JP4480437B2 - レンズ調芯装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ同士の光軸（軸芯）を合わせるレンズ調芯装置及び方法に関し、特に、３枚のレンズが一体的に設けられるデジタルカメラユニットにおいて、レンズ同士の調芯を行うレンズ調芯装置及び方法に関する。

従来のレンズ調芯装置としては、両凹レンズに対して両凸レンズを調芯して接合するために、両凹レンズを支持する下側のホルダー、両凹レンズの外周面を保持してその光軸回りに回転させる回転機構、両凹レンズの接合面に載せた両凸レンズを保持する環状の保持部材、両凸レンズを上方から押圧するべく保持部材を支持して付勢する板バネ部材、板バネ部材を上下及び水平方向に移動させるＸＹＺ軸ステージ、両凹レンズの下方に配置された十字チャート及び光源、両凸レンズの上方に配置されたＣＣＤカメラ、ＣＣＤカメラにより撮影された画像を処理する画像処理用のパソコン等を備えたものが知られている。

このレンズ調芯装置においては、両凹レンズ上に両凸レンズを載せた状態で、これらのレンズを通してＣＣＤカメラで撮影される画像をパソコンで処理して、光の焦点像から光軸のずれを検出（算出）し、このずれ量に基づいて、ＸＹＺ軸ステージを移動させて両凸レンズの傾きを調整しつつ、回転機構を駆動させて両凹レンズを適宜回転させることで両レンズの相対的な角度位置を調整して、両レンズの光軸（軸芯）を一致させるものである（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

また、３枚のレンズが一体的に設けられるカメラユニットにおいて、最も被写体寄りに配置される１枚のレンズを調芯することで、所望の解像力を得る調芯手法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２０００−３５２６４７号公報 特開２００２−９８８７７号公報 特開２００３−２９１１４号公報

ところで、上記従来のレンズ調芯装置あるいは調芯手法においては、二つのレンズを接合して一つの接合レンズを形成するために調芯を行うものであり、３枚のレンズを一体的に備えるカメラユニットにおいて、この調芯手法を適用することは困難である。
また、３枚のレンズのうち簡単に行える最も被写体寄りの一つのレンズのみを調芯する手法では、解像力が改善される部位が限られ、例えば、７割像高の解像力は改善されても、３割像高の解像力が劣化したままの場合があり、全体として総合的に解像力が改善されるものではなかった。

本発明は、上記従来技術の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、３枚レンズを一体的に備えるデジタルカメラユニット等におけるレンズの調芯を、容易に、かつ、高精度に、簡略な段取りで行えるレンズ調芯装置及び方法を提供することにある。

本発明のレンズ調芯装置は、光軸方向に順次に配列される前側レンズ，中間レンズ，後側レンズを含む３枚のレンズの後方に撮像素子が配置されるユニットケースにおいて、レンズ同士を調芯するレンズ調芯装置であって、上記ユニットケースに予め固着された中間レンズに対して、前側レンズ及び後側レンズをそれぞれ両外側から押圧して保持する保持機構と、保持機構を少なくとも二次元的に移動させる駆動機構と、前側レンズの前方に配置され得る調芯用の被写体と、後側レンズの後方の所定位置に対して進退自在に支持され被写体を撮影し得る撮像素子を保持した撮影機構と、撮像素子により撮影された画像を表示する画像表示手段と、を有する、ことを特徴としている。
この構成によれば、中間レンズを基準として、その両外側から保持機構で前側レンズ及び後側レンズを保持し、撮像機構の撮像素子で調芯用の被写体を撮像して画像表示手段により表示することで、作業者は、表示画像を確認しながら、所定状態（画像のピントが合う状態、又は、像ボケが均等になる状態）となるまで、駆動機構を作動させて保持機構を適宜移動させ、前側レンズ及び後側レンズを調整することができる。このように、両外側に配置されるレンズを調整することで、３枚のレンズ相互の調芯作業を容易にかつ高精度に行うことができる。

