JP2015179246A - optical axis adjustment device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical axis adjustment device.SOLUTION: An optical axis adjustment device 60 is for performing optical axis adjustment between an image sensor S and a lens L and includes: a placement stage 10 on which a sensor unit SU having the image sensor S is placed; a stage adjustment mechanism 60 that adjusts a position and an attitude of the placement stage 10; and a controller 80 that controls the stage adjustment mechanism 60. The stage adjustment mechanism 30 changes the attitude of the placement stage 10 so that an optical axis of the image sensor S and an optical axis of the lens L are made coaxial in a state where the optical axis of the image sensor S and the optical axis of the lens L are coincident on a predetermined planer surface.

Description

本発明は光軸調整装置に関する。   The present invention relates to an optical axis adjusting device.

2つの光学部品の光軸合わせを行うための光軸調整装置が知られている。この光軸調整装置は、所定の平面において両方の光学部品の光軸を一致させるシフト調整と、両方の光学部品の光軸を同軸状にするチルト調整とが行われる(例えば、特許文献1)。特許文献1に開示されるゴニオステージによれば、ゴニオステージ上に配された光学部品に対しシフト調整を済ませておけば、所定の平面において両方の光学部品の光軸を一致させた状態のまま、チルト調整を行うことができる。   An optical axis adjusting device for aligning the optical axes of two optical components is known. In this optical axis adjusting device, shift adjustment for matching the optical axes of both optical components on a predetermined plane and tilt adjustment for making the optical axes of both optical components coaxial are performed (for example, Patent Document 1). . According to the goniostage disclosed in Patent Document 1, if the optical components arranged on the goniostage have been shifted and adjusted, the optical axes of both optical components remain in a predetermined plane. Tilt adjustment can be performed.

特開2008−46630号公報JP 2008-46630 A

しかしながら、ゴニオステージを用いて光軸調整を行う場合、光軸調整の対象となる光学部品の変更の都度、光学部品に対しシフト調整を済ませなければならない。したがって、様々な種類の光学部品の光軸調整を行う場合には、ゴニオステージの採用によって享受できるメリットは少ない。   However, when the optical axis adjustment is performed using the gonio stage, the shift adjustment must be completed for the optical component every time the optical component to be optical axis adjusted is changed. Therefore, when performing optical axis adjustment of various types of optical components, there are few merits that can be enjoyed by adopting the gonio stage.

また、同一の光学部品のシフト調整を行う場合であっても、ゴニオステージ上における光学部品の載置位置が常に一定であるとは限らない。この理由としては、光学部品自体の寸法のばらつきや、光学部品をゴニオステージに載置するためのアーム装置の制御のばらつき等が考えられる。   Even when the shift adjustment of the same optical component is performed, the placement position of the optical component on the gonio stage is not always constant. This may be due to variations in the dimensions of the optical component itself, variations in the control of the arm device for mounting the optical component on the gonio stage, or the like.

さらに、昨今の光学部品は、著しい速度で微細化が進んでいる。このような光学部品の微細化が進むと、光学部品自体の寸法のばらつきやマウント装置の制御のばらつきが、位置合わせ作業に与える影響は大きくなる。結果、これらの「ばらつき」が許容できない場合には、ゴニオステージの採用によって享受できるメリットは極めて少なくなってしまう。   In addition, recent optical components are being miniaturized at a remarkable speed. As the miniaturization of such optical components progresses, the influence of the variation in the dimensions of the optical component itself and the variation in the control of the mounting apparatus on the alignment work increases. As a result, when these “variations” cannot be tolerated, the merit that can be enjoyed by adopting the gonio stage is extremely small.

加えて、光学部品の光軸を傾けたまま光軸調整を行ないたいというニーズがある。例えば、携帯電話に搭載されるカメラ用レンズとイメージセンサを組み立てる際には、カメラの使用時と同じ向き(光軸がほぼ水平となる姿勢)の光学部品に対し、光軸調整をしたいという要望がある。しかしながら、ゴニオステージを傾けると、ゴニオステージの構成部品(例えば、ステージ部材とステージ移動部材)の公差が、光軸調整の誤差となって表われてしまう。   In addition, there is a need to adjust the optical axis while tilting the optical axis of the optical component. For example, when assembling a camera lens and an image sensor mounted on a mobile phone, there is a desire to adjust the optical axis of an optical component that has the same orientation as the camera (the optical axis is almost horizontal). There is. However, when the gonio stage is tilted, the tolerance of the components of the gonio stage (for example, the stage member and the stage moving member) appears as an optical axis adjustment error.

本発明は、斯かる実情に鑑み、光軸調整装置を提供しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention intends to provide an optical axis adjusting device.

本発明は、第1の光学部品と第2の光学部品との光軸調節を行うための光軸調整装置であって、前記第1の光学部品を載置する載置ステージと、前記載置ステージの位置及び姿勢を調整するステージ調整機構と、前記ステージ調整機構を制御するコントローラとを、備え、前記ステージ調整機構は、前記載置ステージをX−Y平面の平面方向、かつ前記X−Y平面に垂直となるZ軸方向へ移動させるシフトユニットと、 前記載置ステージを前記X−Y平面に平行するX軸周り、及び前記X−Y平面に平行し且つ前記X軸に直交するY軸周りに揺動させるチルトユニットとを有し、前記コントローラは、前記第1の光学部品の光軸が前記第2の光学部材の光軸と平行となるように、前記シフトユニット及び前記チルトユニットを制御し、前記コントローラは、前記第1の光学部品の基準位置から前記X軸までの長さであるX軸チルト半径、及び前記第1の光学部品の基準位置から前記Y軸までの長さであるY軸チルト半径の情報を保持し、前記第1の光学部品の光軸が前記第2の光学部品の光軸と平行となるための前記X軸周りの補正角度、及び前記Y軸周りの補正角度を算出するチルト補正条件算出部と、前記チルト補正条件算出部が算出した前記X軸周りの補正角度及び前記X軸チルト半径を利用して、前記チルトユニットを前記X軸周りに揺動させるためのX軸回転制御値と、前記X軸周りの補正角度で前記チルトユニットを揺動させる際に該X軸チルト半径の揺動端が前記Y軸方向又は前記Z軸方向に移動するシフト量を相殺するために、前記シフトユニットを前記Y軸方向又は前記Z軸方向に移動させるXチルト時復帰制御値と、の双方を算出するXチルト値変換手段と、前記チルト補正条件算出部が算出した前記Y軸周りの補正角度及び前記Y軸チルト半径を利用して、前記チルトユニットを前記Y軸周りに揺動させるためのY軸回転制御値と、前記Y軸周りの補正角度で前記チルトユニットを揺動させる際に該Y軸チルト半径の揺動端が前記X軸方向又は前記Z軸方向に移動するシフト量を相殺するために前記シフトユニットを前記X軸方向又は前記Z軸方向に移動させるYチルト時復帰制御値と、の双方を算出するYチルト値変換手段と、を有し、前記X軸回転制御値及び前記Y軸回転制御値に基づいて前記チルトユニットが前記載置ステージを揺動し、かつ、前記Xチルト時復帰制御値と前記Yチルト時復帰制御値に基づいて前記シフトユニットが前記載置ステージを前記X−Y平面方向又は前記Z軸方向に移動させることで、前記X軸チルト半径及び前記Y軸チルト半径の前記揺動端が前記基準位置でほぼ静止したまま、前記X軸周りの補正角度及び前記Y軸周りの補正角度によるチルト制御を行うことを特徴とする。   The present invention is an optical axis adjusting device for adjusting the optical axis of a first optical component and a second optical component, and a mounting stage for mounting the first optical component, A stage adjustment mechanism that adjusts the position and orientation of the stage; and a controller that controls the stage adjustment mechanism, wherein the stage adjustment mechanism moves the mounting stage in the plane direction of the XY plane and the XY plane. A shift unit that moves in the Z-axis direction perpendicular to the plane; and the Y-axis that is parallel to the XY plane and orthogonal to the X-axis around the X-Y plane parallel to the XY plane. A tilt unit that swings around, and the controller controls the shift unit and the tilt unit so that the optical axis of the first optical component is parallel to the optical axis of the second optical member. Control and said The controller includes an X-axis tilt radius that is a length from the reference position of the first optical component to the X-axis, and a Y-axis tilt that is a length from the reference position of the first optical component to the Y-axis. Holds radius information and calculates the correction angle around the X axis and the correction angle around the Y axis so that the optical axis of the first optical component is parallel to the optical axis of the second optical component A tilt correction condition calculating unit that performs the tilt correction, and an X angle for swinging the tilt unit about the X axis using the correction angle and the X axis tilt radius calculated by the tilt correction condition calculating unit. When the tilt unit is swung with the shaft rotation control value and the correction angle around the X axis, the shift amount by which the rocking end of the X axis tilt radius moves in the Y axis direction or the Z axis direction is offset. In order to move the shift unit in the Y-axis direction Alternatively, the X tilt value conversion means for calculating both the X tilt return control value to be moved in the Z axis direction, the correction angle around the Y axis and the Y axis tilt radius calculated by the tilt correction condition calculation unit. The Y axis rotation control value for swinging the tilt unit around the Y axis and the swing of the Y axis tilt radius when swinging the tilt unit at the correction angle around the Y axis are used. Both Y tilt return control value for moving the shift unit in the X-axis direction or the Z-axis direction in order to cancel out the shift amount in which the moving end moves in the X-axis direction or the Z-axis direction is calculated. Y tilt value converting means, and the tilt unit swings the mounting stage based on the X axis rotation control value and the Y axis rotation control value, and the X tilt return control value And Y tilt Based on the feedback control value, the shift unit moves the mounting stage in the XY plane direction or the Z-axis direction, so that the swing end of the X-axis tilt radius and the Y-axis tilt radius is Tilt control is performed using the correction angle around the X axis and the correction angle around the Y axis while remaining substantially stationary at the reference position.

前記コントローラは、前記第1の光学部品と前記第2の光学部品の光軸が所定平面で一致させるための前記X−Y平面内の補正移動量を算出するシフト補正条件算出部と、前記シフト補正条件算出部が算出した前記X−Y平面内の補正移動量を利用して、前記シフトユニットを前記X−Y平面内で移動させるためのX−Y平面移動制御値を算出するX−Yシフト値変換手段と、を有し、前記X−Y平面移動制御値に基づいて前記シフトユニットが前記載置ステージを前記X−Y平面方向に移動させることで、前記X−Y平面内の補正移動量によるシフト制御を行うことを特徴とすることが好ましい。   The controller includes a shift correction condition calculation unit that calculates a correction movement amount in the XY plane for causing the optical axes of the first optical component and the second optical component to coincide with each other on a predetermined plane, and the shift XY for calculating an XY plane movement control value for moving the shift unit in the XY plane using the correction movement amount in the XY plane calculated by the correction condition calculation unit. Shift value conversion means, and the shift unit moves the mounting stage in the XY plane direction based on the XY plane movement control value, thereby correcting in the XY plane. It is preferable that shift control is performed based on the amount of movement.

前記コントローラは、前記載置ステージに搭載される前記第1の光学部品の前記基準面の位置を計測することで、前記X軸チルト半径及び前記Y軸チルト半径を算出するチルト半径算出部を有することを特徴とすることが好ましい。   The controller includes a tilt radius calculation unit that calculates the X-axis tilt radius and the Y-axis tilt radius by measuring the position of the reference surface of the first optical component mounted on the mounting stage. It is preferable to be characterized by this.

前記光軸調整を行うことを目的として、前記載置ステージの位置又は姿勢を補正するための条件を、前記載置ステージの補正条件と定義した場合、前記コントローラは、前記載置ステージの補正条件が、前記ステージ調整機構の可動範囲内であるか否かの判定を行う判定部を有し、前記載置ステージの補正条件が前記ステージ調整機構の可動範囲外であると判定された場合、前記ステージ調整機構の可動範囲内で、前記載置ステージの位置または姿勢の調節を行うことを特徴とすることが好ましい。   For the purpose of performing the optical axis adjustment, when the conditions for correcting the position or orientation of the mounting stage are defined as the correction conditions for the mounting stage, the controller Has a determination unit that determines whether or not it is within the movable range of the stage adjustment mechanism, and when it is determined that the correction condition of the mounting stage is outside the movable range of the stage adjustment mechanism, It is preferable that the position or posture of the mounting stage is adjusted within the movable range of the stage adjustment mechanism.

前記載置ステージ及び前記ステージ調整機構を90度の角度範囲で回転させるステージ姿勢切替機構をさらに備えることを特徴とすることが好ましい。   It is preferable that the apparatus further includes a stage posture switching mechanism that rotates the mounting stage and the stage adjustment mechanism within an angle range of 90 degrees.

前記載置ステージに載置された前記第1の光学部品を保持する保持状態と、前記保持が解除された保持解除状態との間で切替え可能なチャック機構をさらに備えたことを特徴とするとすることが好ましい。   A chuck mechanism capable of switching between a holding state for holding the first optical component placed on the placement stage and a holding release state in which the holding is released is further provided. It is preferable.

本発明によれば、様々な光学部品に対しての光軸調整を効率よく行うことができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the optical axis adjustment with respect to various optical components can be performed efficiently.

