JP2007047586A - Apparatus and method for adjusting assembly of camera module - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズおよび固体撮像素子の組立調整を行うカメラモジュールの組立調整装置および組立調整方法に関する。 The present invention relates to a camera module assembly adjustment device and an assembly adjustment method for performing assembly adjustment of a lens and a solid-state imaging device.
デジタルカメラや携帯電話等に搭載されるカメラモジュールは、高機能化が進み、高画質の画像を得るために数百万画素といった高い画素数の固体撮像素子が備えられ、また、広角または望遠撮影を可能にするために複数のレンズを駆動させる駆動機構が設けられている。 Camera modules mounted on digital cameras, mobile phones, etc. are becoming more advanced, equipped with a solid-state image sensor with a high pixel count of several million pixels to obtain high-quality images, and wide-angle or telephoto shooting. In order to enable this, a drive mechanism for driving a plurality of lenses is provided.
具体的には、カメラモジュールは、複数のレンズにより構成される光学系、光学系を介して結像される像を電気信号化する撮像素子、複数のレンズを駆動させて像を拡大させるズーム機構、および複数のレンズを駆動させて像の焦点を合わせるフォーカス機構を備えている。 Specifically, the camera module includes an optical system composed of a plurality of lenses, an image sensor that converts an image formed through the optical system into an electrical signal, and a zoom mechanism that drives the plurality of lenses to enlarge the image. And a focus mechanism for driving the plurality of lenses to focus the image.
ズーム機構やフォーカス機構等を備えたカメラモジュールにおいては、その機能が高度化するほどレンズの組立調整が撮像画像に大きな影響を与える。したがって、カメラモジュールの広角または望遠撮影等の機能を十分に引き出すためには、ズーム機構やフォーカス機構により駆動される各レンズ、その他のレンズの光学調整を高精度に行う必要がある。そこで、カメラモジュールの光学系を高精度に組立調整するために、様々な組立装置が提案されている。 In a camera module equipped with a zoom mechanism, a focus mechanism, and the like, the lens assembly adjustment has a greater influence on the captured image as the functions thereof become more sophisticated. Therefore, in order to sufficiently bring out the functions of the camera module such as wide-angle or telephoto shooting, it is necessary to perform optical adjustment of each lens driven by the zoom mechanism and the focus mechanism and other lenses with high accuracy. Accordingly, various assembling apparatuses have been proposed in order to assemble and adjust the optical system of the camera module with high accuracy.
図8は、従来の複合レンズ組立調整装置の一例を示す概略構成図である。特許文献1には、複合レンズ110の各レンズの位置、角度を調整する技術が開示されている。ここでは、光源171から発する光Lを複合レンズ110に照射し、各レンズを透過した光Lの光輪の状態を検出器172により検知し、光輪の状態に基づき各レンズの位置、角度をステージ175により調整するレンズ組立調整装置100が開示されている。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional compound lens assembly adjusting apparatus. Patent Document 1 discloses a technique for adjusting the position and angle of each lens of the
図9は、従来のカメラモジュールのレンズ組立調整装置の一例を示す概略構成図である。特許文献2では、固体撮像素子218が備えられたカメラモジュール210の各レンズの位置、角度を調整する技術が開示されている。ここでは、カメラモジュール210によりチャート251を撮像し、撮像した画像の状態に基づき各レンズの位置、角度をステージ275により調整するレンズ組立調整装置200が開示されている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、複合レンズに元々固体撮像素子が備えられていないので、固体撮像素子を備え付けた後に、再度、組立調整をする必要があった。そのため、固体撮像素子を調整するための新たな装置が必要であり、また、固体撮像素子を調整する時間を要していた。また、各レンズを透過する光を検知する方法であるため、固体撮像素子を備えたカメラモジュールに対して適用することができなかった。 However, in the technique described in Patent Document 1, since the solid-state imaging device is not originally provided in the compound lens, assembly adjustment has to be performed again after the solid-state imaging device is provided. Therefore, a new device for adjusting the solid-state image sensor is necessary, and it takes time to adjust the solid-state image sensor. Moreover, since it is a method of detecting light transmitted through each lens, it could not be applied to a camera module provided with a solid-state imaging device.
また、特許文献2に記載の技術では、レンズ枚数が少ない構成やレンズの動作を伴わない簡単な構造のカメラモジュールに対しては、その機能に見合った光学調整を行うことができたが、高機能化されたカメラモジュールに対しては、その機能に見合った光学調整を行うことができず、本来持ち合わせる性能を十分に引き出すことができなかった。 Further, in the technique described in Patent Document 2, for a camera module having a configuration with a small number of lenses and a simple structure that does not involve the operation of the lens, an optical adjustment corresponding to the function can be performed. For functionalized camera modules, optical adjustments corresponding to the functions could not be performed, and it was not possible to sufficiently bring out the performance originally possessed.
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、レンズおよび固体撮像素子等の組立調整を効率的に行うことができ、また、高精度に行うことができるカメラモジュールの組立調整装置および組立調整方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such a situation, and an assembly adjustment device for a camera module that can efficiently perform assembly and adjustment of a lens, a solid-state imaging device, and the like, and that can be performed with high accuracy. It is an object to provide an assembly adjustment method.
