JP2005157253A - 光学素子の光軸検出方法、光学ユニットの組み立て方法、光学ユニット、光軸検出装置、光学ユニットの組立装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 品質に優れた信頼性の高い光学ユニットの組み立て方法を提供する。
【解決手段】複数の光学素子３，４のうちの1つの光学素子４の光軸Ｏ4を求め、光学機能面２６の外周に光学素子面上での平面形状が円状の屈曲部３６を有する少なくとも1つの他の光学素子３に光を照射し、その反射光を撮像素子２２で受光して撮像画像２４を得て、その撮像画像中の前記屈曲部によって形成された検出円上の複数の座標情報に基づいて当該他の光学素子３の光軸Ｏ３を求めて、１つの光学素子４と他の光学素子３を相対的に移動しながら、両光学素子３,４の光軸Ｏ３,４を合わせることを特徴とする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、例えば複合光学レンズなどの光学ユニットの組み立てに係り、特にデジタルカメラ、カメラ付き携帯電話機などに用いられるのに好適な光学ユニットの組み立てに関するものである。

これまで、民生用の撮像レンズは主に銀塩カメラやデジタルカメラに搭載されていたが、近年ではカメラ付き携帯電話機の出現により、全く新たな市場が創出されつつある。このカメラ付き携帯電話機には当初、ＣＩＦ（Common Intermediate Format １０万画素），ＶＧＡ（Video Graphics Array ３1万画素）と呼ばれる画素数のものが実用化されていたが、最近ではメガピクセルと呼ばれるＳＸＧＡ（Super extended Graphics Array １３1万画素）の画素数を有するものが実用化されており、画質的にデジタルカメラに匹敵するものが要求されている。

一方、携帯電話機へのカメラの搭載率は現在約２０％であり、その搭載率は今後増加するものと予測されている。これに伴い、メガピクセルに対応する高解像度を有する撮像レンズを多量生産する技術が不可欠となる。

なお、光学レンズの保持構造などに関しては、例えば下記のような特許文献を挙げることができる。
特開平１１―２０２１７７号公報 特開２０００−１９３７１号公報 特開２０００−３９５４７号公報 特開２００３−７５７００号公報 特開２００３−１７７２９１号公報

ところで従来のデジタルカメラに代表される撮像レンズは、レンズを１枚ずつ解像度特性、例えばＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を電気的に捕え、この信号を見ながら、各レンズの調芯を行っていたため、その工程が非常に煩雑で、長時間を要し、作業能率が悪く、コスト高を招くことになる。

また他方、ＣＩＦ，ＶＧＡの画素数を有する撮像レンズは、鏡筒の内径同軸度と適正なレンズ、鏡筒内径間のクリアランスを確保することにより、この鏡筒内にレンズ群を挿入して、レンズどうし間の光軸合わせを行っていた。しかしこの方法では、成形金型の多数個取りや多面数化など、全ての部材において寸法精度を確保することが難しく、前述のＳＸＧＡクラスの画素数において所望の解像度を得るには組み立て精度的に問題があり、品質に優れた信頼性の高い光学ユニットを得ることが難しかった。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、簡便な方法で品質に優れた信頼性の高い光学ユニットの組み立て方法、光学ユニット、光軸検出装置、光学ユニットの組立装置を提供することにある。

前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、複数の例えば光学レンズなどの光学素子を積層して構成する光学ユニットの組み立て方法において、
前記複数の光学素子のうちの1つの光学素子の光軸を求め、
光学機能面の外周に光学素子面上での平面形状が円状の屈曲部を有する少なくとも1つの他の光学素子に光を照射し、その反射光を撮像素子で受光して撮像画像を得て、その撮像画像中の前記屈曲部によって形成された検出円上の複数の座標情報に基づいて当該他の光学素子の光軸を求めて、
前記１つの光学素子と他の光学素子を相対的に移動しながら、両光学素子の光軸を合わせることを特徴とするものである。

本発明の第２の手段は、光学機能面の外周に平面形状が円状の屈曲部を有する光学素子に光を照射し、その反射光を撮像素子で受光して撮像画像を得て、その撮像画像中の前記屈曲部によって形成された検出円上の複数の座標情報に基づいて当該光学素子の光軸を求めて、
透孔を有する例えば鏡筒（収納部材）やレンズ保持環体などの支持部材の前記透孔に光を照射し、その反射光を撮像素子で受光して撮像画像を得て、その撮像画像中の前記透孔によって形成された検出円上の複数の座標情報に基づいて透孔の中心を求めて、
前記光学素子と支持部材を相対的に移動させて、光学素子の光軸と支持部材の中心とを合わせて光学素子を支持部材に取り付けたことを特徴とするものである。

本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記複数の光学素子は、その外径が積層順に小径とされ、最下層の光学素子の表面には、光学素子の積層時に露出する基準部が形成されており、
この基準部と最下層の光学素子の光軸との位置関係とこの基準部と最下層の光学素子上に積層される他の光学素子の光軸との位置関係が一致するように、前記最下層の光学素子と他の光学素子とを相対的に移動させて、最下層の光学素子の光軸と他の光学素子の光軸とを合わせることを特徴とするものである。

本発明の第４の手段は前記第３の手段において、前記基準部は、離れて２箇所以上形成されていることを特徴とするものである。

本発明の第５の手段は前記第１ないし４の手段において、前記光学素子の光学機能面の外郭屈曲部を利用することを特徴とするものである。

本発明の第６の手段は前記第１ないし５の手段において、前記屈曲部の曲率半径が１．０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。

本発明の第７の手段は光学ユニットが、前記第１ないし６の手段によって組み立てられたことを特徴とするものである。

本発明の第８の手段は、光学素子の光軸検出装置であって、
光学素子に光を照射する光源と、
光学機能面の外周に平面形状が円状の屈曲部を有する光学素子に、前記光源から出射される光を平行光にして照射するレンズ部材と、
前記光学素子に照射された光の反射光を受光する撮像素子と、
この撮像素子によって得られた前記屈曲部による検出円からその円の中心位置を当該光学素子の光軸位置として求める演算手段とを備えたことを特徴とするものである。

本発明の第９の手段は前記第８の手段において、前記光学素子とレンズ部材と撮像素子が同軸上に配置されていることを特徴とするものである。

本発明の第１０の手段は、光学ユニットの組立装置であって、
光学素子に光を照射する光源と、
光学機能面の外周に平面形状が円状の屈曲部を有する光学素子に、前記光源から出射される光を平行光にして照射するレンズ部材と、
前記光学素子に照射された光の反射光を受光する撮像素子と、
この撮像素子によって得られた前記屈曲部による検出円からその円の中心座標を当該光学素子の光軸座標として求める演算手段と
この光軸座標を記憶する記憶手段と、
記憶した第１の光学素子の光軸座標と第２の光学素子の光軸座標を合わすように第１の光学素子と第２の光学素子を相対的に移動して両光学素子を積層する積層手段とを備えたことを特徴とするとするものである。

