JPWO2014129146A1 - Optical system assembly apparatus and optical system assembly method - Google Patents
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Abstract
本発明の光学系組立装置および光学系組立方法では、鏡筒に光学素子を圧入することによって光学系の組み立てが行われる。この圧入の際に、前記鏡筒を保持する鏡筒保持用治具が揺動可能に支持されて前記光学素子が押し下げられ、これによって前記光学素子が前記鏡筒へ圧入される。In the optical system assembling apparatus and the optical system assembling method of the present invention, an optical system is assembled by press-fitting an optical element into a lens barrel. At the time of the press-fitting, a lens barrel holding jig for holding the lens barrel is supported so as to be swingable, and the optical element is pushed down, whereby the optical element is press-fitted into the lens barrel.
Description
本発明は、レンズホルダー等の鏡筒にレンズや遮光板等の光学素子を嵌め込んだレンズユニット等の光学系を自動的に組み立てる光学系組立装置および光学系組立方法に関する。 The present invention relates to an optical system assembling apparatus and an optical system assembling method for automatically assembling an optical system such as a lens unit in which an optical element such as a lens or a light shielding plate is fitted in a lens barrel such as a lens holder.
従来、マイクロレンズを用いたレンズユニット(レンズモジュール)の自動組立は、いわゆるスカラーロボットや多軸(3軸以上)の直交ロボットを用いたピックアンドプレースユニットと呼ばれる組立装置によって行われている。 Conventionally, automatic assembly of a lens unit (lens module) using a microlens has been performed by an assembly device called a so-called scalar robot or a pick-and-place unit using a multi-axis (three or more axes) orthogonal robot.
この組立装置は、水平面(X−Y平面)上でレンズホルダー(鏡筒)の位置決めを行い、位置決めされたレンズホルダー内に上方から(Z方向に沿って)レンズや遮光板等の光学素子を挿入することによって、レンズユニットの自動組立を行う。 This assembly apparatus positions a lens holder (lens barrel) on a horizontal plane (XY plane), and optical elements such as a lens and a light shielding plate are placed in the positioned lens holder from above (along the Z direction). The lens unit is automatically assembled by inserting the lens unit.
このような組立装置では、レンズホルダーの位置決めやレンズホルダーへの光学素子の挿入において、高い位置決め精度が要求される。このため、例えば、鏡筒位置を検出する検出部を備える等の位置決め精度の高い高価な多軸の駆動機構を備えたロボット(スカラーロボットや直交ロボット等)が用いられていた。 In such an assembly apparatus, high positioning accuracy is required in positioning the lens holder and inserting the optical element into the lens holder. For this reason, for example, a robot (scalar robot, orthogonal robot, etc.) provided with an expensive multi-axis drive mechanism with high positioning accuracy, such as a detection unit for detecting a lens barrel position, has been used.
しかし、このような位置決め精度の高い多軸の駆動機構を備えた組立装置であっても、長期間の使用によって各軸に誤差(位置変動)や、がたつきが発生し、例えば、レンズホルダーの光軸(中心軸)に対して光学素子の光軸が傾いた状態で光学素子がレンズホルダーに嵌め込まれる場合等があった。 However, even in an assembly apparatus equipped with such a multi-axis drive mechanism with high positioning accuracy, errors (position fluctuations) and rattling occur on each axis due to long-term use. For example, a lens holder In some cases, the optical element is fitted into the lens holder while the optical axis of the optical element is inclined with respect to the optical axis (center axis).
そこで、特許文献1に記載の組立装置では、画像処理部が設けられ、この画像処理部でレンズ等の部品を撮像して当該部品の位置ズレ量等を測定し、この位置ズレ量等を補正する処理を行うことによって、光学系の組み立てにおける高い組立精度を保つことが可能にされている。 Therefore, in the assembling apparatus described in Patent Document 1, an image processing unit is provided, and the image processing unit images a component such as a lens, measures a positional shift amount of the component, and corrects the positional shift amount. By performing this process, it is possible to maintain high assembly accuracy in the assembly of the optical system.
しかし、上述の組立装置は、位置決め精度の高い高価な多軸の駆動機構に加え、画像処理部も備えているため、非常に高価であった。しかも、画像処理部による画像処理を利用したとしても、光学素子等の部品における形状のバラつきや反射防止コートの変化等の影響により、部品の位置の誤認識や部品自体の不認識が生じる。このため、これにより、上述のようなレンズホルダー等に光学素子がその光軸を傾けた状態で嵌め込まれる等、レンズユニットの自動組立において高い組立精度を維持できない場合もあった。 However, the assembly apparatus described above is very expensive because it includes an image processing unit in addition to an expensive multi-axis drive mechanism with high positioning accuracy. Moreover, even if the image processing by the image processing unit is used, misrecognition of the position of the component or unrecognition of the component itself occurs due to the influence of variation in the shape of the component such as an optical element or a change in the antireflection coating. For this reason, in some cases, high assembly accuracy may not be maintained in the automatic assembly of the lens unit, for example, the optical element is fitted into the lens holder or the like as described above with the optical axis inclined.
本発明は、上述の事情に鑑みて為された発明であり、その目的は、光学系の組み立て精度が高く、且つ安価な光学系組立装置および光学系組立方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical system assembling apparatus and an optical system assembling method that are high in assembly accuracy of an optical system and inexpensive.
本発明にかかる光学系組立装置および光学系組立方法では、鏡筒に光学素子を圧入することによって光学系の組み立てが行われる。この圧入の際に、前記鏡筒を保持する鏡筒保持用治具が揺動可能に支持されて前記光学素子が押し下げられ、これによって前記光学素子が前記鏡筒へ圧入される。このため、このような光学系組立装置および光学系組立方法は、光学系の組み立て精度が高く、且つ安価にできる。 In the optical system assembling apparatus and the optical system assembling method according to the present invention, the optical system is assembled by press-fitting an optical element into the lens barrel. At the time of the press-fitting, a lens barrel holding jig for holding the lens barrel is supported so as to be swingable, and the optical element is pushed down, whereby the optical element is press-fitted into the lens barrel. For this reason, such an optical system assembling apparatus and an optical system assembling method can be assembled with high accuracy and at a low cost.
上記並びにその他の本発明の目的、特徴および利点は、以下の詳細な記載と添付図面から明らかになるであろう。 The above and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings.
以下、本発明にかかる実施の一形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、適宜、その説明を省略する。本明細書において、総称する場合には添え字を省略した参照符号で示し、個別の構成を指す場合には添え字を付した参照符号で示す。 Hereinafter, an embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the structure which attached | subjected the same code | symbol in each figure shows that it is the same structure, The description is abbreviate | omitted suitably. In this specification, when referring generically, it shows with the reference symbol which abbreviate | omitted the suffix, and when referring to an individual structure, it shows with the reference symbol which attached the suffix.
本実施形態に係る光学系組立装置10は、搬送用治具(保持具)70に保持された状態のレンズホルダー(鏡筒)50に、レンズや遮光板等の光学素子60を圧入で挿入する(嵌め込む)ことによってレンズユニットを自動的に組み立てる。なお、搬送用治具は、鏡筒50をその光軸が上下方向を向いた姿勢で保持する鏡筒保持用治具の一例である。以下では、先ず、レンズユニットを構成するレンズホルダー50および光学素子(本実施形態の例ではレンズ)60と、光学系組立装置10においてレンズユニットを組み立てるときにレンズホルダー50の搬送や位置決め等に用いられる治具(搬送用治具)70とについて説明した後、光学系組立装置10の詳細について説明する。図1は、実施形態における光学系組立装置によって組み立てられるレンズホルダーの構成を示す図である。図1Aは、レンズホルダーの斜視図であり、図1Bは、図1AのIB−IB断面図である。図2は、前記光学系組立装置によって組み立てられるレンズの拡大斜視図である。図3は、前記光学系組立装置に用いられる搬送用治具の構成を示す図である。図3Aは、搬送用治具の斜視図であり、図3Bは、図3AのIIIB−IIIB断面図である。
