(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズが組み込まれたレンズユニットと、前記撮影レンズが結像した像を画像信号に変換する撮像素子が取付けられたセンサ基板との相対位置を調整し、相対位置が調整された状態で前記レンズユニットと前記センサ基板とを接合するカメラモジュール製造装置であって、
コリメータレンズと測定チャートとを含み、前記測定チャートの像を前記コリメータレンズと前記撮影レンズとを通して前記撮像素子に結像させる光学ユニットを備え、
前記光学ユニットによって前記撮像素子に結像させた前記測定チャートの像を前記撮像素子が変換した画像信号に基づいて、前記レンズユニットと前記センサ基板との相対位置を調整し、
前記測定チャートが前記コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置されていること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記センサ基板を保持するセンサ基板保持部と、
前記センサ基板保持部の一方側に配置され、前記レンズユニットを保持するレンズユニット保持部と、
前記レンズユニット保持部または前記センサ基板保持部のいずれか一方又は両方を他方に対して相対的に移動させる移動機構と、
前記移動機構によって前記レンズユニットと前記センサ基板との相対位置を調整する制御部と、を備え、
前記光学ユニットは、前記レンズユニット保持部の一方側に配置され、
前記レンズユニット保持部は、前記レンズユニットの前記撮影レンズの入射瞳の位置に前記光学ユニットの前記コリメータレンズの焦点位置が重なるように前記レンズユニットを保持し、
前記コリメータレンズは、前記撮影レンズの前記入射瞳を通して前記センサ基板保持部に保持された前記センサ基板の前記撮像素子に前記測定チャートの像を結像させること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。
【請求項３】
請求項１に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記光学ユニットは、
中央コリメータレンズと中央測定チャートとを含み、前記中央測定チャートの像を前記中央コリメータレンズと前記撮影レンズとを通して前記撮像素子の中央部に結像させる中央光学系と、
周辺コリメータレンズと周辺測定チャートとを含み、前記周辺測定チャートの像を前記周辺コリメータレンズと前記撮影レンズとを通して前記撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像させる少なくとも２つの周辺光学系と、を含み、
前記レンズユニットと前記センサ基板との相対位置の調整は、前記中央光学系によって前記撮像素子の中央部に結像された前記中央測定チャートの像を前記撮像素子が変換した中央画像信号と、複数の前記周辺光学系によって前記撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像された前記周辺測定チャートの像を前記撮像素子が変換した各周辺画像信号とに基づいて行い、
前記中央測定チャートが前記中央コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置されており、
各前記周辺測定チャートが各前記周辺コリメータレンズの光軸に垂直な面に対してそれぞれ傾斜して配置されていること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。
【請求項４】
請求項３に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記センサ基板を保持するセンサ基板保持部と、
前記センサ基板保持部の一方側に配置され、前記レンズユニットを保持するレンズユニット保持部と、
前記レンズユニット保持部または前記センサ基板保持部のいずれか一方又は両方を他方に対して相対的に移動させる移動機構と、
前記移動機構によって前記レンズユニットと前記センサ基板との相対位置を調整する制御部と、を備え、
前記光学ユニットは、前記レンズユニット保持部の一方側に配置され、
各前記周辺コリメータレンズは、各光軸が前記中央コリメータレンズの光軸に対して傾斜し、且つ、各前記周辺コリメータレンズの各焦点位置が前記中央コリメータレンズの焦点位置と同一位置となるように配置されており、
前記レンズユニット保持部は、前記撮影レンズの入射瞳の位置に前記中央コリメータレンズの焦点位置と各前記周辺コリメータレンズの各焦点位置とが重なるように前記レンズユニットを保持し、
前記中央光学系の前記中央コリメータレンズは、前記中央測定チャートの像を前記撮影レンズの前記入射瞳を通して前記撮像素子の中央部に結像させ、
前記周辺光学系の各前記周辺コリメータレンズは各前記周辺測定チャートの像を前記撮影レンズの前記入射瞳を通して前記撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像させること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。
【請求項５】
請求項４に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記レンズユニット保持部が、前記撮影レンズの光軸と前記中央コリメータレンズの光軸とが同一軸となり、且つ、前記撮影レンズの前記入射瞳の中心位置に前記中央コリメータレンズの焦点位置と各前記周辺コリメータレンズの各焦点位置とが重なるように前記レンズユニットを保持すること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記光学ユニットは、
平板状のベースを備え、
前記中央コリメータレンズは、光軸が前記ベースの表面に対して垂直となるように前記ベースの中央部の他方側に取付けられており、
複数の前記周辺コリメータレンズは、光軸が前記ベースの前記表面に対して傾斜し、各焦点位置が前記中央コリメータレンズの焦点位置と同一位置となるように前記ベースの周辺部の他方側に取付けられていること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。
【請求項７】
請求項６に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記中央測定チャートは、前記ベースの前記表面に対して傾斜するように前記ベースの一方側の中央部に配置されており、
各前記周辺測定チャートは、前記ベースの前記表面と平行に前記ベースの周辺部に取付けられていること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。
【請求項８】
請求項７に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記中央測定チャートは、前記中央コリメータレンズの光軸を通り傾斜方向に延びる中央エッジを有し、
前記周辺測定チャートは、前記周辺コリメータレンズの光軸を通り前記ベースの中央部から前記ベースの周辺部に向かって延びる第１エッジと、前記第１エッジと交差する方向に延びる第２エッジと、を有すること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか１項に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記ベースの一方側に取付けられて前記ベースの一方側を覆うカバーと、
前記ベースの一方側に取付けられた光源と、を含み、
前記中央測定チャートと前記周辺測定チャートは、光が透過する透光部と光を遮光する遮光部とで構成され、
前記カバーの内面は、前記光源からの光を反射して前記中央測定チャートと前記周辺測定チャートに入射させること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。
【請求項１０】
請求項９に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記光源はリング状であり、
中心軸が前記中央コリメータレンズの光軸と同軸となるように配置されていること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。
【請求項１１】
撮影レンズが組み込まれたレンズユニットと、前記撮影レンズが結像した像を画像信号に変換する撮像素子が取付けられたセンサ基板との相対位置を調整し、相対位置が調整された状態で前記レンズユニットと前記センサ基板とを接合するカメラモジュール製造方法であって、
コリメータレンズと測定チャートとを含む光学ユニットを準備する準備ステップと、
前記光学ユニットによって前記測定チャートの像を前記コリメータレンズと前記撮影レンズとを通して前記撮像素子に結像させ、前記撮像素子に結像させた前記測定チャートの像を前記撮像素子が変換した画像信号に基づいて、前記レンズユニットと前記センサ基板との相対位置を調整する位置調整ステップと、を含み、
前記位置調整ステップは、前記測定チャートを前記コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜するように配置して実行すること、
