JP2014089257A - レンズチルト検出装置およびレンズチルト検出方法、並びに、レンズチルト検出装置を用いたカメラモジュール組み立て方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】光学ユニットにおけるレンズのチルト量を検出する。
【解決手段】複数のレンズ面(S1,S2)を有するレンズユニットに照明光を照射する光源(2)と、上記照明光の光軸上に配置されると共に、上記レンズユニットの複数のレンズ面(S1,S2)の反射光によって生成される上記光源(2)の少なくとも2つの結像画像を撮像する撮像カメラ(3)と、上記撮像カメラ(3)で撮像された上記複数の結像画像の夫々の中心位置における互いの相対的なずれ量に基づいて上記レンズユニットのチルト量とチルト方向とを検出するチルト検出部(4,5,6)とを備えている。
【選択図】図1
【解決手段】複数のレンズ面(S1,S2)を有するレンズユニットに照明光を照射する光源(2)と、上記照明光の光軸上に配置されると共に、上記レンズユニットの複数のレンズ面(S1,S2)の反射光によって生成される上記光源(2)の少なくとも2つの結像画像を撮像する撮像カメラ(3)と、上記撮像カメラ(3)で撮像された上記複数の結像画像の夫々の中心位置における互いの相対的なずれ量に基づいて上記レンズユニットのチルト量とチルト方向とを検出するチルト検出部(4,5,6)とを備えている。
【選択図】図1
Description
この発明は、光通信用レンズ,撮像形成用レンズおよび光ディスク用レンズ等の光学ユニットにおけるレンズチルトを検出するレンズチルト検出装置およびレンズチルト検出方法、並びに、レンズチルト検出装置を用いたカメラモジュール組み立て方法に関する。
携帯電話用のカメラモジュールにおいては、撮像素子のコンパクト化および非球面レンズの多様化によって、レンズを光学ユニットに組込む際に、厳密な位置決め調整精度が要求されている。このような厳密な位置決め調整を可能とする装置として、特開2010‐54677号公報(特許文献1)に開示されたレンズ傾き調整装置がある。
上記特許文献1に開示された従来のレンズ傾き調整装置では、LED(発光ダイオード:Light emitted Diode)等の点光源をリング状に配置したリング状光源からの照明光を被調整レンズに照射する。そして、上記被調整レンズの光学面からの反射光の像をCCDで受光し、レンズを傾斜させた際に生じる偏心によって当該像がずれる量を検出して演算処理部で傾斜角に換算する。そして、アクチュエータを用いて上記被調整レンズの傾斜を補正するようにしている。
しかしながら、上記従来のレンズ傾き調整装置においては、以下のような問題がある。
通常、レンズは上述のようにレンズユニットに組み込まれた後、レンズ駆動用のアクチュエータが搭載された光学ユニットとなる。その際に、上記光学ユニットの基準面に対して上記レンズユニットがチルトして組み付けられる場合も多い。したがって、レンズがチルトしている光学ユニットを撮像センサにレンズのチルトを調整することなく装着した場合には、所望の性能を有するカメラモジュールを得ることができない。
そのため、上記光学ユニットの状態でレンズのチルトを測定し、上記光学ユニットを撮像センサに装着する場合に、発生している上記レンズのチルトを調整することが必要となる。
上記特許文献1に開示された従来のレンズ傾き調整装置を用いた場合には、レンズをレンズユニットに組み込む際に、上記レンズを組込むホルダに対するレンズのチルト角を調整することができる。ところが、上記光学ユニットに発生しているレンズのチルトを調整する場合には、レンズのチルトの基準をレンズ外形あるいはレンズが接しているホルダの径にする必要がある。
そのために、レンズ外形あるいはレンズが接しているホルダの位置が見えないホルダにレンズが組み込まれている光学ユニットの場合には、レンズのチルト量を正確に計測ができず、光学ユニットを撮像センサに組み込む場合にレンズのチルトを調整することができないという問題がある。
そこで、この発明の課題は、光学ユニットに対するレンズユニットのチルト量を検出できるレンズチルト検出装置およびレンズチルト検出方法、並びに、レンズチルト検出装置を用いたカメラモジュール組み立て方法を提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明のレンズチルト検出装置は、
複数のレンズ面を有するレンズユニットに照明光を照射する光源と、
上記照明光の光軸上に配置されると共に、上記レンズユニットの複数のレンズ面の反射光によって生成される上記光源の少なくとも2つの結像画像を撮像する撮像カメラと、
上記撮像カメラで撮像された上記複数の結像画像の夫々の中心位置における互いの相対的なずれ量に基づいて上記レンズユニットのチルト量とチルト方向とを検出するチルト検出部と
を備えたことを特徴としている。
複数のレンズ面を有するレンズユニットに照明光を照射する光源と、
上記照明光の光軸上に配置されると共に、上記レンズユニットの複数のレンズ面の反射光によって生成される上記光源の少なくとも2つの結像画像を撮像する撮像カメラと、
上記撮像カメラで撮像された上記複数の結像画像の夫々の中心位置における互いの相対的なずれ量に基づいて上記レンズユニットのチルト量とチルト方向とを検出するチルト検出部と
を備えたことを特徴としている。
また、一実施の形態のレンズチルト検出装置では、
上記光源の照明光は、点対象の照明光である。
上記光源の照明光は、点対象の照明光である。
また、一実施の形態のレンズチルト検出装置では、
上記光源の照明光は、リング状照明光である。
上記光源の照明光は、リング状照明光である。
また、この発明のレンズチルト検出方法は、
