JP2017502343A - カメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置並びにそれを利用したレンズ光軸整列および組立方法 - Google Patents

Abstract

レンズの光軸を円滑に調整できるカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置とその方法が開示される。開示されたカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置は、イメージセンサが設置された基板を支持する支持ブロックと、イメージセンサのチルト状態を測定する変位センサと、レンズホルダーを基板に締結させるボルト締結機および、変位センサの測定結果によりチルト状態を補正できるようにボルト締結機によるレンズホルダーの締付力を制御するコントローラを含む。このような構成のレンズ光軸整列および組立装置を利用すれば、レンズの光軸を迅速かつ精密に調整して組み立てることができ、したがって、これを利用すれば、鮮明かつきれいなイメージの撮影が保障された高性能のカメラモジュールを実現することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、車両の前後方監視用または自動走行のモニタリング用に用いられるカメラモジュールの組立装置および方法に関するもので、さらに詳細には、カメラモジュールに備えられるレンズの光軸を効果的に整列させて組み立てることができるように改善されたカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置並びに方法に関するものである。

最近では、駐車ガイドや周辺監視などのためにカメラを車両に装着する場合が多くなってきている。また、走行中車線維持の有無や表示板認識などのような自動走行機能を果たすするためのモニタリング用にもカメラを装着しようとする需要が増えている。

このように、車両に装着されるカメラは一般的にイメージセンサとレンズなどが組み立てられた一つのモジュールの形態で供給されるが、この時、レンズとイメージセンサ間の光軸が精密に整列されないと所望の高性能カメラの機能を実現することが難しい。

したがって、信頼度の高い高性能のカメラモジュールを実現するためには、モジュールの組立時にレンズの光軸を精密に調整できなければならなく、したがって、このような精密調整を含むカメラモジュールの組み立てを効率的に円滑に遂行できるようにする組立装置と方法が要求されている。

本発明は、レンズの光軸を精密に調整しつつカメラモジュールを効率的に組立できるように改善されたカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置とその方法、そして、これによって製造されたカメラモジュールを提供することにその目的がある。

前記目的を達成するための本発明の一側面は、カメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置に関するものである。本発明の一側面に係るカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置は、イメージセンサが設置された基板を支持する支持ブロックと、前記イメージセンサのチルト状態を感知し、センサチルト情報を生成する変位センサと、少なくとも３つのボルトによって前記基板に締結されるレンズホルダーと、前記レンズホルダーを前記基板に締結させるために、前記少なくとも３つのボルトを締付けるように駆動されるボルト締結機と、前記ボルト締結機を制御するコントローラとを備える。前記コントローラは、前記イメージセンサのチルト状態を補正するために、前記センサチルト情報によって制御され、前記支持ブロックの軸を制御するとともに前記少なくとも３つのボルトを互いに異なる締結力で締付けるように前記ボルト締結機を制御する。

前記の目的を達成するための本発明の他の一側面は、カメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法に関するものである。本発明の他の一側面に係るカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法は、イメージセンサが設置され、ホルダーホールにより前記イメージセンサのアクティブ領域が露出するようにレンズホルダーが締結された基板を支持ブロックにセッティングする支持ブロックセッティング段階と、前記イメージセンサのチルティングを補正するために、前記ホルダーホールを介して露出する前記イメージセンサのアクティブ領域の複数の地点を変位センサで測定してセンサチルティング情報を生成し、コントローラが前記センサチルティング情報によって前記支持ブロックを制御するセンサチルティング補正段階と、前記チルティング補正段階が行われた後、接着剤が塗布された前記レンズホルダーにレンズが設置されたレンズバレルを挿入するレンズバレル挿入段階と、前記レンズバレル挿入段階が行われた後、前記レンズの中央を前記イメージセンサの基準点に整列させるために行われるレンズバレル制御段階とを備え、前記レンズバレル制御段階において、前記コントローラがレンズイメージによって前記レンズバレルを制御するように駆動され、前記レンズイメージは前記レンズを介して前記イメージセンサに感知される前記テストチャートに対するイメージである。

前記の目的を達成するための本発明のさらに他の一側面も、カメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法に関するものである。本発明のさらに他のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法は、
イメージセンサが設置された基板、レンズが設置されたレンズバレル、及び前記基板と前記レンズバレルとの間に結合されるレンズホルダーを含むカメラモジュールの前記基板上の複数個の地点を変位センサで測定して基板チルティング情報を生成する基板チルティング情報生成段階と、前記カメラモジュールをヒーティングするモジュールヒーティング段階と、ヒーティングされた前記カメラモジュールを支持ブロックにセッティングする支持ブロックセッティング段階と、コントローラが前記基板チルティング情報によって前記支持ブロックを制御するように駆動される基板チルティング補正段階と、前記基板チルティング補正段階が遂行された後、前記イメージセンサに感知されたテストチャートのイメージである判別イメージにより前記コントローラで前記カメラモジュールの光軸の不良有無を判別する判別段階とを備え、前記レンズバレルはヒーティングによって硬化する接着剤により前記レンズホルダーと結合される。

