特開 2025-114131 レンズユニットの光学特性測定方法及び測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025114131

(43)【公開日】2025-08-05

(54)【発明の名称】レンズユニットの光学特性測定方法及び測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01M 11/02 20060101AFI20250729BHJP

   G03B 30/00 20210101ALI20250729BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20250729BHJP

   G03B 17/56 20210101ALI20250729BHJP

   G03B 43/00 20210101ALI20250729BHJP

【ＦＩ】

G01M11/02 B

G03B30/00

G03B15/00 V

G03B17/56 Z

G03B43/00

G01M11/02 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024008614

(22)【出願日】2024-01-24

(71)【出願人】

【識別番号】000005810

【氏名又は名称】マクセル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104547

【弁理士】

【氏名又は名称】栗林 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100206612

【弁理士】

【氏名又は名称】新田 修博

(74)【代理人】

【識別番号】100209749

【弁理士】

【氏名又は名称】栗林 和輝

(74)【代理人】

【識別番号】100217755

【弁理士】

【氏名又は名称】三浦 淳史

(71)【出願人】

【識別番号】000006231

【氏名又は名称】株式会社村田製作所

(72)【発明者】

【氏名】吉川 駿

(72)【発明者】

【氏名】藤田 真治

(72)【発明者】

【氏名】横山 淳一

(72)【発明者】

【氏名】岸 宣孝

(72)【発明者】

【氏名】田中 佑果

(72)【発明者】

【氏名】石井 友基

(72)【発明者】

【氏名】坂口 仁志

【テーマコード（参考）】

2G086

2H105

【Ｆターム（参考）】

2G086HH01

2H105EE11

(57)【要約】

【課題】レンズ振動中のレンズユニットの動的光学特性を適切に且つ正確に得ることができる測定方法及び測定装置を提供する。
【解決手段】本発明の測定方法は、振動周波数を所定の範囲内でスイープさせて振動体を振動させることにより所定のレンズを所定の持続時間にわたって振動させるサーチモードと、所定の範囲内にあるほぼ一定の周波数で振動体を振動させることにより所定のレンズをサーチモードにおける所定の持続時間よりも長い所定の持続時間にわたって振動させるドライブモードとを交互に繰り返すレンズ振動ステップＳ３，Ｓ４と、レンズ振動ステップ中において、ドライブモードにあるときにのみレンズユニットの光学特性を測定する測定ステップＳ６とを含む。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

振動体を介して所定のレンズを振動させつつ前記所定のレンズを含むレンズユニットの光学特性を測定するための測定方法であって、
振動周波数を所定の範囲内でスイープさせて前記振動体を振動させることにより前記所定のレンズを所定の持続時間にわたって振動させるサーチモードと、前記所定の範囲内にあるほぼ一定の周波数で前記振動体を振動させることにより前記所定のレンズを前記サーチモードにおける前記所定の持続時間よりも長い所定の持続時間にわたって振動させるドライブモードとを交互に繰り返すレンズ振動ステップと、
前記レンズ振動ステップ中において、前記ドライブモードにあるときにのみ所定の測定器を用いて前記レンズユニットの光学特性を測定する測定ステップと、
を含むことを特徴とする測定方法。

【請求項2】

前記ドライブモードの前記持続時間の長さは、前記測定器によって前記光学特性を測定するために必要な時間以上であり、前記測定ステップは、所定の１回の前記ドライブモード内で前記光学特性の所定の測定シーケンスを完了することを特徴とする請求項１に記載の測定方法。

【請求項3】

前記測定ステップは、複数の前記ドライブモードにわたって分割して段階的に前記光学特性を測定することによって前記光学特性の所定の測定シーケンスを完了することを特徴とする請求項１に記載の測定方法。

【請求項4】

少なくとも前記光学特性の測定に関与する前記複数のドライブモードにおいて、前記振動体を振動させる駆動回路から前記測定器にトリガ信号が出力され、このトリガ信号に基づいて前記測定器が前記レンズユニットの光学特性を測定することを特徴とする請求項３に記載の測定方法。

【請求項5】

振動体を介して所定のレンズを振動させつつ前記所定のレンズを含むレンズユニットの光学特性を測定するための測定装置であって、
前記振動体を振動させる駆動回路と、
前記レンズユニットの光学特性を測定するための測定器と、
前記駆動回路及び前記測定器の動作を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、
振動周波数を所定の範囲内でスイープさせて前記振動体を振動させることにより前記所定のレンズを所定の持続時間にわたって振動させるサーチモードと、前記所定の範囲内にあるほぼ一定の周波数で前記振動体を振動させることにより前記所定のレンズを前記サーチモードにおける前記所定の持続時間よりも長い所定の持続時間にわたって振動させるドライブモードとを交互に繰り返すように前記駆動回路の動作を制御し、
前記ドライブモードにあるときにのみ前記レンズユニットの光学特性を測定するように前記測定器の動作を制御する、
ことを特徴とする測定装置。

