(57)【要約】【課題】レンズユニットの位置調整（角度調整）を高速に行うことを可能とし、ひいては、カメラモジュールの製造時間を短縮する.【解決手段】レンズユニットと撮像センサとを備えるカメラモジュールにおける像高別の解像度を測定するための解像度測定用チャート（１００）は、当該チャート（１００）の中心座標を検出するためのマーカ図形（１０５，１０６）と、黒色の線状パターン（１１０ａ）および白色の線状パターン（１１０ｂ）が、当該チャート（１００）の平面全域に交互に配置されてなる縞模様状の解像度測定用パターン（１１０）とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズユニットと撮像センサとを備えるカメラモジュールにおける像高別の解像度を測定するための解像度測定用チャートであって、
当該解像度測定用チャートの中心座標を検出するためのマーカ図形と、
黒色の線状パターンと白色の線状パターンとが、当該解像度測定用チャートの平面全域に交互に配置されてなる縞模様状の解像度測定用パターンとを備えることを特徴とする解像度測定用チャート。
【請求項２】
請求項１に記載の解像度測定用チャートを用いて、解像度測定対象であるカメラモジュールの像高別の解像度を測定する解像度測定方法であって、
前記解像度測定用チャートをカメラモジュールで撮影したチャート画像の画像データを入力する工程と、
前記チャート画像の画像データやよりカメラモジュールの撮像センサにおける固定座標で予め定められた像高別の各測定範囲の画像データを取り出す画像取り出し工程と、
取り出された各測定範囲の画像データを、画素値の小さい順に並べて再配列する再配列工程と、
再配列された画像データからＳＦＲ（Spatial Frequency Response）を求めるＳＦＲ演算工程とを含むことを特徴とする解像度測定方法。
【請求項３】
再配列された画像データを所定角度回転させる回転工程をさらに含み、ＳＦＲ演算工程では、回転された画像データに対して再配列を実施することを特徴とする請求項２に記載の解像度測定方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の解像度測定方法を用いて、前記カメラモジュールの像高別の焦点距離を求め、求めた像高別の焦点距離に基づいて、前記カメラモジュールに備えられるレンズユニットと撮像センサとの位置を調整することを特徴とするカメラモジュールにおける位置調整方法。
【請求項５】
請求項４に記載のカメラモジュールの位置調整方法を、レンズユニットと撮像センサとの位置を調整する工程に用いることを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話やスマートフォン等の小型電子機器に搭載されるカメラモジュールにおけるレンズユニットと撮像センサとの位置関係を、解像度を測定して調整する技術にかかり、より詳細には、解像度の測定に用いられる解像度測定用チャート、解像度測定方法、カメラモジュールにおける位置調整方法およびカメラモジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機やスマートフォン等に搭載されるカメラモジュールは、撮影レンズが組み込まれたレンズユニットと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が組み込まれた撮像センサとを一体化したものであり、小型電子機器の小さな筐体内に組み込めるように小型化されている。今日、このようなカメラモジュールは、デジタルカメラ等と同様に撮像センサの高画素化が進んでいる。
【０００３】
ところで、高画素化が進むと撮像センサの開口率が低くなるため、高い画素数に見合った解像度の画像を得るには、撮影レンズと撮像素子との厳密な位置調整が必要となる。
【０００４】
しかしながら、レンズユニットにおいて、撮影レンズはこれを保持する円筒形のレンズバレル内に収容されるが、レンズバレルに対する撮影レンズの固定位置には製造上のバラツキがあり、撮影レンズの光軸とレンズバレルの中心軸とは必ずしも平行にはならない。
【０００５】
そのため、このようなレンズユニットに対して撮像センサを、レンズバレルの中心軸と撮像素子の結像面の法線とが平行になるように組み付けたとしても、レンズバレルに収容されている撮影レンズの光軸と撮像素子の結像面の法線とは平行にならない（換言すると、撮影レンズの光軸と撮像素子の結像面とが垂直にならない）。
【０００６】
撮影レンズの光軸と撮像素子の結像面の法線とが平行にならない場合、撮影した画像の中心部分では焦点が合っているものの、中心部分から外れた部分においては焦点が合わなくなる（後述する片ボケ現象）。その結果、トータル性能がスペックから外れてしまうこととなる。
【０００７】
このような不具合を回避するには、カメラモジュールの製造時に、レンズユニットを通して撮像素子の結像面に結像される画像の像高別解像度を、レンズユニットの傾きを変えて動的に測定し、測定された像高別解像度を用いて、撮像センサに対するレンズユニットの位置を調整する方法が有効である。解像度を動的に測定するとは、レンズユニットと撮像センサとの距離（相対距離）を変えながら測定することである。
【０００８】
例えば、特許文献１には、カメラモジュールの製造装置を用いて、撮像センサに対するレンズユニットを最適角度に調整して固定する方法が開示されている。また、特許文献２〜５には、解像度測定用チャートにおける特定マーカの検出方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第４９６０３０７号明細書