前記の目的を達成するための本発明のさらに他の一側面は、前記カメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法によって製造されたカメラモジュールである。

前記のような構成のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置と組立方法によれば、レンズの光軸を迅速かつ精密に調整して組み立てることができるため、高性能のカメラモジュールを効率的に実現することができる。

本発明に用いられる各図面の簡単な説明が提供される。
本発明に係るカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置で調整されるカメラモジュールの構造を示した分離斜視図である。 本発明のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置を示した図面である。 本発明のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置を示した図面である。 イメージセンサチルティング補正のために、図２および図３に示されたカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置のうち、変位センサでイメージセンサのチルト状態を測定する過程を示した図面である。 図１に示されたカメラモジュールの断面構造を示した図面である。 レンズバレルチルティング補正のために、図２および図３に示されたカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置のうち、変位センサでイメージセンサのチルト状態を測定して補正する過程を説明するための図面である。 レンズバレルチルティング補正のために、図２および図３に示されたカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置のうち、ビジョンカメラでイメージセンサの基準点とテストチャートの基準点を測定して一致させるように補正する過程を説明するための図面である。 レンズバレルチルティング補正のために、図２および図３に示されたカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置のうち、レンズバレルに設置されたレンズの中央点をイメージセンサの基準点に一致させる過程を説明するための図面である。 レンズバレルチルティング補正を行うための本発明のモジュールのレンズ光軸整列および組立方法を示すフローチャートである。 接着剤硬化チルティング補正のために、図２および図３に示されたカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置のうち、変位センサで接着剤ヒーティング後のレンズバレルのチルト状態を測定する過程を説明するための図面である。 接着剤硬化チルティング補正のために、図２および図３に示されたカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置のうち、レンズバレルに設置されたレンズの中央点をテストチャートの基準点に一致させる過程を説明するための図面である。 接着剤硬化チルティング補正のために、図２および図３に示されたカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置のうち、イメージセンサでテストチャートを測定してカメラモジュールの不良有無を判別する過程を説明するための図面である。 接着剤硬化チルティング補正のための本発明の一実施例に係るモジュールのレンズ光軸整列および組立方法を示すフローチャートである。 レンズバレルをレンズホルダーに設置する過程を説明するための図面である。 レンズバレルをレンズホルダーに設置する過程を説明するための図面である。 レンズバレルをレンズホルダーに設置する過程を説明するための図面である。 レンズバレルをレンズホルダーに設置する過程を説明するための図面である。 接着剤硬化チルティング補正のための本発明の他の一実施例に係るモジュールのレンズ光軸整列および組立方法を示すフローチャートである。

本発明と、本発明の動作上の利点および本発明の実施によって達成される目的を十分に理解するためには、本発明の好ましい実施例を例示する添付図面および添付図面に記載された内容を参照する。各図面を理解するにおいて、同じ部材はできるだけ同じ参照符号で図示しようとしたことに留意しなければならない。また、下記の説明で、具体的な処理フローのような多くの特定詳細は本発明のより全般的な理解を提供するために記述される。しかし、これら特定詳細がないとしても、本発明を実施できることは当該技術分野で通常の知識を有した者には自明である。そして、図面で多様な要素を明確に表現するために、長さ、幅、厚さなどを拡大および／または縮小して示すことができ、本発明の要旨を不要に曖昧にし得るものと判断される公知の機能および構成に対する詳細な記載は省略する。

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施例をより詳細に説明する。

本発明は、図１に図示されたようなカメラモジュール１０を組み立てるカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置並びにそれを利用したレンズ光軸整列および組立方法に関するものである。

前記カメラモジュール１０は、イメージセンサ１４が付着された基板１５と、レンズホルダー１３およびレンズバレル１１を含んで構成される。

好ましくは、前記基板１５は、信号、データ、情報などを伝送できるように配線された基板である。前記レンズホルダー１３は前記基板１５に締結され、前記レンズバレル１１はレンズ１２を搭載して前記レンズホルダー１３に結合される。

このように組み立てられたカメラモジュール１０の光軸が非常によく整列された状態であれば、レンズの焦点がイメージセンサ上の正確な位置に合わせられるが、光軸整列の誤差が発生した状態であればレンズの焦点が外れたところに合わせられる。

このような光軸整列誤差の発生要因として、下記の三つのチルティングが含まれる。

第１の要因は、「イメージセンサ付着チルティング」であり、基板１５に導電性接着剤１を介してイメージセンサ１４が付着される時に発生する。

第２の要因は、「レンズバレル結合チルティング」であり、イメージセンサ１４が設置された基板１５に締結されたレンズホルダー１３にレンズバレル１１が結合する時に発生する。

