特許 7012977 カメラモジュール製造装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-21

(45)【発行日】2022-01-31

(54)【発明の名称】カメラモジュール製造装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/232 20060101AFI20220124BHJP

   G02B 7/02 20210101ALI20220124BHJP

   G03B 17/02 20210101ALI20220124BHJP

   G03B 43/00 20210101ALI20220124BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20220124BHJP

【ＦＩ】

H04N5/232

G02B7/02 Z

G03B17/02

G03B43/00

H04N5/225

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020543235

(86)(22)【出願日】2020-02-26

(86)【国際出願番号】 JP2020007682

(87)【国際公開番号】W WO2021171412

(87)【国際公開日】2021-09-02

【審査請求日】2020-08-12

(73)【特許権者】

【識別番号】596041928

【氏名又は名称】株式会社ＰＦＡ

(73)【特許権者】

【識別番号】521126427

【氏名又は名称】テクノホライゾン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】特許業務法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 典

(72)【発明者】

【氏名】浅野 富士夫

(72)【発明者】

【氏名】今川 幸司

(72)【発明者】

【氏名】三宅 秀穂

(72)【発明者】

【氏名】高垣 拓樹

(72)【発明者】

【氏名】真玉 光二

【審査官】佐藤 直樹

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２０１７４４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０９２７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０５８１３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ５／２３２

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

Ｇ０３Ｂ ４３／００

Ｇ０２Ｂ ７／０２

Ｇ０３Ｂ １７／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮影レンズが組み込まれたレンズユニットと、前記撮影レンズが結像した像を画像信号に変換する撮像素子が取付けられたセンサ基板との相対位置を調整し、相対位置が調整された状態で前記レンズユニットと前記センサ基板とを接合するカメラモジュール製造装置であって、
中央コリメータレンズと前記中央コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置された中央測定チャートとを含み、前記中央測定チャートの像を前記中央コリメータレンズと前記撮影レンズとを通して前記撮像素子の中央部に結像させる中央光学ユニットと、
周辺コリメータレンズと前記周辺コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置された周辺測定チャートとを含み、前記周辺測定チャートの像を前記周辺コリメータレンズと前記撮影レンズとを通して前記撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像させる少なくとも２つの周辺光学ユニットと、
を含む光学モジュールと、
前記中央光学ユニットによって前記撮像素子の中央部に結像させた前記中央測定チャートの像を前記撮像素子が変換した中央画像信号と、各前記周辺光学ユニットによって前記撮像素子の各周辺部に結像させた各前記周辺測定チャートの像を前記撮像素子が変換した各周辺画像信号と、に基づいて、前記レンズユニットと前記センサ基板との相対位置を調整する制御部と、を備え、
各前記周辺光学ユニットは、各前記周辺コリメータレンズの各光軸が前記中央光学ユニットの前記中央コリメータレンズの光軸に対して傾斜するように配置され、その傾斜角度が変更可能となっていること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。

【請求項2】

請求項１に記載のカメラモジュール製造装置であって、
各前記周辺光学ユニットは、前記中央コリメータレンズの光軸に垂直な面内における隣接する前記周辺コリメータレンズの光軸が交差するように配置されていること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。

【請求項3】

請求項２に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記撮像素子は長方形であり、
各前記周辺光学ユニットは、前記中央コリメータレンズの光軸に垂直な面内における隣接する前記周辺コリメータレンズの光軸のなす角度が前記撮像素子の２つの対角線のなす角度となるように配置されていること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。

【請求項4】

請求項２又は３に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記撮像素子が取付けられた前記センサ基板を保持するセンサ基板保持部を備え、
センサ基板保持部は、前記撮像素子の対角線の方向が前記中央コリメータレンズの光軸に垂直な面内における各前記周辺コリメータレンズの光軸の方向となるように、前記中央コリメータレンズの光軸に垂直な面内に前記センサ基板を保持すること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。

【請求項5】

請求項２から４のいずれか１項に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記レンズユニットを保持するレンズユニット保持部を備え、
各前記周辺光学ユニットは、各前記周辺コリメータレンズの焦点位置が前記中央光学ユニットの前記中央コリメータレンズの焦点位置と同一位置となるように配置されており、
前記レンズユニット保持部は、前記撮影レンズの入射瞳の位置に前記中央コリメータレンズの焦点位置と各前記周辺コリメータレンズの各焦点位置とが重なるように前記レンズユニットを保持し、
前記中央光学ユニットの前記中央コリメータレンズは、前記中央測定チャートの像を前記撮影レンズの前記入射瞳を通して前記撮像素子の中央部に結像させ、
前記周辺光学ユニットの各前記周辺コリメータレンズは各前記周辺測定チャートの像を前記撮影レンズの前記入射瞳を通して前記撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像させること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。

【請求項6】

請求項５に記載のカメラモジュール製造装置であって、
前記レンズユニット保持部が、前記撮影レンズの光軸と前記中央コリメータレンズの光軸とが同一軸となり、且つ、前記撮影レンズの前記入射瞳の中心位置に前記中央コリメータレンズの焦点位置と各前記周辺コリメータレンズの各焦点位置とが重なるように前記レンズユニットを保持すること、
を特徴とするカメラモジュール製造装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズユニットと、撮像素子が取付けられたセンサ基板と、を接合するカメラモジュール製造装置に関する。

【背景技術】

【0002】

撮影レンズが組み込まれたレンズユニットと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が取付けられたセンサ基板とを一体化したカメラモジュールが知られている。このようなカメラモジュールでは、撮像素子の撮像面がレンズユニットの結像面に略一致するように、レンズユニットに対するセンサ基板の位置調整を行い、位置調整ができた状態でセンサ基板をレンズユニットに紫外線硬化樹脂により接着している（例えば、特許文献１、２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第５４６０４０６号明細書

