(57)【要約】【課題】例えば光学素子の組み付け時や測定時などにおいて、光学素子を安定した状態で光軸直交方向移動および回転を行って所望の位置に位置決めすることが可能な調整装置を提供する。【解決手段】アレイレンズＡＬ１は、第１爪部材２１ｃと、第２爪部材２２ｃ、２２ｃ’とにより、Ｘ方向に対向する方向に適正な付勢力で付勢されると共に、固定されたアレイレンズＡＬ２側に向かって付勢されているので、アレイレンズＡＬ２に対して浮き上がることなく、またレンズＡＬ１ｂの歪みや変形が生じないようになっている。またアレイレンズＡＬ１は、第３爪部材２３ｃと、第４爪部材２４ｃ、２４ｃ’とにより、Ｙ方向に対向する方向に適正な付勢力で付勢されると共に、固定されたアレイレンズＡＬ２側に向かって付勢されているので、アレイレンズＡＬ２に対して浮き上がることなく、またレンズＡＬ１ｂの歪みや変形が生じないようになっている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に見たときに外周における対向する第１辺と第２辺がストレート状である光学素子の位置を調整する調整装置であって、
前記第１辺に当接する第１部材と、
前記第２辺に当接する第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とを、前記光学素子に対して光軸直交方向における互いに対向する方向、及び光軸に沿った同方向に付勢する付勢手段と、
前記第１部材と前記第２部材とを前記光軸に直交する第１方向及び回転方向に駆動する駆動機構とを有することを特徴とする調整装置。
【請求項２】
前記第２部材は、互いに離間した位置で前記第２辺に当接する第２１当接部と第２２当接部とを有することを特徴とする請求項１に記載の調整装置。
【請求項３】
前記光学素子は、前記外周において前記第１辺と前記第２辺とは異なる位置に、互いに対向するストレート状である第３辺と第４辺とを有し、
前記調整装置は、
前記第３辺に当接する第３部材と、
前記第４辺に当接する第４部材と、
前記第３部材と前記第４部材とを、前記光学素子に対して光軸直交方向における互いに対向する方向、及び光軸に沿った同方向に付勢する付勢手段とを有し、
前記駆動機構が、前記第３部材と前記第４部材とを、前記光軸に直交し前記第１方向とは異なる第２方向及び回転方向に駆動することを特徴とする請求項１又は２に記載の調整装置。
【請求項４】
前記第４部材は、互いに離間した位置で前記第４辺に当接する第４１当接部と第４２当接部とを有することを特徴とする請求項３に記載の調整装置。
【請求項５】
前記光学素子は、光軸を異ならせて複数のレンズを有するアレイレンズであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の調整装置。
【請求項６】
固定された光学素子に対して、調整対象となる光学素子を光軸方向に積層した状態で変位させるようになっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子を調整可能な調整装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンなどの携帯端末においては、デザイン性向上のため，それに搭載される撮像装置の小型化が推進され、それに伴い撮像装置に搭載される光学系の低背化の要求はますます高まっている。一方で、例え携帯端末であっても撮像した画像が低画質であることは許されないことから、高画質を実現するために光学系の高性能化も要求されている。
【０００３】
これらの要求に対し、光軸を異ならせて配置した複数のレンズ（個眼レンズ）を有するアレイレンズを用いて、複数の物体像を固体撮像素子の撮像面上に形成し、各物体像に対応する画像信号を画像処理することで、１つの画像を再構成するいわゆる超解像技術を用いた小型で薄型な撮像装置が開発されるに至った。このような撮像装置に用いる複眼撮像光学系では、複数の個眼光学系の視差を利用して画像を再構成することで低画素な画像から高画素な画像を作り出すことが出来るため、個眼光学系各々が対応するイメージエリアの画素数を少なくすることができる。その結果として、既存の光学系よりも大幅な低背化を実現しながらも高解像な撮像装置を提供することが可能となる。
