(57)【要約】【課題】  カメラモジュールの小型化を図りつつ、画像の品質を向上させる上で有利なカメラモジュールの生産方法およびその方法に用いられる組立装置を提供する。【解決手段】  レンズ鏡筒２３をレンズ２１の光軸が撮像素子２４の受光面２４０２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２３の前方に所定のテストパターン５４Ａを位置させることにより撮像素子２４でテストパターン５４Ａを撮像させ、撮像素子２４によって撮像されたテストパターン５４Ａの画像に基づいて撮像ユニット２６のレンズ鏡筒２３に対する位置調整を行ない、位置調整の終了後にレンズ鏡筒２３の後部と撮像ユニット２６の前部とを接着により固定する。【選択図】        図８
2005086659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、前記レンズを保持するための鏡筒と、前記鏡筒の後部に取着されるホルダと、前記ホルダに取着され受光面を有し前記レンズで前記受光面に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とを備えたカメラモジュールの生産方法であって、
前記レンズを前記鏡筒に位置決め固定することでレンズ鏡筒を構成し、
前記撮像素子を前記ホルダに固定することで撮像ユニットを構成し、
レーザー光からなる出射光を所定の出射位置から前記撮像素子の受光面に照射したときに該受光面で反射された反射光が前記出射位置に戻るように前記撮像ユニットの姿勢を調整し、
前記調整がなされた前記撮像ユニットの前記受光面に臨む箇所で前記レンズ鏡筒を前記レンズの光軸が前記受光面と直交するように位置決めし、
前記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前記撮像素子で前記テストパターンを撮像させ、
前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて前記テストパターンの画像をディスプレイに表示させ、
前記ディスプレイに表示された前記テストパターンの画像に基づいて前記撮像ユニットの前記レンズ鏡筒に対する位置調整を行ない、
前記位置調整の終了後に前記レンズ鏡筒の後部と前記撮像ユニットの前部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生産方法。
【請求項２】
前記撮像ユニットの前記レンズ鏡筒に対する位置調整は、前記レンズの光軸と平行な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軸方向およびＹ軸方向と、Ｚ軸中心として回転するθ方向との少なくとも１つの方向でなされることを特徴とする請求項１記載のカメラモジュールの生産方法。
【請求項３】
レンズが位置決め固定されたレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒の後部に取着されるホルダと、前記ホルダに取着され受光面を有し前記レンズで前記受光面に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とを備え、前記ホルダと撮像素子とで撮像ユニットが構成され、前記レンズ鏡筒と前記撮像ユニットとで構成されるカメラモジュールの組立装置であって、
前記受光面に沿って互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に、かつ、前記受光面に直交するＺ軸方向に移動可能に、かつ、前記受光面のＺ軸回りに回転可能に、かつ、前記受光面の向きを変化できるように前記撮像ユニットを支持する撮像ユニット支持機構と、
前記撮像ユニット支持機構で支持された撮像ユニットの受光面に臨む箇所に、前記受光面に向けて光を通過させる光通過部と、前記光通過部に設けられ前記レンズ鏡筒の支持を可能とした鏡筒支持部とを有し、これら光通過部および鏡筒支持部が前記Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動可能に、かつ、傾動可能に支持された鏡筒支持機構と、
前記撮像ユニット支持機構で支持された撮像ユニットの受光面に対して、前記レンズ鏡筒を取り外した状態の前記光通過部を通してレーザー光を照射するレーザー光照射手段と、
前記撮像ユニット支持機構で支持された撮像ユニットの受光面に対して、前記レンズ鏡筒を取り外した状態の前記光通過部を通してレーザー光照射手段からレーザー光を照射するとともにその反射光を前記光通過部を通過させ、前記光通過部を通過した反射光と前記レーザー光照射手段から照射されるレーザー光の出射位置とが表示される表示部と、
前記鏡筒支持部にレンズ鏡筒が支持された状態で所定のテストパターンを前記レンズ鏡筒を通し前記撮像ユニット支持機構で支持された撮像ユニットの受光面に向けて照射させるテストパターン照射手段と、
