JP5927711B1 - レンズ素子搬送機構、コントローラ、光軸調整装置並びに、光学モジュール製造設備及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

カメラモジュールの製造方法は、センサユニットやレンズユニットを所定の場所へ個別に搬送する搬送ステップと、載置ステージにセンサユニットを載置するセンサ載置ステップと、載置されたセンサユニットに対し硬化性樹脂を塗布する塗布ステップと、レンズＬの基準位置を検知する基準位置検知ステップと、レンズの基準位置を設定する基準位置設定ステップと、レンズとイメージセンサとの光軸調整を行う光軸調整ステップと、センサユニットＳＵに対してレンズユニットＬＵを固定する固定ステップ１８０と、を有する。

Description

本発明は、レンズ素子搬送機構、レンズ駆動装置、光軸調整装置並びに、光学モジュール製造設備及びその製造方法に関する。

従来、カメラモジュールとして、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の半導体素子（撮像素子）に、被写体の像を結像させるためのレンズ素子を一体に組み合わせたものが知られている（例えば、特開２０１０−１１４７３１号公報。）。このカメラモジュールを組み立てる際には、レンズ素子を介して撮像素子でチャートを撮像し、その画像を見ながらレンズ素子を撮像素子に対して光軸方向に位置調整し、ジャストフォーカス位置でレンズ素子を撮像素子に固定する。

さらに、撮像素子とレンズ素子との焦点合わせにおいては、撮像素子とは別の基準撮像素子に対するレンズ素子の焦点合わせを行う焦点合わせ工程と、焦点合わせ工程によって得られたジャストフォーカス位置に基づいて撮像素子及びレンズ素子を配置するジャストフォーカス位置再現工程と、ジャストフォーカス位置再現工程によって所定の位置に配置された撮像素子及びレンズ同士を固定する固定工程と、が行われる。

また、２つの光学部品の光軸合わせを行うためには、光軸調整装置が用いられる。この光軸調整装置は、所定の平面において両方の光学部品の光軸を一致させるシフト調整と、両方の光学部品の光軸を同軸状にするチルト調整とが行われる（例えば、特開２００８−４６６３０号公報）。本文献に開示されるゴニオステージによれば、ゴニオステージ上に配された光学部品に対しシフト調整を済ませておけば、所定の平面において両方の光学部品の光軸を一致させた状態のまま、チルト調整を行うことができる。

しかしながら、特開２０１０−１１４７３１号公報においては、焦点合わせ工程における基準撮像素子と、ジャストフォーカス位置再現工程における撮像素子の配置は常に一致するとは限らない。このため、カメラモジュールの組立における製造誤差が生じてしまう。また、このような製造誤差をなくそうとすれば、レンズ駆動装置を用いたレンズの位置調節を、焦点合わせ工程及びジャストフォーカス位置再現工程のそれぞれにおいて行なう必要がある。係る場合には、カメラモジュールの組立に要する時間は長くなってしまう。また、実際の撮像素子とレンズ素子の光軸調整が行われないため、高精度のカメラモジュールを製造することができない。

また、特開２００８−４６６３０号公報のゴニオステージを用いて光軸調整を行う場合、光軸調整の対象となる光学部品の変更の都度、光学部品に対しシフト調整を済ませなければならない。したがって、様々な種類の光学部品の光軸調整を行う場合には、ゴニオステージの採用によって享受できるメリットは少ない。

同一の光学部品のシフト調整を行う場合であっても、ゴニオステージ上における光学部品の載置位置が常に一定であるとは限らない。この理由としては、光学部品自体の寸法のばらつきや、光学部品をゴニオステージに載置するためのアーム装置の制御のばらつき等が考えられる。

さらに、昨今の光学部品は、著しい速度で微細化が進んでいる。このような光学部品の微細化が進むと、光学部品自体の寸法のばらつきやマウント装置の制御のばらつきが、位置合わせ作業に与える影響は大きくなる。結果、これらの「ばらつき」が許容できない場合には、ゴニオステージの採用によって享受できるメリットは極めて少なくなってしまう。

加えて、光学部品の光軸を傾けたまま光軸調整を行ないたいというニーズがある。例えば、携帯電話に搭載されるカメラ用レンズとイメージセンサを組み立てる際には、カメラの使用時と同じ向き（光軸がほぼ水平となる姿勢）の光学部品に対し、光軸調整をしたいという要望がある。しかしながら、ゴニオステージを傾けると、ゴニオステージの構成部品（例えば、ステージ部材とステージ移動部材）の公差が、光軸調整の誤差となって表われてしまう。

本発明は、斯かる実情に鑑み、カメラモジュールの組立時間を従来よりも短いものにすることを可能にするレンズ素子搬送機構、レンズ駆動装置、光軸調整装置並びに、光学モジュール製造設備及びその製造方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成する本発明は、電力を入力することで基準位置と前記基準位置から退避した退避位置との間で移動可能なレンズを有するレンズ素子を、光学素子に取り付けて光学モジュールを得る光学モジュール製造設備であって、前記レンズ素子に電力を入力して、前記レンズの位置を前記基準位置へ調節する基準位置設定ユニットと、電力入力により前記基準位置にある前記レンズの光軸と、前記光学素子の光軸とが一致する一致状態をつくる光軸調整ユニットと、前記一致状態をつくった後に前記レンズ素子と前記光学素子とを固定する固定ユニットと、を備えることを特徴とする光学モジュール製造設備である。

上記光学モジュール製造設備に関連して、前記光軸調整ユニットは、前記光学素子の姿勢を変位させて前記レンズ素子に対する前記一致状態を作ることを特徴とする。

上記光学モジュール製造設備に関連して、前記レンズ素子に対して、前記基準位置と前記退避位置との間で前記レンズを駆動させるための電力を供給する出力端子をさらに備えることを特徴とする。

上記光学モジュール製造設備に関連して、前記出力端子は、少なくとも前記レンズの位置調節から前記レンズと前記光学素子との光軸合わせまでの間、前記レンズ素子へ所定の電力を供給することを特徴とする。

上記光学モジュール製造設備に関連して、前記基準位置設定ユニットが前記レンズの位置を前記基準位置へ調節する基準位置設定ポイントと、前記光軸調整ユニットが前記一致状態をつくる光軸調整ポイントが異なっており、前記出力端子が、前記基準位置設定ポイントと、前記光軸調整ポイントとの間を移動することを特徴とする。

上記光学モジュール製造設備に関連して、前記出力端子は、前記レンズと前記光学素子との光軸合わせてから、前記一致状態を維持したまま前記レンズ素子と前記光学素子とを固定するまでの間、前記レンズ素子へ所定の電力を供給することを特徴とする。

上記光学モジュール製造設備に関連して、前記光軸調整ユニットが、素子供給ポイントにおいて前記光学素子を外部から受け取るようになっており、前記素子供給ポイントと、該光軸調整ユニットが前記一致状態をつくる光軸調整ポイントが異なっており、前記光軸調整ユニットが、前記光学素子を前記素子供給ポイントから前記光軸調整ポイントまで移送することを特徴とする。

上記光学モジュール製造設備に関連して、前記基準位置設定ユニットは、前記レンズの位置を計測する変位計を有することを特徴とする。

上記光学モジュール製造設備に関連して、前記光軸調整ユニットは、前記光軸が非鉛直方向となる状態で、前記レンズの光軸と前記光学素子の光軸とが一致する一致状態をつくることを特徴とする。

上記光学モジュール製造設備に関連して、前記光軸調整ユニットは、前記光軸が水平方向に向く状態で、前記レンズの光軸と前記光学素子の光軸とが一致する一致状態をつくることを特徴とする。

上記光学モジュール製造設備に関連して、前記光軸調整ユニットは、少なくとも、前記光軸が鉛直方向に向く前記光学素子を、前記光軸が前記非鉛直方向に向くように変位させて、前記レンズの光軸と前記光学素子の光軸とが一致する一致状態をつくることを特徴とする。

上記光学モジュール製造設備に関連して、前記光軸調整ユニットは、少なくとも、前記光軸が鉛直方向に向く前記レンズを、前記光軸が前記非鉛直方向に向くように変位させて、前記レンズの光軸と前記光学素子の光軸とが一致する一致状態をつくることを特徴とする。

上記光学モジュール製造設備に関連して、前記光軸調整ユニットは、前記光学素子を載置する載置ステージと、前記載置ステージの位置及び姿勢を調整するステージ調整機構と、前記ステージ調整機構を制御するコントローラとを、備え、前記ステージ調整機構は、前記載置ステージを所定の方向へ移動させるシフトユニットと、 前記載置ステージを所定の軸周りに揺動させるチルトユニットと、を有することを特徴とする。

上記目的を達成する本発明は、電力を入力することで基準位置と前記基準位置から退避した退避位置との間で移動可能なレンズを有するレンズ素子を搬送するレンズ素子搬送機構であって、前記レンズの位置を前記基準位置へ設定する基準位置設定ポイントと、前記レンズ素子と光学素子との光軸合わせが行われる光軸調整ポイントの間で、前記レンズ素子を搬送する搬送ユニットと、前記搬送ユニットに設けられ、前記基準位置と前記退避位置との間で前記レンズを駆動させるための電力を供給する出力端子と、を有し、前記レンズ素子に設けられた入力端子と前記出力端子とは、少なくとも前記基準位置設定ポイントと前記光軸調整ポイントの間における搬送において、電気的に接続することを特徴とするレンズ素子搬送機構である。

上記レンズ素子搬送機構に関連して、前記出力端子から前記入力端子への電力の供給は、少なくとも前記基準位置設定ポイントと前記光軸調整ポイントとの間における搬送において継続して行なわれることを特徴とする。

上記レンズ素子搬送機構に関連して、前記搬送ユニットは、前記レンズ素子の保持を行なう保持状態と、前記保持が解除された保持解除状態との間で切替え自在であり、前記保持状態において、前記入力端子と前記出力端子とが電気的に接続されることを特徴とする。

上記レンズ素子搬送機構に関連して、前記搬送ユニットは、前記出力端子を有し、前記レンズ素子のうち前記光学素子に対する固定面を開放したままま前記レンズ素子を挟む一対のアームと、前記一対のアームの相対的位置を変更するアーム移動機構と、を備えたことを特徴とする。

上記目的を達成する本発明は、基準位置と前記基準位置から退避した退避位置との間で移動可能なレンズを有するレンズ素子に対して前記レンズの位置の調整を行なうために、前記レンズ素子へ所定の電力を出力するレンズ駆動装置であって、前記レンズ素子へ所定の電力を出力する電力出力部と、前記電力出力部を制御する電力制御部と、を有し、前記電力制御部は、少なくとも、前記レンズの位置を前記基準位置へ合わせる基準位置設定状態から、前記レンズ素子と光学素子との光軸合わせが行われる光軸調整状態までの間において、前記レンズが継続して前記基準位置を維持するように前記電力出力部の制御を行うことを特徴とするレンズ駆動装置である。

上記レンズ駆動装置に関連して、前記電力制御部は、前記基準位置設定状態において、前記基準位置に対応する電力条件を検知するとともに、少なくとも前記基準位置設定状態から前記光軸調整状態までの間においては、前記基準位置に対応する電力条件を維持するように前記電力出力部の制御を行うことを特徴とする。

上記目的を達成する本発明は、基準位置と前記基準位置から退避した退避位置との間で移動可能なレンズを有するレンズ素子について、光学素子を基準とする光軸調整を行なうとともに、前記レンズ素子と前記光学素子とを備えた光学モジュールを製造する光学モジュールの製造方法であって、前記レンズ素子に入力される電力条件によって前記レンズの位置を前記基準位置へ調節する基準位置設定ステップと、前記レンズ素子に入力される電力条件によって前記レンズを前記基準位置にて保持する基準位置保持ステップと、前記基準位置保持ステップと共にて行なわれ、前記レンズの光軸と前記光学素子の光軸とが一致する一致状態をつくる光軸調整ステップと、前記一致状態を維持したまま前記レンズ素子と前記光学素子とを固定する固定ステップと、を備えたことを特徴とする光学モジュールの製造方法である。

