JP2005198103A - カメラモジュールの組立装置および組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】歩留りを高めることができ、効率良く調整、検査および組立ができ、さらに、組立後の撮像特性のバラツキが少ないカメラモジュールの組立装置を提供する。
【解決手段】結合前の光学ブロック１１および撮像ブロック１６を相対位置を変更可能に保持し、光学ブロック１１を撮像ブロック１６に対して所定の位置に配置する移動機構１１及び回転テーブル８６と、光学系を通じて固体撮像素子１８へ所定の測定用光を照射する光源部２と、光学系を通じて測定用光が照射された固体撮像素子１８から得られる画像情報に基づいて、結合前の光学系の固体撮像素子１８に対する配置を所定条件を満たす配置に調整するように制御する光学系調整部５２および制御部５４とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラモジュールの組立装置および組立方法に関する。

カメラモジュールは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子やこの固体撮像素子が搭載された基板等で構成される撮像ブロックと、固体撮像素子に画像を結像する光学レンズを含む光学系を構成する光学ブロックとが一体化されたものである。このカメラモジュールは、たとえば、携帯電話機や、ドアホン、自動車等の各種機器に組み込まれて使用される。カメラモジュールは、たとえば、特許文献１等に開示されている。

カメラモジュールの製造は、たとえば、次のように行われる。
まず、各種工程を経てそれぞれ得られた分離状態にある光学ブロックと撮像ブロックとが用意される。光学ブロックは、たとえば、光軸方向に移動可能に設けられた光学レンズを保持するレンズ鏡筒を備えている。
次いで、光学ブロックと撮像ブロックとを位置決めしたのち、紫外線硬化樹脂等の接着剤を塗布して仮固定する。
この状態で、光源部から位置決め等を行うためのパターンをもつ測定用光を光学ブロックのレンズを通じて固体撮像素子へ照射し、固体撮像素子の撮像画像をオペレータが見ながら、固体撮像素子に対する光学系の光軸の位置および傾きの調整を行う。
次いで、上記の調整調整が完了したところで、紫外線硬化樹脂に紫外線を照射して硬化させ、光学ブロックと撮像ブロックとの相対位置を固定する。
次いで、レンズ鏡筒の光軸方向の位置を調整して、フォーカス調整を行う。フォーカス調整が完了したところで、紫外線硬化樹脂を光学ブロックとレンズ鏡筒との間に塗布し、紫外線を照射して硬化させ、レンズ鏡筒の位置を固定する。
光学ブロックと撮像ブロックとの間をシールする必要がある場合には、紫外線硬化樹脂等のシール剤を塗布し、紫外線照射により硬化させる。
次いで、上記のような工程を経て組み立てられたカメラモジュールの各種撮像特性が検査される。たとえば、ホワイトバランス、色再現性、画素欠陥、シェーディング、輝度、解像度等が固体撮像素子から得られる画像に基づいて、オペレータによって目視検査される。また、光学レンズや固体撮像素子に塵等の異物が付着していないかも同時に検査される。
これらの検査を経て、問題なしとされたカメラモジュールが出荷される。
特開２００３−２１９２８４号公報

ところで、上記のように、カメラモジュールの組立工程とカメラモジュールの撮像特性等を検査する検査工程とが別々に別れていると、組立工程においてレンズや固体撮像素子に塵や埃等の異物が付着しこれが検査工程において発見されたのでは、光学ブロックと撮像ブロックとが既に接着剤で固定されているので、この異物を取り除くことができない可能性がある。特に、光学ブロックと撮像ブロックとの間をシールした場合には、シールされた密封空間内の異物は除去できない。このため、カメラモジュールが不良と判断された場合には、廃棄するしかなくなく、歩留り低下、製造コストの上昇の原因となる。
一方、カメラモジュールの組立工程においては、光学ブロックと撮像ブロックとの位置調整やフォーカス調整等は、オペレータが目視で行うため、撮像特性にバラツキが発生し、製品の品質が安定しにくいという不利益も存在した。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであって、その目的は、歩留りを高めることができ、効率良く調整、検査および組立ができ、さらに、組立後の撮像特性のバラツキが少ないカメラモジュールの組立装置および組立方法を提供することにある。

