(57)【要約】【課題】撮像装置の鏡筒内のレンズの調芯を簡便かつ高精度に行う。【解決手段】レンズ調芯機構２０が組み込まれた鏡筒２を鏡筒固定ピン６８，６９で固定するとともに、鏡筒２内のレンズをＸ押圧ピン３９、Ｙ押圧ピン４９、付勢ピン５９で支持する。そして、固体撮像素子３’による解像度チャートの撮像信号により結像面のデフォーカス量を測定し、レンズの傾きを算出するとともにＸＹ方向の調整量を得て、Ｘｙ軸駆動モータ３１，４１でＸＹ押圧ピン３９，４９を駆動しレンズの傾きを解消するようにする。この一連の動作を自動で行うとともに、このときのＸｙ軸駆動モータ３１，４１での調整位置データを所定数保存し、所定数の記憶された調整位置データの平均値を初期設定値として新たな鏡筒２のレンズの調芯を行うとともに、所定数の記憶された調整位置データを直近の調整位置データにより更新するようにして短時間で調整が終了できるようにした。【選択図】図２
2007093934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鏡筒本体に取り付けられたレンズ保持部材に保持されたレンズの調芯を自動で行うためのレンズの自動調芯装置において、
前記レンズが保持された前記鏡筒を固定する鏡筒固定部と、
前記レンズをｘ軸方向に押圧するＸ押圧ピンと、
前記Ｘ押圧ピンをｘ軸方向に移動させるｘ軸駆動ステージと、
前記レンズをｙ軸方向に押圧するＹ押圧ピンと、
前記Ｙ押圧ピンをｙ軸方向に移動させるｙ軸駆動ステージと、
前記Ｘ押圧ピンの押圧方向と前記Ｙ押圧ピンの押圧方向との合力方向とは反対の方向から前記レンズを付勢する付勢ピンと、を備え、
前記レンズを介して得られた固体撮像素子の解像度チャートの画像信号を基に前記レンズの傾きを算出し、前記傾きを解消する方向に前記Ｘ押圧ピン及び／又はＹ押圧ピンを駆動制御する
ことを特徴とするレンズの自動調芯装置。
【請求項２】
請求項１記載のレンズの自動調芯装置において、
前記鏡筒本体の前記レンズの調芯により得られた前記ｘ軸駆動ステージと前記ｙ軸駆動ステージの調整位置データの組を所定数の記憶し、記憶された前記所定数の調整位置データの平均値をプリセット値として新たな鏡筒のレンズの前記調芯を実行するとともに、記憶された前記所定数の調整位置データを直近の調整位置データにより更新する
ことを特徴とするレンズの自動調芯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鏡筒内に取り付けられたレンズ保持部材に保持されたレンズを自動で調芯するレンズの自動調芯装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、鏡筒に光軸を一致させた状態で配置された複数のレンズによって被写体の像を結像するレンズ装置がある。そして、このようなレンズ装置で結像された被写体の像をＣＣＤ（Charge-Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor device)などによる固体撮像素子で受像し、この固体撮像素子が受像した光を光電変換して電気信号として出力し、被写体の像に対応したデジタル画像データを生成するデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置がある。
【０００３】
ところで、レンズ装置には、鏡筒に配置された複数のレンズのうち、一部のレンズをレンズ保持部材に保持し、このレンズ保持部材を鏡筒内に取り付ける際に、このレンズの調芯を行うためのレンズ調芯機構を備えたものがある。
【０００４】
従来知られているレンズ調芯機構を備えたレンズ装置として本願出願人による特許文献１に開示されているものがある。
この特許文献１には、レンズを保持するレンズ保持部材が鏡筒本体に取り付けられた際に、このレンズの調芯機構、並びにそのようなレンズ調芯機構を備えるレンズ装置及び撮像装置に関するものが記載されている。
【０００５】
このレンズ装置は、被写体の像を結像させる複数のレンズと、複数のレンズのうち、少なくとも一のレンズを保持するレンズ保持部材と、レンズ保持部材が取り付けられると共に、複数のレンズが光軸を一致させた状態で配置される鏡筒本体と、レンズの光軸と直交する面内においてレンズ保持部材を鏡筒本体に対して位置決めすると共に、レンズ保持部材を光軸方向に移動可能に支持する支持手段と、鏡筒本体の外周面の少なくとも３箇所に回転可能に取り付けられた複数の調整部材を有し、各調整部材を回転させてレンズ保持部材を光軸方向に変位させることによって、レンズ保持部材に保持されたレンズの傾きを調整する調整手段とを備えるものである。