【特許文献２】特開２００５−１９８１０３号公報
【特許文献３】特開２００３−０４３３２８号公報
【特許文献４】特開２００７−１０４２９６号公報
【特許文献５】特開２００７−０９６６９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記従来の技術では、レンズユニットの位置調整（角度調整）に時間がかかり、ひいてはカメラモジュールの製造に時間がかかるといった問題がある。これについて説明する。
【００１１】
撮像センサに結像された画像の像高別解像度は、解像度測定用チャート上に配置された像高別図形を撮像センサに撮影し、その画像データを解析することで得られる。画像の解像度は、画像の空間周波数応答（ＳＦＲ：Spatial Frequency Response）にて表される。解像度測定用チャート上の像高別図形は、解像度測定用チャートが撮像素子の結像面に結像された状態（撮像エリア内）で、結像面上における像高位置として定められた所定の座標に位置するように配されている。
【００１２】
ところが、レンズユニットの位置調整においては、像高別解像度の測定をレンズユニットと撮像センサとの距離（相対距離）を変えながら行うため、レンズユニットと撮像センサとの距離に応じて、撮像センサの撮像エリアが変化する。
【００１３】
つまり、レンズユニットに対して撮像センサが離れている状態では、撮像センサの撮像エリアは解像度測定用チャートよりも狭く、解像度測定用チャート内の一部が結像する（結像した画像部分が撮像エリア部分）。そして、レンズユニットに対して撮像センサを近づけて行くことで、撮像エリアは段々と広くなって行き、最終的に解像度測定用チャートよりも広くなる（解像度測定用チャートの外縁が撮像エリアに入り込む）。
【００１４】
このように、撮像センサとレンズユニットとの距離を変化させると、それに応じて撮像センサの撮影エリアも変化するので、結像面上における所定の座標（固定座標）を像高別解像度の測定範囲として固定すると、測定範囲に入った、限られた像高別図形からしか像高別解像度を得ることができない。そのため、従来、撮像エリアに入った像高別図形を追跡して、像高別図形が存在する結像面上の座標を特定し、これを測定範囲として像高別解像度の測定が行われている。
【００１５】
しかしながら、像高別図形を追跡して存在する座標を特定するには、撮像エリアの全エリアを対象に検索をかける必要があり、時間がかかる。その結果、上述したように、撮像センサに対するレンズユニットの位置調整に時間がかかってしまう。
【００１６】
また、撮影エリア内の像高別図形が存在する結像面上の座標を特定し、これを測定範囲とするため、実際に像高別解像度を測定した位置が、解像度を真に得たい像高位置とはならなくなる。そのため、真に得たい像高位置を推定するための演算も必要になり、時間を要する。
【００１７】
そして、この問題は、前記した特許文献１〜５の技術を持ってしても解決することができない。例えば、特許文献１は、撮像センサに対してレンズユニットを最適角度に調整して固定する工程の高速化に関するものではないため、カメラモジュールの製造時に、動的に解像度を測定するのに要する時間（以下、動的解像度測定時間）を短縮するための構成等については何ら記載されていない。
【００１８】
また、特許文献１に記載された動的に解像度を測定する手法では、被写体である解像度測定用チャート上に予め配置されている像高別図形の箇所でしか解像度を測定できない。そのため、解像度の測定時、上述したように、レンズユニットの移動に併せて像高別図形を追跡するようになっており、得られた解像度は真に得たい像高位置のものとはならない。
【００１９】
また、特許文献２〜５には、チャート上の特定マーカを検出追尾する技術が記載されているが、チャート上に配置されているマークを追尾しても、撮像素子上の像高位置と解像度測定用チャート上の像高位置との相違は解決できない。
【００２０】
本発明の目的は、レンズユニットの位置調整（角度調整）を高速に行うことを可能とし、ひいては、カメラモジュールの製造時間を短縮することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る解像度測定用チャートは、レンズユニットと撮像センサとを備えるカメラモジュールにおける像高別の解像度を測定するための解像度測定用チャートであって、当該解像度測定用チャートの中心座標を検出するためのマーカ図形と、黒色の線状パターンと白色の線状パターンとが、当該解像度測定用チャートの平面全域に交互に配置されてなる縞模様状の解像度測定用パターンとを備えることを特徴としている。
【００２２】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る解像度測定方法は、本発明の一態様に係る解像度測定用チャートを用いて、解像度測定対象であるカメラモジュールの像高別の解像度を測定する解像度測定方法であって、前記解像度測定用チャートをカメラモジュールで撮影したチャート画像の画像データを入力する工程と、前記チャート画像の画像データやよりカメラモジュールの撮像センサにおける固定座標で予め定められた像高別の各測定範囲の画像データを取り出す画像取り出し工程と、取り出された各測定範囲の画像データを、画素値の小さい順に並べて再配列する再配列処理と、再配列された画像データからＳＦＲを求めるＳＦＲ演算工程とを含むことを特徴としている。
【００２３】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るカメラモジュールにおける位置調整方法は、本発明の一態様に係る解像度測定方法を用いて、前記カメラモジュールの像高別の焦点距離を求め、求めた像高別の焦点距離に基づいて、前記カメラモジュールに備えられるレンズユニットと撮像センサとの位置を調整することを特徴としている。
