JPH01296862A - 位置調整機構、固体撮像素子の位置調整方法及びその取り付け方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、被調整物のいわゆるあおり角度を調整する位
置調整機構に関する。

［発明の概要］ 本発明は、固定部材に対して可動部材を互いに直交する
二つの旋回方向に移動可能に設け、前記可動部材の旋回
中心に被調整物を配置してこの被調整物の回転角度を調
整する位置調整機構において、 前記固定部材と前記可動部材との互いの対向面を略球面
にそれぞれ設°けると共にこの二つの略球面の間に玉軸
受けを配置して前記可動部材を移動可能に構成すること
により、 単・−の可動部材を互いに直交する二つの旋回方向に移
動するため二つの曲率半径の中心がずれることなく一致
し容易に高精度な位置決めができるものである。

［従来の技術］ 例えば、固体撮像素子を用いたカラー撮像装置は、複数
の固体撮像素子の各被写体像の重ね合わせ、いわゆるレ
ジストレーション調整を正確に行うことが必要である。

特に、いわゆる空間絵素ずらし法を採用して高解像度化
を図るためには０．１μ皮オーダのレジストレーション
を確保しなければならない。そのため、固体撮像素子を
マウントする際にはこの固体撮像素子を彼マウント部に
対して位置調整装置を用いて位置調整される。この位置
調整装置は、第４図に示すような上下（Ｘ）、左右（Ｙ
）９前後（Ｚ）及び回転（θ、Ｒｘ旋回。

ｒｔ、旋回）方向に固体撮像素子ｌを移動可能に構成さ
れており、第４図乃至第６図にはその装置の内いわゆる
あおり角（Ｒ，旋回、Ｒｙ旋回）調整を行う従来の位置
調整機構が示されている。

第４図乃至第６図において、位置調整機構は、固定部材
５０とこの固定部材５０に対して移動する可動部材５１
とを備え、この可動部材５１はＸ方向可動部５２とＹ方
向可動部５３から成る。固定部材５０とＸ方向可動部５
２とＹ方向可動部５３とはこの順序で互いの一面を接触
して配置されている。固定部材５０とＸ方向可動部５２
の互いの接触面はＸ方向に曲率を有するＸ方向円筒面５
０ａ、５２ａとして構成され、Ｘ方向可動部５２とＹ方
向可動部５３の互いの接触面はＹ方向に曲率を有り”る
Ｙ方向円筒面５２ｂ、５３ａとして構成されている。Ｘ
方向円筒面５０ａ、５２ａの曲率半径Ｒ，はＹ方向円筒
面５２ｂ、５３ａの曲率半径Ｒ，より太き（形成され、
双方の曲率半径Ｒｘ。

Ｒｙの中心位置０．．０．が三次元的に一致するよう構
成されている。又、二つのＸ方向円筒面５゜ユ、５２ａ
にはＸ方向に沿って一方にアリ溝５４が他方に突部５５
かそれぞれ設けられ、Ｘ方向可動部５２はＸＲ整っまみ
５６の回転により固定部材５０に対してＲい旋回方向に
移動する。二つのＹ方向円筒面５２ｂ、５３ａにはＹ方
向に沿って一方にアリ溝５７が他方に突部５８がそれぞ
れ設けられ、Ｙ方向可動部５３はＹ３ｆＡＩ整っまみ５
９の回転によりＸ方向可動部５２に対して１１．旋回方
向に移動する。前記二つの調整つまみ５６．５９の回転
は図示しないウオームギアとウオームホイルによって直
線運動に変えられて各部材に伝達される。さらに、前記
Ｙ方向可動部５３にはクランプ部６０が取り付けられこ
のクランプ部６０に被調整物である固体撮像素子Ｉがク
ランプされる。