上記構成の装置において、保持機構は、前側レンズを中間レンズの前方から押圧しつつ保持する第１レンズホルダーと、後側レンズを中間レンズの後方から押圧しつつ保持する第２レンズホルダーと、を含み、駆動機構は、第１レンズホルダーを駆動する第１駆動機構と、第２レンズホルダーを駆動する第２駆動機構と、を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１駆動機構で第１レンズホルダーを適宜（二次元的にあるいは三次元的に）移動させることで、前側レンズを中間レンズに対して調芯でき、第２駆動機構で第２レンズホルダーを適宜（二次元的にあるいは三次元的に）移動させることで、後側レンズを中間レンズに対して調芯できる。このように、中間レンズを基準にして、前側レンズと後側レンズとを別々に調整できるため、各々のレンズに支配される解像力を改善でき、全体としての総合的な解像力を向上させることができる。

上記構成の装置において、レンズユニットを所定位置に保持する保持部材を有し、第１駆動機構及び第２駆動機構は、保持部材に対して、第１レンズホルダー及び第２レンズホルダーを相対的に移動させる、構成を採用することができる。
この構成によれば、中間レンズを固着したレンズユニットを保持する保持部材を基準にして、第１レンズホルダー及び第２レンズホルダーが相対的に移動させられることで、調芯作業が容易にかつ高精度に行われる。

上記構成の装置において、撮影機構は、第２レンズホルダーを通して、撮像素子を後側レンズの後方の所定位置に対して進退させる進退機構を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、撮像素子は、進退機構により、第２レンズホルダーを通して、後側レンズの後方の所定位置に位置決めされるため、第２レンズホルダーで後側レンズが保持された状態にも拘わらず、撮像素子を容易に位置付けることができる。

上記構成の装置において、第１駆動機構及び第２駆動機構は、少なくとも二次元方向において、手動により微調整可能な手動操作部を有する、構成を採用することができる。
この構成によれば、手動操作部（例えば、回転調整で、二次元方向の位置を高精度に調整できるマイクロヘッド）を適宜調整することで、平面内におけるレンズの位置を高精度に調整することができる。

本発明のレンズ調芯方法は、光軸方向に順次に配列される前側レンズ，中間レンズ，後側レンズを含む３枚のレンズの後方に撮像素子が配置されるユニットケースにおいて、レンズ同士を調芯するレンズ調芯方法であって、上記ユニットケースに予め固着された中間レンズに対して、両外側から前側レンズ及び後側レンズをそれぞれ押圧して保持し、前側レンズの前方に配置した被写体を、後側レンズの後方に配置した撮像素子により撮像してモニターに表示し、モニターに表示された画像を確認しつつ、その画像が所定状態になるまで、前側レンズ及び後側レンズを移動させて微調整する、ことを特徴としている。
この構成によれば、中間レンズを基準として、その両外側に配置される前側レンズ及び後側レンズが微調整されて調芯されるため、３枚のレンズ相互の調芯作業を容易にかつ高精度に行うことができる。

上記構成の方法において、前側レンズ及び後側レンズは、モニターに表示された画像上で個々に設定された所定割合の像高について調芯される、構成を採用することができる。
この構成によれば、各々のレンズに支配される解像力をそれぞれ改善することができ、その結果、レンズ全体としての総合的な解像力を向上させることができる。

上記構成の方法において、前側レンズは、モニターに表示された画像の７割像高について調芯され、後側レンズは、モニターに表示された画像の３割像高について調芯される、構成を採用することができる。
この構成によれば、７割像高の解像力に支配される前側レンズと、３割像高の解像力に支配される後側レンズとを備える３枚のレンズにおいて、総合的に解像力を向上させることができる。

上記構成の方法において、前側レンズ及び後側レンズには、予め紫外線硬化型の接着剤を塗布し、モニター上に表示された画像が、所定状態になった後に、接着剤に対して紫外線を照射する、構成を採用することができる。
この構成によれば、調芯完了と同時に、紫外線を照射して接着剤を硬化させることで、調芯の終ったレンズを、その調芯位置に確実に固着することができる。

