JPWO2015040903A1 - 撮像モジュールの製造方法及び撮像モジュールの製造装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、撮像素子ユニットとレンズユニットの位置合わせを高精度に行うことが可能な撮像モジュールの製造方法を提供する。製造装置（２００）は、レンズユニット（１０）の筐体（１１）の天面（１１ａ）を吸着ヘッド（７５ａ）の吸着面（７５ｄ）に吸着させてレンズユニット（１０）をＺ軸上に保持し、Ｚ軸上に撮像素子ユニット（２０）を保持した状態で、レンズユニット（１０）に対して撮像素子ユニット（２０）のＺ軸方向位置を変化させて、撮像素子（２７）により測定チャート（８９）を撮像させ、この撮像で得られる撮像信号に基づいて、レンズユニット（１０）に対する撮像素子ユニット（２０）の位置及び傾きを調整する。

Description

本発明は、撮像モジュールの製造方法及び撮像モジュールの製造装置に関する。

撮影機能を有する携帯電話機等の携帯用電子機器には、小型で薄型の撮像モジュールが搭載されている。この撮像モジュールは、撮影用のレンズが組み込まれたレンズユニットと、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子が組み込まれた撮像素子ユニットとが一体化された構造を有する。

撮像モジュールには、レンズユニット内のレンズを動かしてフォーカス調整をするためのオートフォーカス（ＡＦ）機構を有するもの、レンズユニットと撮像素子ユニットを光軸に直交する方向に相対移動させて、撮像される像のブレを光学的に補正するための光学式像ブレ補正機構を有するものがある。

例えば、特許文献１，２には、ＡＦ機構を有する撮像モジュールが記載され、特許文献３には、ＡＦ機構と光学式像ブレ補正機構を有する撮像モジュールが記載されている。

近年、撮像モジュールに使用される撮像素子は、１００万〜２００万画素程度の低画素数から、３００万〜１０００万画素、或いはそれ以上の高画素数を有するものが広く使用されるようになっている。

低画素数の撮像素子を用いる場合、レンズユニットと撮像素子ユニットとの位置合わせに特に高い精度は要求されなかったが、高画素数の撮像素子を用いる場合には、高い精度での位置合わせが必要となる。

特許文献１、４には、レンズユニットと撮像素子ユニットの位置合わせをしてから、レンズユニットと撮像素子ユニットの固定を行う技術が記載されている。

特許文献１では、レンズユニットと撮像素子ユニットとを初期位置にセットした後、撮像素子ユニットを光軸方向に移動させながら撮像素子にチャートを撮像させ、得られた撮像画像からレンズユニットと撮像素子ユニットの位置を調整する。この調整後、レンズユニットと撮像素子ユニットを接着固定している。

特開２０１０−２１９８５号公報 特開２０１０−８９４６号公報 特開２０１２−３７５４９号公報 特開２００５−８６６５９号公報

特許文献１に記載のカメラモジュール製造装置は、レンズユニットを製造装置に保持する際に、レンズユニットの側面をアームによって挟んで保持する。レンズユニットの筐体は金属製であれば板金絞り加工で形成されるのが一般的であるため、筐体の側面は外側に開く傾向にあり、また、その角度もばらつく傾向にある。したがって、アームによって側面を挟んで保持する場合には、保持状態において、レンズユニットの光軸の向きが所望の状態からずれてしまう可能性がある。

特許文献４には、レンズ鏡筒と撮像素子ユニットを位置合わせする際に、レンズ鏡筒をエア吸着させて保持する方法が記載されている。レンズ鏡筒は、レンズ鏡筒を覆う筐体と比較すると、高い精度で作製されるため、エア吸着を容易に採用できる。しかし、レンズ鏡筒等を収容する筐体を保持しようとする場合には、吸着の方法を工夫する必要がある。特許文献４には、筐体があるときのエア吸着の具体的な方法については記載されていない。

特許文献２には、レンズ駆動装置の製造途中あるいは製造後に、レンズ駆動装置の筐体天板部を真空チャックで吸着することが記載されている。しかし、この吸着は、レンズ駆動装置の搬送のために行うものであり、レンズユニットを製造装置に保持するために行われるものではない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像素子ユニットとレンズユニットの位置合わせ時におけるレンズユニットの位置を正確に決めて撮像品質を向上させることが可能な撮像モジュールの製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

本発明の撮像モジュールの製造方法は、レンズ群を有するレンズユニットと、上記レンズユニットに固定され、上記レンズ群を通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像素子ユニットと、を有する撮像モジュールの製造方法であって、上記レンズユニットは、上記レンズ群を収容しかつ上記レンズ群の光軸に垂直な面を被写体側に有する金属製の筐体を備え、測定チャートに直交する軸上において、上記撮像素子ユニット、上記レンズユニット、及び上記測定チャートの上記軸方向の相対位置を変化させ、各相対位置において、上記撮像素子を駆動して上記撮像素子により上記レンズ群を通して上記測定チャートを撮像させる第一工程と、上記撮像素子により上記測定チャートを撮像して得られる撮像信号に基づいて、上記レンズユニットに対する上記撮像素子ユニットの少なくとも傾きを調整し、上記撮像素子ユニットを上記レンズユニットに固定する第二工程と、を備え、上記第一工程では、上記軸に垂直な吸着面を有する吸着ヘッドの上記吸着面に設けられた吸引孔から空気を吸引することにより、上記吸着面に上記筐体の上記面を吸着させて上記レンズユニットを保持した状態において、上記撮像素子に上記測定チャートを撮像させるものである。

本発明の撮像モジュールの製造装置は、測定チャートを設置する測定チャート設置部と、上記測定チャート設置部に設置された上記測定チャートに直交する軸上に、レンズ群を有するレンズユニットを通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像素子ユニットを保持する撮像素子ユニット保持部と、上記測定チャート設置部と上記撮像素子ユニット保持部との間の上記軸上において上記レンズユニットを保持するレンズユニット保持部と、上記測定チャート設置部、上記レンズユニット保持部、及び上記撮像素子ユニット保持部の上記軸方向の相対位置を変化させ、各相対位置において、上記撮像素子ユニットの上記撮像素子を駆動して、上記撮像素子により上記レンズユニットを通して上記測定チャートを撮像させる制御部と、上記撮像素子により上記測定チャートを撮像して得られる撮像信号に基づいて、上記レンズユニットに対する上記撮像素子ユニットの傾きを少なくとも調整する調整部と、上記調整部により調整後の上記撮像素子ユニットを上記レンズユニットに固定するユニット固定部と、を備え、上記レンズユニット保持部は、上記軸に直交する吸着面を有する吸着ヘッドと、上記吸着面に形成された吸引孔と、上記吸引孔から空気を吸引する吸引部と、を含み、上記制御部は、上記吸引部によって上記吸引孔から空気を吸引させることにより、上記レンズ群を収容しかつ上記レンズ群の光軸に垂直な面を被写体側に有する上記レンズユニットの筐体の上記面を上記吸着面に吸着させて上記レンズユニットを上記軸上に保持した状態において、前記撮像素子によって上記測定チャートを撮像させ、上記ユニット固定部は、上記軸方向に見て上記レンズ群の光軸を通りかつ上記光軸に直交する直線で上記レンズユニットを２分割したときの一方の分割エリア側と他方の分割エリア側のそれぞれに配置され、上記レンズユニットと上記撮像素子ユニットの隙間に対して光を照射して、上記隙間に供給される光硬化性接着剤を硬化させる光源を含むものである。

本発明によれば、撮像素子ユニットとレンズユニットの位置合わせ時におけるレンズユニットの位置を正確に決めて撮像品質を向上させることが可能な撮像モジュールの製造方法及び製造装置を提供することができる。

撮像モジュール１００の外観斜視図である。 図１に示す撮像モジュール１００においてレンズユニット１０を省略した状態の撮像素子ユニット２０の外観斜視図である。 図１に示す撮像モジュール１００のＡ−Ａ線断面図である。 図２に示すレンズユニット１０内の電気接続構成を示す図 撮像モジュール１００の製造装置２００の概略構成を示す側面図である。 測定チャートの正面図である。 撮像モジュール製造装置２００によるレンズユニット１０と撮像素子ユニット２０の保持状態を示す説明図である。 レンズユニット保持部７５の吸着ヘッド７５ａに形成された開口７５ｃとレンズユニット１０の筐体１１の天面１１ａに形成された開口１１ｂの関係を示す図である。 レンズユニット保持部７５によってレンズユニット１０を吸着保持しているときの空気の流れを説明するための図である。 図９において、開口７５ｃの面積が開口１１ａの面積よりも小さい場合の空気の流れを説明するための図である。 撮像モジュール製造装置２００の内部構成を示すブロック図である。 撮像モジュール製造装置２００による撮像モジュールの製造工程を説明するためのフローチャートである。 レンズユニット保持部７５の吸着面７５ｄに位置決め部を設けた構成を示す図である。 図１３に示すレンズユニット保持部７５の変形例を示す図である。 図１４のＡ−Ａ線の断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、撮像モジュール１００の外観斜視図である。