本発明のカメラモジュールの組立装置は、光学レンズを含む光学系を有する光学ブロックと、前記光学系が結像する像を撮像する固体撮像素子を有する撮像ブロックとを結合するカメラモジュールの組立装置であって、結合前の前記光学ブロックおよび前記撮像ブロックとの相対位置を変更可能に保持し、前記光学ブロックを前記撮像ブロックに対して所定の位置に配置する移動手段と、前記光学系を通じて前記固体撮像素子へ所定の測定用光を照射する光源部と、前記光学系を通じて前記測定用光が照射された前記固体撮像素子から得られる画像情報に基づいて、結合前の前記光学系の前記固体撮像素子に対する配置を所定条件を満たす配置に調整するように前記移動手段を制御する光学系調整手段とを有する。

また、本発明のカメラモジュールの組立装置は、前記光学ブロックと前記撮像ブロックとが結合される前に、前記固体撮像素子から得られる画像情報に基づいて、前記光学系および前記固体撮像素子への異物付着がないかを検査する異物検査手段をさらに有する。

さらに、本発明のカメラモジュールの組立装置は、前記光学ブロックと前記撮像ブロックとが接着剤によって結合される前に、前記固体撮像素子から得られる画像情報に基づいて、前記固体撮像素子の撮像特性を測定する特性測定手段をさらに有する。

また、本発明のカメラモジュールの組立装置は、前記特性測定手段の測定結果および前記異物検査手段の検査結果に基づいて、前記光学ブロックおよび前記撮像ブロックに対して接着用および／またはシール用の樹脂を塗布するか否かを判断する判断手段をさらに有する。

本発明のカメラモジュールの組立方法は、光学レンズを含む光学系を有する光学ブロックと、前記光学系が結像する像を撮像する固体撮像素子を有する撮像ブロックとを結合するカメラモジュールの組立方法であって、結合前の前記光学ブロックおよび前記撮像ブロックとの相対位置を変更可能に保持し、前記光学ブロックを前記撮像ブロックに対して所定の位置に配置する工程と、前記光学系を通じて前記固体撮像素子へ所定の測定用光を照射する工程と、前記光学系を通じて前記測定用光が照射された前記固体撮像素子から得られる画像情報に基づいて、結合前の前記光学系の前記固体撮像素子に対する配置を所定条件を満たす配置に調整する工程とを有する。

本発明では、光学ブロックと撮像ブロックとを組み立てるに際にして、光学ブロックと撮像ブロックとの相対位置を変更可能に保持した状態で、測定用光を照射しながら光学ブロックと撮像ブロックとの配置の調整を行う。このとき、固体撮像素子から得られる画像情報を利用した固体撮像素子に対する光学系の配置の最適化が行なわれる。
また、本発明では、光学ブロックと撮像ブロックとを結合する前に、固体撮像素子から得られる画像情報から異物付着の有無を検査する。この結果、異物が付着した状態で光学ブロックと撮像ブロックとが結合されることが未然に防がれる。
さらに、本発明では、光学ブロックと撮像ブロックとを結合する前に、光学系が配置された状態での固体撮像素子の撮像特性の測定が行われる。この結果、撮像特性が所要の特性を満たさない状態で光学ブロックと撮像ブロックとが結合されることが未然に防がれる。

本発明によれば、光学ブロックと撮像ブロックとを結合する前に、固体撮像素子が撮像した画像情報を利用して光学系の配置を所定条件を満たす配置に調整するため、組立後の撮像特性が最適化および安定化する。
また、本発明によれば、異物の付着の検査および撮像特性の検査の結果に基づいて、光学ブロックと撮像ブロックとを接着剤で固定するため、不良品の組み立てを未然に防ぐことができ、歩留りを向上させることができる。
また、本発明によれば、光学ブロックと撮像ブロックとの配置調整、撮像特性の検査、組立の各工程が連続的に行われるため、これらの工程を別々に行った場合と比べて大幅に工数が削減される。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
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装置の構成図である。
図１において、組立装置１は、光源部２、移動機構７０、検査装置５０、ディスペンサー１００、ＵＶ光照射装置１５０、テストボード９０等を有する。
また、組立装置１は、光源部２、移動機構７０、回転ステージ８５、ＵＶ光照射装置５０、テストボード９０等を内部に収容するクリーンチャンバ２００を有する。
なお、移動機構７０および回転ステージ８５は、本発明の移動手段の一実施態様を構成しており、検査装置５０は、本発明の光学系調整手段、異物検査手段、特性測定手段および判断手段の一実施態様を構成している。