The optical system assembling apparatus 10 according to the present embodiment inserts an
レンズホルダー50は、内部にレンズや遮光板等の1または複数の光学素子が配置される筒状の部材である。このレンズホルダー50は、光軸(中心軸)C50が上下方向(垂直方向)を向いた内周面52を有している。この内周面52は、光学素子配置部54と、光学素子配置部54の上方に設けられる大径部56と、これら光学素子配置部54と大径部56との間に設けられる案内部58と、を含む。
The
光学素子配置部54は、その内側(光軸C50側)領域にレンズ60が配置される部位であり、レンズ60が挿入された場合に当該レンズ60を周方向に囲み且つ当該レンズ60の外周面(周面)62との間に所定の摩擦力が生じる形状を有する。本実施形態の光学素子配置部54は、円柱の周面形状(円柱面形状)を有する。この光学素子配置部54の内径は、レンズ60の外径と同じ若しくは僅かに小さい。これにより、レンズ60が挿入された場合に、レンズ60の周面62との間に摩擦力が生じる。光学素子配置部54の内径および高さ寸法は、当該光学素子配置部54に配置されるレンズ60の外径および高さ寸法に対応する値である。本実施形態の光学素子配置部54では、内径が、例えば、1〜8mmであり、高さ(上下方向の寸法)が、例えば、0.2〜2.0mmである。
The optical
大径部56は、光学素子配置部54の内径よりも大きな内径の円柱の周面形状を有する。なお、大径部56の平面視の形状は、円形に限定されない。大径部56は、その内側にレンズ60(光学素子配置部54に配置される光学素子)と異なる光学素子が配置される場合には、この光学素子の平面視形状に対応する平面視形状であればよい。また、前記光学素子が配置されない場合、大径部の平面視形状は、光学素子配置部54よりも大きければよく(すなわち、平面視において、光学素子配置部54がその内側に完全に含まれるような大きさおよび形状であればよく)、限定されない。
The large-
案内部58は、光学素子配置部54の上端と大径部56の下端とを接続する面である。すなわち、案内部58は、光学素子配置部54の上端に連接されているとともに、大径部56の下端に連接されている。この案内部58の内径は、上方に向かって漸増する(すなわち、下方に向かって漸減する)。本実施形態の案内部58は、光軸C50を中心とする周方向の各位置において光軸C50に対して所定の角度(例えば45°)の傾斜を有するテーパ状の面である。本実施形態では、案内部58は、下方に向かって一定の割合で内径が漸減する形状を有しているが、案内部の形状は、この形状に限定されない。案内部は、下方に向かって内径が漸減していればよく、例えば、光軸C50を通る断面において上方または下方に膨出した湾曲形状等であってもよい。すなわち、案内部は、レンズ60の下端周縁部(面取り部)64が当接した状態で、下方に向けた小さな力(自重を含む)が当該レンズ60に加えられることによって、レンズ60が降下しつつ光軸(中心軸)C50側(すなわち、レンズホルダー50の光軸C50とレンズ60の光軸C60とが一致する方向)に案内されるような形状の面であればよい。
The
なお、レンズホルダー50の具体的構成は、限定されない。レンズホルダー50が筒形状を有し、その内周面52が、上下方向において、少なくとも案内部58とこの下側に連接する光学素子配置部54とを含んでいれば他の形状であってもよい。
The specific configuration of the
レンズ60は、略円柱形状の外観を有する。このレンズ60は、その光軸C60が上下方向(垂直方向)を向き、この光軸C60を中心とする円柱面状の外周面62を有する。このレンズ60の下端周縁部は、面取りされている。すなわち、レンズ60は、下端周縁部に面取り部64を有する。このレンズ60(外周面62)は、レンズホルダー50の光学素子配置部54の内径に対応した外径(光学素子配置部54の内径と同じ若しくは僅かに大きい外径)を有する。本実施形態のレンズ60では、外径が1〜8mmであり、高さ(厚さ)が0.2〜2.0mmである。
The
搬送用治具70は、略直方体形状の外観を有し、本実施形態では、例えば、樹脂によって形成されている。また、搬送用治具70は、天面(上面)71の中央部に設けられ且つ下方に向かって窪む保持用凹部72と、底面74の中央部に設けられ且つ上方に向かって窪む突き上げ用凹部75とを有する。この搬送用治具70は、平面視において、四隅が外側に膨出するように湾曲した略四角形状(本実施形態の例では、略正方形)の輪郭を有する。前記四隅は、平面視において、搬送用治具70の中心(中心軸)C70と同心の円弧に沿って湾曲している(図6A参照)。
The conveying
保持用凹部72は、レンズホルダー50が嵌め込まれる部位であり、レンズホルダー50に対応する形状を有している。レンズホルダー50がこの保持用凹部72に嵌め込まれることにより、搬送用治具70は、水平面に対して起立した姿勢(光軸C50が上下方向を向いた姿勢)となるようにレンズホルダー50を保持する。
The holding
この保持用凹部72は、平面視において搬送用治具70の中心C70と同心の円形の内周面73を有する。この内周面73の内径は、嵌め込まれるレンズホルダー50の外径に対応している。本実施形態の内周面73の内径は、レンズホルダー50の外径と同じ、若しくは僅かに小さい。
The holding
突き上げ用凹部75は、上下に延びる突き上げ部材126が上昇したときにその先端(上端)が当接する部位(凹部)である。この突き上げ用凹部75は、突き上げ部材126との当接(突き上げ部材126による突き上げ)が繰り返されて当該部位に凹凸が生じても、この凹凸が当該搬送用治具70を搬送面121上に載置した場合に当該搬送面121と接触しないように設けられた凹部である。この突き上げ用凹部75が設けられることにより、前記凹凸が生じた搬送用治具70であっても、搬送面121上を滑らかに且つ安定した状態で滑って移動できる。従って、突き上げ用凹部75は、前記凹凸が生じても当該搬送用治具70を搬送面121上に載置したときに搬送面121と接触しない形状(例えば、前記凹凸の生じた部位が底面74より上方に位置するような形状)であれば、具体的な形状は限定されない。
The push-up
搬送用治具70の底面(突上げ用凹部75を除く底面)74は、レンズホルダー50を保持した状態(保持用凹部72にレンズホルダー50が嵌め込まれた状態)の搬送用治具70を水平面上で滑らすように移動させることが可能な形状(例えば、水平面形状等)を有する。
The bottom surface (bottom surface excluding the pushing-up concave portion 75) 74 of the conveying
なお、搬送用治具70の具体的な外観形状は、限定されない。すなわち、搬送用治具は、レンズホルダー50を保持する保持用凹部72と、突き上げ部材126の突き上げによって生じた凹凸(前記突き上げによって突き上げ用凹部の底面(図3Bにおける上方側の面)に生じた凹凸)が搬送面121と接触することを防ぐための突き上げ用凹部75と、を有し、且つ、保持用凹部72によって保持したレンズホルダー50の姿勢を維持しつつ光学系組立装置10の搬送面121上を移動可能な外観形状であればよい。
In addition, the specific external shape of the
次に、光学系組立装置について説明する。図4は、本実施形態に係る光学系組立装置の概略構成図である。図5は、前記光学系組立装置における搬送台部の組立位置周辺の斜視図である。図6は、クランプ部による位置決めを説明するための図である。図6Aは、第1のクランプ部による位置決めを説明するための平面図であり、図6Bは、第2のクランプ部による位置決めを説明するための平面図である。図7は、第1の押し下げ動作と第2の押し下げ動作とを説明するための図である。図8は、レンズホルダーへのレンズの挿入シーケンスを説明するための図である。図9は、レンズの周面と光学素子配置部との間に生じる摩擦力の周方向の偏りを利用して、上下方向に対して傾斜したレンズの光軸にレンズホルダーの光軸を一致させる工程を説明するための図である。 Next, the optical system assembling apparatus will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the optical system assembling apparatus according to the present embodiment. FIG. 5 is a perspective view of the vicinity of the assembly position of the transport table in the optical system assembling apparatus. FIG. 6 is a view for explaining positioning by the clamp portion. FIG. 6A is a plan view for explaining positioning by the first clamp part, and FIG. 6B is a plan view for explaining positioning by the second clamp part. FIG. 7 is a diagram for explaining the first push-down operation and the second push-down operation. FIG. 8 is a diagram for explaining a lens insertion sequence into the lens holder. FIG. 9 shows that the optical axis of the lens holder is aligned with the optical axis of the lens inclined with respect to the vertical direction by utilizing the circumferential bias of the frictional force generated between the peripheral surface of the lens and the optical element placement portion. It is a figure for demonstrating a process.
光学系組立装置10は、搬送台部12と、図略の搬送部14と、光学素子保持ユニット16と、位置決め部18と、制御部20と、を備える。
The optical system assembling apparatus 10 includes a
搬送台部12は、金属製の搬送台(台部)120と、吸引部123と、突き上げ部(挟み込み部)125と、を備える。
The
搬送台120は、上側に搬送用治具70を載置可能であって、搬送用治具70を水平方向に滑らすように移動させることが可能な水平面(搬送面(載置面))121をその上端に有する。搬送面121における光学素子保持ユニット16の挿入ビット160の下方位置には、吸引用開口122が形成されている(図4参照)。
The transport table 120 is provided with a horizontal surface (transport surface (mounting surface)) 121 on which the
吸引用開口122は、搬送面121において、搬送用治具70が組立位置(レンズ60がレンズホルダー50に挿入される場合の当該レンズホルダー50を保持した状態の搬送用治具70の位置)に在る場合における当該搬送用治具70の下側の位置に形成されている(開口している)。この吸引用開口122は、搬送用治具70が当該吸引用開口122の上側(組立位置)に配置された場合に当該搬送用治具70によって当該吸引用開口122全体を覆う(塞ぐ)大きさおよび開口形状である。このため、吸引用開口122上に搬送用治具70が配置、すなわち、吸引用開口122を塞ぐように搬送用治具70が搬送面121上に配置された状態で吸引部123が作動することにより、搬送用治具70が搬送面121に吸い付けられて当該位置に固定される。
The
吸引部123は、搬送台120の下側に設けられ、吸引ポンプ124によって吸引用開口122を通じて搬送面121の上方側の空気を吸引する。
The
突き上げ部125は、光学素子保持ユニット16の挿入ビット160との間に、当該挿入ビット160によってレンズホルダー50に挿入された状態のレンズ60と、このレンズ60を挿入されているレンズホルダー50を保持した状態の搬送用治具70と、を上下方向に挟み込み、レンズ60を光学素子配置部54内に挿入する(押し込む)。この挟み込みでは、突き上げ部125が、挿入ビット160と協同して、搬送用治具70が揺動可能(詳しくは、搬送用治具70の中心軸C70が上下(垂直)方向に対して揺動可能)な状態で、レンズ60と搬送用治具70とを挟み込む(図8(I)参照)。突き上げ部125は、搬送用治具70を上方に向けて突き上げる突き上げ部材126と、突き上げ部材126を搬送面121に対して昇降(上下動)させる突き上げ駆動部127と、を有する。
The push-up
突き上げ部材126は、上下方向に延び、且つ上昇することによってその先端部(先端面126a)で搬送用治具70の底部(突き上げ用凹部75の底面)を突き上げる。この突き上げ部材126の先端部(上端部)は、搬送用治具70の突き上げ用凹部75と点接触する形状を有する。例えば具体的に、突き上げ部材126は、上方に膨出した湾曲面126aをその先端に有する。本実施形態の突き上げ部材126は、その先端に半球面126aを有する。
The push-up
なお、突き上げ部材126の先端面126aの具体的な形状は、限定されない。すなわち、突き上げ部材126の先端面126aは、搬送用治具70が突き上げ部材126によって突き上げられて搬送面121から離間した場合に搬送用治具70が揺動可能であって、且つ、搬送用治具70の中心軸C70が上下方向に対して一致した状態または傾斜した状態のいずれの状態においても突き上げ用凹部75と点接触する形状であればよい。
In addition, the specific shape of the
突き上げ駆動部127は、突き上げ部材126をその中心軸が上下方向を向いた姿勢を維持しつつ昇降(上下動)させる。本実施形態の突き上げ駆動部127は、突き上げ部材126を初期位置から挟み込み位置まで上昇させ、または、挟み込み位置から初期位置まで降下させる。この突き上げ部材126の初期位置は、突き上げ部材126の先端(上端)が搬送面121より下側となるような位置である(図8A参照)。また、挟み込み位置は、突き上げ部材126によって突き上げられた搬送用治具70が搬送面121から離間するような位置(本実施形態では、搬送用治具70が搬送面121から数mm程度離間するような位置)である(図8I参照)。
The push-up
