JP3547647B2

JP3547647B2 - 接合レンズの調芯装置

Info

Publication number: JP3547647B2
Application number: JP16680599A
Authority: JP
Inventors: 憲司山口
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 1999-06-14
Publication date: 2004-07-28
Anticipated expiration: 2019-06-14
Also published as: JP2000352647A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は接合レンズの調芯装置にかかり、詳しくは、一対の光学レンズを光軸合わせしながら接合する際などに使用される接合レンズの調芯装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、一対の光学レンズを光軸合わせして接合する際などには、特開平４−２４８５０７号公報で開示されたような接合レンズの調芯装置が使用されており、この調芯装置は図７で示すような構成を有している。すなわち、図７中の符号５１，５２は光軸合わせされるべき第１レンズ体及び第２レンズ体、５３は偏芯顕微鏡、５４は自然光を照射する光源、５５はコリメーターレンズ、５６はレンズホルダー、５７，５８は第１レンズ体５１を回転させるための回転ローラ及びＯリング、５９，６０は第２レンズ体５２をその両側から挟み込んで摺動させる一対の押さえ板であり、６１は対物レンズ、６２はＣＣＤカメラである。
【０００３】
そして、光源５４から照射された光は十字チャートを具備したコリメーターレンズ５５を通過しながら平行化されたうえでレンズ面同士が対面しあった第１レンズ体５１及び第２レンズ体５２を透過し、これらを透過した十字チャート像は対物レンズ６１でもって捕捉されることになっている。なお、対物レンズ６１で捕捉され、かつ、ＣＣＤカメラ６２で撮影された十字チャート像は制御手段である画像処理装置６３へと送信されることになり、光軸が一致したか否かを判定する画像処理装置６３はドライバ６４を介したうえで対物レンズ６１及びＣＣＤカメラ６２の駆動機構であるＺ軸ステージ６５、回転手段を構成するステッピングモータ６６、摺動手段を構成するＸＹ軸ステージ６７それぞれの動作を制御している。
【０００４】
また、レンズホルダー５６上に載置された下側の第１レンズ体５１は、回転ローラ５７に外嵌された断面視円形状のＯリング５８でもってレンズ面の外周方向に沿いながら回転させられることになっており、回転している第１レンズ体５１は、そのレンズ面の外周方向とは交差する方向から第１レンズ体５１を受け止めるべく設けられた位置規制手段である固定用Ｖ型規制板６８でもって位置規制されている。一方、レンズ面同士が対面する状態で第１レンズ体５１上に載置された第２レンズ体５２は第１レンズ体５１とともに回転することになり、第１レンズ体５１と第２レンズ体５２との光軸ずれをなくして光軸を一致させる際には、画像処理装置６２からの指示に基づいたうえ、押さえ板５９，６０でもって第２レンズ体５２のレンズ面を第１レンズ体５１のレンズ面に沿って摺動させることが実行される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の調芯装置においては、対面したレンズ面の拡がり方向、つまり、ＸＹ方向に沿った摺動のみによって第１レンズ体５１及び第２レンズ体５２を光軸合わせすることが実行されており、これらのレンズ面同士が平面形状であるか平面に近い形状である場合にはレンズ面と直交するＺ方向への移動を考慮する必要がないために高精度の調芯作業が可能となるが、レンズ面の曲率半径が小さいレンズ体５１，５２である場合には、押さえ板５９，６０でもって摺動させられる第２レンズ体５２のＺ方向に沿った移動をも考慮しなければならないため、高精度の調芯作業を行うことが困難となっている。
【０００６】
