JP2020140018A - Camera module adjustment device and camera module adjustment method - Google Patents

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啓一 本屋
Keiichi Motoya
啓一 本屋
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Abstract

To provide a camera module adjustment method and a camera module adjustment device, capable of shortening the adjustment time of a camera module by deciding the movement direction of a focusing position on the basis of the determination results of the amount and direction of the defocus of a light pattern.SOLUTION: A camera module adjustment device 10 includes a pattern 11c for converting light emitted from a light source into a first light pattern which is parallel light and the vertical axis of the pattern is inclined by a predetermined angle. The camera module includes a camera lens 12a for condensing the parallel light to the focusing position existing on an optical axis and an imaging element 12b by which a second light pattern obtained by imaging the parallel light by the camera lens is formed. The image data of the second light pattern outputted from the imaging element is analyzed, the defocus amount of the second light pattern and the direction of the defocus amount are measured, and the movement direction and movement amount of the imaging element are decided on the basis of the defocus amount.SELECTED DRAWING: Figure 9

Description

本発明は、カメラモジュール調整装置及びカメラモジュール調整方法に関する。特に、本発明は、カメラモジュールの撮像素子上に結ぶ像を形成するパターンを光軸に対して傾斜させて、上記像を解析することによって、撮像素子とカメラレンズとの距離の遠近を判定することができるカメラモジュール調整装置及びカメラモジュール調整方法に関するものである。 The present invention relates to a camera module adjusting device and a camera module adjusting method. In particular, the present invention determines the perspective of the distance between the image sensor and the camera lens by inclining the pattern forming the image formed on the image sensor of the camera module with respect to the optical axis and analyzing the image. It relates to a camera module adjusting device and a camera module adjusting method which can be performed.

従来から、カメラモジュールなどの画像入力装置の製造工程において、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal−Oxide Semiconductor)等で構成される撮像素子とレンズユニットとのフォーカス調整が行われている。カメラモジュールは、撮像素子が実装された基板と撮像用のレンズユニットとを一体化した部品(デバイス)であって、デジタルカメラは勿論のこと、カメラ機能付きの各種携帯型電子機器(例えば、携帯電話、携帯型PC、PDA等)に搭載されている。カメラモジュールを製造する際には、撮像素子の撮像面(受光面)にフォーカスの調整をしながらレンズユニットを保持し、フォーカスの調整がなされた状態でレンズユニットと基板とを一体として固定化することが知られている。そのような技術については、例えば、特開2003−315650号公報(特許文献1)、及び特開2002−267923号公報(特許文献2)には、チャート部を有するテストチャート(チャート紙)を用い、レンズユニットを移動させながら、テストチャートを撮像し、撮像されたデータからMTF(Modulation Transfer Function)を算出することによって、最適なフォーカス位置を検出する技術が開示されている。 Conventionally, in the manufacturing process of an image input device such as a camera module, focus adjustment is performed between an image sensor composed of a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal-Node Semiconductor), or the like, and a lens unit. A camera module is a component (device) that integrates a substrate on which an image sensor is mounted and a lens unit for imaging, and is not only a digital camera but also various portable electronic devices with a camera function (for example, a portable device). It is installed in telephones, portable PCs, PDAs, etc.). When manufacturing a camera module, the lens unit is held while adjusting the focus on the image pickup surface (light receiving surface) of the image sensor, and the lens unit and the substrate are integrally fixed in the state where the focus is adjusted. It is known. Regarding such a technique, for example, JP-A-2003-315650 (Patent Document 1) and JP-A-2002-267923 (Patent Document 2) use a test chart (chart paper) having a chart portion. A technique for detecting an optimum focus position by imaging a test chart while moving the lens unit and calculating an MTF (Modulation Transfer Function) from the captured data is disclosed.

ここで、従来のカメラモジュール調整装置100の模式図の一例を図1に示す。図1に示すように、カメラモジュール調整装置100は、コリメート光源101、カメラモジュール102、画像処理部103、制御部104及びZステージ105から成る。また、カメラモジュール102は、カメラレンズ102a及び撮像素子102bより成る。 Here, FIG. 1 shows an example of a schematic diagram of the conventional camera module adjusting device 100. As shown in FIG. 1, the camera module adjusting device 100 includes a collimating light source 101, a camera module 102, an image processing unit 103, a control unit 104, and a Z stage 105. Further, the camera module 102 includes a camera lens 102a and an image pickup element 102b.

さらに、カメラモジュール調整装置100の各構成の働きと各構成間の関係について簡単に説明する。 Further, the function of each configuration of the camera module adjusting device 100 and the relationship between the configurations will be briefly described.

まず、コリメート光源101は、テスト用パターン(2次元の光パターン)をカメラモジュール102に投射する。 First, the collimating light source 101 projects a test pattern (two-dimensional light pattern) onto the camera module 102.

次に、撮像素子102bは、カメラレンズ102aによって結像された光パターンを電気信号で変換し、画像処理部103に出力する。 Next, the image sensor 102b converts the light pattern imaged by the camera lens 102a into an electric signal and outputs it to the image processing unit 103.

カメラレンズ102aの位置を調整して固定する前の段階では、撮像素子102bに対するカメラレンズ102aの光軸方向の位置は、一般的には、的確に設定されていない。このため、この段階では、光パターンの像は、カメラモジュール102のディフォーカス状態によりピンボケ画像となっている。ディフォーカス量(例えば、撮像素子102bがカメラレンズ102aの合焦位置に近いほど、0(ゼロ)に近づく評価値)を評価するため、受光したピンボケした光パターン画像の特徴を評価して、ディフォーカス量を減少させて、ジャストピント状態である、略ディフォーカス量が0(ゼロ)になるように制御を行う。 At the stage before adjusting and fixing the position of the camera lens 102a, the position of the camera lens 102a in the optical axis direction with respect to the image sensor 102b is generally not accurately set. Therefore, at this stage, the image of the light pattern is out of focus due to the defocused state of the camera module 102. In order to evaluate the amount of defocus (for example, the closer the image sensor 102b is to the in-focus position of the camera lens 102a, the closer the evaluation value is to 0 (zero)), the characteristics of the received out-of-focus light pattern image are evaluated to defocus. The focus amount is reduced so that the defocus amount, which is in the just-focused state, becomes 0 (zero).

すなわち、画像処理部103は、光パターンを示す電気信号(画像信号)を変換した画像データに基づいて、ディフォーカス量を算出する。そして、画像処理部103は、撮像素子102bから送信された画像信号を解析して、合焦の度合いを判定するものである。 That is, the image processing unit 103 calculates the defocus amount based on the image data obtained by converting the electric signal (image signal) indicating the optical pattern. Then, the image processing unit 103 analyzes the image signal transmitted from the image sensor 102b to determine the degree of focusing.

さらに、画像処理部103による画像信号の解析処理に続いて、画像処理部104は、ディフォーカス量に基づいて、Zステージ105の高さを制御する制御指令値を算出し、Zステージ105に出力する。 Further, following the image signal analysis processing by the image processing unit 103, the image processing unit 104 calculates a control command value for controlling the height of the Z stage 105 based on the defocus amount, and outputs the control command value to the Z stage 105. To do.

最後に、Zステージ105は、制御指令値に基づいて撮影素子102bの高さを調整する。 Finally, the Z stage 105 adjusts the height of the image sensor 102b based on the control command value.

以上のような動作を経て、カメラモジュール102内のカメラレンズ102aと撮影素子102bとの距離を調整する。 Through the above operations, the distance between the camera lens 102a and the image sensor 102b in the camera module 102 is adjusted.

次に、コリメータ光源101の詳しい光学的な構造、及びカメラモジュール100内の光線の光路を、図2を用いて説明する。 Next, the detailed optical structure of the collimator light source 101 and the optical path of the light rays in the camera module 100 will be described with reference to FIG.

コリメータ光源101は、光源101a、拡散板101b、光透過パターン(以下、単に「パターン」又は「レクチル」と称する。)101c、及びコリメータレンズ101dから成る。 The collimator light source 101 includes a light source 101a, a diffuser plate 101b, a light transmission pattern (hereinafter, simply referred to as "pattern" or "lectil") 101c, and a collimator lens 101d.

まず、光源101aから出射した光は、拡散板101bによって、均一な拡散光に変換される。 First, the light emitted from the light source 101a is converted into uniform diffused light by the diffuser plate 101b.

パターン101cは、拡散光を透過する開口部(又は、透過部)H0と、拡散光を透過させずに遮断する遮光部とで分割された2次元パターンを有している。パターン101cの略中央にピンホール状の開口部H0が穿設されており、拡散板101bを通った光の一部が、開口部H0を透過することができる。例えば、パターン101cの簡単な例は、半径rの円形の開口を挙げることが出来る。拡散光の一部は、パターン101cの開口部H0を透過して、コリメータレンズ101dに入射する。 The pattern 101c has a two-dimensional pattern divided by an opening (or a transmitting portion) H 0 that transmits diffused light and a light-shielding portion that blocks diffused light without transmitting it. A pinhole-shaped opening H 0 is formed substantially in the center of the pattern 101c, and a part of the light passing through the diffuser plate 101b can pass through the opening H 0 . For example, a simple example of pattern 101c can be a circular opening with radius r. A part of the diffused light passes through the opening H 0 of the pattern 101c and enters the collimator lens 101d.

次に、コリメータレンズ101dは、パターン101cからコリメータレンズ101dの焦点距離fLだけ離れて配置される。このため、コリメータレンズ101dは、入射した光を平行光線に変換した光線をカメラモジュール102に出射する。そして、コリメータレンズ101dを出射した平行な光線は、カメラレンズ102aに入射する。 Next, the collimator lens 101d is arranged apart from the pattern 101c by the focal distance f L of the collimator lens 101d. Therefore, the collimator lens 101d emits a light beam obtained by converting the incident light into a parallel light beam to the camera module 102. Then, the parallel light rays emitted from the collimator lens 101d are incident on the camera lens 102a.

また、撮像素子102bは、カメラレンズ102aの焦点距離fCだけ離れて配置される。 Further, the image sensor 102b is arranged apart by the focal length f C of the camera lens 102a.

ここで、ディフォーカス量及びディフォーカス量の符号について以下のように補足する。後述するようにディフォーカス量をΔで表わすと、ディフォーカス量Δの大きさは|Δ|で表される。また、開口部101cからの光線(被写体)の結像位置が撮像素子102b面の上(手前)に位置している状態(以下、「前ピン状態」と称する。)には、ディフォーカス量の符号は負とする(Δ<0)。逆に、開口部101cからの光線の結像位置が撮像素子面より下(奥)に位置している状態(以下、「後ピン状態」と称する。)の場合では、ディフォーカス量の符号は正(プラス)とする(Δ>0)。開口部101cからの光線の結像位置が撮像面に位置している状態、即ち、合焦状態である場合には、ディフォーカス量Δは0である。 Here, the defocus amount and the code of the defocus amount are supplemented as follows. When the defocus amount is represented by Δ as described later, the magnitude of the defocus amount Δ is represented by | Δ |. Further, in a state where the imaging position of the light ray (subject) from the opening 101c is located on (front) the surface of the image sensor 102b (hereinafter, referred to as "front pin state"), the defocus amount is increased. The sign is negative (Δ <0). On the contrary, in the case where the imaging position of the light beam from the opening 101c is located below (backward) the image sensor surface (hereinafter, referred to as “rear pin state”), the sign of the defocus amount is It is positive (plus) (Δ> 0). The defocus amount Δ is 0 when the imaging position of the light beam from the opening 101c is located on the imaging surface, that is, in the in-focus state.

また、カメラモジュール102の調整後において、カメラレンズ102aによって、撮像素子102bの受光面に合焦した(ピントが合った)像が結ばれた様子を図3に示す。また、撮像素子102bの受光面に合焦した(ピントが合った)像を図4に示す。図4が示すように、画面中央には、小さい直径D1の光スポットが観測される。そして、撮像素子102bの受光面に合焦した(ピントが合った)像を示す状態を「Just」と呼ぶ。なお、このときのディフォーカス量Δは、ゼロである。 Further, FIG. 3 shows a state in which a focused (focused) image is formed on the light receiving surface of the image sensor 102b by the camera lens 102a after the adjustment of the camera module 102. Further, FIG. 4 shows an image in focus (focused) on the light receiving surface of the image sensor 102b. As shown in FIG. 4, a light spot having a small diameter D1 is observed in the center of the screen. Then, a state showing an image in focus (focused) on the light receiving surface of the image sensor 102b is called "Just". The defocus amount Δ at this time is zero.