本実施形態の突き上げ駆動部127は、図略のモータによって突き上げ部材126を昇降させる、いわゆる電動アクチュエータであるが、この構成に限定されない。突き上げ駆動部127は、例えば、油圧アクチュエータや空気圧アクチュエータ等、他の駆動方式のアクチュエータ等であってもよい。すなわち、突き上げ駆動部127は、突き上げ部材126を所定の位置精度で上下動(昇降)させることが可能な機構であればよい。
The push-up
図略の搬送部14は、搬送台120の搬送面121上に載置された搬送用治具70を移動させる装置である。この搬送部14は、搬送用治具70の周面(側面)を押すことによって搬送用治具70を搬送面121上で滑らせて移動させる。本実施形態の搬送部14は、図4の紙面と直交する方向に搬送用治具70を押して移動させる。
The conveyance unit 14 (not shown) is a device that moves the
光学素子保持ユニット16は、その下端にレンズ60を保持する挿入ビット(光学素子保持部)160と、挿入ビット160を駆動する挿入ビット駆動部164と、を有する。
The optical
挿入ビット160は、挿入ビット駆動部164に固定される(取り付けられる)挿入ビット本体161と、挿入ビット本体161の下側に設けられ、レンズホルダー50に挿入されるレンズ60等を保持する保持部(柱状保持部)162と、を有する。挿入ビット本体161は、その内部に吸引ポンプ等の吸引部(図示省略)を有し、吸引部の動作(吸引)および停止によって保持部162によるレンズ60の保持(吸着)および解放が行われる。保持部162は、挿入ビット本体161の下端から下方に向かって延び、その下端(先端)にレンズ60等を吸着可能に構成される。本実施形態の保持部162は、中心軸C160が上下方向を向いた円柱状の外観形状を有し、その外径は、当該保持部162によって保持されるレンズ60の外径と同じである。
The
挿入ビット駆動部164は、挿入ビット160を上下動(昇降)させる。本実施形態の挿入ビット駆動部164は、挿入ビット160が固定される(取り付けられる)ヘッド165と、ヘッド165を上下方向に案内するレール部166と、ヘッド165をレール部166に沿って駆動するヘッド駆動部(本実施形態の例ではモータ)167と、を有する。なお、本実施形態の挿入ビット駆動部164は、モータ167によってヘッド165を往復駆動させる、いわゆる電動アクチュエータであるが、これに限定されない。挿入ビット駆動部164は、例えば、油圧アクチュエータや空気圧アクチュエータ等、他の駆動方式のアクチュエータ等であってもよい。すなわち、挿入ビット駆動部164は、挿入ビット160を所定の位置精度で上下動(昇降)させることが可能な機構であればよい。
The insertion
位置決め部18は、挿入ビット160の下方側において、挿入ビット160に保持された状態のレンズ60に対するレンズホルダー50の水平方向の位置決めを行う。本実施形態の位置決め部18は、挿入ビット160に保持された状態のレンズ60の光軸C60と、レンズホルダー50の光軸C50とを一致させることを目指し、レンズホルダー50を保持した状態の搬送用治具70の搬送面121上での位置決めを行う。この位置決め部18は、第1のクランプ部(鏡筒位置決め部)180と、第2のクランプ部(光学素子位置決め部)190とを有する。
The
第1のクランプ部180は、挿入ビット160(保持部162)の中心軸C160と、レンズホルダー50の光軸C50と、を一致させることを目指して、挿入ビット160に対する搬送用治具70の水平方向の位置決めを行う。すなわち、第1のクランプ部180は、挿入ビット160に対する搬送用治具70の水平方向の位置決めを介して、挿入ビット160(保持部162)に対するレンズホルダー50の水平方向の位置決めを行う。第1のクランプ部180は、第1クランプ(Vクランプ)181および第1クランプ181を搬送面121に沿って(本実施形態の例では水平方向に)往復動させる第1駆動部182と、第2クランプ(平クランプ)183および第2クランプ183を搬送面121に沿って(本実施形態の例では水平方向に)且つ第1クランプ181の往復動と同じ方向に往復動させる第2駆動部184と、を備える。この第1のクランプ部180は、第1クランプ181と第2クランプ183とによって搬送用治具70を水平方向から挟み込むことにより、挿入ビット160に対する搬送用治具70の水平方向の位置決めを行う。これにより、挿入ビット160(保持部162)の中心軸C160と搬送用治具70(保持用凹部72)に保持されたレンズホルダー50の中心軸C50とが一致若しくは略一致する。
The
第1クランプ(Vクランプ)181は、搬送面121に対して起立(直立)し、且つ平面視において互いの法線が交差(本実施形態では例えば直交)した状態で間隔を空けて設けられた一対の当接面185、185を有する(図6A参照)。この一対の当接面185、185は、搬送用治具70の位置決めを行う際に、搬送用治具70と挿入ビット本体161との両方に当接可能な高さ寸法をそれぞれ有する。これにより、一対の当接面185、185に挿入ビット本体161が当接した状態で当該一対の当接面185、185に搬送用治具70を当接させることによって、挿入ビット160に対する搬送用治具70の水平方向の位置決めを行うことができる。本実施形態の一対の当接面185、185は、搬送用治具70の位置決めの際に、湾曲面である搬送用治具70の隅部と当接する。
The first clamps (V clamps) 181 are provided with an interval in a state where they stand upright (upright) with respect to the
なお、本実施形態の光学系組立装置10では、一対の当接面185、185間を第2のクランプ部190の第3クランプ191が通過できるよう(図5参照)、一対の当接面185、185は、離間した状態で配置されているが、平面視V字状の1つの面(中央部で屈曲した面)を構成してもよい。すなわち、第1クランプ181の搬送用治具70と当接する面(当接面)は、円周面と周方向において2箇所以上で当接可能な形状であればよい。このような形状の当接面であれば、接触箇所の数を確保しつつ接触面積を抑えることができ、これにより、当該当接面を有するクランプ(例えば、第1クランプ181)に対する前記円周面(搬送用治具70の四隅の湾曲面ような周方向に断続な円周面も含む。)を有する部品(例えば、搬送用治具70)の搬送面121上における正確な位置決めが可能となる。
In the optical system assembling apparatus 10 of the present embodiment, the pair of contact surfaces 185 so that the
また、本実施形態の一対の当接面185、185の間隔(水平方向の間隔)は、第2のクランプ部190の第3クランプ191またはこれを駆動する駆動部192の一部(第3クランプ191に接続された駆動軸等)が通過できる寸法に設定されている。
In addition, the distance between the pair of contact surfaces 185 and 185 in the present embodiment (horizontal distance) is the
第2クランプ(平クランプ)183は、水平方向において、第1クランプ181と対向する位置に配置され、搬送面121に対して起立(直立)する当接面186を有する。この第2クランプ183の当接面186は、搬送面121に対して起立した状態で第1クランプ181と対向している。詳しくは、当接面186は、平面視において当該当接面186の法線が第1クランプ181の一対の当接面185、185の中間位置を通る方向を向いている。本実施形態の第2クランプ183の当接面186は、第1クランプ181の各当接面185に対して45°となる方向を向いている。この当接面186は、第1クランプ181との間に、搬送用治具70を挟み込むことが可能な高さ寸法を有する。
The second clamp (flat clamp) 183 has a
この第2クランプ183が搬送用治具70を第1クランプ181に押し付けるようにして第1クランプ181との間に挟み込むことにより、第1クランプ181に当接している挿入ビット160に対する搬送用治具70の水平方向の位置決めが正確に行われる。
The
第2のクランプ部190は、挿入ビット160(保持部162)の中心軸C160と、保持部162が保持するレンズ60の光軸C60とを一致させることを目指して、保持部162に対するレンズ60の水平方向の位置決めを行う。この第2のクランプ部190は、一対の第3クランプ(レンズクランプ)191、191と、これら各第3クランプ191を、水平方向において互いに接近および離間するようにそれぞれ往復動させる第3駆動部192、192と、を有する。各第3クランプ191は、図6Bに示されるように、平面視V字状の当接面193をそれぞれ備える。これら各当接面193は、互いに対向して向き合うようにそれぞれ設けられている。そして、第2のクランプ部190は、一対の第3クランプ191、191によって、保持部162の下端部と、この下端部に保持されているレンズ60とを一緒に挟み込むことによって、保持部162に対するレンズ60の水平方向の位置決めを行う(図8D参照)。すなわち、本実施形態において、第2のクランプ部190は、挿入ビット160の保持部162の外径と、この保持部162に保持されるレンズ60の外径とが同じ(略同じ)であるため、第2のクランプ部190が一対の第3クランプ191、191によって保持部162の下端部とこの下端部に保持されているレンズ60とを一緒に挟み込むことにより、保持部162の中心軸C160とレンズ60の光軸C60とを一致(若しくは略一致)させることができる。
The
なお、第3クランプ191は、保持部162の少なくとも下端部をレンズ60と一緒に挟み込む高さ寸法を有していればよい。ただし、本実施形態のように上下方向の各位置において外径が同じ円柱状の外観形状を有する保持部162の場合、第3クランプ191、191は、上下方向における保持部162全体とレンズ60とを水平方向から挟み込む構成でもよい。
The
制御部20は、レンズユニットを組み立てるべく、光学系組立装置10の各部を当該各部の機能に応じてそれぞれ制御する。この制御部20は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、このCPUによって実行される種々のプログラムやその実行に必要なデータ等を予め記憶するROM(Read Only Memory)やEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)等の不揮発性記憶素子、このCPUのいわゆるワーキングメモリとなるRAM(Random Access Memory)等の揮発性記憶素子およびその周辺回路等を備えたマイクロコンピュータによって構成される。
The
このように構成される制御部20には、当該制御部20がプログラムを実行することによって、機能的に、搬送制御部201と、吸引固定制御部202と、挿入ビット制御部203と、位置決め制御部204と、突き上げ制御部207と、が構成される。
The
搬送制御部201は、搬送部14(詳しくは、搬送部14の各駆動部(モータ等))を制御して、搬送面121上の初期位置(例えば、ホルダー供給装置等によって搬送用治具70にレンズホルダー50が供給される位置等)に配置されている搬送用治具70を組立位置(挿入ビット160の下方位置)まで移動させる。
The conveyance control unit 201 controls the conveyance unit 14 (specifically, each drive unit (motor or the like) of the conveyance unit 14), and performs an initial position on the conveyance surface 121 (for example, a
吸引固定制御部202は、搬送台部12の吸引部123を制御することによって、組立位置の搬送用治具70を吸引して当該位置に固定し、または、吸引を停止して前記吸引によって固定されていた状態の搬送用治具70を解放(移動可能に)する。本実施形態の吸引固定制御部202は、搬送用治具70が搬送面121上において位置決め部18によって位置決めされると、吸引部123を制御して搬送用治具70を吸引して当該位置に固定する。そして、吸引固定制御部202は、搬送用治具70が突き上げ部材126によって突き上げられる前に、吸引部123を制御して吸引を停止し、吸引によって搬送面121上に固定されていた搬送用治具70を解放する。
The suction fixing
挿入ビット制御部203は、挿入ビット本体161の図略の吸引部を制御してレンズ60を保持部162の下端に吸着させる(保持する)、または保持部162からレンズ60を解放する挿入ビット吸引制御部205と、挿入ビット駆動部164を制御して挿入ビット160の上下動(昇降)を制御する上下動制御部206とを有する。具体的には、挿入ビット制御部203(挿入ビット吸引制御部205および上下動制御部206)は、以下のように挿入ビット160と挿入ビット駆動部164とを制御する。
The insertion
先ず、挿入ビット吸引制御部205が挿入ビット160の図略の吸引部を作動させ、図略の光学素子供給装置等によって供給されたレンズ60や、レンズ用搬送用治具等に配置されたレンズ60を挿入ビット160に保持させ(すなわち、挿入ビット160によってレンズ60を吸着し)、上下動制御部206が挿入ビット駆動部164を制御してこの状態の挿入ビット160を上端位置まで移動(上昇)させる。この上端位置は、挿入ビット160の下端に保持されているレンズ60が搬送用治具70に保持されたレンズホルダー50の上端よりも上方となる位置である。
First, the insertion bit
次に、搬送面121の組立位置にレンズホルダー50を保持した搬送用治具70が搬送されると、上下動制御部206が挿入ビット駆動部164を制御して、挿入ビット160をクランプ位置まで降下させる。このクランプ位置は、位置決め部18による位置決めの際に、第1クランプ181(詳しくは、一対の当接面185、185)が搬送用治具70と挿入ビット本体161との両方に当接できる高さ位置である。
Next, when the
次に、位置決め部18によって挿入ビット160に対する搬送用治具70の位置決めが行われると(すなわち、レンズホルダー50の光軸C50とレンズ60の光軸C60とが一致若しくは略一致すると)、上下動制御部206が挿入ビット駆動部164を制御し、レンズ60を保持した状態の挿入ビット160を降下させ、保持部162下端に保持されたレンズ60を搬送用治具70に保持されているレンズホルダー50内に挿入する。
Next, when the
レンズ60の下端の面取り部(周縁部)64がレンズホルダー50内の案内部58に接触(当接)すると(図7A参照)、上下動制御部206が挿入ビット駆動部164を制御して挿入ビット160の降下を停止する。このレンズ60(面取り部64)の案内部58への接触は、挿入ビット160の降下時の抵抗変化やセンサ等によって検出してもよく、また、挿入ビット160が所定の高さ位置まで降下することにより、レンズ60の面取り部64がレンズホルダー50の案内部58に接触したと判断しても(擬制しても)よい。