上記構成のレンズ調芯装置及び方法によれば、３枚のレンズを一体的に備えるカメラユニット等におけるレンズ相互の調芯作業を、容易に、かつ、高精度に、簡略な段取りで行うことができ、全体としての解像力を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１ないし図７は、本発明に係るレンズ調芯装置及び方法の一実施形態を示すものであり、図１は装置の概略構成図、図２及び図３はこの装置により調芯されるデジタルカメラユニットを示す正面図及び断面図、図４ないし図６は装置の概略構成を示す側面図及び拡大部である。

このレンズ調芯装置は、図１に示すように、ベース１０、ベース１０に一体的に形成された保持部材としてのテーブル１１、前側レンズＧ１を押圧して保持する保持機構としての第１レンズホルダー２０、第１レンズホルダー２０を水平方向及び鉛直方向に移動させる第１駆動機構３０、後側レンズＧ３を押圧して保持する保持機構としての第２レンズホルダー４０、第２レンズホルダー４０を水平方向及び鉛直方向に移動させる第２駆動機構５０、ベース１０に支持された調芯用の被写体としての撮影チャート６０、撮影チャート６０を撮影する撮影機構７０、撮影機構７０により撮影された画像を表示する画像表示手段８０等を備えている。

ここで、調芯の対象となるデジタルカメラユニットについて説明すると、図２及び図３に示すように、光軸方向Ｌに伸長する円筒空間等を画定するユニットケース１００、ユニットケース１００の前方側に収容されるレンズ枠１０１、ユニットケース１００の外周面に対して回動自在に設けられレンズ枠１０１に対して光軸方向Ｌにカム作用を及ぼす環状のカム部材１０２、ユニットケース１００の外周面を取り囲むように設けられてレンズ枠１０１をカム部材１０２に付勢するコイルスプリング１０３、コイルスプリング１０３を圧縮して押える押え部材１０４、ユニットケース１００の後方側に配置された撮像素子としてのＣＣＤ１０５等を備えている。

ユニットケース１００は、図２及び図３に示すように、円筒部１００ａ、矩形状の保持部１００ｂ等により形成され、円筒部１００ａには、その径方向に貫通すると共に光軸方向Ｌに伸長しかつ前方に開口する３つのガイド孔１００ｃ等が形成されている。
３つのガイド孔１００ｃには、後述するレンズ枠１０１の突出部１０１ｅが挿通され、保持部１００ｂには、端子配線１０５ａをもつＣＣＤ１０５が保持されている。

レンズ枠１０１は、円筒部１００ａの内周面に摺動自在に挿入されており、図２及び図３に示すように、その内部において前方から後方に向けて順に前側レンズＧ１，中間レンズＧ２，後側レンズＧ３が配列され、中間レンズＧ２は内壁部１０１ａにより保持され、前側レンズＧ１は、中間レンズＧ２に対して所定の口径をなす開口部をもつ仕切り板１０１ｂを挟んで接合され、後側レンズＧ３は、中間レンズＧ２に対して仕切り板１０１ｃを挟んで接合されている。

前側レンズＧ１は、図３ないし図５に示すように、その外周縁領域の外側面と内側面がお互いに平行な平坦面となり、全体として鍔付き形状をなすように、ガラスモールドにより形成されている。したがって、前側レンズＧ１の内側面が仕切り板１０１ｂに接触させられた未接着の状態で、前側レンズＧ１は光軸方向Ｌに垂直な平面に沿って所定の範囲で摺動（微調整）可能となっている。そして、前側レンズＧ１が接合された後に、その前方側から所定の絞り口径をなす開口板１０１ｄが接合されている。

後側レンズＧ３は、図３ないし図５に示すように、その外周縁領域の外側面と内側面がお互いに平行な平坦面となり、全体として鍔付き形状をなすように形成されている。したがって、後側レンズＧ３の内側面が仕切り板１０１ｃに接触させられた未接着の状態で、後側レンズＧ３は光軸方向Ｌに垂直な平面に沿って所定の範囲で摺動（微調整）可能となっている。

また、レンズ枠１０１の外周面には、径方向外側に向けて突出する３つの突出部１０１ｅが形成されている。すなわち、このデジタルカメラユニットにおいては、カム部材１０２を回動させると、そのカム面１０２ａが突出部１０１ｅにカム作用を及ぼして、レンズ枠１０１を光軸方向Ｌの所望の位置に位置決めするようになっている。

