(57)【要約】【課題】  部品の供給から組立を自動化して、製品の安定供給と組立時間の短縮とを実現可能としたレンズモジュール組立装置を得る。【解決手段】  搬送ユニットにより所定の工程から次の工程へバレル（鏡筒）の搬送を行いつつ、少なくともレンズ、絞りの各部品を工程順に鏡筒内に組込んでレンズモジュールとする場合に、バレルを搬送ユニット２１の搬送ライン上に載置するバレル供給ユニット１１と、バレル内への第１レンズ組込ユニット１２と、バレル内への絞り組込ユニット１３と、バレル内への第２レンズ組込ユニット１４と、バレルへの接着剤塗布ユニット１５と、接着剤硬化のためのＵＶ照射ユニット１６とを、この順に設けておき、これら全ての工程を同時に行うと共に、搬送ユニット２１により、これら各工程を連続して行うようにする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともレンズ、絞りの各部品を予め定められた工程順に鏡筒内に組込んでレンズモジュールとするレンズモジュール組立装置であって、
所定の工程の作業ステージから次の工程の作業ステージへ鏡筒の搬送をなす搬送ユニットと、
鏡筒を前記搬送ユニットの搬送ライン上の搭載ステージに載置する鏡筒供給ユニットと、
鏡筒内へのレンズ組込作業ステージを有するレンズ組込ユニットと、
鏡筒内への絞り組込作業ステージを有する絞り組込ユニットと、
前記鏡筒の載置作業、前記レンズ組込作業、前記絞り組込作業を同時に行うと共に、前記搬送ユニットによりこれら各作業を連続して行うよう制御する制御手段と、
を含むことを特徴とするレンズモジュール組立装置。
【請求項２】
前記レンズ組込作業ステージ及び前記絞り組込作業ステージには、画像処理による組込位置補正のための調整手段が設けられていることを特徴とする請求項１記載のレンズモジュール組立装置。
【請求項３】
前記レンズ及び絞り組込み後の鏡筒に対する接着剤塗布作業ステージを有する接着剤塗布ユニットと、
前記接着剤の硬化作業ステージを有する接着剤硬化ユニットと、
を更に含むことを特徴とする請求項１または２記載のレンズモジュール組立装置。
【請求項４】
前記鏡筒供給ユニット、前記レンズ組込ユニット、前記絞り組込ユニットの各々において、
前記鏡筒、前記レンズ、前記絞りの各々を複数個載置するトレイと、
前記トレイの各々から前記鏡筒、前記レンズ、前記絞りの各々を１個ずつ対応する各ステージへ供給する手段と、
を更に含むことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のレンズモジュール組立装置。
【請求項５】
搬送ユニットにより所定の工程から次の工程へ鏡筒の搬送を行いつつ、少なくともレンズ、絞りの各部品を工程順に鏡筒内に組込んでレンズモジュールとするレンズモジュール組立方法であって、
鏡筒を前記搬送ユニットの搬送ライン上に載置する鏡筒供給ステップと、
鏡筒内へのレンズ組込ステップと、
鏡筒内への絞り組込ステップと、
前記鏡筒供給ステップ、前記レンズ組込ステップ、前記絞り組込ステップを同時に行うと共に、前記搬送ユニットによりこれら各ステップを連続して行うよう制御する制御ステップとを含むことを特徴とするレンズモジュール組立方法。
【請求項６】
前記レンズ組込ステップ及び前記絞り組込ステップは、画像処理による組込位置補正のための調整ステップを有することを特徴とする請求項５記載のレンズモジュール組立方法。
【請求項７】
前記レンズ及び絞り組込み後の鏡筒に対する接着剤塗布ステップと、
前記接着剤の硬化ステップと、
を更に含むことを特徴とする請求項５または６記載のレンズモジュール組立方法。
【請求項８】
前記鏡筒、前記レンズ、前記絞りの各々を複数個載置したトレイの各々から前記鏡筒、前記レンズ、前記絞りの各々を１個ずつ対応する各ステップへ供給するステップを、更に含むことを特徴とする請求項５〜７いずれか記載のレンズモジュール組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はレンズモジュール組立装置及びその方法に関し、特に携帯電話機などの小型カメラ用のレンズモジュールの自動組立装置及びその方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のレンズモジュールの組立例を図１０に示している。先ず、（ａ）に示すように、鏡筒（以下、バレルと称す）３に対して第１レンズ１を組込み、次に、（ｂ）に示すように、絞り４を組込む。そして、（ｃ）に示すように、第２レンズ２を組込んで、（ｄ）のように、レンズ２とバレル３との間に、接着剤５を容器６のノズルより吐出させて塗布する。最後に、（ｅ）に示す如く、この接着剤５をＵＶ（紫外線）照射７をなすことによって硬化させ、レンズモジュールが完成するのである。
