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WO2013035514A1 - カメラモジュールの製造方法及びカメラモジュール - Google Patents

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WO2013035514A1
WO2013035514A1 PCT/JP2012/070968 JP2012070968W WO2013035514A1 WO 2013035514 A1 WO2013035514 A1 WO 2013035514A1 JP 2012070968 W JP2012070968 W JP 2012070968W WO 2013035514 A1 WO2013035514 A1 WO 2013035514A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
tilt
amount
image
lens group
camera module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2012/070968
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English (en)
French (fr)
Inventor
英　信敬
加賀谷　洋明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Advanced Layers Inc
Original Assignee
Konica Minolta Advanced Layers Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Advanced Layers Inc filed Critical Konica Minolta Advanced Layers Inc
Priority to CN201280043098.8A priority Critical patent/CN103782584A/zh
Publication of WO2013035514A1 publication Critical patent/WO2013035514A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H04N17/002—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B3/00—Focusing arrangements of general interest for cameras, projectors or printers
    • G03B3/10—Power-operated focusing
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B5/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • H—ELECTRICITY
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/57—Mechanical or electrical details of cameras or camera modules specially adapted for being embedded in other devices
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2205/00—Adjustment of optical system relative to image or object surface other than for focusing
    • G03B2205/0053—Driving means for the movement of one or more optical element

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a camera module and a camera module.
  • a camera module in which a lens unit in which a lens group for photographing is incorporated and an imaging element unit in which an imaging element such as a CCD or CMOS is incorporated is known.
  • the camera module is incorporated in a small electronic device such as a mobile phone and is used for photographing a subject.
  • the optical axis of the lens group and the image pickup surface of the image sensor need to be accurately orthogonal.
  • the optical axis of the lens group and the imaging surface of the image sensor are not exactly orthogonal, a so-called one-blurred image is obtained, and a high-quality image cannot be obtained over the entire screen. Therefore, it is necessary to perform tilt adjustment at the time of assembly so that the optical axis of the lens group and the imaging surface of the imaging element are accurately orthogonal.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 discloses a technique for obtaining an image by stopping a lens group or an image sensor at a plurality of positions in the optical axis direction for grasping a tilt amount, and obtaining a tilt amount from the image to adjust the tilt of the image sensor. Yes.
  • the present invention has been made in view of the problems of the prior art, and enables detection of tilt amounts at a plurality of positions of a lens group without arranging charts at a plurality of positions, and is detected at a plurality of positions.
  • the method of manufacturing a camera module that suppresses the occurrence of one-sided blurring of a captured image at each position within the movement range of the lens group by performing tilt adjustment based on the tilt amount, and each position within the movement range of the lens group An object of the present invention is to obtain a camera module that suppresses the occurrence of one-sided blur in a photographed image.
  • An image sensor unit including an image sensor for photoelectrically converting a subject image
  • a camera module comprising: a lens unit that guides a subject image to the image sensor; a lens unit that holds the lens unit; and an actuator that changes a position of the lens unit in the optical axis direction relative to the lens unit.
  • the lens unit In the manufacturing method of A state in which the lens group is in an initial position in the lens barrel without driving the actuator between a chart having a central pattern arranged at the center and a peripheral pattern arranged at the periphery, and the imaging device
  • the lens unit In the previous step, the lens unit is moved in the optical axis direction to search for a position to be focused on the chart; After the preceding step, the lens unit is moved from the focusing position in the preceding step by an amount corresponding to a design movement amount from the initial position of the lens group to a position where the lens group is focused at the first shooting distance.
  • the lens unit is moved and stopped by an amount corresponding to the design movement amount of the lens group from the position at which the lens is focused at the first shooting distance to the position at which the lens is focused at a second shooting distance different from the first shooting distance.
  • the lens group is focused at a plurality of different positions in the lens barrel (a position to be focused at the first shooting distance and a second shooting distance).
  • Each of the chart images at the time of being moved to (position) is obtained, and the tilt correction amount is calculated based on the first tilt amount and the second tilt amount obtained from the respective images.
  • the method for manufacturing a camera module according to claim 2 comprises: An image sensor unit including an image sensor for photoelectrically converting a subject image; A camera module comprising: a lens unit that guides a subject image to the image sensor; a lens unit that holds the lens unit; and an actuator that changes a position of the lens unit in the optical axis direction relative to the lens unit.
  • the lens unit is moved and stopped by an amount corresponding to a design movement amount of the lens group from a position focused at the initial position to a position focused at a second shooting distance different from the initial position,
  • the “initial position of the lens group” refers to the stationary position of the lens group when the actuator is not driven, and is preferably the position closest to the image sensor side in the lens barrel.
  • the lens unit is preferably held and moved by a three-dimensionally movable robot or the like.
  • the tilt correction amount calculating step obtains an average value of the first tilt amount and the second tilt amount.
  • the tilt correction amount is used.
  • the tilt correction amount By setting the tilt correction amount to an average value of the first tilt amount and the second tilt amount, the image quality at the position where the position of the lens group with respect to the barrel is in focus at the first shooting distance, and the second shooting amount.
  • the image quality of the photographed image at the position that is in focus at the distance can be made substantially uniform.
  • a camera module manufacturing method according to any one of the first to third aspects, wherein after the tilt adjustment step, a fixing step of fixing the lens unit and the imaging element unit is performed. It is characterized by having.
  • a camera module capable of obtaining a high-quality image regardless of the subject distance can be obtained.
  • the camera module manufacturing method is the invention according to any one of claims 1, 3 and 4, wherein the first shooting distance is a farthest shooting distance in the specification of the camera module, The second shooting distance is a closest shooting distance in the specification of the camera module.
  • the tilt amount at the two most distant positions among the lens group positions to be used can be detected, and the tilt adjustment can be performed so as to effectively suppress the one-sided blur in the entire photographing range.
  • the initial position is a farthest photographing distance in the specification of the camera module, and the second photographing distance. Is the closest shooting distance in the specification of the camera module.
  • the tilt amount at the two most distant positions among the lens group positions to be used can be detected, and the tilt adjustment can be performed so as to effectively suppress the one-sided blur in the entire photographing range.
  • the camera module manufacturing method according to any one of the first to sixth aspects, wherein the actuator is a voice coil motor. Since the voice coil motor often does not have a guide for guiding the lens group in the optical axis direction, and the possibility that the first tilt amount and the second tilt amount are different is high, the method for manufacturing the camera module of the present invention is particularly preferable. Is effective.
  • the camera module according to claim 8 is manufactured by the camera module manufacturing method according to any one of claims 1 to 7.
  • the present invention it is possible to detect the amount of tilt at a plurality of positions of a lens group without arranging charts at a plurality of positions, and the occurrence of one-sided blur of a captured image at each position within the movement range of the lens group. It is possible to obtain a suppressed camera module manufacturing method and a camera module in which the occurrence of one-sided blurring of captured images at each position within the movement range of the lens group is suppressed.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the positional relationship between the lens unit 10 and the image sensor 21 and the positional relationship between the lens barrel in the lens unit 10 and the lens group 14 at the time of adjustment, where (a) shows the initial position of the lens group; ) Shows the first shooting distance, and (c) shows the second shooting distance.
  • (A) is a graph showing the relationship between the amount of movement of the lens group and the focus evaluation value obtained from the acquired image at the position where the lens group is in focus at the farthest shooting distance with respect to the lens barrel, It is a graph which shows the relationship between the lens group movement amount and the focus evaluation value obtained from the acquired image at the closest shooting distance, and (c) is a schematic diagram showing the tilt amount of the lens group in the case of (a).
  • (D) is a schematic diagram showing the tilt amount of the lens group in the case of (b), and (e) shows the determined tilt adjustment amount of the lens group. It is a flowchart figure which shows a part of adjustment process of the lens unit 10 which concerns on 2nd Embodiment.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the lens unit according to the present embodiment.
  • the upper side is the object side and the lower side is the image side.
  • a camera module including such a lens unit 10 is mounted on, for example, a mobile phone and used for imaging.
  • the lens barrel 11 made of a light-shielding member includes a lower cylinder 11A and an upper cylinder 11B attached to the upper part of the lower cylinder 11A.
  • attachment is provided in the lower surface of 11 A of lower cylinders, it does not need to be.
  • a cross section perpendicular to the optical axis of the lens barrel 11 is formed in a circular shape, a polygonal shape such as a quadrangle, or the like.
