カメラマウント組立装置
【課題】レンズマウントを有するマウントベースに、イメージセンサを保持したセンサホルダをねじ締め固定する固定作業を光軸精度を保ちつつ効率よく行うことのできるカメラマウント組立装置を提供する。
【解決手段】クランプ機構１５に時差式カム機構３６を設けることにより、操作摘み４２の押し、引き操作のみで、マウントベース２４のクランプ、クランプ解除を行う。
【解決手段】クランプ機構１５に時差式カム機構３６を設けることにより、操作摘み４２の押し、引き操作のみで、マウントベース２４のクランプ、クランプ解除を行う。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エリアイメージセンサを実装したセンサホルダとレンズマウントを有するマウントベースとにより構成されるカメラマウントの製造時に適用されるカメラマウント組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マシンビジョンシステムにおいては、工業用の電子撮像カメラとして、撮像素子となるエリアイメージセンサに、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳイメージセンサ（Charge Coupled Device Image Sensor）を用いた固体撮像素子カメラが広く用いられている。
【０００３】
この種、マシンビジョンシステムに適用される固体撮像素子カメラは、例えば検出位置精度等に関して高精度の位置検出が可能な撮像出力が要求される。
【０００４】
このため、カメラレンズ取付部（フランジ）およびレンズ光軸に平行な取付基準面を有するマウントベースに、エリアイメージセンサを取り付ける製造工程においては、マウントベースに対するセンサ撮像面の微細な位置調整が必要となる。
【０００５】
とくに、この種のカメラ組立においては、カメラレンズ取付面（フランジ面）とセンサ撮像面との距離（フランジバック）の管理は非常に重要である。例えばＣマウントレンズの場合、フランジバック（ＦＢ）を１７．５２６ｍｍに設定する必要がある。
【０００６】
カメラ筐体となる上記マウントベースに、イメージセンサを保持したセンサホルダをレンズマウントの光軸上のフランジバックを確保したマウント位置にマウントする場合、従来では、マウントベースとセンサホルダをそれぞれ個別に支持機構で支持し、数カ所のねじ締め加工により、センサホルダをマウントベースに固定している。この際、マウントベース側のレンズマウントとセンサホルダ側のセンサとの光軸（ｘ，Ｙ，θ方向）精度を保ちながら組み上げるには、ねじ締付時のトルクの影響で位置ずれが発生しないように、マウントベースとセンサホルダをしっかりと固定しておく必要がある。このため、従来では、人手作業により、位置ずれが生じていないことを確認しながらねじ締め作業を行っていた。
【０００７】
この種、位置決め部品の支持機構として、従来ではクランパーによるＩＣパッケージの取付構造が存在した（特許文献１参照）。また、ねじ締めを伴うカメラの組立構造として、レンズ鏡筒本体を回転させることなく、ねじマウントへの装着ができるレンズ鏡筒が存在した（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−３１９０７６号公報
【特許文献２】特開平１０−０４８７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、マシンビジョンシステムに適用される、高精度の撮像出力が要求される固体撮像素子カメラの組立工程において、従来では、マウントベースとセンサホルダをそれぞれ個別に支持機構で支持し、マウントベース側のレンズマウントとセンサホルダ側のセンサとの光軸精度を保ちながら（位置ずれが生じていないことを確認しながら）、人手作業により、ねじ締め作業を行っていた。このため、レンズマウントを有するマウントベースに、イメージセンサを保持したセンサホルダをレンズマウントの光軸上のフランジバックを確保したマウント位置でマウントする組立工程において、作業性の面で問題があった。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、レンズマウントを有するマウントベースに、イメージセンサを保持したセンサホルダをねじ締め固定する固定作業を光軸精度を保ちつつ効率よく行うことのできるカメラマウント組立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】
【００１０】
本発明は、円筒状のレンズマウントおよび前記レンズマウントのフランジ面に直交する取付基準面を有するマウントベースに、矩形状の撮像面を有するイメージセンサを保持したセンサホルダを前記レンズマウントの光軸上のフランジバックを確保したマウント位置でマウントするカメラマウント組立装置であって、前記マウントベースを前記マウント位置で支持するクランプ機構と、前記センサホルダを前記マウント位置で支持するパレット機構と、前記パレット機構に支持されたイメージセンサを前記クランプ機構に支持されたマウントベースにねじ締め固定するねじ締め機構とを具備し、前記クランプ機構は、前記取付基準面に接合して、前記マウントベースを前記レンズマウントを上方に向け前記光軸に平行な垂直に支持する垂直プレートと、前記マウントベースの前記レンズマウントが設けられた前面部に接合して前記フランジ面を水平に支持する水平プレートと、棒状の操作桿を有し、この操作桿の軸方向の移動操作により、第１の操作位置で前記前面部を前記水平プレートに押し付け、続く第２の操作位置で前記取付基準面を前記垂直プレートに押し付けて、前記マウントベースを前記ねじ締め時の回転トルクに対し移動不能に支持する時差式カム機構とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、レンズマウントを有するマウントベースに、イメージセンサを保持したセンサホルダをねじ締め固定する固定作業を光軸精度を保ちつつ効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
本発明の実施形態に係る、光軸位置調整を行うカメラマウント組立装置の全体構成を図１に示し、同装置におけるマウントベースのクランプ構造を図２乃至図４に示し、組立対象となるマウントベースおよびセンサホルダの構成例を図５乃至図７に示し、上記マウントベースの取付構造を図８および図９に示す。なお、図２は上記クランプ構造の平面図、図３は同側面図、図４は図３に示す垂直プレートの正面図、図５は組立前のマウントベースとセンサホルダを示す上面図、図６は同側面図、図７（ａ）は組立後の側面図、同図（ｂ）は同正面図である。
【００１４】
本発明の実施形態に係るカメラマウント組立装置は、図５乃至図９に示す、円筒状のレンズマウント２４ａおよびレンズマウント２４ａのフランジ面ｆａに直交する取付基準面２４ｂを有するマウントベース２４に、矩形状の撮像面６２ａを有するイメージセンサ６２を保持したセンサホルダ２１をレンズマウント２４ａの光軸Ｏ１上のフランジバック（ＦＢ）を確保したマウント位置でマウントする装置であって、図１に示す、マウントベース２４を支持するクランプ機構１５と、センサホルダ２１を支持するパレット機構（センサホルダパレット）２０と、パレット機構２０に支持されたセンサホルダ２１をクランプ機構１５に支持されたマウントベース２４にねじ締め固定するねじ締め機構２２とを具備し、クランプ機構１５は、図２乃至図４に示す、取付基準面２４ｂに接合して、マウントベース２４をレンズマウント２４ａを上方に向け光軸Ｏ１に平行な垂直に支持する垂直プレート２６と、マウントベース２４のレンズマウント２４ａが設けられた前面部２４ｃに接合してレンズマウント２４ａのフランジ面ｆａを水平に支持する水平プレート２７と、棒状の操作桿４１を有し、この操作桿４１の軸方向の移動操作により、第１の操作位置でマウントベース２４の前面部２４ｃを水平プレート２７に押し付け、続く第２の操作位置でマウントベース２４の取付基準面２４ｂを垂直プレート２６に押し付けて、マウントベース２４をねじ締め時の回転トルクに対し移動不能に支持する時差式カム機構３６（４１〜４４）とを具備する。なお、クランプ機構１５および時差式カム機構３６の構成については図２乃至図４を参照して後述する。クランプ機構１５の作用については図１３乃至図１５を参照して後述する。センサホルダパレット２０に固定支持されたセンサホルダ２１は、イメージセンサ６２を実装したセンサ基板６１を撮像面６２ａを露出させ、一対のホルダ部材でセンサホルダパレット２０に固定するもので、この実施形態ではセンサホルダ２１の具体的な構成について説明を省略する。
【００１５】
上記時差式カム機構３６は、クランプ機構１５に支持されたマウントベース２４を水平プレート２７に弾性的に押し付ける垂直方向の押圧手段（４５〜４７）と、クランプ機構１５に支持されたマウントベース２４を垂直プレート２６に弾性的に押圧する水平方向の押圧手段（４８〜５０）とを具備する。