を特徴とするカメラモジュール製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のカメラモジュール製造方法であって、
前記光学ユニットは、
中央コリメータレンズと中央測定チャートとを含み、前記中央測定チャートの像を前記中央コリメータレンズと前記撮影レンズとを通して前記撮像素子の中央部に結像させる中央光学系と、
周辺コリメータレンズと周辺測定チャートとを含み、前記周辺測定チャートの像を前記周辺コリメータレンズと前記撮影レンズとを通して前記撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像させる少なくとも２つの周辺光学系と、を含み、
前記位置調整ステップは、前記中央光学系によって前記撮像素子の中央部に結像された前記中央測定チャートの像を前記撮像素子が変換した中央画像信号と、複数の前記周辺光学系によって前記撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像された前記周辺測定チャートの像を前記撮像素子が変換した各周辺画像信号とに基づいて、前記レンズユニットと前記センサ基板との相対位置の調整を行い、
前記位置調整ステップは、前記中央測定チャートを前記中央コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜するように配置し、各前記周辺測定チャートを各前記周辺コリメータレンズの光軸に垂直な面に対してそれぞれ傾斜するように配置して実行すること、
を特徴とするカメラモジュール製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニットと、撮像素子が取付けられたセンサ基板と、を接合するカメラモジュール製造装置及びカメラモジュール製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影レンズが組み込まれたレンズユニットと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が取付けられたセンサ基板とを一体化したカメラモジュールが知られている。このようなカメラモジュールでは、撮像素子の撮像面がレンズユニットの結像面に略一致するように、レンズユニットに対するセンサ基板の位置調整を行い、位置調整ができた状態でセンサ基板をレンズユニットに紫外線硬化樹脂により接着している（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５４６０４０６号明細書
【特許文献２】特許第４９６０３０８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２に記載された従来技術のカメラモジュール製造装置では、レンズユニットに対するセンサ基板の位置を移動させながら測定チャートの画像を撮像し、センサ基板の位置に対する画像の合焦評価値の変化を検出し、合焦点表価値の変化に応じてセンサ基板の位置を調整している。このため、センサ基板の多数の異なる位置で測定チャートの画像を取得することが必要となるため、位置調整に時間が掛かってしまうという問題があった。【０００５】
そこで、本発明は、カメラモジュール製造装置において、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整を短時間で行い、生産性の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のカメラモジュール製造装置は、撮影レンズが組み込まれたレンズユニットと、撮影レンズが結像した像を画像信号に変換する撮像素子が取付けられたセンサ基板との相対位置を調整し、相対位置が調整された状態でレンズユニットとセンサ基板とを接合するカメラモジュール製造装置であって、コリメータレンズと測定チャートとを含み、測定チャートの像をコリメータレンズと撮影レンズとを通して撮像素子に結像させる光学ユニットを備え、光学ユニットによって撮像素子に結像させた測定チャートの像を撮像素子が変換した画像信号に基づいて、レンズユニットとセンサ基板との相対位置を調整し、測定チャートがコリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置されていること、を特徴とする。【０００７】
このように、測定チャートがコリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置されているので、撮影レンズの測定チャートの結像面の高さが撮影レンズの光軸からの光軸に直交方向の距離に対して変化する。このため、撮影レンズの結像面の高さが異なる複数の測定チャートの像を一度の撮像で取得することができ、一度の撮像で、撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面との高さずれに対する空間周波数応答などの合焦評価値の変化特性を取得し、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整を行うことができる。これにより、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整を短時間に行うことができ、生産性を向上させることができる。【０００８】
本発明のカメラモジュール製造装置において、センサ基板を保持するセンサ基板保持部と、センサ基板保持部の一方側に配置され、レンズユニットを保持するレンズユニット保持部と、レンズユニット保持部またはセンサ基板保持部のいずれか一方又は両方を他方に対して相対的に移動させる移動機構と、移動機構によってレンズユニットとセンサ基板との相対位置を調整する制御部と、を備え、レンズユニット保持部は、レンズユニットの撮影レンズの入射瞳の位置に光学ユニットのコリメータレンズの焦点位置が重なるようにレンズユニットを保持し、コリメータレンズは、撮影レンズの入射瞳を通してセンサ基板保持部に保持されたセンサ基板の撮像素子に測定チャートの像を結像させてもよい。【０００９】
このように、レンズユニットの撮影レンズの入射瞳の位置に光学ユニットのコリメータレンズの焦点位置が重なるようにレンズユニットを保持することにより、コリメータレンズと撮影レンズとで測定チャート側テレセントリック光学系を構成し、コリメータレンズが撮影レンズの入射瞳を通して撮像素子に測定チャートの像を結像させるので、測定チャートをコリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置することによりコリメータレンズの光軸からの光軸に直交方向の距離に従ってコリメータレンズと測定チャートとの間の光軸方向の距離が変化しても、撮像素子の撮像面に結像する測定チャートの像の大きさが変化しないようにできる。このため、誤差要因が減って精度を向上させることができ、空間周波数応答などの合焦評価値の算出を精度よく行うことができる。これにより、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整精度を向上させて短時間に調整を行うことができ、生産性を向上させることができる。【００１０】
本発明のカメラモジュール製造装置において、光学ユニットは、中央コリメータレンズと中央測定チャートとを含み、中央測定チャートの像を中央コリメータレンズと撮影レンズとを通して撮像素子の中央部に結像させる中央光学系と、周辺コリメータレンズと周辺測定チャートとを含み、周辺測定チャートの像を周辺コリメータレンズと撮影レンズを通して撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像させる少なくとも２つの周辺光学系と、を含み、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整は、中央光学系によって撮像素子の中央部に結像された中央測定チャートの像を撮像素子が変換した中央画像信号と、複数の周辺光学系によって撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像された周辺測定チャートの像を撮像素子が変換した各周辺画像信号とに基づいて行い、中央測定チャートが中央コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置されており、各周辺測定チャートが各周辺コリメータレンズの光軸に垂直な面に対してそれぞれ傾斜して配置されてもよい。【００１１】
このように、中央コリメータレンズと撮影レンズとで撮像素子の撮像面の中央部に中央測定チャートの像を結像させ、複数の周辺コリメータレンズと撮影レンズとで撮像素子の撮像面の異なる周辺部に周辺測定チャートの像を結像させるようにしたので、撮像素子の中央部と複数の周辺部とにおいて、撮影レンズの結像面の高さが異なる測定チャートの複数の像を一度の撮像で取得することができ、一度の撮像で、撮像素子の中央部と複数の周辺部とにおいて、撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面との高さずれに対する空間周波数応答などの合焦評価値の変化特性を取得することができる。また、取得した空間周波数応答などの合焦評価値の変化特性に基づいて、レンズユニットとセンサ基板との高さ方向、及び、傾斜方向の調整を同時に行うことができ、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整をより短時間に行うことができ、生産性をより向上させることができる。【００１２】