光源からの照明光を、複数のレンズ面を有するレンズユニットに照射する工程と、
上記レンズユニットにおける複数のレンズ面の反射光によって生成される複数の像を、上記照明光の光軸上に配置された撮像カメラで撮像する工程と、
上記撮像カメラで撮像された上記複数の像のうちの1つの像である第1の像の中心位置を、チルト検出部によって求める工程と、
上記撮像カメラで撮像された上記複数の像のうちの上記第1の像とは異なる少なくとも1つの像の中心位置を、上記チルト検出部によって求める工程と、
上記第1の像の中心位置と上記第1の像とは異なる少なくとも1つの像の中心位置とに基づいて、上記レンズユニットの上記光軸に対するチルト量を、上記チルト検出部によって算出する工程と
を含むことを特徴としている。
光源からの照明光を、複数のレンズ面を有するレンズユニットに照射する工程と、
上記レンズユニットにおける複数のレンズ面の反射光によって生成される複数の像を、上記照明光の光軸上に配置された撮像カメラで撮像する工程と、
上記撮像カメラで撮像された上記複数の像のうちの1つの像である第1の像の中心位置を、チルト検出部によって求める工程と、
上記撮像カメラで撮像された上記複数の像のうちの上記第1の像とは異なる少なくとも1つの像の中心位置を、上記チルト検出部によって求める工程と、
上記第1の像の中心位置と上記第1の像とは異なる少なくとも1つの像の中心位置とに基づいて、上記レンズユニットの上記光軸に対するチルト量を、上記チルト検出部によって算出する工程と
を含むことを特徴としている。
また、一実施の形態のレンズチルト検出方法では、
上記光源の照明光は、リング状照明光である。
上記光源の照明光は、リング状照明光である。
また、この発明のカメラモジュール組み立て方法は、
カメラモジュール用の撮像センサを組立て装置にセットし、上記組み立て装置における組み立て基準軸上に配置されたチルトセンサで、上記組み立て基準軸に対する上記撮像センサのチルト量を測定する撮像センサチルト量測定工程と、
少なくとも1つのレンズを有するカメラモジュール用の光学ユニットを上記組立て装置にセットし、上記組み立て基準軸上に配置された上記この発明のレンズチルト検出装置によって、上記組み立て基準軸に対する上記光学ユニットにおけるレンズユニットのチルト量を測定するレンズチルト量測定工程と、
上記測定された上記撮像センサのチルト量と上記レンズユニットのチルト量とが同じになるように、上記撮像センサのチルト量と上記レンズユニットのチルト量との何れか一方を修正するチルト量修正工程と、
上記撮像センサと上記光学ユニットとの相対的な位置を調整する相対的位置調整工程と
を備えたことを特徴としている。
カメラモジュール用の撮像センサを組立て装置にセットし、上記組み立て装置における組み立て基準軸上に配置されたチルトセンサで、上記組み立て基準軸に対する上記撮像センサのチルト量を測定する撮像センサチルト量測定工程と、
少なくとも1つのレンズを有するカメラモジュール用の光学ユニットを上記組立て装置にセットし、上記組み立て基準軸上に配置された上記この発明のレンズチルト検出装置によって、上記組み立て基準軸に対する上記光学ユニットにおけるレンズユニットのチルト量を測定するレンズチルト量測定工程と、
上記測定された上記撮像センサのチルト量と上記レンズユニットのチルト量とが同じになるように、上記撮像センサのチルト量と上記レンズユニットのチルト量との何れか一方を修正するチルト量修正工程と、
上記撮像センサと上記光学ユニットとの相対的な位置を調整する相対的位置調整工程と
を備えたことを特徴としている。
以上より明らかなように、この発明のレンズチルト検出装置およびレンズチルト検出方法によれば、チルト検出部は、光源の少なくとも2つの結像画像夫々の中心位置における互いの相対的なずれ量に基づいて、レンズユニットのチルト量とチルト方向と検出するので、1つの結像画像に基づいて、レンズユニットのチルト量およびチルト方向を検出する場合に比して、上記チルト量および上記チルト方向を正確に検出することができる。
さらに、少なくとも1つのレンズを有するレンズユニットの状態で上記複数のレンズ面から反射された光に基づいて上記レンズユニットのチルト量およびチルト方向を検出するので、上記レンズの外形が見えないようなレンズホルダに搭載されたレンズユニットであっても、上記チルト量および上記チルト方向を正確に検出することができる。
さらに、上記レンズユニットのチルト量およびチルト方向を検出する際に用いる少なくとも2つの結像画像として、上記レンズユニットの複数のレンズ面で反射された光に基づいて形成された像を用いる。したがって、上記レンズユニットのレンズが唯一つであっても、その一つのレンズの両面で反射された光による複数の結像画像を用いて上記チルト方向および上記チルト量を正確に検出することができる。
また、この発明のカメラモジュール組み立て方法は、チルト量修正工程により、測定された撮像センサのチルト量と光学ユニットにおけるレンズユニットのチルト量とが同じになるように、上記撮像センサのチルト量と上記レンズユニットのチルト量との何れか一方を修正するので、上記撮像センサに対して上記レンズが傾斜しないように調整することができる。したがって、カメラモジュール組み立て時において上記光学ユニットに上記撮像センサを組付調整する場合の組付精度を向上することができ、所望の性能を有するカメラモジュールを提供することができる。
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。図1は、本実施の形態のレンズチルト検出装置におけるブロック図である。尚、この発明は、本実施の形態に限定されるものではない。
本レンズチルト検出装置1は、リング光源2,撮像カメラ3,信号処理部4,画像処理部5,演算処理部6および表示部7を含んで構成されている。8は、チルト検出の対象となる光学ユニットである。
