JP2011175019A

JP2011175019A - カメラモジュールの組立て方法及びカメラモジュール

Info

Publication number: JP2011175019A
Application number: JP2010037615A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Asakawa; 聰浅川
Original assignee: Shicoh Engineering Co Ltd
Current assignee: Shicoh Engineering Co Ltd
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2011-09-08

Abstract

【課題】歩留まりの向上を図ることができるカメラモジュールの組立て方法及びカメラモジュールを提供する。
【解決手段】発明のカメラモジュール２は、レンズを支持するレンズ支持体７とレンズ支持体７を駆動する駆動機構とを有するカメラモジュール本体１と、カメラモジュール本体１の下端に固定する調整枠４とを備えており、カメラモジュール本体１を検査用撮像素子２１の上方で検査用撮像素子２１との間に空間をあけて保持し、カメラモジュール本体１のレンズに上方から検査用光を当てることにより生じた検査用撮像素子２１からの画像信号に基づいて、カメラモジュール本体１の位置を三軸方向及び傾斜について調整した後、水平に保持した調整枠４の上端にカメラモジュール本体１を固定してある。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像素子を搭載した基板にカメラモジュールを固定して組立てるカメラの製造に用いられるカメラモジュールの組立て方法及びカメラモジュールに関する。

特許文献１には、撮像素子を搭載した基板にカメラモジュールを固定するカメラの製造工程において、カメラモジュールの位置を三軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）方向及び傾きθを各々調整した後、基板に接着固定することが開示されている。
特許文献１には記載されていないが、一般に、カメラの製造工程において、カメラモジュールを位置調整（三軸及び傾き調整）する際に、これらのいずれかが規格外であったものは、不良品としてカメラモジュールの製造元にもどされる。

特開２００５−１９８１０３号公報

しかし、カメラモジュールが規格外であっても、単に、レンズやレンズ支持体又はスプリング等のカメラモジュールの構成部材においてそれらの本質的機能に影響がなく、外形に変形等がある為、規格外となった場合には、カメラモジュール全体を三軸方向や傾きθについてわずかに調整をするだけで規格内に収まる場合がある。
一方、規格外として製造元に戻されたものは原則として廃棄されるので、カメラモジュールの製造元における歩留まりが低下するという問題があった。

そこで、本発明は、歩留まりの向上を図ることができるカメラモジュールの組立て方法及びカメラモジュールの堤供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、撮像素子を搭載した基板にカメラモジュールを固定して組立てるカメラの製造に用いられるカメラモジュールの組立て方法であって、カメラモジュールは、レンズを支持するレンズ支持体とレンズ支持体を駆動する駆動機構とを有するカメラモジュール本体と、カメラモジュール本体の下端に固定する調整枠とを備え、カメラモジュール本体を検査用撮像素子の上方で検査用撮像素子との間に空間をあけて保持し且つカメラモジュール本体と検査用撮像素子との間に調整枠を配置して調整枠の下端を水平に保持し、カメラモジュール本体のレンズに上方から検査用光を当てることにより生じた検査用撮像素子からの画像信号に基づいて、カメラモジュール本体の位置を三軸方向及び傾斜について調整した後、調整した状態のまま調整枠にカメラモジュール本体を接着固定することを特徴とするカメラモジュールの組立て方法である。

請求項２に記載の発明は、レンズを支持するレンズ支持体とレンズ支持体を駆動する駆動機構とを有するカメラモジュール本体と、カメラモジュール本体の下端に固定する調整枠とを備え、カメラモジュール本体を検査用撮像素子の上方で検査用撮像素子との間に空間をあけて保持し、カメラモジュール本体のレンズに上方から検査用光を当てることにより生じた検査用撮像素子からの画像信号に基づいて、カメラモジュール本体の位置を三軸方向及び傾斜について調整した後、水平に保持した調整枠の上端にカメラモジュール本体を固定してあることを特徴とするカメラモジュールである。