When the chamfered portion (peripheral portion) 64 at the lower end of the
面取り部64が案内部58に接触すると、挿入ビット吸引制御部205は、挿入ビット本体161の図略の吸引部を停止させ、挿入ビット160に保持されていたレンズ60を解放する。これにより、レンズ60が挿入ビット160(保持部162)に対して水平方向に移動可能となる。
When the chamfered
そして、挿入ビット160がレンズ60を解放した状態で、上下動制御部206が挿入ビット駆動部164を制御して挿入ビット160を第1の高さ位置まで降下させる(第1の押し下げ動作を行わせる:図7Bおよび図7C参照)。第1の押し下げ動作は、レンズ60を案内部58の下端に到達するまでレンズ60を押し下げる第1の押し下げを行う動作であり、この第1の高さ位置は、レンズ60における案内部58との接触部位(本実施形態の例では面取り部64)の上端が案内部58の下端位置と一致する高さ位置(図7C参照)である。
Then, in a state where the
これにより、保持部162の下端によってレンズ60が下方に押し下げられる。このとき、レンズ60は、保持部162による吸着から解放され且つレンズホルダー50の案内部58とレンズ60下端の面取り部64とが傾斜しているため、案内部58によってレンズ60の光軸C60がレンズホルダー50の光軸C50と一致する方向に案内される(移動する)。この第1の押し下げ動作では、挿入ビット160がレンズ60を例えば0N以上で且つ3N以下の力(本実施形態の例では、3Nの力)で押し下げる。この範囲の力でレンズ60を押し下げることによって、レンズ60(光軸C60)が傾いた状態で光学素子配置部54に嵌り込んだり、嵌り込む際に光学素子配置部54がレンズ60によって傷付けられたりすることが防がれる。
As a result, the
第1の押し下げ動作が終わると、搬送用治具70が突き上げ部材126によって突き上げられて搬送面121から離間し、その状態で、上下動制御部206は、挿入ビット駆動部164を制御して挿入ビット160を第2の高さ位置まで降下させる(第2の押し下げ動作を行う:図7C〜図7D参照)。第2の押し下げ動作は、第1の押し下げ後に、さらに下方に光学素子を押し下げる第2の押し下げを行う動作である。これにより、レンズ60が、レンズホルダー50内におけるレンズ60の配置位置(レンズユニットにおいて予定されている配置位置)まで挿入(本実施形態では圧入)される。この第2の押し下げ動作では、挿入ビット160がレンズ60を第1の押し下げ動作よりも大きな力、例えば、5N以上で且つ10N以下の力(本実施形態の例では、7Nの力)で押し下げる。この範囲の力でレンズ60を押し下げることによって、レンズ60がその外径より僅かに小さい内径を有する光学素子配置部54内に嵌り込む(圧入される)。
When the first push-down operation is completed, the
挿入ビット160が第2の高さ位置まで降下すると、突き上げ部材126が降下して搬送用治具70が搬送面121上に降ろされ、その後、上下動制御部206は、挿入ビット駆動部164を制御して挿入ビット160を上端位置まで上昇させる。これにより、レンズホルダー50へのレンズ60の挿入(組み付け、配置)が完了する。なお、突き上げ部材126の降下と、挿入ビット160の上昇とが同時に行われてもよい。
When the
位置決め制御部204は、第1のクランプ部180と第2のクランプ部190の各駆動部182、184、192をそれぞれ制御することによって、搬送部14によって組立位置まで搬送された搬送用治具70の挿入ビット160に対する位置決めを行う。具体的には、以下の通りである。
The
位置決め制御部204は、先ず、第1のクランプ部180の制御を行って、挿入ビット160に対する搬送用治具70の位置決めを行う。詳しくは、位置決め制御部204は、第1クランプ181の第1駆動部182を制御して第1クランプ181を前進させる。この第1クランプ181の一対の当接面185、185が挿入ビット本体161に当接すると、位置決め制御部204は、第1クランプ181の前進を停止させ、第2クランプ183の第2駆動部184を制御して第2クランプ183を前進させる。第2クランプ183が所定の位置(搬送用治具70が第1クランプ181と第2クランプ183とによって挟み込まれた状態になる位置)まで前進すると、位置決め制御部204は、第2クランプ183の前進を停止させる。これにより、挿入ビット160に対する搬送用治具70の位置決めが完了する。
First, the
次に、位置決め制御部204は、第2のクランプ部190の制御を行って、挿入ビット160の保持部162に対するレンズ60の位置決めを行う。詳しくは、位置決め制御部204が各第3駆動部192をそれぞれ制御して第3クランプ191をそれぞれ前進させ、一対の第3クランプ191、191が保持部162の下端とレンズ60とを一緒に挟み込むことにより、挿入ビット160の保持部162の中心軸C160と、この保持部162が保持するレンズ60の光軸C60とが一致(若しくは略一致)する。
Next, the
このように、第1のクランプ部180と第2のクランプ部190とが、挿入ビット160に対する搬送用治具70の位置決め、および、挿入ビット160の保持部162に対するレンズ60の位置決めを行うことによって、挿入ビット160に保持されているレンズ60の光軸C60と、搬送用治具70に保持されているレンズホルダー50の光軸(中心軸)C50とが、水平方向において一致若しくは略一致する。
As described above, the
続いて、位置決め制御部204は、各クランプ(第1のクランプ部180の第1クランプ181および第2クランプ183、第2のクランプ部190の一対の第3クランプ191、191)をそれぞれ後退させ、挿入ビット160に対する搬送用治具70の位置決めを終了する。
Subsequently, the
なお、本実施形態では、第1のクランプ部180によって挿入ビット160に対する搬送用治具70の位置決めが行われた後、第2のクランプ部190によって挿入ビット160の保持部162に対するレンズ60(保持部162に保持されているレンズ60)の位置決めが行われるが、この制御に限定されない。例えば、第1のクランプ部180と第2のクランプ部190とが同時に動作するように制御されてもよく、また、第2のクランプ部190が第1のクランプ部180よりも先に動作するように制御されてもよい。
In the present embodiment, after the
突き上げ制御部207は、挿入ビット制御部203(詳しくは、上下動制御部206)が挿入ビット160に第1の押し下げ動作を行わせた後、突き上げ駆動部127を制御して、突き上げ部材126を初期位置から挟み込み位置まで上昇させる。また、突き上げ制御部207は、挿入ビット制御部203が挿入ビット160に第2の押し下げ動作を行わせた後、突き上げ駆動部127を制御して、突き上げ部材126を挟み込み位置から初期位置まで降下させる。
The push-up
次に、光学系組立装置10でのレンズユニットの組み立て(レンズホルダー50へのレンズ60の挿入動作)について図8A〜図8Lおよび図9A〜図9Eも参照しつつ説明する。なお、図8A〜図8Hでは、突き上げ部材126を省略している。
Next, the assembly of the lens unit in the optical system assembly apparatus 10 (the operation of inserting the
挿入ビット160が光学素子供給装置等から供給されたレンズ60を保持(吸着)し、上端位置まで上昇する。挿入ビット160が上端位置まで上昇すると、搬送部14がレンズホルダー50を保持した状態の搬送用治具70を組立位置まで搬送する。
The
搬送用治具70が組立位置(搬送面121の吸引用開口122を塞ぐ(覆う)位置)まで搬送されると、図8Aに示されるように、挿入ビット160がクランプ位置まで降下する。続いて、図8Bに示されるように、一対の当接面185、185が挿入ビット本体161にそれぞれ当接するまで第1クランプ181が前進し、その後、第2クランプ183が前進して第1クランプ181との間に搬送用治具70を挟み込む。これにより、搬送用治具70が第1クランプ181に押し付けられ、挿入ビット160に対する搬送用治具70(すなわち、レンズホルダー50)の位置決めが行われる。
When the
続いて、図8Cに示されるように、搬送台部12の吸引ポンプ124が吸引を開始し、搬送用治具70が搬送面121に吸い付けられて固定される。
Subsequently, as illustrated in FIG. 8C, the
このように吸引によって搬送用治具70が固定されると、図8Dに示されるように、第2のクランプ部190によって挿入ビット160の保持部162に対するレンズ60の位置決めが行われる。具体的には、一対の第3クランプ191、191がそれぞれ前進して保持部162の下端と、レンズ60とを水平方向から一緒に挟み込む。これにより、保持部162の中心軸C160とレンズ60の光軸C60とが一致若しくは略一致する。
When the
このように、光学系組立装置10では、第1のクランプ部180によって挿入ビット160に対するレンズホルダー50の位置決めが行われ、続いて、第2のクランプ部190によって挿入ビット160に対するレンズ60の位置決めが行われることで、レンズホルダー50に対するレンズ60の位置決めが行われる。
As described above, in the optical system assembly device 10, the
続いて、図8Eおよび図8Fに示されるように、第2および第3クランプ183、191、191が後退した後、第1クランプ181が後退すると、挿入ビット160が降下してレンズ60をレンズホルダー50に挿入する。
Subsequently, as shown in FIGS. 8E and 8F, when the
レンズ60の面取り部64がレンズホルダー50の内周面52の案内部58に接触すると、挿入ビット160は降下を停止すると共にレンズ60の吸引を停止して解放する。レンズ60が解放されると、続いて、挿入ビット160は、図8Gに示されるように、第1の押し下げ動作(本実施形態の例では3Nの力での押し下げ)を行う。これにより、レンズ60が案内部58に案内されて降下しつつレンズ60の光軸C60がレンズホルダー50(光学素子配置部54)の光軸C50と一致する方向に移動する。
When the chamfered
レンズ60の光軸C60とレンズホルダー50の光軸C50とが一致すると、次に、図8Hに示されるように、搬送台部12の吸引部123が吸引を停止し、吸引によって搬送面121上に固定されていた搬送用治具70が解放される。
When the optical axis C60 of the
続いて、図8Iに示されるように、突き上げ部材126が初期位置から上昇して搬送用治具70の底部(詳しくは突き上げ用凹部75)を突き上げ、搬送面121から搬送用治具70を持ち上げる(離間させる)。このとき、突き上げ部材126の先端面126aが上方に向かって膨出する半球面形状(突き上げ凹部75の底面と点接触する形状)であるため、搬送用治具70は、揺動可能な状態となる。すなわち、レンズホルダー50の内側に挿入されたレンズ60と、レンズホルダー50を保持している搬送用治具70とが、搬送面121から離間し且つレンズホルダー50の光軸C50が上下方向に対して揺動可能な状態で、挿入ビット160と突き上げ部材126との間に挟み込まれる。
Subsequently, as shown in FIG. 8I, the push-up
この搬送用治具70が揺動可能な状態のまま、挿入ビットは、図8Jに示されるように、第2の押し下げ動作(本実施形態の例では7Nの力で押し下げ)を行う。
The insertion bit performs the second push-down operation (push down with a force of 7N in the example of the present embodiment) as shown in FIG. 8J while the
このとき、レンズ60の光軸C60と保持部162の中心軸C160との間隔(ズレ量)が小さい場合には(図7C参照)、第2の押し下げ動作によって、レンズ60が傾くことなく光学素子配置部54内に真っ直ぐに挿入(圧入)される。
At this time, if the distance (deviation amount) between the optical axis C60 of the
一方、前記ズレ量が大きい場合には(図9A参照)、保持部162からレンズ60に加わる下向きの力の大きさが場所によって大きく異なり(すなわち、保持部162の中心軸C160に近い部分が大きく、中心軸C160から離れるに従って小さくなる:図9B参照)、これにより、レンズ60が光学素子配置部54内に傾いた状態で嵌り込もうとする(図9C参照)。しかし、本実施形態の光学系組立装置10では、搬送用治具70(すなわち、レンズホルダー50)が揺動可能な状態で挿入ビット160と突き上げ部材126とに挟み込まれているため、前記レンズ60の傾き起因するレンズ60の外周面62と光学素子配置部54との間の摩擦力の周方向における偏り(詳しくは、光学素子配置部54の光軸C50に対してその光軸C60が傾いたレンズ60を、その姿勢のままで光軸C50に沿って光学素子配置部54内に押し込もうとした場合に、レンズ外周面62の周方向の各位置において生じる摩擦力の大きさの違い)によって、レンズホルダー50がレンズ60の傾いた姿勢(垂直方向に対する光軸C60の傾き)に倣って傾く。すなわち、搬送用治具70が保持したレンズホルダー50と共に、前記周方向の摩擦力の偏りを解消する方向に傾く(図9D参照)。これにより、挿入ビット160によって第2の押し下げ動作が行われると、レンズ60の光軸C60とレンズホルダー50の光軸C50とが一致して前記周方向の摩擦力の偏りが解消し、このレンズ60の傾きに倣った光学素子配置部(光軸C50が上下方向に対して傾斜した姿勢の光学素子配置部)54に対して真っ直ぐ(光軸C50に沿って)にレンズ60が押し込まれる(図9E参照)。
On the other hand, when the amount of deviation is large (see FIG. 9A), the magnitude of the downward force applied from the holding
レンズ60がレンズホルダー50におけるレンズ60の配置位置まで圧入されると、図8Kおよび図8Lに示されるように、突き上げ部材126が初期位置まで降下し、挿入ビット160が上端位置まで上昇する。そして、搬送部14が、レンズ60が挿入されたレンズホルダー50を保持している搬送用治具70を所定の位置まで搬送する(移動させる)。
When the
光学系組立装置10では、以上の工程が繰り返される。 In the optical system assembly device 10, the above steps are repeated.