本発明の第１１の手段は前記第１０の手段において、前記演算手段により、前記第１の光学素子に形成された基準部の座標とその光学素子の光軸座標との位置関係と、前記第２の光学素子の光軸座標と前記第１の光学素子の基準部との位置関係を演算で求め、
前記記憶手段に、前記第１の光学素子の基準部の座標とその光学素子の光軸座標との第１の位置関係情報と、前記第２の光学素子の光軸座標と前記第１の光学素子の基準部の座標との第２の位置関係情報を記憶させ、
記憶した前記第１および第２の位置関係情報に基づいて前記積層手段により第１の光学素子と第２の光学素子を積層することを特徴とするものである。

本発明の第１２の手段は前記第１０または１１の手段において、前記光学素子とレンズ部材と撮像素子が同軸上に配置されていることを特徴とするものである。

本発明は前述のような構成になっており、光学素子の屈曲部を利用して光学的に当該光学素子の光軸中心を求めるから、簡便な方法で品質に優れた信頼性の高い光学素子の光軸検出装置、及び積層された光学素子の光軸の一致精度の良い光学ユニットの組み立て方法、光学ユニット、光学ユニットの組立装置を提供することができる。

次に本発明の実施形態を図とともに説明する。本実施形態はカメラ付き携帯電話機に使用する光学ユニットの例を示しており、図１はその光学ユニットの断面図である。

図１に示すように光学ユニット１は、レンズ状の第１光学素子２と第２光学素子３と第３光学素子４とを積層して一体化した素子積層体５と、その素子積層体５を収納する鏡筒と呼ばれる収納部材６と、収納部材６内に収納した素子積層体５を固定する積層体押さえ部材７とから主に構成されている。

前記光学素子２〜４は非晶質ポリオレフィン系樹脂などの透明な合成樹脂からなり、前記収納部材６ならびに積層体押さえ部材７は、ポリカーボネ−ト系樹脂とガラス繊維とカーボンブラックなどの黒色顔料の混合物からなる。

本実施形態の場合は第１〜３光学素子２〜４は全てプラスチックレンズから成るが、一部をプラスチックレンズ、その他をガラスレンズで構成する場合もあリ、また、一部を光学レンズ、その他を赤外線カットフィルター等の他の光学素子で構成する場合もある。

図２は第１光学素子２の拡大平面図、図３は図２Ａ―Ａ線上の断面図である。第１光学素子２は図３に示すように、一方の面に凸状非球面の第１の光学機能面８をａの範囲で形成し、反対側の面に凹状非球面の第２の光学機能面１０をｂの範囲で形成している。なお、本明細書で記述する「光学機能面」とは、実際に光学的に機能する面(例えば絞り部材によって絞られた面)だけではなく、それを含めて光学的に機能し得る面全体をいう。

前記光学機能面８,１０の外周にフランジ部１２が一体に設けられ、図３に示すように光学機能面１０の外周とフランジ部１２との間に平面形状が環状の突出部１３が設けられている。一方、光学機能面８側のフランジ部１２の上面には溝状で平面形状が円弧状あるいは長方形の接着剤溜め部１４が、光学機能面８を間にして対称位置に形成されている。本実施形態の場合、第1光学素子２の光学機能面８の光軸Ｏ１と同軸状に円弧状の接着剤溜め部１４を形成している。

図２に示す符号１５は第１光学素子２を射出成形する際のゲート部（ゲート部跡）であり、射出成形時に溶融樹脂がこのゲート部1５を通って成形金型のキャビティー内に流れ込んで、第１光学素子２が形成される。

前記接着剤溜め部１４は、金型内に設けられた突出部（図示せず）によって形成される。この接着剤溜め部１４を樹脂の流れに逆らうように、例えば接着剤溜め部１４を第１光学素子２の中心部から外周部に向けて長方形に形成すると、成形時に樹脂の流れが乱れて、第１光学素子２の光学特性に悪影響を及ぼす。そのため本実施形態では、金型内の樹脂の流れに沿うように、すなわち図２に示すようにゲート部１５のカットを容易にするように形成されるゲートカット部面１５ａと叉交する方向に延びるように接着剤溜め部１４が形成される。

接着剤溜め部１４を第１光学素子２の全周にわたって形成することもできるが、そうすれば接着剤溜め部１４に注入する接着剤の絶対量が多くなり、接着剤が乾燥固化する際の収縮力が光学素子の光学特性に悪影響を及ぼす心配がある。そのため本実施形態では、図２に示すように第１光学素子２の周方向に沿って少なくとも１個、好ましくは断続的に複数個（例えば２〜５個所程度）で、光学機能面８からできるだけ離れた外周縁に近い位置、すなわちフランジ部１２の幅方向の中心線Ｌよりも径方向外側の位置で、好ましくは光学機能面８を間にして対象位置または（ならびに）周方向に沿って等間隔に接着剤溜め部１４が形成されている。

接着剤溜め部１４は、フランジ部１２の上面に限らず、底面、側面に設けても良く、これらの表面の少なくとも一面にあれば十分である。このような接着剤溜め部の位置の考慮は、後述する第２,３光学素子３，４においても同様である。

図３に示すように、光学機能面８の外周に平面部１６が設けられており、その光学機能面８と平面部１６の境界になだらかでない明確な屈曲部１７が形成され、この屈曲部１７は図２に示すように第１の光学機能面８の外部に沿って円状になっている。

図４は、図３に示した光学機能面８と平面部１６の境界部付近の要部拡大断面図である。光学機能面８と平面部１６との間の屈曲部１７の断面上での曲率半径Ｒは１．０ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、さらに好ましくは０．1ｍｍ以下で可能な限り０に近い値である。本実施形態の場合、屈曲部１７の曲率半径Ｒは０．０５ｍｍに設定されている。光軸Ｏを求める他の屈曲部においても、その曲率半径Ｒは０．０５ｍｍに設定されている。

本実施形態では成形された第１光学素子２の光軸Ｏ１を、この断面形状がシャープな円状の屈曲部１７を利用して求める。図５は同軸落射法によって、光学素子２（３，４）の光軸Ｏを求める光学的手段の概略構成を示す図である。

同図に示すように光源１８から出射された光１９はハーフミラー２０で反射され、カメラレンズ(レンズ部材)２１を通過することにより所定の面積を照射する平行光になって光学素子２（３,４）の平面を照射する。光学素子２（３,４）で反射した光はカメラレンズ２１とハーフミラー２０を透過し、ＣＣＤなどの固体撮像素子２２で受光され、受光情報はパーソナルコンピュータ２３でデジタル化するためデータ処理され、その結果が光学素子２（３，４）の撮像画像２４として表示画面２５に表示される。

同図に示すように光学素子２（３,４）とカメラレンズ(レンズ部材)２１と固体撮像素子２２は、同軸上に配置されている。このようにすれば視差が生じることなく光学素子２の光軸を基準として正確な位置きめが可能となる。