前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて前記テストパターンの画像を表示するディスプレイと、
を備えること特徴とするカメラモジュールの組立装置。
【請求項４】
前記鏡筒支持機構は基台の上に設けられ、前記撮像ユニット支持機構は前記基台に連結されていることを特徴とする請求項３記載のカメラモジュールの組立装置。
【請求項５】
前記表示部は第１の調整位置に設けられ、前記テストパターン照射手段は前記第１の調整位置と離れた第２の調整位置に設けられ、前記撮像ユニット支持機構および前記鏡筒支持機構は前記第１の調整位置と第２の調整位置との間で往復移動可能に設けられていることを特徴とする請求項３記載のカメラモジュールの組立装置。
【請求項６】
前記表示部と前記テストパターン照射手段は、前記撮像ユニット支持機構および前記鏡筒支持機構が設置された設置箇所に臨む箇所と、前記設置箇所から退避した退避箇所との間で往復移動可能に設けられていることを特徴とする請求項３記載のカメラモジュールの組立装置。
【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生産方法およびその方法を用いた組立装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、撮像装置が組み込まれた携帯電話機、あるいはＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）などの携帯情報端末が提供されている。
撮像装置は、レンズ、該レンズを保持する鏡筒、レンズで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、撮像素子からの撮像信号を入力して信号処理を行なう信号処理部などから構成されたカメラモジュールを有している。
このようなカメラモジュールの生産方法として、レンズを鏡筒に位置決め固定することでレンズ鏡筒を構成するとともに、撮像素子をホルダに固定することで撮像ユニットを構成しておき、次いでレンズ鏡筒の後部を撮像ユニットの前部に取着することが考えられる。
このようなカメラモジュールでは、レンズの光軸に対する撮像素子の受光面の傾きが生じると片ボケなどが生じ画像の品質が低下してしまうため、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を行なう必要がある。そして、レンズおよ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がより大きなものとなってきている。
レンズと撮像素子との位置決めを行なうにあたって、レーザービームで形成される仮想光軸にレンズの光軸が一致するようにレンズの位置決めを行ない、さらに、前記仮想光軸に対して撮像素子を該仮想光軸と直交する２方向に位置決め調整する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第３３４０６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述した従来技術では、レンズの光軸に対して撮像素子の受光面の傾きの調整が行なわれておらず、レンズの光軸に対して撮像素子の受光面を正確に直交させたカメラモジュールを得ることができない不具合があった。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、カメラモジュールが小型化された場合であっても、画像の品質を向上させる上で有利なカメラモジュールの生産方法およびその方法に用いられる組立装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するため、本発明のカメラモジュールの生産方法は、レンズと、前記レンズを保持するための鏡筒と、前記鏡筒の後部に取着されるホルダと、前記ホルダに取着され受光面を有し前記レンズで前記受光面に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とを備えたカメラモジュールの生産方法であって、前記レンズを前記鏡筒に位置決め固定することでレンズ鏡筒を構成し、前記撮像素子を前記ホルダに固定することで撮像ユニットを構成し、レーザー光からなる出射光を所定の出射位置から前記撮像素子の受光面に照射したときに該受光面で反射された反射光が前記出射位置に戻るように前記撮像ユニットの姿勢を調整し、前記調整がなされた前記撮像ユニットの前記受光面に臨む箇所で前記レンズ鏡筒を前記レンズの光軸が前記受光面と直交するように位置決めし、前記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前記撮像素子で前記テストパターンを撮像させ、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて前記テストパターンの画像をディスプレイに表示させ、前記ディスプレイに表示された前記テストパターンの画像に基づいて前記撮像ユニットの前記レンズ鏡筒に対する位置調整を行ない、前記位置調整の終了後に前記レンズ鏡筒の後部と前記撮像ユニットの前部とを接着により固定することを特徴とする。
