JPWO2013035514A1 - カメラモジュールの製造方法及びカメラモジュール - Google Patents

Abstract

チャートを複数位置に配置することなく、レンズ群の複数の位置でのチルト量の検出を可能とし、レンズ群の移動範囲内の各位置での撮影画像の片ボケの発生を抑えたカメラモジュールの製造方法、及び、レンズ群の移動範囲内の各位置での撮影画像の片ボケの発生を抑えたカメラモジュールを提供する。第１の光軸方向位置における第１のチルト量と、それとは異なる第２の光軸方向位置における第２のチルト量に基づいてレンズ群のチルト調整量を算出するので、フォーカシング動作によりレンズ群を前記鏡筒に対して光軸方向に移動させた場合でも、片ボケが抑制され、レンズ群の位置に関わらず高画質な画像を得ることができる。

Description

本発明は、カメラモジュールの製造方法及びカメラモジュールに関する。

撮影用のレンズ群が組み込まれたレンズユニットと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が組み込まれた撮像素子ユニットとを一体化したカメラモジュールが知られている。カメラモジュールは、携帯電話機等の小型電子機器に組み込まれ、被写体を撮影するために用いられる。

近年は、撮像素子の高画素化が進んでおり、例えば５００万画素あるいはそれ以上の画素数を有する撮像素子を使用したカメラモジュールが増えている。高画素数の撮像素子を使用したカメラモジュールにおいて、至近距離から遠方までの各被写体距離で、その画素数に見合った高解像度の画像を得るには、被写体距離に応じてレンズ群を光軸方向に移動させて焦点合わせを行う必要がある。このためフォーカシング機能を備えたカメラモジュールが開発されている。

また、高画素数の撮像素子を用いて高画質な画像を得るためには、レンズ群の光軸と撮像素子の撮像面とが正確に直交している必要がある。レンズ群の光軸と撮像素子の撮像面とが正確に直交していない場合、いわゆる片ボケ画像となり、全画面にわたって高画質な画像を得ることができなくなる。そこで、レンズ群の光軸と撮像素子の撮像面とが正確に直交するように、組み付け時にチルト調整を行うことが必要になる。

特許文献１には、チルト量把握のためにレンズ群または撮像素子を光軸方向複数位置に停止させて画像取得し、該画像からチルト量を求めて撮像素子をチルト調整する技術が開示されている。

特開２０１０−２１９８５号公報

しかるに、特許文献１に記載のチルト調整技術では、撮像素子を移動させる場合には、レンズ群の特定の位置でのチルト量しか検知できず、レンズ群の特定の１つの位置におけるチルト状態に対する調整しかできないという問題がある。一方、レンズ群を移動させる場合については詳述されていないが、単に撮像素子の代わりにレンズ群を移動させるのであれば、レンズ群の特定の１つの被写体距離（チャートの距離）に合焦するレンズ位置のチルト状態しか検知できず、レンズ群の特定の１つの位置に対するチルト調整しかできないこととなる。

特に、板バネなどで保持されたレンズ群を、ボイスコイルモータを用いて移動させてフォーカシングを行う構成のカメラモジュールの場合、レンズ群を光軸方向に案内するガイド軸が無い場合が多く、レンズ群の位置が異なるとチルト量も変化しがちであり、レンズ群の単一位置のみにおける情報でチルト調整するのは適切でないという問題がある。すなわち、レンズ群がチルト調整に使用した位置にあるときは良好な画像が得られるが、他の位置にレンズ群を移動させた場合には片ボケの画像が得られるという問題となる。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、チャートを複数位置に配置することなくレンズ群の複数の位置でのチルト量の検出を可能とし、複数の位置で検出されたチルト量に基づいてチルト調整を行うことにより、レンズ群の移動範囲内の各位置での撮影画像の片ボケの発生を抑えたカメラモジュールの製造方法及び、レンズ群の移動範囲内の各位置での撮影画像の片ボケの発生を抑えたカメラモジュールを得ることを目的とする。

