JP3983566B2 - 固定装置、光学組立体および固定装置の製造方法 - Google Patents
固定装置、光学組立体および固定装置の製造方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラに用いられるレンズと撮像素子（以下、単に「ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）素子」という）などの光学系部品を固定するための固定装置、それを含む光学組立体および固定装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の固定装置１０は、図１８および図１９に示すように、樹脂からなりプリント配線された回路を有するプリント基板１１と、プリント基板１１の一方の面または両面側に形成されたランド１２と、ネジ部を有する固定ピン１３と複数のレンズ１４を有するレンズ鏡筒１５と、プリント基板１１とレンズ鏡筒１５とを固定ピン１３を介して固定する固定手段１６ａ、１６ｂとを備えている。
【０００３】
プリント基板１１は、レンズ鏡筒１５を透過した光を受けるＣＣＤ素子１７を支持している。固定手段１６ａ、１６ｂは、固定ナット１８ａ、１８ｂと、ワッシャ１９ａ、１９ｂと有し、プリント基板１１に形成された貫通穴に固定ピン１３を挿入した後、ワッシャ１９ａ、１９ｂを図示のように噛ませた状態で固定ナット１８ａ、１８ｂを締め付け、固定ピン１３をプリント基板１１に固定することによりプリント基板１１とレンズ鏡筒１５とを一体的に結合している。
【０００４】
光を透過するレンズ１４を備えたレンズ鏡筒１５は、レンズ１４を通して光を透過させ、透過した光は、ＣＣＤ素子１７により映像に変わる。プリント基板１１は、固定ナット１８ａ、１８ｂとの間で固定ナット１８ａ、１８ｂにより締め付けられて固定ピン１３に固定される。
【０００５】
次に、従来の固定装置１０の製造方法を、図２０に示すフローチャートを参照して、説明する。
【０００６】
従来の固定装置１０は、図２０に示すように、仮組み工程（Ｓ１１）、治具固定工程（Ｓ１２）、通電工程（Ｓ１３）、調整工程（Ｓ１４）、固定工程（Ｓ１５）および取り外し工程（Ｓ１６）を通して製造されていた。
【０００７】
仮組み工程Ｓ１１において、まずレンズ鏡筒１５に固定された固定ピン１３を固定ナット１８ｂに挿入する。次に、固定ピン１３をプリント基板１１の貫通穴に挿入した後、固定ピン１３をワッシャ１９ａ、１９ｂに挿入する。次に、固定ピン１３を固定ナット１８ａに挿入する。
【０００８】
治具固定工程Ｓ１２において、まず、レンズ鏡筒１５を光軸方向の位置を調整する図示しない第１治具に固定する。次に、プリント基板１１を水平方向および垂直方向の位置を調整する図示しない第２治具に固定する。第１治具、第２治具は、図示しない駆動装置を備えている。
【０００９】
通電工程Ｓ１３において、ＣＣＤ素子１７の信号を出力するためにプリント基板１１に設けられた図示しないコネクタを第１治具、第２治具側の図示しないコネクタに接続することにより、ＣＣＤ素子１７が電気的に接続される。
【００１０】
調整工程Ｓ１４において、駆動装置により、レンズ鏡筒１５を光軸方向に移動させる。プリント基板１１に設けられた図示しない出力コネクタを介してＣＣＤ素子１７の出力をモニターしながらレンズ鏡筒１５のフォーカスを調整し、かつレンズ鏡筒１５を水平方向、垂直方向に移動させながらレンズ１４の光軸とＣＣＤ素子１７の中心を合わせる光軸調整を行う。
【００１１】
固定工程Ｓ１５において、２個の固定ナット１８ａ、１８ｂを、工具を用いて締め付けて固定ピン１３をプリント基板１１に固定する。
【００１２】
取り外し工程Ｓ１６において、プリント基板１１に設けられた図示しない出力コネクタを取り外す。次に、レンズ鏡筒１５およびプリント基板１１を含む固定装置１０を第１治具および第２治具から取り外す。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の固定装置１０の製造方法では、第１治具および第２治具により、フォーカス調整、光軸調整した後、プリント基板１１の両側から固定ナット１８ａ、１８ｂを固定ピン１３に締め付けてレンズ鏡筒１５をプリント基板１１に固定することができるが、固定ナット１８ａ、１８ｂを固定ピン１３に締め付ける際、摩擦力などの負荷によってレンズ鏡筒１５の光軸がプリント基板１１に対してズレ易く、均一な光軸の精度を確保することが困難であった。
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、従来必要であった固定ピンや固定ナットにネジを形成する必要のなく、レンズ鏡筒の光軸がプリント基板に対してズレ難く、均一な光軸の精度を確保することが可能な固定装置、光学組立体および固定装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る固定装置は、複数の貫通穴が形成されたプリント基板と、前記プリント基板の少なくとも一方の表面に前記貫通穴を囲んで形成された複数のランドと、前記貫通穴に挿入され半田により前記プリント基板に固定された複数の固定ピンと、前記固定ピンを囲んで前記ランドに固定され前記固定ピンを前記プリント基板に半田により固定したとき前記固定ピンを前記プリント基板に保持する複数のワッシャとを備える。本発明に係る固定装置においては、前記ワッシャが前記固定ピンを挿入するワッシャ穴を有するとともに前記ワッシャが前記ワッシャ穴の周囲に位置する内壁部を有し、前記ワッシャ穴の内径を前記固定ピンの外径よりも大きく設定し、前記固定ピンを前記プリント基板に半田により固定したとき前記ワッシャの内壁部により前記固定ピンを保持するようにし、且つ、前記ワッシャが、非対称な平面を有し、前記ワッシャの重心が前記ワッシャ穴の中心点から離隔していることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、前記固定ピンにネジを形成する作業を省くことができる。また、従来のように、固定ナットを固定ピンにネジ止めする際の摩擦力などの負荷が生じないので、レンズ鏡筒の光軸がプリント基板に対してズレ難く、均一な光軸の精度を確保することができる。
【００２６】
また、この構成により、前記ワッシャの非対称な平面のうち前記ワッシャ穴から遠い側は半田量が少なく、溶融した前記半田の収縮量は前記ワッシャの非対称な平面の他方側に溶融した前記半田の収縮量よりも小さいため、前記ワッシャの他方側が前記ワッシャのうちワッシャ穴から遠い側よりも前記固定ピンに接近して、前記ワッシャの内周部の一部と前記固定ピンとの間隔が前記ワッシャの内周部の他部と前記固定ピンとの間隔よりも狭くなることで、前記固定ピンを前記プリント基板に保持するようになるので、前記固定ピンから半田にかかる負荷を軽減することができる。
【００２７】
本発明に係る固定装置においては、前記ワッシャが有する非対称な平面は、円形部分と、前記円形部分の一部が切除された直線部とにより構成された形状を有することを特徴とする。
【００２８】
この構成により、前記ワッシャの円形部分に溶融した前記半田の収縮量は前記ワッシャの直線部分に溶融した前記半田の収縮量よりも小さいため、前記ワッシャの直線部分が前記ワッシャの円形部分よりも前記固定ピンに接近して、前記ワッシャの内周部の円形部分側と前記固定ピンとの間隔が前記ワッシャの内周部の直線部分側と前記固定ピンとの間隔よりも狭くなることで、前記固定ピンを前記プリント基板に保持するようになるので、前記固定ピンから半田にかかる負荷を軽減することができる。
【００２９】
本発明に係る固定装置においては、前記ランドが、非対称な平面によって形成されたランドパターンを有し、前記ランドの重心が前記貫通穴の中心点から離隔していることを特徴とする。
【００３０】
この構成により、前記ランドパターンの非対称な平面のうち前記貫通穴に近い側は半田量が少なく、溶融した前記半田の収縮量は前記ランドパターンの非対称な平面の他方側に溶融した前記半田の収縮量よりも小さいため、前記ランド上の前記ワッシャは、前記ワッシャの他方側が前記ワッシャの一方側よりも前記固定ピンに接近して、前記ワッシャの内周部の一部と前記固定ピンとの間隔が前記ワッシャの内周部の他部と前記固定ピンとの間隔よりも狭くなり、前記固定ピンを前記プリント基板に保持するようになるので、前記固定ピンから半田にかかる負荷を軽減することができる。
【００３１】
本発明に係る固定装置においては、前記ランドが有する非対称な平面によって形成されたランドパターンは、円形部分と、前記円形部分の一部が切除された直線部とにより構成された形状を有することを特徴とする。
【００３２】
