レンズバレルのフォーカス調整装置およびフォーカス調整方法
【課題】フォーカス調整を簡易に行うことができるレンズバレルのフォーカス調整装置を提供する。
【解決手段】撮像装置などの被検体が備えるレンズバレル１のフォーカス調整を行うフォーカス調整装置８に、レンズバレル１を回動させるために当該レンズバレル１に設けられた凹部１０に挿入可能なガイドピン９と、レンズバレル１を介して入射するチャート２の画像を投影する投影板４とを設ける。
【解決手段】撮像装置などの被検体が備えるレンズバレル１のフォーカス調整を行うフォーカス調整装置８に、レンズバレル１を回動させるために当該レンズバレル１に設けられた凹部１０に挿入可能なガイドピン９と、レンズバレル１を介して入射するチャート２の画像を投影する投影板４とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置などの被検体が備えるレンズバレルのフォーカスを調整するフォーカス調整装置およびフォーカス調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、ＣＣＤ（charge-coupled device：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（complementary metal-oxide-semiconductor transistor：相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサーなどの撮像素子を有する撮像装置（被検体）が備える、鏡筒にレンズが組み込まれた製品（以下、「レンズバレル」と称する）に対して、フォーカス調整（ピント合わせ）が行われている。
【０００３】
このようなフォーカス調整は、基本的に、レンズバレルを介して形成されるチャートなどの被写体の画像が明確になるように、レンズバレルの一端に位置するレンズを移動調整させることにより行われる。
【０００４】
図６は、従来のフォーカス調整装置の一例を示す概略の正面図である。
【０００５】
図６に示すように、撮像装置などの被検体３８は、フォーカス調整の対象となるレンズバレル３７、および該レンズバレル３７を介して形成される画像を撮像する撮像素子３５を備えている。
【０００６】
また、被検体３８には、撮像素子３５により撮像される画像の信号をデータに変換する信号変換装置３９、および信号変換された画像データを表示する受像機３４がこの順に取り付けられている。
【０００７】
フォーカス調整装置３２は、筒状の形状を有し、その一端面に、上記レンズバレル３７を回動させるために、当該レンズバレル３７に設けられた凹部３３に挿入可能なガイドピン３６が複数（図６では３個）、凹部３３の配置に対応するようにして互いに等間隔に、円周状に配置されている。
【０００８】
該フォーカス調整装置３２を用いたフォーカス調整は、以下のとおりに行われる。
【０００９】
まず、フォーカス調整装置３２を、ガイドピン３６側がレンズバレル３７に向かうように移動させて、ガイドピン３６をレンズバレル３７の表面に当接させる。
【００１０】
次に、フォーカス調整装置３２を回動して、複数のガイドピン３６を対応する凹部３３にそれぞれ挿入させる。これにより、フォーカス調整装置３２は、レンズバレル３７と結合（連結）した状態になる。
【００１１】
続いて、フォーカス調整装置３２のレンズバレル３７側の反対側であって、レンズバレル３７の表面から規定の距離（例えば、焦点までの距離）だけ離れた位置にチャート（被写体）３１を載置し、当該チャート３１の裏面に光源（図示しない）から光を照射して、チャート３１の画像をレンズバレル３７に投影する。
【００１２】
投影されたチャート３１の画像は、フォーカス調整装置３２およびレンズバレル３７を介して、撮像素子３５により撮像され、信号が信号変換装置３９で表示可能な画像データに変換されて受像機３４に表示される。
【００１３】
この場合、受像機３４に表示されている画像を見ながら、該画像が最も明確になるまで（例えば、コントラスト比が最も大きくなるまで）、フォーカス調整装置３２を回動することによってレンズバレル３７を連動し回動させることにより、レンズバレル３７のフォーカス調整を行うことになる。
【００１４】
このような従来技術として、例えば以下の特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−６５８９８号公報（２００３年３月５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述のような従来技術には、以下の問題点がある。
【００１７】
上記従来技術の方法によると、フォーカス調整を、フォーカス調整用のチャート（被写体）３１を被検体３８の撮像素子３５で撮像し、被検体３８から出力される映像信号（画像データ）を受像機３４で受像しながら行う必要がある。すなわち、従来技術によるフォーカス調整は、レンズバレル３７が被検体３８に組み込まれている状態（製品の出荷形態）でなければ行うことができない。したがって、上記の方法では、撮像素子３５および被検体３８を動作させるための装置を用いる必要があるほか、撮像した画像を映し出すための受像機３４が別途必要となり、当該フォーカス調整が複雑になるという問題点がある。
【００１８】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その主たる目的は、撮像素子、撮像素子を動作させるための装置、および撮像した画像を映し出すための受像機を必要とせず、レンズバレルのみでのフォーカス調整を可能にして、フォーカス調整を簡易化したフォーカス調整装置およびレンズバレルのフォーカス調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上記の課題を解決するために、被検体が備えるレンズバレルのフォーカス調整を行うフォーカス調整装置であって、レンズバレルを回動させるために当該レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な凸部と、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板とが設けられていることを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、フォーカス調整装置が、被写体の画像を形成するための投影板を備えているため、被写体をレンズバレルの反対側（フォーカス調整装置の側とは逆側）に載置して、逆投影法により該被写体からの画像を、レンズバレルを介して上記投影板に形成し、目視で確認することができる。これにより、レンズバレルのフォーカス調整に、被写体の画像を形成するための撮像素子、撮像素子を動作させるための装置、および撮像素子により形成された画像を確認するための受像機などの電気的な機材を必要とせず、フォーカス調整を簡易に実現することができる。
【００２１】
また、従来の技術によれば、被写体とレンズバレルとの間にフォーカス調整装置が設置されるため、焦点距離が短いレンズバレルのフォーカス調整は困難であるという問題点があった。例えば、通常のデジタルカメラや携帯電話に内蔵されているカメラなどの場合、焦点距離が長いので、チャートと撮像装置（被検体）との間にフォーカス調整装置を入れることができ、撮像装置でチャートを撮像しながらフォーカス調整を行うことは特に難しい方法ではないものの、スキャナーやデジタルレントゲンのように焦点距離が極端に短いカメラを必要とする装置の場合、チャートと撮像装置との間にフォーカス調整器具を入れる隙間を取ることができなかった。この場合、従来では、被写体を設置した状態で撮像し、チャートを外して任意の角度にレンズを回動させ、その後チャートを再度設置し、撮像して画像を確認する、という一連の作業をフォーカスが合うまで繰り返し続けることにより焦点を合わせなければならなかった。
【００２２】
これに対し、本発明の上記構成によると、被写体とレンズバレルとの間にフォーカス調整装置を設置する必要がないため、焦点距離が極端に短い場合でも、被写体をレンズバレルにゼロに近い距離まで接近させて、上記一連の作業を繰り返すことなく、直接かつ簡易にフォーカス調整を行うことができる。
【００２３】
また、撮像素子を使用しないため、撮像の際、撮像素子の感度差や光源の安定性のバラツキを無くすために、光源の照度や色温度等の調整および管理が必要になることもなくなる。
【００２４】
以上のように、本発明によると、レンズバレルのフォーカス調整作業における効率の大幅な向上、およびレンズバレルの不良率とコストとの大幅な低減が可能になる。
【００２５】
また、本発明のフォーカス調整装置においては、外筒と、外筒に螺合する内筒とを有し、上記外筒の一端面に上記凸部が配置されており、上記内筒に上記投影板が備えられていることが好ましい。
【００２６】
これにより、投影板は、外筒に対して内筒を回動させることで上下に移動自在であり、不同な焦点距離のレンズバレル（焦点距離が互いに異なる種々のレンズバレル）にリアルタイムで対応することができる。したがって、不同な焦点距離のレンズバレルに対して短時間でフォーカス調整を行うことができる。
【００２７】
また、本発明のフォーカス調整装置においては、上記外筒および内筒が、遮光部材からなることが好ましい。
【００２８】
従来の技術では、撮像の際、調整に必要な光源以外の外光の影響を撮像素子やチャートが受けて、正確な調整ができなくなる恐れがあったため、撮像素子が外光の影響を受けなくするように、暗室で調整を実施したり、装置全体を暗幕で覆ったりするなどの大掛かりな遮光措置を取る必要があり、その分コストもかかっていた。