第1のカメラユニット組立設備の概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline | summary of a 1st camera unit assembly equipment. 第1のカメラユニット組立設備の概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline | summary of a 1st camera unit assembly equipment. 第1のカメラユニット組立設備の概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline | summary of a 1st camera unit assembly equipment. 光軸調整装置の概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline | summary of an optical axis adjusting device. レーザ変位計の概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline | summary of a laser displacement meter. レーザ変位計の概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline | summary of a laser displacement meter. 第2のカメラユニット組立設備の概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline | summary of a 2nd camera unit assembly equipment. 第2のカメラユニット組立設備の概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline | summary of a 2nd camera unit assembly equipment. 第2のカメラユニット組立設備の概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline | summary of a 2nd camera unit assembly equipment. 第2のカメラユニット組立設備の概要を説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the outline | summary of a 2nd camera unit assembly equipment. (A)はテストチャートを示す平面図であり、(B)はテストチャートをイメージセンサで撮影した状態を模式的に示す説明図である。(A) is a top view which shows a test chart, (B) is explanatory drawing which shows typically the state which image | photographed the test chart with the image sensor. (A)〜(D)はイメージセンサの周辺画素の濃淡差値の変化を示すグラフであり、(E)はイメージセンサ上における周辺画素の配置を説明するための図であり、(F)及び(G)はチルト補正量を算出するための三角関数を説明するための図である。(A)-(D) is a graph which shows the change of the shading difference value of the surrounding pixel of an image sensor, (E) is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the surrounding pixel on an image sensor, (F) and (G) is a diagram for explaining a trigonometric function for calculating a tilt correction amount. (A)は制御ユニットにおける設定部の制御構成を示すブロック図であり、(B)及び(C)は同設定部においてイメージセンサの周辺画素A〜Dの濃淡差値の変化を示すグラフであり、(E)はイメージセンサ上における周辺画素の配置を説明するための図であり、(F)及び(G)はチルト時復帰制御値を算出するための三角関数を説明するための図である。(A) is a block diagram which shows the control structure of the setting part in a control unit, (B) and (C) are the graphs which show the change of the light / dark difference value of the surrounding pixels AD of an image sensor in the setting part. (E) is a figure for demonstrating arrangement | positioning of the surrounding pixel on an image sensor, (F) and (G) are figures for demonstrating the trigonometric function for calculating the return control value at the time of a tilt. . (A)〜(C)は、第1回目から第3回目までのチルト制御によるベストフォーカス位置の変化を説明するための図である。(A)-(C) is a figure for demonstrating the change of the best focus position by the tilt control from the 1st time to the 3rd time. 6軸アライメントユニットの構造を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of a 6-axis alignment unit.

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、本明細書において、水平面における一の方向をX方向と、水平面においてX方向と直交する方向をY方向と、X方向及びY方向に対して直交する方向をZ方向と、それぞれ定義する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. In this specification, one direction in the horizontal plane is defined as the X direction, a direction perpendicular to the X direction in the horizontal plane is defined as the Y direction, and a direction perpendicular to the X direction and the Y direction is defined as the Z direction.

図1〜3に示すように、カメラユニット組立設備2は、センサユニットSUを載置するための載置ステージ10と、センサユニットSUを載置ステージ10に載置するためのセンサユニット搬送装置20と、載置ステージ10を搬送するステージ搬送装置30と、センサユニットSUに対して硬化性樹脂を塗布する塗布装置40と、レンズユニットLUを搬送するレンズユニット搬送装置50と、レンズユニットLUに対してセンサユニットSUの光軸調整を行う光軸調整装置60と、センサユニットSUとレンズユニットLUとを接着させるために、センサユニットSUに塗布された硬化性樹脂に対し所定の光(例えば、紫外線)を照射する照射装置70と、レーザ変位計90と、各装置を制御するために所定の制御信号を出力するコントローラ80と、を備える。   As shown in FIGS. 1 to 3, the camera unit assembly facility 2 includes a mounting stage 10 for mounting the sensor unit SU and a sensor unit transport device 20 for mounting the sensor unit SU on the mounting stage 10. A stage transport device 30 that transports the mounting stage 10, a coating device 40 that applies a curable resin to the sensor unit SU, a lens unit transport device 50 that transports the lens unit LU, and a lens unit LU. In order to bond the optical axis adjustment device 60 that adjusts the optical axis of the sensor unit SU to the sensor unit SU and the lens unit LU, predetermined light (for example, ultraviolet rays) is applied to the curable resin applied to the sensor unit SU. ), A laser displacement meter 90, and a controller that outputs a predetermined control signal for controlling each device. It includes an over La 80, a.

センサユニット搬送装置20は、センサユニットSUの保持、及び保持の解除の切り替えが可能な保持具21と、保持具21の移動を行う保持具移動機構22とを有する。コントローラ80は、保持具移動機構22を介して、センサユニットSUを保持した状態のまま、X方向における保持具21の移動を行う。   The sensor unit transport device 20 includes a holder 21 capable of switching between holding and releasing the holding of the sensor unit SU, and a holder moving mechanism 22 that moves the holder 21. The controller 80 moves the holder 21 in the X direction via the holder moving mechanism 22 while holding the sensor unit SU.

ステージ搬送装置30は、X方向に延びたレール31と、レール31の上を移動自在なスライド部材32とを有する。コントローラ80は、スライド部材32を介して、レール31に沿ったスライド部材32の移動を行う。また、光軸調整装置60の6軸アライメントユニット62は、スライド部材32の上に固定され、載置ステージ10は6軸アライメントユニット62によって支持される。このため、スライド部材32がレール31に沿ってX方向へ移動することにより、載置ステージ10は、6軸アライメントユニット62とともに、X方向へ移動する。なお、6軸アライメントユニット62の詳細は後述する。   The stage transfer device 30 includes a rail 31 extending in the X direction and a slide member 32 that is movable on the rail 31. The controller 80 moves the slide member 32 along the rail 31 via the slide member 32. The 6-axis alignment unit 62 of the optical axis adjusting device 60 is fixed on the slide member 32, and the mounting stage 10 is supported by the 6-axis alignment unit 62. For this reason, when the slide member 32 moves in the X direction along the rail 31, the mounting stage 10 moves in the X direction together with the 6-axis alignment unit 62. Details of the 6-axis alignment unit 62 will be described later.

塗布装置40は、コントローラ80の制御の下、載置ステージ10にあるセンサユニットSUに硬化性樹脂を塗布する。   The coating device 40 applies a curable resin to the sensor unit SU on the mounting stage 10 under the control of the controller 80.

レンズユニット搬送装置50は、レンズユニットLUの保持、及び保持の解除の切り替えが可能な保持具51と、保持具51の移動を行う保持具移動機構52とを有する。コントローラ80は、保持具移動機構52を介して、レンズユニットLUを保持した状態のまま、X方向における保持具51の移動を行う。   The lens unit transport device 50 includes a holder 51 that can switch between holding and releasing the lens unit LU, and a holder moving mechanism 52 that moves the holder 51. The controller 80 moves the holder 51 in the X direction via the holder moving mechanism 52 while holding the lens unit LU.

図4に示すように、光軸調整装置60は、チャートユニット61と、6軸アライメントユニット62と、制御ユニット63と、を有する。   As shown in FIG. 4, the optical axis adjustment device 60 includes a chart unit 61, a 6-axis alignment unit 62, and a control unit 63.

チャートユニット61は、センサユニットSUのイメージセンサSを用いて、レンズユニットLUのレンズLによってつくられるテストチャートの像を撮影する。ここで、テストチャートは、チャートユニット61に内蔵されたものであっても良い。また、チャートユニット61は、この撮影画像に対し所定の画像解析を行う。さらに、チャートユニット61は、この解析結果として、レンズLとイメージセンサSとの光軸のズレ量を算出する。加えて、チャートユニット61は、算出したズレ量から、6軸アライメントユニット62の補正条件を出力する。ここで、当該補正条件は、レンズLとイメージセンサSとの光軸調整を行うためのものであり、具体的には、X方向、Y方向、Z方向における移動方向とその移動量や、X軸、Y軸、Z軸周りの揺動方向とその揺動角度である。   The chart unit 61 uses the image sensor S of the sensor unit SU to capture a test chart image formed by the lens L of the lens unit LU. Here, the test chart may be built in the chart unit 61. The chart unit 61 performs a predetermined image analysis on the captured image. Further, the chart unit 61 calculates a deviation amount of the optical axis between the lens L and the image sensor S as the analysis result. In addition, the chart unit 61 outputs the correction condition of the 6-axis alignment unit 62 from the calculated shift amount. Here, the correction condition is for performing optical axis adjustment between the lens L and the image sensor S. Specifically, the movement direction and the movement amount in the X direction, the Y direction, and the Z direction, The swing direction and the swing angle about the axis, the Y axis, and the Z axis.

チャートユニット61は、特に図示しないコンピュータによって制御される補正条件算出装置と、フォーカス判定用模様プレート(テストチャートと呼ぶ場合もある)を内蔵しており、このフォーカス判定用模様プレートを、センサユニットSUのイメージセンサSで撮影して、その出力を補正条件算出装置で解析する。図11(A)に、フォーカス判定用模様プレートFの例を示す。フォーカス判定用模様プレートFには、縞模様F1が描かれている。この縞模様F1を撮影した映像において、フォーカスが一致する時は、映像の濃淡(出力信号の黒と白の明暗差)が大きくなり、フォーカスが不一致(ぼけている)の時は、濃淡が小さくなる。また、フォーカス判定用模様プレートFには、その中心を判定するための交差模様F2が描かれている。これにより、プレート中心F3を判定することができる。また、縞模様F1又は交差模様F2の角度によって、Z軸周りの回転角度について判定することができる。   The chart unit 61 incorporates a correction condition calculation device controlled by a computer (not shown) and a focus determination pattern plate (sometimes referred to as a test chart). The focus determination pattern plate is used as the sensor unit SU. And the output is analyzed by a correction condition calculation device. FIG. 11A shows an example of a pattern plate F for focus determination. On the focus determination pattern plate F, a striped pattern F1 is drawn. In the video obtained by photographing the striped pattern F1, when the focus is matched, the shade of the video (difference between black and white in the output signal) is large, and when the focus is mismatched (blurred), the shade is small. Become. In addition, the focus determination pattern plate F is drawn with a cross pattern F2 for determining the center thereof. Thereby, the plate center F3 can be determined. Further, the rotation angle around the Z axis can be determined by the angle of the stripe pattern F1 or the cross pattern F2.

図11(B)には、フォーカス判定用模様プレートFをイメージセンサSで撮影した状態を模式的に示す。イメージセンサSで撮影されたデータ領域(フレーム)をGとし、そのデータ領域Gのフレーム中心Eと定義し、フレーム中心Eに対して周囲3か所以上の複数個所(ここでは4か所)の画素群を周辺画素A〜Dと定義する。補正条件算出装置は、フレーム中心Eと、データ領域Gに映し出されているプレート中心F3とのX−Y方向の誤差Gxs、Gysを算出する。また、データ領域Gに映し出されている交差模様F2と、データ領域GのX方向、Y方向のフレーム基準線KX、KYの差から、Z軸周りの誤差Gztを算出する。これらの誤差Gxs、Gys、Gztが、センサユニットSUの中止を、チャートユニット61の中心に合わせるためのXシフト、Yシフト、Zチルト(Z軸周り回転)の補正条件となる。   FIG. 11B schematically shows a state in which the focus determination pattern plate F is photographed by the image sensor S. A data area (frame) photographed by the image sensor S is defined as G, and is defined as a frame center E of the data area G. A pixel group is defined as peripheral pixels A to D. The correction condition calculation device calculates errors Gxs and Gys in the XY directions between the frame center E and the plate center F3 projected in the data area G. Also, an error Gzt around the Z axis is calculated from the difference between the intersecting pattern F2 displayed in the data area G and the frame reference lines KX and KY in the X direction and Y direction of the data area G. These errors Gxs, Gys, and Gzt serve as correction conditions for X shift, Y shift, and Z tilt (rotation around the Z axis) for aligning the stop of the sensor unit SU with the center of the chart unit 61.

なお、ここではフレーム中心Eと、データ領域Gに映し出されているプレート中心F3とのX−Y方向の誤差Gxs、GysをXシフト、Yシフトの補正条件としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、レンズユニットLUにおけるレンズLの中心は、イメージセンサSの映像の中で最も明るい位置となり、周囲に広がるにつれて、環状に段階的に暗くなっていく。従って、イメージセンサSで撮影された画像を解析することによって、データ領域Gの中で最も明るい領域をレンズ中心FMと判定し、そのレンズ中心FMと、データ領域Gのフレーム中心EとのX方向及びY方向の誤差Gxs、Gysを、Xシフト、Yシフトの補正条件とすることも好ましい。この手法は、レンズユニットLUのレンズLの中心が、フォーカス判定用模様プレートFの中心と不一致となる場合に有効である。   Here, the errors Gxs and Gys in the XY direction between the frame center E and the plate center F3 projected in the data area G are used as the X shift and Y shift correction conditions, but the present invention is not limited to this. Not. For example, the center of the lens L in the lens unit LU is the brightest position in the image of the image sensor S, and gradually darkens in an annular fashion as it spreads around. Therefore, by analyzing the image taken by the image sensor S, the brightest area in the data area G is determined as the lens center FM, and the X direction between the lens center FM and the frame center E of the data area G is determined. It is also preferable to set the errors Gxs and Gys in the Y direction as correction conditions for the X shift and the Y shift. This technique is effective when the center of the lens L of the lens unit LU does not coincide with the center of the focus determination pattern plate F.