【００２４】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るカメラモジュールの製造方法は、本発明の一態様に係るカメラモジュールにおける位置調整方法を、レンズユニットと撮像センサとの位置を調整する工程に用いることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の一態様によれば、レンズユニットの位置調整（角度調整）を高速に行うことを可能とし、ひいては、カメラモジュールの製造時間を短縮することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明に係る実施の一形態である解像度測定用チャートの平面図である。
【図２】カメラモジュールの模式断面図である。
【図３】カメラモジュールのＳＦＲを測定する測定系のブロック図である。
【図４】従来用いられている代表的な解像度測定用チャートであるＳＦＲチャートISO12233 の平面図である。
【図５】撮影レンズがレンズバレル内部において左側に傾いている場合の修正を説明する図面である。
【図６】撮影レンズがレンズバレル内部において右側に傾いている場合の修正を説明する図面である。
【図７】従来の解像度測定用チャートを用いたＳＦＲ測定における、レンズユニットと撮像センサの相対関係、取り出し画像、ＳＦＲ値、およびレンズユニットと撮像センサとの相対距離とＳＦＲとの関係を示す説明図である。
【図８】隣り合う画素の輝度値とＳＦＲ値との関係を示す説明図である。
【図９】従来の解像度測定用チャートを用いてＳＦＲを測定した場合に、レンズユニットと撮像センサとの相対距離に応じて、撮像センサ上に結像される像高別図形の位置関係を示す説明図である。
【図１０】撮像センサに対するレンズユニットの位置（ＶＣＭ位置）と、従来の解像度測定用チャートを用いて測定したＳＦＲとの関係を表したグラフである。
【図１１】従来の解像度測定用チャートを用いた場合に、撮像センサが撮影した撮像エリアより像高別図形を撮影した画像を検出する手順を示す説明図である。
【図１２】従来の解像度測定用チャートを用いた場合に、撮像センサが撮影した撮像エリアより像高別図形を撮影した画像を検出する別の手順を示す説明図である。
【図１３】解像度測定用チャートにおける縞模様状のパターンを傾斜させている理由を説明する図面である。
【図１４】レンズユニットに対して撮像センサを移動させた際の各距離位置における測定範囲内の画像を示しており、図１の解像度測定用チャートを用いた場合と従来の解像度測定用チャートを用いた場合とを比較して示す説明図である。
【図１５】図１に示す本実施の形態である解像度測定用チャートを用いて各像高位置でのＳＦＲを測定する手順を示す説明図である。
【図１６】図１５における工程３で実施される、切り出した画像データをＸ側について再配列する処理を示す説明図である。
【図１７】ある像高位置における、撮像センサに対するレンズユニットの位置（ＶＣＭ位置）と図１の解像度測定用チャートを用いて測定したＳＦＲとの関係を表したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の実施の形態について詳細に説明するが、撮像センサとレンズユニットの位置調整の仕方など、本発明の前提となる技術事項も併せて説明する。
【００２８】
１）撮像センサに対するレンズユニットの位置調整
まずは、撮像センサに対するレンズユニットの位置調整について説明する。図２は、カメラモジュールの模式断面図である。小型のカメラモジュール１は、図２に示すように、基本構造として、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１２が組み込まれた撮像センサ３上に、ＶＣＭ（図示せず）で駆動されるレンズユニット２が配置される。レンズユニット２は、撮影レンズ１０を保持する円筒形のレンズバレル１１を有し、その内部に撮影レンズ１０が収容されている。
【００２９】
前述したように、製造上の組立誤差によって、レンズユニット２とＶＣＭ外形基準位置との関係は垂直になりえず、その結果、標準的なＶＣＭ外形基準によるカメラモジュール１の組立では、撮像素子１２の結像面の法線とレンズユニット２内の撮影レンズ１０の光軸とが平行とならず、角度誤差を含むことになる。
【００３０】
撮像素子１２の結像面の法線と撮影レンズ１０の光軸との角度誤差は、そのまま合焦距離のバラツキになり、結像面の中央の合焦位置と、結像面の周辺の合焦位置が前後してしまい、いわゆる片ボケという現象が発生する。
【００３１】
このような片ボケ現象を修正することには、レンズユニット２内の撮影レンズ１０の像面傾き量を基に、撮像センサ３を傾ける操作を行う。像面傾き量は、像高別の焦点距離と像高別の測定範囲における撮像センサ３上の画素ピッチ距離から三角関数で逆算することで求められる。三角関数で求められた像面傾き角度を、レンズユニット２あるいは撮像センサ３に与えることで、像高別の焦点距離が揃い、撮像センサ３の結像面の法線と撮影レンズ１０の光軸とが平行になり、片ボケが解消される。
【００３２】
図３は、カメラモジュールの像高別解像度（ＳＦＲ）を測定する測定系のブロック図である。像高別解像度の測定は、図３に示すように、カメラモジュール１にて解像度測定用チャート７を撮影し、撮影した画像（チャート画像）を、解像度を測定するためのＳＦＲ演算ソフト（解像度測定プログラム）５がインストールされたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）４に送り、画像を解析する。このとき、撮像センサ３における撮像素子１２の結像面と解像度測定用チャート７とは、略平行になるように位置決めされる。