この構成により、前記ランドパターンの直線部分に溶融した前記半田の収縮量は前記ランドパターンの円形部分に溶融した前記半田の収縮量よりも小さいため、前記ランドパターンの直線部分上の前記ワッシャがランドパターンの円形部分上の前記ワッシャよりも前記固定ピンに接近して、前記ワッシャの内周部の一部と前記固定ピンとの間隔が前記ワッシャの内周部の他部と前記固定ピンとの間隔よりも狭くなることで、前記固定ピンを前記プリント基板に保持するようになるので、前記固定ピンから半田にかかる負荷を軽減することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００４６】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の固定装置１００は、図１および図２に示すように、複数の貫通穴１０１ａが形成されたプリント基板１０１と、プリント基板１０１の少なくとも一方の表面に貫通穴１０１ａを囲んで形成された複数のランド１０２と、貫通穴１０１ａに挿入され半田１０３によりプリント基板１０１に固定された複数の固定ピン１０４とを備える。なお、本実施の形態では、プリント基板１０１のランド１０２に固定ピン１０４を半田付けし固定したが、プリント基板およびランドは、合成樹脂を本体として、その表面に図示していないが電子回路がプリント配線されているものに限らず、プリント基板と一体になった板材であればよく、その板材に銅などの金属薄膜よりなる面を形成してもよい。固定ピン１０４の軸線をプリント基板１０１の表面に対して直交させた状態を確実に保持するためには、本発明においては、図１に示すように、半田１０３が固定ピン１０４をプリント基板１０１に固定した状態においては、半田１０３の直径Ｌ、固定ピン１０４の直径ｄ、ランド１０２上の半田１０３の高さｈとすると、ｈ／ｄは０．８〜２．０、Ｌ＞ｄ＋ｈが好ましく、例えば、ｄ＝５とすればＬ＞９が好ましい。
【００４７】
固定装置１００は、さらに、固定ピン１０４をプリント基板１０１に半田１０３により固定したとき固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持する複数のワッシャ１０５を備える。
【００４８】
固定装置１００は、さらに、ワッシャ１０５が固定ピン１０４を挿入するワッシャ穴１０５ａを有するとともにワッシャ１０５がワッシャ穴１０５ａの周囲に位置する内壁部１０５ｂを有し、固定ピン１０４をプリント基板１０１に半田１０３により固定したときワッシャ１０５の内壁部１０５ｂにより固定ピン１０４を保持している。固定ピン１０４は、レンズ鏡筒１０６に固定されて、レンズ鏡筒１０６を支持するようになっており、レンズ鏡筒１０６は、複数のレンズ１０７を有し、レンズ１０７はその焦点位置が一直線になるよう、すなわち、光軸が一致するようレンズ鏡筒１０６に埋め込まれている。プリント基板１０１は、レンズ鏡筒１０６に対向するようにして撮像素子を構成するＣＣＤ素子１０８を支持しており、レンズ１０７を透光した光が映像に変換されるようになっている。
【００４９】
本発明の第１の実施の形態の固定装置１００においては、ワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの一部が固定ピン１０４に係合して、固定ピン１０４をプリント基板１０１に半田１０３により固定したときワッシャ１０５の内壁部１０５ｂにより固定ピン１０４を保持するようにしている。
【００５０】
本発明の第１の実施の形態の固定装置１００においては、ワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの一部に固定ピン１０４に接近させることにより、ワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの一部と固定ピン１０４との間隔Ａに対してワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの他部と固定ピン１０４との間隔Ｂ、すなわち間隔Ａに対して対向する間隔Ｂよりも狭くしてわずかな量の半田１０３を間隔Ａに介在させて、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようにしてもよい（図１１参照）。
【００５１】
本実施の形態によれば、固定ピン１０４にネジを形成する作業を省くことができる。また、従来のように、固定ナットを固定ピンにネジ止めする際の摩擦力などの負荷が生じないので、レンズ鏡筒１０６の光軸がプリント基板１０１に対してズレ難く、均一な光軸の精度を確保することができる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
また、本発明の第２の実施の形態の固定装置１００においては、図３および図４に示すように、ワッシャ１０５ｐが、円周方向に離隔した複数の葉状部１０５cを有し、葉状部１０５cの各々の放射方向中心線がなす角度が等角度になるようにしている。前述した複数の葉状部１０５cは、半田を円周方向、放射方向に均一に溶融させ、プリント基板１０１と固定ピン１０４の円周方向の固定強度を均一に保たせることができる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
また、本発明の第３の実施の形態の固定装置１００においては、図９に示すように、ワッシャ１０５ｑが、ランド１０２の表面１０２ｂに対し放射方向に傾斜した曲面に形成された周縁部１０５ｄを有し、ワッシャ１０５ｑとランド１０２との間に放射方向断面が楔状の空間ＳＰを形成し、空間ＳＰに半田１０３を位置させて、固定ピン１０４をプリント基板１０１により強固に固定して保持するようにしている。
【００５４】
また、本発明に係る固定装置１００においては、ワッシャ１０５ｑの周縁部１０５ｄが、ランド１０２の表面１０２ｂに対し放射方向に屈曲した面で形成されて、固定ピン１０４をプリント基板１０１により強固に固定して保持するようにしてもよい。
【００５５】
本発明の第３の実施の形態によれば、ランド１０２とワッシャ１０５ｑとの間に空間が形成されるので、光軸方向にかかる半田１０３への負荷を軽減することができる。
【００５６】
（第４の実施の形態）
また、本発明の第４の実施の形態の固定装置１００においては、図１０に示すように、ワッシャ１０５ｒが、ランド１０２に対向する表面にランド１０２に係合する凸部１０５ｅを有してもよい。
【００５７】
本実施の形態によれば、ワッシャ１０５ｒとランド１０２との間にランド１０２に平行な方向の断面が空間を形成し、この空間に半田１０３を位置させることで、ランド１０２とワッシャ１０５ｒとを強く固定することができる。
【００５８】
（第５の実施の形態）
また、本発明の第５の実施の形態の固定装置１００においては、図１１(ａ)に示すように、ワッシャ１０５ｓが、完全な対称形状ではなく、中心を通る軸に対して少なくとも１つの非対称な形状の平面を有し、ワッシャ１０５ｓの重心がワッシャ穴１０５ａの中心点から離隔している。ワッシャ１０５ｓの非対称な平面の一方側に溶融した半田１０３の収縮量は、ワッシャ１０５ｓの非対称な平面の他方側に溶融した半田１０３の収縮量よりも小さい。そのため、ワッシャ１０５ｓの他方側がワッシャの一方側よりも固定ピン１０４に接近して、ワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの一部と固定ピン１０４との間隔Ａをワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの他部と固定ピン１０４との間隔Ｂよりも狭くして、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようになる。同時に、半田１０３の表面張力および半田１０３の内部応力が均等になるようワッシャ１０５ｓを移動させて位置をずらすセルフアライメント作用が働くことで、間隔Ａをより狭くすることができる。このとき、間隔Ａには半田１０３が薄い膜となって介在してもよい（図１１（ａ）および図１２（ａ）参照）。
【００５９】
本実施の形態によれば、ワッシャ１０５ｓの非対称な平面のうちワッシャ穴１０５ａから遠い側は半田量が少なく、溶融した半田１０３の収縮量はワッシャ１０５ｓの非対称な平面の他方側に溶融した半田１０３の収縮量よりも小さいため、ワッシャ１０５ｓの他方側がワッシャのワッシャ穴１０５ａから遠い側よりも固定ピン１０４に接近して、ワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの一部と固定ピン１０４との間隔Ａに対してワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの他部と固定ピン１０４との間隔Ｂ、すなわち間隔Ａに対して対向する間隔Ｂよりも狭くしてわずかな量の半田１０３を間隔Ａに介在させて、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようにすることができる（図１１（ｂ）および図１２（ｂ）参照）。
【００６０】
（第６の実施の形態）