ここで、組立装置１の構成を説明する前に、組立装置１によって組み立てられたカメラモジュールの構造の一例を図２に示す。なお、図２（ｂ）は平面図であり、図２（ａ）は図２（ｂ）のＡ−Ａ線方向の断面図である。
図２に示すように、カメラモジュール１０は、光学ブロック１１と、撮像ブロック１６とを有する。
光学ブロック１１は、光学レンズ１２、レンズ鏡筒１３、および、光学系ホルダー１４を有する。
光学レンズ１２は、円筒状のレンズ鏡筒１３内に固定されている。
レンズ鏡筒１３は、光学系ホルダー１４に保持されている。具体的には、光学系ホルダー１４の中心部に形成された円筒部の内周面１４ａに嵌合している。光学系ホルダー１４に対して光学レンズ１２の光軸Ｊ１の方向Ｂ１およびＢ２にスライド可能となっているが、光学系ホルダー１４とレンズ鏡筒１３との間に設けられた紫外線硬化性樹脂等の樹脂ＲＳによって所定位置に固定されている。
なお、本実施形態では、レンズ鏡筒１３は光学系ホルダー１４に対してスライド可能としたが、レンズ鏡筒１３の外周および光学系ホルダー１４の内周面１４ａに互いに螺合するねじを形成し、レンズ鏡筒１３を光軸Ｊ１回りに回転させることで、レンズ鏡筒１３を光軸方向Ｂ１およびＢ２にスライドさせる構成とすることも可能である。

撮像ブロック１６は、撮像素子ホルダー１７と、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子１８と有する。
撮像素子ホルダー１７は、光学系ホルダー１４と略同じ外形を有し、固体撮像素子１８を収容する凹部１７ａを有する。撮像素子ホルダー１７は、光学系ホルダー１４の下端面１４ｂと対向する上端面１７ｂを備えている。
固体撮像素子１８は、凹部１７ａの底面に固定されている。固体撮像素子１８は、光学レンズ１２の光軸Ｊ１に略垂直に配置される受光面１８ａを有する。固体撮像素子１８は、受光面１８ａには、複数の画素がマトリックス状に形成されており、各画素に入射した光は強度に応じた電気信号に変換される。
また、固体撮像素子１８は、撮像素子ホルダー１７の下面に露出して設けられた複数の電極パッド１９と、たとえば、図示しない導電線によって電気的に接続されている。この電極パッド１９を通じて、電力が供給され、また、固体撮像素子１８が撮像した画像情報等からなる信号が外部に取り出される。

光学系ホルダー１４の下端面１４ｂと撮像素子ホルダー１７の上端面１７ｂとは、たとえば、紫外線硬化性樹脂等からなる樹脂ＲＳによって結合されている。樹脂ＲＳは、光学系ホルダー１４および撮像素子ホルダー１７の全周囲に渡って設けられており、光学系ホルダー１４と撮像素子ホルダー１７とを結合するとともに、光学系ホルダー１４と撮像素子ホルダー１７との間に形成される閉空間をシールしている。

図１に示す組立装置１は、上記構成のカメラモジュール１０の組立を行う。
回転ステージ８５は、光学ブロック１１と撮像ブロック１６とを結合する際に、撮像ブロック１６を保持するために設けられている。
回転ステージ８５は、図１に示すように、撮像ブロック１６が載置される回転テーブル８６を有する。この回転テーブル８６は、図示しない駆動機構によって回転可能となっている。
回転テーブル８６の下方には、テストボード９０が設けられている。テストボード９０は、固体撮像素子１８と後述する検査装置５０とを電気的に接続するために設けられている。テストボード９０は、複数のプローブピン９１を備えており、このプローブピン９１が撮像素子ホルダー１７の対応する電極パッド１９と接触することにより、電気的な接続が行われる。
テストボード９０は、図示しない駆動機構により回転テーブル８５に接近および離隔する向きに移動可能に保持され、テストボード９０を回転テーブル８５側へ接近させることにより、回転テーブル８５に形成された挿通孔８６ａを通じてプローブピン９１が電極パッド１９に接触する。

ここで、回転ステージ８５を上側から見た図を図３に示す。
図３に示すように、回転テーブル８６は、その中心が図１に示した光源部２の光軸Ｊに略一致する位置に配置されている。
また、回転ステージ８５上には、位置決め用ブロック８７が設けられており、この位置決め用ブロック８７に撮像ブロック１６の撮像素子ホルダー１７の隣合う側面が当接することにより、回転ステージ８５上で撮像ブロック１６の位置決めが行われる。撮像ブロック１６が回転ステージ８５上の所定位置に位置決めされた状態で、固体撮像素子１８の重心が光軸Ｊの位置に略一致するようになっている。
回転ステージ８５の回転方向に位置決めを行うことで、撮像ブロック１６の回転方向θの位置決めが行われる。
なお、撮像ブロック１６の回転ステージ８５上への搬送は、図示しないハンドリング装置等によって行われる。