【００３３】
図３に示す解像度測定用チャート７は、３つの像高別図形Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３が配置されたものを例示しているが、従来、解像度測定用チャート７としては、図４に示すＳＦＲチャート ISO12233 や、これに準じるチャートが用いられている。本発明は、全く新しい解像度測定用チャートを提案するもので、これについては後述する。
【００３４】
図５は、撮影レンズ１０がレンズバレル１１内部においてＬ（左）側に傾いている場合の修正を説明する図面である。図中、参照符号２０，２１で示す矩形の枠内に、カメラモジュール１にて、解像度測定用チャート７上に配置された３つの像高別図形Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を撮影した画像（撮像素子１２の結像面に結像された画像）ｍ１，ｍ２，ｍ３を示す。
【００３５】
レンズバレル１１内部で撮影レンズ１０がＬ側に傾いている場合、矩形２０内に示すように、像高別図形Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を撮影した画像ｍ１，ｍ２，ｍ３のうち、ＣＴ（中央）に位置する画像ｍ１はジャストフォーカス画像となるが、Ｌ側に位置する画像ｍ２は、結像面よりも後に焦点を結んだデフォーカスの画像となり、Ｒ（右）側に位置する画像ｍ３は、結像面よりも前に焦点を結んだデフォーカス画像となる。
【００３６】
このような３つの画像ｍ１〜ｍ３を解析して、後述のように、それぞれの像高別解像度を測定し、それらに基づいてレンズユニット２の傾きを調整する。なお、参照符号３０にて示す矩形は、画像ｍ１〜ｍ３より像高別解像度を測定する再に、チャート撮影画像より測定のための画像を取り出す領域を示しており、測定範囲である。
【００３７】
この場合であれば、Ｌ側を持ち上げるようにレンズユニット２を回転させる。このような修正を行うことで、レンズバレル１１自体は傾いた状態となるが、その内部の撮影レンズ１０の光軸と撮像素子１２の結像面の法線とが平行になる。また、修正後は、３つの像高別図形Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を撮影した画像ｍ１，ｍ２，ｍ３は、矩形２１内に示すように、すべてジャストフォーカス画像となる。
【００３８】
図６は、撮影レンズ１０がレンズバレル１１内部においてＲ側に傾いている場合の修正を説明する図面である。レンズバレル１１内部で撮影レンズ１０がＲ側に傾いている場合、矩形２２内に示すように、像高別図形Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を撮影した画像ｍ１，ｍ２，ｍ３のうち、ＣＴに位置する画像ｍ１はジャストフォーカス画像となるが、Ｌ側に位置する画像ｍ２は、結像面よりも前に焦点を結んだデフォーカスの画像となり、Ｒ側に位置する画像ｍ３は、結像面よりも後に焦点を結んだデフォーカス画像となる。
【００３９】
上記と同様に、このような３つの画像ｍ１〜ｍ３を解析して、レンズユニット２の傾きを調整する。この場合であれば、Ｒ側を持ち上げるようにレンズユニット２を回転させて修正する。修正後は、３つの像高別図形Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３を撮影した画像ｍ１，ｍ２，ｍ３は、矩形２３内に示すように、すべてジャストフォーカス画像となる。
【００４０】
２）ＳＦＲの測定原理
次に、画像の解像度として用いるＳＦＲ（Spatial Frequency Response）の測定原理を簡単に説明する。なお、ＳＦＲの測定方法はISO12233 で規定されている。図７は、従来の解像度測定用チャートを用いたＳＦＲ測定における、レンズユニットと撮像センサの相対関係、取り出し画像、ＳＦＲ値、およびレンズユニットと撮像センサとの相対距離とＳＦＲとの関係を示す説明図である。
【００４１】
ＳＦＲの測定には、図３に示した測定系を用い、カメラモジュール１と解像度測定用チャート７との位置関係は固定する。レンズユニット２に対して撮像センサ３を、遠い位置から近い位置まで移動させ、移動の間、各位置において解像度測定用チャート７上の像高別図形を撮影する。
【００４２】
像高別図形を撮影した画像における１辺の画像データを取り出し、単位ピクセルにおける輝度の変化を周波数分解（フーリエ変換）することで、ＳＦＲが得られる。取り出した１辺の画像データの画像は、焦点が合っている状態であれば、黒色部分と白色部分との境界が明確なものとなる（中間位置参照）。これに対し、焦点が合っていない状態では、黒色部分と白色部分との境界が不明確になり、境界部分に灰色の領域が存在する。焦点が外れている程に、灰色の領域の幅が太くなる（最も遠い位置と遠い位置参照）。
【００４３】
図８は、隣り合う画素の輝度値とＳＦＲ値との関係を示す説明図である。図８に示すように、ＳＦＲ値は、隣り合うピクセル間の輝度値の差が最大である場合に１．０になり（高コントラスト）、差が小さくなるにしたがって１．０よりも小さくなっていき（低コントラスト）、差がない場合０．０となる。
【００４４】
図７に示すように、相対距離を変化させてＳＦＲ値を測定すると、撮像センサ３とレンズユニット２とが最も離れている位置（相対距離が最大）で非常に低く、近づくにつれて上がっていき、焦点が合った中間位置で最も高くなり、合焦位置を過ぎると再び低くなる。このようなＳＦＲ値を、像高別図形を撮影した各画像についてそれぞれ測定し、像高別の焦点距離を求める。
