JP2003324633A - Assembling device for image pickup unit - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、撮像用の光学系と
イメージセンサとを組立調整した後に固定手段により固
定する撮像ユニット組立装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup unit assembling apparatus in which an image pickup optical system and an image sensor are assembled and adjusted and then fixed by fixing means.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、撮像用の光学系とイメージセンサ
との調整組立においては、例えば、特許第３１５９７８
５号に示されるような自動組立装置が知られている。図
９はそのような自動組立装置を示しており、図中、１０
１はイメージセンサ、１０２はイメージセンサ基板、１
０３はレンズアレイ、１０４はイメージセンサ位置設定
金具、１０５は光学的読み取りユニット、１０６はイメ
ージセンサ位置設定金具固定ビス、１０７はイメージセ
ンサ基板固定ビス、１０８ａはイメージセンサ位置設定
金具ビスドライバ、１０８ｂはイメージセンサ基板固定
ビスドライバ、１０９は光学チャート、１１０ａは側方
基板把持ピン、１１０ｂは上方基板把持ピン、１１１ａ
は左右位置調整ステージ、１１１ｂはピント位置調整ス
テージ、１１１ｃは回転位置調整ステージ、１１１ｄは
上下位置調整ステージ、１１１ｅはアオリ位置調整ステ
ージ、１１２はイメージセンサ初期位置設定ピン、１１
３は光源、１１４は拡散板、１１５は光学レール、１１
６は下方突き当てピン、１１７は摺動コマである。2. Description of the Related Art Conventionally, in adjusting and assembling an optical system for image pickup and an image sensor, for example, Japanese Patent No. 315978 is used.
An automatic assembling apparatus as shown in No. 5 is known. FIG. 9 shows such an automatic assembling apparatus.
1 is an image sensor, 102 is an image sensor substrate, 1
Reference numeral 03 is a lens array, 104 is an image sensor position setting fitting, 105 is an optical reading unit, 106 is an image sensor position setting fitting fixing screw, 107 is an image sensor substrate fixing screw, 108a is an image sensor position setting fitting screw driver, and 108b is Image sensor board fixing screw driver, 109 is optical chart, 110a is side board gripping pin, 110b is upper board gripping pin, 111a
Is a horizontal position adjustment stage, 111b is a focus position adjustment stage, 111c is a rotational position adjustment stage, 111d is a vertical position adjustment stage, 111e is a tilt position adjustment stage, 112 is an image sensor initial position setting pin, 11
3 is a light source, 114 is a diffusion plate, 115 is an optical rail, 11
6 is a lower butting pin and 117 is a sliding piece.
【０００３】光学的読み取りユニット１０５の構造にお
いて、イメージセンサ１０１はイメージセンサ基板１０
２に半田付けされ、イメージセンサ基板１０２はイメー
ジセンサ位置設定金具１０４にイメージセンサ基板固定
ビス１０７で固定され、イメージセンサ位置設定金具１
０４は光学的読み取りユニット１０５にイメージセンサ
位置設定金具固定ビス１０６で固定されている。ピント
とアオリ方向はイメージセンサ位置設定金具固定ビス１
０６により位置設定され、左右と上下と回転方向はイメ
ージセンサ基板固定ビス１０７により位置設定される。
レンズアレイ１０３は光学的読み取りユニット１０５に
固定されており、その光学調整はイメージセンサ１０１
の位置を調整することにより行なう。In the structure of the optical reading unit 105, the image sensor 101 is the image sensor substrate 10
The image sensor board 102 is soldered to the image sensor board 102, and the image sensor board 102 is fixed to the image sensor board setting screw 104 with the image sensor board fixing screw 107.
Reference numeral 04 is fixed to the optical reading unit 105 with an image sensor position setting metal fitting fixing screw 106. Image sensor position setting bracket fixing screw for focus and tilt direction 1
06, and the left, right, up, down, and rotation directions are set by the image sensor board fixing screw 107.
The lens array 103 is fixed to the optical reading unit 105, and its optical adjustment is performed by the image sensor 101.
By adjusting the position of.
【０００４】光学的読み取りユニット１０５は、その取
り付け位置が光学レール１１５と下方突き当てピン１１
６と摺動コマ１１７とによって設定され、図示しない光
学的読み取りユニットクランプ機構によって当該自動調
整装置に固定される。光学チャート１０９は、その位置
が光学的読み取りユニット１０５における原稿位置に設
定され、光源１１３と拡散板１１４とにより均一に透過
照明される。拡散板１１４の表面のムラを光学的読み取
りユニット１０５が拾わないようにするため、拡散板１
１４は、光学的読み取りユニット１０５の焦点深度外に
位置設定され、光学チャート１０９とは密着されない。The optical reading unit 105 has its mounting position at the optical rail 115 and the lower butting pin 11.
6 and the sliding piece 117, and is fixed to the automatic adjusting device by an optical reading unit clamp mechanism (not shown). The position of the optical chart 109 is set to the document position in the optical reading unit 105, and the light source 113 and the diffusion plate 114 uniformly transmit and illuminate. In order to prevent the optical reading unit 105 from picking up unevenness on the surface of the diffusion plate 114, the diffusion plate 1
14 is positioned outside the depth of focus of the optical reading unit 105 and is not in close contact with the optical chart 109.
【０００５】イメージセンサ１０１の位置調整は、イメ
ージセンサ基板１０２の両側面を側方基板把持ピン１１
０ａで把持し、上面を基板把持ピン１１０ｂで支え、左
右位置を左右位置調整ステージ１１１ａで調整、ピント
位置をピント位置調整ステージ１１１ｂで調整し、回転
位置を回転位置調整ステージ１１１ｃで調整し、上下位
置を上下位置調整ステージ１１１ｄで調整し、アオリ位
置をアオリ位置調整ステージ１１１ｅで調整することに
よって成される。回転位置調整ステージ１１１ｃおよび
アオリ位置調整ステージ１１１ｅは、調整時の軸間干渉
を少なくするために、イメージセンサ１０１の中心が回
転中心となるように配置される。To adjust the position of the image sensor 101, the side board gripping pins 11 are provided on both side surfaces of the image sensor board 102.
