０に取り付けられるレンズ保持枠１０について概略説明する。
図２に示すように、レンズ保持枠１０は、平面視中間に上方からレンズＬを装入させるレンズ保持部１１が設けられるとともに、下面側に回転支持軸２０の上端部（後述する回転軸雄ねじ部２２ａ）に螺合する保持枠雌ねじ部１２が形成されている。レンズ保持部１１は、内側にレンズ受け面１１ｂを有する中空筒状をなし、その内側にレンズＬを収納させるようになっている。レンズ保持部１１は、その端部周縁部（以下、「かしめ部１１ａ」という）をレンズ保持部１１の径方向内方に折り曲げることでレンズＬを保持させる構造になっている。レンズ受け面１１ｂは、レンズＬの下方縁部Ｌａを載置させる平面視リング状をなしている。そして、レンズ保持部１１は、レンズ保持枠１０が回転支持軸２０に取り付けられている状態で、レンズ保持部１１の保持枠雌ねじ部１２の中心軸が回転支持軸２０の中心軸線Ｏと同軸となるように構成されている。
また、略リング状をなすレンズ受け面１１ｂの内周面には、保持枠雌ねじ部１２を形成する空間に連通する開口部１３が形成されている。この開口部１３は、詳しくは後述するが、レンズ保持部１１の内周面１１ｃを切削した際に生じる削り屑を下方に落下させて排出しやすくするものである。
【００１２】
図１に示すように、回転支持軸２０は、装置本体ベース２の中央付近において中心軸線Ｏを鉛直方向に向けて配置されている。具体的に回転支持軸２０は、回転軸部２１と、回転軸部２１の上端に一体に設けられたレンズ保持枠取付け部２２と、回転軸部２１の下端に連結された回転駆動モータ２３とを有している。回転支持軸２０は、回転軸部２１が装置本体ベース２に対してベアリング２５、２５を介して所定の回転数で回転可能に支持されている。
【００１３】
図３に示すように、レンズ保持枠取付け部２２は、略円筒状をなし、その上端外周面に回転軸雄ねじ部２２ａが形成されている。つまり、回転支持軸２０は、回転軸雄ねじ部２２ａに図２に示したレンズ保持枠１０の保持枠雌ねじ部１２を螺合させることで、レンズ保持枠１０が着脱可能とされる構成となっている。これにより、レンズ保持枠取付け部２２に取り付けられたレンズ保持枠１０は、回転支持軸２０の回転とともにその中心軸線Ｏを中心に回転するようになっている。
【００１４】
次に、回転支持軸２０の上端に取り付けたレンズ保持枠１０のレンズ保持部１１内に装入されているレンズＬをかしめるためのかしめ機構３０について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、かしめ機構３０は、回転支持軸２０の外方側の装置本体ベース２上の一方側に立設された第１支柱３１と、この第１支柱３１に沿ってレンズ保持枠１０のレンズ光軸方向（図中、矢印Ｅ１方向）に移動可能な第１スライド部材３２と、第１スライド部材３２に固定部材３５を介して固定された棒状のかしめ部材３３とを備えている。
第１スライド部材３２は、図示しないサーボモータなどによって駆動される。そして、このサーボモータは、コンピュータ（図示省略）に接続され、そのコンピュータからの指令でサーボモータを駆動して第１スライド部材３２を所定の位置に移動させるようになっている。
【００１５】
また、かしめ部材３３の下端（すなわち回転支持軸２０に取り付けられたレンズ保持枠１０のかしめ部１１ａに対向する端部）には、先端押圧部３４が設けられている。この先端押圧部３４の周面は、テーパ面３４ａが形成されている。先端押圧部３４は、回転支持軸２０に取り付けられているレンズ保持枠１０のかしめ部１１ａの鉛直方向上方にテーパ面３４ａが位置するように配置されている。
つまり、かしめ機構３０は、第１スライド部材３２を鉛直方向で下方に移動させたときに、先端押圧部３４のテーパ面３４ａによってレンズ保持部１１のかしめ部１１ａを押圧し、そのかしめ部１１ａをレンズ保持部１１に保持されているレンズＬ側に向けて折り曲げる構成となっている。そして、その折り曲げられたかしめ部１１ａによって、レンズＬが固定されるようになっている。
【００１６】
また、かしめ部材３３には、レンズＬをかしめる際の先端押圧部３４の押圧力を検出できるように圧力センサ３６が取り付けられ、この圧力センサ３６からの信号をコンピュータに取り込み、第１スライド部材３２を移動させるための前記サーボモータを制御してかしめるための力量を調整する構成になっている。
【００１７】
次に、回転支持軸２０の上端に取り付けたレンズ保持枠１０のレンズ保持部１１を切削するための切削機構４０について図面に基づいて説明する。