また、従来の構成では、第２レンズ体５２が載置された第１レンズ体５１を断面視円形状のＯリング５８でもって回転させており、レンズ面の外周方向と合致する第１レンズ体５１の外周端面を基準としながら偏芯量を測定したり位置決めしたりすることが実行されるが、このような構成である限りは、光軸がばらつくことになってしまうのが現状である。さらに、従来の調芯装置が具備している光源５４、つまり、第１レンズ体５１及び第２レンズ体５２の合成焦点像を得るための光源５４はハロゲンランプやメタハライドランプなどであるが、自然光を照射する光源５４を使用している限りは、色収差や像面湾曲収差が発生する結果として調芯精度に悪影響が及ぶことになっていた。
【０００７】
本発明はこれらの不都合に鑑みて創案されたものであり、調芯すべきレンズ体の大きさやレンズ面の曲率半径が異なっても適用が可能であり、簡単かつ安価な構成であるにも拘わらず、高精度の調芯を容易に実行し得る接合レンズの調芯装置を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる接合レンズの調芯装置は、レンズ面同士が対面させられた第１レンズ体及び第２レンズ体の光軸合わせを実行するものであって、第１レンズ体をレンズ面の外周方向に沿って回転させる回転手段と、第１レンズ体をレンズ面の外周方向とは交差する方向から受け止めて位置規制する位置規制手段と、板バネ部材と、前記板バネ部材の自由端に連結され、レンズ面同士が対面する状態で第１レンズ体上に載置された第２レンズ体を摺動させる際には第２レンズ体を保持する保持部材と、前記板バネ部材の固定端に連結され、前記板バネ部材のねじれ作用および弾性作用を伴うことにより前記板バネ部材及び前記保持部材を介して第２レンズ体を第１のレンズ体へと押し付けながら第２レンズ体を摺動させる摺動手段と、平行化されて第１レンズ体及び第２レンズ体を透過する光を照射する光源と、第１レンズ体及び第２レンズ体を透過した光の焦点像から光軸のずれを検出し、摺動手段を介して第１レンズ体及び第２レンズ体の光軸が一致するまで第２レンズ体のレンズ面を第１レンズ体のレンズ面に沿って摺動させる制御手段とを具備していることを特徴とする。上記構成によれば、レンズ体の大きさやレンズ面の曲率半径が異なっていても調芯することが可能となり、簡単かつ安価な構成であるにも拘わらず、高精度の調芯を容易に実行し得るという利点が確保される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１にかかる接合レンズの調芯装置は、第１レンズ体をレンズ面の外周方向に沿って回転させる回転手段と、第１レンズ体をレンズ面の外周方向とは交差する方向から受け止めて位置規制する位置規制手段と、板バネ部材と、前記板バネ部材の自由端に連結され、レンズ面同士が対面する状態で第１レンズ体上に載置された第２レンズ体を摺動させる際には第２レンズ体を保持する保持部材と、前記板バネ部材の固定端に連結され、前記板バネ部材のねじれ作用および弾性作用を伴うことにより前記板バネ部材及び前記保持部材を介して第２レンズ体を第１のレンズ体へと押し付けながら第２レンズ体を摺動させる摺動手段と、平行化されて第１レンズ体及び第２レンズ体を透過する光を照射する光源と、第１レンズ体及び第２レンズ体を透過した光の焦点像から光軸のずれを検出し、摺動手段を介して第１レンズ体及び第２レンズ体の光軸が一致するまで第２レンズ体のレンズ面を第１レンズ体のレンズ面に沿って摺動させる制御手段とを具備していることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２にかかる接合レンズの調芯装置は請求項１に記載したものであり、制御手段は、第１レンズ体及び第２レンズ体を透過した光の焦点像軌跡から光軸が一致すると予想される仮想位置を割り出し、摺動手段を介して仮想位置に至るまで第２レンズ体を摺動させるものであることを特徴としている。本発明の請求項３にかかる接合レンズの調芯装置は請求項１または請求項２に記載したものであり、保持部材は、第１レンズ体のレンズ面と対面するレンズ面とは対向する位置にある第２レンズ体のレンズ面を滑動不可に支持する支持部材が配設されたものであることを特徴とする。