第３の要因は、「接着剤硬化チルティング」であり、レンズホルダー１３とレンズバレル１１との間の接着剤をヒーティングによって硬化させる時に発生する。

引き続き、光軸整列誤差を補正しながらカメラモジュールを組み立てるカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置の全体的構成を詳察する。

図２および図３は、本実施例のレンズ光軸整列および組立装置の全体的な構成を示したものである。ここで、図２はカメラモジュール１０に魚眼レンズが装着された場合の状況を示したものであり、図３は標準レンズが装着された場合の状況を示したものである。

参照符号１００は、前記イメージセンサ１４でテスト撮影するテストチャートシステムを示す。前記テストチャートシステム１００にイメージセンサ１４によって感知されるテストパターンを有するテストチャートが設置される。

参照符号２００は、対象体のチルト状態を感知して多様なチルト情報を生成する変位センサを示す。前記変位センサ２００は、カメラモジュール１０、イメージセンサ１４、レンズバレル１１の端部などのチルト状態を感知してチルト情報を生成することができる。好ましくは、前記変位センサ２００は非接触式センサであって、光の波長帯を利用して変位を精密に測定する共焦点変位センサである。しかし、前記変位センサ２００は、所定の速度で線または面全体を移動しながら変位を測定する２次元または３次元変位センサで実現されてもよい。

参照符号３００は、前記レンズホルダー１３に挿入されて結合されるレンズバレル（１１：図１参照）をクランピングしてレンズホルダー１３の結合面上において微小間隔で流動させて位置を調整するレンズクランパを示し、参照符号２１０はイメージセンサ１４の水平方向のシフト程度などを確認するためのビジョンカメラを示す。

参照符号４００は、ボルト締結機を示す。前記ボルト締結機４００は、前記レンズホルダー１３を前記基板１５に締結させる。

参照符号５００は、前記レンズバレル１１をレンズホルダー１３に結合させるためにレンズホルダー１３の一面に接着剤を塗布するディスペンサーを示し、参照符号５１０はその接着剤に紫外線を照射して硬化させるＵＶ照射機を示す。

参照符号６００は、支持ブロック８００に搭載されたカメラモジュール１０に照明を照らしてレンズ１２の汚染やクラック欠陥等を肉眼で容易に確認できるようにするＬＥＤ照明器を示す。また、参照符号６００のＬＥＤ照明器によって、前記肉眼で確認するとともに、シェーディングおよび光軸に対するテストも可能になる。

参照符号７００は、カメラモジュール１０と近距離に設置されたテストチャートシステムのパターン１０１に焦点がよく合うように前記レンズ１２の焦点距離を減らしてくれるコリメーターレンズを示す。

参照符号８００は、組み立てられる対象体が搭載される支持ブロックを示す。支持ブロック８００はチルトの調節が可能である。

参照符号９００は、本発明の構成要素を全体的に制御するコントローラを示す。

引き続き、本発明のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置を利用して、光軸ズレを誘発する前記三つのチルティングを補正するカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法を順に述べる。

（イメージセンサの付着チルティング補正）
まず、イメージセンサの付着チルティングが発生する場合、イメージセンサ１４の中心を基準とした光軸も傾くため、その中心の垂直線を基準としてレンズホルダー１３およびレンズバレル１１を設置すると、レンズ１２の中央とイメージセンサ１４の中央とがずれることになる。

このような、「イメージセンサ付着チルティング」の補正のためのカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置での主な構成要素の作用を図２および図３を参照して説明すると、次の通りである。

前記支持ブロック８００は、イメージセンサ１４が付着した基板１５を支持する。前記変位センサ２００はイメージセンサ１４のチルト状態が感知されてセンサチルト情報が生成される。レンズホルダー１３は少なくとも３つのボルト１６によって前記基板１５に締結される。ボルト締結機４００は、前記レンズホルダー１３を前記基板１５に締結させるために、前記少なくとも３つのボルト１６を締付けるように駆動される。コントローラ９００は、前記ボルト締結機４００を制御する。このとき、支持ブロック８００はチルトの調節が可能である。

すなわち、支持ブロック８００にイメージセンサ１４が付着した基板１５が置かれる。そして、前記変位センサ２００によって、イメージセンサ１４のチルト状態が感知されセンサチルト情報が生成される。このとき、前記コントローラ９００は前記イメージセンサ１４のチルト状態を補正するために、前記センサチルト情報によって制御され、前記支持ブロック８００の軸を制御するとともにボルト締結機４００を制御する。これによって、レンズホルダー１３が基板１５に締結される。

本発明のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置を利用した光軸整列および組立過程は、次のように進行され得る。

まず、イメージセンサ１４が付着した基板１５を前記支持ブロック８００の上に装着する。基板１５の装着は自動または手動で行える。このとき、基板１５のイメージセンサ１４は中央が若干傾いた状態であり得るが、このチルト状態を変位センサ２００が測定する。