また、本発明のカメラモジュールの組立装置は、レンズが位置決め固定されたレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒の後部に取着されるホルダと、前記ホルダに取着され受光面を有し前記レンズで前記受光面に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とを備え、前記ホルダと撮像素子とで撮像ユニットが構成され、前記レンズ鏡筒と前記撮像ユニットとで構成されるカメラモジュールの組立装置であって、前記受光面に沿って互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に移動可能に、かつ、前記受光面に直交するＺ軸方向に移動可能に、かつ、前記受光面のＺ軸回りに回転可能に、かつ、前記受光面の向きを変化できるように前記撮像ユニットを支持する撮像ユニット支持機構と、前記撮像ユニット支持機構で支持された撮像ユニットの受光面に臨む箇所に、前記受光面に向けて光を通過させる光通過部と、前記光通過部に設けられ前記レンズ鏡筒の支持を可能とした鏡筒支持部とを有し、これら光通過部および鏡筒支持部が前記Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移動可能に、かつ、傾動可能に支持された鏡筒支持機構と、前記撮像ユニット支持機構で支持された撮像ユニットの受光面に対して、前記レンズ鏡筒を取り外した状態の前記光通過部を通してレーザー光を照射するレーザー光照射手段と、前記撮像ユニット支持機構で支持された撮像ユニットの受光面に対して、前記レンズ鏡筒を取り外した状態の前記光通過部を通してレーザー光照射手段からレーザー光を照射するとともにその反射光を前記光通過部を通過させ、前記光通過部を通過した反射光と前記レーザー光照射手段から照射されるレーザー光の出射位置とが表示される表示部と、前記鏡筒支持部にレンズ鏡筒が支持された状態で所定のテストパターンを前記レンズ鏡筒を通し前記撮像ユニット支持機構で支持された撮像ユニットの受光面に向けて照射させるテストパターン照射手段と、前記撮像素子から出力される撮像信号に基づいて前記テストパターンの画像を表示するディスプレイとを備えること特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
そのため、本発明によれば、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、撮像素子によって撮像されたテストパターンＡ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ない、位置調整の終了後にレンズ鏡筒の後部と撮像ユニットの前部とを接着により固定するようにしたので、レンズ鏡筒のレンズの光軸を撮像素子の受光面に対して正確に直交させた状態でレンズ鏡筒と撮像ユニットの位置決めを行なうことができる。
したがって、カメラモジュールが小型化された場合であっても、受光面に結像される被写体像における片ボケの発生を効果的に防止することができ、小型化されたカメラモジュールの画像の品質を向上させる上で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
カメラモジュール装置の小型化を図りつつ画像の品質を向上させるという目的を、レンズ鏡筒のレンズの光軸を撮像素子の受光面に対して正確に直交させた状態でレンズ鏡筒と撮像ユニットの位置決めを行なうことによって実現した。
【実施例１】
【０００７】
次に、本発明装置が適用された実施例１について本発明方法とともに図面を参照して説明する。
図１は撮像装置が組み込まれた携帯電話機の一例を示す外観図である。
図１に示すように携帯電話機１００は、ヒンジ部１０１によって揺動可能に連結された２つのケース１０２、１０４を有し、一方のケース１０２の表面にはレンズ窓１０６が設けられ、該レンズ窓１０６の内側に撮像装置１０８が組み込まれている。
図２は撮像装置１０８を構成するカメラモジュール２０の斜視図、図３は図２のＡＡ線断面図である。
図２、図３に示すように、カメラモジュール２０は、レンズ２１、鏡筒２２、撮像素子２４、ホルダ２５、信号処理部２７などを備え、このカメラモジュール２０が本発明装置により生産される。
レンズ２１は、前レンズ２１Ａと後レンズ２１Ｂの２つのレンズで構成されている。
鏡筒２２は、円筒部２２０２と、円筒部２２０２の後部に接続された矩形板状の前壁２２０４と、前壁２２０４の４辺から後方に向けて起立された４つの側壁２２０６とを有し、その内部に前レンズ２１Ａと後レンズ２１Ｂが収容されている。
