特許 6160483 光学系の製造方法、レンズ鏡筒、光学機器および撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6160483

(24)【登録日】2017年6月23日

(45)【発行日】2017年7月12日

(54)【発明の名称】光学系の製造方法、レンズ鏡筒、光学機器および撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 7/02 20060101AFI20170703BHJP

【ＦＩ】

   G02B7/02 C

【請求項の数】18

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2013-509980(P2013-509980)

(86)(22)【出願日】2012年4月13日

(86)【国際出願番号】JP2012060143

(87)【国際公開番号】WO2012141295

(87)【国際公開日】20121018

【審査請求日】2015年4月2日

(31)【優先権主張番号】特願2011-89451(P2011-89451)

(32)【優先日】2011年4月13日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100084412

【弁理士】

【氏名又は名称】永井 冬紀

(74)【代理人】

【識別番号】100078189

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 隆男

(72)【発明者】

【氏名】柴▲崎▼ 成良

【審査官】 小倉 宏之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１１５９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−２６４１６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０８６６５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レーザ光が照射される第１の所定部位を有しレンズの光軸と交差する方向に備えられる第１のアーム部と、レーザ光が照射される第２の所定部位を有し前記レンズの光軸の方向及び前記第１のアーム部が備えられた方向に交差する方向に備えられる第２のアーム部とを用いて鏡筒内に前記レンズを取り付けて光学系を組み立てる組立工程と、
前記光学系による像を用いた前記光学系の光学特性の評価結果に基づいて、前記第１の所定部位にレーザ光を照射し前記第１のアーム部を変形させることにより前記レンズの光軸の方向を修正し、前記第２の所定部位にレーザ光を照射し前記第２のアーム部を変形させることにより前記レンズの光軸に交差する面に沿った方向に前記レンズの位置を修正する修正工程とを有する光学系の製造方法。

【請求項2】

請求項１に記載された光学系の製造方法であって、
前記第１のアーム部は、一端側が前記レンズのレンズ枠に接続され他端側が前記鏡筒に接続され、
前記第２のアーム部は、一端側が前記第１のアーム部に接続され他端側が前記鏡筒に接続される光学系の製造方法。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載された光学系の製造方法であって、
前記修正工程では、レーザ光により、前記レンズの光軸に平行な方向に略直交する方向の溝が前記第１の所定部位に形成され、前記レンズの光軸に略平行の溝が前記第２の所定部位に形成される光学系の製造方法。

【請求項4】

請求項１から請求項３の何れか１項に記載された光学系の製造方法であって、
前記第１のアーム部、及び、前記第２のアーム部は、プラスティックを含有する光学系の製造方法。

【請求項5】

請求項４に記載された光学系の製造方法であって、
前記第１のアーム部、及び、前記第２のアーム部は、射出成形方法により成形されたプラスティック部材からなる光学系の製造方法。

【請求項6】

請求項１から請求項５の何れか１項に記載された光学系の製造方法であって、
前記修正工程では、前記第１の所定部位にレーザ光を照射し前記第１のアーム部を変形させた後、前記第２の所定部位にレーザ光を照射し前記第２のアーム部を変形させる光学系の製造方法。

【請求項7】

請求項１から請求項５の何れか１項に記載された光学系の製造方法であって、
前記修正工程では、前記第２の所定部位にレーザ光を照射し前記第２のアーム部を変形させた後、前記第１の所定部位にレーザ光を照射し前記第１のアーム部を変形させる光学系の製造方法。

【請求項8】

請求項１から７の何れか１項に記載された光学系の製造方法であって、
前記評価結果は、前記組立工程により組み立てられた前記光学系によって形成された所定のパターンの像を撮像装置で撮像して画像データを生成し、この画像データに基づき前記光学系の光学特性を評価した結果である光学系の製造方法。

【請求項9】

請求項８に記載された光学系の製造方法であって、
前記所定のパターンとして複数のパターンを有するテストチャートを用いる光学系の製造方法。

【請求項10】

請求項１から９の何れか１項に記載された光学系の製造方法であって、
前記第１のアーム部、及び、前記第２のアーム部は、デジタルカメラの撮影レンズを保持するレンズ保持部品である光学系の製造方法。

【請求項11】

鏡筒内に備えられるレンズと、
前記レンズの光軸の方向を変化させるレーザー光の照射により形成された第１溝が第１方向に沿って備えられた第１領域を有し、前記レンズの光軸に平行な方向と交差する方向に備えられた第１のアームと、
前記レンズの光軸に交差する面に沿った方向に前記レンズの位置を変化させるレーザー光の照射により形成された第２溝が第２方向に沿って備えられた第２領域を有し、前記レンズの光軸に平行な方向及び前記第１のアームが備えられた方向に交差する方向に備えられた第２のアームとを有するレンズ鏡筒。

【請求項12】

請求項１１に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記第１方向は、前記レンズの光軸に平行な方向に略直交し、
前記第２方向は、前記レンズの光軸に略平行であるレンズ鏡筒。

【請求項13】

請求項１１又は請求項１２に記載されたレンズ鏡筒であって、
前記第１のアームは、一端側が前記レンズのレンズ枠に接続され他端側が前記鏡筒に接続され、
前記第２のアームは、一端側が前記第１のアームに接続され他端側が前記鏡筒に接続されるレンズ鏡筒。

【請求項14】

請求項１１から請求項１３の何れか１項に記載されたレンズ鏡筒を有する光学機器。

【請求項15】

撮像面を有する撮像部と、
前記撮像面の方向を変化させるレーザー光の照射により形成された第１溝が第１方向に沿って備えられた第１領域を有し、前記撮像面に直交する方向と交差する方向に備えられた第１のアームと、
前記撮像部の位置を前記撮像面に直交する方向に交差する面に沿った方向に変化させるレーザー光の照射により形成された第２溝が第２方向に沿って備えられた第２領域を有し、前記撮像面に直交する方向及び前記第１のアームが備えられた方向に交差する方向に備えられた第２のアームとを有する撮像装置。