【０００４】
ところで、複眼撮像光学系として、光軸を異ならせて配置した複数の個眼レンズを一体で形成したアレイレンズを用いる試みがある。しかるに、個眼レンズ１枚では光学性能が不足する場合、アレイレンズを複数枚積層して用いると好ましい。ここで、アレイレンズを積層する場合、各々の個眼レンズの光軸を互いに一致させる必要がある。そこで、アレイレンズの精度良い位置決めを行う装置が必要になる。
【０００５】
特許文献１には、レンズの上面に鈎状の調整治具を当接させ、光軸直交方向に変位させる装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２０８９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、各々の個眼レンズの光軸を一致させるために、アレイレンズ同士を精度良く位置決めしようとする場合は、光軸に直交する方向のみならず、アレイレンズ中心に対して相対回動させる必要がある。しかしながら、特許文献１に開示された調整治具では、レンズを回動させることができないため、アレイレンズの調整用としては不適切である。又、アレイレンズの保持の仕方によっては、個眼レンズに歪みが生じたり、アレイレンズ同士の間に浮きが生じたりする恐れもある。尚、光軸が単一である単眼レンズ同士を位置決めする際にも、コマ収差を最適にするために光軸回りの位相を揃える場合があり、かかる用途では特許文献１の技術を用いることはできない。
【０００８】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば光学素子の組み付け時や測定時などにおいて、光学素子を安定した状態で光軸直交方向移動および回転を行って所望の位置に位置決めすることが可能な調整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】
【０００９】
請求項１に記載の調整装置は、光軸方向に見たときに外周における対向する第１辺と第２辺がストレート状である光学素子の位置を調整する調整装置であって、
前記第１辺に当接する第１部材と、
前記第２辺に当接する第２部材と、
前記第１部材と前記第２部材とを、前記光学素子に対して光軸直交方向における互いに対向する方向、及び光軸に沿った同方向に付勢する付勢手段と、
前記第１部材と前記第２部材とを前記光軸に直交する第１方向及び回転方向に駆動する駆動機構とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、前記第１部材及び前記第２部材が、ストレート状の対向する前記第１辺及び前記第２辺にそれぞれ当接し、更に前記付勢手段により前記光学素子に対して光軸直交方向における互いに対向する方向、及び光軸に沿った同方向に付勢されているので、前記駆動機構が前記第１部材と前記第２部材とを前記光軸に直交する第１方向及び回転方向に駆動した際に、相手部材に対する前記光学素子の浮き上がりや変形などを抑制しながらも前記光学素子が精度良く追従するから、前記光学素子の光軸直交方向及び回転方向の位置決めを行うことができる。尚、光学素子が位置決めされる対象は、別な光学素子（開口絞りや遮光板を含む）でも良いし、撮像装置であっても良い。
【００１１】
請求項２に記載の調整装置は、請求項１に記載の発明において、前記第２部材は、互いに離間した位置で前記第２辺に当接する第２１当接部と第２２当接部とを有することを特徴とする。
【００１２】
前記第２１当接部と前記第２２当接部とが、互いに離間した位置で前記第２辺に当接することで、安定して前記光学素子を保持することが出来、これにより前記光学素子の精度良い回転が可能になる。
【００１３】
請求項３に記載の調整装置は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記光学素子は、前記外周において前記第１辺と前記第２辺とは異なる位置に、互いに対向するストレート状である第３辺と第４辺とを有し、
