(57)【要約】【課題】レーザ光を用いて熱可塑性樹脂でできた鏡筒にレンズを調芯・固定する際に、レーザで鏡筒のカシメ部を軟化・溶解した後、凝固することによってレンズ位置の調芯位置からの誤差を最小にするレンズ固定装置を提供すること。【解決手段】レンズ位置測定部を備え、調芯チャックでレンズを調芯した後とレーザ光により鏡筒のカシメ部を溶解・凝固させ、レンズを固定した後のレンズ位置を測定することにより、レンズ固定の際のレンズの移動量を予め算出し、そのデータをもとに、調芯チャック、レーザ出力、または、パージノズルの位置を調整することで、レンズを鏡筒に高精度に固定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂を溶解させる光を発するレーザ光源と、上記レーザ光源からのレーザ光をレンズ周囲および鏡筒カシメ部に集光する集光する集光レンズと、上記集光レンズを調整する集光駆動装置と、上記レーザ光源，上記集光レンズ，上記集光レンズ駆動装置の少なくとも１つを動作させる照射位置調整装置と、レンズ及び鏡筒カシメ部周辺に気体を噴出させるパージノズルと、鏡筒を固定する受け治具と、レンズを把持する調芯チャックを有すること
を特徴とするレンズ固定装置。
【請求項２】
レンズの位置を測定するレンズ位置測定装置を有することを特徴とする請求項１記載のレンズ固定装置。
【請求項３】
調芯チャックによりレンズを把持或いは調芯した後と、レーザ光により鏡筒カシメ部を溶解・凝固させてレンズを固定した後のレンズ位置の移動量を予め測定し、レーザ光により鏡筒カシメ部を照射する前に、調芯チャックによりレンズを前記移動量と逆方向に移動させることを特徴とする請求項２に記載のレンズ固定装置。
【請求項４】
調芯チャックによりレンズを把持或いは調芯した後と、レーザ光により鏡筒カシメ部を溶解・凝固させてレンズを固定した後のレンズ位置の移動量を予め測定し、算出した移動量から複数個のレーザ光源のレーザ出力に差異を設けることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ固定装置。
【請求項５】
調芯チャックによりレンズを把持或いは調芯した後と、レーザ光により鏡筒カシメ部を溶解・凝固させてレンズを固定した後のレンズ位置の移動量を予め測定し、算出した移動量からパージノズル駆動装置によりパージノズルの位置を変更することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ固定装置。
【請求項６】
調芯チャックによりレンズを把持或いは調芯した後と、レーザ光により鏡筒カシメ部を溶解・凝固させてレンズを固定した後のレンズ位置の移動量を直近の複数個の平均値より算出することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ固定装置。
【請求項７】
調芯チャックによりレンズを把持或いは調芯した後と、レーザ光により鏡筒カシメ部を溶解・凝固させてレンズを固定した後のレンズ位置の移動量がある一定以上となった際に、警告を出力することを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ固定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズの固定を行うレンズ固定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のレンズを鏡筒に固定させる技術としては、レーザの熱を用いて鏡筒の一部を溶融させ、レンズを鏡筒に固定する方法が知られている。
【０００３】
図５は従来の技術におけるレンズ固定方法を示すもので、同図において、５１は熱可塑性のある樹脂で作った鏡筒、５２は鏡筒５１に設けられたカシメ部、５３はレンズである。鏡筒５１を受け治具５４に固定し、レンズ５３を鏡筒５１にはめ込む。レーザ光源５５からレーザを発し、集光レンズ５６を介してカシメ部５２およびレンズ５３の周囲部に照射すると図６に示すように照射されたカシメ部５２は加熱されて軟化・溶解し、鏡筒５１とレンズ５３の隙間およびレンズ３の上に覆い被さることにより鏡筒５１とレンズ５３が固定される。更に、レーザ光源５５からのレーザ光の焦点位置が鏡筒５１のカシメ部５２およびレンズ５３の周囲部となるように、集光レンズ位置調整装置５８で、レーザ光源５５、集光レンズ５６、集光レンズ駆動装置５７を動かすことにより、レンズ３の周囲全体に対してレーザ照射を行っている（例えば、未公開自社出願の特願特願２００３−０２１８３０号明細書）。
