KR20090013699A - 화상 입력 모듈 조정 장치 및 화상 입력 모듈 조정 방법 - Google Patents

화상 입력 모듈 조정 장치 및 화상 입력 모듈 조정 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화상 입력 센서에 대하여 렌즈의 위치 조정 및 초점 조정을 행하는 화상 입력 모듈 조정 장치 및 화상 입력 모듈 조정 방법에 관한 것으로, 화상 입력 범위의 조정 처리 및 화상 입력 센서에 대한 렌즈의 초점 조정을 고 정밀도로 행하는 것을 과제로 한다.
화상 입력 센서(5)가 탑재된 기판(2)에 대하여 렌즈(3)를 위치 맞춤 및 초점 조정할 때, 기판(2) 상에 렌즈(3)를 유지한 렌즈 마운트(4)를 적재하고, 다음으로 이 렌즈 마운트(4)를 고정한 상태에서 기판(2)을 직교하는 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하게 함으로써 렌즈 마운트(4)에 설치된 벽부(4D, 4E)를 화상 입력 센서(5)에 걸어맞춰 기판(2)을 조정 초기 위치로 이동시킨다. 다음으로, 이 조정 초기 위치로 이동한 상태에서 기판(2)의 이동을 규제하고, 이 이동이 규제된 기판(2) 상에서 렌즈 마운트(4)를 X방향 및 Y방향으로 이동시킴으로써 화상 입력 센서(5)에 대한 위치 조정을 행하며, 계속해서 상기 렌즈의 초점 조정을 행한다.

Description

화상 입력 모듈 조정 장치 및 화상 입력 모듈 조정 방법{IMAGE INPUT MODULE ADJUSTING DEVICE AND IMAGE INPUT MODULE ADJUSTING METHOD}
본 발명은 화상 입력 모듈 조정 장치 및 화상 입력 모듈 조정 방법에 관한 것으로, 특히 화상 입력 센서에 대하여 렌즈의 위치 조정 및 초점 조정을 행하는 화상 입력 모듈 조정 장치 및 화상 입력 모듈 조정 방법에 관한 것이다.
최근, 화상 입력 센서는 여러 가지 전자 기기에 적용되어, 촬상 처리나 인증 처리 등에 폭넓게 사용되고 있다. 이러한 화상 입력 센서를 갖는 화상 입력 모듈은, 화상을 화상 입력 센서 상에 초점 맞춤시킬 필요가 있고, 이 때문에 예컨대 특허 문헌 1에 개시되는 바와 같이, 화상 입력 센서에 대하여 렌즈의 위치 조정 및 초점 조정을 행하는 일이 행해진다.
도 1의 (A) 및 도 1의 (B)는, 종래에 있어서의 화상 입력 모듈 조정 장치[이하, 조정 장치(100)라고 한다]의 일례를 나타내고 있다. 화상 입력 모듈(1)은, 기판(2)의 상면의 대략 중앙 위치에 화상 입력 센서(5)가 배치되고, 하면에 커넥터(6)가 배치되어 있다. 렌즈(3)는 렌즈 마운트(4)를 이용하여 기판(2) 상에 고정되지만, 이때에 조정 장치(100)를 이용하여 화상 입력 센서(5)에 대한 화상 입력 범위 조정(위치 조정), 및 화상 입력 센서(5)에 대한 렌즈(3)의 초점 조정이 행해진다.
조정 장치(100)는, 베이스(111) 상에 장치측 커넥터(118)를 가진 고정대(112)가 설치되어 있다. 기판(2)은, 커넥터(6)를 장치측 커넥터(118)에 끼워 붙임으로써 조정 장치(100)에 탑재된다. 이하, 조정 장치(100)에 있어서의 기판(2)의 설계상의 탑재 위치를 정규 탑재 위치라고 말한다.
조정 장치(100)는, 화상 입력 센서(5)에 대한 렌즈(3)의 상기의 각 조정을 행하기 위하여, 조정용 패턴(117), 렌즈 이동 기구(120), 초점 조정용 모터(122), 핸드 구동 기구(124) 등이 설치되어 있다. 이 조정 장치(100)는 기판(2)이 탑재되며, 이 기판(2)에 대하여 화상 입력 범위의 조정 처리 및 렌즈(3)의 초점 조정 처리가 행해진다.
조정 장치(100)를 이용하여 화상 입력 센서(5)에 대한 화상 입력 범위의 조정 처리를 행하기 위해서는, 우선 커넥터(6)를 장치측 커넥터(118)에 장착함으로써, 기판(2)을 조정 장치(100)에 탑재한다. 이때, 기판(2)에 설치된 화상 입력 센서(5)와, 조정 장치(100)에 설치되는 조정용 패턴(117)을 위치 결정할 필요가 있으나, 종래에서는 상기와 같이 커넥터(6)를 장치측 커넥터(118)에 장착함으로써, 조정용 패턴(117)[조정 장치(100)]에 대한 기판(2)의 위치 결정을 행하는 구성으로 되어 있었다.
계속해서, 렌즈(3)가 장착된 렌즈 마운트(4)를 기판(2) 상에 적재하고, 이것을 핸드 구동 기구(124)를 구동하여 핸드(125)에 의해 파지(把持)한다. 핸드 구동 기구(124)는 렌즈 이동 기구(120)에 세워져서 설치된 지주(121)에 부착되어 있으며, 또한 렌즈 이동 기구(120)는 베이스(111) 상을 X, Y방향으로 이동 가능한 구성으로 되어 있다. 그리고, 렌즈 이동 기구(120)가 핸드 구동 기구(124)를 통해 핸드(125)를 이동시킴으로써, 렌즈(3)는 기판(2) 상에서 X, Y방향으로 평면 이동하고, 이에 따라 화상 입력 센서(5)에 대한 화상 입력 범위의 조정 처리가 행해진다.
화상 입력 범위의 조정 처리가 종료되면, 계속해서 화상 입력 센서(5)에 대한 렌즈(3)의 초점 조정 처리가 행해진다. 이 초점 조정 처리는, 초점 조정용 모터(122)를 이용하여 행한다. 구체적으로는, 렌즈(3)에 렌즈측 풀리(127)를 장착하고, 초점 조정용 모터(122)의 출력축에는 모터측 풀리(128)와 렌즈측 풀리(127) 사이에 초점 조정용 회전 벨트(126)를 배치한다.
이에 따라, 초점 조정용 모터(122)가 회전함으로써, 모터측 풀리(128), 초점 조정용 회전 벨트(126), 및 렌즈측 풀리(127)를 통해 렌즈(3)는 회전 압박된다. 그리고, 조정용 패턴(117)에 설치되어 있는 초점 조정용 패턴을 실제로 화상 입력 센서(5)로 촬상하면서, 화상 입력 센서(5)에 대한 렌즈(3)의 초점이 맞는 위치를 검출한다.
이 초점 조정 처리가 종료되면, 초점 조정용 회전 벨트(126) 및 렌즈측 풀리(127)는 렌즈(3)로부터 떼어지고, 렌즈 마운트(4)와 렌즈(3), 및 렌즈 마운트(4)와 기판(2)을 접착제로 고정해서, 이에 따라 화상 입력 센서(5)에 대한 렌즈(3)의 조정 처리가 종료된다.
[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 제2006-064886호 공보
상기의 조정 장치(100)에서는, 화상 입력 센서(5)와 조정용 패턴(117)의 위치 결정은, 장치 내의 장치측 커넥터(118)에, 화상 입력 센서(5)가 실장된 기판(2)에 설치된 커넥터(6)를 끼워맞춤으로써 행하고 있다. 그러나 이 방법에서는, 도 2 및 도 3에 도시하는 실장 오차(ΔX1, ΔY1, ΔX2, ΔY2), 도 4에 도시하는 커넥터의 끼워맞춤 갭(ΔX3, ΔY3)이 발생한다.
도 2는 기판(2)에 대하여 화상 입력 센서(5)를 탑재할 때에 발생하는 실장 오차를 나타내고 있다. 도면 중 파선으로 나타내는 DP1은, 설계상의 정규의 화상 입력 센서(5)의 탑재 위치이다[이하, 설계 센서 위치(DP1)라고 말한다].