【００１６】
上記垂直プレート２６は、マウントベース２４のリフトステージを構成する。この垂直プレート２６は、図３、図４および図８に示すように、マウントベース２４の取付基準面２４ｂに接合する取付面２６ａに、位置決めピン２６ｃおよび真空吸引孔２６ｄを有し、マウントベース２４は、図８および図９に示すように、取付基準面２４ｂに、位置決めピン２６ｃが嵌合する位置決め用孔２４ｆ、および真空吸引孔２６ｄに連通して取付面２６ａに真空吸着室を形成する、凹陥部により形成された吸着面２４ｅを有する。上記垂直プレート２６の位置決めピン２６ｃにマウントベース２４の位置決め用孔２４ｆが嵌合され、上記マウントベース２４の吸着面２４ｅが垂直プレート２６の取付面２６ａに真空吸着されることにより、マウントベース２４が垂直プレート２６の予め定められた取付位置に真空吸着により支持される。
【００１７】
リフトステージを構成する垂直プレート２６は、光軸Ｏ１に平行な垂直方向に昇降するＺ軸ステージ１２に設けられ、垂直プレート２６の取付面２６ａに平行して、操作桿４１の移動操作により垂直プレート２６を上下方向に駆動する垂直カムのカム面（第１のカム面）３９を有する。
【００１８】
上記水平プレート２７は、基端側が上記Ｚ軸ステージ１２に固定され、先端側が上記垂直プレート２６の取付面２６ａと直交する水平方向に延出し、この延出部に上記レンズマウント２４ａが緩挿されるレンズマウントの逃げ孔３１を有し、この逃げ孔３１の周囲の下面に上記マウントベース２４の前面部２４ｃが当接するマウントベースの押し当て天面ｆｂを有する固定側クランププレート２８と、この固定側クランププレート２８上に、同プレートが延出する水平方向（矢印ｃ方向）にスライド可能に設けられ、同プレートの延出側に向かう端部にマウントベース２４の一側部をクランプするクランプレバー３５を有し、固定側クランププレート２８の基端側に向かう端部に、操作桿４１の移動操作によりクランプレバー３５を上記スライド方向（矢印ｃ方向）に駆動する水平カムのカム面（第２のカム面）４０を有する可動側クランププレート３３とを具備する。
【００１９】
上記垂直プレート２６には、同プレートを水平プレート２７側に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリング（引っ張りばね）４７が張設され、水平プレート２７の可動側クランププレート３３には、同プレートを固定側クランププレート２８の基端側に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリング（引っ張りばね）５０が張設されている。
【００２０】
レンズマウント２４ａのフランジ面ｆａを上方に向け、レンズマウント２４ａからイメージセンサ６２の撮像面６２ａが露出した状態でクランプ機構１５に固定支持されたマウントベース２４の上方には、レンズマウント２４ａのレンズ光軸Ｏ１を測定基軸として、イメージセンサ６２の撮像面６２ａの光軸Ｏ１に対する位置ずれを光学的に計測する三次元光学測定器（図示せず）が設けられている。
【００２１】
上記クランプ機構１５に固定支持されたマウントベース２４に対して、センサホルダパレット２０に固定支持されたセンサホルダ２１が、レンズマウント２４ａのフランジ面ｆａの上方に位置する三次元光学測定器により光学測定され、この測定値をもとに、Ｙ軸ステージ１７、Ｘ軸ステージ１８およびθ軸ステージ１９が駆動されて、レンズマウント２４ａの光軸Ｏ１とイメージセンサ６２との光軸位置合わせ調整が行われた後、ねじ締め機構２２により、センサホルダ２１がマウントベース２４にねじ締め固定される。
【００２２】
上記した本発明の実施形態に係るカメラマウント組立装置によれば、操作桿４１の軸方向の移動操作による第１の操作位置でマウントベース２４の前面部２４ｃを水平プレート２７に押し付け、続く第２の操作位置でマウントベース２４の取付基準面２４ｂを垂直プレート２６に押し付けて、マウントベース２４をねじ締め時の回転トルクに対し移動不能に支持する時差式カム機構３６（４１〜４４）を備えて、マウントベース２４をクランプ機構１５に固定支持する構成としたことにより、人手によるねじ締め固定作業によらず、ねじ締め機構２２による自動化したねじ締め固定作業にて、ねじ締め時の回転トルクに伴って発生する、マウントベース２４とイメージセンサ６２の撮像面６２ａとの光軸ずれ（レンズマウント２４ａの光軸Ｏ１に対する撮像面６２ａの位置ずれ、および光軸Ｏ１の軸回り方向のずれを含む）による光軸位置出し精度の劣化を回避できる。これにより、マウントベース２４にセンサホルダ２１をねじ締め固定する固定作業を光軸精度を保ちつつねじ締め機構２２を用いて効率よく行うことができる。
【００２３】
ここで、上記各図を参照して上記実施形態に係るカメラマウント組立装置の構成をさらに説明する。
【００２４】
図１乃至図４を参照して本発明の実施形態に係るカメラマウント組立装置の全体構成を概略的に説明する。カメラマウント組立装置のベースとなる基台１１には、Ｚ軸ステージ１２が設置されている。このＺ軸ステージ１２は、Ｚ軸方向に駆動する駆動機構１３を有する。この駆動機構１３には、昇降台１４が設けられ、昇降台１４には、図２乃至図４を参照して詳細を後述する時差式カム機構３６を備えたクランプ機構１５が搭載されている。
【００２５】
Ｚ軸ステージ１２の前部の基台１１には、パレット機構（センサホルダパレット）２０をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動制御するステージの基台１６が設けられ、この基台１６にはＹ軸方向に直線移動するＹ軸ステージ１７が設けられている。このＹ軸ステージ１７にはＸ軸方向に直線移動するＸ軸ステージ１８が搭載されている。さらに、Ｘ軸ステージ１８にはθ軸ステージ１９が搭載されている。このθ軸ステージ１９には、センサホルダパレット２０が設けられ、このセンサホルダパレット２０によってセンサホルダ２１を支持できるようになっている。すなわち、センサホルダパレット２０で支持したセンサホルダ２１をＹ軸ステージ１７、Ｘ軸ステージ１８およびθ軸ステージ１９によってＸＹおよびθ軸方向に移動してクランプ機構１５に位置決めできるようになっている。
【００２６】
さらに、Ｚ軸ステージ１２とＹ軸ステージ１７との間の基台１１には、ねじ締め機構２２が設けられている。このねじ締め機構２２はドライバービット２３が垂直上向きに設けられ、ＸＹ方向に移動自在であるとともに、Ｚ軸方向に移動自在であり、センサホルダ２１をマウントベース２４にねじ締めする際に駆動するようになっている。
【００２７】
次に、図２乃至図４を参照してクランプ機構１５について説明する。Ｚ軸ステージ１２の昇降台１４にはクランプベース２５が固定され、このクランプベース２５の前面には真空吸着面を形成する取付面２６ａを有する垂直プレート２６が設けられている。この垂直プレート２６の裏面には垂直方向のガイドブロック２６ｂが設けられ、このガイドブロック２６ｂは昇降台１４に設けられたガイドレール１４ａに対して垂直方向にガイドされるようになっている。
【００２８】
真空吸着面を形成する取付面２６ａの上部には、左右方向に離間して一対の基準位置決めピン２６ｃが突設されている。さらに、真空吸着面を形成する取付面２６ａの下部には１個の真空吸着孔２６ｄが設けられ、この真空吸着孔２６ｄは真空吸引パイプ２６ｅを介して真空吸引源（図示しない）に連通している。垂直プレート２６の裏面にはカム用の開口部３８が形成され、この下辺には斜面からなる第１のカム面３９が設けられている。第１のカム面３９はクランプ機構１５の垂直カムのカム面を構成している。
【００２９】
また、クランプベース２５の上面には固定側クランププレート２８の基端部が固定され、先端部は垂直プレート２６より前方に突出して設けられている。したがって、垂直プレート２６と固定側クランププレート２８とによって側面視で、逆Ｌ字状に構成されている。
【００３０】
固定側クランププレート２８は、下面に垂直プレート２６の真空吸着面を形成する取付面２６ａに対して直角で、マウントベース水平基準面となるマウントベースの押し当て天面ｆｂが形成されている。固定側クランププレート２８は基端側が肉厚で、先端側が薄肉に形成され、固定側クランププレート２８の上面の先端側（薄肉部）には基端側より一段低く形成されたスライド面２９が設けられている。このスライド面２９の幅方向の中央部は固定側クランププレート２８の基端側（肉厚部）まで延長しており、固定側クランププレート２８の基端側には矩形状の開口部３０が設けられている。
【００３１】
固定側クランププレート２８のスライド面２９には上下方向に貫通する真円の第１のレンズマウント緩挿孔３１が設けられ、この第１のレンズマウント緩挿孔３１を挟んで両側部にはスライドガイド部３２が対称的に設けられている。第１のレンズマウント緩挿孔３１はレンズマウント２４ａの逃げ孔を構成している。
【００３２】