すなわち、図４に図示された通り、変位センサ２００が支持ブロック８００の上に移動してイメージセンサ１４の５地点またはそれ以上の地点に対して平坦度の特性を測定し、コントローラ９００はこの情報からイメージセンサ１４のチルト状態を把握する。

このようにイメージセンサ１４のチルト状態が把握されると、そのチルト状態を勘案してレンズホルダー１３を締結させる工程に続く。すなわち、コントローラ９００が前記センサチルト情報により支持ブロック８００の軸の制御によるチルトを調節するとともに、ボルト締結機４００を制御してボルト１６を適切に締付け、前記レンズホルダー１３を前記基板１５に締結する。

ここでボルト１６は、図５に示された通り、少なくとも３ヶ所に締結されるが、この複数のボルト１６が締結される締付力を互いに異ならせることによってイメージセンサ１４のチルト状態を補正する。言い換えると、複数のボルト１６の締付力を異ならせると、相対的により強く締付けられた部位と弱く締付けられた部位においてレンズホルダー１３と基板１５との間の間隔が微細に異なるため、変位センサ２００で測定されたイメージセンサ１４のチルトの程度を反映してこの締付力を調整すれば光軸のチルト状態を補正することができる。

引き続き、レンズバレル結合チルティング補正について説明する。

（レンズバレルの結合チルティングの補正）
「レンズバレルの結合チルティング」補正のためのカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置における主な構成要素の作用を図２および図３を参照して説明すると次の通りである。

前記支持ブロック８００にはイメージセンサ１４が設置され、レンズホルダー１３が締結された基板１５がセッティングされる。このとき、前記支持ブロック８００は、チルト、回転（ｒｏｔａｔｉｏｎ）およびシフト（ｓｈｉｆｔ）の調節が可能である。そして、前記レンズホルダー１３は、ホルダーホール１３ａを介して前記イメージセンサ１４のアクティブ領域１４ａが露出するように前記基板１５に締結される。

前記変位センサ２００は、図６に図示されるように、前記基板１５に設置された前記イメージセンサ１４のチルト状態を感知してセンサチルティング情報を生成する。

このとき、前記変位センサ２００は、前記イメージセンサ１４で実際のイメージが撮像されるアクティブ領域１４ａ上の複数地点１４ｂの変位を測定して前記イメージセンサ１４のチルト状態を感知する。

前記コントローラ９００は、前記イメージセンサ１４のチルト状態を補正するために、前記センサチルティング情報によって、好ましくは、自動で前記支持ブロック８００を制御するように、結果的には前記イメージセンサ１４をチルティングさせるように駆動される。

前記ビジョンカメラ２１０は、図７のように、前記レンズホルダー１３のホルダーホール１３ａにより「ビジョンイメージ」を確認する。このとき、前記「ビジョンイメージ」は前記イメージセンサ１４のイメージである。

この場合、前記コントローラ９００は、前記イメージセンサの基準点（Ｐ１４、図７参照）と、前記テストチャートの基準点（Ｐ１１０、図７）とを一致させるために、前記ビジョンカメラ２１０によって確認される前記「ビジョンイメージ」によって、好ましくは、自動で前記支持ブロック８００（結果的に前記イメージセンサ１４）または前記テストチャート１１０をシフトするように駆動される。

このとき、前記イメージセンサ１４の基準点（Ｐ１４）は前記イメージセンサ１４の中央点であり、前記テストチャート１１０の基準点（Ｐ１１０）は前記テストチャートの中央点である。

前記レンズクランパ３００は、レンズ１２が設置されたレンズバレル１１をクランピングして流動させる。このとき、レンズクランパ３００は、前記コントローラ９００によって制御され得る。

すなわち、図８でのように、前記レンズバレル１１が前記レンズホルダー１３に締結された状態で、前記レンズ１２を介して前記イメージセンサ１４によって感知される前記テストチャートに対するイメージである「レンズイメージ」が生成される。

この場合、前記コントローラ９００は、前記イメージセンサ１４の基準点（Ｐ１４）に対して前記レンズ１２の中央点を一致させるために、前記「レンズイメージ」によって自動で前記レンズバレル１１を制御するように駆動される。

図９は「レンズバレルの結合チルティング」補正のための本発明の一実施例に係るカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法を示すフローチャートである。

図９を参照すれば、「レンズバレルの結合チルティング」補正のための本発明のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法は、支持ブロックセッティング段階（Ｓ１１０）およびチルティング補正段階（Ｓ１２０）を備え、好ましくは、基準整列段階（Ｓ１３０）、レンズバレル挿入段階（Ｓ１４０）およびレンズバレル制御段階（１Ｓ５０）を備える。