【請求項6】

前記ドライブモードの前記持続時間の長さは、前記測定器によって前記光学特性を測定するために必要な時間以上であり、前記測定器は、所定の１回の前記ドライブモード内で前記光学特性の所定の測定シーケンスを完了することを特徴とする請求項５に記載の測定装置。

【請求項7】

前記測定器は、複数の前記ドライブモードにわたって分割して段階的に前記光学特性を測定することによって前記光学特性の所定の測定シーケンスを完了することを特徴とする請求項５に記載の測定装置。

【請求項8】

前記駆動回路は、少なくとも前記光学特性の測定に関与する前記複数のドライブモードにおいて、前記測定器にトリガ信号を出力し、
前記測定器は、前記トリガ信号に基づいて前記レンズユニットの光学特性を測定する、
ことを特徴とする請求項７に記載の測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される車載カメラを構成するレンズユニットの光学特性を測定するための測定方法及び測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、自動車に車載カメラを搭載し、駐車をサポートしたり、画像認識により衝突防止を図ったりすることが行なわれており、さらにそれを自動運転に応用する試みもなされている。また、このような車載カメラ等のカメラモジュールは、一般に、複数のレンズが光軸に沿って並べられて成るレンズ群と、このレンズ群を収容保持する鏡筒（バレル）と、レンズ群の少なくとも一個所のレンズ間に配置される絞り部材とを有するレンズユニットを備える（例えば、特許文献１参照）。

【0003】

また、このようなレンズユニットは、車両（自動車）のフロントグリル等の取付部に取り付けられて、最も物体側に位置するレンズが外部に露出している場合もある。そのような場合、当該レンズの表面（レンズ面）には水滴や泥水、氷雪、霜などの異物が付着し易く、付着した場合には、レンズユニットによる明瞭な観察視野を確保するべく異物を除去する必要がある。

【0004】

レンズ（又はレンズカバー）の表面に付着した異物の除去に関しては、近年、レンズ（又はレンズカバー）を振動体によって振動（超音波振動）させることによって異物を除去することも行なわれている。例えば、特許文献２では、ドーム状のカバー（レンズカバー）に付着した水滴や埃などの異物を除去するための振動装置が、レンズユニットを備えたカメラに設けられている。

【0005】

具体的に、図６に示されるように、そのような振動装置２は、レンズ６と撮像素子を含む回路が内蔵された撮像部５とをカメラ本体３の上部に備えるカメラに設けれており、ドーム状の透明カバー１１と、カバー１１が固定されている筒状の振動体１２と、振動体１２に固定されて振動体１２を介してカバー１１を振動させる圧電素子１３とを備える。振動体１２は、カバー１１側に位置している第１の端部１４ａと、カバー１１とは反対側に位置している第２の端部１４ｂとを有する円筒部１４と、円筒部１４の第１の端部１４ａに連結されて、円筒部１４よりも内径が大きい円筒からなる筒状の第１の連結部１５と、第１の連結部１５とカバー１１との間に介在して、第１の連結部１５の内径よりも内径が小さい第１のリング状部１６と、円筒部１４の第２の端部１４ｂに連結されて、円筒部１４よりも外径が小さい円筒からなる第２の連結部１７と、第２の連結部１７と圧電素子13との間に介在して、第２の連結部１７の外径よりも外径が大きい第２のリング状部１８とを有する。

【0006】

このような振動装置２では、圧電素子１３を駆動させて振動体１２を介してカバー１１を超音波振動させることにより、液滴の移動及び液滴の霧化をより効果的に果たすことができ、或いは、カバー１１の表面に付着した異物を除去できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１３－２３１９９３号公報

【特許文献2】特許第６９７７７８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ところで、以上のような様々なタイプのレンズユニットの光学特性は、一般に、レンズが固定された不動状態で測定されて評価される。すなわち、前述したようにレンズを超音波振動させることができる振動装置を備える構成においても、レンズが振動されない静的な状態で、光学特性が測定されて評価される（静的光学特性が測定・評価される）。

