JPWO2014065058A1 - 光学部材搬送装置 - Google Patents
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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
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
・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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
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
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212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、吸着ノズル支柱212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。
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吸着ヘッド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、上記開口穴のエッジの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、
上記吸着ヘッドは、上記開口穴に対応する位置に上記発光素子を備えている、ことを特徴としている。
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吸着ヘッド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、上記開口穴のエッジの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、
上記吸着ヘッドは、上記開口穴に対応する位置に上記発光素子を備えている、ことを特徴としている。
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1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。
Claims (6)
- 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。 - 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。 - 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。
- 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。 - 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。 - 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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