撮像モジュール１００は、レンズ群１２を有するレンズユニット１０と、レンズユニット１０に固定され、レンズ群１２を通して被写体を撮像する撮像素子（図１では不図示）を有する撮像素子ユニット２０と、を備える。

図１では、レンズ群１２の光軸Ａｘに沿う方向をｚ方向とし、ｚ方向に直交する２方向であって互いに直交する２つの方向をそれぞれｘ方向、ｙ方向としている。

レンズユニット１０は、後述する各構成部材を内部に収容する金属製の筐体１１を備える。筐体１１の天面１１ａは、レンズ群１２の光軸Ａｘに垂直な面である。

天面１１ａには、レンズ群１２の光軸Ａｘを中心とする開口１１ｂが形成されている。撮像モジュール１００は、被写体光をこの開口１１ｂからレンズ群１２に取り込んで撮像を行う。

筐体１１の外部には、筐体１１に収容されるフレキシブル基板１３の一部が露出している。このフレキシブル基板１３の露出部分の先端には、端子１４Ａ〜１４Ｆを含むレンズユニット端子部１４が接続されている。

なお、レンズユニット端子部１４は、後述するように、端子１４Ａ〜１４Ｆ以外の端子も含むが、図１では、簡略化のために端子１４Ａ〜１４Ｆのみを図示し、その他の端子の図示を省略している。

図２は、図１に示す撮像モジュール１００においてレンズユニット１０を省略した状態の外観斜視図である。

図２に示すように、撮像素子ユニット２０は、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子２７が形成される基板２１と、基板２１と電気的に接続されるフレキシブル基板２２と、を備える。

撮像素子２７の画素ピッチは特に限定されないが、１．０μｍ以下のものが用いられる。ここで、画素ピッチとは、撮像素子２７が有する画素に含まれる光電変換領域の中心間距離のうち、最も小さい距離のことをいう。

近年、画素数の増加に伴い、撮像素子の画素ピッチは狭くなっているが、画素ピッチが狭くなると、１画素あたりの面積が小さくなる。これにより、許容錯乱円の半径が小さくなり、焦点深度が浅くなる。さらに、１画素あたりの集光量を多くする必要があるため、レンズのＦナンバーも小さくなる傾向にある。

これらのことから、近年の撮像モジュールは、非常に焦点深度が浅く、レンズユニットと撮像素子ユニットの位置合わせ精度は高いものが要求されている。画素ピッチが１μｍ以下になると、特に高い位置合わせ精度が要求される。

基板２１上には筒状のカバーホルダ２５が形成され、カバーホルダ２５内部に撮像素子２７が配置されている。カバーホルダ２５の中空部には撮像素子２７上方において図示省略のカバーガラスが嵌め込まれる。

カバーホルダ２５の外側における基板２１表面には、レンズユニット１０との電気的接続をとるための端子２４Ａ〜２４Ｆを含む撮像素子ユニット端子部が設けられている。この撮像素子ユニット端子部も、レンズユニット端子部１４と同様に、一部の端子のみ図示している。

基板２１には、撮像素子２７のデータ出力用端子及び駆動用端子等と接続される撮像素子用配線が設けられている。撮像素子用配線は、フレキシブル基板２２に設けられた配線を経由して、フレキシブル基板２２端部に設けられた外部接続用端子部２３に接続されている。外部接続用端子部２３は、撮像素子２７と電気的に接続された電気接続部として機能する。

また、基板２１には、撮像素子ユニット端子部に含まれる各端子と接続されるレンズユニット用配線が設けられている。レンズユニット用配線は、フレキシブル基板２２に設けられた配線を経由して、フレキシブル基板２２端部に設けられた外部接続用端子部２３に接続されている。

レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０を固定した状態では、レンズユニット端子部１４の各端子とこれに対応する撮像素子ユニット端子部の各端子とが電気的に接続される。

図１では、端子１４Ａと端子２４Ａとが電気的に接続され、端子１４Ｂと端子２４Ｂとが電気的に接続され、端子１４Ｃと端子２４Ｃとが電気的に接続され、端子１４Ｄと端子２４Ｄとが電気的に接続され、端子１４Ｅと端子２４Ｅとが電気的に接続され、端子１４Ｆと端子２４Ｆとが電気的に接続されている。

図３は、図１に示す撮像モジュール１００のＡ−Ａ線断面図である。

図３に示すように、撮像素子２７は、基板２１に設けられた凹部に配置されるとともに、基板２１上に設けられたカバーホルダ２５及びカバーホルダ２５に嵌め込まれたカバーガラス２６によって封止されている。

また、図３に示すように、レンズユニット１０は、カバーガラス２６上方に配置された複数（図３の例では１２Ａ〜１２Ｄの４つ）のレンズを含むレンズ群１２と、レンズ群１２を支持する筒状のレンズバレル１５と、撮像素子ユニット２０のカバーホルダ２５の上面に載置された底部ブロック１９と、底部ブロック１９上に固定されたフレキシブル基板１３と、フレキシブル基板１３に接続されたレンズユニット端子部（図３では断面のため端子１４Ｃのみが図示）と、フレキシブル基板１３上方に形成されたレンズ駆動装置１６と、を備える。

レンズ群１２、レンズバレル１５、底部ブロック１９、フレキシブル基板１３、及びレンズ駆動装置１６は、筐体１１に収容されている。

レンズ駆動装置１６は、第一のレンズ駆動部と、第二のレンズ駆動部と、第三のレンズ駆動部と、レンズの位置を検出する位置検出素子としてのホール素子と、を備える。

第一のレンズ駆動部は、レンズ群１２のうち少なくとも一部のレンズ（図３の例ではレンズ群１２の全てのレンズとしている）を、レンズ群１２の光軸Ａｘに沿う第一の方向（図１のｚ方向）に移動させてフォーカス調整を行うための駆動部である。

第二のレンズ駆動部及び第三のレンズ駆動部は、レンズ群１２のうち少なくとも一部のレンズ（図３の例ではレンズ群１２の全てのレンズとしている）をレンズ群１２の光軸Ａｘに直交する第二の方向（図１のｘ方向）及び第三の方向（図１のｙ方向）に移動させて、撮像素子２７によって撮像される像のブレを補正するための駆動部である。

第一のレンズ駆動部と第二のレンズ駆動部と第三のレンズ駆動部は、それぞれ、レンズを移動させるためのアクチュエータであり、本実施形態ではボイスコイルモータ（ＶＣＭ）を使用しているが、周知の他の手段を採用してもよい。

図４は、図１に示すレンズユニット１０の電気的接続構成を示すブロック図である。

図４に示すように、レンズ駆動装置１６は、レンズ群１２をｘ方向に移動させるためのｘ方向ＶＣＭ１６Ａ（上記第二のレンズ駆動部）と、レンズ群１２のｘ方向位置を検出するためのｘ方向ホール素子１６Ｂと、レンズ群１２をｙ方向に移動させるためのｙ方向ＶＣＭ１６Ｃ（上記第三のレンズ駆動部）と、レンズ群１２のｙ方向位置を検出するためのｙ方向ホール素子１６Ｄと、レンズ群１２をｚ方向に移動させるためのｚ方向ＶＣＭ１６
Ｅ（上記第一のレンズ駆動部）と、レンズ群１２のｚ方向位置を検出するためのｚ方向ホール素子１６Ｆと、を備える。

ｘ方向ＶＣＭ１６Ａには２つの端子があり、この２つの端子の各々は、フレキシブル基板１３に形成された配線を介して、端子１４Ａ、端子１４Ｂと電気的に接続されている。

ｘ方向ホール素子１６Ｂには４つの端子があり、この４つの端子の各々は、フレキシブル基板１３に形成された配線を介して、端子１４ａ、端子１４ｂ、端子１４ｃ、端子１４ｄと電気的に接続されている。

ｙ方向ＶＣＭ１６Ｃには２つの端子があり、この２つの端子の各々は、フレキシブル基板１３に形成された配線を介して、端子１４Ｃ、端子１４Ｄと電気的に接続されている。

ｙ方向ホール素子１６Ｄには４つの端子があり、この４つの端子の各々は、フレキシブル基板１３に形成された配線を介して、端子１４ｅ、端子１４ｆ、端子１４ｇ、端子１４ｈと電気的に接続されている。

ｚ方向ＶＣＭ１６Ｅには２つの端子があり、この２つの端子の各々は、フレキシブル基板１３に形成された配線を介して、端子１４Ｅ、端子１４Ｆと電気的に接続されている。

ｚ方向ホール素子１６Ｆには４つの端子があり、この４つの端子の各々は、フレキシブル基板１３に形成された配線を介して、端子１４ｉ、端子１４ｊ、端子１４ｋ、端子１４ｌと電気的に接続されている。