移動機構７０は、図１に示すように、可動部７１と、可動部７１に連結部材７２を介して連結された第１の把持機構７３と、可動部７１に連結部材８２を介して連結された第２のチャック機構８３とを有する。
可動部７１は、水平方向に沿った直交するＸ軸およびＹ軸と鉛直方向に沿ったＺ軸方向に移動可能に保持されている。また、可動部７１は、図示しない駆動機構によって移動および位置決めされ、たとえば、トレー等に整列された状態の光学ブロック１１を把持可能な位置と、回転ステージ８５との間で移動可能となっている。

第１の把持機構７３は、光学ブロック１１の光学系ホルダー１４の側面を把持する。第１の把持機構７３によって、光学系ホルダー１４を把持した状態で、可動部７１の移動および位置決めを行えば、光学ブロック１１の三次元空間における移動および位置決めが可能となる。

ここで、図４および図５に、第１の把持機構７３の構造の一例を示す。
図４に示すように、第１の把持機構７３は、並列された２本のアーム７４を備えており、これらのアーム７４は、互いに接近、離隔する方向に移動可能となっている。なお、アーム７４を駆動する駆動機構は、第１の把持機構７３の本体部７３Ａに内蔵されており、詳細については説明を省略する。
図５（ａ），（ｂ）に示すように、２本のアーム７４上にはピエゾ素子７６を介して、アーム７４に沿って伸びる把持部材７５が設けられている。
ピエゾ素子７６は、図５に示す伸長方向Ｃに印加電圧に応じた量だけ伸長する。把持部材７５に対して２つのピエゾ素子７６を設けることで、把持部材７５のアーム７４に対する傾きを自在に微調整することができる。

２本のアーム７４を間に光学ブロック１１をおいて互いに接近する方向に移動させると、光学ブロック１１の側面に把持部材７５が当接し、光学ブロック１１は把持されて状態となる。
この状態で、アーム７４の長手方向に沿って配置された前後のピエゾ素子７６に印加する電圧を適宜調整することで、図５（ａ）に示すように、アーム７４の長手方向に沿った向きにおいて、光学ブロック１１の光軸Ｊ１の傾きαを調整することができる。また、図５（ｂ）に示すように、アーム７４の長手方向に直交する向きにおいて対向するピエゾ素子７６に印加する電圧を適宜調整することで、アーム７４の長手方向に直交する向きに沿った光軸Ｊ１の傾きβを調整することができる。
傾きαの調整および傾きβの調整を適宜組み合わせることにより、光学ブロック１１の光軸Ｊ１の傾きを任意の方向において調整可能となる。
なお、図４および図５に示した構造が本発明の姿勢調整手段の一実施態様である。

第２の把持機構８３は、図１に示すように、連結部材８２を介して鉛直方向に沿ったＺ２軸方向に移動可能に可動部７１に保持されている。すなわち、第２の把持機構８３は、可動部７１に内蔵された駆動機構によって、可動部７１とは独立にＺ２軸方向に移動可能となっている。
第２の把持機構８３は、光学ブロック１１のレンズ鏡筒１３を把持する。なお、第２の把持機構８３は、上記した第１の把持機構７３において、アーム７４と同様のアームをもち、ピエゾ素子７６等を持たない構造である。すなわち、第２の把持機構８３は、レンズ鏡筒１３の外周を把持するのみで、姿勢調整機能を持たない構造を有している。
第２の把持機構８３によってレンズ鏡筒１３を把持し、第２の把持機構８３をＺ２軸方向に独立して移動させれば、光学ブロック１１におけるレンズ鏡筒１３の光軸方向の位置を調整することができる。

光源部２は、光源３、フィルター等の光学部品が集まった光学部品群４、測定用チャート５、光学レンズ６等から構成される。

光源３は、たとえば、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ等が用いられる。この光源３は、発光した光を所定の方向に反射集光する。
光学部品群４は、光源３からの光Ｌの強度を均等化するなど、測定に必要な条件の光に変換する。
光学レンズ６は、測定用チャート５を通過した光を集光して、光学ブロック１１へ入射させる。

