(57)【要約】【課題】  照明装置、撮像ユニットの検査装置、及び、撮像ユニットの製造方法に関し、照明装置の構成部品を換えることなく照明輝度分布を任意に変更可能にする。【解決手段】  光源と、前記光源の光路上に積層配置された複数のパターン部材と、前記複数のパターン部材の重なり状態を変化させて、光透過量を制御する移動機構とを設ける。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源の光路上に積層配置された複数のパターン部材と、
前記複数のパターン部材の重なり状態を変化させて、光透過量を制御する移動機構と
を有することを特徴とする照明装置。
【請求項２】
前記移動機構は、前記複数のパターン部材の外周部の光透過量を中心部の光透過量より多くなるように前記光透過量を制御することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。  
【請求項３】
前記複数のパターン部材は、第１のパターンを有する第１のパターン部材と、前記第１のパターンと異なる第２のパターンを有する第２のパターン部材とを含むことを特徴とする請求項２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記第１のパターンと前記第２のパターンは線状パターンであることを特徴とする請求項３に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１のパターンは第１の間隔の線状パターンであり、前記第２のパターンは第２の間隔の線状パターンであり、前記第１の間隔と前記第２の間隔は異なる、又は、前記第１のパターンは第１の方向に伸びる線状パターンであり、前記第２のパターンは第２の方向に伸びる線状パターンであり、前記第１の方向と前記第２の方向は異なることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
光源と、
受光素子と、
前記光源と前記受光素子の間に配置された複数のパターン部材と、
前記複数のパターン部材の重なり状態を変化させて、光透過量を制御する移動機構と
を有することを特徴とする撮像ユニットの検査装置。
【請求項７】
積層された複数のパターン部材の重なり状態により光透過量の面内分布を可変に制御された光を受光素子に光を入射する工程と、
前記光の受信信号を前記受光素子から受信する工程と、
前記受信信号に基づいて前記受光素子に異物の有無を判定する工程と
を有することを特徴とする撮像ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は照明装置、撮像ユニットの検査装置、及び、撮像ユニットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レンズが装着されたカメラ、またはカメラモジュール、あるいは携帯機器に搭載された
状態のカメラを出荷する前には、その撮像状態を確認するために試験を行う必要がある。
このようなカメラの検査においては、試験チャートを用いて撮像状態を確認しており、そのために、試験チャートを照明する照明装置が用いられる。
【０００３】
この試験チャートを照明装置により照明してその試験チャート画像をカメラモジュールなどの被検査対象自身で撮像することによって、カメラモジュールなどの被検査対象は検査される。検査では、試験チャート画像を表示装置に表示させて検査オペレータが良否を判定する場合と、試験チャート画像を画像処理にかけて自動検査する場合がある。前者は一般的に行われている形態であり、後者のカメラモジュールの自動装置は販売されているものがある（例えば、非特許文献１参照）。
【０００４】
近年の携帯機器の薄型化に伴って、携帯機器に搭載するカメラモジュール自身も薄型化される傾向にある。カメラモジュールが薄型化されるとレンズとイメージサンサ間の距離が短くなることにより、イメージセンサの周辺部が中央部より受光強度が弱くなるシェーディングが強くなるので、この事情を図９を参照して説明する。
【０００５】
図９はカメラモジュール検査システムの概略的構成図であり、均一な照明輝度分布の照明装置４１からの照射光をホワイトチャート４２で拡散して均一化した状態でレンズ４４、光学フィルタ４５、及び、イメージセンサ４６を備えたカメラモジュール４３で撮像する。撮像した撮像画像４８はカメラモジュール駆動回路４７を介して取り出されて表示される。なお、この場合、ホワイトチャート４２が所謂試験チャートとなる。
【０００６】