上記構成をなすデジタルカメラユニットのユニットケース１００に対して、レンズ調芯装置を用いて調芯を行う場合、中間レンズＧ２は予め調芯されて固着されており、この中間レンズＧ２の光軸（軸芯）Ｌ２に対して、前側レンズＧ１の光軸（軸芯）Ｌ１と後側レンズＧ３の光軸（軸芯）Ｌ３を一致させるように調芯を行うものである。

ベース１０は、図１、図４、図５に示すように、ユニットケース１００を載置（保持）する保持部材としてのテーブル１１を一体的に備えると共に、第１駆動機構３０、第２駆動機構５０、撮影チャート６０、撮影機構７０を保持している。テーブル１１は、ユニットケース１００を載置して位置決めするべく貫通して形成された載置部１１ａを画定している。

第１レンズホルダー２０は、図４ないし図６に示すように、円錐状の開口部を画定する環状部２１、環状部２１を一体的に保持し第１駆動機構３０（後述するＸ軸ステージ３１）に連結される連結部２２等により形成されている。
環状部２１は、鉛直方向Ｚの下向きに、すなわち、調芯される前側レンズＧ１の外縁領域に当接される円錐状の当接面２１ａをもつように形成されている。

したがって、当接面２１ａを、前側レンズＧ１の外側（上方）からその外周縁領域に当接させると、前側レンズＧ１は第１レンズホルダー２０により押圧されて保持され、第１レンズホルダー２０を水平（ＸＹ面）移動させることで、その移動に対応して前側レンズＧ１の水平面内での位置決めが確実に行われる。また、前側レンズＧ１の外周縁領域が欠けている場合あるいは円形以外の形状の場合でも、円錐状の当接面２１ａで外側から押し付けるようにして保持するため、前側レンズＧ１は確実に保持される。

第１駆動機構３０は、図４ないし図６に示すように、第１レンズホルダー２０を、Ｘ軸方向に復動自在に駆動するＸ軸ステージ３１、Ｙ軸方向に復動自在に駆動するＹ軸ステージ３２、Ｚ軸方向に復動自在に駆動するＺ軸ステージ３３等により形成されている。
Ｘ軸ステージ３１は、図４ないし図６に示すように、第１レンズホルダー２０を直接保持してＸ軸方向の所望の位置に位置決めするものである。そして、Ｘ軸ステージ３１は、作業者が手動にて、Ｘ軸方向の移動を微調整できるように、手動操作部としてのマイクロヘッド３１ａを備えている。これにより、前側レンズＧ１のＸ軸方向の位置を高精度に調整することができる。

Ｙ軸ステージ３２は、図４ないし図６に示すように、Ｘ軸ステージ３１を担持しており、Ｘ軸ステージ３１をＹ軸方向に移動させることで、第１レンズホルダー２０をＹ軸方向の所望の位置に位置決めするものである。そして、Ｙ軸ステージ３２は、作業者が手動にて、Ｙ軸方向の移動を微調整できるように、手動操作部としてのマイクロヘッド３２ａを備えている。これにより、前側レンズＧ１のＹ軸方向の位置を高精度に調整することができる。

Ｚ軸ステージ３３は、図４ないし図６に示すように、Ｙ軸ステージ３２（及びＸ軸ステージ３１）を担持しており、Ｙ軸ステージ３２をＺ軸方向に移動させることで、第１レンズホルダー２０をＺ軸方向の所望の位置に位置決めするものである。そして、Ｚ軸ステージ３３は、作業者が手動にて、Ｚ軸方向の移動を微調整できるように、手動操作部としてのマイクロヘッド３３ａを備えている。これにより、第１レンズホルダー２０のＺ軸方向の位置を高精度に調整することができる。

尚、Ｚ軸ステージ３３は、ユニットケース１００の出し入れ（交換）の際に、第１レンズホルダー２０を上下方向（鉛直方向Ｚ）に移動させるものである。したがって、第１レンズホルダー２０を上下移動させることなく、ユニットケース１００の交換作業が行えかつ前側レンズＧ１の保持が行える構成であれば、この調芯装置において、Ｚ軸ステージ３３は必ずしも必要ではない。