【文献】特許第４９６０３０８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１，２に記載された従来技術のカメラモジュール製造装置では、レンズユニットに対するセンサ基板の位置を移動させながら測定チャートの画像を撮像し、センサ基板の位置に対する画像の合焦評価値の変化を検出し、合焦評価値の変化に応じてセンサ基板の位置を調整している。このため、センサ基板の多数の異なる位置で測定チャートの画像を取得することが必要となるため、位置調整に時間が掛かってしまうという問題があった。また、特許文献１，２に記載された従来技術のカメラモジュール製造装置では、当初の設計と画角が異なるレンズユニットを用いてカメラモジュールを製造しようとする場合には、周辺の測定チャートの画像が撮像素子の周辺部に結像するように、レンズユニットの画角に合わせて測定チャートを交換したり、レンズユニットに光を導く光学ユニットを交換したりすることが必要となる。このため、特許文献１，２に記載された従来技術のカメラモジュール製造装置では、製造するカメラモジュールの機種を切替えるのに時間と手間が掛かってしまうという問題があった。

【0005】

そこで、本発明は、カメラモジュール製造装置において、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整を短時間で行い、生産性の向上を図ると共に、簡便な方法で製造するカメラモジュールの機種の変更に対応可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のカメラモジュール製造装置は、撮影レンズが組み込まれたレンズユニットと、撮影レンズが結像した像を画像信号に変換する撮像素子が取付けられたセンサ基板との相対位置を調整し、相対位置が調整された状態でレンズユニットとセンサ基板とを接合するカメラモジュール製造装置であって、中央コリメータレンズと中央コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置された中央測定チャートとを含み、中央測定チャートの像を中央コリメータレンズと撮影レンズとを通して撮像素子の中央部に結像させる中央光学ユニットと、周辺コリメータレンズと周辺コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置された周辺測定チャートとを含み、周辺測定チャートの像を周辺コリメータレンズと撮影レンズとを通して撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像させる少なくとも２つの周辺光学ユニットと、を含む光学モジュールと、中央光学ユニットによって撮像素子の中央部に結像させた中央測定チャートの像を撮像素子が変換した中央画像信号と、各周辺光学ユニットによって撮像素子の各周辺部に結像させた各周辺測定チャートの像を撮像素子が変換した各周辺画像信号と、に基づいて、レンズユニットとセンサ基板との相対位置を調整する制御部と、を備え、各周辺光学ユニットは、各周辺コリメータレンズの各光軸が中央光学ユニットの中央コリメータレンズの光軸に対して傾斜するように配置され、その傾斜角度が変更可能となっていること、を特徴とする。

【0007】

このように、中央及び周辺測定チャートがそれぞれ中央及び周辺コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置されているので、撮影レンズの各測定チャートの結像面の高さが撮影レンズの光軸からの光軸に直交方向の距離に対して変化する。このため、撮影レンズの結像面の高さが異なる複数の測定チャートの像を一度の撮像で取得することができ、一度の撮像で、撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面との高さずれに対する空間周波数応答などの合焦評価値の変化特性を取得し、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整を行うことができる。これにより、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整を短時間に行うことができ、生産性を向上させることができる。また、各周辺光学ユニットの周辺コリメータレンズの光軸の中央コリメータレンズの光軸に対する傾斜角度が変更可能となっているので、撮影レンズの画角に合わせて傾斜角度を変更することにより、周辺測定チャートの画像を撮像素子の周辺部に結像させることができ、簡便な方法で製造するカメラモジュールの機種の変更に対応することができる。

【0008】

本発明のカメラモジュール製造装置において、各周辺光学ユニットは、中央コリメータレンズの光軸に垂直な面内における隣接する周辺コリメータレンズの光軸が交差するように配置されていることとしてもよい。また、撮像素子は長方形であり、各周辺光学ユニットは、中央コリメータレンズの光軸に垂直な面内における隣接する周辺コリメータレンズの光軸のなす角度が撮像素子の２つの対角線のなす角度となるように配置されてもよい。また、撮像素子が取付けられたセンサ基板を保持するセンサ基板保持部を備え、センサ基板保持部は、撮像素子の対角線の方向が中央コリメータレンズの光軸に垂直な面内における各周辺コリメータレンズの光軸の方向となるように、中央コリメータレンズの光軸に垂直な面内にセンサ基板を保持してもよい。

【0009】

これにより、撮影レンズの画角が変わった場合でも、周辺測定チャートの画像を撮像素子の隅部に結像させることができ、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整を高精度に行うことができる。

【0010】

本発明のカメラモジュール製造装置において、レンズユニットを保持するレンズユニット保持部を備え、各周辺光学ユニットは、各周辺コリメータレンズの焦点位置が中央光学ユニットの中央コリメータレンズの焦点位置と同一位置となるように配置されており、レンズユニット保持部は、撮影レンズの入射瞳の位置に中央コリメータレンズの焦点位置と各周辺コリメータレンズの各焦点位置とが重なるようにレンズユニットを保持し、中央光学ユニットの中央コリメータレンズは、中央測定チャートの像を撮影レンズの入射瞳を通して撮像素子の中央部に結像させ、周辺光学ユニットの各周辺コリメータレンズは各周辺測定チャートの像を撮影レンズの入射瞳を通して撮像素子の異なる周辺部にそれぞれ結像させてもよい。また、レンズユニット保持部が、撮影レンズの光軸と中央コリメータレンズの光軸とが同一軸となり、且つ、撮影レンズの入射瞳の中心位置に中央コリメータレンズの焦点位置と各周辺コリメータレンズの各焦点位置とが重なるようにレンズユニットを保持してもよい。