  • a metal yoke 12 in which an outer wall portion 12a, an inner wall portion 12b, and a top surface portion 12c are integrally formed is provided. As illustrated, a magnet 13 is attached to the inner periphery of the outer wall portion 12 a of the yoke 12.
  • the lens holder 15 holding the lens group 14 composed of one or a plurality of lenses is disposed inside the inner wall portion 12 b of the yoke 12.
  • the lower end of the coil 16 is attached to the outer edge of the flange portion 15 a extending in the radial direction from the outer periphery near the lower end of the lens holder 15.
  • the coil 16 is located between the outside of the inner wall portion 12 b of the yoke 12 and the inside of the magnet 13. Is extended in the axial direction.
  • a thin plate spring member 17 having a circular opening at the center is attached between the upper end of the lens holder 15 and the top surface 12 c of the yoke 12, and the lens holder 15 is moved downward with respect to the lens barrel 11. In the state shown in FIG.
  • the lower end of the lens holder 15 is in contact with the upper surface of the flange portion 11a extending radially inward from the lower end of the lower cylinder 11A.
  • the yoke 12, the coil 16, and the spring member 17 constitute a voice coil motor type actuator.
  • a terminal (not shown) is provided on the outer periphery of the lens barrel 11.
  • the coil 16 is connected via a wiring (not shown) by supplying power from the terminal.
  • the magnetic flux density is increased by the yoke 12 disposed around the magnet 13, and the electric power can be efficiently converted into a magnetic force.
  • the lens group 14 can be moved and held together with the lens holder 15 to a desired position in the optical axis direction. Appropriate focusing operation can be realized. If the driving force of the actuator disappears due to the interruption of power supply, the lens holder 15 returns to the original position.
  • the voice coil motor type actuator is held only by the spring member 17 at the time of driving, it often has a characteristic that the amount of inclination changes according to the position of the lens holder 15. . Therefore, it is necessary to adjust the tilt amount of the lens group 14. Even when the spring members are arranged on the top and bottom surfaces of the lens holder 15, the amount of inclination is reduced, but there is a similar problem.
  • FIG. 2 is a schematic view of a tilt adjusting device in the camera module manufacturing process.
  • the lower surface of the moving stage ST is supported by the tips of three pins PN (only two are shown), and the pins PN can protrude independently by a driving source (not shown). Therefore, the moving stage ST can be tilted in an arbitrary direction by changing the protruding amount of the pin PN.
  • the farthest shooting distance and the closest shooting distance refer to the farthest shooting distance and the closest shooting distance according to the specifications of the camera module.
  • the moving stage ST has an aperture AP, and a substrate 22 on which the image sensor 21 is mounted is held in the aperture AP.
  • the image sensor unit 20 is composed of the image sensor 21 and the substrate 22.
  • An imaging element 21 having an imaging surface through which a subject image is guided via the lens group 14 is connected to the image processing device IP via a wiring H.
  • the chart CH is fixedly arranged facing the moving stage ST. The position of the chart CH is preferably set such that the distance from the image sensor is (sum of the closest shooting distance and the height of the lens unit) to about 1 m.
  • the tilt at the position of the lens group that is not used at the time of shooting is detected, and if it exceeds 1 m, the chart of the manufacturing apparatus becomes larger and the set itself becomes larger.
  • the farthest shooting distance in the specification of the camera module is A (m)
  • the closest shooting distance is B (m)
  • the distance from the image sensor to the chart CH is C (m)
  • FIG. 3 is a front view of the chart CH.
  • the chart CH has a pattern PT1 at the center and patterns PT2 to PT5 at the periphery. It is assumed that the center of the center pattern PT1 is accurately located on the normal extending from the center of the effective pixel region of the image sensor 21.
  • Each pattern is composed of a plurality of vertical and horizontal black lines, but this is only an example.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the positional relationship between the lens unit 10 and the image sensor 21 and the positional relationship between the lens barrel and the lens group in the lens unit 10 during adjustment.
  • FIG. 7 is a graph showing the relationship between the lens group movement amount and the evaluation value (higher as it is closer to the in-focus position) for each photographed pattern, and the tilt on the line connecting the lens group patterns PT2 and PT4 corresponding thereto. The amount is shown together.
  • each operation of the robot chuck RC and the image processing apparatus IP is executed by an instruction of a control circuit (not shown).
  • step S101 of FIG. 4 the lens unit 10 assembled as shown in FIG. 1 is gripped by the opening / closing operation of a robot chuck RC (see FIG. 2) movable in a three-dimensional direction. These terminals come into contact with each other, and power from an external power source can be supplied to the actuator of the lens unit 10. However, the actuator is not energized yet and the lens holder 15 is brought into contact with the lower cylinder 11A (the initial position of the lens group).
  • step S102 the robot chuck RC is driven as shown in FIG. 2 to move the lens unit 10 from the storage location (not shown) onto the moving stage ST.
  • the UV adhesive BD is applied to a position corresponding to the protrusion 11b of the lens unit 10 on the substrate 22 of the image sensor unit 20.
  • step S103 the robot chuck RC is moved stepwise in the optical axis direction (for example, in units of 1 ⁇ m when the focal length is 4 mm), the chart CH is photographed at each position, and the image processing apparatus IP acquires the chart image. .
  • step S104 the control circuit (not shown) that has received the signal from the image processing device IP, from the obtained chart image, the center best focus position where the center pattern PT1 is focused, and the optical axis deviation amount (lens And the center of the pattern PT1 imaged on the image sensor 21 via the group 14 and the center of the effective pixel area of the image sensor 21 are detected).
  • step S105 based on the above detection result, the robot chuck RC is moved in the direction crossing the optical axis, and the center of the effective pixel area of the image sensor 21 and the optical axis of the lens group 14 are aligned. Thus, the pre-stage process for eliminating the chucking error is completed.
  • step S106 from the central best focus position obtained in step S104, the initial position of the lens group (see FIG. 6A) to the farthest shooting distance (first shooting distance: see FIG. 6B).
  • the lens unit 10 is moved toward the image sensor 21 by an amount corresponding to the movement amount a of the lens group up to the position at which the lens unit is in focus (a value derived in advance by design or simulation).
  • step S107 the actuator is energized, and the lens group 14 is moved stepwise (for example, in increments of 1 ⁇ m in the case of a focal length of 4 mm) to stop and shoot, and the image processing apparatus IP is set at each position. Get chart image. The above is the first image acquisition process.
  • the control circuit (not shown) that has received the signal from the image processing apparatus IP and the signal from the driver (not shown) of the actuator, from the acquired chart image, the center best in which the center pattern PT1 is in focus.
  • the focus position and the energization amount (first energization amount) for obtaining the center best focus position are detected.
  • the peripheral best focus position where the focus is obtained is detected for each of the peripheral patterns PT2, PT3, PT4, and PT5 from the acquired chart image.
  • the first tilt amount is detected from the central best focus position and the four peripheral best focus positions.
  • the first tilt amount is obtained from the best focus positions at the five obtained positions (patterns PT1 to PT5).
  • the difference between the central best focus position and the peripheral best focus positions of the peripheral patterns PT2 and PT4 and the central best focus position is ⁇ 5 steps.
  • the inclination angle ⁇ 1 on the line passing through the peripheral pattern PT2, the central pattern PT1, and the peripheral pattern PT4 at the position where the lens group is focused at the farthest shooting distance with respect to the lens barrel is the pattern PT2 on the image plane.
  • PT1 and the distance on the image plane of the patterns PT1 and PT4 is D.
  • ⁇ 1 tan ⁇ 1 ((movement amount of 5 steps) / D) (See FIG. 7C).
  • the inclination of the line passing through the peripheral pattern PT3, the central pattern PT1, and the peripheral pattern PT5 is obtained.
  • the inclination direction and the inclination angle of the optical axis X with respect to the image sensor surface are obtained from the inclination on the line passing through the obtained patterns PT2, PT1, and PT4 and the inclination of the line passing through the patterns PT3, PT1, and pattern PT5. The above is the first tilt amount detection step.
  • the lens group is sequentially moved before and after the center best focus position to obtain a chart image at each position of the lens group.
  • a tilt amount of 1 may be obtained.
  • the first image acquisition process is until the chart image is acquired at each position of the lens group.