このように構成された固定側クランププレート２８の上面、すなわちスライド面２９には平板状の可動側クランププレート３３が前後方向（矢印ｃ方向）にスライド自在に載置されている。可動側クランププレート３３は固定側クランププレート２８のスライド面２９と略同一形状であり、一端部には開口部３０の一部を覆うように突出部３４が一体に設けられている。可動側クランププレート３３の他端部には固定側クランププレート２８を避けて下方へ突出するクランプレバー３５が設けられている。このクランプレバー３５はレンズマウント２４を垂直プレート２６の取付面２６ａ方向に押圧する際のプッシャーとして作用する。
【００３３】
さらに、可動側クランププレート３３の中央部にはその前後方向に長径部を有する略楕円形状の第２のレンズマウント緩挿孔３４が設けられ、この第２のレンズマウント緩挿孔３４は固定側クランププレート２８の第１のレンズマウント緩挿孔３１に対向と対向している。第２のレンズマウント緩挿孔３４は第１のレンズマウント緩挿孔３１と同様にレンズマウント２４ａの逃げ孔を構成している。さらに、第２のレンズマウント緩挿孔３４の両側部における可動側クランププレート３３の下面にはスライドガイド部３２に前後方向にスライド自在に嵌合するガイドブロック３７が設けられている。
【００３４】
可動側クランププレート３３の突出部３４の端面には斜面からなる第２のカム面４０が設けられている。第２のカム面４０はクランプ機構１５の水平カムのカム面を構成している。
【００３５】
上記第１のカム面３９と第２のカム面４０は直角であり、第１のカム面３９が上下方向の勾配面を有し、第２のカム面４０は水平方向の勾配面を有している。
【００３６】
さらに、第１のカム面３９と第２のカム面４０の近傍で、前記Ｚ軸ステージ１２の昇降台１４には左右方向に貫通する貫通孔（図示しない）が設けられ、この貫通孔には操作桿（操作ロッド）４１が軸方向にスライド自在に挿入されている。操作ロッド４１の両端部には操作摘み４２が設けられ、手指によって操作摘み４２を摘んで操作ロッド４１を軸方向にスライドできるようになっている。
【００３７】
操作ロッド４１の中間部には第１のカム面３９と接離可能な第１のカムローラ４３と、第２のカム面４０と接離可能な第２のカムローラ４４が設けられている。第２のカムローラ４４はクランプベース２５の上面に設けられた長孔２５ｈから突出して第２のカム面４０に接離可能に設けられている。第１のカムローラ４３と第１のカム面３９は垂直カムを構成し、第２のカム面４０と第２のカムローラ４４は水平カムを構成している。すなわち、操作ロッド４１を一方向（図４に示す矢印ａ方向）にスライドすることにより、第１のカムローラ４３が第１のカム面３９に対して接離し、第２のカムローラ４４が第２のカム面４０に対して接離するようになっている。この場合、操作ロッド４１を一方向（矢印ａ方向）にスライドすると、まず第１のカムローラ４３が第１のカム面３９に対して離間し（図１４参照）、続いて第２のカムローラ４４が第２のカム面４０に対して離間する（図１５参照）時差式カム機構３６を構成している。
【００３８】
また、上記垂直プレート（昇降プレート）２６の両側部には固定ピン４５が固定され、固定側クランププレート２８の両側部の下面には固定ピン４６が固定されている。そして、固定ピン４５と４６との間には垂直プレート２６を引き上げる方向に付勢するコイルスプリング４７が張設されている。さらに、固定側クランププレート２８の両側部には固定ピン４８が固定され、可動側クランププレート３３の両側部には固定ピン４９が固定されている。そして、固定ピン４８と４９との間には可動クランププレート３３を固定側クランププレート２８に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリング５０が張設されている。したがって、第１のカムローラ４３はコイルスプリング４７によって第１のカム面３９に接触する方向に付勢され、第２のカムローラ４４はコイルスプリング５０によって第２のカム面４０に接触する方向に付勢されている。
【００３９】
上記した、操作ロッド４１および操作摘み４２と、垂直カムを構成する第１のカムローラ４３および第１のカム面３９と、水平カムを構成する第２のカム面４０および第２のカムローラ４４と、コイルスプリング（引っ張りばね）４７，５０とにより、時差式カム機構３６が構成される。この時差式カム機構３６の操作桿４１を軸方向に一方向（矢印ａ方向）移動操作により、第１の操作位置でマウントベース２４の前面部２４ｃを水平プレート２７に押し付け、続く第２の操作位置でマウントベース２４の取付基準面２４ｂをリフトステージを構成する垂直プレート２６に押し付けて、マウントベース２４をねじ締め時の回転トルクに対し移動不能にクランプ機構１５に支持することができる。この際、図８に示すように、上記第１の操作位置で、マウントベース２４に設けられたレンズマウント２４ａの周面全域に亘る前面部２４ｃが水平プレート２７を構成する固定側クランププレート２８のマウントベース押し当て天面ｆｂに当接して、レンズマウント２４ａの周面全域に亘る前面部２４ｃに歪み防止用の面圧反力（Ｐｂ）が加わり、さらに、上記第２の操作位置で、クランプレバー３５がマウントベース２４を垂直プレート２６に押し付けることで、マウントベース２４の取付基準面２４ｂが垂直プレート２６の取付面２６ａに当接して、マウントベース２４に光軸ずれ防止用押圧力（Ｐａ）が加わる。これにより、マウントベース２４は、ねじ締め機構２２によるねじ締めの回転トルクに対して移動不能にクランプ機構１５に固定支持される。
【００４０】
図１０乃至図１５は上記クランプ機構１５の動作明図であり、このうち、図１０はマウントベース２４をクランプ機構１５の垂直プレート２６に取り付ける状態を示す図、図１１はマウントベース２４の前面部２４ｃを水平プレート２７（固定側クランププレート２８の裏面部に形成されたマウントベースの押し当て天面ｆｂ）に押し付ける第１の操作位置の状態を示す図、図１２はマウントベース２４の取付基準面２４ｂを垂直プレート２６の取付面２６ａに押し付ける第２の操作位置の状態を示す図である。図１３はマウントベース２４を垂直プレート２６に取り付けた後のクランプ開始時の垂直カム、水平カムの状態を示す図、図１４は上記図１１に示す第１の操作位置における垂直カム、水平カムの状態を示す図、図１５は上記図１２に示す第２の操作位置における垂直カム、水平カムの状態を示す図である。
【００４１】
クランプ機構１５にマウントベース２４を取り付ける、マウントベースの取付、交換時は、操作ロッド４１を図４に矢印ｂで示す方向に位置させ、クランプ解除の状態にしておく。この際は、垂直カム（第１のカムローラ４３および第１のカム面３９）および水平カム（第２のカム面４０および第２のカムローラ４４）が図１３に示す状態にあり、図１０に示すように、リフトステージを構成する垂直プレート２６が、コイルスプリング（引っ張りばね）４７の作用に抗して下降位置にあり、水平プレート２７の可動側クランププレート３３に設けられたクランプレバー３５が、コイルスプリング（引っ張りばね）５０の作用に抗して固定側クランププレート２８の延長方向最前端の位置にある。この状態で、マウントベース２４の位置決め用孔２４ｆを垂直プレート２６の位置決めピン２６ｃに嵌合し、マウントベース２４の吸着面２４ｅを垂直プレート２６の取付面２６ａで真空吸着することにより、マウントベース２４がリフトステージを構成する垂直プレート２６の予め定められた取付位置に真空吸着により支持される。
【００４２】
次に、操作摘み４２により、操作ロッド４１を図１４に矢印ａで示す方向に所定量移動操作し、図１４に示す第１の操作位置状態とすることにより、垂直カムの第１のカムローラ４３が第１の傾斜カム面３９を移動し、これにより、図１１に示すように、リフトステージを構成する垂直プレート２６が、コイルスプリング４７の引っ張り方向（矢印ｅ方向）に押し上げられて、マウントベース２４の前面部２４ｃが水平プレート２７を構成する固定側クランププレート２８の裏面部に形成されたマウントベース押し当て天面ｆｂに当接し、マウントベース２４の前面部２４ｃをマウントベース押し当て天面ｆｂに押し付ける（図８の符号Ｐｂ参照）。
【００４３】
さらに、操作ロッド４１を矢印ａで示す方向に所定量移動操作し、図１５に示す第２の操作位置状態とすることにより、水平カムの第２のカム面４０が第２のカムローラ４４を移動し、これにより、図１２に示すように、水平プレート２７の可動側クランププレート３３に設けられたクランプレバー３５が、コイルスプリング５０の引っ張り方向（矢印ｆ方向）により固定側クランププレート２８の基端側に引き寄せられて、クランプレバー３５がマウントベース２４を垂直プレート２６に押圧する（図８の符号Ｐａ参照）。
【００４４】