クランプされた固体撮像素子ｌの中心は前記した曲率半
径Ｒ，，Ｒ，の略中心位置に配置される。

而して、色分解プリズムを他のクランプ部にクランプし
てその射出面を固体撮像素子ｌに対向さ仕て配置する。

この色分解プリズムと固体撮像素子ｌでテストチャート
等を撮影する。その出力信号を見ながら二つの調整つま
み５６．５９を回転し、Ｘ方向可動部５２及びＹ方向可
動部５３をＲ８旋回及びＲｙ旋回させてあおり角を調整
する。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ しかしながら、第５図及び第６図に示すように、前記二
箇所のアリ溝５４．５７と突部５５，５８の間には、突
部５５，５８がアリ溝５４．５７内をスライド可能とす
るためにクリアランスｄが形成され、このクリアランス
ｄによってＸ方向可動部５２がＹ軸方向に、Ｙ方向可動
部５３がＸ軸方向にそれぞれ移動可能である。従って、
Ｘ方向可動部５２の旋回時にＸ方向可動部５２からの外
力によりＹ方向可動部５３がＸ軸方向にずれ、又、同様
にＹ方向可動部５３の旋回時にＸ方向可動部５２がＹ軸
方向にずれて双方の曲率半径Ｒ，，Ｒｙの中心位置０．
．０．が変位する。このようにＸ軸可動部５２とＹ軸方
向可動部５３とか互いに干渉し合うので、−旦Ｒｘ旋回
方向又はＲ２旋回方向のあおり角を調整しても上記中心
位置０．．０．が変位するため、この変位した中心位置
で再びあおり角を調整し直す必要があり位置決めか面倒
である。

特に、高精度な位置決めを行うことが非常に錐しい。

そこで、本発明は容易に高精度な位置決めが可能な位置
調整機構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］ 上記目的を達成するための本発明に係る位置調整機構は
、表面に凹状の略球面を有する固定部材と、前記凹状の
略球面の対向位置でかつこれと同一若しくは近い曲率半
径の凸状の略球面を有する可動部材と、前記固定部材及
び前記可動部材の互いの略球面の間に配された玉軸受け
と、前記可動部材を互いに直交する二つの方向に移動可
能な移動手段とを備え、 前記可動部材の前記曲率半径の略中心位置に前記可動部
材と共に回転可能に被調整物を配置してこの被調整物の
回転角度を調整したものである。

［作用］ 移動手段の駆動で可動部材はその球面上を移動し互いに
直交する二つの旋回方向に旋回して直交する二つの角度
について被調整物のあおり角が調整される。ここで、可
動部材の球面の曲率半径が全ての旋回方向について一定
でその中心が一点であるため、曲率半径の中心がずれる
ことによる再調整の必要がなく、原則として二つの旋回
方向について一度ずつ位置調整すればよい。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図及び第２図には固体撮像素子ｌを色分解プリズム
（図示せず）に取り付ける際に、あおり角の調整を行う
位置調整機構が示されている。

第１図及び第２図において、固定部材２は固定基台３と
この固定基台３の溝部４に下部が配置された固定球面座
５とから成り、固定基台３と固定球面座５は取付ねじ６
で固定されている。この固定球面座５の上面は凹状の球
面５ａに形成されている。

可動部材７は可動基台８とこの可動基台８の溝部９に上
部が配置された可動球面座１０とから成り、可動基台８
と可動球面座１０は取付ねじ１１で固定されている。こ
の可動球面座ｌＯの下面は凸状の球面１０ａに形成され
ており、この可動球面座ｌＯの球面１０ａが前記固定球
面座５の球面５ａに一定距ＭＭれて対向している。可動
球面座ｌＯの球面１０ａの方が固定球面座５の球面５ａ
よりもその曲率半径Ｒが小さ（形成され、双方の球面１
０ａ、５ａの曲率半径の中心０が一致するよう構成され
ている。尚、この実施例では双方の曲率半径が上記の関
係に構成されているが、双方の曲率半径が同−又は近似
する関係にあればよい。

また、固定球面座５と可動球面座１０の中心部にはバネ
挿入孔５ｂ、１０ｂが形成されている。

このバネ挿入孔５ｂ、１０ｂにはコイルバネ１２が挿入
されており、このコイルバネ１２の両端は係止プレート
１３に係止されている。この両方の係止プレート１３は
それぞれ固定基台３と可動基台８のバネ受は部３ａ、８
ａに係止されており、可動部材７は固定部材２にコイル
バネ１２のバネ力にて玉軸受け１４を介して圧接されて
いる。

玉軸受け１４は、固定球面座５と可動球面座ＩＯの両方
の球面５ａ、ｌＯａの間に介在されている。この玉軸受
け１４は複数個が球面５ａ、１０ユの中心を中心とする
同一円周上に一定間隔毎に配置されている。

