(57)【要約】【課題】光軸合わせに要する時間を短縮し、組立て時間の短縮を図るとともに、チャート撮像用照明の輝度管理を簡易化し、コストの低減に寄与すること。【解決手段】組立て用の撮像ユニットに対し、光源により照射されたアライメントマーク付チャートを、所要の光軸位置に調整された基準レンズを介して当該撮像素子で撮像させた後、その撮像画像のマーク位置情報に基づいて、上記の光軸位置に合わせるように当該撮像ユニットの姿勢制御を行う。一方、組立て用のレンズユニットに対し、マーク付チャートを当該レンズを介して、上記の光軸位置に調整された基準撮像素子で撮像させた後、その撮像画像のマーク位置情報に基づいて、上記の光軸位置に合わせるように当該レンズユニットの姿勢制御を行う。そして、姿勢制御がなされた当該レンズユニットと当該撮像ユニットとを合体させ、接着剤により固定する（カメラモジュールの組立て完了）。【選択図】図３
2011133509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ及びこれを保持する鏡筒を有するレンズユニットと、撮像素子及びこれを保持するホルダを有する撮像ユニットとを備えたカメラモジュールの組立方法であって、
前記撮像ユニットに対し、光源からの光で照らし出された複数のアライメント用のマークが配置されたマーク付チャートを、所要の光軸位置に調整された基準レンズを介して当該撮像素子で撮像させた後、該撮像された画像のマーク位置情報に基づいて、前記光軸位置に合わせるように当該撮像ユニットの姿勢制御を行い、
前記レンズユニットに対し、前記マーク付チャートを当該レンズを介して、前記光軸位置に調整された基準撮像素子で撮像させた後、該撮像された画像のマーク位置情報に基づいて、前記光軸位置に合わせるように当該レンズユニットの姿勢制御を行い、
それぞれ姿勢制御がなされた当該レンズユニットの鏡筒と当該撮像ユニットのホルダとを接着により固定する、ことを特徴とするカメラモジュールの組立方法。
【請求項２】
前記撮像ユニットの姿勢制御及び前記レンズユニットの姿勢制御は、それぞれ、当該撮像された画像の情報から複数のマーク位置を計測する処理と、該計測された各マーク位置のそれぞれの基準位置からのずれ量を演算する処理と、該演算されたずれ量を相殺するように当該撮像素子又は当該レンズの位置を補正する処理とを含むことを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュールの組立方法。
【請求項３】
前記各マーク位置のそれぞれの基準位置からのずれ量を演算する処理は、正規化相関法を用いて行うことを特徴とする請求項２に記載のカメラモジュールの組立方法。
【請求項４】
前記各マーク位置のそれぞれの基準位置からのずれ量を演算する処理は、各マーク間の相対位置関係を求め、求めた各値を基準値と比較することで、撮像画像の歪み、伸縮又はセンター位置のずれを検出する処理を含むことを特徴とする請求項３に記載のカメラモジュールの組立方法。
【請求項５】
前記撮像ユニットの姿勢制御及び前記レンズユニットの姿勢制御は、それぞれ、前記光軸と平行なＺ軸方向と、前記光軸と直交する平面内で互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向と、Ｚ軸、Ｘ軸及びＹ軸をそれぞれ中心として回転するθ方向、ψ方向及びφ方向とのうち少なくとも１つの方向について行われることを特徴とする請求項４に記載のカメラモジュールの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラモジュールの組立ての技術に係り、より詳細には、レンズユニットと撮像ユニットとの光軸合わせを行ったカメラモジュールの組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近の携帯電話機やＰＤＡ等の携帯情報端末には、画像処理機能を内蔵させたものが多く提供されており、その１つとして、撮像装置が組み込まれたものがある。この撮像装置は、レンズ及びこれを保持する鏡筒、レンズを通して結像された被写体像を撮像して撮像信号を出力する撮像素子、その撮像信号を入力して信号処理を行う信号処理部等から構成されたカメラモジュールを有している。
【０００３】
高解像度を有するカメラモジュールでは、基板にレンズユニット（レンズ及びこれを保持する鏡筒）を搭載する際、レンズユニットの取付け角度を調整しながら行うのが一般的である。これは、レンズユニットと基板上に実装された撮像ユニット（撮像素子及びこれを固定保持するホルダ）のそれぞれに取付け角度誤差が存在するためである。これがいわゆる「あおり」と呼ばれ、これによりレンズユニットの光軸方向と撮像素子における法線方向とが一致しない場合（つまり、レンズの光軸に対して撮像素子の受光面が傾いている場合）に、斜め方向に撮像対象からの光が入射されることになり、撮像素子上に結像する光束に収差が生じ、取り込まれる画像にボケが生じて画像品質が低下してしまう。また、この「あおり」が原因で、焦点深度が浅くなる等の問題が生じ、高画素化を阻害する要因となっている。
【０００４】