前記支持ブロックセッティング段階（Ｓ１１０）では、イメージセンサ１４が設置され、レンズホルダー１３が締結された基板１５が支持ブロック８００にセッティングされる。このとき、前記レンズホルダー１３は、ホルダーホール１３ａを介して前記イメージセンサ１４のアクティブ領域１４ａが露出するように前記基板１５に締結されることは前述した通りである。

前記センサチルティング補正段階（Ｓ１２０）では、前記イメージセンサ１４のアクティブ領域１４ａの複数地点を変位センサ２００で測定してセンサチルティング情報が生成される。そして、前記イメージセンサ１４のチルティングを補正するために、前記コントローラ９００が前記センサチルティング情報により前記支持ブロック８００を制御するように駆動される。

前記基準整列段階（Ｓ１３０）で、テストチャート１１０の基準点（Ｐ１１０）と、前記イメージセンサ１４の基準点（Ｐ１４）とを一致させるために、前記コントローラ９００が「ビジョンイメージ」によって前記支持ブロック８００または前記テストチャート１１０をシフトするように制御される。このとき、前記「ビジョンイメージ」は、ビジョンカメラ２１０によって確認される前記イメージセンサ１４のイメージであることは前述した通りである。

そして、前記イメージセンサ１４の基準点（Ｐ１４）は前記イメージセンサ１４の中央点であり、前記テストチャート１１０の基準点（Ｐ１１０）は前記テストチャート１１０の中央点であることが好ましい。

前記レンズバレル挿入段階（Ｓ１４０）では、接着剤が塗布された前記レンズホルダー１３にレンズ１２が設置されたレンズバレル１１が挿入される。

そして、前記基準整列段階（Ｓ１３０）および前記レンズバレル挿入段階（Ｓ１４０）が行われた後で行われる前記レンズバレル制御段階（Ｓ１５０）では、前記レンズ１２の中央を前記イメージセンサ１４の基準点（Ｐ１４）に整列させるために、前記コントローラ９００が「レンズイメージ」によって前記レンズバレル１１を制御するように駆動される。このとき、前記「レンズイメージ」は前記レンズ１２を介して前記イメージセンサ１４に感知される前記テストチャート１１０に対するイメージであることは前述した通りである。

その後、ＵＶキュアリング段階（Ｓ１６０）では、前記レンズ１２の中央が前記イメージセンサ１４の基準点（Ｐ１４）に整列した後、接着剤に紫外線が照射されて仮硬化される。

このような過程によりカメラモジュール１０を組み立てると、「レンズバレルの結合チルティング」が補正され、また、レンズ１２とイメージセンサ１４との間の光軸が迅速かつ正確に整列されるようになる。

引き続き、接着剤硬化チルティング補正を説明する。

（接着剤の硬化チルティングの補正）
「接着剤の硬化チルティング」はレンズバレル１１をレンズホルダー１３に結合させるために、前記レンズホルダー１３とレンズバレル１１との間の接着剤をヒーティングによって硬化させる時に発生する。すなわち、硬化した接着剤の厚さのばらつきによって、結果的にレンズ１２の光軸がずれることがある。

前記「接着剤の硬化チルティング」補正のためのカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置における主な構成要素の作用を図２および図３を参照して説明すると次の通りである。

前記支持ブロック８００にはカメラモジュール１０がセッティングされる。前記カメラモジュール１０は、イメージセンサ１４が設置された基板１５、レンズ１２が設置されたレンズバレル１１、そして、前記基板１５と前記レンズバレル１１との間に結合されるレンズホルダー１３を含む。

前記レンズホルダー１３は、ホルダーホール１３ａを介して前記イメージセンサ１４のアクティブ領域１４ａが露出するように前記基板１５に締結される。

そして、前記レンズバレル１１は、ヒーティングによって硬化する接着剤により前記レンズホルダー１３と結合される。

前記変位センサ２００は、図１０に示すように、接着剤のヒーティング後に前記レンズバレル１１のチルティング状態を感知してバレルチルティング情報を生成する。

このとき、前記変位センサ２００は、前記変位センサ２００側の前記レンズバレル１１の端部１１ａ表面上の複数地点１１ｂの変位を測定して前記レンズバレル１１のチルト状態を感知する。

前記コントローラ９００は、前記接着剤のヒーティング後の前記レンズバレル１１のチルト状態を補正するために、前記バレルチルティング情報によって、好ましくは、自動で前記支持ブロック８００を制御して前記レンズバレル１１をチルティングさせるように駆動される。

前記ビジョンカメラ２１０は図１１のように、前記接着剤のヒーティング後、前記レンズ１２を介して「ヒーティングビジョンイメージ」を確認する。このとき、前記「ヒーティングビジョンイメージ」は前記接着剤のヒーティング後の前記レンズ１２のイメージである。