【０００６】
このように構成されたレンズ装置では、鏡筒本体の外周面の少なくとも３箇所に配置された複数の調整部材を回転させることによって、レンズ保持部材を光軸方向に変位させ、このレンズ保持部材に保持されたレンズの傾きを調整することから、各調整部材を回転させる際に治具や作業者の手等が画像に写り込むといったことがなく、調芯作業を容易に行うことができ、また、レンズ調芯機構を小型化することができるため、装置全体の小型化を図ることができる。
【特許文献１】特開２００４−１６３８６５号公報（第３頁，図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載されているレンズ装置では、レンズ保持部材に保持されたレンズ調芯機構の調整は、レンズ調芯機構を有するレンズ装置が設けられた状態の撮像装置に対して行われる。つまり、画面中心と周辺四隅に対応した解像度チャートの像を撮像装置の固体撮像素子に結像させ、この固体撮像素子によって撮像されたチャートの画像を信号処理し、この撮像装置から出力されたビデオ信号によってモニタに映し出されたチャートの５つのデフォーカス曲線を観察しながら、手作業でレンズ保持部材３保持されたレンズの傾きを調整するようにしていた。
このため、作業者の技術レベルによって組み上げられるレンズ装置の精度のばらつきや、調整時間の長短が生じる不都合があった。また、モニタを見ながらの手作業であるため生産効率が不十分という不都合があった。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑み、レンズ保持部材に保持されたレンズの調芯を自動かつ適切に行うことができるようにしたレンズの自動調芯装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は鏡筒本体に取り付けられたレンズ保持部材に保持されたレンズの調芯を自動で行うためのレンズの自動調芯装置において、レンズが保持された鏡筒を固定する鏡筒固定部と、レンズをｘ軸方向に押圧するＸ押圧ピンと、Ｘ押圧ピンをｘ軸方向に移動させるｘ軸駆動ステージと、レンズをｙ軸方向に押圧するＹ押圧ピンと、Ｙ押圧ピンをｙ軸方向に移動させるｙ軸駆動ステージと、Ｘ押圧ピンの押圧方向とＹ押圧ピンの押圧方向との合力方向とは反対の方向からレンズを付勢する付勢ピンと、を備え、レンズを介して得られた固体撮像素子の解像度チャートの画像信号を基にレンズの傾きを算出し、傾きを解消する方向にＸ押圧ピン及び／又はＹ押圧ピンを駆動制御するものである。
【００１０】
このように構成した本発明レンズの自動調芯装置によれば、例えば画面中心と周辺四隅の５つの領域について白黒縦縞模様が形成された解像度チャートのＭＴＦ(Modulation Transfer Function)値をデフォーカス量に対して求め、測定データでのＭＴＦ値の５つの領域についてのピーク値からこのときのレンズの傾きを算出し、その傾きを解消するようにリアルタイムで把握しながら調整することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明レンズの自動調芯装置によれば、レンズ保持部材に保持されたレンズの調芯を自動かつばらつきなく適切に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明レンズの自動調芯装置を実施するための最良形態の例を図１〜図１０を参照して説明する。
先ず、鏡筒について図９〜図１０を参照して説明する。
【００１３】
レンズ装置１は、図９に示すように、薄型のデジタルスチルカメラに組み込むため正面の対物レンズから入射した光を内蔵したプリズムで底面（下）方向に折り曲げ、この光軸に一致させた状態で配置された複数のレンズにより被写体の像を結像する。このレンズ装置１の下面側に、複数のレンズにより結像された被写体の像を撮像する固体撮像素子が取り付けられることによって、撮像装置が構成される。
そして、レンズ装置１は図１０に示す後述する鏡筒２に組み込まれる。
【００１４】