図１に示すように、切削機構４０は、回転支持軸２０の外方側の装置本体ベース２上に回転支持軸２０の中心軸線Ｏに関し第１支柱３１とは反対側に立設された第２支柱４１と、この第２支柱４１に沿って回転支持軸２０の中心軸線Ｏ方向（矢印Ｅ２方向）に移動可能な第２スライド部材４２と、第２スライド部材４２に固定されるとともに略水平方向に延ばされた案内レール４３と、案内レール４３に沿って回転支持軸２０の中心軸線Ｏ方向に対して直交する方向（矢印Ｅ３方向）に摺動する第３スライド部材４４と、第３スライド部材４４に設けられた工具ホルダ４５と、工具ホルダ４５に取り付けられた切削工具４６とを備えている。ここで、上述した第２スライド部材４２、案内レール４３、及び第３スライド部材４４は、本発明の送り機構に相当する。
【００１８】
案内レール４３は、第３スライド部材４４が案内レール４３の長手方向にスライドするように配置されている。
切削工具４６は、回転支持軸２０に取り付けたレンズ保持枠１０側の先端に尖鋭な切削刃部４６ａを有し、この切削刃部４６ａを適宜移動させることでレンズ保持部１１の内周面１１ｃ、外周面１１ｄ（かしめ部１１ａ）を切削加工するものである。
【００１９】
第２スライド部材４２及び第３スライド部材４４それぞれは、図示しないサーボモータなどによって駆動される。そして、このサーボモータは、コンピュータ（図示省略）に接続され、そのコンピュータからの指令によりサーボモータを駆動させて第２スライド部材４２及び第３スライド部材４４を所定の位置に移動させるようになっている。つまり、第３スライド部材４４に固定された工具ホルダ４５（切削工具４６）は、第２スライド部材４２及び第３スライド部材４４の移動範囲内で任意に動かすことが可能な構造となっている。
【００２０】
次に、上述したレンズ固定装置１を使用してレンズ保持枠１０にレンズＬを固定する方法について図面に基づいて説明する。
図１及び図４に示すように、先ずレンズ保持枠１０を回転支持軸２０のレンズ保持枠取付け部２２にねじ込んで取り付ける。このとき、レンズ保持枠１０は、そのレンズ保持部１１の中心を回転支持軸２０の中心軸線Oと略同軸となる状態で取り付けられる。そして、回転駆動モータ２３を駆動させて回転支持軸２０をその中心軸線Ｏを中心に回転させるとともに、切削工具４６を適宜移動させて、レンズ保持部１１の内周面１１ｃと、外周面１１ｄとを適宜な順序で切削する。このときの切削量は、例えば内周面１１ｃの場合、その内径寸法が、レンズ保持枠１０に装入させるレンズＬの外径寸法とほぼ同じ寸法かわずかに大きくなる寸法に設定される。
なお、図４においては、二点鎖線の内周面１１ｃ、外周面１１ｄは、切削前の状態（位置）を示している。そして、本レンズ固定装置１で使用するレンズ保持枠１０は、予め切削する部分については、正規の厚さ寸法より大きな肉厚としておく。
【００２１】
さらに上記切削について具体的に説明すると、内周面１１ｃを切削する場合、レンズ保持枠１０を回転させた状態で、切削機構４０の第２スライド部材４２と第３スライド部材４４とを適宜移動させて切削刃部４６ａを内周面１１ｃに接触させ、切削する内周面１１ｃの厚さ寸法分だけ切削刃部４６ａをレンズ保持部１１の径方向に移動させて切削加工を行う。また、外周面１１ｄを切削する場合は、切削刃部４６ａを外周面１１ｄに接触させて、レンズ保持部１１の径方向に移動させながら所定の厚さ寸法を切削する。
このように、内周面１１ｃ及び外周面１１ｄを切削することで、回転支持軸２０の中心軸線Ｏからレンズ保持部１１の内周面１１ｃ、外周面１１ｄまでのそれぞれの半径寸法を一様にすることができ、かしめ部１１ａの回転による振れをなくすことができる。
【００２２】
次に、図５に示すように、切削加工後のレンズ保持枠１０の回転を停止させ、レンズＬをレンズ保持部１１に装入する。そして、再びレンズ保持枠１０を回転させた状態で、かしめ機構３０のかしめ部材３３を下方（矢印Ｆ１方向）に移動させ、先端押圧部３４でレンズ保持部１１のかしめ部１１ａを所定の押圧力をもって押圧する。そうすると、かしめ部１１ａは、テーパ面３４ａに沿った形状でレンズ保持部１１の径方向内方に向けて一定の角度でかしめ部１１ａの全周にわたって折れ曲がることになる。これにより、レンズＬは、かしめ部１１ａによって周縁部を均等な力で固定されることになる。
【００２３】
上述のように本第一の実施の形態によるレンズ固定装置およびレンズの固定方法では、回転支持軸２０に取り付けられるレンズ保持枠１０を切削加工することで、レンズ保持部１１の中心軸を回転支持軸２０の中心軸線Ｏと同軸とすることができる。これにより、レンズ保持部１１のかしめ部１１ａを全周にわたって一定の角度でかしめてレンズＬを均等な力で固定することができ、レンズＬに不均等な力が加わることを防止できるとともに保持力不足等によるレンズＬの歪、変形を少なくすることができる。
