(57)【要約】【課題】  部品の組立構造、撮像光学ユニット、撮像装置、および部品の組立方法において、２つの部品の位置、姿勢の調整と固定とを効率よく行うことができ、経時変化にも強く、組立強度を向上することができるようにする。【解決手段】  撮像光学ユニットの２部品である鏡筒のフランジ部に設けられた取付面３ｃと撮像部６の取付面６ａとの間の隙間に、少なくとも２個以上の粒状の強磁性体からなる充填材５ｂと、接着剤５ａとからなる固定層５を設けた部品の組立構造を形成する。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの部品を固定した部品の組立構造であって、
前記２つの部品間に、
少なくとも２個以上の粒状の強磁性体からなる充填材と、該充填材の位置を前記２つの部品間で固定する固定剤とからなる固定層を設けたことを特徴とする部品の組立構造。
【請求項２】
前記充填材が略球体の粒子からなることを特徴とする請求項１に記載の部品の組立構造。
【請求項３】
前記２つの部品の部品間に、該２つの部品の少なくとも一方に、前記２つの部品間の距離よりも低い高さを有する強磁性体からなる突起部を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の部品の組立構造。
【請求項４】
入射光の像を形成する撮像光学部品と、該撮像光学部品により形成された入射光の像を撮像する撮像素子部品とを備え、
前記撮像光学部品と前記撮像素子部品との２つの部品が、請求項１〜３に記載の部品の組立構造により組み立てられていることを特徴とする撮像光学ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の撮像光学ユニットを備える撮像装置。
【請求項６】
２つの部品を固定する部品の組立方法であって、
前記２つの部品間に、少なくとも２個以上の粒状の強磁性体からなる充填材と、該充填材の位置を前記２つの部品間で固定する固定剤とを配置し、
前記充填材が前記２つの部品間で略連続して凝集するような磁界を供給し、
前記２つの部品間の隙間を調整した後に、前記固定剤を固化せしめて前記２つの部品間に前記充填材と前記固定剤とからなる固定層を形成することを特徴とする部品の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部品の組立構造、撮像光学ユニット、撮像装置、および部品の組立方法に関する。例えば、部品同士を位置、姿勢調整を行って組み立てる部品の組立構造、撮像光学ユニット、撮像装置、および部品の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの部品の一方に対する他方の位置、姿勢を調整した後にその位置を固定して組み立てることが行われている。例えば、２つの部品の間の３箇所にスペーサ部材を配置し、各スペーサ部材の厚みを変えて、他方の部品の位置、姿勢を調整する組立方法が知られている。例えば、撮像光学素子の結像面に対する撮像素子の撮像面の位置、姿勢を正確に配置するには、３軸方向の平行移動と、その３軸回りの回転移動とによる６自由度の調整が必要とされる。
例えばデジタル撮像装置などでは、撮像光学ユニットの小型化に伴い、このような位置、姿勢調整を行うスペーサ部材も小型化、省部品化することが強く求められている。
このため、このような調整を必要とするユニットの組立では、各ユニットの間で直接固定される２つの部品の隙間に、接着剤を充填し、２つの部品を接着固定するとともに、２つの部品の隙間を適宜の距離に保ってつなぐ支持構造体（スペーサ部材）を兼ねるいわゆる充填接着工法が採用されている。
例えば、特許文献１には、レンズユニットと撮像部との最適調整位置を求め、その最適調整位置に応じて、レンズユニットの鏡筒と撮像部の支持板、あるいは撮像部の支持板と撮像デバイスの間に接着剤または塗料からなる塗布層を３箇所の塗布領域に形成し、撮像デバイスとレンズユニットとの間の位置、姿勢を調整するレンズユニットおよび撮像部の取付方法、およびそれを用いたデジタル撮像装置が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−２８５６９７号公報（第３−７頁、図２、６、８−１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような従来の部品の組立構造、撮像光学ユニット、撮像装置、および部品の組立方法には以下のような問題があった。
２つの部品間に支持構造体として接着剤を用いる場合、撮像装置の小型化に対応できるものの、接着剤は化学反応を利用して固化するので、固化時には一般には収縮を起こし、支持構造体の厚さが変化して調整された位置、姿勢がずれてしまうという問題がある。
特許文献１に記載の技術では、調整位置を求めてから、塗布層が必要な高さに固化するまで必要に応じて多層に塗布層を形成するので、比較的正確かつ小型の支持構造体を形成できるものの、塗布層の固化を待って高さを計測するので製造に手間がかかるという問題がある。
また、塗布層を重ねることで高さを調整するので、塗布層の厚み単位の調整になり、塗布層の形成が困難な寸法単位での高精度の調整が困難であるという問題がある。
また塗布層が固化してから組み立てるので、固定手段として、例えばビス止めやはんだ付けなどの手段を併用する必要があるという問題がある。