그러나, 실제로 화상 입력 센서(5)가 탑재되는 위치(이하, 탑재 위치라고 말한다)는, 설계 센서 위치(DP1)로부터 어긋난, 예컨대 실선으로 나타내는 위치로 되어 버린다. 도 2에 도시하는 예에서는, 탑재 위치는 설계 센서 위치(DP1)에 대하여 도면 중 화살표 ΔX1, ΔY1의 실장 오차가 발생하고 있다. 이 X방향(도면 중, X1, X2방향) 및 Y방향(도면 중, Y1, Y2방향)에 각각 발생하는 설계 오차의 구체적인 값은, ΔX1=±0.1 ㎜ 정도, ΔY1=±0.1 ㎜ 정도가 된다.
이 실장 오차는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 커넥터(6)를 기판(2)에 실장하는 경우에도 발생한다. 도면 중 파선으로 나타내는 DP2가 설계상의 정규의 커넥터(6)의 탑재 위치이다[이하, 설계 커넥터 위치(DP2)라고 말한다]. 그러나, 실제로 커넥터(6)가 탑재된 탑재 위치는 실선으로 나타내는 위치이며, 따라서 탑재 위치 는, 설계 커넥터 위치(DP2)에 대하여 도면 중 화살표 ΔX2, ΔY2의 실장 오차가 발생하고 있다. 이 X방향 및 Y방향에 각각 발생하는 설계 오차의 구체적인 값은, ΔX2=±0.1 ㎜ 정도, ΔY2=±0.1 ㎜ 정도이다.
또한, 커넥터(6)를 장치측 커넥터(118)에 장착(실장)할 때, 커넥터(6)는 장치측 커넥터(118)에 삽입되어 장착하기 때문에, 커넥터(6)와 장치측 커넥터(118) 사이에 덜거덕거림이 발생한다(이하, 이 덜거덕거림을 커넥터 끼워맞춤 갭이라고 말한다). 이 커넥터 끼워맞춤 갭은, 도 4의 (A) 및 도 4의 (B)에 도시하는 바와 같이 X방향 및 Y방향 중 어떠한 방향에 대해서도 발생한다. 이 커넥터 끼워맞춤 갭의 구체적인 값은, ΔX3=±0.05 ㎜ 정도, ΔY3=±0.05 ㎜ 정도가 된다.
이 때문에, 커넥터(6)를 장치측 커넥터(118)에 장착한 경우, 설계상의 정규의 장착 위치에 대한 기판(2)의 오차(ΔXmax, ΔYmax)는, 상기한 실장 오차 및 커넥터 끼워맞춤 갭을 합계한 값이 되어, ΔXmax= ΔX1+ΔX2+ΔX3=±0.25 ㎜, ΔYmax=ΔY1+ΔY2+ΔY3=±0.25 ㎜로 큰 값이 된다.
예컨대 렌즈로서 광각 렌즈를 이용한 경우에는, 조정 시의 조정용 패턴(117)과 화상 입력 센서(5)의 중심 위치 어긋남이 조정 후의 시야 어긋남에 영향을 미치기 때문에, 조정 장치 내에서 화상 입력 센서(5)를 높은 정밀도로 위치 결정하는 것이 필요해진다. 그러나 종래의 방법에서는, 상술한 바와 같이 ±0.25 ㎜ 정도의 오차(어긋남)가 존재하기 때문에, 화상 입력 센서(5)의 충분한 정밀도가 나오지 않는다는 문제점이 있었다.
또한, 초점 조정에 있어서는, 렌즈(3)를 회전시켜 나사[렌즈(3)의 하부에 형 성된 수나사와, 렌즈 마운트(4)의 내부에 형성된 암나사]의 나사 결합 위치를 변화시킴으로써 렌즈(3)가 오르내림으로써 초점 조정을 행한다. 도 5는 렌즈측 풀리(127)와 모터측 풀리(128) 사이에 초점 조정용 회전 벨트(126)를 팽팽하게 걸친 초점 조정 기구를 도시하고 있다.
그러나, 이 기구이면, 렌즈(3)의 나사 결합 상태에 의해 필요한 회전 토크가 커진 경우, 회전 토크가 부족하여, 초점 조정용 회전 벨트(126)와 각 풀리(127, 128) 사이에서 미끄러짐이 발생해서, 초점 조정을 적정하게 행할 수 없을 우려가 있었다. 또한, 렌즈 마운트(4)에 초점 조정을 위해서 큰 토크가 인가된 경우, 렌즈 마운트(4)와 기판(2) 사이에 간극이 생기는 경우가 있어, 이 간극으로부터 빛이 렌즈 내에 침입하여 화상이 흐트러질 우려가 있었다.
본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로, 화상 입력 범위의 조정 처리 및 화상 입력 센서에 대한 렌즈의 초점 조정을 고 정밀도로 행할 수 있는 화상 입력 모듈 조정 장치 및 화상 입력 모듈 조정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 과제는, 본 발명의 제1 관점에서는,
화상 입력 센서가 탑재된 기판에 대하여 렌즈의 위치 조정 및 초점 조정을 행하는 화상 입력 모듈 조정 장치에 있어서,
상기 기판을 직교하는 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하게 탑재하는 기판 이동 기구와,
상기 기판 이동 기구에 의한 상기 기판의 이동을 규제하는 기판 이동 규제 기구와,
상기 기판 상에 설치된 위치 조정 부품과 걸어 맞춰지는 걸어맞춤 부재를 이동시키는 걸어맞춤 부재 이동 기구와,
상기 기판 이동 규제 기구가 상기 기판의 이동을 허용한 상태에서 상기 걸어맞춤 부재 이동 기구를 구동함으로써, 상기 걸어맞춤 부재를 상기 위치 조정 부품에 걸어맞추고 상기 기판을 조정 초기 위치로 이동시키며, 상기 기판이 조정 초기 위치로 이동한 상태에서 상기 기판 이동 규제 기구에 의해 상기 기판의 이동을 규제하는 제어 수단과,
상기 기판의 이동이 규제된 상태에서, 상기 렌즈를 상기 화상 입력 센서에 대하여 이동시킴으로써 상기 렌즈의 위치 조정을 행하는 렌즈 위치 조정 기구와,
상기 기판의 이동이 규제된 상태에서, 상기 화상 입력 센서에 대하여 상기 렌즈의 초점 조정을 행하는 초점 조정 기구를 갖는 화상 입력 모듈 조정 장치에 의해 해결할 수 있다.
또한, 상기 발명에 있어서, 상기 위치 조정 부품으로서 화상 입력 센서를 이용하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 상기 발명에 있어서, 상기 걸어맞춤 부재로서, 상기 렌즈를 유지하고, 상기 화상 입력 센서와 걸어 맞춰지는 걸어맞춤 공간부가 내부에 형성된 렌즈 마운트를 이용하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 상기 발명에 있어서, 상기 걸어맞춤 부재 이동 기구는, 상기 렌즈 마 운트를 협지(挾持)하는 1쌍의 핸드를 가지며, 또한, 상기 1쌍의 핸드는 상기 렌즈 마운트를 3점 지지하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 상기 발명에 있어서, 상기 렌즈 위치 조정 기구로서 상기 걸어맞춤 부재 이동 기구를 이용하고, 상기 렌즈 마운트를 상기 화상 입력 센서에 대하여 이동시킴으로써 상기 렌즈의 위치 조정을 행하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 상기 발명에 있어서, 상기 초점 조정 기구는, 상기 렌즈에 형성된 요철과 걸어 맞춰지는 걸어맞춤부를 가지며, 상기 렌즈에 장착되는 렌즈 회전 부재와, 상기 렌즈 회전 부재를 회전 구동하는 구동 장치를 갖는 구성으로 해도 좋다.
또한, 상기 발명에 있어서, 상기 렌즈 회전 부재는, 상기 렌즈가 장착되는 장착부와, 상기 장착부의 외주에 형성된 치차부에 의해 구성되고, 상기 구동 장치가 상기 치차부와 맞물림으로써 상기 렌즈 회전 부재를 회전시키는 구성으로 해도 좋다.
또한, 상기 발명에 있어서, 상기 초점 조정 기구는, 상기 렌즈 회전 부재를 상기 기판을 향해서 가압 압박하면서 회전 구동하는 구성으로 해도 좋다.