第２レンズホルダー４０は、図４ないし図６に示すように、円筒及び円錐状の開口部を画定する環状部４１、環状部４１を一体的に保持し第２駆動機構５０（後述するＸ軸ステージ５１）に連結される連結部４２等により形成されている。環状部４１は、鉛直方向Ｚの上向きに、すなわち、調芯される後側レンズＧ３の外縁領域に下側から当接される平坦な当接面４１ａをもつように形成されている。すなわち、環状部４１は、後側レンズＧ３を保持した状態で、テーブル１１の載置部１１ａを通り抜けて、ユニットケース１００の内部に侵入し得る形状に形成されている。

したがって、当接面４１ａを、後側レンズＧ３の外側（下方）からその外周縁領域に当接させると、後側レンズＧ３は第２レンズホルダー４０により押圧されて保持され、第２レンズホルダー４０を水平（ＸＹ面）移動させることで、その移動に対応して後側レンズＧ３の水平面内での位置決めが確実に行われる。

第２駆動機構５０は、図４ないし図６に示すように、第２レンズホルダー４０を、Ｘ軸方向に復動自在に駆動するＸ軸ステージ５１、Ｙ軸方向に復動自在に駆動するＹ軸ステージ５２、Ｚ軸方向に復動自在に駆動するＺ軸ステージ５３等により形成されている。
Ｘ軸ステージ５１は、図４ないし図６に示すように、第２レンズホルダー４０を直接保持してＸ軸方向の所望の位置に位置決めするものである。そして、Ｘ軸ステージ５１は、作業者が手動にて、Ｘ軸方向の移動を微調整できるように、手動操作部としてのマイクロヘッド５１ａを備えている。これにより、後側レンズＧ３のＸ軸方向の位置を高精度に調整することができる。

Ｙ軸ステージ５２は、図４ないし図６に示すように、Ｘ軸ステージ５１を保持しており、Ｘ軸ステージ５１をＹ軸方向に移動させることで、第２レンズホルダー４０をＹ軸方向の所望の位置に位置決めするものである。そして、Ｙ軸ステージ５２は、作業者が手動にて、Ｙ軸方向の移動を微調整できるように、手動操作部としてのマイクロヘッド５２ａを備えている。これにより、後側レンズＧ３のＹ軸方向の位置を高精度に調整することができる。

Ｚ軸ステージ５３は、図４ないし図６に示すように、Ｙ軸ステージ５２（及びＸ軸ステージ５１）を保持しており、Ｙ軸ステージ５２をＺ軸方向に移動させることで、第２レンズホルダー４０をＺ軸方向の所望の位置に位置決めするものである。そして、Ｚ軸ステージ５３は、作業者が手動にて、Ｚ軸方向の移動を微調整できるように、手動操作部としてのマイクロヘッド５３ａを備えている。これにより、第２レンズホルダー４０のＺ軸方向の位置を高精度に調整することができる。

撮影チャート６０は、後述する撮影機構７０のＣＣＤ７１により、調芯のために撮影される調芯用の被写体であり、図１及び図５に示すように、ベース１０に回動自在に支持された保持プレート６１、保持プレート６１に保持されたチャート面６２により形成されている。そして、前側レンズＧ１と対面する撮影位置と、前側レンズＧ１から退避した退避位置との間で移動させられるようになっている。

撮影機構７０は、後側レンズＧ３の後方（下方）の所定位置に対して、ＣＣＤ７１を進退自在に支持し、撮影チャート６０（被写体）を撮影し得るものであり、図１及び図５に示すように、撮像素子としてのＣＣＤ７１、ＣＣＤ７１を保持する保持アーム７２、保持アーム７２を昇降させかつ水平移動させる駆動機構７３等により形成されている。
保持アーム７２の一部及びＣＣＤ７１は、図５に示すように、第２レンズホルダー４０の下方から環状部４１の内側を通り抜けて進入し、環状部４１により保持された後側レンズＧ３の下方（後方）の所定位置に位置決めされ、又、その所定位置から下方に後退し得るように形成されている。すなわち、保持アーム７２及び駆動機構７３により、第２レンズホルダー４０（環状部４１）を通して、ＣＣＤ７１を後側レンズＧ３の後方の所定位置に対して進退させる進退機構が形成されている。