またこのような固定手段を用いない場合、塗布層を形成後に、塗布層と部品とをその高さが変わらない方向から接着剤を塗布して固定することも考えられるが、この場合には支持構造体が比較的低強度の塗布層のみとなるので、組立強度が劣ってしまうという問題がある。
また、接着剤や塗料は、固化して大きな収縮が終了しても環境により経時変化が生じやすいので安定性に欠けるという問題がある。
特に、層厚が厚くなるにつれ、固化の時間も長くなり、経時変化の影響も受けやすくなるので、位置、姿勢の調整範囲をあまり大きく取ることができないという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、２つの部品の位置、姿勢の調整と固定とを効率よく行うことができ、経時変化にも強く、組立強度を向上することができる部品の組立構造、撮像光学ユニット、撮像装置、および部品の組立方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、２つの部品を固定した部品の組立構造であって、前記２つの部品間に、少なくとも２個以上の粒状の強磁性体からなる充填材と、該充填材の位置を前記２つの部品間で固定する固定剤とからなる固定層を設けた構成とする。
この発明によれば、２つの部品の間に２個以上の粒状の強磁性体からなる充填材と、充填材の位置を２つの部品間で固定する固定剤とからなる固定層を設けるので、固定層により２つの部品間の隙間を調整状態に保持して２つの部品を固定することができる。
その際、充填材が粒状の強磁性体からなるので、例えば２つの部品間に適宜の磁界を供給することにより、各充填材を磁化し磁界に沿う吸引力を作用させることができる。そのため、固定剤が流動性を保っている間に、充填材に吸引力が作用し、充填材同士が互いに吸着されることにより、２つの部品間に略連続する柱状に凝集させることができる。したがって、２つの部品同士の位置、姿勢の調整の結果、一方の部品に対して他方の部品が傾いた状態となっていると、その傾いた状態で２つの部品間の隙間が維持されて、すなわち、２つの部品間において複数個の固定層の高さが違った状態で隙間が維持されて固定されることになる。
このような粒状の強磁性体は高強度を有し、寸法の経時変化がほとんどないので、２つの部品間に凝集された状態で位置固定されることにより、様々な間隔となり得る２つの部品間の隙間を正確かつ高強度に保持する固定層が形成される。
仮に、一部の充填材間では固定剤の層を介して固定されたとしても、２つの部品間における固定剤層厚は、充填材がない場合に比べて低減されているので、固定剤の層厚に応じた経時変化の影響および強度低下を低減することができる。
【０００６】
なお、固定層内の充填材が磁界により凝集された状態で固化されたかどうかは、充填材の残留磁気を測定することなどで、容易に判定することができる。
【０００７】
ここで、固定剤は、流動性を有する状態で充填材と混合することができ、その状態で固化して、２つの部品の間の充填材の位置を２つの部品に対して固定できるものであればどのようなものでもよい。例えば、液状の接着剤やはんだなどが採用できる。接着剤はどのようなタイプのものでもよいが、例えば一液性接着剤であり適宜の硬化促進剤と組み合わせることで固化時間を短縮できるタイプのものが好ましい。
【０００８】
充填材としては、強磁性体の粒子として、例えば、鉄、ニッケル、コバルトなどの金属単体もしくはそれらを用いた合金による粒状体を好適に採用することができる。ここで、粒状体は、粉体状であってもよい。
【０００９】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の部品の組立構造において、前記充填材が略球体の粒子からなる構成とする。
この発明によれば、充填材が略球体の粒子からなるので、充填材同士が凝集する際、例えば他の立体形状の粒状体に比べて、単位体積当たりの充填密度を向上することができるから、より強固な固定層を形成することができる。
また、充填材同士の接触が円滑になり、固定剤内でも円滑に移動することができるので、磁界を供給された場合に円滑に凝集して高密度の固定層を形成することができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の部品の組立構造において、前記２つの部品の部品間に、該２つの部品の少なくとも一方に、前記２つの部品間の距離よりも低い高さを有する強磁性体からなる突起部を設けた構成とする。
この発明によれば、２つの部品の少なくとも一方から、それぞれの部品間の隙間に、強磁性体の突起部を設けることにより、磁界が２つの部品の外側から供給された場合、磁界が２つの部品の間に透磁率の高い突起部を通して供給されるので、２つの部品間に磁束密度の高い磁界が供給される。そのため突起部を中心として充填材をより効率的に凝集させることができる。特に、２つの部品が略鉛直方向に対向して２つの部品間の充填材に重力が作用する場合などでは、突起部を上側の部品に設けることにより、磁界を上下方向に供給したときに、充填材が突起部に吸引され、重力に抗して引き上げられるので、凝集する径が比較的均等に分布する安定した柱状に充填材を凝集させることができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明では、撮像光学ユニットにおいて、入射光の像を形成する撮像光学部品と、該撮像光学部品により形成された入射光の像を撮像する撮像素子部品とを備え、前記撮像光学部品と前記撮像素子部品との２つの部品が、請求項１〜３に記載の部品の組立構造により組み立てられている構成とする。
