(57)【要約】【課題】  イメージセンサがセンサ基板に傾いて実装されていたとしても、イメージセンサを高精度に位置決めして固定する。【解決手段】  イメージセンサ６が実装されたセンサ基板７を調整板８に仮止めする。センサ基板７の固定対象であるベースプレート４を開口５ａが形成されたベース治具５の上面（支持基準面）に載置する。ベース治具５に設けられたコイルバネ１０ａ〜１０ｄに調整板８を押し当てるように、調整板８の背面からピン１２ａ〜１２ｄを当接させる。ピン１２ａ〜１２ｄの進退量を調節しながら、測定基準面上を移動するレーザ測長器１５からの測定光をイメージセンサ６の受光面に照射し、受光面上の４点の距離を測定する。測定された距離が一致するようにピン１２ａ〜１２ｄの進退量を調節した後、紫外線硬化型の接着剤２２でセンサ基板７をベースプレート４のセンサ保持枠４ｂに固定する。【選択図】        図２
2006279504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
イメージセンサが実装されたセンサ基板を、撮影レンズが固定され、撮影レンズを通った光束を通過させる開口が形成されたベース部材に位置決めして固定する方法において、
前記ベース部材を所定の支持基準面を衝にして一定姿勢で支持し、前記センサ基板を仮止めした調整板を前記ベース部材に対して進退及び回動自在な移動機構で保持させ、前記支持基準面と平行な測定基準面上の少なくとも３箇所からベース部材の前記開口を通して測定光をイメージセンサの表面に照射して前記測定基準面とイメージセンサの表面との間の距離を測定し、測定されたこれらの距離が一定となるように前記移動機構によりセンサ基板を変位させた後、センサ基板をベース部材に接着して固定することを特徴とするセンサ基板の位置決め固定方法。
【請求項２】
前記少なくとも３箇所での距離の測定は、レーザ測長器を測定基準面上で移動させながら行われることを特徴とする請求項１記載のセンサ基板の位置決め固定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イメージセンサが実装されたセンサ基板を、撮影レンズが固定されるベース部材に位置決めして固定する方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等のイメージセンサを備えた撮影装置では、撮影レンズに対してイメージセンサを高精度に位置決めして固定することが要求される。イメージセンサはセンサ基板に一体的に実装されているものの、センサ基板上の実装位置には個体差があり、製品ランクによってはセンサ基板とイメージセンサの受光面との間に±０．６°程度の傾きがある。したがって、単にセンサ基板を高精度に位置決めするだけでは必ずしもイメージセンサ自体が適切に位置決めされるわけではない。
【０００３】
こうした事情から、イメージセンサを位置決めする際には、一般には機械的に決められた標準位置にイメージセンサを実装したセンサ基板を取り付けた後、撮影光学系を通して実際にチャート図を撮影し、イメージセンサからの撮像信号に基づいてチャート図の画像を評価しながらセンサ基板の位置調整を行っている。また、下記特許文献１記載のように、チャート図の代わりに撮影光学系を通して４本の平行光をイメージセンサに入射させて撮影を行い、得られた撮像信号に基づいて各光の入射位置の中心座標を検出するとともに各々の中心座標を用いて演算を行い、その演算結果を評価してセンサ基板の最適位置を求める手法も公知である。
【特許文献１】特開平８−２９２１２８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の方法では、撮像信号に基づいて測定が行われるため、高精度な位置調整が可能になるが、撮像信号を解析するための信号処理システムが複雑化しやすく、また評価に時間がかかるなどの問題があり、デジタルカメラなどのように量産を前提にした撮影装置の位置決め手法としては最適のものとは言い難い。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するためのものであり、小型化した設備によりイメージセンサの位置を効率的に測定し、短時間でイメージセンサを高精度に位置決めして固定することができるセンサ基板の位置決め固定方法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】
【０００６】