請求項１に記載のカメラモジュールの製造方法は、
被写体像を光電変換する撮像素子を含む撮像素子ユニットと、
前記撮像素子に被写体像を導くレンズ群と、前記レンズ群を保持する鏡筒と、前記鏡筒に対する前記レンズ群の光軸方向位置を変更するアクチュエータと、を含むレンズユニットと、を有するカメラモジュールの製造方法において、
中心に配置された中心パターンと周辺に配置された周辺パターンとを有するチャートと、前記撮像素子との間で、前記アクチュエータを駆動することなく前記レンズ群が前記鏡筒内で初期位置にある状態で、前記レンズユニットを光軸方向に移動させて前記チャートに対して合焦する位置を探索する前段工程と、
前記前段工程の後、前記レンズ群の前記初期位置から第１の撮影距離で合焦する位置までの設計上の移動量に対応する量だけ、前記前段工程での合焦位置から前記レンズユニットを移動させて停止し、前記アクチュエータを駆動して前記レンズ群を順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第１の画像取得工程と、
前記第１の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第１のチルト量を検出する第１のチルト量検出工程と、
前記第１の撮影距離で合焦する位置から、それとは異なる第２の撮影距離で合焦する位置までの前記レンズ群の設計上の移動量に対応する量だけ前記レンズユニットを移動させて停止し、前記アクチュエータを駆動して前記レンズ群を順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第２の画像取得工程と、
前記第２の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第２のチルト量を検出する第２のチルト量検出工程と、
前記第１のチルト量と前記第２のチルト量に基づいて、チルト補正量を算出するチルト補正量算出工程と、
前記チルト補正量算出工程で算出された前記チルト補正量に基づいて前記撮像素子ユニットを傾けるチルト調整工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、撮像素子とチャートの位置を固定したままで、レンズ群を鏡筒内の異なる複数の位置（第１の撮影距離で合焦する位置及び第２の撮影距離で合焦する位置）に移動させた際のそれぞれのチャート画像が得られ、それぞれの画像から得られた第１のチルト量と第２のチルト量に基づいてチルト補正量を算出するので、フォーカシング動作によりレンズ群を鏡筒に対して複数の異なる位置に移動させる場合の各位置における撮像画像の片ボケの発生をまんべんなく抑制でき被写体距離に関わらず高画質な画像を得ることができる。

請求項２に記載のカメラモジュールの製造方法は、
被写体像を光電変換する撮像素子を含む撮像素子ユニットと、
前記撮像素子に被写体像を導くレンズ群と、前記レンズ群を保持する鏡筒と、前記鏡筒に対する前記レンズ群の光軸方向位置を変更するアクチュエータと、を含むレンズユニットと、を有するカメラモジュールの製造方法において、
中心に配置された中心パターンと周辺に配置された周辺パターンとを有するチャートと前記撮像素子の間で、前記アクチュエータを駆動することなく前記レンズ群が前記鏡筒内で初期位置にある状態で、前記レンズユニットを光軸方向に順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第１の画像取得工程と、
前記第１の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第１のチルト量を検出する第１のチルト量検出工程と、
前記初期位置で合焦する位置から、それとは異なる第２の撮影距離で合焦する位置までの前記レンズ群の設計上の移動量に対応する量だけ前記レンズユニットを移動させて停止し、前記アクチュエータを駆動して前記レンズ群を順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第２の画像取得工程と、
前記第２の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第２のチルト量を検出する第２のチルト量検出工程と、
前記第１のチルト量と前記第２のチルト量に基づいて、チルト補正量を算出するチルト補正量算出工程と、
前記チルト補正量算出工程で算出された前記チルト補正量に基づいて前記撮像素子ユニットを傾けるチルト調整工程と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、レンズ群の初期位置が撮影最遠距離に合焦するようレンズユニットが構成されている場合でも、上記と同様の効果を得ることができる。なお「レンズ群の初期位置」とは、アクチュエータの駆動が行われない場合のレンズ群の静止位置をいい、鏡筒内では最も撮像素子側に寄った位置であると好ましい。又、レンズユニットは、３次元移動可能なロボットなどにより把持されて移動されると好ましい。

請求項３に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記チルト補正量算出工程は、前記第１のチルト量と前記第２のチルト量の平均値を求めて前記チルト補正量とすることを特徴とする。

チルト補正量を第１のチルト量と第２のチルト量の平均値とすることにより、鏡筒に対するレンズ群の位置が第１の撮影距離で合焦する位置における撮影画質と、第２の撮影距離で合焦する位置における撮影画像の画質を略均等なものとすることができる。

請求項４に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記チルト調整工程の後、前記レンズユニットと前記撮像素子ユニットを固定する固着工程と、を有することを特徴とする。

チルト調整後の撮像素子ユニットに対してレンズユニットを固定することで、被写体距離に関わらず高画質な画像を得ることができるカメラモジュールとすることができる。

請求項５に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項１、３及び４のいずれかに記載の発明において、前記第１の撮影距離は前記カメラモジュールの仕様における最遠撮影距離であり、前記第２の撮影距離は前記カメラモジュールの仕様における最至近撮影距離であることを特徴とする。これにより、使用されるレンズ群位置のうち、最も離れた２つの位置でのチルト量を検出でき、全撮影範囲で効果的に片ボケを抑えるようにチルト調整を行うことができる。

請求項６に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項２〜４のいずれかに記載の発明において、前記初期位置は前記カメラモジュールの仕様における最遠撮影距離であり、前記第２の撮影距離は前記カメラモジュールの仕様における最至近撮影距離であることを特徴とする。これにより、使用されるレンズ群位置のうち、最も離れた２つの位置でのチルト量を検出でき、全撮影範囲で効果的に片ボケを抑えるようにチルト調整を行うことができる。