上記したように、クランプ機構１５に時差式カム機構３６を設けたことにより、操作ロッド４１の押し、引き操作のみで、マウントベース２４のクランプ、クランプ解除が可能であり、時差式カム機構３６により、クランプ時には、操作ロッド４１の移動操作に連動して、リフトアップ天面押し付け、側面クランプの順で確実にマウントベース２４をクランプ機構１５に固定できる。さらに、クランプ解除の位置では、リフトステージを構成する垂直プレート２６が下降し、周囲に作業空間が形成されることから、マウントベース２４を容易に取り付け、取り外しできる。また、マウントベース２４のクランプ機構に時差式カム機構３６を設けたことにより、ねじ締め機構２２によるねじ締め固定の自動制御が可能となり、さらに真空吸着機構に吸着センサを設けることで、ねじ締め機構２２を外部制御し自動化した際、ねじ締め固定完了時に位置ずれが発生した場合に、この位置ずれの発生を判定し報知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る光軸位置調整を行うカメラマウント組立装置の全体構成を示す図。
【図２】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるマウントベースのクランプ構造を示す図。
【図３】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるマウントベースのクランプ構造を示す図。
【図４】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるマウントベースのクランプ構造を示す図。
【図５】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置で扱うマウントベースおよびセンサホルダの構成例を示す図。
【図６】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置で扱うマウントベースおよびセンサホルダの構成例を示す図。
【図７】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置で扱うマウントベースおよびセンサホルダの構成例を示す図。
【図８】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるマウントベースの取付構造を示す図。
【図９】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるマウントベースの取付構造を示す図。
【図１０】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるクランプ機構の動作明図。
【図１１】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるクランプ機構の動作明図。
【図１２】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるクランプ機構の動作明図。
【図１３】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるクランプ機構の動作明図。
【図１４】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるクランプ機構の動作明図。
【図１５】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるクランプ機構の動作明図。
【符号の説明】
【００４６】
１１…基台、１２…Ｚ軸ステージ、１３…駆動機構、１４…昇降台、１４ａ…ガイドレール、１５…クランプ機構、１６…基台、１７…Ｙ軸ステージ、１８…Ｘ軸ステージ、１９…θ軸ステージ、２０…パレット機構（センサホルダパレット）、２１…センサホルダ、２２…ねじ締め機構、２３…ドライバービット、２４…マウントベース、２４ａ…レンズマウント、２４ｂ…取付基準面、２４ｃ…前面部、２４ｆ…位置決め用孔、２４ｅ…吸着面、２５…クランプベース、２６…垂直プレート（リフトステージ）、２６ａ…取付面、２６ｂ…ガイドブロック、２６ｃ…位置決めピン、２６ｄ…真空吸引孔、２７…水平プレート、２８…固定側クランププレート、２９…スライド面、３０…開口部、３１…第１のレンズマウント緩挿孔（レンズマウントの逃げ孔）、３２…第２のレンズマウント緩挿孔（レンズマウントの逃げ孔）、３３…可動側クランププレート、３４…突出部、３５…クランプレバー、３６…時差式カム機構、３７…ガイドブロック、３８…開口部、３９…垂直カムのカム面（第１のカム面）、４０…水平カムのカム面（第２のカム面）、４１…操作桿（操作ロッド）、４２…操作摘み、４３…第１のカムローラ、４４…第２のカムローラ、４５，４６…固定ピン、４７…垂直プレートを水平プレート側に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリング（引っ張りばね）、４８，４９…固定ピン、５０…可動側クランププレートを固定側クランププレートの基端側に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリング（引っ張りばね）、６１…センサ基板、６２…イメージセンサ、６２ａ…撮像面、Ｏ１…光軸、ｆａ…レンズマウント２４ａのフランジ面、ｆｂ…マウントベースの押し当て天面、。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エリアイメージセンサを実装したセンサホルダとレンズマウントを有するマウントベースとにより構成されるカメラマウントの製造時に適用されるカメラマウント組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マシンビジョンシステムにおいては、工業用の電子撮像カメラとして、撮像素子となるエリアイメージセンサに、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳイメージセンサ（Charge Coupled Device Image Sensor）を用いた固体撮像素子カメラが広く用いられている。
【０００３】
この種、マシンビジョンシステムに適用される固体撮像素子カメラは、例えば検出位置精度等に関して高精度の位置検出が可能な撮像出力が要求される。
【０００４】
このため、カメラレンズ取付部（フランジ）およびレンズ光軸に平行な取付基準面を有するマウントベースに、エリアイメージセンサを取り付ける製造工程においては、マウントベースに対するセンサ撮像面の微細な位置調整が必要となる。
【０００５】
とくに、この種のカメラ組立においては、カメラレンズ取付面（フランジ面）とセンサ撮像面との距離（フランジバック）の管理は非常に重要である。例えばＣマウントレンズの場合、フランジバック（ＦＢ）を１７．５２６ｍｍに設定する必要がある。
【０００６】
カメラ筐体となる上記マウントベースに、イメージセンサを保持したセンサホルダをレンズマウントの光軸上のフランジバックを確保したマウント位置にマウントする場合、従来では、マウントベースとセンサホルダをそれぞれ個別に支持機構で支持し、数カ所のねじ締め加工により、センサホルダをマウントベースに固定している。この際、マウントベース側のレンズマウントとセンサホルダ側のセンサとの光軸（ｘ，Ｙ，θ方向）精度を保ちながら組み上げるには、ねじ締付時のトルクの影響で位置ずれが発生しないように、マウントベースとセンサホルダをしっかりと固定しておく必要がある。このため、従来では、人手作業により、位置ずれが生じていないことを確認しながらねじ締め作業を行っていた。
【０００７】
この種、位置決め部品の支持機構として、従来ではクランパーによるＩＣパッケージの取付構造が存在した（特許文献１参照）。また、ねじ締めを伴うカメラの組立構造として、レンズ鏡筒本体を回転させることなく、ねじマウントへの装着ができるレンズ鏡筒が存在した（特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平１０−３１９０７６号公報
【特許文献２】特開平１０−０４８７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、マシンビジョンシステムに適用される、高精度の撮像出力が要求される固体撮像素子カメラの組立工程において、従来では、マウントベースとセンサホルダをそれぞれ個別に支持機構で支持し、マウントベース側のレンズマウントとセンサホルダ側のセンサとの光軸精度を保ちながら（位置ずれが生じていないことを確認しながら）、人手作業により、ねじ締め作業を行っていた。このため、レンズマウントを有するマウントベースに、イメージセンサを保持したセンサホルダをレンズマウントの光軸上のフランジバックを確保したマウント位置でマウントする組立工程において、作業性の面で問題があった。
【０００９】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、レンズマウントを有するマウントベースに、イメージセンサを保持したセンサホルダをねじ締め固定する固定作業を光軸精度を保ちつつ効率よく行うことのできるカメラマウント組立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】