そのため、カメラモジュールを組み立てる際には、レンズの光軸に対して撮像素子の受光面が正確に直交するように位置決め（以下、「光軸合わせ」ともいう。）を行う必要がある。また、レンズ及び撮像素子が小型化されるほど、レンズの光軸に対する撮像素子の受光面の傾きが画像品質に及ぼす影響はより大きなものとなるため、厳密な光軸合わせが求められる。
【０００５】
従来行われている手法として、撮像素子から取り込まれる画像の解像度やコントラスト情報を用いて光軸合わせを行う方法がある。その撮像素子から取り込まれる画像は、所定のパターン（例えば、黒色と白色のチェックのパターン）が配置されたチャートを撮像することによって得られ、その撮像に際し、チャートを照らし出すための光源（照明）が使用される。
【０００６】
光軸が理想の位置に合ったかどうかの判断は、上記の解像度やコントラスト情報を評価数値情報として演算し、予め精密なカメラによって撮像された画像データを基に求められた評価数値を基準データとし、この基準値に近づける方法や、画像データから得られた評価数値のピーク位置を探す方法等が採られている。
【０００７】
光軸位置を検出するために上記の手法を用いると、取り込んだ１画像の情報では、現在どの方向に（例えば、光軸と平行なＺ軸方向であれば、上方向か下方向か、光軸と直交するＸＹ平面に対する傾き（あおり）であれば、右方向か左方向か）どれだけ光軸がずれているか予測ができないため、少なくとも数ポイントの位置での画像情報を取り込む必要がある。つまり、各ポイント毎に取り込んだ画像情報を基に得られた評価数値から、評価数値のピーク位置が出るまでレンズ又は撮像素子を複数回移動させて探すか、あるいは基準の数値になるまでレンズ又は撮像素子を複数回移動させて探すことにより、光軸合わせを行う必要がある。
【０００８】
上述した光軸合わせに関連する技術としては、例えば、下記の特許文献１に記載されたカメラモジュール生産方法がある。この方法では、レンズ鏡筒をレンズの光軸が撮像素子の受光面と直交するように位置決めし、位置決めされたレンズ鏡筒の前方に所定のテストパターンを位置させることにより撮像素子でテストパターンを撮像させ、その撮像されたテストパターンの画像に基づいて撮像ユニットのレンズ鏡筒に対する位置調整を行い、その終了後にレンズ鏡筒と撮像ユニットを接着により固定している。
【０００９】
また、これに関連する他の技術として、下記の特許文献２には、レンズ系を構成する複数のレンズの一部を固定レンズとし、それ以外のレンズである調整レンズを、固定レンズの光軸に対して垂直方向に移動させることで、固定レンズと調整レンズの光軸を合致させるようにした技術が開示されている。ここに開示されているレンズ光軸調整装置では、さらに、固定レンズに対して光軸と直交する方向に可動の調整レンズ支持部材を設け、この支持部材に、端部の開口部内に上記の調整レンズを嵌合させて支持する筒状の弾性チャック部材を設けている。
【００１０】
さらに他の技術として、下記の特許文献３に記載されたカメラモジュールの製造方法がある。この方法では、撮像ホルダ上にオートフォーカス用モータの筺体とキャリアを固定し、レンズユニットをキャリア内で回転できる状態で収容させた後、レンズユニットをキャリア内で回転させながら、撮像素子から取り込まれる画像データ情報に基づいて、撮像素子のチルト角とレンズユニットのチルト角とが相殺されるようにレンズユニットの固定位置を決定し、その固定位置においてレンズユニットをキャリアに接着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−８６６５９号公報
【特許文献２】特開２００３−６６３０２号公報
【特許文献３】特開２００７−３３３９８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上述したように、撮像素子から取り込まれる画像の解像度やコントラスト情報を用いて光軸合わせを行う方法では、撮像素子による複数回の画像取り込みと複数回のレンズ又は撮像素子の位置の移動を必要とし、画像を取り込んだ際に行う画像処理や所要の移動量を求めるための演算が必要となるため、光軸合わせを行うのに相当の時間を必要とする。そのため、光軸合わせをしてからレンズユニットと撮像ユニットを合体し、カメラモジュールとしての組立てを完了するまでに要する時間が長くなるといった課題があった。
【００１３】
また、光軸合わせの際に使用するチャートを撮像させるための光源（照明）の輝度が変化すると、撮像画像の解像度やコントラストに影響を与え、求める評価数値が大きく変動するため、その照明の輝度を一定に保つための管理、あるいは輝度調整等の補正が必要となる。そのため、照明の輝度管理が煩雑且つ複雑化し、そのために必要とするコストが増大するといった課題もあった。
【００１４】
本発明は、かかる従来技術における課題に鑑み創作されたもので、光軸合わせに要する時間を短縮し、ひいては組立て時間の短縮を図るとともに、チャート撮像用照明の輝度管理を簡易化し、コストの低減に寄与することができるカメラモジュールの組立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】
【００１５】