上記目的を達成する本発明は、第１の光学部品と第２の光学部品との光軸調節を行うための光軸調整装置であって、前記第１の光学部品を載置する載置ステージと、前記載置ステージの位置及び姿勢を調整するステージ調整機構と、前記ステージ調整機構を制御するコントローラとを、備え、前記載置ステージにおける前記第１の光学部品が載置される載置面と平行となる所定の方向をＸと定義し、前記載置面と平行且つ前記Ｘと直交する方向をＹと定義し、前記Ｘ及び前記Ｙに対して直交する方向をＺと定義し、前記Ｘ及び前記Ｙと平行となる面をＸ−Ｙ平面と定義し、前記第１の光学部品は、光軸が前記Ｚに沿うように前記載置ステージに載置され、前記ステージ調整機構は、前記載置ステージをＸ−Ｙ平面の平面方向、かつ前記Ｘ−Ｙ平面に垂直となるＺ軸方向へ移動させるシフトユニットと、前記載置ステージを前記Ｘ−Ｙ平面に平行するＸ軸周り、及び前記Ｘ−Ｙ平面に平行し且つ前記Ｘ軸に直交するＹ軸周りに揺動させるチルトユニットとを有し、前記コントローラは、前記第１の光学部品の光軸が前記第２の光学部材の光軸と平行となるように、前記シフトユニット及び前記チルトユニットを制御し、前記コントローラは、前記第１の光学部品の基準位置から前記Ｘ軸までの長さであるＸ軸チルト半径、及び前記第１の光学部品の基準位置から前記Ｙ軸までの長さであるＹ軸チルト半径の情報を保持し、前記第１の光学部品の光軸が前記第２の光学部品の光軸と平行となるための前記Ｘ軸周りの補正角度、及び前記Ｙ軸周りの補正角度を算出するチルト補正条件算出部と、前記チルト補正条件算出部が算出した前記Ｘ軸周りの補正角度及び前記Ｘ軸チルト半径を利用して、前記チルトユニットを前記Ｘ軸周りに揺動させるためのＸ軸回転制御値と、前記Ｘ軸周りの補正角度で前記チルトユニットを揺動させる際に該Ｘ軸チルト半径の揺動端が前記Ｙ軸方向又は前記Ｚ軸方向に移動するシフト量を相殺するために、前記シフトユニットを前記Ｙ軸方向又は前記Ｚ軸方向に移動させるＸチルト時復帰制御値と、の双方を算出するＸチルト値変換手段と、前記チルト補正条件算出部が算出した前記Ｙ軸周りの補正角度及び前記Ｙ軸チルト半径を利用して、前記チルトユニットを前記Ｙ軸周りに揺動させるためのＹ軸回転制御値と、前記Ｙ軸周りの補正角度で前記チルトユニットを揺動させる際に該Ｙ軸チルト半径の揺動端が前記Ｘ軸方向又は前記Ｚ軸方向に移動するシフト量を相殺するために前記シフトユニットを前記Ｘ軸方向又は前記Ｚ軸方向に移動させるＹチルト時復帰制御値と、の双方を算出するＹチルト値変換手段と、を有し、前記Ｘ軸回転制御値及び前記Ｙ軸回転制御値に基づいて前記チルトユニットが前記載置ステージを揺動し、かつ、前記Ｘチルト時復帰制御値と前記Ｙチルト時復帰制御値に基づいて前記シフトユニットが前記載置ステージを前記Ｘ−Ｙ平面方向又は前記Ｚ軸方向に移動させることで、前記Ｘ軸チルト半径及び前記Ｙ軸チルト半径の前記揺動端が前記基準位置でほぼ静止したまま、前記Ｘ軸周りの補正角度及び前記Ｙ軸周りの補正角度によるチルト制御を行うことを特徴とする光軸調整装置である。

上記光軸調整装置に関連して、前記コントローラは、前記第１の光学部品と前記第２の光学部品の光軸が所定平面で一致させるための前記Ｘ−Ｙ平面内の補正移動量を算出するシフト補正条件算出部と、前記シフト補正条件算出部が算出した前記Ｘ−Ｙ平面内の補正移動量を利用して、前記シフトユニットを前記Ｘ−Ｙ平面内で移動させるためのＸ−Ｙ平面移動制御値を算出するＸ−Ｙシフト値変換手段と、を有し、前記Ｘ−Ｙ平面移動制御値に基づいて前記シフトユニットが前記載置ステージを前記Ｘ−Ｙ平面方向に移動させることで、前記Ｘ−Ｙ平面内の補正移動量によるシフト制御を行うことを特徴とする。

上記光軸調整装置に関連して、前記コントローラは、前記載置ステージに搭載される前記第１の光学部品の前記基準面の位置を計測することで、前記Ｘ軸チルト半径及び前記Ｙ軸チルト半径を算出するチルト半径算出部を有することを特徴とする。

上記光軸調整装置に関連して、前記光軸調整を行うことを目的として、前記載置ステージの位置又は姿勢を補正するための条件を、前記載置ステージの補正条件と定義した場合、前記コントローラは、前記載置ステージの補正条件が、前記ステージ調整機構の可動範囲内であるか否かの判定を行う判定部を有し、前記載置ステージの補正条件が前記ステージ調整機構の可動範囲外であると判定された場合、前記ステージ調整機構の可動範囲内で、前記載置ステージの位置または姿勢の調節を行うことを特徴とする。

上記光軸調整装置に関連して、前記載置ステージ及び前記ステージ調整機構を９０度の角度範囲で回転させるステージ姿勢切替機構をさらに備えたことを特徴とする。

上記光軸調整装置に関連して、前記載置ステージに載置された前記第１の光学部品を保持する保持状態と、前記保持が解除された保持解除状態との間で切替え可能なチャック機構をさらに備えたことを特徴とする。

本発明によれば、高い精度、かつ短時間に、カメラモジュールを組み立てることが可能となる。また、本発明の光軸調整装置によれば、様々な光学部品に対しての光軸調整を効率よく行うことができる。

第１のカメラモジュール組立設備の概要を説明する説明図である。 第１のカメラモジュール組立設備の概要を説明する説明図である。 第１のカメラモジュール組立設備の概要を説明する説明図である。 （Ａ）は、レンズが初期位置にあるレンズユニットの概要を説明する断面図であり、（Ｂ）は、レンズが基準位置にあるレンズユニットの概要を説明する断面図である。 （Ａ）は、レンズユニットの保持が解除された状態の保持具の概要を説明する断面図であり、（Ｂ）は、レンズユニットの保持が可能な状態の保持具の概要を説明する断面図である。 光軸調整装置の概要を説明する説明図である。 レーザ変位計の概要を説明する説明図である。 レーザ変位計の概要を説明する説明図である。 カメラモジュールの製造方法の概要を説明する説明図である。 第２のカメラモジュール組立設備の概要を説明する説明図である。 第２のカメラモジュール組立設備の概要を説明する説明図である。 第２のカメラモジュール組立設備の概要を説明する説明図である。 第２のカメラモジュール組立設備の概要を説明する説明図である。 （Ａ）はテストチャートを示す平面図であり、（Ｂ）はテストチャートをイメージセンサで撮影した状態を模式的に示す説明図である。 （Ａ）〜（Ｄ）はイメージセンサの周辺画素の濃淡差値の変化を示すグラフであり、（Ｅ）はイメージセンサ上における周辺画素の配置を説明するための図であり、（Ｆ）及び（Ｇ）はチルト補正量を算出するための三角関数を説明するための図である。 （Ａ）は制御ユニットにおける設定部の制御構成を示すブロック図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は同設定部においてイメージセンサの周辺画素Ａ〜Ｄの濃淡差値の変化を示すグラフであり、（Ｅ）はイメージセンサ上における周辺画素の配置を説明するための図であり、（Ｆ）及び（Ｇ）はチルト時復帰制御値を算出するための三角関数を説明するための図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、第１回目から第３回目までのチルト制御によるベストフォーカス位置の変化を説明するための図である。 ６軸アライメントユニットの構造を説明するための図である。 （Ａ）は、レンズユニットの保持が解除された状態の保持具の詳細を説明する平面図であり、（Ｂ）は、レンズユニットの保持が可能な状態の保持具の詳細を説明する平面図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、本明細書において、水平面における一の方向をＸ方向と、水平面においてＸ方向と直交する方向をＹ方向と、Ｘ方向及びＹ方向に対して直交する方向をＺ方向と、それぞれ定義する。

図１〜３に示すように、カメラモジュール組立設備２は、センサユニットＳＵを載置するための載置ステージ１０と、センサユニットＳＵを載置ステージ１０に載置するためのセンサユニット搬送装置２０と、載置ステージ１０を搬送するステージ搬送装置３０と、センサユニットＳＵに対して硬化性樹脂を塗布する塗布装置４０と、レンズユニットＬＵを搬送するレンズユニット搬送装置５０と、レンズユニットＬＵに対してセンサユニットＳＵの光軸調整を行う光軸調整装置６０と、センサユニットＳＵとレンズユニットＬＵとを接着させるために、センサユニットＳＵに塗布された硬化性樹脂に対し所定の光（例えば、紫外線）を照射する照射装置７０と、測距装置９０と、各装置を制御するために所定の制御信号を出力するコントローラ８０と、を備える。

センサユニット搬送装置２０は、センサユニットＳＵの保持、及び保持の解除の切り替えが可能な保持具２１と、保持具２１の移動を行う保持具移動機構２２とを有する。コントローラ８０は、保持具移動機構２２を介して、センサユニットＳＵを保持した状態のまま、Ｘ方向における保持具２１の移動を行う。

ステージ搬送装置３０は、Ｘ方向に延びたレール３１と、レール３１の上を移動自在なスライド部材３２とを有する。コントローラ８０は、スライド部材３２を介して、レール３１に沿ったスライド部材３２の移動を行う。また、光軸調整装置６０の６軸アライメントユニット６２は、スライド部材３２の上に固定され、載置ステージ１０は６軸アライメントユニット６２によって支持される。このため、スライド部材３２がレール３１に沿ってＸ方向へ移動することにより、載置ステージ１０は、６軸アライメントユニット６２とともに、Ｘ方向へ移動する。ステージ搬送装置３０と光軸調整装置６０等により、本発明における光軸調整ユニットを構成する。なお、６軸アライメントユニット６２の詳細は後述する。

塗布装置４０は、コントローラ８０の制御の下、載置ステージ１０にあるセンサユニットＳＵの塗布面（上面）に硬化性樹脂を塗布する。

レンズユニット搬送装置５０は、レンズユニットＬＵの保持、及び保持の解除の切り替えが可能な保持具５１と、保持具５１の移動を行う保持具移動機構５２とを有する。コントローラ８０は、保持具移動機構５２を介して、レンズユニットＬＵを保持した状態のまま、Ｘ方向における保持具５１の移動を行う。なお、保持具５１の詳細は後述する。このレンズユニット搬送装置５０は、本発明におけるレンズ素子搬送機構を構成し、保持具移動機構５２は、本発明における搬送ユニットを構成する。同時に、このレンズユニット搬送装置５０は、本発明における基準位置調整ユニットを構成する。

図４に示すように、レンズユニットＬＵは、本発明におけるレンズ素子を構成し、レンズ鏡筒ＬＴと、レンズ鏡筒ＬＴに固定された固定レンズＬＸと、固定レンズＬＸと共通の光軸を有し、当該光軸方向において移動自在となるようにレンズ鏡筒ＬＴに保持されたフォーカスレンズＬＦと、光軸方向におけるフォーカスレンズＬＦの移動を行なうレンズ駆動モータＬＭと、レンズ鏡筒ＬＴに形成されレンズ駆動モータＬＭに所定の電力を供給するための入力端子ＬＮと、を有する。入力端子ＬＮに対し所定の電圧が入力されると、レンズ駆動モータＬＭは、入力された電圧条件に応じて、フォーカスレンズＬＦの移動を行なう。例えば、入力端子ＬＮに電圧が入力されない場合には、フォーカスレンズＬＦは、初期位置となる（図４（Ａ）参照）。一方、入力端子ＬＮに入力された電圧がＶ１である場合には、フォーカスレンズＬＦは、ＩＮＦ位置（無限遠での合焦位置）となる（図４（Ｂ）参照）。図示は省略するが、入力端子ＬＮに入力された電圧がＶ２である場合には、フォーカスレンズＬＦは、別の位置（例えば、マクロ位置）となる。