【請求項16】

請求項１５に記載された撮像装置であって、
前記第１方向は、前記撮像面に直交する方向に略直交し、
前記第２方向は、前記撮像面に略直交する方向である撮像装置。

【請求項17】

請求項１５又は請求項１６に記載された撮像装置であって、
前記第１のアームは、一端側が前記撮像部に接続され他端側が前記撮像装置のボディに接続され、
前記第２のアームは、一端側が前記第１のアームに接続され他端側が前記撮像装置のボディに接続される撮像装置。

【請求項18】

請求項１５から請求項１７の何れか１項に記載された撮像装置を有する光学機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学系を調整する光学系の調整方法、光学系の調整装置、及び撮像素子の調整方法に関する。

【背景技術】

【0002】

カメラの撮影レンズは、保持具（レンズホルダー）に保持されたレンズが複数枚、レンズ鏡筒に組み込まれている。特に、コンパクトカメラでは、安価で軽量のプラスティック製のレンズホルダーが多用されている。従来、レンズ鏡筒に組み込まれた光学系について光学特性を評価し、その評価値が許容範囲に入っていない場合は、調整ネジ等によりレンズの光軸合わせなどの調整を行っていた。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

ところが、レンズ鏡筒内に取り付けられたレンズを調整ネジにより調整する作業は、レンズ鏡筒の外部から調整ネジを操作して行う熟練を要する作業であり、多大の時間と労力を費やすという問題がある。同様の問題はカメラボディに取り付けられた撮像素子を調整する際にも発生する。

【課題を解決するための手段】

【0004】

上記課題を解決するための、本発明を例示する第１の態様は、レーザ光が照射される第１の所定部位を有しレンズの光軸と交差する方向に備えられる第１のアーム部と、レーザ光が照射される第２の所定部位を有し前記レンズの光軸の方向及び前記第１のアーム部が備えられた方向に交差する方向に備えられる第２のアーム部とを用いて鏡筒内に前記レンズを取り付けて光学系を組み立てる組立工程と、前記光学系による像を用いた前記光学系の光学特性の評価結果に基づいて、前記第１の所定部位にレーザ光を照射し前記第１のアーム部を変形させることにより前記レンズの光軸の方向を修正し、前記第２の所定部位にレーザ光を照射し前記第２のアーム部を変形させることにより前記レンズの光軸に交差する面に沿った方向に前記レンズの位置を修正する修正工程とを有する光学系の製造方法である。

【0017】

本発明の第２の態様は、鏡筒内に備えられるレンズと、前記レンズの光軸の方向を変化させるレーザー光の照射により形成された第１溝が第１方向に沿って備えられた第１領域を有し、前記レンズの光軸に平行な方向と交差する方向に備えられた第１のアームと、前記レンズの光軸に交差する面に沿った方向に前記レンズの位置を変化させるレーザー光の照射により形成された第２溝が第２方向に沿って備えられた第２領域を有し、前記レンズの光軸に平行な方向及び前記第１のアームが備えられた方向に交差する方向に備えられた第２のアームとを有するレンズ鏡筒である。

【0018】

本発明の第３の態様は、撮像面を有する撮像部と、前記撮像面の方向を変化させるレーザー光の照射により形成された第１溝が第１方向に沿って備えられた第１領域を有し、前記撮像面に直交する方向と交差する方向に備えられた第１のアームと、前記撮像部の位置を前記撮像面に直交する方向に交差する面に沿った方向に変化させるレーザー光の照射により形成された第２溝が第２方向に沿って備えられた第２領域を有し、前記撮像面に直交する方向及び前記第１のアームが備えられた方向に交差する方向に備えられた第２のアームとを有する撮像装置である。

【0019】

本発明の第１６の態様によれば、撮像素子の調整方法であって、撮像素子を保持するプラスティック成形部材からなる保持具をカメラボディへ取り付ける取り付け工程と、撮像素子と所定のパターンの像との間に光学系を配置して所定のパターンを撮像し、前記撮像素子によって形成されたパターンの像に基づき撮像素子の撮像特性を評価する評価工程と、評価工程の評価結果に基づいて、保持具の所定部位にレーザ光を照射することにより保持具の形状を修正する修正工程と、を含むように構成される。

【発明の効果】

【0020】

本発明の光学系の調整方法及び調整装置によれば、プラスティック成形部材からなる保持具に保持された光学部品を含む光学系が鏡筒内に組み込まれた状態で光学特性を評価し、その評価結果に基づいて保持具の所定部位にレーザ光を照射して保持具の形状を修正するので、光学系の調整を簡便に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る光学系の調整装置を模式的に示す構成図である。

【図2】図２（ａ）は、光学系の調整に用いられるテストチャートを模式的に示す図であり、図２（ｂ）は、光学系によって形成されたテストチャートの像を模式的に示す図である。

【図3】図３は、第１の実施の形態においてレーザ光照射されるレンズホルダーを模式的に示す側面図であり、図３（ａ）はレーザ光照射前のレンズホルダー、図３（ｂ）はレーザ光照射後のレンズホルダーである。

【図4】図４は、レンズホルダーへのレーザ光照射による刻線形成の一例を示す模式図であり、図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）はＡ−Ａ矢視断面図である。

【図5】図５は、レンズホルダーへのレーザ光照射前後の内部応力分布を模式的に示す部分断面図であり、図５（ａ）はレーザ光照射前の内部応力分布を示す図、図５（ｂ）はレーザ光照射後の内部応力分布を示す図である。