複数のレンズは、図９に示すように、被写体側から、プリズムを含む第１の固定レンズ群４と、鏡筒２の内部で光軸方向に変位駆動されるズーム用の可動レンズ群５と、鏡筒２に固定された第２の固定レンズ群６と、鏡筒２の内部で光軸方向に変位駆動されるフォーカス用の可動レンズ群７と、レンズ調芯機構２０が設けられている第３の固定レンズ群８を有し、いわゆる５群インナーフォーカス式のズームレンズとして構成されている。
【００１５】
また、第２の固定レンズ群６とフォーカス用の可動レンズ群７との間には、絞り９が配置され、これら複数のレンズにより結像される被写体の像面側すなわち鏡筒２の下面側には、この鏡筒２に固定された光学フィルタ１０が設けられる。そして、光学フィルタ１０の下方に撮像手段である固体撮像素子３が配置される。
【００１６】
このうち、第１の固定レンズ群４、第２の固定レンズ群６及び第３の固定レンズ群８は、鏡筒２の内部に設けられた図示しないレンズ保持枠に外周部が保持されることによって、この鏡筒２に固定支持されている。
そして、ズーム用の可動レンズ群５及びフォーカス用の可動レンズ群７は、レンズ支持機構によって光軸方向に移動自在に支持されている。
【００１７】
なお、このレンズ支持機構は、ズーム用の可動レンズ群５を支持する図示しないズーム用のレンズ支持部材と、フォーカス用の可動レンズ群７を支持する図示しないフォーカス用のレンズ支持部材と、これらレンズ支持部材を光軸方向にスライド自在に支持する図示しない一対のガイド軸とをから構成されている。
【００１８】
絞り９は、鏡筒２に位置決め固定された図示しないアイリスユニットと一体に形成されており、このアイリスユニットは、図示しない駆動モータの駆動により２枚のシャッタ部材をスライドさせながら絞り９の開口を調節する。
【００１９】
光学フィルタ１０は、近赤外光が固体撮像素子３に到達しないようにするための赤外カットフィルタと、固体撮像素子３に向かう光から特定の空間周波数成分を取り出すためのローパスカットフィルタとが貼り合わされた構造を有している。
【００２０】
固体撮像素子３は、入射した光を光電変換して電気信号として出力するものであり、ＣＣＤ（charge-coupled device)やＣＭＯＳ(complementary mental-oxide semiconductor device)等の半導体チップが配線基板上に実装された構造を有している。また、この配線基板の背面側には、半導体チップから出力される電気信号を外部の信号処理回路等に供給するための複数の接続端子が突出して設けられている。
【００２１】
以上のように構成されるレンズ装置１では、ズーム用の可動レンズ群５を光軸方向に変位させるズーミング（変倍操作）を行いながら、複数のレンズにより結像される被写体の像面と後述する固体撮像素子３の受光面とが一致するように、フォーカス用の可動レンズ群７を光軸方向に変位させるフォーカッシング（焦点調節操作）を行う。これにより、複数のレンズにより結像される被写体の像面と固体撮像素子３の受光面とを一致させたまま、焦点距離を連続的に変化させることが可能となっている。
【００２２】
ところで、このレンズ装置１の第３の固定レンズ群（以下、単に「レンズ」という）８には、図９に示すように、調芯を行うためのレンズ調芯機構２０が設けられている。
【００２３】
このレンズ調芯機構２０は、図９に示すように、平凹レンズ８ａを凸レンズ８ｂとレンズ押えばね１１とで挟持した構成であり、図示しないレンズ保持部材に収納される。ここで、凸レンズ８ｂの径に対して平凹レンズ８ａの方の径が小さく形成され、平凹レンズ８ａの凹曲面の曲率と凸レンズ８ｂの一つの凸曲面の曲率とが同一になるように形成される。そして、これら同一の曲率を有する面同士が摺動自在に組み合わされる。
また、レンズ押えばね１１は、円環の周囲に複数の板ばねが突設された形状のもので、図９に示す光軸の方向に僅か撓むことができるように形成される。
そして、このレンズ調芯機構２０はレンズ保持部材に収納された状態で後述する鏡筒２に装着される。
【００２４】
このように構成されたレンズ調芯機構２０は、平凹レンズ８ａの周縁を押すと、この平凹レンズ８ａが凸レンズ８ｂのレンズ面上を円運動するように摺動するので、平凹レンズ８ａの平面を光軸に対して傾斜させ偏芯させることができる。そして、このときの傾斜状態を、レンズ押えばね１１の付勢力に伴う平凹レンズ８ａと凸レンズ８ｂとの摩擦力により保持させることができる。
【００２５】
鏡筒２は、強度及び量産性があり且つ遮光性を有する黒色の樹脂材料、例えばガラス繊維を含有するポリカーボネート樹脂等で成型されたもので、図１０Ｂに示すように、その前面側には前玉となるレンズが取り付けられている。