測定用チャート５は、図５に示すように、たとえば、ガラス等の透明基板５Ａ上に位置決め用パターン５ＰＰおよび解像度測定用パターン５ＲＰが複数の基準位置に形成されている。
測定用チャート５を通過した光源３からの光が測定用光となり、この位置決め用パターン５ＰＰおよび解像度測定用パターン５ＲＰの像が光学ブロック１１を通じて、固体撮像素子１８へ投影される。

ディスペンサー１００は、光学ブロック１１と撮像ブロック１６とを結合するための、たとえば、紫外線硬化性樹脂等の樹脂を供給する。このディスペンサー１００は、供給された樹脂を塗布する可動ノズル１０１，１０２を備えており、これらは図示しない駆動機構により任意の位置に移動可能となっている。光学ブロック１１と撮像ブロック１６とを結合し、および、レンズ鏡筒１３を光学系ホルダー１４に固定する際に、可動ノズル１０１，１０２が適宜移動することにより、樹脂が塗布される。
ＵＶ光照射装置１５０は、光学ブロック１１および撮像ブロック１６に塗布された樹脂を硬化させるための紫外線光を照射する。

クリーンチャンバ２００は、天井部にエアフィルターを備えており、内部に常時清浄化されたエアを供給している。これにより、クリーンチャンバ２００の内部は所定のクリーンレベルが保たれている。

検査装置５０は、特性測定部５１、光学系調整部５２、異物検査部５３および制御部５４を有しており、これらは、たとえば、プロセッサやメモリ等のハードウエアと、所要のソフトウエアから構成される。
なお、特性測定部５１は本発明の特性測定手段、光学系調整部５２は本発明の光学系調整手段、異物検査部５３は本発明の異物検査手段、および、制御部５４は本発明の判断手段の一実施態様である。

検査装置５０は、テストボード９０を介して回転テーブル８６上の固体撮像素子１８と電気的に接続され、固体撮像素子１８の撮像した画像情報１８Ｓを取得する。

特性測定部５１は、光学ブロック１１と撮像ブロック１６とが樹脂によって結合される前に、光学ブロック１１の光学レンズ１２を通じて測定用光が照射された固体撮像素子１８から得られる画像情報１８Ｓに基づいて、固体撮像素子１８の撮像特性を測定する。
測定される撮像特性としては、たとえば、フォーカス、倍率、解像度（コントラスト）、ホワイトバランス、色再現性、欠陥画素、輝度、照度、シェーディング等が挙げられる。
特性測定部５１は、これらの特性を測定するとともに、測定する予め決められた条件を満たしているかを判断する。また、特性測定部５１は、判断結果情報５１ｓ１を制御部５４へ出力する。さらに、特性測定部５１は、たとえば、解像度等の光学系調整部５２に必要な測定情報５１Ｓ２を光学系調整部５２へ与える。

光学系調整部５２は、光学レンズ１２を通じて測定用光が照射された固体撮像素子１８から直接得られる画像情報１８Ｓおよび特性測定部５１から得られるフォーカス、解像度等の情報に基づいて、結合前の光学レンズ１２の固体撮像素子１８に対する三次元的な相対位置および姿勢、すなわち、配置が所定条件を満たす配置となるように調整するための情報５２Ｓを、制御部５４へ出力する。制御部５４は、この情報に基づいて、移動機構７０、回転テーブル８６、および、ピエゾ素子７６を駆動制御する。
なお、光学系調整部５２の具体的な処理については後述する。

異物検査部５３は、光学レンズ１２を通じて光が照射された固体撮像素子１８から得られる画像情報１８Ｓに基づいて、光学レンズ１２および固体撮像素子１８へ塵や埃等の異物の付着がないかを検査する。異物検査部５３は、検査結果５３Ｓを制御部５４に出力する。

制御部５４は、組立装置１を総合的に制御する。具体的には、特性測定部５１、光学系調整部５２および異物検査部５３から得られる各情報に基づいて、移動機構７０、回転テーブル８６、および、ピエゾ素子７６を駆動制御する。
また、特性測定部５１、光学系調整部５２および異物検査部５３から得られる各情報に基づいて、ディスペンサー１００により最終的に光学ブロック１１および撮像ブロック１６に樹脂を塗布するか否かを判断し、ディスペンサー１００に対して指令を与える。