更に、6軸アライメントユニット62によって、センサユニットSUをZ軸方向に上昇(レンズLに近づくようにプラス方向に移動)させながら、Z軸方向の複数箇所でフォーカス判定用模様プレートFをイメージセンサSで撮像する。補正条件算出装置は、周辺画素A〜D内の濃淡差値(明暗差値)BWを算出し、Z方向の移動に沿った濃淡差値BWの出力変動から、チルト誤差を算出する。具体的には、図12(A)〜(D)に示すように、周辺画素A〜Dのそれぞれについて、Z方向の移動に伴う濃淡差値(明暗差値)BWのピーク点(これをベストフォーカスという)のZ方向位置(これをZ方向フォーカス位置という)ZA、ZB、ZC、ZDを決定する。ベストフォーカスのタイミング、即ちZ方向フォーカス位置ZA、ZB、ZC、ZDが、各周辺画素A〜Dで互いにずれている場合は、イメージセンサSの光軸と、レンズLの光軸に角度差を有すると定義できるので、このZ方向フォーカス位置が、全周辺画素A〜Dで殆ど一致するように、センサユニットSUをY軸周り及びX軸周りでチルト制御する。   Further, while the sensor unit SU is raised in the Z-axis direction (moved in the plus direction so as to approach the lens L) by the six-axis alignment unit 62, the focus determination pattern plates F are image sensor S at a plurality of locations in the Z-axis direction. Take an image with. The correction condition calculation device calculates a density difference value (brightness / darkness difference value) BW in the peripheral pixels A to D, and calculates a tilt error from an output fluctuation of the density difference value BW along the movement in the Z direction. Specifically, as shown in FIGS. 12A to 12D, for each of the peripheral pixels A to D, the peak point of the density difference value (light / dark difference value) BW accompanying the movement in the Z direction (this is the best). AZ, ZB, ZC, and ZD of the Z direction position (referred to as the Z direction focus position) of the focus) are determined. When the best focus timing, that is, the Z-direction focus positions ZA, ZB, ZC, and ZD are shifted from each other in each of the peripheral pixels A to D, an angle difference is set between the optical axis of the image sensor S and the optical axis of the lens L. Therefore, the sensor unit SU is tilt-controlled around the Y axis and the X axis so that the Z-direction focus position almost coincides with all the peripheral pixels A to D.

例えば、図12(E)の通り、X軸方向に実距離Xabを有する画素Aと画素Bについて解析を行い、図12(A)(B)の通り、画素Aと画素BのZ方向フォーカス位置の差としてのZ軸方向の実距離Zab(=ZA−ZB)を算出した場合を想定する。さらに図12(F)の関係式によって、これら2つの実距離Xab、Zabを隣辺とする直角三角形の斜辺の傾斜角を算出することで、Y軸周りの光軸の傾斜ズレ量Gytを決定できる。同様に、図12(E)の通り、Y軸方向に実距離Yacを有する画素Aと画素Cについて解析を行い、図12(A)(C)の通り、画素Aと画素CのZ方向フォーカス位置の差としてのZ軸方向の実距離Zac(=ZA−ZC)を算出した場合を想定する。更に図12(G)のように、これら2つの実距離Yac、Zacを隣辺とする直角三角形の斜辺の傾斜角を算出することで、X軸周りの光軸の傾斜ズレ量Gxtを決定できる。これらの傾斜ズレ量Gyt、Gxtが、Yチルト、Xチルトの補正条件となる。   For example, as shown in FIG. 12 (E), analysis is performed on the pixel A and the pixel B having the actual distance Xab in the X-axis direction, and the Z-direction focus positions of the pixel A and the pixel B as shown in FIGS. Assume that the actual distance Zab (= ZA−ZB) in the Z-axis direction is calculated as the difference between the two. Further, the tilt angle Gyt of the optical axis around the Y axis is determined by calculating the tilt angle of the hypotenuse of the right triangle having the two actual distances Xab and Zab as adjacent sides by the relational expression of FIG. it can. Similarly, as shown in FIG. 12E, the pixels A and C having the actual distance Yac in the Y-axis direction are analyzed. As shown in FIGS. 12A and 12C, the Z-direction focus of the pixels A and C is analyzed. Assume a case where an actual distance Zac (= ZA−ZC) in the Z-axis direction as a position difference is calculated. Further, as shown in FIG. 12G, by calculating the inclination angle of the hypotenuse of the right triangle having these two actual distances Yac and Zac as the adjacent sides, the tilt deviation amount Gxt of the optical axis around the X axis can be determined. . These tilt shift amounts Gyt and Gxt are correction conditions for Y tilt and X tilt.

なお、ここでは、3つの画素A〜CのZ方向フォーカス位置ZA、ZB、ZCを用いてXチルト、Yチルトの補正条件を算出する場合を例示した。即ち、Xチルト、Yチルトを算定する際には、少なくとも3角形の頂点を構成する3つの周辺画素A〜Cを用いれば可能である。一方、4つの画素A〜D又はそれ以上の画素を用いて算出することもできる。例えば、図12(E)に示すように、X方向の同一位置に存在する画素Aと画素CのZ方向位置の平均値(ZA+ZC)/2と、X方向の同一位置に存在する画素Bと画素Dの平均値(ZB+ZD)/2を値を用いて、Y軸周りの傾斜ズレ量(Yチルトの補正条件)を算出しても良い。X軸周りの傾斜ズレ量を算出する場合も同様である。   Here, the case where the correction conditions for the X tilt and the Y tilt are calculated using the Z-direction focus positions ZA, ZB, and ZC of the three pixels A to C is illustrated. That is, when calculating the X tilt and the Y tilt, it is possible to use at least three peripheral pixels A to C constituting the apex of the triangle. On the other hand, it is also possible to calculate using four pixels A to D or more. For example, as shown in FIG. 12E, the average value (ZA + ZC) / 2 of the Z-direction position of the pixel A and the pixel C existing at the same position in the X direction, and the pixel B existing at the same position in the X direction Using the average value (ZB + ZD) / 2 of the pixels D, the amount of tilt deviation around the Y axis (Y tilt correction condition) may be calculated. The same applies when calculating the amount of tilt deviation around the X axis.

また、周辺画素A〜DのZ方向フォーカス位置の平均値は、最終的なZシフトの設定条件Gztとなる。なお、Zシフトについては、他の補正値を算定するためにサーチ動作する軸となるので、Zシフトについては補正条件という概念ではなく、最終的な設定条件となる。   The average value of the Z-direction focus positions of the peripheral pixels A to D is the final Z shift setting condition Gzt. Since the Z shift is an axis for performing a search operation to calculate other correction values, the Z shift is not a concept of correction conditions but a final setting condition.

以上の結果、チャートユニット61の補正条件算出装置によって、Xシフト、Yシフト、Zシフト、Xチルト、Yチルト、Zチルトの補正条件(Zシフトについては設定条件)を出力することができる。なお、ここではXチルト、Yチルトの補正条件を決定する際に、複数画素間で、Z方向フォーカス位置の差と、画素間距離を用いた三角関数により、幾何学的に算出する場合を例示しているが、本発明はこの手法に限定されないことはいうまでもない。   As a result, the correction condition calculation device of the chart unit 61 can output X shift, Y shift, Z shift, X tilt, Y tilt, and Z tilt correction conditions (setting conditions for Z shift). In addition, here, when determining correction conditions for X tilt and Y tilt, a case where geometric calculation is performed using a trigonometric function using a Z-direction focus position difference and an inter-pixel distance between a plurality of pixels is illustrated. However, it goes without saying that the present invention is not limited to this method.

6軸アライメントユニット62は、載置ステージ10を支持するとともに、載置ステージ10の位置及び姿勢を個別に調節可能なものであり、載置ステージ10のX方向への移動を行うXシフト機構62XSと、載置ステージ10のY方向への移動を行うYシフト機構62YSと、載置ステージ10のZ方向への移動を行うZシフト機構62ZSと、X方向に延びるX軸Ax(図5参照)周りにおける載置ステージ10の姿勢調整を行うXチルト機構62XTと、Y方向に延びるY軸Ay(図6参照)周りにおける載置ステージ10の姿勢調整を行うYチルト機構62YTと、Z方向に延びるZ軸周りにおける載置ステージ10の姿勢調整を行うZチルト機構62ZTと、を有する。なお、このX軸Ax、Y軸Ayは、イメージセンサSからZ軸方向に離れた場所に設定される。   The six-axis alignment unit 62 supports the mounting stage 10 and can individually adjust the position and posture of the mounting stage 10 and moves the mounting stage 10 in the X direction. A Y shift mechanism 62YS for moving the mounting stage 10 in the Y direction, a Z shift mechanism 62ZS for moving the mounting stage 10 in the Z direction, and an X axis Ax extending in the X direction (see FIG. 5). An X tilt mechanism 62XT for adjusting the attitude of the mounting stage 10 around, a Y tilt mechanism 62YT for adjusting the attitude of the mounting stage 10 around the Y axis Ay (see FIG. 6) extending in the Y direction, and an extension in the Z direction. And a Z tilt mechanism 62ZT for adjusting the posture of the mounting stage 10 around the Z axis. The X axis Ax and the Y axis Ay are set at locations away from the image sensor S in the Z axis direction.

図15には、この6軸アライメントユニット62の具体的な構成例が示されている。6軸アライメントユニット62は、ステージ搬送装置30のスライド部材32に固定される。6軸アライメントユニット62は、スライド部材32に固定されるZシフト機構62ZSと、このZシフト機構62ZSのスライド部材に固定されるXシフト機構62XSと、このXシフト機構62XSのスライド部材に固定されるYシフト機構62YSと、このYシフト機構62YSのスライド部材に固定されるZチルト機構62ZTと、Zチルト機構62ZTの回転テーブルに固定されるYチルト機構62YTと、このYチルト機構62YTのチルトテーブルに固定されるXチルト機構62XTを有する。このXチルト機構62XTのチルトテーブル上に載置ステージ10が設置される。従って、6軸アライメントユニット62は、Z軸方向に沿って、X及びYシフト機構62XS、62YSと、X及びYチルト機構62XT、62YTが積層されており、その中間にZチルト機構62ZTが介在する構造となっている。   FIG. 15 shows a specific configuration example of the six-axis alignment unit 62. The six-axis alignment unit 62 is fixed to the slide member 32 of the stage conveyance device 30. The six-axis alignment unit 62 is fixed to the Z shift mechanism 62ZS fixed to the slide member 32, the X shift mechanism 62XS fixed to the slide member of the Z shift mechanism 62ZS, and the slide member of the X shift mechanism 62XS. The Y shift mechanism 62YS, the Z tilt mechanism 62ZT fixed to the slide member of the Y shift mechanism 62YS, the Y tilt mechanism 62YT fixed to the rotary table of the Z tilt mechanism 62ZT, and the tilt table of the Y tilt mechanism 62YT The X tilt mechanism 62XT is fixed. The mounting stage 10 is placed on the tilt table of the X tilt mechanism 62XT. Therefore, in the 6-axis alignment unit 62, the X and Y shift mechanisms 62XS and 62YS and the X and Y tilt mechanisms 62XT and 62YT are stacked along the Z-axis direction, and the Z tilt mechanism 62ZT is interposed therebetween. It has a structure.

また、例えばXシフト機構62XSの駆動機構は、ベース側とスライド部材の間を連結してスライド部材を一方側に付勢する弾性部材65XS−B(例えばバネやゴム)と、この弾性部材65XS−Bの付勢に抗してスライド部材をカム等によって移動させる駆動源65XS−M(例えばサーボモータやソレノイド)によって構成される。また更に、Yチルト機構62YTの駆動構造は、ベース側とチルトテーブルの間を連結してチルトテーブルを一方側に揺動させる弾性部材65YT−B(例えばバネやゴム)と、この弾性部材65YT−Bの付勢に抗してチルトテーブルをカム等によって反対側に揺動させる駆動源65YT−M(例えばサーボモータやソレノイド)によって構成される。このように、弾性部材と、カム等を組み合わせると、全体として極めてコンパクトな構成で6軸アライメントユニット62を駆動できる。なお特に図示しないが、Yシフト機構62YS、Zチルト機構62ZT、Xチルト機構62XTの駆動機構も同種の構造を採用している。   Further, for example, the drive mechanism of the X shift mechanism 62XS includes an elastic member 65XS-B (for example, a spring or rubber) that connects the base side and the slide member and biases the slide member to one side, and the elastic member 65XS- It is configured by a drive source 65XS-M (for example, a servo motor or a solenoid) that moves the slide member by a cam or the like against the bias of B. Furthermore, the drive structure of the Y tilt mechanism 62YT includes an elastic member 65YT-B (for example, a spring or rubber) that connects the base side and the tilt table and swings the tilt table to one side, and this elastic member 65YT-. It is configured by a drive source 65YT-M (for example, a servo motor or a solenoid) that swings the tilt table to the opposite side by a cam or the like against the bias of B. As described above, when the elastic member and the cam are combined, the 6-axis alignment unit 62 can be driven with an extremely compact configuration as a whole. Although not particularly illustrated, the drive mechanisms of the Y shift mechanism 62YS, the Z tilt mechanism 62ZT, and the X tilt mechanism 62XT also employ the same type of structure.