  • step S109 the lens group is moved from the farthest shooting distance (see FIG. 6B) to the position where the closest focusing distance (second shooting distance: see FIG. 6C) is focused.
  • the lens unit 10 is moved to the image sensor 21 side by an amount corresponding to an amount b (a value derived in advance by design, simulation, or the like).
  • step S110 the actuator is energized, and the lens group 14 is moved stepwise (for example, in increments of 1 ⁇ m in the case of a focal length of 4 mm) in the optical axis direction to stop and take an image. Get chart image.
  • the above is the second image acquisition step.
  • step S111 the control circuit (not shown) that has received the signal from the image processing apparatus IP and the signal from the driver (not shown) of the actuator has detected the center best that the focus pattern PT1 is in focus from the acquired chart image.
  • the focus position and the energization amount (second energization amount) for obtaining the center best focus position are detected.
  • the peripheral best focus position where the focus is obtained is detected for each of the peripheral patterns PT2, PT3, PT4, and PT5 from the acquired chart image.
  • the second tilt amount is detected from the central best focus position and the four peripheral best focus positions.
  • the detection of the second tilt amount will be described with reference to FIG.
  • the inclination of the optical axis X of the lens group 14 is highly likely to change between the position in the optical axis direction by the first energization amount and the position in the optical axis direction by the second energization amount (FIG. 7). (See (d)).
  • the second tilt amount is obtained from the best focus positions at the five obtained positions (patterns PT1 to PT5). In the example of FIG. 7B, the difference between the central best focus position and the peripheral best focus position is ⁇ 15 steps.
  • the inclination angle ⁇ 2 on the line passing through the peripheral pattern PT2, the central pattern PT1, and the peripheral pattern PT4 at the position where the lens group is in focus at the closest shooting distance with respect to the lens barrel is the pattern PT2 on the image plane.
  • the inclination of the line passing through the peripheral pattern PT3, the central pattern PT1, and the peripheral pattern PT5 is obtained.
  • the inclination direction and the inclination angle of the optical axis X with respect to the image sensor surface are obtained from the inclination on the line passing through the obtained patterns PT2, PT1, and PT4 and the inclination of the line passing through the patterns PT3, PT1, and pattern PT5.
  • the above is the second tilt amount detection step.
  • the lens group is sequentially moved before and after the center best focus position to obtain a chart image at each position of the lens group, and the same as described above from the image.
  • the second tilt amount may be obtained.
  • the second image acquisition process is until the chart image is acquired at each position of the lens group.
  • the tilt adjustment amount of the image sensor is determined in step S112. An example of a method for determining the tilt adjustment amount will be described.
  • the tilt angle for example, the average value of both is obtained and used as the tilt adjustment amount.
  • the tilt adjustment amount (angle) is set to the average value ⁇ ( ⁇ 1 + ⁇ 2 ) / 2 ⁇ .
  • the tilt adjustment amount is set to the average value ⁇ ( ⁇ 1 + ⁇ 2 ) / 2 ⁇ (see FIG. 7E).
  • ⁇ 1 ⁇ ⁇ ( ⁇ 1 + ⁇ 2 ) / 2 ⁇ remains as the inclination of the optical axis X of the lens group 14 (residual tilt amount).
  • the inclination of the optical axis X of the lens group 14 is ⁇ 2 ⁇ ⁇ ( ⁇ 1 + ⁇ 2 ) / 2 ⁇ , and the remaining tilt is evenly distributed over the entire movement range of the lens group.
  • the amount can be kept small. As a result, it is possible to obtain an image that does not cause major breakdown over the entire shooting distance as compared with the conventional tilt correction.
  • the remaining tilt amount at an intermediate energization amount between the first energization amount and the second energization amount becomes zero.
  • the method for determining the tilt adjustment amount is not limited to the above.
  • the tilt adjustment amount may be set so that the remaining tilt amount at the farthest shooting distance is different from the remaining tilt amount at the closest shooting distance.
  • the remaining tilt amount at the closest shooting distance may be reduced and the remaining tilt amount at the farthest shooting distance may be increased.
  • step S113 tilt adjustment is performed with the determined adjustment amount. Specifically, the pin PN that supports the moving stage ST that holds the image sensor 21 is driven to tilt the image sensor 21 with respect to the lens group 14 by a tilt adjustment amount.
  • step S114 the lens unit 10 is moved by an amount corresponding to the difference between the lens group position focused on the closest shooting distance and the lens group position focused on the distance chart set by the tilt adjustment device.
  • the actuator is driven with the second energization amount, and the lens group 14 is moved to stop and take an image, and the image processing apparatus IP acquires a chart image.
  • step S115 a control circuit (not shown) that receives the signal from the image processing apparatus IP inspects the image quality of the image of the central pattern PT1 and the images of the peripheral patterns PT2 to PT5 from the obtained chart image. Similarly, the amount of optical axis deviation is detected. The quality determination in the image quality inspection is determined, for example, based on whether or not the MTF of each pattern is equal to or greater than a predetermined value. Steps S114 to S116 are the check process.
  • step S116 it is determined whether the inspected image quality and the detected optical axis deviation amount are within the allowable range. If it is determined that they are out of the allowable range, the process returns to step S106 and the subsequent steps are executed again. On the other hand, if it is determined that it is within the allowable range, the robot chuck RC is lowered in step S117, which is a fixing process, and the convex portion 11b on the lower surface of the lens barrel 11 is brought into contact with the UV adhesive BD, and then irradiated with UV light.
  • step S117 is a fixing process
  • the convex portion 11b on the lower surface of the lens barrel 11 is brought into contact with the UV adhesive BD, and then irradiated with UV light.
  • the relative positional relationship among the chart CH, the image sensor 21, and the lens group 14 does not change in the preceding step, the first image acquisition step, and the second image acquisition step.
  • the lens surface curvature characteristics are generally different between the farthest shooting distance and the closest shooting distance in an actual camera module.
  • the amount of tilt is detected at multiple lens group positions by changing the chart distance.
  • the field curvature characteristic of the lens is not changed due to the change in the field curvature characteristic. Since it does not change, the tilt amount can be accurately detected. Further, it is not necessary to move the position of the chart according to the change of the photographing distance, and the configuration of the inspection apparatus can be made compact.
  • the lens group is configured to focus on the farthest shooting distance at the initial position.
  • the lens group is configured to focus on the farthest shooting distance at the initial position.
  • FIG. 8 is a flowchart showing a part of the adjustment process of the lens unit 10 according to the second embodiment.
  • steps S101 to S102 are the same as those in the first embodiment.
  • step S203 the robot chuck RC is moved stepwise in the optical axis direction (for example, in units of 1 ⁇ m when the focal length is 4 mm) with the lens group being in the initial position in the lens barrel without driving the actuator.
  • the chart CH is photographed for each position, and the image processing apparatus IP acquires the chart image.
  • This step S203 corresponds to a first image acquisition step according to claim 2.
  • step S204 the control circuit (not shown) that has received the signal from the image processing apparatus IP, from the obtained plurality of chart images, the center best focus position where the center pattern PT1 is in focus, and the optical axis deviation amount. (Determined from the amount of deviation between the center of the pattern PT1 imaged on the image sensor 21 via the lens group 14 and the center of the effective pixel area of the image sensor 21) and the peripheral patterns PT2, PT3, PT4, And, for each of PT5, the peripheral best focus position where the focus was found is detected. The first tilt amount is detected and recorded from the central best focus position and the four peripheral best focus positions.
  • This step S204 corresponds to a first tilt amount detection step according to claim 2.
  • step S105 based on the above detection result, the robot chuck RC is moved in the direction crossing the optical axis so that the center of the effective pixel area of the image sensor 21 and the optical axis of the lens group 14 are aligned.
  • the lens unit 10 is moved in the optical axis direction to a position where the best focus position is obtained.
  • step S209 it corresponds to the movement amount b of the lens group from the initial position of the lens group to a position that focuses on the closest shooting distance (second shooting distance) (a value derived in advance by design, simulation, or the like).
  • the lens unit 10 is moved toward the image sensor 21 by the amount to be used.
  • step S110 the actuator is energized, the lens group 14 is moved stepwise in the optical axis direction to stop and take a picture, and the image processing apparatus IP acquires a chart image at each position.
  • the actuator is energized, the lens group 14 is moved stepwise in the optical axis direction to stop and take a picture, and the image processing apparatus IP acquires a chart image at each position.