この発明によれば、撮像光学部品と撮像素子部品との２つの部品が、請求項１〜３に記載の部品の組立構造により組み立てられるので、請求項１〜３に記載の発明と同様の作用効果を備える撮像光学ユニットとすることができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明では、撮像装置において、請求項４に記載の撮像光学ユニットを備える構成とする。
この発明によれば、請求項４に記載の撮像光学ユニットを備えるので、請求項１〜３に記載の発明と同様の作用効果を備える撮像装置とすることができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明では、２つの部品を固定する部品の組立方法であって、前記２つの部品間に、少なくとも２個以上の粒状の強磁性体からなる充填材と、該充填材の位置を前記２つの部品間で固定する固定剤とを配置し、前記充填材が前記２つの部品間で略連続して凝集するような磁界を供給し、前記２つの部品間の隙間を調整した後に、前記固定剤を固化せしめて前記２つの部品間に前記充填材と前記固定剤とからなる固定層を形成する方法とする。
この発明によれば、２つの部品間に充填材と固定剤とを配置し、２つの部品間に充填材が略連続して凝集するような磁界を供給し、２つの部品間の隙間を調整した後に、固定剤を固化せしめて、充填材と固定剤とからなる固定層を形成するので、２つの部品間にわたって略連続して凝集した柱状の充填材により補強された状態で、２つの部品間の隙間を自在に調整して固定することができる。したがって、２つの部品同士の位置、姿勢の調整の結果、一方の部品に対して他方の部品が傾いた状態となっていても、その傾いた状態で２つの部品間の隙間が維持されて、すなわち、２つの部品間における固定層の高さが違った状態で隙間が維持されて固定されることになる。この２つの部品は、充填材の導電性を利用することはない。
また、このような部品の組立方法は、請求項１に記載の部品の組立構造を製造するための方法となっている。
ここで、磁界の供給は、充填材の配置された２つの部品の間の空間に対して外部側から供給されてもよいし、充填材が着磁されていて２つの部品間にわたる磁界が内部側から供給されてもよい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の部品の組立構造、撮像光学ユニット、撮像装置、および部品の組立方法によれば、２つの部品間にわたって強磁性体の充填材が略連続して柱状に凝集した固定層により２つの部品間の隙間を調整状態に保持して２つの部品を固定することができるので、２つの部品の位置、姿勢の調整と固定とを効率よく行うことができ、経時の位置ずれを低減するとともに組立強度を向上させることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下では、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１６】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態に係る部品の組立構造および撮像光学ユニットについて説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像光学ユニットの概略構成について説明するための撮像光学ユニットの光軸を含む断面視の断面説明図である。図２は、本発明の第１の実施形態に係る撮像光学ユニットについて説明するための模式的な分解斜視図である。なお、図中のＸＹＺ座標系は、方向参照の便宜のために記入した直角座標系であり、各座標軸の方向が各図で共通となるように描かれている（以下同じ）。以下では、方向を参照する際にこのＸＹＺ座標系の軸方向などを用いる場合がある。
【００１７】
本実施形態の撮像光学ユニット１は、入射光の像を撮像素子の撮像面に導き、入射光の像を撮像するためのユニットであり、その概略構成は、光学部２（撮像光学部品）と撮像部６（撮像素子部品）の２つの複合部品からなる。そして、それらの各複合部品を構成するそれぞれの１部品同士が、相対的な位置関係を調整した状態で、固定層５Ａ、５Ｂ、５Ｃ（以下、簡単のため、これらを総称して固定層５と称する場合がある）により互いに固定されているものである。
光学部２、撮像部６、および固定層５は、本実施形態の部品の組立構造を構成している。
このような撮像光学ユニット１は、例えば、デジタルカメラ、携帯電話、テレビ電話、パソコン、監視装置、内視鏡などの種々の撮像装置の撮像光学ユニットとして、これらの撮像装置に対して鏡筒３を基準として取り付けられて用いることができるものである。
【００１８】
光学部２は、図１に示すように、入射光を所定の結像面に結像する撮像レンズ４と、撮像レンズ４を支持する鏡筒３とからなる。
撮像レンズ４は、例えば合成樹脂、ガラスなどからなる適宜のレンズおよびレンズ群を採用することができる。