本実施形態の6軸アライメントユニット62によれば、X及びYチルト機構62XT、62YTが載置ステージ10に接近するので、チルト半径R、Rを小さくすることが可能になり、後述するチルト制御時におけるシフト誤差を小さくすることが可能となる。更にX及びYチルト機構62XT、62YTの各チルト軸Ax、Ayが、センサユニットSUの中心を基準としてZ軸方向に離れた場所に配置されるので、チルト制御時におけるZ方向のシフト誤差を小さくすることができ、その結果、後述する<中間段階>の繰り返し処理において、テストチャートを撮影するためのZ方向に移動範囲(サーチ範囲)が段階的に狭めることが可能となるという利点も有する。 According to the six-axis alignment unit 62 of the present embodiment, the X and Y tilt mechanisms 62XT and 62YT approach the mounting stage 10, so that the tilt radii R X and R Y can be reduced, and a tilt described later. Shift errors during control can be reduced. Further, since the tilt axes Ax and Ay of the X and Y tilt mechanisms 62XT and 62YT are arranged at positions away from the center of the sensor unit SU in the Z-axis direction, the shift error in the Z direction during tilt control is reduced. As a result, there is also an advantage that the moving range (search range) in the Z direction for photographing the test chart can be narrowed stepwise in the <intermediate stage> repetitive processing described later.

制御ユニット63は、入出力ユニット63Aと、判定部63Bと、設定部63Cと、駆動部63Dと、を有する。   The control unit 63 includes an input / output unit 63A, a determination unit 63B, a setting unit 63C, and a drive unit 63D.

入出力ユニット63Aは、外部からの制御信号が入力されるとともに、外部に対して所定の制御信号を出力する。外部から入力される制御信号としては、例えば、コントローラ80から出力された所定の制御信号や、チャートユニット61から出力された6軸アライメントユニット62の補正条件等がある。外部に対して出力する制御信号としては、例えば、載置ステージ10のシフト調整が完了した旨の制御信号や、載置ステージ10のチルト調整が完了した旨の制御信号がある。   The input / output unit 63A receives a control signal from the outside and outputs a predetermined control signal to the outside. Examples of the control signal input from the outside include a predetermined control signal output from the controller 80 and a correction condition for the 6-axis alignment unit 62 output from the chart unit 61. Examples of the control signal output to the outside include a control signal indicating that the shift adjustment of the mounting stage 10 is completed and a control signal indicating that the tilt adjustment of the mounting stage 10 is completed.

判定部63Bは、判定処理を行う。判定処理では、入力された6軸アライメントユニット62の補正条件が、紫外線等の光照射の許容範囲内であるか否かの判定が行われる。さらに、判定処理では、入力された6軸アライメントユニット62の補正条件が、6軸アライメントユニット62の可動範囲内であるか否かの判定が行われる。ここで、6軸アライメントユニット62の可動範囲とは、X方向、Y方向、Z方向における移動方向とその移動量や、X軸、Y軸、Z軸周りの揺動方向とその揺動角度である。   The determination unit 63B performs a determination process. In the determination process, it is determined whether or not the input correction condition of the six-axis alignment unit 62 is within an allowable range for irradiation of light such as ultraviolet rays. Further, in the determination process, it is determined whether or not the input correction condition of the 6-axis alignment unit 62 is within the movable range of the 6-axis alignment unit 62. Here, the movable range of the 6-axis alignment unit 62 is the movement direction and the movement amount in the X direction, the Y direction, and the Z direction, the swing direction around the X axis, the Y axis, and the Z axis, and the swing angle. is there.

設定部63Cは、設定処理を行う。設定処理では、判定部63Bにおける判定結果に基づいて、Xシフト機構62XS、Yシフト機構62YS、Zシフト機構62ZS、Xチルト機構62XT、Yチルト機構62YT、Zチルト機構62ZTに関する駆動条件を設定する。例えば、6軸アライメントユニット62の補正条件が、判定部63Bによって、6軸アライメントユニット62の可動範囲内であると判定された場合には、設定部63Cは、6軸アライメントユニット62の補正条件に従って、6軸アライメントユニット62に関する駆動条件を設定する。   The setting unit 63C performs setting processing. In the setting process, the driving conditions related to the X shift mechanism 62XS, the Y shift mechanism 62YS, the Z shift mechanism 62ZS, the X tilt mechanism 62XT, the Y tilt mechanism 62YT, and the Z tilt mechanism 62ZT are set based on the determination result in the determination unit 63B. For example, when the determination condition of the six-axis alignment unit 62 is determined by the determination unit 63B to be within the movable range of the six-axis alignment unit 62, the setting unit 63C follows the correction condition of the six-axis alignment unit 62. The driving conditions for the 6-axis alignment unit 62 are set.

一方、6軸アライメントユニット62の補正条件が、判定部63Bによって、6軸アライメントユニット62の可動範囲外であると判定された場合には、設定部63Cは、可動範囲内において、かつ、6軸アライメントユニット62の補正条件に従って、6軸アライメントユニット62に関する駆動条件を設定する。例えば、補正条件のうちX軸周りの揺動角度のみが可動範囲を超え、その他の補正条件が可動範囲内である場合には、設定部63Cは、X軸周りの揺動に関しては、予め定められたX軸周りの揺動角度の最大値を新たな補正条件に置きかえるようにし、X軸〜Z軸におけるシフト制御とY軸周り及びZ軸周りの揺動とについては、当初の補正条件に従って、各機構62YS〜62ZTに関する駆動条件を設定する。   On the other hand, if the correction condition of the 6-axis alignment unit 62 is determined by the determination unit 63B to be outside the movable range of the 6-axis alignment unit 62, the setting unit 63C In accordance with the correction conditions of the alignment unit 62, the driving conditions for the six-axis alignment unit 62 are set. For example, when only the swing angle around the X axis in the correction conditions exceeds the movable range and the other correction conditions are within the movable range, the setting unit 63C determines in advance the swing around the X axis. The maximum value of the rocking angle around the X axis is replaced with a new correction condition, and the shift control from the X axis to the Z axis and the rocking around the Y axis and the Z axis are in accordance with the original correction conditions. The drive conditions for the mechanisms 62YS to 62ZT are set.

さらに、設定処理では、各機構62XT〜62ZTを駆動させた場合に、所定の平面(例えば、XY平面)におけるレンズLの光軸とイメージセンサSの光軸とが一致した状態(以下、一致状態と称する)を維持するように、各機構62XS〜62ZTに関する駆動条件や駆動順序を設定する。なお、本実施形態でいう光軸の一致状態とは仮想的なものであり、イメージセンサSの画素中心と、撮影されたテストチャートの中心を一致させた状態、即ちチルト調整を行う準備が整った状態を意味している。その後、例えば、Xチルト機構62XTのみによって載置ステージ10の揺動のみを行なう場合、設定処理では、まず、この載置ステージ10の揺動後の状態(仮想駆動状態)におけるレンズLの光軸とイメージセンサSの光軸のズレ量が算出される。次に、このズレ量を打ち消すようなYシフト機構62YS及びZシフト機構62ZSの駆動条件が算出される。さらに、Xチルト機構62XTについての駆動と、Yシフト機構62YS及びZシフト機構62ZSの駆動とが同時に行われるように、6軸アライメントユニット62全体としての駆動条件が設定される。   Further, in the setting process, when each of the mechanisms 62XT to 62ZT is driven, the optical axis of the lens L and the optical axis of the image sensor S on a predetermined plane (for example, the XY plane) coincide with each other (hereinafter, the coincidence state). The driving conditions and the driving order for the mechanisms 62XS to 62ZT are set so as to be maintained. Note that the optical axis coincidence state referred to in this embodiment is virtual, and the pixel center of the image sensor S and the center of the photographed test chart coincide with each other, that is, preparation for tilt adjustment is complete. It means the state. Thereafter, for example, when only the mounting stage 10 is swung only by the X tilt mechanism 62XT, in the setting process, first, the optical axis of the lens L in the state after the swinging of the mounting stage 10 (virtual drive state). The amount of deviation of the optical axis of the image sensor S is calculated. Next, the drive conditions of the Y shift mechanism 62YS and the Z shift mechanism 62ZS that cancel out this deviation amount are calculated. Further, the driving conditions of the entire six-axis alignment unit 62 are set so that the driving of the X tilt mechanism 62XT and the driving of the Y shift mechanism 62YS and the Z shift mechanism 62ZS are performed simultaneously.

設定部63Cにおける設定処理の詳細構成を図13(A)に示す。ここでは、チャートユニット61から得られた、Xシフト、Yシフト、Zシフト、Xチルト、Yチルト、Zチルトの補正条件(設定条件)を利用して、これを各機構62XT〜62ZTに対する駆動指示値(駆動条件)に変換、算出する工程となる。設定部63Cは、Xシフト入力を駆動指示値に変換するXシフト値変換手段63Cxs、Yシフト入力を駆動指示値に変換するYシフト値変換手段63Cys、Zシフト入力を駆動指示値に変換するZシフト値変換手段63Czs、Xチルト入力を駆動指示値に変換するXチルト値変換手段63Cxt、Yチルト入力を駆動指示値に変換するYチルト値変換手段63Cyt、Zチルト入力を駆動指示値に返還するZチルト値変換手段63Cztを有する。なお、Xシフト、Yシフト、Zシフト、Xチルト、Yチルト、Zチルトの各入力は、絶対的な値であっても良く、また現在値からの相対移動量であっても良い。いずれにしろ、設定部63Cでは、Xシフト、Yシフト、Zシフト、Xチルト、Yチルト、Zチルトに関する絶対的又は現在値からの相対的な要求値が入力され、その要求値が、駆動指示値に変換される。   A detailed configuration of the setting process in the setting unit 63C is shown in FIG. Here, using the X shift, Y shift, Z shift, X tilt, Y tilt, and Z tilt correction conditions (setting conditions) obtained from the chart unit 61, this is used to drive the mechanisms 62XT to 62ZT. This is a step of converting and calculating the value (driving condition). The setting unit 63C includes an X shift value conversion unit 63Cxs that converts an X shift input into a drive instruction value, a Y shift value conversion unit 63Cys that converts a Y shift input into a drive instruction value, and a Z that converts a Z shift input into a drive instruction value. Shift value conversion means 63Czs, X tilt value conversion means 63Cxt for converting an X tilt input into a drive instruction value, Y tilt value conversion means 63Cyt for converting a Y tilt input into a drive instruction value, and a Z tilt input for returning to a drive instruction value Z tilt value conversion means 63Czt is provided. Each input of the X shift, Y shift, Z shift, X tilt, Y tilt, and Z tilt may be an absolute value or a relative movement amount from the current value. In any case, the setting unit 63C receives an absolute or relative required value from the current value regarding the X shift, Y shift, Z shift, X tilt, Y tilt, and Z tilt, and the required value is a drive instruction. Converted to a value.

Xシフト値変換手段63Cxsでは、設定部63Cに入力されたXシフト補正条件Gxsを、そのままXシフト機構62XSによるX方向移動制御値Uxsに変換して出力する。Yシフト値変換手段63Cysでは、Yシフト補正条件Gysを、そのままYシフト機構62YSによるY方向移動制御値Uysに変換して出力する。Zシフト値変換手段63Czsでは、Zシフト設定条件Gzsを、そのままZシフト機構62ZSによるZ方向移動制御値Uzsとして出力される。なお、本実施形態に限っては、Zシフト設定条件Gzsが絶対値としての要求値となっていることから、Z方向移動制御値Uzsも絶対値として出力するようにしている。   In the X shift value conversion means 63Cxs, the X shift correction condition Gxs input to the setting unit 63C is directly converted into an X direction movement control value Uxs by the X shift mechanism 62XS and output. The Y shift value conversion means 63Cys converts the Y shift correction condition Gys as it is into the Y direction movement control value Uys by the Y shift mechanism 62YS and outputs it. The Z shift value conversion means 63Czs outputs the Z shift setting condition Gzs as it is as the Z direction movement control value Uzs by the Z shift mechanism 62ZS. In the present embodiment, since the Z shift setting condition Gzs is a required value as an absolute value, the Z-direction movement control value Uzs is also output as an absolute value.