前記調整装置は、
前記第３辺に当接する第３部材と、
前記第４辺に当接する第４部材と、
前記第３部材と前記第４部材とを、前記光学素子に対して光軸直交方向における互いに対向する方向、及び光軸に沿った同方向に付勢する付勢手段とを有し、
前記駆動機構が、前記第３部材と前記第４部材とを前記光軸に直交し前記第１方向とは異なる第２方向及び回転方向に駆動することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、前記第３部材及び前記第４部材が、ストレート状の対向する前記第３辺及び前記第４辺にそれぞれ当接し、更に前記付勢手段により前記光学素子に対して光軸直交方向における互いに対向する方向、及び光軸に沿った同方向に付勢されているので、前記駆動機構が前記第３部材と前記第４部材とを前記光軸に直交する前記第２方向及び回転方向に駆動した際に、相手部材に対する前記光学素子の浮き上がりや変形などを抑制しながらも前記光学素子が精度良く追従するから、前記光学素子の光軸直交方向及び回転方向の位置決めを行うことができる。更に、前記第１方向と前記第２方向とが異なっているので、前記光学素子を前記光軸に直交する任意の方向へと変位させることができる。
【００１５】
請求項４に記載の調整装置は、請求項３に記載の発明において、前記第４部材は、互いに離間した位置で前記第４辺に当接する第４１当接部と第４２当接部とを有することを特徴とする。
【００１６】
前記第４１当接部と前記第４２当接部とが、互いに離間した位置で前記第４辺に当接することで、安定して前記光学素子を保持することが出来、これにより前記光学素子の精度良い回転が可能になる。
【００１７】
請求項５に記載の調整装置は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記光学素子は、光軸を異ならせて複数のレンズを有するアレイレンズであることを特徴とする。
【００１８】
光軸を異ならせて複数のレンズを有するアレイレンズを積層する場合、個々のレンズの光軸を精度良く一致させる必要があるので、本発明により調整対象とする光学素子として好適である。但し、単一の光軸を持つ光学素子であっても良い。
【００１９】
請求項６に記載の調整装置は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、固定された光学素子に対して、調整対象となる光学素子を光軸方向に積層した状態で変位させるようになっていることを特徴とする。
【００２０】
本発明により光学素子の積層を精度良く行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、例えば光学素子の組み付け時や測定時などにおいて、光学素子を安定した状態で光軸直交方向移動および回転を行って所望の位置に位置決めすることが可能な調整装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】光学素子の一例であるアレイレンズＡＬ１を位置決め調整する調整装置の上面図である。
【図２】図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。
【図３】図１の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、光学素子の一例であるアレイレンズＡＬ１を位置決め調整する調整装置の上面図であり、図２は、図１の構成をII-II線で切断して矢印方向に見た図である。図３は、図１の構成をIII-III線で切断して矢印方向に見た図である。
【００２４】
調整対象となるアレイレンズＡＬ１は、金型により一体成形された略矩形状の樹脂成形体であって、矩形板状のフランジ部ＡＬ１ａ上に４行４列にレンズＡＬ１ｂを形成している。尚、フランジ部ＡＬ１ａの外周には、光軸方向に突出した側壁部ＡＬ１ｃが設けられている。又、アレイレンズＡＬ１は、光軸方向に見たときに４つのストレート状の外周面（対向する第１辺と第２辺、対向する第３辺と第４辺）を有する。