図５に示すように、保持具５１は、センサユニットＳＵに対する接着面ＬＹ（下面）を開放させたままレンズユニットＬＵの保持を行なうものであり、レンズユニットＬＵの保持を行うための第１〜２アーム５１Ａ、５１Ｂと、第１〜２アーム５１Ａ、５１Ｂの相対的位置を変更可能なアーム移動部５１Ｍと、レンズユニットＬＵへ所定の電力を供給するための出力端子５１Ｕと、コントローラ８０の制御の下、所定条件の電力を出力端子５１Ｕから出力するための電力コントローラ５１Ｐと、を備える。アーム移動部５１Ｍは、本発明におけるアーム移動機構を構成し、レンズユニットＬＵの保持が可能な状態（図５（Ｂ）参照）、及び当該保持が解除された状態（図５（Ａ）参照）との間で、第１〜２アーム５１Ａ、５１Ｂの相対的位置を変更可能にする。第１〜２アーム５１Ａ、５１ＢがレンズユニットＬＵの保持が可能な状態となっている場合（図５（Ｂ）参照）、出力端子５１Ｕは、レンズユニットＬＵの入力端子ＬＮと電気的に接続する。なお、保持具５１は、レンズユニットＬＵの保持が可能な状態（図５（Ｂ）参照）へ第２アーム５１Ｂを付勢する付勢部材５１Ｔをさらに備えていることが好ましい。付勢部材５１Ｔは、例えば、アーム移動部５１Ｍに設けられることが好ましい。付勢部材５１Ｔにより、保持具５１によるレンズユニットＬＵの保持がより確実なものとなる。

保持具５１は、出力端子５１Ｕを付勢する付勢部材５１Ｓを備えることが好ましい。付勢部材５１Ｓとしては、コイルバネや板バネ等、公知の付勢部材を用いることができる。この付勢部材５１Ｓによれば、第１〜２アーム５１Ａ、５１ＢがレンズユニットＬＵの保持が可能な状態（図５（Ｂ）参照）となっている場合に、出力端子５１Ｕ及び入力端子ＬＮの電気的接続が確実なものとなる。

保持具５１の他の構成例を図１９に示す。保持具５１は、レンズユニットＬＵの保持を行うための第１〜２アーム５１Ａ、５１Ｂと、第１〜２アーム５１Ａ、５１Ｂの相対的位置を変更可能なアーム移動部５１Ｍと、レンズユニットＬＵへ所定の電力を供給するための出力端子５１Ｕを備える。

第１アーム５１Ａは、レンズユニットＬＵの一部を収容する凹部５１Ｄが形成されて、ベース部５１Ｇに固定される。第２アーム５１Ｂは、ベース部５１Ｇに設けられるレール状のガイド機構５１Ｈに沿って移動自在となっており、第１アーム５１Ａに対して相対的に接近・離反可能となっている。アーム移動部５１Ｍは、ベース部５１Ｇに一体的に設けられており、特に図示しないモータによりカム５１Ｊを揺動させる。カム５１Ｊのリフト動作によって、これに当接する第２アーム５１Ｂが、ガイド機構５１Ｈに沿って移動する。なお、付勢部材５１Ｔは引張ばねとなっており、第２アーム５１Ｂとカム５１Ｊが常に密着するようになっている。

従って、図１９（Ａ）に示すように、第２アーム５１Ｂが第１アーム５１Ａから離反した状態において、第１アーム５１Ａの凹部５１ＤにレンズユニットＬＵを位置決めし、その後、図１９（Ｂ）に示すようにカム５１Ｊを揺動させて第２アーム５１Ｂを第１アーム５１Ａに接近させる。結果、出力端子５１Ｕが、レンズユニットＬＵの入力端子に接触しながら、第１アーム５１Ａと第２アーム５１ＢによってレンズユニットＬＵが挟持される。

この状態で、Ｘ方向及び／又はＹ方向に移動可能な保持具移動機構５２により、保持具５１をＸ方向及び／又はＹ方向に移動させることで、レンズユニットＬＵを、基準位置設定ポイントを、光軸調整ポイントの間を移動させる。

図６に示すように、光軸調整装置６０は、チャートユニット６１と、６軸アライメントユニット６２と、制御ユニット６３と、を有する。

チャートユニット６１は、センサユニットＳＵのイメージセンサＳを用いて、レンズユニットＬＵのレンズＬによってつくられるテストチャートの像を撮影する。ここで、テストチャートは、チャートユニット６１に内蔵されたものであっても良い。また、チャートユニット６１は、この撮影画像に対し所定の画像解析を行う。さらに、チャートユニット６１は、この解析結果として、レンズＬとイメージセンサＳとの光軸のズレ量を算出する。加えて、チャートユニット６１は、算出したズレ量から、６軸アライメントユニット６２の補正条件を出力する。ここで、当該補正条件は、レンズＬとイメージセンサＳとの光軸調整を行うためのものであり、具体的には、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向における移動方向とその移動量や、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りの揺動方向とその揺動角度である。

チャートユニット６１は、特に図示しないコンピュータによって制御される補正条件算出装置と、フォーカス判定用模様プレート（テストチャートと呼ぶ場合もある）を内蔵しており、このフォーカス判定用模様プレートを、センサユニットＳＵのイメージセンサＳで撮影して、その出力を補正条件算出装置で解析する。図１４（Ａ）に、フォーカス判定用模様プレートＦの例を示す。フォーカス判定用模様プレートＦには、縞模様Ｆ１が描かれている。この縞模様Ｆ１を撮影した映像において、フォーカスが一致する時は、映像の濃淡（出力信号の黒と白の明暗差）が大きくなり、フォーカスが不一致（ぼけている）の時は、濃淡が小さくなる。また、フォーカス判定用模様プレートＦには、その中心を判定するための交差模様Ｆ２が描かれている。これにより、プレート中心Ｆ３を判定することができる。また、縞模様Ｆ１又は交差模様Ｆ２の角度によって、Ｚ軸周りの回転角度について判定することができる。

図１４（Ｂ）には、フォーカス判定用模様プレートＦをイメージセンサＳで撮影した状態を模式的に示す。イメージセンサＳで撮影されたデータ領域（フレーム）をＧとし、そのデータ領域Ｇのフレーム中心Ｅと定義し、フレーム中心Ｅに対して周囲３か所以上の複数個所（ここでは４か所）の画素群を周辺画素Ａ〜Ｄと定義する。補正条件算出装置は、フレーム中心Ｅと、データ領域Ｇに映し出されているプレート中心Ｆ３とのＸ−Ｙ方向の誤差Ｇｘｓ、Ｇｙｓを算出する。また、データ領域Ｇに映し出されている交差模様Ｆ２と、データ領域ＧのＸ方向、Ｙ方向のフレーム基準線ＫＸ、ＫＹの差から、Ｚ軸周りの誤差Ｇｚｔを算出する。これらの誤差Ｇｘｓ、Ｇｙｓ、Ｇｚｔが、センサユニットＳＵの中止を、チャートユニット６１の中心に合わせるためのＸシフト、Ｙシフト、Ｚチルト（Ｚ軸周り回転）の補正条件となる。

なお、ここではフレーム中心Ｅと、データ領域Ｇに映し出されているプレート中心Ｆ３とのＸ−Ｙ方向の誤差Ｇｘｓ、ＧｙｓをＸシフト、Ｙシフトの補正条件としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、レンズユニットＬＵにおけるレンズＬの中心は、イメージセンサＳの映像の中で最も明るい位置となり、周囲に広がるにつれて、環状に段階的に暗くなっていく。従って、イメージセンサＳで撮影された画像を解析することによって、データ領域Ｇの中で最も明るい領域をレンズ中心ＦＭと判定し、そのレンズ中心ＦＭと、データ領域Ｇのフレーム中心ＥとのＸ方向及びＹ方向の誤差Ｇｘｓ、Ｇｙｓを、Ｘシフト、Ｙシフトの補正条件とすることも好ましい。この手法は、レンズユニットＬＵのレンズＬの中心が、フォーカス判定用模様プレートＦの中心と不一致となる場合に有効である。

更に、６軸アライメントユニット６２によって、センサユニットＳＵをＺ軸方向に上昇（レンズＬに近づくようにプラス方向に移動）させながら、Ｚ軸方向の複数箇所でフォーカス判定用模様プレートＦをイメージセンサＳで撮像する。補正条件算出装置は、周辺画素Ａ〜Ｄ内の濃淡差値（明暗差値）ＢＷを算出し、Ｚ方向の移動に沿った濃淡差値ＢＷの出力変動から、チルト誤差を算出する。具体的には、図１５（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、周辺画素Ａ〜Ｄのそれぞれについて、Ｚ方向の移動に伴う濃淡差値（明暗差値）ＢＷのピーク点（これをベストフォーカスという）のＺ方向位置（これをＺ方向フォーカス位置という）ＺＡ、ＺＢ、ＺＣ、ＺＤを決定する。ベストフォーカスのタイミング、即ちＺ方向フォーカス位置ＺＡ、ＺＢ、ＺＣ、ＺＤが、各周辺画素Ａ〜Ｄで互いにずれている場合は、イメージセンサＳの光軸と、レンズＬの光軸に角度差を有すると定義できるので、このＺ方向フォーカス位置が、全周辺画素Ａ〜Ｄで殆ど一致するように、センサユニットＳＵをＹ軸周り及びＸ軸周りでチルト制御する。

例えば、図１５（Ｅ）の通り、Ｘ軸方向に実距離Ｘａｂを有する画素Ａと画素Ｂについて解析を行い、図１５（Ａ）（Ｂ）の通り、画素Ａと画素ＢのＺ方向フォーカス位置の差としてのＺ軸方向の実距離Ｚａｂ（＝ＺＡ−ＺＢ）を算出した場合を想定する。さらに図１５（Ｆ）の関係式によって、これら２つの実距離Ｘａｂ、Ｚａｂを隣辺とする直角三角形の斜辺の傾斜角を算出することで、Ｙ軸周りの光軸の傾斜ズレ量Ｇｙｔを決定できる。同様に、図１５（Ｅ）の通り、Ｙ軸方向に実距離Ｙａｃを有する画素Ａと画素Ｃについて解析を行い、図１５（Ａ）（Ｃ）の通り、画素Ａと画素ＣのＺ方向フォーカス位置の差としてのＺ軸方向の実距離Ｚａｃ（＝ＺＡ−ＺＣ）を算出した場合を想定する。更に図１５（Ｇ）のように、これら２つの実距離Ｙａｃ、Ｚａｃを隣辺とする直角三角形の斜辺の傾斜角を算出することで、Ｘ軸周りの光軸の傾斜ズレ量Ｇｘｔを決定できる。これらの傾斜ズレ量Ｇｙｔ、Ｇｘｔが、Ｙチルト、Ｘチルトの補正条件となる。

なお、ここでは、３つの画素Ａ〜ＣのＺ方向フォーカス位置ＺＡ、ＺＢ、ＺＣを用いてＸチルト、Ｙチルトの補正条件を算出する場合を例示した。即ち、Ｘチルト、Ｙチルトを算定する際には、少なくとも３角形の頂点を構成する３つの周辺画素Ａ〜Ｃを用いれば可能である。一方、４つの画素Ａ〜Ｄ又はそれ以上の画素を用いて算出することもできる。例えば、図１５（Ｅ）に示すように、Ｘ方向の同一位置に存在する画素Ａと画素ＣのＺ方向位置の平均値（ＺＡ＋ＺＣ）／２と、Ｘ方向の同一位置に存在する画素Ｂと画素Ｄの平均値（ＺＢ＋ＺＤ）／２の値を用いて、Ｙ軸周りの傾斜ズレ量（Ｙチルトの補正条件）を算出しても良い。Ｘ軸周りの傾斜ズレ量を算出する場合も同様である。