0a, the upper surface is supported by the substrate gripping pins 110b, the horizontal position is adjusted by the horizontal position adjustment stage 111a, the focus position is adjusted by the focus position adjustment stage 111b, and the rotational position is adjusted by the rotational position adjustment stage 111c. The position is adjusted by the vertical position adjustment stage 111d, and the tilt position is adjusted by the tilt position adjustment stage 111e. The rotation position adjustment stage 111c and the tilt position adjustment stage 111e are arranged such that the center of the image sensor 101 is the rotation center in order to reduce inter-axis interference during adjustment.
【０００６】イメージセンサ位置設定金具固定ビスドラ
イバ１０８ａおよびイメージセンサ基板固定ビスドライ
バ１０８ｂは、図示しないモータにより回転駆動され
る。この場合、ドライバ駆動用のモータに流す電流を切
り換えてドライバ駆動トルクを制御する。The image sensor position setting fixture fixing screw driver 108a and the image sensor substrate fixing screw driver 108b are rotationally driven by a motor (not shown). In this case, the driver drive torque is controlled by switching the current passed through the motor for driving the driver.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の自動組立装置を用いた撮像光学系とイメージセンサ
との組立調整においては、調整後のイメージセンサの固
定が固定ビスによって行なわれるため、固定ビスドライ
バによる締め付けトルクを加えた時に、少なからず位置
ズレが発生し、精度の良い組立調整が不可能である。However, in the assembling and adjusting of the image pickup optical system and the image sensor using the automatic assembling apparatus having the above-mentioned configuration, the fixing of the image sensor after the adjustment is carried out by the fixing screw. When a tightening torque is applied by the driver, a considerable amount of positional deviation occurs, making it impossible to perform accurate assembly and adjustment.
【０００８】また、イメージセンサの固定に固定ビスを
使っているため、製品に固定ビスを配置するスペースが
必要になり、スペース的に余裕の無い微小な製品の組立
調整が難しいという欠点がある。Further, since the fixing screw is used for fixing the image sensor, a space for arranging the fixing screw is required for the product, and there is a drawback that it is difficult to assemble and adjust a minute product with no space.
【０００９】さらに、イメージセンサのピント、アオ
リ、左右、上下方向の調整は、全て、１つの把持機構を
所望の方向に駆動することで行なわれるため、調整方向
の独立性を保つことが難しく、例えば、アオリ方向のみ
を調整したい場合、ピント方向も同時にずれてしまうな
どの不具合が発生する可能性がある。Furthermore, since the focus, tilt, left and right, and up and down adjustments of the image sensor are all performed by driving one gripping mechanism in a desired direction, it is difficult to maintain the independence of the adjustment direction. For example, when it is desired to adjust only the tilt direction, there may be a problem that the focus direction also shifts at the same time.
【００１０】本発明は前記事情に着目してなされたもの
であり、その目的とするところは、調整誤差が少ない高
精度な組立を行なうことができ、また、リードタイムの
短縮を図ることができる撮像ユニット組立装置を提供す
ることにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to perform highly accurate assembly with a small adjustment error and to shorten the lead time. An object is to provide an image pickup unit assembling apparatus.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、レンズ部組と、イメージセンサと、イメ
ージセンサを支持する支持枠部材とから構成される撮像
ユニットを組み立てる撮像ユニット組立装置において、
所定の軸線上に中心点が位置決めされた第１の光学チャ
ートと、前記所定の軸線上に中心点が位置決めされ、前
記第１の光学チャートから所定の距離だけ離間した位置
に配置された第２の光学チャートと、前記レンズ部組に
設けられたレンズの光軸を前記所定の軸線に一致させた
状態で前記レンズ部組を保持するレンズ部組保持手段
と、前記第１および第２の光学チャートを撮像できるよ
うに、前記イメージセンサを前記所定の軸線上に配置し
て保持するイメージセンサ保持手段と、前記第１および
第２の光学チャートと前記イメージセンサ保持手段との
間で、前記支持枠部材を前記所定の軸線上に保持する支
持枠部材保持手段と、前記イメージセンサ保持手段を前
記所定の軸線に沿って移動させる第１のＺ方向移動手段
と、前記イメージセンサ保持手段と前記支持枠部材保持
手段とを前記所定の軸線に沿って一体的に移動させる第
２のＺ方向移動手段と、前記第１および第２のＺ方向移
動手段を駆動させて前記レンズ部組と前記イメージセン
サと前記支持枠部材とを仮組みした後、前記イメージセ
ンサ保持手段を前記所定の軸線と直交する面上で移動さ
せることにより、前記イメージセンサが前記第１の光学
チャートを撮像して得られる画像に基づいて、前記所定
の軸線に対して前記イメージセンサを位置決め調整する
第１の位置決め調整手段と、前記第１の位置決め調整手
段によって前記イメージセンサを位置決めした状態で、
前記イメージセンサを前記支持枠部材に組み付け固定す
る第１の組み付け手段と、前記第２のＺ方向移動手段を
駆動することにより、前記イメージセンサが前記第１お
よび第２の光学チャートを撮像して得られる画像に基づ
いて、前記レンズ部組に対する前記支持枠部材の相対位
置を調整する第２の位置決め調整手段と、前記第２の位
置決め調整手段によって前記レンズ部組に対する前記支
持枠部材の相対位置を調整した状態で、前記支持枠部材
を前記レンズ部組に組み付け固定する第２の組み付け手
段とを具備したことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to an image pickup unit assembly for assembling an image pickup unit composed of a lens assembly, an image sensor and a support frame member for supporting the image sensor. In the device,