画像表示手段８０は、図１に示すように、撮影機構７０のＣＣＤ７１により撮像された画像を表示するための画像表示回路ユニット８１，制御ユニット８２，モニター８３等を備えている。したがって、作業者は、モニター８３に表示された画像を確認しながら、所定状態（画像のピントが合う状態、又は、像ボケが均等になる状態）となるまで、第１駆動機構３０及び第２駆動機構５０を作動させて、前側レンズＧ１及び後側レンズＧ３を調芯することができる。

次に、このレンズ調芯装置による調芯作業について説明する。先ず、中間レンズＧ２が組み込まれたユニットケース１００をテーブル１１に載せて位置決めする。
続いて、中間レンズＧ２の前方（上方）に、紫外線硬化型の接着剤を塗布した前側レンズＧ１を載せる。続いて、第１駆動機構３０のＺ軸ステージ３３を駆動して、第１レンズホルダー２０を下方に移動させ、その当接面２１ａを前側レンズＧ１の外周縁領域に当接させる。これにより、前側レンズＧ１は、仕切り板１０１ｂ（中間レンズＧ２）に押し付けられると共に、水平面（ＸＹ面）方向に摺動可能に保持される。尚、仕切り板１０１ｂが無い場合は、中間レンズＧ２に直接押し付けられる。

一方、第２レンズホルダー４０の環状部４１に、紫外線硬化型の接着剤を塗布した後側レンズＧ３を載せる。続いて、第２駆動機構５０のＺ軸ステージ５３を駆動して、第２レンズホルダー４０を上方に移動させ、その当接面４１ａを介して後側レンズＧ３の外周縁領域を仕切り板１０１ｃに押し付ける。これにより、後側レンズＧ３は、仕切り板１０１ｃ（中間レンズＧ２）に沿って、水平面（ＸＹ面）方向に摺動可能に保持される。尚、仕切り板１０１ｃが無い場合は、中間レンズＧ２に直接押し付けられる。

続いて、図５に示すように、撮影チャート６０を退避位置から前側レンズＧ１の上方（撮影位置）に移動させて対向させ、又、撮影機構７０の駆動機構７３を駆動して、ＣＣＤ７１を第２レンズホルダー４０（環状部４１）の内側を上昇させて、後側レンズＧ３の下方の所定位置に位置決めする。
続いて、必要に応じて照明光を照射しつつ、ＣＣＤ７１で撮影チャート６０を撮影し、この撮影画像を、画像表示回路ユニット８１、制御ユニット８２を経て、モニター８３に表示させる。

そして、モニター８３上の表示画像を確認しながら、その表示画像が所定状態（すなわち、前側レンズＧ１の光軸Ｌ１が中間レンズＧ２の光軸Ｌ２と一致し、かつ、後側レンズＧ３の光軸Ｌ３が中間レンズＧ２の光軸Ｌ２と一致して、画像のピントが合う状態、あるいは、像ボケが均等になる状態）となるまで、マイクロヘッド３１ａ，３２ａ，５１ａ，５２ａを適宜回転させて、Ｘ軸ステージ３１，５１及びＹ軸ステージ３２，５２を駆動させ、第１レンズホルダー２０（前側レンズＧ１）及び第２レンズホルダー４０（後側レンズＧ３）をそれぞれ水平面内で移動させて微調整する。

ここで、前側レンズＧ１及び後側レンズＧ３は、モニター８３に表示された画像８３´上で、個々に設定された所定割合の像高について調芯されてもよい。例えば、図７に示すように、モニター８３に表示された画像８３´において、前側レンズＧ１は７割像高（Ａの領域）を改善するように調芯され、後側レンズＧ３は３割像高（Ｂの領域）を改善するように調芯されてもよい。