また、周辺画素Ａ〜ＤのＺ方向フォーカス位置の平均値は、最終的なＺシフトの設定条件Ｇｚｔとなる。なお、Ｚシフトについては、他の補正値を算定するためにサーチ動作する軸となるので、Ｚシフトについては補正条件という概念ではなく、最終的な設定条件となる。

以上の結果、チャートユニット６１の補正条件算出装置によって、Ｘシフト、Ｙシフト、Ｚシフト、Ｘチルト、Ｙチルト、Ｚチルトの補正条件（Ｚシフトについては設定条件）を出力することができる。なお、ここではＸチルト、Ｙチルトの補正条件を決定する際に、複数画素間で、Ｚ方向フォーカス位置の差と、画素間距離を用いた三角関数により、幾何学的に算出する場合を例示しているが、本発明はこの手法に限定されないことはいうまでもない。

６軸アライメントユニット６２は、載置ステージ１０を支持するとともに、載置ステージ１０の位置及び姿勢を個別に調節可能なものであり、載置ステージ１０のＸ方向への移動を行うＸシフト機構６２ＸＳと、載置ステージ１０のＹ方向への移動を行うＹシフト機構６２ＹＳと、載置ステージ１０のＺ方向への移動を行うＺシフト機構６２ＺＳと、Ｘ方向に延びるＸ軸Ａｘ（図７参照）周りにおける載置ステージ１０の姿勢調整を行うＸチルト機構６２ＸＴと、Ｙ方向に延びるＹ軸Ａｙ（図８参照）周りにおける載置ステージ１０の姿勢調整を行うＹチルト機構６２ＹＴと、Ｚ方向に延びるＺ軸周りにおける載置ステージ１０の姿勢調整を行うＺチルト機構６２ＺＴと、を有する。なお、このＸ軸Ａｘ、Ｙ軸Ａｙは、イメージセンサＳからＺ軸方向に離れた場所に設定される。

図１８には、この６軸アライメントユニット６２の具体的な構成例が示されている。６軸アライメントユニット６２は、ステージ搬送装置３０のスライド部材３２に固定される。６軸アライメントユニット６２は、スライド部材３２に固定されるＺシフト機構６２ＺＳと、このＺシフト機構６２ＺＳのスライド部材に固定されるＸシフト機構６２ＸＳと、このＸシフト機構６２ＸＳのスライド部材に固定されるＹシフト機構６２ＹＳと、このＹシフト機構６２ＹＳのスライド部材に固定されるＺチルト機構６２ＺＴと、Ｚチルト機構６２ＺＴの回転テーブルに固定されるＹチルト機構６２ＹＴと、このＹチルト機構６２ＹＴのチルトテーブルに固定されるＸチルト機構６２ＸＴを有する。このＸチルト機構６２ＸＴのチルトテーブル上に載置ステージ１０が設置される。従って、６軸アライメントユニット６２は、Ｚ軸方向に沿って、Ｘ及びＹシフト機構６２ＸＳ、６２ＹＳと、Ｘ及びＹチルト機構６２ＸＴ、６２ＹＴが積層されており、その中間にＺチルト機構６２ＺＴが介在する構造となっている。

また、例えばＸシフト機構６２ＸＳの駆動機構は、ベース側とスライド部材の間を連結してスライド部材を一方側に付勢する弾性部材６５ＸＳ−Ｂ（例えばバネやゴム）と、この弾性部材６５ＸＳ−Ｂの付勢に抗してスライド部材をカム等によって移動させる駆動源６５ＸＳ−Ｍ（例えばサーボモータやソレノイド）によって構成される。また更に、Ｙチルト機構６２ＹＴの駆動構造は、ベース側とチルトテーブルの間を連結してチルトテーブルを一方側に揺動させる弾性部材６５ＹＴ−Ｂ（例えばバネやゴム）と、この弾性部材６５ＹＴ−Ｂの付勢に抗してチルトテーブルをカム等によって反対側に揺動させる駆動源６５ＹＴ−Ｍ（例えばサーボモータやソレノイド）によって構成される。このように、弾性部材と、カム等を組み合わせると、全体として極めてコンパクトな構成で６軸アライメントユニット６２を駆動できる。なお特に図示しないが、Ｙシフト機構６２ＹＳ、Ｚチルト機構６２ＺＴ、Ｘチルト機構６２ＸＴの駆動機構も同種の構造を採用している。

本実施形態の６軸アライメントユニット６２によれば、Ｘ及びＹチルト機構６２ＸＴ、６２ＹＴが載置ステージ１０に接近するので、チルト半径Ｒ_Ｘ、Ｒ_Ｙを小さくすることが可能になり、後述するチルト制御時におけるシフト誤差を小さくすることが可能となる。更にＸ及びＹチルト機構６２ＸＴ、６２ＹＴの各チルト軸Ａｘ、Ａｙが、センサユニットＳＵの中心を基準としてＺ軸方向に離れた場所に配置されるので、チルト制御時におけるＺ方向のシフト誤差を小さくすることができ、その結果、後述する＜中間段階＞の繰り返し処理において、テストチャートを撮影するためのＺ方向に移動範囲（サーチ範囲）が段階的に狭めることが可能となるという利点も有する。

制御ユニット６３は、入出力ユニット６３Ａと、判定部６３Ｂと、設定部６３Ｃと、駆動部６３Ｄと、を有する。

入出力ユニット６３Ａは、外部からの制御信号が入力されるとともに、外部に対して所定の制御信号を出力する。外部から入力される制御信号としては、例えば、コントローラ８０から出力された所定の制御信号や、チャートユニット６１から出力された６軸アライメントユニット６２の補正条件等がある。外部に対して出力する制御信号としては、例えば、載置ステージ１０のシフト調整が完了した旨の制御信号や、載置ステージ１０のチルト調整が完了した旨の制御信号がある。

判定部６３Ｂは、判定処理を行う。判定処理では、入力された６軸アライメントユニット６２の補正条件が、紫外線等の光照射の許容範囲内であるか否かの判定が行われる。さらに、判定処理では、入力された６軸アライメントユニット６２の補正条件が、６軸アライメントユニット６２の可動範囲内であるか否かの判定が行われる。ここで、６軸アライメントユニット６２の可動範囲とは、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向における移動方向とその移動量や、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸周りの揺動方向とその揺動角度である。

設定部６３Ｃは、設定処理を行う。設定処理では、判定部６３Ｂにおける判定結果に基づいて、Ｘシフト機構６２ＸＳ、Ｙシフト機構６２ＹＳ、Ｚシフト機構６２ＺＳ、Ｘチルト機構６２ＸＴ、Ｙチルト機構６２ＹＴ、Ｚチルト機構６２ＺＴに関する駆動条件を設定する。例えば、６軸アライメントユニット６２の補正条件が、判定部６３Ｂによって、６軸アライメントユニット６２の可動範囲内であると判定された場合には、設定部６３Ｃは、６軸アライメントユニット６２の補正条件に従って、６軸アライメントユニット６２に関する駆動条件を設定する。

一方、６軸アライメントユニット６２の補正条件が、判定部６３Ｂによって、６軸アライメントユニット６２の可動範囲外であると判定された場合には、設定部６３Ｃは、可動範囲内において、かつ、６軸アライメントユニット６２の補正条件に従って、６軸アライメントユニット６２に関する駆動条件を設定する。例えば、補正条件のうちＸ軸周りの揺動角度のみが可動範囲を超え、その他の補正条件が可動範囲内である場合には、設定部６３Ｃは、Ｘ軸周りの揺動に関しては、予め定められたＸ軸周りの揺動角度の最大値を新たな補正条件に置きかえるようにし、Ｘ軸〜Ｚ軸におけるシフト制御とＹ軸周り及びＺ軸周りの揺動とについては、当初の補正条件に従って、各機構６２ＹＳ〜６２ＺＴに関する駆動条件を設定する。

さらに、設定処理では、各機構６２ＸＴ〜６２ＺＴを駆動させた場合に、所定の平面（例えば、ＸＹ平面）におけるレンズＬの光軸とイメージセンサＳの光軸とが一致した状態（以下、一致状態と称する）を維持するように、各機構６２ＸＳ〜６２ＺＴに関する駆動条件や駆動順序を設定する。なお、本実施形態でいう光軸の一致状態とは仮想的なものであり、イメージセンサＳの画素中心と、撮影されたテストチャートの中心を一致させた状態、即ちチルト調整を行う準備が整った状態を意味している。その後、例えば、Ｘチルト機構６２ＸＴのみによって載置ステージ１０の揺動のみを行なう場合、設定処理では、まず、この載置ステージ１０の揺動後の状態（仮想駆動状態）におけるレンズＬの光軸とイメージセンサＳの光軸のズレ量が算出される。次に、このズレ量を打ち消すようなＹシフト機構６２ＹＳ及びＺシフト機構６２ＺＳの駆動条件が算出される。さらに、Ｘチルト機構６２ＸＴについての駆動と、Ｙシフト機構６２ＹＳ及びＺシフト機構６２ＺＳの駆動とが同時に行われるように、６軸アライメントユニット６２全体としての駆動条件が設定される。

設定部６３Ｃにおける設定処理の詳細構成を図１６（Ａ）に示す。ここでは、チャートユニット６１から得られた、Ｘシフト、Ｙシフト、Ｚシフト、Ｘチルト、Ｙチルト、Ｚチルトの補正条件（設定条件）を利用して、これを各機構６２ＸＴ〜６２ＺＴに対する駆動指示値（駆動条件）に変換、算出する工程となる。設定部６３Ｃは、Ｘシフト入力を駆動指示値に変換するＸシフト値変換手段６３Ｃｘｓ、Ｙシフト入力を駆動指示値に変換するＹシフト値変換手段６３Ｃｙｓ、Ｚシフト入力を駆動指示値に変換するＺシフト値変換手段６３Ｃｚｓ、Ｘチルト入力を駆動指示値に変換するＸチルト値変換手段６３Ｃｘｔ、Ｙチルト入力を駆動指示値に変換するＹチルト値変換手段６３Ｃｙｔ、Ｚチルト入力を駆動指示値に返還するＺチルト値変換手段６３Ｃｚｔを有する。なお、Ｘシフト、Ｙシフト、Ｚシフト、Ｘチルト、Ｙチルト、Ｚチルトの各入力は、絶対的な値であっても良く、また現在値からの相対移動量であっても良い。いずれにしろ、設定部６３Ｃでは、Ｘシフト、Ｙシフト、Ｚシフト、Ｘチルト、Ｙチルト、Ｚチルトに関する絶対的又は現在値からの相対的な要求値が入力され、その要求値が、駆動指示値に変換される。

Ｘシフト値変換手段６３Ｃｘｓでは、設定部６３Ｃに入力されたＸシフト補正条件Ｇｘｓを、そのままＸシフト機構６２ＸＳによるＸ方向移動制御値Ｕｘｓに変換して出力する。Ｙシフト値変換手段６３Ｃｙｓでは、Ｙシフト補正条件Ｇｙｓを、そのままＹシフト機構６２ＹＳによるＹ方向移動制御値Ｕｙｓに変換して出力する。Ｚシフト値変換手段６３Ｃｚｓでは、Ｚシフト設定条件Ｇｚｓを、そのままＺシフト機構６２ＺＳによるＺ方向移動制御値Ｕｚｓとして出力される。なお、本実施形態に限っては、Ｚシフト設定条件Ｇｚｓが絶対値としての要求値となっていることから、Ｚ方向移動制御値Ｕｚｓも絶対値として出力するようにしている。