本実施例では、円筒部２２０２の外周面は、該鏡筒２２で支持されたレンズ２１の光軸と円筒部２２０２の軸心とが合致するように高い精度で形成されている。したがって、レンズ鏡筒２３では、円筒部２２０２の外周面とレンズ２１の光軸とは合致している。なお、本実施例では、鏡筒２２の各部の寸法は、前壁２２０４の外面（前面）と４つの側壁２２０６のうち隣り合う２つの側壁２２０６の外面を基準として構成されている。
【０００８】
ホルダ２５は矩形板状に構成され鏡筒２２の後方に配設されており、レンズ２１に臨む前面側には矩形状の凹部が形成され、該凹部の底面にＣＣＤやＣＭＯＳセンサからなる撮像素子２４が収容保持され、これらＣＣＤやＣＭＯＳセンサは前記凹部に組み込まれた透明なシールガラス３０で覆われている。
撮像素子２４は、前記凹部に収容可能な大きさの矩形板状を呈し、表面が単一の平面をなす受光面２４０２で構成されている。受光面２４０２は多数のチップレンズの表面によって形成されている。撮像素子２４は、レンズ２１によって受光面２４に結像された被写体像を撮像して撮像信号を出力するように構成されている。本実施例では、撮像素子２４をホルダ２５に固定することで撮像ユニット２６が構成されている。
ホルダ２５には、シールガラス３０の周囲から膨出する矩形段部が設けられ、この矩形段部の前面にフレキシブル基板３２の端部をなす矩形環状部３２０２が接着固定されている。フレキシブル基板３２は、矩形環状部３２０２の外周部一側からホルダ２５の外方に向かって延在する延出部３２０４を有し、この延出部３２０４の端部に外部回路に接続されるコネクタ３２０６が実装されている。
信号処理部２７は、撮像素子２４から出力される前記撮像信号を入力して所定の信号処理を行なうＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）などから構成され、矩形板状を呈しホルダ２５の後面に接着固定されている。
ホルダ２５にはその厚さ方向に貫通する複数の導通部（不図示）が設けられており、撮像素子２４と信号処理部２７との間、および、信号処理部２７とフレキシブル基板３２との間は、前記導通部を介して接続され、これにより撮像素子２４、信号処理部２７およびフレキシブル基板３２の間で信号の授受がなされるように構成されている。
また、レンズ鏡筒２３と撮像ユニット２６は後述する組立装置によって位置決めされ、その位置決めされた状態でレンズ鏡筒２３と撮像ユニット２６が互いに接着固定されることによりカメラモジュール２０が構成されている。
レンズ鏡筒２３の後部をなす鏡筒２２の側壁２２０６の後端と、撮像ユニット２６の前部をなすフレキシブル基板３２の矩形環状部３２０２の前面箇所との間は、これらの間に間隙が確保された状態で該間隙に紫外線硬化型接着剤２が充填され、これによりレンズ鏡筒２３と撮像ユニット２６とが固定されている。
【０００９】
次に、カメラモジュール２０を組み立てる組立装置について説明する。
図４は組立装置４０の構成を示す説明図である。
組立装置４０はフレーム４２を有し、フレーム４２には、撮像ユニット支持機構４４、鏡筒支持機構４６、第１、第２のレーザー光照射手段４８、５０、表示部５２、テストパターン照射手段５４が配設され、フレーム４２の外部には第１、第２のディスプレイ５６、５８が設置されている。
フレーム４２は、水平方向に延在する底壁４２０２と、該底壁４２０２の上方に間隔をおいて底壁４２０２と平行をなすように延在する上壁４２０４と、底壁４２０２の延在方向の両端から起立し上壁４２０４の両端に接続される２つの側壁４２０６とを有している。底壁４２０２の上面には底壁４２０２の延在方向と平行に延在するレール４２０８が設けられている。
撮像ユニット支持機構４４は、レール４２０８上に配設された基台４４０２と、基台４４０２に連結された６軸調整ステージ４４０４（姿勢調整機構）と、６軸調整ステージ４４０４の上端に設けられ撮像ユニット２６を着脱可能に保持する保持部４４０６とを有している。
６軸調整ステージ４４０４は保持部４４０６を、該保持部４４０６で保持した撮像ユニット２６の受光面２４０２に沿って互いに直交するＸ軸方向およびＹ軸方向に、かつ、受光面２４０２に直交するＺ軸方向に、かつ、受光面２４０２のＺ軸回り方向（Ｚ軸を中心として回転するθ方向）に、かつ、受光面２４０２の向きを変化させる方向に高い精度で移動できるように構成されている。
本実施例では、６軸調整ステージ４４０４は、ＸＹステージ、回転ステージ、ゴニオステージを組み合わせることによって構成されており、各ステージに設けられたつまみを操作することによって、保持部４４０６に保持された撮像ユニット４４０６を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向、Ｚ軸回り方向、受光面２４０２の向きを変化する方向のそれぞれに動かすことができるようになっており、このような６軸ステージ４４０４として市販品を使用可能である。
また、撮像ユニット支持機構４４は基台４４０２がレール４２０８に沿って移動することにより、底壁４２０８の延在方向の一方寄りの箇所の第１の調整位置Ｐ１と、他方寄りの箇所の第２の調整位置Ｐ２との間を往復移動可能に構成されるとともに、不図示の保持機構により第１、第２の調整位置Ｐ１、Ｐ２のそれぞれの位置で移動不能に位置決め係止されるように構成されている。