なお、各レンズ駆動部と各ホール素子について必要な端子の数は一例であり、上述したものには限定されない。

以上の構成の撮像モジュール１００は、まず、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０が別々に製造される。そして、レンズ群１２によって結像される被写体の結像面が撮像素子２７の撮像面と一致するように、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０の位置合わせをする調整工程が行われ、その後、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０が接着固定される。

上記調整工程は、レンズユニット１０を製造装置によって所定の姿勢で保持した状態で、撮像素子ユニット２０を動かして行われる。

図５は、撮像モジュール１００の製造装置２００の概略構成を示す側面図である。

撮像モジュール製造装置２００は、レンズユニット１０に対する撮像素子ユニット２０の位置及び傾きを調整し、調整後に撮像素子ユニット２０をレンズユニット１０に固定して撮像モジュール１００を完成させる。

撮像モジュール製造装置２００は、チャートユニット７１と、集光ユニット７３と、レンズユニット保持部７５と、通電機構７７と、撮像素子ユニット保持部７９と、接着剤供給部８１と、光源としての紫外線ランプ８３ａ，８３ｂと、これらを制御する制御部８５と、を備える。これらは、重力方向に平行な面８７に支持され、面８７上で一方向に並べて配置されている。

チャートユニット７１は、測定チャート設置部としての箱状の筐体７１ａと、筐体７１ａ内に嵌合される測定チャート８９と、筐体７１ａ内に組み込まれて測定チャート８９を背面から平行光で照明する光源９１とから構成されている。測定チャート８９は、例えば、光拡散性を有するプラスチック板で形成されている。測定チャート８９のチャート面は重力方向に垂直となっている。

図６は測定チャート８９のチャート面を示す図である。測定チャート８９は矩形状であり、チャートパターンが設けられたチャート面には、複数のチャート画像ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４，ＣＨ５がそれぞれ印刷されている。

複数のチャート画像は、全て同一の画像であり、黒色の線を所定の一定間隔で配列させた、いわゆるラダー状のチャートパターンである。各チャート画像は、それぞれ画像の水平方向に配列させた水平チャート画像Ｐｘと、画像の垂直方向に配列させた垂直チャート画像Ｐｙから構成されている。

集光ユニット７３は、測定チャート８９のチャート面の垂線であって、チャート面中心８９ａを通る線であるＺ軸上において、チャートユニット７１に対面配置されている。

集光ユニット７３は、面８７に固定されたブラケット７３ａと集光レンズ７３ｂから構成されている。

集光レンズ７３ｂは、チャートユニット７１から放射された光を集光し、集光した光をブラケット７３ａに形成された開口７３ｃを通して、レンズユニット保持部７５に入射させる。

図７は、撮像モジュール製造装置２００によるレンズユニット１０と撮像素子ユニット２０の保持状態を示す説明図である。

レンズユニット保持部７５は、チャートユニット７１と撮像素子ユニット保持部７９との間のＺ軸上でレンズユニット１０を保持する。

図７に示すように、レンズユニット保持部７５は、レンズユニット１０を吸着するための吸着面７５ｄを有する吸着ヘッド７５ａと、吸着面７５ｄに形成された吸引孔７５ｂ（図７の例では４つの吸引孔）と、吸引孔７５ｂから空気を吸引する吸引部７５ｅ（図１１参照、図５，７，８では不図示）と、を備える。吸引孔７５ｂは例えばリング状の孔としてもよい。

吸着ヘッド７５ａは、例えば金属によって剛性を有するように形成されており、集光ユニット７３により集光された光を通過させる開口７５ｃが設けられている。吸着ヘッド７５ａは、Ｚ軸上において集光ユニット７３に対面配置されており、開口７５ｃの中心はＺ軸と一致している。

吸着ヘッド７５ａの吸着面７５ｄは、Ｚ軸に垂直な面となっている。吸着ヘッド７５ａは、この吸着面７５ｄが測定チャート８９とは反対側に向けて配置されている。

吸着ヘッド７５ａの吸着面７５ｄに形成された４つの吸引孔７５ｂは、図示しない配管を介して吸引部７５ｅと連結されている。

吸引部７５ｅは、吸引孔７５ｂに負圧を作用させる真空源から構成されている。吸引部７５ｅが吸引孔７５ｂに負圧を作用させることで、吸引孔７５ｂから空気が吸引され、吸着面７５ｄに接触している物体が該吸引力によって吸着面７５ｂに吸着する。吸引部７５ｅは制御部８５によって制御される。

図７の吸着面７５ｄにおいて符号７５ｆで示す枠は、レンズユニット１０の筐体１１の天面１１ａの外縁が接触する範囲を示している。枠７５ｆとレンズユニット１０の天面１１ａの外縁とが一致するように、吸着面７５ｄにレンズユニット１１を接触させることで、レンズユニット１０の光軸ＡｘとＺ軸とが一致するようになっている。

枠７５ｆとレンズユニット１０の天面１１ａの外縁とが一致するように、吸着面７５ｄにレンズユニット１１を接触させた状態では、筐体１１の天面１１ａが４つの吸引孔を全て塞ぐ。これにより、吸引孔７５ｂから空気が吸引されたときに、レンズユニット１０を吸着面７５ｄに安定して吸着させることができる。

図８は、レンズユニット保持部７５の吸着ヘッド７５ａに形成された開口７５ｃとレンズユニット１０の筐体１１の天面１１ａに形成された開口１１ｂの関係を示す図である。

図８は、吸着面７５ｄにレンズユニット１０を接触させた状態を撮像素子ユニット保持部７９側からみた図であり、レンズユニット１０については、筐体１１の天面１１ａの外縁と開口１１ｂのみを破線で示している。

なお、図８には、後の説明で用いるために、紫外線ランプ８３ａ，８３ｂの位置についても図示してある。

図８に示すように、開口７５ｃをＺ軸方向にみたときの面積は、開口１１ｂをＺ軸方向にみたときの面積よりも大きくなっている。そして、図８の状態では、Ｚ軸方向にみたときに、開口１１ｂの全ての領域が開口７５ｃと重なっている。

図９は、レンズユニット保持部７５によってレンズユニット１０を吸着保持しているときの空気の流れを説明するための図である。

図１０は、図９において、Ｚ軸方向にみたときの開口７５ｃの面積が、Ｚ軸方向にみたときの開口１１ａの面積よりも小さい場合の空気の流れを説明するための図である。

図９，１０に示した符号１７は、レンズユニット１０の筐体１１に収容される部材を模式的に示す。

図９に示すように、開口７５ｃの面積が開口１１ｂの面積より大きくなっていれば、吸引孔７５ｂから空気を吸引した場合でも、黒矢印で示すように空気の流れが生じるため、筐体１１内部に空気の流れが生じるのを防ぐことができる。

一方、図１０に示すように、開口７５ｃの面積が開口１１ｂの面積よりも小さくなっていると、吸引孔７５ｂから空気を吸引した場合に、黒矢印で示すように空気の流れが生じるため、筐体１１内部に空気の流れが生じてしまう。

レンズ群１２の少なくとも一部のレンズは、ｘ方向、ｙ方向、及びｚ方向にそれぞれ移動可能である。このため、筐体１１内部に空気の流れが生じると、このレンズが意図せぬ方向に動いてしまい、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０の位置合わせを精度良く行うことが難しくなる。したがって、図９に示すように、開口７５ｃの面積を開口１１ｂの面積よりも大きくしておくことが好ましい。

なお、図１０のように開口７５ｃの面積が開口１１ｂの面積より小さい装置構成であっても、レンズユニット保持部７５の吸着ヘッド７５ａの吸着面７５ｄをゴム等の弾性体で構成すれば、吸着面７５ｄと筐体１１の天面１１ａとの隙間における空気の流れを減らすことができるため、筐体１１内での空気の流れの発生を抑制することが可能である。

図５の説明に戻り、通電機構７７は、第１スライドステージ９９と、第１スライドステージ９９のステージ部９９ａに固定され、６つのプローブピン１１３ａ（図５では１つのみ図示）を有するプローブユニット１１３とから構成されている。

第１スライドステージ９９は、電動式の精密ステージであって、図示しないモータの回転によってボールネジを回転させ、このボールネジに噛合されたステージ部９９ａをＺ軸方向及び重力方向に直交する方向（図５の紙面手前から奥方向）に移動させる。

プローブユニット１１３は、レンズユニット１０の各端子１４Ａ〜１４Ｆにプローブピン１１３ａを接触させて各端子１４Ａ〜１４Ｆに通電し、第一のレンズ駆動部（ｚ方向ＶＣＭ１６Ｅ）、第二のレンズ駆動部（ｘ方向ＶＣＭ１６Ａ）、及び第三のレンズ駆動部（ｙ方向ＶＣＭ１６Ｃ）を駆動する。

撮像素子ユニット保持部７９は、撮像素子ユニット２０をＺ軸上に保持する。また、撮像素子ユニット保持部７９は、制御部８５の制御により、撮像素子ユニット２０のＺ軸方向位置及び傾きが変更可能となっている。