本発明に係るカメラモジュールの組立調整装置は、複数のレンズと、該レンズを介して撮像する固体撮像素子とを備えるカメラモジュールに対して、前記レンズおよび前記固体撮像素子の調整を行うカメラモジュールの組立調整装置であって、光軸調整用の調整光を前記レンズに入射させて、前記レンズを通過した後に反射して戻ってくる反射光の干渉模様を用いて光軸調整を行うレンズ調整手段と、画像調整用のチャートを前記固体撮像素子により撮像し、撮像された前記チャートの画像の状態により前記固体撮像素子および前記レンズの調整を行う画像調整手段と、を含むことを特徴とする。 An apparatus for adjusting and assembling a camera module according to the present invention includes a camera module that adjusts the lens and the solid-state image sensor with respect to a camera module including a plurality of lenses and a solid-state image sensor that images through the lenses. Lens adjustment means for adjusting the optical axis by using an interference pattern of reflected light that is reflected after the light passes through the lens after making adjustment light for adjusting the optical axis incident on the lens. And an image adjustment unit that images the chart for image adjustment with the solid-state imaging device and adjusts the solid-state imaging device and the lens according to the state of the image of the captured chart.
この構成により、レンズおよび固体撮像素子の調整を個別の組立調整装置で行う必要がなく、一個の組立調整装置により調整を行うことができる。すなわち、調整光がレンズを通過した後に戻ってくる反射光を利用することにより、レンズ調整手段をカメラモジュールの前方に配置することができ、また、画像調整用のチャートをカメラモジュールの前方に配置するので、レンズ調整手段と画像調整手段を一つの装置に一体化させることができ、連続してレンズ調整および画像調整を行うことができる。 With this configuration, it is not necessary to adjust the lens and the solid-state imaging device with a separate assembly adjustment device, and the adjustment can be performed with a single assembly adjustment device. In other words, by using the reflected light that returns after the adjustment light passes through the lens, the lens adjustment means can be arranged in front of the camera module, and the image adjustment chart is arranged in front of the camera module. Therefore, the lens adjustment unit and the image adjustment unit can be integrated into one apparatus, and the lens adjustment and the image adjustment can be continuously performed.
また、本発明に係るカメラモジュールの組立調整装置は、前記チャートは、格子模様が描画されていることを特徴とする。 The camera module assembly adjustment apparatus according to the present invention is characterized in that a lattice pattern is drawn on the chart.
この構成により、固体撮像素子によりチャートを撮像することで、格子模様の状態変化を的確に捉えることができるので、固体撮像素子の調整が行いやすい装置となっている。 With this configuration, since the state change of the lattice pattern can be accurately captured by imaging the chart with the solid-state imaging device, the solid-state imaging device is easily adjusted.
また、本発明に係るカメラモジュールの組立調整装置は、前記チャートは、前記レンズに対し遠方に配置された望遠検査用チャートと、前記レンズに対し近接して配置された広角検査用チャートとを含むことを特徴とする。この構成により、広角調査と望遠調査を連続的に行うことができる。 Also, in the camera module assembly adjustment device according to the present invention, the chart includes a telephoto inspection chart disposed far from the lens and a wide-angle inspection chart disposed close to the lens. It is characterized by that. With this configuration, a wide-angle survey and a telephoto survey can be performed continuously.
また、本発明に係るカメラモジュールの組立調整装置は、前記チャートは、前記調整光の光路から外れるように移動自在に配置されていることを特徴とする。この構成により、チャートを移動させるだけで、調整光をレンズに入射させてレンズ調整を行うことができる。また、チャートを所定の位置に戻すことができるので、いつでも、同じ条件で検査を行うことができる。 In the camera module assembly adjustment apparatus according to the present invention, the chart is movably arranged so as to be out of the optical path of the adjustment light. With this configuration, it is possible to perform lens adjustment by allowing adjustment light to enter the lens simply by moving the chart. Moreover, since the chart can be returned to a predetermined position, the inspection can be performed under the same conditions at any time.
また、本発明に係るカメラモジュールの組立調整装置は、前記チャートは、前記調整光が通過する貫通孔が設けられていることを特徴とする。 In the camera module assembly adjustment apparatus according to the present invention, the chart is provided with a through hole through which the adjustment light passes.
この構成により、チャートを移動させないでも調整光をレンズに入射させることができ、レンズ調整を行うことができる。また、チャートを移動することで、微妙な位置変動が生じ、撮影される画像には画像ずれが生じ得るが、チャートが固定されることによって、このような画像ずれが生じないので、画像ずれによる検査判断ミスがなくなる。 With this configuration, adjustment light can be incident on the lens without moving the chart, and lens adjustment can be performed. Further, by moving the chart, subtle position fluctuations may occur, and image shift may occur in the captured image. However, since such image shift does not occur when the chart is fixed, Inspection mistakes are eliminated.
本発明に係るカメラモジュールの組立調整方法は、複数のレンズと、該レンズを介して撮像する固体撮像素子とを備えるカメラモジュールに対して、前記レンズおよび前記固体撮像素子の調整を行うカメラモジュールの組立調整方法であって、光軸調整用の調整光を前記レンズに入射させて、前記レンズを通過した後に反射して戻ってくる反射光の干渉模様を用いて前記レンズの調整を行うレンズ調整工程と、画像調整用のチャートを前記固体撮像素子により撮像し、撮像された前記チャートの画像の状態により前記固体撮像素子および前記レンズの調整を行う画像調整工程と、を含むことを特徴とする。 An assembly adjustment method for a camera module according to the present invention is a camera module that adjusts the lens and the solid-state image sensor with respect to a camera module that includes a plurality of lenses and a solid-state image sensor that images through the lenses. A lens adjustment method for adjusting the lens by using an interference pattern of reflected light that is reflected after returning through the lens after making adjustment light for adjusting the optical axis incident on the lens. And an image adjustment step in which an image adjustment chart is picked up by the solid-state image pickup device, and the solid-state image pickup device and the lens are adjusted according to the state of the picked-up image of the chart. .