この調芯手法によれば、７割像高の解像力に支配される前側レンズＧ１と、３割像高の解像力に支配される後側レンズＧ３とを備える３枚のレンズにおいて、各々のレンズに支配される解像力をそれぞれ改善することができ、その結果、レンズ全体としての総合的な解像力を向上させることができる。

そして、モニター８３上の表示画像が、上記所定状態になった時点で、前側レンズＧ１及び後側レンズＧ３に対して所定光量の紫外線を照射する。すると、接着剤が硬化して、前側レンズＧ１は仕切り板１０１ｂ（及び中間レンズＧ２並びにレンズ枠１０１）に対して堅固に固着され、又、後側レンズＧ３は仕切り板１０１ｃ（及び中間レンズＧ２並びにレンズ枠１０１）に対して堅固に固着される。

その後、駆動機構７３を駆動して、ＣＣＤ７１を下方領域に後退させ、さらに、Ｚ軸ステージ３３，５３を駆動して、第１レンズホルダー２０を上方に移動させて前側レンズＧ１から離脱させ、又、第２レンズホルダー４０を下方に移動させて後側レンズＧ３から離脱させ、調芯が完了したユニットケース１００を取り外し、ＣＣＤ１０５を保持した保持部１００ｂを接合してデジタルカメラユニットの組付けを完了する。

そして、次に調芯を行うユニットケース１００をテーブル１１に載置してセットし、以下同様の手順により、複数のユニットケース１００に対して３つのレンズを調芯することができる。
上記のように、調芯作業のための段取りが容易に行えるため、デジタルカメラユニットの組付けライン等において、このレンズ調芯装置を設置することで、全体の組付け作業に要する時間の短縮化が図れ、生産性を向上させることができる。

上記実施形態においては、第１レンズホルダー２０及び第２レンズホルダー４０を移動させる第１駆動機構及び第２駆動機構として、ＸＹＺステージをもつものを示したが、少なくとも二次元的に移動させることができるものであれば、その他の駆動機構を採用することができる。
上記実施形態においては、３つのレンズを調芯する対象として、デジタルカメラユニットとを示したが、これに限定されるものではなく、３つのレンズを含むものであれば、その他のレンズ光学系において、本発明の調芯装置及び方法を適用することができる。

以上述べたように、本発明のレンズ調芯装置及び方法は、３枚のレンズと一緒に撮像素子を備えるデジタルカメラユニットに適用できるのは勿論のこと、撮像素子を含まないレンズ光学系においても使用することができる。

本発明に係るレンズ調芯装置の一実施形態を示す概略構成図である。 本発明のレンズ調芯装置により調芯され得るデジタルカメラユニットの正面図である。 本発明のレンズ調芯装置により調芯されるデジタルカメラユニットの断面図である。 本発明に係るレンズ調芯装置の一部を拡大した部分拡大図である。 本発明に係るレンズ調芯装置の一部を拡大した部分拡大図である。 本発明に係るレンズ調芯装置の一部を拡大した部分拡大図である。 撮影チャートを撮影した際にモニター上に表示される画像を示す模式図である。

符号の説明

Ｌ 光軸方向
Ｌ１ 前側レンズの光軸
Ｌ２ 中間レンズの光軸
Ｌ３ 後側レンズの光軸
１００ ユニットケース
Ｇ１ 前側レンズ
Ｇ２ 中間レンズ
Ｇ３ 後側レンズ
１０１ レンズ枠
１０１ｂ，１０１ｃ 仕切り板
１０ ベース
１１ テーブル（保持部材）
１１ａ 載置部
２０ 第１レンズホルダー（保持機構）
２１ 環状部
２１ａ 当接面
２２ 連結部
３０ 第１駆動機構
３１ Ｘ軸ステージ
３１ａ マイクロヘッド（手動操作部）
３２ Ｙ軸ステージ
３２ａ マイクロヘッド（手動操作部）
３３ Ｚ軸ステージ
３３ａ マイクロヘッド（手動操作部）
４０ 第２レンズホルダー（保持機構）
４１ 環状部
４１ａ 当接面
４２ 連結部
５０ 第１駆動機構
５１ Ｘ軸ステージ
５１ａ マイクロヘッド（手動操作部）
５２ Ｙ軸ステージ
５２ａ マイクロヘッド（手動操作部）
５３ Ｚ軸ステージ
５３ａ マイクロヘッド（手動操作部）
６０ 撮影チャート（調芯用の被写体）
７０ 撮影機構
７１ ＣＣＤ（撮像素子）
７２ 保持アーム（進退機構）
７３ 駆動機構（進退機構）
８０ 画像表示手段
８１ 画像表示回路ユニット
８２ 制御ユニット
８３ モニター

