JP2006171590A - カメラモジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】受光レンズをフォーカス調整する組立工程の効率化。
【解決手段】 受光レンズを支持するレンズホルダ１１を、該レンズホルダの端面に形成された係合溝１１ｂに、ねじ込みこまに設けたフックを係合させねじ込みこまを回転させて、本体ホルダの筒体部１０ａにねじ込み、次いで、前記係合溝１１ｂにフォーカス調整用の調整こまのフックを係合させ、調整こまを回動させて前記受光レンズをフォーカス位置に位置合わせする際、前記ねじ込みこまを使用して前記レンズホルダ１１を前記筒体部１０ａにねじ込みする際に、レンズホルダのねじ込み位置が、該レンズホルダの端面に形成されている係合溝１１ｂの回転方向位置と前記調整こまの基準位置とを一致させ、前記フォーカス調整操作においては、前記調整こまを前記基準位置で前記レンズホルダ１１に係合させ、前記レンズホルダを正回転方向に回転してフォーカス調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は撮像装置等に使用されるカメラモジュールの製造方法に関する。

ＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子を搭載したカメラモジュールには種々の形態の製品が提供されている（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）。図１は、受光レンズ１２を支持したレンズホルダ１１を、本体ホルダ１０の筒体部１０ａにねじ込むようにして組み立てるカメラモジュールの例を示す。このカメラモジュールは、ケーシング部１０ｂの内面に、筒体部１０ａの開口孔１０ｃを塞ぐように赤外線カット用のガラスフィルター１３を封着し、ケーシング部１０ｂの開口端面に撮像素子２１を搭載した基板２０を接合して組み立てられる。

なお、レンズホルダ１１はシリコーンゴム製のスペーサ１４を介して本体ホルダ１０の筒体部１０ａにねじ込まれる。筒体部１０ａのケーシング部１０ｂに連結する内周面にはストッパ部１０ｄが設けられ、スペーサ１４はこのストッパ部１０ｄとレンズホルダ１１の端面間に挟圧されるようにして装着される。スペーサ１４はレンズホルダ１１が筒体部１０ａにねじ込まれた状態で回り止めさせ、レンズホルダ１１すなわち受光レンズ１２を所定のフォーカス位置に保持するために用いられている。
特開２００３−６０１７７号公報 特開２００４−１４７０３２号公報 特開平８−２７１７８２号公報

上述した本体ホルダ１０の筒体部１０ａにレンズホルダ１１をねじ込んで組み立てるカメラモジュールでは、受光レンズ１２がフォーカス位置に正しく配置されるように、レンズホルダ１１を筒体部１０ａにねじ込んだ状態でレンズホルダ１１を軸線のまわりで回動させ、レンズホルダ１１の光軸方向の位置を調節することにより、受光レンズ１２をフォーカス位置に位置合わせする調整作業が行われる。

図２は、筒体部１０ａに装着したレンズホルダ１１をフォーカス調整用の調整こま３０によって回動させてフォーカス調整する様子を示す。レンズホルダ１１の端面１１０の中央部には受光用の透過孔１１ａが設けられ、透過孔１１ａの周囲には周方向に均等配置となる４個所に係合溝１１ｂが設けられている。調整こま３０には、各々の係合溝１１ｂに係止されるフック３１が、係合溝１１ｂと同様に、周方向に均等配置となる４個所に設けられ、フック３１を係合溝１１ｂに係合させて調整こま３０を回動させることによってフォーカス調整することができる。

ところで、図１に示すカメラモジュールでは、スペーサ１４が筒体部１０ａに正しく装着されているか否かを検査するために、レンズホルダ１１をねじ込む操作を兼ねて、レンズホルダ１１を筒体部１０ａにねじ込んだ際に、所定のトルクが作用した時点でねじ込み操作を停止し、そのときのレンズホルダ１１の端面１１０の高さ（レンズホルダ１１の沈み込み位置）を検査してスペーサ１４が装着されているか否かを検査する作業を行っている。
このスペーサ１４が装着されたか否かを検査する作業では、レンズホルダ１１の回動トルク値を検知してレンズホルダ１１のねじ込みを停止するから、製品のばらつきによってレンズホルダ１１が停止する位置（回転方向位置）はそのつどまちまちになる。