【図6】図６は、図１に示すレンズ鏡筒が収納されるデジタルカメラの内部を模式的に示す図である。

【図7】図７は、第２の実施の形態においてレーザ光照射されるレンズホルダーを模式的に示す斜視図である。

【図8】図８は、本発明の実施の形態に係る光学系の調整方法を示すフロチャートである。

【図9】図９は、本発明の実施の形態に係る撮像素子の調整について模式的に示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施の形態による光学系の調整方法（以下、調整方法）および光学系の調整装置（以下、調整装置）の構成について、図面を参照しながら説明する。
−第１の実施の形態（調整装置）−

【0023】

図１に示されるように、調整装置１は、カメラ用の撮影レンズ鏡筒の光学系２０を調整するものであり、レンズ鏡筒１０を載置して固定支持する支持台２と、撮像装置３と、評価装置４と、照射制御装置５と、レーザ光照射手段としてのレーザマーカ６とを備える。

【0024】

撮像装置は内部に撮像面を有し、テストチャート７の像が支持台２に固定指示された光学系２０により撮像面に結像される。撮像装置は、結像された像から画像データを生成する。

【0025】

評価装置４は、画像データと基準画像データとの比較に基づき、光学系２０のチルト量及びシフト量に関連した評価データを算出する。

【0026】

照射制御装置５は、評価装置４が算出した評価データに基づいて、レーザマーカ６が照射するレーザ光の照射条件を算出し、その照射条件でレーザ光が照射されるようにレーザマーカ６を制御する。即ち、チルト量を補正するためのチルト補正用のレーザ光照射条件とシフト量を補正するためのシフト補正用のレーザ光照射条件とをそれぞれ設定し、これらの照射条件でレーザ光が照射されるようにレーザマーカ６を制御する。

【0027】

レーザ光照射条件とは、例えば、レーザ光の出力値、照射範囲、照射回数、照射時間、パルス照射を行う際のデューティー比等についての値である。これらの項目の値と、補正するチルト量およびシフト量のそれぞれの関係は、レーザ光照射条件テーブルとして調整装置内に用意されている。

【0028】

レーザマーカ６は、例えば炭酸ガスレーザ（ＣＯ_２レーザ）であり、照射制御装置５による制御に基づいてレーザ光Ｌ１を第１のレンズホルダー１２の所定の部位１２１に照射する。レーザマーカ６は光学系２０の光軸に垂直な面内で上下左右方向に移動可能である。

【0029】

次に、上記の調整装置１を用いた調整方法について、図１および図８を参照しながら説明する。
−第２の実施の形態（調整方法）−

【0030】

調整されるレンズ鏡筒１０には、第１のレンズ１１を保持している第１のレンズホルダー１２と、第２のレンズ２１を保持している第２のレンズホルダー２２と、第３のレンズ３１を保持している第３のレンズホルダー３２とが収納されている。第１、第２、第３のレンズ１１、２１、３１は、撮影光学系２０を構成する。なお、図１においては、簡単のため三つの凸レンズ１１，２１，３１のみで光学系２０を示し、それ以外のレンズは図示を省略している。

【0031】

第１、第２、第３のレンズホルダー１２、２２、３２はいずれも、射出成型機によって射出成形されたプラスティック成形品である。これらのレンズホルダー１２、２２、３２の各々は、縦長平板状を呈し、その一端が第１、第２、第３のレンズ１１、２１、３１を保持し、他端がレンズ鏡筒１０の内周部に取り付けられるようになっている。

【0032】

これらのレンズホルダー１２、２２、３２に、それぞれレンズ１１、２１、３１を取り付ける（ステップＳ１）。次に、レンズホルダー１２、２２、３２をレンズ鏡筒１０の内周部に取り付ける。これらのレンズホルダーの取付けは、各レンズ１１、２１、３１のそれぞれの光軸が光学系２０の光軸Ａ０にほぼ一致するように行われる（ステップＳ２）。

【0033】

レンズの光軸の傾き（チルト）が光学系２０の光学性能、即ち収差などへ与える影響は、光学系を構成する各レンズについて等しくない。各レンズ１１、２１、３１のチルト量が等しくても、各レンズ１１、２１、３１のパワーや相対的な位置などによってチルトによる光学性能への影響は異なってくる。本実施の形態では、第１のレンズ１１は、光学系２０を構成する全てのレンズの中で最もパワーが強く、そのチルト量が光学系２０の光学性能に最も大きく影響するので、本実施の形態では、第１のレンズ１１のチルトを修正する。

【0034】

次に、レンズ鏡筒１０を調整装置１の支持台２に固定する（ステップＳ３）。その状態で、レンズ鏡筒１０の前方（図中、右側）に設置されている所定のパターンのテストチャート７を撮像する。即ち、光学系２０によりテストチャートを撮像して所定のパターンの像を形成する。

【0035】

図１を再び参照すると、光学系２０が撮像装置３の撮像面にテストチャート７の像７０を結像し、撮像装置３は像７０を撮像し撮像画像データを生成する（ステップＳ４）。評価装置４は、テストチャート７を表わす基準画像データを予め記憶する記憶部を有し、この記憶部に記憶された基準画像データと撮像装置３からの撮像画像データとを比較する。次に、濃淡パターン７０ａ〜７０ｄ（本実施の形態では、濃淡パターン７０ａ）の解像度及び歪みを検出し、この解像度及び歪みに関する評価データを算出する（ステップＳ５）。