A first optical chart having a center point positioned on a predetermined axis, and a second optical chart having a center point positioned on the predetermined axis and arranged at a position separated from the first optical chart by a predetermined distance. Of the optical chart, a lens section set holding means for holding the lens section set in a state where an optical axis of a lens provided in the lens section set coincides with the predetermined axis, and the first and second optics. The image sensor holding means for arranging and holding the image sensor on the predetermined axis so that the chart can be imaged, and the support between the first and second optical charts and the image sensor holding means. Support frame member holding means for holding a frame member on the predetermined axis, first Z-direction moving means for moving the image sensor holding means along the predetermined axis, and the image sensor. A second Z-direction moving means for integrally moving the support holding means and the support frame member holding means along the predetermined axis, and the first and second Z-direction moving means to drive the lens. After temporarily assembling the subassembly, the image sensor, and the support frame member, the image sensor holding means is moved on a plane orthogonal to the predetermined axis, whereby the image sensor causes the first optical chart to move. A first positioning adjustment means for positioning and adjusting the image sensor with respect to the predetermined axis based on an image obtained by imaging; and a state in which the image sensor is positioned by the first positioning adjustment means,
By driving the first assembling means for assembling and fixing the image sensor to the support frame member and the second Z-direction moving means, the image sensor images the first and second optical charts. Second positioning adjustment means for adjusting the relative position of the support frame member with respect to the lens subassembly based on the obtained image, and relative position of the support frame member with respect to the lens subassembly by the second positioning adjustment means. And a second assembling means for assembling and fixing the support frame member to the lens assembly in a state of being adjusted.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形態について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１３】図１〜図６は本発明の第１の実施形態を示
している。図１に示されるように、本実施形態の撮像ユ
ニット組立装置は、縦型に構成されており、最下部に装
置ベース２４を有している。装置ベース２４上には回転
ステージ１が配置されており、回転ステージ１の回転テ
ーブル１ａは、装置基準軸２５を回転中心に回転できる
ように構成されている。回転テーブル１ａ上には、上下
方向に駆動可能な第２のＺ方向移動手段としてのＺステ
ージ２が配置されている。1 to 6 show a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the image pickup unit assembling apparatus according to the present embodiment is configured vertically and has an apparatus base 24 at the lowermost portion. The rotary stage 1 is arranged on the device base 24, and the rotary table 1 a of the rotary stage 1 is configured to be rotatable around the device reference shaft 25 as a rotation center. On the rotary table 1a, a Z stage 2 is arranged as a second Z-direction moving unit that can be driven in the vertical direction.
【００１４】Ｚステージ２上には、第１のＺ方向移動手
段としてのＺステージ３ａとＸＹステージ３ｂとを有す
るＸＹＺステージ３が配置されており、ＸＹＺステージ
３のＺステージ３ａ上には、イメージセンサ４の画像を
装置上で取り込めるようにした給配電部５ａを備えたイ
メージセンサ保持治具（イメージセンサ保持手段）５が
載置できるようになっている。なお、イメージセンサ保
持治具５は、後述する第１および第２の光学チャート１
７ａ，１７ｂを撮像できるようにイメージセンサ４を装
置基準軸２５上に配置して保持するとともに、Ｚステー
ジ３ａの駆動により装置基準軸２５に沿って昇降でき
る。An XYZ stage 3 having a Z stage 3a and an XY stage 3b as first Z direction moving means is arranged on the Z stage 2, and an image is formed on the Z stage 3a of the XYZ stage 3. An image sensor holding jig (image sensor holding means) 5 having a power supply / distribution unit 5a capable of taking in an image of the sensor 4 on the apparatus can be placed. The image sensor holding jig 5 is used for the first and second optical charts 1 to be described later.
The image sensor 4 is arranged and held on the device reference axis 25 so that the images 7a and 17b can be picked up, and can be moved up and down along the device reference axis 25 by driving the Z stage 3a.
【００１５】ここで、イメージセンサ保持治具５を載置
する部分について詳しく説明する。図示のように、ＸＹ
ＺステージのＺステージ３ａ上には板バネ支持部８が立
設されており、この板バネ支持部８には板バネ７が固定
されている。図２に示されるように、板バネ７は、外周
部７ｂと、内周部７ｃと、これらの周部７ｂ、７ｃ同士
を接続する渦巻き状の形状部７ａとを有しており、外周
部７ｂが板バネ支持部８に固定されている。板バネ７の
内周部７ｃにはイメージセンサ保持治具載置部６が固定
されており、このイメージセンサ保持治具載置部６上
に、イメージセンサ４を保持するイメージセンサ保持治
具５を載置できるようになっている。したがって、この
構造において、板バネ７は、イメージセンサ４がその接
合面近傍を中心に自由に傾くことを許容し、イメージセ
ンサ４の接合面の傾きを吸収する傾き吸収機構を構成し
ている。Here, the portion on which the image sensor holding jig 5 is placed will be described in detail. XY as shown
A leaf spring support portion 8 is erected on the Z stage 3a of the Z stage, and a leaf spring 7 is fixed to the leaf spring support portion 8. As shown in FIG. 2, the leaf spring 7 has an outer peripheral portion 7b, an inner peripheral portion 7c, and a spiral-shaped portion 7a connecting these peripheral portions 7b and 7c to each other. 7b is fixed to the leaf spring support portion 8. An image sensor holding jig placing portion 6 is fixed to an inner peripheral portion 7c of the leaf spring 7, and the image sensor holding jig 5 that holds the image sensor 4 is mounted on the image sensor holding jig placing portion 6. Can be placed. Therefore, in this structure, the leaf spring 7 constitutes a tilt absorbing mechanism that allows the image sensor 4 to tilt freely around the joint surface and absorbs the tilt of the joint surface of the image sensor 4.