本実施形態において固体撮像素子２２は１０万〜１００万画素の素子で形成されており、この画素数が多いほど前記屈曲部１７の輪郭を鮮明に撮像できる。この際画素の細分化処理を行うことにより、より鮮明な輪郭を得ることができる。光源１８としては、可視光及び紫外光を使用することができるが、当該光学素子３，４の光学機能面１０の波長に対する反射率に応じて可視光、紫外光を使い分けることにより、前記輪郭をよりシャープに撮像することができる。このときは、光源１８の分光特性に応じて固体撮像素子２２も分光感度の最適なものを選択する。

図６と図７は、その撮像画像の例を示す図である。図６の例は、光学素子における光学機能面８と平面部１６の境界に形成されている屈曲部１７の曲率半径Ｒが０．２ｍｍで極めてシャープであるため、屈曲部１７（光学機能面８の外部）は外側にはみ出た凹凸が無く、綺麗な円になっている。この屈曲部１７（光学機能面８の外部）によって形成される検出円上の例えば３点以上の複数の座標情報、及び部分円弧の曲線式情報に基づいて、パーソナルコンピュータ２３で当該光学素子の中心位置、すなわち光軸Ｏを演算で求め、その光軸Ｏの座標位置をパーソナルコンピュータ２３の記憶部に記憶しておく。

なお、円周上の座標情報に基づいて当該円の中心位置を演算する手法は周知であるので、その説明は省略する。屈曲部１７によって形成される検出円は、隣接する２つの部分（この場合は凸状の光学機能面８と平面部１６）の光反射率の差異によって生じるものである。例えば透明体の反射率はスネルの法則、フレネルの式によって求めることができる。即ちこの反射率差または反射率変化がより急峻なほど良好な信号対ノイズ特性を得ることができ、シャープな輪郭画像が得られる。なお、図中の符号９は光学素子２のフランジ部１２に形成された成形時の突き出しピンの跡である。

一方、図７の例は、光学素子における光学機能面８と平面部１６の境界に形成されている屈曲部１７が比較的なだらかで明確な境界がないため（曲率半径Ｒが２．８ｍｍ）、画像上、屈曲部１７によって形成される検出円の外周にひげ状の凹凸が形成され、シャープな輪郭の円になっておらず、外形がぼやけた状態になっている。このような検出円に基づいて光軸を求めても、正確な中心座標が得られないため、曲率半径Ｒの小さい境界の明確な屈曲部１７を利用して光軸Ｏを求める必要がある。なお、図６と図７は、光学素子の形状が若干異なっている。

素子積層体５の組み立て方法によっては、光軸Ｏを求めるときに前述の屈曲部１７が利用できない場合がある。そのような場合は図３に示すように、反対側の第２の光学機能面１０と突起部１３の境界にある屈曲部３４を利用して光軸Ｏ１を求める。従ってこの屈曲部３４も曲率半径Ｒが前述のように小さく規制されている。

図４では凸状の非球面を有する光学機能面８と平面部１６の境界にある屈曲部１７を利用する場合について説明したが、図８に示すように断面形状がほぼ三角形に突出した山形（凸部）の屈曲部１７、図９に示すように断面形状がほぼ三角形に窪んだＶ溝形（凹部）の屈曲部１７、図１０に示すようにほぼ直角の段差部における下側の角部に当る屈曲部１７、あるいは図１１に示すようにほぼ直角の段差部における上側の角部（エッジ部）に当る屈曲部１７などを利用して、光学素子の光軸Ｏを求めることも可能である。

このように本発明においては、屈曲部１７は光学機能面８と連接する（外部）屈曲部でなくても、光学機能面８と近接する屈曲部１７であってもよく、「光学機能面の外周」には光学機能面に近接する場合も含まれるものである。

光学素子の面上に形成されている屈曲部１７は寸法精度が高く、しかも光学機能面に近いことから、精密に光軸Ｏを求めることができる。特に光学機能面に隣接した屈曲部を利用すると、光学機能面に最も近いから光軸Ｏが精度良く求まる。

図１２は第２光学素子３の拡大平面図、図１３は図１２Ｂ―Ｂ線上の断面図である。第２光学素子３は図１３に示すように、一方の面に凹状非球面の第１の光学機能面２６をｃの範囲で形成し、反対側の面に凸状非球面の第２の光学機能面２８をｄの範囲で形成している。

前記光学機能面２６,２８の外周にフランジ部３０が設けられ、図１３に示すように光学機能面２６の外周とフランジ部３０の間に環状の段差部３１が設けられ、フランジ部３０の光学機能面２６側の表面には溝状で平面形状が円弧状あるいは長方形の接着剤溜め部３２が、光学機能面２６を間にして対称位置に形成されている。本実施形態の場合も、第２光学素子３の光学機能面２６の光軸Ｏ２と同軸状に円弧状の接着剤溜め部３２が形成され、その接着剤溜め部３２はゲートカット部面３５ａと叉交する方向に延びている。

光学機能面２８側のフランジ部３０の表面には、平面形状が環状の突出部３３が設けられている。図１２に示す符号３５は第２光学素子３を射出成形する際のゲート部である。また、６４ａ,６４ｂ,６４ｃは後述する吸引装置６２の吸引口である。

この第２の光学素子３では図１３に示すように、第１の光学機能面２６の外周と段差部３１の境界にある屈曲部３６、あるいは第２の光学機能面２８の外周とフランジ部３０の境界にある屈曲部３７が、第２の光学素子３の光軸Ｏ２を求めるのに利用される。

図１４は第３光学素子４の拡大平面図、図１５は図１４Ｃ―Ｃ線上の断面図である。第３光学素子４は図１５に示すように、一方の面に凹状非球面の第１の光学機能面３８をｅの範囲で形成し、反対側の面に凸状非球面の第２の光学機能面４０をｆの範囲で形成している。

前記光学機能面３８,４０の外周にフランジ部４１が設けられ、図１５に示すように光学機能面３８の外周とフランジ部４１の間に平面形状が環状の段差部４２が設けられている。フランジ部４１の光学機能面３８側の表面には溝状で平面形状が円弧状あるいは長方形の接着剤溜め部４３が、光学機能面３８を間にして対称位置に形成されている。本実施形態の場合も、第３光学素子４の光学機能面３８の光軸Ｏ３と同軸状に円弧状の接着剤溜め部４３を形成し、この接着剤溜め部４３はゲートカット部面４４ａと鎖交する方向に延びている。図１４に示す符号４４は第３光学素子４を射出成形する際のゲート部である。

この第３の光学素子４では図１５に示すように、第１の光学機能面３８の外周と段差部４２の根元部との境界にある屈曲部４５、あるいは段差部４２の光学機能面３８寄りの屈曲部４６、または第２の光学機能面４０の外周とフランジ部４１の境界にある屈曲部４７が、第３の光学素子４の光軸Ｏ３を求めるのに利用される。

図１４に示すようにフランジ部４１の光学機能面３８側の表面には、１個あるいは周方向に沿って所定の間隔をおいて配置された複数個（本実施形態では２個）のレンズ側基準部４８（４８ａ，４８ｂ）が設けられている。本実施形態の場合このレンズ側基準部４８は、フランジ部４１と一体に形成された球面状凸部から構成されている。このレンズ側基準部４８は、後述するように第１及び第２の光学素子２及び３を第３光学素子４上に積み重ね、これら光学素子２〜４の光軸Ｏ１〜Ｏ３を調芯する際に利用される。