【００１０】
鏡筒支持機構４６は、光通過部４６０２と、該光通過部４６０２に設けられた鏡筒支持部４６０４と、これら光通過部４６０２および鏡筒支持部４６０４を前記Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に移動させ、また、傾動させる姿勢調整機構４６０６と、光通過部および鏡筒支持部をＺ軸方向に移動させる昇降機構４６０８とを備えている。
基台４４０２の一側から脚部４４０２Ａが起立し、この脚部４４０２Ａの上部に撮像ユニット支持機構４４の上方に臨む支持ブロック４７が設けられ、鏡筒支持機構４６はこの支持ブロック４７に設けられている。したがって、本実施例では、鏡筒支持機構４６は、撮像ユニット支持機構４４と一体にレール４２０８に沿って移動し、第１の調整位置Ｐ１と第２の調整位置Ｐ２との間を移動する。
光通過部４６０２は、撮像ユニット支持機構４４で支持された撮像ユニット２６の受光面２４０２に臨むように支持ブロック４７を貫通する貫通孔４６０３で構成されている。貫通孔４６０３は鏡筒２２よりも僅かに小さい寸法の半径の円形孔で形成されている。
鏡筒支持部４６０４は、貫通孔４６０３と同軸上で貫通孔４６０３の下部に設けられレンズ鏡筒２３の円筒部２２０２が装脱可能に嵌合される大径孔４６０５で形成され、この大径孔４６０５の奥端面と内周面とはそれらが交叉する直角度を含めて高い精度で形成されている。したがって、レンズ鏡筒２３の円筒部２２０２が大径孔４６０５に嵌合されると、貫通孔４６０３および大径孔４６０５の軸心と、レンズ鏡筒２３に組み込まれたレンズ２１の光軸とが合致する。
なお、支持ブロック４７には、大径孔４６０５にレンズ鏡筒２３の円筒部２２０２を嵌合した際にレンズ鏡筒２３側に負圧を作用させレンズ鏡筒２３を支持ブロック４７にエア吸着させるための不図示の空気路が設けられている。
【００１１】
姿勢調整機構４６０６は、支持ブロック４７に介在され、あるいは、支持ブロック４７の基端と脚部４４０２Ａの前端との間に介在されている。このような姿勢調整機構４６０６としては市販品を使用可能である。
昇降機構４６０８は、脚部４６０２Ａに介在され、あるいは、脚部４６０２Ａの下端と基台４４０２Ａとの間に介在され、あるいは、脚部４４０２Ａの上端と支持ブロック４７との間に介在されている。このような昇降機構４６０８としては例えばラック・ピニオン機構を用いたもの、チェーン歯車機構を用いたもの、エアシリンダを用いたものなど従来公知のさまざまな機構が採用可能である。
【００１２】
第１のレーザー光照射手段４８は第１の調整位置Ｐ１に対応する上壁４２０４の上方箇所に設けられ、レーザー光を底壁４２０８に向けて照射するように配設されている。
第１のレーザ光照射手段４８は、その下端にレーザービーム整形用のブッシュ４２０４Ａを備え、このブッシュ４２０４Ａの中心にレーザービーム照射用の開口４２０４Ｂが形成され、ブッシュ４２０４Ａは、開口４２０４Ｂが上壁４２０４の下面に露出するように該上壁４２０４に組み込まれている。
さらに詳しく説明すると、第１のレーザー光照射手段４８は、第１の調整位置Ｐ１に位置する撮像ユニット支持機構４４で支持された撮像ユニット２６の受光面２４０２に対して、レンズ鏡筒２３を取り外した状態の光通過部４６０２を通してレーザー光を照射するように構成されている。
表示部５２は、第１の調整位置Ｐ１に対応する上壁４２０４の下面箇所に形成されており、本実施例では、開口４２０４Ｂを中心として互いに直交するＸ軸およびＹ軸に沿って延在する格子状のチャート５２０２が前記下面箇所に取着されることで構成されている。
表示部５２はカメラ５２０４によって撮影され、カメラ５２０４からの画像信号は画像処理回路５２０６を介して第１のディスプレイ５６に供給され、これにより第１のディスプレイ５６に表示部５２の画像が表示されるように構成されている。
したがって、撮像ユニット支持機構４４で支持された撮像ユニット２６の受光面２４０２に対して、レンズ鏡筒２３を取り外した状態の光通過部４６０２を通して第１のレーザー光照射手段４８からレーザー光が照射されると、受光面２４０２で反射された反射光が光通過部４６０２を通過し、光通過部４６０２を通過した反射光Ａが上壁４２０４の下面箇所、すなわちブッシュ４２０２Ａあるいはチャート５２０２の表面に表示される。したがって、表示部５２には、反射光Ａと、第１のレーザー光照射手段４８から照射されるレーザー光の出射位置である開口４２０４Ｂとが表示され、この状態はそのまま第１のディスプレイ５６によって表示されることになる。
【００１３】
第２のレーザー光照射手段５０は第２の調整位置Ｐ２に対応する上壁４２０４の上方箇所に設けられ、上壁４２０４の開口４２０４Ｃを介してレーザー光を底壁４２０８に向け該底壁４２０８と直交する方向に出射するように構成されている。
さらに詳しく説明すると、第２のレーザー光照射手段５０は、第２の調整位置Ｐ２に位置した鏡筒支持機構４６の光通過部４６０２を通してレーザー光を照射するように構成されている。
