JP2008046630A - カメラモジュールの組立装置及びその組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズが固定されるバレルと、イメージセンサが実装されたプリント配線基板が固定されるハウジングとをねじ結合させてカメラモジュールを組み立てる場合に生じる諸問題を解消すること。
【解決手段】カメラモジュール１００の組立装置２００は、四角枠状に構成されて、上端部にジグ２０２が水平に連結された支持フレーム２０１と、前記支持フレーム２０１の内部に垂直に多段をなして設置され、プリント回路基板を３軸方向に調整する複数のステージ２１０，２２０，２３０と、前記ステージ２３０の一端部側から突出して延びるよう設けられ、その延長端部側にプリント回路基板が装着される基板ホルダー２４０と、前記ジグの開口部位に固定され、中央部にバレル一体型のハウジングが装着されるジグ組立体２５０と、を含む。
【選択図】図８

Description

本発明は、カメラモジュールの焦点調整を伴うカメラモジュールの組立装置及び組立方法に関する。

現在、携帯電話及びＰＤＡのような携帯用端末機では、その技術の最近の発展に伴って、単純な電話機能だけでなく、音楽、映画、ＴＶ、ゲームなどの機能も組み込まれ、マルチコンバージェンスが図られている。このようなマルチコンバージェンスへの展開としては、カメラモジュールを組み込むことが最も代表的なものの１つである。このようなカメラモジュールは、既存の３０万画素（ＶＧＡクラス）から現在の８００万画素への高画素化が進んでおり、さらに、オートフォーカシング（ＡＦ）、光学ズーム（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｚｏｏｍ）などのような多様な付加機能の実現が図られている。

一般に、カメラモジュール（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｃａｍｅｒａ Ｍｏｄｕｌｅ：ＣＣＭ）は小型で、カメラ付き携帯電話やＰＤＡ、スマートフォンを始めとする携帯用移動通信機器の多様な形態のＩＴ機器に適用されており、最近では、消費者の様々な好みに合わせて、小型のカメラモジュールの装着された種々の機器が市場に現れてきているのが実情である。

このようなカメラモジュールは、ＣＣＤやＣＭＯＳなどのイメージセンサを主な部品として製作されており、前記イメージセンサに事物のイメージを集光させて、そのイメージを、イメージセンサを通じて機器内のメモリ上にデータとして保存する。保存されたデータは、機器内のＬＣＤ又はＰＣモニタなどのディスプレイ媒体を通じて映像を表示するのに用いられる。

通常のカメラモジュールは、代表的にＣＯＢ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｂｏａｒｄ）、ＣＯＦ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｆｌｅｘｉｂｌｅ）などの方式により製作される。以下、図面を参照してその構造の概略を説明する。

図１は、従来のＣＯＦ方式のカメラモジュールの組立斜視図であり、図２は、図１のＣＯＦ方式のカメラモジュールの断面図である。

図１に示すように、従来のカメラモジュール１は、レンズを介して入った映像信号を電気的信号に変換するイメージセンサ３が底面に支持されるハウジング２と、前記イメージセンサ３に被写体の映像を結像させる機能を果たすレンズ群４が内部に多段に配置されるバレル５とが結合されて構成されている。

前記ハウジング２の下部には、ＣＣＤ又はＣＭＯＳからなるイメージセンサ３を駆動するための電気部品であるコンデンサー（ｃｏｎｄｅｎｓｏｒ）や抵抗（ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）などを含むチップ部品が搭載された実装用基板（ＦＰＣＢ）６が結合される。

このように構成された従来のカメラモジュール１では、実装用基板（ＦＰＣＢ）６に複数の回路部品が実装された状態で実装用基板６とイメージセンサ３との間に異方導電性フィルム（ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｌｉｍ）８を挿入し、熱と圧力を加えて、実装用基板６とイメージセンサ３との電気的な接続が確保されるように接着固定し、その反対面にＩＲフィルタ７をはり付ける。

また、複数のレンズ群４の内蔵されたバレル５とハウジング２とをねじ結合によって仮結合させた状態で、上述のように、既組立の実装用基板６がハウジングの底面に別途の接着剤によって接着固定される。

一方、前記イメージセンサ３が取り付けられた実装用基板６とバレル５が結合されたハウジング２との接着固定後に、前記バレル５の前方の一定の距離の位置に被写体（解像度チャート）を配置して焦点調整が行われる。前記カメラモジュール１のこの焦点調整は、ハウジング２にねじ結合されたバレル５を回転させることによってバレル５を垂直方向に移動させることにより、レンズ群４とイメージセンサ３との間の距離を調節することによって行われる。

このとき、前記被写体の距離を、約５０ｃｍから無限までとして焦点調整が行われ、最終的に焦点調整が完了した後には、ハウジング２とバレル５との間に接着剤が注入されて焦点が合せられた状態で両者が接着固定される。

しかしながら、上述の構成には、前記レンズ群４が装着されたバレル５をハウジング２と組み立てた後、イメージセンサ３に結ばれる像の焦点を調整するために、ハウジング２にねじ結合されたバレル５を左右に回転させて垂直移動させるとき、前記ハウジング２とバレル５とのねじ結合部位の摩擦により発生するパーティクルなどの異物が、ＩＲフィルタ７又はイメージセンサ３の上面に落ちて、前記イメージセンサ３の受光領域上に位置することによる異物不良が発生するという短所がある。