本発明のカメラモジュール製造装置において、センサ基板を保持するセンサ基板保持部と、センサ基板保持部の一方側に配置され、レンズユニットを保持するレンズユニット保持部と、レンズユニット保持部またはセンサ基板保持部のいずれか一方又は両方を他方に対して相対的に移動させる移動機構と、移動機構によってレンズユニットとセンサ基板との相対位置を調整する制御部と、を備え、光学ユニットは、レンズユニット保持部の一方側に配置され、各周辺コリメータレンズは、各光軸が中央コリメータレンズの光軸に対して傾斜し、且つ、各周辺コリメータレンズの各焦点位置が中央コリメータレンズの焦点位置と同一位置となるように配置されており、レンズユニット保持部は、撮影レンズの入射瞳の位置に中央コリメータレンズの焦点位置と各周辺コリメータレンズの各焦点位置とが重なるようにレンズユニットを保持し、中央光学系の中央コリメータレンズは、中央測定チャートの像を撮影レンズの入射瞳を通して撮像素子の中央部に結像させ、周辺光学系の各周辺コリメータレンズは各周辺測定チャートの像を撮影レンズの入射瞳を通して撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像させてもよい。また、レンズユニット保持部が、撮影レンズの光軸と中央コリメータレンズの光軸とが同一軸となり、且つ、撮影レンズの入射瞳の中心位置に中央コリメータレンズの焦点位置と各周辺コリメータレンズの各焦点位置とが重なるようにレンズユニットを保持してもよい。【００１３】
このように、撮影レンズの入射瞳の位置に中央コリメータレンズの焦点位置と各周辺コリメータレンズの各焦点位置とが重なるようにレンズユニットを保持することにより、中央コリメータレンズと撮影レンズとが中央測定チャート側テレセントリック光学系を構成し、各周辺コリメータレンズと撮影レンズとがそれぞれ周辺測定チャート側テレセントリック光学系を構成する。そして、中央コリメータレンズが撮影レンズの入射瞳を通して撮像素子の撮像面に中央測定チャートの像を結像させるので、中央測定チャートを中央コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置することにより中央コリメータレンズの光軸からの光軸に直交方向の距離に従って中央コリメータレンズと中央測定チャートとの間の光軸に方向の距離が変化しても、撮像素子の撮像面に結像する中央測定チャートの像の大きさが変化しないようにできる。同様に、周辺コリメータレンズが撮影レンズの入射瞳を通して撮像素子の撮像面に周辺測定チャートの像を結像させるので、周辺測定チャートを周辺コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置することにより周辺コリメータレンズの光軸からの光軸に直交方向の距離に従って周辺コリメータレンズと周辺測定チャートとの間の光軸方向の距離が変化しても、撮像素子の撮像面に結像する周辺測定チャートの像の大きさが変化しないようにできる。このため、誤差要因が減って精度を向上させることができ、空間周波数応答などの合焦評価値の算出を精度よく行うことができる。これにより、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整精度を向上させてより短時間に調整を行うことができ、生産性をより向上させることができる。【００１４】
本発明のカメラモジュール製造装置において、光学ユニットは、平板状のベースを備え、中央コリメータレンズは、光軸がベースの表面に対して垂直となるようにベースの中央部の他方側に取付けられており、複数の周辺コリメータレンズは、光軸がベースの表面に対して傾斜し、各焦点位置が中央コリメータレンズの焦点位置と同一位置となるようにベースの周辺部の他方側に取付けられてもよい。【００１５】
このように、共通のベースに中央コリメータレンズの焦点位置と各周辺コリメータレンズの各焦点位置とが同一位置となるように取付けることにより、光学ユニットをコンパクトにすることができる。【００１６】
本発明のカメラモジュール製造装置において、中央測定チャートは、ベースの表面に対して傾斜するようにベースの一方側の中央部に配置されており、各周辺測定チャートは、ベースの表面と平行にベースの周辺部に取付けられてもよい。【００１７】
これにより、光学ユニットの構成を簡便にすることができる。【００１８】
本発明のカメラモジュール製造装置において、中央測定チャートは、中央コリメータレンズの光軸を通り傾斜方向に延びる中央エッジを有し、周辺測定チャートは、周辺コリメータレンズの光軸を通りベースの中央部からベースの周辺部に向かって延びる第１エッジと、第１エッジと交差する方向に延びる第２エッジと、を有してもよい。【００１９】
これにより、一度の撮像で、撮像素子の中央部と複数の周辺部とにおいて、撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面との高さずれに対する空間周波数応答などの合焦評価値の変化特性を精度よく取得することができ、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整をより短時間に行うことができ、生産性をより向上させることができる。【００２０】
本発明のカメラモジュール製造装置において、ベースの一方側に取付けられてベースの一方側を覆うカバーと、ベースの一方側に取付けられた光源とを含み、中央測定チャートと周辺測定チャートは、光が透過する透光部と光を遮光する遮光部とで構成され、カバーの内面は、光源からの光を反射して中央測定チャートと周辺測定チャートに入射させてもよい。また、光源はリング状であり、中心軸が中央コリメータレンズの光軸と同軸となるように配置されてもよい。【００２１】
これにより、光学ユニットをコンパクトにできると共に、中央測定チャート、周辺測定チャートを均等に照明することができ、各測定チャートの良好な像を撮像素子の撮像面に結像させることができる。【００２２】
本発明のカメラモジュール製造方法は、撮影レンズが組み込まれたレンズユニットと、撮影レンズが結像した像を画像信号に変換する撮像素子が取付けられたセンサ基板との相対位置を調整し、相対位置が調整された状態でレンズユニットとセンサ基板とを接合するカメラモジュール製造方法であって、コリメータレンズと測定チャートとを含む光学ユニットを準備する準備ステップと、光学ユニットによって測定チャートの像をコリメータレンズと撮影レンズとを通して撮像素子に結像させ、撮像素子に結像させた測定チャートの像を撮像素子が変換した画像信号に基づいて、レンズユニットとセンサ基板との相対位置を調整する位置調整ステップと、を含み、位置調整ステップは、測定チャートをコリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜するように配置して実行すること、を特徴とする。【００２３】
このように、測定チャートをコリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜させることにより、撮影レンズの測定チャートの結像面の高さを撮影レンズの光軸からの光軸に直交方向の距離に対して変化させることができる。このため、撮影レンズの結像面の高さが異なる複数の測定チャートの像を一度の撮像で取得することができ、一度の撮像で、撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面との高さずれに対する空間周波数応答などの合焦評価値の変化特性を取得し、レンズユニットとセンサ基板との位置調整を行うことができる。これにより、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整を短時間に行うことができ、生産性を向上させることができる。【００２４】
本発明のカメラモジュール製造方法において、光学ユニットは、中央コリメータレンズと中央測定チャートとを含み、中央測定チャートの像を中央コリメータレンズと撮影レンズとを通して撮像素子の中央部に結像させる中央光学系と、周辺コリメータレンズと周辺測定チャートとを含み、周辺測定チャートの像を周辺コリメータレンズと撮影レンズとを通して撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像させる少なくとも２つの周辺光学系と、を含み、位置調整ステップは、中央光学系によって撮像素子の中央部に結像された中央測定チャートの像を撮像素子が変換した中央画像信号と、複数の周辺光学系によって撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像された周辺測定チャートの像を撮像素子が変換した各周辺画像信号とに基づいて、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整を行い、位置調整ステップは、中央測定チャートを中央コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜するように配置し、各周辺測定チャートを各周辺コリメータレンズの光軸に垂直な面に対してそれぞれ傾斜するように配置して実行してもよい。【００２５】