【００１１】
本発明の請求項４にかかる接合レンズの調芯装置は請求項１または請求項２に記載したものであって、保持部材は環状を有しており、第２レンズ体をレンズ面の外周方向と交差する方向から挟み込む面取り部が内周端部に沿って形成されたものであることを特徴としている。本発明の請求項５にかかる接合レンズの調芯装置は請求項１ないし請求項４のいずれかに記載したものであって、位置規制手段は、第１レンズ体の外周縁部の離間した位置毎に当接する一対の当接部材を具備しており、これら当接部材の離間間隔は変更可能とされていることを特徴とする。本発明の請求項６にかかる接合レンズの調芯装置は請求項１ないし請求項５のいずれかに記載したものであって、光源から照射されて第１レンズ体及び第２レンズ体を透過する光は、単色光であることを特徴としている。
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
（実施の形態１）
図１は実施の形態１にかかる接合レンズの調芯装置の全体構成を示す断面図であり、図２は調芯装置が備えている調芯機構部を示す斜視図である。そして、これらの図における符号１は第１レンズ体、２は第２レンズ体、３は偏芯顕微鏡、４は自然光を照射する白熱ランプなどの光源、５は十字チャートを備えて光源４から照射された光を平行化するコリメーターレンズ、６はレンズホルダー、７はレンズ面同士が対面させられた第１レンズ体１及び第２レンズ体２の焦点距離を変更する補助レンズ、８，９は第１レンズ体１を回転させるための回転手段を構成する回転ローラ及びＯリング、１０は位置規制手段となる固定用Ｖ型規制板、１１，１１は固定用Ｖ型規制板１０上に搭載されて第１レンズ体１の外周端面の離間した位置毎に当接する当接部材として機能する一対のベアリングであり、これらのベアリング１１，１１は固定用Ｖ型規制板１０とともに位置規制手段を構成している。
【００１４】
また、図中の符号１３，１４は第２レンズ体２を摺動させる摺動手段となる環状の保持部材及び弾性部材、具体的には板バネ部材であり、１５は対物レンズ、１６はＣＣＤカメラ、１７は制御手段として機能する画像処理装置、例えば、パソコンであり、これら各種の機器や部材を用いることによって調芯装置は構成されている。そして、この際における板バネ部材１４は、水平方向及び垂直方向に沿って動作し得るよう、摺動手段として機能するＸＹＺ軸ステージ１８に対して固定端部が連結されており、かつ、第２レンズ体２を保持する保持部材１３が自由端部に取り付けられたものとなっている。なお、ここでの保持部材１３は環状を有しているが、環状である必然性はなく、必要に応じて任意の形状や材質が採用されていればよいものである。さらにまた、板バネ部材１４の形状やバネ定数などが限定されることもなく、任意の形状やバネ定数が選択された板バネ部材１４であってもよいことは勿論である。
【００１５】
すなわち、本実施の形態にかかる調芯装置は、レンズ面同士が互いに対面させられた第１レンズ体１及び第２レンズ体２の光軸合わせを実行するものであり、第１レンズ体１をレンズ面の外周方向に沿って回転させる回転ローラ８及びＯリング９と、第１レンズ体１をレンズ面の外周方向とは交差する方向から受け止めて位置規制する一対のベアリング１１，１１と、レンズ面同士が対面する状態で第１レンズ体１上に載置された第２レンズ体２を摺動させる際には第２レンズ体２を保持する環状の保持部材１３と、この保持部材１３を介して第２レンズ体２を第１のレンズ体１へと押し付ける板バネ部材１４と、保持部材１３及び板バネ部材１４を介して第２レンズ体２を摺動させるための摺動手段として機能するＸＹＺ軸ステージ１８と、コリメーターレンズ５によって平行化されたうえで第１レンズ体１及び第２レンズ体２を透過する光を照射する光源４と、第１レンズ体１及び第２レンズ体２を透過した光の焦点像から光軸のずれを検出し、ＸＹＺ軸ステージ１８を介して第１レンズ体１及び第２レンズ体２の光軸が一致するまで第２レンズ体２のレンズ面を第１レンズ体１のレンズ面に沿って摺動させる制御手段であるところのパソコン１７とを具備している。