【特許文献１】特開昭６３−２０６７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、レンズ５３の固定精度が、レンズ５３、鏡筒５１の寸法精度やレーザ光源５５の出力バラツキ、また、照射位置調整装置５８の調整精度により影響を受け、高精度なレンズ５３の固定が困難であった。一般的に、レンズ５３は、金型を用いた成型または、研磨加工により製作されており、生産性を考慮して２０μｍ程度の寸法誤差が許容されている。
【０００５】
また、鏡筒５１は、一般的には金型を用いた成型により製作されており、こちらも２０μｍ程度の寸法誤差が許容されている。鏡筒５１にレンズ５３を固定するには、鏡筒５１内にレンズ５３をはめ込む必要があり、寸法誤差を考慮して鏡筒５１の内径は、レンズ５３の外径に対し、５０μｍ〜１００μｍ程度の余裕をもって設計されることが一般的である。このため、鏡筒５１内にレンズ５３をはめ込むとレンズ５３と鏡筒５１内に５０〜１００μｍに部品精度を加えた隙間が発生することになる。レーザ光によりレンズ５３を鏡筒５１に固定する際、軟化・溶解したカシメ部の樹脂がこの隙間に充填されてレンズ５３を固定するが、レーザ光源５５の出力バラツキ、照射位置調整装置５８の調整精度等により、鏡筒５１とレンズ５３の隙間内でレンズ５３の位置にバラツキが発生していた。例えば、高解像度のデジタルカメラ等では、レンズ５３の位置精度は５〜１０μｍ程度が要求され、従来の固定方法では、高精度なレンズ固定が困難であった。
【０００６】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、レンズを鏡筒に高精度に固定するレンズ固定方法およびその装置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】
【０００７】
上記従来の課題を解決するために、本発明の請求項１に記載のレンズ固定装置は、樹脂を溶解させる光を発するレーザ光源と、上記レーザ光源からのレーザ光をレンズ周囲および鏡筒カシメ部に集光する集光する集光レンズと、上記集光レンズを調整する集光駆動装置と、上記レーザ光源，上記集光レンズ，上記集光レンズ駆動装置の少なくとも１つを動作させる照射位置調整装置と、レンズ及び鏡筒カシメ部周辺に気体を噴出させるパージノズルと、鏡筒を固定する受け治具と、レンズを把持する調芯チャックを有することを特徴とするものである。
【０００８】
このとき、レンズの位置を測定するレンズ位置測定装置を有すると好適である。
【０００９】
また、調芯チャックによりレンズを把持或いは調芯した後と、レーザ光により鏡筒カシメ部を溶解・凝固させてレンズを固定した後のレンズ位置の移動量を予め測定し、レーザ光により鏡筒カシメ部を照射する前に、調芯チャックによりレンズを前記移動量と逆方向に移動させると好適である。
【００１０】
また、調芯チャックによりレンズを把持或いは調芯した後と、レーザ光により鏡筒カシメ部を溶解・凝固させてレンズを固定した後のレンズ位置の移動量を予め測定し、算出した移動量から複数個のレーザ光源のレーザ出力に差異を設けると好適である。
【００１１】
また、調芯チャックによりレンズを把持或いは調芯した後と、レーザ光により鏡筒カシメ部を溶解・凝固させてレンズを固定した後のレンズ位置の移動量を予め測定し、算出した移動量からパージノズル駆動装置によりパージノズルの位置を変更すると好適である。
【００１２】
また、調芯チャックによりレンズを把持或いは調芯した後と、レーザ光により鏡筒カシメ部を溶解・凝固させてレンズを固定した後のレンズ位置の移動量を直近の複数個の平均値より算出すると好適である。