このように、中央コリメータレンズと撮影レンズとを通して撮像素子の中央部に中央測定チャートの像を結像させ、複数の周辺コリメータレンズと撮影レンズとを通して撮像素子の異なる周辺部に周辺測定チャートの像を結像させて位置調整ステップを実行するので、撮像素子の中央部と複数の周辺部とにおいて、撮影レンズの結像面の高さが異なる複数の測定チャートの像を一度の撮像で取得することができ、一度の撮像で、撮像素子の中央部と複数の周辺部とにおいて、撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面との高さずれに対する空間周波数応答などの合焦評価値の変化特性を取得することができる。また、取得した空間周波数応答などの合焦評価値の変化特性に基づいて、レンズユニットとセンサ基板との高さ方向、及び、傾斜方向の調整を同時に行うことができ、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整をより短時間に行うことができ、生産性をより向上させることができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明は、カメラモジュール製造装置において、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整を短時間で行い、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施形態のカメラモジュール製造装置の側面図である。
【図２】実施形態のカメラモジュール製造装置の光学ユニットのカバーと光源とを取り外した状態のベースとセンタユニットを示す斜視図である。
【図３】実施形態のカメラモジュール製造装置の光学ユニットの中央光学系と周辺光学系の構成を示す斜視図である。
【図４】中央測定チャートのパターンを示す平面図である。
【図５】周辺測定チャートのパターンを示す平面図である。
【図６】実施形態のカメラモジュール製造装置によって組み立てられるカメラモジュールを示す斜視図である。
【図７】図２に示すＡ−Ａ断面図であり、実施形態のカメラモジュール製造装置の動作を示す図である。
【図８】撮像素子の撮像面に結像した中央測定チャートの像と、周辺測定チャートの像とを示す平面図である。
【図９】実施形態のカメラモジュール製造装置の中央光学系の全体光路図（ａ）と撮像面近傍の部分詳細光路図（ｂ）である。
【図１０】図８に示す中央測定チャートの像の拡大平面図である。
【図１１】図１０に示す中央測定チャートの計測点位置に対する空間周波数応答の変化を示すグラフである。
【図１２】実施形態のカメラモジュール製造装置の周辺光学系の全体光路図（ａ）と撮像面近傍の部分詳細光路図（ｂ）である。
【図１３】図８に示す周辺測定チャートの像の拡大平面図である。
【図１４】図１３に示す周辺測定チャートの計測点位置に対する空間周波数応答の変化を示すグラフである。
【図１５】撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面との間に高さずれと傾斜がある場合の撮像素子の中央部と周辺部とにおける撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化を示すグラフである。
【図１６】撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面とが略同一面に調整された場合の撮像素子の中央部と周辺部とにおける撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化を示すグラフである。
【図１７】他の実施形態のカメラモジュール製造装置の概略構成を示す斜視図である。
【図１８】図１７に示すカメラモジュール製造装置に用いられる中央光学ユニット、周辺光学ユニットの構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、実施形態のカメラモジュール製造装置１００について説明する。最初に図１〜図６を参照しながらカメラモジュール製造装置１００の構成について説明する。
【００２９】
図１に示すように、カメラモジュール製造装置１００は、撮影レンズ４１が組み込まれたレンズユニット４０と、撮像素子５２が取付けられたセンサ基板５１とを接合してカメラモジュール５０を製造するものである。カメラモジュール製造装置１００は、光学ユニット１０と、レンズユニット４０を保持するロボットアーム４５と、上面にセンサ基板５１を保持するステージ５５と、ステージ５５の位置を６軸方向に移動させる６軸アクチュエータ５６と、６軸アクチュエータ５６を制御する制御部５７とを含んでいる。ここで、ロボットアーム４５はレンズユニット保持部を構成し、ステージ５５はセンサ基板保持部を構成し、６軸アクチュエータ５６は移動機構を構成する。以下の説明では、光学ユニット１０の中央測定チャート３２の傾斜方向をＸ方向、水平面でＸ方向に直交する方向をＹ方向、垂直方向をＺ方向とし、Ｚ方向＋側を上側、Ｚ方向−側を下側として説明する。上側は一方側に対応し、下側は他方側に対応する。
【００３０】
光学ユニット１０は、ベース１１と、ベース１１に取付けられたセンタユニット２０と、ベース１１の上面１３に取付けられたリング状の光源３６と、ベース１１の上に取付けられるカバー３７とで構成されている。
【００３１】
図２に示すように、ベース１１は四角い平板状部材であり、中央部にセンタユニット２０を取付ける貫通孔１２が設けられている。また、ベース１１の中央部と各角部と間の各周辺部１７には、それぞれ凹部１５が設けられている。図１に示すように、凹部１５の下側には、凹部１５の底面とベース１１の下面１４とを貫通する貫通孔１６が設けられている。各凹部１５の上面には、後で説明する周辺測定チャート３４がそれぞれ取付けられている。
【００３２】
図１、図２に示すように、センタユニット２０は、上側の円筒部２１と、下側のレンズ取付ブロック２６とで構成されている。円筒部２１は、上面が斜めの傾斜面２３となった円筒形状である。斜めの傾斜面２３の上には後で説明する中央測定チャート３２がクッション部材２４、取付け金物２５によって組み付けられている。
【００３３】
レンズ取付ブロック２６は、円筒部２１よりも外径が大きい略円柱状のブロックである。レンズ取付ブロック２６の中央には中心軸が垂直方向に延びて円筒部２１の内径に連通する穴２２が設けられている。また、レンズ取付ブロック２６には、中心軸が穴２２の中心軸に対して傾斜した方向に延びる４つの穴２８が設けられている。
【００３４】
穴２２には中央コリメータレンズ３１が取付けられ、穴２８にはそれぞれ周辺コリメータレンズ３３が取付けられている。図３に示すように、中央コリメータレンズ３１と周辺コリメータレンズ３３とは、中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａと各周辺コリメータレンズ３３の各光軸３３ａとが一点２９で交差し、且つ、一点２９に中央コリメータレンズ３１と周辺コリメータレンズ３３の各焦点３１ｆ、３３ｆが位置するように穴２２、２８に取付けられている。従って、中央コリメータレンズ３１と周辺コリメータレンズ３３とは、各焦点３１ｆ、３３ｆが同一位置となるようにレンズ取付ブロック２６に取付けられている。
【００３５】
図１に示すように、円筒部２１をベース１１の中央部の貫通孔１２に嵌め込み、レンズ取付ブロック２６の上端面２７がベース１１の下面１４に接するようにセンタユニット２０をベース１１に取付けると、中央コリメータレンズ３１は光軸３１ａがベース１１の下側の表面である下面１４に対して垂直となるようにベース１１の中央部の下側に取付けられ、各周辺コリメータレンズ３３は、各光軸３３ａがベース１１の下面１４に対して傾斜するようにベース１１の下側に取付けられる。
【００３６】
中央測定チャート３２は、下面３２ａがセンタユニット２０の円筒部２１の斜めの傾斜面２３の上に取付けられているので、中央測定チャート３２は、図３に示すようにベース１１の下面１４に対して傾斜して配置されている。一方、中央コリメータレンズ３１は光軸３１ａがベース１１の下面１４に対して垂直となるようにベース１１に取付けられている。従って、中央測定チャート３２は中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに垂直な面に対して傾斜して配置されている。
【００３７】
また、周辺測定チャート３４は、下面３４ａがベース１１の下面１４と平行になるようにベース１１の凹部１５に取付けられている。一方、周辺コリメータレンズ３３は光軸３３ａがベース１１の下面１４に対して傾斜するようにベース１１に取付けられている。従って、周辺測定チャート３４は周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａに垂直な面に対して傾斜して配置されている。
【００３８】