또한, 상기의 과제는, 본 발명의 다른 관점에서는,
화상 입력 센서가 탑재된 기판에 대하여 렌즈를 위치 맞춤 및 초점 조정하는 화상 입력 모듈 조정 방법에 있어서,
상기 기판 상에 상기 렌즈를 유지한 렌즈 마운트를 적재하는 공정과,
상기 렌즈 마운트를 고정한 상태에서 상기 기판을 직교하는 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하게 함으로써, 상기 렌즈 마운트에 설치된 걸어맞춤부를 상기 기판 에 설치된 위치 조정 부품에 걸어 맞추고, 상기 기판을 조정 초기 위치로 이동시키는 공정과,
상기 조정 초기 위치로 이동한 상태에서 상기 기판의 이동을 규제하는 공정과,
이동이 규제된 상기 기판 상에서, 상기 렌즈 마운트를 X방향 및 Y방향으로 이동시킴으로써, 화상 입력 센서에 대하여 상기 렌즈의 위치 조정을 행하는 공정과,
상기 렌즈가 위치 조정된 상태에 있어서, 상기 렌즈의 초점 조정을 행하는 공정
을 갖는 화상 입력 모듈 조정 방법에 의해 해결할 수 있다.
본 발명에 따르면, 렌즈 마운트를 고정한 상태에서 기판을 직교하는 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하게 함으로써, 렌즈 마운트에 설치된 걸어맞춤부를 기판에 설치된 위치 조정 부품에 걸어 맞추고, 또한 이 걸어맞춤부를 이동시킴으로써 위치 조정 부품을 이동 압박함으로써, 기판을 조정 초기 위치로 이동시킨다. 이와 같이, 기판을 직접 이동시킴으로써 조정 초기 위치에 위치 결정함으로써, 위치 결정에 있어서의 위치 어긋남이나 덜거덕거림의 영향을 저감할 수 있어, 기판을 조정 초기 위치에 높은 정밀도로 위치 결정할 수 있다.
또한, 렌즈 회전 부재는, 렌즈가 장착되는 장착부과 이 장착부의 외주에 형성된 치차부에 의해 구성되고, 구동 장치가 치차부와 맞물림으로써 렌즈 회전 부재 를 회전시키는 구성으로 한 것에 의해, 전달할 수 있는 힘이 커져 렌즈 마운트에 대하여 렌즈를 안정적으로 회전시키는 것이 가능해진다.
또한, 초점 조정 기구는, 렌즈 회전 부재를 기판을 향해서 가압 압박하면서 회전 구동하기 때문에, 렌즈 마운트와 기판 사이의 부상(浮上)을 방지할 수 있어, 렌즈 마운트와 기판의 간극으로부터의 누설광에 의한 화상 품질의 저하를 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태에 대해서 도면과 함께 설명한다.
도 6의 (A) 및 도 6의 (B)는, 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈 조정 장치(10)[이하, 조정 장치(10)라고 말한다]의 구성도이다. 도 6의 (A)는 조정 장치(10)의 정면도이고, 도 6의 (B)는 조정 장치(10)의 우측면도이다.
조정 장치(10)는, 대략적으로 기판 이동 기구(12), 조정용 패턴(17), 장치측 커넥터(18), 기판 이동 규제 기구, 걸어맞춤 부재 이동 기구, 제어 수단, 렌즈 위치 조정 기구, 및 초점 조정 기구 등에 의해 구성되어 있다. 이 조정 장치(10)는 화상 입력 모듈(1)의 조정 및 제조를 행하는 데 이용하는 것이다.
화상 입력 모듈(1)은, 기판(2)의 상면의 대략 중앙 위치에 화상 입력 센서(5)[청구항에 기재된 위치 조정 부품으로서도 기능한다]가 배치되고, 하면에 커넥터(6)가 배치되어 있다. 렌즈(3)는 렌즈 마운트(4)를 이용하여 기판(2) 상에 고정되는데, 이때에 조정 장치(10)를 이용하여 화상 입력 센서(5)에 대한 화상 입력 범위 조정(위치 조정), 및 화상 입력 센서(5)에 대한 렌즈(3)의 초점 조정이 행해진다.
이하, 조정 장치(10)의 각 구성 요소에 대해서 설명한다. 기판 이동 기구(12)는, 평판 형상의 베이스(11) 상에 배치되어 있다. 이 기판 이동 기구(12)는 X방향 이동대(13)와 Y방향 이동대(14)에 의해 구성되어 있다. Y방향 이동대(14)는 베이스(11)의 바로 상부에 배치되어 있다. 또한, X방향 이동대(13)는 Y방향 이동대(14)의 상부에 배치되어 있다. 또한, Y방향 이동대(14)에는, 장치측 커넥터(18)가 배치되어 있다.
Y방향 이동대(14)는, X방향 이동대(13)를 도면 중 화살표 Y1, Y2방향으로 이동시킨다. 또한, 기판 이동 기구(12)는, 그 상부에 배치된 장치측 커넥터(18)를 도면 중 화살표 X1, X2방향으로 이동시킨다. 따라서, 장치측 커넥터(18)는, 기판 이동 기구(12)에 의해 도면 중 화살표 X1, X2방향 및 도면 중 화살표 Y1, Y2방향(즉, 평면 방향)으로 이동 가능한 구성이 된다.
후술하는 바와 같이, 기판(2)은 커넥터(6)를 장치측 커넥터(18)에 장착함으로써 장치측 커넥터(18)에 고정된다. 따라서, 기판 이동 기구(12)가 구동함으로써, 기판(2)은 도면 중 화살표 X1, X2방향 및 도면 중 화살표 Y1, Y2방향(평면 방향)으로 이동 가능한 구성이 된다. 이 각 이동대(13, 14)는, 후술하는 제어 장치(50)에 의해 그 구동이 제어되도록 구성되어 있다.
조정용 패턴(17)은, 후술하는 화상 입력 범위 조정 및 초점 조정 시에 필요해지는 소정의 조정용 패턴이 형성되어 있다. 이 조정용 패턴(17)은, 기판(2)이 조 정 장치(10)에 탑재된 상태에서, 기판(2)과 대향하는 위치에 배치되어 있다. 구체적으로는, 베이스(11)에는 지주(15)가 세워져서 설치되어 있고, 이 지주(15)에는 베이스(11)와 평행하게 연장되도록 천판부(天板部; 16)가 고정되어 있다. 조정용 패턴(17)은, 이 천판부(16)의 하면에 배치되어 있다. 따라서, 화상 입력 센서(5)가 상면에 탑재된 기판(2)이 기판 이동 기구(12)에 탑재되었을 때, 기판(2)과 화상 입력 센서(5)는 대향 배치된 구성이 된다.
기판 이동 규제 기구는, 파지 기구(27) 및 연장 아암(28)에 의해 구성되어 있다. 파지 기구(27)는, 예컨대 솔레노이드 또는 에어실린더 등을 이용한 클램프 기구이며, 제어 장치(50)에 의해 그 구동이 제어된다. 또한, 연장 아암(28)은, 기판 이동 기구(12)를 구성하는 X방향 이동대(13)로부터 연장되도록 설치된 것이다. 상기한 바와 같이, 기판 이동 기구(12)는 장치측 커넥터(18)[기판(2)]를 평면 방향으로 이동시키는 것이기 때문에, X방향 이동대(13)에 설치된 연장 아암(28)이 이동한다. 파지 기구(27)는, 연장 아암(28)의 이동에 관계없이, 이동한 각 처에 있어서 연장 아암(28)을 클램프(파지)할 수 있는 구성으로 되어 있다.
파지 기구(27)가 연장 아암(28)을 클램프함으로써, 기판 이동 기구(12)는 X방향 이동대(13)의 이동이 규제된다. 상기한 바와 같이, X방향 이동대(13)에는 장치측 커넥터(18)가 설치되고, 이 장치측 커넥터(18)에는 기판(2)의 커넥터(6)가 장착된다. 따라서, 파지 기구(27)가 연장 아암(28)을 클램프함으로써, 기판(2)의 이동이 규제된다. 또, 본 실시예에서는 연장 아암(28)을 파지 기구(27)로 클램프함으로써 기판(2)의 이동을 규제하는 구성으로 하고 있으나, 기판 이동 기구(12)에 의 한 기판(2)의 이동을 규제할 수 있는 구성이면, 다른 기구나 장치를 이용한 구성으로 해도 좋다.
걸어맞춤 부재 이동 기구는, 렌즈 이동 기구(20), 핸드 구동 기구(24) 및 핸드(25) 등에 의해 구성되어 있다. 이 걸어맞춤 부재 이동 기구는, 기판(2) 상에 설치된 위치 조정 부품과 걸어 맞춰지는 걸어맞춤 부재를 이동시키는 기능을 발휘하는 것이다. 본 실시예에서는, 기판(2) 상에 설치된 위치 조정 부품으로서 화상 입력 센서(5)를 이용하고, 이 위치 조정 부품으로서도 기능하는 화상 입력 센서(5)와 걸어 맞춰지는 걸어맞춤 부재로서 렌즈 마운트(4)를 이용한 예에 대해서 설명한다.