しかも、レンズの肉厚が薄い両凹面レンズやメニスカスレンズであってもその変形を抑制することができる。
【００２４】
次に、本発明の第二の実施の形態について、図６に基づいて説明するが、上述の第一の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第一の実施の形態と異なる構成について説明する。
図６は本発明の第二の実施の形態におけるレンズ保持枠の切削前、切削後の状態を示す断面図である。
図６に示すように、第二の実施の形態では、図１に示す第一の実施の形態と同様のレンズ固定装置１を使用したレンズＬの固定方法であり、回転支持軸２０に取り付けられたレンズ保持枠１０のレンズ保持部１１の内周面１１ｃと外周面１１ｄに加えて、図１に示す切削機構４０によってレンズ受け面１１ｂも切削するようにしたものである。
【００２５】
すなわち、第二の実施の形態では、回転支持軸２０の中心軸線Ｏに対するレンズ受け面１１ｂの角度を全周にわたって一様となるように形成させることができるため、レンズ保持部１１に装入させたレンズＬが傾くことがなく、レンズＬの光軸を回転支持軸２０の中心軸線Ｏ方向に向けた状態で配置させることができる。そのため、レンズＬに対するかしめ部１１ａの折り曲げ角度が一定になるため、より一層、均等な力でレンズＬを固定することができ、第一の実施の形態と同様に不均等な力が加わることを防止できるとともに保持力不足等によるレンズＬの歪、変形を少なくするといった効果を奏する。
【００２６】
以上、本発明によるレンズ固定装置およびレンズの固定方法の第一及び第二の実施の形態について説明したが、本発明は上記の第一及び第二の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本第一の実施の形態ではレンズ保持部１１の内周面１１ｃと外周面１１ｄを切削加工し、本第二の実施の形態ではレンズ保持部１１の内周面１１ｃ、外周面１１ｄとレンズ受け部１１ｂを切削加工するようにしているが、これらに限定されることはなく、例えば、レンズ保持部１１の内周面１１ｃ、外周面１１ｄ、及びレンズ受け面１１ｂのいずれか一箇所のみを切削するようにしてもかまわない。
そして、かしめ機構３０のかしめ部材３３、先端押圧部３４、切削機構４０の切削工具４６などの具体的な構造、形状、大きさ、取付け位置その他は、任意に設定することができる。また、切削機構４０における切削工具４６の送り機構（第２スライド部材４２、案内レール４３、第３スライド部材４４）の構成についても、本実施の形態に限定されることはない。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施の形態によるレンズ固定装置の概略構成を示す側面図である。
【図２】レンズ保持枠の断面図である。
【図３】回転支持軸のレンズ保持枠取付け部の断面図である。
【図４】レンズ保持枠の切削前、切削後の状態を示す断面図である。
【図５】かしめ機構によってレンズ保持部のかしめ部を押圧させた状態を示す断面図である。
【図６】本発明の第二の実施の形態におけるレンズ保持枠の切削前、切削後の状態を示す断面図である。
【図７】従来のレンズの固定方法を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  レンズ固定装置
１０  レンズ保持枠
１１  レンズ保持部
１１ａ  かしめ部（周縁部）
１１ｂ  レンズ受け面
１１ｃ  内周面
１１ｄ  外周面
２０  回転支持軸
３０  かしめ機構
３３  かしめ部材
３４  先端押圧部
３４ａ  テーパ面
４０  切削機構
４２  第２スライド部材（送り機構）
４３  案内レール（送り機構）
４４  第３スライド部材（送り機構）
４６  切削工具
４６ａ  切削刃部
Ｌ  レンズ
【図１】
2008216408.tif 000003
【図２】
2008216408.tif 000004
【図３】
2008216408.tif 000005
【図４】
2008216408.tif 000006
【図５】
2008216408.tif 000007
【図６】
2008216408.tif 000008
【図７】
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