【0009】

しかしながら、超音波振動によってレンズ表面の異物を除去できる前述したような振動装置を備えたカメラの存在下では、レンズを振動させている状態でレンズユニット（カメラ）の光学特性を測定して評価する必要性（動的光学特性の測定・評価の必要性）もでてきている。

【0010】

ここで、振動装置を備えるカメラにおいて動的光学特性を測定する場合には、適切で正確な測定結果を得られるかどうかが大きな問題となる。以下、これについて説明する。

【0011】

振動装置を備えるカメラにおいてレンズ表面上の異物を効果的に除去するためには、振動体（したがって、レンズ）を異物の固有振動数で振動させて異物を共振（増幅振動）させることが望ましい。そのため、周波数を所定の範囲でスイープさせた交流出力信号を圧電素子（圧電振動子）に印加しながら、その際の周波数及び電流値の測定結果から異物の固有振動数を特定する（異物のタイプを特定する）サーチモードと、サーチモードで特定された固有振動数（共振周波数）の前後でスイープさせた交流出力信号を圧電素子に連続的に印加することによって異物を連続的に共振（増幅振動）させて（共振周波数での振動を継続させることにより）異物をレンズ表面から効果的且つ効率的に除去する（異物を洗浄する）ドライブモードとを交互に繰り返すことで、刻々と変わる状況（例えば、付着する異物の変化や温度変化に伴って共振周波数が変動する状況）に合わせて異物を常に効果的に除去（洗浄）できるようにすることも行なわれている。

【0012】

しかしながら、そのような２つのモードを交互に繰り返す超音波洗浄形態の場合には、レンズを振動させて光学特性を測定している際に周波数ドリフトが生じたり、或いは、光学特性の測定の最中にモードが切り換わるなどして、適切で正確な測定結果を得られない場合がある。

【0013】

本発明は前記事情に鑑みてなされたものであり、レンズ振動中のレンズユニットの動的光学特性を適切に且つ正確に得ることができる測定方法及び測定装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0014】

上記課題を解決するために、本発明は、振動体を介して所定のレンズを振動させつつ前記所定のレンズを含むレンズユニットの光学特性を測定するための測定方法であって、
振動周波数を所定の範囲内でスイープさせて前記振動体を振動させることにより前記所定のレンズを所定の持続時間（例えば、０．５秒）にわたって振動させるサーチモードと、前記所定の範囲内にあるほぼ一定の周波数で前記振動体を振動させることにより前記所定のレンズを前記サーチモードにおける前記所定の持続時間よりも長い所定の持続時間（例えば、３秒）にわたって振動させるドライブモードとを交互に繰り返すレンズ振動ステップと、
前記レンズ振動ステップ中において、前記ドライブモードにあるときにのみ所定の測定器を用いて前記レンズユニットの光学特性を測定する測定ステップと、
を含むことを特徴とする。

【0015】

本発明の上記構成によれば、２つの振動モードが交互に繰り返されるレンズの変則的な振動形態において、ほぼ一定の周波数でレンズが振動する安定した振動作動状態にあるドライブモードでのみレンズユニットの光学特性を測定するようにしているため、レンズ振動中のレンズユニットの動的光学特性を適切に且つ正確に得ることが可能となる。また、サーチモードよりも持続時間が長いドライブモードにおいて光学特性を測定するようにしているため、測定器によって光学特性を測定するために必要な時間を確保し易い。

【0016】

また、このような光学特性の測定は、レンズユニット又はレンズユニットを含む光学機器（カメラなど）の完成品の出荷前の検査プロセス中に行なわれてもよく、或いは、レンズユニットの実装後、すなわち、レンズを振動させる振動体を含むレンズユニットを備えたカメラ等の光学機器が所定の設置場所に設置された後、レンズが振動している際（例えば、レンズに付着した異物を除去するために当該レンズを振動体によって振動させる超音波振動洗浄プロセス中）に行なわれてもよい。

【0017】

一例として、前記超音波振動洗浄プロセスを想定した検査中において光学特性を測定する場合、ドライブモードでは、振動体（したがって、レンズ）を想定された所定の異物の固有振動数で振動させてもよい。複数種の異物を想定する場合には、それに対応した複数の異なる固有振動数で振動体（したがって、レンズ）を振動させて個々に測定結果を取得してもよい。また、実際の超音波振動洗浄プロセス中において光学特性を測定する場合、サーチモードでは、振動周波数を所定の範囲内でスイープさせて振動体を振動させることにより、その際の周波数及び電流値の測定結果から異物の固有振動数を特定し（異物のタイプを特定し）、ドライブモードでは、サーチモードで特定されたほぼ一定の固有振動数（共振周波数）で振動体を振動させることにより異物を連続的に共振（増幅振動）させ（共振周波数での振動を継続させ）てもよい。