  • the above is the second image acquisition step.
  • the subsequent steps are the same as those in the first embodiment shown in FIG.
  • step S116 shown in FIG. 5 it is determined whether the inspected image quality and the detected optical axis deviation amount are within the allowable range. If it is determined that they are out of the allowable range, the process returns to step S203, and the subsequent steps are executed again.
  • the lens unit 10 when the lens unit 10 is configured so that the lens group is focused on the farthest shooting distance (first shooting distance) at the initial position (the lens group position where the actuator is not energized). belongs to.
  • the first shooting distance in the first embodiment or the initial position in the second embodiment is the farthest shooting distance
  • the second shooting distance is preferably the closest shooting distance.
  • the first shooting distance in the first embodiment or the initial position and the second shooting distance in the second embodiment are (farthest shooting distance + change amount due to temperature characteristics of the lens group) and (nearest shooting distance), respectively. + The distance between the lens group and the temperature characteristic).
  • the moving stage is not limited to one that is tilt-adjusted by driving three pins, and a stage that can tilt in two dimensions as shown in Patent Document 1 may be used.
  • Lens unit 11 Lens barrel 11A Lower cylinder 11B Upper cylinder 11a Flange part 11b Convex part 12 Yoke 12a Outer wall part 12b Inner wall part 12c Top surface part 13 Magnet 14 Lens group 15 Lens holder 15a Flange part 16 Coil 17 Spring member 20 Imaging element unit 21 Image sensor 22 Substrate AP Opening BD UV adhesive CH Chart H Wiring IP Image processing device PN Pin PT1 Center pattern PT2-5 Peripheral pattern RC Robot chuck ST Moving stage

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Abstract

　チャートを複数位置に配置することなく、レンズ群の複数の位置でのチルト量の検出を可能とし、レンズ群の移動範囲内の各位置での撮影画像の片ボケの発生を抑えたカメラモジュールの製造方法、及び、レンズ群の移動範囲内の各位置での撮影画像の片ボケの発生を抑えたカメラモジュールを提供する。第１の光軸方向位置における第１のチルト量と、それとは異なる第２の光軸方向位置における第２のチルト量に基づいてレンズ群のチルト調整量を算出するので、フォーカシング動作によりレンズ群を前記鏡筒に対して光軸方向に移動させた場合でも、片ボケが抑制され、レンズ群の位置に関わらず高画質な画像を得ることができる。

Description

カメラモジュールの製造方法及びカメラモジュール
　本発明は、カメラモジュールの製造方法及びカメラモジュールに関する。
　撮影用のレンズ群が組み込まれたレンズユニットと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が組み込まれた撮像素子ユニットとを一体化したカメラモジュールが知られている。カメラモジュールは、携帯電話機等の小型電子機器に組み込まれ、被写体を撮影するために用いられる。
　近年は、撮像素子の高画素化が進んでおり、例えば５００万画素あるいはそれ以上の画素数を有する撮像素子を使用したカメラモジュールが増えている。高画素数の撮像素子を使用したカメラモジュールにおいて、至近距離から遠方までの各被写体距離で、その画素数に見合った高解像度の画像を得るには、被写体距離に応じてレンズ群を光軸方向に移動させて焦点合わせを行う必要がある。このためフォーカシング機能を備えたカメラモジュールが開発されている。
　また、高画素数の撮像素子を用いて高画質な画像を得るためには、レンズ群の光軸と撮像素子の撮像面とが正確に直交している必要がある。レンズ群の光軸と撮像素子の撮像面とが正確に直交していない場合、いわゆる片ボケ画像となり、全画面にわたって高画質な画像を得ることができなくなる。そこで、レンズ群の光軸と撮像素子の撮像面とが正確に直交するように、組み付け時にチルト調整を行うことが必要になる。
　特許文献１には、チルト量把握のためにレンズ群または撮像素子を光軸方向複数位置に停止させて画像取得し、該画像からチルト量を求めて撮像素子をチルト調整する技術が開示されている。
特開２０１０－２１９８５号公報
　しかるに、特許文献１に記載のチルト調整技術では、撮像素子を移動させる場合には、レンズ群の特定の位置でのチルト量しか検知できず、レンズ群の特定の１つの位置におけるチルト状態に対する調整しかできないという問題がある。一方、レンズ群を移動させる場合については詳述されていないが、単に撮像素子の代わりにレンズ群を移動させるのであれば、レンズ群の特定の１つの被写体距離（チャートの距離）に合焦するレンズ位置のチルト状態しか検知できず、レンズ群の特定の１つの位置に対するチルト調整しかできないこととなる。
　特に、板バネなどで保持されたレンズ群を、ボイスコイルモータを用いて移動させてフォーカシングを行う構成のカメラモジュールの場合、レンズ群を光軸方向に案内するガイド軸が無い場合が多く、レンズ群の位置が異なるとチルト量も変化しがちであり、レンズ群の単一位置のみにおける情報でチルト調整するのは適切でないという問題がある。すなわち、レンズ群がチルト調整に使用した位置にあるときは良好な画像が得られるが、他の位置にレンズ群を移動させた場合には片ボケの画像が得られるという問題となる。
　本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、チャートを複数位置に配置することなくレンズ群の複数の位置でのチルト量の検出を可能とし、複数の位置で検出されたチルト量に基づいてチルト調整を行うことにより、レンズ群の移動範囲内の各位置での撮影画像の片ボケの発生を抑えたカメラモジュールの製造方法及び、レンズ群の移動範囲内の各位置での撮影画像の片ボケの発生を抑えたカメラモジュールを得ることを目的とする。
　請求項１に記載のカメラモジュールの製造方法は、
　被写体像を光電変換する撮像素子を含む撮像素子ユニットと、
　前記撮像素子に被写体像を導くレンズ群と、前記レンズ群を保持する鏡筒と、前記鏡筒に対する前記レンズ群の光軸方向位置を変更するアクチュエータと、を含むレンズユニットと、を有するカメラモジュールの製造方法において、
　中心に配置された中心パターンと周辺に配置された周辺パターンとを有するチャートと、前記撮像素子との間で、前記アクチュエータを駆動することなく前記レンズ群が前記鏡筒内で初期位置にある状態で、前記レンズユニットを光軸方向に移動させて前記チャートに対して合焦する位置を探索する前段工程と、