【００４５】
３）従来の解像度測定用チャートの問題点
次に、従来の解像度測定用チャート７の問題点を説明する。図９は、レンズユニットと撮像センサとの相対距離に応じて、撮像センサ上に結像される像高別図形の位置関係を示す説明図である。図９に示すように、レンズユニット２と撮像センサ３とが離れていて遠い場合は、中央に位置する像高別図形を撮影した画像ｍ１１に対する周囲４つの画像ｍ１２〜ｍ１５の距離は遠くなる。一方、レンズユニット２と撮像センサ３とが近い場合は、中央の画像ｍ１１に対する周囲４つの画像ｍ１２〜ｍ１５の距離は近くなる。そして、レンズユニット２と撮像センサ３との距離が中間の場合は、中央の画像ｍ１１に対する周囲４つの画像ｍ１２〜ｍ１５の距離も中間となる。
【００４６】
図１０は、撮像センサに対するレンズユニットの位置（ＶＣＭ位置）と、従来の解像度測定用チャートを用いて測定したＳＦＲとの関係を表したグラフであり、図９における５つの画像ｍ１１〜ｍ１５より測定したＳＦＲを示す。このようなグラフより、像高別位置ごとの最適なレンズユニット２の高さ（撮像センサ３との相対距離）を取得できる。
【００４７】
ところで、図９に示したように、被写体となる解像度測定用チャート７上へ正確に像高別図形を配置しても、撮像センサ３に結像される画像の位置は、撮像センサ３とレンズユニット２との距離によって変わる。このような場合に、結像面上における所定の座標を像高別解像度の測定範囲として固定すると、測定範囲に入った、限られた像高別図形の画像からしか像高別解像度を得ることができない。そのため、従来、撮像された像高別図形の画像を追跡して、画像が存在する結像面上の座標を特定し、これを測定範囲として像高別解像度の測定が行われている。
【００４８】
しかしながら、撮影エリア内の像高別図形が存在する結像面上の座標を特定し、これを測定範囲と像高別解像度の測定範囲とするため、実際に像高別解像度を測定した位置が、解像度を真に得たい像高位置とはならなくなる。そのため、真に得たい像高位置を推定するための演算も必要になり、時間を要する。
【００４９】
また、像高別図形を追跡して存在する座標を特定するには、撮像エリアの全エリアを対象に検索をかける必要があり時間がかかる。これについて、詳細に説明する。図１１、図１２は、撮像センサが撮影した撮像エリアより像高別図形を撮影した画像を検出する手順を示す説明図である。このうち、図１１は、像高別図形を撮影した画像の重心を検出するもので、図１２は、像高別図形を撮影した画像のコーナを検出するものである。
【００５０】
図１１中、参照符号３０で示す矩形の枠内に、カメラモジュール１にて、解像度測定用チャート７における５つの像高別図形を撮影した画像ｍ１１〜ｍ１５を示す。また、解像度測定用チャート７における５つの像高別図形の近くには、像高別図形の位置を特定するためのマーカ図形も配置されており、マーカ図形を撮影した画像ｍｇ１，ｍｇ２も一緒に撮影されている。
【００５１】
工程１（Ｐ１）：マーカ図形を撮影した画像ｍｇ１，ｍｇ２をパターンマッチングで検出する。なお、図１１では、マーカ図形として、一般的な重心マークを用いている。
【００５２】
工程２（Ｐ２）：マーカ図形を撮影した画像ｍｇ１，ｍｇ２の中心座標（図中Ｘ印）から、像高別図形を撮影した画像ｍ１１〜ｍ１５それぞれのおおよその位置を決める。
【００５３】
工程３（Ｐ３）：工程２で求めた、画像ｍ１１〜ｍ１５それぞれのおおよその位置を基点に、画像ｍ１１〜ｍ１５それぞれにおいて、各画像と同じ色の座標を検出する（ペイント動作）。
【００５４】
工程４（Ｐ４）：画像ｍ１１〜ｍ１５それぞれにおいて、各画像と同じ色の座標を平均化することで、画像ｍ１１〜ｍ１５それぞれの重心位置が求まり、画像ｍ１１〜ｍ１５それぞれの座標を特定する。
【００５５】
図１２中、参照符号３１で示す矩形の枠内に、カメラモジュール１にて、解像度測定用チャート７における２つの像高別図形を撮影した画像ｍ１６、ｍ１７を示す。また、解像度測定用チャート７における２つの像高別図形の近くには、像高別図形の位置を特定するためのマーカ図形も配置されており、マーカ図形を撮影した画像ｍｇ１，ｍｇ２も一緒に撮影されている。
【００５６】
工程１（Ｐ１）：マーカ図形を撮影した画像ｍｇ１，ｍｇ２をパターンマッチングで検出する。図１２では、マーカ図形として、一般的な重心マークを用いている。
【００５７】
工程２（Ｐ２）：マーカ図形を撮影した画像ｍｇ１，ｍｇ２の中心座標（図中Ｘ印）から、像高別図形を撮影した画像ｍ１６，ｍ１７それぞれのおおよその位置を決める。
【００５８】
工程３（Ｐ３）：工程２で求めた、画像ｍ１６，ｍ１７それぞれのおおよその位置を基点に４５度方向に検索し、画像ｍ１６，ｍ１７それぞれにおいて、異なる色の座標を検出する。
【００５９】
工程４（Ｐ４）：工程２で求めた、画像ｍ１６，ｍ１７それぞれのおおよその位置を基点に１３５度方向に移動しながら、画像ｍ１６，ｍ１７それぞれにおいて、異なる色の座標を検出し続ける。
【００６０】
工程５（Ｐ５）：検索動作において、画像ｍ１６，ｍ１７それぞれにおいて最も遠い検出座標を、画像ｍ１６，ｍ１７それぞれのコーナ座標として特定する。
【００６１】
このように、像高別図形を追跡して存在する座標を特定するには、撮像エリアの全エリアを対象に検索をかける必要があり、甚だ時間がかかることとなる。
【００６２】
４）本発明の実施の一形態