なお、レンズホルダ１１を筒体部１０ａにねじ込みする操作は、調整こま３０と同様なフックを備えたねじ込みこまを用いて行われる。図３は、レンズホルダ１１を筒体部１０ａにねじ込みした状態で、レンズホルダ１１の回転方向位置がまちまちとなって停止する例を示す。
このように、レンズホルダ１１の回転方向位置がばらつくため、レンズホルダ１１のフォーカス調整作業では、まず調整こま３０をねじ込み方向とは逆方向に（約９０度以上）いったん回転させ、フック３１を係合溝１１ｂに係合させるととともにレンズホルダ１１を緩み方向に若干回転させてから、ねじ込み方向（正回転方向）に回転させてフォーカス調整する。調整こま３０を逆回転させてから正回転させるようにしているのは、調整こま３０のフック３１を係合溝１１ｂに確実に係合させる目的と、最初からレンズホルダ１１をねじ込み方向に回転させると、フォーカスポイントを過ぎてしまうことがあり、的確にフォーカス調整できないことがあるためである。

このように、従来のカメラモジュールの組立工程においては、フォーカス調整時に、調整こま３０をいったん逆回転させてレンズホルダ１１を若干緩めてから、正回転させてフォーカスポイントにレンズホルダ１１を位置合わせするため、調整こま３０の回動操作が煩雑になっており、カメラモジュールの生産性を低下させるという問題があった。

本発明は、カメラモジュールの製造工程において、とくに本体ホルダ１０にレンズホルダ１１をフォーカス調整して組み付ける工程を効率化し、カメラモジュールの生産性を向上させることを可能にするカメラモジュールの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するため次の構成を備える。
すなわち、受光レンズを支持するレンズホルダを、該レンズホルダの端面に形成された係合溝に、ねじ込みこまに設けたフックを係合させねじ込みこまを回転させて、本体ホルダの筒体部にねじ込み、次いで、前記係合溝にフォーカス調整用の調整こまのフックを係合させ、調整こまを回動させて前記受光レンズをフォーカス位置に位置合わせするカメラモジュールの製造方法において、前記ねじ込みこまを使用して前記レンズホルダを前記筒体部にねじ込みする際に、レンズホルダのねじ込み位置が、該レンズホルダの端面に形成されている係合溝の回転方向位置と前記調整こまの基準位置とが一致するように制御し、前記フォーカス調整操作においては、前記調整こまを前記基準位置で前記レンズホルダに係合させ、前記レンズホルダを正回転方向に回転してフォーカス調整することを特徴とする。

また、前記レンズホルダを前記筒体部にねじ込む際に、前記筒体部の内周に設けたストッパ部と前記レンズホルダの端面との間にスペーサを介装するとともに、ねじ込みこまによりレンズホルダを回動するトルクが所定のトルク値に達した時点でレンズホルダのねじ込み操作を停止し、当該停止時点における前記レンズホルダの筒体部への装着位置を検知することにより、前記スペーサの装着の有無を検知することを特徴とする。
また、前記スペーサの装着の有無を検知した後、前記ねじ込みこまを逆回転方向に回動させて前記レンズホルダに形成されている係止溝の回転方向位置を、前記調整こまの基準位置に位置合わせすることを特徴とする。

本発明に係るカメラモジュールの製造方法によれば、カメラモジュールのホルダに受光レンズを支持するレンズホルダをねじ込み、受光レンズをフォーカス位置に位置合わせして組み立てる際に、効率的にレンズホルダをホルダに組み付けることが可能であり、レンズホルダを高精度にホルダに装着することを可能にするとともに、カメラモジュールの生産性を向上させることができる。

