WO2014065058A1 - 光学部材搬送装置 - Google Patents

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WO2014065058A1
WO2014065058A1 PCT/JP2013/075689 JP2013075689W WO2014065058A1 WO 2014065058 A1 WO2014065058 A1 WO 2014065058A1 JP 2013075689 W JP2013075689 W JP 2013075689W WO 2014065058 A1 WO2014065058 A1 WO 2014065058A1
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optical member
unit
lens
tilt
lens unit
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PCT/JP2013/075689
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真司 海岡
顕敏 生野
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シャープ株式会社
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    • H01L2224/732Location after the connecting process
    • H01L2224/73251Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265Layer and wire connectors

Definitions

  • the present invention relates to an optical member transport device for positioning a lens for a camera module mounted on an electronic device such as a mobile phone, and in particular, a lens unit having an imaging lens is connected to the imaging sensor unit.
  • the present invention relates to an optical member transport device that can be positioned more accurately.
  • Camera modules are now installed in various electronic devices such as mobile phones and smartphones.
  • lens driving devices that is, actuators, such as stepping motors, piezoelectric elements, and VCMs (Voice Coil Motor: voice coil motors), which are already on the market.
  • actuators such as stepping motors, piezoelectric elements, and VCMs (Voice Coil Motor: voice coil motors)
  • VCMs Voice Coil Motor: voice coil motors
  • a camera module uses an adhesive resin while aligning a lens part in which a lens unit is pre-installed in an actuator unit to a sensor part in which a sensor chip, wiring wire, cover glass, sensor cover, etc. are incorporated in a substrate. To be manufactured.
  • the lens portion is evacuated by the suction head 114 and illuminated from the back side by the ring illumination 117, and image recognition of the edge 103 e of the lens barrel 103 and the edge 102 e of the retainer 102 is performed as an image.
  • image recognition of the edge 103 e of the lens barrel 103 and the edge 102 e of the retainer 102 is performed as an image.
  • the apparatus is mounted on a sensor unit to which an adhesive resin has been applied in advance while aligning with an effective pixel area of an image sensor chip that has been recognized by the recognition camera unit 116 and similarly performed image recognition.
  • Patent Document 1 also discloses the above-described alignment method.
  • Patent Document 1 discloses an electronic component mounting apparatus for mounting the electronic component 203 shown in FIG. 25 on a circuit board (not shown).
  • the electronic component mounting apparatus 220 includes columns 221a and 221b that are integrally formed with the head unit, and an imaging surface that is attached to the tip of the column 221a and is opposite to the suction surface of the electronic component 203 that is sucked by the suction nozzle column 212b.
  • the CCD camera 222 that captures the image from obliquely below, and the illumination 223 that is attached to the tip of the column 221b and that illuminates illumination light on the lower surface of the electronic component 203 that is adsorbed by the adsorption nozzle 212b.
  • the illumination 223 irradiates the electronic component 203 obliquely from below with respect to the CCD camera 222 from a line-symmetric position around the axis of the suction head 212a.
  • Reference numeral 224 denotes a path of light emitted from the illumination 223.
  • the CCD camera 222 receives the reflected light reflected from the lower surface of the electronic component 203.
  • the image acquired by the CCD camera 222 is subjected to image processing, an edge point in the image is extracted to generate an edge image, the outer edge of the electronic component 203 is grasped from the generated edge image, and the positional deviation is confirmed. .
  • Patent Document 2 discloses a technique for performing tilt correction by trying to abut and fit parts together.
  • Japanese Patent Publication Japanese Patent Laid-Open No. 2012-33734 (Released on February 16, 2012)”
  • the lens barrel wall thickness may be designed to be 200 ⁇ m or less in order to meet the demand for miniaturization while ensuring the camera performance. Therefore, compared with a molded product having a wall thickness of 300 ⁇ m or more, the ratio of the angle R to the flat part such as the edge of the bottom surface of the lens barrel is increased, so that the edge image is becoming unclear.
  • the resin that adheres the lens barrel to the retainer that supports the lens unit is easily affected by adhesion to the bottom surface of the lens barrel, when the lens barrel bottom portion is image-recognized as shown in FIGS. There is a concern that a deviation of about 100 ⁇ m from the actual center position may result in inadequate accuracy and a defective product.
  • the lens unit has also been downsized.
  • the lens barrel and retainer have become smaller and thinner, and the surface and edge conditions have become unstable. Since the fixing agent that fixes the lens to the retainer has overflowed the lens barrel on the surface and edges of the retainer, there is a concern that when the lens barrel bottom surface is image-recognized, misrecognition increases and accurate mounting becomes difficult. Is done. According to the study by the inventors of the present application, although a slight improvement was seen by changing the illumination incident angle, it was found that further improvement was necessary to ensure accurate alignment. It was.
  • the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to accurately position and mount a lens part having a highly flexible design and shape on the sensor part in order to reduce the size. It is an object of the present invention to provide an optical member conveying apparatus that enables the above.
  • an optical member transport device includes: An optical member transport device that transports and aligns an optical member incorporating a lens at a predetermined position on the light incident side of a sensor unit having a photoelectric conversion unit, (I) a suction head that changes the position and orientation of the optical member while holding the optical member by being attracted to the top surface, which is the outer surface on the light incident side of the optical member, and the top surface of the optical member (Ii) a holding device having at least one of a chucking or suction device that changes the position and posture of the optical member while holding the optical member in contact with an adjacent side surface; In a state where the optical member is held by the holding means, In the state where a light emitting element that irradiates light from above the top surface is provided toward an opening hole for light incidence provided on the top surface of the optical member, the optical member is irradiated with light from the light emitting element.
  • the holding means is controlled so that the optical member is mounted at the pre
  • the lens unit by illuminating the lens unit from the top surface while sucking the top surface, it is possible to recognize the image of the edge of the lens opening hole and to recognize the image at an accurate optical axis position.
  • the restrictions on downsizing the camera module can be removed, and the lens barrel tube portion may not be visible from the back surface of the lens portion, or the resin may be applied to the lens portion back surface edge.
  • Even if there is a tilt in the lens unit it can be corrected when mounted on the sensor unit. If it can be corrected, the performance management value of the member can be relaxed. If it can be mitigated, it will be possible to reduce costs and use various products.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ shown in FIG. 1 showing a state where the camera module of FIG. 1 is cut.
  • the perspective view of the lens part (actuator with a lens unit) with which the camera module of FIG. 1 is equipped is shown. It is a side (back surface) figure of the lens part (actuator with a lens unit) with which the camera module of FIG. 1 is equipped.
  • the suction head with LED illumination provided in the optical transport device according to one aspect of the present invention, the lens unit (actuator with lens unit) provided in the camera module of FIG. 1, and the image recognition device provided in the optical transport device. It is a side view which shows the positional relationship with a camera unit.
  • the suction head with LED illumination provided in the optical conveyance device according to one embodiment of the present invention, the lens unit (actuator with lens unit) provided in the camera module of FIG. 1, and the image recognition device provided in the optical conveyance device. It is sectional drawing which shows the positional relationship with a camera unit.
  • a suction head with LED illumination provided in the optical transport device according to one aspect of the present invention, a lens unit (actuator with lens unit) provided in the camera module of FIG.
  • FIG. 6 is a perspective view of a camera module in a state where a lens unit that is conveyed and aligned by an optical conveyance device according to an embodiment of the present invention is temporarily mounted on a sensor unit.
  • a suction head with LED illumination provided in an optical transport device according to an embodiment of the present invention, a lens unit (actuator with a lens unit) and a sensor unit provided in the camera module of FIG. 1, and the optical transport device. It is a perspective view which shows the positional relationship with a chart and a chucking or suction device.
  • a suction head with LED illumination provided in an optical transport device according to an embodiment of the present invention, a lens unit (actuator with a lens unit) and a sensor unit provided in the camera module of FIG. 1, and the optical transport device.
  • the positional relationship of the LED illumination built-in suction head with an aperture hole with which the optical conveyance apparatus of one form of this invention is equipped, the lens part (actuator with a lens unit) with which the camera module of FIG. 1 is equipped, and a MTF measuring device is shown. It is a perspective view.
  • a suction head with LED illumination provided in an optical transport device a lens unit (actuator with a lens unit) and a sensor unit provided in the camera module of FIG. 1, and the optical transport device.
  • a suction head with LED illumination provided in an optical transport device according to an embodiment of the present invention, a lens unit (actuator with a lens unit) provided in the camera module of FIG. 1, and a tilt measuring device provided in the optical transport device FIG.
  • a camera module including a lens unit that is a target to be conveyed by the optical member conveyance device will be described.
  • FIG. 1 is a perspective view of a camera module 40 obtained by transporting a lens unit by the optical member transport device of the present embodiment and aligning and fixing the lens unit to the sensor unit.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the camera module 40 taken along the cutting line AA ′ shown in FIG.
  • the configuration of the camera module 40 will be described first, and then a method of conveying the lens unit and aligning it with the sensor unit will be described.
  • the camera module 40 uses a well-known bonding means such as an ultraviolet curable resin at the bonding portion between the lens unit 50 (optical member) and the sensor unit 60. It is a module that is bonded and fixed. As shown in FIG. 1, the lens unit 50 is disposed on the top surface side of the camera module 40, and the sensor unit 60 is the side opposite to the top surface side of the camera module 40 (hereinafter referred to as the back surface side). ).
  • the lens unit 50 has a configuration in which the actuator unit 4 is an outer shell, and an opening 4 a provided in the actuator unit 4 is formed on the top surface of the camera module 40, and light is transmitted to the inside of the camera module 40. Can be incorporated into.
  • the lens unit 50 will be described in detail with reference to FIG. 2.
  • the lens unit 1 is incorporated in the actuator unit 4, and the lens unit 1 includes an imaging lens 71, a lens barrel 3 that houses the imaging lens 71, and the like.
  • the retainer 2 is a lens ball press ring for holding the imaging lens 71 inside the lens barrel 3.
  • the lens barrel 3 has a cylindrical structure, and the back surface side is opened relatively large so that the imaging lens 71 can be inserted into the cylinder.
  • an opening hole 3a having a smaller diameter than the diameter of the imaging lens 71 is formed on the top surface side of the lens barrel 3, and the central axis of the opening hole 3a and the opening 4a provided in the actuator unit 4 are formed.
  • the central axes coincide with each other, and light taken from the opening 4 a provided in the actuator unit 4 passes through the opening hole 3 a of the lens barrel 3 and enters the imaging lens 71 from the top surface side.
  • the actuator unit 4 is equipped with an actuator (not shown), and the lens unit 1 can be moved in a direction perpendicular to the optical axis of the imaging lens 71 and can be moved in parallel along the optical axis. it can. As a result, autofocus and camera shake correction can be realized.
  • the lens unit 50 can have other configurations. That is, the lens unit 50 only needs to include at least the imaging lens 71, and other configurations are arbitrary, and the lens unit 50 may lack at least one of the above-described configurations other than the imaging lens 71. On the contrary, it is possible to have a configuration not described above. In short, since the present invention is characterized by the alignment of the optical system including the imaging lens 71 and the imaging system including the imaging sensor chip, the specific components of the optical system and the imaging system are described above. The configuration is not limited.
  • FIG. 3 is a perspective view showing a state in which only the lens unit 50 is separated
  • FIG. 4 is a back view of the lens unit 50 shown in FIG. 3 viewed from the back side.
  • the back surface side of the actuator unit 4 has a large opening
  • the outer edge 4ee of the actuator unit 4 is the outermost position
  • the inner edge 4e of the actuator unit 4 is The outer edge 3ee of the lens barrel 3, the inner edge 3e of the lens barrel 3, the outer edge 2ee of the retainer 2, the inner edge 2e of the retainer 2, and the imaging lens 71 in this order are the optical axis center C of the lens unit 50. It is arranged toward.
  • the lens aperture aperture is the same as the aperture 3a of the lens barrel.