【００１４】
テストパターン照射手段５４は、第２の調整位置Ｐ２に位置した鏡筒支持機構４６の鏡筒支持部４６０４にレンズ鏡筒２３が支持された状態で、所定のテストパターン５４Ａを光通過部４６０２、レンズ鏡筒２３を通し撮像ユニット支持機構４４で支持された撮像ユニット２６の受光面２４０２に向けて照射させるように構成されている。
本実施例では、テストパターン５４Ａは、段差ジーメンスチャート５４０２と、４つのＬＥＤ５４０４とで構成されている。
段差ジーメンスチャート５４０２は、第２の調整位置Ｐ２に位置した鏡筒支持機構４６の鏡筒支持部４６０４に支持されたレンズ鏡筒２３からの距離が３段階に異なる３つのチャート、すなわち中間位置の第１のチャート５４０２Ａと、第１のチャート５４０２Ａよりもレンズ鏡筒２３から所定距離Ｌ分離間した位置にある第２のチャート５４０２Ｂと、第１のチャート５４０２Ａよりもレンズ鏡筒２３に前記所定距離Ｌ分接近した位置にある第３のチャート５４０２Ｃとから構成されている。前記所定距離Ｌは、レンズ２１と撮像ユニット支持機構４４で支持された撮像ユニット２６の受光面２４０２との距離がレンズ２１の焦点距離に合致して第１のチャート５４０２Ａに対して合焦したときに、第２、第３のチャート５４０２Ｂ、５４０２Ｃに対しても合焦するように設定されている。
更に詳しくは、第１、第２、第３のチャート５４０２Ａ、５４０２Ｂ、５４０２Ｃはそれぞれ幅および間隔が異なるライン状のパターンで構成されている。そして、レンズ２１が第１のチャート５４０２Ａに合焦すると、レンズ２１で結像された（撮像素子２４で撮像された）第１、第２、第３のチャート５４０２Ａ、５４０２Ｂ、５４０２Ｃの全てのパターンの幅および間隔が一致するように、これらのパターンの幅および間隔が設定されている。
また、本実施例では、段差ジーメンスチャート５４０２の内部に不図示のバックライトが組み込まれており、該バックライトが点灯することによって第１乃至第３のチャート５４０２Ａ、５４０２Ｂ、５４０２Ｃが下方に向けて照射されるように構成されている。
また、段差ジーメンスチャート５４０２は、段差ジーメンスチャート５４０２の中心（第１のチャートの中心）が上壁４２０４の開口４２０４Ｃ、すなわち第２のレーザー光照射手段５０から出射されるレーザー光と一致する動作位置と、開口４２０４Ｃから完全に退避した退避位置とに移動可能に構成されている。
４つのＬＥＤ５４０４は、段差ジーメンスチャート５４０２が上壁４２０４に取着された状態で、第１のチャート５４０２Ａの中心を通り段差ジーメンスチャート５４０２をＸ軸方向で挟む２箇所と、第１のチャート５４０２Ａの中心を通り段差ジーメンスチャート５４０２をＹ軸方向で挟む２箇所とにそれぞれ設けられている。
【００１５】
第２のディスプレイ５８は、第２の調整位置Ｐ２に位置した撮像ユニット支持機構４４で支持された撮像ユニット２６の受光面２４０２に対して、第２の調整位置Ｐ２に位置した鏡筒支持機構４６の鏡筒支持部４６０４に支持されたレンズ鏡筒２３を通して、所定のテストパターン５４Ａが照射された状態で、撮像素子２４から出力される撮像信号を撮像信号処理回路５８０２を介して入力することにより、所定のテストパターン５４Ａの画像を表示するように構成されている。
また、撮像信号処理回路５８０２は、撮像素子４２から入力される撮像信号によって示される撮像面２４０２に対応する矩形状の撮像エリアの中心を通り互いに直交するＸ軸基準線とＹ軸基準線を第２のディスプレイ５８に表示させるように構成されている。
【００１６】
次に、上述した組立装置４０によるカメラモジュール２０の組立について図４乃至図９を参照して説明する。なお、図５乃至図９において撮像ユニット２６のシールドガラス３０は図面の煩雑化を避けるために図示を省略している。
初めに鏡筒支持機構４６の校正を行なう。
まず、第１の調整位置Ｐ１において、レンズ鏡筒２３が鏡筒支持部４６０４に支持された状態でレンズ２１の光軸が、第１のレーザー光照射手段４８から出射されるレーザー光（仮想光軸）と平行をなすように鏡筒支持機構４６の姿勢調整機構４６０６を調整する。
本実施例では、図５に示すように、撮像ユニット支持機構４４および鏡筒支持機構４６を第１の調整位置Ｐ１に位置させて校正用ミラーＭを鏡筒支持部４６０４の大径部４６０５の奥端面に突き当てて装着し、その状態で第１のレーザー光照射手段４８から出射されるレーザー光を校正用ミラーＭにあて、第１のディスプレー５６の表示を見ながら、開口４２０４Ｂの位置に反射光Ａが一致するように姿勢調整機構４６０６を操作して、鏡筒支持部４６０４の傾きを調整する。
【００１７】
次に、図６に示すように、撮像ユニット支持機構４４および鏡筒支持機構４６を第２の調整位置Ｐ２に位置させ、傾きが調整された鏡筒支持部４６０４にレンズ鏡筒２３の円筒部２２０２をエア吸着させて嵌合させると、レンズ２１の光軸は第２のレーザー光照射手段５０から出射されるレーザー光に対して平行をなした状態となる。なお、この際、段差ジーメンスチャート５４０２は前記退避位置に位置されている。