請求項７に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記アクチュエータがボイスコイルモータであることを特徴とする。ボイスコイルモータは、光軸方向にレンズ群を案内するガイドを有しないことが多く、第１のチルト量と第２のチルト量が異なる可能性が高いので、特に本発明のカメラモジュールの製造方法が効果的である。

請求項８に記載のカメラモジュールは、請求項１〜７のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法により製造されたことを特徴とする。

本発明によれば、チャートを複数位置に配置することなくレンズ群の複数の位置でのチルト量の検出を可能とし、レンズ群の移動範囲内の各位置での撮影画像の片ボケの発生を抑えたカメラモジュールの製造方法及び、レンズ群の移動範囲内の各位置での撮影画像の片ボケの発生を抑えたカメラモジュールを得ることができる。

本実施の形態にかかるレンズユニットの断面図である。 カメラモジュール製造工程におけるチルト調整装置の概略図である。 チャートＣＨの正面図である。 第１の実施の形態に係るカメラモジュールの調整工程の一部を示すフローチャート図である。 第１の実施の形態に係るカメラモジュールの調整工程の一部・接合工程を示すフローチャート図である。 調整時のレンズユニット１０と撮像素子２１との位置関係及びレンズユニット１０内の鏡筒とレンズ群１４の位置関係を示す概略図で、（ａ）は、レンズ群の初期位置を示し、（ｂ）は第１の撮影距離を示し、（ｃ）は第２の撮影距離を示す。 （ａ）は鏡筒に対しレンズ群が最遠撮影距離に合焦する位置においてレンズ群移動量と、取得した画像から得られるピント評価値との関係を示すグラフであり、（ｂ）は最至近撮影距離においてレンズ群移動量と、取得した画像から得られるピント評価値との関係を示すグラフであり、（ｃ）は、（ａ）の場合のレンズ群のチルト量を示す模式図であり、（ｄ）は、（ｂ）の場合のレンズ群のチルト量を示す模式図であり、（ｅ）は、決定されたレンズ群のチルト調整量を示す。 第２の実施の形態に係るレンズユニット１０の調整工程の一部を示すフローチャート図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張され、実際の比率とは異なる場合がある。

図１は、本実施の形態にかかるレンズユニットの断面図であるが、ここでは上方を物体側、下方を像側とする。かかるレンズユニット１０を含むカメラモジュールは、例えば携帯電話機などに搭載されて撮像を行うために用いられる。遮光性部材からなる鏡筒１１は、下筒１１Ａと、下筒１１Ａの上部に取り付けられた上筒１１Ｂとからなる。尚、下筒１１Ａの下面には、接着用の凸部１１ｂが設けられているが、なくても良い。また、鏡筒１１の光軸に直交する断面は、円状、四角形等の多角形等に形成されている。

鏡筒１１の内側は、外壁部１２ａと、内壁部１２ｂと、天面部１２ｃが一体的に形成された金属製のヨーク１２が設けられている。図示のように、ヨーク１２の外壁部１２ａの内周には磁石１３が取り付けられている。

１つもしくは複数のレンズからなるレンズ群１４を保持したレンズホルダ１５は、ヨーク１２の内壁部１２ｂの内側に配置されている。レンズホルダ１５の下端近傍外周から半径方向に延在するフランジ部１５ａの外縁には、コイル１６の下端が取り付けられ、コイル１６は、ヨーク１２の内壁部１２ｂの外側と磁石１３の内側との間を軸線方向に延在している。レンズホルダ１５の上端と、ヨーク１２の天面部１２ｃとの間には、中央部に円形の開口部を有する薄板のバネ部材１７が取り付けられ、鏡筒１１に対してレンズホルダ１５を下方側に付勢しており、図１に示す（アクチュエータに通電しない）状態では、レンズホルダ１５の下端は、下筒１１Ａの下端から半径方向内方に延在するフランジ部１１ａの上面に当接している。ヨーク１２，コイル１６，バネ部材１７によりボイスコイルモータ型のアクチュエータが構成されている。

鏡筒１１の外周には不図示の端子が設けられており、レンズユニット１０単体の状態でアクチュエータを動作させる場合、かかる端子から電力を供給することにより、不図示の配線を介してコイル１６が励起される。このとき、磁石１３の周囲に配置されたヨーク１２により磁束密度が高められ、効率よく電力を磁力に変換できる。通電により発生した磁力と、変形したバネ部材１７の付勢力とを釣り合わせることにより、レンズホルダ１５と共に所望の光軸方向位置にレンズ群１４を移動させ且つ保持することができるので、カメラモジュールにしたときに適切なフォーカシング動作を実現できる。なお、電力供給の中断により、アクチュエータの駆動力が消失すれば、レンズホルダ１５は元の位置へと復帰する。

ここで、ボイスコイルモータ型のアクチュエータの場合、駆動時はバネ部材１７のみにより保持されることになるので、レンズホルダ１５の位置に応じて、その傾き量が変化するという特性を有することが多い。そこで、レンズ群１４のチルト量の調整が必要になる。また、バネ部材をレンズホルダ１５の上面及び底面に配置した場合でも、傾き量は減少するが同様の問題がある。