【0036】

次に、ステップＳ５で算出された評価データに基づいて、光学系２０の光学特性が許容範囲に入るかどうか評価する（ステップＳ６）。

【0037】

図２（ａ）は、テストチャート７を示す。テストチャート７は、チャート面の右上、左上、左下、右下の４つの領域にそれぞれ濃淡パターン７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを有する。テストチャート７の右上領域および左下領域の濃淡パターン７ａは横縞、左上領域および右下領域の濃淡パターン７ｂは縦縞である。テストチャート７は異なる方向の縞により構成されているが、縞の方向が全て同一のテストチャートを用いてもよい。

【0038】

図２（ｂ）は、光学系２０によって形成されたテストチャート７の像７０を模式的に表わしている。像７０の濃淡パターン７０ａ〜７０ｄは、図２（ａ）のテストチャート７の濃淡パターン７ａ〜７ｄにそれぞれ対応する。像７０においては、濃淡パターン７０ａは、他の濃淡パターン７０ｂ〜７０ｄに比べて解像度が低下したパターンとなっている。これは、光学系２０の調整不良、すなわち、第１のレンズホルダー１２の取付け不良、具体的には、第１のレンズ１１の光軸が光学系２０の光軸Ａ０に対して傾斜しているチルトに起因するものである。その他の濃淡パターン７０ｂ〜７０ｄは、テストチャート７の濃淡パターン７ｂ〜７ｄをほぼ正確に再現している。

【0039】

第１のレンズ１１のチルト量及びチルト方向と、像７０の濃淡パターン７０ａ〜７０ｄの解像度低下及び歪との関係を以下に詳述する。第１のレンズ１１のチルト量が大きくなる、すなわち第１のレンズ１１の光軸と光学系２０の光軸Ａ０とのずれ角が大きくなるにつれて、濃淡パターン７０ａ〜７０ｄの解像度が低下し歪みも大きくなる。また、第１のレンズ１１のチルト方向は、最も解像度が低下し、最も歪みが大きくなる濃淡パターン７０ａ〜７０ｄを決定する。

【0040】

従って、解像度の低下や歪みの大きさに関する評価データを評価することで、光学系２０の光学特性が許容範囲に入っているかどうかを判断することができる。光学系２０の光学特性が許容範囲に入っていると判断された場合には、光学系２０の光学特性は良好であると判断して、評価は終了する（ステップ１１）。

【0041】

光学系２０の光学特性が許容範囲に入っていない場合には、その評価データに基づいて、第１のレンズ１１のチルトの補正すべき量が分かると共に、解像度の低下や歪みが最も大きく発生する濃淡パターンの評価結果により、第１のレンズ１１のチルト方向が分かる（ステップＳ７）。本実施の形態では、第１のレンズ１１は、縦長平板状の第１のレンズホルダー１２に保持されているので、チルト方向は特定の一方向に限定されている。

【0042】

図２（ｂ）の像７０の濃淡パターン７０ａ〜７０ｄでは、第１のレンズホルダー１２の取付け不良の影響を表すために図を単純化し、濃淡パターン７０ａのみが解像度が低下したように示しているが、実際には、濃淡パターン７０ａは解像度が大きく低下すると共に大きな歪みを生じる。その際には、他の濃淡パターン７０ｂ〜７０ｄも相応の解像度の低下や歪みを生ずる。

【0043】

次に、光学系２０の光学特性が許容範囲に入っていないと判断された場合について説明する。ステップ７において算出した補正すべきチルト量に基づいて、照射制御装置５は、レーザ光照射条件テーブルから、チルト補正用のレーザ光照射条件を設定する。これにより、レーザマーカ６から照射するレーザ光の出力値、照射範囲、照射回数、照射時間、パルス照射を行う際のデューティー比等の値を設定される（ステップＳ８）。

【0044】

次に、レーザ光が第１のレンズホルダー１２の所定の部位にレーザ光が照射されるように、レーザマーカ６を照射位置に移動させる（ステップＳ９）。

【0045】

次に、レーザマーカ６から、第１のレンズホルダー１２の所定の部位にレーザ光を照射して第１のレンズホルダー１２を変形させる（ステップＳ１０）。この変形によって第１のレンズ１１のチルトを補正、即ち調整する。所定の部位１２１は、第１のレンズホルダー１２の形状、寸法、及び第１のレンズホルダー１２が保持するレンズの特性などを考慮して事前に決定されている。なお本実施の形態では、このレーザ光を照射する所定の部位１２１は、図３（ａ）に示すように、アーム部１２ｂと枠部１２ａとの境界付近のアーム部１２ｂ上に位置するように、定められている。

【0046】

上述したレーザ光照射による第１のレンズ１１のチルト調整の後、光学系２０によりテストチャート７の像を撮像装置３によって再度撮像し、撮像画像データを生成する（ステップＳ４）

【0047】

更に、評価装置４により評価データを算出する（ステップＳ５）。評価データに基づいて、光学系２０の光学特性が許容範囲に入るかどうか確認する（ステップＳ６）。もし、光学系２０の光学特性が許容範囲らない場合は、ステップ７以降を繰り返して、第１のレンズホルダー１２に微調整の変形を加えて、第１のレンズ１１のチルト微調整を行うこともできる。

【0048】

次に、第１のレンズホルダー１２に対するレーザ光照射とレンズホルダーの変形とについて詳細に説明する。
図３（ａ）は、射出成形された時点の第１のレンズホルダー１２の具体的な形状を示し、図３（ｂ）は、レーザ光Ｌ１をアーム部１２ｂの部位１２１へ照射した後の第１のレンズホルダー１２を示すものである。

【0049】

図３（ａ）において、第１のレンズホルダー１２は、第１のレンズ１１の外周を保持する枠部１２ａと枠部１２ａに連なるアーム部１２ｂとを有し、これらの枠部１２ａとアーム部１２ｂとは、射出成形時には一点鎖線で示す直線１３０に沿って延在している。