鏡筒３は、撮像レンズ４を略中心軸上に支持する筒状部３ａと、筒状部３ａの端部に外周部に延びるフランジ部３ｂとからなり、フランジ部３ｂの表面のうち筒状部３ａの軸方向端部側に、撮像部６と固定するための取付面３ｃが設けられている。筒状部３ａの中心軸と撮像レンズ４のレンズ光軸４ａとは略同軸とされている。
また特に図示しないが、鏡筒３は、撮像レンズ４に対する適宜の位置決め部、支持部を有し、例えば接着やねじ込みリング部材などの適宜の手段により、撮像レンズ４を支持、固定できるようになっている。
鏡筒３の材質は、少なくともフランジ部３ｂが磁界を透過させることができる材質であればどのような材質でもよい。例えば、遮光性を有する合成樹脂などを採用することができる。
【００１９】
撮像部６は、撮像レンズ４を透過した入射光の像を撮像する撮像素子７と、撮像素子７の撮像面７ａを所定位置に保持し、撮像素子７の駆動回路を搭載する基板６ｂとからなる。基板６ｂは、ＸＹ平面に平行に配置されている。
撮像素子７は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどからなる２次元あるいは１次元の撮像素子を採用することができる。そして、基板６ｂ上の不図示の駆動回路と電気的に接続されている。
基板６ｂは、撮像面７ａと同方向側に固定層５を設けるためのスペースが設けられた取付面６ａが形成されている。取付面６ａは本実施形態では、撮像面７ａと略同一面となるように形成されるが、光学部２の形状などによっては、撮像面７ａから突出して設けられていてもよい。
基板６ｂの材質は、後述する固定層５を良好に固定できる材質であり、少なくとも固定層５…が形成される領域（以下固定領域と称する）で磁界を透過できるようになっていれば、適宜の材質を採用することができる。例えば、ガラスエポキシ基板に導電層パタンが形成された電気基板などを採用することができる。
【００２０】
固定層５の構成は、接着剤５ａ（固定剤）と２個以上の充填材５ｂとからなる。そして、図２に示すように、撮像面７ａの周囲の取付面６ａ上で取付面３ｃを３点支持する位置となっている３つの固定領域にそれぞれ固定層５Ａ、５Ｂ、５Ｃとして設けられている。
各固定層５Ａ、５Ｂ、５Ｃの高さは、光学部２に対する撮像面７ａの相対的な位置、姿勢を所定の位置、姿勢にするよう傾斜角θ０にならい異なっている。
本実施形態の場合、所定の位置、姿勢は、入射光の像が適宜の倍率で形成される撮像レンズ４の像面が、撮像面７ａと一致するような位置、姿勢となっている。そして、撮像部６で撮像される像に基づいて、光学部２を６自由度で移動する調整を行うことによって決定することができるものである。
【００２１】
例えば、図１に示すように、取付面６ａ（ＸＹ平面）を基準としたとき、撮像面７ａが取付誤差などによりＸ軸回りに角度θ０だけ傾斜し、一方、レンズ光軸４ａが取付面３ｃの法線方向に一致しているとする。この場合、例えば取付面６ａからの取付面３ｃの高さが、固定層５Ａが形成された固定領域の位置で高さｈ２、固定層５Ｂ、５Ｃが形成された固定領域の位置で高さｈ１（ただし、ｈ２＞ｈ１）として、角度θ０だけ傾斜させて撮像レンズ４の像面と撮像面７ａとを平行にするとともに、光軸方向のデフォーカス量を合わせている。さらに、光学部２の固定層５Ａ、５Ｂ、５Ｃの３点で決まる平面内での位置は、レンズ光軸４ａが撮像面７ａの中心を通る位置に合わされた状態とされる。その状態で、光学部２、撮像部６が固定層５…と固定されているものである。したがって、固定層５Ａと、固定層５Ｂ、５Ｃとの高さは異なり、取付面６ａと取付面３ｃとは、相対的に傾いた状態で隙間が形成されていることになる。なお、固定層５を配置する固定領域は少なくとも３点以上あればよいので、４点以上の多点であってもよい。
【００２２】
次に、固定層５の詳細構成について説明する。
図３（ａ）は、フランジ部３ｂと基板６ｂとが略平行の場合の固定層５の様子について説明するための模式的な断面説明図である。図３（ｂ）は、図１のＡ部に相当する固定層５の様子について説明するための模式的な断面説明図である。
【００２３】
充填材５ｂは、実施形態では、強磁性体である鉄あるいは鉄系合金で形成した略球状の粒子からなる。充填材５ｂの大きさは、取付面３ｃ、６ａ間の隙間の大きさにもよるが、例えば、それらの隙間ｈが０．５ｍｍ〜０．７ｍｍ程度の場合、充填材５ｂの平均粒径の範囲は、３０μｍ〜５０μｍの範囲を好適に採用することができる。また、より好ましくは、３５μｍ〜４５μｍの範囲を採用することができる。
【００２４】
そして、充填材５ｂは、取付面３ｃ、６ａの間で略連続的な柱状に凝集して、取付面３ｃ、６ａをつなぐ略連続的な支持体を形成し、接着剤５ａにより、それぞれの位置が固定されている。例えば、固定層５Ｂの場合、フランジ部３ｂが基板６ｂに対して角度θ０傾斜した状態で高さｈ１の略柱状とされ、その固定領域においてフランジ部３ｂ、基板６ｂの位置、姿勢を規制している。
なお、図示では、固定層５を径に比べて高さが高い柱状として描いているが、径に比べて高さが低くてもよく、水平方向断面の形状も適宜形状でよい。
【００２５】
接着剤５ａは、本実施形態では、常温において液状の一液性接着剤、例えばシアノアクリルレート系接着剤を採用している。特に図示しないが、固化するまでの時間を短縮するために硬化促進剤１１ａを添加して、固化されているものである。
硬化促進剤１１ａとしては、本実施形態の場合、例えばアミン系化合物を採用することができる。
【００２６】