【００２５】
一方、アレイレンズＡＬ１を位置決めする相手部材としてのアレイレンズＡＬ２は、金型により一体成形された略矩形状の樹脂成形体であって、矩形板状のフランジ部ＡＬ２ａ上に、レンズＡＬ１ｂに対応して４行４列にレンズＡＬ２ｂを形成している。尚、フランジ部ＡＬ２ａの外周には、側壁部ＡＬ１ｃに対向して光軸方向に突出した側壁部ＡＬ２ｃが設けられている。
【００２６】
図２において、定盤Ｇ上に筒状の保持部材１０が固定されている。保持部材１０の上部を覆う上壁１１の中央には、矩形状の開口１２が形成されている。吸着等の手段により、開口１２の上端にアレイレンズＡＬ２が固定されている。開口１２の下端には、パターンが形成されたチャートＣＨが配置されている。
【００２７】
チャートＣＨの下方において、定盤Ｇ上には光源ＯＰＳが配置され、上方に向かって光束を出射可能となっている。一方、開口１２の上方には、固体撮像素子ＳＳが、撮像面を下方に向けて固定配置されている。
【００２８】
保持部材１０の周囲を、リング部材２０が取り巻いている。リング部材２０は、定盤Ｇに対して回転アクチュエータＲＡによって支持されており、開口１２（アレイレンズＡＬ２）の中心軸線ＲＸ回りに回転駆動可能とされている。尚、中心軸線ＲＸは、アレイレンズＡＬ２のレンズＡＬ２ｂの光軸に対して平行である。
【００２９】
（Ｘ方向の保持）
図１において、リング部材２０の上面には、開口１２を挟んで、中心軸線ＲＸに直交するＸ方向に沿って第１支持部２１と第２支持部２２とを対向して設けている。第１支持部２１は，Ｘ方向アクチュエータＸＡ１により、リング部材２０に対してＸ方向に駆動可能とされている。同様に第２支持部２２は，Ｘ方向アクチュエータＸＡ２により、リング部材２０に対してＸ方向に駆動可能とされている。尚、第１支持部２１と第２支持部２２とを剛体で連結して、単一のＸ方向アクチュエータで駆動するようにしてもよい。
【００３０】
図２に示すように、第１支持部２１はその上部に凹部２１ａを有し、更に凹部２１ａを貫通するようにして図２の紙面に垂直方向に延在する軸２１ｂを有する。第１部材である細長い板状の第１爪部材２１ｃの一端が、軸２１ｂに貫通されることで、第１爪部材２１ｃは、第１支持部２１に対して軸２１ｂ回りに回転可能に支持されている。又、第１爪部材２１ｃと第１支持部２１とは、付勢手段としての第１コイルバネ２１ｄにより連結されており、これにより第１爪部材２１ｃは、軸２１ｂに対して図２で反時計回りに付勢されている。
【００３１】
第１爪部材２１ｃの軸２１ｂとは反対側の端は、長手方向に対して傾斜した斜面２１ｅとなっており、アレイレンズＡＬ１のストレート状の第１辺のエッジＥ１に線接触で当接して、第１コイルバネ２１ｄの付勢力による分力で、アレイレンズＡＬ１を下方（光軸方向）と左方（光軸直交方向）とに付勢している。
【００３２】
更に第２支持部２２はその上部に凹部２２ａを有し、更に凹部２２ａを貫通するようにして図２の紙面に垂直方向に延在する軸２２ｂを有する。第２部材として、平行に延在する細長い板状の第２爪部材２２ｃ、２２ｃ’の各一端が、軸２２ｂに貫通されることで、第２爪部材２２ｃ、２２ｃ’は、第２支持部２２に対して軸２２ｂ回りに回転可能に支持されている。又、第２爪部材２２ｃ、２２ｃ’と第２支持部２２とは、付勢手段としての第２コイルバネ２２ｄにより連結されており、これにより第２爪部材２２ｃ、２２ｃ’は、軸２２ｂに対して図２で時計回りに付勢されている。
【００３３】
第２爪部材２２ｃ、２２ｃ’の軸２２ｂとは反対側の端は、長手方向に対して傾斜した斜面２２ｅ、２２ｅ’（第２１当接部、第２２当接部）となっており、アレイレンズＡＬ１のストレート状の第２辺のエッジＥ２に間隔を開けて線接触で当接して、第２コイルバネ２２ｄの付勢力による分力で、アレイレンズＡＬ１を下方（光軸方向）と右方（光軸直交方向）とに付勢している。以上の構成により、アレイレンズＡＬ１は、第１爪部材２１ｃと、第２爪部材２２ｃ、２２ｃ’とにより、光軸に直交するＸ方向に沿って対向した方向に適正な付勢力で付勢されると共に、固定されたアレイレンズＡＬ２側に向かって付勢されているので、アレイレンズＡＬ２に対して浮き上がることなく、またレンズＡＬ１ｂの歪みや変形が生じないようになっている。