렌즈 이동 기구(20)는, 베이스(11) 상에 배치되어 있다. 렌즈 이동 기구(20)는, 상부에 지주(21)가 세워져서 설치되어 있으며, 이 지주(21)의 소정 위치에는 핸드 구동 기구(24)가 배치되어 있다. 또한, 렌즈 이동 기구(20)는 제어 장치(50)에 접속되어 있으며, 제어 장치(50)의 구동 지시에 기초해서 베이스(11)에 대하여 지주(21)를 도면 중 화살표 X1, X2방향 및 화살표 Y1, Y2방향으로 이동하는 구성으로 되어 있다.
핸드 구동 기구(24)는, 1쌍의 핸드(25)[개개로 나타내는 경우에는 제1 핸드(25A), 제2 핸드(25B)라고 말한다]를 갖고 있다. 이 핸드 구동 기구(24)도 제어 장치(50)에 접속되어 있으며, 제어 장치(50)의 구동 지시에 기초하여 1쌍의 핸드(25)에 의해 렌즈 마운트(4)의 파지 및 파지 해제를 행한다. 렌즈 마운트(4)는, 1쌍의 핸드(25)에 파지됨으로써 고정된 상태가 된다. 그리고, 핸드 구동 기구(24) 및 핸드(25)에 의해 렌즈 마운트(4)가 고정된 상태에서 렌즈 이동 기구(20)가 이동 함으로써, 렌즈 마운트(4)도 이동한다. 또한, 렌즈 마운트(4)에 렌즈(3)가 장착된 상태에서 렌즈 마운트(4)가 이동함으로써, 렌즈(3)도 렌즈 이동 기구(20)에 의해 이동된다.
여기서, 렌즈(3) 및 렌즈 마운트(4)의 구조에 대해서, 도 10 및 도 17을 이용하여 설명한다.
도 10은 렌즈 마운트(4)를 설명하기 위한 도면이다. 이 렌즈 마운트(4)는, 마운트 본체(4A), 렌즈 장착부(4B), 및 내부 공간부(4C)를 가진 구성으로 되어 있다. 마운트 본체(4A)는 원통 형상의 수지성 또는 금속제 부재로 이루어지며, 수지로 형성한 경우에는 빛을 투과하지 않도록 차광 처리가 실시된다. 또한, 마운트 본체(4A)의 외형은 고 정밀도의 완전한 원으로 되어 있다. 구체적으로는, 렌즈 마운트(4)의 설계 정밀도는 ±0.05 ㎜ 정도이며, 또한 제조 변동(ΔX5, ΔY5)은 ΔX5=±0.02 ㎜ 정도, ΔY5=±0.02 ㎜ 정도이다.
렌즈 장착부(4B)는 암나사에 의해 구성되어 있으며, 렌즈 마운트(4)의 내측에 형성되어 있다. 이 렌즈 장착부(4B)에는, 후술하는 렌즈(3)의 장착부(3D)가 나사식으로 부착된다.
또한, 마운트 본체(4A)의 저부에는, 도 10의 (B)에 도시하는 바와 같이, 내부 공간부(4C)가 형성되어 있다. 이 내부 공간부(4C)는, 저면에서 보아 직사각형 형상을 가진 오목부이며, X방향측 벽부(4D)와 Y방향측 벽부(4E)를 갖고 있다. 이 X방향측 벽부(4D)와 Y방향측 벽부(4E)는, 후술하는 바와 같이 화상 입력 센서(5)와 걸어 맞춰지는 부위이다.
도 17은 렌즈(3)를 설명하기 위한 도면이다. 도 17의 (A)는 렌즈(3)의 평면도이고, 도 17의 (B)는 렌즈(3)를 렌즈 마운트(4)에 장착한 상태를 도시하는 정면도[렌즈 마운트(4)는 단면으로 나타낸다]이다.
렌즈(3)는, 투명 수지에 의해 형성되어 있다. 또한, 렌즈(3)는, 렌즈 본체(3A), 렌즈 홀더(3B), 테두리부(brim part)(3C) 및 장착부(3D) 등을 일체적으로 형성한 구성으로 되어 있다. 렌즈 본체(3A)는, 화상을 화상 입력 센서(5)에 초점 맞춤시키는 기능을 발휘하는 것이다. 또한, 렌즈 홀더(3B)는 원기둥 형상으로 되어 있으며, 렌즈 본체(3A)는 이 렌즈 홀더(3B)의 상단부에 형성되어 있다.
또한 렌즈 홀더(3B)의 하부에는, 렌즈 홀더(3B)의 직경보다도 큰 직경으로 된 테두리부(3C)가 형성되어 있다. 이 테두리부(3C)의 상면에는, 도 17의 (A)에 도시하는 바와 같이 복수의 회전용 홈(3E)이 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 90도 간격으로 4개의 회전용 홈(3E)이 반경 방향으로 연장되도록 형성되어 있다.
테두리부(3C)의 하부에는, 장착부(3D)가 형성되어 있다. 이 장착부(3D)는, 원통 형상으로 되어 있으며 외주에 수나사가 형성되어 있다. 이 장착부(3D)의 외주에 형성된 수나사는, 렌즈 마운트(4)의 렌즈 장착부(4B)에 형성된 암나사에 나사 결합하도록 구성되어 있다. 따라서, 렌즈 마운트(4)에 대하여 렌즈(3)를 회전시킴으로써, 렌즈(3)는 렌즈 마운트(4)에 대하여 상하로 변위(Z1, Z2방향으로 변위)하고, 이것에 의해 렌즈(3)[렌즈 본체(3A)]의 초점 조정을 행할 수 있다.
여기서 다시 도 6으로 되돌아가서, 조정 장치(10)의 설명을 계속한다.
렌즈 위치 조정 기구는, 기판(2)이 파지 기구(27)에 의해 그 이동이 규제된 상태에서, 렌즈(3)를 화상 입력 센서(5)에 대하여 이동시킴으로써, 화상 입력 센서(5)에 대한 화상 입력 범위의 조정[렌즈(3)의 위치 조정]을 행하는 것이다. 본 실시예에서는, 렌즈(3)가 렌즈 마운트(4)에 장착된 상태에서, 렌즈 마운트(4)를 이동함으로써 렌즈(3)를 이동시키고, 이것에 의해 화상 입력 범위의 조정을 행하는 구성으로 하고 있다.
따라서, 렌즈 위치 조정 기구는, 상기한 걸어맞춤 부재 이동 기구와 동일 구성으로 되어 있다. 즉, 렌즈 위치 조정 기구는, 렌즈 이동 기구(20), 핸드 구동 기구(24) 및 1쌍의 핸드(25)에 의해 구성되어 있다. 이 구성으로 함으로써, 렌즈 위치 조정 기구와 걸어맞춤 부재 이동 기구를 별개로 설치하는 구성에 비해서 부품수의 삭감, 조정 장치(10)의 소형화, 및 비용 저감을 도모할 수 있다.
초점 조정 기구는, 초점 조정용 모터(22) 및 렌즈 회전 부재(30)에 의해 구성되어 있다. 이 초점 조정 기구는, 파지 기구(27)에 의해 기판(2)의 이동이 규제된 상태에서, 화상 입력 센서(5)에 대하여 렌즈(3)의 초점 조정을 행하는 기능을 발휘하는 것이다.
초점 조정용 모터(22)는, 상기한 지주(21)의 상부에 배치되어 있다. 따라서, 초점 조정용 모터(22)는 렌즈 이동 기구(20)에 의해 핸드 구동 기구(24) 및 핸드(25)와 일체적으로 이동하는 구성으로 되어 있다. 이 초점 조정용 모터(22)의 출력축은 하방을 향해서 연장되어 있으며, 그 단부(端部)에는 기어(23)가 설치되어 있다. 또한, 초점 조정용 모터(22)도 제어 장치(50)에 접속되어 있으며, 제어 장치(50)에 의해 그 회전이 제어되도록 구성되어 있다.
렌즈 회전 부재(30)는 렌즈(3)에 장착되는 것이다. 도 16은 렌즈 회전 부재(30)를 확대해서 도시하고 있다. 도 16의 (A)는 렌즈 회전 부재(30)의 정면도이고, 도 16의 (B)는 렌즈 회전 부재(30)의 저면도이다. 렌즈 회전 부재(30)는, 장착부(31), 치차부(32), 걸어맞춤 볼록부(33) 및 장착 구멍(34)을 일체적으로 형성한 구성으로 되어 있다.