Xチルト値変換手段63Cxtでは、設定部63Cに入力されたXチルト補正条件Gxtを、Xチルト機構62XTにおけるX軸回転制御値Uxtとして出力する。なお、ここではX軸回転制御値Uxtが正(プラス回転)の場合とは、センサ面SCがY方向のプラス側に移動することを意味している。そこで、Xチルト機構62XTにおけるチルト半径をRx(図5参照、詳細は後述)とした場合、Xチルト機構62XTがX軸回転制御値Uxtだけ揺動した仮想駆動状態を想定すると、図13(B)に示すように、揺動半径の揺動端に位置するセンサ面SCがY方向のプラス側に距離Hysだけ移動してしまう。そこで、Xチルト値変換手段63Cxtでは、揺動端がY方向に移動する距離Hysを相殺するためのY方向復帰制御値Fysも同時に出力する。このY方向復帰制御値Fysは「−Hys」となり、幾何学的にFys=−Rx・sin(Uxt)と算出できる。また更に、Xチルト機構62XTがX軸回転制御値Uxtだけ揺動した仮想駆動状態を想定すると、図13(B)に示すように、揺動端に位置するセンサ面SCがZ方向のマイナス側に距離Hzs(x)だけ移動してしまう。そこで、Xチルト値変換手段63Cxtでは、揺動端がZ方向に移動する距離Hzs(x)を相殺するためのZ方向復帰制御値Fzs(x)も同時に出力する。このZ方向復帰距離Fzs(x)は「Hzs(x)」となり、幾何学的に、Fzs(x)=Rx(1−cos(Uxt))と算出できる。これらのY方向復帰制御値Fys及びZ方向復帰制御値Fzs(x)は、総称としてXチルト時復帰制御値と定義できる。なお、本実施形態では、X軸AxがイメージセンサSからZ軸方向に離れていることと、X軸回転制御値Uxtが小さいことから、このZ方向復帰制御値Fzs(x)の値が小さくなるので、これによる制御を省略しても良い。また、Z方向の復帰制御を行わなくても、最終的なZ方向の位置決めは、別途、最終決定されるZ方向の補正条件を採用すれば十分である。以上の通り、Xチルト値変換手段63Cxtは、Xチルト補正条件Gxtの入力に基づいて、X軸回転制御値Uxt、Y方向復帰制御値Fys、Z方向復帰制御値Fzs(x)を出力する。   The X tilt value conversion means 63Cxt outputs the X tilt correction condition Gxt input to the setting unit 63C as the X axis rotation control value Uxt in the X tilt mechanism 62XT. Here, the case where the X-axis rotation control value Uxt is positive (plus rotation) means that the sensor surface SC moves to the plus side in the Y direction. Therefore, assuming that the tilt radius of the X tilt mechanism 62XT is Rx (see FIG. 5, details will be described later), assuming a virtual drive state in which the X tilt mechanism 62XT is swung by the X-axis rotation control value Uxt, FIG. ), The sensor surface SC located at the rocking end of the rocking radius moves to the plus side in the Y direction by the distance Hys. Therefore, the X tilt value conversion means 63Cxt also outputs a Y direction return control value Fys for canceling out the distance Hys that the swing end moves in the Y direction. The Y-direction return control value Fys is “−Hys” and can be geometrically calculated as Fys = −Rx · sin (Uxt). Further, assuming a virtual drive state in which the X tilt mechanism 62XT is swung by the X-axis rotation control value Uxt, as shown in FIG. 13B, the sensor surface SC located at the swing end is on the negative side in the Z direction. Is moved by a distance Hzs (x). Therefore, the X tilt value conversion means 63Cxt also outputs a Z direction return control value Fzs (x) for canceling out the distance Hzs (x) that the swing end moves in the Z direction. This Z-direction return distance Fzs (x) is “Hzs (x)” and can be geometrically calculated as Fzs (x) = Rx (1−cos (Uxt)). These Y-direction return control value Fys and Z-direction return control value Fzs (x) can be collectively defined as an X tilt return control value. In the present embodiment, since the X axis Ax is separated from the image sensor S in the Z axis direction and the X axis rotation control value Uxt is small, the Z direction return control value Fzs (x) is small. Therefore, the control by this may be omitted. Even if the return control in the Z direction is not performed, it is sufficient for the final positioning in the Z direction to adopt a separately determined correction condition for the Z direction. As described above, the X tilt value conversion unit 63Cxt outputs the X axis rotation control value Uxt, the Y direction return control value Fys, and the Z direction return control value Fzs (x) based on the input of the X tilt correction condition Gxt.

Yチルト値変換手段63Cytでは、設定部63Cに入力されたYチルト補正条件Gytを、Yチルト機構62YTにおけるY軸回転制御値Uytとして出力する。なお、ここではY軸回転制御値Uytが正(プラス回転)の場合、センサ面SCがX方向のプラス側に移動することを意味している。そこで、Yチルト機構62YTにおけるチルト半径をRy(図6参照、詳細は後述)とした場合、Yチルト機構62YTがY軸回転制御値Uytだけ揺動した仮想駆動状態を想定すると、図13(C)に示すように、揺動端に位置するセンサ面SCがX方向のプラス側に距離Hxsだけ移動してしまう。従って、Yチルト値変換手段63Cytでは、揺動端がX方向に移動する距離Hxs分を相殺するためのX方向復帰制御値Fxsも同時に出力する。このX方向復帰制御値Fxsは「−Hxs」となり、幾何学的にFxs=−Ry・sin(Uyt)と算出できる。また更に、Yチルト機構62YTがY軸回転制御値Uytだけ揺動した仮想駆動状態を想定すると、図13(C)に示すように、揺動端に位置するセンサ面SCがZ方向のマイナス側に距離Hzs(y)だけ移動してしまう。そこでYチルト値変換手段63Cytでは、揺動端がZ方向に移動する距離Hzs(y)分を相殺するためのZ方向復帰制御値Fzs(y)も同時に出力する。このZ方向復帰距離Fzs(y)は「Hzs(y)」となり、幾何学的に、Fzs(y)=Ry(1−cos(Uyt))と算出できる。これらのX方向復帰制御値Fxs及びZ方向復帰制御値Fzs(y)は、総称としてYチルト時復帰制御値と定義できる。なお、本実施形態では、Y軸AyがイメージセンサSからZ軸方向に離れていることと、Y軸回転制御値Uytが小さいことから、Z方向復帰制御値Fzs(y)が小さくなるので、これによる制御を省略しても良い。以上の通り、Yチルト値変換手段63Cytは、Yチルト補正条件Gytの入力に基づいて、Y軸回転制御値Uyt、X方向復帰制御値Fxs、Z方向復帰制御値Fzs(y)を出力する。   The Y tilt value conversion means 63Cyt outputs the Y tilt correction condition Gyt input to the setting unit 63C as the Y axis rotation control value Uyt in the Y tilt mechanism 62YT. Here, when the Y-axis rotation control value Uyt is positive (plus rotation), it means that the sensor surface SC moves to the plus side in the X direction. Therefore, assuming that the tilt radius of the Y tilt mechanism 62YT is Ry (see FIG. 6, details will be described later), assuming a virtual drive state in which the Y tilt mechanism 62YT is swung by the Y-axis rotation control value Uyt, FIG. ), The sensor surface SC located at the swing end moves to the plus side in the X direction by a distance Hxs. Therefore, the Y tilt value conversion means 63Cyt also outputs the X direction return control value Fxs for canceling the distance Hxs that the swing end moves in the X direction. The X-direction return control value Fxs is “−Hxs” and can be geometrically calculated as Fxs = −Ry · sin (Uyt). Furthermore, assuming a virtual drive state in which the Y tilt mechanism 62YT is swung by the Y-axis rotation control value Uyt, as shown in FIG. 13C, the sensor surface SC positioned at the swing end is on the negative side in the Z direction. Is moved by a distance Hzs (y). Therefore, the Y tilt value conversion means 63Cyt also outputs a Z direction return control value Fzs (y) for canceling out the distance Hzs (y) that the swing end moves in the Z direction. This Z-direction return distance Fzs (y) is “Hzs (y)”, which can be geometrically calculated as Fzs (y) = Ry (1−cos (Uyt)). These X-direction return control value Fxs and Z-direction return control value Fzs (y) can be collectively defined as a Y tilt return control value. In this embodiment, since the Y-axis Ay is separated from the image sensor S in the Z-axis direction and the Y-axis rotation control value Uyt is small, the Z-direction return control value Fzs (y) is small. Control by this may be omitted. As described above, the Y tilt value conversion unit 63Cyt outputs the Y axis rotation control value Uyt, the X direction return control value Fxs, and the Z direction return control value Fzs (y) based on the input of the Y tilt correction condition Gyt.

Zチルト値変換手段63Cztでは、設定部63Cに入力されたZチルト補正条件Gztを、Zチルト機構62ZTにおけるZ軸回転制御値Uztとして出力する。X軸回転制御の場合は、復帰制御は不要となる。   The Z tilt value conversion means 63Czt outputs the Z tilt correction condition Gzt input to the setting unit 63C as the Z axis rotation control value Uzt in the Z tilt mechanism 62ZT. In the case of X-axis rotation control, return control is not necessary.

駆動部63Dは、設定部63Cによって設定された駆動条件に従って、6軸アライメントユニット62の各機構62YS〜62ZTを制御する。   The drive unit 63D controls the mechanisms 62YS to 62ZT of the 6-axis alignment unit 62 in accordance with the drive conditions set by the setting unit 63C.

図5〜6に示すように、レーザ変位計90は、載置ステージ10に載置されたセンサユニットSUのセンサ面SCのチルト半径R、Rを算出するものである。X軸Aからレーザ変位計90までの高さをK、レーザ変位計90が検知したセンサユニットSUのセンサ面SCまでの距離をHとした場合、X軸Aを基準とするセンサユニットSUのセンサ面SCのチルト半径Rは、(K−H)と表せる(図5参照)。同様に、Y軸Aからレーザ変位計90までの高さをKとした場合、Y軸Aを基準とするセンサユニットSUのセンサ面SCのチルト半径Rは、(K−H)と表せる(図6参照)。このレーザ変位計90でイメージセンサS毎に算出されるチルト半径R、Rの数値は、コントローラ80又は制御ユニット63によって保持される。なお、ここではイメージセンサSを搭載する毎にチルト半径R、Rを算出する場合を例示するが、搭載誤差が小さい場合や、そこまで精度が要求されない場合は、固定値となるチルト半径R、Rを予めコントローラ80又は制御ユニット63に保持させておいてもよい。 次に、カメラユニット組立設備2における、カメラユニットの組み立て手順の一例を示す。 As shown in FIGS. 5 to 6, the laser displacement meter 90 calculates the tilt radii R X and R Y of the sensor surface SC of the sensor unit SU mounted on the mounting stage 10. When the height from the X axis AX to the laser displacement meter 90 is K X and the distance to the sensor surface SC of the sensor unit SU detected by the laser displacement meter 90 is H, the sensor unit with the X axis AX as a reference tilt radius R X sensor surface SC of the SU is expressed as (K X -H) (see FIG. 5). Similarly, if the height from the Y axis A Y to laser displacement meter 90 was K Y, Y axis A Y tilt radius R Y of the sensor surface SC of the sensor unit SU referenced to the, (K Y -H ) (See FIG. 6). The numerical values of the tilt radii R X and R Y calculated for each image sensor S by the laser displacement meter 90 are held by the controller 80 or the control unit 63. Here, the case where the tilt radii R X and R Y are calculated every time the image sensor S is mounted is illustrated. However, when the mounting error is small or the accuracy is not required, the tilt radius is a fixed value. R X and R Y may be held in the controller 80 or the control unit 63 in advance. Next, an example of the assembly procedure of the camera unit in the camera unit assembly facility 2 will be shown.

まず、図1において、センサユニット搬送装置20は、載置ステージ10に向けてセンサユニットSUを搬送し、載置ステージ10上の所定の位置(X軸とY軸との交点上)にセンサユニットSUを載置する(図2参照)。次に、塗布装置40は、載置ステージ10に配されたセンサユニットSUに対して所定の硬化性樹脂を塗布する。第3に、ステージ搬送装置30は載置ステージ10を、レーザ変位計90の近くまで搬送する。このとき、X軸とY軸との交点が、レーザ変位計90の光軸90Aの上に位置する(図5参照)。その後、レーザ変位計90は、レーザ変位計90が検知したセンサユニットSUのセンサ面SCまでの距離Hを測定した後、センサ面SCのチルト半径R、Rを算出する。第4に、ステージ搬送装置30は載置ステージ10を、レンズユニット搬送装置50はレンズユニットLUを、それぞれ光軸調整装置60の近くまで搬送する(図3参照)。第5に、光軸調整装置60は、所定のテストチャートを用いて、レンズユニットLUに設けられたレンズLと、センサユニットSUに設けられたイメージセンサSとの光軸調整を行う。なお、レンズLとイメージセンサSとの光軸調整を行う間、レンズユニット搬送装置50によってレンズユニットLUは固定されている。第6に、光軸調整の後、照射装置70は、センサユニットSUに塗布された硬化性樹脂に対し所定の光を照射する。これにより、センサユニットSUに対しレンズユニットLUが接着される結果、カメラユニットが組み立てられる。 First, in FIG. 1, the sensor unit transport device 20 transports the sensor unit SU toward the mounting stage 10, and places the sensor unit at a predetermined position (on the intersection of the X axis and the Y axis) on the mounting stage 10. The SU is placed (see FIG. 2). Next, the coating device 40 applies a predetermined curable resin to the sensor unit SU arranged on the mounting stage 10. Third, the stage conveyance device 30 conveys the mounting stage 10 to the vicinity of the laser displacement meter 90. At this time, the intersection of the X axis and the Y axis is located on the optical axis 90A of the laser displacement meter 90 (see FIG. 5). Thereafter, the laser displacement meter 90 measures the distance H to the sensor surface SC of the sensor unit SU detected by the laser displacement meter 90, and then calculates the tilt radii R X and R Y of the sensor surface SC. Fourth, the stage transport device 30 transports the mounting stage 10, and the lens unit transport device 50 transports the lens unit LU to the vicinity of the optical axis adjustment device 60 (see FIG. 3). Fifth, the optical axis adjustment device 60 performs optical axis adjustment between the lens L provided in the lens unit LU and the image sensor S provided in the sensor unit SU using a predetermined test chart. During the optical axis adjustment between the lens L and the image sensor S, the lens unit LU is fixed by the lens unit transport device 50. Sixth, after adjusting the optical axis, the irradiation device 70 irradiates the curable resin applied to the sensor unit SU with predetermined light. As a result, the camera unit is assembled as a result of the lens unit LU being bonded to the sensor unit SU.