  • the lens aperture aperture is a lens. This is a hole in the internal diaphragm. The outer edge 12 will be described later.
  • the sensor unit 60 As shown in FIGS. 1 and 2, the sensor unit 60 is bonded and fixed using the back surface side of the actuator unit 4 of the lens unit 50 and the bonding portion 5.
  • the sensor unit 60 includes a substrate 10 on which an imaging sensor chip to be described later is mounted, and a sensor cover 6, and the top surface side of the sensor cover 6 is connected to the back surface side of the actuator unit 4 of the lens unit 50 via an adhesive. Opposite.
  • FIG. 5 is a perspective view showing a state in which only the sensor unit 60 is separated from the camera module 40 of FIG. 1
  • FIG. 6 is a state in which the sensor unit 60 is cut along the cutting line AA ′ shown in FIG. It is arrow sectional drawing which showed.
  • the cross section shown in FIG. 6 is the same as the cross section of the sensor unit 60 shown in FIG.
  • the sensor unit 60 has a configuration in which the imaging sensor chip 8, the wiring wire 11, the cover glass 7, and the sensor cover 6 are mounted on the substrate 10.
  • the imaging sensor chip 8 is bonded and fixed to the surface of the substrate 10 with an adhesive resin 9.
  • the imaging sensor chip 8 defines an effective pixel area 8s, and the camera module 40 (FIG. 1) photoelectrically converts light received in the effective pixel area 8s.
  • the lens unit 50 needs to make light incident on the effective pixel area 8 s of the imaging sensor chip 8.
  • the optical member conveyance device of the present embodiment can be accurately aligned with the lens unit 50 and the sensor unit 60 by including the configuration described later.
  • the points of the present embodiment will be clarified while explaining the manufacture of the camera module, mainly the alignment between the lens unit 50 and the sensor unit 60 and the adhesion and fixing of both.
  • the lens unit 50 shown in FIG. 3 is aligned with the sensor unit 60 shown in FIG.
  • the optical member transport device 90 is used in the camera module assembling process to be fixed by the above.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the optical member transport device 90 for moving (transporting) the lens unit 50 to align with the sensor unit 60 (FIG. 5).
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ shown in FIG. 7 and 8 also illustrate the lens unit 50 that is a conveyance target.
  • the optical member transport device 90 of the present embodiment includes a lens unit suction unit 80, an image recognition camera unit 16, and a control unit 17 (control means).
  • the lens unit suction unit 80 is built in the lens unit suction head 14 which contacts the top surface of the lens unit 1 constituting the top surface of the lens unit 50 and vacuum-sucks the top surface of the lens unit 1, and the lens unit suction head 14.
  • the lens unit suction head 14 has a contact surface that contacts the top surface of the lens barrel 3 that constitutes the top surface of the lens unit 1, and a plurality of suction holes 14 a that communicate with the lens unit suction hose 15 are formed on the contact surface. ing.
  • the contact surface is brought into contact with the top surface of the lens barrel 3 and a suction device (not shown) is operated, the suction hole 14a sucks the top surface of the lens barrel 3, and the lens barrel 3 is coupled to the lens unit suction head 14. It becomes.
  • the lens unit suction head 14 is moved by a moving means (not shown), the lens unit 50 is also moved together with the lens barrel 3. Thereby, the lens unit 50 can be moved (adjusted) to a desired position and posture.
  • the lens unit suction head 14 is provided with a through hole 14b at a position overlapping the opening hole 3a of the lens barrel 3 when the contact surface is in contact with the top surface of the lens barrel 3.
  • the through-hole 14b Through the through-hole 14b, the light from the small LED illumination 13 disposed on the surface opposite to the connection surface of the lens unit suction head 14, that is, the top surface of the suction head 14, is transmitted to the connection surface of the lens unit suction head 14. Passes to the side, that is, the back side.
  • the small LED illumination 13 is disposed on the top surface of the suction head 14 and illuminates light from the top surface side toward the opening hole 3a of the lens barrel 3 of the lens unit 1 through the through hole 14b. Thereby, the light reflects the light that has passed through the imaging lens 71 from the opening hole 3a and has passed through the back surface side of the imaging lens 71.
  • FIG. 8 shows the outer edge 12 of the light region projected on the back side of the imaging lens 71.
  • the outer edge 12 is the outer edge 12 described in FIG.
  • the small LED illumination 13 is not particularly limited in structure as long as such a configuration can be realized.
  • the light emitting portion of the small LED illumination 13 is inserted into the through hole 14b. Thereby, the light emitted from the light emitting part can be incident on the imaging lens 71 from the opening hole 3a without leaking.
  • the lens unit 50 is held and moved by the chucking or suction device 23 shown in FIGS. 15, 16, 19 and 20 in addition to the lens unit suction head 14.
  • the chucking or suction device 23 holds the lens unit 50 by being in contact with the side surface of the lens unit 50 (side surface of the actuator unit 4) and sandwiching or sucking from both sides.
  • the lens unit suction head 19 shown in FIGS. 11, 12, 17, and 18 can be provided.
  • the structural differences between the lens unit suction head 19 shown in FIGS. 11, 12, 17 and 18 and the lens unit suction head 14 described above are different in the size of the through hole and the small LED illumination. It is in the arrangement of. Since other structures have already been described in the lens unit suction head 14 described above, the description thereof will be omitted.
  • the lens unit suction head 19 is used in tilt correction described later.
  • the lens unit suction head 19 is used instead of the lens unit suction head 14. Therefore, when at least one of the tilt corrections [3], [4], [5] and [6] is performed, it is used in image recognition performed before the lens unit 50 is temporarily mounted on the sensor unit 60. It is necessary to remove the lens unit suction head 14 from the lens unit 1 and replace it with the lens unit suction head 19. Alternatively, the lens unit suction head 19 may be used for image recognition performed before the lens unit 50 is temporarily mounted on the sensor unit 60 without using the lens unit suction head 14 at all.
  • the lens unit suction head 19 shown in FIG. 18 has a through-hole 19a having a large diameter that does not interfere with imaging (photographing) using the imaging lens 71, and a small LED is formed on the annular wall surface constituting the through-hole 19a. Illumination 20 is embedded.
  • the small LED illumination 20 performs the same function as the small LED illumination 13 described above.
  • the small LED illumination 20 may be annular, or a plurality of small LEDs may be annularly arranged.
  • the lens unit suction head 19 has a suction hole in a region in contact with the top surface of the actuator unit 4 as shown in FIGS. 12 and 18.
  • the lens unit suction head 14, the lens unit suction head 19, and the chucking or suction device 23 can move the lens unit 50 in all directions (including tilting).
  • the image recognition camera unit 16 receives the projection light emitted from the small LED illumination 13 and projected through the opening hole 3a of the lens barrel 3, and the edge of the projection image based on the data obtained by photoelectric conversion Is a camera unit for recognizing an image.
  • the edge is derived from the opening hole 3 a of the lens barrel 3 of the lens unit 1.
  • the controller 17 conveys the lens unit 50 so that the lens unit 50 is mounted at a desired position and posture with respect to the sensor unit 60 based on the edge recognized by the image recognition camera unit 16. At least one of the unit suction head 14 and the chucking or suction device 23 is controlled.
  • control unit 17 also controls at least one of the lens unit suction head 14 and the chucking or suction device 23 for tilt correction described later.
  • the lens unit 50 is placed on the top surface of the sensor unit 60 to which the adhesive portion 5 has been applied in advance. Place and fix.
  • the outer edge 12 of the light region derived from the light of the small LED illumination 13 that has passed through the imaging lens 71 and is recognized in the effective pixel area 8 s of the image recognition camera unit 16 and the imaging sensor chip 8 is the optical axis of the imaging lens 71. (That is, capturing the center XY position of the lens), it is not only clear but more accurate than image recognition of the edges 3e and 3ee of the lens barrel 3 and the edges 2e and 2ee of the retainer 2. It is possible to capture the center position of the optical axis.
  • the center of the lens barrel 3 and the retainer 2 and the center of the imaging lens 71 are accurate. May not match.
  • the lens has an aperture stop hole that can be photographed: a hole that affects the angle of view, according to the present embodiment, the center position of this hole can be captured. Can be captured.
  • the lens unit suction head 14 since the outer edge 12 projected by the small LED illumination 13 is near the top surface of the lens unit 1, when the lens unit suction head 14 is tilted, the position of the actuator unit 4 in the direction perpendicular to the optical axis. There is a concern that the deviation (XY position deviation) is relatively large.
  • the image recognition position of the lens unit 1 is at a high position near the top surface such as the opening hole 3a of the lens unit 1, if handling is performed with the top surface suction holding, the tilt is displaced in the direction perpendicular to the optical axis (X ⁇ Y position misalignment). Therefore, in the present embodiment, one or several of the following seven types of tilt correction are performed to compensate for the disadvantages, and then the lens unit 50 and the sensor unit 60 are bonded and fixed.
  • Whether or not the lens unit suction head 14 is tilted can be determined by photographing with the image recognition camera unit 16 from the back side as shown in FIG. Specifically, it is possible to determine that the image is captured by the image recognition camera unit 16 and tilted when the inner edge 4e of the circular actuator unit 4 appears to be elliptical as shown in FIG. In addition, when the outer edge 4ee of the rectangular actuator unit 4 appears to be trapezoidal, it can be determined that it is tilted. In addition, a tilt tendency is observed with a laser displacement meter or a tilt measuring device, or when the resolving power or contrast performance change characteristic and MTF defocus characteristic are as shown in FIG. Can be determined.
  • the tilt stability of the optical member conveyance device may be confirmed and tilt correction may be performed as necessary. Note that which (one or more) of the seven types of tilt correction is to be performed is determined based on the size of the camera module, the required production capacity, and the SPEC regulation method.
  • the image recognition camera unit 16 is photographed from the back side, and the inner edge 4e of the circular actuator unit 4 appears to be elliptical when tilted, or the outer edge 4ee of the square actuator unit 4 becomes trapezoidal when tilted.
  • the tilt state is measured by using the fact that the lens portion 50 is seen, and the lens unit 50 is tilted in the direction to cancel the tilt to correct the tilt.
  • the lens unit 50 and the sensor unit 60 are separated from each other.
  • the lens unit 50 in the tilt-corrected state is mounted on the resin-coated sensor unit 60, and the adhesive resin is cured and fixed (for example, by irradiating UV to the UV curable resin).
  • the lens unit suction head 14 is moved, or the lens unit 50 is held by the chucking or suction device 23 as shown in FIGS. 19 and 20 described later.
  • the lens unit 50 is tilted by moving the chucking or suction device 23.
  • the optical member conveyance device 90 further includes a laser displacement meter 18. Then, as shown in FIG. 9, at least three points on the back surface of the actuator unit 4 are measured by the laser displacement meter 18, the tilt state of the lens unit 50 is measured, and the lens unit 50 is tilted in a direction to cancel the tilt. to correct. When the tilt correction is completed, the lens unit 50 and the sensor unit 60 are separated from each other. The lens unit 50 in the tilt-corrected state is mounted on the resin-coated sensor unit 60, and the adhesive resin is cured and fixed (for example, by irradiating UV to the UV curable resin). As a method of tilting the lens unit 50 in the direction to cancel the tilt, the same method as described above can be employed.
  • the optical member transport device 90 further includes a chart 22 for resolving power or contrast.
  • the lens unit 50 is temporarily mounted on the sensor unit 60 as shown in FIG.
  • the adhesive portion 5 ′ is in an uncured or uncoated state of the adhesive resin.
  • the sensor unit 60 is energized and imaged, and a chart 22 disposed on the top surface side of the lens unit suction head 19 is passed through a hole provided in the central portion of the lens unit suction head 19. Use it to image a resolution or contrast confirmation chart.
  • the small LED illumination 20 built in the lens unit suction head 19 is not lit.