図３に示すように、中央コリメータレンズ３１と中央測定チャート３２とは中央光学系３０を構成し、４つの周辺コリメータレンズ３３と周辺測定チャート３４とは４つの周辺光学系３５を構成する。なお、以下の説明では、周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａに沿って周辺測定チャート３４の表面でベース１１の中央部から周辺部１７に向かって延びる方向をＲ１〜Ｒ４、周辺測定チャート３４の表面でＲ１〜Ｒ４と直交する方向をＳ１〜Ｓ４とする。
【００３９】
図４は中央測定チャート３２のパターンを示す平面図である。中央測定チャート３２は、光が透過する透明のガラス板の表面に光を遮光する遮光部３２ｓを設けたものである。中央測定チャート３２は、Ｙ方向の＋側半分が光が透過する透光部３２ｔとなっており、Ｙ方向の−側の半分が光が透過しない遮光部３２ｓとなっている。遮光部３２ｓは、例えば、黒色のクロムエッチングで構成してもよいし、黒色の塗料を塗布することにより構成してもよい。透光部３２ｔと遮光部３２ｓとの間には、Ｘ方向に延びる中央エッジ３２ｅが構成される。
【００４０】
図３に示すように、中央測定チャート３２は、Ｘ方向の中央の中心位置３２ｉを中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａが通り、遠位端３２ｆが傾斜方向上側、近位端３２ｎが傾斜方向下側となるように円筒部２１の傾斜面２３に取付けられる。従って、中央測定チャート３２がセンタユニット２０に取付けられると、図４に示すように、中央エッジ３２ｅは、中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａを通り傾斜方向に向かって延びるエッジとなる。
【００４１】
図５に示すように、周辺測定チャート３４は、三角形の透光部３４ｔと三角形の遮光部３４ｓをＲ１〜Ｒ４方向、及び、直交するＳ１〜Ｓ４方向に交互に隣接するように配置されたものである。遮光部３４ｓは、例えば、黒色のクロムエッチングで構成してもよいし、黒色の塗料を塗布することにより構成してもよい。Ｒ１〜Ｒ４軸の両側に隣接して配置された三角形の遮光部３４ｓと透光部３４ｔの間には、Ｒ１〜Ｒ４方向に延びる第１エッジ３４ｅ１が形成される。また、三角形の遮光部３４ｓとＲ１〜Ｒ４方向に隣接する三角形の透光部３４ｔとの間には、Ｓ１〜Ｓ４方向に延びる第２エッジ３４ｅ２が形成される。また、三角形の透光部３４ｔのＲ１〜Ｒ４に対して４５度傾斜した方向には、第３エッジ３４ｅ３が形成される。
【００４２】
図３に示すように、各周辺測定チャート３４は、各周辺コリメータレンズ３３の各光軸３３ａがＲ１〜Ｒ４方向の中央の各中心位置３４ｉを通り、Ｒ１〜Ｒ４の各＋側端がベース１１の中央部から遠い側で、Ｒ１〜Ｒ４の各−側端がベース１１の中央部に近い側となるようにそれぞれベース１１の各周辺部１７に取付けられる。各周辺測定チャート３４がベース１１の各周辺部１７に取付けられると、ベース１１の中央部から遠いＲ１〜Ｒ４の＋側端は、周辺コリメータレンズ３３からの光軸３３ａに沿った距離が遠い遠位端３４ｆとなり、ベース１１の中央部に近いＲ１〜Ｒ４の−側端は、周辺コリメータレンズ３３からの光軸３３ａに沿った距離が近い近位端３４ｎとなる。
【００４３】
従って、周辺測定チャート３４がベース１１に取付けられると、図５に示すように、第１エッジ３４ｅ１は、周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａを通りベース１１の中央部からベース１１の周辺部１７に向かって延びるエッジとなり、第２エッジ３４ｅ２と第３エッジ３４ｅ３とは、第１エッジ３４ｅ１と交差する方向に延びるエッジとなる。
【００４４】
図１、２に示すように、ベース１１の上面１３には光源３６が取付けられている。光源３６は、リング状で、中心軸が中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａと同軸となるようにベース１１に取付けられている。光源３６は、例えば、複数のＬＥＤをリング状に配置したものでもよい。また、光源３６は六角環状体、或いは八角環状体として構成してもよい。
【００４５】
ベース１１の上面１３の上側には、ベース１１の上面１３と、ベース１１の上面１３から上方向に突出したセンタユニット２０の円筒部２１と、を覆うカバー３７が取付けられている。カバー３７は、内面が白色の反射面となっており、光源３６から上方向に放射された光を反射して上側から中央測定チャート３２に光を入射させる。また、カバー３７の内側面は反射された光を各周辺測定チャート３４に入射させる。これにより、中央測定チャート３２、４つの周辺測定チャート３４を均等に照明することができる。
【００４６】
図６に示すように、カメラモジュール５０は、撮影レンズ４１が組み込まれたレンズユニット４０と、撮像素子５２が取付けられたセンサ基板５１とを紫外線硬化型の接着剤で接合したものである。
【００４７】
レンズユニット４０に組み込まれた撮影レンズ４１の上面の入射瞳４２は、中央コリメータレンズ３１と各周辺コリメータレンズ３３からの光が入射する領域である。
【００４８】
撮像素子５２は、撮影レンズ４１が撮像面５３の上に結像した像を電気的な画像信号に変換するものである。センサ基板５１には、撮像素子５２からの画像信号を出力する出力端子５４が取付けられている。出力端子５４は、制御部５７に接続されており、撮像素子５２が出力した画像信号は、制御部５７に入力される。
【００４９】
図１に示すように、光学ユニット１０の下側には、基台１１０の上に取付けられた６軸アクチュエータ５６と、６軸アクチュエータ５６の上側に取付けられて上面にセンサ基板５１を保持するステージ５５と、ステージ５５の上側と光学ユニット１０の下側との間に配置されてレンズユニット４０を保持するロボットアーム４５とが設けられている。なお、光学ユニット１０は、図示しないフレームを介して基台１１０に取付けられている。
【００５０】
６軸アクチュエータ５６は、内部に６つのステッピングモータを備え、各ステッピングモータを駆動して上側に取付けられたステージ５５をＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向及びＸ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの６方向に移動させるものである。６軸アクチュエータ５６は、制御部５７に接続され、各ステッピングモータは制御部５７からの指令によって動作する。なお、ステッピングモータに限らず、サーボモータによってステージ５５の駆動を行うようにしてもよい。
【００５１】
ステージ５５は、上面にセンサ基板５１を保持する図示しないホルダを備えており、上面にセンサ基板５１を保持する。なお、ステージ５５は、上面にセンサ基板５１を真空吸着するようにしてもよい。
【００５２】
ロボットアーム４５は、先端にレンズユニット４０を挟み込んで保持するチャック４６を備えている。ロボットアーム４５は、チャック４６と共に図示しない駆動装置によってＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動する。ロボットアーム４５は、レンズユニット４０のストレージにおいて先端のチャック４６を動作させてレンズユニット４０を挟み込んでピックアップし、ステージ５５の上に保持されたセンサ基板５１の上まで移動させ、センサ基板５１の上側の位置にレンズユニット４０を保持するものである。
【００５３】
制御部５７は、内部に情報処理を行うＣＰＵ５８と動作プログラムやデータ等を格納するメモリ５９とを有するコンピュータである。６軸アクチュエータ５６、ロボットアーム４５、光源３６は、制御部５７に接続されて制御部５７の指令によって動作する。また、撮像素子５２は、制御部５７に接続されて、撮像素子５２が出力する画像信号は制御部５７に入力される。
【００５４】
制御部５７は、ロボットアーム４５によってレンズユニット４０をセンサ基板５１の上側の所定の位置に保持し、６軸アクチュエータ５６によってステージ５５の上面のＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向及びＸ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの位置を調整して、レンズユニット４０とセンサ基板５１とのＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向及びＸ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの相対位置を調整する。
【００５５】
次に、図７〜１６を参照しながら、以上のように構成されたカメラモジュール製造装置１００の動作について説明する。
【００５６】
図７に示すように、最初にステージ５５の上面にセンサ基板５１を載置し、ステージ５５の上面にセンサ基板５１を保持させる。センサ基板５１のレンズユニット４０との接合部に紫外線硬化型の接着剤を塗布しておく。
【００５７】
制御部５７は、ロボットアーム４５によってストレージでレンズユニット４０をピックアップし、ステージ５５の上面に保持されたセンサ基板５１の上まで移動させる。制御部５７は、撮影レンズ４１の光軸４１ａが中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａと同一軸となり、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に、中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆと各周辺コリメータレンズ３３の各焦点３３ｆとが位置する一点２９とが重なるようにロボットアーム４５でレンズユニット４０を保持する。