장착부(31)는 원통 형상을 가지고 있으며, 그 내부에 렌즈(3)가 삽입 장착되는 장착 구멍(34)이 형성되어 있다. 또한, 장착부(31)의 저면은, 렌즈 회전 부재(30)를 렌즈(3)에 장착했을 때에 테두리부(3C)와 접촉하도록 구성되어 있다.
이 장착부(31)의 저면에는, 반경 방향으로 연장되는 걸어맞춤 볼록부(33)가 90도 간격으로 4개 형성되어 있다. 이 걸어맞춤 볼록부(33)는, 렌즈(3)의 테두리부(3C)에 형성된 회전용 홈(3E)과 대응하도록 구성되어 있다. 따라서, 렌즈 회전 부재(30)가 렌즈(3)에 장착되었을 때, 걸어맞춤 볼록부(33)는 회전용 홈(3E)에 걸어 맞춰지도록 구성되어 있다.
치차부(32)는, 장착부(31)의 상부에 배치되어 있다. 이 치차부(32)는, 상기한 초점 조정용 모터(22)의 기어(23)와 맞물리도록 구성되어 있다. 따라서, 핸드(25)에 의해 렌즈 마운트(4)가 고정된 상태에서, 초점 조정용 모터(22), 기어(23), 렌즈 회전 부재(30)를 통해 렌즈(3)를 회전시킴으로써, 렌즈(3)는 렌즈 마운트(4)에 대하여 상하로 변위한다. 이때, 치차부(32)의 기어 이(gear teeth) 수는 기어(23)의 기어 이 수보다도 많게 설정되어 있기 때문에, 초점 조정용 모터(22)의 회전은 감속되고 회전 토크는 증대된다. 이에 따라, 렌즈 마운트(4)에 대하여 렌 즈(3)를 안정적으로 회전시키는 것이 가능해진다.
제어 장치(50)는, 상기한 기판 이동 기구(12), 기판 이동 규제 기구, 걸어맞춤 부재 이동 기구(렌즈 위치 조정 기구), 제어 수단 및 초점 조정 기구 등을 구동제어한다. 또, 제어 장치(50)의 구체적인 제어 동작은, 이하 설명하는 화상 입력 모듈 조정 방법의 설명에 있어서 아울러 설명하는 것으로 한다.
다음으로 도 7 내지 도 20을 이용하여, 상기 구성으로 된 조정 장치(10)를 이용한 화상 입력 모듈 조정 방법에 대해서 설명한다. 또, 도 7 내지 도 20에서, 도 6에 도시한 구성과 동일 구성에 대해서는 동일 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다. 또한, 도 7 내지 도 20에서, 제어 장치(50)의 도시는 생략하는 것으로 한다.
조정 장치(10)를 이용하여 화상 입력 모듈(1)의 조정 처리를 행하기 위해서는, 우선 화상 입력 센서(5) 및 커넥터(6)가 미리 탑재된 기판(2)을 조정 장치(10)에 탑재한다. 구체적으로는, 도 7의 (A) 및 도 7의 (B)에 도시하는 바와 같이, 커넥터(6)를 장치측 커넥터(18)에 장착함으로써, 기판(2)을 조정 장치(10)의 기판 이동 기구(12)에 탑재한다. 이때, 기판 이동 기구(12) 상에 있어서의 기판(2)의 탑재 위치는, 기판(2)에 탑재된 화상 입력 센서(5)의 위치가, 설계상의 정규의 화상 입력 센서(5)의 탑재 위치에 대하여, 조금 어긋난 위치가 되도록 설정되어 있다.
이 기판(2)이 기판 이동 기구(12) 상에 탑재된 상태에서는, 렌즈 마운트(4) 및 렌즈 회전 부재(30)는 조정 장치(10)로부터 떼어내진 상태로 되어 있다. 또한, 제어 장치(50)는, 파지 기구(27)에 의한 연장 아암(28)의 클램프를 해제한 상태로 하고 있으며, 또한 렌즈 이동 기구(20)는 정지되고, 핸드 구동 기구(24)는 1쌍의 핸드(25)를 개방한 상태에서 정지되어 있으며, 또한 초점 조정용 모터(22)도 정지된 상태로 되어 있다.
기판(2)이 기판 이동 기구(12)[조정 장치(10)]에 탑재되면, 계속해서 도 8의 (A) 및 도 8의 (B)에 도시하는 바와 같이, 기판(2)의 상면에 렌즈(3)가 탑재된다. 이때, 렌즈(3)는 렌즈 마운트(4)에 장착된 상태에서, 렌즈 마운트(4)와 함께 기판(2)의 상면에 탑재된다.
또한, 걸어맞춤 부재가 되는 렌즈 마운트(4)가 기판(2)의 상면에 장착된 상태에서, 위치 조정 부품이 되는 화상 입력 센서(5)는, 렌즈 마운트(4)의 저면에 형성된 내부 공간부(4C)의 내부에 위치하도록 장착 위치가 선정되어 있다. 또, 렌즈(3)의 장착부(3D)는 렌즈 마운트(4)의 렌즈 장착부(4B)에 나사식으로 부착된 상태에서 기판(2)의 상면에 장착되지만, 이 시점에서는 렌즈(3)의 초점 조정은 행해지고 있지 않다.
렌즈(3) 및 렌즈 마운트(4)가 기판(2)의 상면에 장착되면, 도 9의 (A) 및 도 9의 (B)에 도시하는 바와 같이, 제어 장치(50)는 핸드 구동 기구(24)를 구동하여 1쌍의 핸드(25)에 의해 렌즈 마운트(4)를 협지(挾持)한다. 이에 따라, 렌즈 마운트(4)는 핸드(25) 및 핸드 구동 기구(24)에 의해 고정된 상태(이하, 이 상태를 렌즈 마운트 고정 상태라고 말한다)가 된다.
그러나, 이 렌즈 마운트 고정 상태에 있어서, 기판 이동 기구(12)에 의해 기판(2)은 도면 중 화살표 X1, X2방향 및 Y1, Y2방향(평면 방향)으로 이동 가능한 상 태로 되어 있다. 즉, 기판(2)은 렌즈(3)[렌즈 마운트(4)]에 대하여 이동 가능한 상태로 되어 있다.
도 12는 1쌍의 핸드(25)[제1 핸드(25A) 및 제2 핸드(25B)]가 렌즈 마운트(4)를 파지한 상태를 도시하고 있다. 도 12에 도시하는 바와 같이, 제2 핸드(25B)에는, 삼각 홈(26)이 형성되어 있으며, 렌즈 마운트(4)는 이 삼각 홈(26) 내에서 위치 결정되도록 구성되어 있다. 따라서, 제1 및 제2 핸드(25A, 25B)로 렌즈 마운트(4)를 파지한 상태에 있어서, 렌즈 마운트(4)는 3점 P1∼P3에 있어서 지지(고정)된 상태가 된다.
또한, 상기한 바와 같이 렌즈 마운트(4)의 단면 외형은 정밀도가 높은 원형으로 되어 있다. 이 때문에, 렌즈 마운트(4)는 제1 및 제2 핸드(25A, 25B)에 고 정밀도로 위치 결정되어 지지(고정)된다. 이때, 제1 및 제2 핸드(25A, 25B)가 렌즈 마운트(4)를 파지할 때의 위치 어긋남(ΔX6, ΔY6)은 ΔX6=±0.005 ㎜ 정도, ΔY6=±0.005 ㎜ 정도로 작은 값이다.
상기한 바와 같이 렌즈 마운트(4)가 1쌍의 핸드(25)에 파지되면, 제어 장치(50)는 렌즈 이동 기구(20)를 구동하여 렌즈 마운트(4)를 이동시킨다. 상기한 바와 같이 기판(2)에 설치된 화상 입력 센서(5)는, 렌즈 마운트(4)의 저부에 형성된 내부 공간부(4C) 내에 위치하고 있기 때문에, 렌즈 마운트(4)가 화살표 X2, Y2방향으로 이동함으로써, 직사각형 형상인 화상 입력 센서(5)의 직교하는 외주 2변은, 렌즈 마운트(4)에 형성된 X방향측 벽부(4D) 및 Y방향측 벽부(4E)와 맞닿는다. 이에 따라, 렌즈 마운트(4)와 화상 입력 센서(5)는 걸어 맞춰진 상태가 된다.