【００２９】
しかし、本発明の上記構成によると、被写体から投影板までの光の経路には、外光が直接当たる領域がなくなり、かつ、外筒および内筒が遮光部材からなっているため、上記の遮光措置が必要でなく、容易かつ安価に遮光を可能にすることができる。
【００３０】
また、本発明のフォーカス調整装置においては、上記凸部は、上記外筒の一端面に複数、円周状に配置されるとともに、レンズバレルに設けられた凹部に挿入されないでレンズバレルに当接したときに外筒方向に移動可能となっていることが好ましい。
【００３１】
従来の技術では、レンズバレルに形成されている凹部と同数の凸部がフォーカス調整装置に設けられているため、当該凸部をレンズバレルに当接させ、凸部が凹部に挿入されるまで、外筒を回動する必要がある。したがって、凸部がレンズバレルの表面（外周部分）を滑ることによって、レンズバレルの天面部分にキズをつけることがある。
【００３２】
しかし、本発明の上記構成によると、例えば上記凸部の個数を凹部の個数よりも多く形成することにより、複数の凸部をレンズバレルに当接させたとき、外筒を回動させなくとも、凹部に凸部が挿入され、凹部に挿入されない凸部は外筒方向に移動する。これにより、フォーカス調整装置とレンズバレルとを連結させるときに、外筒を回動させる必要がないので、凸部がレンズバレルの表面（外周部分）を滑ることがなく、レンズバレルの天面部分にキズをつけることを防止することができる。
【００３３】
また、本発明のフォーカス調整装置においては、予め設定した角度だけ上記外筒を回動させる回動装置をさらに備えていることが好ましい。
【００３４】
これにより、フォーカス調整装置とレンズバレルとを連結させた後、フォーカス調整を行うときに、回動装置で、例えば記憶装置に予め記憶されているデータベースに基づいて設定した角度だけ上記外筒を回動させて、該レンズバレルの焦点距離に合う位置まで外筒を正確に回動させることができる。つまり、回動装置によって外筒を回動させる前に、回動させる角度が予め設定されていることになり、回動させる途中で角度を調整する必要がない。したがって、フォーカス調整を目視で確認する必要がなく、自動で行うことができる。
【００３５】
また、本発明のフォーカス調整装置においては、被写体とレンズバレルとの間に挿入され、被写体に対するレンズバレルの位置合わせを行う位置調節部材をさらに備えることが好ましい。
【００３６】
従来の技術によると、フォーカス調整は、レンズの焦点距離に合わせた位置に被写体を配置する必要があるが、被写体の中心とレンズバレルの中心とが合わないと正確な調整ができなくなってしまうため、フォーカス調整にずれが生じる恐れがあった。
【００３７】
しかし、本発明の上記構成によると、被写体とレンズバレルとの位置合わせが位置調節部材でより正確に行われるので、被写体とレンズバレルとの位置がずれてフォーカス調整に誤差が生じるという不具合を防止することができる。
【００３８】
また、本発明は、上記の課題を解決するために、被検体が備えるレンズバレルのフォーカス調整を行うフォーカス調整方法であって、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板に投影された画像を目視しながら、レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な挿入部材を用いてレンズバレルを回動させることを特徴としている。
【００３９】
上記構成によると、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板に投影された画像を目視しながら、レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な挿入部材を用いてレンズバレルを、投影された画像が明確になるまで回動させて調整することができる。これにより、レンズバレルのフォーカス調整に、被写体の画像を形成するための撮像素子、撮像素子を動作させるための装置、および撮像素子により形成された画像を確認するための受像機などの電気的な機材を必要とせず、フォーカス調整を簡易に実現することができる。
【００４０】
また、従来の技術によると、被写体とレンズバレルとの間にフォーカス調整装置が設置されるため、焦点距離（レンズバレルの表面から被写体までの距離）が短いレンズバレルのフォーカス調整が困難であるという問題点があった。
【００４１】
これに対し、本発明の上記構成によると、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板に投影された画像を目視しながらフォーカス調整を行うので、被写体とレンズバレルとの間にフォーカス調整装置を設置する必要がない。それゆえ、焦点距離が極端に短い場合でも、被写体をレンズバレルにゼロに近い距離まで接近させて、直接かつ簡易にフォーカス調整を行うことができる。
【００４２】
また、撮像素子を使用しないため、撮像の際、撮像素子の感度差や光源の安定性のバラツキを無くすために、光源の照度や色温度等の調整および管理が必要になることもなくなる。
【００４３】
以上のように、本発明によると、レンズバレルのフォーカス調整作業における効率の大幅な向上、およびレンズバレルの不良率とコストとの大幅な低減が可能になる。
【発明の効果】
【００４４】
上述したように、本発明に係るフォーカス調整装置は、レンズバレルを回動させるために当該レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な凸部と、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板とが設けられていることを特徴としている。
【００４５】
また、本発明に係るフォーカス調整方法は、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板に投影された画像を目視しながら、レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な挿入部材を用いてレンズバレルを回動させることを特徴としている。
【００４６】
上記フォーカス調整装置およびフォーカス調整方法によると、被写体の画像を投影するための投影板を用いるため、被写体をレンズバレルの反対側（フォーカス調整装置（投影板）の側とは逆側）に載置して、逆投影法により該被写体の画像を、レンズバレルを介して上記投影板に形成し、目視で確認することができる。これにより、レンズバレルのフォーカス調整に、被写体の画像を形成するための撮像素子、撮像素子を動作させるための装置、および撮像素子により形成された画像を確認するための受像機などの電気的な機材を必要とせず、フォーカス調整を簡易に実現することができる。
【００４７】
また、被写体とレンズバレルとの間にフォーカス調整装置（投影板）を設置する必要がないので、焦点距離が極端に短い場合でも、被写体をレンズバレルにゼロに近い距離まで接近させて、直接かつ簡易にフォーカス調整を行うことができる。
【００４８】
また、撮像素子を使用しないため、撮像の際、撮像素子の感度差や光源の安定性のバラツキを無くすために、光源の照度や色温度等の調整および管理が必要になることもなくなる。
【００４９】
以上のように、本発明によると、レンズバレルのフォーカス調整作業における効率の大幅な向上、およびレンズバレルの不良率とコストとの大幅な低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るフォーカス調整装置を示す概略の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るフォーカス調整方法で使用されるチャート（被写体）の一例を示す概略の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るフォーカス調整方法において、（ａ）は、フォーカスが合っていない状態を示す画像であり、（ｂ）は、その画像をデータ化したグラフである。
【図４】本発明の実施の形態１に係るフォーカス調整方法において、（ａ）は、フォーカスが合っている状態を示す画像であり、（ｂ）は、その画像をデータ化したグラフである。
【図５】本発明の実施の形態２に係るフォーカス調整装置の要部を示すブロック図である。
【図６】従来のフォーカス調整装置の一例を示す概略の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、本発明について、図１〜５を参照して詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
本実施の形態１に係るフォーカス調整装置は、基本的に、撮像装置などの被検体が備えるフォーカス調整対象であるレンズバレルのフォーカス調整を行うフォーカス調整装置であって、レンズバレルを回動させるために、当該レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能なガイドピン（凸部、挿入部材）と、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板とが設けられている構成である。
【００５２】
〔レンズバレル〕
図１に、本実施の形態１に係るフォーカス調整装置８およびフォーカス調整対象であるレンズバレル１を示す。
【００５３】