また、本発明の第６の実施の形態の固定装置１００においては、ワッシャ１０５ｓが有する非対称な平面は、円形部分１０５ｇと、円形部分１０５ｇの一部が切除された直線部分１０５ｈとにより構成された形状を有している（図１１および図１２参照）。ワッシャ１０５ｓの直線部分１０５ｈに溶融した半田１０３の収縮量は、ワッシャ１０５ｓの円形部分１０５ｇに溶融した半田１０３の収縮量よりも小さい。そのため、ワッシャ１０５ｓの直線部分１０５ｈがワッシャ１０５ｓの円形部分１０５ｇよりも固定ピン１０４に接近して、ワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの一部と固定ピン１０４との間隔Ａをワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの他部と固定ピン１０４との間隔Ｂよりも狭くして、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようになる。このとき、間隔Ａには半田１０３が薄い膜となって介在してもよい。
【００６１】
本実施の形態によれば、ワッシャ１０５ｓの円形部分１０５ｇに溶融した半田１０３の収縮量はワッシャ１０５ｓの直線部分１０５ｈに溶融した半田１０３の収縮量よりも小さいため、ワッシャ１０５ｓの直線部分１０５ｈがワッシャ１０５ｓの円形部分１０５ｇよりも固定ピン１０４に接近して、ワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの円形部分側と固定ピン１０４との間隔がワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの直線部分側と固定ピン１０４との間隔よりも狭くなることで、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようになるので、固定ピン１０４から半田１０３にかかる負荷を軽減することができる。
【００６２】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態の固定装置１００においては、ランド１０２ｃの形状が、非対称な形状のランドパターンであり、ランド１０２ｃの形状的な重心が貫通穴１０１ａの中心点から離隔している。
【００６３】
本発明に係る固定装置１００においては、ランド１０２ｃが有する非対称な形状のランドパターンは、円形部分１０２ｄと、円形部分１０２ｄの一部が切除された直線部１０２ｅとにより構成された形状を有する（図１３（ａ）および図１４（ａ）参照）。
【００６４】
本実施の形態によれば、ランド１０２ｃの非対称な平面のうち貫通穴１０１ａに近い側は半田量が少なく、溶融した半田１０３の収縮量はランドパターン１０２ｃの非対称な平面の他方側に溶融した半田１０３の収縮量よりも小さい。そのため、ランド１０２ｃ上のワッシャ１０５は、ワッシャ１０５の他方側がワッシャ１０５の貫通穴１０１ａに近い側よりも固定ピン１０４に接近して、ワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの一部と固定ピン１０４との間隔がワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの他部と固定ピン１０４との間隔よりも狭くなり、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようになるので、固定ピン１０４から半田１０３にかかる負荷を軽減することができる（図１３（ｂ）および図１４（ｂ）参照）。
【００６５】
（第８の実施の形態）
【００６６】
本発明の第８の実施の形態の固定装置１００においては、図１５に示すように、ワッシャ１０５ｔの内周部１０５ｍが、固定ピン１０４を部分的に囲む２個の切り起こし部１０５ｉを有している。ワッシャ１０５ｔがプリント基板１０１上に設けられたときに、切り起こし部１０５ｉはワッシャ１０５ｔの平面に対して互いに反対側に屈曲しており、半田１０３が溶融されたとき、表面張力により溶融した半田１０３が広がりを抑制し、半田１０３の高さｈをより高くなるようにして、固定ピン１０４をプリント基板１０１により強固に固定して保持するようにしている（図１５、図１６および図１７参照）。
【００６７】
本実施の形態によれば、固定ピン１０４を部分的に囲む複数個の切り起こし部１０５ｉが固定ピン１０４を保持することで、固定ピン１０４から半田１０３にかかる負荷の方向が変化した場合でも固定ピン１０４から半田１０３にかかる負荷を軽減することができる。
【００６８】
（第９の実施の形態）
本発明の第９の実施の形態の固定装置１００においては、ワッシャ１０５ｕの内周部１０５ｍの切り起こし部１０５ｉが、形状記憶合金からなっていることが好ましい。ここで、形状記憶合金として、Ｔｉ−Ｎｉ系、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ系、Ｃｕ−Ｂｅ系、例えば、ＴｉＮｉ、Ｃｕ3Ａｌ、ＡｕＣｄなどの合金を用いることが好ましい。
【００６９】
本実施の形態によれば、複数の切り起こし部１０５ｉは半田１０３が溶融する温度で螺旋状に変形を開始し、半田１０３が溶融する温度以下では固定ピン１０４を保持するように変形を完了しているので、固定ピン１０４から半田１０３にかかる負荷を軽減することができる。
【００７０】
（第１０の実施の形態）
また、本発明の第１０の実施の形態の固定装置１００においては、複数の切り起こし部１０５ｉは半田１０３が溶融する温度でワッシャの中心側に変形し、半田１０３が溶融する温度以下では固定ピン１０４を保持するように変形を完了し、固定ピン１０４に係合していてもよい。
【００７１】
本実施の形態によれば、ワッシャ１０５ｕの切り起こし部１０５ｉが固定ピン１０４に係合することで、固定ピン１０４から半田１０３にかかる負荷を軽減することができる。
【００７２】
（第１１の実施の形態）
次に、本発明の第１１の実施の形態の固定装置１００の製造方法について、図を参照して説明する。
【００７３】
本発明に係る固定装置１００は、図５に示すように、治具固定工程（Ｓ１０１）、部品載置（固定ピン挿入）工程（Ｓ１０２）、通電工程（Ｓ１０３）、調整工程（Ｓ１０４）、半田溶融工程（Ｓ１０５）および取り外し工程（Ｓ１０６）を経て製造される。
【００７４】
治具固定工程Ｓ１０２において、図６に示すように、まず、レンズ鏡筒１０６を光軸方向の位置を調整する図示しない第１治具２０１に固定する。次に、プリント基板１０１を水平方向および垂直方向の位置を調整する図示しない第２治具２０２に固定する。第１治具２０１および第２治具２０２は、第１駆動装置２０３および第２駆動装置２０４によってそれぞれ駆動されるようになっている。さらに、第２駆動装置２０４は第３駆動装置２０５によって駆動される。
【００７５】
部品載置工程Ｓ１０２において、図７および図８に示すように、まずレンズ鏡筒１０６に固定された固定ピン１０４をプリント基板１０１の貫通穴１０１ａに挿入した後、固定ピン１０４およびレンズ鏡筒１０６が停止している状態で上からワッシャ１０５と半田リング１０３ａとを落とし込むように載せる。
【００７６】
通電工程Ｓ１０３において、第１治具、第２治具側の入力コネクタとプリント基板１０１側の出力コネクタとを電気的に接続し、ＣＣＤ素子１０８の出力信号をプリント基板１０１を介して取り出せるようにする。
【００７７】
調整工程Ｓ１０４において、第１駆動装置２０３および第２駆動装置２０４に電力が供給され、レンズ鏡筒１０６を光軸方向に移動させながらレンズ鏡筒１０６のフォーカスを調整し、かつレンズ鏡筒１０６を水平方向、垂直方向に移動させながらレンズ１０７の光軸とＣＣＤ素子１０８の中心を合わせる光軸調整を行う。
【００７８】
フォーカス調整は、第２駆動装置２０４により行われる。第２駆動装置２０４は、モータ２０４ａと、モータ２０４ａに連結されるとともに第２治具２０２に連結したネジ軸２０４ｂとを備え、モータ２０４ａの回転により、第２治具２０２をＺ軸の方向に移動させ、プリント基板１０１およびＣＣＤ素子１０８をレンズ鏡筒１０６のレンズ１０７に対して相対的に上下動させ、ＣＣＤ素子１０８の出力信号をモニターすることにより、ＣＣＤ素子１０８とレンズ鏡筒１０６のレンズ１０７とのフォーカスを調整する。
【００７９】
光軸調整は、第１駆動装置２０３および第３駆動装置２０５により行う。第１駆動装置２０３は、モータ２０３ａと、モータ２０３ａに連結されたネジ軸２０３ｂと、ネジ軸２０３ｂに連結されるとともに第１治具２０１にネジ結合した２０３ｃとを備え、モータ２０３ａの回転により、第１治具２０１をＹ軸の方向に第２治具２０２に対して相対的に移動させ、レンズ鏡筒１０６のレンズ１０７をＣＣＤ素子１０８に対して水平面上のＹ方向に相対的に移動させる。他方、第３駆動装置は、モータ２０５ａと、モータ２０５ａに連結されるとともに第２治具２０２にネジ結合したネジ軸２０５ｂを備え、モータ２０５ａの回転により、第２治具２０２をＹ軸と直交するＸ軸の方向に第１治具２０１に対して相対的に移動させ、ＣＣＤ素子１０８をレンズ鏡筒１０６のレンズ１０７に対して水平面上のＸ方向に相対的に移動させる。このようにして、ＣＣＤ素子１０８の出力信号をモニターしながらレンズ１０７の光軸とＣＣＤ素子１０８の中心を合わせる。
【００８０】
プリント基板１０１の貫通穴１０１ａの内径は、固定ピン１０４の直径よりも大きく形成されているため、レンズ鏡筒１０６のレンズ１０７をＣＣＤ素子１０８に対する水平面上のＸ方向、Ｙ方向の相対的移動は、プリント基板１０１の貫通穴１０１ａに形成された内壁部と固定ピン１０４との間の間隔だけ可能である。光軸調整は、前述の間隔の分だけのレンズ鏡筒１０６のレンズ１０７の移動をもって可能である。