以上のような光学系組立装置10では、搬送用治具70を介してレンズ60側に押されたレンズホルダー50(光学素子配置部54)内にレンズ60が押し込まれる際に、レンズホルダー60(光学素子配置部54)の光軸C50に対してレンズ60の光軸C60が傾いていた場合(挿入の途中で傾いた場合も含む)でも、搬送用治具70が揺動可能な状態でレンズ60と搬送用治具70(詳しくは、レンズ60が挿入されたレンズホルダー50を保持する搬送用治具70)とが挟み込まれるため、光軸C60が傾いていた場合にレンズ60の周面(外周面)62と光学素子配置部54との間に生じる摩擦力の周方向の偏り(前記傾きに起因する周方向に偏った摩擦力の分布(図9C参照))によってレンズ60の光軸C60に対してその光軸C50が一致するようにレンズホルダー50(詳しくはレンズホルダー50を保持する搬送用治具70)が傾く(揺動する)。これにより、レンズ60の光軸C60と光学素子配置部54の光軸C50とが一致した状態でレンズ60が光学素子保持部54内に真っ直ぐに入り込むことができ、その結果、組立精度が十分に確保される。
In the optical system assembling apparatus 10 as described above, when the
しかも、画像処理部のように撮像ユニットや撮像結果に基づいて補正量等を演算するための演算部、求められた補正量に基づいて各駆動部等のズレ等を補正するための機構等の複雑且つ高価な構成が設けられていなくてもよく、すなわち、レンズホルダー50に挿入された状態のレンズ60とレンズホルダー50を保持する搬送用治具70とを上下方向から挟み込むといった簡素な機構が設けられていればよく、光学系組立装置10の価格を抑えることができる。
In addition, an image processing unit such as an image processing unit or a calculation unit for calculating a correction amount based on the imaging result, a mechanism for correcting a shift of each driving unit based on the obtained correction amount, etc. A complicated and expensive configuration may not be provided, that is, a simple mechanism in which the
本実施形態の光学系組立装置10のように、搬送用治具70のような小さな部材を突き上げる構成とすることによって、搬送用治具70が載置されてレンズ60の組み込み作業等が行なわれる搬送面(載置面)121を有する搬送台120のような大きな部材を降下させる場合に比べ、より簡素な構成によって、搬送用治具70の底部(突き上げ用凹部75)を搬送面121から離間させて搬送用治具70を揺動可能な状態にすることができる。
As in the optical system assembling apparatus 10 of the present embodiment, by adopting a configuration in which a small member such as the conveying
また、本実施形態の光学系組立装置10では、突き上げ部材126の先端部(上端部)が搬送用治具70の底部(突き上げ用凹部75)と点接触する形状を有しているため、この先端部によって突き上げられて搬送面121から離間した搬送用治具70が揺動し易い。
Further, in the optical system assembling apparatus 10 of the present embodiment, the tip end portion (upper end portion) of the push-up
しかも、突き上げ部材126がその先端に先端面126aとして上方に膨出した湾曲面を有しているため、搬送用治具70が突き上げ部材126に対して傾斜した状態(姿勢)になっても、突き上げ部材126と搬送用治具70との接触部位において点接触状態が保たれる。
Moreover, since the push-up
また、本実施形態の光学系組立装置10では、位置決め部18による、挿入ビット160(詳しくは、挿入ビット160に保持されたレンズ60)に対するレンズホルダー50の水平面方向の位置決め精度が悪くても(例えば具体的には、レンズ60を保持した状態で挿入ビット160が降下してレンズホルダー50にレンズ60を挿入する場合に、レンズ60の下端の面取り部64が内周面52の案内部58に当接できる程度の精度があれば)、レンズ60をレンズホルダー50内(光学素子配置部54内)に精度よく配置(挿入)することができる。具体的には、以下の通りである。
Further, in the optical system assembling apparatus 10 of the present embodiment, even if the
位置決め部18によってレンズホルダー50が位置決めされたときに、レンズ60の光軸C60とレンズホルダー50の内周面52(レンズ60がその内部に配置される光学素子配置部54)の光軸(中心軸)C50とがズレていても、挿入ビット160によってレンズ60がレンズホルダー50内に挿入される場合に、レンズ60が挿入ビット160から解放されている状態(すなわち、挿入ビット160に対して水平方向への移動が可能な状態)で第1の押し下げ動作が行われることで、レンズ60が案内部58に案内されてレンズホルダー50内(内周面52に囲まれた領域内)を降下しつつ水平方向に移動してその光軸C60とレンズホルダー50の内周面52の光軸(中心軸)C50とが一致する。このため、第1の押し下げ動作の後に行われる第2の押し下げ動作によって、レンズ60が光学素子配置部54内に進入することができ、その結果、レンズホルダー50内の配置位置に精度よく配置される。このように、本実施形態の光学系組立装置10によれば、位置決め精度が高精度でない位置決め部18を用いてレンズ60(挿入ビット160に保持された状態のレンズ60)に対するレンズホルダー50の位置決めが行われても、レンズ60を光学素子配置部54内に精度よく且つ確実に配置することができる(すなわち、組立精度が確保される)。
When the
また、本実施形態の光学系組立装置10では、第1の押し下げ動作のときにレンズ60を小さな力(例えば3N)で押し下げることによって、案内部58によって案内されているときに下方への過大な力がレンズ60に加わることが防がれる。これにより、光学素子配置部54にレンズ60が傾いた状態で嵌り込んだり、レンズ60がレンズホルダー50の内周面52を傷付けながら光学素子配置部54に嵌り込んだりすることを効果的に防ぎつつ、水平方向においてレンズ60の光軸C60とレンズホルダー50の内周面52の中心軸C50とが一致するようにレンズ60を案内部58によって案内させる(位置合わせする)ことができる。
Further, in the optical system assembling apparatus 10 of the present embodiment, the
そして、位置合わせした後にレンズ60を大きな力(例えば7N)で押し下げることによって、光学素子配置部54の内径がレンズ60の外径と同じ若しくは僅かに小さくても、レンズ60を光学素子配置部54内に確実に挿入することができる。
Then, the
また、本実施形態の光学系組立装置10では、第1クランプ181が挿入ビット160に当接した状態で、第2クランプ183によって搬送用治具70(レンズホルダー50を保持した状態の搬送用治具70)を第1クランプ181に押し付けるようにして挟み込むことで、レンズ60に対するレンズホルダー50の位置決めを好適に行うことができる。
In the optical system assembling apparatus 10 of the present embodiment, the transport jig 70 (the transport jig in a state where the
また、本実施形態の光学系組立装置10では、外径が同じ保持部162とレンズ60とを一対の第3クランプ191、191によって水平方向から一緒に挟み込むことによって挿入ビット160に対するレンズ60の水平方向の位置決めを精度よく行うことができる。このように、光学系組立装置10では、第1のクランプ部180による挿入ビット160に対するレンズホルダー50の位置決めに加えて、第2のクランプ部190による挿入ビット160(保持部162)に対するレンズ60の位置決めが行われることで、レンズ60に対するレンズホルダー50の水平方向の位置決めがより高精度に行われる。
Further, in the optical system assembly device 10 of the present embodiment, the holding
なお、本発明の光学系組立装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The optical system assembling apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention.
上記実施形態の光学系組立装置10では、突き上げ部材126によって搬送用治具70を上方に向けて突き上げることによって、搬送用治具70を搬送面121から離間させているが、この構成に限定されない。例えば、レンズ60と、このレンズ60が挿入された状態のレンズホルダー50を保持している搬送用治具70とを挿入ビット160と突き上げ部材126とによって上下方向から軽く挟み込んだ状態で搬送台120を降下させることによって、搬送用治具70を搬送面121から離間させる構成であってもよい。かかる構成によっても、搬送用治具70が突き上げ部材126と点接触状態で当該突き上げ部材126と挿入ビット160とに挟み込まれ且つ搬送用治具70が搬送面121から離間するため、搬送用治具70が揺動可能となる。
In the optical system assembling apparatus 10 of the above-described embodiment, the
上記実施形態の第1のクランプ部180は、第1クランプ181が挿入ビット160に当接した状態で第2クランプ183によって搬送用治具70を第1クランプ181に押し付けるように挟み込む、すなわち、第2クランプ183が挿入ビット160に当接することなく搬送用治具70のみに当接する構成であるが、この構成に限定されない。例えば、第1のクランプ部180は、挿入ビット160と、レンズホルダー50を保持する搬送用治具70(またはレンズホルダー50)とを、水平方向から一緒に挟み込む一対のクランプ(クランプ部材)を有する構成であってもよい。この構成によっても、一対のクランプによって挿入ビット160とレンズホルダー50を保持する搬送用治具70(またはレンズホルダー50)とを水平方向から一緒に挟み込むことにより、レンズ60に対するレンズホルダー50の位置決めを行うことができる。
The
上記実施形態の搬送用治具70の突き上げ用凹部75の底面は水平面であるが、例えば、図10に示されるように、突き上げ用凹部75Aの底面が下方に膨出した湾曲面形状を有していてもよい。この場合、突き上げ部材126の先端面126bが水平面形状であってもよい。すなわち、突き上げ用凹部75の底面(突き上げ部材126との当接面)が下方に膨出するように湾曲していれば、突き上げ部材126の先端面126bが水平面であっても、搬送用治具70が突き上げ部材126によって突き上げられて搬送面121から離間したときに搬送用治具70が揺動可能であって、且つ、搬送用治具70の中心軸C70が上下方向に対して一致した状態または傾斜した状態のいずれの状態においても突き上げ用凹部75の底面と点接触する。
Although the bottom surface of the push-up
上記実施形態の光学系組立装置10は、レンズホルダー50の光学素子配置部54にレンズ60を挿入するが、遮光板等の他の光学素子を挿入してもよい。
In the optical system assembling apparatus 10 of the above-described embodiment, the
上記実施形態のレンズ60の下端周縁部には、面取り部64が設けられているが、面取り部64が設けられていなくてもよい。レンズホルダー(鏡筒)50の内周面52に案内部58が設けられていれば、第1の押し下げによってレンズ(光学素子)が案内(位置合わせ)される。
The chamfered
また、光学素子配置部54の内径がレンズ(光学素子)60の外径よりも大きく、レンズホルダー(鏡筒)50の光軸C50とレンズ(光学素子)60の光軸C60とを一致させれば、ほぼ自重によってレンズ(光学素子)60が光学素子配置部54内に入っていく場合には、第1の押し下げの力と第2の押し下げの力とが同じ大きさであってもよい。
Further, the inner diameter of the optical
本明細書は、上記のように様々な態様の技術を開示しているが、そのうち主な技術を以下に纏める。 The present specification discloses various aspects of the technology as described above, and the main technologies are summarized below.