上記の従来技術の課題を解決するため、本発明の一形態によれば、レンズ及びこれを保持する鏡筒を有するレンズユニットと、撮像素子及びこれを保持するホルダを有する撮像ユニットとを備えたカメラモジュールの組立方法であって、前記撮像ユニットに対し、光源からの光で照らし出された複数のアライメント用のマークが配置されたマーク付チャートを、所要の光軸位置に調整された基準レンズを介して当該撮像素子で撮像させた後、該撮像された画像のマーク位置情報に基づいて、前記光軸位置に合わせるように当該撮像ユニットの姿勢制御を行い、前記レンズユニットに対し、前記マーク付チャートを当該レンズを介して、前記光軸位置に調整された基準撮像素子で撮像させた後、該撮像された画像のマーク位置情報に基づいて、前記光軸位置に合わせるように当該レンズユニットの姿勢制御を行い、それぞれ姿勢制御がなされた当該レンズユニットの鏡筒と当該撮像ユニットのホルダとを接着により固定する、ことを特徴とするカメラモジュールの組立方法が提供される。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一形態に係るカメラモジュールの組立方法によれば、組立て用の撮像ユニットに対し、所定のチャート（複数のアライメント用のマークが配置されたもの）を、基準レンズを介して当該撮像素子で撮像させ、その撮像された１画像の情報（マーク位置情報）に基づいて、基準レンズの光軸位置に合わせるように当該撮像ユニットの姿勢制御を行っている。同様に、組立て用のレンズユニットに対しても、そのマーク付チャートを当該レンズを介して基準撮像素子で撮像させ、その撮像された１画像の情報（マーク位置情報）に基づいて、基準撮像素子の光軸位置に合わせるように当該レンズユニットの姿勢制御を行っている。
【００１７】
このように本発明によれば、撮像素子（もしくは基準撮像素子）による画像取込みが、撮像ユニット及びレンズユニットについてそれぞれ１回で済むため、光軸合わせに要する時間を短縮することができる。これにより、光軸合わせをしてからレンズユニットと撮像ユニットを合体し、カメラモジュールとしての組立てを完了するまでに要する時間（組立て時間）の短縮化を図ることが可能となる。
【００１８】
また、撮像素子（もしくは基準撮像素子）で撮像させるチャートには、複数のアライメント用のマークが配置されたものを使用しているので、チャート撮像用の光源（照明）の輝度が変化しても、撮像された画像の解像度やコントラストに影響されることはなく、求める評価数値が大きく変動することもない。これにより、従来技術で必要とされていたような、照明輝度を一定に保つための管理や輝度調整等の補正が不要となるので、照明の輝度管理を簡易化することができ、コストの低減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るカメラモジュールの組立方法を実施するための組立装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１の組立装置において使用されるアライメントマーク付チャートの一例を示す図である。
【図３】図１の組立装置を用いて行うカメラモジュールの組立方法の一例を処理ステップ順に示すフローチャートである。
【図４】図３に示す「撮像ユニットの姿勢制御」に係る処理（ステップＳ１１〜Ｓ１７）を補足説明するための図であり、（ａ）は当該処理を行っているときの装置構成を示す図、（ｂ）は姿勢制御の説明図である。
【図５】図３に示す「レンズユニットの姿勢制御」に係る処理（ステップＳ２１〜Ｓ２７）を補足説明するための図であり、当該処理を行っているときの装置構成を示す図である。
【図６】図３に示す「組立て」に係る処理（Ｓ３１〜Ｓ３７）を補足説明するための図であり、当該処理を行っているときの装置構成を示す図である。
【図７】図３に示す「アライメントマーク付チャートの撮像及びマーク位置の計測」に係る処理（Ｓ１２，Ｓ１３、Ｓ２２，Ｓ２３）を補足説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係るカメラモジュールの組立方法を実施するための組立装置を側面から見たときの概略構成を示している。
【００２２】
本実施形態に係るカメラモジュールの組立方法及びこれを用いた組立装置は、レンズ光軸のセンター位置（光軸と直交するＸＹ平面内での位置）、あおり（レンズのＸＹ平面に対する傾き）及びフォーカス位置（Ｚ軸方向の位置）と、撮像素子のセンター位置（ＸＹ平面内での位置）、あおり（撮像素子のＸＹ平面に対する傾き）及び結像位置（Ｚ軸方向の位置）とを合わせて搭載する必要がある製品に適用される。ただし、オートフォーカス機能を有した製品については、Ｚ軸方向の位置合わせを行う必要がない場合がある。
【００２３】
先ず、本実施形態の組立装置５０によって組み立てられるカメラモジュール１０について説明する。組立ての対象となるカメラモジュール１０は、図６にその概略構成を示すように、基本的には、レンズ１１及びこれを固定保持する鏡筒１２（レンズユニット１３）と、撮像素子１４及びこれを固定保持するホルダ１５（撮像ユニット１６）とを備えている。さらに、撮像素子１４から出力される撮像信号を入力して所定の信号処理を行うＤＳＰ（デジタル信号プロセッサ）等の信号処理部（図示せず）を備えている。