図１に示すように、レンズバレル１は、鏡筒の内部に複数のレンズが取り付けられた構成になっている。鏡筒は、外鏡筒１２と、外鏡筒１２に螺合する内鏡筒１４とを含んでおり、外鏡筒１２と内鏡筒１４とのそれぞれに、少なくとも一つのレンズが取り付けられている。
【００５４】
レンズバレル１の最も外側（フォーカス調整を行うときにおいてフォーカス調整装置側）のレンズ１１における表面周縁部には、ｎ個（ｎは２以上の整数、図１では３個）の凹部１０が互いに等間隔に、円周状に形成されている。該凹部１０は、レンズ１１の表面周縁部に直接的に形成されていてもよいし、凹部が形成されている他の部材をレンズ１１の周縁部に固定することによって形成されていてもよい。該レンズ１１は、内鏡筒１４の内部に設けられている。
【００５５】
したがって、後述するように、レンズ１１における表面周縁部に形成された凹部１０に、該凹部１０の形成位置に対応することができるように配置されたガイドピン（凸部、挿入部材）９を挿入して、レンズ１１を回動させることにより、レンズ１１が設けられている内鏡筒１４と外鏡筒１２との相対位置が変化して、レンズバレル１全体のフォーカスを調整することができる。
【００５６】
〔フォーカス調整装置〕
上記レンズバレル１のフォーカス調整を行うために用いる本発明に係るフォーカス調整装置８は、図１に示すように、筒体の内部に投影板４が設けられた構成になっている。筒体は、外筒７と、外筒７に螺合する内筒６とを含んでおり、上記投影板４は、内筒６の内部に備えられている。
【００５７】
ここで、上記外筒７および内筒６は、遮光部材からなっている。また、投影板４は、内筒６の内周面に嵌合するように、円板状に形成されている。なお、上記外筒７、内筒６および投影板４の材質は、これらに限られるものではない。
【００５８】
外筒７の一端面（フォーカス調整を行うときにおいてレンズバレル側の端面）には、レンズバレル１のレンズ１１を回動させるために、当該レンズ１１に設けられた上記凹部１０に挿入可能なガイドピン（凸部、挿入部材）９が、凹部１０の形成位置に対応することができるようにして互いに等間隔に、円周状に複数、配置されている。
【００５９】
上記ガイドピン９の個数ｍ（ｍは２以上の整数）は、凹部１０の個数ｎに対して比較的多く形成されている。具体的には、ｍはｎの２倍以上の整数倍であることがより好ましい（例えば図１では、ｎは３個、ｍはその８倍である２４個形成されている）。
【００６０】
そして、上記ガイドピン９は、レンズ１１に設けられた凹部１０に挿入されないでレンズ１１に当接したときに、外筒７方向に移動可能なように、つまり、外筒７の内部に引っ込むことができるようにして、外筒７に取り付けられている。なお、ガイドピン９は、レンズ１１に当接していない状態（使用されていない状態）では、外筒７の端面から突出するように、バネなどで付勢されていることがより好ましい。
【００６１】
また、外筒７の外周面には、外筒７を回動させ易いように、リング状の回動用つまみ１３が、外筒７と一体的に設けられている。
【００６２】
さらに、図１に示すように、本発明に係るフォーカス調整装置は、フォーカス調整を行うときに、チャート（被写体）２とレンズバレル１との間に挿入され、チャート２に対するレンズバレル１の位置合わせを行うスペーサーソケット（位置調節部材）５をさらに備えている。スペーサーソケット５は、光線が透過する透明な材質で形成されている。スペーサーソケット５には、レンズバレル１における外鏡筒１２の一端部（フォーカス調整を行うときにおいてフォーカス調整装置（投影板）の側とは逆側の端部）を収納してレンズバレル１を固定することができるように、収納部１５が形成されている。これにより、スペーサーソケット５は、チャート２に対するレンズバレル１の位置合わせを行うようになっている。
【００６３】
〔フォーカス調整方法〕
上記フォーカス調整装置８を用いてレンズバレル１のフォーカス調整を行うフォーカス調整方法について、以下、具体的に説明する。
【００６４】
（１）レンズバレル設置工程
まず、図１に示すように、光源３の上にチャート（被写体）２を載置して、その上にスペーサーソケット５を設置する。チャート２には、図２に示すように、フォーカス調整を行う際に明暗を認識し易い例えば黒色の帯と白色の帯とが相互に形成されたチャート（被写体）原像４１が記載されている。つぎに、スペーサーソケット５の収納部１５にレンズバレル１における外鏡筒１２の一端部を収納してレンズバレル１を固定するとともに、チャート２に対するレンズバレル１の位置合わせを行う。
【００６５】
これにより、チャート２のスペーサーソケット５に対する位置と、レンズバレル１のスペーサーソケット５に対する位置とを、容易にかつ正確に位置合わせすることができるため、チャート２とレンズバレル１との相対位置を正確に固定することができる。
【００６６】
（２）フォーカス調整装置とレンズバレルとの連結工程
まず、フォーカス調整装置８を、ガイドピン９が設けられている側をレンズバレル１に対向させて移動して、ガイドピン９をレンズバレル１のレンズ１１の表面に当接させる。
【００６７】
このとき、上記ガイドピン９の個数ｍが凹部１０の個数ｎよりも多いため、複数のガイドピン９をレンズ１１の表面に当接させると、凹部１０のそれぞれに何れかのガイドピン９が挿入されるとともに、挿入されない残りのガイドピン９が外筒７方向に移動する（外筒７の内部に引っ込む）。
【００６８】
これにより、フォーカス調整装置８とレンズバレル１とは、上記ガイドピン９が凹部１０に嵌合することによって位置合わせされるとともに、一体的に連結される。したがって、本実施の形態１によると、従来の技術のように、フォーカス調整装置をレンズバレルに当接させた後にさらにフォーカス調整装置を回動させる必要がないため、ガイドピン９がレンズ１１の表面（外周部分）を滑ることがなく、レンズ１１の天面部分にキズをつけることを防止することができる。
【００６９】
（３）フォーカス調整工程
上記のようにフォーカス調整装置８とレンズバレル１とを一体的に連結させた後、フォーカス調整装置８の内筒６を回動させて、該内筒６に設けられている投影板４を、フォーカス調整の対象となるレンズバレル１の焦点の位置まで移動させる。つまり、本実施の形態１によると、内筒６を回動させるだけで焦点距離を合わせることができるので、不同な焦点距離のレンズバレル（焦点距離が互いに異なる種々のレンズバレル）について、そのフォーカス調整を容易に行うことができる。
【００７０】
続いて、光源３からチャート２の裏面に光を照射して、チャート２の画像（つまり、チャート原像４１の画像）を、レンズバレル１を介して投影板４に投影する。そして、投影板４に投影されたチャート２の画像を、内筒６におけるレンズバレル１の反対側（レンズバレルの側とは逆側）から目視で確認する。なお、光源３の構成は、特に限定されるものではない。
【００７１】
このときに確認されるチャート２の画像（つまり、チャート原像４１の画像）は、フォーカスを調整する前の状態であるので、図３（ａ）に示すように明暗の境界が明確ではなく、それゆえ、画像の輝度も、図３（ｂ）に示すように波線形状のグラフで表され、黒い部分（黒色の帯の画像）と白い部分（白色の帯の画像）との境界部分が明確ではない。つまり、図３（ａ）の画像は、レンズバレル１のフォーカスが合っていない状態を示し、図３（ｂ）のグラフは、黒い部分と白い部分との境界部分のコントラスト比が小さいことを表している。
【００７２】
その後、投影板４に投影されたチャート２の上記画像を目視で確認しながら、回動用つまみ１３を用いて外筒７を回動させることによってレンズ１１を回動させ、チャート２の画像における明暗の差（コントラスト比）が最も大きくなるまで、レンズバレル１のフォーカスを調整する。
【００７３】
フォーカスを調整した後に確認されるチャート２の画像（つまり、チャート原像４１の画像）は、図４（ａ）に示すように明暗の境界が明確であり、それゆえ、画像の輝度も、図４（ｂ）に示すようにパルス形状のグラフで表され、黒い部分（黒色の帯の画像）と白い部分（白色の帯の画像）との境界部分が明確である。つまり、図４（ａ）の画像は、レンズバレル１のフォーカスが合っている状態を示し、図４（ｂ）のグラフは、黒い部分と白い部分との境界部分のコントラスト比が最も大きいことを表している。
【００７４】
〔効果〕
上述した実施の形態１の構成によると、フォーカス調整装置８の内部に、チャート２の画像を形成するための投影板４を備えているため、チャート２をレンズバレル１の反対側に載置して、逆投影法により該チャート２の画像を、レンズバレル１を介して上記投影板４に形成し、目視で確認することができる。これにより、レンズバレル１のフォーカス調整に、チャート２の画像を形成するための撮像素子、撮像素子を動作させるための装置、および撮像素子により形成された画像を確認するための受像機などの電気的な機材を必要とせず、フォーカス調整を簡易に実現することができる。
【００７５】
また、チャート２とレンズバレル１との間にフォーカス調整装置８を設置する必要がないため、焦点距離が極端に短い場合でも、チャート２をレンズバレル１にゼロに近い距離まで接近させて、直接かつ簡易にフォーカス調整を行うことができる。
【００７６】
また、撮像素子を使用しないため、撮像の際、撮像素子の感度差や光源の安定性のバラツキを無くすために、光源の照度や色温度等の調整および管理が必要になることもなくなる。
【００７７】
以上のように、実施の形態１によると、レンズバレル１のフォーカス調整作業における効率の大幅な向上、およびレンズバレル１の不良率とコストとの大幅な低減を実現することができる。
【００７８】