請求項１及び２に記載の発明によれば、カメラモジュールは、カメラモジュール本体を三軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）方向及び傾きθを調整して調整枠に固定しているので、レンズやレンズ支持体又はスプリング等のカメラモジュールの構成部材に、各構成部材の本質的機能とは関係のない不良や瑕疵がある場合には使用することができ、歩留まりの向上を図ることができる。
カメラモジュールの組立ておいて、調整枠を用いて、調整枠に対するカメラモジュール本体の位置を、三軸方向及び傾斜について調整した後、調整枠にカメラモジュール本体を固定しているので、カメラの製造工程においては撮像素子に対するカメラモジュールの位置調整（三軸方向及び傾きの調整）をほとんどすることなく、カメラモジュールの調整枠を基板に固定するだけでカメラの製造が容易にできる。

本実施の形態に係るカメラモジュールの組立て方法を示す斜視図である。カメラモジュールの組立て方法を説明する図であり、（ａ）はカメラモジュール本体と調整枠との位置調整を示す側面図、（ｂ）はカメラモジュール本体と調整枠との固定状態を示す側面図、（ｃ）はカメラモジュール本体と調整枠との他の固定状態を示す側面図である。調整枠の図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。図５に示すカメラモジュール本体のＡーＡ断面図である。本実施の形態にかかるカメラモジュール本体の斜視図である。本実施の形態にかかるカメラモジュール本体の分解斜視図である。本発明の他の実施の形態にかかる調整枠の縦断面図である。

以下に、添付図面の図１〜図６を参照して、本発明の第１実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態に係るカメラモジュール１は、携帯電話に組み込まれるオートフォーカスカメラのカメラモジュールである。

このカメラモジュール２は、図１及び図２に示すように、カメラモジュール本体１と調整枠４とから構成されており、カメラモジュール本体１は三軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）方向及び傾きθを各々調整した後に調整枠４に固定される。
図４〜図６に示すように、カメラモジュール本体１は、環状のヨーク３と、レンズ支持体７と、ヨーク３の光軸方向前側に配置されるフレーム８及び前側スプリング９と、ヨーク３の後側に配置されるベース５及び後側スプリング１１とを備えており、後側スプリング１１とヨーク３との間にはスペーサ（絶縁材）１７が配置されている。

ヨーク３は前側から見て外周が平面視四角形であり、内周が平面視円形になっており、外周壁３ａと、内周壁３ｂと、外周壁３ａと内周壁３ｂとを連結する連結壁３ｃとからなり、外周壁３ａと内周壁３ｂと連結壁３ｃとで断面が略コ字形状を成している。
ヨーク３の内周壁３ｂは角部１４に対応した位置に設けてあり、隣り合う内周壁３ｂ、３ｂ間には空間１２が形成されている。
また、ヨーク３の４つの各角部１４にはその内周側にマグネット１３が固定されている。

マグネット１３は各々前側から見た平面が略三角形状を成し、内周側がレンズ支持体７の外周に沿った円弧状を成している。内周側と外周側とで磁極を異にしており、例えば内周側の面をＮ極とし、外周側の面をＳ極としてある。

レンズ支持体７は略円筒形状であり、ヨーク３の内周側をレンズの光軸方向（前後方向）Ｘ（図４参照）に移動自在に設けられている。レンズ支持体７の外周には環状のコイル１５が装着されており、コイル１５はレンズ支持体７に一体に設けたコイル固定部１９に接着固定されている。

前側スプリング９は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部９ｂと、外周側部９ｂの内周に配置され平面視円形状の内周側部９ａと、外周側部９ｂと内周側部９ａとを連結する４つの腕部９ｃとで構成されている。

後側スプリング１１は、組み付け前の自然状態が平板状であり、平面視矩形の環状を成す外周側部１１ｂと、外周側部１１ｂの内周に配置され平面視円形状の内周側部１１ａと、外周側部１１ｂと内周側部１１ａとを連結する４つの腕部１１ｃとで構成されているが、前側スプリング９と異なり、外周側部１１ｂと内周側部１１ａとが一方側部３０と他方側部３２との２つの部分に分離されている。