図１６は収納部材６の断面図、図１７は収納部材６の左側面図、図１８は収納部材６の右側面図である。なお図１６は、図１７Ｄ―Ｄ線上の断面図である。収納部材６は、例えばガラス繊維とカーボンブラックとを所定量混合分散したポリカーボネ−ト樹脂の黒色成形体で構成され、この収納部材６内に入光される光の反射を抑制するようになっている。

図１６に示すように、図１に示す素子積層体５を収納する円筒の筒状部４９と、その筒状部４９の一方の端部に設けられた絞り部５０とを有している。図１に示されているように第１光学素子２,第２光学素子３,第３光学素子４は順次径大になっているため、それに対応して筒状部４９の内径も絞り部５０側から反対の開口部側に向けて順次階段状に径大になっている。

筒状部４９のうちで、第１光学素子２を収納する部分の内径Ｄ１は第１光学素子２の外径より若干大きく、第２光学素子３を収納する部分の内径Ｄ２は第２光学素子３の外径より若干大きく、第３光学素子４を収納する部分の内径Ｄ３は第３光学素子４の外径より若干大きく設計されている。後述するように第１光学素子２と第２光学素子３と第３光学素子４を一体に接合する際に互いに光軸Ｏが一致するように位置調整するため、一部の光学素子の外周が部分的に突出することがある。その突出寸法を許容できるように前記内径Ｄ１〜Ｄ３が設定されている。そのため図１に示すように、収納部材６に素子積層体５を収納したときに両者の間には通常、１０μｍ以上、１０００μｍまでの幅の隙間５１が形成されることになる。

従って後述するように、第１〜第３光学素子２〜４をこれらの光軸Ｏ１〜Ｏ３が一致するように積み重ねられ、接着一体化された素子積層体５を収納部材６に組み込む際、収納部材６の内面１１と素子積層体５の第１光学素子２のフランジ上面２７のみが当接することになり、この収納部材６の内面１１が素子積層体５に対する基準面として機能し、収納部材６の中心軸と素子積層体５の光軸を合わせた状態で組み込みが可能となる。

前記絞り部５０の中心部には前絞りとして機能する透孔５２が形成され、その透孔５２から外側に向けて徐々に径大となった拡大部５３が設けられている。図１６と図１７に示すように、絞り部５０の前面の外周部には周方向に沿って複数個（本実施形態では４個）の切欠部５４が形成されている。そしてその外周部の切欠部５４と切欠部５４とを結ぶ円弧状の領域は光学ユニット取り付け基準面５５になっており、図１６に示すようにその基準面５５の内側領域よりも一段低くなっている。この基準面５５は、収納部材６の絞り部５０を底面として収納部材６に光学素子２，３，４を組み込みする場合の基準面として作用する。

そして図１７に示すように前記切欠部５４と基準面５５を除く内側領域（拡大部５３を含む）の表面には、ブラスト処理などによってシボ模様の微細な凹凸５６が形成されている。この微細な凹凸５６は光学ユニットのゴースト対策のために設けられているが、この微細な凹凸５６を有する表面を光学ユニット取り付け基準面とすると、表面の平坦性が確保できないため、本実施形態では微細な凹凸５６を有しない別の平面を光学ユニット取り付け基準面５５としている。

切欠部５４は、素子積層体５を組み込んだ収納部材６（光学ユニット１）のねじ部５８でカメラなどの光学装置に螺合する際、収納部材６を回転させる組み付け装置の係合部と係合して収納部材６を回転させる機能を有するが、この切欠部５４を前記基準面５５として利用することも可能である。

図１８に示すように、絞り部５０の上面には、１個あるいは複数個（本実施形態では２個）の収納部側基準部５７（５７ａ，５７ｂ）が形成されている。本実施形態では、収納部側基準部５７は有底状の角孔から構成されている。筒状部４９の外周には、光学ユニットを取り付ける取付部材と螺合するためのねじ部５８が設けられている。

光学ユニットの組み立てには大きく分けて、第１〜３光学素子２〜４を順次積層して素子積層体５を作り、その素子積層体５を収納部材６に収納して光学ユニットとする方法と、収納部材６に第１〜３光学素子２〜４を順次装着して光学ユニットとする方法とがある。

本実施形態での前者の方法は、第３光学素子４を最下層としてその上に第２光学素子３を固定し、その上に第１光学素子２を固定して行く方法を採用する。Ｘ−Ｙ方向ならびに回転方向（Θ方向）に精密に移動可能なステージ上に第３光学素子４をセットし、ステージを動かして図５に示すように第３光学素子４をカメラレンズ２１の真下に移動する。この状態で撮像画像２４を得て、それからの座標情報に基づいて図１４に示す第３光学素子４の光軸Ｏ３とレンズ側基準部４８ａ，４８ｂの位置、光軸Ｏ３とレンズ側基準部４８ａとの距離、光軸Ｏ３とレンズ側基準部４８ｂとの距離、ならびにレンズ側基準部４８ａと光軸Ｏ３とレンズ側基準部４８ｂがなす角度（Θ１）など、第３光学素子４の光軸Ｏ３とレンズ側基準部４８ａ，４８ｂの位置関係を演算して、その位置関係情報をパーソナルコンピュータ２３の記憶部に記憶させる。これらの一連の処理を本明細書では画像処理と略記する。

なおこの場合、レンズ側基準部４８ａ，４８ｂの２個の基準部を使用したが、１個の基準部のみを使用し、撮像画像２４上にＸ軸、Ｙ軸、σ座標を設定し、σ座標（基準座標）からの光軸Ｏ３までの座標等を利用して位置を認識することもできる。この場合の基準部４８ａ，４８ｂは、これらの例のような突起や有底状の角孔に限らず、印字マークなど画像処理の際に基点として認知されるものであれば十分である。

次に図１に示すように第３光学素子４の段差部４２の上に、所定の内径及び段差部４２の外径とほぼ等しい外径を有するドーナツ状の後絞り部材５９を載置する。この後絞り部材５９と後述する中絞り部材６０は、例えばカーボンブラックを練り込んだポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの合成樹脂フィルムの表面にサンドブラストなどによって凹凸マット処理をし、更に黒色の遮光性塗料を塗布したもので、画像内に入り込む不要な光を除去し、いわゆるゴーストフレアの発生を抑制するために使用され、本来の絞りの機能は持たない。

また、第３光学素子４の接着剤溜め部４３には、接着剤６１が注入される。接着剤６１としては、例えばアクリル系樹脂やエポキシ系樹脂などの光硬化性接着剤やエポキシ系樹脂などの熱硬化性の接着剤が用いられる。本実施形態では光学素子が透明体であることから、光学素子上から紫外線を照射することにより容易に接着可能な紫外線硬化性樹脂を使用している。液状の接着剤６１は、注射針状のディスペンサーにより接着剤溜め部４３に過不足なく規定量注入される。接着剤６１の注入が終わると、前記ステージ上に載置されている第２光学素子３をカメラレンズ２１の真下に移動させる。