【００１０】
本発明は、円筒状のレンズマウントおよび前記レンズマウントのフランジ面に直交する取付基準面を有するマウントベースに、矩形状の撮像面を有するイメージセンサを保持したセンサホルダを前記レンズマウントの光軸上のフランジバックを確保したマウント位置でマウントするカメラマウント組立装置であって、前記マウントベースを前記マウント位置で支持するクランプ機構と、前記センサホルダを前記マウント位置で支持するパレット機構と、前記パレット機構に支持されたイメージセンサを前記クランプ機構に支持されたマウントベースにねじ締め固定するねじ締め機構とを具備し、前記クランプ機構は、前記取付基準面に接合して、前記マウントベースを前記レンズマウントを上方に向け前記光軸に平行な垂直に支持する垂直プレートと、前記マウントベースの前記レンズマウントが設けられた前面部に接合して前記フランジ面を水平に支持する水平プレートと、棒状の操作桿を有し、この操作桿の軸方向の移動操作により、第１の操作位置で前記前面部を前記水平プレートに押し付け、続く第２の操作位置で前記取付基準面を前記垂直プレートに押し付けて、前記マウントベースを前記ねじ締め時の回転トルクに対し移動不能に支持する時差式カム機構とを具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、レンズマウントを有するマウントベースに、イメージセンサを保持したセンサホルダをねじ締め固定する固定作業を光軸精度を保ちつつ効率よく行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００１３】
本発明の実施形態に係る、光軸位置調整を行うカメラマウント組立装置の全体構成を図１に示し、同装置におけるマウントベースのクランプ構造を図２乃至図４に示し、組立対象となるマウントベースおよびセンサホルダの構成例を図５乃至図７に示し、上記マウントベースの取付構造を図８および図９に示す。なお、図２は上記クランプ構造の平面図、図３は同側面図、図４は図３に示す垂直プレートの正面図、図５は組立前のマウントベースとセンサホルダを示す上面図、図６は同側面図、図７（ａ）は組立後の側面図、同図（ｂ）は同正面図である。
【００１４】
本発明の実施形態に係るカメラマウント組立装置は、図５乃至図９に示す、円筒状のレンズマウント２４ａおよびレンズマウント２４ａのフランジ面ｆａに直交する取付基準面２４ｂを有するマウントベース２４に、矩形状の撮像面６２ａを有するイメージセンサ６２を保持したセンサホルダ２１をレンズマウント２４ａの光軸Ｏ１上のフランジバック（ＦＢ）を確保したマウント位置でマウントする装置であって、図１に示す、マウントベース２４を支持するクランプ機構１５と、センサホルダ２１を支持するパレット機構（センサホルダパレット）２０と、パレット機構２０に支持されたセンサホルダ２１をクランプ機構１５に支持されたマウントベース２４にねじ締め固定するねじ締め機構２２とを具備し、クランプ機構１５は、図２乃至図４に示す、取付基準面２４ｂに接合して、マウントベース２４をレンズマウント２４ａを上方に向け光軸Ｏ１に平行な垂直に支持する垂直プレート２６と、マウントベース２４のレンズマウント２４ａが設けられた前面部２４ｃに接合してレンズマウント２４ａのフランジ面ｆａを水平に支持する水平プレート２７と、棒状の操作桿４１を有し、この操作桿４１の軸方向の移動操作により、第１の操作位置でマウントベース２４の前面部２４ｃを水平プレート２７に押し付け、続く第２の操作位置でマウントベース２４の取付基準面２４ｂを垂直プレート２６に押し付けて、マウントベース２４をねじ締め時の回転トルクに対し移動不能に支持する時差式カム機構３６（４１〜４４）とを具備する。なお、クランプ機構１５および時差式カム機構３６の構成については図２乃至図４を参照して後述する。クランプ機構１５の作用については図１３乃至図１５を参照して後述する。センサホルダパレット２０に固定支持されたセンサホルダ２１は、イメージセンサ６２を実装したセンサ基板６１を撮像面６２ａを露出させ、一対のホルダ部材でセンサホルダパレット２０に固定するもので、この実施形態ではセンサホルダ２１の具体的な構成について説明を省略する。
【００１５】
上記時差式カム機構３６は、クランプ機構１５に支持されたマウントベース２４を水平プレート２７に弾性的に押し付ける垂直方向の押圧手段（４５〜４７）と、クランプ機構１５に支持されたマウントベース２４を垂直プレート２６に弾性的に押圧する水平方向の押圧手段（４８〜５０）とを具備する。
【００１６】
上記垂直プレート２６は、マウントベース２４のリフトステージを構成する。この垂直プレート２６は、図３、図４および図８に示すように、マウントベース２４の取付基準面２４ｂに接合する取付面２６ａに、位置決めピン２６ｃおよび真空吸引孔２６ｄを有し、マウントベース２４は、図８および図９に示すように、取付基準面２４ｂに、位置決めピン２６ｃが嵌合する位置決め用孔２４ｆ、および真空吸引孔２６ｄに連通して取付面２６ａに真空吸着室を形成する、凹陥部により形成された吸着面２４ｅを有する。上記垂直プレート２６の位置決めピン２６ｃにマウントベース２４の位置決め用孔２４ｆが嵌合され、上記マウントベース２４の吸着面２４ｅが垂直プレート２６の取付面２６ａに真空吸着されることにより、マウントベース２４が垂直プレート２６の予め定められた取付位置に真空吸着により支持される。
【００１７】
リフトステージを構成する垂直プレート２６は、光軸Ｏ１に平行な垂直方向に昇降するＺ軸ステージ１２に設けられ、垂直プレート２６の取付面２６ａに平行して、操作桿４１の移動操作により垂直プレート２６を上下方向に駆動する垂直カムのカム面（第１のカム面）３９を有する。
【００１８】
上記水平プレート２７は、基端側が上記Ｚ軸ステージ１２に固定され、先端側が上記垂直プレート２６の取付面２６ａと直交する水平方向に延出し、この延出部に上記レンズマウント２４ａが緩挿されるレンズマウントの逃げ孔３１を有し、この逃げ孔３１の周囲の下面に上記マウントベース２４の前面部２４ｃが当接するマウントベースの押し当て天面ｆｂを有する固定側クランププレート２８と、この固定側クランププレート２８上に、同プレートが延出する水平方向（矢印ｃ方向）にスライド可能に設けられ、同プレートの延出側に向かう端部にマウントベース２４の一側部をクランプするクランプレバー３５を有し、固定側クランププレート２８の基端側に向かう端部に、操作桿４１の移動操作によりクランプレバー３５を上記スライド方向（矢印ｃ方向）に駆動する水平カムのカム面（第２のカム面）４０を有する可動側クランププレート３３とを具備する。
【００１９】
上記垂直プレート２６には、同プレートを水平プレート２７側に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリング（引っ張りばね）４７が張設され、水平プレート２７の可動側クランププレート３３には、同プレートを固定側クランププレート２８の基端側に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリング（引っ張りばね）５０が張設されている。
【００２０】
レンズマウント２４ａのフランジ面ｆａを上方に向け、レンズマウント２４ａからイメージセンサ６２の撮像面６２ａが露出した状態でクランプ機構１５に固定支持されたマウントベース２４の上方には、レンズマウント２４ａのレンズ光軸Ｏ１を測定基軸として、イメージセンサ６２の撮像面６２ａの光軸Ｏ１に対する位置ずれを光学的に計測する三次元光学測定器（図示せず）が設けられている。
【００２１】
上記クランプ機構１５に固定支持されたマウントベース２４に対して、センサホルダパレット２０に固定支持されたセンサホルダ２１が、レンズマウント２４ａのフランジ面ｆａの上方に位置する三次元光学測定器により光学測定され、この測定値をもとに、Ｙ軸ステージ１７、Ｘ軸ステージ１８およびθ軸ステージ１９が駆動されて、レンズマウント２４ａの光軸Ｏ１とイメージセンサ６２との光軸位置合わせ調整が行われた後、ねじ締め機構２２により、センサホルダ２１がマウントベース２４にねじ締め固定される。
【００２２】
上記した本発明の実施形態に係るカメラマウント組立装置によれば、操作桿４１の軸方向の移動操作による第１の操作位置でマウントベース２４の前面部２４ｃを水平プレート２７に押し付け、続く第２の操作位置でマウントベース２４の取付基準面２４ｂを垂直プレート２６に押し付けて、マウントベース２４をねじ締め時の回転トルクに対し移動不能に支持する時差式カム機構３６（４１〜４４）を備えて、マウントベース２４をクランプ機構１５に固定支持する構成としたことにより、人手によるねじ締め固定作業によらず、ねじ締め機構２２による自動化したねじ締め固定作業にて、ねじ締め時の回転トルクに伴って発生する、マウントベース２４とイメージセンサ６２の撮像面６２ａとの光軸ずれ（レンズマウント２４ａの光軸Ｏ１に対する撮像面６２ａの位置ずれ、および光軸Ｏ１の軸回り方向のずれを含む）による光軸位置出し精度の劣化を回避できる。これにより、マウントベース２４にセンサホルダ２１をねじ締め固定する固定作業を光軸精度を保ちつつねじ締め機構２２を用いて効率よく行うことができる。