そして、前記実装用基板６とハウジング２との組立基準は、ＩＲフィルタ７によって決定され、前記ＩＲフィルタ７は、イメージセンサ３とレンズ群４との中心を合せる重要な機能を果たすが、前記ＩＲフィルタ７の装着位置は、異物不良に大きな影響を及ぼす。

すなわち、ＩＲフィルタ７の装着位置がイメージセンサ３に近いほど、ＩＲフィルタ７の上面に落ちた異物が検出像に影響を与えやすく、これと反対にＩＲフィルタ７がイメージセンサ３から遠ざかるほど、異物による影響がでにくくなるから、前記ＩＲフィルタ７とイメージセンサ３との距離を適切に維持し得るようにするカメラモジュールの設計が必要である。

一方、図３と図４は、従来のＣＯＢ方式により製作されるカメラモジュールを示す図であり、図３は、従来のＣＯＢ方式のカメラモジュールを概略的に示す断面図であり、図４は、図３のＣＯＢ方式のカメラモジュールの分解斜視図であって、従来のカメラモジュール１０は、ＣＣＤやＣＭＯＳのイメージセンサ１２がワイヤボンディング方式によって装着されたプリント基板１１がプラスチック材質のハウジング１３の下部に結合され、前記ハウジング１３の上部に延びた鏡筒１４に、下部に円筒形本体１５が延びたレンズバレル１６が結合されることにより製作される。

前記カメラモジュール１０では、鏡筒１４の内周面に形成された雌ネジ部１４ａと円筒形本体１５の外周面に形成された雄ネジ部１５ａとのねじ結合によりハウジング１３とレンズバレル１６とが相互に結合される。

このとき、前記プリント基板１１の上方、すなわちレンズバレル１６の下端部に装着されたレンズＬと前記プリント基板１１の上面に装着されたイメージセンサ１２との間にはＩＲフィルタ１８が結合され、それによって、イメージセンサ１２に入射する過度な長波長の赤外線が遮断される。

上記のように組立てられたカメラモジュールでは、特定の事物から入射する光がレンズＬを通過して、イメージセンサ１２の表面に反転像が結像されるが、このとき、ねじ結合によってハウジング１３の上端に締結されたレンズバレル１６を回転させて焦点が最適に合わせられたところでハウジング１３とレンズバレル１６との間に接着剤を注入してハウジング１３とレンズバレル１６とを接着固定させることによって、最終的なカメラモジュール製品が生産される。

このように、２種類（ＣＯＢ、ＣＯＦ）のカメラモジュールの組立方式は、ハウジング２、１３の上端の開口部を介してバレル５、１６が挿入されて、両部材の内・外周面に形成された雌・雄ねじ部を利用したねじ結合により両部材が結合され、前記ハウジング２、１３の上端でのバレル５、１６の回転による高さ調整によって、前記バレル５、１６内のレンズＬとプリント回路基板６、１１に実装されたイメージセンサ３、１２との間の焦点調整が行われる点で共通している。

したがって、前述の組立方式により製作される従来のカメラモジュールでは、前記ハウジング２、１３とバレル５、１６とが、垂直方向に並ぶように結合されるとき、雌ねじ部と雄ねじ部とが、ずれた角度で噛み合わされると、ネジ山が潰されるか、又は雌ねじ部と雄ねじ部との摩擦によりその結合部位が摩耗して組立精度が顕著に低下し、また微細なパーティクルが発生して異物不良が発生する等の問題が指摘されている。

また、ハウジング２、１３の上部に装着されたレンズバレル５、１６を回転させて焦点調整を行っている時や、ハウジング２、１３が左、右に揺れた時にも、ハウジング２、１３とレンズバレル５、１６との間でパーティクルが発生し、このようにして発生したパーティクルはＩＲフィルタ７、１８の上面又はイメージセンサ３、１２の受光領域に落ちるしかないので、イメージセンサ１２を介したイメージの再現時の欠陥として現れるという短所がある。

さらに、前記ハウジング２、１３とバレル５、１６とをねじ結合させると、バレル５、１６を回転させたときに、バレル５、１６が螺旋状の接触面に沿って動くことになるため、バレル５、１６に形成された螺旋の角度によってはレンズの傾き（ｔｉｌｔ）が発生する場合があるという問題点がある。

そこで、本発明は、従来のカメラモジュール及びその組立過程で生じる可能性があることが指摘されている前記諸短所と問題点に鑑みて創案されたものであって、その目的は、前記諸短所と問題点を解消することができるカメラモジュールの組立装置及び組立方法を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、カメラモジュールの量産性を向上させ、部品個数を減らしてモジュールの製品単価を下げることができるようにしたカメラモジュールの組立装置及び組立方法を提供することにある。

上記の目的を達成すべく、本発明に従って組み立てられるカメラモジュールは、モジュール組立用ジグに固定された状態で内部に複数のレンズおよびＩＲフィルタが順次多段に配置されるように結合されるバレル一体型ハウジングと、中央部にイメージセンサが実装された状態で前記ハウジングの下部に密着するように結合されて、左右の水平方向の調節と垂直方向の調節及び角度の調節などの３軸調整をされるイメージセンサモジュールと、を含む。