  • the lens unit 50 and the lens unit suction head 19 are moved up and down, or the movable unit (lens barrel) in the lens unit 50 is moved up and down to change the distance between the lens unit 50 and the sensor unit 60, thereby enabling effective pixels.
  • the image center portion (center location), which is the center of the image generated by the area 8s, is compared with the resolution or contrast performance change characteristics at four or more locations in the periphery.
  • the graph shown in FIG. 13 is a graph in which the abscissa indicates the feeding amount indicated by reference numeral 27 or the distance between the sensor and the lens, and the ordinate indicates the resolving power or contrast performance indicated by reference numeral 26.
  • Reference numeral 29 indicates the resolution characteristic peak position in the center of the image
  • reference numeral 30 indicates the peripheral characteristic
  • reference numeral 31 indicates the peripheral resolution characteristic peak position
  • reference numeral 32 indicates the peripheral resolution characteristic peak position. Indicates the amount of deviation.
  • FIG. 13 when the amount of peak position deviation 32 of the resolution or contrast performance is large, it can be said that the tilt is large.
  • FIG. 14 shows the resolution or contrast performance change characteristic when the tilt is small. When the tilt is small, as shown in FIG.
  • the amount of positional deviation of the peak of the resolution characteristic is small between the central portion and the peripheral portion. Therefore, in the tilt correction [3], when the peak position shift amount 32 of the resolution or contrast performance exceeds a predetermined value (for example, 30 ⁇ m), the peak position of the resolution or contrast performance is aligned at the central portion and the peripheral portion.
  • the lens unit 50 is fixed to the sensor unit 60 in a state where the lens unit suction head 19 is moved and tilt-corrected so that the amount of peak position deviation of the resolution or contrast performance is reduced.
  • the peak position of the peripheral portion shifts in the direction indicated by reference numeral 33 in FIG.
  • the lens unit 50 is temporarily mounted on the sensor unit 60, the sensor unit is energized and imaged, and the chart 22 arranged on the top surface side of the lens unit 50 as shown in FIGS. 15 and 16. Is used to image the resolution or contrast confirmation chart.
  • the lens unit 50 and the lens unit suction head 19 or the lens unit chucking or suction head 23 are moved up or down, or the movable unit (lens barrel) in the lens unit 50 is moved up and down, so that the lens unit 50 and the sensor unit are moved up and down.
  • the image center portion (center portion), which is the center of the image generated by the effective pixel area 8s, is compared with the resolution or contrast performance change characteristics at four or more locations in the peripheral portion.
  • the tilt is large, so that the chucking or suction device 23 is aligned so that the peak positions of the resolution or contrast performance are aligned.
  • the lens unit 50 is fixed to the sensor unit 60 with the tilt corrected by moving the lens.
  • the optical member transport device 90 further includes a plurality of modulation transfer function (hereinafter referred to as MTF) measuring devices 21.
  • MTF modulation transfer function
  • the MTF defocusing characteristics of the lens unit 50 are used by the plurality of MTF measuring devices 21 arranged on the top surface side of the lens unit suction head 19 and the MTF measuring device 21 arranged on the back surface side of the lens unit 50.
  • An inspection is performed, and the defocus characteristics (resolving power or contrast performance change characteristics) at four or more locations in the central portion (central location) of the opening hole 3a and the peripheral portion thereof are compared.
  • the edges of the lines projected on the back surface side of the lens unit 50 (irradiated on the back surface) are read by a plurality of cameras of the MTF measuring device 21 disposed on the top surface side of the lens unit 50. .
  • the result is almost the same as the graphs of FIGS. 13 and 14 described above, and when the peak position deviation amount 32 of the resolution or contrast performance is larger than a predetermined value as shown in FIG. 13, the game is centered on the center peak. Since the peak of the position is shifted in the opposite direction, the lens unit 50 is moved to the sensor unit 60 in a state where the lens unit suction head 19 is moved and the tilt is corrected and corrected so that the peak positions of the resolving power or the contrast performance are aligned. Fix it.
  • ⁇ Tilt correction [6] In the tilt correction [6], as shown in FIGS. 19 and 20, while holding the lens unit 50 with the chucking or suction device 23, the plurality of MTF measuring devices 21 arranged on the top surface side of the lens unit 50, The MTF measuring device 21 disposed on the back side of the lens unit 50 performs MTF defocus characteristic inspection of the lens unit 50, and the central part (central part) of the opening hole 3a and four or more places in the peripheral part thereof. Compare defocus characteristics (resolving power or contrast performance change characteristics).
  • the result is almost the same as the graphs of FIGS. 13 and 14 described above, and when the peak position deviation amount 32 of the resolution or contrast performance is larger than a predetermined value as shown in FIG. 13, the game is centered on the center peak. Since the position peak shifts in the opposite direction, the lens unit 50 is fixed to the sensor unit 60 in a state where the chucking or suction device 23 is moved and tilt-corrected so that the peak positions of the resolution or contrast performance are aligned.
  • the optical member transport device 90 further includes a tilt measuring machine 25. Then, as shown in FIGS. 21 and 22, a mirror 24 is placed on the top of the suction head 14 or the LED illumination 13, and a tilt measuring machine laser is applied to the mirror to measure the tilt, and the tilting state of the lens unit 50 is changed.
  • the lens unit 50 is tilted in a direction to measure and cancel the tilt, and the lens unit 50 and the sensor unit 60 are fixed with the tilt corrected.
  • a method of tilting the lens unit 50 in the direction to cancel the tilt the same method as described above can be employed.
  • the optical member transport device incorporates a lens (imaging lens 71) at a predetermined position on the light incident side of a sensor unit (sensor unit 60) having a photoelectric conversion unit (imaging sensor chip 8, effective pixel area 8s).
  • An optical member conveying device for conveying and aligning the optical member (lens portion 50), The position and posture of the optical member (lens part 50) are changed while holding the optical member (lens part 50) by adsorbing to the top surface, which is the outer surface of the optical member (lens part 50) on the light incident side ( i) The optical member while holding the optical member (lens unit 50) in contact with the side surface adjacent to the top surface of the suction head (lens unit suction heads 14 and 19) and the optical member (lens unit 50).
  • a holding means having at least one of (ii) chucking or suction device (chucking or suction device 23) for changing the position and posture of the member (lens unit 50);
  • a light emitting element small size that emits light from above the top surface toward the light incident opening hole (opening hole 3a of the lens barrel 3) provided on the top surface of the optical member (lens portion 50).
  • the LED illuminations 13 and 20 With the LED illuminations 13 and 20) provided, the light is emitted from the light emitting element (small LED illuminations 13 and 20), and the opening is formed on the back surface side of the optical member (lens portion 50) opposite to the top surface.
  • the optical member (lens unit 50) is mounted at the predetermined position of the sensor unit (sensor unit 60).
  • Control means for controlling holding means that is, at least one of the suction head (lens unit suction heads 14 and 19) and the chucking or suction device (chucking or suction device 23).
  • a control unit 17 and characterized in that.
  • the method of illuminating the lens unit from the top surface while sucking the top surface is provided with the light emitting element in the suction head of the lens top surface, thereby enabling image recognition of the lens opening hole edge, Image recognition is possible at an accurate optical axis position.
  • the restrictions on downsizing the camera module can be removed, and the lens barrel tube portion may not be visible from the back surface of the lens portion, or the resin may be applied to the lens portion back surface edge. Even if there is a tilt in the lens unit, it can be corrected when mounted on the sensor unit. If it can be corrected, the performance management value of the member can be relaxed. If it can be mitigated, it will be possible to reduce costs and use various products.
  • the optical member (lens unit 50) includes a cylindrical lens barrel (lens barrel 3) that houses the lens (imaging lens 71) therein, and the top surface of the optical member (lens unit 50).
  • the control means (control unit 17) When the rear surface (inner edge 3e, outer edge 3ee) of the lens barrel (lens barrel 3) is image-recognized based on the projection image, and it is detected that the rear surface is deformed into an ellipse due to tilt, (I) the suction head (lens unit suction heads 14, 19), and (ii) the chucking or suction device so that the tilt is corrected by changing the position and orientation of the optical member (lens unit 50). It is preferable to control at least one of the (chucking or suction device 23).
  • the magnitude of the positional deviation in the direction perpendicular to the optical axis (XY positional deviation) given by the tilt of the suction head or the chucking or the tilt of the suction device is expanded by this image recognition method. Even in this case, it can be improved to correct the tilt.
  • one aspect of the optical member transport device includes: The back side of the optical member (lens part 50) has a right-angled outer periphery (outer edge 4ee of the actuator unit), and the optical member (lens part 50) is A member (retainer 2, lens barrel 3) having a circular edge on the center side of the outer peripheral edge (the outer edge 4ee of the actuator unit);
  • the control means (control unit 17) Based on the projection image, the right-angled outer periphery (the outer edge 4ee of the actuator unit) is recognized from the back side of the optical member (lens portion 50), and the right-angled outer periphery (the outer edge 4ee of the actuator unit 4ee).
  • the magnitude of the positional deviation in the direction perpendicular to the optical axis (XY positional deviation) given by the tilt of the suction head or the chucking or the tilt of the suction device is expanded by this image recognition method. Even in this case, it is possible to improve by tilt correction by image recognition.
  • one aspect of the optical member transport device includes:
  • the optical member has an actuator unit (actuator unit 4),
  • the optical member transport device optical member transport device 90
  • the optical member transport device is located in the same plane perpendicular to the optical axis of the optical member (lens unit 50) on the back side of the optical member (lens unit 50).
  • a laser displacement meter (laser displacement meter 18) for obtaining a distance by applying a laser to each of at least three locations;
  • the control means measures the tilt of the optical member (lens unit 50) from the measurement result of the laser displacement meter (laser displacement meter 18), and determines the position of the optical member (lens unit 50) and (I) the suction head (lens unit suction heads 14, 19) and (ii) the chucking or suction device (chucking or suction device 23) so that the tilt is corrected by changing the posture. It is preferable to control at least one of them.
  • the magnitude of the positional deviation in the direction perpendicular to the optical axis (XY positional deviation) given by the tilt of the suction head or the chucking or the tilt of the suction device is expanded by this image recognition method. Even in this case, it is possible to improve by tilt measurement correction using a laser displacement meter.
  • one aspect of the optical member transport device includes:
  • the suction head (lens unit suction heads 14 and 19) is provided with through holes (through holes 14b and 19a) concentric with the opening holes,
  • the optical member transport device includes the photoelectric conversion unit (imaging sensor chip 8) on the opposite side of the opening hole (opening hole 3a) across the through holes (through holes 14b and 19a).
  • a resolution or contrast confirmation chart (chart 22) for confirming the resolution or contrast in the effective pixel area 8s).
  • control unit 17 includes: (i) the suction head (lens The optical member (lens unit 50) is controlled by the sensor unit (sensor) by controlling at least one of the unit suction heads 14, 19) and (ii) the chucking or suction device (chucking or suction device 23).
  • the distance between the optical member (lens unit 50) and the photoelectric conversion unit (imaging sensor chip 8, effective pixel area 8s) is changed, While the distance is changing, the resolution or contrast confirmation chart (chart 22) passes through the through holes (through holes 14b and 19a) and the photoelectric conversion unit (imaging sensor chip 8, effective pixel area 8s).
  • control unit 17 compares the peak positions of the resolving power or the contrast between the central portion and the periphery thereof, and when the difference between the peak positions exceeds a predetermined value, (I) the suction head (lens unit suction heads 14, 19), and (ii) so that the tilt is corrected by changing the position and posture of the optical member (lens unit 50) so that the positions are aligned. It is preferable to control at least one of the chucking or suction device (chucking or suction device 23).
  • the magnitude of the positional deviation in the direction perpendicular to the optical axis (XY positional deviation) given by the tilt of the suction head or the chucking or the tilt of the suction device is expanded by this image recognition method. Even in this case, it can be improved by tilt correction by imaging.