図１９に示すように第２光学素子３は第１の光学機能面２６側を上にして、前記ステージ上で屈曲部３６を利用して画像処理により、第２光学素子３の光軸Ｏ２の位置を画像上で認識し、さらに前記第３光学素子４の際に認識記録したレンズ側基準部４８ａ，４８ｂの位置と合うように、第２光学素子３をステージの移動を調整して第２光学素子３の第３光学素子４への積み重ね位置を設定する。

そして第３光学素子４の上に第２光学素子３を載置する作業に移る。図１９と図２０は、第２光学素子３を吸引装置６２で吸引する様子を示す図である。吸引装置６２には、３本の吸引孔６３ａ,６３ｂ,６３ｃが三叉状に設けられ、それらの先端部に吸引口６４ａ,６４ｂ,６４ｃがそれぞれ形成されている。

図１９に示すように第２光学素子３は第１の光学機能面２６側を上にして積み重ね位置を画像処理上で認識設定された状態でステージ６５（図２０参照）上に置かれており、その上に吸引装置６２が降下し、図１２に示すように第２光学素子３の一方の接着剤溜め部３２上に吸引口６４ａが乗り、他方の接着剤溜め部３２上に吸引口６４ｂが乗る。吸引口６４ａ，６４ｂは接着剤溜め部３２より広い面積を有しているため、溝状の接着剤溜め部３２があっても吸引には支障をきたさない。吸引口６４ｃは、図１２に示すように第２光学素子３のゲート部３５と反対側のフランジ部３０上を吸着する。

第２光学素子３は、吸引装置６２によって吸引された状態で上昇する。吸引装置６２は、撮像装置による撮像に支障のない配置、形状となっている。図示していないが、吸引装置６２や撮像装置の付近には接着剤の注入装置や紫外線照射装置なども配置されている。

第２光学素子３が上昇した状態で今度は前記ステージが移動して前述の第３光学素子４の光軸Ｏ３が認識された位置に戻り、吸引装置６２により吸引された第２光学素子４の真下に来る。第３光学素子４は第２光学素子３の外径より大きく、第３光学素子４のレンズ側基準部４８ａ，４８ｂは第２光学素子３の上からでも監視できるから、このレンズ側基準部４８ａ，４８ｂを光学的に検出しながら第２光学素子３を第３光学素子４上に設定する。その結果、前記データ処理により認識された第３光学素子４の光軸Ｏ３と第２光学素子３の光軸Ｏ２が一致することになる。

第２光学素子３を降下させると、第２光学素子３の突出部３３を第３光学素子４の段差部４２に嵌合し、第３光学素子４の接着剤溜め部４３に注入している接着剤６１に紫外線を照射して、第３光学素子４と第２光学素子３を一体に接着する。

次に第２光学素子３の段差部３１の上に中絞り部材６０（図１参照）を乗せ、第２光学素子３の接着剤溜め部３２に接着剤６１を注入し、後は第２光学素子３の場合と同様に第１光学素子２を吸引装置６２で持ち上げる（図２１）。続いて第２光学素子３を第３光学素子４に載置したときと同様の手順で第１光学素子２の光軸Ｏ１を求め、この光軸Ｏ１が第３光学素子４の光軸Ｏ３と一致するように第２光学素子３を積層した第３光学素子４を移動させて、第２光学素子３の上に第１光学素子２を積層する。

第１光学素子２の光軸Ｏ１を第３光学素子４の光軸Ｏ３（第２光学素子３の光軸Ｏ２）と合わせる場合も、第３光学素子４のレンズ側基準部４８ａ，４８ｂを光学的に検知して行う。そのため、第３光学素子４の外径は第１光学素子２および第２光学素子３の外径よりも大きく、各光学素子を積層した際に第３光学素子４の基準部４８が第１光学素子２および第２光学素子３から露呈するようになっている。

本実施形態の場合、第１光学素子２の外径は５.７ｍｍ，第２光学素子３の外径は５.９ｍｍ，第３光学素子４の外径は６.４ｍｍで、第３光学素子４のレンズ側基準部４８ａ，４８ｂは，第３光学素子４の設計上の中心位置から３.０５ｍｍの位置に設けられており、各光学素子を積層した際に第３光学素子４の基準部４８ａ，４８ｂが第１光学素子２および第２光学素子３から露呈するように設計されている。

このようにして第１〜３光学素子２〜４を組み合わせて素子積層体５が構成され、それが収納部材６内に挿入されて固定される。その際最上段にある第１光学素子２の接着剤溜め部１４に接着剤６１が注入され、ステージが移動して収納部材６がカメラレンズ２１の真下に来る。収納部材６は絞り部５０側を上にしてステージ上にセットされており、収納部材６を吸引装置６２で持ち上げ、収納部材６の透孔５２を撮像し、それに基づいて透孔５２の中心Ｏ４を求める。

そして素子積層体５をその収納部材６の真下に移動し、レンズ側基準部４８ａ，４８ｂを光学的に検知しながら、素子積層体５の光軸Ｏ１〜Ｏ３が透孔５２の中心Ｏ４と一致すように位置調整して、収納部材６を降下させて素子積層体５と収納部材６とを接着剤６１で接着する。従って収納部材６の絞り部５０の内面が素子積層体５の取付け基準面となる。

光学素子２,３と収納部材６の上昇、下降動作は１つの吸引装置６２によってなされるから、光学素子２,３ならびに収納部材６は共通の吸着面を有している。

前述の例では収納部材６の透孔５２を撮像し、それに基づいて透孔５２の中心Ｏ４を求めたが、収納部材６の透孔５２と収納部材側基準部５７ａ，５７ｂを撮像し、それからの座標情報に基づいて図１８に示す収納部材６の中心Ｏ４と収納部材側基準部５７ａ，５７ｂの位置、中心Ｏ４と収納部材側基準部５７ａとの距離、中心Ｏ４と収納部材側基準部５７ｂとの距離、ならびに収納部材側基準部５７ａと中心Ｏ４と収納部材側基準部５７ｂがなす角度などを演算して、これらの情報に基づいて素子積層体５との光軸合わせをすることもできる。

また前述の例では、まず素子積層体５を構成し、これを収納部材６に挿入したが、光学素子２〜４を１枚ずつ収納部材６に挿入して、収納部材６の中で素子積層体５を構成することもできる。この場合は、収納部材６の透孔５２での中心Ｏ４と、各光学素子２〜４の光軸Ｏ１〜Ｏ３を個別に求めて、光軸の位置合わせをしながら光学素子２〜４を１枚ずつ収納部材６に挿入する。

なお、前記実施形態では第1〜３光学素子２〜４の光軸Ｏ１〜Ｏ３を前述のように画像処理によって求めているが、第１光学素子２は前述の画像処理を使用することなく、そのフランジ部外径と収納部材６の段差での嵌合等の他の光軸検出手段により行い、その上に積層される第２,第３光学素子３，４を前述の画像処理でその光軸を求め、その光軸と第１光学素子２の光軸Ｏ１が一致するように組み込むことができる。