次に、本実施形態の部品の組立方法について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る部品の組立方法に用いる組立調整システムの概略構成を説明するための模式説明図である。図５は、本発明の第１の実施形態に係る部品の組立方法による調整位置、姿勢について説明するための斜視模式説明図である。図６は、本発明の第１の実施形態に係る部品の組立方法について説明するためのフローチャートである。図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、同じく各工程の工程説明図である。
【００２７】
まず、本実施形態の光学部２と撮像部６とから撮像光学ユニット１を組み立てるための組立調整システム５０の構成について説明する。
組立調整システム５０は、ベース１２、６軸調整機構１３、電磁石８…、９…、シリンジ１０、１１、画像取り込み手段１００、および光学的位置ずれ検出手段１０１とを備える。
【００２８】
ベース１２は、固定層５の固定領域を内側に含む範囲の開口部１２ｂを備えた基台であり、開口部１２ｂの上方に、撮像部６を水平（ＸＹ平面に平行）に配置して保持する保持部１２ａを備える。撮像部６は、保持部１２ａに保持されるとともに、撮像部６上の駆動回路が画像取り込み手段１００に電気的に接続される。
６軸調整機構１３は、不図示の入力手段または光学的位置ずれ検出手段１０１からの制御信号に応じて、光学部２を保持し、６自由度運動させることができる可動アーム１３ａを備えるものであり、ベース１２上に固定されている。
６自由度運動は、図５に示すように、撮像部６に固定されたＸＹＺ直角座標系に対して、光学部２などの被保持物を、Ｘ、Ｙ、Ｚの各軸方向の並進移動、およびＸ、Ｙ、Ｚの各軸回りの回転移動を組み合わせることにより実現される。
【００２９】
電磁石８…、９…は、必要に応じてＺ軸方向に磁界を供給するための磁界供給手段であり、通電によって磁界を発生させるものである。そして、本実施形態では、固定層５Ａ、５Ｂ、５Ｃに対応して、それぞれ３個ずつ設けられ、それぞれの固定領域に対応して、保持部１２ａに保持された撮像部６の上方、下方に互いに対向して配置されている。またいずれも、不図示の移動機構によりＺ軸方向に移動して撮像部６に対する距離を可変できるようになっている。
すなわち、図３に示すように、それぞれにより撮像部６、固定層５、フランジ部３ｂを挟んで、例えば電磁石８から電磁石９に向かう磁界Ｂを発生できるようになっている。
【００３０】
、
シリンジ１０は、接着剤５ａと充填材５ｂとを混合した充填液１０ａを所定量だけ吐出して、取付面６ａ上に塗布するためのものである。
シリンジ１１は、硬化促進剤１１ａを所定量だけ吐出して、充填液１０ａに添加するためのものである。
シリンジ１０、１１は、いずれも不図示の移動機構に保持されて、ベース１２の上方を自由に移動できるようになっている
【００３１】
画像取り込み手段１００は、撮像部６により撮像された画像を画像信号として取り込み、画像データとして光学的位置ずれ検出手段１０１に送出するための手段である。
光学的位置ずれ検出手段１０１は、画像取り込み手段１００から送出された画像データから、光学部２と撮像部６との位置ずれ量を検出し、その位置ずれ量に応じて光学部２を移動するための制御信号を６軸調整機構１３に送出するための手段である。
【００３２】
本実施形態の部品の組立方法は、図６に示すように、部品供給工程（ステップＳ１）、充填剤セット工程（ステップＳ２）、調整準備工程（ステップＳ３）、磁界発生工程（ステップＳ４）、調整工程（ステップＳ５）、固定工程（ステップＳ６）を順次行うものである。
【００３３】
ステップＳ１では、図４に示すように、撮像部６を取付面６ａが水平方向となり、撮像面７ａが略上向き（略Ｚ軸正方向向き）となるように保持部１２ａに保持、固定するとともに、光学部２を可動アーム１３ａにより保持する。このとき、光学部２は、撮像部６の上方を避けた位置に退避させる。
【００３４】
ステップＳ２では、図７（ａ）に示すように、シリンジ１０を水平方向に移動し、撮像素子７の近傍に位置する取付面６ａ上の各固定領域に所定量の充填液１０ａを吐出して塗布する。本実施形態では、撮像面７ａを内側に含む三角形の頂点の位置３箇所に順次移動して充填液１０ａの塗布を行う。
充填液１０ａは、適宜の流動性を有するとともに、取付面６ａ上で接着剤５ａのみが拡がり過ぎないように、所定量の吐出後、滴状にまとまる状態に調合される。
そのため、本実施形態では、体積比で、充填材５ｂが１に対して、接着剤５ａを０．１〜０．３となる配合比としている。そして、充填液１０ａの吐出量は、１箇所あたり５ｍｇとしている。
【００３５】
ステップＳ３では、図７（ｂ）に示すように、シリンジ１０を取付面６ａ上から退避させる。そして、６軸調整機構１３を駆動して、可動アーム１３ａにより保持された光学部２を移動して、撮像部６上の調整開始位置にセットする。
調整開始位置は、ＸＹ平面では、撮像面７ａの中心位置と光学部２のレンズ光軸４ａ（図２参照）が略一致する位置とし、Ｚ軸方向では、図３（ａ）に示すように、フランジ部３ｂと基板６ｂとが隙間ｈとなる略平行位置とする。
光学部２をセットした後、電磁石８…、９…を下降および上昇させ、フランジ部３ｂ、基板６ｂを介して吐出された充填液１０ａ…を挟む状態で互いに接近させる。
【００３６】