以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面にしたがって詳細に説明する。
図４に、本発明に係るカメラモジュールの製造方法において特徴的な工程である、本体ホルダ１０にレンズホルダ１１を組み付ける工程を示す。なお、本実施形態において組み立てるカメラモジュールの構成は図１に示すカメラモジュールと同一であるので、その構成についての説明は省略する。

図５に、ねじ込みこま３５を用いて本体ホルダ１０の筒体部１０ａにレンズホルダ１１をねじ込みする方法を示す。
本体ホルダ１０の筒体部１０ａにレンズホルダ１１を組み付ける際には、ねじ込みこま３５をレンズホルダ１１の端面１１０に対向させ、端面１１０にねじ込みこま３５を徐々に近づけながら回転させることにより、端面１１０に形成した係合溝１１ｂにねじ込みこま３５のフック３５ａを係合させ、ねじ込みこま３５とともにレンズホルダ１１を回転させて筒体部１０ａにレンズホルダ１１をねじ込み開始する（ステップ４０）。
ねじ込みこま３５を回転させた際に、最初は若干すべりが生じても回転途中でフック３５ａが係合溝１１ｂに係合するから、ねじ込みこま３５とレンズホルダ１１とは一体的に回転してレンズホルダ１１が筒体部１０ａにねじ込まれる。

ねじ込みこま３５の支持軸３５ｂにはねじ込みこま３５を正回転あるいは逆回転させる回動機構（不図示）が設けられ、ねじ込みこま３５を回動させる際のトルクを検知するトルク検知手段、およびねじ込みこま３５の回転量を検知するエンコーダ等の回転検知手段が設けられている。また、回動機構は制御部によりねじ込みこま３５の回転方向および回転量、回転のＯＮ−ＯＦＦが制御される。

ねじ込みこま３５を使用してレンズホルダ１１を筒体部１０ａにねじ込みする操作は、レンズホルダ１１を回転させるトルクがあらかじめ設定された値になったところで停止される（ステップ４１）。本体ホルダ１０とレンズホルダ１１の端面間にはスペーサ１４が介装されるから、レンズホルダ１１がねじ込まれてレンズホルダ１１の端面がスペーサ１４を締め付けるようになると、レンズホルダ１１をねじ込みするトルクが大きくなる。ねじ込みこま３５の回動操作は、ねじ込みこま３５に連繋して設けられたトルク検知手段の検知結果に基づいて制御部により制御される。

なお、スペーサ１４が介装されていない場合には、レンズホルダ１１が筒体部１０ａの基部に突き当てになった状態（レンズホルダ１１が筒体部１０ａ内に沈み込んだ状態）でトルクが発生する。したがって、レンズホルダ１１を回動させるトルクが一定のトルク値になったときのレンズホルダ１１の高さ位置（レンズホルダ１１の端面の位置）を検知することによって、本体ホルダ１０にスペーサ１４が介装されているか否かを検知することができる。ステップ４２は、レンズホルダ１１の高さを検知してスペーサ１４の有無を検知するステップである。

ステップ４２においてスペーサ１４が介装されていないと判定された場合は、当該ワークはこの工程で排除される。
ステップ４２においてスペーサ１４が介装されていると判定されたワークについては、レンズホルダ１１を基準位置まで戻すように軸線のまわりで回動させるレンズホルダ１１の回動角度調節（ステップ４３）がなされる。この回動角度調節は、次工程で受光レンズ１２のフォーカス位置を調整する際に使用する調整こま３０を、従来のような逆回転操作を行わずにレンズホルダ１１の係合溝１１ｂにフック３１を係合させて操作できるようにするためのものである。

すなわち、レンズホルダ１１を筒体部１０ａにねじ込みした状態では、図３(a)〜(d)に示すように、レンズホルダ１１がまちまちな回転方向位置となっているから、レンズホルダ１１がどの回転方向位置で停止していても、調整こま３０の基準位置（フォーカス調整操作で調整こま３０が回転開始する当初位置）に合わせてレンズホルダ１１を位置合わせすることにより、フォーカス調整操作においては調整こま３０を基準位置にセットしておくだけで、逆回転したりすることなく、即座にレンズホルダ１１をねじ込み方向（正回転方向）に回転させてフォーカス調整することが可能になる。
なお、レンズホルダ１１を調整こま３０の基準位置に位置合わせする際には、フォーカス調整時にフォーカスポイントを通過してしまわないよう、レンズホルダ１１を戻し方向（緩める方向）に回転させて位置合わせするように設定する必要がある。