【００２３】
ここで、上記各図を参照して上記実施形態に係るカメラマウント組立装置の構成をさらに説明する。
【００２４】
図１乃至図４を参照して本発明の実施形態に係るカメラマウント組立装置の全体構成を概略的に説明する。カメラマウント組立装置のベースとなる基台１１には、Ｚ軸ステージ１２が設置されている。このＺ軸ステージ１２は、Ｚ軸方向に駆動する駆動機構１３を有する。この駆動機構１３には、昇降台１４が設けられ、昇降台１４には、図２乃至図４を参照して詳細を後述する時差式カム機構３６を備えたクランプ機構１５が搭載されている。
【００２５】
Ｚ軸ステージ１２の前部の基台１１には、パレット機構（センサホルダパレット）２０をＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動制御するステージの基台１６が設けられ、この基台１６にはＹ軸方向に直線移動するＹ軸ステージ１７が設けられている。このＹ軸ステージ１７にはＸ軸方向に直線移動するＸ軸ステージ１８が搭載されている。さらに、Ｘ軸ステージ１８にはθ軸ステージ１９が搭載されている。このθ軸ステージ１９には、センサホルダパレット２０が設けられ、このセンサホルダパレット２０によってセンサホルダ２１を支持できるようになっている。すなわち、センサホルダパレット２０で支持したセンサホルダ２１をＹ軸ステージ１７、Ｘ軸ステージ１８およびθ軸ステージ１９によってＸＹおよびθ軸方向に移動してクランプ機構１５に位置決めできるようになっている。
【００２６】
さらに、Ｚ軸ステージ１２とＹ軸ステージ１７との間の基台１１には、ねじ締め機構２２が設けられている。このねじ締め機構２２はドライバービット２３が垂直上向きに設けられ、ＸＹ方向に移動自在であるとともに、Ｚ軸方向に移動自在であり、センサホルダ２１をマウントベース２４にねじ締めする際に駆動するようになっている。
【００２７】
次に、図２乃至図４を参照してクランプ機構１５について説明する。Ｚ軸ステージ１２の昇降台１４にはクランプベース２５が固定され、このクランプベース２５の前面には真空吸着面を形成する取付面２６ａを有する垂直プレート２６が設けられている。この垂直プレート２６の裏面には垂直方向のガイドブロック２６ｂが設けられ、このガイドブロック２６ｂは昇降台１４に設けられたガイドレール１４ａに対して垂直方向にガイドされるようになっている。
【００２８】
真空吸着面を形成する取付面２６ａの上部には、左右方向に離間して一対の基準位置決めピン２６ｃが突設されている。さらに、真空吸着面を形成する取付面２６ａの下部には１個の真空吸着孔２６ｄが設けられ、この真空吸着孔２６ｄは真空吸引パイプ２６ｅを介して真空吸引源（図示しない）に連通している。垂直プレート２６の裏面にはカム用の開口部３８が形成され、この下辺には斜面からなる第１のカム面３９が設けられている。第１のカム面３９はクランプ機構１５の垂直カムのカム面を構成している。
【００２９】
また、クランプベース２５の上面には固定側クランププレート２８の基端部が固定され、先端部は垂直プレート２６より前方に突出して設けられている。したがって、垂直プレート２６と固定側クランププレート２８とによって側面視で、逆Ｌ字状に構成されている。
【００３０】
固定側クランププレート２８は、下面に垂直プレート２６の真空吸着面を形成する取付面２６ａに対して直角で、マウントベース水平基準面となるマウントベースの押し当て天面ｆｂが形成されている。固定側クランププレート２８は基端側が肉厚で、先端側が薄肉に形成され、固定側クランププレート２８の上面の先端側（薄肉部）には基端側より一段低く形成されたスライド面２９が設けられている。このスライド面２９の幅方向の中央部は固定側クランププレート２８の基端側（肉厚部）まで延長しており、固定側クランププレート２８の基端側には矩形状の開口部３０が設けられている。
【００３１】
固定側クランププレート２８のスライド面２９には上下方向に貫通する真円の第１のレンズマウント緩挿孔３１が設けられ、この第１のレンズマウント緩挿孔３１を挟んで両側部にはスライドガイド部３２が対称的に設けられている。第１のレンズマウント緩挿孔３１はレンズマウント２４ａの逃げ孔を構成している。
【００３２】
このように構成された固定側クランププレート２８の上面、すなわちスライド面２９には平板状の可動側クランププレート３３が前後方向（矢印ｃ方向）にスライド自在に載置されている。可動側クランププレート３３は固定側クランププレート２８のスライド面２９と略同一形状であり、一端部には開口部３０の一部を覆うように突出部３４が一体に設けられている。可動側クランププレート３３の他端部には固定側クランププレート２８を避けて下方へ突出するクランプレバー３５が設けられている。このクランプレバー３５はレンズマウント２４を垂直プレート２６の取付面２６ａ方向に押圧する際のプッシャーとして作用する。
【００３３】
さらに、可動側クランププレート３３の中央部にはその前後方向に長径部を有する略楕円形状の第２のレンズマウント緩挿孔３４が設けられ、この第２のレンズマウント緩挿孔３４は固定側クランププレート２８の第１のレンズマウント緩挿孔３１に対向と対向している。第２のレンズマウント緩挿孔３４は第１のレンズマウント緩挿孔３１と同様にレンズマウント２４ａの逃げ孔を構成している。さらに、第２のレンズマウント緩挿孔３４の両側部における可動側クランププレート３３の下面にはスライドガイド部３２に前後方向にスライド自在に嵌合するガイドブロック３７が設けられている。
【００３４】
可動側クランププレート３３の突出部３４の端面には斜面からなる第２のカム面４０が設けられている。第２のカム面４０はクランプ機構１５の水平カムのカム面を構成している。
【００３５】
上記第１のカム面３９と第２のカム面４０は直角であり、第１のカム面３９が上下方向の勾配面を有し、第２のカム面４０は水平方向の勾配面を有している。
【００３６】
さらに、第１のカム面３９と第２のカム面４０の近傍で、前記Ｚ軸ステージ１２の昇降台１４には左右方向に貫通する貫通孔（図示しない）が設けられ、この貫通孔には操作桿（操作ロッド）４１が軸方向にスライド自在に挿入されている。操作ロッド４１の両端部には操作摘み４２が設けられ、手指によって操作摘み４２を摘んで操作ロッド４１を軸方向にスライドできるようになっている。
【００３７】
操作ロッド４１の中間部には第１のカム面３９と接離可能な第１のカムローラ４３と、第２のカム面４０と接離可能な第２のカムローラ４４が設けられている。第２のカムローラ４４はクランプベース２５の上面に設けられた長孔２５ｈから突出して第２のカム面４０に接離可能に設けられている。第１のカムローラ４３と第１のカム面３９は垂直カムを構成し、第２のカム面４０と第２のカムローラ４４は水平カムを構成している。すなわち、操作ロッド４１を一方向（図４に示す矢印ａ方向）にスライドすることにより、第１のカムローラ４３が第１のカム面３９に対して接離し、第２のカムローラ４４が第２のカム面４０に対して接離するようになっている。この場合、操作ロッド４１を一方向（矢印ａ方向）にスライドすると、まず第１のカムローラ４３が第１のカム面３９に対して離間し（図１４参照）、続いて第２のカムローラ４４が第２のカム面４０に対して離間する（図１５参照）時差式カム機構３６を構成している。
【００３８】
また、上記垂直プレート（昇降プレート）２６の両側部には固定ピン４５が固定され、固定側クランププレート２８の両側部の下面には固定ピン４６が固定されている。そして、固定ピン４５と４６との間には垂直プレート２６を引き上げる方向に付勢するコイルスプリング４７が張設されている。さらに、固定側クランププレート２８の両側部には固定ピン４８が固定され、可動側クランププレート３３の両側部には固定ピン４９が固定されている。そして、固定ピン４８と４９との間には可動クランププレート３３を固定側クランププレート２８に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリング５０が張設されている。したがって、第１のカムローラ４３はコイルスプリング４７によって第１のカム面３９に接触する方向に付勢され、第２のカムローラ４４はコイルスプリング５０によって第２のカム面４０に接触する方向に付勢されている。
【００３９】