図２は、カメラモジュール製造工程におけるチルト調整装置の概略図である。移動ステージＳＴは、３本のピンＰＮ（２本のみ図示）の先端により下面を支持されており、ピンＰＮは不図示の駆動源により独立して突き出し可能となっている。従って、ピンＰＮの突き出し量を変更することにより、移動ステージＳＴを任意の方向に傾けることが可能となっている。尚、これ以降、最遠撮影距離及び最至近撮影距離というときは、カメラモジュールの仕様による最遠撮影距離及び最至近撮影距離をいうものとする。

移動ステージＳＴは開口ＡＰを有し、開口ＡＰ内に、撮像素子２１を搭載した基板２２を保持している。撮像素子２１と基板２２とで撮像素子ユニット２０を構成する。レンズ群１４を介して被写体像を導かれる撮像面を有する撮像素子２１は、配線Ｈを介して画像処理装置ＩＰに接続されている。移動ステージＳＴに対向して、チャートＣＨが固定配置されている。尚、チャートＣＨの位置は、撮像素子からの距離を、（最至近撮影距離とレンズユニットの高さの和）〜１ｍ程度にすることが好ましい。（最至近撮影距離＋レンズユニットの高さ）より近接すると撮影時に使用しないレンズ群の位置でのチルトを検出することとなり、１ｍを越えると製造装置のチャートが大きくなると共にセットそのものも大型化する問題がある。より好ましくは、カメラモジュールの仕様上の撮影最遠距離をＡ（ｍ）、撮影最至近距離をＢ（ｍ）、撮像素子からチャートＣＨまでの距離をＣ（ｍ）としたとき、
｛（１／Ａ）＋（１／Ｂ）｝／２＝１／Ｃ
を満たす距離が好ましい。

図３は、チャートＣＨの正面図である。チャートＣＨは、中央にパターンＰＴ１を有し、周辺にパターンＰＴ２〜５を有する。中央のパターンＰＴ１の中心は、撮像素子２１の有効画素領域の中心から延在する法線上に精度良く位置しているものとする。尚、各パターンは、縦横複数の黒線からなるが、これは一例に過ぎない。

（第１の実施の形態）
次に、第１の実施の形態に係るカメラモジュールの製造方法を、図面を参照して説明する。図４，５は、第１の実施の形態に係るカメラモジュールの調整・固着工程を示すフローチャート図である。図６は、調整時のレンズユニット１０と撮像素子２１との位置関係及びレンズユニット１０内の鏡筒とレンズ群の位置関係を示す概略図である。図７は、撮影したパターン毎にレンズ群移動量と評価値（合焦位置に近いほど高くなる）との関係を示すグラフであり、それに対応したレンズ群のパターンＰＴ２とＰＴ４を結ぶ線上のチルト量を合わせて示している。以下、特に断りがない場合、ロボットチャックＲＣや画像処理装置ＩＰの各動作は、不図示の制御回路の命令により実行されるものとする。

まず、図４のステップＳ１０１で、図１に示すように組み付けられたレンズユニット１０を、３次元方向に移動可能なロボットチャックＲＣ（図２参照）の開閉動作により把持するが、このとき不図示の端子同士が接触し、外部の電源からの電力をレンズユニット１０のアクチュエータに供給可能となる。但し、まだアクチュエータに通電せず、レンズホルダ１５が下筒１１Ａに突き当てられた状態（レンズ群の初期位置）にしておく。

次に、ステップＳ１０２で、図２に示すようにロボットチャックＲＣを駆動して、レンズユニット１０を、不図示の保管場所から移動ステージＳＴ上に移動させる。このとき、撮像素子ユニット２０の基板２２上のレンズユニット１０の突起１１ｂに対応する位置にＵＶ接着剤ＢＤを塗布しておく。

更にステップＳ１０３で、ロボットチャックＲＣを光軸方向にステップ状（例えば焦点距離４ｍｍの場合１μｍ刻み）に移動させ、各位置ごとにチャートＣＨを撮影して、画像処理装置ＩＰがチャート画像を取得する。続くステップＳ１０４で、画像処理装置ＩＰからの信号を受信した不図示の制御回路が、得られたチャート画像から、中心のパターンＰＴ１にピントがあった中心ベストピント位置と、光軸ずれ量（レンズ群１４を介して撮像素子２１に結像したパターンＰＴ１の中心と、撮像素子２１の有効画素領域の中心とのズレ量から求まる）とを検出する。

次いで、ステップＳ１０５で、以上の検出結果に基づいて、ロボットチャックＲＣを光軸交差方向に移動させて、撮像素子２１の有効画素領域の中心と、レンズ群１４の光軸を合わせ込む。以上で、チャッキング誤差を解消するための前段工程が終了する。