図１に示すように素子積層体５を接着した後、収納部材６の開口部に積層体押さえ部材７が装着され、収納部材６と積層体押さえ部材７の間も接着剤（図示せず）で連結される。なお、素子積層体５の形成は、接着剤によらずレーザー光等を使用して光学素子のフランジ部を溶融接着することもできる。

このようにして組み立てが完了した光学ユニット１が図１に示されており、同図に示すように光学素子２〜４の各光学機能面は隙間をおいて組み合わせられるとともに、収納部材６の筒状部４９と素子積層体５との間には隙間５１がある。この実施形態では、隙間５１は第１光学素子２では２０μｍ、第２光学素子３では５０μｍ、第３光学素子４では８０μｍであるが、第１〜３光学素子２〜４で同一幅であってもよい。

この光学ユニット１は、図１に示すように例えば固体撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳなど）の受光面６６を有するユニット支持部材６７に螺合される。そして収納部材６の前記切欠部５４を利用して光学ユニット１を回転しながら受光面６６上に焦点を合わせ、その焦点合わせが終わると、光学ユニット１とユニット支持部材６７の螺合部に接着剤（図示せず）を流し込んで、光学ユニット１とユニット支持部材６７を一体化する。この光学ユニット１を例えばカメラに内蔵する場合、前記ユニット支持部材６７は後述のリード枠体かあるいはそれに類似した部材となる。

図２２は、光学素子の変形例を示す平面図である。この例の場合、成形金型内で光学素子を射出成形した後に成形金型から光学素子を押し出す（離型）ための押し出しピン６８が当るピン当接部６９を、光学素子の外周部に一体に成形されている。このピン当接部６９は、光学素子の設計中心を中心にして対称位置に設けられている。光学素子の成形後、このピン当接部６９はゲート部４４と共に光学素子から切除される。

図２３はこの光学ユニット１を組み込んだカメラ本体の断面図、図２４はそのカメラ本体の左側面図である。カメラ本体は、光学ユニット１の収納部材６と内側で螺合する円筒状のリード枠体８１と、そのリード枠体８１と内側で螺合する本体部８２と、リード枠体８１に取り付けられる枠状のレバー８３から主に構成されている。

リード枠体８１の内周面には、収納部材６の外周部に設けられたねじ部５８（図１６参照）と螺合する内側ねじ部８４が形成されている。光学ユニット１をリード枠体８１内に螺挿し、図１に示すように収納部材６を回転して受光面６６に対して焦点合わせをした後、収納部材６とリード枠体８１の間の隙間８５（図２３参照）から接着剤を流し込み、収納部材６とリード枠体８１を一体に接着する。

リード枠体８１の一方の開口部付近に、受け部８６と２つの爪部８７とが設けられている。この受け部８６と２つの爪部８７とにより前記レバー８３をリード枠体８１にスナップイン嵌合して、リード枠体８１とレバー８３とを連結する。リード枠体８１の外周部には、外側ねじ部８８が形成されている。

図２５は本体部８２の断面図、図２６は本体部８２の左側面図、図２７は本体部８２の右側面図である。なお、図２５は図２６Ｆ―Ｆ上の断面図である。本体部８２の内周部にはリード枠体８１の外側ねじ部８８と螺合するねじ部８９が形成され、ねじ部８９の近くにフィルター取付け部９０が設けられている。このフィルター取付け部９０の外側に撮像素子収納凹部９２が設けられている。図２４と図２６に示すように、本体部８２の一端には、レバー８３の操作端９３の基端部９４が当接する２つのストッパー部９５ａ,９５ｂが所定の間隔をおいて設けられている。

図２３に示すように、本体部８２のフィルター取付け部９０とリード枠体８１の開口端の間に板バネなどの弾性部材９６が介在されて、リード枠体８１を図２３の左方向に押圧するようになっている。本体部８２のフィルター取付け部９０には、可視光線より長波長の赤外領域の光をカットすると共に、モアレ縞をなくすための、水晶の位相差板に代表される特定の周波数以上をカットするローバンドパスフィルターの機能を備えたフィルター９７が取付けられる。また、本体部８２の撮像素子収納凹部９２には、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどからなる固体撮像素子９８が収納される。

前述のように光学ユニット１は、リード枠体８１を介してレバー８３と一体に連結され、本体部８２に回動可能に支持されている。そしてこのカメラ本体は、対物距離が長い無限遠モードと、対物距離が短い（本実施形態では５０ｍｍ）接写モードとの切替えができるようになっている。図２３（ａ）は無限遠モード時の状態を示しており、光学ユニット１と固体撮像素子９８との間隔Ｇが比較的短く（本実施形態では２．４ｍｍ）、図２３（ｂ）は接写モード時の状態を示しており、光学ユニット１と固体撮像素子９８との間隔Ｇが比較的長くなっている（本実施形態では２．９ｍｍ）。

図２４に示されているように、レバー８３の操作端９３は本実施形態の場合３０度回動可能になっており、操作端９３の基端部９４が一方のストッパー部９５ａと当接した状態で図２３（ａ）に示す無限遠モードを維持しており、操作端９３の基端部９４が他方のストッパー部９５ｂと当接した状態で図２３（ｂ）に示す接写モードを維持している。

レバー８３の小さな操作角度（３０度）で光学ユニット１を所定距離（本実施形態では０．５ｍｍ）移動させるために、本実施形態では本体部８２のねじ部８９は通常の連続した１条のねじ山ではなく、図２８及び２９に示すように周方向に断続的にかつ軸方向（進み方向）にずれて複数条（本実施形態では６条）のねじ山９９が形成されており、図中の９９ａ〜９９ｆは各ねじ山９９の周方向における開始点を示している。このような複数条のねじ山９９を採用することにより、ねじ山９９を一周形成せず、１／３周程度でも安定して螺合することができる。

図２９に示すように本実施形態では、１つのねじ山９９のリード角は例えば開始点９９ａでは１２９度に設計されており、各ねじ山９９の断面形状は図３０に示すように台形になっており、リード枠体８１の外側ねじ部８８（断面形状台形）と噛み合っている。図２３に示すようにリード枠体８１の一方の開口端と本体部８２のフィルター取付け部９０との間に介挿した弾性部材９６の弾性付勢力Ｆは、図３０に示すように外側ねじ部８８に作用して本体部８２のねじ山９９（ねじ部８９）に密着し、ねじ部８８，８９間の軸方向のがた、所謂バックラッシをなくしている。このようにねじ山９９の断面形状を台形とすることにより、軸方向の破壊強度を増すことができる。

このカメラの組み付け順序は次の通りである。最初に固体撮像素子９８をプリント基板（図示せず）に実装し、フィルター９７を取付けた本体部８２をそのプリント基板の固体撮像素子９８上に熱硬化性樹脂を用いて固定する。

次に弾性部材９６を本体部８２内に挿入し、リード枠８１を本体部８２にねじ込み、リード枠８１にレバー８３をスナップイン嵌合する。レバー８３を一方向に回動し、図２４に示すようにレバー８３の基端部９４をストッパー９５ａまたはストッパー９５ｂに当接した状態、すなわち焦点距離無限遠モードあるいは接写モードにする。