【００２６】
また、鏡筒２は、正面図である図１０Ｂに示すように、略中央上部正面向きにレンズ開口部２ａが設けられるとともに、レンズ開口部２ａの内側にレンズ装置１の第１の固定レンズ群４が配される。そして、このレンズ装置１の両側にカメラ本体に装着するときに位置決めするための突設部２ｂ，２ｃ，２ｄが設けられる。また、鏡筒２の下面には調芯装置に固定するときに用いる位置決め用のボス１５，１６が設けられる。
一方、鏡筒２の左側面には、図１０Ａに示すように、調芯装置に固定するときに用いる固定爪用の２つの穴２ｆが設けられ、右側面には、図１０Ｃに示すように、固定ピン用の穴２ｅが設けられる。
また、図１０Ｂ及びＣに示すように、鏡筒２に保持されるレンズ調芯機構２０の後述する押圧ピンと付勢ピンを挿抜するための３つの孔２ｇ，２ｈ，２ｉが形成される。
【００２７】
また、鏡筒２内には、ズーム用のレンズ支持部材とフォーカス用のレンズ支持部材とをそれぞれ一対のガイド軸に沿って光軸方向に変位駆動するための図示しないレンズ駆動機構が設けられている。このレンズ駆動機構は、ステッピングモータやリニアモータ等の駆動により一対のガイド軸に支持された２つのレンズ支持部材をそれぞれ独立に光軸方向へと変位駆動する。
【００２８】
したがって、このレンズ調芯機構２０では、平凹レンズ８ａの傾斜により光軸の偏芯状態を変化させることができる。そして、鏡筒２に設けられた３つの孔２ｇ，２ｈ，２ｉからピンを挿入してこの平凹レンズ８ａを所定量押圧して凸レンズ８ｂの面上を摺動させ、レンズ保持部材に保持された平凹レンズ８ａの傾きを任意に調整することができる。
【００２９】
次に、本例のレンズの自動調芯装置を、図１〜図１０を参照して説明する。
このレンズの自動調芯装置は、鏡筒２に組み込まれたレンズ装置１内のレンズ調芯機構２０を調芯するもので、本例では鏡筒２に固体撮像素子３を組み込まず、自動調芯装置に組み込んだ専用の固体撮像素子３’を用いてレンズの調芯を行う。
【００３０】
図１は、レンズに設けられるレンズ調芯機構２０を自動で駆動し調芯する自動調芯装置のシステム構成を示している。
この自動調芯装置は、図１に示すように、被写体となる解像度チャート１５０と、この解像度チャート１５０を撮像する固体撮像素子３’と、固体撮像素子３’から出力された画像信号を処理するビデオ信号処理部１０１と、このビデオ信号処理部１０１から出力されたビデオ信号からレンズを調芯するための駆動信号を生成する調芯信号生成処理部１２０と、この駆動信号によってレンズ装置１のレンズ調芯機構２０の平凹レンズ８ａの周縁を押圧するＸＹ押圧ピン３９，４９を駆動する調芯機構部１００と、レンズ装置１のフォーカス用の可動レンズ群７を光軸方向に変位駆動するドライバ回路１３０とから構成される。
【００３１】
そして、レンズ調芯機構２０を有するレンズ８が備えられ、ズーム用の可動レンズ群５及びフォーカス用の可動レンズ群７を有するレンズ装置１が設けられた鏡筒２が、解像度チャート１５０と固体撮像素子３’との間に装抜自在に固定される。
なお、上述のように、固体撮像素子３は本来鏡筒２内に設けられるものであるが、自動調芯装置に調心専用の固体撮像素子３’を設置し、調芯終了後の良品のレンズ装置１を有する鏡筒２に対してのみ固体撮像素子３を組み込むようにしている。
【００３２】
解像度チャート１５０は、図６に示すように、例えば画面上の中心と四隅の計５箇所に均等な幅の白黒模様を描いたものである。撮像画像で見るとこの白黒の明暗模様は、固体撮像素子３での合焦位置からデフォーカスするに従い、徐々にコントラストが低下するので、これを利用し、フォーカスレンズを前後に送ることにより後述する画面中心と周辺四隅のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）特性曲線を得ることができる。
【００３３】
このビデオ信号処理部１０１では、レンズ装置１で結像された被写体の像を固体撮像素子３で受像し、この固体撮像素子３が受像した光を光電変換し、アナログ画像信号として出力する。そして、この固体撮像素子３から出力されたアナログ画像信号は、プリプロセス回路１０２に入力される。そして、このプリプロセス回路１０２において、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）によりノイズが低減され、ＡＧＣ(Auto Gain Control)により利得の調整が行われる。