  • one aspect of the optical member transport device includes: The optical member transport device (optical member transport device 90) further includes a resolution or contrast confirmation chart (chart 22) for confirming the resolution or contrast of the photoelectric conversion unit (imaging sensor chip 8, effective pixel area 8s).
  • the control unit includes: (i) the suction head (lens The optical member (lens unit 50) is controlled by the sensor unit (sensor) by controlling at least one of the unit suction heads 14, 19) and (ii) the chucking or suction device (chucking or suction device 23).
  • the resolving power or contrast confirmation chart shows at least four resolving powers at and around the center of the photoelectric conversion unit (imaging sensor chip 8, effective pixel area 8s).
  • the control means compares the peak positions of the resolving power between the central portion and the periphery thereof, and when the difference between the peak positions exceeds a predetermined value, (I) the suction head (lens unit suction heads 14, 19) and (ii) the chuck so that the tilt is corrected by changing the position and posture of the optical member (lens part 50) so that they are aligned. It is preferable to control at least one of the king or suction device (chucking or suction device 23).
  • the magnitude of the positional deviation in the direction perpendicular to the optical axis (XY positional deviation) given by the tilt of the suction head or the chucking or the tilt of the suction device is expanded by this image recognition method. Even in this case, it can be improved by tilt correction.
  • one aspect of the optical member transport device includes:
  • the suction head is provided with a through hole having a concentric circle with the opening hole,
  • the optical member transport device performs an MTF defocus characteristic inspection of the optical member (lens unit 50) disposed on the side opposite to the opening hole across the through hole and on the back side of the optical member.
  • An MTF measuring device (MTF measuring device 21); With the MTF measuring instrument (MTF measuring instrument 21), the defocusing characteristics of at least four places in the central portion of the opening hole (opening hole 3a) and the periphery thereof are measured,
  • the control means (control unit 17) compares the peak positions of the defocus characteristics between the central portion and the periphery thereof, and if the difference between the peak positions exceeds a predetermined value, the mutual peak It is preferable to control the suction head (lens unit suction heads 14 and 19) so that the tilt is corrected by changing the position and posture of the optical member (lens portion 50) so that the positions are aligned.
  • the magnitude of the positional deviation in the direction perpendicular to the optical axis (XY positional deviation) given by the tilt of the suction head or the chucking or the tilt of the suction device is expanded by this image recognition method. Even in this case, it can be improved by tilt correction by MTF measurement.
  • the optical member transport device further includes an MTF measuring device (MTF measuring device 21) that performs MTF defocus characteristic inspection of the optical member, which is disposed on the top surface side and the back surface side of the optical member (lens unit 50).
  • MTF measuring device 21 MTF measuring device
  • control means compares the peak positions of the defocus characteristics between the central portion and the periphery thereof, and if the difference between the peak positions exceeds a predetermined value, the mutual peak (I) the suction head (lens unit suction heads 14, 19), and (ii) so that the tilt is corrected by changing the position and posture of the optical member (lens unit 50) so that the positions are aligned. It is preferable to control at least one of the chucking or suction device (chucking or suction device 23).
  • the magnitude of the positional deviation in the direction perpendicular to the optical axis (XY positional deviation) given by the tilt of the suction head or the chucking or the tilt of the suction device is expanded by this image recognition method. Even in this case, it can be improved by tilt correction by MTF measurement.
  • one aspect of the optical member transport device includes:
  • the apparatus further includes a tilt measuring machine that is provided with a mirror (mirror 24) on the top surface side of the optical member conveying apparatus or on the top surface side of the optical member, applies a laser beam to the mirror, and measures the tilt from the reflected light.
  • the control means measures the tilt of the optical member from the measurement result of the tilt measuring machine, and changes the position and posture of the optical member to correct the tilt (i) the suction It is preferable to control at least one of the head (lens unit suction heads 14 and 19) and (ii) the chucking or suction device (chucking or suction device 23).
  • the magnitude of the positional deviation in the direction perpendicular to the optical axis (XY positional deviation) given by the tilt of the suction head or the chucking or the tilt of the suction device is expanded by this image recognition method. Even in this case, it can be improved by tilt correction by MTF measurement.
  • the present invention also includes a positioning method for positioning the optical member at a predetermined position.
  • the present invention is a correction device that corrects the position and posture of the optical member so as to position the optical member at a predetermined position.
  • the present invention can be used for manufacturing a camera module.
  • Lens unit (optical member) 2 Retainer (circular member) 2e Retainer inner edge 2ee Retainer outer edge 3 Lens barrel (optical member) 3a Lens barrel opening 3e Lens barrel inner edge 3ee Lens barrel outer edge 4 Actuator unit 4a Actuator unit opening 4e Actuator unit inner edge 4ee Actuator unit outer edge (right-angle outer periphery) 5 Bonding part 6 Sensor cover 7 Cover glass 8 Imaging sensor chip (sensor part) 8s Effective pixel area 9 Adhesive resin 10 Substrate 11 Wiring wire 12 Outer edge 13 Small LED lighting (light emitting element) 14 Lens unit suction head 14a Suction hole 14b Through hole 15 Lens unit suction hose 16 Image recognition camera unit 17 Control unit 18 Laser displacement meter 19 Lens unit suction head 19a Through hole 20 Small LED illumination (light emitting element) 21 MTF measuring device 22 chart 23 chucking or suction device 24 mirror 25 tilt measuring device 26 resolving power or contrast or SFR value, MTF modulation value 27 feed amount or distance between sensor and lens 28 center