【0050】

このような第１のレンズホルダー１２が、アーム部１２ｂの先端部１４０でレンズ鏡筒１０の内周部に取り付けられる際に、レンズ鏡筒内周部に対して僅かに傾いて取り付けられたために、第１のレンズ１１の光軸Ａ１が光学系２０の光軸Ａ０に対して僅かに傾斜したとする。このような第１のレンズ１１の光軸Ａ１の傾斜、即ちチルトを補正するため、アーム部１２ｂの部位１２１にレーザマーカ６からレーザ光Ｌ１を照射して第１のレンズホルダー１２を変形させる。

【0051】

レーザ光Ｌ１の照射について、更に詳述する。図３（ａ）及び図４（ａ）及び（ｂ）において、レーザ光Ｌ１がアーム部１２ｂの照射部位１２１をアーム部の幅方向に横切るように走査照射し、この照射によって、図４（ｂ）に明示したように、アーム部１２ｂの照射部位１２１の表面近傍に浅い溝、即ち刻線１２０が形成される。刻線１２０は、アーム部１２ｂを幅方向にその一端から他端まで、横切っている。このようなレーザ光Ｌ１の走査照射による刻線１２０は、所定の間隔を隔てて互いに平行に複数本、形成される。

【0052】

複数本の刻線１２０は、例えば、等間隔０．１４ｍｍで互いに平行に形成される。線幅は、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲が好ましい。このような複数本の刻線１２０の形成は、レーザマーカ６がレーザ光Ｌ１をレンズホルダー１２の長手方向に微少量ずつ偏向させて射出することによって形成することもできるし、レーザマーカ６の位置をレンズホルダー１２の長手方向に微少量ずつ移動して、レーザ光Ｌ１を照射することによって形成することもできる。なお、刻線１２０は、線状の溝に限らず、不連続な溝、例えば小孔の連なりであってもよい。

【0053】

このようなレーザ光照射による複数本の刻線１２０の形成によって、図３（ｂ）に示すように第１のレンズホルダー１２が照射部位１２１付近で変形し、枠部１２ａが直線１３０に対して所定角度だけ傾斜する。枠部１２ａの傾斜によって、第１のレンズ１１の光軸Ａ１が所定角度だけ傾斜して、光学系２０の光軸Ａ０に略一致する。こうして、第１のレンズ１１のチルト調整は、第１のレンズホルダー１２がレンズ鏡筒１０に取り付けられた状態で、行われる。

【0054】

レーザ光照射による第１のレンズホルダー１２の変形量、具体的には枠部１２ａの傾斜角度は、刻線１２０の本数や刻線１２０の幅や深さなどによって決定される。具体的には、刻線１２０の本数を増やすこと、刻線１２０の幅を大きくすること、刻線１２０の深さを大きくすることなどによって、上記の傾斜角度を大きくすることができる。

【0055】

図５は、レーザ光の照射によってプラスティック成型品が変形する理由を説明するための図であり、第１のレンズホルダー１２の照射部位１２１の部分断面を拡大して示したものである。

【0056】

図５（ａ）は、レーザ光照射前にプラスティック成形品である第１のレンズホルダー１２に残留する内部応力分布を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態の第１のレンズホルダー１２にレーザ光照射によって複数本の刻線１２０を形成した後の内部応力分布を示す。これらの内部応力分布は、等高線状の縞１０１で表わされており、同一の応力値をもつ位置は一本の線分で結ばれている。このような応力分布が生じるのは、第１のレンズホルダー１２の成形時の金型内での溶融プラスティック圧力や冷却過程における冷却速度などに起因する。

【0057】

図５（ａ）では、第１のレンズホルダー１２の内部応力分布が上面１２Ａの側と下面１２Ｂの側とでほぼ対称となっており、上面と下面における応力が釣り合っているので、レンズホルダー１２の上面１２Ａ及び下面１２Ｂは互いに平行な平面である。これに対して、図５（ｂ）に示すように、第１のレンズホルダー１２の上面１２Ａにのみ刻線１２０を形成すると、上面１２Ａ側の応力が解放される結果、上面１２Ａが凹面形状に彎曲するような形状変化が生じる。

【0058】

このような形状変化の程度は、同一材料、同一寸法のプラスティック部材においては、レーザマーカ６のレーザ光照射条件によって変化する。主な照射条件は、レーザの出力値、照射範囲（刻線領域の面積）、照射時間である。上述のように、刻線１２０の幅や深さを大きくしたり、刻線１２０の本数を増やすことによって、大きな形状変化を得ることができる。更に、図４、図５に示した複数本の刻線１２０を、所定の間隔を空けて、複数箇所に形成することによっても一層大きな形状変化を得ることができる。

【0059】

上述のように、第１のレンズホルダー１２に対するレーザ光照射によって、第１のレンズホルダー１２が変形し、第１のレンズ１１の光軸が光学系２０の光軸Ａ０に一致するように調整される。このように調整された光学系２０によって形成されたテストチャート７の像７０は、図２（ｂ）に示した像７０の右上領域の濃淡パターン７０ａが明瞭なパターンとして表わされるようになり、解像度がレーザ光照射前よりも高くなる。

【0060】

図６は、デジタルカメラの内部構成を概略的に示す図である。デジタルカメラ１００は、本実施の形態の調整装置１で調整された光学系２０を有するレンズ鏡筒１０と、撮像素子１１１と、電子ビューファインダ１１２とを収納する。撮影レンズとしてレンズ鏡筒１０内の光学系２０が用いられる。本実施の形態の光学系の調整方法により、光学系２０の光軸は調整されるため、高画質の撮像画像を得ることができる。

