JP2011205263A - 撮像素子の位置調整方法、カメラモジュール製造方法及び装置、カメラモジュール - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮影レンズと撮像素子をZ軸方向に相対的に移動させながら、撮影レンズで結像したチャート像を撮像素子で撮像し、撮像面上に設定された5つの撮像位置の合焦評価値を得る。撮像位置毎に得られた合焦評価値を補間して撮像位置毎の連続合焦評価値データを作る。各合焦評価値の合焦座標値を3次元座標系に展開することにより得られる複数の評価点の相対位置から近似平面を算出し、この近似平面を動かしてできる複数の結像平面と各連続合焦評価データとの交点から各結像平面における撮像位置毎の推定解像度を算出する。推定解像度のバラツキが最小になる特定の結像平面を決定して、特定の結像平面に撮像面12aが一致するように、第2スライドステージ76及び2軸回転ステージ74で素子ユニット16の位置及び傾きを調整する。
【選択図】図10
Description
6 撮影レンズ
12 撮像素子
12a 撮像面
15 レンズユニット
16 素子ユニット
40 カメラモジュール製造装置
41 チャートユニット
44 レンズ保持機構
45 素子移動機構
46 接着剤供給器
52、130、135 測定チャート
56〜60 第1〜第5チャート画像
74 2軸回転ステージ
76 第2スライドステージ
79 第2プローブユニット
87 合焦座標値取得回路
89a〜89e 第1〜第5撮像位置
92 補間回路
93 特定結像面決定回路
Claims (5)
- 測定チャートに直交するZ軸上に撮影レンズと前記撮影レンズによって結像されるチャート像を撮像する撮像素子とをセットし、前記Z軸上で前記撮影レンズ又は前記撮像素子のいずれかを順次に移動して撮像を行い、前記撮像素子の撮像面上に設定された中央とその周辺の2つ以上との撮像位置から得られる撮像信号に基づいて各々の撮像位置での合焦度合を表す個別の合焦評価値を前記Z軸上の測定座標値毎に算出する合焦座標値取得工程と、
前記各撮像位置における前記Z軸上の測定座標値毎の合焦評価値を補間して連続合焦評価値データを算出する補間工程と、
前記撮像面の中央に設定された撮像位置における連続合焦評価値データのピークとなるZ軸座標値を求め、前記撮像面をZ軸に直交するXY座標平面に対応させたときの各撮像位置のXY座標値と、前記Z軸上の測定座標値との組み合わせで表される少なくとも3つ以上の評価点を前記XY座標平面とZ軸とを組み合わせた三次元座標系に展開したときに、これら評価点の相対位置に基づいて前記三次元座標系で一平面として表される近似平面を算出し、前記近似平面を前記Z軸との交点が前記Z軸座標値となるように移動し、この位置を中心として前記X・Y軸回りに動かしてできる複数の結像平面と前記各連続合焦評価データとの交点から各結像平面における各撮像位置の推定解像度を求め、前記各結像平面における前記撮像位置毎の推定解像度のバラツキを表すバランス評価値に基づいて特定の結像平面を決める特定結像面決定工程と、
前記Z軸と前記特定の結像平面との交点である結像面座標値と、前記XY座標平面に対する前記特定の結像平面のX軸及びY軸回りの回転角度とを算出して、前記特定の結像平面に前記撮像面を一致させる調整工程と、
を含むことを特徴とする撮像素子の位置調整方法。 - 前記特定結像面決定工程は、前記各連続合焦評価データに対して前記Z軸方向の単位長さ当たりの解像度変化率を算出して解像度低下が少ない範囲を探索範囲と定め、前記探索範囲内で前記特定の結像平面を決める工程を含むことを特徴とする請求項1記載の撮像素子の位置調整方法。
- チャートパターンが設けられた測定チャートと、
撮影レンズを組み込んだレンズユニットを保持し、前記測定チャートに直交するZ軸上にセットするレンズユニット保持手段と、
撮像素子を組み込んだ素子ユニットを保持して前記Z軸上にセットするとともに、前記素子ユニットのZ軸上での位置と、前記Z軸に直交するX軸及びY軸回りの傾きとを変化させる素子ユニット保持手段と、
前記Z軸上に予め離散的に設定された複数の測定座標値に、前記撮影レンズまたは前記撮像素子が順次に移動されるように、前記レンズユニット保持手段または前記素子ユニット保持手段のいずれかを移動させる測定位置移動手段と、