次に、光軸調整装置60による光軸調整について説明する。   Next, the optical axis adjustment by the optical axis adjustment device 60 will be described.

図4に示すように、チャートユニット61は、下方に設けられた撮像窓61W、レンズユニットLUのレンズLを介して、所定のテストチャートを撮影する。   As shown in FIG. 4, the chart unit 61 captures a predetermined test chart via the imaging window 61 </ b> W provided below and the lens L of the lens unit LU.

<初期段階>初期段階では、イメージセンサSをZ方向に移動させることなく、所定のZ方向位置で静止させて、テストチャートを撮影する。次に、チャートユニット61は、テストチャートの撮影画像に対する画像解析を通して、6軸アライメントユニット62のシフト補正条件及びチルト補正条件を出力する。ここでの6軸アライメントユニット62のシフト補正条件は、所定の平面においてレンズLの光軸とイメージセンサSの光軸と一致させるためのものである。例えば、XY平面においてレンズLの光軸とイメージセンサSの光軸とを一致させる場合、シフト補正条件は、X方向〜Y方向における移動方向及びその移動量となるXシフト補正条件Gxs、Yシフト補正条件Gysである。更にチルト補正条件は、イメージセンサSのX−Y軸とテストチャートのX−Y軸を一致させるためのものであり、X軸周りの回転方向及び回転量となるZチルト補正条件Gztである。   <Initial stage> In the initial stage, the image sensor S is stopped at a predetermined position in the Z direction without moving in the Z direction, and a test chart is photographed. Next, the chart unit 61 outputs the shift correction condition and the tilt correction condition of the six-axis alignment unit 62 through image analysis on the captured image of the test chart. The shift correction condition of the 6-axis alignment unit 62 here is for making the optical axis of the lens L coincide with the optical axis of the image sensor S in a predetermined plane. For example, when the optical axis of the lens L and the optical axis of the image sensor S are made to coincide on the XY plane, the shift correction condition is the X shift correction condition Gxs, Y shift that is the movement direction and the movement amount in the X direction to the Y direction The correction condition Gys. Further, the tilt correction condition is for making the XY axis of the image sensor S coincide with the XY axis of the test chart, and is a Z tilt correction condition Gzt which is the rotation direction and rotation amount around the X axis.

チャートユニット61が出力した6軸アライメントユニット62のシフト補正条件及びチルト補正条件は、制御ユニット63へ入力される。制御ユニット63は、6軸アライメントユニット62のシフト補正条件に従って、所定の判定処理及び設定処理を介して、載置ステージ10のシフト調整及びチルト調整を行う。具体的には、Xシフト値変換手段63Cxsで得られるX方向移動制御値Uxs及びYシフト値変換手段63Cysで得られるY方向移動制御値Uysを利用して、載置ステージ10をX方向、Y方向にシフト調整して、所定の平面(例えば、XY平面)においてレンズLの光軸とイメージセンサSの光軸とが一致する一致状態とする。また、Zチルト値変換手段63Cztで得られるZ軸回転制御値Uztを利用して、載置ステージ10をZ方向にチルト調整して、イメージセンサSのX−Y軸とテストチャートのX−Y軸が一致する状態とする。載置ステージ10のシフト調整及びチルト調整が完了した後、制御ユニット63は、チャートユニット61に対して、載置ステージ10のシフト調整及びチルト調整が完了した旨の制御信号を出力する。これにより、初期段階で実行するXシフト調整、Yシフト調整、Zチルト調整が完了する。ちなみに、この初期段階では、Xチルト調整、Yチルト調整は行わない。即ち、本実施形態でいう光軸の一致状態とは、チャートユニット61とイメージセンサSの互いの中心及びX−Y座標を一致させた状態を意味している。   The shift correction condition and tilt correction condition of the 6-axis alignment unit 62 output from the chart unit 61 are input to the control unit 63. The control unit 63 performs shift adjustment and tilt adjustment of the mounting stage 10 through predetermined determination processing and setting processing in accordance with the shift correction condition of the six-axis alignment unit 62. Specifically, using the X direction movement control value Uxs obtained by the X shift value conversion means 63Cxs and the Y direction movement control value Uys obtained by the Y shift value conversion means 63Cys, the mounting stage 10 is moved in the X direction, Y The direction is shifted and adjusted so that the optical axis of the lens L coincides with the optical axis of the image sensor S on a predetermined plane (for example, the XY plane). Further, by using the Z-axis rotation control value Uzt obtained by the Z tilt value conversion means 63Czt, the mounting stage 10 is tilt-adjusted in the Z direction, and the XY axis of the image sensor S and the XY of the test chart are measured. Let the axes match. After the shift adjustment and tilt adjustment of the mounting stage 10 are completed, the control unit 63 outputs a control signal indicating that the shift adjustment and tilt adjustment of the mounting stage 10 are completed to the chart unit 61. Thereby, the X shift adjustment, Y shift adjustment, and Z tilt adjustment executed in the initial stage are completed. Incidentally, X tilt adjustment and Y tilt adjustment are not performed in this initial stage. That is, the coincidence state of the optical axes in the present embodiment means a state in which the chart unit 61 and the image sensor S have the same center and XY coordinates.

<中間段階>チャートユニット61に対し載置ステージ10の初期段階のシフト調整が完了した旨の制御信号が入力されると、チャートユニット61は、再び、Xチルト及びYチルト、並びにZシフトを調整するためのテストチャートの撮影を行う。この場合は、図12(A)で示すように、Z方向に載置ステージ10を移動させながら、Z方向の複数の位置でテストチャートを撮影する。次に、チャートユニット61は、この撮影結果に対する画像解析に基づき、6軸アライメントユニット62のチルト補正条件を算出する。このチルト補正条件とは、レンズLの光軸とイメージセンサSの光軸が同軸状となるように、載置ステージ10の姿勢を調節するための条件である。そして、チャートユニット61は、算出したチルト補正条件を出力する。この6軸アライメントユニット62のチルト補正条件は、例えば、X軸〜Y軸周りにおける揺動方向及びその揺動量となるXチルト補正条件Gxt及びYチルト補正条件Gytであり、Zシフト補正条件はZ方向の移動方向とその移動量となるZシフト補正条件Gzsである。なお、Zシフト補正条件Gzsは、イメージセンサSの最終位置決め時(最終段階)のみに限って用いる値となる。   <Intermediate stage> When a control signal indicating that the initial stage shift adjustment of the mounting stage 10 has been completed is input to the chart unit 61, the chart unit 61 again adjusts the X tilt, the Y tilt, and the Z shift. Take a test chart to do this. In this case, as shown in FIG. 12A, the test chart is photographed at a plurality of positions in the Z direction while moving the mounting stage 10 in the Z direction. Next, the chart unit 61 calculates the tilt correction condition of the six-axis alignment unit 62 based on the image analysis with respect to the photographing result. The tilt correction condition is a condition for adjusting the posture of the mounting stage 10 so that the optical axis of the lens L and the optical axis of the image sensor S are coaxial. Then, the chart unit 61 outputs the calculated tilt correction condition. The tilt correction conditions of the six-axis alignment unit 62 are, for example, the X tilt correction condition Gxt and the Y tilt correction condition Gyt that are the swing direction and the swing amount about the X axis to the Y axis, and the Z shift correction condition is Z This is the Z shift correction condition Gzs that is the direction of movement and the amount of movement. The Z shift correction condition Gzs is a value used only when the image sensor S is finally positioned (final stage).

チャートユニット61が出力した6軸アライメントユニット62のチルト補正条件は、制御ユニット63へ入力される。制御ユニット63は、このチルト補正条件に従って、6軸アライメントユニット62を制御する。すなわち、制御ユニット63は、6軸アライメントユニット62のチルト補正条件に従って、一致状態を維持したまま、載置ステージ10のチルト調整を行う。具体的には、Xチルト補正条件Gxtの入力に基づいて、Xチルト値変換手段63Cxtで得られるX軸回転制御値Uxt、Y方向復帰制御値Fys(更に望ましくはZ方向復帰制御値Fzs(x))を利用して、6軸アライメントユニット62を制御することで、一致状態を維持したままによるXチルト調整を実現する。同様にYチルト補正条件Gytの入力に基づいて、Yチルト値変換手段63Cytで得られるY軸回転制御値Uyt、X方向復帰制御値Fxs(更に望ましくはZ方向復帰制御値Fzs(y))を利用して、6軸アライメントユニット62を制御することで、一致状態を維持したままによるYチルト調整を実現する。   The tilt correction condition of the 6-axis alignment unit 62 output from the chart unit 61 is input to the control unit 63. The control unit 63 controls the 6-axis alignment unit 62 according to the tilt correction condition. That is, the control unit 63 performs the tilt adjustment of the mounting stage 10 while maintaining the coincidence according to the tilt correction condition of the 6-axis alignment unit 62. Specifically, based on the input of the X tilt correction condition Gxt, the X-axis rotation control value Uxt and the Y-direction return control value Fys (more desirably the Z-direction return control value Fzs (x )) Is used to control the 6-axis alignment unit 62 to realize X tilt adjustment while maintaining the coincidence state. Similarly, based on the input of the Y tilt correction condition Gyt, the Y axis rotation control value Uyt and the X direction return control value Fxs (more preferably the Z direction return control value Fzs (y)) obtained by the Y tilt value conversion means 63Cyt are obtained. By using this, the 6-axis alignment unit 62 is controlled to realize Y tilt adjustment while maintaining the coincidence state.

載置ステージ10のチルト調整が完了した後、制御ユニット63は、チャートユニット61に対して、載置ステージ10のチルト調整が完了した旨の制御信号を出力する。載置ステージ10の姿勢調整が完了した旨の制御信号がチャートユニット61に入力されると、チャートユニット61は、<中間段階>のプロセスに戻って、前述と同様のチルト補正条件の算出を再び行い、その結果を制御ユニット63に出力する。   After the tilt adjustment of the mounting stage 10 is completed, the control unit 63 outputs a control signal indicating that the tilt adjustment of the mounting stage 10 is completed to the chart unit 61. When a control signal indicating that the attitude adjustment of the mounting stage 10 is completed is input to the chart unit 61, the chart unit 61 returns to the process of <intermediate stage> and again calculates tilt correction conditions similar to the above. The result is output to the control unit 63.

制御ユニット63に2回目のチルト補正条件が入力された場合、判定部63Bは、2回目のチルト補正条件が、光照射の許容範囲内であるか否かを判定する。即ち、Xチルト補正量Gxt、Yチルト補正量Gyt(換言するとレンズLとイメージセンサSの光軸のズレ量)が許容範囲内か否かを判定する。この判定は、補正量Gxt、Yチルト補正量Gytを用いても良いが、チャートユニット61で解析されるZ方向フォーカス位置ZA〜ZDのズレ量で判定することも可能である。   When the second tilt correction condition is input to the control unit 63, the determination unit 63B determines whether or not the second tilt correction condition is within the allowable range of light irradiation. That is, it is determined whether or not the X tilt correction amount Gxt and the Y tilt correction amount Gyt (in other words, the shift amount of the optical axis of the lens L and the image sensor S) are within the allowable range. This determination may be made using the correction amount Gxt and the Y tilt correction amount Gyt, but it is also possible to make the determination based on the shift amounts of the Z-direction focus positions ZA to ZD analyzed by the chart unit 61.

2回目のチルト補正条件が光照射の許容範囲内であると判定された場合には、2回目のチルト補正条件に従った載置ステージ10のチルト調整を行わずに、<最終段階>に移行し、絶対値となるZシフト補正条件Gzsを利用して、イメージセンサSのZ方向の最終位置決めを行った後、コントローラ80へ、載置ステージ10のチルト調整及びシフト調整が完了した旨の制御信号を出力する。コントローラ80は、この制御信号の入力を条件に、照射装置70に対し、照射開始の制御信号を出力する。照射装置70は、照射開始の制御信号の入力を条件に、センサユニットSUに塗布された硬化性樹脂に対して紫外線照射を行う。   If it is determined that the second tilt correction condition is within the allowable range of light irradiation, the process proceeds to <final stage> without performing the tilt adjustment of the mounting stage 10 according to the second tilt correction condition. Then, after the final positioning of the image sensor S in the Z direction is performed using the Z shift correction condition Gzs that is an absolute value, the controller 80 controls that the tilt adjustment and the shift adjustment of the mounting stage 10 are completed. Output a signal. The controller 80 outputs an irradiation start control signal to the irradiation device 70 on condition that the control signal is input. The irradiation device 70 irradiates the curable resin applied to the sensor unit SU with ultraviolet rays under the condition that an irradiation start control signal is input.