次に、カメラモジュール102の調整が必要な状態で、カメラレンズ102aを透過した光による、撮像素子102bの受光面における合焦位置Gが届かない(ピントが合っていない)様子を図5に示す。すなわち、撮像素子102bの受光面に合焦位置Gが届かない(ピントが合っていないディフォーカス状態の)像を図6に示す。図6が示すように、画面中央には、D1より大きい直径D2(>D1)の光スポットが観測される。そして、撮像素子102bの受光面に合焦位置Gが届かない(ピントが合っていない)ディフォーカス状態、すなわち合焦位置Gが、撮像素子102bから見て、カメラレンズ102aの側に位置する状態を「Far」と呼ぶ。なお、このときのディフォーカス量Δの符号は、負(マイナス)である。 Next, FIG. 5 shows a state in which the focusing position G on the light receiving surface of the image sensor 102b does not reach (out of focus) due to the light transmitted through the camera lens 102a in a state where the camera module 102 needs to be adjusted. .. That is, FIG. 6 shows an image in which the focusing position G does not reach the light receiving surface of the image sensor 102b (in a defocused state where the image sensor 102b is out of focus). As shown in FIG. 6, a light spot having a diameter of D2 (> D1) larger than D1 is observed in the center of the screen. Then, the defocused state where the focusing position G does not reach the light receiving surface of the image sensor 102b (out of focus), that is, the focusing position G is located on the side of the camera lens 102a when viewed from the image sensor 102b. Is called "Far". The sign of the defocus amount Δ at this time is negative (minus).

また、合焦位置Gが撮像素子102bから見て、カメラレンズ102の反対側に位置する(ピントが合っていない)ディフォーカス状態の様子を、図7に示す。すなわち、合焦位置Gが撮像素子102bから見て、カメラレンズ102の反対側に位置する(ピントが合っていない)ディフォーカスの状態の像を図8に示す。図8が示すように、画面中央には、D1より大きい直径D3(>D1)の光スポットが観測される。そして、合焦位置Gが撮像素子102bの受光面を通り過ぎて、撮像素子102bの下に位置している(ピントが合っていない)ディフォーカスの状態、すなわち合焦位置Gが、撮像素子102bから見て、カメラレンズ102aの反対側に位置する状態を、「Far」に対して、「Near」と呼ぶ。なお、このときのディフォーカス量Δの符号は、正(プラス)である。 Further, FIG. 7 shows a state in which the focusing position G is located on the opposite side of the camera lens 102 (out of focus) when viewed from the image sensor 102b. That is, FIG. 8 shows an image of the defocused state in which the focusing position G is located on the opposite side of the camera lens 102 (out of focus) when viewed from the image sensor 102b. As shown in FIG. 8, a light spot having a diameter of D3 (> D1) larger than D1 is observed in the center of the screen. Then, the in-focus position G passes through the light receiving surface of the image sensor 102b and is located below the image sensor 102b (out of focus), that is, the in-focus position G is from the image sensor 102b. As seen, the state of being located on the opposite side of the camera lens 102a is referred to as "Near" with respect to "Far". The sign of the defocus amount Δ at this time is positive (plus).

カメラモジュール102のカメラレンズ102aと撮像素子102bとの距離を調整する場合、通常、「Near」又は「Far」を検出した状態から、「Just」を検出する状態となるように、Zステージを上下に移動させるように調整が行われる。 When adjusting the distance between the camera lens 102a of the camera module 102 and the image sensor 102b, the Z stage is usually moved up and down so as to change from the state where "Near" or "Far" is detected to the state where "Just" is detected. Adjustments are made to move to.

特開2003−315650号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-315650 特開2002−267923号公報JP-A-2002-267923

従来のカメラモジュール102において、図6又は図8に示すような広がった光スポットの画像データが取得された場合において、合焦位置Gと撮像素子102bとの関係について以下のように説明する。 In the conventional camera module 102, when the image data of the widened light spot as shown in FIG. 6 or 8 is acquired, the relationship between the focusing position G and the image sensor 102b will be described as follows.

画像データからは、合焦位置Gが、撮像素子102bから見て、カメラレンズ102aの側に存在する「Far」状態と、合焦位置Gが、撮像素子102bからみてカメラレンズの反対側に存在する「Near」状態のいずれであるのかを判別することができない。このため、合焦位置Gを撮像素子102bに近づける方向への移動と、合焦位置Gを撮像素子102bから遠ざかる方向への移動とのいずれを選択するのか、確定することが原理的に不可能である。すなわち、従来のカメラモジュール調整装置又は方法においては、前述のディフォーカス量Δの符号を判断することが、原理的に不可能である。そして、ディフォーカス量Δの符号のいずれを仮に選択して合焦位置Gを移動させたとき、「Near」又は「Far」の度合いは拡大し、期待に反して、ディフォーカス量Δが、一層増大する場合がある。 From the image data, the focusing position G exists on the side of the camera lens 102a when viewed from the image sensor 102b, and the focusing position G exists on the opposite side of the camera lens when viewed from the image sensor 102b. It is not possible to determine which of the "Near" states the lens is in. Therefore, in principle, it is impossible to determine whether to move the focusing position G in the direction closer to the image sensor 102b or to move the focusing position G away from the image sensor 102b. Is. That is, in the conventional camera module adjusting device or method, it is impossible in principle to determine the sign of the above-mentioned defocus amount Δ. Then, when any of the signs of the defocus amount Δ is tentatively selected and the focus position G is moved, the degree of “Near” or “Far” is increased, and contrary to expectations, the defocus amount Δ is further increased. May increase.

そのような場合は、改めて反対向きに合焦位置を移動させる余分な工程により、測定時間又は制御時間が延びるという問題が生じる。 In such a case, there arises a problem that the measurement time or the control time is extended due to the extra step of moving the focusing position in the opposite direction again.

本発明は上述のような事情に基づいてなされたものであり、本発明の目的は、パターン又はレクチルを光軸に対して傾斜させて、撮像素子に結像させた光パターンの画像データを解析して、光パターンのディフォーカス量とその方向(合焦位置Gが「Near」又は「Far」のいずれであるか)を判定し、判定結果に基づいて、合焦位置Gの移動方向を確定することによって、カメラモジュールの調整時間を短縮可能なカメラモジュール調整方法及びカメラモジュール調整装置を提供することにある。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to analyze image data of an optical pattern formed on an image sensor by inclining a pattern or lectyl with respect to an optical axis. Then, the defocus amount of the optical pattern and its direction (whether the focusing position G is "Near" or "Far") are determined, and the moving direction of the focusing position G is determined based on the determination result. It is an object of the present invention to provide a camera module adjusting method and a camera module adjusting device capable of shortening the adjusting time of the camera module.

本発明に係るカメラモジュール調整装置の上記目的は、コリメート光源部、カメラモジュール、画像処理部、制御部及びZ軸駆動部を有するカメラモジュール調整装置であって、前記コリメート光源部は、光源と、前記光源の出射光を第1の光パターンに変換するパターンと、前記パターンから入射された前記第1の光パターンを平行光線に変換するコリメータレンズを備え、前記パターンの垂直軸は、前記コリメート光源部又は前記カメラモジュールの光軸に対して所定の角度だけ傾斜し、前記カメラモジュールは、前記平行光線を前記光軸上に存在する合焦位置に集光するカメラレンズと、前記カメラレンズによって、前記平行光線が結像された第2の光パターンが形成される撮像素子と、を備え、前記画像処理部は、前記撮像素子から出力された前記第2の光パターンの画像データを解析し、前記第2の光パターンのディフォーカス量と該ディフォーカス量の符号を測定し、前記制御部は、前記ディフォーカス量及び前記符号に基づいて、前記撮像素子の移動方向を確定し、前記撮像素子の移動量を算出し、前記Z軸駆動部が、前記移動方向及び前記移動量に基づいて、前記合焦位置が前記撮像素子の受光面に略一致するまでの調整時間を短縮することができることにより達成される。 The object of the camera module adjusting device according to the present invention is a camera module adjusting device having a collimating light source unit, a camera module, an image processing unit, a control unit and a Z-axis drive unit, and the collimating light source unit includes a light source and a light source. A pattern that converts the emitted light of the light source into a first light pattern and a collimeter lens that converts the first light pattern incident from the pattern into parallel light rays are provided, and the vertical axis of the pattern is the collimating light source. A camera lens that is tilted by a predetermined angle with respect to the optical axis of the unit or the camera module, and the camera module focuses the parallel light beam to a focusing position existing on the optical axis, and the camera lens. The image processing unit includes an image pickup element on which a second light pattern in which the parallel light rays are formed is formed, and the image processing unit analyzes the image data of the second light pattern output from the image pickup element. The defocus amount of the second optical pattern and the sign of the defocus amount are measured, and the control unit determines the moving direction of the image pickup element based on the defocus amount and the sign, and the image pickup element. It is possible to reduce the adjustment time until the Z-axis drive unit substantially coincides with the light receiving surface of the image pickup element based on the movement direction and the movement amount. Achieved by.

また、本発明に係るカメラモジュール調整装置の上記目的は、前記Z軸駆動部は、前記撮像素子を保持又は積載する撮像素子保持部を備え、前記移動方向及び前記移動量に基づいて、前記光軸方向に前記撮像素子を移動させることにより、或いは前記パターンは、少なくとも3つ以上の開口部を有し、1つの前記開口部の中心と前記コリメータレンズの焦点とが略一致するように配置されたことにより、或いは前記開口部が略円形のピンホールであることにより、或いは前記合焦位置が前記受光面に略一致する場合において、前記開口部からそれぞれ異なる第1の開口部、第2の開口部及び第3の開口部を設定し、前記第1の開口部を透過した第1の光線が合焦する第1の合焦点は、前記撮像素子から見て前記カメラレンズの側に存在し、前記第2の開口部を透過した第2の光線が合焦する第2の合焦点は、前記撮像素子の前記受光面に存在し、前記第3の開口部を透過した第3の光線が合焦する第3の合焦点は、前記撮像素子から見て前記カメラレンズの反対側に存在することにより、より効果的に達成される。 Further, the object of the camera module adjusting device according to the present invention is that the Z-axis drive unit includes an image pickup element holding unit that holds or loads the image pickup element, and the light is based on the movement direction and the movement amount. By moving the imaging element in the axial direction, or the pattern has at least three openings and is arranged such that the center of one opening and the focal point of the collimator lens are substantially aligned. Because of this, or because the opening is a substantially circular pinhole, or when the focusing position substantially coincides with the light receiving surface, the first opening and the second opening, which are different from the opening, respectively. The first in-focus point in which the opening and the third opening are set and the first light beam transmitted through the first opening is focused is located on the side of the camera lens when viewed from the image pickup element. The second in-focus point where the second light beam transmitted through the second opening is focused is located on the light receiving surface of the image pickup element, and the third light beam transmitted through the third opening is located on the light receiving surface. The third in-focus focus is more effectively achieved by being on the opposite side of the camera lens as viewed from the image pickup element.

本発明に係るカメラモジュール調整方法の上記目的は、コリメート光源部、カメラモジュール、画像処理部、制御部及びZ軸駆動部を有するカメラモジュール調整方法であって、前記コリメート光源部は、光源及びパターンによって、前記光源の出射光を第1の光パターンに変換し、コリメータレンズによって、前記パターンから入射された前記第1の光パターンを平行光線に変換し、前記パターンの垂直軸は、前記コリメート光源部又は前記カメラモジュールの光軸に対して所定の角度だけ傾斜し、前記カメラモジュールは、カメラレンズによって、前記平行光線を前記光軸上に存在する合焦位置に集光し、撮像素子によって、前記カメラレンズにより前記平行光線が結像された第2の光パターンが形成され、前記画像処理部によって、前記撮像素子から出力された前記第2の光パターンの画像データを解析し、前記第2の光パターンのディフォーカス量と該ディフォーカス量の符号を測定し、前記制御部によって、前記ディフォーカス量及び前記符号に基づいて、前記撮像素子の移動方向を確定し、前記撮像素子の移動量を算出し、前記Z軸駆動部によって、前記移動方向及び前記移動量に基づいて、前記合焦位置が前記撮像素子の受光面に略一致するまでの調整時間を短縮することができることにより達成される。 The object of the camera module adjusting method according to the present invention is a camera module adjusting method having a collimating light source unit, a camera module, an image processing unit, a control unit and a Z-axis drive unit, and the collimating light source unit is a light source and a pattern. Converts the emitted light of the light source into a first light pattern, and the collimeter lens converts the first light pattern incident from the pattern into parallel light rays, and the vertical axis of the pattern is the collimating light source. The camera module is tilted by a predetermined angle with respect to the optical axis of the unit or the camera module, and the camera module collects the parallel light rays to a focusing position existing on the optical axis by the camera lens, and the image pickup element. A second optical pattern in which the parallel rays are imaged is formed by the camera lens, and the image processing unit analyzes the image data of the second optical pattern output from the imaging element, and the second optical pattern is analyzed. The defocus amount of the optical pattern and the sign of the defocus amount are measured, the movement direction of the image pickup element is determined by the control unit based on the defocus amount and the sign, and the movement amount of the image pickup element is determined. Is calculated, and the Z-axis drive unit can shorten the adjustment time until the focusing position substantially coincides with the light receiving surface of the image pickup element based on the moving direction and the moving amount. To.