【０００３】
このようなレンズモジュールの組立方法としては、従来では、手作業によるものが一般的であるが、図１０に示した各工程毎の単機能を用いた組立装置を用いて半自動化することも考えられる。また、特許文献１に開示のように、組立を全て自動化する技術も提案されている。
【特許文献１】特開平４−１０１７３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
手作業による組立では、レンズのバレルへの組込みや、接着剤の塗布や、ＵＶの照射などの作業工程において、作業者の技術レベルにより、製品間に個体差が発生することは避けられない。また、熟練した作業者であっても、部品が小さくなると、組立に要する時間が多くなり、コスト的にも不利である。更に、図１０に示した各工程毎の単機能を用いた組立装置を用いる場合には、各工程間の部品の供給／排出は、作業者が行うことになり、よって、組立に要する時間を少なくすることができない。
【０００５】
更にはまた、特許文献１に開示の組立装置では、各工程を連続して行う自動組立装置が提案されているが、各工程が時間的に連続してなされており、大量のモジュール組立の場合には、理論的に、（一個のモジュールの組立時間×モジュール数）だけの時間が必要となり、大量生産には不向きである。また、この特許文献１の技術においては、バレルとレンズなどの組込部品との位置関係の精度については、全く言及されていない。よって、製品の歩留りの点で問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、部品の供給から組立を自動化して、製品の安定供給と組立作業時間の短縮とを実現可能としたレンズモジュール組立装置及びその方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によるレンズモジュール組立装置は、少なくともレンズ、絞りの各部品を予め定められた工程順に鏡筒内に組込んでレンズモジュールとするレンズモジュール組立装置であって、所定の工程の作業ステージから次の工程の作業ステージへ鏡筒の搬送をなす搬送ユニットと、鏡筒を前記搬送ユニットの搬送ライン上の搭載ステージに載置する鏡筒供給ユニットと、鏡筒内へのレンズ組込作業ステージを有するレンズ組込ユニットと、鏡筒内への絞り組込作業ステージを有する絞り組込ユニットと、前記鏡筒の載置作業、前記レンズ組込作業、前記絞り組込作業を同時に行うと共に、前記搬送ユニットによりこれら各作業を連続して行うよう制御する制御手段とを含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明によるレンズモジュール組立方法は、搬送ユニットにより所定の工程から次の工程へ鏡筒の搬送を行いつつ、少なくともレンズ、絞りの各部品を工程順に鏡筒内に組込んでレンズモジュールとするレンズモジュール組立方法であって、鏡筒を前記搬送ユニットの搬送ライン上に載置する鏡筒供給ステップと、鏡筒内へのレンズ組込ステップと、鏡筒内への絞り組込ステップと、前記鏡筒供給ステップ、前記レンズ組込ステップ、前記絞り組込ステップを同時に行うと共に、前記搬送ユニットによりこれら各ステップを連続して行うよう制御する制御ステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一つのモジュールに対しては、複数の作業工程を連続して（シリアル的に）自動的に行うと共に、複数のモジュールに対しては、同一の作業工程を並列して（パラレル的に）自動的に行うようにして、製品の組立作業時間の短縮を図り、大量生産に有利となるという効果がある。
【００１０】
また、本発明によれば、各部品の組込工程において、画像処理による位置補正処理を併用することにより、歩留りの向上を図り、製品の安定供給が可能となるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。図１は本実施の形態のレンズモジュール組立装置の概略外観斜視図である。図１を参照すると、レンズ鏡筒であるバレルを供給するバレル供給部（ユニット）１１と、バレルに第１レンズを組込む第１レンズ組込部（ユニット）１２と、バレルに絞りを組込む絞り組込部（ユニット）１３と、バレルに第２レンズを組込む第２レンズ組込部（ユニット）１４と、バレルと第２レンズとの間に接着剤を塗布する接着剤塗布部（ユニット）１５と、この接着剤にＵＶを照射して硬化させるＵＶ照射部（ユニット）１６とが、この順に、すなわち作業工程順に設けられている。