この構成により、レンズおよび固体撮像素子の調整を連続的に行うことができる。すなわち、調整光がレンズを通過した後に戻ってくる反射光を利用することにより、レンズ調整手段をカメラモジュールの前方に配置することができ、また、画像調整用のチャートをカメラモジュールの前方に配置するので、カメラモジュールを一箇所に固定した状態のまま、連続してレンズ調整および画像調整を行うことができる。このため、効率的にカメラモジュールの組立調整を行うことができる。 With this configuration, the lens and the solid-state imaging device can be adjusted continuously. In other words, by using the reflected light that returns after the adjustment light passes through the lens, the lens adjustment means can be arranged in front of the camera module, and the image adjustment chart is arranged in front of the camera module. Therefore, it is possible to perform lens adjustment and image adjustment continuously with the camera module fixed in one place. For this reason, the assembly adjustment of the camera module can be performed efficiently.
本発明に係るカメラモジュールの組立調整装置によれば、一つの組立調整装置により各レンズの調整および固体撮像素子の調整を行うことができる。 According to the camera module assembly / adjustment apparatus of the present invention, it is possible to adjust each lens and the solid-state image sensor with one assembly / adjustment apparatus.
また、本発明に係るカメラモジュールの組立調整装置によれば、格子模様の変化を確認することになるので、固体撮像素子の調整が行いやすい。 Further, according to the camera module assembly and adjustment apparatus according to the present invention, since the change in the lattice pattern is confirmed, it is easy to adjust the solid-state imaging device.
また、本発明に係るカメラモジュールの組立調整装置によれば、広角調整と望遠調整を連続して行うことができる。 Moreover, according to the camera module assembly adjustment apparatus of the present invention, wide-angle adjustment and telephoto adjustment can be performed continuously.
また、本発明に係るカメラモジュールの組立調整装置によれば、チャートを移動させるだけで、レンズ調整を行うことができる。 Further, according to the camera module assembly adjustment apparatus of the present invention, it is possible to perform lens adjustment only by moving the chart.
また、本発明に係るカメラモジュールの組立調整装置によれば、チャートを移動させずにレンズ調整を行うことができる。 Further, according to the camera module assembly adjustment apparatus of the present invention, it is possible to perform lens adjustment without moving the chart.
本発明に係るカメラモジュールの組立調整方法によれば、レンズ調整および固体撮像素子調整を連続して行うことができる。 According to the assembly adjustment method for a camera module according to the present invention, lens adjustment and solid-state image sensor adjustment can be performed continuously.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施の形態1>
カメラモジュールには、固体撮像素子の光軸方向と撮像方向が一致している直行型のカメラモジュールと、固体撮像素子の光軸方向と撮像方向が垂直である屈曲型のカメラモジュールがある。
<Embodiment 1>
The camera module includes an orthogonal camera module in which the optical axis direction of the solid-state image sensor and the imaging direction coincide with each other, and a bent camera module in which the optical axis direction of the solid-state image sensor and the imaging direction are perpendicular.
実施の形態1では、直行型のカメラモジュールの組立調整装置について説明する。まず、直行型のカメラモジュールについて図1に基づいて説明する。 In the first embodiment, an assembly adjustment apparatus for a direct camera module will be described. First, a direct camera module will be described with reference to FIG.
図1は、直行型のカメラモジュールの概略構成図である。カメラモジュール10は、複数のレンズ15から構成される光学系と、結像した像を電気信号に変換する固体撮像素子18とから構成されている。固体撮像素子18は、筐体19の底部に設けられ、その前方に光学系が配置されている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a direct camera module. The