この場合、前記コントローラ９００は、前記レンズの基準点（Ｐ１２）と前記テストチャートの基準点（Ｐ１１０）とを一致させるために、前記ビジョンカメラ２１０によって確認される前記「ヒーティングビジョンイメージ」によって、好ましくは、自動で前記支持ブロック８００（結果的に前記レンズ１２）または前記テストチャート１１０をシフトするように駆動される。

このとき、前記レンズ１２の基準点（Ｐ１２）は前記レンズ１２の中央点であり、前記テストチャート１１０の基準点（Ｐ１１０）は前記テストチャートの中央点である。

また、前記イメージセンサ１４は、図１２に示すように、前記接着剤のヒーティング後、前記レンズ１２を介して「判別イメージ」を確認する。このとき、前記「判別イメージ」は、接着剤のヒーティング後に前記レンズ１２を通過して前記イメージセンサ１４に感知された前記テストチャート１１０のイメージである。

この場合、前記コントローラ９００は、前記「判別イメージ」によって前記カメラモジュール１０の光軸の不良有無を判別する。

このとき、前記カメラモジュール１０の光軸の不良有無は、前記「判別イメージ」を所定の基準イメージと比較して判別することもでき、また、前記「判別イメージ」の光軸測定値を所定の光軸基準値と比較して判別することもでき、その他の多様な方法で判別することができる。

引き続き、「接着剤の硬化チルティング」を補正するための本発明のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法について説明する。参考として、「接着剤の硬化チルティング」を補正するための本発明のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法は、カメラモジュールの不良有無の判別により行える。

図１３は、接着剤の硬化チルティング補正のための本発明の一実施例に係るモジュールのレンズ光軸整列および組立方法を示すフローチャートである。

図１３を参照すれば、前記モジュールヒーティング段階（Ｓ２０５）では、カメラモジュール１０がヒーティングされる。前記カメラモジュール１０はイメージセンサ１４が設置された基板１５、レンズ１２が設置されたレンズバレル１１、そして、前記基板１５と前記レンズバレル１１との間に結合されるレンズホルダー１３を含む。このとき、前記レンズホルダー１３は、ホルダーホール１３ａを介して前記イメージセンサ１４のアクティブ領域１４ａが露出するように前記基板１５に締結され、前記レンズバレル１１はヒーティングによって硬化する接着剤２によって前記レンズホルダー１３と結合される。

具体的に、図１４に示すように、ディスペンサー５００を稼動してレンズホルダー１３の一面に接着剤２を塗布する。引き続き、図１５のように、レンズホルダー１３の接着面にレンズバレル１１を挿入して結合させる。このとき、レンズバレル１１をレンズホルダー１３に挿入する作業も自動または手動ですることができ、レンズバレル１１を挿入した後は、テストチャートシステム１００を稼動してイメージセンサ１４でテストパターンを直接撮影する。

そして、テストパターンの撮影時に、もし、光軸が正しく整列されていないと確認されると、前記レンズクランパ３００でレンズバレル１１をクランピングして、レンズホルダー１３の結合面上において微小間隔で流動させながらチルト誤差を調整する。その後、図１６のように、ＵＶ照射機５１０から紫外線を照射して接着剤２を一次的に仮硬化させる。

このようにレンズバレル１１まで結合した後は、前記ＬＥＤ照明器６００をオンにして、レンズ１２の表面を肉眼で確認する。また、ＬＥＤ照明器６００によって、シェーディング（ｓｈａｄｉｎｇ）、欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）、ステイン（ｓｔａｉｎ）等のレンズ１２表面の不良とともに光軸に対するテストも可能になる。

引き続き、テストチャートシステム１００を稼動し、イメージセンサ１４でテストパターンを直接撮影する。

このように調整が完了した後は、図１７のように、ヒーター５２０でカメラモジュール１０をヒーティングして前記レンズホルダー１３とレンズバレル１１との間の接着剤２を完全に硬化させる。

前記支持ブロックセッティング段階（Ｓ２１０）では、ヒーティングされた前記カメラモジュール１０が支持ブロック８００にセッティングされる。

前記バレルチルティング補正段階（Ｓ２２０）は、ヒーティングされた前記カメラモジュール１０の前記レンズバレル１１のチルティングを補正するための段階である。

前記バレルチルティング補正段階（Ｓ２２０）では、前記変位センサ２００側の前記レンズバレル１１端部上の複数地点１１ｂを前記変位センサ２００で測定し、「バレルチルティング情報」が生成される。そして、前記レンズバレル１１のチルティングを補正するために、前記コントローラ９００が前記「バレルチルティング情報」によって前記支持ブロック８００を制御するように駆動される。

前記基準整列段階（Ｓ２３０）で、テストチャート１１０の基準点（Ｐ１１０）と前記レンズ１２の基準点（Ｐ１２）を一致させるために、前記コントローラ９００が「ヒーティングビジョンイメージ」によって前記支持ブロック８００または前記テストチャート１１０をシフトするように制御される。