ここで、撮像素子ユニット２０の傾きは、Ｚ軸に直交する平面に対する撮像素子２７の撮像面２７ａの傾きを意味する。

撮像素子ユニット保持部７９は、Ｚ軸上でチャートユニット７１に撮像面２７ａが向くように撮像素子ユニット２０を保持するチャックハンド１１５と、チャックハンド１１５が取り付けられた略クランク状のブラケット１１７を保持し、Ｚ軸に直交する２軸（水平Ｘ軸、垂直Ｙ軸）の回りで傾きを調整する２軸回転ステージ１１９と、２軸回転ステージ１１９が取り付けられたブラケット１２１を保持してＺ軸方向に移動させる第２スライドステージ１２３とから構成されている。

チャックハンド１１５は、図７に示すように、略クランク状に屈曲された一対の挟持部材１１５ａと、これらの挟持部材１１５ａをＺ軸に直交するＸ軸方向で移動させるアクチュエータ１１５ｂ（図５参照）とから構成されている。挟持部材１１５ａは、撮像素子ユニット２０の外枠を挟み込み、撮像素子ユニット２０を保持する。

また、チャックハンド１１５は、レンズユニット保持部７５によって保持されたレンズユニット１０の光軸Ａｘと撮像面２７ａの中心位置とが略一致するように、挟持部材１１５ａに挟持された撮像素子ユニット２０を位置決めする。

また、チャックハンド１１５は、Ｚ軸方向にみたときに、撮像素子ユニット２０の撮像素子ユニット端子部の各端子と、保持されたレンズユニット１０のレンズユニット端子部１４の各端子とが重なるように、挟持部材１１５ａに挟持された撮像素子ユニット２０を位置決めする。

２軸回転ステージ１１９は、電動式の２軸ゴニオステージであって、図示しない２つのモータの回転により、撮像面２７ａの中心位置を回転中心にして、撮像素子ユニット２０を、Ｘ軸の回りのθｘ方向と、Ｚ軸及びＸ軸に直交するＹ軸の回りのθｙ方向に傾ける。これにより、撮像素子ユニット２０を各方向に傾けた際に、撮像面２７ａの中心位置とＺ軸との位置関係がずれることがない。

第２スライドステージ１２３は、電動式の精密ステージであって、図示しないモータの回転によってボールネジを回転させ、このボールネジに噛合されたステージ部１２３ａをＺ軸方向に移動させる。ステージ部１２３ａにはブラケット１２１が固定されている。

２軸回転ステージ１１９には、撮像素子ユニット２０のフレキシブル基板２２の先端に設けられた外部接続用端子部２３と接続されるコネクタケーブル１２７が取り付けられている。このコネクタケーブル１２７は撮像素子２７の駆動信号を入力したり、撮像素子２７から出力される撮像画像信号を出力したりする。

接着剤供給部８１と紫外線ランプ８３ａ，８３ｂは、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０を固定するユニット固定部を構成する。

接着剤供給部８１は、レンズユニット１０に対する撮像素子ユニット２０の位置及び傾きの調整が終了した後、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０との隙間に、光によって硬化する接着剤（ここでは一例として紫外線硬化型接着剤）を供給する。

紫外線ランプ８３ａ，８３ｂは、上記隙間に供給された紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射することで、接着剤を硬化させる。なお、接着剤としては、紫外線硬化型接着剤の他、瞬間接着剤、熱硬化接着剤、自然硬化接着剤等も利用可能である。

図８に示したように、Ｚ軸方向に見てレンズ群１２の光軸Ａｘを通りかつ光軸Ａｘに直交する直線Ｌ２でレンズユニット１０を２分割したときの一方の分割エリア側には紫外線ランプ８３ａが配置され、他方の分割エリア側には紫外線ランプ８３ｂが配置されている。

すなわち、紫外線ランプ８３ａ，８３ｂは、上記隙間に供給された紫外線硬化型接着剤を２方向から光を照射して硬化させる。これにより、１方向から紫外線を照射する場合と比較して、紫外線硬化型接着剤の硬化をモジュール全体でより均一に行うことができ、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０の固定を安定的に行うことができる。

なお、図８に示すように、Ｚ軸方向に見てレンズ群１２の光軸Ａｘを通りかつ光軸Ａｘに直交する直線Ｌ１及び直線Ｌ２（これらは互いに直交する）でレンズユニット１０を４分割し、各分割エリア側に紫外線ランプを配置して、４方向から紫外線を照射する構成としてもよい。この構成によれば、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０の固定を更に安定的に行うことができる。

図１１は撮像モジュール製造装置２００の内部構成を示すブロック図である。

図１１に示すように、上記説明した各部は制御部８５に接続されている。制御部８５は、例えば、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータであり、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムに基づいて各部を制御している。また、制御部８５には、各種設定を行うキーボードやマウス等の入力部１３１と、設定内容や作業内容、作業結果等が表示される表示部１３３とが接続されている。

レンズ駆動ドライバ１４５は、第一のレンズ駆動部、第二のレンズ駆動部、及び第三のレンズ駆動部の各々を駆動するための駆動回路であり、プローブユニット１１３を介して第一のレンズ駆動部、第二のレンズ駆動部、及び第三のレンズ駆動部の各々に駆動電流を供給する。

撮像素子ドライバ１４７は、撮像素子２７を駆動するための駆動回路であり、コネクタケーブル１２７を介して撮像素子２７に駆動信号を入力する。

合焦座標値取得回路１４９は、撮像素子２７の撮像面２７ａ上に設定された複数の撮像位置（測定チャート８９の各チャート画像ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４，ＣＨ５に対応する位置）について、Ｚ軸方向における合焦度合の高い位置である合焦座標値をそれぞれ取得する。

制御部８５は、複数の撮像位置の合焦座標値を取得する際に、第２スライドステージ１２３を制御し、Ｚ軸上に予め離散的に設定された複数の測定位置（Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，…）に撮像素子ユニット２０を順次に移動させる。

また、制御部８５は、撮像素子ドライバ１４７を制御し、各測定位置でレンズ群１２が結像した測定チャート８９の複数のチャート画像ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４，ＣＨ５のチャート像を撮像素子２７に撮像させる。

合焦座標値取得回路１４９は、コネクタケーブル１２７を介して入力された撮像信号から上記複数の撮像位置に対応する画素の信号を抽出し、その画素信号から複数の撮像位置に対する個別の合焦評価値をそれぞれ算出する。そして、各撮像位置について所定の合焦評価値が得られたときの測定位置をＺ軸上の合焦座標値としている。

合焦評価値としては、例えばコントラスト伝達関数値（Ｃｏｎｔｒａｓｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：以下、ＣＴＦ値と呼称する）を用いることができる。ＣＴＦ値は、空間周波数に対する像のコントラストを表す値であり、ＣＴＦ値が高いときに合焦度が高いものとみなす。

合焦座標値取得回路１４９は、複数の撮像位置の各々について、Ｚ軸上に設定された複数の測定位置（Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，…）毎に、ＸＹ座標平面上で設定した複数方向のそれぞれに対してＣＴＦ値を算出している。

ＣＴＦ値が算出される方向としては、例えば、撮像面２７ａの横方向である水平方向（Ｘ軸方向）と、これに直交する垂直方向（Ｙ軸方向）とし、各方向のＣＴＦ値であるＸ−ＣＴＦ値及びＹ−ＣＴＦ値をそれぞれ算出する。

合焦座標値取得回路１４９は、各チャート画像ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４，ＣＨ５に対応する複数の撮像位置について、Ｘ−ＣＴＦ値が最大となる測定位置のＺ軸上の座標（Ｚｐ１、Ｚｐ２，Ｚｐ３，Ｚｐ４，Ｚｐ５）を水平合焦座標値として取得する。また同様に、Ｙ−ＣＴＦ値が最大となる測定位置のＺ軸上の座標を垂直合焦座標値として取得する。

結像面算出回路１５１には、合焦座標値取得回路１４９から各撮像位置の水平合焦座標値及び垂直合焦座標値が入力される。

結像面算出回路１５１は、撮像面２７ａをＸＹ座標平面に対応させたときの各撮像位置のＸＹ座標値と、それぞれの撮像位置毎に得られたＺ軸上の水平合焦座標値及び垂直合焦座標値との組み合わせで表される複数の評価点を、ＸＹ座標平面とＺ軸とを組み合わせた三次元座標系に展開し、これらの評価点の相対位置に基づいて三次元座標系で一平面として表される近似結像面を算出する。

調整値算出回路１５３には、結像面算出回路１５１から近似結像面の情報が入力される。

調整値算出回路１５３は、近似結像面とＺ軸との交点であるＺ軸上の結像面座標値Ｆ１と、ＸＹ座標平面に対する近似結像面のＸ軸回り及びＹ軸回りの傾きであるＸＹ方向回転角度とを算出し、制御部８５に入力する。