【００１６】
なお、ここでの回転ローラ８に外嵌されるＯリング９はゴムなどのような柔軟素材から作製されたものであり、図１におけるＯリング９は断面視矩形状を有しているが、図２で示すような従来同様の断面視円形状を有するＯリング９であってもよいことは勿論である。但し、断面視矩形状である際には、断面視円形状である場合よりも良好な摩擦状態が第１レンズ体１の外周端面との間で確保される結果、第１レンズ体１の回転がスムーズになると考えられる。また、ここでのパソコン１７が、第１レンズ体１及び第２レンズ体２を透過した光の焦点像軌跡から光軸が一致すると予想される仮想位置を割り出し、ＸＹＺ軸ステージ１８を介して仮想位置に至るまで第２レンズ体２を摺動させるものであってもよいことは勿論である。
【００１７】
つぎに、本実施の形態にかかる調芯装置の動作を説明する。まず、レンズホルダー６上に載置された下側の第１レンズ体１は、回転ローラ８に外嵌されたＯリング９でもってレンズ面の外周方向に沿いながら回転させられることになり、回転している第１レンズ体１の外周端面は固定用Ｖ型規制板１０上の離間した位置毎に搭載された一対のベアリング１１，１１でもって位置規制される。なお、第１レンズ体１及び第２レンズ体２の調芯を実行し、これらのレンズ体１，２同士を接合する際には、第１レンズ体１のレンズ面上に紫外線硬化型などの接着剤を予め滴下しておくことが行われる。さらに、この際、レンズ面同士が対面する状態として第１レンズ体１上に第２レンズ体２を載置すると、載置された第２レンズ体２は第１レンズ体１とともに回転することになり、光源４から照射された光はコリメーターレンズ５及び補助レンズ７を通過し、平行光となったうえでレンズ面同士が対面しあった第１レンズ体１及び第２レンズ体２を透過することになる。
【００１８】
そして、第１レンズ体１及び第２レンズ体２を透過した光の十字チャート像は接合レンズの偏芯量と対応した直径を有する円輪状の焦点像軌跡を対物レンズ１５上で描くことになり、対物レンズ１５によって捕捉され、かつ、ＣＣＤカメラ１６によって撮影された十字チャート像は画像処理装置であるパソコン１７へと送信される。さらに、送信されてきた十字チャート像はパソコン１７の画像メモリへと入力されることになり、サンプリングタイム毎における焦点像の認識を実行し、光軸が一致したか否かを判定しているパソコン１７が、光軸が一致していないと判定している限りは、光軸が一致するまでドライバ１９を介したうえ、回転手段を構成するサーボモータ２１と、摺動手段を構成するＸＹＺ軸ステージ１８とのそれぞれをフィードバック制御によって動作させる。
【００１９】
そのため、第１レンズ体１と第２レンズ体２との光軸ずれをなくして光軸を一致させる場合には、パソコン１７からの指示に基づいたうえでＸＹＺ軸ステージ１８に連結された板バネ部材１４がＸＹ方向及びＺ方向に沿って動作することになり、この板バネ部材１４のねじれ作用や弾性作用に伴って保持部材１３は、例えば、０．５μｍずつというように、第２レンズ体２のレンズ面を第１レンズ体１のレンズ面に沿って摺動させることになる。なお、パソコン１７でもって光軸が一致したと判定されるのは、第１レンズ体１及び第２レンズ体２を回転させているにも拘わらず、対物レンズ１５上で十字チャート像が移動しなくなったときである。
【００２０】
ところで、本実施の形態にかかる調芯装置を従来の調芯装置と比較したうえでの性能比較試験を実行してみたところ、以下のような結果が得られている。すなわち、まず、レンズ面が対面しあった一対のレンズ体からなるビデオカメラ用の接合レンズを作製することとし、性能比較試験に先立っては、外直径が８ｍｍ、コバ厚みが２ｍｍであり、単品としての偏芯量が１分以内に収まる両凹レンズを第１レンズ体１（５１）とし、また、外直径が６．３ｍｍ、外周端面の厚みであるコバ厚みが１．５ｍｍ、接合されるレンズ面の曲率半径が３．８ｍｍであって単品としての偏芯量が１分以内に収まる正メニスカスレンズを第２レンズ体２（５２）として用意したうえ、粘性が１０００ＣＰＳの紫外線硬化樹脂を接着剤として用意した。そして、従来構成とされた調芯装置を使用して数十個の接合レンズを作製してみたところ、偏芯量が３分以上にもなって調芯精度の悪いものが発生し、また、押さえ板５９，６０から第２レンズ体５２が外れる結果として調芯が不可能となるものも発生した。