【００２４】
鏡筒１２は円筒状に形成されており、その円筒部の内側に、レンズ１１の光軸と円筒部の軸心とが一致するようにレンズ１１が固定保持されている。ホルダ１５は矩形板状に構成され、鏡筒１２（レンズ１１）に臨む面側には矩形状の凹部が形成され、この凹部に撮像素子１４が収容保持されている。撮像素子１４は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等から構成され、凹部に組み込まれた透明なガラスで封止されている。この撮像素子１４に電気的に接続される信号処理部は、ホルダ１５の凹部が形成されている側と反対側の面に設けられている。
【００２５】
また、特に図示はしていないが、レンズユニット１３における鏡筒１２の端面（撮像ユニット１６側に対向する側の面）と、撮像ユニット１６におけるホルダ１５の端面（レンズユニット１３側に対向する側の面）との間には、僅かな間隙が確保された状態で該間隙に接着剤が充填され、これによりレンズユニット１３と撮像ユニット１６とが固定され、カメラモジュール１０が構成されるようになっている。
【００２６】
次に、カメラモジュール１０を組み立てる組立装置５０について説明する。この組立装置５０は、図１にその概略構成を示すように、基本的には、レンズユニット１３用のアクチュエータ２０と、撮像ユニット１６用のアクチュエータ２５と、後述する複数のアライメントマークが配置されたチャート３０及びこれを光照射するための光源３２と、各アクチュエータ２０，２５及び撮像ユニット１６と動作可能に接続された制御装置４０とを備えている。
【００２７】
各アクチュエータ２０，２５は、それぞれ組立て用のレンズユニット１３、撮像ユニット１６を機械的に支持するとともに、その支持している位置（姿勢）を複数の方向に移動もしくは回転させる機能を有している。本実施形態では、複数の方向は６方向であり（図４（ｂ）参照）、レンズの光軸と平行なＺ軸方向、光軸と直交する平面内で互いに直交するＸ軸方向及びＹ軸方向、Ｚ軸、Ｘ軸及びＹ軸をそれぞれ中心として回転するθ方向、ψ方向及びφ方向である。
【００２８】
レンズユニット１３用のアクチュエータ２０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と平行な面内で固定化されたレール２１上に配設された基台２２と、この基台２２上に連結された姿勢調整機構２３（上記の６軸方向にレンズユニット１３の姿勢を調整する機構）と、この姿勢調整機構２３に機械的に結合され、レンズユニット１３を着脱可能に保持する保持部２４とを備えている。同様に、撮像ユニット１６用のアクチュエータ２５は、レール２１上に配設された基台２６と、この基台２６上に連結された姿勢調整機構２７（上記の６軸方向に撮像ユニット１６の姿勢を調整する機構）と、この姿勢調整機構２７の上端部に機械的に結合され、撮像ユニット１６を着脱可能に保持する保持部２８とを備えている。
【００２９】
各アクチュエータ２０，２５は、それぞれレール２１上を移動可能に配設されている。すなわち、各アクチュエータ２０，２５の基台２２，２６がそれぞれレール２１に沿って移動することにより、それぞれレンズユニット１３、撮像ユニット１６の姿勢を調整するためのステーション（調整位置）と、各ユニット１３，１６の組立てを行うためのステーション（組立位置）との間を往復移動可能に構成されている。
【００３０】
撮像ユニット１６が位置決めされる調整位置には、組立て用のレンズユニット１３の代わりに、後述するマスターレンズユニット１３Ｍ（図４）が配設されている。このマスターレンズユニット１３Ｍの形態及びその配置態様については後で説明する。一方、レンズユニット１３が位置決めされる調整位置には、組立て用の撮像ユニット１６の代わりに、後述するマスター撮像ユニット１６Ｍ（図５）が配設されている。このマスター撮像ユニット１６Ｍの形態及びその配置態様についても後で説明する。
【００３１】
光源３２は、図示のように撮像ユニット１６及びレンズユニット１３の上方に位置し、その光出射面側に配置されたチャート３０を光照射するように配設されている。このチャート３０は、光源３２の光出射面と平行に配置され、光源３２との相対位置関係が固定されるように配置されている。互いの位置関係が固定された光源３２及びチャート３０は、レンズユニット１３の調整位置、撮像ユニット１６の調整位置及び組立位置の３箇所にそれぞれ配設するようにしてもよいし、あるいは、各アクチュエータ２０，２５の往復移動（調整位置と組立位置との間の移動）に連動して移動可能に配設するようにしてもよい。後者の場合、光源３２及びチャート３０は１組で済むので、コスト面で有利である。
【００３２】
光源３２からの光で照らし出されるチャート３０には、その一例として図２に示すように、５箇所のポイントにアライメントマークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが配置されている。より具体的には、四角形（図示のような方形、もしくは矩形）の基材の一方の面上で、各隅部の近傍にそれぞれ時計回り方向にＡ，Ｂ，Ｄ，Ｃのマークが配置され、中心部（ＡとＤを結ぶ対角線と、ＢとＣを結ぶ対角線が交差する位置）にマークＥが配置されている。このアライメントマーク付チャート３０は、図示のようにマークＡからＢに向かう方向が左手系の直交座標におけるＸ軸、マークＡからＣに向かう方向がＹ軸とそれぞれ一致するように配置されている。