화상 입력 센서(5)가 실장되어 있는 기판(2)은, 기판 이동 기구(12)가 파지 기구(27)에 의해 이동 규제되어 있지 않기 때문에, 조정 장치(10) 내에서 평면 방향으로 자유롭게 변위할 수 있는 상태로 되어 있다. 이 때문에, 렌즈 마운트(4)[구체적으로는, X방향측 벽부(4D) 및 Y방향측 벽부(4E)]가 화상 입력 센서(5)와 걸어맞춰지고, 또한 렌즈 마운트(4)가 이동함으로써, 화상 입력 센서(5)는 렌즈 마운트(4)에 이동 압박된다. 따라서 기판(2)은, 렌즈 마운트(4)의 이동과 함께 이동한다.
제어 장치(50)는 렌즈 이동 기구(20)의 구동 제어를 행함으로써, 화상 입력 센서(5)가 소정의 조정 초기 위치로 이동할 때까지 기판(2)의 이동을 계속한다. 화상 입력 센서(5)가 조정 초기 위치까지 이동하면, 제어 장치(50)는 렌즈 이동 기구(20)에 의한 렌즈 마운트(4)의 이동을 정지시킨다.
계속해서 제어 장치(50)는 파지 기구(27)를 구동하여, 도 13에 도시하는 바와 같이 연장 아암(28)을 파지 기구(27)로 클램프한다. 이에 따라, 기판(2)의 이동은 규제되고, 화상 입력 센서(5)는 조정 초기 위치에 고정된 상태가 된다. 이와 같이, 화상 입력 센서(5)가 조정 초기 위치에 고정됨으로써, 화상 입력 센서(5)와 조정 장치(10)에 형성된 조정용 패턴(17)은 위치 결정된 상태가 된다.
도 11은 화상 입력 센서(5)를 확대해서 도시하고 있다. 도 11에 도시하는 바와 같이, 화상 입력 센서(5)는, 다이(5A)[웨이퍼를 다이싱하여 개편화(個片化)된 반도체 칩]의 상면에 회로 형성 영역(5B)이 설치된 구성으로 되어 있다. 이 다이(5A)의 중심 위치와, 회로 형성 영역(5B)의 중심 위치는 일치하는 것이 바람직하 지만, 다이싱의 정밀도 등에 의해, 다이(5A)의 중심 위치와 회로 형성 영역(5B) 의 중심 위치 사이에는 어긋남(ΔX4, ΔY4)이 발생한다. 이 어긋남의 크기는, 예컨대 ΔX4=±0.025 ㎜ 정도, ΔY4=±0.025 ㎜ 정도이다.
여기서, 화상 입력 센서(5)와 조정용 패턴(17) 사이에 발생하는 위치 어긋남에 대해서, 종래의 조정 장치(100)[도 1 참조]와 비교하면서 설명한다.
도 1을 이용하여 설명한 조정 장치(100)에서는, 조정용 패턴(17)에 대한 화상 입력 센서(5)의 위치 어긋남량의 최대치(ΔXmax1, ΔYmax1)는, 설계 센서 위치(DP1)에 대한 화상 입력 센서(5)의 탑재 위치의 실장 오차(ΔX1=±0.1 ㎜ 정도, ΔY1=±0.1 ㎜ 정도)와, 설계 커넥터 위치(DP2)에 대한 커넥터(6)의 실장 오차(ΔX2=±0.1 ㎜ 정도, ΔY2=±0.1 ㎜ 정도)와, 커넥터 끼워맞춤 갭(ΔX3=±0.05 ㎜ 정도, ΔY3=±0.05 ㎜ 정도)를 합계한 값이 된다. 구체적으로는, ΔXmax1=ΔX1+ΔX2+ΔX3=±0.25 ㎜, ΔYmax1=ΔY1+ΔY2+ΔY3=±0.25 ㎜로 큰 값이 된다.
이에 대하여 본 실시예에서는, 조정용 패턴(17)에 대한 화상 입력 센서(5)의 위치 어긋남량의 최대치(ΔXmax2, ΔYmax2)는, 다이(5A)의 중심 위치와 회로 형성 영역(5B)의 중심 위치 사이의 어긋남(ΔX4=±0.025 ㎜ 정도, ΔY4=±0.025 ㎜ 정도)과, 렌즈 마운트(4)의 제조 변동(ΔX5=±0.02 ㎜ 정도, ΔY5=±0.02 ㎜ 정도)과, 고정 시에 있어서의 어긋남량(ΔX6=±0.005 ㎜ 정도, ΔY6=±0.005 ㎜ 정도)을 합계한 값이 된다. 구체적으로는, ΔXmax2=ΔX4+ΔX5+ΔX6=±0.05 ㎜, ΔYmax2=ΔY4+ΔY5+ΔY6=±0.05 ㎜가 된다. 따라서, 종래에 비해서 조정용 패턴(17)에 대하여 화상 입력 센서(5)를 고 정밀도로 위치 결정할 수 있어, 조정용 패턴(17)을 이용하 여 실시되는 후술하는 화상 입력 범위의 조정 및 초점 조정을 고 정밀도로 행하는 것이 가능해진다.
상기한 바와 같이 조정용 패턴(17)에 대한 화상 입력 센서(5)의 위치 결정이 종료되면, 제어 장치(50)는 파지 기구(27)에 의해 기판(2)의 이동을 규제한 상태를 유지하면서, 렌즈 이동 기구(20)를 구동하여 1쌍의 핸드(25)에 의해 파지된 렌즈 마운트(4)를 기판(2) 상에서 평면 이동시킨다. 렌즈 마운트(4)에는 렌즈(3)가 장착되어 있기 때문에, 조정용 패턴(17)에 설치되어 있는 화상 입력 범위 조정용 패턴을 화상 입력 센서(5)가 촬상하고, 그 촬상 데이터로부터 화상 입력 센서(5)의 화상 입력 범위의 조정이 행해진다. 도 14는 이 화상 입력 범위의 조정이 행해지고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
화상 입력 범위의 조정 처리가 종료되면, 계속해서 렌즈(3)의 화상 입력 센서(5)에 대한 초점 조정 처리가 행해진다. 이 초점 조정 처리를 행하기 위해서는, 우선 렌즈(3)에 렌즈 회전 부재(30)를 장착한다.
상기한 바와 같이 렌즈 회전 부재(30)의 장착부(31)의 하단부에는 렌즈(3)의 회전용 홈(3E)과 걸어 맞춰지는 걸어맞춤 볼록부(33)가 형성되어 있다. 또한, 렌즈 회전 부재(30)에는 치차부(32)가 설치되어 있으며, 이 치차부(32)는 렌즈 회전 부재(30)를 렌즈(3)에 장착한 상태에서 기어(23)와 맞물리는 구성으로 되어 있다. 따라서, 렌즈 회전 부재(30)는, 초점 조정용 모터(22)가 회전 구동함으로써 회전한다.
또한, 렌즈 회전 부재(30)의 무게는, 장착부(3D)와 렌즈 장착부(4B)와의 나 사 결합 부분에 부담을 가하지 않을 정도이며, 또한 자중으로 걸어맞춤 볼록부(33)가 회전용 홈(3E)에 걸어맞춰질 수 있는 무게로 설정되어 있다. 따라서, 도 18의 (A)에 도시하는 바와 같이, 렌즈 회전 부재(30)를 렌즈(3)에 장착한 시점에서 걸어맞춤 볼록부(33)가 회전용 홈(3E)에 걸어맞춰져 있지 않다고 해도, 초점 조정용 모터(22)에 의해 렌즈 회전 부재(30)가 회전함으로써, 도 18의 (B)에 도시하는 바와 같이 걸어맞춤 볼록부(33)는 회전용 홈(3E)에 근접하도록 회전해 가며, 그리고 도 18의 (C)에 도시하는 바와 같이, 렌즈 회전 부재(30)의 자중에 의해 걸어맞춤 볼록부(33)는 회전용 홈(3E)에 걸어 맞춰진다.
따라서, 걸어맞춤 볼록부(33)가 회전용 홈(3E)과 걸어 맞춰진 후는, 렌즈(3)는 렌즈 회전 부재(30)와 동기하여 회전을 행한다. 이때, 렌즈 마운트(4)는 1쌍의 핸드(25)에 의해 고정된 상태를 유지한다. 따라서, 렌즈(3)가 회전함으로써, 렌즈(3)는 회전량 및 회전 방향에 따라서 렌즈 마운트(4)에 대하여 상방 또는 하방으로 변위하고, 이에 따라 화상 입력 센서(5)에 대한 렌즈(3)[렌즈 본체(3A)]의 초점 조정을 행할 수 있다.