【0061】

本実施の形態の調整装置１及び光学系の調整方法によれば、次の作用効果を奏する。
（１）第１、第２、第３のレンズ１１、２１、３１をそれぞれ保持する第１、第２、第３のレンズホルダー１２、２２、３２などをレンズ鏡筒１０に取り付けた状態で、第１のレンズホルダー１２に対するレーザ光照射によって第１のレンズ１１の光軸の傾きを調整できるので、簡便に調整作業ができる。
（２）全てのレンズをレンズ鏡筒１０に組み込んだ状態で光学系２０の光学性能を評価し、その評価データに基づいて第１のレンズホルダー１２にレーザ光照射を行い、第１のレンズ１１の光軸の傾きを調整するので、調整作業の自動化が可能である。
（３）レンズホルダーを鏡筒に取り付けた後に、レンズホルダーの調整により光学特性を調整することが可能となるので、部品ごとの性能のばらつきや、鏡筒への取り付け誤差があった場合でも、鏡筒を組み立てた後に調整して、これらのばらつきによる光学性能の低下を低減することが可能となる。その結果、製造工程での良品率の向上に貢献することが期待できる。
（４）従来は、成形後のプラスティック部品の形状が設計通りの形状となるように、成形に使用する金型の寸法変更を行う必要があった。このため、新製品の製造を開始するためには、金型の調整を含む長い準備期間が必要であった。が、本発明によれば、プラスティックを成形して光学系を組み立てた後に形状を補正することが可能となったため、金型にの寸法変更に要する時間を節約でき、製造開始までの準備期間を短縮することが期待できる。

【0062】

次に、第２の実施の形態の変形例である第３の実施形態について説明する。−第３の実施の形態（調整方法）−

【0063】

上述した第２の実施の形態では、第１のレンズ１１が、光学系２０を構成する全てのレンズの中で最もパワーが強く、従って第１のレンズ１１のチルト量が光学系２０の光学性能に最も大きく影響するため、第１のレンズ１１のチルトを修正した。

【0064】

もし、第２のレンズ２１が最もパワーが強い場合には、この第２のレンズのチルトを調整する必要がある。その場合には、レーザマーカ６を、第２のレンズホルダー２２に対向する２点鎖線の位置６Ａまで移動させる。この状態で、テストチャート７の像を撮像して撮像データの評価を行い、この評価結果に基づきレーザマーカ６がレーザ光Ｌ１Ａを第２のレンズホルダー２２の所定の照射部位に照射する。その為に、図１に示したように、レーザマーカ６を光学系２０の光軸に垂直な面内で上下左右方向に移動可能とする。

【0065】

また、レンズ鏡筒１０において、図１に示した通り、第１のレンズホルダー１２と第２のレンズホルダー２２とは、レンズ鏡筒１０の内周面に対する取付位置が角度的に大きく異なるようにしておく。図示例では１８０度ずれた状態としてある。これにより、レーザマーカ６が第２のレンズホルダー２２にレーザ光照射する際に、第１のレンズホルダー１２によりレーザ光が遮られる恐れはない。

【0066】

このように、レーザ光照射されるレンズホルダーよりも撮像装置３側に位置するレンズホルダーは、レーザマーカ６から見てレーザ光照射対象のレンズホルダーに重ならないようにすることが望ましい。即ち、レーザ光照射対象のレンズホルダーとそれより前（撮像装置側）に位置するレンズホルダーとは、レンズ鏡筒１０への取付位置が角度的に互いに異なるようにすることが望ましい。

【0067】

上述の例では、レーザマーカ６を移動させることにより第２のレンズホルダー２２へレーザ光照射を行うようにしたが、レーザマーカ２２の位置を移動させること無く、ミラー等の偏向部材を挿脱して第２のレンズホルダー２２へレーザが照射できるようにすることも可能である。例えば、Ｌ１で示された破線上とＬ１Ａで示された破線上にミラーをそれぞれ挿入して、レーザ光Ｌ１をレーザ光Ｌ１Ａに移動させるように構成してもよい。

【0068】

−第４の実施の形態（調整方法）−
上述した第２および第３の実施の形態では、レンズホルダー１２にレーザ光を照射してレンズ１１の光軸の傾き（チルト）調整を行うものであった。本実施の形態は、光学系２０をレンズ鏡筒１０に組み込んだ状態でレンズの光軸の傾き（チルト）と光軸のずれ（シフト）の２つの調整を行うものである。なお、レンズのシフトとは、当該レンズの光軸が光学系２０の光軸に垂直な面内でのずれのことである。

【0069】

本実施の形態の調整装置も、図１に示した調整装置１とほぼ同一であり、調整装置１との相違点は、レンズホルダーの形状である。調整対象のレンズは、第１の実施の形態と同様に、図１の第１のレンズ１１である。

【0070】

第１の実施の形態では、第１のレンズ１１は、第１のレンズホルダー１２に保持されていたが、第２の実施の形態では、第１のレンズ１１は、図７に示す通り、レンズホルダー１２００に保持され、レンズホルダー１２００がレンズ鏡筒１０の内周部に取り付けられている。

【0071】

図７において、レンズホルダー１２００は、第１のレンズ１１の外周部を保持する枠部１２００ａと、枠部１２００ａに連結している第１のアーム部１２００ｂと、第１のアーム部１２００ｂに連結している第２のアーム部１２００ｃとを有する。