【００３３】
チャート３０の基材には光透過性の材料が用いられる。これにより、光源３２（図１）からの光で照らし出されたチャート３０のアライメントマークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅが、この基材を透過して撮像ユニット１６（撮像素子１４の受光面）に照射されるようになっている。
【００３４】
制御装置４０は、各アクチュエータ２０，２５及び組立て用の撮像ユニット１６（もしくはマスター撮像ユニット１６Ｍ）と協働して、光軸合わせを行うのに必要な処理及びこれに付随する各種の処理を制御するためのものである。光軸合わせを行う際にはアライメントマーク付チャート３０の撮像画像を処理する必要があるため、制御装置４０には、所要の画像処理機能が搭載されている。かかる画像処理機能を搭載した制御装置４０としては、例えば、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）を使用することができる。このようなＰＣには、入力デバイス（キーボードやマウス等）及び出力デバイス（ディスプレイ等）とともに、ＨＤＤ等の記録媒体（記憶部）が備えられている。
【００３５】
制御装置４０の記憶部（図示せず）には、予め精密なカメラによって撮像されたアライメントマーク付チャート３０の画像データを基に求められたマークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，ＥのＸＹ平面内での位置に関する情報（以下、「基準データ」という。）が格納されている。この基準データは、後述するように組立て用のレンズユニット１３と組立て用の撮像ユニット１６についてそれぞれ光軸合わせを行う際に適宜参照される。
【００３６】
制御装置４０では、撮像素子１４（もしくはマスター撮像ユニット１６Ｍの撮像素子）から取り込まれた画像データ（アライメントマーク付チャート３０の撮像情報）と、記憶部に格納されている基準データとを比較し、その比較結果に応じて、レンズユニット１３の位置（姿勢）、撮像ユニット１６の位置（姿勢）が所要の光軸位置に合っているかを判断する。所要の光軸位置に合っていないと判断した場合には、後述するように各アクチュエータ２０，２５に対し、それぞれレンズユニット１３、撮像ユニット１６の位置を補正するよう制御する。つまり、６軸（図４（ｂ）に示すＸ，Ｙ，Ｚ，θ，ψ，φ）の方向に移動もしくは回転させるよう制御する。
【００３７】
以下、本実施形態に係るカメラモジュール１０の組立方法について、その一例を処理ステップ順に示す図３を参照しながら説明する。併せて、図４〜図７も参照しながら補足説明する。
【００３８】
なお、図３に示す各処理ステップのうち、ステップＳ１１〜Ｓ１７で行う処理と、ステップＳ２１〜Ｓ２７で行う処理は、同時並行的に行われるものではない。つまり、一方の処理を終了後に他方の処理を行うものであり、その先後の順序は特に限定されない。
【００３９】
＜撮像ユニット１６の姿勢制御…ステップＳ１１〜Ｓ１７＞
図４（ａ）は、撮像ユニット１６の姿勢制御に係る処理を行っているときの装置構成を概略的に示したものである。この装置構成は、制御装置４０からの制御に基づいて撮像ユニット１６用の６軸アクチュエータ２５が「調整位置」に移動し、その位置で撮像ユニット１６を支持しているときの構成に対応している。
【００４０】
この装置構成では、マスターレンズユニット１３Ｍを使用する。このマスターレンズユニット１３Ｍは、組立て用のレンズユニット１３と同様に、マスターレンズ１１Ｍ及びこれを固定保持する鏡筒１２Ｍを備えている。ただし、マスターレンズ１１Ｍは、予め所要の光軸位置と一致するように調整がなされている。マスターレンズユニット１３Ｍは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と平行な面内で固定化された支持機構（図示せず）により、組立て用のレンズユニット１３が保持される位置と同じ位置に固定保持されている。
【００４１】
この装置構成において、最初のステップＳ１１では、組立て用の撮像ユニット１６が供給される。これは、図示しない装着機構を介して、アクチュエータ２５の保持部２８（図１）に撮像ユニット１６を装着させることによって行われる。
【００４２】
次のステップＳ１２では、撮像ユニット１６の撮像素子１４に、アライメントマーク付チャート３０の画像を取り込む。すなわち、光源３２からの光で照らし出されたアライメントマーク付チャート３０の像を、マスターレンズ１１Ｍを介して撮像素子１４の受光面に結像させ、チャート３０を撮像する。
【００４３】
次のステップＳ１３では、撮像素子１４で撮像された画像の情報から、チャート３０上の複数のマークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ（図２）の位置を計測する。つまり、各マークのＸ座標及びＹ座標を求める。