レンズホルダ１１を調整こま３０の基準位置に合わせて戻し回転する場合の回転角度（オフセット角度）ｂは、次のようにして求めることができる。
図３に示すように、ねじ込みこま３５によってレンズホルダ１１をねじ込みした際におけるねじ込みこま３５の累積回転量（回転開始から最終的に停止するまでに回転した角度の積算）をａとし、レンズホルダ１１を調整こま３０の基準位置まで戻すためのオフセット角度をｂとすると、レンズホルダ１１には係合溝１１ｂが９０度間隔に配置されていることを考慮して、（ａ−ｂ）＝９０×ｎ（ｎは自然数）が成り立つ。累積回転角度ａは、ねじ込みこま３５の回転量としてエンコーダから知ることができる。したがって、レンズホルダ１１のオフセット角度ｂは、ｎが最大の自然数となるという条件下で、ｂ＝ａ−９０×ｎとして求めることができる。

図３(a)では、レンズホルダ１１のスペーサ検出（ステップ４２）時における位置とともに、調整こま３０の基準位置におけるフック３１の配置を合わせて示している。レンズホルダ１１をオフセット角度ｂだけねじ込み方向（正回転方向）とは逆方向に回転させることによって、レンズホルダ１１の係合溝１１ｂの位置を調整こま３０のフック３１の位置に一致させることができることがわかる。
レンズホルダ１１をオフセット角度ｂだけねじ込み方向とは逆方向に回転させる操作は、実際には、ねじ込みこま３５によりレンズホルダ１１を筒体部１０ａにねじ込んでスペーサ検出を行う操作に続けて、レンズホルダ１１にねじ込みこま３５を係合させたまま、ねじ込みこま３５を回転角度ｂだけ逆回転させる操作として行うことができる。

制御部では、ねじ込みこま３５の累積回転量を検知し（ステップ４３１）、ねじ込みこま３５の累積回転量からオフセット角度ｂを計算して求め（ステップ４３２）、この検知結果に基づいてねじ込みこま３５の回動機構を制御して、ねじ込みこま３５をオフセット角度ｂだけねじこみ方向と逆方向に回転させることにより、レンズホルダの戻し位置調整を行う（ステップ４３３）。
この戻し位置調整により、図３(a)に示すフック３１の位置にレンズホルダ１１の係合溝１１ｂの位置が位置合わせされ、調整こま３０の基準位置にレンズホルダ１１が位置合わせされる。

レンズホルダ１１の角度調節操作（ステップ４３）は、上述したように、レンズホルダ１１を戻し方向（緩める方向）に回動させてレンズホルダ１１の回転方向位置を調整こま３０の基準位置に位置合わせする方法であるから、次工程のフォーカス調整（ステップ４４）では、調整こま３０の回転方向位置を基準位置に設定しておくだけで、レンズホルダ１１に調整こま３０を対向させて当接することにより、調整こま３０のフック３１がレンズホルダ１１の係合溝１１ｂに係合し、そのまま調整こま３０を正回転（レンズホルダ１１のねじ込み方向）することによって受光レンズ１２のフォーカス調整を行うことができる。

このように、本実施形態のレンズホルダ１１の組み付け方法によれば、本体ホルダ１０の筒体部１０ａにレンズホルダ１１をねじ込んで装着する際に、レンズホルダ１１の回転方向位置を、次工程で使用する調整こま３０の基準位置に合わせて位置合わせしておくことにより、フォーカス調整作業を効率的に行うことが可能となる。
レンズホルダ１１を筒体部１０ａにねじ込みする操作は、スペーサ１４が介装されているか否かの検査を兼ねて行う操作であり、レンズホルダ１１を戻し方向に若干回動させて調整こま３０の基準位置にレンズホルダ１１の回転方向位置を一致させる操作は、スペーサ検出（ステップ４２）と一連の操作として行えるからレンズホルダ１１のねじ込み操作として容易に行うことができる。