ステップＳ４では、電磁石８…、９…に通電し、Ｚ軸方向の磁界Ｂを発生させる。例えば、図３（ａ）に示すように、フランジ部３ｂに対向する電磁石８をＮ極、基板６ｂに対向する電磁石９をＳ極として、Ｚ軸負方向の磁界Ｂを発生させる。磁界Ｂの大きさは、通電量により可変される。
このとき、電磁石８、９に挟まれた充填液１０ａに含まれる充填材５ｂ…は、磁界Ｂにより磁化され、磁界Ｂの向き（磁力線）に沿って、互いに吸引力を受ける。そして、充填液１０ａが流動性を有するため、充填材５ｂ…は、接着剤５ａとともに磁界Ｂの向きおよび磁束密度分布に応じて凝集する。そして、取付面３ｃ、６ａ間に、図３（ａ）に示すような略柱状体が形成される。
ここで、取付面３ｃ、６ａに当接する充填材５ｂ…は、それぞれ電磁石８、９から吸引力を受けるので、それぞれ取付面３ｃ、６ａに押圧され、密着している。
接着剤５ａの凝集形状は、電磁石８、９による磁界Ｂの強度分布により可変することができる。磁界強度を強くすればするほど、充填材５ｂを磁界Ｂの中心方向に凝集することができる。また重力の影響を低減できるので柱状の断面積の変化を均等化することができる。
【００３７】
ステップＳ５では、磁界Ｂを発生させた状態で、６軸調整機構１３により光学部２の位置調整を行う。例えば、合焦位置を検出するためのテストチャートなどを置いて、光学部２に所定の光強度分布の光を入射させ、画像取り込み手段１００により、撮像素子７により撮像された光の像を画像信号として取り込み、画像データとして、光学的位置ずれ検出手段１０１に送出する。そして得られた輝度分布を入射光の光強度分布と比較して解析し位置ずれ量を検出する。
例えば、画像のコントラストを解析することで、Ｚ軸方向のデフォーカス量を検出し、画面内の中央部と周辺部とのコントラストのずれ量を検出することにより撮像レンズ４の像面に対する撮像面７ａの傾斜角を検出することができる。
そして、検出されたデフォーカス量、傾斜角を演算処理して、３軸方向の位置ずれ量と３軸回りの回転方向の位置ずれ量とに換算し、それらに応じた制御信号を６軸調整機構１３に送出して可動アーム１３ａを移動させる。
このとき、鏡筒３が移動、回転することにより、各充填液１０ａの吐出位置での隙間が変化するが、充填材５ｂは磁界Ｂに沿って互いに吸引されているので、接着剤５ａとともに隙間の変化に追従して移動する。磁界Ｂは、このような調整により、充填液１０ａの断面径が細くなり過ぎたりとぎれたりしないように、十分な磁束密度が得られるように調整しておくものとする。
そして、位置ずれ量が所定範囲に収まるまで本工程を繰り返し、調整終了時の位置を保持する。
【００３８】
ステップＳ６では、調整位置に保持された状態で、シリンジ１１を固定領域に塗布された充填液１０ａ…の近傍に移動し、接着剤５ａの硬化を促進するために適量の硬化促進剤１１ａを充填液１０ａに向けて吐出する。
接着剤５ａは硬化促進剤１１ａが添加されると、短時間のうちに硬化し、各充填液１０ａが、調整された位置関係を保った状態で固化される。
すなわち、各固定領域で取付面３ｃ、６ａの隙間を保持した状態で磁界に沿って凝集している充填材５ｂの位置が固定され、取付面３ｃ、６ａと接着固定された固定層５が形成される。このとき、取付面３ｃに対して取付面６ａが傾いていると、少なくても２つの固定領域での固定層５の高さが違った状態で２つの複合部品が接着固定される。
このようにして、撮像光学ユニット１が組み立てられる。
そして、電磁石８…、９…の通電を終了しそれぞれ、上方、下方に退避させ、撮像部６の電気的な接続を解除してから、保持部１２ａの固定を解除し、撮像光学ユニット１を可動アーム１３ａにより、適宜の位置に移動する。
【００３９】
本実施形態の部品の組立方法によれば、光学的手段により、光学部２と撮像部６との位置、姿勢の調整を行い、接着剤５ａを硬化させて、調整位置を保った状態で固定層５を形成するので、調整量を検出して間を置くことなく迅速に固定を行うことができる。
したがって、調整量を検出してから、調整量に基づいて支持構造体を形成する２段階の工程を要する方法に比べて、正確かつ迅速な組立を行うことができる。
特に、本実施形態の場合、硬化促進剤１１ａを用いるので、より短時間に固定することができる。
【００４０】
また、固定層５は、経時の寸法変化がほとんど起こらない粒状の磁性体からなる接着剤５ａが連続して固定されるので、経時の寸法安定性が高く、部品同士を高強度に固定できるという利点がある。
また、接着剤５ａは、ほとんど充填材５ｂの位置を固定するために用いられ、実質的に部品間の隙間を埋める充填材としての機能を有していないので、経時の収縮などを起こしても、調整状態にほとんど影響しないものである。そのため、経時の寸法安定性の劣る接着剤も利用できるという利点がある。
【００４１】
また、充填材５ｂを磁界Ｂの向きに沿って効率的に凝集せしめるので、少量の充填液１０ａにより小断面積の固定層５を形成することが容易となり、小型の部品の組立に好都合である。また、接着剤５ａも少量となるため、接着剤５ａの硬化に要する時間を短縮できる。
【００４２】
次に、本実施形態の変形例について説明する。
図８は、本発明の第１の実施形態の変形例の部品の組立構造について説明するための固定層の近傍の様子について説明するための図１のＡ部に相当する模式的な断面説明図である。
【００４３】
本変形例は、上記の実施形態のフランジ部３ｂの取付面３ｃ側の固定領域に、磁界Ｂを誘導するピン１５（突起部）をそれぞれに追加した例である。