次に、ステップＳ１０６で、ステップＳ１０４で得られた中心ベストピント位置から、レンズ群の初期位置（図６（ａ）参照）〜最遠撮影距離（第１の撮影距離：図６（ｂ）参照）に合焦する位置までのレンズ群の移動量ａ（予め設計やシミュレーション等により導き出した値）に相当する量だけ、レンズユニット１０を撮像素子２１側に移動させる。

更にステップＳ１０７で、アクチュエータに通電して、レンズ群１４をステップ状（例えば焦点距離４ｍｍの場合１μｍ刻み）に光軸方向に移動させて停止し撮影を行い、画像処理装置ＩＰが各位置でのチャート画像を取得する。以上が第１の画像取得工程である。

続くステップＳ１０８で、画像処理装置ＩＰからの信号とアクチュエータのドライバー（不図示）からの信号を受信した不図示の制御回路が、取得したチャート画像から、中心のパターンＰＴ１にピントがあった中心ベストピント位置と、中心ベストピント位置を得るための通電量（第１の通電量）とを検出する。さらに、取得したチャート画像から、周辺のパターンＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４、及びＰＴ５の各々について、ピントがあった周辺ベストピント位置を検出する。この中心ベストピント位置と４つの周辺ベストピント位置から第１のチルト量を検出する。

第１のチルト量の検出について図７を用いて説明する。なお、図７では、周辺のパターンＰＴ２、中央のパターンＰＴ１、周辺のパターンＰＴ４を通る線上の状態のみを図示している。

図７（ｃ）に示すように、レンズ群１４の光軸Ｘが傾いている場合、中心ベストピント位置は、周辺ベストピント位置と一致しない。

得られた５カ所（パターンＰＴ１〜ＰＴ５）のベストピント位置から第１のチルト量を求める。図７（ａ）の例では、中心ベストピント位置と、周辺のパターンＰＴ２及びＰＴ４の周辺ベストピント位置と中心ベストピント位置との差は±５ステップである。これより、鏡筒に対してレンズ群が最遠撮影距離で合焦する位置における周辺のパターンＰＴ２、中央のパターンＰＴ１、周辺のパターンＰＴ４を通る線上の傾き角度α₁は像面上のパターンＰＴ２とＰＴ１、パターンＰＴ１とＰＴ４の像面上の距離をＤとすると、
α₁＝ｔａｎ^-1（（５ステップの移動量）／Ｄ）
で求められる（図７（ｃ）参照）。

同様にして周辺のパターンＰＴ３、中央のパターンＰＴ１、周辺のパターンＰＴ５を通る線の傾きを求める。得られたパターンＰＴ２、ＰＴ１、ＰＴ４を通る線上の傾きと、パターンＰＴ３、ＰＴ１、パターンＰＴ５を通る線の傾きから撮像素子面に対する光軸Ｘの傾き方向及び傾き角度が得られる。以上が、第１のチルト量検出工程である。

なお、まず中心ベストピント位置を求めた後、該中心ベストピント位置の前後にレンズ群を順次移動させて、レンズ群の各位置におけるチャート画像を取得して、該画像から上述と同様にして第１のチルト量を求めてもよい。この場合には、レンズ群の各位置におけるチャート画像の取得までが第１の画像取得工程である。

更に、傾き角度は、像面上のパターンＰＴ２とＰＴ４の像面上の距離をＥ（＝２Ｄ）とし、それぞれの周辺ベストピント位置間のレンズ群移動量から、
α₁＝ｔａｎ^-1（（周辺ベストピント位置間のレンズ群移動量）／Ｅ）
で求めてもよい。

次に、ステップＳ１０９で、最遠撮影距離（図６（ｂ）参照）から、最至近撮影距離（第２の撮影距離：図６（ｃ）参照）に合焦する位置までのレンズ群の移動量ｂ（予め設計やシミュレーション等により導き出した値）に相当する量だけ、レンズユニット１０を撮像素子２１側に移動させる。

更にステップＳ１１０で、アクチュエータに通電して、レンズ群１４をステップ状（例えば焦点距離４ｍｍの場合１μｍ刻み）に光軸方向に移動させて停止し撮影を行い、画像処理装置ＩＰが各位置でのチャート画像を取得する。以上が、第２の画像取得工程である。

続くステップＳ１１１で、画像処理装置ＩＰからの信号とアクチュエータのドライバー（不図示）からの信号を受信した不図示の制御回路が、取得したチャート画像から、中心のパターンＰＴ１にピントがあった中心ベストピント位置と、中心ベストピント位置を得るための通電量（第２の通電量）とを検出する。さらに、取得したチャート画像から、周辺のパターンＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４及びＰＴ５の各々について、ピントがあった周辺ベストピント位置を検出する。この中心ベストピント位置と４つの周辺ベストピント位置から第２のチルト量を検出する。