前記Z軸上の測定座標値の各々で、前記撮像素子に前記撮影レンズにより結像されたチャート像を撮像させる素子制御手段と、
前記撮像素子の撮像面上に設定された中央とその周辺の2つ以上との撮像位置から得られる撮像信号に基づいて各々の撮像位置での合焦度合を表す個別の合焦評価値を前記Z軸上の測定座標値毎に算出する合焦評価値取得手段と、
前記各撮像位置における前記Z軸上の測定座標値毎の合焦評価値を補間して連続合焦評価値データを算出する補間手段と、
前記撮像面の中央に設定された撮像位置に対応する連続合焦評価値データのピークとなるZ軸座標値を求め、前記撮像面をZ軸に直交するXY座標平面に対応させたときの各撮像位置のXY座標値と、前記Z軸上の測定座標値との組み合わせで表される少なくとも3つ以上の評価点を前記XY座標平面とZ軸とを組み合わせた三次元座標系に展開したときに、これらの評価点の相対位置に基づいて前記三次元座標系で一平面として表される近似平面を算出し、前記近似平面を前記Z軸との交点が前記Z軸座標値となるように移動し、この位置を中心として前記X・Y軸回りに動かしてできる複数の結像平面と前記各連続合焦評価データとの交点から各結像平面における各撮像位置の推定解像度を求め、前記各結像平面における前記撮像位置毎の推定解像度のバラツキを表すバランス評価値に基づいて特定の結像平面を決める特定結像面決定手段と、
前記Z軸と前記特定の結像平面との交点である結像面座標値と、前記XY座標平面に対する前記特定の結像平面のX軸及びY軸回りの回転角度とを算出して前記撮像面を前記特定の結像平面に一致させる調整手段と、
を備えたことを特徴とするカメラモジュール製造装置。 - 特定結像面決定手段は、前記各連続合焦評価データにおける前記Z軸方向の単位長さ当たりの解像度変化率を算出し、解像度低下が少ない範囲を探索範囲と定め、前記探索範囲内で前記特定の結像平面を決める手段を備えることを特徴とする請求項3記載のカメラモジュール製造装置。
- 撮影レンズが組み込まれたレンズユニットと、前記撮影レンズが結像した像を撮像する撮像素子が組み込まれ、前記レンズユニットに対する位置が調整された状態で、前記レンズユニットに固定された素子ユニットとを備えたカメラモジュールにおいて、
前記素子ユニットは、
測定チャートに直交するZ軸上に撮影レンズと前記撮影レンズによって結像されるチャート像を撮像する撮像素子とをセットし、前記Z軸上で前記撮影レンズ又は前記撮像素子のいずれかを順次に移動して撮像を行い、前記撮像素子の撮像面上に設定された中央とその周辺の2つ以上との撮像位置から得られる撮像信号に基づいて各々の撮像位置での合焦度合を表す個別の合焦評価値を前記Z軸上の測定座標値毎に算出し、
前記各撮像位置における前記Z軸上の測定座標値毎の合焦評価値を補間して連続合焦評価値データを算出し、
前記撮像面の中央に設定された撮像位置における連続合焦評価値データのピークとなるZ軸座標値を求め、前記撮像面をZ軸に直交するXY座標平面に対応させたときの各撮像位置のXY座標値と、前記Z軸上の測定座標値との組み合わせで表される少なくとも3つ以上の評価点を前記XY座標平面とZ軸とを組み合わせた三次元座標系に展開したときに、これらの評価点の相対位置に基づいて前記三次元座標系で一平面として表される近似平面を算出し、
前記近似平面を前記Z軸との交点が前記Z軸座標値となるように移動し、この位置を中心として前記X・Y軸回りに動かしてできる複数の結像平面と前記各連続合焦評価データとの交点から各結像平面における各撮像位置の推定解像度を求めて、前記各結像平面における撮像位置毎の推定解像度のバラツキを表すバランス評価値に基づいて特定の結像平面を決め、
前記Z軸と前記特定の結像平面との交点である結像面座標値と、前記XY座標平面に対する前記特定の結像平面のX軸及びY軸回りの回転角度とを算出し、
前記結像面座標値及びX軸及びY軸回りの回転角度に基づいて、前記撮像面が前記特定の結像平面に一致するように、前記撮像素子のZ軸上での位置とX軸及びY軸回りの傾きとが調整されていることを特徴とするカメラモジュール。
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