一方、2回目のチルト補正条件が光照射の許容範囲外であると判定された場合には、このまま<中間段階>のプロセスを継続し、6軸アライメントユニット62が2回目のチルト補正条件に従った載置ステージ10のチルト調整を行う。その後、制御ユニット63は、2回目の載置ステージ10のチルト調整が完了した旨の制御信号を、チャートユニット61に対して出力する。そして、2回目のチルト調整が完了した載置ステージ10に対し、<中間段階>のプロセスに戻ってチルト補正条件の再算出を行う。これ以降、再算出されたチルト補正条件が光照射の許容範囲内であると判定されて<最終段階>に移行できるまで、(1)再算出されたチルト補正条件に関する所定の判定処理や設定処理の実行、(2)判定処理や設定処理の結果を反映した載置ステージ10のチルト調整、(3)チルト補正条件の再算出、を繰り返し行う。   On the other hand, if it is determined that the second tilt correction condition is outside the allowable range of light irradiation, the process of <intermediate stage> is continued as it is, and the 6-axis alignment unit 62 follows the second tilt correction condition. The tilt of the mounting stage 10 is adjusted. Thereafter, the control unit 63 outputs to the chart unit 61 a control signal indicating that the second tilt adjustment of the mounting stage 10 has been completed. Then, with respect to the mounting stage 10 for which the second tilt adjustment has been completed, the process returns to the <intermediate stage> and the tilt correction conditions are recalculated. Thereafter, until it is determined that the recalculated tilt correction condition is within the allowable range of light irradiation and the process can proceed to <final stage>, (1) predetermined determination process and setting process regarding the recalculated tilt correction condition (2) Tilt adjustment of the mounting stage 10 reflecting the results of determination processing and setting processing, and (3) recalculation of tilt correction conditions.

図14には、中間段階においてチャートユニット61で解析された周辺画素A〜DのZ方向フォーカス位置を重ねて表示する図を示す。図14(A)は第一回目の中間段階、図14(B)は第二回目の中間段階、図14(C)は第三回目の中間段階である。第一回目では、Z方向フォーカス位置ZA〜ZDが大きくズレるが、第二回目になるとZ方向フォーカス位置ZA〜ZDが急激に接近する。第三回目では、Z方向フォーカス位置ZA〜ZDが殆ど一致する。第三回目で、Z方向フォーカス位置ZA〜ZDのズレ量が所定範囲APの範囲内に収まるので、<最終段階>に移行する。なお、この図14からわかるように、中間段階において、イメージセンサSをZ方向に移動させながら撮像するサーチ範囲Zsrは、第一回目は広く設定する必要があるが、第二回目以降は、Z方向フォーカス位置ZA〜ZDの平均値と中心として狭く設定することが好ましく、撮像時間を短縮することが可能となる。   FIG. 14 shows a diagram in which the Z-direction focus positions of the peripheral pixels A to D analyzed by the chart unit 61 in the intermediate stage are displayed in an overlapping manner. FIG. 14A shows the first intermediate stage, FIG. 14B shows the second intermediate stage, and FIG. 14C shows the third intermediate stage. In the first time, the Z-direction focus positions ZA to ZD are greatly shifted, but in the second time, the Z-direction focus positions ZA to ZD approach rapidly. In the third time, the Z-direction focus positions ZA to ZD almost coincide. In the third time, the shift amount of the Z-direction focus positions ZA to ZD falls within the range of the predetermined range AP, and the process proceeds to <final stage>. As can be seen from FIG. 14, in the intermediate stage, the search range Zsr to be imaged while moving the image sensor S in the Z direction needs to be set wide at the first time, but from the second time onward, the Z It is preferable to set narrowly as the average value and the center of the direction focus positions ZA to ZD, and the imaging time can be shortened.

このように、制御ユニット63では、設定部63Cが、一致状態を維持するように各機構62XS〜62ZTに関する駆動条件や駆動順序を設定するため、各機構62XT〜62ZTによる載置ステージ10のチルト調整を行っても、センサユニットSUのイメージセンサの光学中心の位置は固定される。換言すると、チルト調整を行う際に、このチルト調整で生じるであろうX−Y平面方向のシフト量を算出し、予め相殺するようにシフト制御するので、チルト調整時のチルト半径の揺動端の位置が殆ど静止した状態となり、チルト調整に要する時間を短縮することができる。   As described above, in the control unit 63, the setting unit 63C sets the driving conditions and the driving order for the mechanisms 62XS to 62ZT so as to maintain the coincidence state, and thus the tilt adjustment of the mounting stage 10 by the mechanisms 62XT to 62ZT. The position of the optical center of the image sensor of the sensor unit SU is also fixed. In other words, when performing the tilt adjustment, the shift amount in the XY plane direction that would occur in the tilt adjustment is calculated and shift control is performed so as to cancel in advance. The position becomes almost stationary, and the time required for tilt adjustment can be shortened.

また、制御ユニット63では、判定部63Bと設定部63Cとにより、6軸アライメントユニット62の補正条件に従いながらも、可動範囲を外れない範囲で、6軸アライメントユニット62の各機構62XS〜62ZTに関する駆動条件が設定されるため、可動範囲を超えた駆動条件によって、センサユニットSU等が周囲の装置や部品に接触するなどの事故を未然に防ぐことができる。   Further, in the control unit 63, the determination unit 63B and the setting unit 63C drive the mechanisms 62XS to 62ZT of the 6-axis alignment unit 62 within a range that does not deviate from the movable range while following the correction conditions of the 6-axis alignment unit 62. Since the conditions are set, it is possible to prevent an accident such as the sensor unit SU or the like coming into contact with surrounding devices or parts due to driving conditions that exceed the movable range.

上記実施形態では、制御ユニット63が判定部63Bを有していたが、本発明はこれに限られず、判定部63Bが省略されていても良い。   In the above embodiment, the control unit 63 has the determination unit 63B. However, the present invention is not limited to this, and the determination unit 63B may be omitted.

上記実施形態では、制御ユニット63に2回目のチルト補正条件が入力された場合、判定部63Bは、2回目のチルト補正条件が光照射の許容範囲内であるか否かを判定するとしたが、本発明はこれに限られず、制御ユニット63に1回目のチルト補正条件が入力された場合、判定部63Bは、1回目のチルト補正条件が光照射の許容範囲内であるか否かを判定するとしてもよい。   In the above embodiment, when the second tilt correction condition is input to the control unit 63, the determination unit 63B determines whether or not the second tilt correction condition is within the allowable range of light irradiation. The present invention is not limited to this. When the first tilt correction condition is input to the control unit 63, the determination unit 63B determines whether or not the first tilt correction condition is within the allowable range of light irradiation. It is good.

上記実施形態では、レンズLとイメージセンサSとの光軸調整を行なう際、当該光軸は垂直方向に向いていたが、本発明はこれに限られず、当該光軸調整の際、当該光軸は水平方向に向いていてもよい。以下、図7〜10を用いて、水平方向に向いた光軸について光軸調整を行なうカメラユニット組立設備4について説明する。なお、カメラユニット組立設備4についての説明は、上記実施形態と異なる部分のみ行い、同一の部材・部品については、同一の符号を付し、その詳細の説明は省略する。   In the above embodiment, when the optical axis of the lens L and the image sensor S is adjusted, the optical axis is oriented in the vertical direction. However, the present invention is not limited to this, and the optical axis is adjusted when the optical axis is adjusted. May be oriented horizontally. Hereinafter, the camera unit assembly facility 4 that performs optical axis adjustment on the optical axis oriented in the horizontal direction will be described with reference to FIGS. The camera unit assembly facility 4 will be described only with respect to parts different from those in the above embodiment, and the same members / parts will be assigned the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

カメラユニット組立設備4は、載置ステージ10と、センサユニット搬送装置20と、ステージ搬送装置30と、塗布装置40と、レンズユニット搬送装置50と、光軸調整装置60と、照射装置70と、レーザ変位計90と、6軸アライメントユニット62の姿勢を切替える姿勢切替装置100と、各装置を制御するために所定の制御信号を出力するコントローラ80と、を備える。   The camera unit assembly facility 4 includes a mounting stage 10, a sensor unit transfer device 20, a stage transfer device 30, a coating device 40, a lens unit transfer device 50, an optical axis adjustment device 60, an irradiation device 70, A laser displacement meter 90, a posture switching device 100 that switches the posture of the six-axis alignment unit 62, and a controller 80 that outputs a predetermined control signal to control each device.

載置ステージ10は、チャック機構16を有する。チャック機構16により、載置ステージ10に載置されたセンサユニットSUの保持、及びこの保持の解除を行なうことができる。   The mounting stage 10 has a chuck mechanism 16. The chuck mechanism 16 can hold the sensor unit SU mounted on the mounting stage 10 and release the holding.

姿勢切替装置100は、スライド部材32の上に設けられた第1スタンド101と、第1スタンド101に対してZ方向へスライド自在に設けられた第2スタンド102と、第2スタンド102に設けられ、Y軸へ延びるとともに6軸アライメントユニット62を支持する支持軸103と、支持軸103を駆動するモータ104と、を備える。   The posture switching device 100 is provided on the first stand 101 provided on the slide member 32, the second stand 102 provided so as to be slidable in the Z direction with respect to the first stand 101, and the second stand 102. , A support shaft 103 that extends to the Y axis and supports the six-axis alignment unit 62, and a motor 104 that drives the support shaft 103.

6軸アライメントユニット62は、支持軸103によって、Y軸周りに回動自在となっている。6軸アライメントユニット62がY軸周りに回動することにより、載置ステージ10は、水平状態(図7,8参照)と、垂直状態(図9、10参照)との間で切替え自在となる。また、第2スタンド102が第1スタンド101に対してスライドすることにより、6軸アライメントユニット62は、Z方向へ移動自在となる(図8,9参照)。   The six-axis alignment unit 62 is rotatable around the Y axis by the support shaft 103. As the six-axis alignment unit 62 rotates around the Y axis, the mounting stage 10 can be switched between a horizontal state (see FIGS. 7 and 8) and a vertical state (see FIGS. 9 and 10). . Further, as the second stand 102 slides with respect to the first stand 101, the six-axis alignment unit 62 is movable in the Z direction (see FIGS. 8 and 9).

次に、カメラユニット組立設備4における、カメラユニットの組み立て手順の一例を示す。   Next, an example of the assembly procedure of the camera unit in the camera unit assembly facility 4 will be shown.

まず、図7において、センサユニット搬送装置20は、載置ステージ10に向けてセンサユニットSUを搬送し、載置ステージ10上の所定の位置(X軸とY軸との交点上)にセンサユニットSUを載置する(図8参照)。チャック機構16は、載置ステージ10に載置されたセンサユニットSUの保持を行なう。これにより、載置ステージ10に載置されたセンサユニットSUは、位置合わせされた状態のまま載置ステージ10に固定される。次に、塗布装置40は、載置ステージ10に配されたセンサユニットSUに対して所定の硬化性樹脂を塗布する。第3に、姿勢切替装置100は、水平状態から垂直状態へ載置ステージ10を切り替えるとともに、第2スタンド102及びステージ搬送装置30は、載置ステージ10を所定の方向へスライド移動させる。これにより、載置ステージ10は、垂直状態のままレーザ変位計90の近くまで搬送される(図9参照)。その後、レーザ変位計90は、レーザ変位計90が検知したセンサユニットSUのセンサ面SCまでの距離Hを測定した後、センサ面SCのチルト半径R、Rを算出する。第4に、ステージ搬送装置30は載置ステージ10を、レンズユニット搬送装置50はレンズユニットLUを、それぞれ光軸調整装置60の近くまで搬送する(図10参照)。第5に、光軸調整装置60は、所定のテストチャートを用いて、レンズユニットLUに設けられたレンズLと、センサユニットSUに設けられたイメージセンサSとの光軸調整を行う。第6に、光軸調整の後、照射装置70は、センサユニットSUに塗布された硬化性樹脂に対し所定の光を照射する。これにより、センサユニットSUに対しレンズユニットLUが接着される結果、カメラユニットが組み立てられる。 First, in FIG. 7, the sensor unit transport device 20 transports the sensor unit SU toward the mounting stage 10, and places the sensor unit at a predetermined position (on the intersection of the X axis and the Y axis) on the mounting stage 10. The SU is placed (see FIG. 8). The chuck mechanism 16 holds the sensor unit SU placed on the placement stage 10. Thereby, the sensor unit SU placed on the placement stage 10 is fixed to the placement stage 10 while being aligned. Next, the coating device 40 applies a predetermined curable resin to the sensor unit SU arranged on the mounting stage 10. Third, the posture switching device 100 switches the mounting stage 10 from the horizontal state to the vertical state, and the second stand 102 and the stage transport device 30 slide the mounting stage 10 in a predetermined direction. Thereby, the mounting stage 10 is conveyed to the vicinity of the laser displacement meter 90 in a vertical state (see FIG. 9). Thereafter, the laser displacement meter 90 measures the distance H to the sensor surface SC of the sensor unit SU detected by the laser displacement meter 90, and then calculates the tilt radii R X and R Y of the sensor surface SC. Fourth, the stage transport device 30 transports the mounting stage 10 and the lens unit transport device 50 transports the lens unit LU to the vicinity of the optical axis adjustment device 60 (see FIG. 10). Fifth, the optical axis adjustment device 60 performs optical axis adjustment between the lens L provided in the lens unit LU and the image sensor S provided in the sensor unit SU using a predetermined test chart. Sixth, after adjusting the optical axis, the irradiation device 70 irradiates the curable resin applied to the sensor unit SU with predetermined light. As a result, the camera unit is assembled as a result of the lens unit LU being bonded to the sensor unit SU.