この時、カメラモジュール４３内に異物４９が入っていると、均一な照明輝度分布の照明装置４１でホワイトチャート４２を撮像した場合、異物像５０は撮像画像４８中において焦点がボケて淡黒い画像となって現れる。
【０００７】
しかし、図９に示すように、レンズ４４とイメージセンサ４６との距離が近いと、イメージセンサ４６の中央部と周辺部とでは１ピクセルに入射する光量の差が大きくなる。その結果、イメージセンサの周辺部が中央部より受光強度が弱くなるシェーディングが強くなる。カメラモジュール４３にシェーディングがあると周辺部分が暗くなることで、周辺部分に現れ易い異物像５０の識別が困難になる。
【０００８】
カメラモジュールの中にはＤＳＰ（Ｄｉｄｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を搭載していてシェーディングを画像処理で補正する機能を有するものもあるが、安価なカメラモジュールではシェーディング補正機能がないものも多くある。カメラモジュール検査では、シェーディング補正機能を持ったカメラモジュールでは均一輝度の照明でも問題はない。
【０００９】
しかし、安価なカメラモジュールではシェーディング補正機能を持たないものも多く、シェーディング補正機能を持たないカメラモジュールの検査では、カメラモジュールのシェーディングと逆特性の照明輝度を持った照明装置の方が検査に都合が良い。
【００１０】
そこで、図１０に示すように、一般にシェーディング補正はシェーディングと反対の光特性を持ったパターンシート５１を照明装置に設置すれば良い。シェーディングが補正された照明輝度分布によって照明されることで、異物像５０はシェーディングの影響を受けなくすることができる。
【００１１】
このように、照明装置の照明輝度分布を静的に変えるために、ホワイトチャート上に遮蔽物を形成したものを別のホワイトチャートと距離ｄをおいて設けることで、照明輝度分布を制御することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。或いは、照明装置自体の光強度分布をシェーディングと逆パターンとすることで、シェーディング補正することも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開平０９−２２２３６０号公報
【特許文献２】特開２００６−２７５９９５号公報
【非特許文献】
【００１３】
【非特許文献１】ｈｔｔｐ：／／ｈｉｏｋｉ．ｊｐ／２２１１／ｉｎｄｅｘ．ｈｔｍｌ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかし、上述のパターンシートや遮蔽物を設けたホワイトチャートを用いたシェーディング補正の場合には、カメラモジュールの検査において被検査対象毎にパターンシートや遮蔽物を設けたホワイトチャートを変える必要があるという問題がある。
【００１５】
また、照明装置自体の光強度分布にシェーディング補正効果を持たせる場合にも、カメラモジュールの検査において被検査対象毎に照明装置を変える必要があるという問題がある。
【００１６】
したがって、本発明は、照明装置の構成部品を換えることなく照明輝度分布を任意に変更可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の一観点からは、光源と、前記光源の光路上に配置され、複数のパターン部材が積層され、外周部の光透過量を中心部の光透過量より多くした合成パターン部材とを有することを特徴とする照明装置が提供される。
【００１８】
また、本発明の別の観点からは、光源と、受光素子と、前記光源と前記受光素子の間に配置され、複数のパターン部材が積層され、外周部の光透過量を中心部の光透過量より多くした合成パターン部材とを有することを特徴とする撮像ユニットの検査装置が提供される。
【００１９】
また、本発明のさらに別の観点からは、複数のパターン部材が積層され、外周部の光透過量を中心部の光透過量より多くした合成パターン部材を介して、受光素子に光を入射する工程と、前記光の受信信号を前記受光素子から受信する工程と、前記受信信号に基づいて前記受光素子に異物の有無を判定する工程とを有することを特徴とする撮像ユニットの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２０】
開示の照明装置、撮像ユニットの検査装置、及び、撮像ユニットの製造方法によれば、複数のパターン部材、典型的には、周期の異なる２組以上の半透明な線状パターンを用いることで照明装置の構成部品を換えることなく照明輝度分布を任意に変更することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施の形態の撮像ユニットの検査方法の概念的構成図である。