【0018】

また、上記構成において、ドライブモードの持続時間の長さは、測定器によって光学特性を測定するために必要な時間以上であり、測定ステップは、所定の１回のドライブモード内で光学特性の所定の測定シーケンスを完了することが好ましい。これによれば、有意な測定を行ない易く、また、光学特性の測定を簡潔に効率良く短時間で行なうことが可能となる。また、この場合、測定器による測定所要時間に基づいてドライブモードの持続時間を設定してもよい。

【0019】

また、上記構成において、測定ステップは、複数のドライブモードにわたって分割して段階的に光学特性を測定することによって光学特性の所定の測定シーケンスを完了してもよい。これによれば、ドライブモードの持続時間が光学特性の測定時間によって制約を受けないで済む（逆もまた同様である）。また、使用可能な測定器の種類がドライブモードの持続時間によって制限されることも回避できる（逆もまた同様である）。

【0020】

また、上記構成では、少なくとも光学特性の測定に関与する複数のドライブモードにおいて、振動体を振動させる駆動回路から測定器にトリガ信号が出力され、このトリガ信号に基づいて測定器がレンズユニットの光学特性を測定することが好ましい。これによれば、有意な測定を行ない易いとともに、モード依存の光学測定を簡単且つ効率的に制御できる。

【0021】

なお、上記構成において、光学特性の測定は、所定のタイプの測定器を用いて任意の所定の測定項目に関して測定値を得るものであり、例えばＭＴＦ（Modulation Transfer Function）に関連するものであってもよい。また、測定項目としては、焦点距離や画角像高特性、周辺光量比といった光学性能やＭＴＦやＣＴＦといった結像性能の測定を挙げることができ、測定方法としては、測定機や測定治具に被検サンプルを設置し超音波振動時に動かない状態で測定を行なうようにすることなどが挙げられる。

【0022】

また、本発明は、前記測定方法を実行する測定装置も更に提供する。

【発明の効果】

【0023】

本発明の測定方法及び測定装置によれば、レンズ振動中のレンズユニットの動的光学特性を適切に且つ正確に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の一実施形態に係る測定方法を実施する測定装置によって光学特性が測定される光学機器の一例としてのカメラモジュールの概略断面図である。

【図2】図１のカメラモジュールの斜視図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る測定方法を実施する測定装置の概略ブロック図である。

【図4】サーチモード及びドライブモードにおける周波数変化を示すタイミングチャートである。

【図5】本発明の一実施形態に係る測定方法のステップの一例のフローチャートである。

【図6】従来の振動体を備えたレンズユニットの概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明するが、本実施形態は、国連の提唱する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ：Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ）の「９．産業と技術革新の基盤をつくろう」の、「９．１ すべての人々に安価で公平なアクセスに重点を置いた経済発展と人間の福祉を支援するために、地域・越境インフラを含む質の高い、信頼でき、持続可能かつ強靭（レジリエント）なインフラを開発する。」に貢献する。

【0026】

図１は、本発明の一実施形態に係る測定方法を実施する測定装置によって光学特性が測定される光学機器の一例としてのレンズユニットを備えたカメラモジュールの概略断面図であり、図２はこのカメラモジュールの斜視図である。
なお、以下で説明されるレンズユニットは、特に車載カメラ等のカメラモジュール用のものであり、例えば、自動車の外表面側に固定して設置され、配線は自動車内に引き込まれてディスプレイやその他の装置に接続される。

【0027】

図１及び図２に示されるように、本実施形態のカメラモジュール３００は、レンズユニット２０を備えている。このレンズユニット２０は、円筒状の鏡筒２２と、この鏡筒２２が内部に設けられた四角筒状の第１筐体（筐体）２３とを備えている。

【0028】

また、鏡筒２２及び第１筐体２３の像側（図１において下側）の端部は、四角筒状の第２筐体２４によって支持されている。第２筐体２４は第１筐体２３より光軸方向の長さは短いが、外径及び内径の長さは第１筐体２３より長くなっている。なお、光軸はＯで示し、この光軸Ｏと直交する方向が径方向となる。

【0029】

第１筐体２３は、鏡筒２２より径方向外側に配置され、第２筐体２４は第１筐体２３より像側（図１において下側）に配置されている。鏡筒２２、第１筐体２３及び第２筐体２４は同軸に配置されている。
第２筐体２４の上端部には矩形板状の内フランジ部２４ａが形成されており、この内フランジ部２４ａの径方向中央部に、物体側（図１において上側）に突出する凸部２４ｂが形成され、この凸部２４ｂの径方向中央部に貫通孔２４ｃが形成されている。