そして、前記レンズ１２の基準点（Ｐ１２）は前記レンズ１２の中央点であり、前記テストチャート１１０の基準点（Ｐ１１０）は前記テストチャート１１０の中央点であることが好ましい。

そして、前記基準整列段階（Ｓ２３０）が行われた後で行われる前記判別段階では、前記コントローラ９００が「判別イメージ」により前記カメラモジュール１０の光軸の不良有無を判別する。このとき、前記「判別イメージ」は前記イメージセンサ１４に感知される前記テストチャート１１０に対するイメージである。

このような過程を経て、レンズ１２のチルト誤差をコントローラ９００の制御下で調整し、最終的に正確な整列がなされたかも再度確認するので、レンズ１２とイメージセンサ１４との間の光軸を迅速かつ正確に整列させることができる。

また、接着剤の硬化チルティング補正は、図１８で示すような本発明の他の一実施例のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法によって行われ得る。

図１８を参照すれば、カメラモジュール１０のヒーティング前に、前記基板１５上の複数地点を前記変位センサ２００で測定し、「基板チルティング情報」を生成する基板チルティング情報生成段階（Ｓ３１０）が行われる。ここで、前記カメラモジュール１０は、イメージセンサ１４が設置された基板１５、レンズ１２が設置されたレンズバレル１１、そして、前記基板１５と前記レンズバレル１１との間に結合されるレンズホルダー１３を含む。このとき、前記レンズホルダー１３は、ホルダーホール１３ａを介して前記イメージセンサ１４のアクティブ領域１４ａが露出するように前記基板１５に締結され、前記レンズバレル１１はヒーティングによって硬化する接着剤２によって前記レンズホルダー１３と結合される。

そして、前記モジュールヒーティング段階（Ｓ３２０）では、前記レンズバレル１１をヒーティングによって硬化する接着剤２により前記レンズホルダー１３と結合させるために、カメラモジュール１０がヒーティングされる。

前記支持ブロックセッティング段階（Ｓ３３０）では、ヒーティングされた前記カメラモジュール１０が支持ブロック８００にセッティングされる。

前記基板チルティング補正段階（Ｓ３４０）は、前記コントローラ９００が前記「基板チルティング情報」によって前記支持ブロック８００を制御するように駆動される。

そして、前記基板チルティング補正段階（Ｓ３４０）が行われた後で行われる判別段階（Ｓ３５０）では、前記コントローラ９００が「判別イメージ」により前記カメラモジュール１０の光軸の不良有無を判別する。このとき、前記「判別イメージ」は、前記イメージセンサ１４に感知される前記テストチャート１１０に対するイメージである。

このような過程を経て、レンズ１２のチルト誤差をコントローラ９００の制御下で調整し、最終的に正確な整列がなされたかも再度確認するので、レンズ１２とイメージセンサ１４間の光軸を迅速かつ正確に整列させることができる。

本発明は、図面に示された一実施例を参照して説明されたが、これは例示的なものに過ぎず、本技術分野の通常の知識を有する者であれば、そこから多様な変形および均等な他の実施例が可能であることが理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的保護範囲は、添付された特許請求範囲の技術的思想によって定められるべきである。

本発明はカメラモジュールのレンズ分野に利用可能である。

Claims (17)