【００１２】
また、これら各作業工程部１１〜１５において組立てられたバレル（モジュール）を、チャック部２２によるピックアンドプレイス機構によって、それぞれ次段の工程部１２〜１６へ搬送する搬送部（ユニット）２１が設けられている。更に、各工程部１１〜１４において必要な供給部品を、各工程部毎に、トレイ（図示せず）上に載置して収納するバレルトレイマガジン３１、第１レンズトレイマガジン３２、絞りトレイマガジン３３、第２レンズトレイマガジン３４が設けられている。更にはまた、最後の工程であるＵＶ照射部１６により得られたレンズモジュールを、トレイ（図示せず）上に載置して回収するモジュール回収マガジン３５が設けられている。
【００１３】
図２は図１の装置を機能的に示したブロック図であり、図１と同等機能部分は同一符号により示している。バレル供給ユニット１１は、図１のバレルトレイマガジン３１のバレルトレイを搬送するバレルトレイ搬送ユニット４１からのバレルトレイを受けて、トレイで供給されたバレルを搬送ユニット２１の搬送ライン上の搭載ステージに供給するためのものであり、トレイ位置決め、バレル供給、バレル搭載の各機能を有している。
【００１４】
図３に、このバレル供給ユニット１１の外観斜視図を示しており、バレル供給部１１１は、Ｙ及びＺ軸方向に移動自在であり、エアチャックによりトレイ内に載置されている複数のバレルについて１個ずつバレル搭載ステージ１１３へ供給する機能を有すると共に、トレイ搬送ユニット４１（図１では、バレルトレイマガジン３１に相当）より供給されたバレルトレイをトレイ位置決め部１１２へ搬送する機能を有する。更に、バレル供給部１１１は、バレルのなくなった空トレイをトレイ位置決め部１１２からバレルトレイ搬送ユニット４１へ搬送する機能を有している。
【００１５】
トレイ位置決め部１１２は、Ｘ軸方向に移動自在であり、トレイ搬送ユニット４１から供給されたバレルトレイを位置決め固定し、バレル供給動作中はＸ軸方向にトレイをピッチ送りするものである。バレル搭載部１１３はバレル供給部１１１より供給されたバレルを吸着保持する機能を有し、搬送ユニット２１による搬送ライン上のステージとなっている。
【００１６】
第１レンズ組込ユニット１２は、搬送ユニット２１で移載されたバレルに第１レンズを組込むためのものであり、トレイ位置決め、第１レンズ組込、画像処理、組込ステージの各機能を有している。図４に、この第１レンズ組込ユニット１２の外観斜視図を示しており、第１レンズ組込部１２１は、真空吸着によりトレイ内の第１レンズを１個ずつ吸着保持し、吸着保持した第１レンズを画像処理部で撮像し、組込ステージ部１２４上のバレルに組込むものである。また、第１レンズトレイ搬送ユニット４２（図１では、第１レンズトレイマガジン３２に相当）より供給された第１レンズトレイを、トレイ位置決め部１２３に搬送し、また第１レンズのなくなった空トレイをトレイ位置決め部１２３からトレイ搬送ユニットに搬送する機能を有している。
【００１７】
画像処理部１２２及び１２５は、バレル及び第１レンズの画像取込みをそれぞれ行って、各々の中心座標及び第１レンズの特性上の角度を求め、これ等得られた情報を図示せぬコンピュータのＣＰＵへ送出する機能を有する。トレイ位置決め部１２３は、Ｘ軸方向に移動自在であり、第１レンズトレイ搬送ユニット４２より供給された第１レンズトレイを位置決め固定し、また、第１レンズ組込中はＸ軸方向にトレイをピッチ送りする機能を有している。
【００１８】
組込ステージ部１２４は、Ｘ，Ｙ軸方向に移動自在であり、搬送ユニット２１により供給されたバレルを吸着保持し、その吸着プレート下面には、Ｘ，Ｙ軸のアライメントステージが設けられて、画像処理部１２２，１２５より得られた座標がＣＰＵで算出されアライメント移動量として、位置補正を行うものである。
【００１９】