本発明においては、撮像センサ３に対するレンズユニット２の位置（相対距離）が変化し、それに伴って撮像エリアが変化しても、固定座標で像高別解像度の測定することが可能となる。これを可能とするのが、本発明が提案する解像度測定用チャートである。
【００６３】
図１は、本発明に係る実施の一形態である解像度測定用チャートの平面図である。図１に示すように、実施の一形態である解像度測定用チャート１００は、解像度測定用チャート１００の中心座標を検出するためのマーカ図形１０５，１０６と共に、全域に解像度測定用パターン１１０が配置されたものである。
【００６４】
マーカ図形１０５，１０６は、解像度測定用チャート１００の中心座標の検出に使用するものである。解像度測定用チャート１００を撮影した場合、このマーカ図形１０５，１０６を撮影した画像ｍｇ１０５，ｍｇ１０６（図１４参照）の座標を検出し、解像度測定用チャート１００の中心座標の検出に使用する。
【００６５】
解像度測定用パターン１１０は、黒色の線状パターン１１０ａと白色の線状パターン１１０ｂとが、当該解像度測定用チャートの平面全域に交互に配置されてなる縞模様状のパターンである。黒色の線状パターン１１０ａ、白色の線状パターン１１０ｂは、何れも線幅が一定の線状パターンである。換言すると、解像度測定用パターン１１０は、白色背景に、所定の間隔で黒色の線状パターン１１０ａが複数配置された縞模様パターンであり、２本の黒色の線状パターン１１０ａ間が白色の線状パターン１１０ｂとなっている。
【００６６】
ここで、黒色の線状パターン１１０ａおよび白色の線状パターン１１０ｂは、解像度測定用チャート１００の撮影画像より切り出される矩形の測定範囲に対して、例えば１５°の傾きで傾斜している。これは、コントラストの検出精度を上げるためである。図１３を用いてこれについて説明する。図１３は、解像度測定用チャートにおける縞模様状のパターンを傾斜させている理由を説明する図面である。
【００６７】
黒色の線状パターン１１０ａおよび白色の線状パターン１１０ｂを傾斜させることで、図１３の（ａ）に示すように、解像度測定用チャートの黒色から白色に変わるエッジ部分が撮像センサ３上の画素と画素との間の不感帯に重なる機会を少なくすることができる。その結果、コントラストの検出精度を高くできる。これに対し、図１３の（ｂ）に示すように、傾斜が付与されていない場合は、撮像センサ３上の画素と画素との間（不感帯）に全てのエッジ部分が重なってしまうことが起こりえる。この場合、実際には上記した灰色の部分が存在するにもかかわらず、灰色部分が検出されないため、コントラストが高いと、誤判定されてしまう。傾斜を付与することで、このような誤判定を回避できる。
【００６８】
また、解像度測定用パターン１１０において、黒色の線状パターン１１０ａおよび白色の線状パターン１１０ｂの各幅は、黒色の線状パターン１１０ａと白色の線状パターン１１０ｂとの境目を撮影してその画像よりＳＦＲを測定できるものであればよい。
【００６９】
例えば、黒色の線状パターン１１０ａの幅および白色の線状パターン１１０ｂの幅は、像高別解像度を測定する測定範囲における面積が３０％程度となるような幅としてもよい。このような幅とすることで、レンズユニット２と撮像センサ３とが最も離れた位置関係であっても、測定範囲の中には必ず黒色の線状パターン１１０ａと白色の線状パターン１１０ｂとの境目が入るようになるので、解像度測定用パターン１１０を撮影した画像からＳＦＲを測定することができる。なお、図１の解像度測定用チャート１００では、黒色の線状パターン１１０ａの幅と白色の線状パターン１１０ｂの幅とを同じものを例示しているが、異なっていてもよい。
【００７０】
以下、図１４〜図１７を参照して、本実施の形態である解像度測定用チャート１００を用いて、各像高位置で解像度を測定する手順について説明する。図１４は、レンズユニット対して撮像センサを移動させた際の各距離位置における測定範囲内の画像を示しており、図１の解像度測定用チャートを用いた場合と従来の解像度測定用チャートを用いた場合とを比較して示す説明図である。図１５は、図１に示す本実施の形態である解像度測定用チャートを用いて各像高位置でのＳＦＲを測定する手順を示す説明図である。図１６は、図１５における工程３で実施される、切り出した画像データをＸ側について再配列する処理を示す説明図である。図１７は、ある像高位置における、撮像センサに対するレンズユニットの位置と図１の解像度測定用チャートを用いて測定したＳＦＲとの関係を表したグラフである。
【００７１】
ＳＦＲの測定には、図３と同様の測定系を用い、解像度測定用チャート７に変えて解像度測定用チャート１００を用いる。カメラモジュール１と解像度測定用チャート１００との位置関係は固定する。レンズユニット２に対して撮像センサ３を、遠い位置から近い位置まで移動させ、移動の間、各距離位置（遠い、中間、近い）にて解像度測定用チャート１００を撮影し、撮影した画像（チャート画像）より、各像高位置に応じて固定座標で定められた各測定範囲内の画像を切り出す。
【００７２】
図１４中、参照符号１３１〜１３５で示す矩形領域がＳＦＲの測定範囲である。測定範囲１３１は、撮影画像（チャート画像）の中心のＳＦＲを測定するための測定範囲である。この中心の測定範囲１３１を中心として、径方向に遠ざかる各像高位置に対応して測定範囲１３２〜１３５が設定されている。これら測定範囲１３１〜１３５は、撮像センサ３における固定座標である。
【００７３】
図１４に示すように、撮像センサ３とレンズユニット２とが最も遠い位置では、撮影エリアが狭く、マーカ図形１０５，１０６を撮影したマーカ画像ｍｇ１０５，ｍｇ１０６が撮影エリアの際にある。撮像センサ３とレンズユニット２との離間距離が小さくなるに従い撮影エリアは広くなっていき、離間距離がさらに小さくなる近い位置で、撮影エリアは最も広くなる。遠い場合に比べて、マーカ画像ｍｇ１０５，ｍｇ１０６は小さくなり、撮影エリアの際よりも十分内側に位置している。