第２のチルト量の検出について図７を用いて説明する。ボイスコイルモータの特性として、第１の通電量による光軸方向位置と第２の通電量による光軸方向位置とで、レンズ群１４の光軸Ｘの傾きが変化する可能性が高い（図７（ｄ）参照）。得られた５カ所（パターンＰＴ１〜ＰＴ５）のベストピント位置から第２のチルト量を求める。図７（ｂ）の例では、中心ベストピント位置と、周辺ベストピント位置との差は±１５ステップである。
これより、鏡筒に対してレンズ群が最至近撮影距離で合焦する位置における周辺のパターンＰＴ２、中央のパターンＰＴ１、周辺のパターンＰＴ４を通る線上の傾き角度α₂は像面上のパターンＰＴ２とＰＴ１、パターンＰＴ１とＰＴ４の像面上の距離をＤとすると、α₂＝ｔａｎ^-1（（１５ステップの移動量）／Ｄ）
で求められる（図７（ｄ）参照）。

同様にして周辺のパターンＰＴ３、中央のパターンＰＴ１、周辺のパターンＰＴ５を通る線の傾きを求める。得られたパターンＰＴ２、ＰＴ１、ＰＴ４を通る線上の傾きと、パターンＰＴ３、ＰＴ１、パターンＰＴ５を通る線の傾きから撮像素子面に対する光軸Ｘの傾き方向及び傾き角度が得られる。以上が、第２のチルト量検出工程である。

なお、同様に、中心ベストピント位置を求めた後、該中心ベストピント位置の前後にレンズ群を順次移動させて、レンズ群の各位置におけるチャート画像を取得して、該画像から上述と同様にして第２のチルト量を求めてもよい。この場合には、レンズ群の各位置におけるチャート画像の取得までが第２の画像取得工程である。

以上の検出の結果を用いてステップＳ１１２で撮像素子のチルト調整量を決定する。チルト調整量の決定方法の一例を説明する。

ステップＳ１０８で得られた第１の通電量によるレンズ群位置における光軸Ｘの傾き方向及び傾き角度と、ステップＳ１１１で得られた第２の通電量によるレンズ群位置における光軸Ｘの傾き方向及び傾き角度を勘案し、例えば、双方の平均値を求めチルト調整量とする。

すなわち、図７（ｅ）に示すように、パターンＰＴ２、ＰＴ１、ＰＴ４を通る線上で見た場合で言うと、第１の通電量におけるレンズ群位置の傾き角α₁、第２の通電量におけるレンズ群位置の傾き角α₂であった場合、チルト調整量（角度）を平均値の｛（α₁＋α₂）／２｝とするということである。

ここで、図７に示す例において、仮にチルト調整量をα₁とした場合、第１の通電量での中心ベストピント位置では、レンズ群１４の光軸Ｘの傾きはゼロになる（即ち撮像面に対して直交する）が、第２の通電量での中心ベストピント位置では、レンズ群１４の光軸Ｘの傾きが（α₂―α₁）になって、大きなレンズチルトが残存してしまうため好ましくない。そこで本実施の形態では、チルト調整量を平均値の｛（α₁＋α₂）／２｝とした（図７（ｅ）参照）。かかる場合、第１の通電量での中心ベストピント位置では、レンズ群１４の光軸Ｘの傾きはα₁−｛（α₁＋α₂）／２｝が残存する（残存チルト量）が、第２の通電量での中心ベストピント位置では、レンズ群１４の光軸Ｘの傾きはα₂−｛（α₁＋α₂）／２｝になって、レンズ群の移動範囲全般にわたって、まんべんなく残存チルト量を小さく抑えることができる。これにより従来のチルト補正に比べ、全撮影距離にわたって大きな破たんをきたすことのない画像を得ることができる。かかる場合、第１の通電量と第２の通電量の中間の通電量における残存チルト量がゼロになる。尚、チルト調整量の決定方法は、以上に限られない。例えば最遠撮影距離での残存チルト量と、最至近撮影距離での残存チルト量を異ならせるようにチルト調整量を設定してもよい。例えば、被写界深度を勘案し、最至近撮影距離での残存チルト量を小さくし、最遠撮影距離での残存チルト量を大きくするような設定でもよい。

続くチルト調整工程であるステップＳ１１３で、決定された調整量でチルト調整を行う。具体的には、撮像素子２１を保持する移動ステージＳＴを支持するピンＰＮを駆動して、レンズ群１４に対して撮像素子２１をチルト調整量だけ傾ける。

その後、ステップＳ１１４で、最至近撮影距離に合焦するレンズ群位置とチルト調整装置で設定されている距離のチャートに合焦するレンズ群位置との差に相当する量だけレンズユニット１０を撮像素子ユニット２０方向に移動させた後、アクチュエータを第２の通電量で駆動して、レンズ群１４を移動させて停止し撮影を行い、画像処理装置ＩＰがチャート画像を取得する。

更にステップＳ１１５で、画像処理装置ＩＰからの信号を受信した不図示の制御回路が、得られたチャート画像から、中心のパターンＰＴ１の画像と、周辺のパターンＰＴ２〜ＰＴ５の画像の画質を検査し、また同様に光軸ずれ量を検出する。画質の検査における良否判断は、例えば各パターンのＭＴＦが所定値以上か否かで判断される。ステップＳ１１４〜Ｓ１１６がチェック工程になる。