【００５８】
次に、制御部５７は、６軸アクチュエータ５６を動作させて撮像素子５２の撮像面５３の位置が所定の初期位置となるように設定する。所定の初期位置は、例えば、設計寸法の位置でもよい。
【００５９】
次に、制御部５７は、光源３６を発光させる。光源３６の上側の面から光が放射されると、図７中の矢印３８に示すように、光は、カバー３７の内面で反射して中央測定チャート３２、各周辺測定チャート３４に入射する。中央光学系３０の中央測定チャート３２に入射した光は、中央コリメータレンズ３１を通って入射瞳４２から撮影レンズ４１に入射して撮像素子５２の中央部分に達し、図８に示すように撮像素子５２の撮像面５３中央部分に中央測定チャート３２の像８１を結像させる。像８１は、中央測定チャート３２の透光部３２ｔを透過した白い半円の像８２と、遮光部３２ｓで光が遮光された黒い像８３と、白い半円の像８２と黒い像８３との境界線の像８４とを含んでいる。像８４は、中央測定チャートの中央エッジ３２ｅの画像である。
【００６０】
また、４つの周辺光学系３５の各周辺コリメータレンズ３３に入射した光は、
各周辺コリメータレンズ３３を通って入射瞳４２から撮影レンズ４１に入射し、撮像素子５２の４つの周辺部分に達し、図８に示すように撮像素子５２の撮像面５３の４つの周辺部分に周辺測定チャート３４の像９１を結像させる。像９１は、周辺測定チャート３４の透光部３４ｔを透過した白い三角形の像９２と、遮光部３４ｓで光が遮光された黒い像９３と、白い像９２と黒い像９３との境界線の像９４〜９６とを含んでいる。像９４〜９６は、周辺測定チャート３４の第１エッジ３４ｅ１〜第３エッジ３４ｅ３の画像である。
【００６１】
ここで、中央光学系３０の詳細と中央光学系３０によって撮像面５３の中央部に結像する像８１の詳細について説明する。
【００６２】
図９（ａ）に示すように、中央コリメータレンズ３１は、撮影レンズ４１の側に焦点３１ｆがある。レンズユニット４０は、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆが重なるように保持されている。これによって、中央コリメータレンズ３１と撮影レンズ４１は中央測定チャート側テレセントリック光学系を構成している。そして、中央測定チャート３２を透過した主光線は、中央コリメータレンズ３１で焦点３１ｆに向かって収束して撮影レンズ４１の入射瞳４２から撮影レンズ４１に入射し、中央測定チャート３２のパターンは図９（ｂ）に示すように結像面６５に結像する。
【００６３】
中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａが通る中央測定チャート３２の中心位置３２ｉを透過した光線は、図９（ａ）、図９（ｂ）に実線で示す光路６１のように進み、中心位置３２ｉのパターンは、基準結像面６５ｉの光軸３１ａの近傍の中心部に結像する。
【００６４】
一方、中央測定チャート３２は中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに直交する面に対して傾斜して配置されているので、中央測定チャート３２の遠位端３２ｆを透過した光線は、図９（ａ）、図９（ｂ）に破線で示す光路６２のように進み、遠位端３２ｆのパターンは、基準結像面６５ｉよりも上側の上端結像面６５ｎで光軸３１ａから光軸３１ａと直交するＸ方向に−ΔＸだけずれた位置に結像する。
【００６５】
また、中央測定チャート３２の近位端３２ｎを透過した光線は、図９（ａ）、図９（ｂ）に一点鎖線で示す光路６３のように進み、近位端３２ｎのパターンは、基準結像面６５ｉよりも下側の下端結像面６５ｆで光軸３１ａから光軸３１ａと直交するＸ方向に＋ΔＸだけずれた位置に結像する。
【００６６】
従って、撮像面５３が基準結像面６５ｉの高さとなるように６軸アクチュエータ５６によってセンサ基板５１の高さが調整されている場合、図１０の中央部のように、中央測定チャート３２の中心位置３２ｉの中央エッジ３２ｅはボケが無いシャープな像８４ｉとして撮像面５３に結像し、遠位端３２ｆと近位端３２ｎの中央エッジ３２ｅはぼけた像８４ｆ，８４ｎとして撮像面５３に結像する。
【００６７】
図１０に示すように、撮像面５３に結像した中央測定チャート３２の像８１は、撮像素子５２によって中央画像信号に変換されて制御部５７に入力される。制御部５７は、図１０に示すようにＸ方向に沿って所定の間隔で中央エッジ３２ｅの部分の像に計測点８５を設定する。そして、制御部５７は、各計測点８５において焦点が合っているかどうかを評価する合焦評価値を算出する。本実施形態では、合焦評価値として空間周波数応答を用いることとして説明するが、これに限らず、例えば、コントラストなどの他の合焦評価値を用いるようにしてもよい。
【００６８】
制御部５７は、算出した各計測点８５の空間周波数応答を用いて、図１１に示すように撮像面５３の中央部における計測点８５のＸ方向の位置に対する空間周波数応答の変化を示す線ａを含む中央部スルーフォーカスグラフを生成する。
【００６９】
このように、中央光学系３０では、中央測定チャート３２が中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに垂直な面に対して傾斜して配置されているので、撮影レンズ４１の中央測定チャート３２の結像面６５の高さが撮影レンズ４１の光軸４１ａからの光軸４１ａに直交方向の距離に対して上端結像面６５ｎ、基準結像面６５ｉ、下端結像面６５ｆのように変化する。このため、撮影レンズ４１の結像面６５の高さが異なる複数の中央測定チャート３２の像８１を一度の撮像で取得することができ、一度の撮像で、図１１に示すような中央部スルーフォーカスグラフを生成することができる。
【００７０】
次に、周辺光学系３５の詳細と周辺光学系３５によって撮像面５３の周辺部に結像する像９１の詳細について説明する。
【００７１】
中央光学系３０と同様、周辺光学系３５の周辺コリメータレンズ３３は、撮影レンズ４１の側に焦点３３ｆが位置しており、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に周辺コリメータレンズ３３の焦点３３ｆが重なり、周辺コリメータレンズ３３と撮影レンズ４１とが周辺測定チャート側テレセントリック光学系を構成している。図１２（ａ）に示すように、周辺測定チャート３４を透過した主光線は、周辺コリメータレンズ３３で焦点３３ｆに向かって収束して撮影レンズ４１の入射瞳４２から撮影レンズ４１に入射し、周辺測定チャート３４のパターンは図１２（ｂ）に示すように結像面７５に結像する。
【００７２】
周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａが通る周辺測定チャート３４の中心位置３４ｉを透過した光線は、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に実線で示す光路７１のように進み、中心位置３４ｉのパターンは、基準結像面７５ｉに結像する。
【００７３】
一方、周辺測定チャート３４は周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａに直交する面に対して傾斜して配置されているので、周辺測定チャート３４の遠位端３４ｆを透過した光線は、１２（ａ）、図１２（ｂ）に破線で示す光路７２のように進み、遠位端３２ｆのパターンは、基準結像面７５ｉよりも上側の上端結像面７５ｎで、中心位置３４ｉのパターンが結像する位置よりも周辺部に向かって＋ΔＲだけずれた位置に結像する。
【００７４】
また、周辺測定チャート３４の近位端３４ｎを透過した光線は、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に一点鎖線で示す光路７３のように進み、近位端３４ｎのパターンは、基準結像面７５ｉよりも下側の下端結像面７５ｆで、中心位置３４ｉのパターンが結像する位置よりも中央部側に向かって−ΔＲだけずれた位置に結像する。
【００７５】
従って、撮像面５３が基準結像面７５ｉの高さとなるように６軸アクチュエータ５６によってセンサ基板５１の高さが調整されている場合、図１３に示すように、中心位置３４ｉの近傍の第１エッジ３４ｅ１はボケが無いシャープな像９４ｉとして周辺部の撮像面５３に結像し、遠位端３２ｆと近位端３２ｎの第１エッジ３４ｅ１はぼけた像９４ｆ，９４ｎとして撮像面５３に結像する。
【００７６】
制御部５７は、図１３に示すように、Ｒ１の方向に沿って所定の間隔で第１エッジ３４ｅ１〜第３エッジ３４ｅ３の部分の像９４〜９６にそれぞれ計測点９７を設定する。そして、制御部５７は、各計測点９７において空間周波数応答を算出し、図１４に示すように撮像面５３の周辺部における計測点９７のＲ１方向の位置に対する空間周波数応答の変化を示す線ｂ１を生成する。同様に、制御部５７は、Ｒ２〜Ｒ４の各方向延びる各周辺部についても同様のスルーフォーカスグラフを生成する。そして、Ｒ１〜Ｒ４の各方向についての各線ｂ１〜ｂ４を重ね合わせて、図１４に示すような周辺部スルーフォーカスグラフを生成する。