また、本発明に係るカメラモジュール調整方法の上記目的は、前記Z軸駆動部において、撮像素子保持部によって前記撮像素子を保持又は積載し、前記移動方向及び前記移動量に基づいて、前記光軸方向に前記撮像素子を移動させることにより、或いは前記パターンは、少なくとも3つ以上の開口部を有し、1つの前記開口部の中心と前記コリメータレンズの焦点とが略一致するように配置されたことにより、或いは前記開口部が略円形のピンホールであることにより、或いは前記合焦位置が前記受光面に略一致する場合において、前記開口部からそれぞれ異なる第1の開口部、第2の開口部及び第3の開口部を設定し、前記第1の開口部を透過した第1の光線が合焦する第1の合焦点は、前記撮像素子から見て前記カメラレンズの側に存在し、前記第2の開口部を透過した第2の光線が合焦する第2の合焦点は、前記撮像素子の前記受光面に存在し、前記第3の開口部を透過した第3の光線が合焦する第3の合焦点は、前記撮像素子から見て前記カメラレンズの反対側に存在することにより、より効果的に達成される。 Further, the object of the camera module adjusting method according to the present invention is to hold or load the image pickup element by the image pickup element holding section in the Z-axis drive unit, and based on the movement direction and the movement amount, the optical axis. By moving the imaging element in a direction, or the pattern has at least three openings and is arranged such that the center of one opening and the focal point of the collimator lens are substantially aligned. By this, or because the opening is a substantially circular pinhole, or when the focusing position substantially coincides with the light receiving surface, the first opening and the second opening that are different from the opening, respectively. The first focal point in which the portion and the third opening are set and the first light beam transmitted through the first opening is focused is located on the side of the camera lens when viewed from the imaging element. The second in-focus point where the second light beam transmitted through the second opening is focused is on the light receiving surface of the image pickup element, and the third light beam transmitted through the third opening is in focus. The third focal point to be focused is more effectively achieved by being on the opposite side of the camera lens as viewed from the imaging element.

本発明に係るカメラモジュール調整方法、及びカメラモジュール調整装置によれば、パターン又はレクチルを光軸に対して傾斜させて、撮像素子に結像させた光パターンの画像データを解析して、光パターンのディフォーカス量とその方向又は符号(合焦位置Gが「Near」又は「Far」のいずれであるか)を判定し、その判定結果に基づいて合焦位置の移動量及びその方向を確定することによって、カメラレンズと撮像素子との距離の調整回数を略一回で済ますことができるという格別の効果を奏する。 According to the camera module adjusting method and the camera module adjusting device according to the present invention, the pattern or lectyl is tilted with respect to the optical axis, and the image data of the optical pattern formed on the image sensor is analyzed to analyze the optical pattern. Defocus amount and its direction or sign (whether the focusing position G is "Near" or "Far") are determined, and the moving amount of the focusing position and its direction are determined based on the determination result. As a result, the number of times the distance between the camera lens and the image sensor can be adjusted can be adjusted almost once, which is a special effect.

従来のカメラモジュール調整装置のブロック図である。It is a block diagram of the conventional camera module adjustment device. 従来のカメラモジュール調整装置のコリメータ光源及びカメラモジュールの模式図である。It is a schematic diagram of the collimator light source and the camera module of the conventional camera module adjustment device. 従来のカメラモジュールの調整後、カメラレンズによって、撮像素子の受光面に合焦した(ピントが合った)像が結ばれた様子を示す図である。It is a figure which shows the state which the focused (focused) image was formed on the light receiving surface of an image sensor by a camera lens after adjustment of a conventional camera module. 図3において、撮像素子の受光面に合焦した(ピントが合った)像を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an image in focus (in focus) on the light receiving surface of the image sensor. 従来のカメラモジュールの調整前、カメラレンズを透過した光の合焦位置Gが、撮像素子102bの受光面から見て、カメラレンズ側に位置している(ピントが合っていない)様子を示す図である。The figure which shows how the focusing position G of the light transmitted through a camera lens is located (out of focus) on the camera lens side as seen from the light receiving surface of an image sensor 102b before the adjustment of a conventional camera module. Is. 図5において、撮像素子の受光面に合焦していない(ピントが合っていない)ディフォーカス状態の像を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an image of a defocused state in which the light receiving surface of the image sensor is out of focus (out of focus). 従来のカメラモジュールの調整前、合焦位置Gが撮像素子102bの受光面から見て、カメラレンズの反対側に位置している(ピントが合っていない)ディフォーカス状態の様子を示す図である。It is a figure which shows the state of the defocus state in which the focusing position G is located on the opposite side (out of focus) of a camera lens when viewed from the light receiving surface of an image sensor 102b before adjustment of a conventional camera module. .. 図7において、撮像素子の受光面に合焦していない(ピントが合っていない)ディフォーカス状態の像を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an image of a defocused state in which the light receiving surface of the image sensor is out of focus (out of focus). 本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置のコリメータ光源及びカメラモジュールの模式図である。It is a schematic diagram of the collimator light source and the camera module of the camera module adjustment device which concerns on 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置におけるパターン(レクチル)を示す図である。It is a figure which shows the pattern (rectil) in the camera module adjustment apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. カメラレンズと撮像素子との距離が、ピントが合う距離より近い場合における、合焦位置GNear、合焦位置GJust、及び合焦位置GFarと、撮像素子との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship between the focusing position G Near , the focusing position G Just , and the focusing position G Far, and the image sensor when the distance between the camera lens and the image sensor is closer than the focusing distance. .. 図11が示すようなカメラレンズと撮像素子との位置関係において、開口部HNear、開口部HJust、及び開口部HFarを出射した光線が、撮像素子の受光面で集光した各光スポットの様子(大小関係)を示す図である。In the positional relationship between the camera lens and the image sensor as shown in FIG. 11, the light rays emitted from the opening H Near , the opening H Just , and the opening H Far are each light spot focused on the light receiving surface of the image sensor. It is a figure which shows the state (size relation) of. カメラレンズと撮像素子との距離が、ピントが合う距離より遠い場合における、合焦位置GNear、合焦位置GJust、及び合焦位置GFarと、撮像素子との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship between the focusing position G Near , the focusing position G Just , and the focusing position G Far, and the image sensor when the distance between the camera lens and the image sensor is farther than the focusing distance. .. 図13が示すようなカメラレンズと撮像素子との位置関係において、開口部HNear、開口部HJust、及び開口部HFarを出射した光線が、撮像素子の受光面で集光した各光スポットの様子(大小関係)を示す図である。In the positional relationship between the camera lens and the image sensor as shown in FIG. 13, the light rays emitted from the opening H Near , the opening H Just , and the opening H Far are each light spot focused on the light receiving surface of the image sensor. It is a figure which shows the state (size relation) of. カメラレンズと撮像素子との距離が、ピントが丁度合う距離の場合における、合焦位置GNear、合焦位置GJust、及び合焦位置GFarと、撮像素子との位置関係を示す図である。It is a figure which shows the positional relationship between the focusing position G Near , the focusing position G Just , and the focusing position G Far, and the image sensor when the distance between the camera lens and the image sensor is exactly the distance in focus. .. 図15が示すようなカメラレンズと撮像素子と位置関係において、開口部HNear、開口部HJust、及び開口部HFarを出射した光線が、撮像素子の受光面で集光した各光スポットの様子(大小関係)を示す図である。In the positional relationship between the camera lens and the image sensor as shown in FIG. 15, the light rays emitted from the opening H Near , the opening H Just , and the opening H Far of each light spot focused on the light receiving surface of the image sensor. It is a figure which shows the state (size relation). 本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置が行う工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process performed by the camera module adjustment apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. 前ピン状態におけるディフォーカス量Δ(<0)とボケ量Wとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the defocus amount Δ (<0) and the blur amount W in the front pin state. 後ピン状態におけるディフォーカス量Δ(>0)とボケ量Wとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the defocus amount Δ (> 0) and the blur amount W in the rear pin state. 本発明の第2の実施形態に係るカメラモジュール調整装置におけるパターン(レクチル)を正面から見た様子を示す図である。It is a figure which shows the state which the pattern (rectil) in the camera module adjusting apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention is seen from the front. 本発明の第2の実施形態に係るカメラモジュール調整装置において、光軸に対してパターン(レクチル)が傾斜した様子を示す図である。It is a figure which shows the state that the pattern (rectil) is inclined with respect to the optical axis in the camera module adjustment apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るカメラモジュール調整装置において、コリメータレンズの焦点距離fLから距離dだけ離れた光軸ALから出射された拡散光の結像関係を示す図である。It is a figure which shows the image formation relation of the diffused light emitted from the optical axis AL which is separated by the distance d from the focal length f L of a collimator lens in the camera module adjustment apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係るカメラモジュール調整装置において、レクチルの開口部を透過した光線による、撮像素子上の所定の幅Sを有する帯状の積算エリアにおける、輝度分布と、輝度分布の輝度傾斜幅(像広がり幅)を示す台形幅Weの様子を示す図である。In the camera module adjusting device according to the second embodiment of the present invention, the brightness distribution and the brightness of the brightness distribution in the band-shaped integration area having a predetermined width S on the image sensor due to the light rays transmitted through the opening of the rectil. It is a figure which shows the state of the trapezoidal width We which shows the inclination width (image spread width). 図23の台形幅Weのプロットした様子を示す図である。It is a figure which shows the plotting state of the trapezoidal width We of FIG.

本発明に係るカメラモジュール調整装置は、パターン又はレクチルを光軸に対して傾斜させて、撮像素子に結像させた光パターンの画像データを解析して、光パターンの結像のディフォーカス量Δ、並びにその方向又は符号(合焦位置Gが「Near」又は「Far」のいずれであるか)を判定し、その判定結果に基づいて合焦位置Gの移動方向を確定することによって、カメラレンズと撮像素子との距離の調整回数を略一回で済ますことができるという格別の効果を奏する。 The camera module adjusting device according to the present invention tilts the pattern or lectil with respect to the optical axis, analyzes the image data of the optical pattern imaged on the image sensor, and defocuses the image of the optical pattern Δ. , And its direction or sign (whether the focusing position G is "Near" or "Far") is determined, and the moving direction of the focusing position G is determined based on the determination result. It has the special effect of being able to adjust the distance between the image sensor and the image sensor almost once.

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、以下に説明する実施形態は、あくまでも例示であり、以下に明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。即ち、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形(各実施例を組み合わせる等)して実施することができる。また、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。図面は模式的なものであり、必ずしも実際の寸法や比率等とは一致しない。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることがある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiments described below are merely examples, and there is no intention of excluding the application of various modifications and techniques not specified below. That is, the present invention can be implemented with various modifications (combining each embodiment, etc.) within a range that does not deviate from the gist thereof. Further, in the description of the following drawings, the same or similar parts are designated by the same or similar reference numerals. The drawings are schematic and do not necessarily match the actual dimensions and ratios. Even between drawings, parts with different dimensional relationships and ratios may be included.

[第1の実施形態]
<カメラモジュール調整装置の構成と合焦位置の判定方法>
最初に、本発明の第1の実施形態の原理に関して、図9を用いて説明する。図9が示すように、第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置10は、図2に示すような従来のカメラモジュール調整装置100に対して、パターンを光軸に対して傾斜し、複数の開口部を穿設した点で相違するが、その余の点で略同じである。なお、第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置10と、図1及び2に示すような従来のカメラモジュール調整装置とで共通する構成要素については説明を省略するが、第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置10の構成要素は、従来のカメラモジュール調整装置100の構成要素と明確に区別するため、異なる符号を付している。
[First Embodiment]
<Camera module adjustment device configuration and focus position determination method>
First, the principle of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, the camera module adjusting device 10 according to the first embodiment has a plurality of patterns inclined with respect to the optical axis with respect to the conventional camera module adjusting device 100 as shown in FIG. It differs in that the opening is drilled, but is almost the same in the other points. Although the description of the components common to the camera module adjusting device 10 according to the first embodiment and the conventional camera module adjusting device as shown in FIGS. 1 and 2 will be omitted, the first embodiment will be used. The components of the camera module adjusting device 10 are designated by different reference numerals in order to clearly distinguish them from the components of the conventional camera module adjusting device 100.

まず、コリメータ光源11及びカメラモジュール12の光学的な構造及び光路を図9に示す。なお、第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置10におけるパターン11cは、図10に示すように、3つの開口部を備えており、それら3つの開口部は、略同一の直径Dpatternを有し、一直線状に連なっている。具体的には、コリメータレンズ11dに最も近い開口部HNear、コリメータレンズ11dの丁度焦点距離fLだけ離れ、光軸上に位置する開口部HJust、及びコリメータレンズ11dに最も遠い開口部HFarである。 First, FIG. 9 shows the optical structure and optical path of the collimator light source 11 and the camera module 12. As shown in FIG. 10, the pattern 11c in the camera module adjusting device 10 according to the first embodiment has three openings, and the three openings have substantially the same diameter D pattern . However, they are connected in a straight line. Specifically, the opening H Near closest to the collimator lens 11d, the opening H Just located on the optical axis just by the focal length f L of the collimator lens 11d, and the opening H Far farthest from the collimator lens 11d. Is.

また、開口部HNear、開口部HJust、及び開口部HFarから発せられる光線の経路は、それぞれ(光路)LNear、光線(光路)LJust、及び光線(光路)LFar、として、模式的に図9に示す。 Further, the paths of the light rays emitted from the opening H Near , the opening H Just , and the opening H Far are modeled as (optical path) L Near , light ray (optical path) L Just , and light ray (optical path) L Far , respectively. Is shown in FIG.