【0030】

また、内フランジ部２４ａの上面には段差部２４ｄが形成され、この段差部２４ｄに第１筐体２３の下端部が嵌合している。これによって、第１筐体２３は第２筐体２４に対して径方向及び光軸方向の位置決めがなされている。

【0031】

また、レンズユニット２０は、物体側から順に配置された複数（例えば、６つ）のレンズ３１，３２，３３，３４，３５，３６を備えている。
レンズ３１は最も物体側に位置する第１レンズ３１であり、この第１レンズ３１は、第１筐体２３に後述するレンズ保持部５０に保持されて設けられている。
第１レンズ３１より像側に配置された５つのレンズ３２，３３，３４，３５，３６は鏡筒２２内に設けられている。

【0032】

また、鏡筒２２の下端部には、像側（図１において下側）に突出する円筒状の突出部２７が形成されており、この突出部２７は第２鏡筒２４に設けられた前記貫通孔２４ｃに挿入されて嵌合している。これによって、鏡筒２２と第２筐体２４とは同軸かつ光軸Ｏと一致して設けられている。

【0033】

また、最も物体側に位置する第１レンズ３１はガラスレンズであり、レンズ３２～３６は樹脂レンズであるが、これに限定されない（例えば、レンズ３１が樹脂レンズであっても構わない）。
また、レンズ３１～３６の表面には、必要に応じて、反射防止膜、親水膜、撥水膜等が設けられる。

【0034】

第１筐体２３及び鏡筒２２に固定されて支持されている複数のレンズ３１～３６は、それぞれの光軸を一致させた状態に配置されており、１つの光軸Ｏに沿って各レンズ３１～３６が並べられた状態となって、撮像に用いられる１群のレンズ群Ｌを構成している。

【0035】

また、本実施形態では、第１筐体２３が鏡筒２２の径方向外側に配置されている。
第１筐体２３は、ＳＵＳ等の金属で形成されたものであり、四角筒状の筐体本体２３ａと、この筐体本体２３ａの上端部に筐体本体２３ａと一体的に形成された矩形板状の天板部２３ｂと、この天板部２３ｂの内周側の縁部に天板部２３ｂと一体的に形成された係止部２３ｃとを備えている。つまり、本実施形態の天板部２３ｂは、図６に示す天板部１０５ｂより筐体本体２３ａの上端縁から内側に向かう長さが短くなっており、当該天板部２３ｂの内周側の縁部に係止部２３ｃが形成されている。
天板部２３ｂの厚さ（光軸方向の厚さ）は筐体本体２３ａの厚さ（径方向の厚さ）より薄くなっている。

【0036】

係止部２３ｃは、天板部２３ｂの内周側の縁部から物体側（図１において上側）に突出して形成された略円筒状の突出部２３ｄと、この突出部２３ｄの上端部から径方向内側に折曲された押え部２３ｅとを備えている。この押え部２３ｅに光軸Ｏに対して傾斜する傾斜面２３ｆが周方向に沿って形成されている。
そして、傾斜面２３ｆによって第１レンズ３１の表面縁部を押えることによって、当該第１レンズ３１を固定している。つまり、第１筐体２３及び鏡筒２２内にレンズ群Ｌが組み込まれて収容保持された状態で、押え部２３ｅの傾斜面２３ｆによって、レンズ群Ｌの最も物体側に位置する第１レンズ３１を押えて、第１筐体２３の物体側端部に光軸方向で固定している。

【0037】

また、鏡筒２２の像側の端部（図１において下端部）には、第６レンズ３６よりも径の小さい開口部を有する内側フランジ部２６が設けられている。この内側フランジ部２６と押え部２３ｅの傾斜面２３ｆとにより、第１筐体２３及び鏡筒２２内にレンズ群Ｌを構成する複数のレンズ３１～３６が光軸方向で保持固定されている。
また、内側フランジ部２６の下面には、赤外線カットフィルタ等のフィルタ９９が設けられている。