　前記前段工程の後、前記レンズ群の前記初期位置から第１の撮影距離で合焦する位置までの設計上の移動量に対応する量だけ、前記前段工程での合焦位置から前記レンズユニットを移動させて停止し、前記アクチュエータを駆動して前記レンズ群を順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第１の画像取得工程と、
　前記第１の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第１のチルト量を検出する第１のチルト量検出工程と、
　前記第１の撮影距離で合焦する位置から、それとは異なる第２の撮影距離で合焦する位置までの前記レンズ群の設計上の移動量に対応する量だけ前記レンズユニットを移動させて停止し、前記アクチュエータを駆動して前記レンズ群を順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第２の画像取得工程と、
　前記第２の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第２のチルト量を検出する第２のチルト量検出工程と、
　前記第１のチルト量と前記第２のチルト量に基づいて、チルト補正量を算出するチルト補正量算出工程と、
　前記チルト補正量算出工程で算出された前記チルト補正量に基づいて前記撮像素子ユニットを傾けるチルト調整工程と、を有することを特徴とする。
　本発明によれば、撮像素子とチャートの位置を固定したままで、レンズ群を鏡筒内の異なる複数の位置（第１の撮影距離で合焦する位置及び第２の撮影距離で合焦する位置）に移動させた際のそれぞれのチャート画像が得られ、それぞれの画像から得られた第１のチルト量と第２のチルト量に基づいてチルト補正量を算出するので、フォーカシング動作によりレンズ群を鏡筒に対して複数の異なる位置に移動させる場合の各位置における撮像画像の片ボケの発生をまんべんなく抑制でき被写体距離に関わらず高画質な画像を得ることができる。
　請求項２に記載のカメラモジュールの製造方法は、
　被写体像を光電変換する撮像素子を含む撮像素子ユニットと、
　前記撮像素子に被写体像を導くレンズ群と、前記レンズ群を保持する鏡筒と、前記鏡筒に対する前記レンズ群の光軸方向位置を変更するアクチュエータと、を含むレンズユニットと、を有するカメラモジュールの製造方法において、
　中心に配置された中心パターンと周辺に配置された周辺パターンとを有するチャートと前記撮像素子の間で、前記アクチュエータを駆動することなく前記レンズ群が前記鏡筒内で初期位置にある状態で、前記レンズユニットを光軸方向に順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第１の画像取得工程と、
　前記第１の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第１のチルト量を検出する第１のチルト量検出工程と、
　前記初期位置で合焦する位置から、それとは異なる第２の撮影距離で合焦する位置までの前記レンズ群の設計上の移動量に対応する量だけ前記レンズユニットを移動させて停止し、前記アクチュエータを駆動して前記レンズ群を順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第２の画像取得工程と、
　前記第２の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第２のチルト量を検出する第２のチルト量検出工程と、
　前記第１のチルト量と前記第２のチルト量に基づいて、チルト補正量を算出するチルト補正量算出工程と、
　前記チルト補正量算出工程で算出された前記チルト補正量に基づいて前記撮像素子ユニットを傾けるチルト調整工程と、を有することを特徴とする。
　本発明によれば、レンズ群の初期位置が撮影最遠距離に合焦するようレンズユニットが構成されている場合でも、上記と同様の効果を得ることができる。なお「レンズ群の初期位置」とは、アクチュエータの駆動が行われない場合のレンズ群の静止位置をいい、鏡筒内では最も撮像素子側に寄った位置であると好ましい。又、レンズユニットは、３次元移動可能なロボットなどにより把持されて移動されると好ましい。
　請求項３に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記チルト補正量算出工程は、前記第１のチルト量と前記第２のチルト量の平均値を求めて前記チルト補正量とすることを特徴とする。
　チルト補正量を第１のチルト量と第２のチルト量の平均値とすることにより、鏡筒に対するレンズ群の位置が第１の撮影距離で合焦する位置における撮影画質と、第２の撮影距離で合焦する位置における撮影画像の画質を略均等なものとすることができる。
　請求項４に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項１～３のいずれかに記載の発明において、前記チルト調整工程の後、前記レンズユニットと前記撮像素子ユニットを固定する固着工程と、を有することを特徴とする。
　チルト調整後の撮像素子ユニットに対してレンズユニットを固定することで、被写体距離に関わらず高画質な画像を得ることができるカメラモジュールとすることができる。
　請求項５に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項１、３及び４のいずれかに記載の発明において、前記第１の撮影距離は前記カメラモジュールの仕様における最遠撮影距離であり、前記第２の撮影距離は前記カメラモジュールの仕様における最至近撮影距離であることを特徴とする。これにより、使用されるレンズ群位置のうち、最も離れた２つの位置でのチルト量を検出でき、全撮影範囲で効果的に片ボケを抑えるようにチルト調整を行うことができる。
　請求項６に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項２～４のいずれかに記載の発明において、前記初期位置は前記カメラモジュールの仕様における最遠撮影距離であり、前記第２の撮影距離は前記カメラモジュールの仕様における最至近撮影距離であることを特徴とする。これにより、使用されるレンズ群位置のうち、最も離れた２つの位置でのチルト量を検出でき、全撮影範囲で効果的に片ボケを抑えるようにチルト調整を行うことができる。
　請求項７に記載のカメラモジュールの製造方法は、請求項１～６のいずれかに記載の発明において、前記アクチュエータがボイスコイルモータであることを特徴とする。ボイスコイルモータは、光軸方向にレンズ群を案内するガイドを有しないことが多く、第１のチルト量と第２のチルト量が異なる可能性が高いので、特に本発明のカメラモジュールの製造方法が効果的である。
　請求項８に記載のカメラモジュールは、請求項１～７のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法により製造されたことを特徴とする。
　本発明によれば、チャートを複数位置に配置することなくレンズ群の複数の位置でのチルト量の検出を可能とし、レンズ群の移動範囲内の各位置での撮影画像の片ボケの発生を抑えたカメラモジュールの製造方法及び、レンズ群の移動範囲内の各位置での撮影画像の片ボケの発生を抑えたカメラモジュールを得ることができる。
本実施の形態にかかるレンズユニットの断面図である。 カメラモジュール製造工程におけるチルト調整装置の概略図である。 チャートＣＨの正面図である。 第１の実施の形態に係るカメラモジュールの調整工程の一部を示すフローチャート図である。 第１の実施の形態に係るカメラモジュールの調整工程の一部・接合工程を示すフローチャート図である。 調整時のレンズユニット１０と撮像素子２１との位置関係及びレンズユニット１０内の鏡筒とレンズ群１４の位置関係を示す概略図で、（ａ）は、レンズ群の初期位置を示し、（ｂ）は第１の撮影距離を示し、（ｃ）は第２の撮影距離を示す。 （ａ）は鏡筒に対しレンズ群が最遠撮影距離に合焦する位置においてレンズ群移動量と、取得した画像から得られるピント評価値との関係を示すグラフであり、（ｂ）は最至近撮影距離においてレンズ群移動量と、取得した画像から得られるピント評価値との関係を示すグラフであり、（ｃ）は、（ａ）の場合のレンズ群のチルト量を示す模式図であり、（ｄ）は、（ｂ）の場合のレンズ群のチルト量を示す模式図であり、（ｅ）は、決定されたレンズ群のチルト調整量を示す。 第２の実施の形態に係るレンズユニット１０の調整工程の一部を示すフローチャート図である。
　以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上誇張され、実際の比率とは異なる場合がある。
　図１は、本実施の形態にかかるレンズユニットの断面図であるが、ここでは上方を物体側、下方を像側とする。かかるレンズユニット１０を含むカメラモジュールは、例えば携帯電話機などに搭載されて撮像を行うために用いられる。遮光性部材からなる鏡筒１１は、下筒１１Ａと、下筒１１Ａの上部に取り付けられた上筒１１Ｂとからなる。尚、下筒１１Ａの下面には、接着用の凸部１１ｂが設けられているが、なくても良い。また、鏡筒１１の光軸に直交する断面は、円状、四角形等の多角形等に形成されている。