制御部８５は、調整値算出回路１５３から入力された結像面座標値及びＸＹ方向回転角度に基づいて撮像素子ユニット保持部７９を駆動し、撮像素子ユニット２０のＺ軸方向位置及び傾きを調整して、撮像面２７ａを近似結像面に一致させる。

以上の撮像モジュール製造装置２００は、概略的には以下の工程を実施する。
（１）測定チャート８９のチャート面に直交するＺ軸上に、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０を保持する工程
（２）Ｚ軸上に保持された撮像素子ユニット２０のＺ軸方向位置を変化させ、各位置において、Ｚ軸上に保持されたレンズユニット１０の第一〜第三のレンズ駆動部の各々に通電した状態で、電気接続部を介して撮像素子２７を駆動して撮像素子２７により測定チャート８９を撮像させる工程
（３）撮像素子２７により測定チャート８９を撮像して得られる撮像信号に基づいて、レンズユニット１０に対する撮像素子ユニット２０の位置及び傾きを調整し、撮像素子ユニット２０をレンズユニット１０に固定する工程

以下、撮像モジュール製造装置２００による撮像モジュール１００の製造工程の詳細について、図１２のフローチャートに沿って説明する。

まず、レンズ保持機構７７によるレンズユニット１０の吸着保持（Ｓ１）について説明する。

図示しないロボット（搬送部）が、レンズユニット１０を搬送し、レンズユニット保持部７５の吸着面７５ｄにレンズユニット１０の天面１１ａを接触させる。この状態では、枠７５ｆと筐体１１の天面１１aの外縁とが一致する。

レンズユニット保持部７５の吸着面７５ｄにレンズユニット１０の天面１１ａが接触すると、制御部８５は、吸引部７５ｅによって空気の吸引を行う。これにより、吸引孔７５ｂから空気が吸引されて、吸着面７５ｄにレンズユニット１０の天面１１ａが吸着されて、レンズユニット１０が保持される。

次に、制御部８５は、第１スライドステージ９９のステージ部９９ａをレンズユニット保持部７５に近付ける方向に移動させて、レンズユニット１０の端子１４Ａ〜１４Ｆの各々にプローブ１１３ａを接触させる。これにより、第一〜第三のレンズ駆動部とレンズ駆動ドライバ１４５とが電気的に接続される。

次に、撮像素子ユニット保持部７９による撮像素子ユニット２０の保持（Ｓ２）について説明する。

制御部８５は、第２スライドステージ１２３を制御して２軸回転ステージ１１９をＺ軸方向に沿って移動させることにより、レンズユニット保持部７５と２軸回転ステージ１１９との間に撮像素子ユニット２０が挿入可能なスペースを形成する。撮像素子ユニット２０は、図示しないロボットにより保持されて、レンズユニット保持部７５と２軸回転ステージ１１９との間に移送される。

制御部８５は、光学センサ等で撮像素子ユニット２０の移動を検知し、第２スライドステージ１２３のステージ部１２３ａをレンズユニット保持部７５に近付ける方向に移動させる。そして、作業者は、チャックハンド１１５の挟持部材１１５ａを用いて、撮像素子ユニット２０を保持させる。また、コネクタケーブル１２７を撮像素子ユニット２０の外部接続用端子部２３に接続する。これにより、撮像素子２７と制御部８５とが電気的に接続された状態になる。その後、図示しないロボットによる撮像素子ユニット２０の保持が解除される。

このようにしてレンズユニット１０及び撮像素子ユニット２０がＺ軸上に保持された後、合焦座標値取得回路１４９によって、撮像面２７ａの各撮像位置の水平合焦座標値及び垂直合焦座標値が取得される（Ｓ３）。

具体的には、制御部８５は、第２スライドステージ１２３を制御して２軸回転ステージ１１９をレンズユニット保持部７５に近づく方向に移動させ、撮像素子２７がレンズユニット１０に最も近くなる最初の測定位置に撮像素子ユニット２０を移動させる。

制御部８５は、チャートユニット７１の光源９１を発光させる。また、制御部８５は、レンズ駆動ドライバ１４５からの駆動信号を端子１４Ａ〜１４Ｆに入力し、第一〜第三のレンズ駆動部を駆動して、レンズ群１２の光軸Ａｘのｘ方向位置、ｙ方向位置、ｚ方向位置を基準位置（例えば実使用時の初期位置）に保持する。

次に、制御部８５は、撮像素子ドライバ１４７を制御して、レンズユニット１０により結像したチャート画像ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４，ＣＨ５を撮像素子２７に撮像させる。撮像素子２７は、撮像した撮像信号を、コネクタケーブル１２７を介して合焦座標値取得回路１４９に入力する。

合焦座標値取得回路１４９は、入力された撮像信号から各チャート画像ＣＨ１，ＣＨ２，ＣＨ３，ＣＨ４，ＣＨ５に対応する撮像位置における画素の信号を抽出し、その画素信号から各撮像位置についてのＸ−ＣＴＦ値及びＹ−ＣＴＦ値を算出する。制御部８５は、Ｘ−ＣＴＦ値及びＹ−ＣＴＦ値の情報を、例えば、制御部８５内のＲＡＭに記憶する。

制御部８５は、撮像素子ユニット２０をＺ軸方向に沿って設定された複数の測定位置（Ｚ０，Ｚ１，Ｚ２，…）に順次に移動させ、各測定位置において、レンズ群１２の光軸Ａｘのｘ方向位置、ｙ方向位置、ｚ方向位置を基準位置に維持した状態で、撮像素子２７に測定チャート８９のチャート像を撮像させる。合焦座標値取得回路１４９は、各測定位置でそれぞれの撮像位置におけるＸ−ＣＴＦ値及びＹ−ＣＴＦ値を算出する。

合焦座標値取得回路１４９は、撮像位置の各々について、算出された複数のＸ−ＣＴＦ値、及びＹ−ＣＴＦ値の中から最大値を選択し、最大値が得られた測定位置のＺ軸座標をその撮像位置の水平合焦座標値及び垂直合焦座標値として取得する。

合焦座標値取得回路１４９において取得された水平合焦座標値及び垂直合焦座標値は、結像面算出回路１５１に入力される。結像面算出回路１５１は、例えば最小自乗法により、平面近似された近似結像面Ｆを算出する（Ｓ５）。

結像面算出回路１５１で算出された近似結像面Ｆの情報は、調整値算出回路１５３に入力される。調整値算出回路１５３は、近似結像面ＦとＺ軸との交点である結像面座標値Ｆ１と、ＸＹ座標平面に対する近似結像面のＸ軸回り及びＹ軸回りの傾きであるＸＹ方向回転角度とを算出し、制御部８５に入力する（Ｓ６）。

制御部８５は、結像面座標値Ｆ１とＸＹ方向回転角度に基づいて、調整部としての２軸回転ステージ１１９及び第２スライドステージ１２３を制御し、撮像素子２７の撮像面２７ａの中心位置が結像面座標値Ｆ１に一致するように、撮像素子ユニット２０をＺ軸方向に移動させ、撮像面２７ａの傾きが近似結像面Ｆに一致するように、撮像素子ユニット２０のθｘ方向及びθｙ方向の角度を調整させる（Ｓ７）。

制御部８５は、撮像素子ユニット２０の位置及び傾き調整後に、各撮像位置の合焦位置を確認する確認工程を実施する（Ｓ８）。

この確認工程では、上述したＳ３の各工程が再び実行される。撮像素子ユニット２０の位置及び傾き調整後には、撮像位置の各々について、水平方向及び垂直方向で対応する評価値のバラツキが小さくなる。

制御部８５は、確認工程（Ｓ８）の終了後（Ｓ４）、撮像面２７ａの中心位置が結像面座標値Ｆ１に一致するように撮像素子ユニット２０をＺ軸方向に移動させる（Ｓ９）。

また、制御部８５は、接着剤供給部８１から、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０との隙間に紫外線硬化接着剤を供給させ（Ｓ１０）、紫外線ランプ８３ａ，８３ｂを点灯させることで、紫外線硬化型接着剤を硬化させる（Ｓ１１）。

接着剤が硬化して、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０とが固定された後、図示しないロボットにより撮像モジュールが把持されると、制御部８５は、吸引部７５ｅによる空気の吸引を停止する。これにより、吸引孔７５ｂから空気の吸引が停止されて、レンズユニット１０の天面１１ａの吸着が解除される（ステップＳ１２）。そして、完成した撮像モジュール１００は、図示しないロボットにより撮像モジュール製造装置２００から取り出される（Ｓ１３）。

なお、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０は、紫外線硬化型接着剤により固定できるが、紫外線硬化型接着剤による硬化を、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０との仮固定として利用してもよい。

例えば、撮像モジュール１００は、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０とを仮固定した状態で撮像モジュール製造装置２００から取り出し、清浄処理等の所望の工程を行った後にレンズユニット１０と撮像素子ユニット２０とを、熱硬化型接着剤等によって完全に固定するようにしてもよい。