【００３４】
（Ｙ方向の保持）
次に図１において、リング部材２０の上面には、開口１２を挟んで、中心軸線ＲＸに直交するＹ方向に沿って第３支持部２３と第４支持部２４とを対向して設けている。第３支持部２３は，Ｙ方向アクチュエータＹＡ１により、リング部材２０に対してＹ方向に駆動可能とされている。同様に第４支持部２４は，Ｙ方向アクチュエータＹＡ２により、リング部材２０に対してＹ方向に駆動可能とされている。尚、第３支持部２３と第４支持部２４とを剛体で連結して、単一のＹ方向アクチュエータで駆動するようにしてもよい。
【００３５】
図３において、第３支持部２３はその上部に凹部２３ａを有し、更に凹部２３ａを貫通するようにして図３の紙面垂直方向に延在する軸２３ｂを有する。第３部材である細長い板状の第３爪部材２３ｃの一端が、軸２３ｂに貫通されることで、第３爪部材２３ｃは、第３支持部２３に対して軸２３ｂ回りに回転可能に支持されている。又、第３爪部材２３ｃと第３支持部２３とは、付勢手段としての第３コイルバネ２３ｄにより連結されており、これにより第３爪部材２３ｃは、軸２３ｂに対して図３で反時計回りに付勢されている。
【００３６】
第３爪部材２３ｃの軸２３ｂとは反対側の端は、長手方向に対して傾斜した斜面２３ｅとなっており、アレイレンズＡＬ１のストレート状の第３辺のエッジＥ３に線接触で当接して、第３コイルバネ２３ｄの付勢力による分力で、アレイレンズＡＬ１を下方（光軸方向）と左方（光軸直交方向）とに付勢している。
【００３７】
更に第４支持部２４はその上部に凹部２４ａを有し、更に凹部２４ａを貫通するようにして図３の紙面に垂直方向に延在する軸２４ｂを有する。第４部材として、平行に延在する細長い板状の第４爪部材２４ｃ、２４ｃ’の各一端が、軸２４ｂに貫通されることで、第４爪部材２４ｃ、２４ｃ’は、第４支持部２２に対して軸２４ｂ回りに回転可能に支持されている。又、第４爪部材２４ｃ、２４ｃ’と第４支持部２４とは、付勢手段としての第４コイルバネ２４ｄにより連結されており、これにより第４爪部材２４ｃ、２４ｃ’は、軸２４ｂに対して図３で時計回りに付勢されている。
【００３８】
第４爪部材２４ｘｃ、２４ｃ’の軸２４ｂとは反対側の端は、長手方向に対して傾斜した斜面２４ｅ、２４ｅ’（第４１当接部、第４２当接部）となっており、アレイレンズＡＬ１のストレート状の第４辺のエッジＥ４に間隔を開けて線接触で当接して、第４コイルバネ２４ｄの付勢力による分力で、アレイレンズＡＬ１を下方（光軸方向）と右方（光軸直交方向）とに付勢している。以上の構成により、アレイレンズＡＬ１は、第３爪部材２３ｃと、第４爪部材２４ｃ、２４ｃ’とにより、光軸に直交するＹ方向に沿って対向した方向に適正な付勢力で付勢されると共に、固定されたアレイレンズＡＬ２側に向かって付勢されているので、アレイレンズＡＬ２に対して浮き上がることなく、またレンズＡＬ１ｂの歪みや変形が生じないようになっている。
【００３９】
（位置決め調整時）
位置決め調整時には、保持部材１０により保持したアレイレンズＡＬ２の側壁ＡＬ２ｃに対して、爪部材２１〜２４によって保持したアレイレンズＡＬ１の側壁ＡＬ１ｃが当接するように積層する。かかる状態で、光源ＯＰＳから光束を出射すると、出射された光束がチャートＣＨを通過し、更にアレイレンズＡＬ２のレンズＡＬ２ｂ及びアレイレンズＡＬ１のレンズＡＬ１ｂを通過し、これにより固体撮像素子ＳＳの撮像面にパターン像が結像される。このパターン像を解析することで、アレイレンズＡＬ１，ＡＬ２に回転方向の位置決め誤差があると判断したときは、爪部材２１〜２４でアレイレンズＡＬ１を保持した状態でリング部材２０を回転させることで、固定されたアレイレンズＡＬ２に対してアレイレンズＡＬ１を回転変位させることができ、これにより精度の良い位置決めを実現できる。このとき、第２爪部材２２ｘｃ、２２ｃ’の斜面２２ｅ、２２ｅ’が間隔を開けて当接し、また、第４爪部材２４ｘｃ、２４ｃ’の斜面２４ｅ、２４ｅ’が間隔を開けて当接するので、回転駆動されるアレイレンズＡＬ１を確実に保持できる。