そして、この状態でレンズ２１の光軸が、第２のレーザー光照射手段５０から出射されるレーザー光（仮想光軸）と一致するように鏡筒支持機構４６の姿勢調整機構４６０６を調整する。
本実施例では、鏡筒支持機構４６の下方箇所に不図示の光量計測手段を配置し、該光量計測手段によって第２のレーザー光照射手段５０から出射されレンズ鏡筒２３のレンズ２１を通ったレーザー光を光量計測手段によって計測し、光量計測手段によって計測される光量が最大となるように姿勢調整機構４６０６を操作して鏡筒支持部４６０４のＸ軸およびＹ軸方向の位置を調整する。これによりレンズ２１の光軸が第２のレーザー光照射手段５０から出射されるレーザー光と一致する。
次に、段差ジーメンスチャート５４０２を前記退避位置から動作位置に移動させると、レンズ２１の光軸がテストパターン５４０２の段差ジーメンスチャート５４０２の中心と一致する。
これにより鏡筒支持機構４６の校正が終了する。すなわち、このような校正が終了すると、第１の調整位置Ｐ１に位置した鏡筒支持部４６０４の光通過部４６０２および大径部４６０５の軸心（中心）と、第１のレーザー光照射手段４８から照射されるレーザー光とが合致し、また、第２の調整位置Ｐ２では、鏡筒支持部４６０４に嵌合させたレンズ鏡筒２３の光軸と、テストパターン照射手段５４から照射されるテストパターン５４Ａの中心とが合致する。
【００１８】
前記の校正後にレンズ鏡筒２３と撮像ユニット２６とが組み立てられる。
まず、図７に示すように、撮像ユニット支持機構４４および鏡筒支持機構４６を第１の調整位置Ｐ１に位置させ、撮像ユニット２６を撮像ユニット支持機構４４の保持部４４０２に保持させる。
そして、第１のレーザー光照射手段４８によりレーザー光を出射させると、レーザー光は開口４２０４Ｂ（所定の出射位置）からレンズ鏡筒２３を取り外した状態の光通過部４６０２を通して撮像ユニット２６の受光面２４０２に照射される。そして、図４に示すように、受光面２４０２で反射された反射光Ａが光通過部４６０２を通して上方に戻り、チャート５２０２あるいはブッシュ４２０２Ｂに当たり、この状態が第１のディスプレイ５６に表示される。
作業者は、第１のディスプレイ５６の表示を見ながら、撮像ユニット支持機構４４の６軸調整ステージ４４０４を操作することにより撮像ユニット２６の傾きを調整し反射光Ａが開口４２０４Ｂに戻るようにする。この調整により受光面２４０２が前記レーザー光に対して直交した状態に正確に位置決めされる。
【００１９】
次に、この状態で、図８に示すように、撮像ユニット支持機構４４および鏡筒支持機構４６を第２の調整位置Ｐ２に位置させる。
そして、鏡筒支持機構４６の昇降機構４６０８を駆動させて鏡筒支持部４６０４をＺ軸方向上方に移動させ、鏡筒支持部４６０４の下方に空間を形成し、この空間から鏡筒支持部４６０４の大径部４６０５にレンズ鏡筒２３の円筒部２２０２を挿入して嵌合させエア吸着により保持させる。このように大径部４６０５に円筒部２２０２を嵌合させた状態で、レンズ鏡筒２３の光軸とテストパターン照射手段５４から照射されるテストパターン５４Ａの中心とが合致しており、これにより、レンズ鏡筒２３のレンズ２１の光軸が撮像ユニット２６の撮像面２４０２と直交した状態に位置決めされる。
次いで、レンズ鏡筒２３の側壁２２０６の後端の複数箇所に紫外線硬化型接着剤２を塗布する。
次いで、鏡筒支持機構４６の昇降機構４６０８を駆動させて鏡筒支持部４６０４をＺ軸方向で撮像ユニット２６に接近する方向に移動させ、側壁２２０６の後端と撮像ユニット２６の矩形環状部３２０２の前面箇所との双方の間に間隙を確保しつつ双方に紫外線硬化型接着剤２を付着させた状態にする。勿論、この時点では前記紫外線硬化型接着剤は未硬化な状態を維持し固体と流体との間の半流体状態となっている。
この状態で、図４に示すように、第２のディスプレイ５８には、撮像素子４２によって撮像された段差ジーメンスチャート５４０２および４つのＬＥＤ５４０４の画像が表示されるとともに、破線で示すようにＸ軸基準線とＹ軸基準線が表示される。
作業者は、第２のディスプレイ５８の表示を見ながら、撮像ユニット支持機構４４の６軸調整ステージ４４０４を操作することにより撮像ユニット２６の光軸回り（Ｚ軸回り）の回転位置、Ｘ軸方向とＹ軸方向の位置、Ｚ軸方向（フォーカス）の各調整を行なう。
更に詳しくは、撮像ユニット２６の光軸回り（Ｚ軸回り）の回転位置、Ｘ軸方向とＹ軸方向の位置の調整は、Ｘ軸基準線の位置がＸ軸方向に並んで配置された２つのＬＥＤ５４０４の位置と一致し、かつ、Ｙ軸基準線の位置がＹ軸方向に並んで配置された２つのＬＥＤ５４０４の位置と一致するようになされる。
また、撮像ユニット２６のＺ軸方向の調整は、第１、第２、第３のチャート５４０２Ａ、５４０２Ｂ、５４０２Ｃの全てに対してレンズ２１の焦点が合致するようになされる。
このような撮像ユニット２６の光軸回りの回転位置、Ｘ軸方向とＹ軸方向の位置の調整が終了すると、レンズ鏡筒２３に対する撮像ユニット２６の位置決めが正確になされる。