【0072】

第１のアーム部１２００ｂは、平板が折り曲げられた形状の段差部１２２２を有すると共に、第１のアーム部先端に状に分岐した二又部１２２３ａ、１２２３ｂを有する。また、第１のアーム部１２００ｂは、枠部１２００ａとの境界付近にレーザ光Ｌ１を照射する照射領域１２２１を有する。二又部１２２３ａ、１２２３ｂの各々には貫通孔１２２４が穿孔され、これらの貫通孔１２２４には、点線で示された軸部１２２５が挿通されている。軸部１２２５は、第１のレンズ１１の光軸Ａ１と平行に延在し、その両端はレンズ鏡筒１０の内周部に固定されている。これにより、第１のアーム部１２００ｂは軸部１２２５を中心に回転可能に支持されている。なお、貫通孔１２２４は、第１のレンズ１１の中心を通って第１のアーム部１２００ｂの延在方向に伸びる直線Ｐ１上に位置する。

【0073】

第２のアーム部１２００ｃは、その一端が二又部１２２３ｂに固定され、第１のアーム部１２００ｂから図１の光学系２０の光軸に直角な方向に突出している。また、第２のアーム部１２００ｃは全体が、僅かに湾曲しており、他端に凹部１２２７が形成され、凹部１２２７には点線で示された軸部１２２８が挿通されている。軸部１２２８は、第１のレンズ１１の光軸Ａ１と平行に延在し、その両端はレンズ鏡筒１０の内周部に固定されている。

【0074】

第２のアーム部１２００ｃは、第１のアーム部１２００ｂ上の直線Ｐ１に対して鋭角θの角度を成して第１のアーム部１２００ｂから突出している。また、第２のアーム部１２００ｃは、二又部１２２３ｂに固定された一端の近傍に照射領域１２２６を有する。照射領域１２２６は、第１のレンズ１１の光軸Ａ１に平行な面に定められる。

【0075】

＜チルト調整＞
図１において、レンズホルダー１２００を含む全てのレンズホルダーがレンズ鏡筒１０に取り付けられた状態で、レンズ鏡筒１０の光学系２０がテストチャート７の像を撮像装置３の撮像面に結像する。撮像装置３は、この像を撮像して画像データを生成する。評価装置４は、この画像データと基準画像データとの比較に基づき、光学系２０のチルト量及びシフト量に関連した評価データを算出する。照射制御装置５は、この評価データに基づき、第１のレンズ１１のチルト量を補正するためのチルト用のレーザ光照射条件と第１のレンズ１１のシフト量を補正するためのシフト用のレーザ光照射条件とをそれぞれ算出する。

【0076】

レーザマーカ６は、チルト用のレーザ光照射条件に基づき、レーザ光Ｌ１を第１のアーム部１２００ｂ上の照射領域１２２１へ照射する。これにより、照射領域１２２１には複数本の刻線１２３１が形成され、第１のアーム部１２００は照射領域１２２１で変形し、符号Ｔで示すように枠部１２００ａが傾斜して第１のレンズ１１の光軸Ａ１の傾き（チルト）の調整が行われる。

【0077】

＜シフト調整＞
上述のチルト調整に続いて、レーザマーカ６は、シフト用のレーザ光照射条件に基づき、レーザ光Ｌ１を第２のアーム部１２００ｃの照射領域１２２６に照射する。このレーザ光照射によって、照射領域１２２６には複数本の刻線１２３２が形成される。これらの刻線１２３２の形成方向は、第１のレンズ１１の光軸Ａ１の方向とほぼ平行である。

【0078】

なお、第２のアーム部１２００ｃの照射領域１２２６は、第１のレンズ１１の光軸に平行な面にあるので、レーザマーカ６のレーザ光Ｌ１ともほぼ平行となる。従って、レーザマーカ６は、レーザ光Ｌ１を直接に照射領域１２２６へ照射することは困難である。そこで、本実施の形態の調整装置は、レーザマーカ６から出力されたレーザ光Ｌ１の向きを変える一つ以上の反射ミラーをレンズ鏡筒１０内に配置する。これによって、レンズ鏡筒１０内の反射ミラーは、レーザ光Ｌ１を反射して第２のアーム部１２００ｃの照射領域１２２６を照射する。この反射ミラーの代わりに、光ファイバーを使用してレーザ光Ｌ１を第２のアーム部１２００ｃの照射領域１２２６に導くこともできる。

【0079】

照射領域１２２６へのレーザ光照射により、第２のアーム部１２００ｃは、その照射領域１２２６で変形し、角度θが変化する。これによって、第１のアーム部１２００ｂは軸部１２２５周りに所定方向に微小量だけ回転する。その結果、第１のレンズ１１は、その光軸Ａ１が符号Ｓで示す方向に移動（シフト）し、第１のレンズ１１の光軸Ａ１のずれ（シフト）の調整が行われる。なお、第１のアーム部１２００ｂを上述と逆方向に回転して、シフト調整する場合には、レーザマーカ６は、第２のアーム部１２００ｃの照射領域１２２６の裏面にレーザ光照射する。

【0080】

本実施の形態でも、チルト調整及びシフト調整が終了した後に、再度、テストチャート７の像を撮像して、撮像画像データを生成し、この撮像データに基づき評価データを算出する。この評価データに基づき、上記のチルト調整及びシフト調整が不十分であったか否かを判定し、もし、不十分であった場合には、再度、上記評価データに基づき、レーザ光照射を行い、チルトの微調整および／又はシフトの微調整を行う。

【0081】

本実施の形態の調整装置１及び光学系の調整方法によれば、第１の実施の形態で述べた作用効果に加えて、第１のレンズ１１のシフトも調整できるので、より精度の高い光学系を提供することができる。

【0082】

第２の実施の形態では、第１のレンズ１１のチルトの調整を先に行い、シフトの調整を後で行ったが、調整の順番を逆にしてもよい。また、レンズ２１のチルトの調整を省略し、シフトの調整のみを行ってもよい。