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Abstract

 本発明の一形態の光学部材搬送装置(90)は、レンズ部(50)の天面に吸着するレンズユニット吸引ヘッド(14)であって、レンズ部(50)の天面に設けられた光入射用の開口穴(3a)に向けて、当該天面よりも上方から光を照射する小型LED照明(13)と、小型LED照明(13)の光によってレンズ部(50)の裏面側に開口穴(3a)を投影して得られる投影画像に基づいてレンズ部(50)の位置合わせをおこなうようレンズユニット吸引ヘッド(14)を制御する制御手段とを備える。

Description

光学部材搬送装置
 本発明は、携帯電話等の電子機器に搭載されるカメラモジュール用レンズの位置決めをおこなうための光学部材搬送装置に関するものであって、特に、撮像レンズを有するレンズ部を、撮像センサー部に対して、より正確に位置決めすることが可能な光学部材搬送装置に関する。
 カメラモジュールは携帯電話やスマートフォンなど、様々な電子機器に搭載されるようになり、従来のレンズ駆動装置の無いホルダ単品でレンズを保持するタイプもあれば、レンズ駆動装置によってオートフォーカス機能や手振れ補正を発揮するカメラモジュールまで存在し、既に市場に流通している。レンズ駆動装置すなわちアクチュエータには、ステッピングモータや圧電素子、VCM(Voice Coil Motor:ボイスコイルモータ)など、様々なタイプが存在し、すでに市場に流通している。市場からは小型化の要求が強いが構造は複雑化しており、撮像素子に対するレンズの位置決め精度もより高いレベルを要求されている。
 一般的には、カメラモジュールは、レンズユニットをアクチュエータユニットへ予め組み込んだレンズ部を、基板へセンサーチップや配線ワイヤー、カバーガラス、センサーカバーなどを組み込んだセンサー部へ、位置合わせしながら接着樹脂にて貼り合わされて製造される。
 この位置合わせに関して、多数の方法が提案されている。例えば、図23および図24のように、レンズ部を吸引ヘッド114で真空吸引しながら、裏面側からリング照明117で照明し、レンズバレル103のエッジ103eやリテナー102のエッジ102eの画像認識を画像認識用カメラユニット116で行い、同様に画像認識を行った撮像センサーチップの有効画素エリアと位置合わせをしながら、予め接着樹脂を塗布されたセンサー部へ装置で搭載する方法が知られている。
 また特許文献1も、上述の位置合わせの方法を開示している。特許文献1は、図示しない回路基板に、図25に示す電子部品203を実装するための電子部品実装装置について開示している。電子部品実装装置220は、ヘッドユニットと一体形成された支柱221aおよび221bと、支柱221aの先端部に取り付けられ、吸着ノズル支柱212bによって吸着された電子部品203の吸着面とは反対側の撮像面を、斜め下方から撮像するCCDカメラ222と、支柱221bの先端部に取り付けられ、吸着ノズル212bによって吸着された電子部品203の下面に照明光を照明する照明223と、を備えている。このとき、照明223は、CCDカメラ222に対して吸着ヘッド212aの軸を中心とした線対称の位置から、電子部品203を斜め下方から照射する。符号224は、照明223から照射される光の経路である。CCDカメラ222は、電子部品203の下面で反射された反射光を受光する。CCDカメラ222が取得した画像は画像処理されて、画像内のエッジ点を抽出することでエッジ画像を生成し、生成したエッジ画像から電子部品203の外縁部を把握して、位置ズレを確認する。
 一方、特許文献2では、部品同士の当接嵌合をしようすることでチルト補正を行う技術が開示されている。
日本国公開特許公報「特開2012-33734号公報(2012年2月16日公開)」 日本国公開特許公報「特開2010-134409号公報(2010年6月17日公開)」
 従来の技術では、照明装置の制約によって、裏面から照明し、裏面から画像認識することしか出来ず、製品の小型化樹脂成形部品の薄肉化によって、画像認識が困難で誤認識による位置精度低下、不良の発生が懸念される。
 カメラモジュールにおいては、カメラ性能を確保しながら小型化の要求にこたえるため、レンズバレル壁厚が200μm以下に設計されている場合がある。そのため、壁厚300μm以上の成形品に比べ、レンズバレル底面のエッジなど平坦部に対する角Rの割合が大きくなることからエッジ画像が不明瞭になりつつある。また、レンズ部を支持するリテナーとレンズバレルを接着する樹脂がレンズバレル底面に付着した影響も受けやすいため、図23および図24のようにレンズバレル底面部分を画像認識すると、中心位置ズレが、実際の中心位置より100μm程度ずれて、十分な精度が得られず不良品が発生することが懸念される。
 つまり、カメラモジュールの小型化に伴い、レンズユニットも小型化が進んだ結果、レンズバレルやリテナーも小型化・薄肉化が進み表面やエッジの状態が不安定な状態になったことと、レンズバレルをリテナーに固定する固定剤がレンズバレルをリテナーの表面やエッジに溢れる状態が多くなったことから、レンズバレル底面部分を画像認識すると、誤認識が増え、正確な搭載が困難となる事態が懸念される。本願発明者らによる検討によれば、照明入射角度を変更することで、若干の改善は見られたが、正確な位置合わせを確実に実現するためには更なる改良が必要であることがわかった。
 そこで、本発明は、上述の問題点を鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化するために自由度の高い設計や形状のレンズ部をセンサー部へ正確に位置決めして搭載することを可能にする光学部材搬送装置を提供することにある。
 上記の課題を解決するために、本発明に係る光学部材搬送装置は、
 光電変換部を有するセンサー部の光入射側の所定位置に、レンズを組み込んだ光学部材を搬送し位置合わせする光学部材搬送装置であって、
 上記光学部材の光入射側の外面である天面に吸着して当該光学部材を保持しつつ当該光学部材の位置および姿勢を変化させる(i)吸着ヘッド、および、上記光学部材における上記天面に隣接する側面に当接して当該光学部材を保持しつつ当該光学部材の位置および姿勢を変化させる(ii)チャッキングまたは吸引装置、の少なくとも一方を有する保持手段を備えており、
 上記保持手段によって上記光学部材が保持された状態において、
 上記光学部材の当該天面に設けられた光入射用の開口穴に向けて、当該天面よりも上方から光を照射する発光素子を設けた状態で、上記発光素子の光によって、上記光学部材における上記天面とは反対側である裏面側に上記開口穴を投影して得られる投影画像に基づいて、上記光学部材が上記センサー部の上記所定位置に搭載されるように上記保持手段を制御する制御手段とを備えている、ことを特徴としている。
 本発明によれば、レンズユニットを天面吸引しながら天面から照明することで、レンズ開口穴エッジの画像認識を可能にし、正確な光軸位置で画像認識が可能とする。これにより、カメラモジュールを小型化する上の制約事項を取り除くことが出来、レンズバレル筒部がレンズ部裏面から見えなくても構わない、レンズ部裏面エッジに樹脂が塗布されていても構わない領域が広くなる、レンズ部内にチルトがあっても、センサー部へ搭載する際に補正できる。補正できると部材の性能管理値を緩和できる。緩和できるとコストダウンをはかる事や、様々な製品を使いこなすことが可能となる。
本発明の一形態の光学搬送装置によって搬送され位置合わせされるレンズ部とセンサー部とを備えたカメラモジュールの斜視図である。 図1に示す切断線A-A´において図1のカメラモジュールを切断した状態を示す矢視断面図である。 図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)の斜視図を示す。 図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)の側面(裏面)図である。 図1のカメラモジュールに具備されるセンサー部の斜視図である。 図1のカメラモジュールに具備されるセンサー部の断面図である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備されるLED照明付き吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)と、当該光学搬送装置に具備される画像認識用カメラユニットとの位置関係を示す側面図である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備されるLED照明付き吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)と、当該光学搬送装置に具備される画像認識用カメラユニットとの位置関係を示す断面図である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備されるLED照明付き吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)と、当該光学搬送装置に具備されるレーザー変位計との位置関係を示す断面図である。 本発明の一形態の光学搬送装置によって搬送され位置合わせされるレンズ部がセンサー部に仮搭載された状態のカメラモジュールの斜視図である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備されるLED照明付き吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)およびセンサー部と、当該光学搬送装置に具備されるチャートとの位置関係を示す斜視図である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備されるLED照明付き吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)およびセンサー部と、当該光学搬送装置に具備されるチャートとの位置関係を示す断面図である。 本発明に係る実施例で確認を行う、解像力またはコントラスト性能変化特性やMTFデフォーカス特性(チルト時)の説明図(グラフ)である。 本発明に係る実施例で確認を行う、解像力またはコントラスト性能変化特性やMTFデフォーカス特性(チルト少ない時)の説明図(グラフ)である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備されるLED照明付き吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)およびセンサー部と、当該光学搬送装置に具備されるチャート、およびチャッキングまたは吸引装置との位置関係を示す斜視図である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備されるLED照明付き吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)およびセンサー部と、当該光学搬送装置に具備されるチャート、およびチャッキングまたは吸引装置との位置関係を示す断面図である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備される開口穴付きLED照明内蔵吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)と、MTF測定器の位置関係を示す斜視図である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備される開口穴付きLED照明内蔵吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)と、MTF測定器の位置関係を示す断面図である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備されるLED照明付き吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)およびセンサー部と、当該光学搬送装置に具備されるMTF測定器、およびチャッキングまたは吸引装置との位置関係を示す斜視図である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備されるLED照明付き吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)およびセンサー部と、当該光学搬送装置に具備されるMTF測定器、およびチャッキングまたは吸引装置との位置関係を示す断面図である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備されるLED照明付き吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)と、当該光学搬送装置に具備されるチルト測定機との位置関係を示す斜視図である。 本発明の一形態の光学搬送装置に具備されるLED照明付き吸引ヘッドと、図1のカメラモジュールに具備されるレンズ部(レンズユニット付きアクチュエータ)と、当該光学搬送装置に具備されるチルト測定機との位置関係を示す断面図である。 従来例を示す図である。 従来例を示す図である。 従来例を示す図である。
 以下、本発明に係る光学部材搬送装置の一実施形態について、図1~図22を用いて説明する。なお、本実施形態の光学部材搬送装置について説明する前に、光学部材搬送装置によって搬送される対象であるレンズ部を具備したカメラモジュールについて説明する。
 図1は、本実施形態の光学部材搬送装置によってレンズ部を搬送してセンサー部に位置合わせして固定することによって得られるカメラモジュール40の斜視図である。図2は、図1に示す切断線A-A´においてカメラモジュール40を切断した状態を示した矢視断面図である。
 以下では、まずカメラモジュール40の構成について説明し、その後に、レンズ部を搬送してセンサー部に位置合わせする方法について説明する。
 (1)カメラモジュールの構成