筐体19は、ABS樹脂、ポリカーボネート樹脂、または液晶ポリマー等の樹脂からなり、成形や切削等の加工により製作される。カメラモジュール10の筐体19の大きさは、搭載する電子機器の大きさにより制約を受けるので、光学系および固体撮像素子18の大きさにも制約がかかる。したがって、筐体19の内側に収納される光学系は、筐体19の内側に収まる大きさに設計され、また、広角または望遠機能を有するカメラモジュール10では、レンズ15をどのように駆動させても被写体の像が固体撮像素子18の受光範囲内に収まるように設計されている。
The
光学系は、被写体に対して合焦させる機能を有するフォーカス光学系11と、像を変倍させる機能を有するズーム光学系12と、固体撮像素子18に結像される像を調整する調整レンズ13とから構成されている。各光学系は、固体撮像素子18から、調整レンズ13、ズーム光学系12、フォーカス光学系11の順に配置されている。
The optical system includes a focus
フォーカス光学系11およびズーム光学系12は、複数のレンズ15から構成されており、それぞれの光学系を構成する各レンズ15は偏芯量を抑制するように調整され、接着剤(例えば、紫外線硬化タイプの接着剤等)によりレンズホルダ16に固定されている。なお、各レンズ15は球面形状や非球面形状を有しており、必要に応じてガラスまたはプラスチック等の材料により削り出して、あるいは、成型して作製される。
The focus
レンズホルダ16に固定されたレンズ15は、カメラモジュールの外部に設けられる駆動機構によりカメラモジュール10の光軸Jに沿って独立に摺動できるように構成されている。具体的には、カメラモジュール10の外部に設けられたステッピングモータ等の動力がカムやワイヤ等によりレンズホルダ16に伝達されて、レンズ15を駆動するようになっている。
The
固体撮像素子18は、固体撮像素子18の上に結像した光情報を電気信号に変換するものであり、例えば、CCD(Charge Coupled Devices、以下同様)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor、以下同様)と受光素子とを組み合わせたものが固体撮像素子18として用いられている。
The solid-
次に、直行型のカメラモジュール10の組立調整装置の構成について説明する。
Next, the configuration of the assembly adjustment apparatus for the
図2は、直行型のカメラモジュールの組立調整装置の概略構成図である。直行型のカメラモジュール10の組立調整装置30は、フォーカス光学系11およびズーム光学系12の光軸を調整するレンズ調整手段50と、固体撮像素子18の位置、角度を調整する画像調整手段70とを備えており、筐体19にレンズ15や固体撮像素子18等を組み込むときに用いられ、レンズ15や固体撮像素子18等の位置、角度を調整するものである。
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of an assembly adjustment apparatus for a direct camera module. The
レンズ調整手段50は、光軸調整用の調整光Lを発する光源部51と、調整光Lが光学系に入射して反射し戻ってくる反射光を検出する検出部52、およびレンズ15の位置、角度を調整するレンズ調整部55により構成されている。レンズ調整手段50により、フォーカス光学系11のレンズ15やズーム光学系12のレンズ15の位置、角度が調整される。
The
光源部51は、指向性を有する光を発するものである。光源部51から発せられる光は、調整光Lとしてカメラモジュール10の光学系に照射される。光源部51の光源としては、例えば、半導体レーザやHe−Neレーザなどの指向性を有するものが用いられる。なお、指向性を有さないハロゲンランプなどであってもよい。この場合、光源の前にピンホールを設けることによって指向性を有する光源とする。調整光Lは、カメラモジュール10に照射され、フォーカス光学系11やズーム光学系12を通過してオプティカルフラット(不図示)により正反射される。なお、オプティカルフラットとは、光を散乱させないで反射させる平面を有する部品であり、例えば、固体撮像素子18の前面に設けられてある平面状の保護ガラス等である。
The
検出部52は、調整光Lの反射光を略直角に反射させるビームスプリッタ52aと、ビームスプリッタ52aにより反射された調整光Lを検出する検出素子(例えば、撮像素子)を備えた検出器52bから構成されている。ビームスプリッタ52aは、光源部51の前方に配置され、調整光Lを透過させ、カメラモジュール10から反射してくる光を直角に反射させるように配置されている。
The
調整光Lはフォーカス光学系11やズーム光学系12を通過し、オプティカルフラットにより反射して戻ってくるので、検出器52bに映される干渉模様の状態を確認することにより、フォーカス光学系11やズーム光学系12を構成するレンズ15の偏芯度合いを把握することができる。
Since the adjustment light L passes through the focus
レンズ調整部55は、フォーカスレンズ調整部55aとズームレンズ調整部55bとから構成されている。フォーカスレンズ調整部55aは、フォーカス光学系11を構成するレンズ15を組立てるときに、調整光Lの干渉模様の状態に基づきレンズ15の位置、角度を調整するものである。ズームレンズ調整部55bは、ズーム光学系12を構成するレンズ15を組立てるときに、調整光Lの干渉模様の状態に基づきレンズ15の位置、角度を調整するものである。フォーカスレンズ調整部55aまたはズームレンズ調整部55bには、レンズ15を光軸と同方向、または垂直な方向に移動させる位置調整部(不図示)、レンズ15の角度を調整させる角度調整部(不図示)が備えられ、これにより、レンズ15を最適な状態に組立調整できる。
The
画像調整手段70は、画像を調整するために撮像されるチャート71と、撮像された画像の状態により調整レンズ13および固体撮像素子18の位置、角度を調整する画像調整部75により構成されている。画像調整手段70により、調整レンズ13および固体撮像素子18の位置、角度が調整される。
The
図3は、チャートの正面図である。チャート71は、平面シート状であってカメラモジュール10前方に配置される。カメラモジュール10の方向に向いている面側には、カメラモジュール10に撮像される模様が描画されている。そして、チャート71は、カメラモジュール10から離れた位置に1枚、近接した位置に1枚配置されている。
FIG. 3 is a front view of the chart. The
カメラモジュール10から離れた位置(遠方)に配置されているチャート71は、望遠撮影状態に設定して撮像される望遠用チャート71aである。望遠用チャート71aを撮像して調整レンズ13および固体撮像素子18等を組立調整することにより、望遠撮影状態の設定時における画像のぼやけ等を少なくすることができる。
A
カメラモジュール10に近接して配置されるチャート71は、広角撮影状態に設定して撮像される広角用チャート71bである。広角用チャート71bを撮像して調整レンズ13および固体撮像素子18等を組立調整することにより、広角撮影状態の設定時における画像のぼやけ等を少なくすることができる。
A
チャート71には、例えば、格子状の模様が描画されている。格子状の模様が描画されたチャート71を撮像することにより、画像の周辺領域のぼやけ度合いを容易に把握することできるので、画像ぼやけの調整が行い易い。