【００１６】また、Ｚステージ２上には支持枠部材保持
治具設置部１１が立設されており、支持枠部材保持治具
設置部１１上には、レンズ９ａが予め組み込まれて成る
支持枠部材９を保持する支持枠部材保持治具（支持枠部
材保持手段）１０が設置されている。そして、支持枠部
材９は、支持枠部材保持治具１０および支持枠部材保持
治具設置部１１により、イメージセンサ４の上方で保持
され、その中心軸が装置基準軸２５と一致するように配
置される。なお、支持枠部材保持治具１０は、Ｚステー
ジ２の駆動により、イメージセンサ保持治具５と一体で
装置基準軸２５に沿って昇降できる。Further, a support frame member holding jig installation section 11 is erected on the Z stage 2, and a lens 9a is previously incorporated in the support frame member holding jig installation section 11. A support frame member holding jig (support frame member holding means) 10 that holds the member 9 is installed. Then, the support frame member 9 is held above the image sensor 4 by the support frame member holding jig 10 and the support frame member holding jig installation portion 11 and arranged so that the central axis thereof coincides with the device reference axis 25. To be done. The support frame member holding jig 10 can be moved up and down along the apparatus reference axis 25 integrally with the image sensor holding jig 5 by driving the Z stage 2.
【００１７】回転ステージ１上にはレンズ部組保持治具
設置部１４が立設されており、このレンズ部組保持治具
設置部１４には、レンズが予め組み込まれて成るレンズ
部組１２を保持するレンズ部組保持治具（レンズ部組保
持手段）１３が設置されている。そして、レンズ部組１
２は、レンズ部組保持治具１３およびレンズ部組保持治
具設置部１４により、そのレンズの光軸が装置基準軸２
５に一致された状態で支持枠部材９の上方に保持される
ようになっている。また、本実施形態において、レンズ
部組１２と支持枠部材９は、互いに嵌合するような形状
となっており、装置に載置された際には、その軸が互い
に一致するようになっている。A lens unit assembly holding jig installation unit 14 is erected on the rotary stage 1, and a lens unit assembly 12 in which a lens is pre-assembled is attached to the lens unit assembly holding jig installation unit 14. A lens unit set holding jig (lens unit set holding means) 13 for holding is installed. And the lens assembly 1
2, the lens unit assembly holding jig 13 and the lens unit assembly holding jig installation unit 14 cause the optical axis of the lens to be the device reference axis 2.
5 is held above the support frame member 9 in a state of being matched with 5. In addition, in the present embodiment, the lens assembly 12 and the support frame member 9 are shaped so as to fit into each other, and when mounted on the device, their axes are aligned with each other. There is.
【００１８】イメージセンサ保持治具５の近傍には、イ
メージセンサ４の接合面にＵＶ硬化型接着剤を塗布する
接着剤塗布装置２３が進退自在に配置されている。ま
た、支持枠部材９の近傍には、ＵＶ光照射ヘッド１５が
進退自在に配置されている。このＵＶ光照射ヘッド１５
は、Ｚステージ２が下降した時に、装置基準軸２５と直
交する方向に移動されて、レンズ部組１２と支持枠部材
９との間に挿入される。Adjacent to the image sensor holding jig 5, an adhesive application device 23 for applying a UV curable adhesive to the joint surface of the image sensor 4 is arranged so as to be able to move back and forth. Further, in the vicinity of the support frame member 9, a UV light irradiation head 15 is arranged so as to be able to move back and forth. This UV light irradiation head 15
When the Z stage 2 descends, is moved in a direction orthogonal to the device reference axis 25, and is inserted between the lens subassembly 12 and the support frame member 9.
【００１９】レンズ部組１２の側方には、支持枠部材９
とレンズ部組１２とを溶融接合できるように、レーザヘ
ッド１６が配置されている。また、レンズ部組１２の上
方には、装置基準軸２５上に中心点が位置決めされた第
１の光学チャート１７ａと、装置基準軸２５上に中心点
が位置決めされ且つ第１の光学チャート１７ａから所定
の距離だけ離間した位置に配置された第２の光学チャー
ト１７ｂとが設置されている。この場合、第１の光学チ
ャート１７ａは近い位置の解像度を評価するためのもの
であり、第２の光学チャート１７ｂは遠い位置の解像度
を評価するためのものである。これらの第１の光学チャ
ート１７ａおよび第２の光学チャート１７ｂは、図示し
ないチャート切り換え機構により、 交互に切り換える
ことができるようになっている。なお、第２の光学チャ
ート１７ｂの上方には、第１の光学チャート１７ａおよ
び第２の光学チャート１７ｂを照明する透過照明２０が
配置されている。A supporting frame member 9 is provided on the side of the lens assembly 12.
The laser head 16 is arranged so that the lens assembly 12 and the lens assembly 12 can be fusion-bonded to each other. Further, above the lens assembly 12, a first optical chart 17a whose center point is positioned on the device reference axis 25 and a first optical chart 17a whose center point is positioned on the device reference axis 25 The second optical chart 17b arranged at a position separated by a predetermined distance is installed. In this case, the first optical chart 17a is for evaluating the resolution at the near position, and the second optical chart 17b is for evaluating the resolution at the far position. The first optical chart 17a and the second optical chart 17b can be switched alternately by a chart switching mechanism (not shown). In addition, the transmission illumination 20 that illuminates the first optical chart 17a and the second optical chart 17b is arranged above the second optical chart 17b.
【００２０】イメージセンサ保持部５の給配電部５ａに
は、画像取り込み装置２１が接続されており、画像取り
込み装置２１は、画像処理と各可動部を制御するための
制御装置２２に接続されている。An image capturing device 21 is connected to the power supply / distribution unit 5a of the image sensor holding unit 5, and the image capturing device 21 is connected to a control device 22 for controlling image processing and each movable portion. There is.
【００２１】次に、上記構成からなる撮像ユニット組立
装置を用いた撮像ユニットの組立方法について、図３〜
図６を参照しながら説明する。Next, a method of assembling an image pickup unit using the image pickup unit assembling apparatus having the above-described structure will be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG.