【図２】照明輝度分布調整装置を構成するパターンシートの構成説明図である。
【図３】照明装置の概略的正面図である。
【図４】ピッチの異なる２種類のパターンシートの線状パターンの位置関係と移動量ｄの関係の説明図である。
【図５】本発明の実施例１の照明輝度分布調整装置を構成する２種類のパターンシートの概略的構成図である。
【図６】２種類のパターンシートの合成パターンの説明図である。
【図７】２種類のパターンシートを互いにｄだけずらした場合の合成パターンの説明図である。
【図８】２種類のパターンシートを互いにｄだけずらした合成パターンを９０°回転させて重ねた場合の合成パターンの説明図である。
【図９】カメラモジュール検査システムの概略的構成図である。
【図１０】パターンシートを用いたシェーディング補正の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
ここで、図１乃至図４を参照して、本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態の撮像ユニットの検査方法の概念的構成図であり、光源１１と照明輝度分布調整装置３０からなる照明装置１０からの照射光をホワイトチャート１２に照射し、ホワイトチャート１２で拡散して均一化された光の状態を被検査対象となる撮像ユニット２０で撮像する。なお、光源１１としては蛍光灯が典型的なものであり、例えば、色温度が５８００Ｋ°前後の蛍光灯を用いることが望ましい。
【００２３】
なお、撮像ユニット２０とは、レンズが装着されたカメラ、またはカメラモジュール、あるいは携帯機器に搭載された状態のカメラ等を意味する。この撮像ユニット２０は、筐体２１と、筐体２１内に収容されたレンズ２２、光学フィルタ２３、イメージセンサ２４と、イメージセンサ２４を駆動する駆動回路２５とを有している。イメージセンサ２４で撮像した撮像画像２６は駆動回路２５を介して取り出されて表示される。この場合のホワイトチャート１２のサイズは例えば、３０ｃｍ×３０ｃｍであり、また、ホワイトチャート１２とレンズ２２との間隔は例えば、５０ｃｍ〜６０ｃｍである。
【００２４】
図２は、照明輝度分布調整装置を構成するパターンシートの構成説明図であり、図２（ａ）は概略的平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ′を結ぶ一点鎖線に沿った概略的断面図である。パターンシート３１は、ＰＥＴシート等の樹脂シートや透明ガラスからなる透明シート３２上に光源１１からの光に対する透過率が３０〜８０％、より好適には、４０〜６０％の半透明部材からなる線状パターン３３を設けたものである。
【００２５】
この場合の線状パターン３３はＣｒ薄膜等の金属薄膜で構成しても良いし、或いは、カーボンブラック等の顔料を添加した塗料をスクリーン印刷して形成しても良い。また、パターンシート３１の周辺部にはパターンシート３１の位置を相対的に移動させるための位置決め穴３４が設けられている。なお、この位置決め穴３４のピッチは後述する移動量ｄの整数分の１、典型的には１／１とする。なお、図においては、前後左右にｄだけ移動可能なように、各コーナーにピッチｄで４個の位置決め穴３４を設けた例を示している。
【００２６】
この場合、パターンシート３１は、線状パターン３３のピッチの異なる２種類のパターンシート３１１，３１２を用意するとともに、一方のパターンシート３１２を２枚と、他方のパターンシート３１１を積層して積層体を構成する。この場合の線状パターン３３のピッチの異なる２種類のパターンシート３１１，３１２としては、典型的には同じ線幅の線状パターン３３の本数を互いに１本異なるようにして形成する。この積層体を２組用意して、一方の積層体の線状パターン３３の延在方向と、他方の積層体の線状パターン３３の延在方向とが異なるように、典型的には直交するように積層する。
【００２７】
図３は、照明装置の概略的正面図であり、図３（ａ）は第１の輝度分布パターン構成時の概略的正面図である。この場合、積層したパターンシート３１は、位置決め穴３４を光源１１の表面側に植設した止め具３５に挿通して位置合わせしたのち、位置決め穴３４を形成したパターンシート３１の周辺部の形状に対応する形状のフレーム部材３６で固定する。
【００２８】