【0011】

このように、撮影レンズの入射瞳の位置に中央コリメータレンズの焦点位置と各周辺コリメータレンズの各焦点位置とが重なるようにレンズユニットを保持することにより、中央コリメータレンズと撮影レンズとが中央測定チャート側光学系を構成し、各周辺コリメータレンズと撮影レンズとがそれぞれ周辺測定チャート側光学系を構成する。そして、中央コリメータレンズが撮影レンズの入射瞳を通して撮像素子の撮像面に中央測定チャートの像を結像させ、中央測定チャートを中央コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置することにより、撮像素子の撮像面には中央コリメータレンズの光軸からの光軸に直交方向の距離に従って結像高さの異なる像が結像される。同様に、周辺コリメータレンズが撮影レンズの入射瞳を通して撮像素子の撮像面に周辺測定チャートの像を結像させ、周辺測定チャートを周辺コリメータレンズの光軸に垂直な面に対して傾斜して配置することにより、撮像素子の撮像面には周辺コリメータレンズの光軸からの光軸に直交方向の距離に従って結像高さの異なる像が結像される。このため、１回の撮像で、空間周波数応答などの合焦評価値の算出を精度よく行うことができる。これにより、レンズユニットとセンサ基板とを短時間に調整を行うことができ、生産性をより向上させることができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明のカメラモジュール製造装置は、レンズユニットとセンサ基板との相対位置の調整を短時間で行い、生産性の向上を図ると共に、簡便な方法で製造するカメラモジュールの機種の変更に対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態のカメラモジュール製造装置の側面図である。

【図2】実施形態のカメラモジュール製造装置の中央光学ユニットの構造を示す斜視図である。

【図3】実施形態のカメラモジュール製造装置の周辺光学ユニットの構造を示す斜視図である。

【図4】実施形態のカメラモジュール製造装置の中央光学ユニットと複数の周辺光学ユニットの配置を示す斜視図である。

【図5】実施形態のカメラモジュール製造装置に保持されたセンサ基板に取付けられた撮像素子と周辺コリメータレンズの光軸の方向との関係を示す平面図である。

【図6】実施形態のカメラモジュール製造装置の光学モジュールの平面図である。

【図7】実施形態のカメラモジュール製造装置の光学モジュールを図６に示すＢ－Ｂから見た立面図である。

【図8】中央測定チャートのパターンを示す平面図である。

【図9】周辺測定チャートのパターンを示す平面図である。

【図10】実施形態のカメラモジュール製造装置によって組み立てられるカメラモジュールを示す斜視図である。

【図11】中央光学ユニットと周辺光学ユニットからの光が撮影レンズを通って撮像素子の撮像面に至る光路を示す立面図であって、光路を図６に示すＢ－Ｂから見た図である。

【図12】撮像素子の撮像面に結像した中央測定チャートの像と、周辺測定チャートの像とを示す平面図である。

【図13】実施形態のカメラモジュール製造装置の中央光学ユニットの全体光路図（ａ）と撮像面近傍の部分詳細光路図（ｂ）である。

【図14】図１２に示す中央測定チャートの像の拡大平面図である。

【図15】図１４に示す中央測定チャートの計測点位置に対する空間周波数応答の変化を示すグラフである。

【図16】実施形態のカメラモジュール製造装置の周辺光学ユニットの全体光路図（ａ）と撮像面近傍の部分詳細光路図（ｂ）である。

【図17】図１２に示す周辺測定チャートの像の拡大平面図である。

【図18】図１７に示す周辺測定チャートの計測点位置に対する空間周波数応答の変化を示すグラフである。

【図19】撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面との間に高さずれと傾斜がある場合の撮像素子の中央部と周辺部とにおける撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化を示すグラフである。

【図20】撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面とが略同一面に調整された場合の撮像素子の中央部と周辺部とにおける撮影レンズの結像面と撮像素子の撮像面との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化を示すグラフである。

【図21】他の実施形態の中央測定チャートのパターンを示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、図面を参照しながら実施形態のカメラモジュール製造装置１００について説明する。最初に図１～図１０を参照しながらカメラモジュール製造装置１００の構成について説明する。

【0015】

図１に示すように、カメラモジュール製造装置１００は、撮影レンズ４１が組み込まれたレンズユニット４０と、撮像素子５２が取付けられたセンサ基板５１とを接合してカメラモジュール５０を製造するものである。カメラモジュール製造装置１００は、光学モジュール１０と、レンズユニット４０を保持するロボットアーム４５と、上面にセンサ基板５１を保持するステージ５５と、ステージ５５の位置を６軸方向に移動させる６軸アクチュエータ５６と、６軸アクチュエータ５６を制御する制御部５７とを含んでいる。ここで、ロボットアーム４５はレンズユニット保持部を構成し、ステージ５５はセンサ基板保持部を構成する。以下の説明では、図２に示すように、中央光学ユニット３０に組み込まれている中央測定チャート３２の傾斜方向をＸ方向、水平面でＸ方向に直交する方向をＹ方向、垂直方向をＺ方向とし、Ｚ方向＋側を上側、Ｚ方向－側を下側として説明する。

【0016】

図１に示すように、光学モジュール１０は、ベース１１と、ベース１１の下側の面に取付けられたガイド板１２と、ベース１１の中央の下面に取付けられた中央光学ユニット３０と、ガイド板１２にブラケット１５を介して取付けられた４つの周辺光学ユニット３５とで構成されている。

【0017】

図２に示すように中央光学ユニット３０は円筒状のケーシングの中に、中央コリメータレンズ３１と、中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに垂直な面に対して傾斜して配置された中央測定チャート３２と、ＬＥＤ等で構成された光源３６とを配置して一体としたものである。また、図３に示すように、周辺光学ユニット３５も円筒状のケーシングの中に、周辺コリメータレンズ３３と、周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａに垂直な面に対して傾斜して配置された周辺測定チャート３４と、ＬＥＤ等で構成された光源３６とを配置して一体としたものである。中央測定チャート３２、周辺測定チャート３４については後で詳しく説明する。なお、以下の説明では、周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａに沿って周辺測定チャート３４の表面で光学モジュール１０の中心から外周に向かって延びる方向をＲ１～Ｒ４、周辺測定チャート３４の表面でＲ１～Ｒ４と直交する方向をＳ１～Ｓ４とする。