一態様にかかる光学系組立装置は、鏡筒に光学素子を上方から圧入することによって光学系の組み立てを行う光学系組立装置であって、前記光学素子をその光軸が上下方向を向いた姿勢で着脱可能に保持し、上下動可能な光学素子保持部と、前記鏡筒をその光軸が上下方向を向いた姿勢で保持する鏡筒保持用治具と、前記光学素子保持部と前記鏡筒保持用治具との間に、前記光学素子を挟み込む挟み込み部と、を備え、前記挟み込み部は、前記鏡筒へ前記光学素子を圧入する際に、前記鏡筒保持用治具を揺動可能に支持し、前記光学素子保持部が前記光学素子を押し下げることで、前記光学素子を圧入する。そして、この光学系組立装置において、好ましくは、前記鏡筒は、前記光学素子の外周面との間で所定の摩擦力を生じさせる内周面を持つ配置部と、前記配置部上端に連接され前記配置部より大きい内径を持つ案内部とを有し、前記光学素子保持部は、前記光学素子を前記案内部の下端に到達するまで前記光学素子を押し下げる第1の押し下げと、さらに下方に前記光学素子を押し下げる第2の押し下げとを行う。 An optical system assembling apparatus according to one aspect is an optical system assembling apparatus for assembling an optical system by press-fitting an optical element into a lens barrel from above, and the optical axis of the optical element is oriented in the vertical direction. An optical element holding part that is detachably held and can be moved up and down, a lens barrel holding jig that holds the lens barrel in a posture in which the optical axis thereof is directed in the vertical direction, the optical element holding part, and the mirror A sandwiching portion for sandwiching the optical element between the lens holding jig, and the sandwiching portion swings the lens holding jig when the optical element is press-fitted into the barrel. The optical element is pressed and the optical element holding part pushes down the optical element. In this optical system assembling apparatus, preferably, the lens barrel is connected to an arrangement portion having an inner peripheral surface that generates a predetermined frictional force with the outer peripheral surface of the optical element, and an upper end of the arrangement portion. A guide portion having an inner diameter larger than that of the arrangement portion, and the optical element holding portion further includes a first push-down for pushing down the optical element until the optical element reaches a lower end of the guide portion, and A second push down of the optical element is performed.
このような光学系組立装置の一例では、光学系組立装置は、鏡筒に光学素子を挿入することによって光学系の組み立てを行う光学系組立装置であって、下端に、前記光学素子をその光軸が上下方向を向いた姿勢で着脱可能に保持した状態で上下動可能な光学素子保持部と、前記光学素子保持部の下方側において前記鏡筒の位置決めを行う鏡筒位置決め部と、前記光学素子保持部との間に前記光学素子を挟み込む挟み込み部と、を備える。そして、前記鏡筒は、上下方向に中心軸を持つ内周面であって、前記光学素子が挿入された場合に当該光学素子を周方向に囲み且つ当該光学素子の周面との間に所定の摩擦力を生じさせる形状の光学素子配置部を含む内周面を有し、前記鏡筒位置決め部は、前記光学素子保持部に保持された状態の前記光学素子に対する水平方向の位置決めを、前記搬送用治具によって下方側から保持された状態の前記鏡筒に対して行い、前記挟み込み部は、前記鏡筒位置決め部によって位置決めされた前記鏡筒に前記光学素子を挿入した前記光学素子保持部との間に、前記鏡筒を保持する搬送用治具を当該搬送用治具が揺動可能な状態で前記光学素子と共に挟み込むことにより、当該光学素子を前記鏡筒内に挿入する。 In one example of such an optical system assembling apparatus, the optical system assembling apparatus is an optical system assembling apparatus for assembling an optical system by inserting an optical element into a lens barrel, and the optical element is placed at the lower end of the optical element. An optical element holding part that can move up and down with the shaft being detachably held in a vertical orientation, a lens barrel positioning part that positions the lens barrel below the optical element holding part, and the optical A sandwiching part that sandwiches the optical element with the element holding part. The lens barrel is an inner peripheral surface having a central axis in the vertical direction, and when the optical element is inserted, surrounds the optical element in the circumferential direction and is predetermined between the optical element and the peripheral surface. An inner peripheral surface including an optical element placement portion having a shape that generates a frictional force, and the lens barrel positioning portion performs horizontal positioning with respect to the optical element in a state of being held by the optical element holding portion. The optical element holding portion in which the optical element is inserted into the lens barrel positioned by the lens barrel positioning portion, which is performed on the lens barrel held from below by a conveying jig. In between, the optical element is inserted into the lens barrel by sandwiching the optical jig with a conveying jig for holding the lens barrel in a state in which the conveying jig can swing.
上記構成によれば、鏡筒保持用治具(一例では搬送用治具)を介して光学素子側に押された鏡筒(光学素子配置部)内に光学素子が押し込まれる際に鏡筒(光学素子配置部)の中心軸に対して光学素子の光軸が傾いていた場合(挿入の途中で傾いた場合も含む)でも、鏡筒保持用治具が揺動可能な状態で光学素子と鏡筒保持用治具(一例では光学素子が挿入された鏡筒を保持する前記搬送用治具)とが挟み込まれているため、前記光軸が傾いていた場合に光学素子の周面と光学素子配置部との間に生じる摩擦力の周方向の偏り(前記傾きに起因する周方向に偏った摩擦力の分布(図9C参照))によって光学素子の光軸に対してその中心軸が一致するように、鏡筒(詳しくは鏡筒を保持する搬送用治具)が傾く(揺動する)。これにより、光学素子の光軸と光学素子配置部の中心軸とが一致した状態で、光学素子が光学素子保持部内に真っ直ぐに入り込むことができ、その結果、組立精度が充分に確保される。 According to the above configuration, when the optical element is pushed into the barrel (optical element placement portion) pushed to the optical element side via the barrel holding jig (in one example, the conveyance jig), the barrel ( Even when the optical axis of the optical element is tilted with respect to the central axis of the optical element placement section (including when tilted in the middle of insertion), the optical element Since a lens barrel holding jig (in one example, the conveying jig for holding the lens barrel in which the optical element is inserted) is sandwiched, the optical element peripheral surface and the optical surface when the optical axis is inclined The central axis coincides with the optical axis of the optical element due to the circumferential deviation of the frictional force generated between the optical element and the optical element (see FIG. 9C) due to the inclination. As described above, the lens barrel (specifically, a conveying jig that holds the lens barrel) is tilted (oscillated). As a result, the optical element can go straight into the optical element holding portion in a state where the optical axis of the optical element coincides with the central axis of the optical element arrangement portion, and as a result, sufficient assembly accuracy is ensured.
しかも、画像処理部のように撮像ユニットや撮像結果に基づいて補正量等を演算するための演算部、および、求められた補正量に基づいて各駆動部等のズレ等を補正するための機構等の複雑且つ高価な構成が設けられていなくてもよく、すなわち、鏡筒に挿入された状態の光学素子と前記鏡筒を保持する鏡筒保持用治具とを上下方向から挟み込むといった簡素な機構が設けられていればよく、光学系組立装置の価格を抑えることができる。 Moreover, a calculation unit for calculating a correction amount or the like based on the imaging unit or the imaging result, such as an image processing unit, and a mechanism for correcting a shift or the like of each drive unit or the like based on the obtained correction amount It is not necessary to provide a complicated and expensive configuration such as, that is, a simple structure in which an optical element inserted in a lens barrel and a lens barrel holding jig for holding the lens barrel are sandwiched from above and below. It is sufficient if a mechanism is provided, and the price of the optical system assembly apparatus can be reduced.
他の一態様では、これら上述の光学系組立装置において、好ましくは、前記鏡筒保持用治具は、搬送用治具であり、前記光学素子保持部の下方側において、前記鏡筒の水平方向の位置決めを行う鏡筒位置決め部を有する。また好ましくは、これら上述の光学系組立装置は、開口を形成した載置面を有し、前記載置面の上側を前記鏡筒を保持した状態の前記搬送用治具を載置可能である台部をさらに備え、前記挟み込み部は、前記開口から上方に向けて前記搬送用治具の底部を突き上げて前記搬送用治具を前記載置面から離間させて前記光学素子保持部が前記第2の押し下げを行うことで、前記鏡筒に前記光学素子を圧入する。また好ましくは、これら上述の光学系組立装置は、前記鏡筒を保持した状態の前記搬送用治具をその上側に載置可能な水平若しくは略水平方向に広がる載置面を有する台部を備え、前記挟み込み部は、前記載置面から上方に向けて前記搬送用治具の底部を突き上げて前記搬送用治具を前記載置面から離間させることによって、前記光学素子保持部との間に、前記鏡筒の内側に挿入された光学素子と前記鏡筒を保持した状態の搬送用治具とを挟み込む。 In another aspect, in the above-described optical system assembling apparatus, preferably, the lens barrel holding jig is a conveying jig, and the horizontal direction of the lens barrel is below the optical element holding portion. A lens barrel positioning unit for positioning the lens. Also preferably, the above-described optical system assembling apparatus has a mounting surface in which an opening is formed, and the transfer jig in a state where the lens barrel is held on the upper side of the mounting surface can be mounted. The holding portion further includes a holding portion, the bottom portion of the transfer jig is pushed upward from the opening, the transfer jig is separated from the mounting surface, and the optical element holding portion is By pressing down 2, the optical element is press-fitted into the barrel. Further preferably, the above-described optical system assembling apparatus includes a base portion having a mounting surface extending in a horizontal or substantially horizontal direction on which the conveying jig holding the lens barrel can be mounted on the upper side. The sandwiching part pushes up the bottom part of the transport jig upward from the mounting surface and separates the transport jig from the mounting surface, thereby interposing the optical element holding part. The optical element inserted inside the lens barrel and the conveying jig holding the lens barrel are sandwiched.
このような光学系組立装置は、搬送用治具のような小さな部材を突き上げる構成とすることにより、搬送用治具等が載置されて光学素子の組み込み作業等が行なわれる載置面を有する台部のような大きな部材を降下させる場合に比べ、より簡素な構成によって、搬送用治具の底部を載置面から離間させて搬送用治具を揺動可能な状態にすることができる。 Such an optical system assembling apparatus has a mounting surface on which a transporting jig or the like is mounted and an optical element assembling work or the like is performed by pushing up a small member such as a transporting jig. Compared to a case where a large member such as a base is lowered, the bottom part of the conveying jig can be separated from the placement surface by a simpler structure, so that the conveying jig can be swung.
この場合、例えば、前記挟み込み部は、上下方向に延び、且つ、上昇することによってその先端部で前記搬送用治具の底部を突き上げる突き上げ部材を有し、前記突き上げ部材の先端部が、前記搬送用治具の底部と点接触する形状であってもよい。 In this case, for example, the sandwiching portion includes a push-up member that extends in the vertical direction and pushes up the bottom portion of the transfer jig by the tip portion thereof, and the tip portion of the push-up member is the transfer member. The shape may be in point contact with the bottom of the jig.
このような光学系組立装置では、突き上げ部材の先端部(上端部)が搬送用治具の底部と点接触する形状を有していれば、この先端部によって突き上げられて載置面から離間した搬送用治具は、揺動し易い。 In such an optical system assembling apparatus, if the tip part (upper end part) of the push-up member has a shape that makes point contact with the bottom part of the conveying jig, it is pushed up by the tip part and separated from the mounting surface. The conveying jig is easy to swing.
この点接触する構成として、例えば、前記突き上げ部材は、上方に膨出した湾曲面をその先端に有する形状であってもよい。 For example, the push-up member may have a curved surface that bulges upward at its tip.
このような光学系組立装置は、搬送用治具が突き上げ部材に対して傾斜した状態(姿勢)になっても、突き上げ部材と搬送用治具との接触部位において点接触状態が保たれる。 In such an optical system assembling apparatus, even when the conveying jig is inclined (attitude) with respect to the pushing member, the point contact state is maintained at the contact portion between the pushing member and the carrying jig.