【００２１】
一方、本実施の形態で説明した調芯装置における保持部材１３の外直径を５．６ｍｍ、内直径を３．８ｍｍ、厚みを０．５ｍｍとし、かつ、板バネ部材１４のバネ定数を１．３ｇ／ｍｍとしたうえ、この調芯装置を使用することによって上記同様の構成とされた接合レンズを作製してみた。なお、この際における補助レンズ７は平凸レンズ、つまり、一方側のレンズ面が平面でありながらも他方側レンズ面の曲率半径が５ｍｍとされた平凸レンズであり、また、接合レンズの最小有効光線径が３．８ｍｍとなることから、レンズホルダー６の内直径と補助レンズ７の有効光線径とは予め３．８ｍｍ以上となるように調整されている。その結果、本実施の形態にかかる調芯装置であれば、調芯時に要する作業時間が偏芯量の測定に３秒、調芯に１秒であるに過ぎないばかりか、いずれの接合レンズにおける調芯精度も３０秒以内に収まっており、高い調芯精度を確保し得ることが確認された。したがって、本実施の形態にかかる調芯装置を使用する限りは、レンズ面の曲率半径が小さい接合レンズの調芯であっても高精度な調芯が可能であることが理解される。
【００２２】
（実施の形態２）
図３は実施の形態２にかかる調芯装置が備えている調芯機構部を示す断面図であり、図４はその変形例構成を示す断面図である。なお、本実施の形態にかかる調芯装置の全体構成は実施の形態１と同様、つまり、図１で示した通りであるから、ここでの調芯装置そのものの説明は省略することとし、図３及び図４において図１と互いに同一となる部材、部分については同一の符号を付している。
【００２３】
本実施の形態にかかる調芯装置が備える調芯機構部は、図３で示すように、レンズ面同士が対面する状態で第１レンズ体１上に載置された第２レンズ体２を必要に応じて摺動させる際に第２レンズ体２を保持する環状の保持部材１３と、この保持部材１３を介して第２レンズ体２を第１のレンズ体１へと押し付ける弾性部材である板バネ部材１４とから構成されており、板バネ部材１４は、水平方向及び垂直方向に沿って動作し得るよう、摺動手段であるＸＹＺ軸ステージ１８に対して固定端部が連結されているとともに、その自由端部には保持部材１３が取り付けられたものとなっている。
【００２４】
そして、保持部材１３の第２レンズ体２側の表面上、つまり、第２レンズ体２と対面する内側の表面上には、この保持部材１３によって第２レンズ体２を滑動不可とするための環状を有する支持部材２５、つまり、第２レンズ体２の外側に位置するレンズ面２ａと当接しあうことによって滑り止め部品としての機能を発揮する支持部材２５が配設されている。なお、支持部材２５の形状や材質が限定されることはなく、第２レンズ体２を保持部材１３でもって確実に滑動不可となし得るものでありさえすればよい。また、調芯装置が備える調芯機構部の変形例構成では、図４で示すように、環状を有する保持部材１３の内周端部に沿って所定角度の面取り部２６が形成されており、この面取り部２６によっては摺動させるべき第２レンズ体２をレンズ面の外周方向と交差する方向から挟み込むことが行われている。
【００２５】
ところで、図２で示した調芯機構部を備えてなる実施の形態１にかかる調芯装置と、図３及び図４で示した調芯機構部のそれぞれを備えてなる実施の形態２にかかる調芯装置との性能比較試験を実行したところ、以下のような結果が得られた。すなわち、ここでもビデオカメラ用の接合レンズを作製することとし、対面するレンズ面の曲率半径が３５０ｍｍと平面に近くて単品での偏芯量がともに１分以内である一対のレンズ、つまり、外直径が７ｍｍ、コバ厚みが１ｍｍである両凸レンズと、外直径が８ｍｍ、コバ厚みが０．５ｍｍである両凹レンズとを第１レンズ体１及び第２レンズ体２として用意した。なお、この際においては、保持部材１３の外直径が８ｍｍ、内直径が６．６ｍｍ、厚みが０．５ｍｍである一方、板バネ部材１４のバネ定数が４．７ｇ／ｍｍであるとし、第１レンズ体１上に載置された第２レンズ体２に対しては所定の押圧力が加わるように予め調整している。