【００４４】
次のステップＳ１４では、計測された各マークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置（Ｘ座標、Ｙ座標）とそれぞれの基準位置（制御装置４０の記憶部に格納されている基準データ）とを比較し、差分を求める。つまり、各マーク位置のそれぞれの基準位置からのずれ量（撮像素子１４の６軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ，ψ，φ）の位置ずれ量）を演算する。
【００４５】
この演算処理は、以下の理由から、正規化相関法を用いて行うのが望ましい。従来のように、撮像素子から取り込まれる画像の解像度やコントラスト情報を用いて光軸合わせを行う方法では、撮像画像の濃度変化に対して極めて敏感であるため、求める評価数値が大きく変動してその範囲を定義できないといった不都合が起こり得るが、正規化相関法を用いた場合、濃度変化が発生してもその範囲が正規化されるので、求める評価数値は容易に決定できるからである。
【００４６】
本ステップにおいて、ずれ量の演算を行う際、各マーク（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ）間の距離や角度、各マークを通る円の中心座標等も併せて演算することで、撮像画像の歪み（あおり）、伸縮（Ｚ軸方向）、センターずれ（ＸＹ平面内）を認識することができる。
【００４７】
例えば、図７（ａ）に示すような測定結果が得られた場合には、マークＡＢ間の距離とマークＣＤ間の距離、マークＡＣ間の距離とマークＢＤ間の距離、マークＡＤ間の距離とマークＢＣ間の距離を求め、求めた各値を基準値と比較することにより、画像の伸縮（Ｚ軸方向）を検出することができる。
【００４８】
また、図７（ｂ），（ｃ）に示すような測定結果が得られた場合には、マークＡＢ間の距離とマークＣＤ間の距離、マークＡＣ間の距離とマークＢＤ間の距離、∠ＡＣＤと∠ＡＢＤ、∠ＢＡＣと∠ＢＤＣを求め、求めた各値を基準値と比較することにより、画像の歪み（この場合、撮像素子１４の傾き：あおり）を検出することができる。
【００４９】
また、マークＡ，Ｂ，Ｃを通る円の中心座標、マークＢ，Ｃ，Ｄを通る円の中心座標、マークＣ，Ｄ，Ａを通る円の中心座標、マークＤ，Ａ，Ｂを通る円の中心座標を求め、求めた各値を基準値と比較することにより、ＸＹ平面上でいずれの方向にずれ（この場合、撮像素子１４のセンター位置のずれ）が生じているのかを検出することができる。
【００５０】
あるいは、マークＡＤ間を結ぶ線とマークＢＣ間を結ぶ線との交点座標とマークＥの位置座標の差異を求め、これを基準値と比較することでも、センターずれを検出することができる。
【００５１】
次のステップＳ１５では、演算されたずれ量（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ，ψ，φ）を相殺するように当該撮像素子１４の位置を補正する。すなわち、その演算されたずれ量を基に、マスターレンズ１１Ｍの光軸位置に合わせるために必要な撮像素子１４の位置の移動量を演算して求める。そして、この求めた移動量に基づいて制御装置４０により、６軸アクチュエータ２５を駆動して撮像素子１４の位置を補正する（撮像ユニット１６の姿勢制御）。
【００５２】
次のステップＳ１６では、ステップＳ１３で行った処理と同様にして、撮像素子１４で撮像された画像の情報から各マークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を計測する。
【００５３】
次のステップＳ１７では、制御装置４０において、ステップＳ１４で行った処理と同様にして求めた誤差（マーク位置と基準位置とのずれ量）が微小である（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ３１に進み（「撮像ユニット１６の姿勢制御」の終了）、判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ１４に戻って上記の処理を繰り返す。
【００５４】
＜レンズユニット１３の姿勢制御…ステップＳ２１〜Ｓ２７＞
図５は、レンズユニット１３の姿勢制御に係る処理を行っているときの装置構成を概略的に示したものである。この装置構成は、制御装置４０からの制御に基づいてレンズユニット１３用の６軸アクチュエータ２０が「調整位置」に移動し、その位置でレンズユニット１３を支持しているときの構成に対応している。
【００５５】
この装置構成では、マスター撮像ユニット１６Ｍを使用する。このマスター撮像ユニット１６Ｍは、組立て用の撮像ユニット１６と同様に、マスター撮像素子１４Ｍ及びこれを固定保持するホルダ１５Ｍを備えている。ただし、マスター撮像素子１４Ｍは、予め所要の光軸位置（その受光面がレンズ光軸と直交する面方向）と一致するように調整がなされている。マスター撮像素子１４Ｍは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と平行な面内で固定化されたマスター撮像ユニット支持機構２９により、組立て用の撮像ユニット１６が保持される位置と同じ位置に固定保持されている。