前記ハウジングは、上・下開口部が形成されて、上部に円筒形のバレルが一体に延びるように設けられ、前記バレルの内部に圧入リングによって固定される少なくとも一つ以上のレンズとＩＲフィルタが順次多段に配置される結合され、下端の開口部にイメージセンサが実装されたプリント回路基板が密着するように結合される。

本発明に従って組み立てられるカメラモジュールでは、バレル一体型ハウジングの下部に密着させられるプリント回路基板の左右移動と、密着結合程度に呼応する、イメージセンサとハウジングから延びたバレル内のレンズとの間隔調整によって焦点調整が行われることによって、前記バレル内のレンズを常に水平状態に維持することができるので、正確かつ容易に焦点調整を行うことができるということに技術的特徴がある。

ここで、前記圧入リングは、その外周面が密着するバレル内壁面との間の空間に接着剤が注入硬化されることによって、前記レンズの離脱を防止するとともに、前記レンズの下部に装着可能なＩＲフィルムを固定する。

次に、本発明の他の目的を達成すべく、本発明に係るカメラモジュールの組立装置は、底面から所定高さにジグを支持する支持フレームと、前記支持フレーム上のジグに装着され、中央部にバレル一体型のハウジングが固定されるジグ組立体と、前記支持フレーム内に相互に連動可能に設置されるｘ−ｙステージ、ｚステージ及びゴニオ（ｇｏｎｉｏ）ステージと、前記ゴニオステージの一端から突出して設けられた基板ホルダーと、を含む。

前記支持フレーム内に設置される各ステージは、各々プリント回路基板の平面移動、垂直な光軸方向の移動及び基板自体の傾きの調整を行い、前記ゴニオステージから延びた基板ホルダーと個別的に連動させられ、それによって、各ステージに備えられた調整ノブを利用して、基板ホルダーを移動させることができるようにしている。

このとき、前記基板ホルダーは、ホルダーの前方に一対の調整ピンを延びるように設けて、前記調整ピンによって基板を固定するようにするか、一対の吸込ノズルを延びるように設けてその端部に密着させられたプリント回路基板の底面を吸着することによって、基板を固定するようにすることができる。

そして、本発明のさらに他の目的を達成すべく、本発明に係るカメラモジュールの組立方法は、バレル一体型のハウジングをジグ組立体に固定して、前記ジグ組立体を支持フレーム上のジグに装着するステップと、前記ハウジング内に複数のレンズ及びＩＲフィルタを挿入するステップと、前記支持フレーム内に設置されたゴニオステージから延びた基板ホルダーに、イメージセンサが実装されたプリント回路基板を装着するステップと、前記プリント回路基板を前記ハウジングの底面に密着させ、各ステージの作動による３軸調整によって最適な焦点調整を行うステップと、前記ハウジングとプリント回路基板とを結合させるステップと、を含む。

本発明には、ジグ内に固定されたバレル一体型のハウジングの下部にプリント回路基板が仮接着された状態で、ジグを利用した３軸調整によってレンズとイメージセンサとの間の焦点調整を行うことによって、部品数を減らして製品の単価を下げることができるという長所があり、プリント回路基板の位置調整のみで、容易に焦点調整を完了させることができるという利点がある。

また、本発明のカメラモジュールの組立装置では、ジグに固定されたハウジングの開口部に、ピンを介して固定され、又は吸込ノズルを介して吸着固定されたプリント回路基板が密着させられ、複数の調整ステージによってｘ−ｙ平面内での調整及び垂直なｚ軸方向の調整及び傾き角度調整による焦点調整が行われることによって、カメラモジュールの量産性が向上するという利点があり、作業工数を減らすことができ、作業時間の短縮によって生産性が向上するという作用効果が期待される。

上記の目的に即した本発明のカメラモジュールの組立装置並びに組立方法の具体的な技術的構成とその作用効果については、本発明の好ましい実施形態が示された図面を参照した以下の詳細な説明によって明確に理解できるはずである。

（カメラモジュールの構造）
まず、図５は、本発明に従って組み立てられるカメラモジュールの断面図であり、図６は、図５のカメラモジュールに装着されるプリント回路基板の底面図である。

図５及び図６に示すように、本発明に従って組み立てられるカメラモジュール１００は、円筒形のバレル１０２が一体に延びたハウジング１０１の下部に、イメージセンサモジュール１１０が接着剤１０４により密着するように結合された構造を有している。

前記イメージセンサモジュール１１０は、フレキシブルプリント回路基板（ＦＰＣＢ）であってもよいプリント回路基板１１１の中央部にイメージセンサ１１２が実装され、前記プリント回路基板１１１の枠部にハウジング１０１の下端部が、接着剤１０４が塗布された状態で密着するように結合される。

前記ハウジング１０１は、一体に延びた円筒形のバレル１０２の内部に複数のレンズＬが、多段に配置されるように結合され、ハウジング１０１内の、前記レンズＬの下部側には、前記レンズＬを介して入射される入射光中の過度な赤外線を遮断するためのＩＲフィルタ１２０が装着される。

このとき、前記レンズＬは、圧入リング１２１を介してバレル１０２内に固定され、前記圧入リング１２１に形成された段差部１２１ａに接着剤が注入、硬化されることにより、前記レンズＬの位置が固定される。