【００２２】まず、図３に示されるように、装置外で、
イメージセンサ４、支持枠部材９、レンズ部組１２を各
保持治具、すなわち、イメージセンサ保持治具５、支持
枠部材保持治具１０、レンズ部組保持治具１３にそれぞ
れセットする。次に、各保持治具５，１０，１３をそれ
ぞれ装置の所定の場所にセットし、接着剤塗布装置２３
により、イメージセンサ４の表面すなわちカバーレンズ
９ａとの接合面にＵＶ硬化型接着剤を定量塗布する。First, as shown in FIG. 3, outside the apparatus,
The image sensor 4, the support frame member 9, and the lens section set 12 are set on each holding jig, that is, the image sensor holding jig 5, the support frame member holding jig 10, and the lens section set holding jig 13, respectively. Next, the holding jigs 5, 10, and 13 are set at predetermined positions of the device, and the adhesive application device 23
Thus, the UV curable adhesive is quantitatively applied to the surface of the image sensor 4, that is, the joint surface with the cover lens 9a.
【００２３】次に、図４に示されるように、ＸＹＺステ
ージ３のＺステージ３ａを上昇させ、先にイメージセン
サ４に塗布した接着剤を支持枠部材９のカバーレンズ９
ａに押しつけて接着剤を拡げる。この時、板バネ７（図
１参照）の作用により、イメージセンサ４の接合面とカ
バーレンズ９ａの接合面とが完全に面で接触することが
できる。次に、Ｚステージ２を上昇させ、レンズ部組１
２と支持枠部材９とを嵌合させるとともに、第１の光学
チャート１７ａにピントを合わせて、イメージセンサ４
の画像を取り込みつつ、ＸＹＺステージ３のＸＹステー
ジ３ｂを駆動させて、第１の光学チャート１７ａの中心
と画像の中心とを合わせる。Next, as shown in FIG. 4, the Z stage 3a of the XYZ stage 3 is raised and the adhesive previously applied to the image sensor 4 is applied to the cover lens 9 of the support frame member 9.
Press on a to spread the adhesive. At this time, due to the action of the leaf spring 7 (see FIG. 1), the joint surface of the image sensor 4 and the joint surface of the cover lens 9a can be completely in surface contact with each other. Next, the Z stage 2 is raised and the lens assembly 1
2 and the support frame member 9 are fitted together, and the first optical chart 17a is brought into focus.
The image is captured and the XY stage 3b of the XYZ stage 3 is driven to align the center of the first optical chart 17a with the center of the image.
【００２４】次に、図５に示されるように、Ｚステージ
２を下降させて、レンズ部組１２と支持枠部材９との嵌
合状態を解除する。そして、その状態で、レンズ部組１
２と支持枠部材９との間にＵＶ光照射ヘッド１５を移動
させ、ＵＶ光照射ヘッド１５によってイメージセンサ４
とカバーレンズ９ａとの接合面の接着剤を硬化する。Next, as shown in FIG. 5, the Z stage 2 is lowered to release the fitting state between the lens assembly 12 and the support frame member 9. Then, in that state, the lens assembly 1
2 moves the UV light irradiation head 15 between the support frame member 9 and the support frame member 9, and the UV light irradiation head 15 causes the image sensor 4 to move.
The adhesive on the joint surface between the cover lens 9a and the cover lens 9a is cured.
【００２５】次に、図６に示されるように、ＵＶ光照射
ヘッド１５を元の位置に退避させた後、再び、Ｚステー
ジ２を上昇させてレンズ部組１２と支持枠部材９とを嵌
合させることにより、第１の光学チャート１７ａが見え
る状態とし、この状態で、第１の光学チャート１７ａと
第２の光学チャート１７ｂとを交互に切り替えつつ、２
つの光学チャート１７ａ，１７ｂのパターンが規定のコ
ントラスト値になるようにＺステージ２を微調整する。
その後、回転ステージ１を回転させつつ、レンズ部組１
２と支持枠部材９との嵌合部にレーザヘッド１６により
レーザ光を照射し、レンズ部組１２と支持枠部材９とを
溶融接合する。そして、最後に、レンズ部組１２と支持
枠部材９とを保持している保持治具１０，１３の保持部
を開放した後、レンズ部組１２と支持枠部材９とイメー
ジセンサ４とが一体になった部組品をイメージセンサ保
持治具５に搭載したまま装置から取り出す。Next, as shown in FIG. 6, after retracting the UV light irradiation head 15 to its original position, the Z stage 2 is raised again to fit the lens subassembly 12 and the support frame member 9. By combining them, the first optical chart 17a can be seen, and in this state, while switching the first optical chart 17a and the second optical chart 17b alternately,
The Z stage 2 is finely adjusted so that the patterns of the two optical charts 17a and 17b have a specified contrast value.
Then, while rotating the rotary stage 1, the lens assembly 1
Laser light is emitted from the laser head 16 to the fitting portion between the support frame member 9 and the lens frame 2, and the lens assembly 12 and the support frame member 9 are fusion-bonded. Then, finally, after releasing the holding portions of the holding jigs 10 and 13 holding the lens assembly 12 and the support frame member 9, the lens assembly 12, the support frame member 9, and the image sensor 4 are integrated. The assembled component is removed from the device while being mounted on the image sensor holding jig 5.