【００３４】
そして、このような処理がなされたアナログ画像信号は、Ａ／Ｄ変換器によってデジタル画像信号に変換された後に、信号処理部１０３に入力される。信号処理部１０３は、デジタル画像信号に対して輝度処理や色処理等を施すことによって、被写体の像に対応したデジタル画像データを生成する。  
そして、生成されたデジタル画像データは、Ｄ／Ａ変換器によってアナログ画像データに変換された後に、ビデオアンプ１０４を介してアナログビデオ信号としてビデオ出力端子１０５から出力される。そして、このアナログビデオ信号は、ビデオ出力端子１０５に接続されたモニタ１１０に表示されることになる。
一方、信号処理部１０３で生成されたデジタル画像データは、調芯信号生成・処理部１２０にも入力される。
【００３５】
調芯信号生成・処理部１２０は、ビデオ信号処理部１０１から出力されたビデオ信号からデフォーカス量を算出するデフォーカス量算出部１０６と、デフォーカス量を基にレンズの傾きを算出するレンズ傾き演算部１０７と、得られた傾き量からレンズの調芯機構の調芯ピンを駆動するための信号を生成する駆動信号生成部１０８とから構成される。
【００３６】
調芯機構部１００は、駆動信号により調芯機構の調芯ピンを所定量Ｘ方向に移動させるｘ軸駆動ステージ３０と、Ｙ方向に移動させるｙ軸駆動ステージ４０と、それぞれの駆動ステージ３０，４０に設けられるＸ押圧ピン３９，Ｙ押圧ピン４９などから構成される。
【００３７】
以下、調芯機構部１００を図２，図３を参照して説明する。
図２は、調芯機構部１００の平面図を示し長方形の１辺が途中まで切り欠かれたプレート７０上に設けられるものである。ここで、図２に示すように、プレート７０上に原点Ｏ及びｘｙ軸座標を設定し、原点Ｏに対して図２に示す紙面手前方向にｚ軸座標を設定する。
図２に示すＸｙ軸の原点の位置となるプレート７０の略中央の、図１０Ｂに示す鏡筒２のボス１５，１６に対応した位置に図示しない位置決め穴を有する鏡筒載置部７１が設けられ、その左右に鏡筒２を図２に示す左右両側から押付け・固定する鏡筒固定ピン６８，鏡筒固定爪６９と、この鏡筒固定ピン６８，鏡筒固定爪６９を駆動する固定ピン駆動機構６０，固定爪駆動機構６１と、右手前側にＸ押圧ピン３９が設けられているｘ軸駆動ステージ３０と、左奥側にＹ押圧ピン４９が設けられているｙ軸駆動ステージ４０と、左手前側に付勢ピン５９をｘｙ軸の原点Ｏに向う方向に駆動する付勢ピン駆動機構５０が設けられる。
【００３８】
ここで、Ｘ押圧ピン３９とＹ押圧ピン４９はその軸心が互いに略直交するとともに、付勢ピン５９とは略１３５°の角度をなし、３つのピン３９，４９，５９の軸心がプレート７０の上面に略平行で作用点がｚ軸上の一点で略交差するように設けられる。また、鏡筒固定ピン６８，鏡筒固定爪６９同士は、その軸心がプレート７０の上面に略平行で略一致するように設けられる。
なお、鏡筒固定ピン６８，鏡筒固定爪６９の移動面は、レンズの調芯のためのＸ押圧ピン３９、Ｙ押圧ピン４９及び付勢ピン５９で形成される面に対して上側に配される。
【００３９】
図３は、図２に示す調芯機構部１００の内、鏡筒固定ピン６８，鏡筒固定爪６９と、これらが設けられている固定ピン駆動機構６０，固定爪駆動機構６１を省略して示したものである。
図３に示す右手前に配されるｘ軸駆動ステージ３０は、ステッピングモータなどによるｘ軸駆動モータ３１と、スライドガイド３２と、このスライドガイド３２上でｘ軸方向に摺動自在とされる摺動プレート３３と、Ｘ押圧ピン３９と、このＸ押圧ピン３９を摺動プレート３３の一端側で挟み込んで固定するピン固定プレート３４とから構成される。
Ｘ押圧ピン３９は、要部拡大図の図４に示すように、先端側が細い円柱でピン固定プレート３４との固定側が太い円柱形状をなしており、鏡筒２に設けられる押圧ピンの挿抜孔を通して内部に設けられるレンズ８の平凹レンズ８ａの周縁を押圧できるようにしている。
【００４０】
また、図３に示す左奥に配されるｙ軸駆動ステージ４０は、ステッピングモータなどによるｙ軸駆動モータ４１と、スライドガイド４２と、このスライドガイド４２上でｙ軸方向に摺動自在とされる摺動プレート４３と、Ｙスライドガイド４４と、このＹスライドガイド４４上を摺動するスライドブロック４５と、このスライドブロック４５に固定される摺動プレート４６と、Ｙ押圧ピン４９と、このＹ押圧ピン４９を摺動プレート４３の一端側で挟み込んで固定するピン固定プレート４７から構成される。