上記光源としてのリング光源2は、発光面がリング状の光源である。図2は、リング光源2における光の照射面側から見た模式図である。図2に示すように、上記発光面9はリング状の蛍光管で構成されて、リング状の照明光を照射する。尚、発光面9は、上記蛍光管の他に、点光源である上記LEDを円周状に同一間隔で配列してもよい。あるいは、円周状に同一間隔で配列された上記LEDに拡散板を貼り付けてリング状の面光源としてもよい。さらに、複数の電球を円周状に配列してもよいし、EL(エレクトロルミネセンス:Electronic Luminessence)発光体を円周状に連続して形成してもよい。
上記リング光源2における発光面9からの光は、図1に示すように光学ユニット8を照射する。光学ユニット8は、図3に示すように、レンズ群10(図では3枚のレンズL1〜L3で構成)が装着されたレンズホルダ11と、レンズホルダ11を光軸に沿って上下に駆動するアクチュエータ12とから構成されている。すなわち、レンズホルダ11に装着されたレンズ群10で上記レンズユニットを構成しているのである。
上記リング光源2における発光面9からの光は、レンズ群10の第1レンズL1の上記レンズ面である上面S1で反射した像と上記レンズ面である下面S2で反射した像との2つの像を形成する。撮像カメラ3は、この2つの像をレンズユニット13によって受光素子であるCCD(電荷結合素子:Charge Coupled Devise)14に入射させる。
上記CCD14の撮像面上では、第1レンズL1の上面S1および下面S2で反射された発光面9の像が撮像される。ここで、発光面9の像の形状は、第1レンズL1,リング光源2,レンズユニット13およびCCD14の位置関係、および、撮像カメラ3の諸元設定に基づいて決定される。
上記CCD14からの出力信号は、信号処理部4へ送られる。そして、信号処理部4によって、受光した像の光強度に相当するビデオ信号を発生させて、画像処理部5に送出する。画像処理部5においては、受信したビデオ信号を画像信号に変換する。尚、信号処理部4は、CCD14内に設けても良いし、画像処理部5内に設けてもよい。こうして生成された画像信号はマイクロコンピューターで構成される演算処理部6に送出され、演算によって、リング画像の中心あるいは画像光強度の重心等が求められる。
重心を求める場合には、上記CCD14の代わりにPSD(Position Sensing Detector:光位置センサ)を用いても良い。その場合には、信号処理部4および画像処理部5の代わりにPSDの出力信号を処理する信号処理部を用いる。
さらに、上記演算処理部6は、得られたCCD14の出力信号に基づいて、後述の演算処理を施して第1レンズL1のチルト角を算出する。こうして得られた画像や演算結果は表示部7に表示される。尚、表示部7には、液晶ディスプレイやCRTディスプレイ等を用いる。
すなわち、本実施の形態においては、上記信号処理部4,画像処理部5および演算処理部6によって、上記チルト検出部を構成しているのである。
通常、複数のレンズL1,L2,L3からなるレンズ群10は、高精度のチルト調整が行われて組み立てられている。その中でも特に、第1レンズL1は光学性能に大きく影響するレンズであることが多いため、第1レンズL1のチルトがレンズ群10の光学性能を左右することになる。
そこで、本実施の形態においては、上記レンズ群10のチルト調整を行う場合の指標とするために、第1レンズL1のチルト角を検出するのである。以下、第1レンズL1のチルト角検出方法について詳細に説明する。本検出方法は、第1レンズL1がチルトした際に生ずる発光面9の像の偏心量を求め、この偏心量に基づいて第1レンズL1のチルト角を検出するのである。
以下、図4〜図8に従って、第1レンズL1の形状と撮像された発光面9の像の位置との関係について説明する。
先ず、図4に示すように、上記第1レンズL1が両凸レンズである場合には、発光面9から出射された光は、第1レンズL1の上面S1で発散反射し、発光面9および撮像カメラ3の光軸m上の点P1に虚像が形成される。また、第1レンズL1の上面S1を透過して下面S2で収束反射された光は、上記光軸m上の点P2に実像を結像する。こうして点P1,P2に形成された像を撮像カメラ3で観測すると、第1レンズL1の上面S1に対して、点P1の像(リング像R1)は奥に形成され、点P2の像(リング像R2)は手前に形成される。
この場合、上記撮像カメラ3の被写界深度は点P1と点P2とが同時に含まれる範囲であることが望ましい。但し、被写界深度が点P1と点P2とが同時に含まれる程十分に深くなくとも、リング像の中心を測定できる程度の画像が得られれば問題はない。
また、図5に示すように、上記第1レンズL1が発光面9側からみて凸メニスカスレンズである場合には、発光面9から出射された光は、第1レンズL1の上面S1で発散反射し、点P1に虚像が形成される。また、第1レンズL1の上面S1を透過して下面S2で発散反射された光は、点P2に虚像を結像する。こうして点P1,P2に形成された像を撮像カメラ3で観測すると、第1レンズL1の上面S1に対して、点P1,P2の像は共に奥に形成される。尚、点P1と点P2との光軸m方向の位置関係は、レンズ面S1,S2の曲率によって決まるのであるが、本実施の形態においては、後述するように重要ではない。
ここで、上記光軸mは、発光面9からの照明光の光軸であり、光学ユニット8の基準面(図示せず)に対して垂直になっている。