【００４０】
更に、固体撮像素子ＳＳの撮像面に結像されたパターン像を解析することで、アレイレンズＡＬ１，ＡＬ２にＸ方向の位置決め誤差があると判断したときは、Ｘ方向アクチュエータＸＡ１，ＸＡ２を等量駆動することで、固定されたアレイレンズＡＬ２に対して、アレイレンズＡＬ１を爪部材２１，２２により両側から保持しつつＸ方向に変位させることができ、これにより精度の良い位置決めを実現できる。このとき、Ｙ方向の第３爪部材２３，第４爪部材２４はアレイレンズＡＬ１に対してＸ方向に沿って線接触しているので、Ｘ方向の変位を妨げることはない。
【００４１】
更に、固体撮像素子ＳＳの撮像面に結像されたパターン像を解析することで、アレイレンズＡＬ１，ＡＬ２にＹ方向の位置決め誤差があると判断したときは、Ｙ方向アクチュエータＹＡ１，ＹＡ２を等量駆動することで、固定されたアレイレンズＡＬ２に対して、アレイレンズＡＬ１を爪部材２３，２４により両側から保持しつつＹ方向に変位させることができ、これにより精度の良い位置決めを実現できる。このとき、Ｘ方向の第１爪部材２１，第２爪部材２２はアレイレンズＡＬ１に対してＹ方向に沿って線接触しているので、Ｙ方向の変位を妨げることはない。
【００４２】
本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、以上の実施の形態では、Ｘ方向とＹ方向の光学素子の移動を独立しているが、回転するリング部材に対して、第１爪部材２１，第２爪部材２２を設けたＸ軸ステージを移動させ、更にＸ軸ステージに対して、第３爪部材２３，第４爪部材２４を設けたＹ軸ステージを移動させる構成としても良い。
【符号の説明】
【００４３】
１０            保持部材
１１            上壁
１２            開口
２０            リング部材
２１            支持部
２１ａ            凹部
２１ｂ            軸
２１ｃ            第１爪部材
２１ｄ            コイルバネ
２１ｅ            斜面
２２            第２支持部
２２ａ            凹部
２２ｂ            軸
２２ｃ、２２ｃ’      第２爪部材
２２ｄ            コイルバネ
２２ｅ，２２ｅ’      斜面
２３            第３支持部
２３ａ            凹部
２３ｂ            軸
２３ｃ            第３爪部材
２３ｄ            コイルバネ
２３ｅ            斜面
２４            第４支持部
２４ａ            凹部
２４ｂ            軸
２４ｃ、２４ｃ’      第４爪部材
２４ｄ            コイルバネ
２４ｅ，２４ｅ’      斜面
ＡＬ１            アレイレンズ
ＡＬ１ａ          フランジ部
ＡＬ１ｂ          レンズ
ＡＬ１ｃ          側壁部
ＡＬ２            アレイレンズ
ＡＬ２ａ          フランジ部
ＡＬ２ｂ          レンズ
ＡＬ２ｃ          側壁部
ＣＨ            チャート
Ｇ            定盤
ＯＰＳ            光源
ＲＡ            回転アクチュエータ
ＲＸ            中心軸線
ＳＳ            固体撮像素子
ＸＡ１            Ｘ方向アクチュエータ
ＸＡ２            Ｘ方向アクチュエータ
ＹＡ１            Ｙ方向アクチュエータ
ＹＡ２            Ｙ方向アクチュエータ
【図１】
2015203787.tif 000003
【図２】
2015203787.tif 000004
【図３】
2015203787.tif 000005