尚、前側スプリング９の外周側部９ｂは、フレーム８とヨーク３との間に挟持されており、内周側部９ａはレンズ支持体７の前端に固定されている。後側スプリング１１の外周側部１１ｂはベース５と後側スペーサ１７との間に挟持されており、内周側部１１ａはレンズ支持体７の後端に固定されている。これにより、レンズ支持体７は前側スプリング９と後側スプリング１１とにより、前後方向に移動自在に支持されている。

そして、レンズ支持体７が前方に移動すると、レンズ支持体７は、前側スプリング９及び後側スプリング１１の前後方向の付勢力の合力と、環状コイル１５及びマグネット１３との間で生じる電磁力とが吊り合う位置で停止する。
調整枠４は、図１及び図３に示すように、平面視矩形の環状を成しており、その上面４ａにカメラモジュール本体１を接着剤ｃ（図２参照（ｂ）（ｃ））で固定している。

次に、本発明の実施の形態に係るカメラモジュール２の組立て、作用及び効果について説明する。
カメラモジュール２の組立ては、図１に示すように、カメラモジュール本体１をロボットハンド２３で把持し、検査用撮像素子２１の上方で検査用撮像素子２１との間に空間をあけて保持する。また、カメラモジュール本体１と検査用撮像素子２１との間に調整枠４を支持体２５で保持するが、支持体２５は、調整枠４の下端を水平にして載置する。

検査用撮像素子２１は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）であり、ＣＣＤ検出部２７を介して制御部２９に接続されており、制御部２９はＣＣＤ検出部２７からの信号に基づいてロボットハンド２３の駆動部３１に駆動信号を発するようになっている。
ロボットハンド２３の駆動部３１は、ロボットハンド２３を上下左右、水平軸及び垂直軸に対して回転駆動できるようになっており、ロボットハンド２３が保持するカメラモジュール本体１を調整枠４に対して三軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）方向及び傾きθの調整をするように駆動自在になっている。尚、支持体２５は、調整枠４を載置して調整枠４を水平に支持している。

そして、図２に示すように、カメラモジュール本体１の上方にある光源３３から、カメラモジュール本体１のレンズ（図示せず）に上方から検査用撮像素子２１に向けて検査用光を照射する。検査用撮像素子２１は検出信号をＣＣＤ検出部２７に送り、ＣＣＤ検出部２７ではコントラスト演算部３５にて受けた検出信号から高域成分（コントラスト）信号に演算処理すると共にコントラスト比較部３７で直前のコントラストと比較してコントラストのピーク位置か否かを演算する。

一方、制御部２９では、コントラスト演算部３５からのコントラストのピーク位置信号を受けると、Ｚ方向演算部３９で規定のピーク位置に対するＺ軸方向（前後方向）の移動量を、Ｘ−Ｙ方向演算部４１で規定のピーク位置に対するＸ−Ｙ軸方向の移動量を、及びθ演算部４３で規定のピーク位置に対する傾斜θの角度量を各々演算し、その演算量に基づいて駆動部３１を駆動するように駆動信号を発する。

駆動部３１では、制御部２９で演算した各移動量及び傾斜量に基づいてロボットハンド２３を駆動して、ＣＣＤ検出部２７ではロボットハンド２３の駆動後の位置で更に検査用撮像素子２１から検出信号を受けて、上述したコントラストのピーク（合焦点位置）が所定位置にあることを検出したところで、制御部３１は駆動部３１の駆動を停止する。
この状態において、作業員は、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、調整枠４とカメラモジュール本体１を接着剤（例えば、光硬化接着剤等）により接着する。尚、図２（ｂ）（ｃ）は、各々調整枠４とカメラモジュール本体１とにおいて異なる位置調整をした例を示しているが、説明の為、実際よりも誇張して示している。