他の一態様では、これら上述の光学系組立装置において、前記光学素子保持部と前記挟み込み部とを制御する制御部を備え、前記制御部は、前記鏡筒位置決め部によって前記鏡筒が位置決めされたときに、前記光学素子を保持した状態の前記光学素子保持部を降下させて前記光学素子が前記案内部に接触した時点で前記光学素子の保持を解放させた後、前記光学素子における前記案内部と接触した部位が前記案内部の下端位置に移動するまで当該光学素子を押し下げ、その後、前記光学素子保持部および前記挟み込み部の少なくとも一方を作動させて前記光学素子と前記鏡筒を保持している前記鏡筒保持用治具とを挟み込んでもよい。 In another aspect, the above-described optical system assembling apparatus includes a control unit that controls the optical element holding unit and the sandwiching unit, and the control unit positions the lens barrel by the lens barrel positioning unit. When the optical element is held, the optical element holding part in a state where the optical element is held is lowered to release the holding of the optical element when the optical element comes into contact with the guide part. The optical element is pushed down until the part in contact with the part moves to the lower end position of the guide part, and then at least one of the optical element holding part and the sandwiching part is operated to hold the optical element and the lens barrel. The lens barrel holding jig may be sandwiched.
他の一態様では、これら上述の光学系組立装置において、前記光学素子保持部と前記挟み込み部とを制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記鏡筒位置決め部によって前記鏡筒が位置決めされた場合に、前記光学素子を保持した状態の前記光学素子保持部を降下させて前記光学素子が前記案内部に接触した時点で前記光学素子の保持を解放させた後、前記第1の押し下げを行う第1の押し下げ動作(一例では前記光学素子における前記案内部と接触した部位が前記案内部の下端位置に移動するまで当該光学素子を押し下げる第1の押し下げ動作)と、前記突き上げ部材を上昇させて前記載置面から前記搬送用治具を離間させる突き上げ動作と、前記第2の押し下げを行う第2の押し下げ動作(一例では前記光学素子保持部を降下させて前記光学素子配置部内に前記光学素子を押し下げて挿入させる第2の押し下げ動作)と、を順に行わせてもよい。 In another aspect, the above-described optical system assembling apparatus includes a control unit that controls the optical element holding unit and the sandwiching unit, and the control unit is configured such that the lens barrel is moved by the lens barrel positioning unit. When the optical element is positioned, the optical element holding part holding the optical element is lowered to release the holding of the optical element when the optical element comes into contact with the guide part. A first depressing operation for depressing (in one example, a first depressing operation for depressing the optical element until a portion of the optical element that contacts the guide unit moves to a lower end position of the guide unit), and the push-up member A push-up operation that lifts the transfer jig away from the placement surface and a second push-down operation that performs the second push-down (in one example, the optical element holding portion is lowered) Serial and second depressed operation) for inserting pushes down the optical element on the optical element arranged portion may be allowed sequentially performed.
これらの構成によれば、鏡筒位置決め部による光学素子(光学系保持部に保持された状態の光学素子)に対する鏡筒の水平面方向の位置決め精度が悪くても、光学系組立装置は、光学素子を鏡筒(光学素子配置部)内に精度よく配置することができる。より具体的には、以下の通りである。 According to these configurations, even if the positioning accuracy of the lens barrel in the horizontal plane direction with respect to the optical element (the optical element held in the optical system holding portion) by the lens barrel positioning portion is poor, the optical system assembling apparatus Can be accurately placed in the lens barrel (optical element placement portion). More specifically, it is as follows.
鏡筒位置決め部によって鏡筒が位置決めされた場合に、光学素子の光軸と鏡筒の内周面(光学素子がその内部に配置される光学素子配置部)の中心軸とがズレていても、光学素子保持部によって光学素子が鏡筒内に挿入されて案内部に接触した後、光学素子が光学素子保持部から解放されている状態(すなわち、光学素子保持部に対して水平方向への移動が可能な状態)で第1の押し下げ動作が行われることで、光学素子が案内部に案内されて鏡筒内(内周面に囲まれた領域内)を降下しつつ水平方向に移動してその光軸と鏡筒の内周面の中心軸とが一致する。その後、光学素子は、第2の押し下げ動作によって光学素子配置部内に押し込まれ、鏡筒内の配置位置に精度よく配置される。このように、上記構成の光学系組立装置は、位置決め精度が高精度でない鏡筒位置決め部を用いて光学素子(光学素子保持部に保持された状態の光学素子)に対する鏡筒の位置決めが行われても、光学素子を光学素子配置部内に精度よく且つ確実に配置することができる、すなわち、光学系の組立精度を十分に確保することができる。 When the lens barrel is positioned by the lens barrel positioning portion, even if the optical axis of the optical element is misaligned with the central axis of the inner peripheral surface of the lens barrel (the optical element arranging portion in which the optical element is arranged) After the optical element is inserted into the lens barrel by the optical element holding part and comes into contact with the guide part, the optical element is released from the optical element holding part (that is, in the horizontal direction with respect to the optical element holding part) When the first push-down operation is performed in a state in which the optical element can move, the optical element is guided by the guide unit and moved horizontally while descending in the lens barrel (in the region surrounded by the inner peripheral surface). The optical axis of the lever coincides with the central axis of the inner peripheral surface of the lens barrel. Thereafter, the optical element is pushed into the optical element placement portion by the second push-down operation, and is accurately placed at the placement position in the lens barrel. As described above, the optical system assembling apparatus having the above-described configuration positions the lens barrel with respect to the optical element (the optical element held in the optical element holding portion) using the lens barrel positioning portion whose positioning accuracy is not high. However, the optical element can be accurately and reliably arranged in the optical element arrangement portion, that is, the assembly accuracy of the optical system can be sufficiently ensured.
ここで、第1の押し下げ動作と、突き上げ動作と、第2の押し下げ動作とが順に行われる場合において、前記第2の押し下げ動作の場合における力が、前記第1の押し下げ動作の場合における力より大きいことが好ましい。このように、第1の押し下げ動作の場合に光学素子を小さな力で押し下げることによって、案内部により案内されている場合に下方への過大な力が光学素子に加わることが防がれる。これにより、光学系組立装置は、前記下方への過大な力に起因する損傷(例えば、光学素子が鏡筒の内周面を傷付けながら光学素子配置部に嵌り込むこと)等をより確実に防ぎつつ、水平方向において光学素子の光軸と鏡筒内周面の中心軸とが一致するように光学素子を案内部によって好適に案内させることができる。そして、位置合わせした後に光学素子を大きな力で押し下げることによって、光学素子配置部の内径が光学素子の外径と同じ若しくは僅かに小さくても、光学素子を光学素子配置部内に確実に挿入(圧入)することができる。 Here, when the first push-down operation, the push-up operation, and the second push-down operation are sequentially performed, the force in the second push-down operation is greater than the force in the case of the first push-down operation. Larger is preferred. In this way, by pushing down the optical element with a small force in the first push-down operation, it is possible to prevent an excessive downward force from being applied to the optical element when guided by the guide portion. As a result, the optical system assembling apparatus more reliably prevents damage caused by excessive downward force (for example, the optical element fits into the optical element placement portion while scratching the inner peripheral surface of the lens barrel). On the other hand, the optical element can be suitably guided by the guide portion so that the optical axis of the optical element and the central axis of the inner peripheral surface of the lens barrel coincide with each other in the horizontal direction. Then, by pressing down the optical element with a large force after alignment, even if the inner diameter of the optical element placement portion is the same as or slightly smaller than the outer diameter of the optical element, the optical element is securely inserted (press-fit) into the optical element placement portion. )can do.
他の一態様では、これら上述の光学系組立装置において、前記鏡筒位置決め部は、上下方向に延び、且つ前記光学素子保持部と前記鏡筒保持用治具または前記鏡筒との両方に当接可能な高さ寸法を有し、前記光学素子保持部に向けて水平方向に往復動可能な第1のクランプ部材と、平面視において前記光学素子保持部を挟んで前記第1のクランプ部材と対向する位置から当該第1のクランプ部材に向けて水平方向に往復動可能な第2のクランプ部材とを、有し、前記第2のクランプ部材は、前記第1のクランプ部材との間に、前記鏡筒保持用治具または前記鏡筒を挟み込むことが可能な高さ寸法を有してもよい。 In another aspect, in the above-described optical system assembling apparatus, the lens barrel positioning portion extends in the vertical direction and contacts both the optical element holding portion and the lens barrel holding jig or the lens barrel. A first clamp member having a contactable height dimension and capable of reciprocating in a horizontal direction toward the optical element holding portion; and the first clamp member sandwiching the optical element holding portion in plan view; A second clamp member capable of reciprocating in a horizontal direction from the opposite position toward the first clamp member, and the second clamp member is between the first clamp member, You may have the height dimension which can pinch | interpose the said jig | tool for lens-barrel holding | maintenance or the said lens-barrel.
このような光学系組立装置は、第1クランプ部材が光学素子保持部に当接した状態で、第2クランプ部材によって鏡筒を保持した鏡筒保持用治具(または鏡筒)を第1クランプ部材に押し付けるようにして挟み込むことで、光学素子に対する鏡筒の位置決めを行うことができる。 In such an optical system assembling apparatus, the first clamp member holds the lens barrel by the second clamp member (or the lens barrel) with the first clamp member in contact with the optical element holding portion. The lens barrel can be positioned with respect to the optical element by being sandwiched so as to be pressed against the member.
他の一態様では、これら上述の光学系組立装置において、前記鏡筒位置決め部は、前記光学素子保持部と、前記鏡筒保持用治具または前記鏡筒と、を水平方向から一緒に挟み込む一対のクランプ部材を有してもよい。 In another aspect, in the above-described optical system assembling apparatus, the lens barrel positioning unit includes a pair of sandwiching the optical element holding unit and the lens barrel holding jig or the lens barrel together in the horizontal direction. You may have a clamp member.
このような光学系組立装置は、一対のクランプ部材によって光学素子保持部と鏡筒を保持する鏡筒保持用治具(または鏡筒)とを水平方向から一緒に挟み込むことにより、光学素子に対する鏡筒の位置決めを行うことができる。 Such an optical system assembling apparatus sandwiches an optical element holding portion and a lens barrel holding jig (or a lens barrel) that holds a lens barrel together in a horizontal direction by a pair of clamp members, thereby providing a mirror for the optical element. The cylinder can be positioned.
また、他の一態様では、これら上述の光学系組立装置において、前記光学系組立装置は、鏡筒位置決め部に加え、前記光学素子保持部に保持された前記光学素子の当該光学素子保持部に対する水平方向の位置決めを行う光学素子位置決め部をさらに備えることが好ましい。この場合、前記光学素子保持部は、その下端部に、上下に延び且つ下端に前記光学素子を保持する円柱状の柱状保持部を含み、前記柱状保持部の外径は、前記光学素子の外径と同じであり、前記光学素子位置決め部は、前記光学素子と前記柱状保持部の少なくとも下端部とを水平方向から一緒に挟み込む。 In another aspect, in the above-described optical system assembling apparatus, the optical system assembling apparatus may be configured such that the optical element held by the optical element holding part is not limited to the lens barrel positioning part with respect to the optical element holding part. It is preferable to further include an optical element positioning unit that performs horizontal positioning. In this case, the optical element holding portion includes a columnar columnar holding portion that extends vertically at the lower end portion and holds the optical element at the lower end, and the outer diameter of the columnar holding portion is the outer diameter of the optical element. The optical element positioning portion sandwiches the optical element and at least the lower end portion of the columnar holding portion together from the horizontal direction.
このような光学系組立装置は、外径が同じ柱状保持部と光学素子とを一緒に挟み込むことによって光学素子保持部に対する光学素子の水平方向の位置決めを精度よく行うことができる。このため、鏡筒位置決め部によって光学素子保持部に対する鏡筒の位置決めを行うことによって、前記光学系組立装置は、光学素子に対する鏡筒の水平方向の位置決めをより高精度に行うことができる。 Such an optical system assembling apparatus can accurately position the optical element in the horizontal direction with respect to the optical element holding portion by sandwiching the columnar holding portion and the optical element having the same outer diameter together. Therefore, by positioning the lens barrel with respect to the optical element holding unit by the lens barrel positioning unit, the optical system assembling apparatus can perform the horizontal positioning of the lens barrel with respect to the optical element with higher accuracy.