また、上記フォーカス調整装置８においては、外筒７と、外筒７に螺合する内筒６とを有し、上記外筒７の一端面に上記ガイドピン９が配置されており、上記内筒６に上記投影板４が備えられているため、投影板４は、外筒７に対して内筒６を回動させることで上下に移動自在であり、不同な焦点距離のレンズバレルにリアルタイムで対応することができる。したがって、不同な焦点距離のレンズバレルを短時間でフォーカス調整することができ、焦点距離が極端に短い場合でもリアルタイムで対応可能となる。
【００７９】
また、上記フォーカス調整装置８においては、上記外筒７および内筒６が遮光部材からなるため、チャート２から投影板４までの光の経路には、外光が直接当たる領域がない。それゆえ、遮光措置が必要でなく、容易かつ安価に遮光を可能にすることができる。
【００８０】
また、上記フォーカス調整装置８においては、レンズ１１に設けられた凹部１０の個数よりも多い個数のガイドピン９が、上記外筒７の一端面に円周状に配置されるとともに、上記凹部１０に挿入されないでレンズ１１に当接したときに外筒７の方向に移動可能となっている。したがって、フォーカス調整装置８とレンズバレル１とを連結させるときに、外筒７を回動させる必要がないので、ガイドピン９がレンズ１１の表面（外周部分）を滑ることがなく、レンズ１１の天面部分にキズをつけることを防止することができる。
【００８１】
また、上記フォーカス調整装置８においては、チャート２とレンズバレル１との間に挿入され、チャート２に対するレンズバレル１の位置合わせを行うスペーサーソケット５をさらに備えるため、チャート２とレンズバレル１との位置合わせがより正確に行われ、チャート２とレンズバレル１との相対位置がずれてフォーカス調整に誤差が生じる不都合を防止することもできる。
〔実施の形態２〕
本実施の形態２に係るフォーカス調整装置は、上記実施の形態１に係るフォーカス調整装置に、投影板４の画像を撮像する撮像部材、および、該撮像部材からの画像データと、外部から入力される、フォーカス調整対象であるレンズバレルの情報とに基づいて、予め設定した角度だけ外筒７および内筒６を回動させる回動装置をさらに備えている構成である。
【００８２】
〔フォーカス調整装置〕
図５は、本実施の形態２に係るフォーカス調整装置の要部を示すブロック図である。
【００８３】
図５に示すように、本実施の形態２に係るフォーカス調整装置には、上記実施の形態１に係るフォーカス調整装置８の構成に加えて、投影板４に投影されるチャート２の画像を撮像するための撮像部材２１と、外筒７および内筒６を回動させるための回動装置２２とがさらに設けられている。
【００８４】
回動装置２２は、上記撮像部材２１と、フォーカス調整対象であるレンズバレル１の焦点距離に関する情報が記憶されている外部入力装置（記憶装置）２３とに接続されている。そして、回動装置２２は、内部に演算装置を含む制御部を備えており、外部入力装置２３から焦点距離に関する情報（データ）を取得するとともに、撮像部材２１からチャート２の画像データを取得し、これらデータに基づいて演算を行い、外筒７および内筒６を回動させる角度を算出して当該外筒７および内筒６を回動させるようになっている。つまり、回動装置２２は、内筒６を回動させて投影板４をレンズバレル１の焦点の位置まで移動させるとともに、外筒７をどの程度回動させればチャート２の画像が最も明確になるかを上記データに基づいて演算し、角度を算出して、外筒７をその角度だけ回動させるようになっている。外部入力装置２３には、レンズバレル１の焦点距離に関する情報などがデータベースとして予め記憶されている。
【００８５】
ここで、「予め記憶されているデータベース」とは、焦点距離のほかに、チャートの画像における明暗の差（コントラスト比）、当該コントラスト比とフォーカスが合うまでの回動角度との関係を予め実験などで確認した結果などを含むデータベースを指す。
【００８６】
〔フォーカス調整方法〕
本実施の形態２における（１）レンズバレル設置工程、および、（２）フォーカス調整装置とレンズバレルとの連結工程は、実施の形態１における同工程と同様であるので、その説明を省略する。本実施の形態２においては、（３）フォーカス調整工程が実施の形態１とは異なっている。
【００８７】
（３）フォーカス調整工程
まず、外部入力装置２３から回動装置２２に、フォーカス調整対象であるレンズバレル１の焦点距離を入力する。次いで、回動装置２２によって内筒６を回動させて、投影板４をレンズバレル１の焦点の位置まで移動させる。
【００８８】
続いて、光源３からチャート２の裏面に光を照射し、チャート２の画像を、レンズバレル１を介して投影板４に投影する。そして、投影板４に投影されたチャート２の画像を、内筒６におけるレンズバレル１の反対側（レンズバレルの側とは逆側であり、実施の形態１におい目視で確認した側）から上記撮像部材２１により撮像する。
【００８９】
その後、回動装置２２は、外部入力装置２３から取得した焦点距離に関する情報（データ）と、撮像部材２１から取得したチャート２の画像データとに基づいて、外筒７をどの程度回動させればチャート２の画像が最も明確になるかを演算し、角度を算出して、外筒７をその角度だけ回動させる。つまり、回動装置２２によって外筒７を回動させる前に、回動させる角度が予め設定されていることになり、回動させる途中で角度を調整する必要がない。したがって、フォーカス調整を目視で確認する必要がなく、自動で行うことができる。
【００９０】
〔効果〕
本実施の形態２に係るフォーカス調整装置は、上記実施の形態１に係るフォーカス調整装置に、投影板４の画像を撮像する撮像部材、および、該撮像部材からの画像データと、外部から入力される、フォーカス調整対象であるレンズバレルの情報とに基づいて、予め設定した角度だけ外筒７および内筒６を回動させる回動装置をさらに備えている構成である。
【００９１】
したがって、フォーカス調整装置８とレンズバレル１とを連結させた後、フォーカス調整を行うときに、回動装置２２で、内筒６を該レンズバレル１の焦点距離に合う位置まで回動させるとともに、予め記憶されているデータベースに基づいて設定した角度だけ外筒７を回動させることができる。つまり、レンズバレル１のフォーカスが合う位置まで外筒７を正確に回動させることができる。それゆえ、フォーカス調整を目視で確認する必要がなく、自動で行うことができ、実施の形態１に比べより容易で正確にフォーカス調整を行うことができる。
【００９２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
撮像装置などの被検体が備えるレンズバレルのフォーカス調整に好適に利用することができる。特に被検体が、デジタルカメラや携帯電話に内蔵されているカメラ、またはスキャナーやデジタルレントゲンなどのカメラである場合に、当該カメラが備えるレンズバレルのフォーカス調整に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１ レンズバレル
２ チャート（被写体）
３ 光源
４ 投影板
５ スペーサーソケット（位置調節部材）
６ 内筒
７ 外筒
８ フォーカス調整装置
９ ガイドピン（凸部、挿入部材）
１０ 凹部
１１ レンズ
１２ 外鏡筒
１３ 回動用つまみ
１４ 内鏡筒
１５ 収納部
２１ 撮像部材
２２ 回動装置
２３ 外部入力装置
３１ チャート（被写体）
３２ フォーカス調整装置
３３ 凹部
３４ 受像機
３５ 撮像素子
３６ ガイドピン
３７ レンズバレル
３８ 被検体
３９ 信号変換装置
４１ チャート（被写体）原像
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置などの被検体が備えるレンズバレルのフォーカスを調整するフォーカス調整装置およびフォーカス調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、ＣＣＤ（charge-coupled device：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（complementary metal-oxide-semiconductor transistor：相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサーなどの撮像素子を有する撮像装置（被検体）が備える、鏡筒にレンズが組み込まれた製品（以下、「レンズバレル」と称する）に対して、フォーカス調整（ピント合わせ）が行われている。
【０００３】
このようなフォーカス調整は、基本的に、レンズバレルを介して形成されるチャートなどの被写体の画像が明確になるように、レンズバレルの一端に位置するレンズを移動調整させることにより行われる。
【０００４】
図６は、従来のフォーカス調整装置の一例を示す概略の正面図である。
【０００５】
図６に示すように、撮像装置などの被検体３８は、フォーカス調整の対象となるレンズバレル３７、および該レンズバレル３７を介して形成される画像を撮像する撮像素子３５を備えている。
【０００６】
また、被検体３８には、撮像素子３５により撮像される画像の信号をデータに変換する信号変換装置３９、および信号変換された画像データを表示する受像機３４がこの順に取り付けられている。
【０００７】
フォーカス調整装置３２は、筒状の形状を有し、その一端面に、上記レンズバレル３７を回動させるために、当該レンズバレル３７に設けられた凹部３３に挿入可能なガイドピン３６が複数（図６では３個）、凹部３３の配置に対応するようにして互いに等間隔に、円周状に配置されている。