For example, a lattice pattern is drawn on the
また、格子状の模様は、画像の歪みを容易に把握できるので、歪みの調整を行い易い。例えば、画像調整手段70により、固体撮像素子18の傾きの調整を行い画像周辺部のぼやけを最適化しても、画像全体が歪んでしまう(ディストーション)場合がある。このとき、撮像されるチャート71の模様が不適切なものであれば、ディストーションを見逃してしまう場合があるが、格子状の模様が描画されたチャート71を用いていれば、画像の歪みを容易に把握することができるので、歪みによる画像の乱れを見逃すことなく、適切に画像調整を行うことができる。
Further, since the lattice pattern can easily grasp the distortion of the image, it is easy to adjust the distortion. For example, even if the image adjustment means 70 adjusts the inclination of the solid-
なお、望遠用チャート71aおよび広角用チャート71bは、光源部51とカメラモジュール10との間に設けることが望ましい。チャート71を用いて周辺領域の画像ぼやけの調整するに当たっては、カメラモジュール10とチャート71の間に遮蔽物(例えば、光源部51)があると、チャート71に適切に焦点が合わないので、撮像される画像自体がぼやけてしまう場合があるからである。
The
この場合、光源部51から発する調整光Lがチャート71により遮られカメラモジュール10に届かないので、各チャート71に調整光Lが通過するための貫通孔71hが設けられる。
In this case, since the adjustment light L emitted from the
または、調整光Lの光路を回避するように、チャート71を移動可能に設けてもよい。この場合、チャート71を移動させる度にチャート配置が変化しないように、ガイドに沿って移動させるようにするのが好ましい。これにより、チャート71の移動によって撮像される画像の位置変化が抑えられるため、調整レンズ13および固体撮像素子18等の組立調整は常に同じ条件で行うことができる。
Alternatively, the
画像調整部75は、調整レンズ調整部75aと固体撮像素子調整部75bとから構成されている。調整レンズ調整部75aは、筐体19に組み込まれた調整レンズ13を調整するときに、撮像されたチャート71の画像状態に基づき調整レンズ13の位置、角度を調整するものである。固体撮像素子調整部75bは、筐体19に組み込まれた固体撮像素子18を調整するときに、撮像されたチャート71の画像状態に基づき固体撮像素子18の位置、角度を調整するものである。調整レンズ調整部75aには、レンズ15を光軸と同方向、または垂直な方向に移動させる位置調整部(不図示)、レンズ15の角度を調整させる角度調整部(不図示)が備えられ、これにより、レンズ15を最適な状態に配置できる。固体撮像素子調整部75bには、固体撮像素子18の位置を調整する位置調整部(不図示)、角度を調整させる角度調整部(不図示)が備えられ、これにより、固体撮像素子18を最適な状態に配置できる。
The
この構成により、直行型のカメラモジュール10の組立てにおいて、レンズ15、および固体撮像素子18の光軸調整を簡単にできるので、カメラモジュール10の組立生産効率が向上する。
With this configuration, since the optical axes of the
<実施の形態2>
次に、直行型のカメラモジュールの組立調整方法について図1乃至図4に基づいて説明する。
<Embodiment 2>
Next, a method for assembling and adjusting the direct camera module will be described with reference to FIGS.
図4は、直行型のカメラモジュールの組立調整方法の組立調整工程図である。カメラモジュール10の組立調整は、カメラモジュール10の光軸Jを設定する光軸設定工程(S1)、カメラモジュール10の光軸Jに対してフォーカス光学系11、ズーム光学系12、および調整レンズ13の光軸を合わせる光軸調整工程(S2〜S6)、および撮像された画像を確認しながら固体撮像素子18と調整レンズ13の位置、角度を調整する画像調整工程(S7〜S11)からなる。
FIG. 4 is an assembly adjustment process diagram of the assembly adjustment method of the direct camera module. The assembly adjustment of the
光軸設定工程(S1)は、光学系を構成するレンズ15等の光学部品を組立る際の基準となる基準光軸を設定する工程である。まず、カメラモジュール10の組立調整装置30において、調整光Lが所定の光路を通過するように基準光軸を設定する(S1)。具体的には、光源部51の調整光Lを所定の位置から発生させて、図示しない反射板(調整光Lに垂直なミラー)に照射させ、反射板から反射してきた反射光をビームスプリッタ52aにより直角に反射させて、検出部52の所定の位置に戻ってくるように設定する。これによって、調整光Lの光路がカメラモジュール10の光学部品(固体撮像素子18、レンズ15等)の配置の基準となる基準光軸として設定される。
The optical axis setting step (S1) is a step of setting a reference optical axis that serves as a reference when assembling optical components such as the
光軸調整工程(S2〜S6)では、固体撮像素子18、フォーカス光学系11を構成するレンズ15、ズーム光学系12を構成するレンズ15、および調整レンズ13の光軸を基準光軸に一致するように調整する。
In the optical axis adjustment step (S2 to S6), the optical axes of the solid-
まず、固体撮像素子18の中心位置および角度を調整して固体撮像素子18を配置する(S2)。具体的には、固体撮像素子18は、調整光Lが受光面の中心に垂直に入射するように配置される。これによって、固体撮像素子18の光軸と基準光軸とが一致する。
First, the solid-
次に、基準光軸に対してフォーカス光学系11を構成するレンズ15、ズーム光学系12を構成するレンズ15、調整レンズ13を組み込む。このとき、フォーカス光学系11の調整(S3)、ズーム光学系12の調整(S4)、調整レンズ13の調整(S5)を行う。ここでは、各光学系のレンズ15を透過する透過光が固体撮像素子18の中心に位置し、また検出部52に戻ってくる反射光が所定の位置にくるように、それぞれのレンズ15の位置角度を調整する。また、検出器52bにより検出される反射光の干渉模様が同心円状に均等になるように、各光学系のレンズ15の位置、角度の調整をする。すなわち、透過光は、図示しないオプティカルフラット面(例えば、固体撮像素子18の保護ガラス)で反射し、ビームスプリッタ52aにより直角に反射し検出器52b(CCDカメラ等)により検出されることから、透過光が透過するレンズ15の傾き等により、検出器52bにより検出される反射光の干渉模様に歪みが生じることになるので、干渉模様の歪みがなくなるようにレンズ15等を調整することにより、各光学系を最適な状態に配置することができる。