また、図6に示すように、上記第1レンズL1が発光面9側からみて凹メニスカスレンズである場合には、発光面9から出射された光は、第1レンズL1の上面S1で収束反射し、点P1に実像が形成される。また、第1レンズL1の上面S1を透過して下面S2で収束反射された光は、点P2に実像を結像する。こうして点P1,P2に形成された像を撮像カメラ3で観測すると、第1レンズL1の上面S1に対して、点P1,P2の像は共に手前に形成される。
また、図7に示すように、上記第1レンズL1が両凹レンズである場合には、発光面9から出射された光は、第1レンズL1の上面S1で収束反射し、点P1に実像が形成される。また、第1レンズL1の上面S1を透過して下面S2で発散反射された光は、点P2に虚像を結像する。このようにして点P1,P2に形成された像を撮像カメラ3で観測すると、第1レンズL1の上面S1に対して、点P1の像は手前に形成され、点P2の像は奥に形成される。
上述したように、上記第1レンズL1の形状に関係なく、1枚のレンズの上面および下面からの反射象が光軸m上に形成されるのである。
また、上記第1レンズL1以外に複数のレンズがある場合にも、夫々の面からの反射光による像が生成されることになり、撮像カメラ3の被写界深度内の像が観測できる。
例えば、図8に示すように、上記第1レンズL1が両凸レンズであり、第2レンズL2が凹メニスカスレンズである場合には、発光面9の像が点P1〜点P4に形成される。その場合、撮像カメラ3の被写界深度Wが点P1〜点P4の像の総てを一度に観測できる距離に設計されていれば良いが、少なくとも2点以上での像が観測できる距離に設計されていることが望ましい。図8では、点P1と点P2との2点での像が一度に観測できる被写界深度Wに設計されている。
また、上記被写界深度Wが浅くて、2点以上での像を一度に観測できない場合には、各点での像に順次ピントを合わせて逐次観測を行って演算処理部6のRAM(Random Access Memory)(図示せず)に記憶しても構わず、少なくとも2点以上での像を観測できればよいのである。
次に、図4に示す両凸レンズの上記第1レンズL1がチルトしている場合において、上述したようなリング状の発光面9の像を図9〜図11に示す。但し、図9,図10および図11の夫々において、図中上部にCCD14で得られた画像を示し、図中下部にレンズホルダ11に固定された第1レンズL1の傾斜状態を示す。
図9は、上記第1レンズL1が傾斜していない場合を示す。この場合、CCD14で得られる画像には、リング状の発光面9のリング像R1,R2(中心P1,P2)が同心円状に現れる。尚、APは、レンズホルダ11のアパーチャーである。この状態から、図10に示すように、レンズホルダ11をW1の方向に傾けると、発光面9の像の中心の点P1,P2の位置は、上面S1に対して奥に形成されるリング像R1の中心点P1は図中右へ、上面S1に対して手前に形成されるリング像R2の中心点P2は図中左へずれて観測される。また、図11に示すようにレンズホルダ11をW2の方向に傾けると、発光面9の像の中心点P1,P2の位置は、図中左右に図10の場合とは逆方向にずれて観測される。
このように、上記第1レンズL1が傾くと、光学面S1,S2は偏心することになる。そこで、信号処理部4,画像処理部5および演算処理部6によって、光学面S1,S2における互いの相対的な偏心の度合を、得られた画像の相対位置関係から検出するのである。そして、検出された光学面S1,S2の互いの相対的な偏心の度合から、逆算して第1レンズL1のチルト角等を求めるのである。
すなわち、上記CCD14の画像から、発光面9のリング像R1,R2の中心P1,P2の位置のずれ方向を検出することによって、第1レンズL1のチルト方向を検出することができる。また、発光面9のリング像R1,R2の中心点P1,P2間の距離を検出することによって、第1レンズL1のチルト角を検出することができる。その場合、点P1と点P2との間の光軸m方向の距離はレンズ面S1,S2の曲率によって予め定まっている。したがって、点P1と点P2との間の光軸m方向の距離と水平方向の距離とに基づいて、演算処理部6によって上記チルト角を算出することができるのである。
逆に言えば、上記第1レンズL1のチルトを補正するには、発光面9のリング像R1,R2が同心円になって、その中心P1,P2の位置が重なるように調整することによって行うことができるのである。この方法においては、第1レンズL1の2つ以上の像の互いの相対的なずれ量を検出することによってチルト量を検出している。したがって、レンズの外形が見えないようなレンズホルダ11に搭載されたレンズユニットのレンズに対しても有効である。
このように、本実施の形態においては、上記点P1でのリング像R1と点P2でのリング像R2とがCCD14で撮像された画像上における点P1と点P2との互いの相対的ずれ量に基づいて第1レンズL1のチルト角等を求めるようにしている。したがって、点P1と点P2との光軸m方向の位置関係は重要ではないのである。
また、図12に示すように、上記レンズホルダ11のアパーチャーAPがレンズの中心に対してずれて形成されている場合であっても、発光面9のリング像R1,R2はその影響を受けることはない。したがって、発光面9のリング像R1,R2が同心円になって、その中心P1,P2の位置が重なっている場合に、チルトがない状態であると判断することできる。また、図13に示すように、W1の方向にレンズホルダ11を傾けると、アパーチャーAPの位置に関係なく発光面9のリング像R1,R2の中心P1,P2の位置は、図中左右にずれて観測される。また、図14に示すように、W2の方向にレンズホルダ11を傾けると、発光面9のリング像R1,R2の中心P1,P2の位置は、図中左右に図13の場合とは逆方向にずれて観測される。
このように、上記第1レンズL1が傾くと、光学面S1,S2は偏心することになり、その互いの相対的な偏心の度合は、得られた画像の相対位置関係から検出することができるので、検出した光学面S1,S2の互いの相対的な偏心の度合から、逆算して第1レンズL1のチルト角等を求めることができるのである。