Ｘチルト値変換手段６３Ｃｘｔでは、設定部６３Ｃに入力されたＸチルト補正条件Ｇｘｔを、Ｘチルト機構６２ＸＴにおけるＸ軸回転制御値Ｕｘｔとして出力する。なお、ここではＸ軸回転制御値Ｕｘｔが正（プラス回転）の場合とは、センサ面ＳＣがＹ方向のプラス側に移動することを意味している。そこで、Ｘチルト機構６２ＸＴにおけるチルト半径をＲｘ（図７参照、詳細は後述）とした場合、Ｘチルト機構６２ＸＴがＸ軸回転制御値Ｕｘｔだけ揺動した仮想駆動状態を想定すると、図１６（Ｂ）に示すように、揺動半径の揺動端に位置するセンサ面ＳＣがＹ方向のプラス側に距離Ｈｙｓだけ移動してしまう。そこで、Ｘチルト値変換手段６３Ｃｘｔでは、揺動端がＹ方向に移動する距離Ｈｙｓを相殺するためのＹ方向復帰制御値Ｆｙｓも同時に出力する。このＹ方向復帰制御値Ｆｙｓは「−Ｈｙｓ」となり、幾何学的にＦｙｓ＝−Ｒｘ・ｓｉｎ（Ｕｘｔ）と算出できる。また更に、Ｘチルト機構６２ＸＴがＸ軸回転制御値Ｕｘｔだけ揺動した仮想駆動状態を想定すると、図１６（Ｂ）に示すように、揺動端に位置するセンサ面ＳＣがＺ方向のマイナス側に距離Ｈｚｓ（ｘ）だけ移動してしまう。そこで、Ｘチルト値変換手段６３Ｃｘｔでは、揺動端がＺ方向に移動する距離Ｈｚｓ（ｘ）を相殺するためのＺ方向復帰制御値Ｆｚｓ（ｘ）も同時に出力する。このＺ方向復帰距離Ｆｚｓ（ｘ）は「Ｈｚｓ（ｘ）」となり、幾何学的に、Ｆｚｓ（ｘ）＝Ｒｘ（１−ｃｏｓ（Ｕｘｔ））と算出できる。これらのＹ方向復帰制御値Ｆｙｓ及びＺ方向復帰制御値Ｆｚｓ（ｘ）は、総称としてＸチルト時復帰制御値と定義できる。なお、本実施形態では、Ｘ軸ＡｘがイメージセンサＳからＺ軸方向に離れていることと、Ｘ軸回転制御値Ｕｘｔが小さいことから、このＺ方向復帰制御値Ｆｚｓ（ｘ）の値が小さくなるので、これによる制御を省略しても良い。また、Ｚ方向の復帰制御を行わなくても、最終的なＺ方向の位置決めは、別途、最終決定されるＺ方向の補正条件を採用すれば十分である。以上の通り、Ｘチルト値変換手段６３Ｃｘｔは、Ｘチルト補正条件Ｇｘｔの入力に基づいて、Ｘ軸回転制御値Ｕｘｔ、Ｙ方向復帰制御値Ｆｙｓ、Ｚ方向復帰制御値Ｆｚｓ（ｘ）を出力する。

Ｙチルト値変換手段６３Ｃｙｔでは、設定部６３Ｃに入力されたＹチルト補正条件Ｇｙｔを、Ｙチルト機構６２ＹＴにおけるＹ軸回転制御値Ｕｙｔとして出力する。なお、ここではＹ軸回転制御値Ｕｙｔが正（プラス回転）の場合、センサ面ＳＣがＸ方向のプラス側に移動することを意味している。そこで、Ｙチルト機構６２ＹＴにおけるチルト半径をＲｙ（図８参照、詳細は後述）とした場合、Ｙチルト機構６２ＹＴがＹ軸回転制御値Ｕｙｔだけ揺動した仮想駆動状態を想定すると、図１６（Ｃ）に示すように、揺動端に位置するセンサ面ＳＣがＸ方向のプラス側に距離Ｈｘｓだけ移動してしまう。従って、Ｙチルト値変換手段６３Ｃｙｔでは、揺動端がＸ方向に移動する距離Ｈｘｓ分を相殺するためのＸ方向復帰制御値Ｆｘｓも同時に出力する。このＸ方向復帰制御値Ｆｘｓは「−Ｈｘｓ」となり、幾何学的にＦｘｓ＝−Ｒｙ・ｓｉｎ（Ｕｙｔ）と算出できる。また更に、Ｙチルト機構６２ＹＴがＹ軸回転制御値Ｕｙｔだけ揺動した仮想駆動状態を想定すると、図１６（Ｃ）に示すように、揺動端に位置するセンサ面ＳＣがＺ方向のマイナス側に距離Ｈｚｓ（ｙ）だけ移動してしまう。そこでＹチルト値変換手段６３Ｃｙｔでは、揺動端がＺ方向に移動する距離Ｈｚｓ（ｙ）分を相殺するためのＺ方向復帰制御値Ｆｚｓ（ｙ）も同時に出力する。このＺ方向復帰距離Ｆｚｓ（ｙ）は「Ｈｚｓ（ｙ）」となり、幾何学的に、Ｆｚｓ（ｙ）＝Ｒｙ（１−ｃｏｓ（Ｕｙｔ））と算出できる。これらのＸ方向復帰制御値Ｆｘｓ及びＺ方向復帰制御値Ｆｚｓ（ｙ）は、総称としてＹチルト時復帰制御値と定義できる。なお、本実施形態では、Ｙ軸ＡｙがイメージセンサＳからＺ軸方向に離れていることと、Ｙ軸回転制御値Ｕｙｔが小さいことから、Ｚ方向復帰制御値Ｆｚｓ（ｙ）が小さくなるので、これによる制御を省略しても良い。以上の通り、Ｙチルト値変換手段６３Ｃｙｔは、Ｙチルト補正条件Ｇｙｔの入力に基づいて、Ｙ軸回転制御値Ｕｙｔ、Ｘ方向復帰制御値Ｆｘｓ、Ｚ方向復帰制御値Ｆｚｓ（ｙ）を出力する。

Ｚチルト値変換手段６３Ｃｚｔでは、設定部６３Ｃに入力されたＺチルト補正条件Ｇｚｔを、Ｚチルト機構６２ＺＴにおけるＺ軸回転制御値Ｕｚｔとして出力する。Ｘ軸回転制御の場合は、復帰制御は不要となる。

駆動部６３Ｄは、設定部６３Ｃによって設定された駆動条件に従って、６軸アライメントユニット６２の各機構６２ＹＳ〜６２ＺＴを制御する。

図１〜３に示すように、測距装置９０は、レーザ変位計９２と、レーザ変位計９５とを有する。なお、１つのレーザ変位計が、レーザ変位計９２とレーザ変位計９５とを兼ねていても良い。

図７〜８に示すように、レーザ変位計９２は、載置ステージ１０に載置されたセンサユニットＳＵのセンサ面ＳＣのチルト半径Ｒ_Ｘ、Ｒ_Ｙを算出するためのものである。Ｘ軸Ａ_Ｘからレーザ変位計９２までの高さをＫ_Ｘ、レーザ変位計９２が検知したセンサユニットＳＵのセンサ面ＳＣまでの距離をＨとした場合、Ｘ軸Ａ_Ｘを基準とするセンサユニットＳＵのセンサ面ＳＣのチルト半径Ｒ_Ｘは、（Ｋ_Ｘ−Ｈ）と表せる（図７参照）。同様に、Ｙ軸Ａ_Ｙからレーザ変位計９２までの高さをＫ_Ｙとした場合、Ｙ軸Ａ_Ｙを基準とするセンサユニットＳＵのセンサ面ＳＣのチルト半径Ｒ_Ｙは、（Ｋ_Ｙ−Ｈ）と表せる（図８参照）。このレーザ変位計９２でイメージセンサＳ毎に算出されるチルト半径Ｒ_Ｘ、Ｒ_Ｙの数値は、コントローラ８０又は制御ユニット６３によって保持される。なお、ここではイメージセンサＳを搭載する毎にチルト半径Ｒ_Ｘ、Ｒ_Ｙを算出する場合を例示するが、搭載誤差が小さい場合や、そこまで精度が要求されない場合は、固定値となるチルト半径Ｒ_Ｘ、Ｒ_Ｙを予めコントローラ８０又は制御ユニット６３に保持させておいてもよい。

図４Ａに示すように、レーザ変位計９５は、レンズユニット搬送装置５０に保持されたレンズユニットＬＵのフォーカスレンズＬＦまでの距離Ｈ_ＬＦを測定するものである。コントローラ８０は、レーザ変位計９５及び保持具５１の電力コントローラ５１Ｐを用いて、レンズユニットＬＵのフォーカスレンズＬＦの位置が所定のものとなるような電圧値を設定する。

次に、図９を用いて、カメラモジュールの製造方法１００を説明する。

カメラモジュールの製造方法１００は、センサユニットＳＵやレンズユニットＬＵを所定の場所へ個別に搬送する搬送ステップ１１０と、載置ステージ１０にセンサユニットＳＵを載置するセンサ載置ステップ１２０と、載置されたセンサユニットＳＵに対し硬化性樹脂を塗布する塗布ステップ１３０と、センサ面ＳＣのチルト半径を算出するチルト半径算出ステップ１４０と、レンズＬの基準位置を検知する基準位置検知ステップ１５０と、レンズＬの基準位置を設定する基準位置設定ステップ１６０と、レンズＬとイメージセンサＳとの光軸調整を行う光軸調整ステップ１７０と、センサユニットＳＵに対してレンズユニットＬＵを固定する固定ステップ１８０と、を有する。

次に、カメラモジュール組立設備２（図１等参照）にて行なわれるカメラモジュールの製造方法１００を説明する。

＜センサ載置ステップ・塗布ステップ＞
図１において、センサユニット搬送装置２０は、載置ステージ１０に向けてセンサユニットＳＵを搬送し、載置ステージ１０上の所定の位置（Ｘ軸とＹ軸との交点上）にセンサユニットＳＵを載置する（図２参照）。なお、光軸調整装置６０において載置ステージ１０がセンサユニットＳＵを受け取る位置を「素子供給ポイント」と定義する。また、塗布装置４０は、載置ステージ１０に配されたセンサユニットＳＵに対して所定の硬化性樹脂を塗布する。
＜チルト半径算出ステップ＞
ステージ搬送装置３０は載置ステージ１０を、素子供給ポイントからレーザ変位計９２の近くまで搬送する。このとき、Ｘ軸とＹ軸との交点が、レーザ変位計９２の光軸９２Ａの上に位置する（図７参照）。その後、レーザ変位計９２は、レーザ変位計９２が検知したセンサユニットＳＵのセンサ面ＳＣまでの距離Ｈを測定した後、センサ面ＳＣのチルト半径Ｒ_Ｘ、Ｒ_Ｙを算出する。

＜基準位置検知ステップ＞
レンズユニット搬送装置５０は、第１〜２アーム５１Ａ、５１Ｂを用いてレンズユニットＬＵの保持を行なうともに（図５（Ｂ）参照）、レンズユニットＬＵをレーザ変位計９５の近くまで搬送する（図２参照）。次に、コントローラ９０は、電力コントローラ５１Ｐを介して、出力端子５１Ｕから所定の電圧Ｖを出力する。このとき、出力端子５１ＵはレンズユニットＬＵの入力端子ＬＮと電気的に接続するため、レンズユニットＬＵに電力が供給されて、フォーカスレンズＬＦは出力電圧Ｖに応じて移動する。レーザ変位計９５は、フォーカスレンズＬＦまでの距離Ｈ_ＬＦを測定する。コントローラ９０は、フォーカスレンズＬＦが測定した距離Ｈ_ＬＦに基づいて、フォーカスレンズＬＦがＩＮＦ位置に位置するか否かを判定する。一方、フォーカスレンズＬＦの位置がＩＮＦ位置ではないと判定された場合には、コントローラ９０は、電力コントローラ５１Ｐを介して、出力端子５１Ｕから出力された電圧を変更するとともに、フォーカスレンズＬＦがＩＮＦ位置に位置するか否かの判定を行なう。この電圧変更と、フォーカスレンズＬＦの位置の判定とは、フォーカスレンズＬＦの位置がＩＮＦ位置であると判定されるまで繰り返し行なわれる。なお、本実施形態における「基準位置」又は「ＩＮＦ位置」とは、いわゆる原点位置に限られない。例えば、組立時の仕様に基づいて、フォーカスレンズＬＦを位置決めする「目標値」であればそれを含む概念である。即ち、原点位置から所望のオフセットさせて組立を行う場合は、その任意のオフセット位置がいわゆる基準位置と定義される。