【0083】

上述の実施の形態では、射出成形されたレンズホルダーをレーザ光照射によって形状変形させる場合を説明したが、本発明は、成形されたプラスティック部材であれば、任意の部材に適用することができる。特に、本発明は、加熱工程を含む成形方法、即ち上述した射出成形、或いはプレス成形で製造されたプラスティック部材に対して適用するのが好ましい。プラスティック部材の材料としては、ナイロンやガラス繊維を配合した樹脂を用いることができる。

【0084】

また、レンズホルダーへのレーザ光照射によって刻線を形成してレンズホルダーの形状を変形させる場合を説明したが、本発明は、レーザ光照射によって刻線を形成することなく、単に照射による熱でレンズホルダーの形状を変形させてもよい。

【0085】

上述の実施の形態では、複数のレンズの中で、レンズホルダーの形状を修正するレンズが予め決まっている例を説明したが、測定された光学特性の結果に基づいてレンズホルダーの形状を修正するレンズを選択してもよい。この場合、予め光学特性と修正すべきレンズとの対応関係を調べておく。

【0086】

また、レーザを照射する所定部位が１箇所決められている例を説明したが、１つの部品の中に複数の照射する部位を設定しておき、測定された光学特性によって照射する部位を選択するようにしてもよい。図１の調整装置は、１つのレーザマーカを備えたものであるが、複数のレーザマーカを備えるように構成してもよい。例えば、チルト修正用とシフト修正用、第１のレンズホルダー用と第２のレンズホルダー用のように使い分けてもよい。

【0087】

上述の実施の形態では、光学系によって所定のパターンを撮像して光学特性の評価を行うものであったが、光学特性の評価の別例として、光学系によって所定のパターンを投影し投影されたパターンの像を評価してもよい。更に、パターンでの評価の代りに、干渉により光学特性を評価し、この評価結果に基づいてレーザを照射する部位を決めてレーザを照射し、レンズホルダーの形状を修正するようにしてもよい。

【0088】

上述の実施の形態では、レンズホルダーの形状を修正する例で説明したが、レンズ（透過部材）に限らず、ミラー等の反射部材を保持する保持具の形状を修正することも可能である。

【0089】

上述の実施の形態では、光学部品を保持するプラスティック成形部材からなる保持具にレーザ光を照射することにより形状を修正するものであったが、光学部品の保持具に限らず、他の部品を保持するプラスティック部材の修正に適用することも可能である。例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子の取り付け位置の調整に使用することもできる。このような実施の形態について図９を用いて説明する。
−第５の実施の形態（撮像素子の調整方法）−

【0090】

図９は、撮像素子取り付け位置の調整を模式的に示す図である。撮像素子の取り付け位置を調整するために用いる調整装置９１は、図１に示す光学系の調整装置に類似している。撮像素子取り付け位置の調整は次のように行う。

【0091】

まず、光学系２０が組み込まれたレンズ鏡筒１０が取り付けられたカメラボディ１００を調整装置９１の支持台２に固定する。レンズ鏡筒１０の光学性能は予め把握されている。カメラボディ１００には撮像素子９３が取り付けられている。撮像素子９３の周囲はプラスティック製の保持部材９４に嵌め込みや接着等によりより保持されており、撮像素子９３は上記のプラスティック製の保持部材９４を介してカメラボディに取り付けられている。なお、撮像素子９３の前面および背面にはそれぞれ、光学フィルタおよび撮像素子９３の駆動回路基板が設けられていてもよい。

【0092】

次に、光学系２０を通してテストチャート７を、カメラボディに組み込まれた撮像素子９３により撮像して撮像画像データを生成する。この撮像画像データに基づいて評価装置４により、撮像素子９３の基準位置からのずれ量を求めることで評価を行う。照射制御装置５には、撮像素子９３の基準位置からのずれ量とレーザマーカ６から照射するレーザ光の照射条件を関連付けたレーザ光照射条件テーブルが予め記憶されている。レーザマーカ６は、照射制御装置５がレーザ光照射条件テーブルに基づいて決定されたレーザ光照射条件に基づいて、撮像素子９３のプラスティック製の保持部材９４の所定の位置に対してレーザ光を照射する。なお、レーザマーカ６は照射を行うのに先立って、所定の照射位置に移動するようにしてもよい。

【0093】

上記説明では、レーザマーカ６からのレーザ光は直接プラスティック製の保持部材９４に照射するような構成となっているが、ミラーやレンズを介してプラスティック製の保持部材９４に照射するようにしてもよい。

【0094】

上記説明の通り、本実施の形態の撮像素子の調整方法によれは、撮像素子９３をカメラボディ１００に取り付けた状態で、撮像素子９３によるテストチャート７の撮像状態を評価し、その結果に基づいて撮像素子９３の位置調整を行う。このような構成により、撮像素子９３の法線と光学系２０の光軸を高精度に調整することができる。

【0095】

なお、撮像素子９３を取り付けたカメラボディ１００の状態で調整を行う代わりに、撮像素子９３をカメラボディ１００に取り付ける前に、治工具等を用いて調整を行ってもよい。この場合は、撮像素子９３を取り付けたプラスティック製の保持部材９４と光学系２０との位置関係が、カメラボディ１００を介した状態と同様になるような治工具を用いる必要がある。また、この場合には、レーザマーカ６からのレーザ光がテストチャート７とレンズ鏡筒１０との間から照射されるような構成としてもよい。光学系２０の位置に配置される治工具にミラーを設けることもできる。

【0096】

本実施の形態と同様に、所定のパターンを撮像し、その撮像データを評価することにより、ＣＣＤが取り付けられたプラスティック部材の所定の位置にレーザ光を照射し、ＣＣＤの取り付け位置を補正する。この場合、ある程度の精度を有する光学系を介して画像データを作成する。

【0097】

本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に限定されるものではない。

【0098】

次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国出願２０１１年第０８９４５１号（２０１１年４月１３日出願）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】