上記した、操作ロッド４１および操作摘み４２と、垂直カムを構成する第１のカムローラ４３および第１のカム面３９と、水平カムを構成する第２のカム面４０および第２のカムローラ４４と、コイルスプリング（引っ張りばね）４７，５０とにより、時差式カム機構３６が構成される。この時差式カム機構３６の操作桿４１を軸方向に一方向（矢印ａ方向）移動操作により、第１の操作位置でマウントベース２４の前面部２４ｃを水平プレート２７に押し付け、続く第２の操作位置でマウントベース２４の取付基準面２４ｂをリフトステージを構成する垂直プレート２６に押し付けて、マウントベース２４をねじ締め時の回転トルクに対し移動不能にクランプ機構１５に支持することができる。この際、図８に示すように、上記第１の操作位置で、マウントベース２４に設けられたレンズマウント２４ａの周面全域に亘る前面部２４ｃが水平プレート２７を構成する固定側クランププレート２８のマウントベース押し当て天面ｆｂに当接して、レンズマウント２４ａの周面全域に亘る前面部２４ｃに歪み防止用の面圧反力（Ｐｂ）が加わり、さらに、上記第２の操作位置で、クランプレバー３５がマウントベース２４を垂直プレート２６に押し付けることで、マウントベース２４の取付基準面２４ｂが垂直プレート２６の取付面２６ａに当接して、マウントベース２４に光軸ずれ防止用押圧力（Ｐａ）が加わる。これにより、マウントベース２４は、ねじ締め機構２２によるねじ締めの回転トルクに対して移動不能にクランプ機構１５に固定支持される。
【００４０】
図１０乃至図１５は上記クランプ機構１５の動作明図であり、このうち、図１０はマウントベース２４をクランプ機構１５の垂直プレート２６に取り付ける状態を示す図、図１１はマウントベース２４の前面部２４ｃを水平プレート２７（固定側クランププレート２８の裏面部に形成されたマウントベースの押し当て天面ｆｂ）に押し付ける第１の操作位置の状態を示す図、図１２はマウントベース２４の取付基準面２４ｂを垂直プレート２６の取付面２６ａに押し付ける第２の操作位置の状態を示す図である。図１３はマウントベース２４を垂直プレート２６に取り付けた後のクランプ開始時の垂直カム、水平カムの状態を示す図、図１４は上記図１１に示す第１の操作位置における垂直カム、水平カムの状態を示す図、図１５は上記図１２に示す第２の操作位置における垂直カム、水平カムの状態を示す図である。
【００４１】
クランプ機構１５にマウントベース２４を取り付ける、マウントベースの取付、交換時は、操作ロッド４１を図４に矢印ｂで示す方向に位置させ、クランプ解除の状態にしておく。この際は、垂直カム（第１のカムローラ４３および第１のカム面３９）および水平カム（第２のカム面４０および第２のカムローラ４４）が図１３に示す状態にあり、図１０に示すように、リフトステージを構成する垂直プレート２６が、コイルスプリング（引っ張りばね）４７の作用に抗して下降位置にあり、水平プレート２７の可動側クランププレート３３に設けられたクランプレバー３５が、コイルスプリング（引っ張りばね）５０の作用に抗して固定側クランププレート２８の延長方向最前端の位置にある。この状態で、マウントベース２４の位置決め用孔２４ｆを垂直プレート２６の位置決めピン２６ｃに嵌合し、マウントベース２４の吸着面２４ｅを垂直プレート２６の取付面２６ａで真空吸着することにより、マウントベース２４がリフトステージを構成する垂直プレート２６の予め定められた取付位置に真空吸着により支持される。
【００４２】
次に、操作摘み４２により、操作ロッド４１を図１４に矢印ａで示す方向に所定量移動操作し、図１４に示す第１の操作位置状態とすることにより、垂直カムの第１のカムローラ４３が第１の傾斜カム面３９を移動し、これにより、図１１に示すように、リフトステージを構成する垂直プレート２６が、コイルスプリング４７の引っ張り方向（矢印ｅ方向）に押し上げられて、マウントベース２４の前面部２４ｃが水平プレート２７を構成する固定側クランププレート２８の裏面部に形成されたマウントベース押し当て天面ｆｂに当接し、マウントベース２４の前面部２４ｃをマウントベース押し当て天面ｆｂに押し付ける（図８の符号Ｐｂ参照）。
【００４３】
さらに、操作ロッド４１を矢印ａで示す方向に所定量移動操作し、図１５に示す第２の操作位置状態とすることにより、水平カムの第２のカム面４０が第２のカムローラ４４を移動し、これにより、図１２に示すように、水平プレート２７の可動側クランププレート３３に設けられたクランプレバー３５が、コイルスプリング５０の引っ張り方向（矢印ｆ方向）により固定側クランププレート２８の基端側に引き寄せられて、クランプレバー３５がマウントベース２４を垂直プレート２６に押圧する（図８の符号Ｐａ参照）。
【００４４】
上記したように、クランプ機構１５に時差式カム機構３６を設けたことにより、操作ロッド４１の押し、引き操作のみで、マウントベース２４のクランプ、クランプ解除が可能であり、時差式カム機構３６により、クランプ時には、操作ロッド４１の移動操作に連動して、リフトアップ天面押し付け、側面クランプの順で確実にマウントベース２４をクランプ機構１５に固定できる。さらに、クランプ解除の位置では、リフトステージを構成する垂直プレート２６が下降し、周囲に作業空間が形成されることから、マウントベース２４を容易に取り付け、取り外しできる。また、マウントベース２４のクランプ機構に時差式カム機構３６を設けたことにより、ねじ締め機構２２によるねじ締め固定の自動制御が可能となり、さらに真空吸着機構に吸着センサを設けることで、ねじ締め機構２２を外部制御し自動化した際、ねじ締め固定完了時に位置ずれが発生した場合に、この位置ずれの発生を判定し報知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る光軸位置調整を行うカメラマウント組立装置の全体構成を示す図。
【図２】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるマウントベースのクランプ構造を示す図。
【図３】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるマウントベースのクランプ構造を示す図。
【図４】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるマウントベースのクランプ構造を示す図。
【図５】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置で扱うマウントベースおよびセンサホルダの構成例を示す図。
【図６】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置で扱うマウントベースおよびセンサホルダの構成例を示す図。
【図７】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置で扱うマウントベースおよびセンサホルダの構成例を示す図。
【図８】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるマウントベースの取付構造を示す図。
【図９】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるマウントベースの取付構造を示す図。
【図１０】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるクランプ機構の動作明図。
【図１１】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるクランプ機構の動作明図。
【図１２】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるクランプ機構の動作明図。
【図１３】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるクランプ機構の動作明図。
【図１４】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるクランプ機構の動作明図。
【図１５】上記実施形態に係るカメラマウント組立装置におけるクランプ機構の動作明図。
【符号の説明】
【００４６】
１１…基台、１２…Ｚ軸ステージ、１３…駆動機構、１４…昇降台、１４ａ…ガイドレール、１５…クランプ機構、１６…基台、１７…Ｙ軸ステージ、１８…Ｘ軸ステージ、１９…θ軸ステージ、２０…パレット機構（センサホルダパレット）、２１…センサホルダ、２２…ねじ締め機構、２３…ドライバービット、２４…マウントベース、２４ａ…レンズマウント、２４ｂ…取付基準面、２４ｃ…前面部、２４ｆ…位置決め用孔、２４ｅ…吸着面、２５…クランプベース、２６…垂直プレート（リフトステージ）、２６ａ…取付面、２６ｂ…ガイドブロック、２６ｃ…位置決めピン、２６ｄ…真空吸引孔、２７…水平プレート、２８…固定側クランププレート、２９…スライド面、３０…開口部、３１…第１のレンズマウント緩挿孔（レンズマウントの逃げ孔）、３２…第２のレンズマウント緩挿孔（レンズマウントの逃げ孔）、３３…可動側クランププレート、３４…突出部、３５…クランプレバー、３６…時差式カム機構、３７…ガイドブロック、３８…開口部、３９…垂直カムのカム面（第１のカム面）、４０…水平カムのカム面（第２のカム面）、４１…操作桿（操作ロッド）、４２…操作摘み、４３…第１のカムローラ、４４…第２のカムローラ、４５，４６…固定ピン、４７…垂直プレートを水平プレート側に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリング（引っ張りばね）、４８，４９…固定ピン、５０…可動側クランププレートを固定側クランププレートの基端側に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリング（引っ張りばね）、６１…センサ基板、６２…イメージセンサ、６２ａ…撮像面、Ｏ１…光軸、ｆａ…レンズマウント２４ａのフランジ面、ｆｂ…マウントベースの押し当て天面、。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のレンズマウントおよび前記レンズマウントのフランジ面に直交する取付基準面を有するマウントベースに、矩形状の撮像面を有するイメージセンサを保持したセンサホルダを前記レンズマウントの光軸上のフランジバックを確保したマウント位置でマウントするカメラマウント組立装置であって、