【0018】

図４に示すように、中央光学ユニット３０は、光学モジュール１０の中心で、中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａの延びる方向がＺ方向となるように配置されている。各周辺光学ユニット３５は、各周辺コリメータレンズの各光軸３３ａが中央光学ユニット３０の中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに対して傾斜するように配置されている。また、中央光学ユニット３０と、周辺光学ユニット３５とは、中央光学ユニット３０に組み込まれている中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａと各周辺光学ユニット３５に組み込まれている各周辺コリメータレンズ３３の各光軸３３ａとが一点２９で交差し、且つ、一点２９に中央コリメータレンズ３１と周辺コリメータレンズ３３の各焦点３１ｆ、３３ｆが位置するようにベース１１とガイド板１２とにそれぞれ取付けられている。ここで、詳細については後で説明するが、各周辺光学ユニット３５は、図１に矢印１０１，１０２で示すように、各周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａが中央コリメータレンズ３１の光軸に対する傾斜角度が変更可能にガイド板１２に取付けられている。

【0019】

図４、図５に示すように、各周辺光学ユニット３５は、中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに垂直な面内における隣接する周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａのなす角度が長方形の撮像素子の２つの対角線５２ａ，５２ｂのなす角度θ１、θ２となるように配置されている。ここで、角度θ１、角度θ２は、２つの対角線５２ａ，５２ｂのなす角度の内の小さい方の角度と大きい方の角度である。このため、４つの周辺光学ユニット３５のそれぞれの周辺コリメータレンズ３３の各光軸３３ａの延びる方向をＴ１～Ｔ４とすると、撮像素子５２の中心が中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａの通り、撮像素子５２の長辺と短辺とがそれぞれＸ方向、Ｙ方向となるように撮像素子５２をセットすると、撮像素子５２の２つの対角線５２ａ，５２ｂの延びる方向は中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに垂直な面内における各方向Ｔ１～Ｔ４となる。

【0020】

図６に示すように２つのガイド板１２は、四角いベース１１の下面に、互いのなす角度がθ１、θ２となるように取付けられている。ここで、四角いベース１１の各辺は、Ｘ方向とＹ方向とに向かって延びるように配置されている。従って、四角いベース１１の各辺の方向と、撮像素子５２の長辺と短辺との各方向とが合うように撮像素子５２をセットすると、２つのガイド板１２の延びる方向は、撮像素子５２の２つの対角線５２ａ，５２ｂの延びる方向であり、中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに垂直な面内における各方向Ｔ１～Ｔ４となる。

【0021】

図７に示すように、各ガイド板１２は、下面が一点２９を中心にした円弧状に切り欠かれた平板で、円弧状の切欠きに沿って一点２９を中心にした円弧上に延びるガイド溝１３が設けられている。また、ガイド溝１３の外周側には、周辺光学ユニット３５が取付けられたブラケット１５の位置を固定するピン孔１４が円弧状に並べて設けられている。周辺光学ユニット３５が取付けられたブラケット１５は、ピン１６がガイド溝１３に嵌まり込んでガイド溝１３にガイドされて、円弧状に移動する。また、固定ピン１７をブラケット１５に設けた穴とガイド板１２のピン孔１４に通すことによって所定の角度位置に固定される。

【0022】

ガイド溝１３は、一点２９を中心とした円弧状に配置されている。また、ガイド板１２は、撮像素子５２の２つの対角線５２ａ，５２ｂの延びる方向に延びている。このため、周辺光学ユニット３５は、撮像素子５２の２つの対角線５２ａ，５２ｂを含む垂直面内で、周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａが一点２９を通る状態で撮影レンズ４１の上部を矢印１０１，１０２で示すように円弧状に移動する。

【0023】

次に中央測定チャート３２と周辺測定チャート３４について説明する。図８に示すように、中央測定チャート３２は、光が透過する透明のガラス板の表面に光を遮光する遮光部３２ｓを設けたものである。中央測定チャート３２は、Ｙ方向の＋側半分が光が透過する透光部３２ｔとなっており、Ｙ方向の－側の半分が光が透過しない遮光部３２ｓとなっている。遮光部３２ｓは、例えば、黒色のクロムエッチングで構成してもよいし、黒色の塗料を塗布することにより構成してもよい。透光部３２ｔと遮光部３２ｓとの間には、Ｘ方向に延びる中央エッジ３２ｅが構成される。

【0024】

図２に示すように、中央測定チャート３２は、Ｘ方向の中央の中心位置３２ｉを中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａが通り、遠位端３２ｆが傾斜方向上側、近位端３２ｎが傾斜方向下側となるように中央光学ユニット３０の筐体の内部に傾斜して取付けられている。従って、図８に示す中央エッジ３２ｅは、中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａを通り傾斜方向に向かって延びるエッジとなる。

【0025】

図９に示すように、周辺測定チャート３４は、三角形の透光部３４ｔと三角形の遮光部３４ｓをＲ１～Ｒ４方向、及び、直交するＳ１～Ｓ４方向に交互に隣接するように配置されたものである。遮光部３４ｓは、例えば、黒色のクロムエッチングで構成してもよいし、黒色の塗料を塗布することにより構成してもよい。Ｒ１～Ｒ４軸の両側に隣接して配置された三角形の遮光部３４ｓと透光部３４ｔの間には、Ｒ１～Ｒ４方向に延びる第１エッジ３４ｅ１が形成される。また、三角形の遮光部３４ｓとＲ１～Ｒ４方向に隣接する三角形の透光部３４ｔとの間には、Ｓ１～Ｓ４方向に延びる第２エッジ３４ｅ２が形成される。また、三角形の透光部３４ｔのＲ１～Ｒ４に対して４５度傾斜した方向には、第３エッジ３４ｅ３が形成される。