【００１３】
更に、調芯チャックによりレンズを把持或いは調芯した後と、レーザ光により鏡筒カシメ部を溶解・凝固させてレンズを固定した後のレンズ位置の移動量がある一定以上となった際に、警告を出力すると好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のレンズ固定装置によれば、樹脂を溶解させるレーザ光を、集光レンズにより、固定するレンズ周囲および熱可塑性樹脂で作られた鏡筒のカシメ部に照射することで、カシメ部を軟化・溶解させてカシメの形成および溶着によりレンズを鏡筒に固定する技術において、レンズの固定精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施の形態におけるレンズ固定方法を示すものである。
【００１７】
図１において、１は熱可塑性ある樹脂で作った鏡筒、２は鏡筒１に設けられたカシメ部、３はレンズである。４は鏡筒１を固定する受け治具、５は樹脂を溶解させる光を発するレーザ光源、６は集光レンズ、７は集光レンズ駆動装置、８は照射位置調整装置である。レーザ光源５からのレーザ光の焦点位置が鏡筒１のカシメ部２およびレンズ３の周囲部になるように、集光レンズ駆動装置により集光レンズ６の位置を調整している。
【００１８】
９はパージノズルで１０はパージノズル駆動装置である。鏡筒１をレーザ光により照射・溶解する際に、ガスが発生し、レンズ３の有効径内にガスが付着すると、レンズ３に曇りが発生しレンズ３が不良品となる場合がある。そのため、パージノズル９から空気やＮ2ガス等のパージエアーを噴出し、ガスがレンズ内に付着するのを防止している。パージノズル駆動装置１０でパージノズルから噴出されるパージエアーの噴射位置を調整している。１１は調芯チャックで１２は調芯チャック駆動装置である。
【００１９】
図２は調芯チャック１１によりレンズ１１を把持した状態を示している。鏡筒１には調芯チャック１１がレンズ３を把持できるように調芯チャックに干渉しない様に切り欠きが設けられている。調芯チャック１１でレンズ３を把持した状態で調芯チャック駆動装置１２により、レンズ３を所定の位置に位置決めすることができる。１３はレンズ位置測定部である。レンズ位置測定部は、図示しない測定用レーザ、ＣＣＤカメラおよびその他の光学系により構成されており、測定用レーザから出力されたレーザ光がレンズ３により反射され、戻ってきた位置をＣＣＤカメラにより観察することで、レンズ３の位置を測定することができる。
【００２０】
次に鏡筒１にレンズを固定する方法を以下に説明する。
【００２１】
まず、鏡筒１を受け治具４に固定しレンズ３を鏡筒１にはめ込む。次にレンズ３を調芯チャック１１で把持し、レンズ位置をレンズ位置測定部１３により測定する。レンズ位置が所定の位置から外れている場合、調芯チャック駆動装置１２により、調芯チャック１１を駆動し、レンズ３を所定の位置に合わせる。次に、レーザ光源５からレーザを発し、集光レンズ６を介してカシメ部２およびレンズ３の周囲部に照射する。照射されたカシメ部２は加熱されて軟化・溶解し、鏡筒１とレンズ３の隙間およびレンズ３の上に覆い被さることにより鏡筒１とレンズ３が固定される。次に、再度、レンズ位置測定部１３により、レンズ３の位置を測定し、レーザ固定の前後のレンズ３の移動量を算出する。
【００２２】
ここで、移動量は、
レンズ移動量（Ｘ，Ｙ）
＝レーザ固定後レンズ座標（Ｘ，Ｙ）−レーザ固定前レンズ座標（Ｘ，Ｙ）
と定義する。
【００２３】
そして、調芯チャック１１を開放し、レンズ３が固定された鏡筒１を受け治具４から取り外し、第一の製品の作業を完了する。調芯チャック１１でレンズ３を把持しているにも関わらず、レンズ３のレーザ固定の際にレンズ位置が移動する原因としては、
（ａ）複数個の調芯チャックの保持力のバラツキ
（ｂ）調芯チャックの磨耗
（ｃ）複数個のレーザ光源５の出力バラツキ
等が考えられる。
【００２４】
次に２個目以降のレンズ３を鏡筒１にレーザ固定する手順を説明する。
【００２５】