【００８１】
半田溶融工程Ｓ１０５において、半田リング１０３ａを図示しないレーザービームによって溶融して固定ピン１０４をプリント基板１０１に固定する。
【００８２】
半田溶融工程Ｓ１０５においては、ワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの一部が固定ピン１０４に係合させた状態で固定ピン１０４をプリント基板１０１に半田リング１０３ａにより固定することによりワッシャ１０５の内壁部１０５ａにより固定ピン１０４を保持させるようにしてもよい。
【００８３】
半田溶融工程Ｓ１０５においては、図１１および図１２に示すように、円形部分１０５ｇと直線部分１０５ｈが形成されたワッシャ１０５ｓを用いてもよい。この場合、ワッシャ１０５ｓの非対称な平面のうちワッシャ穴１０５ａから遠い側は半田量が少なく、溶融した半田１０３の収縮量はワッシャ１０５ｓの非対称な平面の他方側に溶融した半田１０３の収縮量よりも小さいため、ワッシャ１０５ｓの他方側がワッシャのワッシャ穴１０５ａから遠い側よりも固定ピン１０４に接近して、ワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの一部と固定ピン１０４との間隔Ａに対してワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの他部と固定ピン１０４との間隔Ｂ、すなわち間隔Ａに対して対向する間隔Ｂよりも狭くしてわずかな量の半田１０３を間隔Ａに介在させて、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようにすることができる。
【００８４】
半田溶融工程Ｓ１０５においては、図１３および図１４に示すように、円形部分１０２ｄと直線部分１０２ｅが形成されたランド１０２ｃを用いてもよい。
【００８５】
半田溶融工程Ｓ１０５においては、図１５、図１６および図１７に示すように、内周部１０５ｍが固定ピン１０４を部分的に囲む２個の突起である切り起こし部１０５ｉを有するワッシャ１０５ｔを用いてもよい。この場合、ワッシャ１０５ｔがプリント基板１０１上に設けられたときに、ワッシャ１０５ｔがプリント基板１０１上に設けられたときに、切り起こし部１０５ｉはワッシャ１０５ｔの平面に対して互いに反対側に屈曲しており、半田１０３が溶融されたとき、表面張力により溶融した半田１０３が広がりを抑制し、半田１０３の高さｈ（図１参照）をより高くなるようにして、固定ピン１０４をプリント基板１０１により強固に固定して保持するようにすることができる。
【００８６】
半田溶融工程Ｓ１０５においては、図９に示すように、ランド１０２の表面１０２ｂに対し放射方向に傾斜した曲面に形成された周縁部１０５ｄを有するワッシャ１０５ｑを用いてもよい。この場合、ワッシャ１０５ｑとランド１０２との間に放射方向断面が楔状の空間ＳＰを形成し、空間ＳＰに半田１０３を位置させて、固定ピン１０４をプリント基板１０１により強固に固定して保持することができる。
【００８７】
半田溶融工程Ｓ１０５においては、図１０に示すように、ランド１０２に対向する表面にランド１０２に係合する凸部１０５ｅを有するワッシャ１０５ｒを用いてもよい。
【００８８】
次に、取り外し工程Ｓ１０６において、プリント基板１０１側の出力コネクタを第１治具、第２治具側の入力コネクタから取り外す。次に、レンズ鏡筒１０３、プリント基板１０１を含む固定装置１００を完成させて、第１、第２の治具から取り外す。
【００８９】
本実施の形態では、プリント基板１０１のランド１０２に固定ピン１０４を半田付けし固定したが、プリント基板およびランドは、合成樹脂を本体として、その表面に図示していないが電子回路がプリント配線されているものに限らず、プリント基板と一体になった板材であればよく、その板材に銅などの金属薄膜よりなる面を形成してもよい。
【００９０】
このように、本発明においては、半田１０３で固定ピン１０４をプリント基板１０１に固定しており、従来のように固定ナットによって固定ピン１０４をプリント基板１０１に固定していないので、従来必要であった固定ピン１０４にネジを形成する必要がないばかりか、レンズ鏡筒１０６の光軸がプリント基板１０１に対してズレ難く、均一な光軸の精度を確保することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明は、従来必要であった固定ピンにネジを形成する必要がないばかりか、レンズ鏡筒の光軸がプリント基板に対してズレ難く、均一な光軸の精度を確保することができる固定装置、光学組立体および固定装置の製造方法を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の固定装置の断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態の固定装置の上面図
【図３】本発明の第２の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンとワッシャと半田リングとを分解した状態で示す斜視図
【図４】本発明の第２の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示す上面図
【図５】本発明の第１１の実施の形態の固定装置の製造工程のフローチャート
【図６】本発明の第１１の実施の形態の固定装置の製造方法を実施する装置の断面図
【図７】本発明の第１１の実施の形態の固定装置の製造方法を実施する際に使用される半田リングおよびワッシャを含んだ固定装置の断面図
【図８】図７のＮ−Ｎ線に沿った矢視図
【図９】本発明の第３の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための断面図、図９（ａ）は半田が溶融する前の断面図、図９（ｂ）は半田が溶融した後の断面図
【図１０】本発明の第４の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための断面図、図１０（ａ）は半田が溶融する前の断面図、図１０（ｂ）は半田が溶融した後の断面図
【図１１】本発明の第５の実施の形態および第６の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための上面図、図１１（ａ）は半田が溶融する前の上面図、図１１（ｂ）は半田が溶融した後の上面図
【図１２】本発明の第５の実施の形態および第６の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための断面図、図１２（ａ）は半田が溶融する前の断面図、図１２（ｂ）は半田が溶融した後の断面図
【図１３】本発明の第７の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための上面図、図１３（ａ）は半田が溶融する前の上面図、図１３（ｂ）は半田が溶融した後の上面図
【図１４】本発明の第７の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための断面図、図１４（ａ）は半田が溶融する前の断面図、図１４（ｂ）は半田が溶融した後の断面図
【図１５】本発明の第８の実施の形態、第９の実施の形態および第１０の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンとワッシャと半田リングとを分解した状態で示す斜視図
【図１６】本発明の第８の実施の形態、第９の実施の形態および第１０の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための上面図
【図１７】本発明の第８の実施の形態、第９の実施の形態および第１０の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための断面図、図１７（ａ）は半田が溶融する前の断面図、図１７（ｂ）は半田が溶融した後の断面図
【図１８】従来の固定装置の断面図
【図１９】従来の固定装置の上面図
【図２０】従来の固定装置の製造工程のフローチャート
【符号の説明】
１０１ プリント基板
１０１ａ 貫通穴
１０２、１０２ｃ ランド
１０２ａ ランド穴
１０２ｂ 表面
１０２ｄ 円形部分
１０２ｅ 直線部分
１０３ 半田
１０３ａ 半田リング
１０４ 固定ピン
１０５、１０５ｐ、１０５ｑ、１０５ｒ、１０５ｓ、
１０５ｔ、１０５ｕ ワッシャ
１０５ａ ワッシャ穴
１０５ｂ 内壁部
１０５ｃ 葉状部
１０５ｄ 周縁部
１０５ｅ 凸部
１０５ｇ 円形部分
１０５ｈ 直線部分
１０５ｉ 切り起こし部
１０５ｍ 内周部
１０６ レンズ鏡筒
１０７ レンズ
１０８ ＣＣＤ素子（撮像素子）