＜基準位置設定ステップ＞
フォーカスレンズＬＦの位置がＩＮＦ位置であると判定された場合には、コントローラ９０は、ＩＮＦ位置に対応する電圧値を、基準電圧値Ｖ１として設定する。そして、基準位置設定ステップ１６０の後から少なくとも光軸調整ステップ１７０まで（ここでは固定ステップ１８０まで）、コントローラ９０は、電力コントローラ５１Ｐを介して、出力端子５１Ｕから基準電圧値Ｖ１が出力された状態を維持する。なお、レンズユニットＬＵにおけるフォーカスレンズＬＲを基準位置へ調整する場所を「基準位置設定ポイント」と定義する。
＜基準位置保持ステップ・光軸調整ステップ＞
ステージ搬送装置３０は載置ステージ１０を、レンズユニット搬送装置５０はレンズユニットＬＵを、それぞれ光軸調整装置６０の近くまで搬送する（図３参照）。光軸調整ステップとして、光軸調整装置６０は、所定のテストチャートを用いて、レンズユニットＬＵに設けられたレンズＬと、センサユニットＳＵに設けられたイメージセンサＳとの光軸調整を行う。

同時に、基準位置保持ステップとして、レンズＬとイメージセンサＳとの光軸調整を行う間は、レンズユニット搬送装置５０は、レンズユニットＬＵを保持すると共に、レンズユニットＬＵに供給される電力条件を維持して、フォーカスレンズＬＦを基準位置に保持しつづける。

なお、レンズＬとイメージセンサＳとの光軸調整を行う場所を「光軸調整ポイント」と定義する。本実施形態の光軸調整ステップでは、レンズユニットＬＵを移動させることなく、センサユニットＳＵ側を位置決めして光軸を調整する。このようにすると、レンズユニットＬＵを静止させることができるので、フォーカスレンズＬＦを保持する内蔵ばねや内蔵ワイヤーが振動したり、共振したりすることを抑制でき、光軸の位置決め精度を向上させることができる。また、レンズユニットＬＵへの電力供給を維持することも、光軸調整時におけるフォーカスレンズＬＦの振動抑制につながる。特に、機械的な手振れ補正機構等が内蔵されるレンズユニットＬＵの場合、微小な振動であっても、フォーカスレンズＬＦ等が振動してしまう。従って、レンズユニットＬＵを移動させながら光軸調整を行うと、光軸調整の誤差が大きくなってしまう。

＜固定ステップ＞
光軸調整の後、照射装置７０は、センサユニットＳＵに塗布された硬化性樹脂に対し所定の光を照射する。これにより、センサユニットＳＵの塗布面に対しレンズユニットＬＵの接着面が接着される結果、カメラモジュールが組み立てられる。

電力コントローラ５１Ｐは、基準位置設定ステップ１６０から、少なくとも光軸調整ステップ１７０まで（本実施形態では固定ステップ１８０まで）の間、出力端子５１Ｕから基準電圧値Ｖ１が出力された状態を維持する。このため、フォーカスレンズＬＦは、基準位置設定ステップ１６０から固定ステップ１８０までの間、基準位置を維持する。したがって、固定ステップ１８０におけるレンズユニットＬＵとセンサユニットＳＵとの相対的位置は、直前の光軸調整ステップ１７０において調節済みであるため、特許文献１に記載のようなジャストフォーカス位置再現工程に起因する配置の誤差を生ずることなく、カメラモジュールを組み立てることが可能となる。すなわち、本発明によれば、レンズユニットＬＵとセンサユニットＳＵの製造誤差は、極めて小さくなる。加えて、基準位置設定ステップ１６０から固定ステップ１８０までの間、基準位置の設定は１回で済むため、組立時間を最小にすることができる。

更に、光軸調整ステップ１７０においてもレンズユニットＬＵの通電が維持されるので、フォーカスレンズＬＦの振動が抑制されて、光軸の調整精度を向上させることができる。特に、レンズユニットＬＵを静止させたまま、センサユニットＳＵ側を位置決め制御して光軸調整するので、光軸の調整精度を飛躍的に高めることが可能となる。

このように、本発明によれば、高い精度、かつ短時間に、カメラモジュールを組み立てることが可能となる。

さらに、特許文献１に記載の焦点合わせ工程では、基準撮像素子に対するレンズの移動は、レンズの光軸方向のみであり、光軸方向に交差する方向や、光軸または光軸方向に交差する軸周りのチルト調節には対応できない。しかし、本発明によれば、光軸調整装置６０による光軸調整（後述する）によって、Ｘ軸〜Ｚ軸方向へのシフト調整や、軸〜Ｚ軸周りのチルト調整が可能となる。

次に、光軸調整装置６０による光軸調整について説明する。

図６に示すように、チャートユニット６１は、下方に設けられた撮像窓６１Ｗ、レンズユニットＬＵのレンズＬを介して、所定のテストチャートを撮影する。

＜初期段階＞
初期段階では、イメージセンサＳをＺ方向に移動させることなく、所定のＺ方向位置で静止させて、テストチャートを撮影する。次に、チャートユニット６１は、テストチャートの撮影画像に対する画像解析を通して、６軸アライメントユニット６２のシフト補正条件及びチルト補正条件を出力する。ここでの６軸アライメントユニット６２のシフト補正条件は、所定の平面においてレンズＬの光軸とイメージセンサＳの光軸と一致させるためのものである。例えば、ＸＹ平面においてレンズＬの光軸とイメージセンサＳの光軸とを一致させる場合、シフト補正条件は、Ｘ方向〜Ｙ方向における移動方向及びその移動量となるＸシフト補正条件Ｇｘｓ、Ｙシフト補正条件Ｇｙｓである。更にチルト補正条件は、イメージセンサＳのＸ−Ｙ軸とテストチャートのＸ−Ｙ軸を一致させるためのものであり、Ｘ軸周りの回転方向及び回転量となるＺチルト補正条件Ｇｚｔである。である。

チャートユニット６１が出力した６軸アライメントユニット６２のシフト補正条件及びチルト補正条件は、制御ユニット６３へ入力される。制御ユニット６３は、６軸アライメントユニット６２のシフト補正条件に従って、所定の判定処理及び設定処理を介して、載置ステージ１０のシフト調整及びチルト調整を行う。具体的には、Ｘシフト値変換手段６３Ｃｘｓで得られるＸ方向移動制御値Ｕｘｓ及びＹシフト値変換手段６３Ｃｙｓで得られるＹ方向移動制御値Ｕｙｓを利用して、Ｘ方向、Ｙ方向にシフト調整して、所定の平面（例えば、ＸＹ平面）においてレンズＬの光軸とイメージセンサＳの光軸とが一致する一致状態とする。また、Ｚチルト値変換手段６３Ｃｚｔで得られるＺ軸回転制御値Ｕｚｔを利用して、載置ステージ１０をＺ方向にチルト調整して、イメージセンサＳのＸ−Ｙ軸とテストチャートのＸ−Ｙ軸が一致する状態とする。なる。載置ステージ１０のシフト調整及びチルト調整が完了した後、制御ユニット６３は、チャートユニット６１に対して、載置ステージ１０のシフト調整及びチルト調整が完了した旨の制御信号を出力する。これにより、初期段階で実行するＸシフト調整、Ｙシフト調整、Ｚチルト調整が完了する。ちなみに、この初期段階では、Ｘチルト調整、Ｙチルト調整は行わない。即ち、本実施形態でいう光軸の一致状態とは、チャートユニット６１とイメージセンサＳの互いの中心及びＸ−Ｙ座標を一致させた状態を意味している。

＜中間段階＞
チャートユニット６１に対し載置ステージ１０の初期段階のシフト調整が完了した旨の制御信号が入力されると、チャートユニット６１は、再び、Ｘチルト及びＹチルト、並びにＺシフトを調整するためのテストチャートの撮影を行う。この場合は、図１５（Ａ）で示すように、Ｚ方向に載置ステージ１０を移動させながら、Ｚ方向の複数の位置でテストチャートを撮影する。次に、チャートユニット６１は、この撮影結果に対する画像解析に基づき、６軸アライメントユニット６２のチルト補正条件を算出する。このチルト補正条件とは、レンズＬの光軸とイメージセンサＳの光軸が同軸状となるように、載置ステージ１０の姿勢を調節するための条件であり、前述のチルト半径Ｒ_Ｘ、Ｒ_Ｙに基づいて算出される。そして、チャートユニット６１は、算出したチルト補正条件を出力する。この６軸アライメントユニット６２のチルト補正条件は、例えば、Ｘ軸〜Ｙ軸周りにおける揺動方向及びその揺動量となるＸチルト補正条件Ｇｘｔ及びＹチルト補正条件Ｇｙｔであり、Ｚシフト補正条件は、Ｚ方向の移動方向とその移動量となるＺシフト補正条件Ｇｚｓである。なお、Ｚシフト補正条件Ｇｚｓは、イメージセンサＳの最終位置決め時（最終段階）のみに限って用いる値となる。

チャートユニット６１が出力した６軸アライメントユニット６２のチルト補正条件は、制御ユニット６３へ入力される。制御ユニット６３は、このチルト補正条件に従って、６軸アライメントユニット６２を制御する。すなわち、制御ユニット６３は、６軸アライメントユニット６２のチルト補正条件に従って、一致状態を維持したまま、載置ステージ１０のチルト調整を行う。具体的には、Ｘチルト補正条件Ｇｘｔの入力に基づいて、Ｘチルト値変換手段６３Ｃｘｔで得られるＸ軸回転制御値Ｕｘｔ、Ｙ方向復帰制御値Ｆｙｓ（更に望ましくはＺ方向復帰制御値Ｆｚｓ（ｘ））を利用して、６軸アライメントユニット６２を制御することで、一致状態を維持したままによるＸチルト調整を実現する。同様にＹチルト補正条件Ｇｙｔの入力に基づいて、Ｙチルト値変換手段６３Ｃｙｔで得られるＹ軸回転制御値Ｕｙｔ、Ｘ方向復帰制御値Ｆｘｓ（更に望ましくはＺ方向復帰制御値Ｆｚｓ（ｙ））を利用して、６軸アライメントユニット６２を制御することで、一致状態を維持したままによるＹチルト調整を実現する。

載置ステージ１０のチルト調整が完了した後、制御ユニット６３は、チャートユニット６１に対して、載置ステージ１０のチルト調整が完了した旨の制御信号を出力する。載置ステージ１０の姿勢調整が完了した旨の制御信号がチャートユニット６１に入力されると、チャートユニット６１は、＜中間段階＞のプロセスに戻って、前述と同様のチルト補正条件の算出を再び行い、その結果を制御ユニット６３に出力する。

制御ユニット６３に２回目のチルト補正条件が入力された場合、判定部６３Ｂは、２回目のチルト補正条件が、光照射の許容範囲内であるか否かを判定する。即ち、Ｘチルト補正量Ｇｘｔ、Ｙチルト補正量Ｇｙｔ（換言するとレンズＬとイメージセンサＳの光軸のズレ量）が許容範囲内か否かを判定する。この判定は、補正量Ｇｘｔ、Ｙチルト補正量Ｇｙｔを用いても良いが、チャートユニット６１で解析されるＺ方向フォーカス位置ＺＡ〜ＺＤのズレ量で判定することも可能である。

２回目のチルト補正条件が光照射の許容範囲内であると判定された場合には、２回目のチルト補正条件に従った載置ステージ１０のチルト調整を行わずに、＜最終段階＞に移行する。

＜最終段階＞
絶対値となるＺシフト補正条件Ｇｚｓを利用して、イメージセンサＳのＺ方向の最終位置決めを行った後、コントローラ８０へ、載置ステージ１０のチルト調整及びシフト調整が完了した旨の制御信号を出力する。コントローラ８０は、この制御信号の入力を条件に、照射装置７０に対し、照射開始の制御信号を出力する。照射装置７０は、照射開始の制御信号の入力を条件に、センサユニットＳＵに塗布された硬化性樹脂に対して紫外線照射を行う。