以上の製造装置２００によって撮像モジュール１００を製造することで、レンズユニット１０を製造装置２００に保持したときに、レンズユニット１０の光軸ＡｘがＺ軸に対して傾いてしまうのを防ぐことができる。このため、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０の位置合わせを高精度に行うことができる。

本実施形態の製造方法によれば、レンズユニット１０の筐体１１側面の周囲にはレンズユニット１０を保持するための手段（従来技術で言うところの保持アーム等）を配置する必要がなくなる。

この結果、レンズユニット１０と撮像素子ユニット２０を固定するための装置（接着剤供給部８１、紫外線ランプ８３ａ，８３ｂ）やレンズユニット１０に通電するための装置（通電機構７７）等の配置の自由度を上げることができ、製造装置２００の設計コスト削減及びメンテナンス性向上を実現することができる。

ここまでは、撮像モジュールとして、レンズユニット１０が第一〜第三のレンズ駆動部を有する機種を製造する製造装置について説明した。レンズユニット１０が第一のレンズ駆動部しか搭載していない機種、レンズユニット１０が第二のレンズ駆動部及び第三のレンズ駆動部しか搭載していない機種であっても、上述してきた方法でレンズユニット１０の天面１０ａを吸着保持することで、精度の高い位置合わせが可能となる。

撮像モジュール１００のように、レンズユニット１０が第二のレンズ駆動部及び第三のレンズ駆動部を搭載する機種では、レンズ群１２がｘ方向及びｙ方向に移動しやすい状態にある。また、このような機種では、レンズユニット１０の筐体１１内部の機構が複雑になり、筐体１１の剛性が下がる傾向にある。このため、従来の方法でレンズユニット１０の筐体側面をアームによって保持すると、光軸Ａｘの傾きが生じやすい。したがって、このような機種においては、本実施形態の製造方法を採用することが特に有効となる。

また、レンズユニット１０が第一のレンズ駆動部だけを有する機種である場合は、レンズユニット１０に通電するためのプローブの数が最低でも２本となるが、第二のレンズ駆動部及び第三のレンズ駆動部を更に有する機種になると、最低でも６本のプローブが必要になる。

また、レンズ駆動装置１６に含まれるホール素子にも通電する場合には、１８本のプローブが必要になる。つまり、レンズユニット１０が第一〜第三のレンズ駆動部を有する場合には、レンズユニット１０の周囲のスペースを確保することが非常に難しい。このことからも、レンズユニット１０の天面１０ａを吸着してレンズユニット１０を保持する方法が有効となる。

図１２のＳ３の工程では、レンズユニット１０のＺ軸方向位置は固定のまま、撮像素子ユニット２０を動かしていくことで、合焦座標値を取得するものとした。しかし、レンズユニット保持部７５をＺ軸方向に移動可能にしておき、撮像素子ユニット保持部７９のＺ軸方向位置は固定のままレンズユニット保持部７５をＺ軸方向に移動させたり、レンズユニット保持部７５と撮像素子ユニット保持部７９をそれぞれＺ軸方向に移動させたりすることで測定位置を変えて、各測定位置で合焦座標値を取得してもよい。

また、レンズユニット保持部７５と撮像素子ユニット保持部７９のＺ軸方向位置は固定のまま、チャートユニット７１をＺ軸方向に移動させることで測定位置を変えて合焦座標値を取得してもよい。また、レンズユニット保持部７５と撮像素子ユニット保持部７９とチャートユニット７１のそれぞれのＺ軸方向位置を変えることで測定位置を変えて、合焦座標値を取得してもよい。

つまり、レンズユニット１０、撮像素子ユニット２０、及び測定チャート８９のＺ軸方向の相対位置を変えることで測定位置を変え、各相対位置において、撮像素子２７により測定チャート８９を撮像させて、合焦座標値を取得する構成であればよい。

また、図１２の説明では、上記相対位置を変えることで、複数の測定位置を実現し、各測定位置となったときに測定チャートを撮像するものとしたが、測定チャートの撮像は継続的に行い（つまり動画撮像を行い）、その撮像中に各測定位置となるように、上記相対位置を変化させていくようにしてもよい。

また、図１２のＳ７の工程では、レンズユニット１０のＺ軸方向位置は固定のまま、撮像素子ユニット２０を動かしていくことで、レンズユニット１０に対する撮像素子ユニット２０のＺ軸方向位置を調整しているが、レンズユニット保持部７５をＺ軸方向に移動可能にしておき、撮像素子ユニット保持部７９は位置固定のままレンズユニット保持部７５を移動させたり、レンズユニット保持部７５と撮像素子ユニット保持部７９をそれぞれ移動させたりして、位置調整を行ってもよい。

また、図１２のＳ７の工程では、レンズユニット１０に対する撮像素子ユニット２０のＺ軸方向位置だけでなく、傾きも調整しているが、この傾きの調整は省略してもよい。例えば、撮像素子２７の画素数が少ない場合には、この傾きの調整を行わずとも撮像品質を維持できる。

このように、レンズユニット１０に対する撮像素子ユニット２０の少なくともＺ軸方向位置を調整する工程を実施する製造装置においては、上述してきたようにレンズユニット１０の筐体１１の天面１１ａを吸着してレンズユニット１０を保持することで、高精度の位置合わせが可能になる。

なお、図１２のＳ７の工程において、レンズユニット１０に対する撮像素子ユニット２０のＺ軸方向位置だけを調整するのであれば、測定チャート８９のチャート面に設けるチャート画像は少なくとも１つあればよい。

また、図１２のＳ７の工程において、レンズユニット１０に対する撮像素子ユニット２０のＺ軸方向位置と傾きを調整するのであれば、測定チャート８９のチャート面に設けるチャート画像は少なくとも３つあればよい。

上述してきたように、４つ以上のチャート画像を用いた場合には、レンズユニット１０に対する撮像素子ユニット２０の傾き調整をより高精度に行うことができる。

また、ここまでは、レンズ駆動部に通電した状態で測定チャート８９を撮像して合焦評価値を得るものとしたが、レンズ駆動部への通電は省略してもよい。通電を行うことでより精度の高い位置合わせが可能になる。また、通電を行う場合、通電を行う対象となるレンズ駆動部は第一〜第三のレンズ駆動部の全てとする必要はなく、位置合わせの精度に応じて必要なものにだけ通電を行うようにしてもよい。

また、レンズユニット保持部７５の吸着面７５ｄには、開口７５ｃの中心とレンズユニット１０の開口１１ｂの中心とを一致させるための位置決め部を設けておくのが好ましい。

図１３は、レンズユニット保持部７５の吸着面７５ｄに位置決め部を設けた構成を示す図であり、吸着ヘッド７５ａを撮像素子ユニット保持部７９側から見た図である。図１３では、吸着面７５ｄにレンズユニット１０を接触させたときの筐体１１の天面１１ａの外縁と開口１１ｂを破線で示している。

図１３において符号７５ｈは、位置決め部であり、吸着面７５ｄに立設された例えば円柱状のピン等で構成される。位置決め部７５ｈは、レンズユニット１０の筐体１１の天面１１ａの接触範囲を規定すべく、この接触範囲の４隅に２つずつ、計８つ配置されている。

このように、位置決め部７５ｈを設けることで、Ｚ軸とレンズユニット１０の光軸Ａｘとを容易に一致させることができる。なお、位置決め部７５ｈとしては、吸着面７５ｄに別部材として凸部を設ける構成に限らない。例えば、吸着ヘッド７５ａのうち天面１１ａとの接触範囲だけを掘り込んだ構成とし、この掘り込み部の側壁を位置決め部とする構成であってもよい。

図１３に示す平面視において、位置決め部７５ｈで規定されるレンズユニット１０の筐体１１の接触範囲（符号１１ａで示す破線枠）と吸引孔７５ｂとを最短距離で結ぶ直線の長さをＬ４とし、開口７５ｃと吸引孔７５ｂとを最短距離で結ぶ直線の長さをＬ３としたとき、Ｌ３をＬ４より大きくしておくことが好ましい。

このようにしておくことで、吸引孔７５ｂから空気を吸引したときに、開口７５ｃ側よりも、吸着面７５ｄに吸着している筐体１１の天面１１ａの外側から空気が吸い込まれやすくなり、レンズユニット１０内部に空気の流れが生じるのを防ぐことができる。

図１４は、図１３に示すレンズユニット保持部７５の変形例を示す図である。図１５は、図１４のＡ−Ａ線の断面図である。

図１４，１５に示すように、吸着面７５ｄには、位置決め部７５ｈで規定される筐体１１の接触範囲（符号１１ａで示す破線枠）よりも外側の露出面と吸引孔７５ｂとを結ぶ孔部としての溝７５ｇが設けられている。溝７５ｇの代わりに、吸着ヘッド７５ａ内部を貫通する貫通孔によって、吸着面７５ｄと吸引孔７５ｂとを結ぶ構成としてもよい。