【0038】

また、本実施形態では、第１レンズ３１を保持するリング状のレンズ保持部５０を備えている。
このレンズ保持部５０はＳＵＳ等の金属を旋削加工によって薄いリング状に形成することによって製作されたものである。レンズ保持部５０は内周側に、円筒面状の内周面５０ａと、当該内周面５０ａと直交する円環面５０ｂとを備えており、内周面５０ａと円環面５０ｂは断面L字形に形成されている。内周面５０ａは、光軸Ｏと同軸に配置されており、円環面５０ｂは光軸Ｏと直交して配置されている。
また、レンズ保持部５０は、円環面５０ｂに直交し、かつ光軸Ｏと同軸に配置された内周面５０ｃを有しており、この内周面５０ｃは内周面５０ａより像側（図１おいて下側）に配置され、内周面５０ａより内径寸法が小さくなっている。

【0039】

また、リング状のレンズ保持部５０の内周面５０ｃの内径寸法は、前記鏡筒２２の外径寸法より大きくなっており、これによって、鏡筒２２の上端部がレンズ保持部５０の内周面５０ｃの内側に配置されている。
また、レンズ保持部５０は、第１筐体２３に接合されている。すなわち、レンズ保持部５０の外周面５０ｄと上面５０ｅとはそれぞれ、第１筐体２３の押え部２３ｅの内周にほぼ隙間なく当接しており、これによって、レンズ保持部５０は第１筐体２３の天板部２３ｂに嵌合している。このようにしてレンズ保持部５０は、天板部２３ｂを有する第１筐体２３に接合されている。
第１筐体２３に接合されたレンズ保持部５０は、当該レンズ保持部５０の軸が光軸Ｏと一致し、かつ光軸方向の位置決めがなされている。

【0040】

また、レンズ保持部５０は第１レンズ３１を保持している。すなわち、レンズ保持部５０の内周面５０ａは第１レンズ３１の外周面に隙間なく当接しており、これによって、第１レンズ３１は径方向の位置決めがなされて、光軸Ｏと同軸に配置されている。また、レンズ保持部５０の円環面５０ｂは第１レンズ３１の像側を向く平坦な底面３１ｅに隙間なく当接しており、これによって、第１レンズ３１は光軸方向の位置決めがなされている。
また、第１レンズ３１より像側に配置されているレンズ３２～３６は鏡筒２２によって、光軸が一致するように保持され、鏡筒２２は、第２筐体２４と同軸かつ光軸Ｏと一致して設けられているので、第１レンズ３１と、第１レンズ３１より像側に配置されたレンズ３２～３６とは、同軸ないし所定の偏心量以下で配置されている。

【0041】

また、本実施形態では、第１レンズ３１を振動させる振動機構６０を備えている。
振動機構６０は、超音波振動する振動子６１と、この振動子６１の超音波振動を第１レンズ３１に伝達する振動体６２とを備えている。このような振動機構６０は、第１筐体２３より径方向内側でかつ鏡筒２２より径方向外側に配置されている。
振動子６１は、円環板状に形成され、第１筐体２３の筐体本体２３ａの内部に設けられている。振動子６１は例えば圧電素子によって形成されている。

【0042】

振動体６２は、ドーナツ円板状の取付部６２ａと、この取付部６２ａから物体側（図１において上側）に向けて延び、かつ軸方向（光軸方向）において、連続的に外径及び内径の寸法が変化して膨らみとくびれのある略筒状でかつ、断面Ｓ形状の本体部６２ｂと、この本体部６２ｂの上端部に形成されたリング状の接合部６２ｃとを備えている。取付部６２ａの下面には、振動子６１が取付け固定され、接合部６２ｃの上面がレンズ保持部５０の下面（像側を向く面）に接着剤によって接合されている。

【0043】

このような振動機構６０では、振動子６１が所定の周波数で超音波振動することによって、振動体６２が超音波振動する。振動体６２が振動すると、振動体６２がレンズ保持部５０に接合されているので、このレンズ保持部５０を介して第１レンズ３１が同じ周波数で超音波振動し、これによって、第１レンズ３１のレンズ面３１ａについた水滴や泥水、氷雪、霜などの異物が除去される。

【0044】

レンズ保持部５０は、第１筐体２３の天板部２３ｂに嵌合しているが、天板部２３ｂの厚さが筐体本体２３ａの厚さに比して薄く、天板部２３ｂがダンパーとして機能するので、レンズ保持部５０の振動が筐体本体２３ａに伝わり難くなる。このため、筐体本体２３ａに嵌合している第２筐体２４に振動が伝わり難くなり、その結果、第２筐体２４に嵌合している鏡筒２２にも振動が伝わり難くなって、レンズ３２～３６にも振動が伝わり難くなって、振動によるレンズ３２～３６の位置ずれに起因する光学性能の低下を抑止できる。