【００２６】
そして、まず、図２で示した調芯機構部を備えてなる調芯装置を使用して接合レンズを作製してみたところ、板バネ部材１４によって第２レンズ体２に加わる押圧付勢力を調整しているにも拘わらず、第２レンズ体２の摺動が安定しないため、調芯精度の高い接合レンズを作製するのは困難であることが判明した。これに対し、図３で示した調芯機構部を備えてなる調芯装置を使用した際には、調芯時に要する作業時間が偏芯量の測定に３秒、調芯に１秒であるに過ぎず、接合レンズにおける調芯精度も３０秒以内に収まることが確認された。さらに、曲率半径の異なる複数種類の接合レンズを作製したみたところ、板バネ部材１４の加圧力に伴って多少の変動はあるものの、曲率半径が１００ｍｍ未満の調芯に際しては図３で示した調芯機構部を用いることが好ましく、また、曲率半径が１００ｍｍ以上の調芯を行う際には図４で示した調芯機構部を用いることが好ましいことが確認されている。
【００２７】
（実施の形態３）
図５は実施の形態１にかかる調芯装置が備えてなる調芯機構部を示す平面図であり、図６は実施の形態３にかかる調芯装置が備えてなる調芯機構部を示す平面図である。なお、実施の形態３にかかる調芯装置そのものの全体構成は実施の形態１と同様、つまり、図１で示した通りであるから、ここでの詳しい説明は省略することとし、図５及び図６において図１と互いに同一となる部材、部分については同一の符号を付している。
【００２８】
本実施の形態にかかる調芯装置の調芯機構部は、実施の形態１にかかる調芯機構部と同様、固定用Ｖ型規制板１０と、回転する第１レンズ体１の外周端面の離間した位置毎に当接する当接部材として機能する一対のベアリング１１，１１とから構成される位置規制手段を具備したものであるが、実施の形態１と異なるのは、固定用Ｖ型規制板１０上に搭載されたベアリング１１，１１同士の離間間隔が変更可能とされている点にある。すなわち、既に説明した実施の形態１では、図５で示すように、固定用Ｖ型規制板１０上に搭載されたベアリング１１，１１同士の離間間隔が一定とされていたが、本実施の形態にあっては、例えば、ベアリング１１，１１を結ぶ方向の長孔を固定用Ｖ型規制板１０に形成しておき、各ベアリング１１の中心軸が長孔を挿通したうえで固定用Ｖ型規制板１０に対して着脱自在で固定されたような構成（図示省略）を採用することにより、ベアリング１１，１１のそれぞれが位置変更可能な状態とされたうえで固定用Ｖ型規制板１０に取り付けられている。なお、ここでの回転ローラ８に外嵌されたＯリング９は、断面視矩形状を有するものとなっている。
【００２９】
ところで、外直径が３ｍｍで厚みが０．５ｍｍの第１レンズ体１と、外直径が４．２ｍｍで厚みが１．５ｍｍの第２レンズ体２とを用意したうえ、実施の形態１にかかる調芯装置を使用して接合レンズを作製してみたところ、以下のような不都合のあることが判明した。すなわち、実施の形態１にかかる調芯装置の調芯機構部では、ときとして断面視円形状のＯリング９から第１レンズ体１に対して十分な回転力が伝達されなくなり、第１レンズ体１とＯリング９との間における当接力Ｆ１を５００ｇ／ｃｍ^２程度としておいたのでは第１レンズ体１をスムーズに回転させることが困難となる。そこで、回転力を十分な状態で伝達する必要上、例えば、当接力Ｆ１を１ｋｇ／ｃｍ^２程度にまで上昇させてみると、第２レンズ体２が第１レンズ体１上から外れて飛散するという事態が引き起こされてしまう。
【００３０】
そして、本発明の発明者がこのような不都合の発生原因を追及してみると、実施の形態１では、図５で示すように、Ｏリング９によって回転させられる第１レンズ体１を受け止めて位置規制するベアリング１１，１１同士の離間間隔が一定であることから、各ベアリング１１の中心位置と第２レンズ体２の中心位置とで定まる相対的な角度Ａが１００゜以上となっており、当接力Ｆ１の変化が敏感に反映されるとともに、第１レンズ体１及びＯリング９間の密着度が低いためである、と考えられることが分かった。なお、図５においては、各ベアリング１１によって受け止められる当接力Ｆ１の分散力をＦ２と表記している。