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラに用いられるレンズと撮像素子（以下、単に「ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）素子」という）などの光学系部品を固定するための固定装置、それを含む光学組立体および固定装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の固定装置１０は、図１８および図１９に示すように、樹脂からなりプリント配線された回路を有するプリント基板１１と、プリント基板１１の一方の面または両面側に形成されたランド１２と、ネジ部を有する固定ピン１３と複数のレンズ１４を有するレンズ鏡筒１５と、プリント基板１１とレンズ鏡筒１５とを固定ピン１３を介して固定する固定手段１６ａ、１６ｂとを備えている。
【０００３】
プリント基板１１は、レンズ鏡筒１５を透過した光を受けるＣＣＤ素子１７を支持している。固定手段１６ａ、１６ｂは、固定ナット１８ａ、１８ｂと、ワッシャ１９ａ、１９ｂと有し、プリント基板１１に形成された貫通穴に固定ピン１３を挿入した後、ワッシャ１９ａ、１９ｂを図示のように噛ませた状態で固定ナット１８ａ、１８ｂを締め付け、固定ピン１３をプリント基板１１に固定することによりプリント基板１１とレンズ鏡筒１５とを一体的に結合している。
【０００４】
光を透過するレンズ１４を備えたレンズ鏡筒１５は、レンズ１４を通して光を透過させ、透過した光は、ＣＣＤ素子１７により映像に変わる。プリント基板１１は、固定ナット１８ａ、１８ｂとの間で固定ナット１８ａ、１８ｂにより締め付けられて固定ピン１３に固定される。
【０００５】
次に、従来の固定装置１０の製造方法を、図２０に示すフローチャートを参照して、説明する。
【０００６】
従来の固定装置１０は、図２０に示すように、仮組み工程（Ｓ１１）、治具固定工程（Ｓ１２）、通電工程（Ｓ１３）、調整工程（Ｓ１４）、固定工程（Ｓ１５）および取り外し工程（Ｓ１６）を通して製造されていた。
【０００７】
仮組み工程Ｓ１１において、まずレンズ鏡筒１５に固定された固定ピン１３を固定ナット１８ｂに挿入する。次に、固定ピン１３をプリント基板１１の貫通穴に挿入した後、固定ピン１３をワッシャ１９ａ、１９ｂに挿入する。次に、固定ピン１３を固定ナット１８ａに挿入する。
【０００８】
治具固定工程Ｓ１２において、まず、レンズ鏡筒１５を光軸方向の位置を調整する図示しない第１治具に固定する。次に、プリント基板１１を水平方向および垂直方向の位置を調整する図示しない第２治具に固定する。第１治具、第２治具は、図示しない駆動装置を備えている。
【０００９】
通電工程Ｓ１３において、ＣＣＤ素子１７の信号を出力するためにプリント基板１１に設けられた図示しないコネクタを第１治具、第２治具側の図示しないコネクタに接続することにより、ＣＣＤ素子１７が電気的に接続される。
【００１０】
調整工程Ｓ１４において、駆動装置により、レンズ鏡筒１５を光軸方向に移動させる。プリント基板１１に設けられた図示しない出力コネクタを介してＣＣＤ素子１７の出力をモニターしながらレンズ鏡筒１５のフォーカスを調整し、かつレンズ鏡筒１５を水平方向、垂直方向に移動させながらレンズ１４の光軸とＣＣＤ素子１７の中心を合わせる光軸調整を行う。
【００１１】
固定工程Ｓ１５において、２個の固定ナット１８ａ、１８ｂを、工具を用いて締め付けて固定ピン１３をプリント基板１１に固定する。
【００１２】
取り外し工程Ｓ１６において、プリント基板１１に設けられた図示しない出力コネクタを取り外す。次に、レンズ鏡筒１５およびプリント基板１１を含む固定装置１０を第１治具および第２治具から取り外す。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の固定装置１０の製造方法では、第１治具および第２治具により、フォーカス調整、光軸調整した後、プリント基板１１の両側から固定ナット１８ａ、１８ｂを固定ピン１３に締め付けてレンズ鏡筒１５をプリント基板１１に固定することができるが、固定ナット１８ａ、１８ｂを固定ピン１３に締め付ける際、摩擦力などの負荷によってレンズ鏡筒１５の光軸がプリント基板１１に対してズレ易く、均一な光軸の精度を確保することが困難であった。
【００１４】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、従来必要であった固定ピンや固定ナットにネジを形成する必要のなく、レンズ鏡筒の光軸がプリント基板に対してズレ難く、均一な光軸の精度を確保することが可能な固定装置、光学組立体および固定装置の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る固定装置は、複数の貫通穴が形成されたプリント基板と、前記プリント基板の少なくとも一方の表面に前記貫通穴を囲んで形成された複数のランドと、前記貫通穴に挿入され半田により前記プリント基板に固定された複数の固定ピンと、前記固定ピンを囲んで前記ランドに固定され前記固定ピンを前記プリント基板に半田により固定したとき前記固定ピンを前記プリント基板に保持する複数のワッシャとを備える。本発明に係る固定装置においては、前記ワッシャが前記固定ピンを挿入するワッシャ穴を有するとともに前記ワッシャが前記ワッシャ穴の周囲に位置する内壁部を有し、前記ワッシャ穴の内径を前記固定ピンの外径よりも大きく設定し、前記固定ピンを前記プリント基板に半田により固定したとき前記ワッシャの内壁部により前記固定ピンを保持するようにし、且つ、前記ワッシャが、非対称な平面を有し、前記ワッシャの重心が前記ワッシャ穴の中心点から離隔していることを特徴とする。
【００１６】
この構成により、前記固定ピンにネジを形成する作業を省くことができる。また、従来のように、固定ナットを固定ピンにネジ止めする際の摩擦力などの負荷が生じないので、レンズ鏡筒の光軸がプリント基板に対してズレ難く、均一な光軸の精度を確保することができる。
【００２６】
また、この構成により、前記ワッシャの非対称な平面のうち前記ワッシャ穴から遠い側は半田量が少なく、溶融した前記半田の収縮量は前記ワッシャの非対称な平面の他方側に溶融した前記半田の収縮量よりも小さいため、前記ワッシャの他方側が前記ワッシャのうちワッシャ穴から遠い側よりも前記固定ピンに接近して、前記ワッシャの内周部の一部と前記固定ピンとの間隔が前記ワッシャの内周部の他部と前記固定ピンとの間隔よりも狭くなることで、前記固定ピンを前記プリント基板に保持するようになるので、前記固定ピンから半田にかかる負荷を軽減することができる。
【００２７】
本発明に係る固定装置においては、前記ワッシャが有する非対称な平面は、円形部分と、前記円形部分の一部が切除された直線部とにより構成された形状を有することを特徴とする。
【００２８】
この構成により、前記ワッシャの円形部分に溶融した前記半田の収縮量は前記ワッシャの直線部分に溶融した前記半田の収縮量よりも小さいため、前記ワッシャの直線部分が前記ワッシャの円形部分よりも前記固定ピンに接近して、前記ワッシャの内周部の円形部分側と前記固定ピンとの間隔が前記ワッシャの内周部の直線部分側と前記固定ピンとの間隔よりも狭くなることで、前記固定ピンを前記プリント基板に保持するようになるので、前記固定ピンから半田にかかる負荷を軽減することができる。
【００２９】
本発明に係る固定装置においては、前記ランドが、非対称な平面によって形成されたランドパターンを有し、前記ランドの重心が前記貫通穴の中心点から離隔していることを特徴とする。
【００３０】
この構成により、前記ランドパターンの非対称な平面のうち前記貫通穴に近い側は半田量が少なく、溶融した前記半田の収縮量は前記ランドパターンの非対称な平面の他方側に溶融した前記半田の収縮量よりも小さいため、前記ランド上の前記ワッシャは、前記ワッシャの他方側が前記ワッシャの一方側よりも前記固定ピンに接近して、前記ワッシャの内周部の一部と前記固定ピンとの間隔が前記ワッシャの内周部の他部と前記固定ピンとの間隔よりも狭くなり、前記固定ピンを前記プリント基板に保持するようになるので、前記固定ピンから半田にかかる負荷を軽減することができる。
【００３１】
本発明に係る固定装置においては、前記ランドが有する非対称な平面によって形成されたランドパターンは、円形部分と、前記円形部分の一部が切除された直線部とにより構成された形状を有することを特徴とする。
【００３２】
この構成により、前記ランドパターンの直線部分に溶融した前記半田の収縮量は前記ランドパターンの円形部分に溶融した前記半田の収縮量よりも小さいため、前記ランドパターンの直線部分上の前記ワッシャがランドパターンの円形部分上の前記ワッシャよりも前記固定ピンに接近して、前記ワッシャの内周部の一部と前記固定ピンとの間隔が前記ワッシャの内周部の他部と前記固定ピンとの間隔よりも狭くなることで、前記固定ピンを前記プリント基板に保持するようになるので、前記固定ピンから半田にかかる負荷を軽減することができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