本実施の形態にかかるカメラモジュールの組立て方法によれば、カメラモジュール２は、カメラモジュール本体１を三軸（Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸）方向及び傾きθを調整して調整枠４に固定しているので、レンズ（図示せず）、レンズ支持体７、前側スプリング９、後側スプリング１１やヨーク３等のカメラモジュール１の構成部材に、三軸方向（Ｘ、Ｙ、Ｚ）及び傾きθについて、各機能に影響しないような本質的でない不良や瑕疵がある場合でも、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、調整枠４に対する固定位置を調整することにより、規格内での使用が可能となり、歩留まりの向上を図ることができる。

カメラモジュール２の組立ておいて、調整枠４を用いて、調整枠４に対するカメラモジュール本体１の位置を、三軸方向及び傾斜について調整した後、調整枠４にカメラモジュール本体１を固定しているので、携帯電話におけるカメラの組み付け工程においては、携帯電話の基板に設けられた撮像素子に対するカメラモジュールの位置調整をほとんどすることなく、カメラモジュールの調整枠４を携帯電話の基板に固定するだけで済み、携帯電話におけるカメラの組立てが容易にできる。
基板に固定する調整枠４をカメラモジュール本体１に取付けてカメラモジュール２を構成しているので、基板の種類や取付け位置等が異なる場合には調整枠４を変えるだけで、カメラ本体モジュール本体１を共通に用いることができるので、汎用性が高い。

本発明は、上述した実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能である。例えば、上述した実施の形態において、カメラ付き携帯電話におけるカメラの組立てについて説明したが、これに限らず、いわゆるデジタルカメラの製造に用いるものであっても良い。

調整枠４は、例えば、図７に示すように、断面略Ｌ字形状を成すように、外周に壁部４ｂを設けて、壁部４ｂとの間でカメラモジュール本体１を接着剤ｃにより接着固定するものであっても良い。この変形例によれば、調整枠４に対するカメラモジュール本体１の傾斜θやＺ方向の調整量が大きい場合でも接着しやすい。
カメラモジュール本体１の位置調整は、コントラストのピークを比較によることに限らず、パターン認識により予め用意されたコントラストのパターンに一致するように三軸及び傾斜を調整するものであっても良い。

１カメラモジュール本体
２カメラモジュール
４調整枠
２１検査用撮像素子
２３ロボットハンド
２７ＣＣＤ検出部
２９制御部

Claims

撮像素子を搭載した基板にカメラモジュールを固定して組立てるカメラの製造に用いられるカメラモジュールの組立て方法であって、
カメラモジュールは、レンズを支持するレンズ支持体とレンズ支持体を駆動する駆動機構とを有するカメラモジュール本体と、カメラモジュール本体の下端に固定する調整枠とを備え、カメラモジュール本体を検査用撮像素子の上方で検査用撮像素子との間に空間をあけて保持し且つカメラモジュール本体と検査用撮像素子との間に調整枠を配置して調整枠の下端を水平に保持し、カメラモジュール本体のレンズに上方から検査用光を当てることにより生じた検査用撮像素子からの画像信号に基づいて、カメラモジュール本体の位置を三軸方向及び傾斜について調整した後、調整した状態のまま調整枠にカメラモジュール本体を接着固定することを特徴とするカメラモジュールの組立て方法。
レンズを支持するレンズ支持体とレンズ支持体を駆動する駆動機構とを有するカメラモジュール本体と、カメラモジュール本体の下端に固定する調整枠とを備え、カメラモジュール本体を検査用撮像素子の上方で検査用撮像素子との間に空間をあけて保持し、カメラモジュール本体のレンズに上方から検査用光を当てることにより生じた検査用撮像素子からの画像信号に基づいて、カメラモジュール本体の位置を三軸方向及び傾斜について調整した後、水平に保持した調整枠の上端にカメラモジュール本体を固定してあることを特徴とするカメラモジュール。