図３（ｂ）は第２の輝度分布パターン構成時の概略的正面図であり、ここでは、２枚の用意したパターンシート３１２の一方を所定移動量ｄだけ移動させた状態で位置決め穴３４を止め具３５に挿通して位置合わせする。なお、図３（ａ）或いは図３（ｂ）のいずれの場合も、通常は、下側の３枚１組の積層体においても同様の構成にすることによって、２方向に対称な面内輝度分布が得られる。
【００２９】
図４は、ピッチの異なる２種類のパターンシート３１１，３１２の線状パターン３３１，３３２の位置関係と移動量ｄの関係の説明図である。図４（ａ）は、周辺部でパターンが一致するように配置した場合の配置図であり、図３（ａ）の構成に対応する。一方、図４（ｂ）は、ｄだけ移動させて中央部でパターンが一致するように配置した場合の配置図であり、図３（ｂ）の構成に対応するものである。
【００３０】
図４（ａ）はＡ群はｎ本の線状パターン３３１を設け、Ｂ群はｍ本の線状パターン３３２を設けた例とした図である。図に示すように両端を揃えた場合、中央における番目の線状パターン３３１と５番目の線状パターン３３２との間隔が最大となり、これをｄとする。なお、図の場合には、ｎ＝１１であり、ｍ＝ｎ−１である。
【００３１】
ここで、間隔ｄの求め方を説明する。それぞれの群の中央の線状パターンの位置番号をｐＡ，ｐＢとすると、小数点以下を四捨五入する関数ＲＯＵＮＤを用いると、
ｐＡ＝ＲＯＵＮＤ（ｎ／２）
ｐＢ＝ＲＯＵＮＤ（ｍ／２）
となる。
【００３２】
また、それぞれの群の線状パターンのピッチをＬＡ，ＬＢとすると、ｋ番目の線状パターンの中心位置ｆＡ（ｎ），ｆＢ（ｎ）は、それぞれ、
ｆＡ（ｎ）＝ＬＡ×ｎ
ｆＢ（ｎ）＝ＬＢ×ｎ
となる。一方、ｄは中央部付近の両群の線状パターンの中心位置の間隔であるので、
ｄ＝｜ｆＡ（ｐＡ）−ｆＢ（ｐＢ）｜
として求められる。
【００３３】
なお、線状パターン３３１，３３２の線幅ｗは、線状パターンのピッチＬＡ，ＬＢの半分以下でなくてはならない。例えば、５％〜３５％の範囲が好適であり、５％未満であると光透過量が中心部でも多すぎてシェーディング補正効果を持たせることが困難になる。一方、３５％を超えると、パターンシート３１１とパターンシート３１２と重ねたときの間隙が狭くなりすぎ、充分な光透過量が得られなくなる。
【実施例１】
【００３４】
以上を前提として、次に、図５乃至図８を参照して、本発明の実施例１の照明輝度分布調整装置による輝度分布の調整方法を説明する。図５（ａ）は、本発明の実施例１の照明輝度分布調整装置を構成する第１のパターンシート３１１の概略的構成図であり、１６本の線状パターン３３１を設けている。なお、各図においては、位置決め穴は図示を省略している。
【００３５】
この場合、線状パターン３３１の幅ｗに対して隣接する線状パターン３３１との間隔を２２ｗ／６で構成している。したがって、線状パターン３３１の中心部間の間隔ＬＡは幅ｗに対して２８ｗ／６になる。なお、中央の線状パターン３３１の中心位置ｐＡは、
ｐＡ＝ＲＯＵＮＤ（１６／２）＝８
となる。
【００３６】
図５（ｂ）は本発明の実施例１の照明輝度分布調整装置を構成する第２のパターンシート３１２の概略的構成図であり、１５本の線状パターン３３２を設けている。この場合、線状パターン３３２の幅ｗは線状パターン３３１の幅ｗと同じにし、幅ｗに対して隣接する線状パターン３３２との間隔を２４ｗ／６で構成している。したがって、線状パターン３３２の中心部間の間隔ＬＢは幅ｗに対して３０ｗ／６＝５ｗになる。なお、中央の線状パターン３３２の中心位置ｐＢは、
ｐＢ＝ＲＯＵＮＤ（１５／２）＝８
となる。
【００３７】
図６（ａ）は、このような２種類のパターンシート３１１，３１２を両端部において線状パターン３３１と線状パターン３３２とが重なるように配置した状態を示す図であり、中央部での間隙が両端部に比べて狭くなった合成パターンが得られる。
【００３８】
図６（ｂ）は、図６（ａ）に示した合成パターンと、この合成パターンを９０°回転させて重ね合わせた状態を示す図であり、互いに直交する２つの方向において中央部での間隙が外周部に比べて狭くなった合成パターンが得られる。このような外周部の光透過量を中心部の光透過量より多くした合成パターンを用いることによりシェーディング補正効果をもたせることができる。
【００３９】
図７（ａ）は、第１のパターンシート３１１と第２のパターンシート３１２を上述の移動量ｄだけずらして配置した場合、即ち、中央部において線状パターン３３１と線状パターン３３２とが一致するように配置した状態を示す図である。なお、移動量ｄは、
ｄ＝｜ｆＡ（８）−ｆＢ（８）｜＝｜ＬＡ×８−ＬＢ×８｜