すなわち、上記CCD14の画像から、発光面9のリング像R1,R2の中心P1,P2の位置のずれ方向を検出することによって、第1レンズL1のチルト方向を検出することができる。また、発光面9のリング像R1,R2の中心P1,P2間の距離を検出することによって、第1レンズL1のチルト角を検出することができるのである。
以上のごとく、本実施の形態によれば、上記信号処理部4,画像処理部5および演算処理部6によって、撮像カメラ3で撮像された第1レンズL1の上面S1および下面S2で反射された光に基づく、発光面9のリング像R1,R2夫々の中心P1,P2における互いの相対的なずれ量に基づいて、第1レンズL1のチルト量とチルト方向とを検出するようにしている。したがって、1つの結像画像に基づいて、上記レンズ(L1)のチルト量およびチルト方向を検出する場合に比して、上記チルト量および上記チルト方向を正確に検出することができる。
さらに、少なくとも1つのレンズL1を有する光学ユニット8の状態で、複数のレンズ面S1,S2から反射された光に基づいてレンズL1のチルト量およびチルト方向を検出するようにしている。したがって、レンズの外形が見えないようなレンズホルダ11に搭載されたレンズユニットのレンズL1であっても、上記チルト量および上記チルト方向を正確に検出することができる。
さらに、上記レンズL1のチルト量およびチルト方向を検出する際に用いる少なくとも2つのリング像R1,R2として、レンズユニットの複数のレンズ面S1,S2で反射された光に基づいて形成された像を用いている。したがって、レンズユニットのレンズが唯一つであっても、その一つのレンズの両面で反射された光による複数の結像画像を用いてレンズユニットの上記チルト方向および上記チルト量を正確に検出することができるのである。
尚、上述の説明では第1レンズL1の反射リング画像のみで説明を行ったが、レンズが2枚以上で構成されたレンズユニットの場合で、2個以上の上記リング像が得られる場合でも、同様にして上記レンズユニットにおける光学ユニット8の上記基準面に対するチルト方向およびチルト角を検出することができる。すなわち、複数の上記リング像が同心円上になる状態がレンズチルトがない状態である。そして、各リング像の中心位置の差分和によってチルト角を検出でき、チルト発生によって各リング像が偏心する方向でチルト方向を検出できるのである。
また、上記光源として、リング状の発光面9を有するリング光源2を用いている。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、点光源を点対象に配列した発光面9であっても差し支えない。この場合でも、発光面9の像夫々の中心を容易に求めることができるのである。
次に、本レンズチルト検出装置1を用いたこの発明のレンズチルト調整方法を、カメラモジュールの組立てに適用する場合の手順について説明する。本手順は、レンズチルト検出装置1の演算処理部6に記憶されたプログラムに従って実行される。尚、上記プログラムは、演算処理部6のROM(Read Only Memory)(図示せず)や上記RAMに記憶されている。
先ず、図15(a)に示すように、カメラモジュール用の撮像センサ15を組立て装置(図示せず)にセットする。そして、上記組み立て装置における組み立て基準軸16上に配置されたチルトセンサ17で、撮像センサ15の受光面における垂線kの組み立て基準軸16に対する角度を計測することによって、撮像センサ15のチルト量α1を測定する。
次に、図15(b)に示すように、カメラモジュール用の光学ユニット8を上記組立て装置にセットする。そして、上記組み立て装置における組み立て基準軸16上に配置した本レンズチルト検出装置1によって、組み立て基準軸16に対するレンズ群10(レンズユニット)のチルト量α2を測定する。
次に、上記チルト量α1,α2の測定結果に従って、
(1)上記カメラモジュール用の撮像センサ15の組み立て基準軸16に対するチルト量α1をレンズ群10のチルト量α2に修正する。そして、撮像センサ15の光学ユニット8に対する相対的な位置を調整した後に、撮像センサ15を光学ユニット8に組み付けてカメラモジュールを組み立てる。
(1)上記カメラモジュール用の撮像センサ15の組み立て基準軸16に対するチルト量α1をレンズ群10のチルト量α2に修正する。そして、撮像センサ15の光学ユニット8に対する相対的な位置を調整した後に、撮像センサ15を光学ユニット8に組み付けてカメラモジュールを組み立てる。
あるいは、
(2)上記光学ユニット8におけるレンズ群10の組み立て基準軸16に対するチルト量α2が撮像センサ15のチルト量α1になるように、光学ユニット8のチルト量を修正する。そして、光学ユニット8の撮像センサ15に対する相対的な位置を調整した後に、光学ユニット8を撮像センサ15に組み付けてカメラモジュールを組み立てる。
(2)上記光学ユニット8におけるレンズ群10の組み立て基準軸16に対するチルト量α2が撮像センサ15のチルト量α1になるように、光学ユニット8のチルト量を修正する。そして、光学ユニット8の撮像センサ15に対する相対的な位置を調整した後に、光学ユニット8を撮像センサ15に組み付けてカメラモジュールを組み立てる。
あるいは、
(3)組み立て基準軸16に対する撮像センサ15のチルト量α1が0になるように撮像センサ15のチルト量を修正する。同様に、レンズ群10のチルト量α2が0になるように光学ユニット8のチルト量を修正する。そして、チルト量が修正された撮像センサ15と光学ユニット8との相対的な位置を調整した後、撮像センサ15と光学ユニット8とを互いに組み付けてカメラモジュールを組み立てる。