【０００８】
該フォーカス調整装置３２を用いたフォーカス調整は、以下のとおりに行われる。
【０００９】
まず、フォーカス調整装置３２を、ガイドピン３６側がレンズバレル３７に向かうように移動させて、ガイドピン３６をレンズバレル３７の表面に当接させる。
【００１０】
次に、フォーカス調整装置３２を回動して、複数のガイドピン３６を対応する凹部３３にそれぞれ挿入させる。これにより、フォーカス調整装置３２は、レンズバレル３７と結合（連結）した状態になる。
【００１１】
続いて、フォーカス調整装置３２のレンズバレル３７側の反対側であって、レンズバレル３７の表面から規定の距離（例えば、焦点までの距離）だけ離れた位置にチャート（被写体）３１を載置し、当該チャート３１の裏面に光源（図示しない）から光を照射して、チャート３１の画像をレンズバレル３７に投影する。
【００１２】
投影されたチャート３１の画像は、フォーカス調整装置３２およびレンズバレル３７を介して、撮像素子３５により撮像され、信号が信号変換装置３９で表示可能な画像データに変換されて受像機３４に表示される。
【００１３】
この場合、受像機３４に表示されている画像を見ながら、該画像が最も明確になるまで（例えば、コントラスト比が最も大きくなるまで）、フォーカス調整装置３２を回動することによってレンズバレル３７を連動し回動させることにより、レンズバレル３７のフォーカス調整を行うことになる。
【００１４】
このような従来技術として、例えば以下の特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−６５８９８号公報（２００３年３月５日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、上述のような従来技術には、以下の問題点がある。
【００１７】
上記従来技術の方法によると、フォーカス調整を、フォーカス調整用のチャート（被写体）３１を被検体３８の撮像素子３５で撮像し、被検体３８から出力される映像信号（画像データ）を受像機３４で受像しながら行う必要がある。すなわち、従来技術によるフォーカス調整は、レンズバレル３７が被検体３８に組み込まれている状態（製品の出荷形態）でなければ行うことができない。したがって、上記の方法では、撮像素子３５および被検体３８を動作させるための装置を用いる必要があるほか、撮像した画像を映し出すための受像機３４が別途必要となり、当該フォーカス調整が複雑になるという問題点がある。
【００１８】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、その主たる目的は、撮像素子、撮像素子を動作させるための装置、および撮像した画像を映し出すための受像機を必要とせず、レンズバレルのみでのフォーカス調整を可能にして、フォーカス調整を簡易化したフォーカス調整装置およびレンズバレルのフォーカス調整方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明は、上記の課題を解決するために、被検体が備えるレンズバレルのフォーカス調整を行うフォーカス調整装置であって、レンズバレルを回動させるために当該レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な凸部と、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板とが設けられていることを特徴としている。
【００２０】
上記構成によれば、フォーカス調整装置が、被写体の画像を形成するための投影板を備えているため、被写体をレンズバレルの反対側（フォーカス調整装置の側とは逆側）に載置して、逆投影法により該被写体からの画像を、レンズバレルを介して上記投影板に形成し、目視で確認することができる。これにより、レンズバレルのフォーカス調整に、被写体の画像を形成するための撮像素子、撮像素子を動作させるための装置、および撮像素子により形成された画像を確認するための受像機などの電気的な機材を必要とせず、フォーカス調整を簡易に実現することができる。
【００２１】
また、従来の技術によれば、被写体とレンズバレルとの間にフォーカス調整装置が設置されるため、焦点距離が短いレンズバレルのフォーカス調整は困難であるという問題点があった。例えば、通常のデジタルカメラや携帯電話に内蔵されているカメラなどの場合、焦点距離が長いので、チャートと撮像装置（被検体）との間にフォーカス調整装置を入れることができ、撮像装置でチャートを撮像しながらフォーカス調整を行うことは特に難しい方法ではないものの、スキャナーやデジタルレントゲンのように焦点距離が極端に短いカメラを必要とする装置の場合、チャートと撮像装置との間にフォーカス調整器具を入れる隙間を取ることができなかった。この場合、従来では、被写体を設置した状態で撮像し、チャートを外して任意の角度にレンズを回動させ、その後チャートを再度設置し、撮像して画像を確認する、という一連の作業をフォーカスが合うまで繰り返し続けることにより焦点を合わせなければならなかった。
【００２２】
これに対し、本発明の上記構成によると、被写体とレンズバレルとの間にフォーカス調整装置を設置する必要がないため、焦点距離が極端に短い場合でも、被写体をレンズバレルにゼロに近い距離まで接近させて、上記一連の作業を繰り返すことなく、直接かつ簡易にフォーカス調整を行うことができる。
【００２３】
また、撮像素子を使用しないため、撮像の際、撮像素子の感度差や光源の安定性のバラツキを無くすために、光源の照度や色温度等の調整および管理が必要になることもなくなる。
【００２４】
以上のように、本発明によると、レンズバレルのフォーカス調整作業における効率の大幅な向上、およびレンズバレルの不良率とコストとの大幅な低減が可能になる。
【００２５】
また、本発明のフォーカス調整装置においては、外筒と、外筒に螺合する内筒とを有し、上記外筒の一端面に上記凸部が配置されており、上記内筒に上記投影板が備えられていることが好ましい。
【００２６】
これにより、投影板は、外筒に対して内筒を回動させることで上下に移動自在であり、不同な焦点距離のレンズバレル（焦点距離が互いに異なる種々のレンズバレル）にリアルタイムで対応することができる。したがって、不同な焦点距離のレンズバレルに対して短時間でフォーカス調整を行うことができる。
【００２７】
また、本発明のフォーカス調整装置においては、上記外筒および内筒が、遮光部材からなることが好ましい。
【００２８】
従来の技術では、撮像の際、調整に必要な光源以外の外光の影響を撮像素子やチャートが受けて、正確な調整ができなくなる恐れがあったため、撮像素子が外光の影響を受けなくするように、暗室で調整を実施したり、装置全体を暗幕で覆ったりするなどの大掛かりな遮光措置を取る必要があり、その分コストもかかっていた。
【００２９】
しかし、本発明の上記構成によると、被写体から投影板までの光の経路には、外光が直接当たる領域がなくなり、かつ、外筒および内筒が遮光部材からなっているため、上記の遮光措置が必要でなく、容易かつ安価に遮光を可能にすることができる。
【００３０】
また、本発明のフォーカス調整装置においては、上記凸部は、上記外筒の一端面に複数、円周状に配置されるとともに、レンズバレルに設けられた凹部に挿入されないでレンズバレルに当接したときに外筒方向に移動可能となっていることが好ましい。
【００３１】
従来の技術では、レンズバレルに形成されている凹部と同数の凸部がフォーカス調整装置に設けられているため、当該凸部をレンズバレルに当接させ、凸部が凹部に挿入されるまで、外筒を回動する必要がある。したがって、凸部がレンズバレルの表面（外周部分）を滑ることによって、レンズバレルの天面部分にキズをつけることがある。
【００３２】
しかし、本発明の上記構成によると、例えば上記凸部の個数を凹部の個数よりも多く形成することにより、複数の凸部をレンズバレルに当接させたとき、外筒を回動させなくとも、凹部に凸部が挿入され、凹部に挿入されない凸部は外筒方向に移動する。これにより、フォーカス調整装置とレンズバレルとを連結させるときに、外筒を回動させる必要がないので、凸部がレンズバレルの表面（外周部分）を滑ることがなく、レンズバレルの天面部分にキズをつけることを防止することができる。
【００３３】
また、本発明のフォーカス調整装置においては、予め設定した角度だけ上記外筒を回動させる回動装置をさらに備えていることが好ましい。
【００３４】
これにより、フォーカス調整装置とレンズバレルとを連結させた後、フォーカス調整を行うときに、回動装置で、例えば記憶装置に予め記憶されているデータベースに基づいて設定した角度だけ上記外筒を回動させて、該レンズバレルの焦点距離に合う位置まで外筒を正確に回動させることができる。つまり、回動装置によって外筒を回動させる前に、回動させる角度が予め設定されていることになり、回動させる途中で角度を調整する必要がない。したがって、フォーカス調整を目視で確認する必要がなく、自動で行うことができる。
【００３５】
また、本発明のフォーカス調整装置においては、被写体とレンズバレルとの間に挿入され、被写体に対するレンズバレルの位置合わせを行う位置調節部材をさらに備えることが好ましい。
【００３６】
従来の技術によると、フォーカス調整は、レンズの焦点距離に合わせた位置に被写体を配置する必要があるが、被写体の中心とレンズバレルの中心とが合わないと正確な調整ができなくなってしまうため、フォーカス調整にずれが生じる恐れがあった。
【００３７】