 図1および図2に示すように、カメラモジュール40は、レンズ部50(光学部材)とセンサー部60とを接着部分において紫外線硬化樹脂などの周知の接着手段を用いて接着固定されたモジュールである。レンズ部50は、図1に示すように、カメラモジュール40における天面側に配設され、センサー部60は、カメラモジュール40における天面側とは反対側(以下、これを裏面側と記載する)に配設されている。
 (レンズ部50)
 レンズ部50は、アクチュエータユニット4を外殻とする構成となっており、カメラモジュール40の天面には、アクチュエータユニット4に設けられた開口部4aが形成されており、光をカメラモジュール40内部へ取り入れることができる。
 レンズ部50の詳細について図2を用いて説明すると、レンズユニット1をアクチュエータユニット4に組み込んだ構成となっており、レンズユニット1は、撮像レンズ71と、撮像レンズ71を収納するレンズバレル3と、撮像レンズ71をレンズバレル3内部に保持するためのレンズ玉押え環であるリテナー2とを有している。レンズバレル3は、筒構造を有しており、裏面側は撮像レンズ71を筒内部に挿入することができるよう比較的大きく開口している。一方、レンズバレル3の天面側には、撮像レンズ71の直径よりも小径である開口穴3aが形成されており、開口穴3aの中心軸と、アクチュエータユニット4に設けられた開口部4aの中心軸は一致しており、アクチュエータユニット4に設けられた開口部4aから取り込まれた光は、レンズバレル3の開口穴3aを通り、撮像レンズ71に天面側から入射する構成となっている。アクチュエータユニット4は、図示しないアクチュエータが装備されており、レンズユニット1を、撮像レンズ71の光軸に対して垂直方向に移動させることができるとともに、光軸に沿って平行にも移動させることができる。これにより、オートフォーカスや手振れ補正を実現することができる。
 なお、本発明の内容は、アクチュエータユニット4の具体的構成および具体的動作とは直接関係ないため、これらについての説明は省略する。
 また同様に、レンズ部50には他の構成を具備することができる。すなわち、レンズ部50には、少なくとも撮像レンズ71が具備されていればよく、他の構成については任意であり、撮像レンズ71以外の上述した各構成の少なくとも一つを欠いたものであってもよく、反対に、上述していない構成を具備することも可能である。要するに、本発明は、撮像レンズ71を含む光学系と、撮像センサーチップを含む撮像系との位置合わせが特徴の一つであることから、光学系および撮像系の具体的な構成要素は上述した構成に限定されるものではない。
 図3は、レンズ部50のみを分離した状態の斜視図であり、図4は、図3に示したレンズ部50を裏面側からみた裏面図である。図3に示すように、アクチュエータユニット4の裏面側は大きく開口しており、レンズ部50を裏面側からみると、アクチュエータユニット4の外縁4eeを最外位置として、アクチュエータユニット4の内縁4eと、レンズバレル3の外側エッジ3eeと、レンズバレル3の内側エッジ3eと、リテナー2の外側エッジ2eeと、リテナー2の内側エッジ2eと、撮像レンズ71とがこの順でレンズ部50の光軸中心Cに向かって配設されている。ここで図4の符号12は、後述するように、本実施形態の光学部材搬送装置に具備されるLEDから出射して、レンズ開口絞り穴を通った光の外縁である。なお、本実施形態のカメラモジュール40のようにいわゆる前絞りレンズの場合は、レンズ開口絞り穴はレンズバレルの開口穴3aと同じであるが、中絞りレンズの場合は、レンズ開口絞り穴はレンズ内部の絞り板の穴である。この外縁12については後述する。
 (センサー部60)
 センサー部60は、図1および図2に示すように、レンズ部50のアクチュエータユニット4の裏面側と接着部分5を用いて接着固定されている。センサー部60は、後述する撮像センサーチップを実装した基板10と、センサーカバー6とを有しており、センサーカバー6の天面側が接着剤を介してレンズ部50のアクチュエータユニット4の裏面側と対向している。
 ここで、図5は、図1のカメラモジュール40からセンサー部60のみを分離した状態の斜視図であり、図6は、図5に示す切断線A-A´においてセンサー部60を切断した状態を示した矢視断面図である。図6に示す断面は、図2に示すセンサー部60の断面と同一である。
 センサー部60は、図2、図5および図6に示すように、撮像センサーチップ8、配線ワイヤー11、カバーガラス7およびセンサーカバー6が基板10上に実装された構成となっている。撮像センサーチップ8は、図2および図6に示すように、基板10表面に接着樹脂9によって接着固定されている。また、撮像センサーチップ8には、有効画素エリア8sが規定されており、カメラモジュール40(図1)は、この有効画素エリア8sにおいて受光された光を光電変換する。
 換言すれば、レンズ部50は、撮像センサーチップ8の有効画素エリア8sに光を入射させる必要がある。そのためには、レンズ部50とセンサー部60との貼り合わせ(接着固定)時に両者を正確に位置合わせする必要がある。本実施形態の光学部材搬送装置は、後述する構成を具備することにより、レンズ部50とセンサー部60と正確に位置合わせすることができる。以下に、カメラモジュールの製造、主にレンズ部50とセンサー部60との位置合わせと両者の接着固定について説明しながら、本実施形態のポイントについて明らかにする。
 (2)カメラモジュールの製造
 本実施形態では、カメラモジュール40の製造過程のうち、図3に示したレンズ部50を、図5に示したセンサー部60に対して、位置合わせして接着部分5により固定するカメラモジュール組立て工程に光学部材搬送装置90を用いる。
 図7は、レンズ部50をセンサー部60(図5)に対して位置合わせするために移動(搬送)するための光学部材搬送装置90の構成を示す斜視図であり、レンズ部50とともに図示している。図8は、図7に示す切断線A-A´において光学部材搬送装置90を切断した状態を示した矢視断面図である。なお、図7および図8には、搬送対象であるレンズ部50も図示している。
 (光学部材搬送装置90の構成)
 本実施形態の光学部材搬送装置90は、図7に示すように、レンズユニット吸引ユニット80と、画像認識用カメラユニット16と、制御部17(制御手段)とを備えている。
 レンズユニット吸引ユニット80は、レンズ部50の天面を構成するレンズユニット1の天面に接触しレンズユニット1の天面を真空吸引するレンズユニット吸引ヘッド14と、レンズユニット吸引ヘッド14に内蔵された小型LED照明13と、レンズユニット吸引ヘッド14と図示しない吸引装置とを繋ぐレンズユニット吸引ホース15とを有している。
 レンズユニット吸引ヘッド14は、レンズユニット1の天面を構成するレンズバレル3の天面に接触する接触面を有し、当該接触面にレンズユニット吸引ホース15と連通する吸引孔14aが複数形成されている。接触面をレンズバレル3の天面に接触させ、図示しない吸引装置を動作させることにより、吸引孔14aがレンズバレル3の天面を吸引し、レンズユニット吸引ヘッド14にレンズバレル3が結合した状態となる。この状態のもので、レンズユニット吸引ヘッド14を図示しない移動手段により移動させると、レンズバレル3とともにレンズ部50も併せて移動する。これにより、レンズ部50を所望の位置および姿勢に移動(調節)することができる。
 また、レンズユニット吸引ヘッド14には、上記接触面がレンズバレル3の天面に接触した状態においてレンズバレル3の開口穴3aと重複する位置に、貫通孔14bが設けられている。貫通孔14bを通じて、レンズユニット吸引ヘッド14における上記接続面とは反対側の面、すなわち吸引ヘッド14における天面に配設された小型LED照明13からの光がレンズユニット吸引ヘッド14の上記接続面側、すなわち裏面側へと通過する。
 小型LED照明13は、上述のように、吸引ヘッド14における天面に配設され、貫通孔14bを通じて、レンズユニット1のレンズバレル3の開口穴3aに向けて天面側から光を照明する。これにより、光は、開口穴3aから撮像レンズ71を通過して撮像レンズ71の裏面側に通過した光を映し出す。図8に、この撮像レンズ71の裏面側に映し出された光領域の外縁12を示す。外縁12は、図4において説明した外縁12である。小型LED照明13は、このような構成を実現することができれば構造上の制限は特にない。本実施形態では、図8に示すように、小型LED照明13の発光部が貫通孔14bに挿入されている。これにより、当該発光部から出射した光を漏らすことなく開口穴3aから撮像レンズ71に入射させることができる。
 なお、本実施形態では、レンズユニット吸引ヘッド14に加えて図15、図16、図19および図20に示すチャッキングまたは吸引装置23によってレンズ部50を保持・移動する。チャッキングまたは吸引装置23は、レンズ部50の側面(アクチュエータユニット4の側面)に当接して両側から挟みこんでまたは吸引してレンズ部50を保持する。
 また、本実施形態では、レンズユニット吸引ヘッド14に加えて図11、図12、図17および図18に示すレンズユニット吸引ヘッド19を備えることができる。詳細は後述するが、図11、図12、図17および図18に示すレンズユニット吸引ヘッド19と、先述のレンズユニット吸引ヘッド14との構造上の違いは、貫通孔の大きさと、小型LED照明の配置とにある。それ以外の構造は先述したレンズユニット吸引ヘッド14において既に説明しているため説明を省略する。レンズユニット吸引ヘッド19は、後述するチルト補正において使用する。
 なお、後述するチルト補正[3]、[4]、[5]および[6]では、レンズユニット吸引ヘッド14ではなくレンズユニット吸引ヘッド19を用いる。そのため、このチルト補正[3]、[4]、[5]および[6]の少なくとも1種を行なう場合には、レンズ部50をセンサー部60に仮搭載する前に行なう画像認識において使用していたレンズユニット吸引ヘッド14をレンズユニット1から外してレンズユニット吸引ヘッド19に代える必要がある。あるいは、レンズユニット吸引ヘッド14を一切使用せず、レンズ部50をセンサー部60に仮搭載する前に行なう画像認識のためにレンズユニット吸引ヘッド19を使用してもよい。
 図18に示すレンズユニット吸引ヘッド19は、撮像レンズ71を用いて撮像(撮影)に支障をきたさない大きな直径の貫通孔19aを有しており、貫通孔19aを構成する環状の壁面に小型LED照明20が埋設されている。この小型LED照明20は、先述の小型LED照明13と同様の機能を果す。小型LED照明20は環状であってもよいし、複数の小型LEDが環状に配列していてもよい。なお、レンズユニット吸引ヘッド19は、図12および図18に示すように、アクチュエータユニット4の天面に接触する領域に吸引孔を有する。
 レンズユニット吸引ヘッド14、レンズユニット吸引ヘッド19およびチャッキングまたは吸引装置23はともに、レンズ部50をあらゆる方向に移動させる(傾けることも含む)ことができる。
 画像認識用カメラユニット16は、小型LED照明13から出射して、レンズバレル3の開口穴3aを通って投影される投影光を受光して、光電変換して得られるデータに基づく投影画像のエッジを画像認識するためのカメラユニットである。ここで、当該エッジとは、レンズユニット1のレンズバレル3の開口穴3aに由来する。
 制御部17は、画像認識用カメラユニット16により画像認識されたエッジに基づいて、センサー部60に対してレンズ部50が所望の位置および姿勢に搭載されるように、レンズ部50を搬送するレンズユニット吸引ヘッド14およびチャッキングまたは吸引装置23の少なくとも一方を制御する。
 なお、後述するチルト補正に関しても、制御部17が、レンズユニット吸引ヘッド14およびチャッキングまたは吸引装置23の少なくとも一方を制御する。
 同様に、撮像センサーチップ8の有効画素エリア8sにおいても画像認識を行いながら、有効画素エリア8sと位置合わせをしながら、予め接着部分5を塗布されたセンサー部60の天面へレンズ部50を配置および固定する。
 画像認識用カメラユニット16および撮像センサーチップ8の有効画素エリア8sに画像認識される、撮像レンズ71を通過した小型LED照明13の光に由来する光領域の外縁12は、撮像レンズ71の光軸を捉える(つまり、レンズの中心XY位置を捉える)ことになるため、レンズバレル3のエッジ3e,3eeや、リテナー2のエッジ2e,2eeを画像認識するよりも、明確なだけではなく、正確な光軸中心位置を捉えることが可能となる。つまり、撮像レンズ71をレンズバレル3に入れて、リテナー2という蓋をかぶせ、レンズバレル3とリテナー2を接着固定する構造のため、レンズバレル3やリテナー2の中心と撮像レンズ71の中心は正確に一致していない場合がある。しかしながら、レンズには開口絞り穴という、撮影できる範囲:画角に影響する穴があるため、本実施形態によれば、この穴の中心位置を捉えることができるので、これにより最も正確に光軸を捉えることができる。
 なお、これら画像認識は、図10に示すようにレンズ部50をセンサー部60に仮搭載する前に行う。
 ここで、小型LED照明13によって映し出される外縁12は、レンズユニット1の天面付近にあるため、レンズユニット吸引ヘッド14がチルトした場合には、アクチュエータユニット4の、光軸に垂直な方向の位置ずれ(X-Y位置ずれ)は、比較的大きくなるデメリットが懸念される。レンズユニット1の画像認識位置がレンズユニット1の開口穴3aなど天面付近の高い位置にある場合、天面吸引保持でハンドリングを行うと、アオリが光軸に垂直な方向の位置ずれ(X-Y位置ずれ)に影響し易い。そこで、本実施形態では、次の7種のチルト補正の1つまたはいくつかを行い、当該デメリットを補った後に、レンズ部50とセンサー部60とを接着固定する。
 レンズユニット吸引ヘッド14がチルトしているか否かは、図8のように裏面側から画像認識用カメラユニット16により撮影することによって判断することができる。具体的には、画像認識用カメラユニット16により撮影し、図4のように円形のアクチュエータユニット4の内縁4eが楕円化して見えるとチルトしていると判断することができる。ほかにも、四角形のアクチュエータユニット4の外縁4eeが台形化して見えるとチルトしていると判断することができる。ほかにも、レーザー変位計やチルト測定機でのチルト傾向が見られる、あるいは、解像力またはコントラスト性能変化特性やMTFデフォーカス特性が後述する図14ではなく図13のようになっているとチルトしていると判断することができる。
 本発明においては、チルト状態を確認しながら、チルト補正が必要であれば補正するとよい。あるいは、光学部材搬送装置のチルト安定性の実力を確認して、必要に応じてチルト補正を行うとよい。なお、7種のチルト補正のうちのどれ(1つまたは複数)を行なうかは、カメラモジュールの大きさ、必要な生産能力、SPEC規定方法に準拠して決定する。
 (7種のチルト補正)
 ・チルト補正[1]