(3)組み立て基準軸16に対する撮像センサ15のチルト量α1が0になるように撮像センサ15のチルト量を修正する。同様に、レンズ群10のチルト量α2が0になるように光学ユニット8のチルト量を修正する。そして、チルト量が修正された撮像センサ15と光学ユニット8との相対的な位置を調整した後、撮像センサ15と光学ユニット8とを互いに組み付けてカメラモジュールを組み立てる。
以上の(1)〜(3)に記載の何れかの方法によって組み立てられたカメラモジュールに対して、図15(c)(図15(c)は上記(1)の方法で組み立てられた場合)のように、組み立て基準軸16に対して垂直方向に延在して配置された撮像チャート18を撮像することによって、撮像特性を確認する製品検査を行う。
このように、上記光学ユニット8のレンズチルト量が事前に測定できれば、そのレンズチルト量を補正してカメラモジュールを組み立てることができ、上記光学ユニット8のレンズチルトが原因でカメラモジュールが不良となることを削減することができる。したがって、カメラモジュールの製造コストを大幅に削減することが可能になるのである。
以上のごとく、この発明のレンズチルト検出装置は、
複数のレンズ面(S1,S2)を有するレンズユニットに照明光を照射する光源(2)と、
上記照明光の光軸(m)上に配置されるとともに、上記レンズユニットの複数のレンズ面(S1,S2)の反射光によって生成される上記光源(2)の少なくとも2つの結像画像(R1,R2)を撮像する撮像カメラ(3)と、
上記撮像カメラ(3)で撮像された上記複数の結像画像(R1,R2)の夫々の中心(P1,P2)位置における互いの相対的なずれ量に基づいて上記レンズユニットのチルト量とチルト方向とを検出するチルト検出部(4,5,6)と
を備えたことを特徴としている。
複数のレンズ面(S1,S2)を有するレンズユニットに照明光を照射する光源(2)と、
上記照明光の光軸(m)上に配置されるとともに、上記レンズユニットの複数のレンズ面(S1,S2)の反射光によって生成される上記光源(2)の少なくとも2つの結像画像(R1,R2)を撮像する撮像カメラ(3)と、
上記撮像カメラ(3)で撮像された上記複数の結像画像(R1,R2)の夫々の中心(P1,P2)位置における互いの相対的なずれ量に基づいて上記レンズユニットのチルト量とチルト方向とを検出するチルト検出部(4,5,6)と
を備えたことを特徴としている。
上記構成によれば、上記チルト検出部(4,5,6)は、上記光源(2)の少なくとも2つの結像画像(R1,R2)夫々の中心(P1,P2)位置における互いの相対的なずれ量に基づいて、上記レンズユニットのチルト量とチルト方向とを検出するようにしている。したがって、1つの結像画像に基づいて、上記レンズユニットのチルト量およびチルト方向を検出する場合に比して、上記チルト量および上記チルト方向を正確に検出することができる。
さらに、少なくとも1つのレンズ(L1)を有するレンズユニットの状態で上記複数のレンズ面(S1,S2)から反射された光に基づいて上記レンズユニットのチルト量およびチルト方向を検出するので、上記レンズ(L1)の外形が見えないようなレンズホルダ(11)に搭載されたレンズユニットであっても、上記チルト量および上記チルト方向を正確に検出することができる。
さらに、上記レンズユニットのチルト量およびチルト方向を検出する際に用いる少なくとも2つの結像画像(R1,R2)として、上記レンズユニットの複数のレンズ面(S1,S2)で反射された光に基づいて形成された像を用いる。したがって、上記レンズユニットのレンズが唯一つであっても、その一つのレンズの両面で反射された光による複数の結像画像を用いて上記チルト方向および上記チルト量を正確に検出することができる。
また、一実施の形態のレンズチルト検出装置では、
上記光源の照明光は、点対象の照明光である。
上記光源の照明光は、点対象の照明光である。
この実施の形態によれば、上記光源(2)はの照明光は点対象の照明光であるので、各結像画像(R1,R2)夫々の中心(P1,P2)位置を求める際には点対象の中心を求めればよく、より正確に且つ簡単に各結像画像(R1,R2)の中心(P1,P2)位置を求めることができる。
また、一実施の形態のレンズチルト検出装置では、
上記光源(2)の照明光は、リング状照明光である。
上記光源(2)の照明光は、リング状照明光である。
この実施の形態によれば、上記光源(2)はの照明光はリング状の照明光であるので、各結像画像(R1,R2)夫々の中心(P1,P2)位置を求める際にはリングの中心を求めればよく、より正確に且つ簡単に各結像画像(R1,R2)の中心(P1,P2)位置を求めることができる。
さらに、チルト検出のために必要な上記複数の結像画像(R1,R2)を重ならずに検出でき、各結像画像(R1,R2)の中心(P1,P2)位置の上記ずれ量を計算する制度が向上し、チルト検出精度を向上させることができる。
また、この発明のレンズチルト検出方法は、
光源(2)からの照明光を、複数のレンズ面(S1,S2)を有するレンズユニットに照射する工程と、
上記レンズユニットにおける複数のレンズ面(S1,S2)の反射光によって生成される複数の像(R1,R2)を、上記照明光の光軸(m)上に配置された撮像カメラ(3)で撮像する工程と、
上記撮像カメラ(3)で撮像された上記複数の像(R1,R2)のうちの1つの像(R1)である第1の像の中心(P1)位置を、チルト検出部(4,5,6)によって求める工程と、
上記撮像カメラ(3)で撮像された上記複数の像(R1,R2)のうちの上記第1の像とは異なる少なくとも1つの像(R2)の中心(P2)位置を、上記チルト検出部(4,5,6)によって求める工程と、