しかし、本発明の上記構成によると、被写体とレンズバレルとの位置合わせが位置調節部材でより正確に行われるので、被写体とレンズバレルとの位置がずれてフォーカス調整に誤差が生じるという不具合を防止することができる。
【００３８】
また、本発明は、上記の課題を解決するために、被検体が備えるレンズバレルのフォーカス調整を行うフォーカス調整方法であって、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板に投影された画像を目視しながら、レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な挿入部材を用いてレンズバレルを回動させることを特徴としている。
【００３９】
上記構成によると、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板に投影された画像を目視しながら、レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な挿入部材を用いてレンズバレルを、投影された画像が明確になるまで回動させて調整することができる。これにより、レンズバレルのフォーカス調整に、被写体の画像を形成するための撮像素子、撮像素子を動作させるための装置、および撮像素子により形成された画像を確認するための受像機などの電気的な機材を必要とせず、フォーカス調整を簡易に実現することができる。
【００４０】
また、従来の技術によると、被写体とレンズバレルとの間にフォーカス調整装置が設置されるため、焦点距離（レンズバレルの表面から被写体までの距離）が短いレンズバレルのフォーカス調整が困難であるという問題点があった。
【００４１】
これに対し、本発明の上記構成によると、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板に投影された画像を目視しながらフォーカス調整を行うので、被写体とレンズバレルとの間にフォーカス調整装置を設置する必要がない。それゆえ、焦点距離が極端に短い場合でも、被写体をレンズバレルにゼロに近い距離まで接近させて、直接かつ簡易にフォーカス調整を行うことができる。
【００４２】
また、撮像素子を使用しないため、撮像の際、撮像素子の感度差や光源の安定性のバラツキを無くすために、光源の照度や色温度等の調整および管理が必要になることもなくなる。
【００４３】
以上のように、本発明によると、レンズバレルのフォーカス調整作業における効率の大幅な向上、およびレンズバレルの不良率とコストとの大幅な低減が可能になる。
【発明の効果】
【００４４】
上述したように、本発明に係るフォーカス調整装置は、レンズバレルを回動させるために当該レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な凸部と、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板とが設けられていることを特徴としている。
【００４５】
また、本発明に係るフォーカス調整方法は、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板に投影された画像を目視しながら、レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な挿入部材を用いてレンズバレルを回動させることを特徴としている。
【００４６】
上記フォーカス調整装置およびフォーカス調整方法によると、被写体の画像を投影するための投影板を用いるため、被写体をレンズバレルの反対側（フォーカス調整装置（投影板）の側とは逆側）に載置して、逆投影法により該被写体の画像を、レンズバレルを介して上記投影板に形成し、目視で確認することができる。これにより、レンズバレルのフォーカス調整に、被写体の画像を形成するための撮像素子、撮像素子を動作させるための装置、および撮像素子により形成された画像を確認するための受像機などの電気的な機材を必要とせず、フォーカス調整を簡易に実現することができる。
【００４７】
また、被写体とレンズバレルとの間にフォーカス調整装置（投影板）を設置する必要がないので、焦点距離が極端に短い場合でも、被写体をレンズバレルにゼロに近い距離まで接近させて、直接かつ簡易にフォーカス調整を行うことができる。
【００４８】
また、撮像素子を使用しないため、撮像の際、撮像素子の感度差や光源の安定性のバラツキを無くすために、光源の照度や色温度等の調整および管理が必要になることもなくなる。
【００４９】
以上のように、本発明によると、レンズバレルのフォーカス調整作業における効率の大幅な向上、およびレンズバレルの不良率とコストとの大幅な低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１に係るフォーカス調整装置を示す概略の正面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るフォーカス調整方法で使用されるチャート（被写体）の一例を示す概略の平面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るフォーカス調整方法において、（ａ）は、フォーカスが合っていない状態を示す画像であり、（ｂ）は、その画像をデータ化したグラフである。
【図４】本発明の実施の形態１に係るフォーカス調整方法において、（ａ）は、フォーカスが合っている状態を示す画像であり、（ｂ）は、その画像をデータ化したグラフである。
【図５】本発明の実施の形態２に係るフォーカス調整装置の要部を示すブロック図である。
【図６】従来のフォーカス調整装置の一例を示す概略の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５１】
以下、本発明について、図１〜５を参照して詳細に説明する。
〔実施の形態１〕
本実施の形態１に係るフォーカス調整装置は、基本的に、撮像装置などの被検体が備えるフォーカス調整対象であるレンズバレルのフォーカス調整を行うフォーカス調整装置であって、レンズバレルを回動させるために、当該レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能なガイドピン（凸部、挿入部材）と、レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板とが設けられている構成である。
【００５２】
〔レンズバレル〕
図１に、本実施の形態１に係るフォーカス調整装置８およびフォーカス調整対象であるレンズバレル１を示す。
【００５３】
図１に示すように、レンズバレル１は、鏡筒の内部に複数のレンズが取り付けられた構成になっている。鏡筒は、外鏡筒１２と、外鏡筒１２に螺合する内鏡筒１４とを含んでおり、外鏡筒１２と内鏡筒１４とのそれぞれに、少なくとも一つのレンズが取り付けられている。
【００５４】
レンズバレル１の最も外側（フォーカス調整を行うときにおいてフォーカス調整装置側）のレンズ１１における表面周縁部には、ｎ個（ｎは２以上の整数、図１では３個）の凹部１０が互いに等間隔に、円周状に形成されている。該凹部１０は、レンズ１１の表面周縁部に直接的に形成されていてもよいし、凹部が形成されている他の部材をレンズ１１の周縁部に固定することによって形成されていてもよい。該レンズ１１は、内鏡筒１４の内部に設けられている。
【００５５】
したがって、後述するように、レンズ１１における表面周縁部に形成された凹部１０に、該凹部１０の形成位置に対応することができるように配置されたガイドピン（凸部、挿入部材）９を挿入して、レンズ１１を回動させることにより、レンズ１１が設けられている内鏡筒１４と外鏡筒１２との相対位置が変化して、レンズバレル１全体のフォーカスを調整することができる。
【００５６】
〔フォーカス調整装置〕
上記レンズバレル１のフォーカス調整を行うために用いる本発明に係るフォーカス調整装置８は、図１に示すように、筒体の内部に投影板４が設けられた構成になっている。筒体は、外筒７と、外筒７に螺合する内筒６とを含んでおり、上記投影板４は、内筒６の内部に備えられている。
【００５７】
ここで、上記外筒７および内筒６は、遮光部材からなっている。また、投影板４は、内筒６の内周面に嵌合するように、円板状に形成されている。なお、上記外筒７、内筒６および投影板４の材質は、これらに限られるものではない。
【００５８】
外筒７の一端面（フォーカス調整を行うときにおいてレンズバレル側の端面）には、レンズバレル１のレンズ１１を回動させるために、当該レンズ１１に設けられた上記凹部１０に挿入可能なガイドピン（凸部、挿入部材）９が、凹部１０の形成位置に対応することができるようにして互いに等間隔に、円周状に複数、配置されている。
【００５９】
上記ガイドピン９の個数ｍ（ｍは２以上の整数）は、凹部１０の個数ｎに対して比較的多く形成されている。具体的には、ｍはｎの２倍以上の整数倍であることがより好ましい（例えば図１では、ｎは３個、ｍはその８倍である２４個形成されている）。
【００６０】
そして、上記ガイドピン９は、レンズ１１に設けられた凹部１０に挿入されないでレンズ１１に当接したときに、外筒７方向に移動可能なように、つまり、外筒７の内部に引っ込むことができるようにして、外筒７に取り付けられている。なお、ガイドピン９は、レンズ１１に当接していない状態（使用されていない状態）では、外筒７の端面から突出するように、バネなどで付勢されていることがより好ましい。
【００６１】
また、外筒７の外周面には、外筒７を回動させ易いように、リング状の回動用つまみ１３が、外筒７と一体的に設けられている。