次に、上記構成の組立装置１を用いたカメラモジュールの組立手順の一例について、図７に示すフローチャートを参照して説明する。
まず、トレー等に整列された撮像ブロック１６を図示しないハンドリング装置を用いて、回転テーブル８６の所定の位置に位置決めするとともに、光学ブロック１１を移動機構７０の第１の把持機構７３および第２の把持機構８３によって把持し、回転テーブル８６に位置決めされた撮像ブロック１６に対向する位置に位置決めする（プロセスＰＲ１）。 この状態では、図８（ａ）に示すように、光学系ホルダー１４の下端面１４ｂと撮像素子ホルダー１７の上端面１７ｂとが突き合わされた状態となる。

次いで、光源部２を起動し、図８（ｂ）に示すように、測定用光ＰＬを光学ブロック１１の光学レンズ１２を通じて固体撮像素子１８へ照射する（プロセスＰＲ２）。
さらに、図８（ｂ）に示すように、テストボード９０を上昇させて、プローブピン９１を固体撮像素子１８の電極パッド１９へ接触させる（プロセスＰＲ３）。これにより、検査装置５０と固体撮像素子１８とが電気的に接続され、固体撮像素子１８の撮像する画像情報が検査装置５０へ出力される。

この状態で、検査装置５２の姿勢調整部５２は、固体撮像素子１８から画像情報および特性測定部５１から解像度情報を取得する。
ここで、姿勢調整部５２は、まず、測定用チャート５に形成された複数の位置決め用パターンＰＰの像が、固体撮像素子１８の撮像面の所定位置にあるかを確認する。すなわち、光学ブロック１１の光学レンズ１２の光軸Ｊ１が固体撮像素子１８の光学中心に存在するかを確認する。
測定用チャート５に形成された位置決め用パターンＰＰの像が固体撮像素子１８の撮像面の所定位置からずれている場合には、そのずれ量を打ち消すように、回転テーブル８６をθ方向に回転し、移動機構７０の可動部７１をＸ軸およびＹ軸方向に移動させ、光学ブロック１１と撮像ブロック１６とを位置決めする（プロセスＰＲ４）。

光学ブロック１１と撮像ブロック１６との位置決めが完了したところで、フォーカスの粗調整を行う（プロセスＰＲ５）。フォーカスの粗調整は、可動部７１をＺ軸方向に移動させて、測定用チャート５に形成された複数の解像度用パターンＲＰの像から得られる解像度の値が最大となる位置を探索することにより行う。

次いで、第１の把持機構７３に設けられた各ピエゾ素子７６を適宜駆動し、固体撮像素子１８内の複数領域での解像度の値が所定条件を満たすように光学ブロック１１の姿勢を調整する（プロセスＰＲ６）。すなわち、光学ブロック１１の光学レンズ１２の光軸Ｊ１が固体撮像素子１８の撮像面に対して傾いていると、固体撮像素子１８内の各領域において解像度がばらつく。したがって、測定用チャート５の中心部および四隅にそれぞれ形成された複数の解像度用パターンＲＰの像から得られる解像度の値が予め決められた範囲に納まるように光学ブロック１１の姿勢を調整する。
複数の解像度用パターンＲＰの像から得られる解像度の値が予め決められた範囲に納まるだけでなく、加えて、これらの値が均一化するように、光学ブロック１１の姿勢を調整することが好ましい。これにより解像度の最適化が行われる。

次いで、フォーカスの微調整を行う（プロセスＰＲ７）。フォーカスの微調整は、第１の把持機構７３によって把持されたレンズ鏡筒１３をＺ２軸方向に移動（上昇）させ、複数の解像度用パターンＲＰの像から得られる解像度（コントラスト）の値が最大となる位置を探索する。
これにより、フォーカスの最適化が行われる。

光学ブロック１１と撮像ブロック１６との位置決め、光学ブロック１１の姿勢調整およびフォーカス調整が完了したところで、測定用チャート５は光路外へ配置され、パターン像のない光が光学レンズ１２を通じて固体撮像素子１８へ照射される。
この状態で、異物検査部５３において、異物検査が行われる（プロセスＰＲ８）。
異物検査は、たとえば、固体撮像素子１８から得られる画像情報に異物による光の遮断があるかを基に、検査される。また、画像情報から、異物が光学レンズ１２側に付着しているのか、固体撮像素子１８に付着しているのかまで識別するのが好ましい。

異物検査の結果、異物付着があると判断された場合には、検査装置５０の制御部５４は、回転テーブル８６上から光学ブロック１１および撮像ブロック１６を移動させ、たとえば、異物の付着箇所に応じて分類する（プロセスＰＲ１０）。異物の付着が固体撮像素子１８側か、光学レンズ１２側かを区別することにより、異物付着の原因の究明が容易となる。