【００３１】
これに対し、本実施の形態にかかる調芯装置が備える調芯機構部にあっては、図６で示すように、固定用Ｖ型規制板１０上に搭載されたベアリング１１，１１同士の離間間隔を変更可能としているので、上記した相対的な角度Ａを１００゜以下、例えば、８０゜というように小さく設定することが可能となる。そこで、第１レンズ体１との相対的な角度Ａが８０゜となるようにベアリング１１，１１の離間間隔を調整して位置設定し、かつ、断面視矩形状を有するＯリング９としたうえ、第１レンズ体１とＯリング９との間における当接力Ｆ１が０．５〜２ｋｇ／ｃｍ^２程度となるようにしながら、上記したのと同一形状を有する第１レンズ体１及び第２レンズ体２とからなる接合レンズを作製してみたところ、調芯精度の高い接合レンズを容易に作製することができた。なお、ここで使用しているベアリング１１，１１それぞれの外径や厚みなどが特定されないことも、発明者によって確認されている。
【００３２】
（実施の形態４）
実施の形態４にかかる調芯装置は、実施の形態１で説明した調芯装置と全体構成が相違していないものの、光源４から照射されてコリメーターレンズ５によって平行化されたうえ、第１レンズ体１及び第２レンズ体２を透過することになる光が単色光であることになっている。すなわち、本実施の形態にかかる調芯装置が備える光源４は、例えば、赤色ＬＥＤを用いて構成されたものとなっている。なお、ここでは、光源４そのものが赤色ＬＥＤを用いて構成されたものであるとしているが、必ずしも光源４そのものが単色光を照射するものである必然性はないのであり、自然光を照射する通常の白熱ランプなどの外周囲を赤色フィルターなどで覆ったものであってもよい。
【００３３】
ところで、既に説明した実施の形態１にかかる調芯装置では光源４が自然光を照射する白熱ランプであるとしているが、白熱ランプである光源４から照射された光がコリメーターレンズ５、補助レンズ７、第１レンズ体１及び第２レンズ体２を透過して対物レンズ１５に到達し、かつ、対物レンズ１５によって十字チャート像が捕捉される構成である場合には、対物レンズ１５のピントを合わせたとしても、ぼやけた状態の十字チャート像しか捕捉されないことがある。なお、コリメーターレンズ５の具備する十字チャートが線幅が細くなるほど、シャープで良好な十字チャート像が得られる傾向はあるものの、線幅が細くなるのに伴って十字チャートが高価となるため、このような十字チャートを利用するのは困難である。また、自然光を利用している限りは、色収差や像面湾曲収差が発生することもあった。
【００３４】
本実施の形態にかかる調芯装置は、このような不都合を解消するためになされたものであり、単色光を照射する光源４、例えば、赤色ＬＥＤである光源４を用いることが行われている。そして、本発明の発明者が性能比較試験を行ってみたところによれば、実施の形態１との比較において、色収差や像面湾曲収差が低減しており、ＣＣＤ感度特性が向上することとなる結果、対物レンズ１５で捕捉される十字チャート像がより一層鮮明となっており、光軸一致の認識精度が２倍程度にまで向上することが確認された。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる接合レンズの調芯装置によれば、調芯すべきレンズ体の大きさやレンズ面の曲率半径が異なっても適用が可能であり、簡単かつ安価な構成であるにも拘わらず、高精度の調芯を容易に実行し得るという効果が得られる。そして、特に、請求項１及び請求項２にかかる構成であれば、調芯されるレンズ面の曲率半径が小さいレンズ体や大きいレンズ体であっても、曲率半径には依存しない高精度な調芯が可能となり、接合レンズを量産する際の生産ロスを低減し得るという利点が確保される。
【００３６】