【００４６】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態の固定装置１００は、図１および図２に示すように、複数の貫通穴１０１ａが形成されたプリント基板１０１と、プリント基板１０１の少なくとも一方の表面に貫通穴１０１ａを囲んで形成された複数のランド１０２と、貫通穴１０１ａに挿入され半田１０３によりプリント基板１０１に固定された複数の固定ピン１０４とを備える。なお、本実施の形態では、プリント基板１０１のランド１０２に固定ピン１０４を半田付けし固定したが、プリント基板およびランドは、合成樹脂を本体として、その表面に図示していないが電子回路がプリント配線されているものに限らず、プリント基板と一体になった板材であればよく、その板材に銅などの金属薄膜よりなる面を形成してもよい。固定ピン１０４の軸線をプリント基板１０１の表面に対して直交させた状態を確実に保持するためには、本発明においては、図１に示すように、半田１０３が固定ピン１０４をプリント基板１０１に固定した状態においては、半田１０３の直径Ｌ、固定ピン１０４の直径ｄ、ランド１０２上の半田１０３の高さｈとすると、ｈ／ｄは０．８〜２．０、Ｌ＞ｄ＋ｈが好ましく、例えば、ｄ＝５とすればＬ＞９が好ましい。
【００４７】
固定装置１００は、さらに、固定ピン１０４をプリント基板１０１に半田１０３により固定したとき固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持する複数のワッシャ１０５を備える。
【００４８】
固定装置１００は、さらに、ワッシャ１０５が固定ピン１０４を挿入するワッシャ穴１０５ａを有するとともにワッシャ１０５がワッシャ穴１０５ａの周囲に位置する内壁部１０５ｂを有し、固定ピン１０４をプリント基板１０１に半田１０３により固定したときワッシャ１０５の内壁部１０５ｂにより固定ピン１０４を保持している。固定ピン１０４は、レンズ鏡筒１０６に固定されて、レンズ鏡筒１０６を支持するようになっており、レンズ鏡筒１０６は、複数のレンズ１０７を有し、レンズ１０７はその焦点位置が一直線になるよう、すなわち、光軸が一致するようレンズ鏡筒１０６に埋め込まれている。プリント基板１０１は、レンズ鏡筒１０６に対向するようにして撮像素子を構成するＣＣＤ素子１０８を支持しており、レンズ１０７を透光した光が映像に変換されるようになっている。
【００４９】
本発明の第１の実施の形態の固定装置１００においては、ワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの一部が固定ピン１０４に係合して、固定ピン１０４をプリント基板１０１に半田１０３により固定したときワッシャ１０５の内壁部１０５ｂにより固定ピン１０４を保持するようにしている。
【００５０】
本発明の第１の実施の形態の固定装置１００においては、ワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの一部に固定ピン１０４に接近させることにより、ワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの一部と固定ピン１０４との間隔Ａに対してワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの他部と固定ピン１０４との間隔Ｂ、すなわち間隔Ａに対して対向する間隔Ｂよりも狭くしてわずかな量の半田１０３を間隔Ａに介在させて、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようにしてもよい（図１１参照）。
【００５１】
本実施の形態によれば、固定ピン１０４にネジを形成する作業を省くことができる。また、従来のように、固定ナットを固定ピンにネジ止めする際の摩擦力などの負荷が生じないので、レンズ鏡筒１０６の光軸がプリント基板１０１に対してズレ難く、均一な光軸の精度を確保することができる。
【００５２】
（第２の実施の形態）
また、本発明の第２の実施の形態の固定装置１００においては、図３および図４に示すように、ワッシャ１０５ｐが、円周方向に離隔した複数の葉状部１０５cを有し、葉状部１０５cの各々の放射方向中心線がなす角度が等角度になるようにしている。前述した複数の葉状部１０５cは、半田を円周方向、放射方向に均一に溶融させ、プリント基板１０１と固定ピン１０４の円周方向の固定強度を均一に保たせることができる。
【００５３】
（第３の実施の形態）
また、本発明の第３の実施の形態の固定装置１００においては、図９に示すように、ワッシャ１０５ｑが、ランド１０２の表面１０２ｂに対し放射方向に傾斜した曲面に形成された周縁部１０５ｄを有し、ワッシャ１０５ｑとランド１０２との間に放射方向断面が楔状の空間ＳＰを形成し、空間ＳＰに半田１０３を位置させて、固定ピン１０４をプリント基板１０１により強固に固定して保持するようにしている。
【００５４】
また、本発明に係る固定装置１００においては、ワッシャ１０５ｑの周縁部１０５ｄが、ランド１０２の表面１０２ｂに対し放射方向に屈曲した面で形成されて、固定ピン１０４をプリント基板１０１により強固に固定して保持するようにしてもよい。
【００５５】
本発明の第３の実施の形態によれば、ランド１０２とワッシャ１０５ｑとの間に空間が形成されるので、光軸方向にかかる半田１０３への負荷を軽減することができる。
【００５６】
（第４の実施の形態）
また、本発明の第４の実施の形態の固定装置１００においては、図１０に示すように、ワッシャ１０５ｒが、ランド１０２に対向する表面にランド１０２に係合する凸部１０５ｅを有してもよい。
【００５７】
本実施の形態によれば、ワッシャ１０５ｒとランド１０２との間にランド１０２に平行な方向の断面が空間を形成し、この空間に半田１０３を位置させることで、ランド１０２とワッシャ１０５ｒとを強く固定することができる。
【００５８】
（第５の実施の形態）
また、本発明の第５の実施の形態の固定装置１００においては、図１１(ａ)に示すように、ワッシャ１０５ｓが、完全な対称形状ではなく、中心を通る軸に対して少なくとも１つの非対称な形状の平面を有し、ワッシャ１０５ｓの重心がワッシャ穴１０５ａの中心点から離隔している。ワッシャ１０５ｓの非対称な平面の一方側に溶融した半田１０３の収縮量は、ワッシャ１０５ｓの非対称な平面の他方側に溶融した半田１０３の収縮量よりも小さい。そのため、ワッシャ１０５ｓの他方側がワッシャの一方側よりも固定ピン１０４に接近して、ワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの一部と固定ピン１０４との間隔Ａをワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの他部と固定ピン１０４との間隔Ｂよりも狭くして、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようになる。同時に、半田１０３の表面張力および半田１０３の内部応力が均等になるようワッシャ１０５ｓを移動させて位置をずらすセルフアライメント作用が働くことで、間隔Ａをより狭くすることができる。このとき、間隔Ａには半田１０３が薄い膜となって介在してもよい（図１１（ａ）および図１２（ａ）参照）。
【００５９】
本実施の形態によれば、ワッシャ１０５ｓの非対称な平面のうちワッシャ穴１０５ａから遠い側は半田量が少なく、溶融した半田１０３の収縮量はワッシャ１０５ｓの非対称な平面の他方側に溶融した半田１０３の収縮量よりも小さいため、ワッシャ１０５ｓの他方側がワッシャのワッシャ穴１０５ａから遠い側よりも固定ピン１０４に接近して、ワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの一部と固定ピン１０４との間隔Ａに対してワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの他部と固定ピン１０４との間隔Ｂ、すなわち間隔Ａに対して対向する間隔Ｂよりも狭くしてわずかな量の半田１０３を間隔Ａに介在させて、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようにすることができる（図１１（ｂ）および図１２（ｂ）参照）。
【００６０】
（第６の実施の形態）
また、本発明の第６の実施の形態の固定装置１００においては、ワッシャ１０５ｓが有する非対称な平面は、円形部分１０５ｇと、円形部分１０５ｇの一部が切除された直線部分１０５ｈとにより構成された形状を有している（図１１および図１２参照）。ワッシャ１０５ｓの直線部分１０５ｈに溶融した半田１０３の収縮量は、ワッシャ１０５ｓの円形部分１０５ｇに溶融した半田１０３の収縮量よりも小さい。そのため、ワッシャ１０５ｓの直線部分１０５ｈがワッシャ１０５ｓの円形部分１０５ｇよりも固定ピン１０４に接近して、ワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの一部と固定ピン１０４との間隔Ａをワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの他部と固定ピン１０４との間隔Ｂよりも狭くして、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようになる。このとき、間隔Ａには半田１０３が薄い膜となって介在してもよい。
【００６１】