【0045】

また、本実施形態では、第１筐体２３、第１筐体２３に保持されている第１レンズ３１、鏡筒２２、鏡筒２２に保持されているレンズ３２～３６、レンズ保持部５０、振動機構６０等によってレンズユニット２０が構成されている。
このレンズユニット２０と、当該レンズユニット２０の第１筐体２３に嵌合している第２筐体２４とによって、本実施形態のカメラモジュール３００が構成されている。
第２筐体２４は、その内部にパッケージセンサ（撮像素子；イメージセンサ）３０４を備えている。

【0046】

パッケージセンサ３０４は、フィルタ９９と対向して第２筐体２４の内部に配置されており、かつ、レンズユニット２０により形成される物体の像を受光する位置に配置されている。また、パッケージセンサ３０４は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等を備えており、レンズユニット２０を通じて集光されて到達する光を電気信号に変換する。変換された電気信号は、カメラにより撮影された画像データの構成要素であるアナログデータやデジタルデータに変換される。

【0047】

また、第２筐体２４は、その内部に駆動回路基板３０５を備えている。駆動回路基板３０５は、振動機構６０の圧電素子６１に所定の周波数の電圧を与えて駆動させる駆動回路４（図３参照）を有する基板である。この駆動回路基板３０５と前記振動子（圧電素子）６１とはＦＰＣ等によって形成され、第２筐体２４の内フランジ部２４に形成された配線穴２４ｆを通された配線３０６によって接続されている。

【0048】

以上のような構成を成すカメラモジュールは、本発明の一実施形態に係る測定方法を実施する測定装置１によってその光学特性が測定される。測定装置１は、振動体６２を介して第１レンズ３１を振動させつつ第１レンズ３１を含むレンズユニット２０の光学特性を測定するものであり、図３に示されるように、駆動回路基板３０５に設けられて振動体６２を振動させる（圧電素子６１に所定の周波数の電圧を与える）駆動回路４と、レンズユニット２０の光学特性を測定するための測定器６と、駆動回路４及び測定器６の動作を制御する制御回路２とを備える。

【0049】

この場合、制御回路２は、振動周波数を所定の範囲内でスイープさせて振動体６２を振動させることにより第１レンズ３１を所定の持続時間にわたって振動させるサーチモードと、前記所定の範囲内にあるほぼ一定の周波数で振動体６２を振動させることにより第１レンズ３１をサーチモードにおける所定の持続時間よりも長い所定の持続時間にわたって振動させるドライブモードとを交互に繰り返すように駆動回路４の動作を制御するとともに、ドライブモードにあるときにのみレンズユニット２０の光学特性を測定するように測定器６の動作を制御するようになっている。

【0050】

具体的には、一例として、カメラモジュール３００の出荷前の検査中、図４のタイミングチャートにも示されるように、サーチモードの期間（ｔ_{ＣＹＣＬＥ}期間；例えば０．５秒の持続期間）では、制御回路からの制御信号ｓ２に基づき、駆動回路４が、例えば駆動電圧Ｖｄｒを所定の電圧とし、周波数ｆをｆ_ＭＩＮ～ｆ_ＭＡＸまでスイープさせた交流出力信号ｓ１を圧電素子６１に印加する。したがって、スイープした周波数で振動体６２が振動し、第１レンズ３１が所定の持続時間ｔ_{ＣＹＣＬＥ}にわたって振動される。

【0051】

なお、実際の実装後の超音波洗浄時には、このサーチモードにおいて、図示しない例えば信号処理回路が、サーチモードでの共振周波数及び電流値の測定結果に基づき、所定のスイープ範囲ｆ_ＭＩＮ～ｆ_ＭＡＸ内にあるほぼ一定の周波数を異物が共振する共振周波数として特定する。例えば、信号処理回路は、第１レンズ３１の表面に付着した異物が水である、すなわち、共振周波数（異物の固有振動数）がｆ_０１であると判断する。

【0052】

このサーチモードに続き、前記所定の範囲（スイープ範囲）内にあるほぼ一定の周波数で振動体６２を振動させることにより第１レンズ３１をサーチモードにおける所定の持続時間（ｔ_{ＣＹＣＬＥ}）よりも長い所定の持続時間（ｔ_{ＤＲＩＶＥ}；例えば３秒）にわたって振動させるドライブモードが行なわれる。具体的には、一例として、駆動回路４が共振周波数ｆ_０１の前後でスイープさせた交流出力信号ｓ１を圧電素子６１に印加するドライブモードＡが行なわれる。より具体的には、前述した実際の実装後の超音波洗浄に関連付けると、このドライブモードＡにおいて、駆動回路４は、期間ΔＴで共振周波数ｆ_０１の前後の範囲ｆ_ＦＳをスイープさせた交流出力信号ｓ１を圧電素子６１に印加する（これにより、実際の超音波洗浄では、共振周波数ｆ_０１での振動を継続することにより、第１レンズ３１の温度が過度に上昇することを防止でき、第１レンズ３１の表面に付着した水（液滴）を霧化させることができる）。なお、圧電素子６１に印加する交流出力信号は、この例では、ステップ状に周波数が変化するようになっている。具体的には、交流出力信号は、期間Δｔごとに周波数ｆ_ＳＴＥＰだけ増加又は減少する。無論、スイープ形態はこれに限らない。