 図8のように裏面側から画像認識用カメラユニット16により撮影して、円形のアクチュエータユニット4の内縁4eがチルト時に楕円化して見えることや、四角形のアクチュエータユニット4の外縁4eeがチルト時に台形化して見えることを利用してアオリ状態を測定し、チルトを打ち消す方向にレンズ部50を傾けてチルト補正する。このチルト補正が完了した時点では、レンズ部50とセンサー部60とは離間している。チルト補正した状態のレンズ部50は、樹脂塗布したセンサー部60に搭載し、(UV硬化樹脂にUVを照射するなどして)接着樹脂を硬化させて固定する。
 ここで、チルトを打ち消す方向にレンズ部50を傾ける方法としては、レンズユニット吸引ヘッド14を移動することや、後述する図19および図20のようにレンズ部50がチャッキングまたは吸引装置23で保持されている場合にはこのチャッキングまたは吸引装置23を移動することによって、レンズ部50を傾ける方法が挙げられる。
 ・チルト補正[2]
 光学部材搬送装置90は、更にレーザー変位計18を備えている。そして、図9のように、アクチュエータユニット4の裏面における少なくとも3点をレーザー変位計18にて測距し、レンズ部50のアオリ状態を測定し、チルトを打ち消す方向にレンズ部50を傾けてチルト補正する。このチルト補正が完了した時点では、レンズ部50とセンサー部60とは離間している。チルト補正した状態のレンズ部50は、樹脂塗布したセンサー部60に搭載し、(UV硬化樹脂にUVを照射するなどして)接着樹脂を硬化させて固定する。チルトを打ち消す方向にレンズ部50を傾ける方法としては、上記と同じ方法を採用できる。
 ・チルト補正[3]
 光学部材搬送装置90は、更に解像力またはコントラスト確認用のチャート22を備えている。
 そこで、上述した画像認識の後に、図10に示すようにレンズ部50をセンサー部60へ仮搭載する。このとき、接着部分5´は、接着樹脂未硬化または未塗布の状態である。そして、図11および図12に示すように、センサー部60に通電撮像させ、レンズユニット吸引ヘッド19の中央部に設けた穴を通して、レンズユニット吸引ヘッド19の天面側に配設したチャート22を使用して解像力またはコントラスト確認用チャートを撮像する。なお、このとき、レンズユニット吸引ヘッド19に内蔵された小型LED照明20は点灯していない。
 そして、レンズ部50およびレンズユニット吸引ヘッド19を上下移動させるか、レンズ部50の中の可動部(レンズバレル)を上下させて、レンズ部50とセンサー部60との間隔を変化させ、有効画素エリア8sによって生成される画像の中心である画像中心部(中心箇所)と、その周辺部における4箇所以上の解像力またはコントラスト性能変化特性を比較する。
 ここで、図13に示すグラフは、横軸を符合27で示す繰り出し量またはセンサーとレンズの距離として、縦軸を符号26で示す解像力またはコントラスト性能としたグラフであり、符号28が画像中心部の特性、符号29が画像中心部の解像特性ピーク位置、符号30が周辺部の特性、符号31が周辺部の解像特性ピーク位置を示し、符号32が周辺部の解像特性のピーク位置ずれ量を示す。図13のように解像力またはコントラスト性能のピーク位置ずれ量32が大きい場合、チルトが大きいといえる。一方、図14は、チルトが少ない場合の解像力またはコントラスト性能変化特性を示している。チルトが少ない場合は、図14のように中心部と周辺部とで解像特性のピークの位置ずれ量が小さい。そこで、チルト補正[3]では、解像力またはコントラスト性能のピーク位置ずれ量32が所定値(例えば30μm)を越える場合には、解像力またはコントラスト性能のピーク位置が中心部と周辺部とで揃うように、且つ、解像力またはコントラスト性能のピーク位置ずれ量が小さくなるように、レンズユニット吸引ヘッド19を移動してチルト補正した状態でレンズ部50をセンサー部60に固定する。チルト補正すると、周辺部のピーク位置は図13において符号33で示す方向にシフトする。
 ・チルト補正[4]
 図11または図15のようにレンズ部50をセンサー部60へ仮搭載した状態でセンサー部に通電撮像させ、図15および図16に示すようにレンズ部50の天面側に配設したチャート22を使用して解像力またはコントラスト確認用チャートを撮像する。このとき、レンズ部50およびレンズユニット吸引ヘッド19またはレンズユニットチャッキングまたは吸引ヘッド23を上下移動させるか、レンズ部50の中の可動部(レンズバレル)を上下させて、レンズ部50とセンサー部60との間隔を変化させ、有効画素エリア8sによって生成される画像の中心である画像中心部(中心箇所)とその周辺部における4箇所以上の解像力またはコントラスト性能変化特性を比較する。そして、先述した図13のように解像力またはコントラスト性能のピーク位置ずれ量32が所定値よりも大きい場合、チルトが大きいため、解像力またはコントラスト性能のピーク位置が揃うように、チャッキングまたは吸引装置23を移動させてチルト補正した状態でレンズ部50をセンサー部60に固定する。
 ・チルト補正[5]
 光学部材搬送装置90は、更に複数の変調伝達関数(modulation transfer function 以下、MTF)測定器21を備えている。
 そして、チルト補正[5]を行うために、図17および図18に示すようにレンズ部50をレンズユニット吸引ヘッド19によって吸引しながらレンズユニット吸引ヘッド19の中央部に設けた大きな貫通孔19aを使用して、レンズユニット吸引ヘッド19の天面側に配設した複数のMTF測定器21と、レンズ部50の裏面側に配設したMTF測定器21とにより、レンズ部50のMTFデフォーカス特性検査を行い、開口穴3aの中心部(中心箇所)と、その周辺部における4箇所以上のデフォーカス特性(解像力またはコントラスト性能変化特性)を比較する。レンズ部50の裏面側に配されたMTF測定器21に映し出された(裏面照射された)線のエッジを、レンズ部50の天面側に配されたMTF測定器21の複数のカメラで読み取る。
 その結果は、概ね、先述した図13および図14のグラフと同様の結果となり、図13のように解像力またはコントラスト性能のピーク位置ずれ量32が所定値よりも大きい場合、中心ピークを中心に対局位置のピークが反対方向にずれているため、解像力またはコントラスト性能のピーク位置が揃うように、レンズユニット吸引ヘッド19を移動してチルトを補正して補正した状態でレンズ部50をセンサー部60に固定する。
 ・チルト補正[6]
 チルト補正[6]では、図19および図20に示すように、レンズ部50をチャッキングまたは吸引装置23で保持しながら、レンズ部50の天面側に配設した複数のMTF測定器21と、レンズ部50の裏面側に配設したMTF測定器21とにより、レンズ部50のMTFデフォーカス特性検査を行い、開口穴3aの中心部(中心箇所)と、その周辺部における4箇所以上のデフォーカス特性(解像力またはコントラスト性能変化特性)を比較する。
 その結果は、概ね、先述した図13および図14のグラフと同様の結果となり、図13のように解像力またはコントラスト性能のピーク位置ずれ量32が所定値よりも大きい場合、中心ピークを中心に対局位置のピークが反対方向にずれるため、解像力またはコントラスト性能のピーク位置が揃うように、チャッキングまたは吸引装置23を移動させてチルト補正した状態でレンズ部50をセンサー部60に固定する。
 ・チルト補正[7]
 光学部材搬送装置90は、更にチルト測定機25を備えている。そして、図21および図22のように、吸引ヘッド14またはLED照明13の上部へミラー24を置き、このミラー上にチルト測定機のレーザーを当てチルトを測距し、レンズ部50のアオリ状態を測定し、チルトを打ち消す方向にレンズ部50を傾け、チルト補正した状態でレンズ部50とセンサー部60とを固定する。チルトを打ち消す方向にレンズ部50を傾ける方法としては、上記と同じ方法を採用できる。
 〔まとめ〕
 本発明に係る光学部材搬送装置は、光電変換部(撮像センサーチップ8、有効画素エリア8s)を有するセンサー部(センサー部60)の光入射側の所定位置に、レンズ(撮像レンズ71)を組み込んだ光学部材(レンズ部50)を搬送し位置合わせする光学部材搬送装置(光学部材搬送装置90)であって、
 上記光学部材(レンズ部50)の光入射側の外面である天面に吸着して当該光学部材(レンズ部50)を保持しつつ当該光学部材(レンズ部50)の位置および姿勢を変化させる(i)吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)、および、上記光学部材(レンズ部50)における上記天面に隣接する側面に当接して当該光学部材(レンズ部50)を保持しつつ当該光学部材(レンズ部50)の位置および姿勢を変化させる(ii)チャッキングまたは吸引装置(チャッキングまたは吸引装置23)、の少なくとも一方を有する保持手段を備えており、
 上記保持手段によって上記光学部材が保持された状態において、
 上記光学部材(レンズ部50)の当該天面に設けられた光入射用の開口穴(レンズバレル3の開口穴3a)に向けて、当該天面よりも上方から光を照射する発光素子(小型LED照明13,20)を設けた状態で、上記発光素子(小型LED照明13,20)の光によって、上記光学部材(レンズ部50)における上記天面とは反対側である裏面側に上記開口穴(レンズバレル3の開口穴3a)を投影して得られる投影画像に基づいて、上記光学部材(レンズ部50)が上記センサー部(センサー部60)の上記所定位置に搭載されるように上記保持手段、つまり上記吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)および上記チャッキングまたは吸引装置(チャッキングまたは吸引装置23)の少なくとも一方、を制御する制御手段(制御部17)とを備えている、ことを特徴としている。
 上記の構成によれば、レンズユニットを天面吸引しながら天面から照明する方法を、レンズ天面の吸引ヘッド内に発光素子を具備させることで、レンズ開口穴エッジの画像認識を可能にし、正確な光軸位置で画像認識が可能とする。これにより、カメラモジュールを小型化する上の制約事項を取り除くことが出来、レンズバレル筒部がレンズ部裏面から見えなくても構わない、レンズ部裏面エッジに樹脂が塗布されていても構わない領域が広くなる、レンズ部内にチルトがあっても、センサー部へ搭載する際に補正できる。補正できると部材の性能管理値を緩和できる。緩和できるとコストダウンをはかる事や、様々な製品を使いこなすことが可能となる。
 本発明に係る光学部材搬送装置の一形態は、上記の構成に加えて、
 上記光学部材(レンズ部50)には、上記レンズ(撮像レンズ71)を内部に収容する円筒形状のレンズバレル(レンズバレル3)であって、上記光学部材(レンズ部50)における上記天面とは反対側である裏面側からみた当該レンズバレル(レンズバレル3)の裏面(内側エッジ3e、外側エッジ3ee)が円形であるレンズバレル(レンズバレル3)が設けられており、
 上記制御手段(制御部17)は、
 上記投影画像に基づいて上記レンズバレル(レンズバレル3)の上記裏面(内側エッジ3e、外側エッジ3ee)を画像認識して、当該裏面がアオリに因り楕円に変形していることを検出すると、上記光学部材(レンズ部50)の位置および姿勢を変化させて当該アオリが補正されるように(i)上記吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)、および、(ii)上記チャッキングまたは吸引装置(チャッキングまたは吸引装置23)、の少なくとも一方を制御する、ことが好ましい。
 上記の構成によれば、吸引ヘッドのチルトや、チャッキングまたは吸引装置のチルトが与える光軸に垂直な方向の位置ずれ(X-Y位置ずれ)の大きさが、この画像認識方法により拡大する場合であっても、アオリを補正するため改善することができる。
 本発明に係る光学部材搬送装置の一形態は、上記の構成に加えて、
 上記光学部材(レンズ部50)の上記裏面側は直角形の外周縁(アクチュエータユニットの外縁4ee)を有しており、且つ、上記光学部材(レンズ部50)は、当該裏面側からみると当該外周縁(アクチュエータユニットの外縁4ee)よりも中心側に円形の縁を有する部材(リテナー2、レンズバレル3)を有しており、
 上記制御手段(制御部17)は、
 上記投影画像に基づいて上記光学部材(レンズ部50)の上記裏面側から上記直角形の外周縁(アクチュエータユニットの外縁4ee)を画像認識して、当該直角形の外周縁(アクチュエータユニットの外縁4ee)がアオリに因り台形に変化していることを検出するか、もしくは、上記光学部材の上記裏面側から上記円形の縁(リテナー2またはレンズバレル3の外縁または内縁エッジ)を画像認識して、当該円形がアオリに因り楕円形に変化していることを検出すると、上記光学部材(レンズ部50)の位置および姿勢を変化させてチルトが補正されるように(i)上記吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)、および、(ii)上記チャッキングまたは吸引装置(チャッキングまたは吸引装置23)、の少なくとも一方を制御する、ことが好ましい。
 上記の構成によれば、吸引ヘッドのチルトや、チャッキングまたは吸引装置のチルトが与える光軸に垂直な方向の位置ずれ(X-Y位置ずれ)の大きさが、この画像認識方法により拡大する場合であっても、画像認識によるチルト補正にて改善することを可能とする。
 本発明に係る光学部材搬送装置の一形態は、上記の構成に加えて、
 上記光学部材は、アクチュエータユニット(アクチュエータユニット4)を有しており、
 上記光学部材搬送装置(光学部材搬送装置90)は、上記光学部材(レンズ部50)の上記裏面側において、上記光学部材(レンズ部50)の光軸に対して垂直な同一平面内に位置する少なくとも3箇所それぞれにレーザーをあてて距離を求めるレーザー変位計(レーザー変位計18)を更に備えており、
 上記制御手段(制御部17)は、上記レーザー変位計(レーザー変位計18)の計測結果から上記光学部材(レンズ部50)のアオリを測定して、上記光学部材(レンズ部50)の位置および姿勢を変化させて当該アオリが補正されるように(i)上記吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)、および、(ii)上記チャッキングまたは吸引装置(チャッキングまたは吸引装置23)、の少なくとも一方を制御する、ことが好ましい。
 上記の構成によれば、吸引ヘッドのチルトや、チャッキングまたは吸引装置のチルトが与える光軸に垂直な方向の位置ずれ(X-Y位置ずれ)の大きさが、この画像認識方法により拡大する場合であっても、レーザー変位計によるチルト測定補正にて改善することが可能である。
 本発明に係る光学部材搬送装置の一形態は、上記の構成に加えて、
 上記吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)には、上記開口穴と同心円を有する貫通孔(貫通孔14b、19a)が設けられており、