本発明は、イメージセンサが実装されたセンサ基板を、撮影レンズが固定され、撮影レンズを通った光束を通過させる開口が形成されたベース部材に位置決めして固定するにあたり、前記ベース部材を所定の支持基準面を衝にして一定姿勢で支持し、前記センサ基板を仮止めした調整板を前記ベース部材に対して進退及び回動自在な移動機構で保持させ、前記支持基準面と平行な測定基準面上の少なくとも３箇所からベース部材の前記開口を通して測定光をイメージセンサの表面に照射して前記測定基準面とイメージセンサの表面との間の距離を測定し、測定されたこれらの距離が一定となるように前記移動機構によりセンサ基板を変位させた後、センサ基板をベース部材に接着して固定することを特徴としている。また、前記少なくとも３箇所で距離を測定するにあたっては、レーザ測長器を測定基準面上で移動させながら行い、センサ基板を固定するには紫外線硬化型の接着剤を用いるのが簡便である。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、測定器を用いてイメージセンサの位置を測定し、この測定値に基づいて移動機構により調整板を移動してイメージセンサを位置決めするので、大量の画像データを扱う画像処理などの手法と比較して、簡便かつ迅速にセンサ基板の位置決めを行ってその最適位置にセンサ基板を固定することができ、作業の容易化及び設備の小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１において、本発明を適用した位置調整装置は、図中の上面が支持基準面となるベース治具５と、イメージセンサ６を実装したセンサ基板７が仮止めされる調整板８と、調整板８の上面側に当接される４本のピン１２ａ〜１２ｄとを有する。これらのピン１２ａ〜１２ｄは、図示を省略した調整操作部からの操作入力に応じて個別に上下方向に進退移動し、一斉に移動させたときには調整板８を上下に進退させ、また一部のピンだけを移動させたときには調整板８を傾ける移動機構の一部を構成している。調整板８のサイズはセンサ基板７の外形よりも大きく、図示のようにセンサ基板７の周囲から４辺が突出するようにしてある。
【０００９】
ベース治具５の上面にはデジタルカメラの構成部材となるベースプレート４が載置される。ベースプレート４は、その前面側に撮影レンズを内蔵したレンズ鏡筒３が固定され、背面側にはセンサ基板７を固定するベース部材となるもので、このベースプレート４にはさらに撮影レンズを通った光束をイメージセンサ６へと通過させる開口４ａが形成されている。レンズ鏡筒３は、ベースプレート４にセンサ基板７を位置決め固定した後の別工程で固定されるが、仮想の撮影光軸３ａはベースプレート４の鏡筒取り付け面に対して垂直に設定されている。したがって、ベース治具５に前面が接するようにベースプレート４を載置したとき、撮影光軸３ａはベース治具５の支持基準面に対しても垂直となる。
【００１０】
ベース治具５の中央には開口５ａが形成され、調整板８に仮止めされたセンサ基板７のイメージセンサ６をベース治具５の底面側から見込むことができるようにしてある。また、ベース治具５には、前述のピン１２ａ〜１２ｄに対応して４本のコイルバネ１０ａ〜１０ｄが設けられ、その上端が調整板８の前面に当接して調整板８を上方へと付勢する。
【００１１】
ベースプレート４の背面側には枠状に突出したセンサ保持枠４ｂが一体に形成され、このセンサ保持枠４ｂにセンサ基板７が固定される。ベースプレート４の前面にはレンズ鏡筒３が固定されることになるため、センサ基板７を固定するにあたっては、イメージセンサ６の受光面がべースプレート４の前面から一定の距離となるように、しかもイメージセンサ６の受光面が光軸３ａに対して垂直になるように位置決めする必要がある。
【００１２】
以下、上述した位置調整装置２を用い、センサ基板７をベースプレート４に正しく位置決めして固定する工程について説明する。まず、調整板８にセンサ基板７を仮止めする。この仮止めには精度を高くする必要はないので、例えば両面テープなどを用いることも可能であり、必要に応じて調整板８にフックなどの機械的な係止保持機構を設けておいてもよい。なお、センサ基板７の背面側にコネクタ１１ａ，１１ｂが突出している場合を考慮し、調整板８には図示のように開口８ａ，８ｂを設けておく。
【００１３】
ベース治具５にベースプレート４の前面が密着するように載置し、ピン１２ａ〜１２ｄを下方に押し出してベースプレート４の背面側に調整板８で保持したセンサ基板７を近づけてゆく。センサ基板７をベースプレート４のセンサ保持枠４ｂに接近させてゆくと、ベース治具５に組み付けられたコイルバネ１０ａ〜１０ｄの先端が調整板８の前面に押しつけられ、さらにピン１２ａ〜１２ｄを突出させることによって調整板８はコイルバネ１０ａ〜１０ｄを縮めながらベースプレート４に接近する。
【００１４】