Ｙ押圧ピン４９もＸ押圧ピン３９と同様、図４に示すように、先端側が細い円柱でピン固定プレート４７との固定側が太い円柱形状をなしており、鏡筒２に設けられる押圧ピンの挿抜孔を通して内部に設けられるレンズ８の平凹レンズ８ａの周縁を押圧できるようにしている。
そして、摺動プレート４３のｙ軸方向の移動動作が、腕状に延設された先端部に設けられた止めねじ５１と引張りコイルばね５０を介してピン固定プレート４７に設けられるＹ押圧ピン４９をｙ軸方向に駆動するようにしている。
【００４１】
ここで、Ｙ押圧ピン４９は駆動側のスライドガイド４２でなく、別に設けたＹスライドガイド４４上で摺動させるようにしている。これは上述のように、Ｘ押圧ピン３９とＹ押圧ピン４９とは、その軸心が互いに直交させ、軸心がプレート７０の上面に略平行で作用点が一致するように設ける必要があるが、両方の押圧ピン３９，４９が駆動モータつきのスライドガイド３２，４２上の摺動プレート３３，４３で駆動される場合、作用点を一致させるような微調整が容易でないためである。
【００４２】
そして、図３に示す左手前に配される付勢ピン駆動機構５０は、付勢ピン５９を原点Ｏの方向に駆動するエアーシリンダ５３と、スライドガイド５４と、このスライドガイド５４上で原点Ｏの方向に摺動自在とされるスライドブロック５６と、このスライドブロック５６に固定される摺動プレート５７と、付勢ピン５９と、この付勢ピン５９を摺動プレート５７の一端側で挟み込んで固定するピン固定プレート５８と、圧縮コイルばね５５とから構成される。  
付勢ピン５９は、図４に示すように、先端側が細い円柱でピン固定プレート５８との固定側が太い円柱形状をなしており、鏡筒２に設けられる押圧ピンの挿抜孔を通して内部に設けられるレンズ８の平凹レンズ８ａの周縁を付勢できるようにしている。
ここで、負荷用ばね５５は、エアーシリンダ５３のロッドと摺動プレート５７の間に設けられ、エアーシリンダ５３による押圧力が直接付勢ピン５９に掛からないようにしている。
【００４３】
そして、このように構成された自動調芯装置では、上述したレンズ装置１のレンズ調芯機構２０によってレンズ８の調芯作業を行うとき、図１及び図５に示すように、解像度チャート１５０の５つの領域の像を、フォーカスレンズを前後に移動させつつ固体撮像素子３に結像させ、この固体撮像素子３によって撮像された解像度チャート１５０の画像を信号処理する。そして、ビデオ信号処理部１０１の信号処理部１０３から出力されたデジタル画像データを基に、調芯信号生成処理部１２０で５つの領域でのＭＴＦ値をデフォーカスに対応したデフォーカス特性を得てレンズの傾きを算出する。
【００４４】
そして、この算出された傾き量からＸ押圧ピン３９を駆動するためのｘ軸駆動モータ３１への駆動信号と、Ｙ押圧ピン４９を駆動するためのｙ軸駆動モータ４１の駆動信号を出力する。
なお、ビデオ信号処理部１０１のビデオ出力端子１０５に接続されているモニタ１１０からは、５つの領域でのＭＴＦ値によるデフォーカス特性曲線が表示され、必要に応じて目視観察しながらレンズ保持部材に保持されたレンズ８の傾きを調整することができるようになされる（図１）。
【００４５】
このレンズ調芯機構２０によるレンズ８の調芯作業を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。
【００４６】
先ず、レンズ装置１が取り付けられた鏡筒２を、図２に示すプレート７０上の鏡筒載置部７１に載置し、鏡筒２の左右両側から固定ピン駆動機構６０，６１の鏡筒固定ピン６８，鏡筒固定爪６９よって押圧固定する（ステップＳ１）。
このとき、鏡筒２は、下面側に設けられている図１０Ｂに示すボス１５，１６が鏡筒載置部７１の位置決め穴に係合するように装着され、図１０Ａ及びＣに示す固定ピン用穴２ｅと固定爪用穴２ｆに対して鏡筒固定ピン６８，鏡筒固定爪６９が挿入押圧して鏡筒２が動かないように固定される。
次に、鏡筒内のレンズをＸ押圧ピン３９とＹ押圧ピン４９と付勢ピン５９を前進させクランプする（ステップＳ２）。
【００４７】
そして、Ｘ押圧ピン３９とＹ押圧ピン４９の押圧開始位置となる初期設定位置を、既存データから得た位置とする（ステップＳ３）。