【0026】

図３に示すように、各周辺測定チャート３４は、各周辺コリメータレンズ３３の各光軸３３ａがＲ１～Ｒ４方向の中央の各中心位置３４ｉを通り、遠位端３４ｆが傾斜方向上側、近位端３４ｎが傾斜方向下側となるように周辺光学ユニット３５の筐体の内部に傾斜して取付けられている。従って、図９に示すように、第１エッジ３４ｅ１は、周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａを通り傾斜方向に向かって延びるエッジとなり、第２エッジ３４ｅ２と第３エッジ３４ｅ３とは、第１エッジ３４ｅ１と交差する方向に延びるエッジとなる。

【0027】

図１０に示すように、カメラモジュール５０は、撮影レンズ４１が組み込まれたレンズユニット４０と、撮像素子５２が取付けられたセンサ基板５１とを紫外線硬化型の接着剤で接合したものである。

【0028】

レンズユニット４０に組み込まれた撮影レンズ４１の上面の入射瞳４２は、中央コリメータレンズ３１と各周辺コリメータレンズ３３からの光が入射する領域である。

【0029】

撮像素子５２は、撮影レンズ４１が撮像面５３の上に結像した像を電気的な画像信号に変換するものである。センサ基板５１には、撮像素子５２からの画像信号を出力する出力端子５４が取付けられている。出力端子５４は、制御部５７に接続されており、撮像素子５２が出力した画像信号は、制御部５７に入力される。

【0030】

図１に示すように、光学モジュール１０の下側には、基台１１０の上に取付けられた６軸アクチュエータ５６と、６軸アクチュエータ５６の上側に取付けられて上面にセンサ基板５１を保持するステージ５５と、ステージ５５の上側と光学モジュール１０の下側との間に配置されてレンズユニット４０を保持するロボットアーム４５とが設けられている。なお、光学モジュール１０は、図示しないフレームを介して基台１１０に取付けられている。

【0031】

６軸アクチュエータ５６は、内部に６つのステッピングモータを備え、各ステッピングモータを駆動して上側に取付けられたステージ５５をＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向及びＸ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの６方向に移動させるものである。６軸アクチュエータ５６は、制御部５７に接続され、各ステッピングモータは制御部５７からの指令によって動作する。なお、ステッピングモータに限らず、サーボモータによってステージ５５の駆動を行うようにしてもよい。

【0032】

ステージ５５は、上面にセンサ基板５１を保持する図示しないホルダを備えており、上面にセンサ基板５１を保持する。なお、ステージ５５は、上面にセンサ基板５１を真空吸着するようにしてもよい。ステージ５５のホルダは、撮像素子５２の中心が中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａを通り、撮像素子５２の長辺と短辺とがそれぞれＸ方向、Ｙ方向となるようにセンサ基板５１をステージ５５の上面に保持する。このため、センサ基板５１をステージ５５の上にセットすると、撮像素子５２の２つの対角線５２ａ，５２ｂの延びる方向は中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに垂直な面内における４つの周辺光学ユニット３５のそれぞれの周辺コリメータレンズ３３の各光軸３３ａの延びる方向Ｔ１～Ｔ４となる。

【0033】

ロボットアーム４５は、先端にレンズユニット４０を挟み込んで保持するチャック４６を備えている。ロボットアーム４５は、チャック４６と共に図示しない駆動装置によってＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動する。ロボットアーム４５は、レンズユニット４０のストレージにおいて先端のチャック４６を動作させてレンズユニット４０を挟み込んでピックアップし、ステージ５５の上に保持されたセンサ基板５１の上まで移動させ、センサ基板５１の上側の位置にレンズユニット４０を保持するものである。

【0034】

制御部５７は、内部に情報処理を行うＣＰＵ５８と動作プログラムやデータ等を格納するメモリ５９とを有するコンピュータである。６軸アクチュエータ５６、ロボットアーム４５、光源３６は、制御部５７に接続されて制御部５７の指令によって動作する。また、撮像素子５２は、制御部５７に接続されて、撮像素子５２が出力する画像信号は制御部５７に入力される。

【0035】

制御部５７は、ロボットアーム４５によってレンズユニット４０をセンサ基板５１の上側の所定の位置に保持し、６軸アクチュエータ５６によってステージ５５の上面のＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向及びＸ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの位置を調整して、レンズユニット４０とセンサ基板５１とのＸ方向，Ｙ方向，Ｚ方向及びＸ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの相対位置を調整する。

【0036】

次に、図１１～２０を参照しながら、以上のように構成されたカメラモジュール製造装置１００の動作について説明する。

【0037】

図１に示すように、最初にステージ５５の上面にセンサ基板５１を載置し、ステージ５５の上面にセンサ基板５１を保持させる。センサ基板５１のレンズユニット４０との接合部に紫外線硬化型の接着剤を塗布しておく。

【0038】

制御部５７は、ロボットアーム４５によってストレージでレンズユニット４０をピックアップし、ステージ５５の上面に保持されたセンサ基板５１の上まで移動させる。制御部５７は、撮影レンズ４１の光軸４１ａが中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａと同一軸となり、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に、中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆと各周辺コリメータレンズ３３の各焦点３３ｆとが位置する一点２９とが重なるようにロボットアーム４５でレンズユニット４０を保持する。

【0039】

次に、制御部５７は、６軸アクチュエータ５６を動作させて撮像素子５２の撮像面５３の位置が所定の初期位置となるように設定する。所定の初期位置は、例えば、設計寸法の位置でもよい。