移動手段Ｉ７は、第１図に示すようにＸ軸とＹ軸を特定
すると、互いに直交するＸ方向とＹ方向に可動部材７を
それぞれ移動可能に構成されている。即ち、第１図に詳
しく示すように、モータ１８の回転軸１８ａには回転体
１９が圧入され、この回転体１９の先端は送り部材２０
に挿入されている。この回転体１９と送り部材２０には
それぞれ雄ねじと雌ねじ、が形成されてねじ送り機構２
１が構成されている。送り部材２０にはボール保持部材
２２が固定され、このボール保持部材２２には二箇所に
ボール２３がピン２４で回転自在に支持されている。こ
の二つのボール２３が可動基台８のローラ２５に当接じ
ている。このローラ２５は軸２６で可動基台８に回転自
在に支持されており、ボール２３はローラ２５に点接触
している。

一方、ボール２３が当接する可動基台８の反対側面には
バネ受は部２７が取り付けられ、このバネ受は部２７に
はバネ２８の一端が当接している。

このバネ２８の他端は固定基台３に固定のバネ保持部２
９に当接し、このバネ２８のバネ力にて可動基台８はボ
ール２３に圧接している。而して、ボール２３がＸ方向
に移動すると、前記バネ２８のバネ力に抗して、又はバ
ネ力により可動部材７がボール２３に追従してＸ方向に
移動する。また、第２図に示すように、前記モータ１８
の近くには他のモータ３０が並設されこのモータ３０の
回転軸３０ａには回転体３Ｉが圧入されている。この回
転体３１の先端にはロッド３２が挿入され、回転体３１
とロッド３２にはそれぞれ雌ねじと雄ねじが形成されて
ねじ送り機構３３が構成されている。前記ロッド３２は
ケース３４のスライド孔３４ａにスライド自在に配置さ
れており、このロッド３２の先端には球体３５が固定さ
れている。この球体３５はボール保持部材３６の球面溝
３６ａに配置されており、球体３５と球面溝３６ａで玉
継手を構成している。このボール保持部材３６はケース
３４にピン３７にて回転自在に支持され、このボール保
持部材３６の可動基台８側にはボール３８がピン３９で
回転自在に支持されている。

このボール３８が前記したボール２３が当接する可動基
台８側面の隣り合う側面に設けられたローラ２５に当接
している。このボール３８が当接する可動基台８の反対
側面にも前記と同様にバネ受は部２７やバネ２８等が設
けられて可動基台８はバネ２８のバネ力にてボール３８
に圧接し、ボール３８がＸ方向に移動すると、可動部材
７はバネ力に抗して又はバネ力によりＸ方向に移動する
。

第３図に示すように、可動部材７はＹ軸に平行な側面が
二点でボール２３に当接し、Ｘ軸に平行な側面が一点で
ボール３８に当接している。可動部材７はＸ方向の移動
に際して二個のボール２３の当接点ｔを結ぶ補助線Ｃに
沿って移動し、又、Ｘ方向の移動に際してＸ方向の押圧
方向ユに移動する。そのため、Ｘ方向の押圧方向ａを補
助線Ｃに対して直角方向に設定さえすれば、Ｘ方向の押
圧方向すが真の方向（補助線Ｃの直角方向）よりずれて
も補助線Ｃに沿って移動するためＸ方向とＸ方向の直交
精度が高精度に維持される。この実施例では、上記のよ
うにＸ方向とＸ方向の直交精度が維持されるため、Ｘ方
向の押圧を回転移動で行い二つのモータ１８，３０等を
並設して装置のコンパクト化が図られているが、Ｘ方向
及びＸ方向の押圧を共に直線移動で行うようにしてもよ
い。

また、第２図に示すように、可動基台８の上面にはクラ
ンプユニット４０が固定されこのクランプユニット４０
に被調整物である固体撮像素子１がクランプされる。こ
のクランプされた固体撮像素子ｌの中心は可動球面座Ｉ
Ｏの球面１０ａの曲率半径Ｒの中心位置０に配置される
。

以下、上記構成の作用について説明する。

固体撮像素子ｌをクランプユニット４０にクランプする
と共に色分解プリズム（図示せず）を他のクランプユニ
ット（図示せず）にクランプして色分解プリズムの射出
面を固体撮像素子ｌに対向させて配置する。この色分解
プリズムと固体撮像素子ｌでテストチャート等を撮影し
、その出力信号を見ながら図示しない他の位置調整機構
にてＸ方向、Ｘ方向、Ｘ方向及びθ方向をこの順序で位
置調整する。これらの調整を終了すると、Ｒ，旋回方向
とＲｙ旋回方向の位置調整を行う。