【００７４】
従来の解像度測定用チャート７で用いられていた矩形の画像からなる像高別図形では、撮影エリアの変化に伴い、像高別図形を撮影した画像ｍ１１〜ｍ１５は、中央に位置する像高別図形を撮影した画像ｍ１１以外の画像ｍ１２〜ｍ１５は位置が変化する。そのため、画像ｍ１２〜ｍ１５を測定範囲内に収めるためには、測定範囲を変化させて、像高別図形を追跡していた。
【００７５】
これに対し、解像度測定用チャート１００の全域に配置された縞模様からなる解像度測定用パターン１１０の場合、撮影エリアの変化に伴い、測定範囲内に入る縞模様の本数は変化するものの（図１４における、遠い位置、近い位置それぞれの測定範囲１３５内の画像拡大図を参照）、測定範囲１３１〜１３５内には必ず解像度測定用パターン１００が位置するようになる。そのため、撮影エリアが変化しても、測定範囲については変化させる必要がなく、測定範囲を固定座標とすることができる。
【００７６】
このようにして、撮影エリア内の画像の画像データから、高位置として定められた測定範囲（固定座標）の画像の画像データを切り出し、像高別解像度を求める。具体的には、図１５に示す工程を経て行う。
【００７７】
工程１（Ｐ１）：撮影エリア内の画像の画像データから、マーカ図形を撮影した画像をパターンマッチングで検出する。解像度測定用チャート１００では、マーカ図形として、一般的な重心マークを用いている。
【００７８】
工程２（Ｐ２）：各像高別位置の固定座標の測定範囲から測定対象の画像データを切り出す。
【００７９】
工程３（Ｐ３）：切り出した画像データを、Ｘ側配列のデータを小さい順に並べ替えて再配列する。Ｘ側配列とは、黒色の線状パターン１１０ａおよび白色の線状パターン１１０ｂの配列方向（縞模様を横切る方向）に沿った方向である。
【００８０】
図１６の（ａ）〜（ｃ）を用いて、工程３の再配列について説明する。図１６は、切り出した画像データをＸ側について再配列する処理を示す説明図である。
【００８１】
図１６の（ａ）に示すように、切り出した画像データは、各ピクセルの輝度データに応じた配列データで表される。図１６の（ａ）は、図１４における測定範囲１３５内の画像の一部を一方向にスキャンにＸ軸にピクセル座標を置き、Ｙ軸に輝度を配置したものである。
【００８２】
このような画像データを、Ｘ側配列のデータを小さい順に並べ替えることで、解析用データになり、図１６の（ｃ）に示すような明暗が一定した矩形画像のエッジを切り出した形状のデータになる。
図１６の（ｂ）は、Ｘ側配列のデータを小さい順に並べ替えた後の画像のイメージを示すものである。図１６の（ｂ）は、図１４における測定範囲１３５内の画像における、黒色の線状パターン１１０ａを撮影した複数の黒色ライン画像を一纏めとし、白色の線状パターン１１０ｂを撮影した複数の白色ライン画像を一纏めとし、黒色ライン画像と白色ライン画像の境界部分に出現する灰色のライン画像を一纏めとしたものである。灰色のライン画像は、焦点のズレ量に応じて太さが換わり、焦点が合っている状態では細くなり、焦点がずれた状態で太くなる。
【００８３】
このような再配置を実施することで、画像パターンに関係なく、一定の解析用データとできる。つまり、図１４における測定範囲１３５内の画像も、測定範囲１３３内の画像も、画像内に含まれる黒色の線状パターン１１０ａの本数や、傾きなどに関わらず、黒→グレー→白の一連の色変化による一定の解析用データとできる。
【００８４】
工程４（Ｐ４）：工程３にてソートされた解析用データを所定量回転させる。これは、従来から使用されているＳＦＲ演算プログラムによる処理を可能にするためである。従来のＳＦＲ演算プログラムにおいては。画像上の白黒パターンがピクセルと合致したときに、擬似的に解像度が上がる不具合を防ぐために、像高別図形を撮影した画像より読み取った測定範囲の画像を８°回転させている。そのため、従来からのＳＦＲ演算プログラムを利用するためには、回転角度をチャックしており、解析用データも回転させる必要がある。図１７に、ある像高位置における、撮像センサに対するレンズユニット位置と図１の解像度測定用チャートを用いて測定したＳＦＲとの関係を表したグラフを示す。
【００８５】
工程５（Ｐ５）：最後に、デフォーカス測定処理を行って、各像高位置の焦点距離（像高別の焦点距離）を求め、前述したように、求めた焦点距離と各像高位置における撮像センサ３上の画素ピッチ距離から三角関数で逆算して像面傾き角度を求める。
【００８６】
その後、このように求めた像面傾き角度を、前述したように、レンズユニット２あるいは撮像センサ３に与え、像高別の焦点距離を揃え、撮像センサ３の結像面の法線と撮影レンズ１０の光軸とが平行になるように調整する（片ボケを修正する）。
【００８７】
以上のように、本実施の形態では、像高別解像度を測定するための解像度測定用チャートとして、平面全面に、縞模様パターンからなる解像度測定用パターン１１０が配置された解像度測定用チャート１００を用いる。これにより、解像度測定用チャート１００を撮影した画像データより、像高位置として定められている固定座標の測定範囲の画像データを取り出すことで、各像高位置の焦点距離（像高別の焦点距離）を求めることができる。
【００８８】
測定範囲を固定座標とできることから、測定範囲が変化する場合のように、撮影エリア全域を検索する必要がなく、また、真に得たい像高位置で測定できるので、焦点距離の補正する必要もなく、高速にレンズユニット２と撮像センサ３との位置関係を調整することが可能となる。
【００８９】