前記位置調整の終了後、紫外線硬化型接着剤２に紫外線を照射し硬化させることにより、レンズ鏡筒２３後部と撮像ユニット２６の前部とが接着により固定される。
紫外線硬化型接着剤２の硬化後、鏡筒支持機構４６の昇降機構４６０８を駆動させて鏡筒支持部４６０４をＺ軸方向上方に移動させ、鏡筒支持部４６０４によるレンズ鏡筒２３への吸着を解除してレンズモジュール２０を鏡筒支持部４６０４から取り外すことによりレンズ鏡筒２３と撮像ユニット２６が組み立てられカメラモジュール２０が得られる。
【００２０】
以上説明したように本実施例によれば、レンズ鏡筒２３をレンズ２１の光軸が撮像素子２４の受光面２４０２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２３の前方に所定のテストパターン５４Ａを位置させることにより撮像素子２４でテストパターン５４Ａを撮像させ、撮像素子２４によって撮像されたテストパターン５４Ａの画像に基づいて撮像ユニット２６のレンズ鏡筒２３に対する位置調整を行ない、位置調整の終了後にレンズ鏡筒２３の後部と撮像ユニット２６の前部とを接着により固定するようにしたので、レンズ鏡筒２３のレンズ２１の光軸を撮像素子２４の受光面２４に対して正確に直交させた状態でレンズ鏡筒２３と撮像ユニット２６の位置決めを行なうことができる。
したがって、携帯電話機１００の撮像装置１０８に用いられるような大きさが極めて小さいカメラモジュール２０であっても、受光面２４に結像される被写体像における片ボケの発生を効果的に防止することができ、画像の品質を向上させる上で有利となる。
【００２１】
なお、本実施例では、撮像ユニット支持機構４４および鏡筒支持機構４６が第１の調整位置Ｐ１と第２の調整位置Ｐ２との間で往復移動可能に設けられた構成としたが、撮像ユニット支持機構４４および鏡筒支持機構４６を固定し、表示部５２とテストパターン照射手段５４を、撮像ユニット支持機構４４および鏡筒支持機構４６が設置された設置箇所に臨む箇所と、前記設置箇所から退避した退避箇所との間で往復移動させるようにしてもよい。
また、本実施例では、テストパターン照射手段５４のテストパターンとしてバックライトを組み込んだ段差ジーメンスチャート５４０２を用いたが、テストパターンは、平行線状のチャート、扇状のチャート、解像度チャートなど従来公知の種々のチャートを用いることができる。
また、テストパターンの照明方法は、バックライトを内部に組む形態に限られるものではなく、テストパターンの外部に設けた照明装置により該テストパターンをその外側から照射する形態であってもよい。
また、本実施の形態では、カメラモジュール２０の組立に先立って鏡筒支持機構４６を校正しておき、カメラモジュール２０の組立時には、鏡筒支持機構４６の鏡筒支持部４６０４にレンズ鏡筒２３が嵌合されることで、レンズ２１の光軸が受光面２４０２と直交するように位置決めされるようにした。しかしながら、カメラモジュール２０の組立に先立って鏡筒支持機構４６の校正を行なうのではなく、カメラモジュール２０を組み立てる毎にレンズ２１の光軸が受光面２４０２と直交するように位置決めするようにしてもよいことは無論である。
【００２２】
なお、本発明のカメラモジュール生産方法およびその方法に用いられる組立装置は、携帯電話機に組み込まれた撮像装置を構成するカメラモジュールに限定されるものではなく、例えば、ＰＤＡ、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯情報端末に組み込まれる撮像装置、あるいは、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどの種々の撮像装置を構成するカメラモジュールに広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】撮像装置が組み込まれた携帯電話機の一例を示す外観図である。
【図２】撮像装置１０８を構成するカメラモジュール２０の斜視図である。
【図３】図２のＡＡ線断面図である。
【図４】組立装置４０の構成を示す説明図である。
【図５】組立装置４０の校正動作の説明図である。
【図６】組立装置４０の校正動作の説明図である。
【図７】組立装置４０による撮像ユニット２６の位置決め動作の説明図である。
【図８】組立装置４０による撮像ユニット２６の位置決め動作の説明図である。
【図９】組立装置４０によるレンズ鏡筒２３と撮像ユニット２６の接着動作の説明図である。
【符号の説明】
【００２４】
２０……カメラモジュール、２１……レンズ、２２……鏡筒、２３……レンズ鏡筒、２４……撮像素子、２５……ホルダ、２６……撮像ユニット、４０……組立装置、４４……撮像ユニット支持機構、４６……鏡筒支持機構、４８……第１のレーザー光照射手段、５２……表示部、５４……テストパターン照射手段、５８……第２のディスプレイ。
【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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