이때, 본 실시예에서는 초점 조정용 모터(22)의 회전력은, 기어(23)가 치차부(32)와 맞물리고, 또한 걸어맞춤 볼록부(33)가 회전용 홈(3E)과 걸어 맞춰짐으로써 렌즈(3)에 전달되기 때문에, 종래와 같이 회전 시에 미끄러짐이 발생하는 것과 같은 일은 없어, 일정한 회전 토크로 렌즈(3)를 회전시킬 수 있다. 따라서, 렌즈(3)의 장착부(3D)와 렌즈 마운트(4)의 렌즈 장착부(4B) 사이에 있어서의 나사의 마찰력이 큰 경우라도, 안정적으로 렌즈(3)를 회전시키는 것이 가능해진다.
또한 도 19에 도시하는 바와 같이, 렌즈 회전 부재(30)는 자중에 의해 렌즈(3)[테두리부(3C)]를 하방을 향해서 압박하고 있다(도 19에, 이 압박력을 화살표 F로 나타낸다). 이 압박력(F)은 렌즈 회전 부재(30)가 렌즈(3)[테두리부(3C)]로부터 부상하는 것을 저지하는 방향으로 작용한다. 따라서, 특별히 별개의 이탈 방지 기구를 설치하지 않고서, 걸어맞춤 볼록부(33)가 회전용 홈(3E)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이 구성에 의해서도 렌즈(3)의 안정된 회전을 실현할 수 있어, 안정된 초점 조정을 행할 수 있다.
상기한 바와 같이 초점 조정 처리가 종료되면, 계속해서 기판(2)에 대하여 렌즈 마운트(4)를 고정하고, 렌즈 마운트(4)에 대하여 렌즈(3)를 고정하는 고정 처리가 실시된다. 본 실시예에서는, 각처의 고정에 UV 접착제(40)를 이용하고 있다. 도 20은 UV 접착제(40)를 이용하여 기판(2)과 렌즈 마운트(4), 및 렌즈(3)와 렌즈 마운트(4)를 고정하고 있는 상태를 도시하고 있다.
UV 접착제(40)는, 예컨대 디스펜서를 이용하여 소정 위치에 도포된다. 또한, 도포된 UV 접착제(40)에 대해서는 UV 파이버(41)를 이용하여 UV 조사가 행해지고, 이에 따라 UV 접착제(40)는 고화된다. 이에 따라, 기판(2)과 렌즈 마운트(4) 및 렌즈(3)와 렌즈 마운트(4)는, UV 접착제(40)에 의해 접착 고정된다. 이때, 상기한 바와 같이 렌즈 회전 부재(30)의 자중에 의한 압박력(F)이 테두리부(3C)에 인가되기 때문에, 기판(2)과 렌즈 마운트(4) 사이, 및 렌즈(3)와 렌즈 마운트(4) 사이에 간극이 발생하는 일은 없으며, 따라서 완성된 화상 입력 모듈(1)에 있어서, 렌즈 마운트(4) 내에 외부의 빛이 침입하여 화상 품질이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 서술하였으나, 본 발명은 상기한 특정의 실시형태에 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에서, 여러 가지 변형·변경이 가능한 것이다.
예컨대, 상기한 실시예에서는 회전용 홈(3E) 및 걸어맞춤 볼록부(33)를 4개소에 설치하는 구성으로 하였으나, 이 회전용 홈(3E) 및 걸어맞춤 볼록부(33)는 본 실시예보다도 적은 2개소로 해도 좋다. 그러나, 회전용 홈(3E)과 걸어맞춤 볼록부(33)가 걸어 맞춰질 때까지의 회전체 동작을 보다 안정시키기 위해서 3개소 이상이 바람직하다.
또한, 렌즈(3)[렌즈 마운트(4)]의 기판(2) 상에의 장착 처리, 및 렌즈 회전 부재(30)를 렌즈(3)에 장착하는 처리를 자동화하는 것도 가능하다. 이 구성으로 함으로써, 보다 효율이 높은 조정 처리를 행하는 것이 가능해진다.
이상의 설명에 관해서, 이하의 항을 더 개시한다.
(부기 1)
화상 입력 센서가 탑재된 기판에 대하여 렌즈의 위치 조정 및 초점 조정을 행하는 화상 입력 모듈 조정 장치에 있어서,
상기 기판을 직교하는 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하게 탑재하는 기판 이동 기구와,
상기 기판 이동 기구에 의한 상기 기판의 이동을 규제하는 기판 이동 규제 기구와,
상기 기판 상에 설치된 위치 조정 부품과 걸어 맞춰지는 걸어맞춤 부재를 이 동시키는 걸어맞춤 부재 이동 기구와,
상기 기판 이동 규제 기구가 상기 기판의 이동을 허용한 상태에서 상기 걸어맞춤 부재 이동 기구를 구동함으로써, 상기 걸어맞춤 부재를 상기 위치 조정 부품에 걸어 맞추고, 상기 기판을 조정 초기 위치로 이동시키며, 상기 기판이 조정 초기 위치로 이동한 상태에서 상기 기판 이동 규제 기구에 의해 상기 기판의 이동을 규제하는 제어 수단과,
상기 기판의 이동이 규제된 상태에서, 상기 렌즈를 상기 화상 입력 센서에 대하여 이동시킴으로써 상기 렌즈의 위치 조정을 행하는 렌즈 위치 조정 기구와,
상기 기판의 이동이 규제된 상태에서, 상기 화상 입력 센서에 대하여 상기 렌즈의 초점 조정을 행하는 초점 조정 기구
를 갖는 화상 입력 모듈 조정 장치.
(부기 2)
상기 위치 조정 부품으로서 화상 입력 센서를 이용한 부기 1에 기재된 화상 입력 모듈 조정 장치.
(부기 3)
상기 걸어맞춤 부재로서, 상기 렌즈를 유지하고, 상기 화상 입력 센서와 걸어 맞춰지는 걸어맞춤 공간부가 내부에 형성된 렌즈 마운트를 이용한 부기 2에 기재된 화상 입력 모듈 조정 장치.
(부기 4)
상기 걸어맞춤 부재 이동 기구는, 상기 렌즈 마운트를 협지(挾持)하는 1쌍의 핸드를 가지며, 또한, 상기 1쌍의 핸드는 상기 렌즈 마운트를 3점 지지하는 구성으로 한 부기 2 또는 3에 기재된 화상 입력 모듈 조정 장치.
(부기 5)
상기 렌즈 위치 조정 기구로서 상기 걸어맞춤 부재 이동 기구를 이용하고, 상기 렌즈 마운트를 상기 화상 입력 센서에 대하여 이동시킴으로써 상기 렌즈의 위치 조정을 행하는 구성으로 한 부기 3 또는 4에 기재된 화상 입력 모듈 조정 장치.
(부기 6)
상기 초점 조정 기구는,
상기 렌즈에 형성된 요철과 걸어 맞춰지는 걸어맞춤부를 가지며 상기 렌즈에 장착되는 렌즈 회전 부재와,
상기 렌즈 회전 부재를 회전 구동시키는 구동 장치
를 갖는 부기 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 화상 입력 모듈 조정 장치.
(부기 7)
상기 렌즈 회전 부재는, 상기 렌즈가 장착되는 장착부와, 상기 장착부의 외주에 형성된 치차부에 의해 구성되고,
상기 구동 장치가 상기 치차부와 맞물림으로써 상기 렌즈 회전 부재를 회전시키는 구성으로 한 부기 6에 기재된 화상 입력 모듈 조정 장치.
(부기 8)
상기 초점 조정 기구는, 상기 렌즈 회전 부재를 상기 기판을 향해서 가압 압박하면서 회전 구동하는 부기 6 내지 8 중 어느 한 항에 기재된 화상 입력 모듈 조 정 장치.
(부기 9)
화상 입력 센서가 탑재된 기판에 대하여 렌즈를 위치 맞춤 및 초점 조정하는 화상 입력 모듈 조정 방법에 있어서,
상기 기판 상에 상기 렌즈를 유지한 렌즈 마운트를 적재하는 공정과,
상기 렌즈 마운트를 고정한 상태에서 상기 기판을 직교하는 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하게 함으로써, 상기 렌즈 마운트에 설치된 걸어맞춤부를 상기 기판에 설치된 위치 조정 부품에 걸어맞추고, 상기 기판을 조정 초기 위치로 이동시키는 공정과,
상기 조정 초기 위치로 이동한 상태에서 상기 기판의 이동을 규제하는 공정과,
이동이 규제된 상기 기판 상에서, 상기 렌즈 마운트를 X방향 및 Y방향으로 이동시킴으로써, 화상 입력 센서에 대하여 상기 렌즈의 위치 조정을 행하는 공정과,
상기 렌즈가 위치 조정된 상태에 있어서, 상기 렌즈의 초점 조정을 행하는 공정
을 갖는 화상 입력 모듈 조정 방법.