一方、２回目のチルト補正条件が光照射の許容範囲外であると判定された場合には、このまま＜中間段階＞のプロセスを継続し、６軸アライメントユニット６２が２回目のチルト補正条件に従った載置ステージ１０のチルト調整を行う。その後、制御ユニット６３は、２回目の載置ステージ１０のチルト調整が完了した旨の制御信号を、チャートユニット６１に対して出力する。そして、２回目のチルト調整が完了した載置ステージ１０に対し、＜中間段階＞のプロセスに戻ってチルト補正条件の再算出を行う。これ以降、再算出されたチルト補正条件が光照射の許容範囲内であると判定されて＜最終段階＞に移行できるまで、（１）再算出されたチルト補正条件に関する所定の判定処理や設定処理の実行、（２）判定処理や設定処理の結果を反映した載置ステージ１０のチルト調整、（３）チルト補正条件の再算出、を繰り返し行う。

図１７には、中間段階においてチャートユニット６１で解析された周辺画素Ａ〜ＤのＺ方向フォーカス位置を重ねて表示する図を示す。図１７（Ａ）は第一回目の中間段階、図１７（Ｂ）は第二回目の中間段階、図１７（Ｃ）は第三回目の中間段階である。第一回目では、Ｚ方向フォーカス位置ＺＡ〜ＺＤが大きくズレるが、第二回目になるとＺ方向フォーカス位置ＺＡ〜ＺＤが急激に接近する。第三回目では、Ｚ方向フォーカス位置ＺＡ〜ＺＤが殆ど一致する。第三回目で、Ｚ方向フォーカス位置ＺＡ〜ＺＤのズレ量が所定範囲ＡＰの範囲内に収まるので、＜最終段階＞に移行する。なお、この図１７からわかるように、中間段階において、イメージセンサＳをＺ方向に移動させながら撮像するサーチ範囲Ｚｓｒは、第一回目は広く設定する必要があるが、第二回目以降は、Ｚ方向フォーカス位置ＺＡ〜ＺＤの平均値と中心として狭く設定することが好ましく、撮像時間を短縮することが可能となる。

このように、制御ユニット６３では、設定部６３Ｃが、一致状態を維持するように各機構６２ＸＳ〜６２ＺＴに関する駆動条件や駆動順序を設定するため、各機構６２ＸＴ〜６２ＺＴによる載置ステージ１０のチルト調整を行っても、センサユニットＳＵのイメージセンサの光学中心の位置は固定される。換言すると、チルト調整を行う際に、このチルト調整で生じるであろうＸ−Ｙ平面方向のシフト量を算出し、予め相殺するようにシフト制御するので、チルト調整時のチルト半径の揺動端の位置が殆ど静止した状態となり、チルト調整に要する時間を短縮することができる。

また、制御ユニット６３では、判定部６３Ｂと設定部６３Ｃとにより、６軸アライメントユニット６２の補正条件に従いながらも、可動範囲を外れない範囲で、６軸アライメントユニット６２の各機構６２ＸＳ〜６２ＺＴに関する駆動条件が設定されるため、可動範囲を超えた駆動条件によって、センサユニットＳＵ等が周囲の装置や部品に接触するなどの事故を未然に防ぐことができる。

上記実施形態では、制御ユニット６３が判定部６３Ｂを有していたが、本発明はこれに限られず、判定部６３Ｂが省略されていても良い。

上記実施形態では、制御ユニット６３に２回目のチルト補正条件が入力された場合、判定部６３Ｂは、２回目のチルト補正条件が光照射の許容範囲内であるか否かを判定するとしたが、本発明はこれに限られず、制御ユニット６３に１回目のチルト補正条件が入力された場合、判定部６３Ｂは、１回目のチルト補正条件が光照射の許容範囲内であるか否かを判定するとしてもよい。

上記実施形態では、光軸調整ステップ１７０を行なう際、レンズＬやセンサＳの光軸は垂直方向に向いていたが、本発明はこれに限られず、当該光軸は水平方向に向いていてもよい。以下、図１０〜１３を用いて、水平方向に向いた光軸について光軸調整を行なうカメラモジュール組立設備４について説明する。なお、カメラモジュール組立設備４についての説明は、上記実施形態と異なる部分のみ行い、同一の部材・部品については、同一の符号を付し、その詳細の説明は省略する。

カメラモジュール組立設備４は、載置ステージ１０と、センサユニット搬送装置２０と、ステージ搬送装置３０と、塗布装置４０と、レンズユニット搬送装置５０と、光軸調整装置６０と、照射装置７０と、レーザ変位計９５と、６軸アライメントユニット６２の姿勢を切替える姿勢切替装置２００と、各装置を制御するために所定の制御信号を出力するコントローラ８０と、を備える。

載置ステージ１０は、チャック機構１６を有する。チャック機構１６により、載置ステージ１０に載置されたセンサユニットＳＵの保持、及びこの保持の解除を行なうことができる。

姿勢切替装置２００は、スライド部材３２の上に設けられた第１スタンド２０１と、第１スタンド２０１に対してＺ方向へスライド自在に設けられた第２スタンド２０２と、第２スタンド２０２に設けられ、Ｙ軸へ延びるとともに６軸アライメントユニット６２を支持する支持軸２０３と、支持軸２０３を駆動するモータ２０４と、を備える。

６軸アライメントユニット６２は、支持軸２０３によって、Ｙ軸周りに回動自在となっている。６軸アライメントユニット６２がＹ軸周りに回動することにより、載置ステージ１０は、水平状態（図１０，１１参照）と、垂直状態（図１２、１３参照）との間で切替え自在となる。また、第２スタンド２０２が第１スタンド２０１に対してスライドすることにより、６軸アライメントユニット６２は、Ｚ方向へ移動自在となる（図１１，１２参照）。

次に、カメラモジュール組立設備４における、カメラモジュールの組み立て手順の一例を示す。

まず、図１０において、センサユニット搬送装置２０は、載置ステージ１０に向けてセンサユニットＳＵを搬送し、載置ステージ１０上の所定の位置（Ｘ軸とＹ軸との交点上）にセンサユニットＳＵを載置する。チャック機構１６は、載置ステージ１０に載置されたセンサユニットＳＵの保持を行なう。これにより、載置ステージ１０に載置されたセンサユニットＳＵは、位置合わせされた状態のまま載置ステージ１０に固定される。

図１１に示すように、塗布装置４０は、載置ステージ１０に配されたセンサユニットＳＵに対して所定の硬化性樹脂を塗布する。

図１０に示すように、レンズユニット搬送装置５０は、第１〜２アーム５１Ａ、５１Ｂを用いてレンズユニットＬＵの保持を行なうともに、レンズユニットＬＵをレーザ変位計９５の近くまで搬送し、基準位置検知ステップと基準位置設定ステップとを行なう。基準位置検知ステップと基準位置設定ステップとの後、レンズユニット搬送装置５０は、第１〜２アーム５１Ａ、５１Ｂを用いてレンズユニットＬＵをレーザ変位計９５から離す（図１１参照）。

姿勢切替装置２００は、水平状態から垂直状態へ載置ステージ１０を切り替えるとともに、第２スタンド２０２及びステージ搬送装置３０は、載置ステージ１０を所定の方向へスライド移動させる。これにより、載置ステージ１０は、垂直状態のままレーザ変位計９５の近くまで搬送される（図１２参照）。その後、レーザ変位計９５は、レーザ変位計９５が検知したセンサユニットＳＵのセンサ面ＳＣまでの距離Ｈを測定した後、センサ面ＳＣのチルト半径Ｒ_Ｘ、Ｒ_Ｙを算出する。

ステージ搬送装置３０は載置ステージ１０を、レンズユニット搬送装置５０はレンズユニットＬＵを、それぞれ、チャートユニット６１の近くまで搬送する（図１３参照）。光軸調整装置６０は、所定のテストチャートを用いて、レンズユニットＬＵに設けられたレンズＬと、センサユニットＳＵに設けられたイメージセンサＳとの光軸調整を行う。

光軸調整の後、照射装置７０は、センサユニットＳＵに塗布された硬化性樹脂に対し所定の光を照射する。これにより、センサユニットＳＵに対しレンズユニットＬＵが接着される結果、カメラモジュールが組み立てられる。

このように、カメラモジュール組立設備４は、６軸アライメントユニット６２の姿勢を切替える姿勢切替装置２００を備えるため、載置ステージ１０が垂直状態のまま、すなわち、センサユニットＳＵやレンズユニットＬＵの光軸の向きが使用状態に近い水平方向のまま、光軸調整を行なうことができる。さらに、載置ステージ１０は、チャック機構１６を有するため、光軸の向きを水平方向にしても、センサユニットＳＵは載置ステージ１０から脱落せずに済む。この結果、光軸の向きが使用状態に近い水平方向のまま、しかも、実際の使用態様となるレンズユニットＬＵが通電状態のままで、光軸調整を行なうことができる。また、センサユニットＳＵの素子表面やレンズユニットＬＵのレンズ表面を非水平方向、具体的には鉛直方向に向けることができるので、表面に塵埃が付着することを抑制したり、また、一度付着した塵埃を自然落下させたりすることが可能となり、カメラモジュール内に異物が混入するリスクを低減させることができるという利点もある。

上記実施形態では、センサユニットＳＵやレンズユニットＬＵの光軸調整の際、光軸の向きが使用状態に近い水平方向であったが、本発明はこれに限られず、センサユニットＳＵやレンズユニットＬＵの光軸調整の際、光軸の向きが垂直方向に交差する斜め方向であってもよい。

更に上記実施形態では、コントローラ８０、制御ユニット６３、チャートユニット６１の補正条件算出装置、レーザ変位計９２と連動するチルト半径算出手段などが、別体のように図示しているが、これらはコントローラ８０にまとめて包含される概念であり、ハードウエアとしては、一体的に構築しても良く、分散的に構築しても良い。

尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

２ カメラモジュール組立設備
１０ 載置ステージ
２０ センサユニット搬送装置
３０ ステージ搬送装置
４０ 塗布装置
５０ レンズユニット搬送装置
６０ 光軸調整装置
６１ チャートユニット
６２ 軸アライメントユニット
６３ 制御ユニット
８０ コントローラ

Claims (23)