上記第1の像(R1)の中心(P1)位置とこの上記第1の像(R1)とは異なる少なくとも1つの像(R2)の中心(P2)位置とに基づいて、上記レンズユニットの上記光軸(m)に対するチルト量を、上記チルト検出部(4,5,6)によって算出する工程と
を含むことを特徴としている。
光源(2)からの照明光を、複数のレンズ面(S1,S2)を有するレンズユニットに照射する工程と、
上記レンズユニットにおける複数のレンズ面(S1,S2)の反射光によって生成される複数の像(R1,R2)を、上記照明光の光軸(m)上に配置された撮像カメラ(3)で撮像する工程と、
上記撮像カメラ(3)で撮像された上記複数の像(R1,R2)のうちの1つの像(R1)である第1の像の中心(P1)位置を、チルト検出部(4,5,6)によって求める工程と、
上記撮像カメラ(3)で撮像された上記複数の像(R1,R2)のうちの上記第1の像とは異なる少なくとも1つの像(R2)の中心(P2)位置を、上記チルト検出部(4,5,6)によって求める工程と、
上記第1の像(R1)の中心(P1)位置とこの上記第1の像(R1)とは異なる少なくとも1つの像(R2)の中心(P2)位置とに基づいて、上記レンズユニットの上記光軸(m)に対するチルト量を、上記チルト検出部(4,5,6)によって算出する工程と
を含むことを特徴としている。
上記構成によれば、上記チルト検出部(4,5,6)は、上記撮像カメラ(3)で撮像された上記複数の像(R1,R2)のうちの少なくとも2つの像(R1,R2)の中心(P1,P2)位置に基づいて、上記レンズユニットのチルト量を算出するようにしている。したがって、1つの像に基づいて、上記レンズユニットのチルト量を算出する場合に比して、上記チルト量を正確に検出することができる。
さらに、少なくとも1つのレンズ(L1)を有するレンズユニットの状態で上記複数のレンズ面(S1,S2)から反射された光に基づいて上記レンズユニットのチルト量を算出するので、上記レンズ(L1)の外形が見えないようなレンズホルダ(11)に搭載されたレンズユニットであっても、上記チルト量を正確に算出することができる。
また、一実施の形態のレンズチルト検出方法では、
上記光源(2)の照明光は、リング状照明光である。
上記光源(2)の照明光は、リング状照明光である。
この実施の形態によれば、上記光源(2)はの照明光はリング状の照明光であるので、各像(R1,R2)夫々の中心(P1,P2)位置を求める際にはリングの中心を求めればよく、より正確に且つ簡単に各像(R1,R2)の中心(P1,P2)位置を求めることができる。
さらに、チルト検出のために必要な複数の像(R1,R2)を重ならずに検出でき、各像(R1,R2)の中心(P1,P2)位置のずれ量を計算する制度が向上し、チルト検出精度を向上させることができる。
また、この発明のカメラモジュール組み立て方法は、
カメラモジュール用の撮像センサ(15)を組立て装置にセットし、上記組み立て装置における組み立て基準軸(16)上に配置されたチルトセンサ(17)で、上記組み立て基準軸(16)に対する上記撮像センサ(15)のチルト量を測定する撮像センサチルト量測定工程と、
少なくとも1つのレンズ(L1)を有するカメラモジュール用の光学ユニット(8)を上記組立て装置にセットし、上記組み立て基準軸(16)上に配置された上記この発明のレンズチルト検出装置(1)によって、上記組み立て基準軸(16)に対する上記光学ユニット(8)におけるレンズユニットのチルト量を測定するレンズチルト量測定工程と、
上記測定された上記撮像センサ(15)のチルト量と上記レンズユニットのチルト量とが同じになるように、上記撮像センサ(15)のチルト量と上記レンズユニットのチルト量との何れか一方を修正するチルト量修正工程と、
上記撮像センサ(15)と上記光学ユニット(8)との相対的な位置を調整する相対的位置調整工程と
を備えたことを特徴としている。
カメラモジュール用の撮像センサ(15)を組立て装置にセットし、上記組み立て装置における組み立て基準軸(16)上に配置されたチルトセンサ(17)で、上記組み立て基準軸(16)に対する上記撮像センサ(15)のチルト量を測定する撮像センサチルト量測定工程と、
少なくとも1つのレンズ(L1)を有するカメラモジュール用の光学ユニット(8)を上記組立て装置にセットし、上記組み立て基準軸(16)上に配置された上記この発明のレンズチルト検出装置(1)によって、上記組み立て基準軸(16)に対する上記光学ユニット(8)におけるレンズユニットのチルト量を測定するレンズチルト量測定工程と、
上記測定された上記撮像センサ(15)のチルト量と上記レンズユニットのチルト量とが同じになるように、上記撮像センサ(15)のチルト量と上記レンズユニットのチルト量との何れか一方を修正するチルト量修正工程と、
上記撮像センサ(15)と上記光学ユニット(8)との相対的な位置を調整する相対的位置調整工程と
を備えたことを特徴としている。
上記構成によれば、上記チルト量修正工程において、上記測定された撮像センサ(15)のチルト量と上記レンズユニットのチルト量とが同じになるように、上記撮像センサ(15)のチルト量と上記レンズユニットのチルト量との何れか一方を修正するので、上記撮像センサ(15)に対して上記レンズ(L1)が傾斜しないように調整することができる。したがって、カメラモジュール組み立て時において、上記光学ユニット(8)に上記撮像センサ(15)を組付調整する場合の組付精度を向上することができ、所望の性能を有するカメラモジュールを提供することができるのである。
1…レンズチルト検出装置、
2…リング光源、
3…撮像カメラ、
4…信号処理部、
5…画像処理部、
6…演算処理部、
7…表示部、
8…光学ユニット、
9…発光面、
10…レンズ群、
11…レンズホルダ、
12…アクチュエータ、
13…レンズユニット、
14…CCD、