絞り組込ユニット１３は、搬送ユニット２１で移載されたバレルに、絞りを組込むためのものであり、トレイ位置決め、絞り組込、画像処理、組込ステージの各機能を有している。図５に、この絞り組込ユニット１３の外観斜視図を示しており、絞り組込部１３１は、Ｙ，Ｚ軸に移動自在であり、真空吸着によりトレイ内の絞りを１個ずつ吸着保持し、吸着保持した絞りを画像処理部で撮像し、組込ステージ部１３４の上のバレルに組込むものである。また、絞りトレイ搬送ユニット４３より供給された絞りトレイをトレイ位置決め部１３３に搬送し、また、絞りのなくなった空きトレイを、トレイ位置決め部１３３からトレイ搬送ユニット４３へ搬送する機能を有する。
【００２０】
画像処理部１３２及び１３５は、バレル及び絞りの画像取込みをそれぞれ行って、各々の中心座標を求め、これ等得られた情報を図示せぬコンピュータのＣＰＵへ送出するものである。トレイ位置決め部１３３は、Ｘ軸方向に移動自在であり、絞りトレイ搬送ユニット４３（図１では、絞りトレイマガジン３３に相当）により供給された絞りトレイを位置決め固定し、絞り組込動作中はＸ軸方向にトレイをピッチ送りする。
【００２１】
組込ステージ部１３４は、Ｘ，Ｙ軸方向に移動自在であり、搬送ユニット２１により供給されたバレルを吸着保持し、その吸着プレート下面には、Ｘ，Ｙ軸のアライメントステージが設けられており、画像処理部１３２，１３５により得られた座標がＣＰＵで算出されアライメント移動量として、位置補正を行うものである。
【００２２】
第２レンズ組込ユニット１４は、搬送ユニット２１で移載されたバレルに、第２レンズを組込むものであり、トレイ位置決め部、第２レンズ組込部、画像処理部、組込ステージの各機能を有している。図６に、この第２レンズ組込ユニット１４の外観斜視図を示しており、図４に示した第１レンズ組込ユニット１２と同一の構成である。よって、説明の冗長を避けるために、説明は省略する。
【００２３】
なお、組込ステージ部１４４は、Ｘ，Ｙ軸方向の移動の他、θ方向の移動も可能であり、第２レンズトレイ搬送ユニット４４（図１では、第２レンズトレイマガジン３４に相当）により供給されたバレルを吸着保持し、その吸着プレート下面には、Ｘ，Ｙ軸のアライメントステージの他に、θ方向のアライメントステージも設けられており、画像処理部１４２，１４５により得られた座標がＣＰＵで算出されアライメント移動量として位置補正を行う。また、ここでは、設定されている角度を元に、第２レンズを基準として第１レンズが組込まれているバレルの角度（θ）補正を行うものである。組込み後は、第２レンズの指定された塗布位置になるように、再度、角度補正を行うようになっている。
【００２４】
接着剤塗布ユニット１５は、搬送ユニット２１で移載された部品組込済みのバレルに、ＵＶ硬化型の接着剤（ＵＶ）を塗布するものであり、ＵＶ塗布、画像処理、塗布ステージの各機能を有している。ＵＶ塗布部１５２は、４分岐のマルチノズルを有するシリンジを用い、指定された塗布位置にるように、位置及び角度補正されたバレルと、第２レンズとをこの接着剤により塗布する。
【００２５】
画像処理部１５１は、バレルを上面から画像取込み、中心座標及び第２レンズのレンズ特性上の組合わせ角度を求め、これ等情報をＣＰＵへ送出する。塗布ステージ部１５３は、Ｘ，Ｙ，θ軸方向に移動自在であり、搬送ユニット２１により供給されたバレルを吸着保持し、その吸着保持プレート下面に、Ｘ，Ｙ，θ軸のアライメントステージが設けられている。画像処理部１５１より得られた座標がＣＰＵで算出されアライメント移動量として位置及び角度補正を行う。そして、画像処理側とＵＶ塗布側との２つのポジションを有しており、画像処理後、位置補正したバレルをＵＶ塗布部１５２へ搬送する。
【００２６】
ＵＶ照射部（ユニット）１６は、搬送ユニット２１により供給されたＵＶ塗布済みのバレルにＵＶ光を照射して硬化させるものであり、ＵＶ照射ステージを２ポジション有しており、積算光量を確保するようになっている。このＵＶ照射ユニット１６はモジュール回収と、トレイ位置決めと、ＵＶ硬化と、硬化ステージとの各機能を有している。
【００２７】
図８に、このＵＶ照射（硬化）ユニット１６の外観斜視図を示している。モジュール回収部１６１は、Ｙ，Ｚ軸方向に移動自在であり、エアチャックによりＵＶ硬化済みのバレルを１個ずつトレイに回収する。また、モジュール回収トレイ搬送ユニット４５（図１では、モジュール回収マガジン３５に相当）より供給された回収トレイを、トレイ位置決め部１６２に搬送し、また満載になった回収トレイを、トレイ位置決め部１６２からモジュール回収トレイ搬送ユニット４５へ搬送する。
【００２８】