Next, the
また、フォーカス光学系11およびズーム光学系12においては、各光学系を構成するレンズ15を駆動させて、透過光が固体撮像素子18に照射するスポットの位置が変化しないか確認し、変化する場合には、各レンズ15の位置、角度を調整する。また、検出器52bにより検出される反射光のスポットの位置、形状、干渉模様が変化しないか確認をし、変化する場合には、各レンズ15の位置、角度を調整する(S3:NO、S4:NO)。すなわち、フォーカス光学系11またはズーム光学系12のレンズ15を駆動させても、基準光軸の光路が変化しないようにレンズ15の位置、角度を調整する。
Further, in the focus
また、調整レンズ13の組み込みの際に、位置、角度の調整が行われるが、フォーカス光学系11およびズーム光学系12の調整後に、再度、調整を行ってもよい。
Further, the adjustment of the position and the angle is performed when the
なお、図4の組立調整工程図では、各調整をフォーカス光学系11の調整(S3)、ズーム光学系12の調整(S4)、調整レンズ13の調整(S5)の順に行う工程を示しているが、フォーカス光学系11の調整(S3)、ズーム光学系12の調整(S4)、または調整レンズ13の調整(S5)のいずれを先に調整を行ってもよい。 In the assembly adjustment process diagram of FIG. 4, the adjustment is performed in the order of adjustment of the focus optical system 11 (S3), adjustment of the zoom optical system 12 (S4), and adjustment of the adjustment lens 13 (S5). However, any of the adjustment of the focus optical system 11 (S3), the adjustment of the zoom optical system 12 (S4), or the adjustment of the adjustment lens 13 (S5) may be performed first.
また、ズーム光学系12およびフォーカス光学系11を構成するレンズ15の調整が完了した後、各レンズ15をレンズホルダ16に接着剤(例えば、紫外線硬化タイプの接着剤)等により固定する(S6)。このとき、接着剤の硬化によりレンズ15の位置、角度がずれてしまうことがあるので、透過光や反射光のスポット位置/干渉模様が変化していないことを確認しておく。
Further, after the adjustment of the
画像調整工程(S7〜S11)では、検査用のチャート71をカメラモジュール10で撮像し、撮像された画像の状態を確認することにより、調整レンズ13および固体撮像素子18の調整を行う。フォーカス光学系11、ズーム光学系12、および調整レンズ13の調整により基準光軸上において最適化されているが、基準光軸の周辺領域においては一部ぼやけた画像となっているので、周辺領域の画像を調整するために、調整レンズ13および固体撮像素子18の調整が行われる。そこで、基準光軸の周辺領域の撮像状態を確認するために、所定の広さを有した格子状模様が描画されたチャート71を撮像して撮像された画像の周辺領域のぼやけ、歪みを確認することにより、調整レンズ13または固体撮像素子18の調整が行われる。
In the image adjustment process (S7 to S11), the
また、ズーム機能を有するカメラモジュール10においては、ズーム光学系12を広角撮影状態に設定して、広角検査用チャート71bを撮像し、撮像された画像を確認することにより、調整レンズ13または固体撮像素子18の調整が行われる。また、ズーム光学系12を望遠撮影状態に設定して、望遠検査用チャート71aを撮像し、撮像された画像を確認することにより、調整レンズ13または固体撮像素子18の調整が行われる。すなわち、ズーム機能を有するカメラモジュール10においては、通常状態において撮像される画像に比べ、望遠状態または広角状態において撮像される画像が悪化する場合があるので、ズーム光学系12を望遠状態または広角状態に設定して、調整レンズ13または固体撮像素子18の調整が行われる。
In the
広角撮影状態に設定した場合における画像調整では、まず、ズーム光学系12を広角撮影状態に設定し、広角検査用チャート71bをカメラモジュール10の前方に配置し、広角検査用チャート71bを撮像して画像の状態を確認しながら、周辺領域のぼやけ、歪みのない画像となるように、調整レンズ13または固体撮像素子18の調整が行われる(S7)。調整後に再度、広角検査用チャート71bを撮像して画像の問題点が解消されているか確認し(S8)、解消された場合(S8:YES)には、次の作業へ進む。画像の問題点が解消されない場合(S8:NO)には、再度調整レンズ13または固体撮像素子18の調整を行う。
In the image adjustment when the wide-angle shooting state is set, first, the zoom
望遠撮影状態に設定した場合における画像調整では、まず、ズーム光学系12を望遠撮影状態に設定し、望遠検査用チャート71aをカメラモジュール10の遠方に配置し、望遠検査用チャート71aを撮像して画像を確認しながら、周辺領域のぼやけ、歪みのない画像となるように、調整レンズ13または固体撮像素子18の調整が行われる(S9)。調整後に再度、望遠検査用チャート71aを撮像して画像の問題点が解消されているか確認し(S10)、解消された場合(S10:YES)には、次の作業へ進む。画像の問題点が解消されない場合(S10:NO)には、再度、調整レンズ13または固体撮像素子18の調整を行う。
In the image adjustment when the telephoto shooting state is set, first, the zoom
次に、調整レンズ13および固体撮像素子18を接着剤(例えば、紫外線硬化タイプの接着剤)等によりカメラモジュール10のレンズホルダ16または筐体19に固定する(S11)。
Next, the
なお、図4の組立調整工程図では、調整レンズ13の調整を行い、その後、固体撮像素子18の調整を行っている工程を示しているが、いずれの調整を先に行ってもよい。また、広角撮影状態での画像調整または望遠撮影状態での画像調整は、いずれを先に行ってもよい。
In the assembly adjustment process diagram of FIG. 4, the
<実施の形態3>
実施の形態3では、屈曲型のカメラモジュールの組立調整装置について説明する。
<
In the third embodiment, an assembly adjustment apparatus for a bent camera module will be described.