まず、１個目の場合と同様に鏡筒１を受け治具４に固定しレンズ３を鏡筒１にはめ込む。次にレンズ３を調芯チャック１１で把持し、レンズ位置をレンズ位置測定部１３により測定する。レンズ位置が所定の位置から外れている場合、調芯チャック駆動装置１２により、調芯チャック１１を駆動し、レンズ３を所定の位置に合わせる。
【００２６】
次に調芯チャック１１を１個目のレンズを固定した際のレンズ移動量と逆方向に移動させる。つまり、１個目のレンズ３の移動量（Ｘ,Ｙ）が（５μｍ,３μｍ）の場合、レンズ３の位置を予め（−５μｍ，−３μｍ）の位置に移動させた後、レーザ光源５からレーザを発し、集光レンズ６を介してカシメ部２およびレンズ３の周囲部に照射し、レンズ３を鏡筒１に固定する。ここで、調芯チャック１１によりレンズ３を移動させる量は、ワークによる誤差を考慮し複数個の移動量を平均化すれば、より精密なレンズ固定が可能になる。
【００２７】
また、移動量を平均化する際も、チャックの磨耗やレーザ出力の経時変化を考慮して直近のレンズ移動量のみを平均化すれば、さらに精密なレンズ固定が可能となる。
【００２８】
レンズの移動量を補正する第２の方法として、パージノズル９の位置をパージノズル駆動装置１０により調整してレンズ３の移動量を補正する手順を説明する。図３はパージノズル９の位置を変更した際のレンズ３の移動量を示している。図３は、実験により求めたデータであるが、パージノズル９の位置とレンズ３の移動量に相関があることが分かる。これは、パージノズル９の初期位置はレンズの中心位置であり、鏡筒１にレーザ光を照射・溶解するカシメ部２に均等に作用しているが、パージノズル９の位置を変更することにより、レーザ光を照射する位置に対してエアパージ量が異なるため、エアパージによる冷却効果により、移動量が異なっていると考えられる。
【００２９】
次に、動作について説明する。まず、鏡筒１を受け治具４に固定しレンズ３を鏡筒１にはめ込む。次にレンズ３を調芯チャック１１で把持し、レンズ位置をレンズ位置測定部１３により測定する。レンズ位置が所定の位置から外れている場合、調芯チャック駆動装置１２により、調芯チャック１１を駆動し、レンズ３を所定の位置に合わせる。次に、レーザ光源５からレーザを発し、集光レンズ６を介してカシメ部２およびレンズ３の周囲部に照射する。照射されたカシメ部２は加熱されて軟化・溶解し、鏡筒１とレンズ３の隙間およびレンズ３の上に覆い被さることにより鏡筒１とレンズ３が固定される。
【００３０】
次に、再度、レンズ位置測定部１３により、レンズ３の位置を測定し、レーザ固定の前後のレンズ３の移動量を算出する。
【００３１】
ここで、移動量は、
レンズ移動量（Ｘ，Ｙ）
＝レーザ固定後レンズ座標（Ｘ，Ｙ）−レーザ固定前レンズ座標（Ｘ，Ｙ）
と定義する。
【００３２】
そして、調芯チャック１１を開放し、レンズ３が固定された鏡筒１を受け治具４から取り外し、１個目の製品の作業を完了する。
【００３３】
次に２個目以降のレンズ３を鏡筒１にレーザ固定する手順を説明する。
【００３４】
まず、１個目の場合と同様に鏡筒１を受け治具４に固定しレンズ３を鏡筒１にはめ込む。次にレンズ３を調芯チャック１１で把持し、レンズ位置をレンズ位置測定部１３により測定する。レンズ位置が所定の位置から外れている場合、調芯チャック駆動装置１２により、調芯チャック１１を駆動し、レンズ３を所定の位置に合わせる。次にパージノズル９の位置をパージノズル駆動装置１０により所定の位置だけ移動させる。このパージノズル９の移動量は、１個目のレンズを固定した際に測定した移動量と図３のパージノズル９位置とレンズ３移動量の相関図より算出する。
【００３５】
ここで、パージノズル９を移動させる量は、ワークによる誤差を考慮し複数個の移動量を平均化すれば、より精密なレンズ固定が可能になる。また、移動量を平均化する際も、チャックの磨耗やレーザ出力の経時変化を考慮して直近のレンズ移動量のみを平均化すれば、さらに精密なレンズ固定が可能となる。
【００３６】
レンズの移動量を補正する第３の方法として、レーザ光源５の出力を調整してレンズ３の移動量を補正する手順を説明する。図４はレーザ光源５を３個使用し、図２の３分割されたカシメ部２を同時照射する場合に、１箇所のレーザ光源５の出力を変更した際のレンズ３の移動量を示している。本図は、実験により求めたデータであるが、レーザ光源５の出力とレンズ３の移動量に相関があることが分かる。