ＵＶ硬化部１６３は、先端に硬化時のレンズの浮き防止機構を設けたライトガイドが２本（２ステージ分）設置されており、ＵＶ照射強度や照射時間の制御が、ＵＶ光源装置により行われる（図示せず）。トレイ位置決め部１６２は、Ｘ軸方向に移動自在であり、モジュール回収トレイ搬送ユニット４５より供給された回収トレイを位置決め固定し、ＵＶ硬化動作中は、Ｘ軸方向にトレイをピッチ送りする。
【００２９】
硬化ステージ部１６４は、搬送ユニット２１により供給されたバレルを吸着保持し、硬化ステージ上でＵＶ照射を行う。ＵＶ照射を行う２ステージと、バッファとしてモジュール回収部より回収を行うステージとで、合せて３ステージで構成されている。これら各ステージ間の搬送はエアチャックにより行われる。
【００３０】
搬送ユニット２１は、５つのチャック部２２（図１参照）を有し、バレル供給ユニット１１、第１レンズ組込ユニット１２、絞り組込ユニット１３、第２レンズ組込ユニット１４、接着剤塗布ユニット１５、ＵＶ照射ユニット１６の６ユニットの各ステージ間のバレル搬送を行うものである。すなわち、図１に示している初期状態から、右方向へ移動して、エアチャック２２によりバレルを次工程のユニットのステージへ、同時に移載する。そして、ステージ間でのバレルの移載が完了すると、図１の初期状態に戻る動作を行うことになる。よって、５つのチャック２２は同時に動作（同期動作）を行う、いわゆるピック＆プレイス搬送機能を有するものである。
【００３１】
図９は本実施の形態の動作の概略を示したタイミングチャートであり、ある時刻ｔn における工程をみると、ステップＳ１〜Ｓ６に示す如く、バレル供給、第１レンズ組込、絞り組込、第２レンズ組込、接着剤塗布、ＵＶ照射の全ての作業工程が、同時に並列して行われている。時刻ｔn 〜ｔn+3 の連続した工程をみると、例えば、ステップＳ１，Ｓ１１，Ｓ２１，Ｓ３１に示す如く、ある一つのバレルの各工程が連続してシリアルに行われていることになる。
【００３２】
なお、上記例においては、バレルに組込む部品を、２つのレンズと絞りとしているが、レンズの数はこれに限定されない。また、携帯電話機のカメラのレンズモジュールに限らず、他の情報処理装置や光学機器のカメラのレンズモジュールに広く適用できるものである。更に、図には特に示していないが、図１，２の各部（ユニット）を制御する制御部は、コンピュータによるプログラム制御であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施の形態の全体斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態の機能ブロック図である。
【図３】図１のバレル供給部（ユニット）１１の斜視図である。
【図４】図１の第１レンズ組込部（ユニット）１２の斜視図である。
【図５】図１の絞り組込部（ユニット）１３の斜視図である。
【図６】図１の第２レンズ組込部（ユニット）１４の斜視図である。
【図７】図１の接着剤塗布部（ユニット）１５の斜視図である。
【図８】図１のＵＶ照射部（ユニット）１６の斜視図である。
【図９】本発明の実施の形態の動作を示すフロー図である。
【図１０】レンズモジュールの組立工程順を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１１  バレル供給部（ユニット）
１２  組込部（ユニット）
１３  絞り組込部（ユニット）
１４  第２レンズ組込部（ユニット）
１５  接着剤塗布部（ユニット）
１６  ＵＶ照射部（ユニット）
２１  搬送部（ユニット）
２２  チャック部
３１  バレルトレイマガジン
３２  第１レンズトレイマガジン
３３  絞りトレイマガジン
３４  第２レンズトレイマガジン
３５  モジュール回収マガジン
【図１】
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【図２】
2006198712.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】
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【図９】
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【図１０】
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