本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置10におけるコリメータ光源11は、光源11a、拡散板11b、パターン11c、及びコリメータレンズ11dから成り、前述の従来のカメラモジュール調整装置100における構成と対応するものである。 The collimator light source 11 in the camera module adjusting device 10 according to the first embodiment of the present invention comprises a light source 11a, a diffuser plate 11b, a pattern 11c, and a collimator lens 11d, and has the same configuration as that of the conventional camera module adjusting device 100 described above. Corresponding.

しかしながら、パターン11cが光軸に対して傾斜しているため、開口部HNear、開口部HJust、及び開口部HFarとコリメータレンズ11dとの距離は、それぞれ異なる。このため、カメラモジュール12において、3つ開口部を透過した光線は、カメラレンズ12aから異なる距離で合焦する。すなわち、図9に示すように、開口部HNear、開口部HJust、及び開口部HFarから出射した光線は、それぞれ異なる光路を通って、異なる合焦位置GFar、合焦位置GJust、及び合焦位置GNearで結像する。 However, since the pattern 11c is inclined with respect to the optical axis, the distances between the opening H Near , the opening H Just , and the opening H Far and the collimator lens 11d are different from each other. Therefore, in the camera module 12, the light rays transmitted through the three openings are focused at different distances from the camera lens 12a. That is, as shown in FIG. 9, the light rays emitted from the opening H Near , the opening H Just , and the opening H Far pass through different optical paths, and have different focusing positions G Far , focusing position G Just , and so on. And the image is formed at the focusing position G Near .

次に、カメラレンズ12aと撮像素子12bとの距離が、ピントが合っている距離より近い場合のそれぞれの位置関係を図11に示す。図11が示すように、合焦位置GNearは、撮像素子12bの受光面に略位置しており、合焦位置GJustは、撮像素子12bの下面に位置しており、合焦位置GFarは、撮像素子12bから離れた下側に位置している。撮像素子12bの受光面における、開口部HNear、開口部HJust、及び開口部HFarを出射した光線の各光スポットの様子を図12に示す。図12が示すように、開口部HNear、開口部HJust、及び開口部HFarを出射した光線の各光スポットの直径は、それぞれ直径DNear、直径DJust、及び直径DFarとして観測される。このように、カメラレンズ12aと撮像素子12bとの距離が、ピントが合っている距離より近い場合には、直径DNear<直径DJust<直径DFarの大小関係が観測される。 Next, FIG. 11 shows the positional relationship between the camera lens 12a and the image sensor 12b when the distance is shorter than the in-focus distance. As shown in FIG. 11, the focusing position G Near is substantially located on the light receiving surface of the image sensor 12b, and the focusing position G Just is located on the lower surface of the image sensor 12b, and the focusing position G Far. Is located on the lower side away from the image sensor 12b. FIG. 12 shows the state of each light spot of the light rays emitted from the opening H Near , the opening H Just , and the opening H Far on the light receiving surface of the image sensor 12b. As shown in FIG. 12, the diameters of the light spots of the light rays emitted from the opening H Near , the opening H Just , and the opening H Far are observed as the diameter D Near , the diameter D Just , and the diameter D Far , respectively. To. As described above, when the distance between the camera lens 12a and the image sensor 12b is shorter than the in-focus distance, the magnitude relationship of diameter D Near <diameter D Just <diameter D Far is observed.

次に、カメラレンズ12aと撮像素子12bとの距離が、ピントが合っている距離より遠い場合における、合焦位置GNear、合焦位置GJust、及び合焦位置GFarの位置関係を図13に示す。図13が示すように、合焦位置GFarは、撮像素子12bの受光面に略位置しており、合焦位置GJustは、撮像素子12bから離れた上方に位置しており、合焦位置GNearは、合焦位置GJustよりも撮像素子12bから離れて位置している。また、撮像素子12bの受光面における、開口部HNear、開口部HJust、及び開口部HFarを出射した光線の各光スポットの様子を図14に示す。図14が示すように、カメラレンズ12aと撮像素子12bとの距離が、ピントが合っている距離より遠い場合には、直径DNear>直径DJust>直径DFarの大小関係が観測される。そして、直径DNear、直径DJust及び直径DFarの大小関係に関して、カメラレンズ12aと撮像素子12bとの距離が、ピントが合っている距離より遠い場合と、近い場合とでは逆である。 Next, FIG. 13 shows the positional relationship between the focusing position G Near , the focusing position G Just , and the focusing position G Far when the distance between the camera lens 12a and the image sensor 12b is farther than the in-focus distance. Shown in. As shown in FIG. 13, the focusing position G Far is substantially located on the light receiving surface of the image sensor 12b, and the focusing position G Just is located above the image sensor 12b and is in the focusing position. The G Near is located farther from the image sensor 12b than the focusing position G Just . Further, FIG. 14 shows the state of each light spot of the light rays emitted from the opening H Near , the opening H Just , and the opening H Far on the light receiving surface of the image sensor 12b. As shown in FIG. 14, when the distance between the camera lens 12a and the image sensor 12b is farther than the in-focus distance, the magnitude relationship of diameter D Near > diameter D Just > diameter D Far is observed. Regarding the magnitude relationship between the diameter D Near , the diameter D Just, and the diameter D Far , the distance between the camera lens 12a and the image sensor 12b is opposite when it is farther than the in-focus distance and when it is closer.

従来のカメラモジュール調整装置100では、カメラレンズ12aと撮像素子12bとの距離が、ピントが合っている距離より近い場合でも、カメラレンズ12aと撮像素子12bとの距離が、ピントが合っている距離より遠い場合でも、図3〜6が示すように、光スポットの直径の差分として観測されなかった。 In the conventional camera module adjusting device 100, even when the distance between the camera lens 12a and the image sensor 12b is shorter than the in-focus distance, the distance between the camera lens 12a and the image sensor 12b is the in-focus distance. Even when it was farther away, it was not observed as a difference in the diameters of the light spots, as shown in FIGS. 3-6.

しかしながら、第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置10では、カメラレンズ12aと撮像素子12bとの距離が、ピントが合っている距離より近いのか或いは遠いかを、直径DNear、直径DJust及び直径DFarの大小関係を観測することにより、容易に判定できるという格別の効果を奏する。 However, in the camera module adjusting device 10 according to the first embodiment, whether the distance between the camera lens 12a and the image sensor 12b is closer or farther than the in-focus distance is determined by the diameter D Near , the diameter D Just, and the diameter D Just. By observing the magnitude relationship of the diameter D Far , it has a special effect that it can be easily determined.

さらに、カメラレンズ12aと撮像素子12bとの距離が、ピントが略合っている場合、合焦位置GNear、合焦位置GJust、及び合焦位置GFarの位置関係を図15に示す。図15が示すように、合焦位置GJustは、撮像素子12bの受光面に略位置しており、合焦位置GNearは、撮像素子12bの上方に位置している。一方、合焦位置GFarは、撮像素子12bの下方に位置している。撮像素子12bの受光面における、開口部HNear、開口部HJust、及び開口部HFarを出射した光線の各光スポットの様子を図16に示す。図16が示すように、カメラレンズ12aと撮像素子12bとのピントが略合っている場合には、直径DNear〜直径DFar>直径DJustの大小関係が観測される。 Further, when the distance between the camera lens 12a and the image sensor 12b is substantially in focus, the positional relationship between the focusing position G Near , the focusing position G Just , and the focusing position G Far is shown in FIG. As shown in FIG. 15, the focusing position G Just is substantially located on the light receiving surface of the image sensor 12b, and the focusing position G Near is located above the image sensor 12b. On the other hand, the focusing position G Far is located below the image sensor 12b. FIG. 16 shows the state of each light spot of the light rays emitted from the opening H Near , the opening H Just , and the opening H Far on the light receiving surface of the image sensor 12b. As shown in FIG. 16, when the camera lens 12a and the image sensor 12b are substantially in focus, a magnitude relationship of diameter D Near to diameter D Far > diameter D Just is observed.

また、第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置10では、カメラレンズ12aと撮像素子12bとの距離が、ピントが合っていることが、各開口部を出射した光線の各光スポットの直径の大小関係、すなわち直径DNearと直径DFarとが略等しく、直径DJustは、直径DNearと直径DFarより小さいという特別な序列として、検知されるという格別の効果を奏する。 Further, in the camera module adjusting device 10 according to the first embodiment, the fact that the distance between the camera lens 12a and the image sensor 12b is in focus is the diameter of each light spot of the light beam emitted from each opening. The magnitude relationship, that is, the diameter D Near and the diameter D Far are substantially equal, and the diameter D Just has a special effect of being detected as a special order of being smaller than the diameter D Near and the diameter D Far .

<カメラモジュール調整装置の調整フロー>
次に、カメラモジュール調整装置の動作フロー10について、図17に示すフローチャートを用いて説明する。
<Adjustment flow of camera module adjustment device>
Next, the operation flow 10 of the camera module adjusting device will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

まず、カメラモジュール12を所定位置に設置する(ステップS10)。 First, the camera module 12 is installed at a predetermined position (step S10).

次に、光源11aをONにして、光線をカメラモジュール12に照射する(ステップS20)。 Next, the light source 11a is turned on and the camera module 12 is irradiated with light rays (step S20).

続いて、撮像素子12bが画像信号を画像処理部13に出力する(ステップS30)。 Subsequently, the image sensor 12b outputs an image signal to the image processing unit 13 (step S30).

次に、画像処理部13は、光パターンを示す画像信号(電気信号)を変換した画像データを解析し、各光スポットの直径を算出する(ステップS40)。 Next, the image processing unit 13 analyzes the image data obtained by converting the image signal (electric signal) indicating the light pattern, and calculates the diameter of each light spot (step S40).

また、各光スポットの直径の大小関係に基づいて、ディフォーカス量Δ(例えば、撮像素子12bがカメラレンズ12aの合焦位置に近いほど、0(ゼロ)に近づく評価値)を、画像処理部13は算出する(ステップS40)。 Further, based on the magnitude relationship of the diameter of each light spot, the defocus amount Δ (for example, the evaluation value that the closer the image sensor 12b is to the in-focus position of the camera lens 12a, the closer to 0 (zero)) is set by the image processing unit. 13 is calculated (step S40).

次に、カメラレンズ12aに対して、撮像素子12bが「Near」の関係にあるか否かを、各光スポットの直径の大小関係に基づくディフォーカス量Δを用いて、画像処理部13は判定する(ステップS50)。ここで、ステップS50における判定結果がYesであるならば、カメラレンズ12aを撮像素子12bから遠ざけるように、制御指令値ステップを負の値(<0)に設定する(ステップS60)。また、ステップS50における判定結果がNoであるならば、後述するステップS80に進む(ステップS50)。 Next, the image processing unit 13 determines whether or not the image sensor 12b has a “Near” relationship with the camera lens 12a by using the defocus amount Δ based on the magnitude relationship of the diameters of the respective light spots. (Step S50). Here, if the determination result in step S50 is Yes, the control command value step is set to a negative value (<0) so as to move the camera lens 12a away from the image sensor 12b (step S60). If the determination result in step S50 is No, the process proceeds to step S80, which will be described later (step S50).

そして、制御指令値ステップに基づいて、制御部14はZ軸ステージ15を駆動する(ステップS70)。 Then, the control unit 14 drives the Z-axis stage 15 based on the control command value step (step S70).

次に、カメラレンズ12aに対して、撮像素子12bが「Far」の関係にあるか否かを、各光スポットの直径の大小関係に基づくディフォーカス量を用いて、画像処理部13は判定する(ステップS80)。 Next, the image processing unit 13 determines whether or not the image sensor 12b has a “Far” relationship with the camera lens 12a by using the defocus amount based on the magnitude relationship of the diameters of the respective light spots. (Step S80).

そして、ステップS80における判定結果がYesであるならば、カメラレンズ12aを撮像素子12bから近づけるように、制御指令値ステップを正の値(>0)に設定する(ステップS90)。 Then, if the determination result in step S80 is Yes, the control command value step is set to a positive value (> 0) so that the camera lens 12a comes closer to the image sensor 12b (step S90).

そして、制御指令値ステップに基づいて、制御部14はZ軸ステージ15を駆動する(ステップS70)。 Then, the control unit 14 drives the Z-axis stage 15 based on the control command value step (step S70).

また、ステップS80における判定結果がNoであるならば、後述するステップS100に進む(ステップS100)。 If the determination result in step S80 is No, the process proceeds to step S100, which will be described later (step S100).

次に、カメラレンズ12aに対して、撮像素子12bが「Just」の関係にあるか否かを、各光スポットの直径の大小関係に基づくディフォーカス量Δを用いて、画像処理部13は判定する(ステップS100)。ここで、ステップS100における判定結果がNoであるならば、前述したステップS30に戻る(ステップS100)。また、ステップS100における判定結果がYesであるならば、ステップS10において設置したカメラモジュール12を調整する処理を終了する。 Next, the image processing unit 13 determines whether or not the image sensor 12b has a “Just” relationship with the camera lens 12a by using the defocus amount Δ based on the magnitude relationship of the diameters of the respective light spots. (Step S100). Here, if the determination result in step S100 is No, the process returns to step S30 described above (step S100). If the determination result in step S100 is Yes, the process of adjusting the camera module 12 installed in step S10 ends.