まず、屈曲型のカメラモジュールについて図5に基づいて説明する。図5は、屈曲型のカメラモジュールの概略構成図である。カメラモジュール10は、撮像方向の光軸を直角に屈曲させる屈曲光学系21と、複数のレンズ15から構成される光学系と、結像した像を電気信号に変換する固体撮像素子18とから構成されている。固体撮像素子18は、筐体19の底部に設けられ、その前方に被写体を固体撮像素子18に結像させる光学系が配置され、さらにその前方に、屈曲光学系21が設けられている。
First, a bending type camera module will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a bent camera module. The
筐体19、光学系および固体撮像素子18の構成は、実施の形態1と同様であるので、同じ符号を付し、その説明を省略する。
Since the structure of the housing | casing 19, an optical system, and the solid-
屈曲光学系21は、光軸を略90度方向変換させるミラー22を有している。これにより、被写体からの反射光は、略90度方向変換させて光学系を介して固体撮像素子18に導かれる。したがって、固体撮像素子18の光軸方向に対して垂直な方向の撮像ができる。
The bending
具体的には、屈曲型のカメラモジュール10は、厚み方向に制限がある携帯電話や薄型カメラに搭載されている。高機能化されたカメラモジュール10は、複数のレンズ15が組み合わさり光学系が大きくなり、その分、撮像方向に対して厚みが増加し、薄型化した電子機器に搭載できなかったが、屈曲型のカメラモジュール10は光学系が撮像方向に対して垂直に配置され撮像方向に厚みが増加しないので、薄型化した電子機器に搭載できる。
Specifically, the
次に、屈曲型のカメラモジュール10の組立調整装置の構成について説明する。
Next, the configuration of the assembly adjustment apparatus for the
図6は、屈曲型のカメラモジュールの組立調整装置の概略構成図である。屈曲型のカメラモジュール10の組立調整装置30は、屈曲光学系21、フォーカス光学系11およびズーム光学系12の光軸を調整するレンズ調整手段50と、固体撮像素子18の位置、角度を調整する画像調整手段70とを備えており、筐体19にミラー22、レンズ15、固体撮像素子18等を組み込むときに用いられ、ミラー22、レンズ15、固体撮像素子18等の位置、角度を調整するものである。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an assembling and adjusting apparatus for a bent camera module. The
レンズ調整手段50は、光軸調整用の調整光Lを発する光源部51と、調整光Lが光学系に入射して反射し戻ってくる反射光を検出する検出部52、および、ミラー22とレンズ15の位置、角度を調整するレンズ調整部55により構成されている。レンズ調整手段50により、ズーム光学系12のレンズ15、フォーカス光学系11のレンズ15、屈曲光学系21のミラー22等の位置、角度が調整される。
The lens adjustment means 50 includes a
光源部51および検出部52は、実施の形態1の同様の構成であるので説明を省略する。
Since the
レンズ調整部55は、ミラー調整部55cと、フォーカスレンズ調整部55aと、ズームレンズ調整部55bとから構成されている。ミラー調整部55cは、屈曲光学系21を構成するミラー22を組立てるときに、調整光Lの反射戻り位置に基づきミラー22の位置、角度を調整するものである。フォーカスレンズ調整部55aは、フォーカス光学系11を構成するレンズ15を組立てるときに、調整光Lの干渉模様の状態に基づきレンズ15の位置、角度を調整するものである。ズームレンズ調整部55bは、ズーム光学系12を構成するレンズ15を組立てるときに、調整光Lの干渉模様の状態に基づきレンズ15の位置、角度を調整するものである。
The
ミラー調整部55cには、ミラー22の位置を移動させる位置調整部(不図示)、ミラー22の傾きを調整する角度調整部(不図示)が備えられ、これにより、ミラー22を基準光軸に対して適切な状態に配置できる。フォーカスレンズ調整部55aまたはズームレンズ調整部55bには、レンズ15を光軸と同方向、または垂直な方向に移動させる位置調整部(不図示)、レンズ15の角度を調整させる角度調整部(不図示)が備えられ、これにより、レンズ15を最適な状態に配置できる。
The
画像調整手段70は、チャート71の画像の状態を確認しながらカメラモジュール10の調整レンズ13および固体撮像素子18の位置、角度を調整するものであり、構成は実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
The image adjusting means 70 adjusts the positions and angles of the adjusting
この構成により、屈曲型のカメラモジュール10の組立てにおいて、ミラー22、レンズ15、および固体撮像素子18の光軸調整を簡単にできるので、カメラモジュール10の組立生産効率が向上する。
With this configuration, the optical axis of the
<実施の形態4>
次に、屈曲型のカメラモジュールの組立調整方法について図5乃至図7に基づいて説明する。
<Embodiment 4>
Next, a method for assembling and adjusting the bent camera module will be described with reference to FIGS.