ここで初期設定位置は、既に調芯動作を実行し、例えば５箇所のデフォーカス量が所定範囲内に収まり良品と判定されたものに対して得られた最終的なｘ軸駆動ステージ３０とｙ軸駆動ステージ４０位置の平均値から得られるものである。駆動ステージ３０，４０の調芯終了位置データを所定数だけ保存するとともに、最新の良品に対する位置データで置き換えるようにする。これにより、当該鏡筒２のレンズ８の調芯位置の傾向に合致した初期設定位置とすることができる。
【００４８】
なお、調芯動作を実行し良品と判定されるための条件としては、５箇所のデフォーカス量が所定範囲内に収まることとして説明したが、他の規格の例として、５箇所の各測定位置でのＭＴＦのピーク値（この規格を「ピーク」という）、レンズ中心の測定エリアでＭＴＦの最大値を与えるときの周辺測定エリアのＭＴＦの最大値（この規格を「中心ベスト」という）、レンズの傾き量（この規格を「レンズ傾き」という）、調芯の残り調整代（この規格を「調芯残量」という）などを採用することができる。
また、画面中心及び周辺四隅の計５箇所に白黒縦縞模様を設けた解像度チャートとして説明したが、より多くの領域に模様を形成したものでも勿論よい。
【００４９】
次に、レンズ装置１の前に解像度チャート１５０（図６）を設置し、その中心と周辺四隅に形成された白黒縦縞模様が撮像されるようにする（ステップＳ４）。
【００５０】
そして、駆動信号生成部１０８（図１）で生成された信号によりレンズ装置１のフォーカス用の可動レンズ群７を光軸方向に変位駆動しながら、鏡筒が設置された位置を中心として、前後の移動量とそのときのデフォーカス特性を得る（ステップＳ５）。
このとき、信号処理部１０３から入力されたデジタル信号によってデフォーカス量算出部１０６で得られえるデフォーカス特性は、信号処理部１０３の後段の処理を経てビデオ出力端子１０５から出力されたビデオ信号でのモニタ１１０の画面表示と略同等で例えば図７に示すようなものである。
つまり、デフォーカス特性は、固体撮像素子３の画面中心及び画面周辺の四隅の解像度を示すＭＴＦ値がデフォーカスに対応したデフォーカス曲線として測定される。
【００５１】
次に、画面中心と周辺四隅の５つのデフォーカス曲線（図７）のピーク位置から５箇所のデフォーカス量を算出し、これから結像面の像面傾斜を求め、この像面傾斜を解消するために必要なレンズ８ａの傾き量を得るためのＸＹ方向の押圧ピン３９，４９の調整量を算出する（ステップＳ６）。
ここで像面傾斜は、図２に示す原点Ｏを通り紙面手前方向をｚ軸としたとき、例えば原点Ｏを通るｘ−ｚ平面での傾斜角と、原点Ｏを通るｙ−ｚ平面での傾斜角とが先ず計算され、これら２つの傾斜角を補正するために、レンズ保持部材に保持された第３の固定レンズ群であるレンズ８の傾きから、押圧ピン３９，４９の調整（移動）量を算出する。
ここで、押圧ピン３９，４９による調整量がそのままレンズ８の傾きに反映させるため、押圧ピン３９，４９による押圧・調整に伴う移動によってもレンズ８の平凹レンズ８ａの保持にがたが生じないように、押圧ピン３９，４９による押付け方向の略合力の反対方向から付勢ピン５９で付勢するようにしている。
【００５２】
次に、算出された調整量に応じた駆動信号が駆動信号生成部１０８から出力され、この駆動信号に基いてｘ軸駆動モータ３１とｙ軸駆動モータ４１が駆動されＸ押圧ピン３９，Ｙ押圧ピン４９がそれぞれ原点Ｏの向きに移動するようにされ、レンズ８の傾きが解消される方向に微調整される（ステップＳ７）。
そして、ステップＳ７での微調整が適正レベルであるかどうかを確認するため、再度ステップＳ５と同様の手順によりデフォーカス特性を得てから、画面上の５箇所のデフォーカス量を算出する（ステップＳ８）。
【００５３】
次に、判断ステップＳ９で、画面上の５箇所のデフォーカス量が、それぞれ予め規定されている所定許容範囲内に収まっているかどうかを判断する。デフォーカス量が全て許容範囲内に収まっているときは、調整終了としてステップＳ１０に進み、１つでも範囲外のときは調整未終了としてステップＳ１４に進む。
ここで、デフォーカス量が、それぞれ予め規定されている所定許容範囲内に収まっているとは、図８に示す５箇所のデフォーカス曲線のピーク位置が結像面において略一致していることである。そして、ステップＳ１４へのルーチンは一致していない場合であり、５箇所のデフォーカス曲線のピーク位置が結像面において、略一致するまで所定のループ処理回数だけステップＳ７〜Ｓ９の調芯作業を繰り返す。
なお、上述のように判断ステップＳ９では、デフォーカス量だけでなく、ほかの例えば中心ベスト、レンズ傾き、調芯残量なども加味することにより調芯動作における精度向上を図ることができる。