また、前記ハウジング１０１の下部に密着するように結合されるプリント回路基板１１１は、中央部にイメージセンサ１１２がワイヤボンディングなどの方式により実装され、その底面の両側部に図６に示したようにピン固定用ホール１１１ａが備えられる。

前記プリント回路基板１１１は、ハウジング１０１の下端部に水平状態で密着させられた状態で、後述する別途のジグを利用して水平移動と上下移動をさせられ、それによって、レンズＬとの間隔及び前記プリント回路基板１１１の中心を基準とした傾き（ｔｉｌｔ）角度を調整される。

このとき、前記プリント回路基板１１１は、前記プリント回路基板１１１の底面に形成されたピン固定用ホール１１１ａに、後述するカメラモジュールの組立装置の調整ピンが挿入されることによって、組立装置に固定され、前記調整ピンの動きに応じて各方向に移動させられる。

このようにして、前記ハウジング１０１のバレル１０２内に多段に配置されるように結合されたレンズＬと前記プリント回路基板１１１の中央部に実装されたイメージセンサ１１２との間の焦点調整が行われ、その後、前記ハウジング１０１の下端部とプリント回路基板１１１との間に注入された接着剤１０４が硬化させられて、ハウジング１０１と基板１１１とが固定されることによって、カメラモジュール１００の製作が完成する。

場合によっては、前記プリント回路基板１１１の底面を、ピン固定用ホール１１１ａの形成されていない平坦面にし、その底面を、エアーの吸込を利用したホルダー（図示せず）によって真空吸着することにより前記プリント回路基板１１１をホルダーの端部に固定して、焦点調整のためのプリント回路基板１１１の移動を行ってもよい。

一方、図７は、本発明に従って組み立てられる他の形態のカメラモジュールの断面図であって、図７に示すように、ハウジング１０１から一体に延びるように設けられたバレル１０２の内部に多段に配置されるようにレンズＬが結合され、前記レンズＬの下部にバレル１０２の内周面とレンズＬの下面に密着するように、環状の第１圧入リング１２１が結合され、ＩＲフィルム１３０が、環状の第２圧入リング１２２を介して前記第１圧入リング１２１の下面に押し付けられて固定される。

前記第１圧入リング１２１は、図５に示す形態と同様に、バレル１０２内の最下部側レンズＬを含むレンズ群の離脱が防止されるように固定されるものであり、前記第１圧入リング１２１の外周面に段差部１２１ａが形成されて、前記段差部１２１ａに接着剤が注入、硬化されることによって、前記レンズＬをバレル１０２内に押し付けた状態で固定されて、前記バレル１０２の内部からレンズＬが離脱したりレンズＬが移動したりするのが防止されるようになっている。

また、前記第１圧入リング１２１の下部には、円板型のＩＲフィルム１３０と第２圧入リング１２２とが順次結合される。すなわち、前記ＩＲフィルム１３０は、一対の圧入リング１２１、１２２の間にその上下の周縁部が押さえつけられることによって、前記バレル１０２の下部側に前記レンズＬと平行になるように装着される。

前記第２圧入リング１２２は、ＩＲフィルム１３０の下面に密着させられた状態でその外周面側に接着剤を注入、硬化させることによって取り付けられるが、前記第２圧入リング１２２の接合性能を向上させるために、前記バレル１０２の外周面に段部１２２ａが形成され、前記段部１２２ａに注入された接着剤の硬化によって、前記バレル１０２の内部に第２圧入リング１２２が固定される。

ここで、前記第１圧入リング１２１と第２圧入リング１２２を固定するための前記接着剤としては、エポキシ接着剤、又はＵＶの照射によって硬化するＵＶ接着剤が用いられることが好ましい。

また、前記第１圧入リング１２１と第２圧入リング１２２との間に結合されたＩＲフィルム１３０は、ポリマー（ｐｏｌｙｍｅｒ）系の透明な合成樹脂材質で構成され、その外周面がバレル１０２の内周面に密着可能な大きさに裁断されて前記バレル１０２の開口の全面を覆うことによって、前記レンズＬを貫通する入射光中に含まれた赤外線を遮断するようになっている。

そして、前記ＩＲフィルム１３０は、中央部の垂れが発生しない程度の９０μｍ〜１００μｍ範囲の厚さに形成されることが好ましい。

本実施形態のカメラモジュール１００も、図５に示す実施形態と同様に、前記プリント回路基板１１１がハウジング１０１の下端部に水平状態で密着させられた状態で、別途のジグを利用した水平移動と上下移動により、レンズＬとの間隔及び前記プリント回路基板１１１の中心を基準とした傾き角度を調整されることによって、レンズＬとイメージセンサ１１２との間の焦点調整を行われる。

（カメラモジュールの組立装置）
[第１の実施形態]
図８は、本発明に係るカメラモジュールの組立装置の第１の実施形態の構成図であり、図９は、図８の「Ａ」部分の拡大図である。