ピン１５は、強磁性体からなる突起であれば、形状や材質は何でもよいが、本変形例では、鉄または鉄系合金の丸棒からなる。そして、取付面３ｃから高さＨだけ突出されて設けられている。ここで、高さＨは、Ｈ＜ｈ１であり、位置調整の範囲で、取付面６ａに当接しない程度の高さとされる。
【００４４】
本変形例によれば、電磁石８、９により磁界Ｂを供給すると、電磁石８から供給される磁界が、強磁性体であるピン１５中を通って取付面３ｃ、６ａの間の空間に現われるから、ピン１５がない場合に比べて固定層５を透過する磁界Ｂの磁束密度が向上される。そのため、電磁石８、９に供給する電流を低減して効率的に充填材５ｂを凝集することができる。
また、ピン１５の端部には、そのような磁束密度の高い磁界の出口になるので、充填材５ｂに対する吸引力を向上できる。特に、本変形例のように、鉛直上方側の取付面３ｃにピン１５を設ける場合は、充填材５ｂを重力に抗して引っ張り上げるための吸引力が増大するので、充填材５ｂが重力により水平方向に拡がる度合を低減できる。したがって、少量の充填液１０ａであっても、比較的広い調整範囲を形成することができる。
また、フランジ部３ｂの取付面３ｃでは、ピン１５の表面積分だけ固定層５との接触面積が増加するので、ピン１５の無い場合と比べてより強固な固定状態が得られる。
【００４５】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置について説明する。
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の一例について説明するための正面図、側面図、およびそのＣ−Ｃ断面図である。図１０は、本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の他例について説明するための斜視説明図である。
【００４６】
本実施形態の撮像装置は、第１の実施形態に係る撮像光学ユニットを備えてなるものであり、例えば、デジタルカメラ、携帯電話、テレビ電話、パソコン、監視装置、内視鏡などの種々の撮像装置として好適である。
例えば、本実施形態の一例である携帯用端末４００（撮像装置）は、図９（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の第１の実施形態に係る撮像光学ユニット１が用いられた撮像部４０５、モニター部４０４、文字記号や指令信号をボタン・ダイヤルなどで入力する入力部４０３、マイク部４０１、スピーカ部４０２および無線通信の授受を行うアンテナ４０６を備えている。
撮像光学ユニット１は、図９（ｃ）に示すように、撮像部６が、携帯用端末４００の内部の基板取付部４１０に固定され、撮像部６に設けられた不図示の駆動回路が、携帯用端末４００の不図示の回路基板と電気的に接続されている。そして、撮像レンズ４の前面にカバーガラス４０８が設けられて封止されている。
撮像光学ユニット１で撮像された画像は、モニター部４０４に表示したり、画像データとしてアンテナ４０６から送信したりすることができるようになっている。
【００４７】
また、他例として、図１０に示したように、撮像光学ユニット１をパソコン５００に用いた例を挙げることができる。
パソコン５００は、キーボード５０１、モニター部５０２および撮像部５０３を備えている。モニター部５０２は、撮像部５０３で撮られた画像も含む画像５０５を表示することができる構成とされている。撮像部５０３は、モニター部５０２の横に設けられている。撮像光学ユニット１（不図示）は、撮像部５０３の内部に設けられており、光軸方向断面が、図９（ｃ）に示したのと同じ構成を備えている。
【００４８】
なお、上記の説明では、充填材として略球状の粒状体の例で説明したが、粒状体であれば、固定剤と混合して適度の流動性が得られれば球状に限定されるものではない。また、規則正しい粒状でも不規則な粒状でもよい。
【００４９】
また、上記の説明では、固定剤として一液性接着剤と硬化促進剤とを組み合わせた例で説明したが、調整時間内に適度の流動性を保っていれば、一液性接着剤自体で硬化させてもよい。
また、他の接着剤の例として、例えば、紫外線硬化性（ＵＶ硬化性）、熱硬化性の接着剤なども好適に採用できる。
【００５０】
また、上記の説明では、固定層を、固定剤に充填材を混合した混合液を固定領域に塗布して形成する例で説明したが、本発明の部品の組立方法では、磁界を供給することにより、充填材を２つの部品間に凝集させるので、粒状体の充填材のみを固定領域に配置し、磁界を供給して２つの部品間に略連続させ、充填材に固定剤を供給して充填材間に浸透させてから固化させてもよい。
【００５１】
また、上記の説明では、固定剤として、接着剤の例で説明したが、調整時に液状化し、固定時に固化できれば、接着剤に限定されるものではない。
例えば、はんだを好適に採用することができる。この場合、部品の固定領域には、はんだ付け可能な金属部を設けておく。そして、例えば、各充填材にはんだをコーティングした粒状としておき、固定領域に配置して磁界を供給する。そして調整を行い、その状態を固定する際にはんだを加熱して溶融させる。その後冷却して固定層を形成する。
このように、はんだを固定剤として用いる場合、樹脂接着剤などと比べて、固定層の強度や固定層と部品との固定強度を向上させることができる。