このように、吸引孔７５ｂから筐体１１の接触範囲よりも外側まで空気の通り道があることで、開口７５ｃからよりも、吸着面７５ｄに吸着している筐体１１の天面１１ａの外側から空気が吸い込まれやすくなり、レンズユニット１０内部に空気の流れが生じるのを防ぐことができる。

ここまでは、レンズユニット１０の筐体１１の天面１１ａが、レンズ群１２の光軸Ａｘに垂直な面として説明した。この垂直とは、厳密に垂直である必要はなく、レンズユニット１０に対して撮像素子ユニット２０の傾きを調整する機構を製造装置に持たせる場合には、傾き調整のストローク内であればよい。傾き調整機構が無い場合には、１°程度のずれは許容される。

以上説明してきたように、本明細書には以下の事項が開示されている。

開示された撮像モジュールの製造方法は、レンズ群を有するレンズユニットと、上記レンズユニットに固定され、上記レンズ群を通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像素子ユニットと、を有する撮像モジュールの製造方法であって、上記レンズユニットは、上記レンズ群を収容しかつ上記レンズ群の光軸に垂直な面を被写体側に有する金属製の筐体を備え、測定チャートに直交する軸上において、上記撮像素子ユニット、上記レンズユニット、及び上記測定チャートの上記軸方向の相対位置を変化させ、各相対位置において、上記撮像素子を駆動して上記撮像素子により上記レンズ群を通して上記測定チャートを撮像させる第一工程と、上記撮像素子により上記測定チャートを撮像して得られる撮像信号に基づいて、上記レンズユニットに対する上記撮像素子ユニットの少なくとも傾きを調整し、上記撮像素子ユニットを上記レンズユニットに固定する第二工程と、を備え、上記第一工程では、上記軸に垂直な吸着面を有する吸着ヘッドの上記吸着面に設けられた吸引孔から空気を吸引することにより、上記吸着面に上記筐体の上記面を吸着させて上記レンズユニットを保持した状態において、上記撮像素子に測定チャートを撮像させるものである。

この方法によれば、レンズユニットの筐体の被写体側の面が製造装置に吸着されてレンズユニットが保持されるため、レンズユニット内のレンズ群の光軸が、測定チャートに直交する軸に対して傾くのを防ぐことができ、撮像素子ユニットとレンズユニットの位置合わせ時におけるレンズユニットの位置を正確に決めて撮像品質を向上させることが可能となる。

また、この方法によれば、レンズユニットの筐体側面の周囲にはレンズユニットを保持するための手段を配置する必要がなくなるため、レンズユニット周囲のスペースを確保しやすくなる。この結果、例えば、レンズユニットと撮像素子ユニットを固定するための装置やレンズユニットに通電するための装置等の配置を容易に行うことができ、製造装置の設計コスト削減及びメンテナンス性向上を実現することができる。

開示された撮像モジュールの製造方法は、上記第二工程では、上記軸方向に見て上記レンズ群の光軸を通りかつ上記光軸に直交する直線によって上記レンズユニットを２分割したときの一方の分割エリア側と他方の分割エリア側のそれぞれから光を照射し、上記レンズユニットと上記撮像素子ユニットの隙間に供給された光硬化性接着剤を硬化させて、上記レンズユニットと上記撮像素子ユニットを固定してもよい。

この方法によれば、レンズユニットと撮像素子ユニットの間に少なくとも２方向から光が照射されるため、塗布された接着剤をモジュール全体で均一に硬化させることが可能となり、レンズユニットと撮像素子ユニットの固定を安定的に行うことができる。

また、この方法では、レンズユニットの筐体側面の周囲は、少なくとも２つの光源等を配置する必要があるが、レンズユニットは、被写体側の天面が吸着によって保持されるため、レンズユニットの筐体側面の周囲にはこの光源等を容易に配置することができる。

開示された撮像モジュールの製造方法は、上記第二工程では、上記直線及び上記直線に直交しかつ上記光軸に直交する直線によって上記レンズユニットを４分割したときのそれぞれの分割エリア側から光を照射して上記接着剤を硬化させることにより、上記レンズユニットと上記撮像素子ユニットを固定してもよい。

この方法によれば、レンズユニットと撮像素子ユニットの間に４方向から光が照射されるため、塗布された接着剤をモジュール全体でより均一に硬化させることができ、レンズユニットと撮像素子ユニットの固定をより安定的に行うことができる。

開示された撮像モジュールの製造方法は、上記レンズユニットは、上記レンズ群のうち少なくとも一部のレンズを上記レンズ群の光軸に沿う第一の方向に移動させる第一のレンズ駆動部と、上記レンズ群のうち少なくとも一部のレンズを上記レンズ群の光軸に直交する第二の方向及び第三の方向にそれぞれ移動させる第二のレンズ駆動部及び第三のレンズ駆動部との少なくとも一方を有してもよい。

この方法によれば、レンズユニットを把持によって保持する方法では光軸の傾きが生じやすいレンズユニットを用いているため、レンズユニットと撮像素子ユニットの位置合わせ精度の向上効果が特に顕著となる。

開示された撮像モジュールの製造方法は、上記吸着面が弾性体から構成される吸着ヘッドを用いてもよい。

この方法によれば、製造装置の吸着ヘッドの吸着面が弾性体であるため、吸引によってレンズユニット内に空気の流れが発生するのを防ぐことができ、レンズ群に含まれる移動可能なレンズが吸引時に動いてしまうのを防止することができる。

開示された撮像モジュールの製造方法は、上記筐体の上記面には、上記レンズ群に被写体光を取り込むための第一の開口が形成されており、上記吸着ヘッドの上記吸着面には、
上記測定チャートからの光を通過させるための第二の開口が形成されており、上記軸方向にみて、上記第二の開口の面積は上記第一の開口の面積よりも大きくなっており、上記第一工程では、上記軸方向にみて上記第一の開口の全ての領域が上記第二の開口と重なる状態で、上記吸着面に上記面を吸着させて上記レンズユニットを保持してもよい。

この方法によれば、軸方向にみて第一の開口の全ての部分が第二の開口と重なる状態で、吸着面に筐体の面が吸着されるため、吸引によってレンズユニット内に空気の流れが発生するのを防ぐことができ、レンズ群に含まれる移動可能なレンズが吸引時に動いてしまうのを防止することができる。

開示された撮像モジュールの製造方法は、上記撮像素子の画素ピッチは１．０μｍ以下であってもよい。

撮像素子の画素ピッチが１．０μｍ以下である場合は、位置合わせ精度が特に要求されるため、本発明が特に有効となる。

開示された撮像モジュールの製造装置は、測定チャートを設置する測定チャート設置部と、上記測定チャート設置部に設置された上記測定チャートに直交する軸上に、レンズ群を有するレンズユニットを通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像素子ユニットを保持する撮像素子ユニット保持部と、上記測定チャート設置部と上記撮像素子ユニット保持部との間の上記軸上において上記レンズユニットを保持するレンズユニット保持部と、上記測定チャート設置部、上記レンズユニット保持部、及び上記撮像素子ユニット保持部の上記軸方向の相対位置を変化させ、各相対位置において、上記撮像素子ユニットの上記撮像素子を駆動して、上記撮像素子により上記レンズユニットを通して上記測定チャートを撮像させる制御部と、上記撮像素子により上記測定チャートを撮像して得られる撮像信号に基づいて、上記レンズユニットに対する上記撮像素子ユニットの傾きを少なくとも調整する調整部と、上記調整部により調整後の上記撮像素子ユニットを上記レンズユニットに固定するユニット固定部と、を備え、上記レンズユニット保持部は、上記軸に直交する吸着面を有する吸着ヘッドと、上記吸着面に形成された吸引孔と、上記吸引孔から空気を吸引する吸引部と、を含み、上記制御部は、上記吸引部によって上記吸引孔から空気を吸引させることにより、上記レンズ群を収容しかつ上記レンズ群の光軸に垂直な面を被写体側に有する上記レンズユニットの金属製の筐体の上記面を上記吸着面に吸着させて上記レンズユニットを上記軸上に保持した状態において、上記撮像素子によって上記測定チャートを撮像させ、上記ユニット固定部は、上記軸方向に見て上記レンズ群の光軸を通りかつ上記光軸に直交する直線で上記レンズユニットを２分割したときの一方の分割エリア側と他方の分割エリア側のそれぞれに配置され、上記レンズユニットと上記撮像素子ユニットの隙間に対して光を照射して、上記隙間に供給される光硬化性接着剤を硬化させる光源を含むものである。

開示された撮像モジュールの製造装置は、上記光源は上記直線及び上記直線に直交しかつ上記光軸によって上記レンズユニットを４分割したときのそれぞれの分割エリアに設置されてもよい。