図８及び図９に示すように、本実施形態のカメラモジュールの組立装置２００は、四角枠状に維持される支持フレーム２０１と、前記支持フレーム２０１の内部に設置され、それぞれ調整ノブ２１１、２１２、２２１、２３１が備えられたｘ−ｙステージ２１０、ｚステージ２２０及びゴニオステージ２３０と、前記ゴニオステージ２３０から延びるように設けられて上端にプリント回路基板１１１が固定される基板ホルダー２４０と、前記支持フレーム２０１上のジグ２０２に固定されるジグ組立体２５０と、で構成される。

このとき、前記ジグ組立体２５０は、中央部にバレル一体型のハウジング１０１が装着された状態で前記ジグ２０２の開口した部位に固定される。

前記支持フレーム２０１には、上端部に水平に連結されるジグ２０２が底面から所定の高さに支持されるとともに、内部に多段に設置される各ステージ２１０、２２０、２３０が垂直に延びるように支持される。

前記支持フレーム２０１の上端部に位置するジグ２０２上には、カメラモジュール１００を組立てるための、バレル一体型のハウジング１０１の装着されたジグ組立体２５０が固定され、前記ジグ組立体２５０は、両側の下部に形成された固定用突起２５１によってジグ２０２上での装着位置を案内される。

また、前記支持フレーム２０１の内側には、それぞれｘ軸方向の調整ノブ２１１とｙ軸方向の調整ノブ２１２の備えられたｘ−ｙステージ２１０と、ｚ軸方向の調整ノブ２２１の備えられたｚステージ２１０、及び角度の調整ノブ２３１の備えられたゴニオステージ２３０が光軸方向、すなわち垂直方向に多段に位置するように設置される。

前記各ステージ２１０、２２０、２３０には、複数の調整ノブ２１１、２１２、２２１、２３１の調整により移動させられる軸（図示せず）が相互に連結するように設置され、基板ホルダー２４０が、前記軸の一端部から前記ゴニオステージ２３０の外側に延びるように設けられて、前記軸の動きにしたがって移動させられる。

前記基板ホルダー２４０は、その延長端部側に一対の調整ピン２４１が突出するように設けられ、前記調整ピン２４１の端部が、上述のカメラモジュール１００を構成するプリント回路基板１１１の底面に形成されたピン固定用ホール１１１ａに挿入されることによって、前記プリント回路基板１１１は基板ホルダー２４０に固定される。

前記基板ホルダー２４０は、前記プリント回路基板１１１が、前記ジグ２０２に固定されるジグ組立体２５０に装着されたバレル一体型のハウジング１０１の下部に密着するように位置調整され、この位置調整では、ｘ軸方向の調整ノブ２１１及びｙ軸方向の調整ノブ２１２の操作により水平方向の移動が行われ、ｚ軸方向の調整ノブ２２１の操作により垂直方向の位置の調整が行われる。

すなわち、前記ｘ−ｙステージ２１０とｚステージ２２０に備えられた各調整ノブ２１１、２１２、２２１の操作により前記軸が移動させられることにより、前記軸に接続された基板ホルダー２４０のｘ−ｙ平面内での移動とｚ軸方向、すなわち垂直方向への移動が行われ、それによって、プリント回路基板１１１の位置が調整される。

また、前記ゴニオステージ２３０に備えられた傾きの調整ノブ２３１を介して、プリント回路基板１１１の中心を基準にしたｘ軸方向、ｙ軸方向の傾き角度が調節されることによって、傾き調整が行われる。

このようにして、前記プリント回路基板１１１がハウジング１０１の下端部に密着するように結合される時に、基板ホルダー２４０の調整ピン２４１の端部側に固定されたプリント回路基板１１１は、前記ハウジング１０１内に装着されたレンズＬを経由する光軸とその中心が一致するように調整される。

一方、前記ジグ組立体２５０は、その中央部に、ハウジング１０１の上部に延びたバレル１０２の外周面が押さえ付けられて結合されることによって、下端部にプリント回路基板１１１が密着するように結合されたバレル一体型のハウジング１０１が装着された状態でジグ２０２上に固定される。

ここで、前記ハウジング１０１をジグ組立体２５０に堅固に装着するために、前記バレル１０２の両側部又は外周面上には、係合溝１０２ａが形成され、前記バレル１０２の外周面に押し付けられるジグ組立体２５０の内側面上には、前記係合溝１０２ａに対応しこれに係合する係合突起２５３が備えられるようにすることが好ましい。

また、前記ジグ組立体２５０は、中央部に押さえつけられて固定されるバレル１０２の両側部に一対のスプリング２５２が装着されることによって、前記バレル１０２の外周面が弾性支持されるようにして、前記ハウジング１０１の下部に結合されるプリント回路基板１１１をｚ軸方向に移動させるために、ｚステージ２３０から加えられる力によるハウジング１０１の脱落を防止する。

このとき、前記プリント回路基板１１１の各方向への移動と角度調整は、ハウジング１０１の下端部とプリント回路基板１１１との間の接着剤の塗布後に、前記接着剤が仮硬化された状態で、焦点調整が行われるように行うことが好ましい。

このような本実施形態のカメラモジュールの組立装置２００は、支持フレーム２０１の上端に備えられたジグ２０２に、バレル一体型のハウジング１０１の装着されたジグ組立体２５０が固定され、前記ハウジング１０１の直下部に、基板ホルダー２４０に固定されたプリント回路基板１１１を位置させて、前記ハウジング１０１とプリント回路基板１１１とが相互に接合されるようにし、前記バレル１０２内のレンズＬの光軸とイメージセンサ１１２の中心とを一致させ、間隔調整によって焦点調整行うことによって、バレル一体型のハウジング１０１を利用したカメラモジュールを形成する。具体的な組立方法については、後で詳説する。