図7は、屈曲型のカメラモジュールの組立調整方法の組立調整工程図である。カメラモジュール10の組立調整は、カメラモジュール10の光軸Jを設定する光軸設定工程(S1)、カメラモジュール10の光軸Jに対して屈曲光学系21、フォーカス光学系11、ズーム光学系12、および調整レンズ13の光軸を合わせる光軸調整工程(S2A〜S6)、および撮像された画像を確認しながら固体撮像素子18と調整レンズ13の位置、角度を調整する画像調整工程(S7〜S11)からなる。光軸調整工程および画像調整工程は、実施の形態1に係るカメラモジュール10の組立調整方法と同様であるので、説明を省略する。
FIG. 7 is an assembly adjustment process diagram of the bending camera module assembly adjustment method. The assembly adjustment of the
光軸設定工程(S1)は、光学系を構成するレンズ15等の光学部品を組立る際の基準となる基準光軸を設定する工程である。まず、カメラモジュール10の組立調整装置30において、調整光Lが所定の光路を通過するように基準光軸を設定する(S1)。具体的には、光源部51の調整光Lを所定の位置から発生させて、図示しない第一反射板(調整光Lに垂直なミラー)に照射させ、反射板から反射してきた反射光をビームスプリッタ52aにより直角に反射させて、検出部52の所定の位置に照射されるように設定する。これによって、調整光Lの光路がカメラモジュール10の光学部品(固体撮像素子18、レンズ15等)の配置の基準となる基準光軸として設定される。
The optical axis setting step (S1) is a step of setting a reference optical axis that serves as a reference when assembling optical components such as the
光軸調整工程(S2A〜S6)では、屈曲光学系21、固体撮像素子18、フォーカス光学系11を構成するレンズ15、ズーム光学系12を構成するレンズ15、および調整レンズ13の光軸を基準光軸に一致するように調整する。
In the optical axis adjustment step (S2A to S6), the bending
まず、基準光軸に対して屈曲光学系21のミラー22の位置、角度を調整して、屈曲光学系21を配置する(S1B)。具体的には、屈曲光学系21を配置し、光源部51から発する調整光Lがミラー22により反射した反射光を図示しない第二反射板(調整光Lに垂直なミラー)に照射させ、第二反射板から反射してきた反射光をミラー22を介してビームスプリッタ52aにより直角に反射させて、検出部52の所定の位置に照射されるように設定する。第二反射板は、基準光軸上に配置される屈曲光学系21から直角な位置に配置され、屈曲光学系21から直角に反射された反射光を正反射させるものである。すなわち、第二反射板は、屈曲光学系21が調整光Lを正確に90度方向反射させているか否かを確認するためのものである。
First, the bending
なお、先にカメラモジュール10の筐体19に屈曲光学系21のミラー22を固定した場合には、基準光軸に合わせて筐体19を配置することもできる。しかしながら、この場合、ミラー22が必ずしも筐体19の主軸に対して45度に配置されるとは限らないため、筐体19が基準光軸に対して斜めに配置されてしまうこともあるので、その後のレンズ15等の配置が全体的に筐体19の主軸に対して斜めに配置されることになり、筐体19の主軸と光学系の基準光軸がずれてしまう。また、筐体19の主軸と光学系の基準光軸がずれた場合には、レンズ15の配置調整に限界が生じ、十分に光学系の調整ができない。そのため、屈曲系のミラー22は、筐体19に固定する前に基準光軸に対して配置調整することが好ましい。
When the
なお、固体撮像素子18、フォーカス光学系11、ズーム光学系12、および調整レンズ13の光軸調整工程(S2B〜S6)は、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。また、画像調整工程(S7〜S11)は、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
Note that the optical axis adjustment steps (S2B to S6) of the solid-
10 カメラモジュール
13 調整レンズ
15 レンズ
18 固体撮像素子
30 組立調整装置
50 レンズ調整手段
70 画像調整手段
71 チャート
71a 望遠検査用チャート
71b 広角検査用チャート
71h 貫通孔
L 調整光
DESCRIPTION OF
Claims (6)
光軸調整用の調整光を前記レンズに入射させて、前記レンズを通過した後に反射して戻ってくる反射光の干渉模様を用いて光軸調整を行うレンズ調整手段と、画像調整用のチャートを前記固体撮像素子により撮像し、撮像された前記チャートの画像の状態により前記固体撮像素子および前記レンズの調整を行う画像調整手段と、を含むことを特徴とするカメラモジュールの組立調整装置。 An assembly adjustment device for a camera module that adjusts the lens and the solid-state imaging device with respect to a camera module including a plurality of lenses and a solid-state imaging device that images through the lenses,
Lens adjustment means for adjusting the optical axis by using an interference pattern of reflected light that is incident after the adjustment light for adjusting the optical axis is incident on the lens and passes through the lens and then returns, and an image adjustment chart And an image adjusting means for adjusting the solid-state imaging device and the lens according to the state of the image of the chart that has been picked up by the solid-state imaging device.
光軸調整用の調整光を前記レンズに入射させて、前記レンズを通過した後に反射して戻ってくる反射光の干渉模様を用いて前記レンズの調整を行うレンズ調整工程と、画像調整用のチャートを前記固体撮像素子により撮像し、撮像された前記チャートの画像の状態により前記固体撮像素子および前記レンズの調整を行う画像調整工程と、を含むことを特徴とするカメラモジュールの組立調整方法。 An assembly adjustment method for a camera module that adjusts the lens and the solid-state image sensor with respect to a camera module including a plurality of lenses and a solid-state image sensor that images through the lenses,
A lens adjustment process for adjusting the lens by using an interference pattern of reflected light that is reflected after the light is incident on the lens and is reflected after passing through the lens. An image adjustment step of imaging a chart with the solid-state imaging device and adjusting the solid-state imaging device and the lens according to the state of an image of the captured chart.
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-
2005
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