1. 電力を入力することで基準位置と前記基準位置から退避した退避位置との間で移動可能なレンズを有するレンズ素子を、光学素子に取り付けて光学モジュールを得る光学モジュール製造設備であって、
   前記レンズ素子に電力を入力して、前記レンズの位置を前記基準位置へ調節する基準位置設定ユニットと、
   電力入力により前記基準位置にある前記レンズの光軸と、前記光学素子の光軸とが一致する一致状態をつくる光軸調整ユニットと、
   前記一致状態をつくった後に前記レンズ素子と前記光学素子とを固定する固定ユニットと、
   前記レンズ素子に対して、前記基準位置と前記退避位置との間で前記レンズを駆動させるための電力を供給する出力端子と、を備え、
   前記出力端子により、少なくとも前記レンズの位置調節から前記レンズと前記光学素子との光軸合わせまでの間、前記レンズ素子へ所定の電力が供給され、
   前記基準位置設定ユニットが前記レンズの位置を前記基準位置へ調節する基準位置設定ポイントと、前記光軸調整ユニットが前記一致状態をつくる光軸調整ポイントの互いの場所が、前記レンズ素子の光軸に対して直角方向に異なっており、
   前記出力端子が、前記レンズ素子へ所定の電力を供給したまま、前記レンズ素子と共に前記基準位置設定ポイントから前記光軸調整ポイントへ移動する
   ことを特徴とする光学モジュール製造設備。
2. 前記光軸調整ユニットは、前記光学素子の姿勢を変位させて前記レンズ素子に対する前記一致状態を作ることを特徴とする請求項１に記載の光学モジュール製造設備。
3. 前記出力端子は、前記レンズと前記光学素子との光軸を合わせてから、前記一致状態を維持したまま前記レンズ素子と前記光学素子とを固定するまでの間、前記レンズ素子へ所定の電力を供給することを特徴とする請求項１又は２記載の光学モジュール製造設備。
4. 前記光軸調整ユニットが、素子供給ポイントにおいて前記光学素子を外部から受け取るようになっており、
   前記素子供給ポイントと、該光軸調整ユニットが前記一致状態をつくる光軸調整ポイントが異なっており、
   前記光軸調整ユニットが、前記光学素子を前記素子供給ポイントから前記光軸調整ポイントまで移送することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれかに記載の光学モジュール製造設備。
5. 前記基準位置設定ユニットは、前記レンズの位置を計測する変位計を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光学モジュール製造設備。
6. 前記光軸調整ユニットは、前記光軸が非鉛直方向となる状態で、前記レンズの光軸と前記光学素子の光軸とが一致する一致状態をつくることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれかに記載の光学モジュール製造設備。
7. 前記光軸調整ユニットは、前記光軸が水平方向に向く状態で、前記レンズの光軸と前記光学素子の光軸とが一致する一致状態をつくることを特徴とする、請求項６記載の光学モジュール製造設備。
8. 前記光軸調整ユニットは、少なくとも、前記光軸が鉛直方向に向く前記光学素子を、前記光軸が前記非鉛直方向に向くように変位させて、前記レンズの光軸と前記光学素子の光軸とが一致する一致状態をつくることを特徴とする、請求項６又は７記載の光学モジュール製造設備。
9. 前記光軸調整ユニットは、少なくとも、前記光軸が鉛直方向に向く前記レンズを、前記光軸が前記非鉛直方向に向くように変位させて、前記レンズの光軸と前記光学素子の光軸とが一致する一致状態をつくることを特徴とする、請求項６乃至８のいずれかに記載の光学モジュール製造設備。
10. 前記光軸調整ユニットは、
    前記光学素子を載置する載置ステージと、
    前記載置ステージの位置及び姿勢を調整するステージ調整機構と、
    前記ステージ調整機構を制御するコントローラとを、備え、
    前記ステージ調整機構は、
    前記載置ステージを所定の方向へ移動させるシフトユニットと、
    前記載置ステージを所定の軸周りに揺動させるチルトユニットと、を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の光学モジュール製造設備。
11. 電力を入力することで基準位置と前記基準位置から退避した退避位置との間で移動可能なレンズを有するレンズ素子を搬送するレンズ素子搬送機構であって、
    前記レンズの位置を前記基準位置へ設定する基準位置設定ポイントと、該基準位置設定ポイントに対して前記レンズ素子の光軸に対して直角方向に異なる場所にあり且つ前記レンズ素子と光学素子との光軸合わせが行われる光軸調整ポイントの間で、前記レンズ素子を搬送する搬送ユニットと、
    前記搬送ユニットに設けられ、前記基準位置と前記退避位置との間で前記レンズを駆動させるための電力を供給する出力端子と、を有し、
    前記レンズ素子に設けられた入力端子と前記出力端子とは、少なくとも前記基準位置設定ポイントから前記光軸調整ポイントまでの間における搬送において、電気的に接続することを特徴とするレンズ素子搬送機構。
12. 前記出力端子から前記入力端子への電力の供給は、少なくとも前記基準位置設定ポイントと前記光軸調整ポイントとの間における搬送において継続して行なわれることを特徴とする請求項１１記載のレンズ素子搬送機構。
13. 前記搬送ユニットは、前記レンズ素子の保持を行なう保持状態と、前記保持が解除された保持解除状態との間で切替え自在であり、
    前記保持状態において、前記入力端子と前記出力端子とが電気的に接続されることを特徴とする請求項１１または１２記載のレンズ素子搬送機構。
14. 前記搬送ユニットは、
    前記出力端子を有し、前記レンズ素子のうち前記光学素子に対する固定面を開放したままま前記レンズ素子を挟む一対のアームと、
    前記一対のアームの相対的位置を変更するアーム移動機構と、を備えたことを特徴とする請求項１１ないし１３のうちいずれか１項記載のレンズ素子搬送機構。
15. 基準位置と前記基準位置から退避した退避位置との間で移動可能なレンズを有するレンズ素子に対して前記レンズの位置の調整を行なうために、前記レンズ素子へ所定の電力を出力するレンズ駆動装置を制御し、かつ、前記レンズ素子を、該レンズ素子の光軸に対して直角方向に搬送する搬送ユニットを制御するコントローラであって、
    前記レンズ駆動装置は、
    前記レンズ素子へ所定の電力を出力する電力出力部と、
    前記電力出力部を制御する電力制御部と、を有し、
    前記電力制御部は、
    少なくとも、前記レンズの位置を前記基準位置へ合わせる基準位置設定状態から、前記レンズ素子と光学素子との光軸合わせが行われる光軸調整状態までの間において、前記レンズが継続して前記基準位置を維持するように前記電力出力部の制御を行い、
    前記搬送ユニットは、前記レンズの位置を前記基準位置へ調節する基準位置設定ポイントから、該基準位置設定ポイントに対して前記レンズ素子の光軸に対して直角方向に異なる場所にあり且つ前記レンズ素子と光学素子との光軸合わせが行われる光軸調整ポイントまで、前記レンズ素子を搬送するように制御される、
    ことを特徴とするコントローラ。
16. 前記電力制御部は、
    前記基準位置設定状態において、前記基準位置に対応する電力条件を検知するとともに、少なくとも前記基準位置設定状態から前記光軸調整状態までの間においては、前記基準位置に対応する電力条件を維持するように前記電力出力部の制御を行うことを特徴とする請求項１５記載のコントローラ。
17. 基準位置と前記基準位置から退避した退避位置との間で移動可能なレンズを有するレンズ素子について、光学素子を基準とする光軸調整を行なうとともに、前記レンズ素子と前記光学素子とを備えた光学モジュールを製造する光学モジュールの製造方法であって、
    基準位置設定ポイントにおいて、前記レンズ素子に入力される電力条件によって前記レンズの位置を前記基準位置へ調節する基準位置設定ステップと、
    前記レンズ素子に入力される電力条件によって前記レンズを前記基準位置にて保持する基準位置保持ステップと、
    前記基準位置設定ポイントに対して前記レンズ素子の光軸に対して直角方向に異なる場所にある光軸調整ポイントにおいて、前記基準位置保持ステップと共に行なわれ、前記レンズの光軸と前記光学素子の光軸とが一致する一致状態をつくる光軸調整ステップと、
    前記基準位置保持ステップと共に行なわれ、前記レンズ素子を前記基準位置設定ポイントから前記光軸調整ポイントまで搬送する搬送ステップと、
    前記一致状態を維持したまま前記レンズ素子と前記光学素子とを固定する固定ステップと、を備えたことを特徴とする光学モジュールの製造方法。
18. 第１の光学部品と第２の光学部品との光軸調節を行うための光軸調整装置であって、
    前記第１の光学部品を載置する載置ステージと、
    前記載置ステージの位置及び姿勢を調整するステージ調整機構と、
    前記ステージ調整機構を制御するコントローラとを、備え、
    前記載置ステージにおける前記第１の光学部品が載置される載置面と平行となる所定の方向をＸと定義し、前記載置面と平行且つ前記Ｘと直交する方向をＹと定義し、前記Ｘ及び前記Ｙに対して直交する方向をＺと定義し、前記Ｘ及び前記Ｙと平行となる面をＸ−Ｙ平面と定義し、
    前記第１の光学部品は、光軸が前記Ｚに沿うように前記載置ステージに載置され、
    前記ステージ調整機構は、
    前記載置ステージをＸ−Ｙ平面の平面方向、かつ前記Ｘ−Ｙ平面に垂直となるＺ軸方向へ移動させるシフトユニットと、
    前記載置ステージを前記Ｘ−Ｙ平面に平行するＸ軸周り、及び前記Ｘ−Ｙ平面に平行し且つ前記Ｘ軸に直交するＹ軸周りに揺動させるチルトユニットとを有し、
    前記コントローラは、前記第１の光学部品の光軸が前記第２の光学部品の光軸と平行となるように、前記シフトユニット及び前記チルトユニットを制御し、
    前記コントローラは、
    前記第１の光学部品の基準位置から前記Ｘ軸までの長さであるＸ軸チルト半径、及び前記第１の光学部品の基準位置から前記Ｙ軸までの長さであるＹ軸チルト半径の情報を保持し、
    前記第１の光学部品の光軸が前記第２の光学部品の光軸と平行となるための前記Ｘ軸周りの補正角度、及び前記Ｙ軸周りの補正角度を算出するチルト補正条件算出部と、
    前記チルト補正条件算出部が算出した前記Ｘ軸周りの補正角度及び前記Ｘ軸チルト半径を利用して、前記チルトユニットを前記Ｘ軸周りに揺動させるためのＸ軸回転制御値と、前記Ｘ軸周りの補正角度で前記チルトユニットを揺動させる際に該Ｘ軸チルト半径の揺動端が前記Ｙ軸方向又は前記Ｚ軸方向に移動するシフト量を相殺するために、前記シフトユニットを前記Ｙ軸方向又は前記Ｚ軸方向に移動させるＸチルト時復帰制御値と、の双方を算出するＸチルト値変換手段と、
    前記チルト補正条件算出部が算出した前記Ｙ軸周りの補正角度及び前記Ｙ軸チルト半径を利用して、前記チルトユニットを前記Ｙ軸周りに揺動させるためのＹ軸回転制御値と、前記Ｙ軸周りの補正角度で前記チルトユニットを揺動させる際に該Ｙ軸チルト半径の揺動端が前記Ｘ軸方向又は前記Ｚ軸方向に移動するシフト量を相殺するために前記シフトユニットを前記Ｘ軸方向又は前記Ｚ軸方向に移動させるＹチルト時復帰制御値と、の双方を算出するＹチルト値変換手段と、を有し、
    前記Ｘ軸回転制御値及び前記Ｙ軸回転制御値に基づいて前記チルトユニットが前記載置ステージを揺動し、かつ、前記Ｘチルト時復帰制御値と前記Ｙチルト時復帰制御値に基づいて前記シフトユニットが前記載置ステージを前記Ｘ−Ｙ平面方向又は前記Ｚ軸方向に移動させることで、前記Ｘ軸チルト半径及び前記Ｙ軸チルト半径の前記揺動端が前記基準位置でほぼ静止したまま、前記Ｘ軸周りの補正角度及び前記Ｙ軸周りの補正角度によるチルト制御を行う
    ことを特徴とする光軸調整装置。
19. 前記コントローラは、
    前記第１の光学部品と前記第２の光学部品の光軸が所定平面で一致させるための前記Ｘ−Ｙ平面内の補正移動量を算出するシフト補正条件算出部と、
    前記シフト補正条件算出部が算出した前記Ｘ−Ｙ平面内の補正移動量を利用して、前記シフトユニットを前記Ｘ−Ｙ平面内で移動させるためのＸ−Ｙ平面移動制御値を算出するＸ−Ｙシフト値変換手段と、を有し、
    前記Ｘ−Ｙ平面移動制御値に基づいて前記シフトユニットが前記載置ステージを前記Ｘ−Ｙ平面方向に移動させることで、前記Ｘ−Ｙ平面内の補正移動量によるシフト制御を行う
    ことを特徴とする請求項１８に記載の光軸調整装置。
20. 前記コントローラは、
    前記載置ステージに搭載される前記第１の光学部品の表面の位置を計測することで、前記Ｘ軸チルト半径及び前記Ｙ軸チルト半径を算出するチルト半径算出部を有する
    ことを特徴とする請求項１８又は１９に記載の光軸調整装置。
21. 前記光軸調整を行うことを目的として、前記載置ステージの位置又は姿勢を補正するための条件を、前記載置ステージの補正条件と定義した場合、
    前記コントローラは、前記載置ステージの補正条件が、前記ステージ調整機構の可動範囲内であるか否かの判定を行う判定部を有し、
    前記載置ステージの補正条件が前記ステージ調整機構の可動範囲外であると判定された場合、前記ステージ調整機構の可動範囲内で、前記載置ステージの位置または姿勢の調節を行うことを特徴とする請求項１８乃至２０のいずれかに記載の光軸調整装置。
22. 前記載置ステージ及び前記ステージ調整機構を９０度の角度範囲で回転させるステージ姿勢切替機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１８乃至２１のいずれかに記載の光軸調整装置。
23. 前記載置ステージに載置された前記第１の光学部品を保持する保持状態と、前記保持が解除された保持解除状態との間で切替え可能なチャック機構をさらに備えたことを特徴とする請求項２２記載の光軸調整装置。

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