他の一態様にかかる光学系組立方法は、鏡筒に光学素子を圧入することによって光学系の組み立てを行う光学系組立方法であって、光学素子保持部に前記光学素子をその光軸が上下方向を向いた姿勢で着脱可能に保持し、前記鏡筒を揺動可能に支持し、前記鏡筒が揺動可能な状態で、前記鏡筒と前記光学素子保持部との光軸方向の相対移動によって、前記鏡筒に前記光学素子を圧入する。この光学系組立方法において、好ましくは、鏡筒保持用治具に前記鏡筒をその光軸が上下方向を向いた姿勢で保持し、前記鏡筒保持用治具の底部を点支持することで揺動可能にする。 An optical system assembling method according to another aspect is an optical system assembling method for assembling an optical system by press-fitting the optical element into a lens barrel, and the optical axis of the optical element is vertically moved to an optical element holding portion. The lens barrel is detachably held in a posture facing the direction, the lens barrel is swingably supported, and the lens barrel and the optical element holding portion are relative to each other in the optical axis direction while the lens barrel is swingable. The optical element is press-fitted into the barrel by movement. In this optical system assembling method, preferably, the lens barrel is held by the lens barrel holding jig in a posture in which the optical axis is directed in the vertical direction, and the bottom portion of the lens barrel holding jig is point-supported. Make it swingable.
このような光学系組立方法は、光学系の組み立て精度が高く、且つ安価にできる。 Such an optical system assembling method has high accuracy in assembling the optical system and can be made inexpensive.
この出願は、2013年2月20日に出願された日本国特許出願特願2013−31000を基礎とするものであり、その内容は、本願に含まれるものである。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2013-31000 filed on Feb. 20, 2013, the contents of which are included in the present application.
本発明を表現するために、上述において図面を参照しながら実施形態を通して本発明を適切且つ十分に説明したが、当業者であれば上述の実施形態を変更および/または改良することは容易に為し得ることであると認識すべきである。したがって、当業者が実施する変更形態または改良形態が、請求の範囲に記載された請求項の権利範囲を離脱するレベルのものでない限り、当該変更形態または当該改良形態は、当該請求項の権利範囲に包括されると解釈される。 In order to express the present invention, the present invention has been properly and fully described through the embodiments with reference to the drawings. However, those skilled in the art can easily change and / or improve the above-described embodiments. It should be recognized that this is possible. Therefore, unless the modifications or improvements implemented by those skilled in the art are at a level that departs from the scope of the claims recited in the claims, the modifications or improvements are not covered by the claims. To be construed as inclusive.
本発明によれば、光学系組立装置および光学系組立方法を提供することができる。 According to the present invention, an optical system assembling apparatus and an optical system assembling method can be provided.
Claims (14)
前記光学素子をその光軸が上下方向を向いた姿勢で着脱可能に保持し、上下動可能な光学素子保持部と、
前記鏡筒をその光軸が上下方向を向いた姿勢で保持する鏡筒保持用治具と、
前記光学素子保持部と前記鏡筒保持用治具との間に、前記光学素子を挟み込む挟み込み部と、を備え、
前記挟み込み部は、前記鏡筒へ前記光学素子を圧入する際に、前記鏡筒保持用治具を揺動可能に支持し、
前記光学素子保持部が前記光学素子を押し下げることで、前記光学素子を圧入する、
光学系組立装置。An optical system assembling apparatus for assembling an optical system by press-fitting an optical element into a lens barrel from above,
An optical element holding portion that holds the optical element in a detachable manner in a posture in which the optical axis thereof is directed in the vertical direction;
A lens barrel holding jig for holding the lens barrel in a posture in which the optical axis thereof is directed in the vertical direction;
A sandwiching part for sandwiching the optical element between the optical element holding part and the lens barrel holding jig;
The sandwiching portion supports the lens barrel holding jig so as to be swingable when the optical element is press-fitted into the lens barrel.
The optical element holding part pushes down the optical element to press-fit the optical element,
Optical system assembly equipment.
前記光学素子保持部は、前記光学素子を前記案内部の下端に到達するまで前記光学素子を押し下げる第1の押し下げと、さらに下方に前記光学素子を押し下げる第2の押し下げとを行う、
請求項1に記載の光学系組立装置。The lens barrel includes an arrangement portion having an inner peripheral surface that generates a predetermined frictional force with the outer peripheral surface of the optical element, and a guide portion that is connected to the upper end of the arrangement portion and has an inner diameter larger than the arrangement portion. Have
The optical element holding part performs a first push-down of pushing down the optical element until the optical element reaches the lower end of the guide part, and a second push-down pushing down the optical element further downward.
The optical system assembly apparatus according to claim 1.
請求項1または2に記載の光学系組立装置。The lens barrel holding jig is a conveying jig, and has a lens barrel positioning portion that positions the lens barrel in the horizontal direction on the lower side of the optical element holding portion.
The optical system assembling apparatus according to claim 1.
前記挟み込み部は、前記開口から上方に向けて前記搬送用治具の底部を突き上げて前記搬送用治具を前記載置面から離間させて前記光学素子保持部が前記第2の押し下げを行うことで、前記鏡筒に前記光学素子を圧入する、
請求項3に記載の光学系組立装置。A mounting surface having an opening formed thereon, further comprising a base portion on which the transfer jig in a state in which the lens barrel is held on the upper surface of the mounting surface can be mounted;
The sandwiching part pushes up the bottom part of the conveyance jig upward from the opening, separates the conveyance jig from the mounting surface, and the optical element holding part performs the second depression. And press-fitting the optical element into the lens barrel.
The optical system assembling apparatus according to claim 3.
前記突き上げ部材の先端部が、前記搬送用治具の底部と点接触する形状である、
請求項4に記載の光学系組立装置。The sandwiching portion has a push-up member that extends in the vertical direction and pushes up the bottom portion of the conveying jig at its tip by raising.
The tip of the push-up member has a shape that makes point contact with the bottom of the transfer jig.
The optical system assembling apparatus according to claim 4.
請求項5に記載の光学系組立装置。The push-up member has a shape having a curved surface bulging upward at its tip.
The optical system assembly apparatus according to claim 5.
前記制御部は、前記鏡筒位置決め部によって前記鏡筒が位置決めされたときに、前記光学素子を保持した状態の前記光学素子保持部を降下させて前記光学素子が前記案内部に接触した時点で前記光学素子の保持を解放させた後、前記光学素子における前記案内部と接触した部位が前記案内部の下端位置に移動するまで当該光学素子を押し下げ、その後、前記光学素子保持部および前記挟み込み部の少なくとも一方を作動させて前記光学素子と前記鏡筒を保持している前記鏡筒保持用治具とを挟み込む、
請求項2〜6のいずれか1項に記載の光学系組立装置。A control unit for controlling the optical element holding unit and the sandwiching unit;
When the lens barrel is positioned by the lens barrel positioning unit, the control unit lowers the optical element holding unit in a state where the optical element is held and the optical element comes into contact with the guide unit. After releasing the holding of the optical element, the optical element is pushed down until the part of the optical element that contacts the guide part moves to the lower end position of the guide part, and then the optical element holding part and the sandwiching part The optical element and the lens barrel holding jig holding the lens barrel are sandwiched by operating at least one of
The optical system assembly apparatus of any one of Claims 2-6.
前記制御部は、前記鏡筒位置決め部によって前記鏡筒が位置決めされた場合に、前記光学素子を保持した状態の前記光学素子保持部を降下させて前記光学素子が前記案内部に接触した時点で前記光学素子の保持を解放させた後、前記第1の押し下げを行う第1の押し下げ動作と、
前記突き上げ部材を上昇させて前記載置面から前記搬送用治具を離間させる突き上げ動作と、
前記第2の押し下げを行う第2の押し下げ動作と、
を順に行わせる、
請求項6または7に記載の光学系組立装置。A control unit for controlling the optical element holding unit and the sandwiching unit,
When the lens barrel is positioned by the lens barrel positioning unit, the control unit lowers the optical element holding unit in a state where the optical element is held and the optical element comes into contact with the guide unit. A first depressing operation for performing the first depressing after releasing the holding of the optical element;
A push-up operation for raising the push-up member and separating the transfer jig from the placement surface;
A second depressing action for performing the second depressing;
In order
The optical system assembling apparatus according to claim 6 or 7.
請求項8に記載の光学系組立装置。The force in the case of the second depressing action is greater than the force in the case of the first depressing action;
The optical system assembling apparatus according to claim 8.
上下方向に延び、且つ前記光学素子保持部と前記鏡筒保持用治具または前記鏡筒との両方に当接可能な高さ寸法を有し、前記光学素子保持部に向けて水平方向に往復動可能な第1のクランプ部材と、
平面視において前記光学素子保持部を挟んで前記第1のクランプ部材と対向する位置から当該第1のクランプ部材に向けて水平方向に往復動可能な第2のクランプ部材とを、有し、
前記第2のクランプ部材は、前記第1のクランプ部材との間に、前記鏡筒保持用治具または前記鏡筒を挟み込むことが可能な高さ寸法を有する、
請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学系組立装置。The lens barrel positioning unit is
It extends in the vertical direction and has a height dimension capable of contacting both the optical element holding portion and the lens barrel holding jig or the lens barrel, and reciprocates horizontally toward the optical element holding portion. A movable first clamping member;
A second clamp member that can reciprocate in a horizontal direction from the position facing the first clamp member across the optical element holding portion in plan view toward the first clamp member;
The second clamp member has a height dimension capable of sandwiching the lens barrel holding jig or the lens barrel between the first clamp member,
The optical system assembly apparatus of any one of Claims 1-9.
請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学系組立装置。The lens barrel positioning portion has a pair of clamp members that sandwich the optical element holding portion and the lens barrel holding jig or the lens barrel together in a horizontal direction.
The optical system assembly apparatus of any one of Claims 1-9.
前記光学素子保持部は、その下端部に、上下に延び且つ下端に前記光学素子を保持する円柱状の柱状保持部を含み、
前記柱状保持部の外径は、前記光学素子の外径と同じであり、
前記光学素子位置決め部は、前記光学素子と前記柱状保持部の少なくとも下端部とを水平方向から一緒に挟み込む、
請求項1〜11のいずれか1項に記載の光学系組立装置。An optical element positioning unit that performs horizontal positioning of the optical element held by the optical element holding unit with respect to the optical element holding unit;
The optical element holding part includes a columnar columnar holding part that extends vertically at the lower end and holds the optical element at the lower end,
The outer diameter of the columnar holding portion is the same as the outer diameter of the optical element,
The optical element positioning part sandwiches the optical element and at least the lower end part of the columnar holding part together from the horizontal direction,
The optical system assembly apparatus of any one of Claims 1-11.
光学素子保持部に前記光学素子をその光軸が上下方向を向いた姿勢で着脱可能に保持し、
前記鏡筒を揺動可能に支持し、
前記鏡筒が揺動可能な状態で、前記鏡筒と前記光学素子保持部との光軸方向の相対移動によって、前記鏡筒に前記光学素子を圧入する、
光学系組立方法。An optical system assembly method for assembling an optical system by press-fitting an optical element into a lens barrel,
Holding the optical element detachably in an attitude in which the optical axis is directed in the vertical direction on the optical element holding part,
Supporting the lens barrel in a swingable manner;
The optical element is press-fitted into the lens barrel by relative movement in the optical axis direction between the lens barrel and the optical element holding portion in a state where the lens barrel can swing.
Optical system assembly method.
前記鏡筒保持用治具の底部を点支持することで揺動可能にする、
請求項13に記載の光学系組立方法。Holding the lens barrel on the lens barrel holding jig in a posture in which the optical axis is directed in the vertical direction,
It is possible to swing by supporting the bottom of the lens holding jig.
The optical system assembling method according to claim 13.
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