Ｒ，旋回方向の調整は、モータ１８を駆動すると、回転
体１９が回転しねじ送り機構２１にてボール保持部材２
２がＸ゛方向はＸ一方向に移動する。すると、可動部材
７がバネ２８のバネ力によって又はバネ力に抗してボー
ル２３の移動に追従しようとするため、可動部材７の球
面１０ａが固定部材２の球面５ａに沿って玉軸受け１４
上を移動する。可動部材７は曲率半径Ｒの中心位置０を
中心としてＲ，旋回し、上記出力信号を見ながら固体撮
像素子１のＲｘ旋回方向の位置、いわゆるあおり角を調
整する。

Ｒｙ旋回方向の調整は、モータ３０を駆動すると、回転
体３１が回転しねじ送り機構３３にてロッド３２がＸ方
向に移動する。このロッド３２の移動にてボール保持部
材３６が回転しボール３８が略Ｙ゛方向又は略Ｙ一方向
に移動する。すると、上記と同様に可動部材７がバネ２
８のバネ力によって又はバネ力に抗してボール３８の移
動に追従しようとするため、可動部材７の球面１０ａが
固定部材２の球面５ａに沿って玉軸受け１４上を移動す
る。可動部材７は曲率半径Ｒの中心位置Ｏを中心として
Ｒｙ旋回し、上記出力信号を見ながら固体撮像素子１の
Ｒ，旋回方向の位置、いわゆるあおり角を調整する。

ここで、可動部材７はその球面１０ａ上を移動し、この
球面１０ａの曲率半径Ｒは全ての旋回方向（Ｒ，旋回方
向、Ｒｙ旋回方向を含む。）について一定でありその中
心位置Ｏが一点に特定される。

そのため、Ｒい旋回方向又はＲｙ旋回方向についてそれ
ぞれ原則として一度ずつ位置調整すればよく、旋回方向
の位置調整が容易に行うことができ、又、高精度な位置
決めも簡単にできろ。

以上のようにして全ての位置調整が完了すると、上記ク
ランプ状態で固体撮像素子１側のホルダ板（図示せず）
と色分解プリズム側のホルダ板（図示せず）の四隅を半
田溶着にて取り付は固定する。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、固定部材と可動部材
の互いの対向面を略球而にそれぞれ設け、この両者の対
向面の間に玉軸受けを介在して可動部材を互いに直交す
る二つの方向に移動させたので、直交する二つの旋回方
向（曲率半径）の中心位置が常に一致するため各旋回方
向について一度ずつ位置調整すればよく容易にあおり角
の位置調整ができると共に高精度な位置決めも簡単にで
きるという効果を奏する。

また、可動部、材の二つの旋回方向の曲率半径が同じで
あるため、二つの旋回方向について可動部材を移動する
ストロークｍに対する可動部材の旋回角が同じであり調
整が容易である。

さらに、単一の可動部材を二つの旋回方向に移動させる
ので、構造が簡単で、且つ装置も小型化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の実施例を示し、第１図は第
２図のＡ−Ａ線断面図、第２図は位置調整機構の一部破
断平面図、第３図は直交精度が維持されることを説明す
る概略図であり、第４図乃至第６図は従来例を示し、第
４図は位置調整機構の斜視図、第５図は位置調整機構の
側面図、第６図は位置調整機構の平面図である。 ｌ・・・固体撮像素子（被調整物）、２．５０・・・固
定部材、７，５１・・・可動部材、１４・・・玉軸受け
、１７・・・移動手段。 第３図 ×− 了、ｉｆｇＱＷ、ｒａ：Ｆｆ＄ｉＦＺ　＜ｍ　Ｒ）第４
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）表面に凹状の略球面を有する固定部材と、前記凹
   状の略球面の対向位置でかつこれと同一若しくは近い曲
   率半径の凸状の略球面を有する可動部材と、前記固定部
   材及び前記可動部材の互いの略球面の間に配された玉軸
   受けと、前記可動部材を互いに直交する二つの方向に移
   動可能な移動手段とを備え、 前記可動部材の前記曲率半径の略中心位置に前記可動部
   材と共に回転可能に被調整物を配置してこの被調整物の
   回転角度を調整したことを特徴とする位置調整機構。