本実施の形態によれば、ワッシャ１０５ｓの円形部分１０５ｇに溶融した半田１０３の収縮量はワッシャ１０５ｓの直線部分１０５ｈに溶融した半田１０３の収縮量よりも小さいため、ワッシャ１０５ｓの直線部分１０５ｈがワッシャ１０５ｓの円形部分１０５ｇよりも固定ピン１０４に接近して、ワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの円形部分側と固定ピン１０４との間隔がワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの直線部分側と固定ピン１０４との間隔よりも狭くなることで、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようになるので、固定ピン１０４から半田１０３にかかる負荷を軽減することができる。
【００６２】
（第７の実施の形態）
本発明の第７の実施の形態の固定装置１００においては、ランド１０２ｃの形状が、非対称な形状のランドパターンであり、ランド１０２ｃの形状的な重心が貫通穴１０１ａの中心点から離隔している。
【００６３】
本発明に係る固定装置１００においては、ランド１０２ｃが有する非対称な形状のランドパターンは、円形部分１０２ｄと、円形部分１０２ｄの一部が切除された直線部１０２ｅとにより構成された形状を有する（図１３（ａ）および図１４（ａ）参照）。
【００６４】
本実施の形態によれば、ランド１０２ｃの非対称な平面のうち貫通穴１０１ａに近い側は半田量が少なく、溶融した半田１０３の収縮量はランドパターン１０２ｃの非対称な平面の他方側に溶融した半田１０３の収縮量よりも小さい。そのため、ランド１０２ｃ上のワッシャ１０５は、ワッシャ１０５の他方側がワッシャ１０５の貫通穴１０１ａに近い側よりも固定ピン１０４に接近して、ワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの一部と固定ピン１０４との間隔がワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの他部と固定ピン１０４との間隔よりも狭くなり、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようになるので、固定ピン１０４から半田１０３にかかる負荷を軽減することができる（図１３（ｂ）および図１４（ｂ）参照）。
【００６５】
（第８の実施の形態）
【００６６】
本発明の第８の実施の形態の固定装置１００においては、図１５に示すように、ワッシャ１０５ｔの内周部１０５ｍが、固定ピン１０４を部分的に囲む２個の切り起こし部１０５ｉを有している。ワッシャ１０５ｔがプリント基板１０１上に設けられたときに、切り起こし部１０５ｉはワッシャ１０５ｔの平面に対して互いに反対側に屈曲しており、半田１０３が溶融されたとき、表面張力により溶融した半田１０３が広がりを抑制し、半田１０３の高さｈをより高くなるようにして、固定ピン１０４をプリント基板１０１により強固に固定して保持するようにしている（図１５、図１６および図１７参照）。
【００６７】
本実施の形態によれば、固定ピン１０４を部分的に囲む複数個の切り起こし部１０５ｉが固定ピン１０４を保持することで、固定ピン１０４から半田１０３にかかる負荷の方向が変化した場合でも固定ピン１０４から半田１０３にかかる負荷を軽減することができる。
【００６８】
（第９の実施の形態）
本発明の第９の実施の形態の固定装置１００においては、ワッシャ１０５ｕの内周部１０５ｍの切り起こし部１０５ｉが、形状記憶合金からなっていることが好ましい。ここで、形状記憶合金として、Ｔｉ−Ｎｉ系、Ｃｕ−Ｚｎ−Ａｌ系、Ｃｕ−Ａｌ−Ｍｎ系、Ｃｕ−Ｂｅ系、例えば、ＴｉＮｉ、Ｃｕ3Ａｌ、ＡｕＣｄなどの合金を用いることが好ましい。
【００６９】
本実施の形態によれば、複数の切り起こし部１０５ｉは半田１０３が溶融する温度で螺旋状に変形を開始し、半田１０３が溶融する温度以下では固定ピン１０４を保持するように変形を完了しているので、固定ピン１０４から半田１０３にかかる負荷を軽減することができる。
【００７０】
（第１０の実施の形態）
また、本発明の第１０の実施の形態の固定装置１００においては、複数の切り起こし部１０５ｉは半田１０３が溶融する温度でワッシャの中心側に変形し、半田１０３が溶融する温度以下では固定ピン１０４を保持するように変形を完了し、固定ピン１０４に係合していてもよい。
【００７１】
本実施の形態によれば、ワッシャ１０５ｕの切り起こし部１０５ｉが固定ピン１０４に係合することで、固定ピン１０４から半田１０３にかかる負荷を軽減することができる。
【００７２】
（第１１の実施の形態）
次に、本発明の第１１の実施の形態の固定装置１００の製造方法について、図を参照して説明する。
【００７３】
本発明に係る固定装置１００は、図５に示すように、治具固定工程（Ｓ１０１）、部品載置（固定ピン挿入）工程（Ｓ１０２）、通電工程（Ｓ１０３）、調整工程（Ｓ１０４）、半田溶融工程（Ｓ１０５）および取り外し工程（Ｓ１０６）を経て製造される。
【００７４】
治具固定工程Ｓ１０２において、図６に示すように、まず、レンズ鏡筒１０６を光軸方向の位置を調整する図示しない第１治具２０１に固定する。次に、プリント基板１０１を水平方向および垂直方向の位置を調整する図示しない第２治具２０２に固定する。第１治具２０１および第２治具２０２は、第１駆動装置２０３および第２駆動装置２０４によってそれぞれ駆動されるようになっている。さらに、第２駆動装置２０４は第３駆動装置２０５によって駆動される。
【００７５】
部品載置工程Ｓ１０２において、図７および図８に示すように、まずレンズ鏡筒１０６に固定された固定ピン１０４をプリント基板１０１の貫通穴１０１ａに挿入した後、固定ピン１０４およびレンズ鏡筒１０６が停止している状態で上からワッシャ１０５と半田リング１０３ａとを落とし込むように載せる。
【００７６】
通電工程Ｓ１０３において、第１治具、第２治具側の入力コネクタとプリント基板１０１側の出力コネクタとを電気的に接続し、ＣＣＤ素子１０８の出力信号をプリント基板１０１を介して取り出せるようにする。
【００７７】
調整工程Ｓ１０４において、第１駆動装置２０３および第２駆動装置２０４に電力が供給され、レンズ鏡筒１０６を光軸方向に移動させながらレンズ鏡筒１０６のフォーカスを調整し、かつレンズ鏡筒１０６を水平方向、垂直方向に移動させながらレンズ１０７の光軸とＣＣＤ素子１０８の中心を合わせる光軸調整を行う。
【００７８】
フォーカス調整は、第２駆動装置２０４により行われる。第２駆動装置２０４は、モータ２０４ａと、モータ２０４ａに連結されるとともに第２治具２０２に連結したネジ軸２０４ｂとを備え、モータ２０４ａの回転により、第２治具２０２をＺ軸の方向に移動させ、プリント基板１０１およびＣＣＤ素子１０８をレンズ鏡筒１０６のレンズ１０７に対して相対的に上下動させ、ＣＣＤ素子１０８の出力信号をモニターすることにより、ＣＣＤ素子１０８とレンズ鏡筒１０６のレンズ１０７とのフォーカスを調整する。
【００７９】
光軸調整は、第１駆動装置２０３および第３駆動装置２０５により行う。第１駆動装置２０３は、モータ２０３ａと、モータ２０３ａに連結されたネジ軸２０３ｂと、ネジ軸２０３ｂに連結されるとともに第１治具２０１にネジ結合した２０３ｃとを備え、モータ２０３ａの回転により、第１治具２０１をＹ軸の方向に第２治具２０２に対して相対的に移動させ、レンズ鏡筒１０６のレンズ１０７をＣＣＤ素子１０８に対して水平面上のＹ方向に相対的に移動させる。他方、第３駆動装置は、モータ２０５ａと、モータ２０５ａに連結されるとともに第２治具２０２にネジ結合したネジ軸２０５ｂを備え、モータ２０５ａの回転により、第２治具２０２をＹ軸と直交するＸ軸の方向に第１治具２０１に対して相対的に移動させ、ＣＣＤ素子１０８をレンズ鏡筒１０６のレンズ１０７に対して水平面上のＸ方向に相対的に移動させる。このようにして、ＣＣＤ素子１０８の出力信号をモニターしながらレンズ１０７の光軸とＣＣＤ素子１０８の中心を合わせる。
【００８０】
プリント基板１０１の貫通穴１０１ａの内径は、固定ピン１０４の直径よりも大きく形成されているため、レンズ鏡筒１０６のレンズ１０７をＣＣＤ素子１０８に対する水平面上のＸ方向、Ｙ方向の相対的移動は、プリント基板１０１の貫通穴１０１ａに形成された内壁部と固定ピン１０４との間の間隔だけ可能である。光軸調整は、前述の間隔の分だけのレンズ鏡筒１０６のレンズ１０７の移動をもって可能である。
【００８１】
半田溶融工程Ｓ１０５において、半田リング１０３ａを図示しないレーザービームによって溶融して固定ピン１０４をプリント基板１０１に固定する。
【００８２】
半田溶融工程Ｓ１０５においては、ワッシャ１０５の内壁部１０５ｂの一部が固定ピン１０４に係合させた状態で固定ピン１０４をプリント基板１０１に半田リング１０３ａにより固定することによりワッシャ１０５の内壁部１０５ａにより固定ピン１０４を保持させるようにしてもよい。
【００８３】