【００２６】以上説明したように、本実施形態の撮像ユ
ニット組立装置は、装置基準軸２５上に中心点が位置決
めされた第１の光学チャート１７ａと、装置基準軸２５
上に中心点が位置決めされ且つ第１の光学チャート１７
ａから所定の距離だけ離間した位置に配置された第２の
光学チャート１７ｂと、レンズ部組１２に設けられたレ
ンズの光軸を装置基準軸２５に一致させた状態でレンズ
部組１２を保持するレンズ部組保持治具１３と、第１お
よび第２の光学チャート１７ａ，１７ｂを撮像できるよ
うにイメージセンサ４を装置基準軸２５上に配置して保
持するイメージセンサ保持治具５と、第１および第２の
光学チャート１７ａ，１７ｂとイメージセンサ保持治具
５との間で、支持枠部材９を装置基準軸２５上に保持す
る支持枠部材保持治具１０と、イメージセンサ保持治具
５を装置基準軸２５に沿って移動させるＺステージ３ａ
と、イメージセンサ保持治具５と支持枠部材保持治具１
０とを装置基準軸２５に沿って一体的に移動させるＺス
テージ２と、Ｚステージ２，３ａを駆動させてレンズ部
組１２とイメージセンサ４と支持枠部材９とを仮組みし
た後、イメージセンサ保持治具５を装置基準軸２５と直
交する面上で移動させることにより、イメージセンサ４
が第１の光学チャート１７ａを撮像して得られる画像に
基づいて、装置基準軸２５に対してイメージセンサ４を
位置決め調整する第１の位置決め調整手段と、前記第１
の位置決め調整手段によってイメージセンサ４を位置決
めした状態で、イメージセンサ４を支持枠部材９に組み
付け固定する第１の組み付け手段と、Ｚステージ２を駆
動することにより、イメージセンサ４が第１および第２
の光学チャート１７ａ，１７ｂを撮像して得られる画像
に基づいて、レンズ部組１２に対する支持枠部材９の相
対位置を調整する第２の位置決め調整手段と、前記第２
の位置決め調整手段によってレンズ部組１２に対する支
持枠部材９の相対位置を調整した状態で、支持枠部材９
をレンズ部組１２に組み付け固定する第２の組み付け手
段とを備えている。As described above, in the image pickup unit assembling apparatus of this embodiment, the first optical chart 17a whose center point is positioned on the apparatus reference axis 25 and the apparatus reference axis 25.
The center point is positioned above and the first optical chart 17
The second optical chart 17b arranged at a position separated by a predetermined distance from a and the lens unit set 12 are held with the optical axes of the lenses provided in the lens unit set 12 aligned with the device reference axis 25. Lens unit assembly holding jig 13, an image sensor holding jig 5 for arranging and holding the image sensor 4 on the device reference axis 25 so that the first and second optical charts 17a and 17b can be imaged, and Between the first and second optical charts 17a and 17b and the image sensor holding jig 5, a supporting frame member holding jig 10 for holding the supporting frame member 9 on the apparatus reference shaft 25, and the image sensor holding jig 5 are provided. Z stage 3a for moving the device along the device reference axis 25
And the image sensor holding jig 5 and the supporting frame member holding jig 1
0 is integrally moved along the device reference axis 25, and the Z stage 2 and 3a are driven to temporarily assemble the lens assembly 12, the image sensor 4, and the support frame member 9, and then the image By moving the sensor holding jig 5 on a plane orthogonal to the device reference axis 25, the image sensor 4
The first positioning adjusting means for positioning and adjusting the image sensor 4 with respect to the device reference axis 25 based on the image obtained by imaging the first optical chart 17a;
When the image sensor 4 is positioned by the positioning adjusting means, the first assembling means for assembling and fixing the image sensor 4 to the support frame member 9 and the Z stage 2 are driven to cause the image sensor 4 to move to the first and second positions. Two
Second positioning adjustment means for adjusting the relative position of the support frame member 9 with respect to the lens assembly 12 based on the images obtained by imaging the optical charts 17a, 17b of FIG.
While the relative position of the support frame member 9 with respect to the lens assembly 12 is adjusted by the positioning adjustment means,
And a second assembling means for assembling and fixing the lens assembly to the lens assembly 12.
【００２７】したがって、同一の装置上で、実際の撮像
ユニットの画像を取り込みながら、芯出しおよびピント
出しの調整を行なうことができるため、調整誤差が少な
い高精度な組立を行なうことができる。また、調整後の
固定を同一の装置内で行なうことができるため、リード
タイムの短縮を図ることができる。また、イメージセン
サ４、支持枠部材９、レンズ部組１２の各部品を専用の
保持治具５，１０，１３に設置した後に装置にセットす
るため、自動でハンドリングすることが困難な微小な部
品を位置決め精度良く装置にセットすることができる。Therefore, since the centering and the focusing can be adjusted on the same device while capturing the image of the actual image pickup unit, it is possible to perform highly accurate assembly with a small adjustment error. Further, since the fixing after the adjustment can be performed in the same device, the lead time can be shortened. Further, since the image sensor 4, the support frame member 9, and the lens assembly 12 are set on the apparatus after being installed on the dedicated holding jigs 5, 10, and 13, minute parts that are difficult to handle automatically. Can be set in the device with high positioning accuracy.
【００２８】図７および図８は本発明の第２の実施形態
を示している。なお、本実施形態において、第１の実施
形態と共通する構成部分については、以下、同一の符号
を付してその説明を省略する。7 and 8 show a second embodiment of the present invention. In the present embodiment, the same components as those in the first embodiment will be designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
【００２９】図示のように、本実施形態では、第１の実
施形態の支持枠部材保持治具１１およびレンズ部組保持
治具１４に代えて、装置基準軸２５に対して直交する方
向に進退自在な部品把持部３１ａ，３１ｂが装置上に配
置されている。また、ＵＶ光照射ヘッド１５に代えて、
熱線照射ヘッド３５が使用されている。As shown in the figure, in the present embodiment, instead of the support frame member holding jig 11 and the lens assembly holding jig 14 of the first embodiment, it moves back and forth in a direction orthogonal to the device reference axis 25. Flexible component grippers 31a and 31b are arranged on the apparatus. Further, instead of the UV light irradiation head 15,
The heat ray irradiation head 35 is used.