ステップＳ１１６で、検査した画質と検出した光軸ずれ量が許容範囲内か否かを判断し、許容範囲外と判断すれば、ステップＳ１０６に戻り、再び以降のステップを実行する。
一方、許容範囲内と判断すれば、固着工程であるステップＳ１１７で、ロボットチャックＲＣを下降させ、鏡筒１１の下面の凸部１１ｂをＵＶ接着剤ＢＤに接触させた上で、ＵＶ光を照射して固化し、これにより上述のチルト調整量を維持したままレンズユニット１０と撮像素子ユニット２０を接着固定することができる。

図６から明らかであるが、前段工程、第１の画像取得工程、第２の画像取得工程において、チャートＣＨと、撮像素子２１と、レンズ群１４との相対位置関係は変化しない。しかるに、実際のカメラモジュールにおける最遠撮影距離と至近撮影距離とでは、レンズの像面湾曲特性が異なるのが一般的であり、例えば、チャート距離を変化させて複数のレンズ群位置でチルト量検出を行うと、像面湾曲特性の変化により正確にチルト量を検出できない恐れがあるのに対し、本実施の形態によれば、鏡筒に対するレンズ群位置を変えてもレンズの像面湾曲特性は変わらないため、正確にチルト量を検出できる。又、撮影距離の変更に応じてチャートの位置を移動させる必要もなく、検査装置の構成をコンパクトにできる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態に係るカメラモジュールの製造方法について説明する。第２の実施の形態はレンズ群が初期位置で最遠撮影距離に合焦するよう構成されている場合のものである。第２の実施の形態については上記の第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。

図８は、第２の実施の形態に係るレンズユニット１０の調整工程の一部を示すフローチャート図である。図８に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１０１〜Ｓ１０２については、第１の実施の形態と同様である。

その後、ステップＳ２０３で、アクチュエータを駆動することなく前記レンズ群が前記鏡筒内で初期位置にある状態で、ロボットチャックＲＣを光軸方向にステップ状（例えば焦点距離４ｍｍの場合１μｍ刻み）に移動させ、各位置ごとにチャートＣＨを撮影して、画像処理装置ＩＰがチャート画像を取得する。このステップＳ２０３が、請求項２に係る第１の画像取得工程に相当する。

続くステップＳ２０４で、画像処理装置ＩＰからの信号を受信した不図示の制御回路が、得られた複数のチャート画像から、中心のパターンＰＴ１にピントがあった中心ベストピント位置と、光軸ずれ量（レンズ群１４を介して撮像素子２１に結像したパターンＰＴ１の中心と、撮像素子２１の有効画素領域の中心とのズレ量から求まる）を検出すると共に、周辺のパターンＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４、及びＰＴ５の各々について、ピントがあった周辺ベストピント位置を検出する。この中心ベストピント位置と４つの周辺ベストピント位置から第１のチルト量を検出し、記録する。このステップＳ２０４が請求項２に係る第１のチルト量検出工程に相当する。

次いで、ステップＳ１０５で、以上の検出結果に基づいて、ロボットチャックＲＣを光軸交差方向に移動させて、撮像素子２１の有効画素領域の中心と、レンズ群１４の光軸を合わせ込むと共に、中心ベストピント位置が得られた位置へとレンズユニット１０を光軸方向に移動させる。

次いで、ステップＳ２０９で、レンズ群の初期位置から、最至近撮影距離（第２の撮影距離）に合焦する位置までのレンズ群の移動量ｂ（予め設計やシミュレーション等により導き出した値）に相当する量だけ、レンズユニット１０を撮像素子２１側に移動させる。

更にステップＳ１１０で、アクチュエータに通電して、レンズ群１４をステップ状に光軸方向に移動させて停止し撮影を行い、画像処理装置ＩＰが各位置でのチャート画像を取得する。以上が、第２の画像取得工程である。以降は、図５に示す第１の実施の形態と同様である。

図５に示すステップＳ１１６で、検査した画質と検出した光軸ずれ量が許容範囲内か否かを判断し、許容範囲外と判断すれば、ステップＳ２０３に戻り、再び以降のステップを実行する。

第２の実施の形態は、レンズ群が初期位置（アクチュエータに通電しない状態のレンズ群位置）で撮影最遠距離（第１の撮影距離）に合焦するようレンズユニット１０が構成されている場合のものである。

上述のように、第１の実施の形態における第１の撮影距離又は第２の実施の形態における初期位置は最遠撮影距離であり、第２の撮影距離は最至近撮影距離が好ましいが、第１の実施の形態における第１の撮影距離又は第２の実施の形態における初期位置と第２の撮影距離がそれぞれ（最遠撮影距離＋レンズ群の温度特性による変化量）と（最至近撮影距離＋レンズ群の温度特性による変化量）の間の距離に設定されていれば良い。又、移動ステージは、３本ピンの駆動により傾き調整されるものに限られず、特許文献１に示すような２次元に傾き可能なステージを用いても良い。