開示された撮像モジュールの製造装置は、上記吸着ヘッドの上記吸着面が弾性体から構成されてもよい。

開示された撮像モジュールの製造装置は、上記ユニット固定部が、上記レンズユニットと上記撮像素子ユニットの隙間に対して上記光硬化性接着剤を供給する接着剤供給部を含んでもよい。

開示された撮像モジュールの製造装置は、上記吸着ヘッドは、上記レンズユニットの筐体の上記面を位置決めするための位置決め部と、上記吸引孔と、上記位置決め部によって規定される上記面の接触範囲より外側にある上記吸着ヘッドの露出面とを結ぶ孔部とを備えてもよい。

この構成により、吸引孔から空気を吸引してレンズユニットを保持するときに、レンズユニット内部に空気の流れが発生するのを抑制することができる。

開示された撮像モジュールの製造装置は、上記吸着ヘッドには、上記レンズユニットの筐体の上記面を位置決めするための位置決め部が形成され、上記吸着面には、上記レンズユニットに上記測定チャートからの光を通すための開口が形成され、上記位置決め部によって規定される上記面の接触範囲の外縁から上記吸引孔までの最短距離は、上記開口から上記吸引孔までの最短距離よりも短くてもよい。

この構成により、吸引孔から空気を吸引してレンズユニットを保持するときに、レンズユニット内部に空気の流れが発生するのを抑制することができる。

本発明の撮像モジュールの製造方法は、特に携帯電話機、眼鏡型電子機器、腕時計型電子機器等の電子機器に搭載される撮像モジュールの製造に適用して有効である。

１００ 撮像モジュール
１０ レンズユニット
１１ 筐体
１２ レンズ群
１３ フレキシブル基板
１４Ａ〜１４Ｆ レンズユニット端子部
１６ レンズ駆動装置
１６Ａ ｘ方向ＶＣＭ
１６Ｂ ｘ方向ホール素子
１６Ｃ ｙ方向ＶＣＭ
１６Ｄ ｙ方向ホール素子
１６Ｅ ｚ方向ＶＣＭ
１６Ｆ ｚ方向ホール素子
２０ 撮像素子ユニット
２１ 基板
２２ フレキシブル基板
２３ 外部接続用端子
２４Ａ〜２４Ｆ 撮像素子ユニット端子部
２７ 撮像素子
２００ 撮像モジュール製造装置
７１ チャートユニット
８９ 測定チャート
７５ レンズユニット保持部
７５ａ 吸着ヘッド
７５ｂ 吸着孔
７５ｃ 開口
７５ｄ 吸着面
７５ｅ 吸引部
７５ｇ 溝
７５ｈ 位置決め部
８１ 接着剤供給部
８３ａ，８３ｂ 紫外線ランプ
７９ 撮像素子ユニット保持部
８５ 制御部
Ａｘ 光軸
ｚ 光軸に沿う方向
ｘ ｚ方向に直交する方向
ｙ ｚ方向に直交する方向

Claims (11)

1. レンズ群を有するレンズユニットと、前記レンズユニットに固定され、前記レンズ群を通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像素子ユニットと、を有する撮像モジュールの製造方法であって、
   前記レンズユニットは、前記レンズ群を収容しかつ前記レンズ群の光軸に垂直な面を被写体側に有する金属製の筐体を備え、
   測定チャートに直交する軸上において、前記撮像素子ユニット、前記レンズユニット、及び前記測定チャートの前記軸方向の相対位置を変化させ、各相対位置において、前記撮像素子を駆動して前記撮像素子により前記レンズ群を通して前記測定チャートを撮像させる第一工程と、
   前記撮像素子により前記測定チャートを撮像して得られる撮像信号に基づいて、前記レンズユニットに対する前記撮像素子ユニットの少なくとも傾きを調整し、前記撮像素子ユニットを前記レンズユニットに固定する第二工程と、を備え、
   前記第一工程では、前記軸に垂直な吸着面を有する吸着ヘッドの前記吸着面に設けられた吸引孔から空気を吸引することにより、前記吸着面に前記筐体の前記面を吸着させて前記レンズユニットを保持した状態において、前記撮像素子に前記測定チャートを撮像させる撮像モジュールの製造方法。
   
2. 請求項１記載の撮像モジュールの製造方法であって、
   前記第二工程では、前記軸方向に見て前記レンズ群の光軸を通りかつ前記光軸に直交する直線によって前記レンズユニットを２分割したときの一方の分割エリア側と他方の分割エリア側のそれぞれから光を照射し、前記レンズユニットと前記撮像素子ユニットの隙間に供給された光硬化性接着剤を硬化させて、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撮像モジュールの製造方法。
   
3. 請求項２記載の撮像モジュールの製造方法であって、
   前記第二工程では、前記直線及び前記直線に直交しかつ前記光軸に直交する直線によって前記レンズユニットを４分割したときのそれぞれの分割エリア側から光を照射して前記接着剤を硬化させることにより、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撮像モジュールの製造方法。
   
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載の撮像モジュールの製造方法であって、
   前記レンズユニットは、前記レンズ群のうち少なくとも一部のレンズを前記レンズ群の光軸に沿う第一の方向に移動させる第一のレンズ駆動部と、前記レンズ群のうち少なくとも一部のレンズを前記レンズ群の光軸に直交する第二の方向及び第三の方向にそれぞれ移動させる第二のレンズ駆動部及び第三のレンズ駆動部との少なくとも一方を有する撮像モジュールの製造方法。
   
5. 請求項４記載の撮像モジュールの製造方法であって、
   前記吸着面が弾性体から構成される前記吸着ヘッドを用いる撮像モジュールの製造方法。
   
6. 請求項１〜５のいずれか１項記載の撮像モジュールの製造方法であって、
   前記撮像素子の画素ピッチは１．０μｍ以下である撮像モジュールの製造方法。
   
7. 測定チャートを設置する測定チャート設置部と、
   前記測定チャート設置部に設置された前記測定チャートに直交する軸上に、レンズ群を有するレンズユニットを通して被写体を撮像する撮像素子を有する撮像素子ユニットを保持する撮像素子ユニット保持部と、
   前記測定チャート設置部と前記撮像素子ユニット保持部との間の前記軸上において前記レンズユニットを保持するレンズユニット保持部と、
   前記測定チャート設置部、前記レンズユニット保持部、及び前記撮像素子ユニット保持部の前記軸方向の相対位置を変化させ、各相対位置において、前記撮像素子ユニットの前記撮像素子を駆動して、前記撮像素子により前記レンズユニットを通して前記測定チャートを撮像させる制御部と、
   前記撮像素子により前記測定チャートを撮像して得られる撮像信号に基づいて、前記レンズユニットに対する前記撮像素子ユニットの傾きを調整する調整部と、
   前記調整部により調整後の前記撮像素子ユニットを前記レンズユニットに固定するユニット固定部と、を備え、
   前記レンズユニット保持部は、前記軸に直交する吸着面を有する吸着ヘッドと、前記吸着面に形成された吸引孔と、前記吸引孔から空気を吸引する吸引部と、を含み、
   前記制御部は、前記吸引部によって前記吸引孔から空気を吸引させることにより、前記レンズ群を収容しかつ前記レンズ群の光軸に垂直な面を被写体側に有する前記レンズユニットの金属製の筐体の前記面を前記吸着面に吸着させて前記レンズユニットを前記軸上に保持した状態において、前記撮像素子によって前記測定チャートを撮像させ、
   前記ユニット固定部は、前記軸方向に見て前記レンズ群の光軸を通りかつ前記光軸に直交する直線で前記レンズユニットを２分割したときの一方の分割エリア側と他方の分割エリア側のそれぞれに配置され、前記レンズユニットと前記撮像素子ユニットの隙間に対して光を照射して、前記隙間に供給される光硬化性接着剤を硬化させる光源を含む撮像モジュールの製造装置。
   
8. 請求項７記載の撮像モジュールの製造装置であって、
   前記光源は、前記直線及び前記直線に直交しかつ前記光軸によって前記レンズユニットを４分割したときのそれぞれの分割エリアに設置されている撮像モジュールの製造装置。
   
9. 請求項７又は８記載の撮像モジュールの製造装置であって、
   前記吸着ヘッドの前記吸着面が弾性体から構成される撮像モジュールの製造装置。
   
10. 請求項７〜９のいずれか１項記載の撮像モジュールの製造装置であって、
    前記ユニット固定部は、前記レンズユニットと前記撮像素子ユニットの隙間に対して前記光硬化性接着剤を供給する接着剤供給部を含む撮像モジュールの製造装置。
    
11. 請求項７〜１０のいずれか１項記載の撮像モジュールの製造装置であって、
    前記吸着ヘッドは、
    前記レンズユニットの筐体の前記面を位置決めする位置決め部と、
    前記吸引孔と、前記位置決め部によって規定される前記面の接触範囲より外側にある前記吸着ヘッドの露出面とを結ぶ孔部とを備える撮像モジュールの製造装置。

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