【００３０】また、板バネ７に代えて、図８に示される
傾き吸収機構が使用されている。この傾き吸収機構は、
バネ３２が内蔵され且つ支持部材３３をガイドする４本
のガイド部３６を備えている。これらのガイド部３６
は、ＸＹＺステージのＺステージ３ａ上に立設されてい
る。支持部材３３は、その先端部が球面形状になってお
り、イメージセンサ保持治具載置部６を４カ所で支えて
いる。この４カ所の支持部材のうち、支持部３４ａは、
支持部材３３の球面部でイメージセンサ保持治具載置部
６に形成されたテーパ穴を支持するようになっている。
また、支持部３４ｂは、支持部材３３の球面部でイメー
ジセンサ保持治具載置部６に形成されたＶ溝を支持する
ようになっている。また、支持部３４ｃ、３４ｄは、支
持部材３３の球面部で、イメージセンサ保持治具載置部
６の裏側平面部を支持するようになっている。したがっ
て、この４点支持機構は、テーパ穴支持、Ｖ溝支持、平
面支持により、イメージセンサ４がその接合面近傍を中
心に自由に傾くことを許容し、イメージセンサ４の接合
面の傾きを吸収する傾き吸収機構を構成する。なお、そ
れ以外の他の構成は、第１の実施形態と同一である。Further, instead of the leaf spring 7, a tilt absorbing mechanism shown in FIG. 8 is used. This tilt absorption mechanism
The spring 32 is built in and is provided with four guide portions 36 for guiding the support member 33. These guide portions 36
Are erected on the Z stage 3a of the XYZ stage. The support member 33 has a spherical tip end portion, and supports the image sensor holding jig mounting portion 6 at four places. Of the four support members, the support portion 34a is
The spherical portion of the support member 33 supports the tapered hole formed in the image sensor holding jig mounting portion 6.
Further, the support portion 34b is configured to support the V groove formed in the image sensor holding jig mounting portion 6 on the spherical surface portion of the support member 33. The support portions 34c and 34d are spherical portions of the support member 33 and support the back side flat surface portion of the image sensor holding jig mounting portion 6. Therefore, this four-point support mechanism allows the image sensor 4 to freely tilt around the joint surface by taper hole support, V-groove support, and plane support, and absorbs the tilt of the joint surface of the image sensor 4. The tilt absorbing mechanism is constructed. The rest of the configuration is the same as that of the first embodiment.
【００３１】上記構成の装置を用いた組立工程において
は、まず、部品把持部３１ａ，３１ｂを進退させ、支持
枠部材９およびレンズ部組１２を位置決め把持する。イ
メージセンサ４は、イメージセンサ保持治具５にセット
された後、装置のイメージセンサ保持治具載置部６にセ
ットされる。その後の組立工程は、接着剤の硬化をＵＶ
光に代えて、熱線照射ヘッド３５で熱線を照射して硬化
させる点、並びに、レンズ部組１２と支持枠部材９とを
保持している保持治具の保持部を開放する代わりに、部
品把持部３１ａ，３１ｂを退行させることにより開放す
る点を除き、第１の実施形態と同じである。In the assembling process using the apparatus having the above structure, first, the component holding parts 31a and 31b are moved forward and backward to position and hold the support frame member 9 and the lens assembly 12. The image sensor 4 is set on the image sensor holding jig 5 and then set on the image sensor holding jig mounting portion 6 of the apparatus. The subsequent assembly process uses UV to cure the adhesive.
Instead of light, a point for irradiating heat rays with a heat ray irradiating head 35 for curing, and instead of opening a holding portion of a holding jig holding the lens subassembly 12 and the support frame member 9, component holding It is the same as the first embodiment except that the portions 31a and 31b are opened by retracting.
【００３２】本実施形態では、装置上の部品保持部３１
ａ，３１ｂにより、支持枠部材９およびレンズ部組１２
を直接に保持および開放できるため、組立後の支持枠部
材９およびレンズ部組１２の開放を容易に行なうことが
でき、部品供給までを含めた完全自動化を容易に実現で
きる。また、接着剤として熱硬化型の接着剤を用いてい
るため、接合面の光が照射できない部分の接着剤を硬化
することができる。また、装置上での硬化は仮硬化と
し、装置外で本硬化することが可能になり、リードタイ
ムの短縮を図ることができる。In this embodiment, the component holder 31 on the apparatus
The support frame member 9 and the lens assembly 12 are formed by a and 31b.
Since it can be directly held and opened, the support frame member 9 and the lens subassembly 12 can be easily opened after assembly, and complete automation including parts supply can be easily realized. Further, since a thermosetting adhesive is used as the adhesive, the adhesive on the portion of the joint surface which cannot be irradiated with light can be cured. Further, the curing on the apparatus is a temporary curing, and the main curing can be performed outside the apparatus, and the lead time can be shortened.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
調整誤差が少ない高精度な組立を行なうことができ、ま
た、リードタイムの短縮を図ることができる撮像ユニッ
ト組立装置を提供することができる。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide an image pickup unit assembling apparatus capable of performing highly accurate assembly with a small adjustment error and shortening the lead time.
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像ユニット組
立装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image pickup unit assembling apparatus according to a first embodiment of the present invention.
【図２】図１の撮像ユニット組立装置に設けられる板バ
ネの平面図である。2 is a plan view of a leaf spring provided in the image pickup unit assembling apparatus of FIG. 1. FIG.
【図３】図１の撮像ユニット組立装置を用いた組立の第
１の工程を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing a first step of assembling using the image pickup unit assembling apparatus of FIG.
【図４】図１の撮像ユニット組立装置を用いた組立の第
２の工程を示す概略図である。FIG. 4 is a schematic view showing a second step of assembling using the image pickup unit assembling apparatus of FIG.
【図５】図１の撮像ユニット組立装置を用いた組立の第
３の工程を示す概略図である。5 is a schematic view showing a third step of assembling using the image pickup unit assembling apparatus of FIG. 1. FIG.
【図６】図１の撮像ユニット組立装置を用いた組立の第
４の工程を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic view showing a fourth step of assembling using the image pickup unit assembling apparatus of FIG. 1.
【図７】本発明の第２の実施形態に係る撮像ユニット組
立装置の概略構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an image pickup unit assembling apparatus according to a second embodiment of the present invention.