＝｜（２８ｗ／６）×８−（３０ｗ／６）×８｜＝１６ｗ／６＝８ｗ／３
となる。線状パターン３３１，３３２の幅ｗの８／３倍移動させれば良い。この場合には、図６（ａ）の場合とは反対に中央部での間隙が両端部に比べて広くなった合成パターンが得られる。
【００４０】
図７（ｂ）は、図６（ａ）に示した合成パターンと、図７（ａ）に示した合成パターンを、一方の端部において重なるように配置した状態を示す図である。この場合には、ほぼ均一な光透過分布が得られる。これは、１枚の第１のパターンシート３１１と１枚の第２のパターンシート３１２の両端部において線状パターン３３１と線状パターン３３２とが重なるように配置し、他の１枚の第２のパターンシート３１２をｄだけ移動させたものに相当する。
【００４１】
図８は、図７（ａ）に示した合成パターンと、この合成パターンを９０°回転させて重ね合わせた状態を示す図であり、互いに直交する２つの方向においてほぼ均一な光透過量となった合成パターンが得られる。
【００４２】
このように、構成部品を変更することなく第１のパターンシート３１１と第２のパターンシート３１２とを相対的にずらすだけで、同じ検査装置を用いてシェーディング補正機能を有する高価なカメラモジュールの検査を行うことができる。即ち、検査対象となるカメラモジュールが変更されても、同じ検査装置で構成部品を変更することなく検査を行うことが可能になる。
【００４３】
以上、本発明の実施例を説明してきたが、本発明は、実施例に示した条件に限られるものではない。例えば、上記の実施例１においては、３枚１組の積層体を線状パターンの延在方向が直交するように重ねているが、必ずしも直交させる必要はなく、平行でさえなければ良いものである。
【００４４】
また、上記の実施例１においては、３枚１組からなる３組の積層体を同じ状態になるように設定しているが、一方の積層体の合成パターンと他方の積層体の合成パターンとが異なるように重ねても良い。例えば、上記の図６（ａ）の合成パターンに対して図７（ａ）の合成パターンを９０°回転させて重ねても良い。
【００４５】
また、上記の実施例１においては、均一な面内輝度分布を得る場合に、一方のパターンシートを｜ｆＡ（ｐＡ）−ｆＢ（ｐＢ）｜で決まる移動量ｄだけ移動しているが、移動量はｄに限られるものではなく、ｄより小さい移動量でも良い。この移動量を調整することによって、より変化にとんだ面内輝度分布が得られる。このようなｄと異なる移動量で移動させる場合には、パターンシートに設ける位置決め穴のピッチをｄの整数分の１にして前後方向及び左右方向に各３個以上設ければ良い。
【００４６】
また、上記の実施例１においては、線状パターンの少ないパターンシート３１２を２枚としているが、逆に線状パターンの少ないパターンシート３１２を１枚、線状パターンの多いパターンシート３１１を２枚としても良い。この場合、一方のパターンシートをｄだけ移動させる時には線状パターンの多いパターンシート３１１を動かすことになる。
【００４７】
また、上記の実施例１においては、複数のパターン部材の重なり状態により光透過量の面内分布を可変に制御する移動機構を止め具と、パターンシートに設けた位置決め穴によって構成しているがこのような構成に限られるものではない。例えば、各パターンシートの端部を移動可能に把持する駆動・保持機構を各パターンシートの端部に設けて移動させても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１０  照明装置
１１  光源
１２  ホワイトチャート
２０  撮像ユニット
２１  筐体
２２  レンズ
２３  光学フィルタ
２４  イメージセンサ
２５  駆動回路
２６  撮像画像
３０  照明輝度分布調整装置
３１  パターンシート
３２  透明シート
３３  線状パターン
３４  位置決め穴
３５  止め具
３６  フレーム部材
４１  照明装置
４２  ホワイトチャート
４３  カメラモジュール
４４  レンズ
４５  光学フィルタ
４６  イメージセンサ
４７  カメラモジュール駆動回路
４８  撮像画像
４９  異物
５０  異物像
５１  パターンシート
【図１】
2010181173.tif 000003
【図２】
2010181173.tif 000004
【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】
2010181173.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2010181173.tif 000012