【0040】

先に説明したように、ステージ５５のホルダは、撮像素子５２の２つの対角線５２ａ，５２ｂの延びる方向が中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに垂直な面内における４つの周辺光学ユニット３５のそれぞれの周辺コリメータレンズ３３の各光軸３３ａの延びる方向Ｔ１～Ｔ４となるようにセンサ基板５１を保持する。このため、センサ基板５１がステージ５５の上にセットされると、各周辺光学ユニット３５の各周辺コリメータレンズ３３の各光軸３３ａは、撮像素子５２の２つの対角線５２ａ，５２ｂを含む垂直面内に位置する。

【0041】

図１１は、図６に示すＢ－Ｂから見た光学モジュール１０の側面図であり、撮像素子５２の対角線５２ａを含む垂直面内における光路を示す図である。図１１に示すように、中央光学ユニット３０の中央測定チャート３２に入射した光は、中央コリメータレンズ３１を通って入射瞳４２から撮影レンズ４１に入射して撮像素子５２の中央部分に達し、図１２に示すように撮像素子５２の撮像面５３の中央部分に中央測定チャート３２の像８１を結像させる。像８１は、中央測定チャート３２の透光部３２ｔを透過した白い半円の像８２と、遮光部３２ｓで光が遮光された黒い像８３と、白い半円の像８２と黒い像８３との境界線の像８４とを含んでいる。像８４は、中央測定チャートの中央エッジ３２ｅの画像である。

【0042】

画角がα１の撮影レンズ４１を用いたカメラモジュール５０を組み立てる際には、撮影レンズ４１の焦点距離が長いため、撮像素子５２は撮影レンズ４１とのＺ方向の距離が長いＰ１の高さにセットされる。また、周辺光学ユニット３５は、光軸３３ａの方向であるＴ１とＴ３とのなす角度が撮影レンズ４１の画角と同一のα１となるようにセットされる。このように撮像素子５２と周辺光学ユニット３５をセットすることにより、周辺光学ユニット３５の周辺測定チャート３４の画像は、撮像素子５２の四隅に結像される。すなわち、４つの周辺光学ユニット３５の各周辺コリメータレンズ３３に入射した光は、図１２に示すように、各周辺コリメータレンズ３３を通って入射瞳４２から撮影レンズ４１に入射し、撮像素子５２の四隅の周辺部分に達し、図１２に示すように撮像素子５２の撮像面５３の４つの周辺部分に周辺測定チャート３４の像９１を結像させる。像９１は、周辺測定チャート３４の透光部３４ｔを透過した白い三角形の像９２と、遮光部３４ｓで光が遮光された黒い像９３と、白い像９２と黒い像９３との境界線の像９４～９６とを含んでいる。像９４～９６は、周辺測定チャート３４の第１エッジ３４ｅ１～第３エッジ３４ｅ３の画像である。

【0043】

また、画角がα２の撮影レンズ４１１を用いたカメラモジュール５０を組み立てる際には、撮影レンズ４１１の焦点距離が短いため、撮像素子５２は撮影レンズ４１とのＺ方向の距離が短いＰ２の高さにセットされる。また、周辺光学ユニット３５は、光軸３３ａの方向であるＴ１とＴ３とのなす角度が撮影レンズ４１の画角と同一のα２となるようにセットされる。これにより、撮影レンズ４１よりも画角が広い撮影レンズ４１１を用いたカメラモジュール５０を組み立てる場合にも、画角α１の撮影レンズ４１を用いた場合と同様、周辺光学ユニット３５の周辺測定チャート３４の画像を、撮像素子５２の四隅の周辺部に結像させることができる。

【0044】

ここで、中央光学ユニット３０の詳細と中央光学ユニット３０によって撮像面５３の中央部に結像する像８１の詳細について説明する。

【0045】

図１３（ａ）に示すように、中央コリメータレンズ３１は、撮影レンズ４１の側に焦点３１ｆがある。レンズユニット４０は、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆが重なるように保持されている。これによって、中央コリメータレンズ３１と撮影レンズ４１は中央測定チャート側テレセントリック光学系を構成している。そして、中央測定チャート３２を透過した主光線は、中央コリメータレンズ３１で焦点３１ｆに向かって収束して撮影レンズ４１の入射瞳４２から撮影レンズ４１に入射し、中央測定チャート３２のパターンは図１３（ｂ）に示すように結像面６５に結像する。

【0046】

中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａが通る中央測定チャート３２の中心位置３２ｉを透過した光線は、図１３（ａ）、図１３（ｂ）に実線で示す光路６１のように進み、中心位置３２ｉのパターンは、基準結像面６５ｉの光軸３１ａの近傍の中心部に結像する。

【0047】

一方、中央測定チャート３２は中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに直交する面に対して傾斜して配置されているので、中央測定チャート３２の遠位端３２ｆを透過した光線は、図１３（ａ）、図１３（ｂ）に破線で示す光路６２のように進み、遠位端３２ｆのパターンは、基準結像面６５ｉよりも上側の上端結像面６５ｎで光軸３１ａから光軸３１ａと直交するＸ方向に－ΔＸだけずれた位置に結像する。

【0048】

また、中央測定チャート３２の近位端３２ｎを透過した光線は、図１３（ａ）、図１３（ｂ）に一点鎖線で示す光路６３のように進み、近位端３２ｎのパターンは、基準結像面６５ｉよりも下側の下端結像面６５ｆで光軸３１ａから光軸３１ａと直交するＸ方向に＋ΔＸだけずれた位置に結像する。

【0049】

従って、撮像面５３が基準結像面６５ｉの高さとなるように６軸アクチュエータ５６によってセンサ基板５１の高さが調整されている場合、図１４の中央部のように、中央測定チャート３２の中心位置３２ｉの中央エッジ３２ｅはボケが無いシャープな像８４ｉとして撮像面５３に結像し、遠位端３２ｆと近位端３２ｎの中央エッジ３２ｅはぼけた像８４ｆ，８４ｎとして撮像面５３に結像する。