【００５４】
次に、ステップＳ１０に示すように、デフォーカス量が全て許容範囲内に収まっているので、このときのＸＹ押圧ピン３９，４９の押圧位置に対応した位置データをｘｙ軸駆動ステージ３０，４０に設けられる図示しないエンコーダからの出力値を調芯信号生成処理部１２０の記録メモリ１０９に実行時間あるいは実施順番などとともに登録・保存するようにする。
【００５５】
次に、ステップＳ１１に示すように、押圧ピン３９，４９と付勢ピン５９を後退させ、レンズ８の押圧状態から開放・アンクランプしてから、ステップＳ１２に示すように、鏡筒固定ピン６８，６９を後退し固定解除する。そして、鏡筒２を鏡筒載置部から取出す（ステップＳ１３）。
【００５６】
一方、判断ステップＳ９で、画面上の５箇所のデフォーカス量の少なくとも１つが、予め規定されている所定許容範囲内に収まっていないときは、先ず調整動作が予め設定されている所定回数実施したかどうかを判断し（ステップＳ１４）、所定回数に満たないときはステップＳ７に戻り再調整動作を繰り返す。そして、所定回数実施済であるときは、当該レンズ調芯機構２０が組み込まれた鏡筒２は不良品と判断し、予め設定されている不良分類により不具合内容をモニタに表示し、ステップＳ１１の前に進むようにする。
ここで、不良分類の例としては、レンズ中心のピーク値が規格外、レンズ傾きが規格外、中心ベストが規格外など、を表示させるようにすることができる。
【００５７】
そして、自動調芯装置から取り出された鏡筒２は、レンズ調芯機構２０の図９に示すレンズ押えばね１１と凸レンズ８ｂとの間に位置調整された平凹レンズ８ａが挟持された状態とされているので、カメラ本体への組み込み作業や実際の使用時に調芯状態がずれないように別途設けた接着装置により接着剤によりレンズが固定される。
【００５８】
このように構成した本例のレンズの自動調芯装置では、調整動作を行い良品として終了することができた鏡筒２の押圧ピン３９，４９の位置情報データを記憶・保存し直近の複数のデータの平均値から妥当な初期調整位置を設定できるので、レンズ８の光軸を初期位置から大きく傾けることなく５つのＭＴＦ値のピークを得ることができ、短時間でデフォーカス量を算出することができる。また、自動で一連の調芯動作を実行させることができるので、調芯後のレンズ装置１のデフォーカスばらつきを抑制することができる。
【００５９】
本例のレンズの自動調芯装置によれば、調芯後の鏡筒間のデフォーカスばらつきを抑制し、品質を向上させることができるとともに、短時間で調芯を実行することができる。
【００６０】
本発明のレンズの自動調芯装置は、上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成を採り得ることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一例のレンズの自動調芯装置の実施の形態の構成を示すブロック図である。
【図２】図１例のレンズの自動調芯装置の調芯機構部の平面図である。
【図３】図２例の調芯機構部でレンズを調芯するピンの駆動機構部のみを示した平面図である。
【図４】図３例のピンの駆動機構部の要部の拡大平面図である。
【図５】図１例のレンズの自動調芯装置の調芯動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】図１例のレンズの自動調芯装置のレンズ装置の調芯に用いる解像度チャートの例の説明図である。
【図７】図１例のレンズの自動調芯装置の調芯前のＭＴＦのデフォーカス曲線を示すグラフである。
【図８】図１例のレンズの自動調芯装置の調芯後のＭＴＦのデフォーカス曲線を示すグラフである。
【図９】図１例のレンズの自動調芯装置で調芯されるレンズ装置のレンズ構成とレンズ調芯機構の構成例の説明に供する図である。
【図１０】図９例のレンズ装置が組み込まれた鏡筒の説明に供する、Ａは左側面図、Ｂは正面図、Ｃは右側面図である。
【符号の説明】
【００６２】
２…鏡筒、３，３’…固体撮像素子、２０…レンズ調芯機構、３１…ｘ軸駆動モータ、３９…Ｘ押圧ピン、４１…ｙ軸駆動モータ、４９…Ｙ押圧ピン、５９…付勢ピン、６８，６９…鏡筒固定ピン
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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