[第１の実施形態の変形例]
図１０は、本発明に係るカメラモジュールの組立装置の第１の実施形態の変形例の構成図であり、図１１は、図１０の「Ｂ」部分の拡大図である。

ここで、前記変形例の、第１の実施形態と同じ技術的構成については繰り返しの説明を省略し、前記第１の実施形態と異なる構成を中心に説明し、図１０，１１では、前記第１の実施形態と同じ構成については、同じ符号を付してある。

図１０及び図１１に示すように、本変形例のカメラモジュールの組立装置２００は、支持フレーム２０１の上端部に連結されるジグ２０２にバレル一体型のハウジング１０１が装着され、前記ハウジング１０１の上部とジグ２０２の一部分を覆うように押さえ固定板２６０が装着される。

前記ハウジング１０１のバレル１０２の両側部には、携帯用端末機への装着が邪魔にならない範囲内で係止突起１０２ｂが突出し、これが、ジグ２０２のハウジング装着部位の内周面に形成された段差部２０２ａに係止固定される。

また、前記ハウジング１０１の下部には、支持フレーム２０１内のゴニオステージ２３０から延びた基板ホルダー２４０に装着されて、前記基板ホルダー２４０の動きに従って移動させられるプリント回路基板１１１が密着させられ、前記基板ホルダー２４０は、第１の実施形態と同様に、前記支持フレーム２０１内に多段に設置されたｘ−ｙステージ２１０、ｚステージ２２０及びゴニオステージ２３０に備えられた各調整ノブ２１１、２１２、２２１、２３１の操作により動かされる。

一方、前記ジグ２０２に固定されたバレル一体型のハウジング１０１の上部を覆っている押さえ固定板２６０は、一対の板ばね２７０によって固定され、その中央部に外部の光が前記ハウジング１０１のバレル１０２内に装着されたレンズＬを介して入射できるように貫通孔２６１が形成されている。

そして、前記板ばね２７０は、一端部側でジグ２０２の上面にねじ結合により固定され、そこから内側に延びた弾性支持体２７１が押さえ固定板２６０の上面に当接して押さえ固定板２６０を弾性的に支持する。これは前記第１の実施形態と同様に、前記ハウジング１０１の下部のプリント回路基板１１１の、焦点調整のためのｚ軸方向の移動時に前記基板ホルダー２４０から加えられる外力に対してハウジング１０１が弾性支持されるようにするためである。

ここで、前記バレル一体型のハウジング１０１の下端部に、基板ホルダー２４０に固定されたプリント回路基板１１１が仮結合された状態で、前記プリント回路基板１１１の位置及び角度の調整によって焦点調整が行われるのは、前記第１の実施形態と同様である。

[第２の実施形態]
図１２は、本発明に係るカメラモジュールの組立装置の第２の実施形態の構成図であり、図１３は、図１２の「Ｃ」部分に対する拡大図である。

図１２及び図１３に示すように、本実施形態は、支持フレーム３０１と、前記支持フレーム３０１の下端部に連結されるジグ３０２に固定されたジグ組立体３５０と、前記支持フレーム３０１の内部に設置され、それぞれ調整ノブ３１１、３１２、３２１、３３１の備えられたｘ−ｙステージ３１０、ｚステージ３２０及びゴニオステージ３３０と、前記ゴニオステージ３３０の外部に延びるように設けられて、先端部側にプリント回路基板１１１が固定されるエアーホルダー３４０と、で構成される。

前記ジグ組立体３５０は、中央部にバレル一体型のハウジング１０１が装着された状態で前記ジグ３０２の開口された部位に固定される。

前記支持フレーム３０１の内側には、ｘ軸方向の調整ノブ３１１とｙ軸方向の調整ノブ３１２の備えられたｘ−ｙステージ３１０と、ｚ軸方向の調整ノブ３２１の備えられたｚステージ３２０、及び角度の調整ノブ３３１の備えられたゴニオステージ３３０が、ハウジング１０１内に装着されたレンズＬの光軸方向、すなわち垂直方向に多段に設置される。

前記各ステージ３１０、３２０、３３０には、複数の調整ノブ３１１、３１２、３２１、３３１の調整により移動させられる軸（図示せず）が相互に連結するように設置され、エアーホルダー３４０が、前記軸の一端部から前記ゴニオステージ３３０の下部側に延びるように設けられ、前記軸の動きに従って移動させられる。

前記エアーホルダー３４０の延長端部側には、一対の吸込ノズル３４１が延び、前記吸込ノズル３４１の端部がプリント回路基板１１１の底面に吸着されることにより、前記プリント回路基板１１１がエアーホルダー３４０に固定される。

このとき、前記バレル一体型のハウジング１０１は、ジグ３０２に固定されたジグ組立体３５０に、図７での下端の開口部が上部に位置するように装着され、その開口部の上側でプリント回路基板１１１が密着させられる。