　鏡筒１１の内側は、外壁部１２ａと、内壁部１２ｂと、天面部１２ｃが一体的に形成された金属製のヨーク１２が設けられている。図示のように、ヨーク１２の外壁部１２ａの内周には磁石１３が取り付けられている。
　１つもしくは複数のレンズからなるレンズ群１４を保持したレンズホルダ１５は、ヨーク１２の内壁部１２ｂの内側に配置されている。レンズホルダ１５の下端近傍外周から半径方向に延在するフランジ部１５ａの外縁には、コイル１６の下端が取り付けられ、コイル１６は、ヨーク１２の内壁部１２ｂの外側と磁石１３の内側との間を軸線方向に延在している。レンズホルダ１５の上端と、ヨーク１２の天面部１２ｃとの間には、中央部に円形の開口部を有する薄板のバネ部材１７が取り付けられ、鏡筒１１に対してレンズホルダ１５を下方側に付勢しており、図１に示す（アクチュエータに通電しない）状態では、レンズホルダ１５の下端は、下筒１１Ａの下端から半径方向内方に延在するフランジ部１１ａの上面に当接している。ヨーク１２，コイル１６，バネ部材１７によりボイスコイルモータ型のアクチュエータが構成されている。
　鏡筒１１の外周には不図示の端子が設けられており、レンズユニット１０単体の状態でアクチュエータを動作させる場合、かかる端子から電力を供給することにより、不図示の配線を介してコイル１６が励起される。このとき、磁石１３の周囲に配置されたヨーク１２により磁束密度が高められ、効率よく電力を磁力に変換できる。通電により発生した磁力と、変形したバネ部材１７の付勢力とを釣り合わせることにより、レンズホルダ１５と共に所望の光軸方向位置にレンズ群１４を移動させ且つ保持することができるので、カメラモジュールにしたときに適切なフォーカシング動作を実現できる。なお、電力供給の中断により、アクチュエータの駆動力が消失すれば、レンズホルダ１５は元の位置へと復帰する。
　ここで、ボイスコイルモータ型のアクチュエータの場合、駆動時はバネ部材１７のみにより保持されることになるので、レンズホルダ１５の位置に応じて、その傾き量が変化するという特性を有することが多い。そこで、レンズ群１４のチルト量の調整が必要になる。また、バネ部材をレンズホルダ１５の上面及び底面に配置した場合でも、傾き量は減少するが同様の問題がある。
　図２は、カメラモジュール製造工程におけるチルト調整装置の概略図である。移動ステージＳＴは、３本のピンＰＮ（２本のみ図示）の先端により下面を支持されており、ピンＰＮは不図示の駆動源により独立して突き出し可能となっている。従って、ピンＰＮの突き出し量を変更することにより、移動ステージＳＴを任意の方向に傾けることが可能となっている。尚、これ以降、最遠撮影距離及び最至近撮影距離というときは、カメラモジュールの仕様による最遠撮影距離及び最至近撮影距離をいうものとする。
　移動ステージＳＴは開口ＡＰを有し、開口ＡＰ内に、撮像素子２１を搭載した基板２２を保持している。撮像素子２１と基板２２とで撮像素子ユニット２０を構成する。レンズ群１４を介して被写体像を導かれる撮像面を有する撮像素子２１は、配線Ｈを介して画像処理装置ＩＰに接続されている。移動ステージＳＴに対向して、チャートＣＨが固定配置されている。尚、チャートＣＨの位置は、撮像素子からの距離を、（最至近撮影距離とレンズユニットの高さの和）～１ｍ程度にすることが好ましい。（最至近撮影距離＋レンズユニットの高さ）より近接すると撮影時に使用しないレンズ群の位置でのチルトを検出することとなり、１ｍを越えると製造装置のチャートが大きくなると共にセットそのものも大型化する問題がある。より好ましくは、カメラモジュールの仕様上の撮影最遠距離をＡ（ｍ）、撮影最至近距離をＢ（ｍ）、撮像素子からチャートＣＨまでの距離をＣ（ｍ）としたとき、
　｛（１／Ａ）＋（１／Ｂ）｝／２＝１／Ｃ
を満たす距離が好ましい。
　図３は、チャートＣＨの正面図である。チャートＣＨは、中央にパターンＰＴ１を有し、周辺にパターンＰＴ２～５を有する。中央のパターンＰＴ１の中心は、撮像素子２１の有効画素領域の中心から延在する法線上に精度良く位置しているものとする。尚、各パターンは、縦横複数の黒線からなるが、これは一例に過ぎない。
　（第１の実施の形態）
　次に、第１の実施の形態に係るカメラモジュールの製造方法を、図面を参照して説明する。図４，５は、第１の実施の形態に係るカメラモジュールの調整・固着工程を示すフローチャート図である。図６は、調整時のレンズユニット１０と撮像素子２１との位置関係及びレンズユニット１０内の鏡筒とレンズ群の位置関係を示す概略図である。図７は、撮影したパターン毎にレンズ群移動量と評価値（合焦位置に近いほど高くなる）との関係を示すグラフであり、それに対応したレンズ群のパターンＰＴ２とＰＴ４を結ぶ線上のチルト量を合わせて示している。以下、特に断りがない場合、ロボットチャックＲＣや画像処理装置ＩＰの各動作は、不図示の制御回路の命令により実行されるものとする。
　まず、図４のステップＳ１０１で、図１に示すように組み付けられたレンズユニット１０を、３次元方向に移動可能なロボットチャックＲＣ（図２参照）の開閉動作により把持するが、このとき不図示の端子同士が接触し、外部の電源からの電力をレンズユニット１０のアクチュエータに供給可能となる。但し、まだアクチュエータに通電せず、レンズホルダ１５が下筒１１Ａに突き当てられた状態（レンズ群の初期位置）にしておく。
　次に、ステップＳ１０２で、図２に示すようにロボットチャックＲＣを駆動して、レンズユニット１０を、不図示の保管場所から移動ステージＳＴ上に移動させる。このとき、撮像素子ユニット２０の基板２２上のレンズユニット１０の突起１１ｂに対応する位置にＵＶ接着剤ＢＤを塗布しておく。
　更にステップＳ１０３で、ロボットチャックＲＣを光軸方向にステップ状（例えば焦点距離４ｍｍの場合１μｍ刻み）に移動させ、各位置ごとにチャートＣＨを撮影して、画像処理装置ＩＰがチャート画像を取得する。続くステップＳ１０４で、画像処理装置ＩＰからの信号を受信した不図示の制御回路が、得られたチャート画像から、中心のパターンＰＴ１にピントがあった中心ベストピント位置と、光軸ずれ量（レンズ群１４を介して撮像素子２１に結像したパターンＰＴ１の中心と、撮像素子２１の有効画素領域の中心とのズレ量から求まる）とを検出する。
　次いで、ステップＳ１０５で、以上の検出結果に基づいて、ロボットチャックＲＣを光軸交差方向に移動させて、撮像素子２１の有効画素領域の中心と、レンズ群１４の光軸を合わせ込む。以上で、チャッキング誤差を解消するための前段工程が終了する。
　次に、ステップＳ１０６で、ステップＳ１０４で得られた中心ベストピント位置から、レンズ群の初期位置（図６（ａ）参照）～最遠撮影距離（第１の撮影距離：図６（ｂ）参照）に合焦する位置までのレンズ群の移動量ａ（予め設計やシミュレーション等により導き出した値）に相当する量だけ、レンズユニット１０を撮像素子２１側に移動させる。
　更にステップＳ１０７で、アクチュエータに通電して、レンズ群１４をステップ状（例えば焦点距離４ｍｍの場合１μｍ刻み）に光軸方向に移動させて停止し撮影を行い、画像処理装置ＩＰが各位置でのチャート画像を取得する。以上が第１の画像取得工程である。
　続くステップＳ１０８で、画像処理装置ＩＰからの信号とアクチュエータのドライバー（不図示）からの信号を受信した不図示の制御回路が、取得したチャート画像から、中心のパターンＰＴ１にピントがあった中心ベストピント位置と、中心ベストピント位置を得るための通電量（第１の通電量）とを検出する。さらに、取得したチャート画像から、周辺のパターンＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４、及びＰＴ５の各々について、ピントがあった周辺ベストピント位置を検出する。この中心ベストピント位置と４つの周辺ベストピント位置から第１のチルト量を検出する。
　第１のチルト量の検出について図７を用いて説明する。なお、図７では、周辺のパターンＰＴ２、中央のパターンＰＴ１、周辺のパターンＰＴ４を通る線上の状態のみを図示している。
　図７（ｃ）に示すように、レンズ群１４の光軸Ｘが傾いている場合、中心ベストピント位置は、周辺ベストピント位置と一致しない。
　得られた５カ所（パターンＰＴ１～ＰＴ５）のベストピント位置から第１のチルト量を求める。図７（ａ）の例では、中心ベストピント位置と、周辺のパターンＰＴ２及びＰＴ４の周辺ベストピント位置と中心ベストピント位置との差は±５ステップである。これより、鏡筒に対してレンズ群が最遠撮影距離で合焦する位置における周辺のパターンＰＴ２、中央のパターンＰＴ１、周辺のパターンＰＴ４を通る線上の傾き角度α1は像面上のパターンＰＴ２とＰＴ１、パターンＰＴ１とＰＴ４の像面上の距離をＤとすると、
α1＝ｔａｎ-1（（５ステップの移動量）／Ｄ）
で求められる（図７（ｃ）参照）。