 上記光学部材搬送装置(光学部材搬送装置90)は、上記貫通孔(貫通孔14b、19a)を挟んで上記開口穴(開口穴3a)とは反対側に、上記光電変換部(撮像センサーチップ8、有効画素エリア8s)で解像力またはコントラストを確認する解像力またはコントラスト確認用チャート(チャート22)を更に備えており、
 上記センサー部(センサー部60)の上記光電変換部(撮像センサーチップ8、有効画素エリア8s)が動作している状態において、上記制御手段(制御部17)は、(i)上記吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)、および、(ii)上記チャッキングまたは吸引装置(チャッキングまたは吸引装置23)、の少なくとも一方を制御して、上記光学部材(レンズ部50)が上記センサー部(センサー部60)に仮搭載された状態として、上記光学部材(レンズ部50)と上記光電変換部(撮像センサーチップ8、有効画素エリア8s)との距離を変化させて、
 上記距離が変化している間に、上記解像力またはコントラスト確認用チャート(チャート22)は、上記貫通孔(貫通孔14b、19a)を通して、上記光電変換部(撮像センサーチップ8、有効画素エリア8s)の中心箇所、およびその周辺における少なくとも4箇所の解像力またはコントラストを求め、
 上記制御手段(制御部17)は、上記中心箇所とその周辺とにおける互いの解像力またはコントラストのピーク位置を比較して、互いのピーク位置の差が所定値を越える場合には、当該互いのピーク位置が揃うように、上記光学部材(レンズ部50)の位置および姿勢を変化させてチルトが補正されるように(i)上記吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)、および、(ii)上記チャッキングまたは吸引装置(チャッキングまたは吸引装置23)、の少なくとも一方を制御する、ことが好ましい。
 上記の構成によれば、吸引ヘッドのチルトや、チャッキングまたは吸引装置のチルトが与える光軸に垂直な方向の位置ずれ(X-Y位置ずれ)の大きさが、この画像認識方法により拡大する場合であっても、撮像によるチルト補正にて改善することが可能である。
 本発明に係る光学部材搬送装置の一形態は、上記の構成に加えて、
 上記光学部材搬送装置(光学部材搬送装置90)は、上記光電変換部(撮像センサーチップ8、有効画素エリア8s)の解像力またはコントラストを確認する解像力またはコントラスト確認用チャート(チャート22)を更に備えており、
 上記センサー部(センサー部60)の上記光電変換部(撮像センサーチップ8、有効画素エリア8s)が動作している状態において、上記制御手段(制御部17)は、(i)上記吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)、および、(ii)上記チャッキングまたは吸引装置(チャッキングまたは吸引装置23)、の少なくとも一方を制御して、上記光学部材(レンズ部50)が上記センサー部(センサー部60)に仮搭載された状態として、上記光学部材(レンズ部50)と上記光電変換部(撮像センサーチップ8、有効画素エリア8s)との距離を変化させて、
 上記距離が変化している間に、上記解像力またはコントラスト確認用チャート(チャート22)は、上記光電変換部(撮像センサーチップ8、有効画素エリア8s)の中心箇所およびその周辺における少なくとも4箇所の解像力またはコントラストを求め、
 上記制御手段(制御部17)は、上記中心箇所とその周辺とにおける互いの解像力のピーク位置を比較して、互いのピーク位置の差が所定値を越える場合には、当該互いのピーク位置が揃うように、上記光学部材(レンズ部50)の位置および姿勢を変化させてチルトが補正されるように(i)上記吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)、および、(ii)上記チャッキングまたは吸引装置(チャッキングまたは吸引装置23)、の少なくとも一方を制御する、ことが好ましい。
 上記の構成によれば、吸引ヘッドのチルトや、チャッキングまたは吸引装置のチルトが与える光軸に垂直な方向の位置ずれ(X-Y位置ずれ)の大きさが、この画像認識方法により拡大する場合であっても、チルト補正にて改善することが可能である。
 本発明に係る光学部材搬送装置の一形態は、上記の構成に加えて、
 上記吸着ヘッドには、上記開口穴と同心円を有する貫通孔が設けられており、
 上記光学部材搬送装置は、上記貫通孔を挟んで上記開口穴とは反対側と、上記光学部材の裏面側とに配設する、上記光学部材(レンズ部50)のMTFデフォーカス特性検査をおこなうMTF測定器(MTF測定器21)を更に備えており、
 上記MTF測定器(MTF測定器21)によって、上記開口穴(開口穴3a)の中心箇所およびその周辺における少なくとも4箇所のデフォーカス特性を測定し、
 上記制御手段(制御部17)は、上記中心箇所とその周辺とにおける互いのデフォーカス特性のピーク位置を比較して、互いのピーク位置の差が所定値を越える場合には、当該互いのピーク位置が揃うように、上記光学部材(レンズ部50)の位置および姿勢を変化させてチルトが補正されるように上記吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)を制御する、ことが好ましい。
 上記の構成によれば、吸引ヘッドのチルトや、チャッキングまたは吸引装置のチルトが与える光軸に垂直な方向の位置ずれ(X-Y位置ずれ)の大きさが、この画像認識方法により拡大する場合であっても、MTF測定によるチルト補正にて改善することが可能である。
 本発明に係る光学部材搬送装置の一形態は、上記の構成に加えて、
 上記光学部材搬送装置は、上記光学部材(レンズ部50)の天面側と裏面側とに配設する、上記光学部材のMTFデフォーカス特性検査をおこなうMTF測定器(MTF測定器21)を更に備えており、
 上記MTF測定器(MTF測定器21)によって、上記開口穴(開口穴3a)の中心箇所およびその周辺における少なくとも4箇所のデフォーカス特性を測定し、
 上記制御手段(制御部17)は、上記中心箇所とその周辺とにおける互いのデフォーカス特性のピーク位置を比較して、互いのピーク位置の差が所定値を越える場合には、当該互いのピーク位置が揃うように、上記光学部材(レンズ部50)の位置および姿勢を変化させてチルトが補正されるように(i)上記吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)、および、(ii)上記チャッキングまたは吸引装置(チャッキングまたは吸引装置23)、の少なくとも一方を制御する、ことが好ましい。
 上記の構成によれば、吸引ヘッドのチルトや、チャッキングまたは吸引装置のチルトが与える光軸に垂直な方向の位置ずれ(X-Y位置ずれ)の大きさが、この画像認識方法により拡大する場合であっても、MTF測定によるチルト補正にて改善することが可能である。
 本発明に係る光学部材搬送装置の一形態は、上記の構成に加えて、
 上記光学部材搬送装置の天面側、あるいは、上記光学部材の天面側にミラー(ミラー24)を設置し、上記ミラーへレーザー光を当て、反射光からチルトを測定するチルト測定機を更に備えており、上記制御手段は、上記チルト測定機の計測結果から上記光学部材のアオリを測定して、上記光学部材の位置および姿勢を変化させて当該アオリが補正されるように(i)上記吸着ヘッド(レンズユニット吸引ヘッド14、19)、および、(ii)上記チャッキングまたは吸引装置(チャッキングまたは吸引装置23)、の少なくとも一方を制御する、ことが好ましい。
 上記の構成によれば、吸引ヘッドのチルトや、チャッキングまたは吸引装置のチルトが与える光軸に垂直な方向の位置ずれ(X-Y位置ずれ)の大きさが、この画像認識方法により拡大する場合であっても、MTF測定によるチルト補正にて改善することが可能である。
 なお、本発明は、光学部材を所定位置に位置決めする位置決め方法も含む。また、本発明は、光学部材を所定位置に位置決めするべく当該光学部材の位置および姿勢を補正する補正装置であると換言することもできる。
 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
 本発明は、カメラモジュールの製造に利用することができる。
 1   レンズユニット(光学部材)
 2   リテナー(円形の部材)
 2e  リテナーの内側エッジ
 2ee リテナーの外側エッジ
 3   レンズバレル(光学部材)
 3a  レンズバレルの開口穴
 3e  レンズバレルの内側エッジ
 3ee レンズバレルの外側エッジ
 4   アクチュエータユニット
 4a  アクチュエータユニットの開口部
 4e  アクチュエータユニットの内縁
 4ee アクチュエータユニットの外縁(直角形の外周縁)
 5   接着部分
 6   センサーカバー
 7   カバーガラス
 8   撮像センサーチップ(センサー部)
 8s  有効画素エリア
 9   接着樹脂
10   基板
11   配線ワイヤー
12   外縁
13   小型LED照明(発光素子)
14   レンズユニット吸引ヘッド
14a  吸引孔
14b  貫通孔
15   レンズユニット吸引ホース
16   画像認識用カメラユニット
17   制御部
18   レーザー変位計
19   レンズユニット吸引ヘッド
19a  貫通孔
20   小型LED照明(発光素子)
21   MTF測定器
22   チャート
23   チャッキングまたは吸引装置
24   ミラー
25   チルト測定機
26   解像力またはコントラストまたはSFR値、MTF modulation値
27   繰り出し量またはセンサーとレンズの距離
28   中心部の特性
29   中心部の解像特性ピーク位置
30   周辺部の特性
31   周辺部の解像特性ピーク位置
32   周辺部の解像特性ピーク位置ずれ量
33   チルト補正されるとピーク位置がシフトする方向
40   カメラモジュール
50   レンズ部
60   センサー部
71   撮像レンズ
80   レンズユニット吸引ユニット
90   光学部材搬送装置

Claims (6)

  1.  光電変換部を有するセンサー部の光入射側の所定位置に、レンズを組み込んだ光学部材を搬送し位置合わせする光学部材搬送装置であって、
     上記光学部材の光入射側の外面である天面に吸着して当該光学部材を保持しつつ当該光学部材の位置および姿勢を変化させる(i)吸着ヘッド、および、上記光学部材における上記天面に隣接する側面に当接して当該光学部材を保持しつつ当該光学部材の位置および姿勢を変化させる(ii)チャッキングまたは吸引装置、の少なくとも一方を有する保持手段を備えており、
     上記保持手段によって上記光学部材が保持された状態において、
     上記光学部材の当該天面に設けられた光入射用の開口穴に向けて、当該天面よりも上方から光を照射する発光素子を設けた状態で、上記発光素子の光によって、上記光学部材における上記天面とは反対側である裏面側に上記開口穴を投影して得られる投影画像に基づいて、上記光学部材が上記センサー部の上記所定位置に搭載されるように上記保持手段を制御する制御手段とを備えている、ことを特徴とする光学部材搬送装置。
  2.  上記光学部材の上記裏面側からみると、直角形の外周縁、または、当該外周縁よりも中心側に円形の縁を有する部材を有しており、
     上記制御手段は、
     上記投影画像に基づいて上記光学部材の上記裏面側から上記直角形の外周縁を画像認識して、当該直角形の外周縁がアオリに因り台形に変化していることを検出する、もしくは、上記光学部材の上記裏面側から上記円形の縁を画像認識して、当該円形がアオリに因り楕円形に変化していることを検出すると、上記光学部材の位置および姿勢を変化させてチルトが補正されるように上記保持手段を制御する、ことを特徴とする請求項1に記載の光学部材搬送装置。
  3.  上記光学部材搬送装置は、上記光学部材の裏面側において、当該光学部材における光軸に対して垂直な同一平面内に位置する少なくとも3箇所それぞれにレーザーをあてて距離を求めるレーザー変位計を更に備えており、上記制御手段は、上記レーザー変位計の計測結果から上記光学部材のアオリを測定して、上記光学部材の位置および姿勢を変化させて当該アオリが補正されるように上記保持手段を制御する、ことを特徴とする請求項1または2に記載の光学部材搬送装置。
  4.  上記保持手段は、上記開口穴と同心円を有する貫通孔が設けられた上記吸着ヘッドを有し、
     上記光学部材搬送装置は、上記貫通孔を挟んで上記開口穴とは反対側に、上記光電変換部で解像力またはコントラストを確認するチャートを更に備えており、
     上記センサー部の上記光電変換部が動作している状態において、上記制御手段は、上記保持手段を制御して、上記光学部材が上記センサー部に仮搭載された状態として、上記光学部材と上記光電変換部との距離を変化させて、
     上記距離が変化している間に、上記チャートは、上記貫通孔を通して、上記光電変換部の中心箇所、およびその周辺における少なくとも4箇所の解像力またはコントラストを求め、上記制御手段は、上記中心箇所とその周辺とにおける互いの解像力またはコントラストのピーク位置を比較して、互いのピーク位置の差が所定値を越える場合には、当該互いのピーク位置が揃うように、上記光学部材の位置および姿勢を変化させてチルトが補正されるように上記保持手段を制御する、ことを特徴とする請求項1から3までの何れか1項に記載の光学部材搬送装置。
  5.  上記保持手段は、上記開口穴と同心円を有する貫通孔が設けられた上記吸着ヘッドを有し、
     上記光学部材搬送装置は、上記貫通孔を挟んで上記開口穴とは反対側と、上記光学部材の裏面側とに配設する、上記光学部材のMTFデフォーカス特性検査をおこなうMTF測定器を更に備えており、
     上記MTF測定器によって、上記開口穴の中心箇所およびその周辺における少なくとも4箇所のデフォーカス特性を測定し、
     上記制御手段は、上記中心箇所とその周辺とにおける互いのデフォーカス特性のピーク位置を比較して、互いのピーク位置の差が所定値を越える場合には、当該互いのピーク位置が揃うように、上記光学部材の位置および姿勢を変化させてチルトが補正されるように上記保持手段を制御する、ことを特徴とする請求項1から4までの何れか1項に記載の光学部材搬送装置。
  6.  上記光学部材搬送装置の天面側、あるいは、上記光学部材の天面側にミラーを設置し、上記ミラーへレーザー光を当て、反射光からチルトを測定するチルト測定機を更に備えており、上記制御手段は、上記チルト測定機の計測結果から上記光学部材のアオリを測定して、上記光学部材の位置および姿勢を変化させて当該アオリが補正されるように上記保持手段を制御する、ことを特徴とする請求項1から5までの何れか1項に記載の光学部材搬送装置。
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