【0053】

以降、サーチモードとドライブモードとが交互に繰り返されるが、図４には、ドライブモードの他の例として、ドライブモードＡの後のサーチモードに続き、ドライブモードＢも示されている。このドライブモードＢでは、駆動回路４が、共振周波数ｆ_０２で固定して交流出力信号ｓ１を圧電素子６１に印加する（共振周波数ｆ_０２で固定して圧電素子６１を駆動させる）。なお、実際の実装後の超音波洗浄においては、このようなモードの交互の繰り返しにより、刻々と変わる状況（例えば、付着する異物の変化や温度変化に伴って共振周波数が変動する状況）に合わせて異物を常に効果的に除去（洗浄）できるようにする。

【0054】

そして、本実施形態に係る測定装置１では、制御回路２から測定器６に送られる制御信号ｓ４に基づき、ドライブモードにあるときにのみレンズユニット２０の光学特性が測定されるようになっている。この場合、ドライブモードの持続時間（ｔ_{ＤＲＩＶＥ}）の長さは、測定器６によってレンズユニット２０の光学特性を測定するために必要な時間以上であってもよく、その場合、測定器６は、所定の１回のドライブモード内で光学特性の所定の測定シーケンスが完了する。或いは、測定器６は、複数のドライブモードにわたって分割して段階的にレンズユニット２０の光学特性を測定することによって光学特性の所定の測定シーケンスを完了してもよい。その場合、少なくとも光学特性の測定に関与する複数のドライブモードにおいて、振動体６２を振動させる駆動回路４から測定器６にトリガ信号ｓ３が出力され、このトリガ信号ｓ３に基づいて測定器６がレンズユニット２０の光学特性を測定するようになっていてもよい。

【0055】

トリガ信号ｓ３に基づく段階的測定の方法ステップの一例が図５にフローチャートで示されている。図示のように、この例では、まず最初に、測定装置１にレンズユニット２０が設置される（ステップＳ１）。続いて、測定者等により測定条件が設定される（ステップＳ２）。その後、前述したようにサーチモード（レンズ振動ステップＳ３）及びドライブモード（レンズ振動ステップＳ４）が交互に繰り返され、ドライブモードにおいてトリガ信号ｓ３が測定器６により受信される（ステップＳ５においてＹＥＳの場合）と、測定器６によりレンズユニット２０の光学特性が測定される（測定ステップＳ６）。そして、測定が完了したかどうかが（例えば制御回路２により）判定され（ステップＳ７）、測定が完了された場合（ステップ７においてＹＥＳの場合）には、測定結果が（例えば測定器６から）出力される（ステップＳ８）。

【0056】

以上説明したように、本実施形態によれば、２つの振動モード（すなわち、サーチモード及びドライブモード）が交互に繰り返される第１レンズ３１の変則的な振動形態において、ほぼ一定の周波数で第１レンズ３１が振動する安定した振動作動状態にあるドライブモードでのみレンズユニット２０の光学特性を測定するようにしているため、レンズ振動中のレンズユニット２０の動的光学特性を適切に且つ正確に得ることが可能となる。また、サーチモードよりも持続時間が長いドライブモードにおいて光学特性を測定するようにしているため、測定器６によって光学特性を測定するために必要な時間を確保し易い。

【0057】

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できる。例えば、本発明において、レンズ、筐体、鏡筒などの形状等は、前述した実施形態に限定されない。また、ドライブモード、サーチモードの振動形態も前述した実施形態に限定されない。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、前述した実施形態の一部又は全部を組み合わせてもよく、あるいは、前述した実施形態のうちの１つから構成の一部が省かれてもよい。

【符号の説明】

【0058】

１ 測定装置
２ 制御回路
４ 駆動回路
６ 測定器
２０ レンズユニット
３１ 第１レンズ
６０ 振動機構
６１ 圧電素子
６２ 振動体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】