[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態に係るカメラモジュール調整装置20について、図18〜24に示して説明する。
[Second Embodiment]
Next, the camera module adjusting device 20 according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 18 to 24.

第2の実施形態に係るカメラモジュール調整装置20は、第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置10に対して、カメラモジュール調整装置の光学部品の光学パラメータ(仕様)並びに光学部品間の配置及び距離を用いて、ディフォーカス量Δ及びボケ量W(例えば、光スポットの広がり幅、又は直径)を算出する点が異なっているが、その他の構成は略同じである。このため、第1の実施形態と共通する構成要素については、同一の符号を付し、その説明を省略する。 The camera module adjusting device 20 according to the second embodiment has the optical parameters (specifications) of the optical components of the camera module adjusting device, the arrangement between the optical components, and the arrangement between the optical components with respect to the camera module adjusting device 10 according to the first embodiment. The difference is that the defocus amount Δ and the blur amount W (for example, the spread width or the diameter of the light spot) are calculated using the distance, but the other configurations are substantially the same. Therefore, the components common to the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

まず、ディフォーカス量Δとボケ量Wとの関係を図18及び図19に示す。図18では、撮像素子12bとカメラレンズ12aとの間に焦点Gが位置することによって、撮像素子12b上に、ボケ量Wの光スポットが照射される様子を示している。なお、カメラレンズ12aの焦点Gが撮像素子12bより前の位置にある状態、すなわち「前ピン状態」であるから、このときのディフォーカス量Δは負の値である。また、図19では、カメラレンズ12aと焦点Gとの間に撮像素子12bが位置することによって、撮像素子12b上に、ボケ量Wの光スポットが照射される様子を示している。なお、カメラレンズ12aの焦点Gが撮像素子12bより後の位置にある状態、すなわち「後ピン状態」であるから、このときのディフォーカス量Δは正の値である。図18及び図19に示す光路から、ボケ量Wとディフォーカス量Δの絶対値は略比例の関係にある。したがって、ボケ量Wに対応する物理量(例えば、光スポットの直径、輝度、輝度分布の形状又は輝度分布の変化等)を測定することによって、ディフォーカス量Δ及びその符号を見積もることができる。 First, the relationship between the defocus amount Δ and the blur amount W is shown in FIGS. 18 and 19. FIG. 18 shows a state in which a light spot having a blur amount W is irradiated on the image sensor 12b by locating the focal point G between the image sensor 12b and the camera lens 12a. Since the focal point G of the camera lens 12a is in a position before the image sensor 12b, that is, the "front pin state", the defocus amount Δ at this time is a negative value. Further, FIG. 19 shows how the image sensor 12b is positioned between the camera lens 12a and the focal point G, so that the light spot having a blur amount W is irradiated on the image sensor 12b. Since the focal point G of the camera lens 12a is in a position after the image sensor 12b, that is, in the "rear pin state", the defocus amount Δ at this time is a positive value. From the optical paths shown in FIGS. 18 and 19, the absolute values of the amount of blur W and the amount of defocus Δ are in a substantially proportional relationship. Therefore, the defocus amount Δ and its sign can be estimated by measuring the physical quantity corresponding to the blur amount W (for example, the diameter of the light spot, the brightness, the shape of the brightness distribution, the change in the brightness distribution, etc.).

次に、パターン(レクチル)11c’を正面から見た様子を図20に示す。図20が示すように、パターン(レクチル)11c’には、略長方形の複数の開口部11c−A、11c−B、11c−C、11c−D、11c−E(以下、11c−A〜11c−Eと略記する)が穿設されている。 Next, FIG. 20 shows a front view of the pattern (lectil) 11c'. As shown in FIG. 20, the pattern (lectil) 11c'has a plurality of substantially rectangular openings 11c-A, 11c-B, 11c-C, 11c-D, 11c-E (hereinafter, 11c-A to 11c). (Abbreviated as -E) is installed.

次に、光軸ALに対してパターン(レクチル)11cの傾斜する様子を図21に示す。図21に示すように、パターン(レクチル)11c’が光軸ALの垂直面に対して傾斜する角度を、傾き角θとして定義する。 Next, FIG. 21 shows how the pattern (lectil) 11c is tilted with respect to the optical axis AL. As shown in FIG. 21, the angle at which the pattern (lectil) 11c'is inclined with respect to the vertical plane of the optical axis AL is defined as the inclination angle θ.

そして、コリメート光源11とカメラモジュール12との結像関係又は光学素子の位置を示すために、図21の右上に示すような直交座標(XYZ直交座標系)を設定する。その際、Z軸は、光軸ALに平行に設定される。また、X−Y平面は、Z軸に対し垂直に設定される。また、X−Y平面に対する傾き角は、θとする。なお、X軸は、紙面に垂直方向に設定され、Y軸は、紙面に平行に、X軸及びY軸に垂直に設定される。 Then, in order to show the imaging relationship between the collimating light source 11 and the camera module 12 or the position of the optical element, orthogonal coordinates (XYZ orthogonal coordinate system) as shown in the upper right of FIG. 21 are set. At that time, the Z axis is set parallel to the optical axis AL. Further, the XY plane is set perpendicular to the Z axis. Further, the inclination angle with respect to the XY plane is θ. The X-axis is set in the direction perpendicular to the paper surface, and the Y-axis is set parallel to the paper surface and perpendicular to the X-axis and the Y-axis.

また、前述したように、パターン(レクチル)11c’は略長方形の開口部11c−Aが穿設されている。このため、パターン(レクチル)11c’が、X−Y面上に配置されている場合、開口部11d’はX−Y面上に配置される。 Further, as described above, the pattern (lectil) 11c'has a substantially rectangular opening 11c-A. Therefore, when the pattern (lectil) 11c'is arranged on the XY plane, the opening 11d'is arranged on the XY plane.

一方、パターン(レクチル)11c’を傾き角θだけ傾斜させた場合、X軸に平行な回転中心軸Oに配置された開口部11c−Aの回転軸は、略不動であるが、図20に示すように、回転中心軸Oから離れた開口部11c−B及び11c−Cは、X−Y平面から距離dだけ離れる。そして、パターン11c’の中央部の開口部11c−Aは、パターン11c’が回転した場合でも、その回転中心は、回転中心軸上Oに存在する。さらに、コリメータレンズ11dは、回転中心軸Oからコリメータレンズ11dの焦点距離fLだけ離れて配置されている。このため、パターン11cの中央部の開口部11c―Aを透過した光線(光路)LJustは、パターン11c’の傾き角θに依存せず、コリメータレンズ11dによって、略平行光線に変換される。 On the other hand, when the pattern (lectil) 11c'is tilted by the tilt angle θ, the rotation axis of the opening 11c-A arranged on the rotation center axis O parallel to the X axis is substantially immovable. As shown, the openings 11c-B and 11c-C away from the rotation center axis O are separated from the XY plane by a distance d. The center of rotation of the opening 11c-A at the center of the pattern 11c'is on O on the rotation center axis even when the pattern 11c' is rotated. Further, the collimator lens 11d is arranged so as to be separated from the rotation center axis O by the focal length f L of the collimator lens 11d. Therefore, the light ray (optical path) L Just that has passed through the opening 11c-A in the central portion of the pattern 11c is converted into a substantially parallel light ray by the collimator lens 11d without depending on the inclination angle θ of the pattern 11c'.

一方、パターン11cの中央部から離れた開口部11c−Bは、パターン11c’が回転した場合、前述のように、Z軸のプラス方向にX−Y平面から距離dだけ離れる。また、パターン11c’の回転中心軸Oからもう片方の開口部11c−Cは、パターン11c’が回転した場合、前述のように、Z軸のマイナス方向にX−Y平面から距離dだけ離れる。 On the other hand, when the pattern 11c'is rotated, the opening 11c-B away from the central portion of the pattern 11c is separated from the XY plane in the positive direction of the Z axis by a distance d as described above. Further, when the pattern 11c'is rotated, the other opening 11c-C from the rotation center axis O of the pattern 11c' is separated from the XY plane by a distance d in the negative direction of the Z axis as described above.

このため、パターン11c’の傾きに応じて、コリメータ11dの焦点距離fCより近い開口部11c−Bを透過した光線(光路)LNearは、コリメータレンズ11dの焦点距離fCより遠い開口部11c−Cを透過した光線(光路)LFarは、コリメータレンズ11dを透過しても、平行光線ではなく、若干拡散した光線として出射する。また、パターン11c’の回転中心Oから離れた開口部11c−Bを透過した光線(光路)LFarは、コリメートレンズ11dを透過しても、平行光線ではなく、若干集束した光線として出射する。このようにして、回転中心Oから離れた開口部11c−B及び11c−Cを透過した光線は、パターン11c’の傾き角θに応じて、若干拡散又は集束した光線として出射する。 Therefore, depending on the inclination of the pattern 11c', the light ray (optical path) L Near transmitted through the opening 11c-B closer to the focal length f C of the collimator 11d is the opening 11c farther than the focal length f C of the collimator lens 11d. Even if the light ray (optical path) L Far transmitted through −C is transmitted through the collimator lens 11d, it is emitted as a slightly diffused light ray instead of a parallel light ray. Further, the light ray (optical path) L Far transmitted through the opening 11c-B away from the rotation center O of the pattern 11c'is emitted not as a parallel light ray but as a slightly focused light ray even if it passes through the collimated lens 11d. In this way, the light rays transmitted through the openings 11c-B and 11c-C away from the center of rotation O are emitted as light rays that are slightly diffused or focused according to the inclination angle θ of the pattern 11c'.

次に、開口部11c−A、11c−B及び11c−Cを透過した光線、すなわち光線(光路)LJust、光線(光路)LNear、及び光線(光路)LFarが、カメラモジュール12の撮像素子12b上に結んだ像(光スポット)のボケ量(以下、「広がり幅」と称する。)Wを、コリメート光源11及びカメラモジュール12における光路から計算する。 Next, the light rays transmitted through the openings 11c-A, 11c-B and 11c-C, that is, the light rays (optical path) L Just , the light rays (optical path) L Near , and the light rays (optical path) L Far are imaged by the camera module 12. The amount of blurring (hereinafter referred to as "spread width") W of the image (light spot) formed on the element 12b is calculated from the optical path in the collimating light source 11 and the camera module 12.

ここで、コリメータレンズ11dの焦点距離fLから距離dだけ離れて光軸AL上から出射された拡散光の結像関係を図22に示す。なお、この場合、距離Hは開口部HFarの像高に対応する。 Here, FIG. 22 shows the imaging relationship of the diffused light emitted from the optical axis AL at a distance d from the focal length f L of the collimator lens 11d. In this case, the distance H corresponds to the image height of the opening H Far .

ここで、光線(光路)LNear、光線(光路)LJust、及び光線(光路)LFarの光路計算に用いる、光学パラメータ(例えば、光学素子の焦点距離、倍率、位置関係等)の記号の意味、及び光学特性値(ディフォーカス量)の記号と、それらの定義又は意味を以下に説明する。なお、単位は省略する。 Here, the symbols of the optical parameters (for example, focal length, magnification, positional relationship, etc. of the optical element) used for the optical path calculation of the ray (optical path) L Near , the ray (optical path) L Just , and the ray (optical path) L Far are used. The meaning, the symbol of the optical characteristic value (defocus amount), and their definition or meaning will be described below. The unit is omitted.

H:開口部HFarの像高又は開口部HNearの像高
L:コリメータレンズ11dの焦点距離。
H: Image height of opening H Far or image height of opening H Near f L : Focal length of collimator lens 11d.

C:カメラレンズ12aの焦点距離。 f C : Focal length of the camera lens 12a.

d:回転中心軸Oを含むX−Y平面から開口部HFarまでの距離(ズレ量)。レンズから近づく方向を正とする。 d: Distance (amount of deviation) from the XY plane including the rotation center axis O to the opening H Far . The direction approaching from the lens is positive.

b:開口部HFarから発した拡散光(以下、「開口部HFar拡散光」と称する。)が、コリメータレンズ11dの中心を基準にコリメータレンズ11dによって集光する距離。なお、bの符号は、ズレ量dの符号が正(>0)の場合には、正(>0)とする。 b: The distance at which the diffused light emitted from the opening H Far (hereinafter referred to as “opening H Far diffused light”) is focused by the collimator lens 11d with reference to the center of the collimator lens 11d. The sign of b is positive (> 0) when the sign of the deviation amount d is positive (> 0).

L:コリメータレンズ11dとカメラレンズ12aとの距離。 L: Distance between the collimator lens 11d and the camera lens 12a.

Δ:ディフォーカス量(なお、開口部HFar拡散光は、カメラレンズ12aから距離(fc+Δ)だけ離れた位置で集光することを意味する。 Δ: Defocus amount (Note that the opening H Far diffused light means that the diffused light is focused at a position separated from the camera lens 12a by a distance (fc + Δ).