　同様にして周辺のパターンＰＴ３、中央のパターンＰＴ１、周辺のパターンＰＴ５を通る線の傾きを求める。得られたパターンＰＴ２、ＰＴ１、ＰＴ４を通る線上の傾きと、パターンＰＴ３、ＰＴ１、パターンＰＴ５を通る線の傾きから撮像素子面に対する光軸Ｘの傾き方向及び傾き角度が得られる。以上が、第１のチルト量検出工程である。
　なお、まず中心ベストピント位置を求めた後、該中心ベストピント位置の前後にレンズ群を順次移動させて、レンズ群の各位置におけるチャート画像を取得して、該画像から上述と同様にして第１のチルト量を求めてもよい。この場合には、レンズ群の各位置におけるチャート画像の取得までが第１の画像取得工程である。
　更に、傾き角度は、像面上のパターンＰＴ２とＰＴ４の像面上の距離をＥ（＝２Ｄ）とし、それぞれの周辺ベストピント位置間のレンズ群移動量から、
α1＝ｔａｎ-1（（周辺ベストピント位置間のレンズ群移動量）／Ｅ）
で求めてもよい。
　次に、ステップＳ１０９で、最遠撮影距離（図６（ｂ）参照）から、最至近撮影距離（第２の撮影距離：図６（ｃ）参照）に合焦する位置までのレンズ群の移動量ｂ（予め設計やシミュレーション等により導き出した値）に相当する量だけ、レンズユニット１０を撮像素子２１側に移動させる。
　更にステップＳ１１０で、アクチュエータに通電して、レンズ群１４をステップ状（例えば焦点距離４ｍｍの場合１μｍ刻み）に光軸方向に移動させて停止し撮影を行い、画像処理装置ＩＰが各位置でのチャート画像を取得する。以上が、第２の画像取得工程である。
　続くステップＳ１１１で、画像処理装置ＩＰからの信号とアクチュエータのドライバー（不図示）からの信号を受信した不図示の制御回路が、取得したチャート画像から、中心のパターンＰＴ１にピントがあった中心ベストピント位置と、中心ベストピント位置を得るための通電量（第２の通電量）とを検出する。さらに、取得したチャート画像から、周辺のパターンＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４及びＰＴ５の各々について、ピントがあった周辺ベストピント位置を検出する。この中心ベストピント位置と４つの周辺ベストピント位置から第２のチルト量を検出する。
　第２のチルト量の検出について図７を用いて説明する。ボイスコイルモータの特性として、第１の通電量による光軸方向位置と第２の通電量による光軸方向位置とで、レンズ群１４の光軸Ｘの傾きが変化する可能性が高い（図７（ｄ）参照）。得られた５カ所（パターンＰＴ１～ＰＴ５）のベストピント位置から第２のチルト量を求める。図７（ｂ）の例では、中心ベストピント位置と、周辺ベストピント位置との差は±１５ステップである。
これより、鏡筒に対してレンズ群が最至近撮影距離で合焦する位置における周辺のパターンＰＴ２、中央のパターンＰＴ１、周辺のパターンＰＴ４を通る線上の傾き角度α2は像面上のパターンＰＴ２とＰＴ１、パターンＰＴ１とＰＴ４の像面上の距離をＤとすると、α2＝ｔａｎ-1（（１５ステップの移動量）／Ｄ）
で求められる（図７（ｄ）参照）。
　同様にして周辺のパターンＰＴ３、中央のパターンＰＴ１、周辺のパターンＰＴ５を通る線の傾きを求める。得られたパターンＰＴ２、ＰＴ１、ＰＴ４を通る線上の傾きと、パターンＰＴ３、ＰＴ１、パターンＰＴ５を通る線の傾きから撮像素子面に対する光軸Ｘの傾き方向及び傾き角度が得られる。以上が、第２のチルト量検出工程である。
　なお、同様に、中心ベストピント位置を求めた後、該中心ベストピント位置の前後にレンズ群を順次移動させて、レンズ群の各位置におけるチャート画像を取得して、該画像から上述と同様にして第２のチルト量を求めてもよい。この場合には、レンズ群の各位置におけるチャート画像の取得までが第２の画像取得工程である。
　以上の検出の結果を用いてステップＳ１１２で撮像素子のチルト調整量を決定する。チルト調整量の決定方法の一例を説明する。
　ステップＳ１０８で得られた第１の通電量によるレンズ群位置における光軸Ｘの傾き方向及び傾き角度と、ステップＳ１１１で得られた第２の通電量によるレンズ群位置における光軸Ｘの傾き方向及び傾き角度を勘案し、例えば、双方の平均値を求めチルト調整量とする。
　すなわち、図７（ｅ）に示すように、パターンＰＴ２、ＰＴ１、ＰＴ４を通る線上で見た場合で言うと、第１の通電量におけるレンズ群位置の傾き角α1、第２の通電量におけるレンズ群位置の傾き角α2であった場合、チルト調整量（角度）を平均値の｛（α1＋α2）／２｝とするということである。
　ここで、図７に示す例において、仮にチルト調整量をα1とした場合、第１の通電量での中心ベストピント位置では、レンズ群１４の光軸Ｘの傾きはゼロになる（即ち撮像面に対して直交する）が、第２の通電量での中心ベストピント位置では、レンズ群１４の光軸Ｘの傾きが（α2―α1）になって、大きなレンズチルトが残存してしまうため好ましくない。そこで本実施の形態では、チルト調整量を平均値の｛（α1＋α2）／２｝とした（図７（ｅ）参照）。かかる場合、第１の通電量での中心ベストピント位置では、レンズ群１４の光軸Ｘの傾きはα1－｛（α1＋α2）／２｝が残存する（残存チルト量）が、第２の通電量での中心ベストピント位置では、レンズ群１４の光軸Ｘの傾きはα2－｛（α1＋α2）／２｝になって、レンズ群の移動範囲全般にわたって、まんべんなく残存チルト量を小さく抑えることができる。これにより従来のチルト補正に比べ、全撮影距離にわたって大きな破たんをきたすことのない画像を得ることができる。かかる場合、第１の通電量と第２の通電量の中間の通電量における残存チルト量がゼロになる。尚、チルト調整量の決定方法は、以上に限られない。例えば最遠撮影距離での残存チルト量と、最至近撮影距離での残存チルト量を異ならせるようにチルト調整量を設定してもよい。例えば、被写界深度を勘案し、最至近撮影距離での残存チルト量を小さくし、最遠撮影距離での残存チルト量を大きくするような設定でもよい。
　続くチルト調整工程であるステップＳ１１３で、決定された調整量でチルト調整を行う。具体的には、撮像素子２１を保持する移動ステージＳＴを支持するピンＰＮを駆動して、レンズ群１４に対して撮像素子２１をチルト調整量だけ傾ける。
　その後、ステップＳ１１４で、最至近撮影距離に合焦するレンズ群位置とチルト調整装置で設定されている距離のチャートに合焦するレンズ群位置との差に相当する量だけレンズユニット１０を撮像素子ユニット２０方向に移動させた後、アクチュエータを第２の通電量で駆動して、レンズ群１４を移動させて停止し撮影を行い、画像処理装置ＩＰがチャート画像を取得する。
　更にステップＳ１１５で、画像処理装置ＩＰからの信号を受信した不図示の制御回路が、得られたチャート画像から、中心のパターンＰＴ１の画像と、周辺のパターンＰＴ２～ＰＴ５の画像の画質を検査し、また同様に光軸ずれ量を検出する。画質の検査における良否判断は、例えば各パターンのＭＴＦが所定値以上か否かで判断される。ステップＳ１１４～Ｓ１１６がチェック工程になる。
　ステップＳ１１６で、検査した画質と検出した光軸ずれ量が許容範囲内か否かを判断し、許容範囲外と判断すれば、ステップＳ１０６に戻り、再び以降のステップを実行する。
一方、許容範囲内と判断すれば、固着工程であるステップＳ１１７で、ロボットチャックＲＣを下降させ、鏡筒１１の下面の凸部１１ｂをＵＶ接着剤ＢＤに接触させた上で、ＵＶ光を照射して固化し、これにより上述のチルト調整量を維持したままレンズユニット１０と撮像素子ユニット２０を接着固定することができる。
　図６から明らかであるが、前段工程、第１の画像取得工程、第２の画像取得工程において、チャートＣＨと、撮像素子２１と、レンズ群１４との相対位置関係は変化しない。しかるに、実際のカメラモジュールにおける最遠撮影距離と至近撮影距離とでは、レンズの像面湾曲特性が異なるのが一般的であり、例えば、チャート距離を変化させて複数のレンズ群位置でチルト量検出を行うと、像面湾曲特性の変化により正確にチルト量を検出できない恐れがあるのに対し、本実施の形態によれば、鏡筒に対するレンズ群位置を変えてもレンズの像面湾曲特性は変わらないため、正確にチルト量を検出できる。又、撮影距離の変更に応じてチャートの位置を移動させる必要もなく、検査装置の構成をコンパクトにできる。
　（第２の実施の形態）
　次に、第２の実施の形態に係るカメラモジュールの製造方法について説明する。第２の実施の形態はレンズ群が初期位置で最遠撮影距離に合焦するよう構成されている場合のものである。第２の実施の形態については上記の第１の実施の形態と異なる部分についてのみ説明する。
　図８は、第２の実施の形態に係るレンズユニット１０の調整工程の一部を示すフローチャート図である。図８に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１０１～Ｓ１０２については、第１の実施の形態と同様である。
　その後、ステップＳ２０３で、アクチュエータを駆動することなく前記レンズ群が前記鏡筒内で初期位置にある状態で、ロボットチャックＲＣを光軸方向にステップ状（例えば焦点距離４ｍｍの場合１μｍ刻み）に移動させ、各位置ごとにチャートＣＨを撮影して、画像処理装置ＩＰがチャート画像を取得する。このステップＳ２０３が、請求項２に係る第１の画像取得工程に相当する。