異物検査に問題がない場合には、撮像特性を測定する（プロセスＰＲ１１）。
撮像特性の測定は、検査装置５０の特性測定部５１において行われる。測定される撮像特性は、たとえば、ホワイトバランス、色再現性、欠陥、シェーディング、輝度、照度等の特性が挙げられる。
特性測定部５１では、各撮像特性を測定するとともに、測定した撮像特性が必要な仕様を満たすかを判断する（プロセスＰＲ１２）。
測定した撮像特性が必要な仕様を満たさないと判断された場合には、制御部５４は、回転テーブル８６上から光学ブロック１１および撮像ブロック１６を移動させ、この測定結果にしたがって、たとえば、特性毎に不良品を分類する（プロセスＰＲ１３）。

測定した撮像特性が必要な仕様を満たす場合には、制御部５４は、異物検査の結果、撮像特性の測定結果、および、その他必要な条件から、ディスペンサー１００による樹脂の塗布を行うか否かを決定する（プロセスＰＲ１４）。
制御部５４が塗布を行うと判断した場合には、ディスペンサー１００を起動し、図８（ｃ）に示すように、光学系ホルダー１４と撮像素子ホルダー１７との間に紫外線硬化樹脂ＲＳが全周囲にわたって塗布する（プロセスＰＲ１５）。また、フォーカスの微調整作業において、Ｚ２軸方向に位置決めされたレンズ鏡筒１３と光学系ホルダー１４との間にも、紫外線硬化樹脂ＲＳを塗布する。

紫外線硬化樹脂ＲＳの塗布が完了したのち、ＵＶ光照射装置１５０によって紫外線硬化樹脂ＲＳへ紫外線光を照射し、紫外線硬化樹脂ＲＳを硬化させる（プロセスＰＲ１６）。
この結果、光学系ホルダー１４と撮像素子ホルダー１７とが結合されるとともに、シールされる。また、レンズ鏡筒１３の光学系ホルダー１４に対する位置が固定される。
上記の各工程によって、図２に示したカメラモジュール１０が組み立てられる。

以上のように、本実施形態によれば、光学ブロック１１と撮像ブロック１６とを結合する前に解像度等の最適化を行うため、組立後のカメラモジュール１０の特性が安定化する。
また、異物検査や撮像特性の測定が完了した後に、光学ブロック１１と撮像ブロック１６とを結合するので、不良の組立品の発生を大幅に抑制することができ、歩留りを向上させることができる。
さらに、本実施形態によれば、光学系の調整、異物検査、撮像特性の測定、樹脂の塗布等が一体かつ、連測定に行われるため、カメラモジュール１０の組立に要する工数および時間を大幅に短縮することができる。

本発明は上述した実施形態に限定されない。
上述した実施形態では、樹脂を塗布する工程において、光学系ホルダー１４と撮像素子ホルダー１７との接着およびシールの両方を行う構成としたが、光学系ホルダー１４と撮像素子ホルダー１７の全周囲ではなく一部に樹脂を塗布して光学系ホルダー１４と撮像素子ホルダー１７との固定を行ったのち、別工程としてシールのための樹脂の塗布を行ってもよい。
また、紫外線硬化樹脂を用いたが、熱硬化性樹脂等の他の樹脂を用いてもよい。
また、上述した実施形態では、固体撮像素子１８の複数領域の解像度が均一化されるように光学ブロック１１の姿勢調整を行ったが、他の撮像特性を最適化するように、光学ブロック１１の位置および姿勢を調整してもよい。
また、光学ブロック１１と撮像ブロック１６との位置決めの機構および姿勢調整機構は、上述した実施形態以外の構成を採用することも可能である。

本発明の一実施形態に係るカメラモジュールの組立装置の構成図である。 カメラモジュールの構造を示す図であって、（ａ）は断面図であり、（ｂ）は平面図ある。 回転ステージ上の構造を示す図である。 第１の把持機構の構成を示す平面図である。 （ａ）は図４のＤ１方向から見た側面図であり、（ｂ）はＤ２方向から見た側面図である。 測定用チャートの構成の一例を示す図である。 組立装置による組立手順の一例を示すフローチャートである。 組立装置による組立の各段階における状態を示す図である。