【００６２】
さらに、図１に示すように、本発明に係るフォーカス調整装置は、フォーカス調整を行うときに、チャート（被写体）２とレンズバレル１との間に挿入され、チャート２に対するレンズバレル１の位置合わせを行うスペーサーソケット（位置調節部材）５をさらに備えている。スペーサーソケット５は、光線が透過する透明な材質で形成されている。スペーサーソケット５には、レンズバレル１における外鏡筒１２の一端部（フォーカス調整を行うときにおいてフォーカス調整装置（投影板）の側とは逆側の端部）を収納してレンズバレル１を固定することができるように、収納部１５が形成されている。これにより、スペーサーソケット５は、チャート２に対するレンズバレル１の位置合わせを行うようになっている。
【００６３】
〔フォーカス調整方法〕
上記フォーカス調整装置８を用いてレンズバレル１のフォーカス調整を行うフォーカス調整方法について、以下、具体的に説明する。
【００６４】
（１）レンズバレル設置工程
まず、図１に示すように、光源３の上にチャート（被写体）２を載置して、その上にスペーサーソケット５を設置する。チャート２には、図２に示すように、フォーカス調整を行う際に明暗を認識し易い例えば黒色の帯と白色の帯とが相互に形成されたチャート（被写体）原像４１が記載されている。つぎに、スペーサーソケット５の収納部１５にレンズバレル１における外鏡筒１２の一端部を収納してレンズバレル１を固定するとともに、チャート２に対するレンズバレル１の位置合わせを行う。
【００６５】
これにより、チャート２のスペーサーソケット５に対する位置と、レンズバレル１のスペーサーソケット５に対する位置とを、容易にかつ正確に位置合わせすることができるため、チャート２とレンズバレル１との相対位置を正確に固定することができる。
【００６６】
（２）フォーカス調整装置とレンズバレルとの連結工程
まず、フォーカス調整装置８を、ガイドピン９が設けられている側をレンズバレル１に対向させて移動して、ガイドピン９をレンズバレル１のレンズ１１の表面に当接させる。
【００６７】
このとき、上記ガイドピン９の個数ｍが凹部１０の個数ｎよりも多いため、複数のガイドピン９をレンズ１１の表面に当接させると、凹部１０のそれぞれに何れかのガイドピン９が挿入されるとともに、挿入されない残りのガイドピン９が外筒７方向に移動する（外筒７の内部に引っ込む）。
【００６８】
これにより、フォーカス調整装置８とレンズバレル１とは、上記ガイドピン９が凹部１０に嵌合することによって位置合わせされるとともに、一体的に連結される。したがって、本実施の形態１によると、従来の技術のように、フォーカス調整装置をレンズバレルに当接させた後にさらにフォーカス調整装置を回動させる必要がないため、ガイドピン９がレンズ１１の表面（外周部分）を滑ることがなく、レンズ１１の天面部分にキズをつけることを防止することができる。
【００６９】
（３）フォーカス調整工程
上記のようにフォーカス調整装置８とレンズバレル１とを一体的に連結させた後、フォーカス調整装置８の内筒６を回動させて、該内筒６に設けられている投影板４を、フォーカス調整の対象となるレンズバレル１の焦点の位置まで移動させる。つまり、本実施の形態１によると、内筒６を回動させるだけで焦点距離を合わせることができるので、不同な焦点距離のレンズバレル（焦点距離が互いに異なる種々のレンズバレル）について、そのフォーカス調整を容易に行うことができる。
【００７０】
続いて、光源３からチャート２の裏面に光を照射して、チャート２の画像（つまり、チャート原像４１の画像）を、レンズバレル１を介して投影板４に投影する。そして、投影板４に投影されたチャート２の画像を、内筒６におけるレンズバレル１の反対側（レンズバレルの側とは逆側）から目視で確認する。なお、光源３の構成は、特に限定されるものではない。
【００７１】
このときに確認されるチャート２の画像（つまり、チャート原像４１の画像）は、フォーカスを調整する前の状態であるので、図３（ａ）に示すように明暗の境界が明確ではなく、それゆえ、画像の輝度も、図３（ｂ）に示すように波線形状のグラフで表され、黒い部分（黒色の帯の画像）と白い部分（白色の帯の画像）との境界部分が明確ではない。つまり、図３（ａ）の画像は、レンズバレル１のフォーカスが合っていない状態を示し、図３（ｂ）のグラフは、黒い部分と白い部分との境界部分のコントラスト比が小さいことを表している。
【００７２】
その後、投影板４に投影されたチャート２の上記画像を目視で確認しながら、回動用つまみ１３を用いて外筒７を回動させることによってレンズ１１を回動させ、チャート２の画像における明暗の差（コントラスト比）が最も大きくなるまで、レンズバレル１のフォーカスを調整する。
【００７３】
フォーカスを調整した後に確認されるチャート２の画像（つまり、チャート原像４１の画像）は、図４（ａ）に示すように明暗の境界が明確であり、それゆえ、画像の輝度も、図４（ｂ）に示すようにパルス形状のグラフで表され、黒い部分（黒色の帯の画像）と白い部分（白色の帯の画像）との境界部分が明確である。つまり、図４（ａ）の画像は、レンズバレル１のフォーカスが合っている状態を示し、図４（ｂ）のグラフは、黒い部分と白い部分との境界部分のコントラスト比が最も大きいことを表している。
【００７４】
〔効果〕
上述した実施の形態１の構成によると、フォーカス調整装置８の内部に、チャート２の画像を形成するための投影板４を備えているため、チャート２をレンズバレル１の反対側に載置して、逆投影法により該チャート２の画像を、レンズバレル１を介して上記投影板４に形成し、目視で確認することができる。これにより、レンズバレル１のフォーカス調整に、チャート２の画像を形成するための撮像素子、撮像素子を動作させるための装置、および撮像素子により形成された画像を確認するための受像機などの電気的な機材を必要とせず、フォーカス調整を簡易に実現することができる。
【００７５】
また、チャート２とレンズバレル１との間にフォーカス調整装置８を設置する必要がないため、焦点距離が極端に短い場合でも、チャート２をレンズバレル１にゼロに近い距離まで接近させて、直接かつ簡易にフォーカス調整を行うことができる。
【００７６】
また、撮像素子を使用しないため、撮像の際、撮像素子の感度差や光源の安定性のバラツキを無くすために、光源の照度や色温度等の調整および管理が必要になることもなくなる。
【００７７】
以上のように、実施の形態１によると、レンズバレル１のフォーカス調整作業における効率の大幅な向上、およびレンズバレル１の不良率とコストとの大幅な低減を実現することができる。
【００７８】
また、上記フォーカス調整装置８においては、外筒７と、外筒７に螺合する内筒６とを有し、上記外筒７の一端面に上記ガイドピン９が配置されており、上記内筒６に上記投影板４が備えられているため、投影板４は、外筒７に対して内筒６を回動させることで上下に移動自在であり、不同な焦点距離のレンズバレルにリアルタイムで対応することができる。したがって、不同な焦点距離のレンズバレルを短時間でフォーカス調整することができ、焦点距離が極端に短い場合でもリアルタイムで対応可能となる。
【００７９】
また、上記フォーカス調整装置８においては、上記外筒７および内筒６が遮光部材からなるため、チャート２から投影板４までの光の経路には、外光が直接当たる領域がない。それゆえ、遮光措置が必要でなく、容易かつ安価に遮光を可能にすることができる。
【００８０】
また、上記フォーカス調整装置８においては、レンズ１１に設けられた凹部１０の個数よりも多い個数のガイドピン９が、上記外筒７の一端面に円周状に配置されるとともに、上記凹部１０に挿入されないでレンズ１１に当接したときに外筒７の方向に移動可能となっている。したがって、フォーカス調整装置８とレンズバレル１とを連結させるときに、外筒７を回動させる必要がないので、ガイドピン９がレンズ１１の表面（外周部分）を滑ることがなく、レンズ１１の天面部分にキズをつけることを防止することができる。
【００８１】
また、上記フォーカス調整装置８においては、チャート２とレンズバレル１との間に挿入され、チャート２に対するレンズバレル１の位置合わせを行うスペーサーソケット５をさらに備えるため、チャート２とレンズバレル１との位置合わせがより正確に行われ、チャート２とレンズバレル１との相対位置がずれてフォーカス調整に誤差が生じる不都合を防止することもできる。
〔実施の形態２〕
本実施の形態２に係るフォーカス調整装置は、上記実施の形態１に係るフォーカス調整装置に、投影板４の画像を撮像する撮像部材、および、該撮像部材からの画像データと、外部から入力される、フォーカス調整対象であるレンズバレルの情報とに基づいて、予め設定した角度だけ外筒７および内筒６を回動させる回動装置をさらに備えている構成である。
【００８２】
〔フォーカス調整装置〕
図５は、本実施の形態２に係るフォーカス調整装置の要部を示すブロック図である。
【００８３】
図５に示すように、本実施の形態２に係るフォーカス調整装置には、上記実施の形態１に係るフォーカス調整装置８の構成に加えて、投影板４に投影されるチャート２の画像を撮像するための撮像部材２１と、外筒７および内筒６を回動させるための回動装置２２とがさらに設けられている。
【００８４】