【００７７】
中央光学系３０と同様、周辺光学系３５でも各周辺測定チャート３４が各周辺コリメータレンズ３３の各光軸３３ａに垂直な面に対して傾斜して配置されているので、撮影レンズ４１の各周辺測定チャート３４の結像面７５の高さが撮影レンズ４１の光軸４１ａからの光軸４１ａに直交方向の距離に対して上端結像面７５ｎ、基準結像面７５ｉ、下端結像面７５ｆのように変化する。このため、撮影レンズ４１の結像面７５の高さが異なる複数の周辺測定チャート３４の像９１を一度の撮像で取得することができ、一度の撮像で、図１４に示すような周辺部スルーフォーカスグラフを生成することができる。
【００７８】
制御部５７は、図１１に示す中央部スルーフォーカスグラフと図９（ｂ）に示す結像面６５の高さとＸ方向の距離の関係とを用いて、図１１の線ａを図１５（ａ）に示す線ｃに変換する。ここで線ｃは、中央部における撮影レンズ４１の結像面６５と撮像素子５２の撮像面５３との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化を示す線である。また、同様に、図１４に示す線ｂ１〜ｂ４を図１５（ａ）に示す線ｄ１から線ｄ４に変換する。ここで線ｄ１〜線ｄ４は、各周辺部における撮影レンズ４１の結像面７５と撮像素子５２の撮像面５３との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化を示す線である。
【００７９】
図１５（ａ）を参照すると、線ｃは、高さずれΔＨ１において空間周波数応答が最大値となっており、ΔＨ１がマイナスであることから、図１５（ｂ）に示すように撮像面５３の中央部は撮影レンズ４１の結像面６５に対してΔＨ１だけ低くなっていると判断できる。また、線ｄ１，ｄ３も高さずれΔＨ１において空間周波数応答が最大値となっているので、Ｒ１、Ｒ３方向の周辺部では、撮像面５３が撮影レンズ４１の結像面７５に対してΔＨ１だけ低くなっていると判断することができる。同様に、線ｄ２，ｄ４はそれぞれ高さずれΔＨ３、ΔＨ２において、空間周波数応答が最大となっているので、Ｒ２、Ｒ４方向の周辺部では、撮像面５３が撮影レンズ４１の結像面７５に対してそれぞれΔＨ３、ΔＨ２だけ低くなっていると判断することができる。
【００８０】
ここで、撮影レンズ４１の結像面６５、７５は同一面で、図１５（ｂ）に示すように、ΔＨ３の絶対値＞ΔＨ１の絶対値＞ΔＨ２の絶対値であるから、図１５（ｂ）に示すように、撮像面５３は、撮影レンズ４１の結像面６５，７５に対して中央部で高さΔＨ１だけ低くなっており、Ｒ２−Ｒ４方向でＲ２側が低くなるように傾斜していることがわかる。
【００８１】
制御部５７は、図１５（ａ）、図１５（ｂ）に示すデータに基づいて撮像面５３を少し上昇させると共にＲ２−Ｒ４方向の傾斜を解消するように６軸アクチュエータ５６を動作させる。
【００８２】
この動作により、図１６（ｂ）に示すように、撮像面５３が撮影レンズ４１の結像面６５，７５と略同一面となった場合には、図１６（ａ）に示すように、線ｃ、ｄ１〜ｄ４は全て高さずれΔＨがゼロの位置において最大値となる。
【００８３】
このように、撮像素子５２の撮像面５３と撮影レンズ４１の結像面６５，７５とが略同一面となったら、その状態を保持したまま、制御部５７は、図示しない紫外線発光装置によって紫外線を接着剤に向かって照射し、接着剤を硬化させてレンズユニット４０とセンサ基板５１とを接合してカメラモジュール５０の組立を完了する。
【００８４】
以上説明したように、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００では、制御部５７は、撮影レンズ４１の結像面６５、７５の高さが異なる中央測定チャート３２の像８１と複数の周辺測定チャート３４の像９１を一度の撮像でそれぞれ中央画像信号、周辺画像信号として撮像素子５２から取り込む。そして、図１１に示す中央部スルーフォーカスグラフと図１４に示す周辺部スルーフォーカスグラフの生成、図１５に示す撮影レンズ４１の結像面６５，７５と撮像素子５２の撮像面５３との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化を示す曲線の生成を行い、撮像面５３の高さと傾斜の調整を行うことができる。このように、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００は、一度の撮像で、撮像素子５２の中央部と複数の周辺部とにおいて、撮影レンズ４１の結像面６５，７５と撮像素子５２の撮像面５３との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化特性を取得し、レンズユニット４０とセンサ基板５１との高さ方向、及び、傾斜方向の調整を同時に行うことができる。これにより、レンズユニット４０とセンサ基板５１との相対位置の調整をより短時間に行うことができ、生産性をより向上させることができる。
【００８５】
また、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００では、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に中央コリメータレンズ３１の焦点３１fの位置と周辺コリメータレンズ３３の焦点３３ｆの位置とが重なるようにレンズユニット４０を保持することにより、中央コリメータレンズ３１と撮影レンズ４１とが中央測定チャート側テレセントリック光学系を構成し、周辺コリメータレンズ３３と撮影レンズ４１とが周辺測定チャート側テレセントリック光学系を構成する。そして、中央コリメータレンズ３１、周辺コリメータレンズ３３が撮影レンズ４１の入射瞳４２を通して撮像素子５２の中央部、周辺部に中央測定チャート３２、周辺測定チャート３４の像を結像させる構成としている。このため、中央測定チャート３２、周辺測定チャート３４を光軸３１ａ，３３ａに垂直な面に対してそれぞれ傾斜して配置しても、撮像素子５２の撮像面５３に結像する中央測定チャート３２の像８１、周辺測定チャート３４の像９１の大きさが変化しない。このため、誤差要因が減って精度を向上させることができ、空間周波数応答の算出を精度よく行うことができる。
【００８６】
また、本実施形態では、中央コリメータレンズ３１と４つの周辺コリメータレンズ３３を共通のセンタユニット２０に取付けると共に、４つの周辺測定チャート３４をセンタユニット２０が組み付けられるベース１１の各周辺部１７に取付けるようにしたので、光学ユニット１０をコンパクトにすることができる。
【００８７】
なお、図９（ａ）に示す、中央測定チャート３２の遠位端３２ｆと近位端３２ｎとの間の中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに沿った高さの差Ａ１と、上端結像面６５ｎと下端結像面６５ｆとの間の高さの差Ａ２の比率（Ａ１／Ａ２）と、中央コリメータレンズ３１の焦点距離ｆ１と撮影レンズ４１の焦点距離ｆ２との比率とは下記の式（１）のような関係になる。
Ａ１／Ａ２＝（ｆ１／ｆ２）２    −−−  （１）
【００８８】
同様に図１２（ａ）に示す周辺測定チャート３４の遠位端３４ｆと近位端３３４ｎとの間の周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａに沿った距離の差Ｂ１と、上端結像面７５ｎと下端結像面７５ｆとの間の高さの差Ｂの比率（Ｂ１／Ｂ２）と、周辺コリメータレンズ３３の焦点距離ｇ１と撮影レンズ４１の局部的焦点距離ｆ３との比率とのは下記の式（２）のような関係になる。
Ｂ１／Ｂ２＝（ｇ１／ｆ３）２    −−−  （２）
ここで、局部的焦点距離ｆ３は、例えば、光軸４１ａに対する画角をθとして、ｆ３＝ｆ２／ｃｏｓ（θ）で示されるような局部的な焦点距離である。
【００８９】
ここで、上端結像面６５ｎ，７５ｎと下端結像面６５ｆ，７５ｆとの間の高さの差Ａ２，Ｂ２は、センサ基板５１の高さ調整範囲である。従って、撮影レンズ４１の焦点距離ｆ２、局部的焦点距離ｆ３に基づいて中央測定チャート３２、周辺測定チャート３４の光軸３１ａ，３３ａに垂直な面に対する角度と長さを変化させることによって高さの差Ａ２、Ｂ２を調整し、センサ基板５１の高さ調整範囲を撮影レンズ４１に合わせて調整することができる。
【００９０】
また、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００では、制御部５７が、撮影レンズ４１の光軸４１ａが中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａと同一軸で、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆの位置と各周辺コリメータレンズ３３の各焦点３３ｆの位置とが重なるようにレンズユニット４０を保持することとして説明したが、これに限らない。入射瞳４２の中心位置に各焦点３１ｆ，３３ｆの位置が重なっていれば、撮影レンズ４１の光軸４１ａが中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａと同一軸からずれていてもよい。また、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に限らず、入射瞳４２の領域の範囲に中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆの位置と各周辺コリメータレンズ３３の各焦点３３ｆの位置とが重なるようにレンズユニット４０を保持するようにしてもよい。