W:開口部HFar拡散光が、距離(fc+Δ)より後方に設置された場合の光スポットの「広がり幅」(「ボケ量」に相当するもの)。なお、Δはディフォーカス量である。 W: “Expansion width” (corresponding to “blurring amount”) of the light spot when the opening H Far diffused light is installed behind the distance (fc + Δ). Note that Δ is the amount of defocus.

Δ’:広がり幅Wの光スポットが形成される場合におけるディフォーカス量(なお、カメラレンズ12aの焦点距離fcだけ離れた位置を基準として、撮像素子12bがズレ(シフトし)ている距離である。) Δ': Defocus amount when a light spot having a spread width W is formed (Note that this is the distance at which the image sensor 12b is displaced (shifted) with reference to a position separated by the focal length fc of the camera lens 12a. .)

次に、第2の実施形態に係るカメラモジュール調整装置20におけるパターン11c、コリメータレンズ11d、カメラレンズ12a及び撮像素子12bの位置関係について説明する。 Next, the positional relationship between the pattern 11c, the collimator lens 11d, the camera lens 12a, and the image sensor 12b in the camera module adjusting device 20 according to the second embodiment will be described.

まず、パターン(レクチル)11c’の開口部11c−A〜11c−Eのパターンが撮像素子12bの受光面に合焦するような撮像素子12bは、図22に示すように、焦点距離fcよりディフォーカス量(補正量)Δ分だけ離れて位置している。 First, as shown in FIG. 22, the image sensor 12b in which the pattern of the openings 11c-A to 11c-E of the pattern (rectyl) 11c'focuses on the light receiving surface of the image sensor 12b is deviated from the focal length fc. The focal length (correction amount) is Δ.

また、パターン(レクチル)11c’の開口部11c−A〜11c−Eは、コリメータレンズ11dから距離(fL+d)離れて位置する。このため、光源11aから発した光は、平行光線に変換されず、光軸AL上においてコリメータレンズ11dから距離bだけ離れた位置で集光する。その後、コリメータレンズ11dを出射した光は、カメラレンズ12aによって、カメラレンズ12aから距離(fc+Δ)で集光する。 Further, the openings 11c-A to 11c-E of the pattern (rectyl) 11c'are located at a distance (f L + d) from the collimator lens 11d. Therefore, the light emitted from the light source 11a is not converted into parallel light rays, but is focused on the optical axis AL at a position separated from the collimator lens 11d by a distance b. After that, the light emitted from the collimator lens 11d is focused by the camera lens 12a at a distance (fc + Δ) from the camera lens 12a.

ここで、受光素子12dの受光面が、距離fcから距離Δ’だけ離れて位置している場合、その受光面での開口部11c−A〜11c−Eの像は、ピントがずれて、広がり幅Wだけボケる(「にじむ」と称してもよい)。 Here, when the light receiving surface of the light receiving element 12d is located at a distance Δ'from the distance fc, the images of the openings 11c-A to 11c-E on the light receiving surface are out of focus and spread. Blurred by the width W (may be called "bleeding").

まず、図22に示すようなコリメート光源11側の結像関係は、レンズの公式(結像の公式)にしたがって、焦点距離fL、距離b及びズレ量dを用いて、以下の数1のように記述することができる。 First, the imaging relationship on the collimating light source 11 side as shown in FIG. 22 is as follows according to the lens formula (imaging formula), using the focal length f L , the distance b, and the amount of deviation d. Can be described as

同様に、図22に示すようなカメラモジュール12側の結像関係は、レンズの公式にしたがって、焦点距離fc、距離L、距離b及びディフォーカス量Δを用いて、以下の数2のように記述することができる。 Similarly, the imaging relationship on the camera module 12 side as shown in FIG. 22 is as shown in Equation 2 below, using the focal length fc, the distance L, the distance b, and the defocus amount Δ according to the lens formula. Can be described.

次に、数1及び数2を用いて、ディフォーカス量Δを導出する。
ここでは、開口部HFarが、パターン11cの回転中心Oを含むX―Y平面から、ズレ量dだけ離れた位置にくるように、パターン11cを回転させた場合における、ディフォーカス量Δを導出する。
Next, the defocus amount Δ is derived using Equations 1 and 2.
Here, the defocus amount Δ when the pattern 11c is rotated so that the opening H Far is located at a position separated by the deviation amount d from the XY plane including the rotation center O of the pattern 11c is derived. To do.

数1を変形して分子分母を整理すると、数3が得られる。 By transforming Equation 1 and rearranging the numerator and denominator, Equation 3 is obtained.

次に、数3の両辺を逆数にすることによって、焦点距離fL、焦点距離fC及びズレ量dを用いて、距離bを表わす数4が得られる。 Next, by reciprocaling both sides of Equation 3, the Equation 4 representing the distance b can be obtained using the focal length f L , the focal length f C, and the amount of deviation d.

次に、数2を変形することによって、焦点距離fC、ズレ量d及びディフォーカス量Δを用いて、コリメータレンズ11dから出射した光線が集光する位置からカメラレンズ12aの中心までの距離である距離b−Lの逆数を表わす数5が得られる。 Next, by transforming Equation 2, the focal length f C , the amount of deviation d, and the amount of defocus Δ are used to determine the distance from the position where the light rays emitted from the collimator lens 11d are focused to the center of the camera lens 12a. The number 5 representing the reciprocal of a certain distance bL is obtained.

そして、数5の両辺の逆数をとることによって、距離b−Lを表わす数6が得られる。 Then, by taking the reciprocal of both sides of the equation 5, the equation 6 representing the distance b-L is obtained.

そして、数6の左辺のLを右辺に移項し、右辺を整理することによって、焦点距離fC、距離L及びディフォーカス量Δを用いて、距離bを表わす数7が得られる。 Then, by transposing the left side L of the equation 6 to the right side and rearranging the right side, the equation 7 representing the distance b can be obtained by using the focal length f C , the distance L, and the defocus amount Δ.

さらに、数4及び数7から距離bを消去することによって、ズレ量dを含む数8が得られる。 Further, by eliminating the distance b from the equations 4 and 7, the equation 8 including the deviation amount d can be obtained.

数8を整理することによって、ズレ量d及びディフォーカス量Δを含む項をそれぞれ1つにした数9のような数式が得られる。 By rearranging Equation 8, a mathematical formula such as Equation 9 can be obtained in which the terms including the deviation amount d and the defocus amount Δ are each one.

そして、数9をズレ量dについて解くと、以下に示す数10が得られる。 Then, when the equation 9 is solved for the deviation amount d, the equation 10 shown below is obtained.

さらに、数10の右辺の分母及び分子にディフォーカス量Δを掛けることによって、数11が得られる。 Further, the number 11 is obtained by multiplying the denominator and numerator on the right side of the number tens by the defocus amount Δ.

数9を変形することによって、数12が得られる。 By transforming the number 9, the number 12 is obtained.

そして、数12の両辺を逆数にして、両辺をfcの2乗で割り、左辺にディフォーカス量Δについて解くことによって、数13が得られる。 Then, the equation 13 is obtained by reciprocaling both sides of the equation 12, dividing both sides by the square of fc, and solving the defocus amount Δ on the left side.

さらに、その数13の右辺の分子及び分母に、ズレ量dを掛けることによって、数14が得られる。 Further, the numerator and denominator on the right side of the number 13 are multiplied by the amount of deviation d to obtain the number 14.

以上説明したように、レンズの公式を利用することよって、カメラモジュール調整装置20に使用される光学部品の光学パラメータ(仕様)並びに光学部品間の配置及び距離を用いて、ディフォーカス量Δを算出することができる。 As described above, the defocus amount Δ is calculated using the optical parameters (specifications) of the optical components used in the camera module adjusting device 20 and the arrangement and distance between the optical components by using the lens formula. can do.

次に、レチクル11c’がカメラモジュール12の撮像素子12bの受光面に結像した像の合成倍率Mを示す数式を導出する。 Next, a mathematical formula indicating the composite magnification M of the image formed by the reticle 11c'on the light receiving surface of the image sensor 12b of the camera module 12 is derived.

光源側のコリメータレンズの倍率MLEDに関して、数15のように表すことができる。 The magnification M LED of the collimator lens on the light source side can be expressed as the equation 15.

また、カメラモジュール12における倍率MCamに関して、数16のように表すことができる。 Further, the magnification M Cam in the camera module 12 can be expressed as the equation 16.

したがって、総合倍率(合成倍率)Mは、倍率MLEDと倍率MCamとの積で表すことができるから、すなわち数15及び数16を用いることよって、数17が得られる。 Therefore, the total magnification (composite magnification) M can be expressed by the product of the magnification M LED and the magnification M Cam , that is, by using the equations 15 and 16, the equation 17 can be obtained.

次に、ズレ量dを用いて、総合倍率(合成倍率)Mを導出する。 Next, the total magnification (composite magnification) M is derived using the deviation amount d.

まず、数15及び数4から距離bを消去することによって、倍率MLEDを表す数18が得られる。 First, by erasing the distance b from the equations 15 and 4, the equation 18 representing the magnification M LED is obtained.

また、数16の距離bに数4の右辺を代入し、数16のディフォーカス量Δに数13の右辺を代入することによって、倍率MCamを表わす数19が得られる。 Further, by substituting the right side of the equation 4 for the distance b of the equation 16 and the right side of the equation 13 for the defocus amount Δ of the equation 16, the equation 19 representing the magnification M Cam can be obtained.

数19の分子分母を整理して、数20が得られる。 By rearranging the numerator denominator of the number 19, the number 20 is obtained.

数20の分子と分母を整理することによって、数21が得られる。 By rearranging the numerator and denominator of the number 20, the number 21 is obtained.

数21と数18との積をとることによって、ズレ量dを含む合成倍率Mを表わす数22が得られる。 By taking the product of the number 21 and the number 18, the number 22 representing the composite magnification M including the deviation amount d can be obtained.

そして、数22を整理することによって、合成倍率Mを表す数23が得られる。 Then, by rearranging the number 22, the number 23 representing the composite magnification M can be obtained.

以上説明したように、レンズの公式及び図22から、合成倍率Mを算出することができる。 As described above, the composite magnification M can be calculated from the lens formula and FIG. 22.

なお、検算のため距離d→0(無限系)とした場合における合成倍率Mを数24のように表すことができることを確認した。また、数24が負の数であることは、像が反転することに対応する。 It was confirmed that the composite magnification M when the distance d → 0 (infinite system) can be expressed as the equation 24 for verification. Also, the fact that the number 24 is a negative number corresponds to the inversion of the image.

次に、ディフォーカス量Δを用いて、合成倍率Mを導出する。 Next, the composite magnification M is derived using the defocus amount Δ.

まず、数15のbに数7の右辺を代入し、数15のdに数11の右辺を代入することによって、数25で表わされるコリメータ光源側の倍率MLEDが得られる。 First, by substituting the right side of Eq. 7 for b of Eq. 15 and substituting the right side of Eq. 11 for d of Eq. 15, the collimator light source side magnification M LED represented by Eq. 25 can be obtained.

そして、数25の分子及び分母を整理することによって、数26が得られる。 Then, by rearranging the numerator and denominator of equation 25, equation 26 is obtained.

また、数16の距離bに数7の右辺を代入することによって、カメラモジュール側の倍率Mcamを表す数27が得られる。 Further, by substituting the right side of the equation 7 into the distance b of the equation 16, the equation 27 representing the magnification M cam on the camera module side can be obtained.

そして、数27の分子及び分母を整理することによって、数28が得られる。 Then, by rearranging the numerator and denominator of equation 27, equation 28 is obtained.

そして、数26の右辺と数28の右辺を乗算することによって、数29に示すように合成倍率Mが得られる。 Then, by multiplying the right side of the equation 26 and the right side of the equation 28, the composite magnification M is obtained as shown in the equation 29.

そして、Δ→0(無限系)とした場合における合成倍率Mは、前述のように数30のように表わされる。なお、数30が負の数であることは、像が反転することに対応する。 Then, the composite magnification M when Δ → 0 (infinite system) is expressed as the equation 30 as described above. It should be noted that the fact that the number 30 is a negative number corresponds to the inversion of the image.

次に、幾何光学的に計算することによって、カメラモジュール12の受光面上におけるパターンの像の広がり幅(ボケ量)Wを導出する。 Next, the spread width (blurring amount) W of the image of the pattern on the light receiving surface of the camera module 12 is derived by geometrically and optically calculating.

ここで、以下のように設定する。 Here, set as follows.

図22に示すように、カメラレンズ12aの焦点距離fCから前述のディフォーカス量Δだけ離れた位置に、パターン(レクチル)11c’における像高Hに位置する開口部11cがフォーカスするように結像する。 As shown in FIG. 22, the opening 11c located at the image height H in the pattern (lectil) 11c'is focused at a position separated from the focal length f C of the camera lens 12a by the above-mentioned defocus amount Δ. To image.