(부기 10)
상기 위치 조정 부품으로서 화상 입력 센서를 이용한 부기 8에 기재된 화상 입력 모듈 조정 방법.
(부기 11)
초점 조정을 행할 때, 상기 렌즈 회전 부재를 상기 기판을 향해서 가압 압박하는 부기 9 또는 10에 기재된 화상 입력 모듈 조정 장치.
도 1은 종래의 일례인 화상 입력 모듈 조정 장치를 설명하기 위한 구성도로서, (A)는 정면도, (B)는 측면도이다.
도 2는 화상 입력 센서의 실장 오차를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 커넥터의 실장 오차를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 커넥터의 끼워맞춤 갭을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 종래의 초점 조정 기구를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈 조정 장치를 설명하기 위한 구성도로서, (A)는 정면도, (B)는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이며, 기판을 화상 입력 모듈 조정 장치에 장착한 상태를 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이며, 렌즈를 기판 상에 장착한 상태를 도시하는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이며, 렌즈 마운트가 핸드에 의해 파지된 상태를 도시하는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈 조정 장치에서 이용하는 렌즈 마운트를 설명하기 위한 도면으로서, (A)는 종단면도, (B)는 저면도이다.
도 11은 화상 입력 센서에 발생하는 다이싱 어긋남을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 핸드에 의해 렌즈 마운트가 파지된 상태를 확대해서 도시하는 평면 도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이며, 기판 이동 기구가 파지 기구에 의해 이동이 규제된 상태를 도시하는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이며, 렌즈를 평면 이동시켜 화상 입력 범위를 조정하고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이며, 렌즈의 초점을 조정하고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈 조정 장치에서 이용하는 렌즈 회전 부재를 설명하기 위한 도면으로서, (A)는 정면도, (B)는 저면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈 조정 장치에서 이용하는 렌즈를 설명하기 위한 도면으로서, (A)는 평면도, (B)는 렌즈 마운트에 장착된 상태의 정면도이다.
도 18은 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이며, 렌즈 회전 부재에 의해 렌즈가 회전되는 모습을 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이며, 렌즈 회전 부재에 의해 렌즈가 기판을 향해서 압박되는 모습을 도시하는 도면이다.
도 20은 본 발명의 일 실시예인 화상 입력 모듈의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이며, UV 접착제로 렌즈와 렌즈 마운트 및 렌즈 마운트와 기판을 고정하고 있는 상태를 도시하는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 화상 입력 모듈 2: 기판
3: 렌즈 3A: 렌즈 본체
3B: 렌즈 홀더 3C: 테두리부
3D: 장착부 3E: 회전용 홈
4: 렌즈 마운트 4A: 마운트 본체
4B: 렌즈 장착부 4C: 내부 공간부
5: 화상 입력 센서 5A: 다이
6B: 센서부 6: 커넥터
10: 조정 장치 11: 베이스
12: 기판 이동 기구 13: X방향 이동대
14: Y방향 이동대 17: 조정용 패턴
18: 장치측 커넥터 20: 렌즈 이동 기구
22: 초점 조정용 모터 24: 핸드 구동 기구
25: 핸드 25A: 제1 핸드
25B: 제2 핸드 26: 삼각 홈
27: 파지 기구 28: 연장 아암
30: 렌즈 회전 부재 31: 장착부
32: 치차부 33: 걸어맞춤 볼록부
34: 장착 구멍 40: UV 접착제
41: UV 파이버 50: 제어 장치

Claims (9)

  1. 화상 입력 센서가 탑재된 기판에 대하여 렌즈의 위치 조정 및 초점 조정을 행하는 화상 입력 모듈 조정 장치에 있어서,
    상기 기판을 직교하는 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하게 탑재하는 기판 이동 기구와,
    상기 기판 이동 기구에 의한 상기 기판의 이동을 규제하는 기판 이동 규제 기구와,
    상기 기판 상에 설치된 위치 조정 부품과 걸어 맞춰지는 걸어맞춤 부재를 이동시키는 걸어맞춤 부재 이동 기구와,
    상기 기판 이동 규제 기구가 상기 기판의 이동을 허용한 상태에서 상기 걸어맞춤 부재 이동 기구를 구동함으로써, 상기 걸어맞춤 부재를 상기 위치 조정 부품에 걸어 맞추고, 상기 기판을 조정 초기 위치로 이동시키며, 상기 기판이 조정 초기 위치로 이동한 상태에서 상기 기판 이동 규제 기구에 의해 상기 기판의 이동을 규제하는 제어 수단과,
    상기 기판의 이동이 규제된 상태에서, 상기 렌즈를 상기 화상 입력 센서에 대하여 이동시킴으로써 상기 렌즈의 위치 조정을 행하는 렌즈 위치 조정 기구와,
    상기 기판의 이동이 규제된 상태에서, 상기 화상 입력 센서에 대하여 상기 렌즈의 초점 조정을 행하는 초점 조정 기구
    를 포함하는 화상 입력 모듈 조정 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 위치 조정 부품으로서 화상 입력 센서를 이용하는 것인 화상 입력 모듈 조정 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 걸어맞춤 부재로서, 상기 렌즈를 유지하며, 상기 화상 입력 센서와 걸어 맞춰지는 걸어맞춤 공간부가 내부에 형성된 렌즈 마운트를 이용하는 것인 화상 입력 모듈 조정 장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 걸어맞춤 부재 이동 기구는 상기 렌즈 마운트를 협지(挾持)하는 1쌍의 핸드를 가지며, 또한, 상기 1쌍의 핸드는 상기 렌즈 마운트를 3점 지지하는 구성으로 하는 것인 화상 입력 모듈 조정 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 렌즈 위치 조정 기구로서 상기 걸어맞춤 부재 이동 기구를 이용하고, 상기 렌즈 마운트를 상기 화상 입력 센서에 대하여 이동시킴으로써 상기 렌즈의 위치 조정을 행하는 구성으로 하는 것인 화상 입력 모듈 조정 장치.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초점 조정 기구는,
    상기 렌즈에 형성된 요철과 걸어 맞춰지는 걸어맞춤부를 가지며 상기 렌즈에 장착되는 렌즈 회전 부재와,
    상기 렌즈 회전 부재를 회전 구동하는 구동 장치
    를 포함하는 것인 화상 입력 모듈 조정 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 렌즈 회전 부재는, 상기 렌즈가 장착되는 장착부와, 상기 장착부의 외주에 형성된 치차부에 의해 구성되고,
    상기 구동 장치는 상기 치차부와 맞물림으로써 상기 렌즈 회전 부재를 회전시키는 구성으로 하는 것인 화상 입력 모듈 조정 장치.
  8. 제6항에 있어서, 상기 초점 조정 기구는, 상기 렌즈 회전 부재를 상기 기판을 향해서 가압 압박하면서 회전 구동시키는 것인 화상 입력 모듈 조정 장치.
  9. 화상 입력 센서가 탑재된 기판에 대하여 렌즈를 위치 맞춤 및 초점 조정하는 화상 입력 모듈 조정 방법에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 렌즈를 유지한 렌즈 마운트를 적재하는 공정과,
    상기 렌즈 마운트를 고정한 상태에서 상기 기판을 직교하는 X방향 및 Y방향으로 이동 가능하게 함으로써, 상기 렌즈 마운트에 설치된 걸어맞춤부를 상기 기판에 설치된 위치 조정 부품에 걸어 맞추고, 상기 기판을 조정 초기 위치로 이동시키는 공정과,
    상기 조정 초기 위치로 이동한 상태에서 상기 기판의 이동을 규제하는 공정과,
    이동이 규제된 상기 기판 상에서, 상기 렌즈 마운트를 X방향 및 Y방향으로 이동시킴으로써, 화상 입력 센서에 대하여 상기 렌즈의 위치 조정을 행하는 공정과,
    상기 렌즈가 위치 조정된 상태에 있어서, 상기 렌즈의 초점 조정을 행하는 공정
    을 포함하는 화상 입력 모듈 조정 방법.
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