【0050】

図１４に示すように、撮像面５３に結像した中央測定チャート３２の像８１は、撮像素子５２によって中央画像信号に変換されて制御部５７に入力される。制御部５７は、図１４に示すようにＸ方向に沿って所定の間隔で中央エッジ３２ｅの部分の像に計測点８５を設定する。そして、制御部５７は、各計測点８５において焦点が合っているかどうかを評価する合焦評価値を算出する。本実施形態では、合焦評価値として空間周波数応答を用いることとして説明するが、これに限らず、例えば、コントラストなどの他の合焦評価値を用いるようにしてもよい。

【0051】

制御部５７は、算出した各計測点８５の空間周波数応答を用いて、図１５に示すように撮像面５３の中央部における計測点８５のＸ方向の位置に対する空間周波数応答の変化を示す線ａを含む中央部スルーフォーカスグラフを生成する。

【0052】

このように、中央光学ユニット３０では、中央測定チャート３２が中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに垂直な面に対して傾斜して配置されているので、撮影レンズ４１の中央測定チャート３２の結像面６５の高さが撮影レンズ４１の光軸４１ａからの光軸４１ａに直交方向の距離に対して上端結像面６５ｎ、基準結像面６５ｉ、下端結像面６５ｆのように変化する。このため、撮影レンズ４１の結像面６５の高さが異なる複数の中央測定チャート３２の像８１を一度の撮像で取得することができ、一度の撮像で、図１５に示すような中央部スルーフォーカスグラフを生成することができる。

【0053】

次に、周辺光学ユニット３５の詳細と周辺光学ユニット３５によって撮像面５３の周辺部に結像する像９１の詳細について説明する。以下、画角がα１で焦点距離が長い撮影レンズ４１を用いた場合について説明するが、画角がα２で焦点距離が短い撮影レンズ４１１を用いた場合も同様である。

【0054】

中央光学ユニット３０と同様、周辺光学ユニット３５の周辺コリメータレンズ３３は、撮影レンズ４１の側に焦点３３ｆが位置しており、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に周辺コリメータレンズ３３の焦点３３ｆが重なり、周辺コリメータレンズ３３と撮影レンズ４１とが周辺測定チャート側テレセントリック光学系を構成している。図１６（ａ）に示すように、周辺測定チャート３４を透過した主光線は、周辺コリメータレンズ３３で焦点３３ｆに向かって収束して撮影レンズ４１の入射瞳４２から撮影レンズ４１に入射し、周辺測定チャート３４のパターンは図１６（ｂ）に示すように結像面７５に結像する。

【0055】

周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａが通る周辺測定チャート３４の中心位置３４ｉを透過した光線は、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に実線で示す光路７１のように進み、中心位置３４ｉのパターンは、基準結像面７５ｉに結像する。

【0056】

一方、周辺測定チャート３４は周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａに直交する面に対して傾斜して配置されているので、周辺測定チャート３４の遠位端３４ｆを透過した光線は、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に破線で示す光路７２のように進み、遠位端３２ｆのパターンは、基準結像面７５ｉよりも上側の上端結像面７５ｎで、中心位置３４ｉのパターンが結像する位置よりも周辺部に向かって＋ΔＲだけずれた位置に結像する。

【0057】

また、周辺測定チャート３４の近位端３４ｎを透過した光線は、図１６（ａ）、図１６（ｂ）に一点鎖線で示す光路７３のように進み、近位端３４ｎのパターンは、基準結像面７５ｉよりも下側の下端結像面７５ｆで、中心位置３４ｉのパターンが結像する位置よりも中央部側に向かって－ΔＲだけずれた位置に結像する。

【0058】

従って、撮像面５３が基準結像面７５ｉの高さとなるように６軸アクチュエータ５６によってセンサ基板５１の高さが調整されている場合、図１７に示すように、中心位置３４ｉの近傍の第１エッジ３４ｅ１はボケが無いシャープな像９４ｉとして周辺部の撮像面５３に結像し、遠位端３２ｆと近位端３２ｎの第１エッジ３４ｅ１はぼけた像９４ｆ，９４ｎとして撮像面５３に結像する。

【0059】

制御部５７は、図１７に示すように、Ｒ１の方向に沿って所定の間隔で第１エッジ３４ｅ１～第３エッジ３４ｅ３の部分の像９４～９６にそれぞれ計測点９７を設定する。そして、制御部５７は、各計測点９７において空間周波数応答を算出し、図１８に示すように撮像面５３の周辺部における計測点９７のＲ１方向の位置に対する空間周波数応答の変化を示す線ｂ１を生成する。同様に、制御部５７は、Ｒ２～Ｒ４の各方向延びる各周辺部についても同様のスルーフォーカスグラフを生成する。そして、Ｒ１～Ｒ４の各方向についての各線ｂ１～ｂ４を重ね合わせて、図１８に示すような周辺部スルーフォーカスグラフを生成する。

【0060】

中央光学ユニット３０と同様、周辺光学ユニット３５でも各周辺測定チャート３４が各周辺コリメータレンズ３３の各光軸３３ａに垂直な面に対して傾斜して配置されているので、撮影レンズ４１の各周辺測定チャート３４の結像面７５の高さが撮影レンズ４１の光軸４１ａからの光軸４１ａに直交方向の距離に対して上端結像面７５ｎ、基準結像面７５ｉ、下端結像面７５ｆのように変化する。このため、撮影レンズ４１の結像面７５の高さが異なる複数の周辺測定チャート３４の像９１を一度の撮像で取得することができ、一度の撮像で、図１８に示すような周辺部スルーフォーカスグラフを生成することができる。