ついで光学ユニット１をリード枠８１内にねじ込み、光学ユニット１を通して固体撮像素子９８に受光されたテスト画像を見ながら最適の焦点距離になるように光学ユニット１の位置を調整し、最適の焦点距離になると光学ユニット１とリード枠体８１のねじ部の隙間８５から紫外線硬化樹脂を注入し、紫外線を硬化させて光学ユニット１とリード枠８１を一体に連結して組み立てを終了する。

この組み立て方法では、レバー８３を回動して焦点距離無限遠モードあるいは接写モードにした後、光学ユニット１をリード枠８１にねじ込んだが、リード枠８１を本体部８２にねじ込んだ後に光学ユニット１をリード枠８１にねじ込んだり、あるいは予め光学ユニット１をリード枠８１にねじ込み、そのリード枠８１を本体部８２にねじ込んだりすることもできる。ただし、光学ユニット１とリード枠体８１の接着は、いずれの方法もレバー８３の基端部９４とストッパー９５ａまたはストッパー９５ｂに当接した状態でテスト画像を見ながら最適な焦点距離位置で固定する。

図３１は第３光学素子４の変形例を示す拡大平面図、図３２は図３１Ｇ−Ｇ線上の断面図、図３３は図３１のＨ部の拡大図である。図１４に示す第３光学素子４の場合、フランジ部４１の平面上に凸状のレンズ側基準部４８ａ,４８ｂを設けたが、この変形例ではこのレンズ側基準部４８ａ,４８ｂを設けないで、第３光学素子４の外周縁に形成されるエッジ部７１ａ,７１ｂをレンズ側基準部として利用する。

このエッジ部７１ａ,７１ｂは、第３光学素子４における円弧状の外周縁から直線状のゲートカット部面４４ａにかけて傾斜したカット面７２を形成すると、図３３に明確に示されているようにほぼ円周状の外周縁と直線状のゲートカット部面４４ａの繋がり部（ゲートカット部面４４ａの両端部）に直線状のエッジ部７１ａ，７１ｂが必然的に形成される。

このような直線状のエッジ部７１ａ，７１ｂを基準部とするときは、前述の凸状や凹状の基準部に比べ光学素子の光学特性に悪影響を及ぼさず光学素子の積層時の傾きなどが生じ難くなり好ましい。このようなエッジ部での基準部としてはカット面７２の幅ｄが０．０１ｍｍ以上あれば充分に検出し得るが、光学素子の厚みなどを考慮して０．１ｍｍ以下とするのがよい。

図３４は、光学ユニット組立装置の概略構成図である。同図に示すように縦方向に配置されたべース部材１０１の片面にレール１０２が固定され、そのレール１０２上に組立ヘッド１０３が上下動可能に取り付けられている。

組立ヘッド１０３は、ヘッド本体１０４と、そのヘッド本体１０４に対して上下動可能に取り付けられたスライダ１０５と、そのスライダ１０５の下部に取りつけられた吸引装置６２と、前記ヘッド本体１０４を連結して前記レール１０２上を摺動する駆動部１０６とから構成されている。

本実施形態の場合、駆動部１０６は磁極部１０７を有し、前記レール１０２側に多数の励磁コイル（図示せず）を敷設して、磁極部１０７と励磁コイルでリニアパルスモータを構成している。本実施形態では組立ヘッド１０３の上下動をリニアパルスモータで行っているが、空気圧或いは油圧を用いて上下動することもできる。

図示していないがヘッド本体１０４に対するスライダ１０５の上下動は、空気圧或いは油圧を用いて行っている。このように流体圧系統（空気圧或いは油圧系統）を用いれば、吸着時に光学素子２（３，４）ヘダメージを与える心配がなく、しかも上下動の動作が円滑である。前記吸引装置６２は、真空ポンプ（図示せず）に接続されている。

光学素子２（３，４）の大まかな上下動は、駆動部１０６で組立ヘッド１０３の全体を上下動することによって行われる。一方、光学素子２（３，４）の吸着時ならびにステージ上に設置されている光学素子の上から他の光学素子を接着するときには、ヘッド本体１０４の位置を固定して、前述の流体圧系統（空気圧或いは油圧系統）によりスライダ１０５を微小下降して行う。

図３４に示されているように、組立ヘッド１０３の上方にはカメラレンズ２１が固定されており、光学素子２（３，４）の光軸を求める際に組立ヘッド１０３の一部がカメラレンズ２１と光学素子２（３，４）を結ぶ光路１０８上にあって邪魔になる。そのため本実施形態に係る組立ヘッド１０３（スライダ１０５）は、その光路１０８上にあたる箇所に縦に貫通した溝部１０９を形成している。

前記実施形態では光学ユニットをカメラ付き携帯電話機に適用する場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば画像読取装置、画像形成装置、内視鏡、デジタルカメラ、テレビドアホン、車載用画像センサーなど他の技術分野にも適用可能である。

本発明の実施形態に係る光学ユニットの断面図である。 第１光学素子の拡大平面図である。 図２Ａ―Ａ線上の断面図である。 第１光学素子における屈曲部付近の要部拡大断面図である。 屈曲部を利用して光学素子の光軸中心を求めるためのシステム構成図である。 光学素子の撮像画像図である。 他の光学素子の撮像画像図である。 光学素子における他の屈曲部付近の要部拡大断面図である。 光学素子における他の屈曲部付近の要部拡大断面図である。 光学素子における他の屈曲部付近の要部拡大断面図である。 光学素子における他の屈曲部付近の要部拡大断面図である。 第２光学素子の拡大平面図である。 図１２Ｂ―Ｂ線上の断面図である。 第３光学素子の拡大平面図である。 図１４Ｃ―Ｃ線上の断面図である。 収納部材の断面図である。 収納部材の左側面図である。 収納部材の右側面図である。 吸引装置で第２光学素子を吸引する様子を示す平面図である。 吸引装置で第２光学素子を吸引する様子を示す側面図である。 吸引装置で第１光学素子を吸引する様子を示す平面図である。 光学素子の変形例を示す拡大平面図である。 カメラ本体の断面図である。 カメラ本体の左側面図である。 本体部の断面図である。 本体部の左側面図である。 本体部の右側面図である。 本体部のねじ山の配置を示す一部斜視図である。 本体部のねじ山の開始位置を示す図である。 本体部のねじ部とリード枠体のねじ部の噛合状態を示す拡大断面図である。 第３光学素子の変形例を示す拡大平面図である。 図３２Ｇ―Ｇ線上の断面図である。 図３２Ｈ部の拡大図である。 光学ユニット組立装置の概略構成図である。