このようにして調整板８を移動させる間に、図２に示すように、ベース治具５の下面側から開口５ａを通してレーザ測長器１５からの測定光をイメージセンサ６の受光面に照射し、その反射光に基づいてイメージセンサ６の受光面までの距離を測定する。レーザ測長器１５は、ベース治具５の支持基準面から一定距離離れ、かつ支持基準面に対して平行なガイドプレート１６上に移動自在に支持され、モータ１７ａ，１７ｂの駆動により測定基準面上をＸＹ方向に移動させることができる。
【００１５】
モータ１７ａ，１７ｂはコントローラ１８からのコマンドにより駆動され、例えば図３に示すように、イメージセンサ６の受光面の中で有効画素領域２３から外れた四隅の測定点Ａ１〜Ａ４を測定する位置にレーザ測長器１５を順次に移動させる。その移動プログラムは予めコントローラ１８に用意されており、コントローラ８はレーザ測長器１５を順次に移動させながら測定点Ａ１〜Ａ４までの距離を測定する。測定して得た距離信号はコントローラ１８に入力され、各々の距離データが表示器１９にデジタル表示される。なお、レーザ測長器１５はガイドプレート１６の上に一定高さだけ突出しているから、レーザ測長器１５は自身のセンサヘッド前面からイメージセンサ６の受光面までの距離を測長する。したがって、厳密にはレーザ測長器１５をガイドプレート１６に沿って移動させたときのセンサヘッド前面の軌跡を含む面が測定基準面となるが、ガイドプレート１６の上面からレーザ測長器１５のセンサヘッド前面までの高さは既知であるから、便宜的にはガイドプレート１６の上面を測定基準面とみなしても差し支えない。
【００１６】
調整板８を移動させるための移動機構を構成する４本のピン１２ａ〜１２ｄは、調整操作部からの操作入力に応じて一斉にまたは個別にその突出量を変えることができるようになっている。したがって、測定点Ａ１〜Ａ４までの全ての距離が一定範囲内に収まるように４本のピン１２ａ〜１２ｄを出入りさせて調整板８の位置調整を行えば、センサ基板７上でのイメージセンサ６の実装位置精度にかかわらず、イメージセンサ６の受光面をガイドプレート１６に対して正確に位置決めすることができる。ガイドプレート６は、ベース治具５の支持基準面に平行であり、また支持基準面からの距離は予め決められているから、以上の調整によりイメージセンサ６はベースプレート４に対して正確に位置決めされるようになる。
【００１７】
こうして調整板８を移動調節した後、その調節状態を保ったままで図２に示すようにセンサ基板７とセンサ保持枠４ｂの上端との間に紫外線硬化型の接着剤２２を充填し、紫外線を照射して硬化させる。これによりセンサ基板７がセンサ保持枠４ｂに固着され、イメージセンサ６の受光面は光軸３ａ方向で支持基準面から一定の距離となる位置に、しかも支持基準面に対して平行に保たれるようになる。そして、センサ基板７に対してイメージセンサ６の受光面が０．６°程度傾いて実装されていたとしても、上記手法を用いてセンサ基板７をベースプレート４に固着することにより支持基準面に対するイメージセンサ６の受光面の傾きを±０．２°以内に抑えることができる。もちろん、この値はレーザ測長器１５の分解能を高めることによって、さらに小さく抑えることも可能である。
【００１８】
以上、図示の形態に基づいて本発明について説明してきたが、組み立て精度に応じてレーザ測長器１５による測定点を増減したり、またレーザ測長器１５を光軸３ａと平行な軸の回りに回転して各測定点に移動させる構成を採ることも可能である。また、センサ基板７を仮止めする調整板８の移動機構についても、ピン１２ａ〜１２ｄを送りネジで進退させたり、これらのピンの本数を３本にしたり、あるいはリンク機構などを用いて調整板８を進退させたり傾けたりすることも可能である。なお、レーザ測長器の代わりに測定基準面上で移動自在にした顕微鏡を用い、測定点Ａ１〜Ａ４にピント合わせを行ったときのピント合わせ量を測定基準面から測定点までの距離に対応する測定値として検出することも可能である。さらに、本発明は一般のデジタルカメラのみならず、イメージセンサを内蔵した携帯電話器やＰＤＡなどの他の携帯型機器にも等しく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明を適用した位置調整装置の構成を示す説明図である。
【図２】位置調整装置の断面図である。
【図３】イメージセンサの測定位置を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２０】
３  レンズ鏡筒
４  ベースプレート
４ａ  開口
４ｂ  センサ保持枠
５  ベース冶具
６  イメージセンサ
７  センサ基板
８  調整板
１０ａ〜１０ｄ  コイルバネ
１２ａ〜１２ｄ  ピン
１５  レーザ測長器
１６  ガイドプレート
２２  接着剤
【図１】
2006279504.tif 000003
【図２】
2006279504.tif 000004
【図３】
2006279504.tif 000005