15…撮像センサ、
16…組み立て基準軸、
17…チルトセンサ、
18…撮像チャート、
L1,L2,L3…レンズ、
S1,S3…レンズの上面、
S2,S4…レンズの下面、
R1,R2…リング像、
P1,P2,P3,P4…リング像の中心点、
W…被写界深度、
AP…レンズホルダのアパーチャー、
W1,W2…レンズホルダの傾け方向。
2…リング光源、
3…撮像カメラ、
4…信号処理部、
5…画像処理部、
6…演算処理部、
7…表示部、
8…光学ユニット、
9…発光面、
10…レンズ群、
11…レンズホルダ、
12…アクチュエータ、
13…レンズユニット、
14…CCD、
15…撮像センサ、
16…組み立て基準軸、
17…チルトセンサ、
18…撮像チャート、
L1,L2,L3…レンズ、
S1,S3…レンズの上面、
S2,S4…レンズの下面、
R1,R2…リング像、
P1,P2,P3,P4…リング像の中心点、
W…被写界深度、
AP…レンズホルダのアパーチャー、
W1,W2…レンズホルダの傾け方向。
Claims (6)
- 複数のレンズ面を有するレンズユニットに照明光を照射する光源と、
上記照明光の光軸上に配置されると共に、上記レンズユニットの複数のレンズ面の反射光によって生成される上記光源の少なくとも2つの結像画像を撮像する撮像カメラと、
上記撮像カメラで撮像された上記複数の結像画像の夫々の中心位置における互いの相対的なずれ量に基づいて上記レンズユニットのチルト量とチルト方向とを検出するチルト検出部と
を備えたことを特徴とするレンズチルト検出装置。 - 請求項1に記載のレンズチルト検出装置において、
上記光源の照明光は、点対象の照明光である
ことを特徴とするレンズチルト検出装置。 - 請求項2に記載のレンズチルト検出装置において、
上記光源の照明光は、リング状照明光である
ことを特徴とするレンズチルト検出装置。 - 光源からの照明光を、複数のレンズ面を有するレンズユニットに照射する工程と、
上記レンズユニットにおける複数のレンズ面の反射光によって生成される複数の像を、上記照明光の光軸上に配置された撮像カメラで撮像する工程と、
上記撮像カメラで撮像された上記複数の像のうちの1つの像である第1の像の中心位置を、チルト検出部によって求める工程と、
上記撮像カメラで撮像された上記複数の像のうちの上記第1の像とは異なる少なくとも1つの像の中心位置を、上記チルト検出部によって求める工程と、
上記第1の像の中心位置と上記第1の像とは異なる少なくとも1つの像の中心位置とに基づいて、上記レンズユニットの上記光軸に対するチルト量を、上記チルト検出部によって算出する工程と
を含むことを特徴とするレンズチルト検出方法。 - 請求項4に記載のレンズチルト検出方法において、
上記光源の照明光は、リング状照明光である
ことを特徴とするレンズチルト検出方法。 - カメラモジュール用の撮像センサを組立て装置にセットし、上記組み立て装置における組み立て基準軸上に配置されたチルトセンサで、上記組み立て基準軸に対する上記撮像センサのチルト量を測定する撮像センサチルト量測定工程と、
少なくとも1つのレンズを有するカメラモジュール用の光学ユニットを上記組立て装置にセットし、上記組み立て基準軸上に配置された請求項1から請求項3までの何れか一つに記載のレンズチルト検出装置によって、上記組み立て基準軸に対する上記光学ユニットにおけるレンズユニットのチルト量を測定するレンズチルト量測定工程と、
上記測定された上記撮像センサのチルト量と上記レンズユニットのチルト量とが同じになるように、上記撮像センサのチルト量と上記レンズユニットのチルト量との何れか一方を修正するチルト量修正工程と、
上記撮像センサと上記光学ユニットとの相対的な位置を調整する相対的位置調整工程と
を備えたことを特徴とするカメラモジュール組み立て方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012237954A JP2014089257A (ja) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | レンズチルト検出装置およびレンズチルト検出方法、並びに、レンズチルト検出装置を用いたカメラモジュール組み立て方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2012237954A JP2014089257A (ja) | 2012-10-29 | 2012-10-29 | レンズチルト検出装置およびレンズチルト検出方法、並びに、レンズチルト検出装置を用いたカメラモジュール組み立て方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2014089257A true JP2014089257A (ja) | 2014-05-15 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JP2014089257A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109061897A (zh) * | 2018-08-27 | 2018-12-21 | 东莞市泰诚光电有限公司 | 镜头锁附装置及方法 |
CN112666775A (zh) * | 2020-11-06 | 2021-04-16 | 深圳市开玖自动化设备有限公司 | 同轴光源成像机构及引线键合机 |
-
2012
- 2012-10-29 JP JP2012237954A patent/JP2014089257A/ja active Pending
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