符号の説明

１：光学ユニット、２：第１光学素子３：第２光学素子、４：第３光学素子、５：素子積層体、６：収納部材、７：積層体押さえ部材、８：第１の光学機能面、９：第１の光学機能面の範囲、１０：第２の光学機能面、１１：第２の光学機能面の範囲、１２：フランジ部、１３：突出部、１４：接着剤溜め部、１５：ゲート部、１５ａ：ゲートカット面、１６：平面部、１７：屈曲部、１８：光源、１９：光、２０：ハーフミラー、２１：カメラレンズ、２２：固体撮像素子、２３：パーソナルコンピュータ、２４：撮像画像、２５：表示画面、２６：第１の光学機能面、２７：第１の光学機能面の範囲、２８：第２の光学機能面、２９：第２の光学機能面の範囲、３０：フランジ部、３１：段差部、３２：接着剤溜め部、３３：突出部、３４：屈曲部、３５：ゲート部、３５ａ：ゲートカット面、３６：屈曲部、３７：屈曲部、３８：第１の光学機能面、４０：第２の光学機能面、４１：フランジ部、４２：段差部、４３：接着剤溜め部、４４：ゲート部、４４ａ：ゲートカット面、４５：屈曲部、４６：屈曲部、４７：屈曲部、４８：レンズ側基準部、４９：筒状部、５０：絞り部、５１：隙間、５２：透孔、５３：拡大部、５４：切欠部、５５：光学ユニット取り付け基準部、５６：微細な凹凸、５７：収納部材側基準部、５８：ねじ部、５９：後絞り部材、６０：中絞り部材、６１：接着剤、６２：吸引装置、６３：吸引孔、６４：吸引口、６６：受光面、６７：ユニット支持部材、６８：押し出しピン、６９：ピン当接部、７１：エッジ部、７２：カット面、８１：リード枠体、８２：本体部、８３：レバー、８４：内側ねじ部、８５：隙間、８６：受け部、８７：爪部、８８：外側ねじ部、８９：ねじ部、９０：フィルター取付け部、９２：撮像素子収納凹部、９３：操作端、９４：基端部、９５：ストッパー部、９６：弾性部材、９７：フィルター、９８：固体撮像素子、９９：ねじ山、１０１：ベース部材、１０２：レール、１０３：組立ヘッド、１０４：ヘッド本体、１０５：スライダ、１０６：駆動部、１０７：磁極部、１０８：光路、１０９：溝部、Ｏ１：第１光学素子の光軸、Ｏ２：第２光学素子の光軸、Ｏ３：第３光学素子の光軸、Ｒ：屈曲部の曲率半径、Ｌ：フランジ部の幅方向の中心線。

Claims (12)

1. 複数の光学素子を積層して構成する光学ユニットの組み立て方法において、
   前記複数の光学素子のうちの1つの光学素子の光軸を求め、
   光学機能面の外周に光学素子面上での平面形状が円状の屈曲部を有する少なくとも1つの他の光学素子に光を照射し、その反射光を撮像素子で受光して撮像画像を得て、その撮像画像中の前記屈曲部によって形成された検出円上の複数の座標情報に基づいて当該他の光学素子の光軸を求めて、
   前記１つの光学素子と他の光学素子を相対的に移動しながら、両光学素子の光軸を合わせることを特徴とする光学ユニットの組み立て方法。
2. 光学機能面の外周に平面形状が円状の屈曲部を有する光学素子に光を照射し、その反射光を撮像素子で受光して撮像画像を得て、その撮像画像中の前記屈曲部によって形成された検出円上の複数の座標情報に基づいて当該光学素子の光軸を求めて、
   透孔を有する支持部材の前記透孔に光を照射し、その反射光を撮像素子で受光して撮像画像を得て、その撮像画像中の前記透孔によって形成された検出円上の複数の座標情報に基づいて透孔の中心を求めて、
   前記光学素子と支持部材を相対的に移動させて、光学素子の光軸と支持部材の中心とを合わせて光学素子を支持部材に取り付けたことを特徴とする光学ユニットの組み立て方法。
3. 請求項１記載の光学ユニットの組み立て方法において、前記複数の光学素子は、その外径が積層順に小径とされ、最下層の光学素子の表面には、光学素子の積層時に露出する基準部が形成されており、
   この基準部と最下層の光学素子の光軸との位置関係とこの基準部と最下層の光学素子上に積層される他の光学素子の光軸との位置関係が一致するように、前記最下層の光学素子と他の光学素子とを相対的に移動させて、最下層の光学素子の光軸と他の光学素子の光軸とを合わせることを特徴とする光学ユニットの組み立て方法。
4. 請求項３記載の光学ユニットの組み立て方法において、前記基準部は、離れて２箇所以上形成されていることを特徴とする光学ユニットの組み立て方法。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項記載の光学ユニットの組み立て方法において、前記光学素子の光学機能面の外郭屈曲部を利用することを特徴とする光学ユニットの組み立て方法。
6. 請求項１ないし５のいずれか１項記載の光学ユニットの組み立て方法において、前記屈曲部の曲率半径が１．０ｍｍ以下であることを特徴とする光学ユニットの組み立て方法。
7. 請求項１ないし６のいずれか１項記載の光学ユニットの組み立て方法によって組み立てられたことを特徴とする光学ユニット。
8. 光学素子に光を照射する光源と、
   光学機能面の外周に平面形状が円状の屈曲部を有する光学素子に、前記光源から出射される光を平行光にして照射するレンズ部材と、
   前記光学素子に照射された光の反射光を受光する撮像素子と、
   この撮像素子によって得られた前記屈曲部による検出円からその円の中心位置を当該光学素子の光軸位置として求める演算手段と
   を備えたことを特徴とする光学素子の光軸検出装置。
9. 請求項８記載の光学素子の光軸検出装置において、前記光学素子とレンズ部材と撮像素子が同軸上に配置されていることを特徴とする光学素子の光軸検出装置。
10. 光学素子に光を照射する光源と、
    光学機能面の外周に平面形状が円状の屈曲部を有する光学素子に、前記光源から出射される光を平行光にして照射するレンズ部材と、
    前記光学素子に照射された光の反射光を受光する撮像素子と、
    この撮像素子によって得られた前記屈曲部による検出円からその円の中心座標を当該光学素子の光軸座標として求める演算手段と
    この光軸座標を記憶する記憶手段と、
    記憶した第１の光学素子の光軸座標と第２の光学素子の光軸座標を合わすように第１の光学素子と第２の光学素子を相対的に移動して両光学素子を積層する積層手段と
    を備えたことを特徴とする光学ユニットの組立装置。
11. 請求項１０記載の光学ユニットの組立装置において、前記演算手段により、前記第１の光学素子に形成された基準部の座標とその光学素子の光軸座標との位置関係と、前記第２の光学素子の光軸座標と前記第１の光学素子の基準部との位置関係を演算で求め、
    前記記憶手段に、前記第１の光学素子の基準部の座標とその光学素子の光軸座標との第１の位置関係情報と、前記第２の光学素子の光軸座標と前記第１の光学素子の基準部の座標との第２の位置関係情報を記憶させ、
    記憶した前記第１および第２の位置関係情報に基づいて前記積層手段により第１の光学素子と第２の光学素子を積層することを特徴とする光学ユニットの組立装置。
12. 請求項１０または１１記載の光学ユニットの組立装置において、前記光学素子とレンズ部材と撮像素子が同軸上に配置されていることを特徴とする光学ユニットの組立装置。

Images