符号の説明

１…組立装置、２…光源部、１０…カメラモジュール、１１…光学ブロック、１６…撮像ブロック、５０…検査装置、５１…特性測定部、５２…光学系調整部、５３…異物検査部、５４…制御部５４、７０…移動機構、１００…ディスペンサー、１５０…ＵＶ光照射装置、９０…テストボード、８５…回転ステージ、２００…クリーンチャンバ。

Claims (11)

1. 光学レンズを含む光学系を有する光学ブロックと、前記光学系が結像する像を撮像する固体撮像素子を有する撮像ブロックとを結合するカメラモジュールの組立装置であって、
   結合前の前記光学ブロックおよび前記撮像ブロックを相対位置を変更可能に保持し、前記光学ブロックを前記撮像ブロックに対して所定の位置に配置する移動手段と、
   前記光学系を通じて前記固体撮像素子へ所定の測定用光を照射する光源部と、
   前記光学系を通じて前記測定用光が照射された前記固体撮像素子から得られる画像情報に基づいて、結合前の前記光学系の前記固体撮像素子に対する配置を所定条件を満たす配置に調整するように前記移動手段を制御する光学系調整手段と
   を有するカメラモジュールの組立装置。
2. 前記光学ブロックと前記撮像ブロックとが結合される前に、前記固体撮像素子から得られる画像情報に基づいて、前記光学系および前記固体撮像素子への異物付着がないかを検査する異物検査手段をさらに有する
   請求項１に記載のカメラモジュールの組立装置。
3. 前記光学ブロックと前記撮像ブロックとが接着剤によって結合される前に、前記固体撮像素子から得られる画像情報に基づいて、前記固体撮像素子の撮像特性を測定する特性測定手段をさらに有する
   請求項１または２に記載のカメラモジュールの組立装置。
4. 前記特性測定手段の測定結果および前記異物検査手段の検査結果に基づいて、前記光学ブロックおよび前記撮像ブロックに対して接着用および／またはシール用の樹脂を塗布するか否かを判断する判断手段をさらに有する
   請求項３に記載のカメラモジュールの組立装置。
5. 前記移動手段は、前記光学ブロックと前記固体撮像素子との相対位置を変更する第１の移動手段と、
   前記光学系の有する光学レンズの光軸方向の位置を変更する第２の移動手段と
   を有する請求項１〜３のいずれかに記載のカメラモジュールの組立装置。
6. 前記移動手段は、前記光学ブロックの前記撮像ブロックに対する姿勢を変更する姿勢変更手段をさらに有し、
   前記光学系調整手段は、前記画像情報から得られる前記固体撮像素子の撮像面内の複数領域における各解像度がそれぞれ前記所定条件を満たすように、前記第１および第２の移動手段と前記姿勢変更手段とを制御する
   請求項５に記載のカメラモジュールの組立装置。
7. 少なくとも前記光源部および前記移動手段を収容し、内部の雰囲気が清浄に維持されたクリーンチャンバをさらに有する
   請求項１〜６のいずれかに記載のカメラモジュールの組立装置。
8. 光学レンズを含む光学系を有する光学ブロックと、前記光学系が結像する像を撮像する固体撮像素子を有する撮像ブロックとを結合するカメラモジュールの組立方法であって、
   結合前の前記光学ブロックおよび前記撮像ブロックとの相対位置を変更可能に保持し、前記光学ブロックを前記撮像ブロックに対して所定の位置に配置する工程と、
   前記光学系を通じて前記固体撮像素子へ所定の測定用光を照射する工程と、
   前記光学系を通じて前記測定用光が照射された前記固体撮像素子から得られる画像情報に基づいて、結合前の前記光学系の前記固体撮像素子に対する配置を所定条件を満たす配置に調整する工程と
   を有するカメラモジュールの組立方法。
9. 前記光学ブロックと前記撮像ブロックとを結合する前に、前記固体撮像素子から得られる画像情報に基づいて、前記光学系および前記固体撮像素子への異物付着がないかを検査する工程をさらに有する
   請求項８に記載のカメラモジュールの組立方法。
10. 前記光学ブロックと前記撮像ブロックとを結合する前に、前記固体撮像素子から得られる画像情報に基づいて、前記固体撮像素子の撮像特性を測定する工程をさらに有する
    請求項８または９に記載のカメラモジュールの組立方法。
11. 撮像特性の測定結果および異物付着の検査結果に基づいて、前記光学ブロックおよび前記撮像ブロックに対して接着用および／またはシール用の樹脂を塗布するかを判断する工程をさらに有する
    請求項８〜１０に記載のカメラモジュールの組立方法。
    

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