本発明は、明細書に記載の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。

１０ レンズユニット
１１ 鏡筒
１１Ａ 下筒
１１Ｂ 上筒
１１ａ フランジ部
１１ｂ 凸部
１２ ヨーク
１２ａ 外壁部
１２ｂ 内壁部
１２ｃ 天面部
１３ 磁石
１４ レンズ群
１５ レンズホルダ
１５ａ フランジ部
１６ コイル
１７ バネ部材
２０ 撮像素子ユニット
２１ 撮像素子
２２ 基板
ＡＰ 開口
ＢＤ ＵＶ接着剤
ＣＨ チャート
Ｈ 配線
ＩＰ 画像処理装置
ＰＮ ピン
ＰＴ１ 中心パターン
ＰＴ２〜５ 周辺パターン
ＲＣ ロボットチャック
ＳＴ 移動ステージ

Claims (8)

1. 被写体像を光電変換する撮像素子を含む撮像素子ユニットと、
   前記撮像素子に被写体像を導くレンズ群と、前記レンズ群を保持する鏡筒と、前記鏡筒に対する前記レンズ群の光軸方向位置を変更するアクチュエータと、を含むレンズユニットと、を有するカメラモジュールの製造方法において、
   中心に配置された中心パターンと周辺に配置された周辺パターンとを有するチャートと、前記撮像素子の間で、前記アクチュエータを駆動することなく前記レンズ群が前記鏡筒内で初期位置にある状態で、前記レンズユニットを光軸方向に移動させて前記チャートに対して合焦する位置を探索する前段工程と、
   前記前段工程の後、前記レンズ群の前記初期位置から第１の撮影距離で合焦する位置までの設計上の移動量に対応する量だけ、前記前段工程での合焦位置から前記レンズユニットを移動させて停止し、前記アクチュエータを駆動して前記レンズ群を順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第１の画像取得工程と、
   前記第１の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第１のチルト量を検出する第１のチルト量検出工程と、
   前記第１の撮影距離で合焦する位置から、それとは異なる第２の撮影距離で合焦する位置までの前記レンズ群の設計上の移動量に対応する量だけ前記レンズユニットを移動させて停止し、前記アクチュエータを駆動して前記レンズ群を順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第２の画像取得工程と、
   前記第２の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第２のチルト量を検出する第２のチルト量検出工程と、
   前記第１のチルト量と前記第２のチルト量に基づいて、チルト補正量を算出するチルト補正量算出工程と、
   前記チルト補正量算出工程で算出された前記チルト補正量に基づいて前記撮像素子ユニットを傾けるチルト調整工程と、を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
2. 被写体像を光電変換する撮像素子を含む撮像素子ユニットと、
   前記撮像素子に被写体像を導くレンズ群と、前記レンズ群を保持する鏡筒と、前記鏡筒に対する前記レンズ群の光軸方向位置を変更するアクチュエータと、を含むレンズユニットと、を有するカメラモジュールの製造方法において、
   中心に配置された中心パターンと周辺に配置された周辺パターンとを有するチャートと、前記撮像素子の間で、前記アクチュエータを駆動することなく前記レンズ群が前記鏡筒内で初期位置にある状態で、前記レンズユニットを光軸方向に順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第１の画像取得工程と、
   前記第１の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第１のチルト量を検出する第１のチルト量検出工程と、
   前記初期位置で合焦する位置から、それとは異なる第２の撮影距離で合焦する位置までの前記レンズ群の設計上の移動量に対応する量だけ前記レンズユニットを移動させて停止し、前記アクチュエータを駆動して前記レンズ群を順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第２の画像取得工程と、
   前記第２の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第２のチルト量を検出する第２のチルト量検出工程と、
   前記第１のチルト量と前記第２のチルト量に基づいて、チルト補正量を算出するチルト補正量算出工程と、
   前記チルト補正量算出工程で算出された前記チルト補正量に基づいて前記撮像素子ユニットを傾けるチルト調整工程と、を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
3. 前記チルト補正量算出工程は、前記第１のチルト量と前記第２のチルト量の平均値を求めて前記チルト補正量とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラモジュールの製造方法。
4. 前記チルト調整工程の後、前記レンズユニットと前記撮像素子ユニットを固定する固着工程を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法。
5. 前記第１の撮影距離は前記カメラモジュールの仕様における最遠撮影距離であり、前記第２の撮影距離は前記カメラモジュールの仕様における最至近撮影距離であることを特徴とする請求項１、３及び４のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法。
6. 前記初期位置は前記カメラモジュールの仕様における最遠撮影距離であり、前記第２の撮影距離は前記カメラモジュールの仕様における最至近撮影距離であることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法。
7. 前記アクチュエータがボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法により製造されたことを特徴とするカメラモジュール。

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