しかも、前述したように、像高別の測定位置で取り出した画像データをソート処理し、回転処理することで、現行方法と同じＳＦＲ演算プログラムで処理でき、互換性も保つことができる。
【００９０】
〔まとめ〕
本発明の一態様に係る解像度測定用チャートは、レンズユニット（２）と撮像センサ（３）とを備えるカメラモジュール（１）における像高別の解像度を測定するための解像度測定用チャート（１００）であって、当該解像度測定用チャートの中心座標を検出するためのマーカ図形（１０５，１０６）と、黒色の線状パターン（１１０ａ）と白色の線状パターン（１１０ｂ）とが、当該解像度測定用チャートの平面全域に交互に配置されてなる縞模様状の解像度測定用パターン（１１０）とを備えることを特徴としている。
【００９１】
上記の構成によれば、解像度測定用チャートを撮影した画像データより、像高位置の測定範囲の画像データを取り出すにあたり、像高別の測定範囲を固定座標とできる。その結果、測定範囲が変化する場合のように、撮影エリア全域を検索する必要がなく、また、真に得たい像高位置で測定できるので、焦点距離の補正する必要もなく、高速に、レンズユニットと撮像センサとの位置関係を調整することが可能となる。
【００９２】
本発明の一態様に係る解像度測定方法は、本発明の一態様に係る解像度測定用チャート（１００）を用いて、解像度測定対象であるカメラモジュール（１）の像高別の解像度を測定する解像度測定方法であって、前記解像度測定用チャートをカメラモジュール（１）で撮影したチャート画像の画像データを入力する工程と、前記チャート画像の画像データやよりカメラモジュールの撮像センサにおける固定座標で予め定められた像高別の各測定範囲の画像データを取り出す画像取り出し工程と、取り出された各測定範囲の画像データを、画素値の小さい順に並べて再配列する再配列工程と、再配列された画像データからＳＦＲを求めるＳＦＲ演算工程とを含むことを特徴としている。
【００９３】
上記構成によれば、本発明の解像度測定用チャートを用いて容易に像高別の解像度を測定することができる。
【００９４】
この場合、さらに好ましくは、再配列された画像データを所定角度回転させる回転工程をさらに含み、ＳＦＲ演算工程では、回転された画像データに対して再配列を実施することである。
【００９５】
このような構成とすることで、従来、用いられているＳＦＲ演算処理プログラムを使用することが可能となる。
【００９６】
本発明の一態様に係るカメラモジュール（１）における位置調整方法は、本発明の一態様に係る解像度測定方法を用いて、前記カメラモジュール（１）の像高別の焦点距離を求め、求めた像高別の焦点距離に基づいて、前記カメラモジュールに備えられるレンズユニット（２）と撮像センサ（３）との位置を調整することを特徴としている。
【００９７】
本発明の一態様に係るカメラモジュール（１）の製造方法は、本発明の一態様に係るカメラモジュール（１）における位置調整方法を、レンズユニット（２）と撮像センサ（３）との位置を調整する工程に用いることを特徴としている。
【００９８】
上記したカメラモジュールにおける位置調整方法、およびこれを用いたカメラモジュールの製造方法によれば、短い時間でレンズユニットと撮像センサとの位置関係を調整して、カメラモジュールの製造に要する時間を短縮できる。
【００９９】
〔ソフトウェアによる実現例〕
なお、図１３における工程１〜５は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）４の図示しない制御ブロックにて実施されるが、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。
【０１００】
後者の場合、図１３における工程１〜５を実施する装置は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
【０１０１】
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】
【０１０２】
本発明は、携帯電話機やスマートフォン等に搭載されるカメラモジュールの製造に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１  カメラモジュール
２  レンズユニット
３  撮像センサ
４  パーソナルコンピュータ
１０  撮影レンズ
１１  レンズバレル
１２  撮像素子
３０  測定範囲
１００  解像度測定用チャート
１０５，１０６  マーカ図形
１１０  解像度測定用パターン
【図１】
2014155063.tif 000003
【図２】
2014155063.tif 000004
【図３】
2014155063.tif 000005
【図４】
2014155063.tif 000006
【図５】
2014155063.tif 000007
【図６】
2014155063.tif 000008
【図７】
2014155063.tif 000009
【図８】
2014155063.tif 000010
【図９】
2014155063.tif 000011
【図１０】
2014155063.tif 000012
【図１１】
2014155063.tif 000013
【図１２】
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【図１４】
2014155063.tif 000015
【図１５】
2014155063.tif 000016
【図１６】
2014155063.tif 000017
【図１７】
2014155063.tif 000018
【図１３】
2014155063.tif 000019