前記マウントベースを支持するクランプ機構と、
前記センサホルダを支持するパレット機構と、
前記パレット機構に支持されたセンサホルダを前記クランプ機構に支持されたマウントベースにねじ締め固定するねじ締め機構とを具備し、
前記クランプ機構は、
前記取付基準面に接合して、前記マウントベースを前記レンズマウントを上方に向け前記光軸に平行な垂直に支持する垂直プレートと、
前記マウントベースの前記レンズマウントが設けられた前面部に接合して前記フランジ面を水平に支持する水平プレートと、
棒状の操作桿を有し、この操作桿の軸方向の移動操作により、第１の操作位置で前記前面部を前記水平プレートに押し付け、続く第２の操作位置で前記取付基準面を前記垂直プレートに押し付けて、前記マウントベースを前記ねじ締め時の回転トルクに対し移動不能に支持する時差式カム機構と
を具備したことを特徴とするカメラマウント組立装置。
【請求項２】
前記時差式カム機構は、前記クランプ機構に支持された前記マウントベースを前記水平プレートに弾性的に押し付ける垂直方向の押圧手段と、前記クランプ機構に支持されたマウントベースを前記垂直プレートに弾性的に押圧する水平方向の押圧手段とを具備する請求項１に記載のカメラマウント組立装置。
【請求項３】
前記垂直プレートは、前記取付基準面に接合する取付面に、位置決めピンおよび真空吸引孔を有し、前記マウントベースは、前記取付基準面に、前記位置決めピンが嵌合する位置決め用孔および前記真空吸引孔に連通して真空吸着室を形成する吸着面を有して、前記位置決め用孔に前記位置決めピンが嵌合され、前記吸着面が前記取付面に真空吸着されることにより前記垂直プレートに支持されることを特徴とする請求項２に記載のカメラマウント組立装置。
【請求項４】
前記垂直プレートは、前記光軸に平行な垂直方向に昇降するＺ軸ステージに設けられ、前記取付面に平行して、前記操作桿の移動操作により前記垂直プレートを上下方向に駆動する垂直カムのカム面を有することを特徴とする請求項３に記載のカメラマウント組立装置。
【請求項５】
前記水平プレートは、
基端側が前記Ｚ軸ステージに固定され、先端側が前記垂直プレートの前記取付面と直交する水平方向に延出し、この延出部に前記レンズマウントが緩挿されるレンズマウントの逃げ孔を有し、この逃げ孔周囲の下面に前記マウントベースの前面部が当接するマウントベースの押し当て天面を有する固定側クランププレートと、
この固定側クランププレート上に前記固定側クランププレートが延出する水平方向にスライド可能に設けられ、前記固定側クランププレートの延出側に向かう端部に前記マウントベースの一側部をクランプするクランプレバーを有し、前記固定側クランププレートの基端側に向かう端部に、前記操作桿の移動操作により前記クランプレバーを前記スライド方向に駆動する水平カムのカム面を有する可動側クランププレートと
を具備したことを特徴とする請求項２に記載のカメラマウント組立装置。
【請求項６】
前記垂直プレートを前記水平プレート側に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリングを具備したことを特徴とする請求項４に記載のカメラマウント組立装置。
【請求項７】
前記可動側クランププレートを前記固定側クランププレートの基端側に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリングを具備したことを特徴とする請求項５に記載のカメラマウント組立装置。
【請求項１】
円筒状のレンズマウントおよび前記レンズマウントのフランジ面に直交する取付基準面を有するマウントベースに、矩形状の撮像面を有するイメージセンサを保持したセンサホルダを前記レンズマウントの光軸上のフランジバックを確保したマウント位置でマウントするカメラマウント組立装置であって、
前記マウントベースを支持するクランプ機構と、
前記センサホルダを支持するパレット機構と、
前記パレット機構に支持されたセンサホルダを前記クランプ機構に支持されたマウントベースにねじ締め固定するねじ締め機構とを具備し、
前記クランプ機構は、
前記取付基準面に接合して、前記マウントベースを前記レンズマウントを上方に向け前記光軸に平行な垂直に支持する垂直プレートと、
前記マウントベースの前記レンズマウントが設けられた前面部に接合して前記フランジ面を水平に支持する水平プレートと、
棒状の操作桿を有し、この操作桿の軸方向の移動操作により、第１の操作位置で前記前面部を前記水平プレートに押し付け、続く第２の操作位置で前記取付基準面を前記垂直プレートに押し付けて、前記マウントベースを前記ねじ締め時の回転トルクに対し移動不能に支持する時差式カム機構と
を具備したことを特徴とするカメラマウント組立装置。
【請求項２】
前記時差式カム機構は、前記クランプ機構に支持された前記マウントベースを前記水平プレートに弾性的に押し付ける垂直方向の押圧手段と、前記クランプ機構に支持されたマウントベースを前記垂直プレートに弾性的に押圧する水平方向の押圧手段とを具備する請求項１に記載のカメラマウント組立装置。
【請求項３】
前記垂直プレートは、前記取付基準面に接合する取付面に、位置決めピンおよび真空吸引孔を有し、前記マウントベースは、前記取付基準面に、前記位置決めピンが嵌合する位置決め用孔および前記真空吸引孔に連通して真空吸着室を形成する吸着面を有して、前記位置決め用孔に前記位置決めピンが嵌合され、前記吸着面が前記取付面に真空吸着されることにより前記垂直プレートに支持されることを特徴とする請求項２に記載のカメラマウント組立装置。
【請求項４】
前記垂直プレートは、前記光軸に平行な垂直方向に昇降するＺ軸ステージに設けられ、前記取付面に平行して、前記操作桿の移動操作により前記垂直プレートを上下方向に駆動する垂直カムのカム面を有することを特徴とする請求項３に記載のカメラマウント組立装置。
【請求項５】
前記水平プレートは、
基端側が前記Ｚ軸ステージに固定され、先端側が前記垂直プレートの前記取付面と直交する水平方向に延出し、この延出部に前記レンズマウントが緩挿されるレンズマウントの逃げ孔を有し、この逃げ孔周囲の下面に前記マウントベースの前面部が当接するマウントベースの押し当て天面を有する固定側クランププレートと、
この固定側クランププレート上に前記固定側クランププレートが延出する水平方向にスライド可能に設けられ、前記固定側クランププレートの延出側に向かう端部に前記マウントベースの一側部をクランプするクランプレバーを有し、前記固定側クランププレートの基端側に向かう端部に、前記操作桿の移動操作により前記クランプレバーを前記スライド方向に駆動する水平カムのカム面を有する可動側クランププレートと
を具備したことを特徴とする請求項２に記載のカメラマウント組立装置。
【請求項６】
前記垂直プレートを前記水平プレート側に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリングを具備したことを特徴とする請求項４に記載のカメラマウント組立装置。
【請求項７】
前記可動側クランププレートを前記固定側クランププレートの基端側に引き寄せる方向に付勢するコイルスプリングを具備したことを特徴とする請求項５に記載のカメラマウント組立装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１０−１２２４６４（Ｐ２０１０−１２２４６４Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９５９７７（Ｐ２００８−２９５９７７）
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（０００２２０６２０）東芝テリー株式会社 (116)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１９日（２００８．１１．１９）
【出願人】（０００２２０６２０）東芝テリー株式会社 (116)
【Ｆターム（参考）】
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