1. イメージセンサが設置された基板を支持する支持ブロックと、
   前記イメージセンサのチルト状態を感知し、センサチルト情報を生成する変位センサと、
   少なくとも３つのボルトによって前記基板に締結されるレンズホルダーと、
   前記レンズホルダーを前記基板に締結させるために、前記少なくとも３つのボルトを締付けるように駆動されるボルト締結機と、
   前記ボルト締結機を制御するコントローラとを備え、
   前記コントローラは、
   前記イメージセンサのチルト状態を補正するために、前記センサチルト情報によって制御され、前記支持ブロックの軸を制御するとともに前記少なくとも３つのボルトを互いに異なる締結力で締付けるように、前記ボルト締結機を制御することを特徴とする、カメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置。
2. レンズが装着されたレンズバレルを前記レンズホルダーに付着するために、前記レンズホルダーの一面に接着剤を塗布するディスペンサーをさらに備える、請求項１に記載のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置。
3. 前記接着剤が塗布された前記レンズホルダーの接着面上で前記レンズバレルをクランピングして流動させるレンズクランパをさらに含む、請求項２に記載のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置。
4. 前記接着剤に紫外線を照射して硬化させるＵＶ照射機をさらに備える、請求項２に記載のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置。
5. 前記レンズを肉眼により検査できるように均一な照明を照らすためのＬＥＤ照明器をさらに備える、請求項２に記載のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置。
6. 前記レンズ表面の不良有無および光軸の検査を可能にする、請求項５に記載のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置。
7. 前記レンズにより前記イメージセンサに感知されるテストパターンを有するテストチャートシステムをさらに備える、請求項２に記載のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置。
8. 前記レンズと前記テストチャートシステムとの間で前記レンズの焦点距離を減らすコリメーターレンズをさらに含む、請求項７に記載のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立装置。
9. イメージセンサが設置され、ホルダーホールを介して前記イメージセンサのアクティブ領域が露出するようにレンズホルダーが締結された基板を支持ブロックにセッティングする支持ブロックセッティング段階と、
   前記イメージセンサのチルティングを補正するために、前記ホルダーホールを介して露出する前記イメージセンサのアクティブ領域の複数地点を変位センサで測定してセンサチルティング情報を生成し、コントローラが前記センサチルティング情報によって前記支持ブロックを制御するセンサチルティング補正段階と、
   前記チルティング補正段階が行われた後、接着剤が塗布された前記レンズホルダーにレンズが設置されたレンズバレルを挿入するレンズバレル挿入段階と、
   前記レンズバレル挿入段階が行われた後、前記レンズの中央を前記イメージセンサの基準点に整列させるために行われるレンズバレル制御段階とを備え、
   前記レンズバレル制御段階において、前記コントローラがレンズイメージによって前記レンズバレルを制御するように駆動され、前記レンズイメージは前記レンズを介して前記イメージセンサに感知される前記テストチャートに対するイメージであることを特徴とする、カメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法。
10. 前記センサチルティング補正段階が行われ、前記レンズバレル挿入段階が行われる前にテストチャートの基準点と前記イメージセンサの基準点とを一致させるために行われる基準整列段階をさらに備え、
    前記コントローラがビジョンイメージによって前記支持ブロックまたは前記テストチャートをシフトするように駆動され、
    前記ビジョンイメージは、ビジョンカメラによって確認される前記イメージセンサのイメージであることを特徴とする、請求項９に記載のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法。
11. 前記イメージセンサの基準点は前記イメージセンサの中央点であり、
    前記テストチャートの基準点は前記テストチャートの中央点であることを特徴とする、請求項１０に記載のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法。
12. イメージセンサが設置された基板、レンズが設置されたレンズバレル、及び前記基板と前記レンズバレルとの間に結合されるレンズホルダーを含むカメラモジュールをヒーティングするモジュールヒーティング段階と、
    ヒーティングされた前記カメラモジュールを支持ブロックにセッティングする支持ブロックセッティング段階と、
    ヒーティングされた前記カメラモジュールのレンズバレルの端部上の複数の地点を変位センサで測定してバレルチルティング情報を生成し、コントローラが前記バレルチルティング情報によって前記支持ブロックを制御するように駆動されるバレルチルティング補正段階と、
    前記バレルチルティング補正段階が行われた後、前記イメージセンサに感知されたテストチャートのイメージである判別イメージにより前記コントローラで前記カメラモジュールの光軸の不良有無を判別する判別段階とを備え、
    前記モジュールヒーティング段階において、前記レンズバレルはヒーティングによって硬化する接着剤により前記レンズホルダーと結合されることを特徴とする、カメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法。
13. 前記バレルチルティング補正段階が行われ、前記判別段階が行われる前に行われる基準整列段階とをさらに備え
    前記基準整列段階において、前記テストチャートの基準点と前記レンズの基準点とを一致させるために、前記コントローラがヒーティングビジョンイメージによって前記支持ブロックまたは前記テストチャートをシフトするように駆動され、
    前記ヒーティングビジョンイメージは、ビジョンカメラによって確認される前記接着剤のヒーティング後の前記レンズのイメージであることを特徴とする、請求項１２に記載のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法。
14. 前記レンズの基準点は前記レンズの中央点であり、
    前記テストチャートの基準点は前記テストチャートの中央点であることを特徴とする、請求項１３に記載のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法。
15. 前記変位センサは、
    共焦点変位センサであることを特徴とする、請求項１２に記載のカメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法。
16. イメージセンサが設置された基板、レンズが設置されたレンズバレル、及び前記基板と前記レンズバレルとの間に結合されるレンズホルダーを含むカメラモジュールの前記基板上の複数個の地点を変位センサで測定して基板チルティング情報を生成する基板チルティング情報生成段階と、
    前記カメラモジュールをヒーティングするモジュールヒーティング段階と、
    ヒーティングされた前記カメラモジュールを支持ブロックにセッティングする支持ブロックセッティング段階と、
    コントローラが前記基板チルティング情報によって前記支持ブロックを制御するように駆動される基板チルティング補正段階と、
    前記基板チルティング補正段階が遂行された後、前記イメージセンサに感知されたテストチャートのイメージである判別イメージにより前記コントローラで前記カメラモジュールの光軸の不良有無を判別する判別段階とを備え
    前記レンズバレルはヒーティングによって硬化する接着剤により前記レンズホルダーと結合されることを特徴とする、カメラモジュールのレンズ光軸整列および組立方法。
17. 請求項９〜請求項１６のいずれか一つの方法によって製造された、カメラモジュール。