【図８】（ａ）は図７の撮像ユニット組立装置に設けら
れる傾き吸収機構の概略構成図、（ｂ）は（ａ）のＡ方
向矢視図である。8A is a schematic configuration diagram of a tilt absorbing mechanism provided in the image pickup unit assembling apparatus of FIG. 7, and FIG. 8B is a view in the direction A of FIG.
【図９】従来の撮像ユニット組立装置の概略構成図であ
る。FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a conventional image pickup unit assembling apparatus.
２，３ａ…Ｚステージ（Ｚ方向移動手段）
４…イメージセンサ
５…イメージセンサ保持治具（イメージセンサ保持手
段）
９…支持枠部材
１０…支持枠部材保持治具（支持枠部材保持手段）
１２…レンズ部組
１３…レンズ部組保持治具（レンズ部組保持手段）
１７ａ，１７ｂ…光学チャート
２５…装置基準軸2, 3a ... Z stage (Z direction moving means) 4 ... Image sensor 5 ... Image sensor holding jig (image sensor holding means) 9 ... Support frame member 10 ... Support frame member holding jig (support frame member holding means) 12 ... Lens section set 13 ... Lens section set holding jig (lens part set holding means) 17a, 17b ... Optical chart 25 ... Device reference axis
Claims (2)
ージセンサを支持する支持枠部材とから構成される撮像
ユニットを組み立てる撮像ユニット組立装置において、 所定の軸線上に中心点が位置決めされた第１の光学チャ
ートと、 前記所定の軸線上に中心点が位置決めされ、前記第１の
光学チャートから所定の距離だけ離間した位置に配置さ
れた第２の光学チャートと、 前記レンズ部組に設けられたレンズの光軸を前記所定の
軸線に一致させた状態で前記レンズ部組を保持するレン
ズ部組保持手段と、 前記第１および第２の光学チャートを撮像できるよう
に、前記イメージセンサを前記所定の軸線上に配置して
保持するイメージセンサ保持手段と、 前記第１および第２の光学チャートと前記イメージセン
サ保持手段との間で、前記支持枠部材を前記所定の軸線
上に保持する支持枠部材保持手段と、 前記イメージセンサ保持手段を前記所定の軸線に沿って
移動させる第１のＺ方向移動手段と、 前記イメージセンサ保持手段と前記支持枠部材保持手段
とを前記所定の軸線に沿って一体的に移動させる第２の
Ｚ方向移動手段と、 前記第１および第２のＺ方向移動手段を駆動させて前記
レンズ部組と前記イメージセンサと前記支持枠部材とを
仮組みした後、前記イメージセンサ保持手段を前記所定
の軸線と直交する面上で移動させることにより、前記イ
メージセンサが前記第１の光学チャートを撮像して得ら
れる画像に基づいて、前記所定の軸線に対して前記イメ
ージセンサを位置決め調整する第１の位置決め調整手段
と、 前記第１の位置決め調整手段によって前記イメージセン
サを位置決めした状態で、前記イメージセンサを前記支
持枠部材に組み付け固定する第１の組み付け手段と、 前記第２のＺ方向移動手段を駆動することにより、前記
イメージセンサが前記第１および第２の光学チャートを
撮像して得られる画像に基づいて、前記レンズ部組に対
する前記支持枠部材の相対位置を調整する第２の位置決
め調整手段と、前記第２の位置決め調整手段によって前
記レンズ部組に対する前記支持枠部材の相対位置を調整
した状態で、前記支持枠部材を前記レンズ部組に組み付
け固定する第２の組み付け手段と、 を具備したことを特徴とする撮像ユニット組立装置。1. An image pickup unit assembling apparatus for assembling an image pickup unit composed of a lens subassembly, an image sensor, and a support frame member for supporting the image sensor, wherein a center point is positioned on a predetermined axis. And an optical chart of which the center point is positioned on the predetermined axis and which is arranged at a position separated from the first optical chart by a predetermined distance. A lens unit set holding unit that holds the lens unit set in a state where the optical axis of the lens coincides with the predetermined axis line, and the image sensor is set to the predetermined value so that the first and second optical charts can be imaged. Between the first and second optical charts and the image sensor holding means, the support frame being disposed between the image sensor holding means for arranging and holding the image sensor holding means. Support frame member holding means for holding the material on the predetermined axis, first Z direction moving means for moving the image sensor holding means along the predetermined axis, the image sensor holding means and the support frame Second Z-direction moving means for integrally moving the member holding means along the predetermined axis, and driving the first and second Z-direction moving means for the lens subassembly and the image sensor. After temporarily assembling the support frame member, the image sensor holding means is moved on a plane orthogonal to the predetermined axis line to obtain an image obtained by the image sensor capturing the first optical chart. On the basis of the above, the first positioning adjustment means for positioning and adjusting the image sensor with respect to the predetermined axis, and the image sensor by the first positioning adjustment means. By driving the first assembling means for assembling and fixing the image sensor to the support frame member and the second Z-direction moving means in the arranged state, the image sensor causes the first and second image sensors to move. Second positioning adjustment means for adjusting the relative position of the support frame member with respect to the lens assembly based on an image obtained by capturing an optical chart; and the second positioning adjustment means for the lens assembly with respect to the lens assembly. An image pickup unit assembling apparatus comprising: a second assembling means for assembling and fixing the support frame member to the lens assembly while adjusting the relative position of the support frame member.
１および第２のＺ方向移動手段を駆動させて前記レンズ
部組と前記イメージセンサと前記支持枠部材とを仮固定
する際にイメージセンサがあおり方向に傾くことを許容
する機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載
の撮像ユニット組立装置。2. The image sensor holding means, when the image sensor is temporarily fixed to the lens assembly, the image sensor and the support frame member by driving the first and second Z-direction moving means. The image pickup unit assembling apparatus according to claim 1, further comprising a mechanism that allows tilting in a tilt direction.
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