前記エアーホルダー３４０は、前記プリント回路基板１１１が、前記ジグ組立体３５０にひっくり返った状態で装着されたバレル一体型のハウジング１０１の、図７での下端の開口部に焦点が調整されるように位置調整され、この位置調整では、ｘ軸方向及びｙ軸方向の調整ノブ３１１、３１２の操作により水平移動が行われ、ｚ軸方向の調整ノブ３２１の操作により垂直方向の位置調整が行われる。

すなわち、前記ｘ−ｙステージ３１０とｚステージ３２０に備えられた各調整ノブ３１１、３１２、３２１の操作により移動させられる軸に接続されたエアーホルダー３４０のｘ−ｙ平面での移動とｚ軸方向、すなわち垂直方向の移動によって、プリント回路基板１１１の位置が調整される。

また、前記ゴニオステージ３３０に備えられた傾きの調整ノブ３３１を介してプリント回路基板１１１の中心を基準にしてｘ軸方向、ｙ軸方向の傾き角度が調整される。

一方、前記ゴニオステージ３３０、ｘ−ｙステージ３１０、及びｚステージ３２０のうちの何れか一つには、前記エアーホルダー３４０の吸込ノズル３４１に接続されて吸込圧力を発生させ、発生した圧力を維持するための吸込ファン（図示せず）が備えられることが好ましい。

[カメラモジュールの組立方法]
以下、このように構成された本発明のカメラモジュールの組立装置を利用して、カメラモジュールを組立てる方法を、上述の第１の実施形態の組立装置を用いた場合を中心に説明する。

まず、バレル一体型のハウジング１０１をジグ組立体２５０に固定して、ジグ２０２に装着するか、又はジグ２０２上に直接結合させて、押さえ固定板２６０と板ばね２７０を利用して弾性結合させる。

このとき、前記バレル一体型のハウジング１０１は、ジグ組立体２５０の装着姿勢、すなわち支持フレーム２０１の上端か下端に連結されたジグ２０２と、前記プリント回路基板１１１の位置調整のための各ステージ２１０、２２０、２３０の位置関係に応じて装着方向が決定される。

次に、前記ハウジング１０１内に複数のレンズＬ及びＩＲフィルタ１３０が順次多段に配置されるように挿入され、前記レンズＬは、環状の圧入リング１２１によってバレル１０２の内部に堅固に固定される。また、前記ＩＲフィルタ１３０は、フィルムの形態に製作されて、前記レンズＬの直下部にレンズＬと同時に圧入固定されるようにすることもできる。

また、前記プリント回路基板１１１は、底面にピン固定用ホール１１１ａが備えられて、前記基板ホルダー２４０の前方に延びた調整ピン２４１の端部が挿入されることにより固定されるか、前記プリント回路基板１１１の底面が、吸込ノズル３４１が備えられたエアーホルダー３４０に吸着固定されることによって、前記支持フレーム２０１内に設置されたゴニオステージ２３０から外側に延びた基板ホルダー２４０またはエアーホルダー３４０に、イメージセンサ１１２の実装されたプリント回路基板１１１が装着され、前記ホルダー２４０、３４０の動きに従ってプリント回路基板１１１は各方向に移動させられる。

次に、前記基板ホルダー２４０に装着されたプリント回路基板１１１を前記ハウジング１０１の下端の開口部上に、接着剤１０４を介在させた状態で密着させ、前記支持フレーム１０２内に設置されたｘ−ｙステージ２１０、ｚステージ２２０及びゴニオステージ２３０を駆動して、前記プリント回路基板１１１の中心を基準にした３軸（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）調整と傾き（ｔｉｌｔ）角度調整によって、前記レンズＬとイメージセンサ１１２との間が最適に焦点調整されるようにする。

最後に、前記レンズＬとイメージセンサ１１２との間の焦点調整が完了した後、前記ハウジング１０１とプリント回路基板１１１との間に塗布された接着剤を、ＵＶなどを利用して硬化させて、ハウジング１０１とプリント回路基板１１１を結合させることによって、カメラモジュールの製作が完了する。

上述した本発明の好ましい実施形態は、例示の目的で開示するものであり、本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で、様々な置換、変形、及び変更が可能であり、このような置換、変更などは、本発明の範囲内に属するものである。

従来のＣＯＦ方式のカメラモジュールの組立斜視図である。 図１のＣＯＦ方式のカメラモジュールの断面図である。 従来のＣＯＢ方式のカメラモジュールを概略的に示す断面図である。 図３のＣＯＢ方式のカメラモジュールの分解斜視図である。 本発明に従って組み立てられるカメラモジュールの断面図である。 図５のカメラモジュールに装着されるプリント回路基板の底面図である。 本発明に従って組み立てられる他の形態のカメラモジュールの断面図である。 本発明に係るカメラモジュールの組立装置の第１の実施形態の構成図である。 図８の「Ａ」部分の拡大図である。 本発明に係るカメラモジュールの組立装置の第１の実施形態の変形例の構成図である。 図１０の「Ｂ」部分に対する拡大図である。 本発明に係るカメラモジュールの組立装置の第２の実施形態の構成図である。 図１２の「Ｃ」部分の拡大図である。