　続くステップＳ２０４で、画像処理装置ＩＰからの信号を受信した不図示の制御回路が、得られた複数のチャート画像から、中心のパターンＰＴ１にピントがあった中心ベストピント位置と、光軸ずれ量（レンズ群１４を介して撮像素子２１に結像したパターンＰＴ１の中心と、撮像素子２１の有効画素領域の中心とのズレ量から求まる）を検出すると共に、周辺のパターンＰＴ２、ＰＴ３、ＰＴ４、及びＰＴ５の各々について、ピントがあった周辺ベストピント位置を検出する。この中心ベストピント位置と４つの周辺ベストピント位置から第１のチルト量を検出し、記録する。このステップＳ２０４が請求項２に係る第１のチルト量検出工程に相当する。
　次いで、ステップＳ１０５で、以上の検出結果に基づいて、ロボットチャックＲＣを光軸交差方向に移動させて、撮像素子２１の有効画素領域の中心と、レンズ群１４の光軸を合わせ込むと共に、中心ベストピント位置が得られた位置へとレンズユニット１０を光軸方向に移動させる。
　次いで、ステップＳ２０９で、レンズ群の初期位置から、最至近撮影距離（第２の撮影距離）に合焦する位置までのレンズ群の移動量ｂ（予め設計やシミュレーション等により導き出した値）に相当する量だけ、レンズユニット１０を撮像素子２１側に移動させる。
　更にステップＳ１１０で、アクチュエータに通電して、レンズ群１４をステップ状に光軸方向に移動させて停止し撮影を行い、画像処理装置ＩＰが各位置でのチャート画像を取得する。以上が、第２の画像取得工程である。以降は、図５に示す第１の実施の形態と同様である。
　図５に示すステップＳ１１６で、検査した画質と検出した光軸ずれ量が許容範囲内か否かを判断し、許容範囲外と判断すれば、ステップＳ２０３に戻り、再び以降のステップを実行する。
　第２の実施の形態は、レンズ群が初期位置（アクチュエータに通電しない状態のレンズ群位置）で撮影最遠距離（第１の撮影距離）に合焦するようレンズユニット１０が構成されている場合のものである。
　上述のように、第１の実施の形態における第１の撮影距離又は第２の実施の形態における初期位置は最遠撮影距離であり、第２の撮影距離は最至近撮影距離が好ましいが、第１の実施の形態における第１の撮影距離又は第２の実施の形態における初期位置と第２の撮影距離がそれぞれ（最遠撮影距離＋レンズ群の温度特性による変化量）と（最至近撮影距離＋レンズ群の温度特性による変化量）の間の距離に設定されていれば良い。又、移動ステージは、３本ピンの駆動により傾き調整されるものに限られず、特許文献１に示すような２次元に傾き可能なステージを用いても良い。
　本発明は、明細書に記載の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。
 １０ レンズユニット
 １１ 鏡筒
 １１Ａ 下筒
 １１Ｂ 上筒
 １１ａ フランジ部
 １１ｂ 凸部
 １２ ヨーク
 １２ａ 外壁部
 １２ｂ 内壁部
 １２ｃ 天面部
 １３ 磁石
 １４ レンズ群
 １５ レンズホルダ
 １５ａ フランジ部
 １６ コイル
 １７ バネ部材
 ２０ 撮像素子ユニット
 ２１ 撮像素子
 ２２ 基板
ＡＰ 開口
ＢＤ ＵＶ接着剤
ＣＨ チャート
Ｈ 配線
ＩＰ 画像処理装置
ＰＮ ピン
ＰＴ１ 中心パターン
ＰＴ２～５ 周辺パターン
ＲＣ ロボットチャック
ＳＴ 移動ステージ

Claims (8)

  1. 　被写体像を光電変換する撮像素子を含む撮像素子ユニットと、
    　前記撮像素子に被写体像を導くレンズ群と、前記レンズ群を保持する鏡筒と、前記鏡筒に対する前記レンズ群の光軸方向位置を変更するアクチュエータと、を含むレンズユニットと、を有するカメラモジュールの製造方法において、
    　中心に配置された中心パターンと周辺に配置された周辺パターンとを有するチャートと、前記撮像素子の間で、前記アクチュエータを駆動することなく前記レンズ群が前記鏡筒内で初期位置にある状態で、前記レンズユニットを光軸方向に移動させて前記チャートに対して合焦する位置を探索する前段工程と、
    　前記前段工程の後、前記レンズ群の前記初期位置から第１の撮影距離で合焦する位置までの設計上の移動量に対応する量だけ、前記前段工程での合焦位置から前記レンズユニットを移動させて停止し、前記アクチュエータを駆動して前記レンズ群を順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第１の画像取得工程と、
    　前記第１の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第１のチルト量を検出する第１のチルト量検出工程と、
    　前記第１の撮影距離で合焦する位置から、それとは異なる第２の撮影距離で合焦する位置までの前記レンズ群の設計上の移動量に対応する量だけ前記レンズユニットを移動させて停止し、前記アクチュエータを駆動して前記レンズ群を順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第２の画像取得工程と、
    　前記第２の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第２のチルト量を検出する第２のチルト量検出工程と、
    　前記第１のチルト量と前記第２のチルト量に基づいて、チルト補正量を算出するチルト補正量算出工程と、
    　前記チルト補正量算出工程で算出された前記チルト補正量に基づいて前記撮像素子ユニットを傾けるチルト調整工程と、を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
  2. 　被写体像を光電変換する撮像素子を含む撮像素子ユニットと、
    　前記撮像素子に被写体像を導くレンズ群と、前記レンズ群を保持する鏡筒と、前記鏡筒に対する前記レンズ群の光軸方向位置を変更するアクチュエータと、を含むレンズユニットと、を有するカメラモジュールの製造方法において、
    　中心に配置された中心パターンと周辺に配置された周辺パターンとを有するチャートと、前記撮像素子の間で、前記アクチュエータを駆動することなく前記レンズ群が前記鏡筒内で初期位置にある状態で、前記レンズユニットを光軸方向に順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第１の画像取得工程と、
    　前記第１の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第１のチルト量を検出する第１のチルト量検出工程と、
    　前記初期位置で合焦する位置から、それとは異なる第２の撮影距離で合焦する位置までの前記レンズ群の設計上の移動量に対応する量だけ前記レンズユニットを移動させて停止し、前記アクチュエータを駆動して前記レンズ群を順次移動させて複数の光軸方向位置で前記チャートの画像を取り込む第２の画像取得工程と、
    　前記第２の画像取得工程で取り込まれた各光軸方向位置における前記チャートの画像から、第２のチルト量を検出する第２のチルト量検出工程と、
    　前記第１のチルト量と前記第２のチルト量に基づいて、チルト補正量を算出するチルト補正量算出工程と、
    　前記チルト補正量算出工程で算出された前記チルト補正量に基づいて前記撮像素子ユニットを傾けるチルト調整工程と、を有することを特徴とするカメラモジュールの製造方法。
  3. 　前記チルト補正量算出工程は、前記第１のチルト量と前記第２のチルト量の平均値を求めて前記チルト補正量とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラモジュールの製造方法。
  4. 　前記チルト調整工程の後、前記レンズユニットと前記撮像素子ユニットを固定する固着工程を有することを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法。
  5. 　前記第１の撮影距離は前記カメラモジュールの仕様における最遠撮影距離であり、前記第２の撮影距離は前記カメラモジュールの仕様における最至近撮影距離であることを特徴とする請求項１、３及び４のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法。
  6. 　前記初期位置は前記カメラモジュールの仕様における最遠撮影距離であり、前記第２の撮影距離は前記カメラモジュールの仕様における最至近撮影距離であることを特徴とする請求項２～４のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法。
  7. 　前記アクチュエータがボイスコイルモータであることを特徴とする請求項１～６のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法。
  8. 　請求項１～７のいずれかに記載のカメラモジュールの製造方法により製造されたことを特徴とするカメラモジュール。
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