このように、カメラユニット組立設備4は、6軸アライメントユニット62の姿勢を切替える姿勢切替装置100を備えるため、載置ステージ10が垂直状態のまま、すなわち、センサユニットSUやレンズユニットLUの光軸の向きが使用状態に近い水平方向のまま、光軸調整を行なうことができる。さらに、載置ステージ10は、チャック機構16を有するため、光軸の向きを水平方向にしても、センサユニットSUは載置ステージ10から脱落せずに済む。この結果、光軸の向きが使用状態に近い水平方向のまま、光軸調整を行なうことができる。   As described above, since the camera unit assembly facility 4 includes the attitude switching device 100 that switches the attitude of the six-axis alignment unit 62, the mounting stage 10 remains in a vertical state, that is, the optical axis of the sensor unit SU or the lens unit LU. The optical axis can be adjusted while the orientation of the lens is in the horizontal direction close to the use state. Furthermore, since the mounting stage 10 has the chuck mechanism 16, the sensor unit SU does not need to be detached from the mounting stage 10 even if the direction of the optical axis is horizontal. As a result, the optical axis can be adjusted while the direction of the optical axis remains in the horizontal direction close to the use state.

上記実施形態では、センサユニットSUやレンズユニットLUの光軸調整の際、光軸の向きが使用状態に近い水平方向であったが、本発明はこれに限られず、センサユニットSUやレンズユニットLUの光軸調整の際、光軸の向きが垂直方向に交差する斜め方向であってもよい。   In the above embodiment, when the optical axis of the sensor unit SU or the lens unit LU is adjusted, the direction of the optical axis is the horizontal direction close to the use state, but the present invention is not limited to this, and the sensor unit SU or the lens unit LU is not limited thereto. When adjusting the optical axis, the direction of the optical axis may be an oblique direction intersecting the vertical direction.

更に上記実施形態では、コントローラ80、制御ユニット63、チャートユニット61の補正条件算出装置、レーザ変位計90と連動するチルト半径算出手段などが、別体のように図示しているが、これらはコントローラ80にまとめて包含される概念であり、ハードウエアとしては、一体的に構築しても良く、分散的に構築しても良い。   Further, in the above-described embodiment, the controller 80, the control unit 63, the correction condition calculation device of the chart unit 61, the tilt radius calculation means interlocked with the laser displacement meter 90, and the like are illustrated as separate bodies. 80 is a concept that is collectively included in 80, and the hardware may be integrated or may be distributed.

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

2 カメラユニット組立設備
10 載置ステージ
20 センサユニット搬送装置
30 ステージ搬送装置
40 塗布装置
50 レンズユニット搬送装置
60 光軸調整装置
61 チャートユニット
62 6軸アライメントユニット
63 制御ユニット
63A 入出力ユニット
63B 判定部
63C 設定部
63D 駆動部
70 照射装置
80 コントローラ
2 Camera unit assembly equipment 10 Mounting stage 20 Sensor unit transport device 30 Stage transport device 40 Coating device 50 Lens unit transport device 60 Optical axis adjustment device 61 Chart unit 62 6-axis alignment unit 63 Control unit 63A Input / output unit 63B Determination unit 63C Setting unit 63D Drive unit 70 Irradiation device 80 Controller

Claims (6)

第1の光学部品と第2の光学部品との光軸調節を行うための光軸調整装置であって、
前記第1の光学部品を載置する載置ステージと、
前記載置ステージの位置及び姿勢を調整するステージ調整機構と、
前記ステージ調整機構を制御するコントローラとを、備え、
前記ステージ調整機構は、
前記載置ステージをX−Y平面の平面方向、かつ前記X−Y平面に垂直となるZ軸方向へ移動させるシフトユニットと、
前記載置ステージを前記X−Y平面に平行するX軸周り、及び前記X−Y平面に平行し且つ前記X軸に直交するY軸周りに揺動させるチルトユニットとを有し、
前記コントローラは、前記第1の光学部品の光軸が前記第2の光学部材の光軸と平行となるように、前記シフトユニット及び前記チルトユニットを制御し、
前記コントローラは、
前記第1の光学部品の基準位置から前記X軸までの長さであるX軸チルト半径、及び前記第1の光学部品の基準位置から前記Y軸までの長さであるY軸チルト半径の情報を保持し、
前記第1の光学部品の光軸が前記第2の光学部品の光軸と平行となるための前記X軸周りの補正角度、及び前記Y軸周りの補正角度を算出するチルト補正条件算出部と、
前記チルト補正条件算出部が算出した前記X軸周りの補正角度及び前記X軸チルト半径を利用して、前記チルトユニットを前記X軸周りに揺動させるためのX軸回転制御値と、前記X軸周りの補正角度で前記チルトユニットを揺動させる際に該X軸チルト半径の揺動端が前記Y軸方向又は前記Z軸方向に移動するシフト量を相殺するために、前記シフトユニットを前記Y軸方向又は前記Z軸方向に移動させるXチルト時復帰制御値と、の双方を算出するXチルト値変換手段と、
前記チルト補正条件算出部が算出した前記Y軸周りの補正角度及び前記Y軸チルト半径を利用して、前記チルトユニットを前記Y軸周りに揺動させるためのY軸回転制御値と、前記Y軸周りの補正角度で前記チルトユニットを揺動させる際に該Y軸チルト半径の揺動端が前記X軸方向又は前記Z軸方向に移動するシフト量を相殺するために前記シフトユニットを前記X軸方向又は前記Z軸方向に移動させるYチルト時復帰制御値と、の双方を算出するYチルト値変換手段と、を有し、
前記X軸回転制御値及び前記Y軸回転制御値に基づいて前記チルトユニットが前記載置ステージを揺動し、かつ、前記Xチルト時復帰制御値と前記Yチルト時復帰制御値に基づいて前記シフトユニットが前記載置ステージを前記X−Y平面方向又は前記Z軸方向に移動させることで、前記X軸チルト半径及び前記Y軸チルト半径の前記揺動端が前記基準位置でほぼ静止したまま、前記X軸周りの補正角度及び前記Y軸周りの補正角度によるチルト制御を行う
ことを特徴とする光軸調整装置。
An optical axis adjusting device for adjusting an optical axis between a first optical component and a second optical component,
A mounting stage for mounting the first optical component;
A stage adjustment mechanism for adjusting the position and posture of the mounting stage,
A controller for controlling the stage adjustment mechanism,
The stage adjustment mechanism is
A shift unit that moves the mounting stage in the plane direction of the XY plane and in the Z-axis direction perpendicular to the XY plane;
A tilt unit that swings the placement stage around the X axis parallel to the XY plane and around the Y axis parallel to the XY plane and orthogonal to the X axis;
The controller controls the shift unit and the tilt unit so that an optical axis of the first optical component is parallel to an optical axis of the second optical member;
The controller is
Information about the X-axis tilt radius that is the length from the reference position of the first optical component to the X-axis, and the Y-axis tilt radius that is the length from the reference position of the first optical component to the Y-axis Hold
A tilt correction condition calculation unit for calculating a correction angle around the X axis and a correction angle around the Y axis so that the optical axis of the first optical component is parallel to the optical axis of the second optical component; ,
Using the correction angle around the X axis and the X axis tilt radius calculated by the tilt correction condition calculation unit, an X axis rotation control value for swinging the tilt unit around the X axis, and the X When the tilt unit is swung at a correction angle around the axis, the shift unit is moved to cancel the shift amount by which the rocking end of the X-axis tilt radius moves in the Y-axis direction or the Z-axis direction. X tilt value conversion means for calculating both the X tilt return control value that moves in the Y axis direction or the Z axis direction;
Using the correction angle around the Y axis and the Y axis tilt radius calculated by the tilt correction condition calculating unit, a Y axis rotation control value for swinging the tilt unit around the Y axis, and the Y axis When the tilt unit is swung at a correction angle around the axis, the shift unit is moved to the X-axis in order to cancel out the shift amount by which the rocking end of the Y-axis tilt radius moves in the X-axis direction or the Z-axis direction. Y tilt value conversion means for calculating both the Y tilt return control value that moves in the axial direction or the Z-axis direction,
The tilt unit swings the mounting stage based on the X-axis rotation control value and the Y-axis rotation control value, and based on the X-tilt return control value and the Y-tilt return control value. The shift unit moves the mounting stage in the XY plane direction or the Z-axis direction, so that the oscillating ends of the X-axis tilt radius and the Y-axis tilt radius remain substantially stationary at the reference position. An optical axis adjustment device that performs tilt control based on the correction angle around the X axis and the correction angle around the Y axis.
前記コントローラは、
前記第1の光学部品と前記第2の光学部品の光軸が所定平面で一致させるための前記X−Y平面内の補正移動量を算出するシフト補正条件算出部と、
前記シフト補正条件算出部が算出した前記X−Y平面内の補正移動量を利用して、前記シフトユニットを前記X−Y平面内で移動させるためのX−Y平面移動制御値を算出するX−Yシフト値変換手段と、を有し、
前記X−Y平面移動制御値に基づいて前記シフトユニットが前記載置ステージを前記X−Y平面方向に移動させることで、前記X−Y平面内の補正移動量によるシフト制御を行う
ことを特徴とする請求項1に記載の光軸調整装置。
The controller is
A shift correction condition calculation unit for calculating a correction movement amount in the XY plane for causing the optical axes of the first optical component and the second optical component to coincide with each other in a predetermined plane;
X for calculating an XY plane movement control value for moving the shift unit in the XY plane using the correction movement amount in the XY plane calculated by the shift correction condition calculation unit. -Y shift value conversion means,
Based on the XY plane movement control value, the shift unit moves the mounting stage in the XY plane direction, thereby performing shift control based on the correction movement amount in the XY plane. The optical axis adjusting device according to claim 1.
前記コントローラは、
前記載置ステージに搭載される前記第1の光学部品の前記基準面の位置を計測することで、前記X軸チルト半径及び前記Y軸チルト半径を算出するチルト半径算出部を有する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光軸調整装置。
The controller is
A tilt radius calculation unit that calculates the X-axis tilt radius and the Y-axis tilt radius by measuring the position of the reference surface of the first optical component mounted on the mounting stage. The optical axis adjusting device according to claim 1 or 2.
前記光軸調整を行うことを目的として、前記載置ステージの位置又は姿勢を補正するための条件を、前記載置ステージの補正条件と定義した場合、
前記コントローラは、前記載置ステージの補正条件が、前記ステージ調整機構の可動範囲内であるか否かの判定を行う判定部を有し、
前記載置ステージの補正条件が前記ステージ調整機構の可動範囲外であると判定された場合、前記ステージ調整機構の可動範囲内で、前記載置ステージの位置または姿勢の調節を行うことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の光軸調整装置。
For the purpose of performing the optical axis adjustment, when the condition for correcting the position or orientation of the mounting stage is defined as the correction condition of the mounting stage,
The controller includes a determination unit that determines whether the correction condition of the mounting stage is within a movable range of the stage adjustment mechanism,
When it is determined that the correction condition of the placement stage is outside the movable range of the stage adjustment mechanism, the position or posture of the placement stage is adjusted within the movable range of the stage adjustment mechanism, The optical axis adjusting device according to any one of claims 1 to 3.
前記載置ステージ及び前記ステージ調整機構を90度の角度範囲で回転させるステージ姿勢切替機構をさらに備えたことを特徴とする請求項1ないし4のうちいずれか1項記載の光軸調整装置。   5. The optical axis adjustment device according to claim 1, further comprising a stage posture switching mechanism that rotates the placement stage and the stage adjustment mechanism within an angle range of 90 degrees. 前記載置ステージに載置された前記第1の光学部品を保持する保持状態と、前記保持が解除された保持解除状態との間で切替え可能なチャック機構をさらに備えたことを特徴とする請求項5記載の光軸調整装置。   A chuck mechanism that can be switched between a holding state for holding the first optical component placed on the mounting stage and a holding release state in which the holding is released is further provided. Item 6. The optical axis adjusting device according to Item 5.
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