ここで、カメラレンズ12aから距離(fC+Δ’)だけ離れた位置に、撮像素子12bが設置される場合、パターン(レクチル)11c’における像高Hに位置する開口部11cは、カメラレンズ12aから距離(fC+Δ’)だけ離れて、ぼやけた結像が結ばれる。なお、ディフォーカス量(補正量)Δ’は、カメラレンズ12aの焦点距離fCから撮像素子12bの受光面まで変位(距離)を示す。 Here, when the image sensor 12b is installed at a position separated from the camera lens 12a by a distance (f C + Δ'), the opening 11c located at the image height H in the pattern (rectil) 11c'is the camera lens 12a. A blurry image is formed at a distance (f C + Δ') from. The defocus amount (correction amount) Δ'indicates the displacement (distance) from the focal length f C of the camera lens 12a to the light receiving surface of the image sensor 12b.

以上のように設定した配置における、ぼやけた結像の広がり幅Wを算出する。 The spread width W of the blurred image formation in the arrangement set as described above is calculated.

また、図22において、カメラレンズ12aの開口幅(単に、「レンズ幅」とも称する。)をDと設定する。 Further, in FIG. 22, the aperture width of the camera lens 12a (simply referred to as “lens width”) is set to D.

図22より、開口幅Dに対する広がり幅Wの比率が、カメラレンズ12aの焦点距離fcとディフォーカス量Δとの和(fC+Δ)に対する、ディフォーカス量Δ’とディフォーカス量Δとの差分(Δ’−Δ)の比率が等しい。 From FIG. 22, the ratio of the spread width W to the aperture width D is the difference between the defocus amount Δ'and the defocus amount Δ with respect to the sum (f C + Δ) of the focal length fc and the defocus amount Δ of the camera lens 12a. The ratio of (Δ'−Δ) is equal.

具体的には、図22において、△ABOと△A’B’Oとは相似関係であるため、対応する辺同士の比率は等しいことが導ける。 Specifically, in FIG. 22, since ΔABO and ΔA'B'O have a similar relationship, it can be derived that the ratios of the corresponding sides are equal.

したがって、カメラレンズの開口幅D、広がり幅W、距離(fC+Δ)、及び距離(Δ’−Δ)の関係は、数31のように表わされる。 Therefore, the relationship between the aperture width D, the spread width W, the distance (f C + Δ), and the distance (Δ'−Δ) of the camera lens is expressed as in Equation 31.

Wを左辺に残すように数31を、数32のように変形する。 The number 31 is transformed into the number 32 so that W is left on the left side.

また、ディフォーカス量Δ’を左辺に残すように数32を、数33のように変形する。 Further, the equation 32 is transformed into the equation 33 so that the defocus amount Δ'is left on the left side.

次に、カメラレンズ12aと撮像素子12bとの距離を調整するために、カメラモジュール12でレクチル11c’の結像の輝度分布に基づいて、ディフォーカス量Δ又はディフォーカス量Δ’を計算する方法を説明する。 Next, in order to adjust the distance between the camera lens 12a and the image sensor 12b, the camera module 12 calculates the defocus amount Δ or the defocus amount Δ'based on the brightness distribution of the image formation of the lectil 11c'. To explain.

なお、カメラレンズ12aの焦点距離fcだけ離れた位置を基準として、撮像素子12bがズレ(シフトし)ている距離を、ディフォーカス量Δ又はディフォーカス量Δ’とする。 The defocus amount Δ or the defocus amount Δ'is the distance at which the image sensor 12b is displaced (shifted) with reference to a position separated by the focal length fc of the camera lens 12a.

ここで、レクチル11c’の開口部11C−1〜11C−5の各エッジによる、撮像素子12b上における、各エッジに対応する台形状の輝度分布と、輝度傾斜幅(像広がり幅)(以下、「台形幅We」と称する。)の様子を図23に示す。 Here, the trapezoidal brightness distribution corresponding to each edge on the image sensor 12b by each edge of the openings 11C-1 to 11C-5 of the lectil 11c'and the brightness inclination width (image spread width) (hereinafter, hereinafter, The state of “trapezoidal width We”) is shown in FIG.

まず、開口部11C−1〜11C−5の各幅は、それぞれ同一のピッチPである。そして、丁度焦点が合うエッジ(「ジャスピンエッジ」又は「ジャストピントエッジ」と称しても良い)をレクチルセンタLcとし、また、縦方向に配列された開口部11C−5の端に位置するレクチル開口部端をLeとする。 First, each width of the openings 11C-1 to 11C-5 has the same pitch P. The edge that is just in focus (which may also be referred to as the "just pin edge" or "just focus edge") is the rectil center Lc, and the rectil opening located at the end of the openings 11C-5 arranged in the vertical direction. Let Le be the end of the part.

まず、撮像素子12bに向けて、光のパターンが照射される。そして、撮像素子12bにおいて、コリメート光源11aによる光のパターンが照射された領域から、所定の基準長Sを有する帯状の積算エリア(領域)を、撮像素子12bを用いて所定の時間撮影する。 First, a light pattern is irradiated toward the image sensor 12b. Then, in the image sensor 12b, from the region irradiated with the light pattern by the collimating light source 11a, a band-shaped integration area (region) having a predetermined reference length S is photographed for a predetermined time using the image sensor 12b.

図23が示すように、帯状の積算エリア(領域)の方向は、パターン(レクチル)11c’の各開口部11C−1〜11C−5を透過した光の累積輝度が得られるように設定される。なお、積算エリアの方向(例えば、幅方向)と各開口部の方向(例えば、長辺方向)とが、略回転角ψだけ回転した状態に設定する。 As shown in FIG. 23, the direction of the band-shaped integration area (region) is set so that the cumulative brightness of the light transmitted through each opening 11C-1 to 11C-5 of the pattern (lectil) 11c'is obtained. .. The direction of the integration area (for example, the width direction) and the direction of each opening (for example, the long side direction) are set to be rotated by a substantially rotation angle ψ.

仮に、帯状の積算エリア(領域)の方向をY軸とし、累積輝度の強度をY軸と垂直なX軸を使って表わすと、累積輝度の強度分布(以下、「輝度分布」と称する。)は、図23が示すように、略台形状の光パターンとして観測することができる。 Assuming that the direction of the band-shaped integration area (region) is the Y-axis and the intensity of the cumulative brightness is expressed using the X-axis perpendicular to the Y-axis, the intensity distribution of the cumulative brightness (hereinafter referred to as "luminance distribution"). Can be observed as a substantially trapezoidal light pattern, as shown in FIG.

さらに、略台形状の輝度分布の形状を解析するため、輝度分布の最大強度Xmax〜最小強度Xminの間に、閾値thL及びthH(Xmax>thH>thL>Xminのような大小関係である)を設ける。そして、各台形の斜辺における、thHに対応するX座標と、thLに対応するX座標との差分が、台形状の輝度分布の斜辺の幅を示す台形幅Weである。 Furthermore, in order to analyze the shape of the substantially trapezoidal luminance distribution, the threshold values thL and thH (the magnitude relation such as Xmax> thH> thL> Xmin) are set between the maximum intensity Xmax and the minimum intensity Xmin of the luminance distribution. Provide. The difference between the X coordinate corresponding to thH and the X coordinate corresponding to thL on the hypotenuse of each trapezoid is the trapezoid width We indicating the width of the hypotenuse of the luminance distribution of the trapezoid.

撮像素子12bを用いて、所定の時間撮影した輝度データに基づいて、輝度分布を計測する。なお、開口部11C−1〜11C−5からの光量を積算する場合、開口部11C−1〜11C−5と積算エリアとが重なるエリアは、略正方形になるように設定することが好適である。 Using the image sensor 12b, the brightness distribution is measured based on the brightness data taken for a predetermined time. When integrating the amount of light from the openings 11C-1 to 11C-5, it is preferable to set the area where the openings 11C-1 to 11C-5 and the integration area overlap to be substantially square. ..

そして、略台形状の輝度分布の台形幅Weをそれぞれ計測して、Z軸方向(の移動量又は変位)に対する台形幅Weのプロットを図24に示す。図24が示すように、Z軸方向に対する台形幅Weのプロット(図24中の「○」又は「◎」に示す)は、V字状に傾きが変わる形状として表わされる。このため、台形幅Weのプロットは、2つの直線L(+)及びL(−)で表わすことができる。なお、2つの直線L(+)及びL(−)の交点を求めるため、図24に示す台形幅Weが低い方から1又は2個の台形幅Weのデータに関しては、除外しても良いとする。 Then, the trapezoidal width We of the substantially trapezoidal luminance distribution is measured, and a plot of the trapezoidal width We in the Z-axis direction (movement amount or displacement) is shown in FIG. As shown in FIG. 24, the plot of the trapezoidal width We in the Z-axis direction (indicated by “◯” or “⊚” in FIG. 24) is represented as a shape whose inclination changes in a V shape. Therefore, the plot of the trapezoidal width We can be represented by two straight lines L (+) and L (−). In addition, in order to obtain the intersection of the two straight lines L (+) and L (-), the data of one or two trapezoidal width We from the one with the lowest trapezoidal width We shown in FIG. 24 may be excluded. To do.

そして、ディフォーカス量Δの算出方法を以下に示す。 Then, the calculation method of the defocus amount Δ is shown below.

まず、基準長Sは、例えば図23のレチクル図の開口部11C−1の端〜11C−5の端の間の距離とする。また、直線L(−)と直線L(+)との交点をL(0)とする。そして、交点L(0)と白黒エッジとの差分dを算出する。なお、白黒エッジは、無限遠に調整されているものとする。差分dと基準長Sを用いて、基準長Sに対応するディフォーカス量Δは算出することができる。例えば、ディフォーカス量Δは差分dを基準長Sで割った値(Δ=d/S)として算出される。また、ディフォーカス量Δ’についても同様である。
そして、ディフォーカス量Δ又はΔ’に基づいて、カメラレンズ12aと撮像素子12bとの距離を調整することができる。
First, the reference length S is, for example, the distance between the end of the opening 11C-1 and the end of 11C-5 in the reticle diagram of FIG. Further, let L (0) be the intersection of the straight line L (−) and the straight line L (+). Then, the difference d between the intersection point L (0) and the black-and-white edge is calculated. It is assumed that the black and white edges are adjusted to infinity. The defocus amount Δ corresponding to the reference length S can be calculated by using the difference d and the reference length S. For example, the defocus amount Δ is calculated as a value (Δ = d / S) obtained by dividing the difference d by the reference length S. The same applies to the defocus amount Δ'.
Then, the distance between the camera lens 12a and the image sensor 12b can be adjusted based on the defocus amount Δ or Δ'.

以上、実施例を用いて本発明の実施形態について説明したが、各実施例は、好ましい一例を示したものであり、同様な効果と特徴を有する他の構造又は構成は、本発明の範疇である。そして、本発明は上記実施例に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the examples, each embodiment shows a preferable example, and other structures or configurations having the same effects and characteristics are within the scope of the present invention. is there. The present invention is not limited to the above embodiment, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

例えば、本発明の実施形態に係るカメラモジュール調整装置において、パターン(レチクル)11c及び11c’には、開口部HNear、開口部HJust、及び開口部HFar、若しくは開口部11c−A〜11c−Eが設けられるような例を挙げたが、パターン(レチクル)は、透明基材に遮光パターンを形成することによって、開口部に対応する箇所に透過部を形成するようにしても良い。 For example, in the camera module adjusting device according to the embodiment of the present invention, the patterns (reticle) 11c and 11c'are the opening H Near , the opening H Just , and the opening H Far , or the openings 11c-A to 11c. Although an example in which −E is provided has been given, the pattern (reticle) may have a transmissive portion formed at a portion corresponding to the opening by forming a light-shielding pattern on the transparent base material.

また、開口部HNear、開口部HJust、及び開口部HFar、若しくは開口部11c−A〜11c−Eの形状に関しても、円形又は長方形を例に挙げたが、カメラモジュール12におけるディフォーカス状態を評価又はディフォーカス量を計測することができるのであれば、円形又は長方形でなくとも良く、例えば、正多角形、或いは円形及び正多角形を組合せた形状を採用しても良く、開口部の面積、サイズ、又は個数を限定するものではない。 Further, regarding the shapes of the opening H Near , the opening H Just , and the opening H Far , or the openings 11c-A to 11c-E, a circle or a rectangle is given as an example, but the defocus state in the camera module 12 is given. It does not have to be a circle or a rectangle as long as it can be evaluated or the amount of defocus can be measured. For example, a regular polygon or a shape obtained by combining a circle and a regular polygon may be adopted. It does not limit the area, size, or number.

また、本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置10における光源部11aは、パターン(レクチル)11cによって光パターンが生成でき、光パターンの像を撮像素子上に結像できるデバイスであれば、例えば、LED(Light Emitting Diode)、白熱灯、又は蛍光灯が挙げられ、拡散板11bと組み合わせることによって、略均一な面光源が形成できるものであれば、どのような光源であっても良い。 Further, the light source unit 11a in the camera module adjusting device 10 according to the first embodiment of the present invention may be a device capable of generating an optical pattern by the pattern (lectil) 11c and forming an image of the optical pattern on the image sensor. For example, an LED (Light Emitting Mode), an incandescent lamp, or a fluorescent lamp can be mentioned, and any light source can be used as long as a substantially uniform surface light source can be formed by combining with the diffuser plate 11b. good.