【００５６】
この装置構成において、最初のステップＳ２１では、組立て用のレンズユニット１３が供給される。これは、図示しない装着機構を介して、アクチュエータ２０の保持部２４（図１）にレンズユニット１３を装着させることによって行われる。
【００５７】
次のステップＳ２２では、固定化されたマスター撮像素子１４Ｍに、アライメントマーク付チャート３０の画像を取り込む。すなわち、光源３２からの光で照らし出されたアライメントマーク付チャート３０の像を、レンズ１１を介してマスター撮像素子１４Ｍの受光面に結像させ、チャート３０を撮像する。
【００５８】
次のステップＳ２３では、マスター撮像素子１４Ｍで撮像された画像の情報から、チャート３０上の複数のマークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ（図２）の位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を計測する。
【００５９】
次のステップＳ２４では、上記のステップＳ１４で行った処理と同様にして、各マークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置のそれぞれの基準位置からのずれ量（この場合、レンズ１１の６軸方向（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ，ψ，φ）の位置ずれ量）を演算する。この演算処理は、上記の場合と同様に、正規化相関法を用いて行われる。
【００６０】
また、撮像画像の歪み（あおり）、伸縮（Ｚ軸方向）、センターずれ（ＸＹ平面内）の認識についても、上記の場合と同様である。
【００６１】
次のステップＳ２５では、演算されたずれ量（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ，ψ，φ）を相殺するように当該レンズ１１の位置を補正する。すなわち、その演算されたずれ量を基に、マスター撮像素子１４Ｍの光軸位置に合わせるために必要なレンズ１１の位置の移動量を演算して求める。そして、この求めた移動量に基づいて制御装置４０により、６軸アクチュエータ２０を駆動してレンズ１１の位置を補正する（レンズユニット１３の姿勢制御）。
【００６２】
次のステップＳ２６では、ステップＳ２３で行った処理と同様にして、マスター撮像素子１４Ｍで撮像された画像の情報から各マークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を計測する。
【００６３】
次のステップＳ２７では、制御装置４０において、ステップＳ２４で行った処理と同様にして求めた誤差（マーク位置と基準位置とのずれ量）が微小である（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ３１に進み（「レンズユニット１３の姿勢制御」の終了）、判定結果がＮＯの場合には、ステップＳ２４に戻って上記の処理を繰り返す。
【００６４】
＜レンズユニット１３と撮像ユニット１６の組立て…ステップＳ３１〜Ｓ３７＞
図６は、レンズユニット１３と撮像ユニット１６の組立てに係る処理を行っているときの装置構成を概略的に示したものである。この装置構成は、制御装置４０からの制御に基づいてレンズユニット１３用の６軸アクチュエータ２０及び撮像ユニット１６用の６軸アクチュエータ２５が、それぞれの「調整位置」から「組立位置」に移動し、その組立位置でそれぞれレンズユニット１３、撮像ユニット１６を支持しているときの構成に対応している。
【００６５】
この装置構成において、最初のステップＳ３１では、それぞれ光軸が合った位置に姿勢制御がなされたレンズユニット１３と撮像ユニット１６を合体させる。すなわち、制御装置４０からの制御に基づいて各アクチュエータ２０，２５を駆動し、それぞれ固定保持されているレンズユニット１３、撮像ユニット１６をＺ軸方向で互いに近づく方向に僅かに移動させる。
【００６６】
このとき、レンズユニット１３における鏡筒１２の端面（撮像ユニット１６側に対向する側の面）と、撮像ユニット１６におけるホルダ１５の端面（レンズユニット１３側に対向する側の面）との間に僅かな間隙を確保しつつ、双方に紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤を未硬化状態で付着させておく。
【００６７】
次のステップＳ３２では、上記のステップＳ１３で行った処理と同様にして、撮像素子１４で撮像された画像の情報から各マークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を計測する。
【００６８】
次のステップＳ３３では、上記のステップＳ１４で行った処理と同様にして、制御装置４０において誤差（マーク位置と基準位置とのずれ量）が微小である（ＹＥＳ）か否（ＮＯ）かを判定する。判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ３４に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ３５に進む。