Claims (9)

1. 光軸方向に順次に配列される前側レンズ，中間レンズ，後側レンズを含む３枚のレンズの後方に撮像素子が配置されるユニットケースにおいて、レンズ同士を調芯するレンズ調芯装置であって、
   前記ユニットケースに予め固着された前記中間レンズに対して、前記前側レンズ及び後側レンズをそれぞれ両外側から押圧して保持する保持機構と、
   前記保持機構を少なくとも二次元的に移動させる駆動機構と、
   前記前側レンズの前方に配置され得る調芯用の被写体と、
   前記後側レンズの後方の所定位置に対して進退自在に支持され前記被写体を撮影し得る撮像素子を保持した撮影機構と、
   前記撮像素子により撮影された画像を表示する画像表示手段と、
   を有する、ことを特徴とするレンズ調芯装置。
2. 前記保持機構は、前記前側レンズを前記中間レンズの前方から押圧しつつ保持する第１レンズホルダーと、前記後側レンズを前記中間レンズの後方から押圧しつつ保持する第２レンズホルダーと、を含み、
   前記駆動機構は、前記第１レンズホルダーを駆動する第１駆動機構と、前記第２レンズホルダーを駆動する第２駆動機構と、を含む、
   ことを特徴とする請求項１記載のレンズ調芯装置。
3. 前記レンズユニットを所定位置に保持する保持部材を有し、
   前記第１駆動機構及び第２駆動機構は、前記保持部材に対して、前記第１レンズホルダー及び第２レンズホルダーを相対的に移動させる、
   ことを特徴とする請求項２記載のレンズ調芯装置。
4. 前記撮影機構は、前記第２レンズホルダーを通して、前記撮像素子を前記後側レンズの後方の所定位置に対して進退させる進退機構を含む、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のレンズ調芯装置。
5. 前記第１駆動機構及び第２駆動機構は、少なくとも二次元方向において、手動により微調整可能な手動操作部を有する、
   ことを特徴とする請求項２ないし４いずれかに記載のレンズ調芯装置。
6. 光軸方向に順次に配列される前側レンズ，中間レンズ，後側レンズを含む３枚のレンズの後方に撮像素子が配置されるユニットケースにおいて、レンズ同士を調芯するレンズ調芯方法であって、
   前記ユニットケースに予め固着された前記中間レンズに対して、両外側から前記前側レンズ及び後側レンズをそれぞれ押圧して保持し、
   前記前側レンズの前方に配置した被写体を、前記後側レンズの後方に配置した撮像素子により撮像してモニターに表示し、
   モニターに表示された画像を確認しつつ、その画像が所定状態になるまで、前記前側レンズ及び後側レンズを移動させて微調整する、
   ことを特徴とするレンズ調芯方法。
7. 前記前側レンズ及び後側レンズは、モニターに表示された画像上で個々に設定された所定割合の像高について調芯される、
   ことを特徴とする請求項６記載のレンズ調芯方法。
8. 前記前側レンズは、モニターに表示された画像の７割像高について調芯され、前記後側レンズは、モニターに表示された画像の３割像高について調芯される、
   ことを特徴とする請求項７記載のレンズ調芯方法。
9. 前記前側レンズ及び後側レンズには、予め紫外線硬化型の接着剤を塗布し、
   前記モニター上に表示された画像が、前記所定状態になった後に、前記接着剤に対して紫外線を照射する、
   ことを特徴とする請求項６ないし８いずれかに記載のレンズ調芯方法。
   
   

Images