そして、フォーカス調整操作（ステップ４４）では、調整こま３０を基準位置にセットしておくだけで即座に調整こま３０を正回転させてフォーカス調整することができるから、受光レンズ１２のフォーカス調整作業がきわめて効率的に行える。
本実施形態では、レンズホルダ１１の回転方向位置を調整こま３０の基準位置に位置合わせする際に、レンズホルダ１１を逆方向（緩み方向）に回転させて位置合わせするから、フォーカス調整時にフォーカスポイントを通過することがなく、確実にフォーカス調整できるという利点もある。

なお、調整こま３０の基準位置（フォーカス調整時に回転開始する回転方向位置）は適宜設定することが可能であり、レンズホルダ１１のオフセット角度ｂは、調整こま３０の基準位置に基づいて求めることができる。
また、上記実施形態ではレンズホルダ１１に設ける係合溝１１ｂを周方向に９０度間隔で設けたが、レンズホルダ１１に設ける係合溝１１ｂの周方向の配置間隔は適宜選択することができる。たとえば、係合溝１１ｂを６０度間隔で配置した場合には、ｂ＝ａ−６０×ｎ（ｎは取り得る最大の自然数）としてオフセット角度を求めて、レンズホルダ１１を調整こま３０の基準位置に位置合わせすることができる。

カメラモジュールの組立方法を示す説明図である。 調整こまを用いたフォーカス調整方法を示す斜視図である。 レンズホルダをねじ込みした状態での配置例を示す説明図である。 レンズホルダをホルダに組み付ける製造工程を示すフロー図である。 ねじ込みこまを用いたねじこみ操作を示す斜視図である。

符号の説明

１０ 本体ホルダ
１０ａ 筒体部
１０ｂ ケーシング部
１０ｃ 開口孔
１０ｄ ストッパ部
１１ レンズホルダ
１１ａ 透過孔
１１ｂ 係合溝
１２ 受光レンズ
１３ ガラスフィルター
１４ スペーサ
２０ 基板
２１ 撮像素子
３０ 調整こま
３１ フック
３５ ねじ込みこま
３５ａ フック

Claims (3)

1. 受光レンズを支持するレンズホルダを、該レンズホルダの端面に形成された係合溝に、ねじ込みこまに設けたフックを係合させねじ込みこまを回転させて、本体ホルダの筒体部にねじ込み、
   次いで、前記係合溝にフォーカス調整用の調整こまのフックを係合させ、調整こまを回動させて前記受光レンズをフォーカス位置に位置合わせするカメラモジュールの製造方法において、
   前記ねじ込みこまを使用して前記レンズホルダを前記筒体部にねじ込みする際に、レンズホルダのねじ込み位置が、該レンズホルダの端面に形成されている係合溝の回転方向位置と前記調整こまの基準位置とが一致するように制御し、
   前記フォーカス調整操作においては、前記調整こまを前記基準位置で前記レンズホルダに係合させ、前記レンズホルダを正回転方向に回転してフォーカス調整することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
2. 前記レンズホルダを前記筒体部にねじ込む際に、前記筒体部の内周に設けたストッパ部と前記レンズホルダの端面との間にスペーサを介装するとともに、ねじ込みこまによりレンズホルダを回動するトルクが所定のトルク値に達した時点でレンズホルダのねじ込み操作を停止し、
   当該停止時点における前記レンズホルダの筒体部への装着位置を検知することにより、前記スペーサの装着の有無を検知す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製造方法。
3. 前記スペーサの装着の有無を検知した後、前記ねじ込みこまを逆回転方向に回動させて前記レンズホルダに形成されている係止溝の回転方向位置を、前記調整こまの基準位置に位置合わせすることを特徴とする請求項２記載のカメラモジュールの製造方法。

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