回動装置２２は、上記撮像部材２１と、フォーカス調整対象であるレンズバレル１の焦点距離に関する情報が記憶されている外部入力装置（記憶装置）２３とに接続されている。そして、回動装置２２は、内部に演算装置を含む制御部を備えており、外部入力装置２３から焦点距離に関する情報（データ）を取得するとともに、撮像部材２１からチャート２の画像データを取得し、これらデータに基づいて演算を行い、外筒７および内筒６を回動させる角度を算出して当該外筒７および内筒６を回動させるようになっている。つまり、回動装置２２は、内筒６を回動させて投影板４をレンズバレル１の焦点の位置まで移動させるとともに、外筒７をどの程度回動させればチャート２の画像が最も明確になるかを上記データに基づいて演算し、角度を算出して、外筒７をその角度だけ回動させるようになっている。外部入力装置２３には、レンズバレル１の焦点距離に関する情報などがデータベースとして予め記憶されている。
【００８５】
ここで、「予め記憶されているデータベース」とは、焦点距離のほかに、チャートの画像における明暗の差（コントラスト比）、当該コントラスト比とフォーカスが合うまでの回動角度との関係を予め実験などで確認した結果などを含むデータベースを指す。
【００８６】
〔フォーカス調整方法〕
本実施の形態２における（１）レンズバレル設置工程、および、（２）フォーカス調整装置とレンズバレルとの連結工程は、実施の形態１における同工程と同様であるので、その説明を省略する。本実施の形態２においては、（３）フォーカス調整工程が実施の形態１とは異なっている。
【００８７】
（３）フォーカス調整工程
まず、外部入力装置２３から回動装置２２に、フォーカス調整対象であるレンズバレル１の焦点距離を入力する。次いで、回動装置２２によって内筒６を回動させて、投影板４をレンズバレル１の焦点の位置まで移動させる。
【００８８】
続いて、光源３からチャート２の裏面に光を照射し、チャート２の画像を、レンズバレル１を介して投影板４に投影する。そして、投影板４に投影されたチャート２の画像を、内筒６におけるレンズバレル１の反対側（レンズバレルの側とは逆側であり、実施の形態１におい目視で確認した側）から上記撮像部材２１により撮像する。
【００８９】
その後、回動装置２２は、外部入力装置２３から取得した焦点距離に関する情報（データ）と、撮像部材２１から取得したチャート２の画像データとに基づいて、外筒７をどの程度回動させればチャート２の画像が最も明確になるかを演算し、角度を算出して、外筒７をその角度だけ回動させる。つまり、回動装置２２によって外筒７を回動させる前に、回動させる角度が予め設定されていることになり、回動させる途中で角度を調整する必要がない。したがって、フォーカス調整を目視で確認する必要がなく、自動で行うことができる。
【００９０】
〔効果〕
本実施の形態２に係るフォーカス調整装置は、上記実施の形態１に係るフォーカス調整装置に、投影板４の画像を撮像する撮像部材、および、該撮像部材からの画像データと、外部から入力される、フォーカス調整対象であるレンズバレルの情報とに基づいて、予め設定した角度だけ外筒７および内筒６を回動させる回動装置をさらに備えている構成である。
【００９１】
したがって、フォーカス調整装置８とレンズバレル１とを連結させた後、フォーカス調整を行うときに、回動装置２２で、内筒６を該レンズバレル１の焦点距離に合う位置まで回動させるとともに、予め記憶されているデータベースに基づいて設定した角度だけ外筒７を回動させることができる。つまり、レンズバレル１のフォーカスが合う位置まで外筒７を正確に回動させることができる。それゆえ、フォーカス調整を目視で確認する必要がなく、自動で行うことができ、実施の形態１に比べより容易で正確にフォーカス調整を行うことができる。
【００９２】
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
撮像装置などの被検体が備えるレンズバレルのフォーカス調整に好適に利用することができる。特に被検体が、デジタルカメラや携帯電話に内蔵されているカメラ、またはスキャナーやデジタルレントゲンなどのカメラである場合に、当該カメラが備えるレンズバレルのフォーカス調整に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００９４】
１ レンズバレル
２ チャート（被写体）
３ 光源
４ 投影板
５ スペーサーソケット（位置調節部材）
６ 内筒
７ 外筒
８ フォーカス調整装置
９ ガイドピン（凸部、挿入部材）
１０ 凹部
１１ レンズ
１２ 外鏡筒
１３ 回動用つまみ
１４ 内鏡筒
１５ 収納部
２１ 撮像部材
２２ 回動装置
２３ 外部入力装置
３１ チャート（被写体）
３２ フォーカス調整装置
３３ 凹部
３４ 受像機
３５ 撮像素子
３６ ガイドピン
３７ レンズバレル
３８ 被検体
３９ 信号変換装置
４１ チャート（被写体）原像
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体が備えるレンズバレルのフォーカス調整を行うフォーカス調整装置であって、
レンズバレルを回動させるために当該レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な凸部と、
レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板とが設けられていることを特徴とするフォーカス調整装置。
【請求項２】
外筒と、外筒に螺合する内筒とを有し、
上記外筒の一端面に上記凸部が配置されており、
上記内筒に上記投影板が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のフォーカス調整装置。
【請求項３】
上記外筒および内筒が、遮光部材からなることを特徴とする請求項２に記載のフォーカス調整装置。
【請求項４】
上記凸部は、上記外筒の一端面に複数、円周状に配置されるとともに、レンズバレルに設けられた凹部に挿入されないでレンズバレルに当接したときに外筒方向に移動可能となっていることを特徴とする請求項２または３に記載のフォーカス調整装置。
【請求項５】
予め設定した角度だけ上記外筒を回動させる回動装置をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載のフォーカス調整装置。
【請求項６】
被写体とレンズバレルとの間に挿入され、被写体に対するレンズバレルの位置合わせを行う位置調節部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフォーカス調整装置。
【請求項７】
被検体が備えるレンズバレルのフォーカス調整を行うフォーカス調整方法であって、
レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板に投影された画像を目視しながら、レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な挿入部材を用いてレンズバレルを回動させることを特徴とするフォーカス調整方法。
【請求項１】
被検体が備えるレンズバレルのフォーカス調整を行うフォーカス調整装置であって、
レンズバレルを回動させるために当該レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な凸部と、
レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板とが設けられていることを特徴とするフォーカス調整装置。
【請求項２】
外筒と、外筒に螺合する内筒とを有し、
上記外筒の一端面に上記凸部が配置されており、
上記内筒に上記投影板が備えられていることを特徴とする請求項１に記載のフォーカス調整装置。
【請求項３】
上記外筒および内筒が、遮光部材からなることを特徴とする請求項２に記載のフォーカス調整装置。
【請求項４】
上記凸部は、上記外筒の一端面に複数、円周状に配置されるとともに、レンズバレルに設けられた凹部に挿入されないでレンズバレルに当接したときに外筒方向に移動可能となっていることを特徴とする請求項２または３に記載のフォーカス調整装置。
【請求項５】
予め設定した角度だけ上記外筒を回動させる回動装置をさらに備えていることを特徴とする請求項４に記載のフォーカス調整装置。
【請求項６】
被写体とレンズバレルとの間に挿入され、被写体に対するレンズバレルの位置合わせを行う位置調節部材をさらに備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のフォーカス調整装置。
【請求項７】
被検体が備えるレンズバレルのフォーカス調整を行うフォーカス調整方法であって、
レンズバレルを介して入射する被写体の画像を投影する投影板に投影された画像を目視しながら、レンズバレルに設けられた凹部に挿入可能な挿入部材を用いてレンズバレルを回動させることを特徴とするフォーカス調整方法。
【図１】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図３】
【図２】
【図４】
【図５】
【図６】
【図３】
【公開番号】特開２０１１−１５０２０３（Ｐ２０１１−１５０２０３Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２４８７（Ｐ２０１０−１２４８７）
【出願日】平成２２年１月２２日（２０１０．１．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月２２日（２０１０．１．２２）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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