【００３７】
これは、レーザ光源５の出力が均一な場合、レーザ光が鏡筒１のカシメ部２に均等に作用しているが、例えば１箇所のレーザ出力を上げると、照射されたカシメ部の樹脂の溶解量が増大し、レンズ３と鏡筒１の隙間に樹脂が多く入り込むことにより、移動量が異なっていると考えられる。次に、動作について説明する。まず、鏡筒１を受け治具４に固定しレンズ３を鏡筒１にはめ込む。次にレンズ３を調芯チャック１１で把持し、レンズ位置をレンズ位置測定部１３により測定する。レンズ位置が所定の位置から外れている場合、調芯チャック駆動装置１２により、調芯チャック１１を駆動し、レンズ３を所定の位置に合わせる。
【００３８】
次に、レーザ光源５からレーザを発し、集光レンズ６を介してカシメ部２およびレンズ３の周囲部に照射する。照射されたカシメ部２は加熱されて軟化・溶解し、鏡筒１とレンズ３の隙間およびレンズ３の上に覆い被さることにより鏡筒１とレンズ３が固定される。次に、再度、レンズ位置測定部１３により、レンズ３の位置を測定し、レーザ固定の前後のレンズ３の移動量を算出する。
【００３９】
ここで、移動量は、
レンズ移動量（Ｘ，Ｙ）
＝レーザ固定後レンズ座標（Ｘ，Ｙ）−レーザ固定前レンズ座標（Ｘ，Ｙ）
と定義する。そして、調芯チャック１１を開放し、レンズ３が固定された鏡筒１を受け治具４から取り外し、１個目の製品の作業を完了する。次に２個目以降のレンズ３を鏡筒１にレーザ固定する手順を説明する。
【００４０】
まず、１個目の場合と同様に鏡筒１を受け治具４に固定しレンズ３を鏡筒１にはめ込む。次にレンズ３を調芯チャック１１で把持し、レンズ位置をレンズ位置測定部１３により測定する。レンズ位置が所定の位置から外れている場合、調芯チャック駆動装置１２により、調芯チャック１１を駆動し、レンズ３を所定の位置に合わせる。次にレーザ光源５の出力を所定の出力だけ調整する。このレーザ光源５の出力変更量は、１個目のレンズを固定した際に測定した移動量と図４のレーザ光源５の出力とレンズ３移動量の相関図より算出する。ここで、レーザ光源５の出力を変更させる量は、ワークによる誤差を考慮し複数個の移動量を平均化すれば、より精密なレンズ固定が可能になる。また、移動量を平均化する際も、チャックの磨耗やレーザ出力の経時変化を考慮して直近のレンズ移動量のみを平均化すれば、さらに精密なレンズ固定が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明にかかるレンズ固定方法およびその装置は、樹脂を溶解させるレーザ光を、集光レンズにより、固定するレンズ周囲および熱可塑性樹脂で作られた鏡筒のカシメ部に照射することで、カシメ部を軟化・溶解させてカシメの形成および溶着によりレンズを鏡筒に固定する方法において、レンズの固定精度を向上させることができるので、樹脂鏡筒にレンズの固定を行うレンズ固定方法およびその装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態の概略構成図
【図２】本発明の実施の形態における調芯チャックの構成図
【図３】本発明の実施の形態に係るパージノズルの位置とレンズの移動量との関係を示す図
【図４】本発明の実施の形態に係るレーザ出力とレンズの移動量との関係を示す図
【図５】従来のレンズ固定方法を示す概略図
【図６】レーザ固定方法におけるカシメ・溶着を示す模式図
【符号の説明】
【００４３】
１  鏡筒
２  カシメ部
３  固定するレンズ
４  受け治具
５  レーザ光源
６  集光レンズ
７  集光レンズ駆動装置
８  照射位置調整装置
９  パージノズル
１０  パージノズル駆動装置
１１  調芯チャック
１２  調芯チャック駆動装置
１３  レンズ位置測定部
【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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