【００６９】
ステップＳ３４では、レンズユニット１３と撮像ユニット１６の間に介在された未硬化状態にある接着剤をＵＶ硬化させ、各ユニット１３，１６を固定する（カメラモジュール１０としての組立て完了）。そして、本処理フローは「終了」となる。
【００７０】
一方、ステップＳ３５では、上記のステップＳ１４で行った処理と同様にして、各マークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置のそれぞれの基準位置からのずれ量（この場合、撮像素子１４の位置ずれ量と、レンズ１１の位置ずれ量）を演算する。この演算処理は、上記の場合と同様に、正規化相関法を用いて行われる。また、撮像画像の歪み（あおり）、伸縮（Ｚ軸方向）、センターずれ（ＸＹ平面内）の認識についても同様である。
【００７１】
次のステップＳ３６では、上記のステップＳ１５、Ｓ２５で行った処理と同様にして、演算されたずれ量（Ｘ，Ｙ，Ｚ，θ，ψ，φ）を相殺するように撮像素子１４又はレンズ１１の位置を補正する。
【００７２】
次のステップＳ３７では、ステップＳ３２で行った処理と同様にして、撮像素子１４で撮像された画像の情報から各マークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置（Ｘ座標、Ｙ座標）を計測する。この後、ステップＳ３３に戻って上記の処理を繰り返す。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態に係るカメラモジュールの組立方法（図３）及びその方法を用いた組立装置５０によれば、組立て用の撮像ユニット１６に対し、アライメントマーク付チャート３０（図２）を、マスターレンズ１１Ｍを介して当該撮像素子１４で撮像させ、その撮像された１画像の情報（各マークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置情報）に基づいて、所要の光軸位置に合わせるように撮像ユニット１６の姿勢制御を行っている。同様に、組立て用のレンズユニット１３に対しても、アライメントマーク付チャート３０を当該レンズ１１を介してマスター撮像素子１４Ｍで撮像させ、その撮像された１画像の情報（各マークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの位置情報）に基づいて、所要の光軸位置に合わせるようにレンズユニット１３の姿勢制御を行っている。
【００７４】
このように本実施形態によれば、撮像素子１４（もしくはマスター撮像素子１４Ｍ）による画像取込みが、組立て用の撮像ユニット１６及び組立て用のレンズユニット１３についてそれぞれ１回で済むため、光軸合わせに要する時間を短縮することができる。これにより、光軸合わせをしてからレンズユニット１３と撮像ユニット１６を合体し、カメラモジュール１０としての組立てを完了するまでに要する時間の短縮化を図ることが可能となる。
【００７５】
また、撮像素子１４（もしくはマスター撮像素子１４Ｍ）で撮像させるチャート３０には、複数のアライメント用マークＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ（図２）が配置されたものを使用しており、さらに、その撮像された画像の情報に基づいて各マーク位置の基準位置からのずれ量を演算する際に正規化相関法を用いている。これにより、チャート撮像用の光源３２の照明輝度が変化しても、撮像された画像の解像度やコントラストに影響されることはなく、求める評価数値が大きく変動することもない。その結果、従来技術で必要とされていたような、照明輝度を一定に保つための管理や輝度調整等の補正が不要となり、照明の輝度管理を簡易化することができ、コストの低減化を図ることができる。
【符号の説明】
【００７６】
１０…カメラモジュール、
１３（１１，１２）…レンズユニット（レンズ、鏡筒）、
１３Ｍ（１１Ｍ，１２Ｍ）…マスターレンズユニット（マスターレンズ、鏡筒）、
１６（１４，１５）…撮像ユニット（撮像素子、ホルダ）、
１６Ｍ（１４Ｍ，１５Ｍ）…マスター撮像ユニット（マスター撮像素子、ホルダ）、
２０，２５…６軸アクチュエータ（レンズユニット用、撮像ユニット用）、
２１…レール、
２３，２７…姿勢調整機構、
２４，２８…保持部、
３０…アライメントマーク付チャート、
３２…光源、
４０…制御装置、
５０…組立装置、
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ…アライメント用マーク。
【図１】
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【図２】
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【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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