半田溶融工程Ｓ１０５においては、図１１および図１２に示すように、円形部分１０５ｇと直線部分１０５ｈが形成されたワッシャ１０５ｓを用いてもよい。この場合、ワッシャ１０５ｓの非対称な平面のうちワッシャ穴１０５ａから遠い側は半田量が少なく、溶融した半田１０３の収縮量はワッシャ１０５ｓの非対称な平面の他方側に溶融した半田１０３の収縮量よりも小さいため、ワッシャ１０５ｓの他方側がワッシャのワッシャ穴１０５ａから遠い側よりも固定ピン１０４に接近して、ワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの一部と固定ピン１０４との間隔Ａに対してワッシャ１０５ｓの内壁部１０５ｂの他部と固定ピン１０４との間隔Ｂ、すなわち間隔Ａに対して対向する間隔Ｂよりも狭くしてわずかな量の半田１０３を間隔Ａに介在させて、固定ピン１０４をプリント基板１０１に保持するようにすることができる。
【００８４】
半田溶融工程Ｓ１０５においては、図１３および図１４に示すように、円形部分１０２ｄと直線部分１０２ｅが形成されたランド１０２ｃを用いてもよい。
【００８５】
半田溶融工程Ｓ１０５においては、図１５、図１６および図１７に示すように、内周部１０５ｍが固定ピン１０４を部分的に囲む２個の突起である切り起こし部１０５ｉを有するワッシャ１０５ｔを用いてもよい。この場合、ワッシャ１０５ｔがプリント基板１０１上に設けられたときに、ワッシャ１０５ｔがプリント基板１０１上に設けられたときに、切り起こし部１０５ｉはワッシャ１０５ｔの平面に対して互いに反対側に屈曲しており、半田１０３が溶融されたとき、表面張力により溶融した半田１０３が広がりを抑制し、半田１０３の高さｈ（図１参照）をより高くなるようにして、固定ピン１０４をプリント基板１０１により強固に固定して保持するようにすることができる。
【００８６】
半田溶融工程Ｓ１０５においては、図９に示すように、ランド１０２の表面１０２ｂに対し放射方向に傾斜した曲面に形成された周縁部１０５ｄを有するワッシャ１０５ｑを用いてもよい。この場合、ワッシャ１０５ｑとランド１０２との間に放射方向断面が楔状の空間ＳＰを形成し、空間ＳＰに半田１０３を位置させて、固定ピン１０４をプリント基板１０１により強固に固定して保持することができる。
【００８７】
半田溶融工程Ｓ１０５においては、図１０に示すように、ランド１０２に対向する表面にランド１０２に係合する凸部１０５ｅを有するワッシャ１０５ｒを用いてもよい。
【００８８】
次に、取り外し工程Ｓ１０６において、プリント基板１０１側の出力コネクタを第１治具、第２治具側の入力コネクタから取り外す。次に、レンズ鏡筒１０３、プリント基板１０１を含む固定装置１００を完成させて、第１、第２の治具から取り外す。
【００８９】
本実施の形態では、プリント基板１０１のランド１０２に固定ピン１０４を半田付けし固定したが、プリント基板およびランドは、合成樹脂を本体として、その表面に図示していないが電子回路がプリント配線されているものに限らず、プリント基板と一体になった板材であればよく、その板材に銅などの金属薄膜よりなる面を形成してもよい。
【００９０】
このように、本発明においては、半田１０３で固定ピン１０４をプリント基板１０１に固定しており、従来のように固定ナットによって固定ピン１０４をプリント基板１０１に固定していないので、従来必要であった固定ピン１０４にネジを形成する必要がないばかりか、レンズ鏡筒１０６の光軸がプリント基板１０１に対してズレ難く、均一な光軸の精度を確保することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上で説明したように、本発明は、従来必要であった固定ピンにネジを形成する必要がないばかりか、レンズ鏡筒の光軸がプリント基板に対してズレ難く、均一な光軸の精度を確保することができる固定装置、光学組立体および固定装置の製造方法を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の固定装置の断面図
【図２】本発明の第１の実施の形態の固定装置の上面図
【図３】本発明の第２の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンとワッシャと半田リングとを分解した状態で示す斜視図
【図４】本発明の第２の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示す上面図
【図５】本発明の第１１の実施の形態の固定装置の製造工程のフローチャート
【図６】本発明の第１１の実施の形態の固定装置の製造方法を実施する装置の断面図
【図７】本発明の第１１の実施の形態の固定装置の製造方法を実施する際に使用される半田リングおよびワッシャを含んだ固定装置の断面図
【図８】図７のＮ−Ｎ線に沿った矢視図
【図９】本発明の第３の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための断面図、図９（ａ）は半田が溶融する前の断面図、図９（ｂ）は半田が溶融した後の断面図
【図１０】本発明の第４の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための断面図、図１０（ａ）は半田が溶融する前の断面図、図１０（ｂ）は半田が溶融した後の断面図
【図１１】本発明の第５の実施の形態および第６の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための上面図、図１１（ａ）は半田が溶融する前の上面図、図１１（ｂ）は半田が溶融した後の上面図
【図１２】本発明の第５の実施の形態および第６の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための断面図、図１２（ａ）は半田が溶融する前の断面図、図１２（ｂ）は半田が溶融した後の断面図
【図１３】本発明の第７の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための上面図、図１３（ａ）は半田が溶融する前の上面図、図１３（ｂ）は半田が溶融した後の上面図
【図１４】本発明の第７の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための断面図、図１４（ａ）は半田が溶融する前の断面図、図１４（ｂ）は半田が溶融した後の断面図
【図１５】本発明の第８の実施の形態、第９の実施の形態および第１０の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンとワッシャと半田リングとを分解した状態で示す斜視図
【図１６】本発明の第８の実施の形態、第９の実施の形態および第１０の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための上面図
【図１７】本発明の第８の実施の形態、第９の実施の形態および第１０の実施の形態の固定装置の一部を構成するプリント基板と固定ピンを示し、半田溶融工程を説明するための断面図、図１７（ａ）は半田が溶融する前の断面図、図１７（ｂ）は半田が溶融した後の断面図
【図１８】従来の固定装置の断面図
【図１９】従来の固定装置の上面図
【図２０】従来の固定装置の製造工程のフローチャート
【符号の説明】
１０１ プリント基板
１０１ａ 貫通穴
１０２、１０２ｃ ランド
１０２ａ ランド穴
１０２ｂ 表面
１０２ｄ 円形部分
１０２ｅ 直線部分
１０３ 半田
１０３ａ 半田リング
１０４ 固定ピン
１０５、１０５ｐ、１０５ｑ、１０５ｒ、１０５ｓ、
１０５ｔ、１０５ｕ ワッシャ
１０５ａ ワッシャ穴
１０５ｂ 内壁部
１０５ｃ 葉状部
１０５ｄ 周縁部
１０５ｅ 凸部
１０５ｇ 円形部分
１０５ｈ 直線部分
１０５ｉ 切り起こし部
１０５ｍ 内周部
１０６ レンズ鏡筒
１０７ レンズ
１０８ ＣＣＤ素子（撮像素子）
Claims (4)
- 複数の貫通穴が形成されたプリント基板と、前記プリント基板の少なくとも一方の表面に前記貫通穴を囲んで形成された複数のランドと、前記貫通穴に挿入され半田により前記プリント基板に固定された複数の固定ピンと、前記固定ピンを囲んで前記ランドに固定され前記固定ピンを前記プリント基板に半田により固定したとき前記固定ピンを前記プリント基板に保持する複数のワッシャとを備え、前記ワッシャが前記固定ピンを挿入するワッシャ穴を有するとともに前記ワッシャが前記ワッシャ穴の周囲に位置する内壁部を有し、前記ワッシャ穴の内径を前記固定ピンの外径よりも大きく設定し、前記固定ピンを前記プリント基板に半田により固定したとき前記ワッシャの内壁部により前記固定ピンを保持するようにし、且つ、前記ワッシャが、非対称な平面を有し、前記ワッシャの重心が前記ワッシャ穴の中心点から離隔していることを特徴とする固定装置。
- 前記ワッシャが有する非対称な平面は、円形部分と、前記円形部分の一部が切除された直線部とにより構成された形状を有することを特徴とする請求項１に記載の固定装置。
- 前記ランドが、非対称な平面によって形成されたランドパターンを有し、前記ランドの重心が前記貫通穴の中心点から離隔していることを特徴とする請求項１に記載の固定装置。
- 前記ランドが有する非対称な平面によって形成されたランドパターンは、円形部分と、前記円形部分の一部が切除された直線部とにより構成された形状を有することを特徴とする請求項３に記載の固定装置。
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