また、請求項３ないし請求項５にかかる構成であれば、第２レンズ体を確実に保持することが可能となり、厚みの厚いレンズ体や外直径の小さなレンズ体であってもスムーズに回転させ得ることとなる結果、さまざまな組み合わせの接合レンズを高歩留まりで生産することができる。さらにまた、請求項６にかかる構成であれば、色収差や像面湾曲収差が発生せず、より一層鮮明な焦点像が得られることとなる結果、調芯精度の向上を実現できるという利点が確保される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１にかかる接合レンズの調芯装置の全体構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１にかかる調芯装置が備えている調芯機構部を示す斜視図である。
【図３】実施の形態２にかかる調芯装置が備えている調芯機構部を示す断面図である。
【図４】実施の形態２にかかる調芯装置の変形例構成を示す断面図である。
【図５】実施の形態１にかかる調芯装置が備えてなる調芯機構部を示す平面図である。
【図６】実施の形態３にかかる調芯装置が備えてなる調芯機構部を示す平面図である。
【図７】従来の形態にかかる調芯装置の全体構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１第１レンズ体
２第２レンズ体
４光源
８回転ローラ
９Ｏリング
１０固定用Ｖ型規制板（位置規制手段）
１１ベアリング（位置規制手段）
１３保持部材
１４板バネ部材（弾性部材）
１８ＸＹＺ軸ステージ（摺動手段）
１７パソコン（制御手段）
２１サーボモータ

Claims

レンズ面同士が対面させられた第１レンズ体及び第２レンズ体の光軸合わせを実行する接合レンズの調芯装置であって、
第１レンズ体をレンズ面の外周方向に沿って回転させる回転手段と、
第１レンズ体をレンズ面の外周方向とは交差する方向から受け止めて位置規制する位置規制手段と、
板バネ部材と、
前記板バネ部材の自由端に連結され、レンズ面同士が対面する状態で第１レンズ体上に載置された第２レンズ体を摺動させる際には第２レンズ体を保持する保持部材と、
前記板バネ部材の固定端に連結され、前記板バネ部材のねじれ作用および弾性作用を伴うことにより前記板バネ部材及び前記保持部材を介して第２レンズ体を第１のレンズ体へと押し付けながら第２レンズ体を摺動させる摺動手段と、
平行化されて第１レンズ体及び第２レンズ体を透過する光を照射する光源と、
第１レンズ体及び第２レンズ体を透過した光の焦点像から光軸のずれを検出し、摺動手段を介して第１レンズ体及び第２レンズ体の光軸が一致するまで第２レンズ体のレンズ面を第１レンズ体のレンズ面に沿って摺動させる制御手段とを具備していることを特徴とする接合レンズの調芯装置。
請求項１に記載した接合レンズの調芯装置であって、
制御手段は、第１レンズ体及び第２レンズ体を透過した光の焦点像軌跡から光軸が一致すると予想される仮想位置を割り出し、摺動手段を介して仮想位置に至るまで第２レンズ体を摺動させるものであることを特徴とする接合レンズの調芯装置。
請求項１または請求項２に記載した接合レンズの調芯装置であって、
保持部材は、第１レンズ体のレンズ面と対面するレンズ面とは対向する位置にある第２レンズ体のレンズ面を滑動不可に支持する支持部材が配設されたものであることを特徴とする接合レンズの調芯装置。
請求項１または請求項２に記載した接合レンズの調芯装置であって、
保持部材は環状を有しており、第２レンズ体をレンズ面の外周方向と交差する方向から挟み込む面取り部が内周端部に沿って形成されたものであることを特徴とする接合レンズの調芯装置。
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載した接合レンズの調芯装置であって、
位置規制手段は、第１レンズ体の外周縁部の離間した位置毎に当接する一対の当接部材を具備しており、これら当接部材の離間間隔は変更可能とされていることを特徴とする接合レンズの調芯装置。
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載した接合レンズの調芯装置であって、
光源から照射されて第１レンズ体及び第２レンズ体を透過する光は、単色光であることを特徴とする接合レンズの調芯装置。