また、本発明の第1の実施形態に係るカメラモジュール調整装置10において、直径DNear、直径DJust、直径DFarに基づいて、ディフォーカス量Δを算出しても良いし、ディフォーカス量Δの算出を経ずに、直径DNear、直径DJust、直径DFarの大小関係を評価するに止めても良い。例えば、直径DNear、直径DJust、直径DFarにおいて、直径DJust、が第1の閾値以下且つ直径DNear、と直径DFarとの差分が、第2の閾値以下というように処理してもよく、ピントが合っている状態が判定することができるならば、これ以外の方法を採用しても良い。 Further, in the camera module adjusting device 10 according to the first embodiment of the present invention, the defocus amount Δ may be calculated based on the diameter D Near , the diameter D Just , and the diameter D Far , or the defocus amount Δ may be calculated. It is possible to evaluate only the magnitude relation of the diameter D Near , the diameter D Just , and the diameter D Far without going through the calculation of. For example, in the diameter D Near , the diameter D Just , and the diameter D Far , the diameter D Just is equal to or less than the first threshold value and the difference between the diameter D Near and the diameter D Far is equal to or less than the second threshold value. However, if it is possible to determine the state of being in focus, another method may be adopted.

さらに、第2の実施形態に係るカメラモジュール調整装置20において、カメラモジュール調整装置の光学部品の光学パラメータ(仕様)並びに光学部品間の配置及び距離を用いて、ディフォーカス量Δを算出するような例を挙げたが、撮像素子12bが出力する画像データに基づいて、直径DNear、直径DJust、直径DFarの各比率とディフォーカス量Δとの関係を実験又は実測を行って得られた対応データを記憶するルックアップテーブルを参照して、ディフォーカス量Δに対応した制御指令値を算出し、Zステージを駆動するようにしても良い。 Further, in the camera module adjusting device 20 according to the second embodiment, the defocus amount Δ is calculated by using the optical parameters (specifications) of the optical components of the camera module adjusting device and the arrangement and distance between the optical components. As an example, it was obtained by conducting an experiment or an actual measurement on the relationship between each ratio of the diameter D Near , the diameter D Just , and the diameter D Far and the defocus amount Δ based on the image data output by the image sensor 12b. The Z stage may be driven by calculating the control command value corresponding to the defocus amount Δ by referring to the lookup table that stores the corresponding data.

なお、第2の実施形態に係るカメラモジュール調整装置20において、基準長Sに対応するディフォーカス量Δは、差分dを基準長Sで割ったものであることを示したが、対象カメラの定数、光源のレンズfL、レチクルパターンの間隔P、及び回転角ψ等から計算できる係数をαとし、対象物が無限遠のときのジャスピンエッジ位置に基づくオフセット量βを用いて、例えば、数34のような数式を用いて、基準長Sに対応するディフォーカス量Δを求めても良い。 In the camera module adjusting device 20 according to the second embodiment, it was shown that the defocus amount Δ corresponding to the reference length S is the difference d divided by the reference length S, but it is a constant of the target camera. Let α be a coefficient that can be calculated from the lens f L of the light source, the interval P of the reticle pattern, the rotation angle ψ, etc., and use the offset amount β based on the jaspin edge position when the object is at infinity, for example, The defocus amount Δ corresponding to the reference length S may be obtained by using a mathematical formula such as.

10、100 カメラモジュール調整装置
11、101 コリメート光源
11a、101a 光源
11b、101b 拡散板
11c、11c’、101c パターン(レクチル)
11d、101d コリメータレンズ
12、102、 カメラモジュール
12a、102a カメラレンズ
12b、102b 撮像素子
13、103 画像処理部
14、104 制御部
15、105 Zステージ
10,100 Camera module adjusting device 11,101 Collimating light source 11a, 101a Light source 11b, 101b Diffusing plate 11c, 11c', 101c pattern (rectil)
11d, 101d Collimator lenses 12, 102, camera modules 12a, 102a Camera lenses 12b, 102b Image sensor 13, 103 Image processing unit 14, 104 Control unit 15, 105 Z stage

Claims (10)

コリメート光源部、カメラモジュール、画像処理部、制御部及びZ軸駆動部を有するカメラモジュール調整装置であって、
前記コリメート光源部は、光源と、前記光源の出射光を第1の光パターンに変換するパターンと、前記パターンから入射された前記第1の光パターンを平行光線に変換するコリメータレンズを備え、
前記パターンの垂直軸は、前記コリメート光源部又は前記カメラモジュールの光軸に対して所定の角度だけ傾斜し、
前記カメラモジュールは、前記平行光線を前記光軸上に存在する合焦位置に集光するカメラレンズと、前記カメラレンズによって、前記平行光線が結像された第2の光パターンが形成される撮像素子と、を備え、
前記画像処理部は、前記撮像素子から出力された前記第2の光パターンの画像データを解析し、前記第2の光パターンのディフォーカス量と該ディフォーカス量の符号を測定し、
前記制御部は、前記ディフォーカス量及び前記符号に基づいて、前記撮像素子の移動方向を確定し、前記撮像素子の移動量を算出し、
前記Z軸駆動部が、前記移動方向及び前記移動量に基づいて、前記合焦位置が前記撮像素子の受光面に略一致するまでの調整時間を短縮することができることを特徴とするカメラモジュール調整装置。
A camera module adjusting device having a collimating light source unit, a camera module, an image processing unit, a control unit, and a Z-axis drive unit.
The collimator light source unit includes a light source, a pattern that converts the emitted light of the light source into a first light pattern, and a collimator lens that converts the first light pattern incident from the pattern into parallel light rays.
The vertical axis of the pattern is tilted by a predetermined angle with respect to the optical axis of the collimating light source unit or the camera module.
The camera module is an image pickup in which a camera lens that focuses the parallel light rays at a focusing position existing on the optical axis and a second light pattern in which the parallel light rays are formed are formed by the camera lens. With elements,
The image processing unit analyzes the image data of the second optical pattern output from the image sensor, measures the defocus amount of the second optical pattern, and measures the sign of the defocus amount.
The control unit determines the moving direction of the image sensor based on the defocus amount and the reference numeral, calculates the moving amount of the image sensor, and calculates the moving amount of the image sensor.
The camera module adjustment is characterized in that the Z-axis drive unit can shorten the adjustment time until the focusing position substantially coincides with the light receiving surface of the image pickup device based on the movement direction and the movement amount. apparatus.
前記Z軸駆動部は、前記撮像素子を保持又は積載する撮像素子保持部を備え、
前記移動方向及び前記移動量に基づいて、前記光軸方向に前記撮像素子を移動させる請求項1に記載のカメラモジュール調整装置。
The Z-axis drive unit includes an image sensor holding unit that holds or loads the image sensor.
The camera module adjusting device according to claim 1, wherein the image sensor is moved in the optical axis direction based on the moving direction and the moving amount.
前記パターンは、少なくとも3つ以上の開口部を有し、
1つの前記開口部の中心と前記コリメータレンズの焦点とが略一致するように配置された請求項1又は2に記載のカメラモジュール調整装置。
The pattern has at least 3 or more openings
The camera module adjusting device according to claim 1 or 2, wherein the center of one of the openings and the focal point of the collimator lens are arranged so as to substantially coincide with each other.
前記開口部が略円形のピンホールである請求項1乃至3のいずれかに記載のカメラモジュール調整装置。 The camera module adjusting device according to any one of claims 1 to 3, wherein the opening is a pinhole having a substantially circular shape. 前記合焦位置が前記受光面に略一致する場合において、前記開口部からそれぞれ異なる第1の開口部、第2の開口部及び第3の開口部を設定し、
前記第1の開口部を透過した第1の光線が合焦する第1の合焦点は、前記撮像素子から見て前記カメラレンズの側に存在し、
前記第2の開口部を透過した第2の光線が合焦する第2の合焦点は、前記撮像素子の前記受光面に存在し、
前記第3の開口部を透過した第3の光線が合焦する第3の合焦点は、前記撮像素子から見て前記カメラレンズの反対側に存在する請求項3又は4に記載のカメラモジュール調整装置。
When the focusing position substantially coincides with the light receiving surface, a first opening, a second opening, and a third opening that are different from the opening are set.
The first in-focus point in which the first light beam transmitted through the first opening is focused is located on the side of the camera lens as viewed from the image sensor.
The second in-focus point where the second light beam transmitted through the second opening is focused is located on the light-receiving surface of the image sensor.
The camera module adjustment according to claim 3 or 4, wherein the third focal point in which the third light ray transmitted through the third opening is focused is located on the opposite side of the camera lens when viewed from the image sensor. apparatus.
コリメート光源部、カメラモジュール、画像処理部、制御部及びZ軸駆動部を有するカメラモジュール調整方法であって、
前記コリメート光源部は、光源及びパターンによって、前記光源の出射光を第1の光パターンに変換し、コリメータレンズによって、前記パターンから入射された前記第1の光パターンを平行光線に変換し、
前記パターンの垂直軸は、前記コリメート光源部又は前記カメラモジュールの光軸に対して所定の角度だけ傾斜し、
前記カメラモジュールは、カメラレンズによって、前記平行光線を前記光軸上に存在する合焦位置に集光し、撮像素子によって、前記カメラレンズにより前記平行光線が結像された第2の光パターンが形成され、
前記画像処理部によって、前記撮像素子から出力された前記第2の光パターンの画像データを解析し、前記第2の光パターンのディフォーカス量と該ディフォーカス量の符号を測定し、
前記制御部によって、前記ディフォーカス量及び前記符号に基づいて、前記撮像素子の移動方向を確定し、前記撮像素子の移動量を算出し、
前記Z軸駆動部によって、前記移動方向及び前記移動量に基づいて、前記合焦位置が前記撮像素子の受光面に略一致するまでの調整時間を短縮することができることを特徴とするカメラモジュール調整方法。
A camera module adjustment method having a collimating light source unit, a camera module, an image processing unit, a control unit, and a Z-axis drive unit.
The collimator light source unit converts the emitted light of the light source into a first light pattern by a light source and a pattern, and converts the first light pattern incident from the pattern into a parallel light ray by a collimator lens.
The vertical axis of the pattern is tilted by a predetermined angle with respect to the optical axis of the collimating light source unit or the camera module.
In the camera module, the parallel light beam is focused on the in-focus position existing on the optical axis by the camera lens, and the second light pattern in which the parallel light ray is formed by the camera lens is formed by the image pickup element. Formed,
The image processing unit analyzes the image data of the second optical pattern output from the image sensor, measures the defocus amount of the second optical pattern, and measures the sign of the defocus amount.
The control unit determines the moving direction of the image sensor based on the defocus amount and the reference numeral, calculates the moving amount of the image sensor, and calculates the moving amount of the image sensor.
The camera module adjustment is characterized in that the Z-axis drive unit can shorten the adjustment time until the focusing position substantially coincides with the light receiving surface of the image sensor based on the moving direction and the moving amount. Method.
前記Z軸駆動部において、撮像素子保持部によって前記撮像素子を保持又は積載し、
前記移動方向及び前記移動量に基づいて、前記光軸方向に前記撮像素子を移動させる請求項6に記載のカメラモジュール調整方法。
In the Z-axis drive unit, the image sensor is held or loaded by the image sensor holding unit.
The camera module adjusting method according to claim 6, wherein the image sensor is moved in the optical axis direction based on the moving direction and the moving amount.
前記パターンは、少なくとも3つ以上の開口部を有し、
1つの前記開口部の中心と前記コリメータレンズの焦点とが略一致するように配置された請求項6又は7に記載のカメラモジュール調整方法。
The pattern has at least three or more openings and has
The camera module adjusting method according to claim 6 or 7, wherein the center of one of the openings and the focal point of the collimator lens are arranged so as to substantially coincide with each other.
前記開口部が略円形のピンホールである請求項6乃至8のいずれかに記載のカメラモジュール調整方法。 The camera module adjusting method according to any one of claims 6 to 8, wherein the opening is a pinhole having a substantially circular shape. 前記合焦位置が前記受光面に略一致する場合において、前記開口部からそれぞれ異なる第1の開口部、第2の開口部及び第3の開口部を設定し、
前記第1の開口部を透過した第1の光線が合焦する第1の合焦点は、前記撮像素子から見て前記カメラレンズの側に存在し、
前記第2の開口部を透過した第2の光線が合焦する第2の合焦点は、前記撮像素子の前記受光面に存在し、
前記第3の開口部を透過した第3の光線が合焦する第3の合焦点は、前記撮像素子から見て前記カメラレンズの反対側に存在する請求項8又は9に記載のカメラモジュール調整方法。

When the focusing position substantially coincides with the light receiving surface, a first opening, a second opening, and a third opening that are different from the opening are set.
The first in-focus point in which the first light beam transmitted through the first opening is focused is located on the side of the camera lens as viewed from the image sensor.
The second in-focus point where the second light beam transmitted through the second opening is focused is located on the light-receiving surface of the image sensor.
The camera module adjustment according to claim 8 or 9, wherein the third focal point in which the third light ray transmitted through the third opening is focused is located on the opposite side of the camera lens when viewed from the image sensor. Method.

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