また、はんだを用いる場合、固定する部品の固定領域は、面状とは限らず、例えば金属ピンやワイヤーなどの種々の形状が採用できるという利点がある。
なお、はんだは、必ずしも充填材にコーティングする必要はない。例えば、充填材のみを配置して磁界を供給し２つの部品間に充填材を充填する。そして、その後、加熱溶融されたはんだを充填材の近傍に供給して充填材間および２つの部品間にはんだを浸透させ、その状態で固化させてもよい。
【００５２】
また、上記の説明では、固定層は２つの部品間で少なくとも３箇所の固定領域を定めて形成したが、２つの部品間で撮像素子７の周囲を輪帯状に囲むような連続した１つの固定領域としてもよいし、前記輪帯状を２分して囲むようにした２つの固定領域としてもよい。これらの場合でも、２つの部品同士が傾斜していれば、撮像素子７の周囲では固定層の高さが違った柱状の固定層が形成されることになる。
【００５３】
また、上記の第１の実施形態の変形例では、突起部を撮像光学部品側に設けた例で説明したが、例えば、調整時の上下関係は入れ替えれば、撮像素子部品側に設けても同様の作用効果を備えるので、２つの部品のどちらの側に設けてもよい。また、両方に設けてもよい。
また、部品間に回り込む磁束密度を増大させるためだけであれば、必ずしも、鉛直上方側に設けなくてもよい。
【００５４】
また、上記の説明では、磁界が、充填材の配置された２つの部品の間の空間に対して外部側から供給される例で説明したが、充填材自体が着磁されていて２つの部品間にわたる磁界が内部側から供給されてもよい。
【００５５】
また、上記の説明では、２つの部品の組立構造として、撮像光学ユニットを構成する部品同士を組み立てる例で説明したが、本発明は、撮像光学ユニットの部品に限定されるものではない。互いの位置関係を調整して組み立てる必要のある部品であれば、どのような部品に対しても好適に用いることができる。
【００５６】
また、上記の説明では、２つの部品の位置ずれ検出するために、部品に含まれる撮像機能を用いて検出する例で説明したが、他の手段により位置ずれ検出を行ってもよい。例えば、それぞれの部品の位置、姿勢を検出する光学的、電気的、磁気的なセンサなどを設けて、それらの検出出力により位置、姿勢の調整を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像光学ユニットの概略構成について説明するための撮像光学ユニットの光軸を含む断面視の断面説明図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮像光学ユニットについて説明するための模式的な分解斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る部品の取付構造の固定層の詳細について説明するための模式的な断面説明図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る部品の組立方法に用いる組立調整システムの概略構成を説明するための模式説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る部品の組立方法による調整位置、姿勢について説明するための斜視模式説明図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る部品の組立方法について説明するためのフローチャートである。
【図７】同じく各工程の工程説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の変形例の部品の組立構造について説明するための固定層の近傍の様子について説明するための図１のＡ部に相当する模式的な断面説明図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の一例について説明するための正面図、側面図、およびそのＣ−Ｃ断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の他例について説明するための斜視説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
１  撮像光学ユニット
２  光学部（撮像光学部品）
３  鏡筒
３ｂ  フランジ部
３ｃ、６ｂ  取付面
５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ  固定層
５ａ  接着剤（固定剤）
５ｂ  充填材
６  撮像部（撮像素子部品）
６ｂ  基板
７  撮像素子
７ａ  撮像面
８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ  電磁石（磁界供給手段）
１０ａ  充填液
１１ａ  硬化促進剤
１５  ピン（突起部）
５０  組立調整システム
１００  画像取り込み手段
１０１  光学的位置ずれ検出手段
４００  携帯用端末（撮像装置）
５００  パソコン（撮像装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006217217.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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