【００９１】
また、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００では、６軸アクチュエータ５６によってステージ５５のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、Ｘ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの６方向の位置を調整し、レンズユニット４０に対するセンサ基板５１の相対的な位置を調整することとして説明したが、これに限らない。中央光学系３０によって撮像素子５２の中央部に結像された中央測定チャート３２の像を撮像素子５２が変換した中央画像信号と、複数の周辺光学系３５によって撮像素子５２の異なる周辺部にそれぞれ結像された周辺測定チャート３４の像を撮像素子５２が変換した各周辺画像信号とに基づいて、レンズユニット４０とセンサ基板５１との相対位置の調整を行えことができれば、ロボットアーム４５を６軸方向に移動させてセンサ基板５１に対するレンズユニット４０の相対的な位置を調整することとしてもよい。この場合、ロボットアーム４５は、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に限らず、入射瞳４２の領域の範囲に中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆの位置と各周辺コリメータレンズ３３の各焦点３３ｆの位置とが重なるようにレンズユニット４０を保持してセンサ基板５１に対するレンズユニット４０の相対的な位置を調整する。なお、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置と中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆの位置と各周辺コリメータレンズ３３の各焦点３３ｆの位置とのずれが所定の閾値よりも大きくなってしまう場合には、相対位置の調整を中止するようにしてもよい。
【００９２】
この場合には、ロボットアーム４５の駆動機構が移動機構を構成する。また、ロボットアーム４５とステージ５５とを協調させて６軸方向に移動させてレンズユニット４０とセンサ基板５１との相対位置を調整するようにしてもよい。この場合には、ロボットアーム４５の駆動機構と６軸アクチュエータ５６とが移動機構を構成する。このように、移動機構は、ロボットアーム４５またはステージ５５のいずれか一方又は両方を他方に対して相対的に移動させる機構であればよい。
【００９３】
また、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００を用いてカメラモジュール５０の製造を行うカメラモジュール製造方法を実行する場合、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００の光学ユニット１０を稼動可能な状態にすることは光学ユニット１０を準備する準備ステップを構成する。また、制御部５７が撮像により中央測定チャート３２の像８１と、４つの周辺測定チャート３４の４つの像９１を取り込み、中央部スルーフォーカスグラフと、周辺部スルーフォーカスグラフの生成と、撮影レンズ４１の結像面６５，７５と撮像素子５２の撮像面５３との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化を示す曲線の生成とを行い、撮像面５３の高さと傾斜の調整を行うことはレンズユニット４０とセンサ基板５１との相対位置の調整を行う位置調整ステップを構成する。
【００９４】
そして、位置調整ステップは、中央測定チャート３２を中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに垂直な面に対して傾斜するように配置し、各周辺測定チャート３４を各周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａに垂直な面に対してそれぞれ傾斜するように配置して実行される。
【００９５】
次に図１７、１８を参照しながら他の実施形態のカメラモジュール製造装置２００について説明する。本実施形態のカメラモジュール製造装置２００は、図１８に示すように円筒状のケースの中に光源１３６と中央測定チャート１３２と中央コリメータレンズ１３１を取付けた中央光学ユニット１３０と、円筒状のケースの中に周辺測定チャート１３４と周辺コリメータレンズ１３３と取付けた４つの周辺光学ユニット１３５とで構成される。中央光学ユニット１３０は、中央コリメータレンズ１３１の光軸１３１ａが垂直に配置されるように図示しない筐体に取付けられている。また、４つの周辺光学ユニット１３５は、それぞれ周辺コリメータレンズ１３３の光軸１３３ａが垂直方向から傾斜した方向で、各光軸１３３ａが中央コリメータレンズ１３１の光軸１３１ａの上の一点２９で交差し、且つ、中央コリメータレンズ１３１、周辺コリメータレンズ１３３の各焦点１３１ｆ、１３３ｆが一点２９に位置するように筐体に取付けられている。
【００９６】
ロボットアーム４５、ステージ５５、６軸アクチュエータ５６、制御部５７の構成は、先に説明したカメラモジュール製造装置１００と同様である。
【００９７】
本実施形態のカメラモジュール製造装置２００は、先に説明したカメラモジュール製造装置１００と同様の作用、効果を奏する。また、本実施形態のカメラモジュール製造装置２００は、複数の周辺光学ユニット１３５と中央光学ユニット１３０とを組み合わせて構成するので、必要な精度、処理速度に応じて周辺光学ユニット１３５の数を増減することができる。例えば、低コストを狙う場合には、中央光学ユニット１３０と２つの周辺光学ユニット１３５とを組み合わせてカメラモジュール製造装置２００を構成してもよいし、高精度が求められる場合には、例えば、中央光学ユニット１３０と８つの周辺光学ユニット１３５とを組み合わせてカメラモジュール製造装置２００を構成してもよい。
【００９８】
以上説明した各実施形態では、中央コリメータレンズ３１，１３１の光軸３１ａ，１３１ａが垂直方向に配置されていることとして説明したが、これに限らず、中央コリメータレンズ３１，１３１の光軸３１ａ，１３１ａが水平方向となるように配置してもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１０  光学ユニット、１１  ベース、１２，１６  貫通孔、１３  上面、１４，３２ａ，３４ａ  下面、１５  凹部、１７  周辺部、２０  センタユニット、２１  円筒部、２２，２８  穴、２３  傾斜面、２４  クッション部材、２５  取付け金物、２６  レンズ取付ブロック、２７  上端面、２９  一点、３０  中央光学系、３１，１３１  中央コリメータレンズ、３１ａ，３３ａ，４１ａ，１３１ａ，１３３ａ  光軸、３１ｆ，３３ｆ，１３１ｆ，１３３ｆ  焦点、３２，１３２  中央測定チャート、３２ｅ  中央エッジ、３２ｆ，３４ｆ  遠位端、３２ｉ，３４ｉ  中心位置、３２ｎ，３４ｎ  近位端、３２ｓ，３４ｓ  遮光部、３２ｔ，３４ｔ  透光部、３４，１３４  周辺測定チャート、３４ｅ１  第１エッジ、３４ｅ２  第２エッジ、３４ｅ３  第３エッジ、３５  周辺光学系、３６，１３６  光源、３７  カバー、３８  矢印、４０  レンズユニット、４１  撮影レンズ、４２  入射瞳、４５  ロボットアーム、４６  チャック、５０  カメラモジュール、５１  センサ基板、５２  撮像素子、５３  撮像面、５４  出力端子、５５  ステージ、５６  ６軸アクチュエータ、５７  制御部、５８  ＣＰＵ、５９  メモリ、６１〜６３、７１〜７３  光路、６５，７５  結像面、６５ｆ，７５ｆ  下端結像面、６５ｉ，７５ｉ  基準結像面、６５ｎ，７５ｎ  上端結像面、８１〜８４，９１〜９６，８４ｆ，８４ｉ，８４ｎ、９４ｆ，９４ｉ，９４ｎ  像、８５、９７  計測点、１００，２００  カメラモジュール製造装置、１１０  基台、１３０  中央光学ユニット、１３５  周辺光学ユニット。
【要約】
撮影レンズ（４１）が組み込まれたレンズユニット（４０）と、撮像素子（５２）が取付けられたセンサ基板（５１）とを接合するカメラモジュール製造装置（１００）であって、コリメータレンズ（３１，３３）と測定チャート（３２，３４）とを含み、測定チャート（３２，３４）の像を撮影レンズ（４１）を通して撮像素子（５２）に結像させる光学ユニット（１０）を備え、光学ユニット（１０）によって撮像素子（５２）に結像させた測定チャート（３２，３４）の像を撮像素子（５２）が変換した画像信号に基づいて、レンズユニット（４０）とセンサ基板（５１）との相対位置を調整し、測定チャート（３２，３４）がコリメータレンズ（３１，３３）の光軸（３１ａ，３３ａ）に垂直な面に対して傾斜して配置されている。【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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