符号の説明

１０１ バレル一体型のハウジング
１１１ プリント回路基板
１１２ イメージセンサ
１２０ ＩＲフィルタ
２０２ ジグ
２１０ ｘ−ｙステージ
２２０ ｚステージ
２３０ ゴニオ（ｇｏｎｉｏ）ステージ
２４０ 基板ホルダー
２４１ 調整ピン
２５０ ジグ組立体
２５１ 固定用突起
２６０ 押さえ固定板
２７０ 板ばね

Claims (14)

1. 四角枠状に構成されて、上端部にジグが水平に連結された支持フレームと、
   前記支持フレームの内部に垂直に多段をなして設置され、プリント回路基板を３軸方向に調整する複数のステージと、
   前記ステージの一端部側から突出して設けられ、その延長端部側に前記プリント回路基板が装着される基板ホルダーと、
   前記ジグの開口部位に固定され、中央部にバレル一体型のハウジングが装着されるジグ組立体と、を含むカメラモジュールの組立装置。
2. 前記ジグ上に固定される前記ジグ組立体は、その両側の下部に固定用突起が形成されて、前記ジグ上での装着位置が案内されることを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュールの組立装置。
3. 前記ジグ組立体に固定される前記ハウジングは、一体に延びた前記バレルの外周面上に係合溝を形成され、前記バレルの外周面が押し付けられる前記ジグ組立体の内側面上に前記係合溝に対応し結合される係合突起が備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載のカメラモジュールの組立装置。
4. 前記ジグ組立体は、中央部に固定された前記バレルの両側部に一対のスプリングが装着されて、前記バレルの外周面が弾性支持されるようになっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のカメラモジュールの組立装置。
5. 四角枠状に構成されて、上端部にジグが水平に連結された支持フレームと、
   前記支持フレームの内部に垂直に多段をなして設置され、プリント回路基板を３軸方向に調整する複数のステージと、
   前記ステージの一端部側から突出するように設けられ、その延長端部側に前記プリント回路基板が装着される基板ホルダーと、
   前記ジグの開口部位にバレル一体型のハウジングが装着された状態で、前記ハウジングの上部と前記ジグの一部分を覆う押さえ固定板と、
   前記押さえ固定板の上面に当接して前記押さえ固定板を弾性支持する一対の板ばねと、を含むカメラモジュールの組立装置。
6. 前記ハウジングは、一体に延びた前記バレルの両側部に係止突起を設けられ、前記ジグの内周面に形成された段差部に係止されて固定されることを特徴とする請求項５に記載のカメラモジュールの組立装置。
7. 前記押さえ固定板は、外部の光が前記ハウジングの前記バレル内に装着されたレンズを介して入射できるように貫通孔が中央部に形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載のカメラモジュールの組立装置。
8. 前記板ばねは、一端部側でジグの上面にねじ結合により固定され、その内側に延びた弾性支持体によって前記押さえ固定板の上面を弾性的に支持することを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載のカメラモジュールの組立装置。
9. 前記基板ホルダーは、その延長端部側に一対の調整ピンが突出するように設けられ、前記調整ピンの端部が前記プリント回路基板の底面に形成されたピン固定用ホールに挿入されることにより、前記プリント回路基板を固定することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載のカメラモジュールの組立装置。
10. 四角枠状に構成されて、下端部にジグが水平に連結された支持フレームと、
    前記支持フレームの内部に垂直に多段をなして設置され、プリント回路基板を３軸方向に調整する複数のステージと、
    前記ステージの一端部側から突出するように設けられ、その延長端部側に前記プリント回路基板が吸着固定されるエアーホルダーと、
    前記ジグの開口部位に固定され、中央部にバレル一体型のハウジングが装着されるジグ組立体と、を含むカメラモジュールの組立装置。
11. 前記エアーホルダーには、その延長端部側に一対の吸込ノズルが延びるように設けられていることを特徴とする請求項１０に記載のカメラモジュールの組立装置。
12. 前記複数のステージは、前記基板ホルダーに固定されたプリント回路基板を水平移動させるためのｘ−ｙステージと、垂直方向へ移動させるためのｚステージと、前記プリント回路基板の中心を基準に傾き角度を調整するゴニオステージと、で構成されて、垂直な光軸方向に並んで設置されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載のカメラモジュールの組立装置。
13. 前記ｘ−ｙステージ、ｚステージ及びゴニオステージは、それぞれｘ軸の調整ノブ、ｙ軸の調整ノブ、ｚ軸の調整ノブ及び角度の調整ノブを備えられていることを特徴とする請求項１２に記載のカメラモジュールの組立装置。
14. バレル一体型のハウジングをジグ組立体に固定し、前記ジグ組立体を支持フレームのジグ上に装着するステップと、
    前記ハウジング内に複数のレンズ及びＩＲフィルタを順次多段に配置されるように挿入するステップと、
    前記支持フレーム内に設置されたゴニオ（ｇｏｎｉｏ）ステージの外側に延びた基板ホルダーに、イメージセンサの実装されたプリント回路基板を装着するステップと、
    前記プリント回路基板を前記ハウジングの下端の開口部上に密着させ、ｘ−ｙステージ、ｚステージ及びゴニオステージに備えられた各調整ノブの作動による前記プリント回路基板の３軸調整によって、前記レンズと前記イメージセンサとの間を最適に焦点調整するステップと、
    前記ハウジングと前記プリント回路基板とを結合させるステップと、を含むカメラモジュールの組立方法。

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