【0061】

制御部５７は、図１５に示す中央部スルーフォーカスグラフと図１３（ｂ）に示す結像面６５の高さとＸ方向の距離の関係とを用いて、図１１の線ａを図１９（ａ）に示す線ｃに変換する。ここで線ｃは、中央部における撮影レンズ４１の結像面６５と撮像素子５２の撮像面５３との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化を示す線である。また、同様に、図１８に示す線ｂ１～ｂ４を図１９（ａ）に示す線ｄ１から線ｄ４に変換する。ここで線ｄ１～線ｄ４は、各周辺部における撮影レンズ４１の結像面７５と撮像素子５２の撮像面５３との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化を示す線である。

【0062】

図１９（ａ）を参照すると、線ｃは、高さずれΔＨ１において空間周波数応答が最大値となっており、ΔＨ１がマイナスであることから、図１９（ｂ）に示すように撮像面５３の中央部は撮影レンズ４１の結像面６５に対してΔＨ１だけ低くなっていると判断できる。また、線ｄ１，ｄ３も高さずれΔＨ１において空間周波数応答が最大値となっているので、Ｒ１、Ｒ３方向の周辺部では、撮像面５３が撮影レンズ４１の結像面７５に対してΔＨ１だけ低くなっていると判断することができる。同様に、線ｄ２，ｄ４はそれぞれ高さずれΔＨ３、ΔＨ２において、空間周波数応答が最大となっているので、Ｒ２、Ｒ４方向の周辺部では、撮像面５３が撮影レンズ４１の結像面７５に対してそれぞれΔＨ３、ΔＨ２だけ低くなっていると判断することができる。

【0063】

ここで、撮影レンズ４１の結像面６５、７５は同一面で、図１９（ｂ）に示すように、ΔＨ３の絶対値＞ΔＨ１の絶対値＞ΔＨ２の絶対値であるから、図１９（ｂ）に示すように、撮像面５３は、撮影レンズ４１の結像面６５，７５に対して中央部で高さΔＨ１だけ低くなっており、Ｒ２－Ｒ４方向でＲ２側が低くなるように傾斜していることがわかる。

【0064】

制御部５７は、図１９（ａ）、図１９（ｂ）に示すデータに基づいて撮像面５３を少し上昇させると共にＲ２－Ｒ４方向の傾斜を解消するように６軸アクチュエータ５６を動作させる。

【0065】

この動作により、図２０（ｂ）に示すように、撮像面５３が撮影レンズ４１の結像面６５，７５と略同一面となった場合には、図２０（ａ）に示すように、線ｃ、ｄ１～ｄ４は全て高さずれΔＨがゼロの位置において最大値となる。

【0066】

このように、撮像素子５２の撮像面５３と撮影レンズ４１の結像面６５，７５とが略同一面となったら、その状態を保持したまま、制御部５７は、図示しない紫外線発光装置によって紫外線を接着剤に向かって照射し、接着剤を硬化させてレンズユニット４０とセンサ基板５１とを接合してカメラモジュール５０の組立を完了する。

【0067】

以上説明したように、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００では、制御部５７は、撮影レンズ４１の結像面６５、７５の高さが異なる中央測定チャート３２の像８１と複数の周辺測定チャート３４の像９１を一度の撮像でそれぞれ中央画像信号、周辺画像信号として撮像素子５２から取り込む。そして、図１５に示す中央部スルーフォーカスグラフと図１８に示す周辺部スルーフォーカスグラフの生成、図１９に示す撮影レンズ４１の結像面６５，７５と撮像素子５２の撮像面５３との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化を示す曲線の生成を行い、撮像面５３の高さと傾斜の調整を行うことができる。このように、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００は、一度の撮像で、撮像素子５２の中央部と複数の周辺部とにおいて、撮影レンズ４１の結像面６５，７５と撮像素子５２の撮像面５３との高さずれΔＨに対する空間周波数応答の変化特性を取得し、レンズユニット４０とセンサ基板５１との高さ方向、及び、傾斜方向の調整を同時に行うことができる。これにより、レンズユニット４０とセンサ基板５１との相対位置の調整をより短時間に行うことができ、生産性をより向上させることができる。

【0068】

また、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００は、周辺光学ユニット３５は、撮像素子５２の２つの対角線５２ａ，５２ｂを含む垂直面内で、周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａが一点２９を通る状態で撮影レンズ４１の上部を矢印１０１，１０２で示すように円弧状に移動可能に構成されている。このように、各周辺光学ユニット３５の周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａの中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに対する傾斜角度が変更可能となっているので、撮影レンズ４１の画角に合わせて傾斜角度を変更することにより、周辺測定チャート３４の画像を撮像素子５２の四隅の周辺部に結像させることができ、簡便な方法で、画角、或いは焦点距離の異なる撮影レンズ４１を組み込んだカメラモジュール５０の製造に対応することができる。

【0069】

また、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００では、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆの位置と周辺コリメータレンズ３３の焦点３３ｆの位置とが重なるようにレンズユニット４０を保持することにより、中央コリメータレンズ３１と撮影レンズ４１とが中央測定チャート側テレセントリック光学系を構成し、周辺コリメータレンズ３３と撮影レンズ４１とが周辺測定チャート側テレセントリック光学系を構成する。そして、中央コリメータレンズ３１、周辺コリメータレンズ３３が撮影レンズ４１の入射瞳４２を通して撮像素子５２の中央部、周辺部に中央測定チャート３２、周辺測定チャート３４の像を結像させる構成としている。このため、中央測定チャート３２、周辺測定チャート３４を光軸３１ａ，３３ａに垂直な面に対してそれぞれ傾斜して配置しても、撮像素子５２の撮像面５３に結像する中央測定チャート３２の像８１、周辺測定チャート３４の像９１の大きさが変化しない。このため、誤差要因が減って精度を向上させることができ、空間周波数応答の算出を精度よく行うことができる。

【0070】

なお、中央コリメータレンズ３１と撮影レンズ４１、及び、周辺コリメータレンズ３３と撮影レンズ４１は、それぞれテレセントリック光学系を構成しなくてもよい。この場合でも、中央コリメータレンズ３１、周辺コリメータレンズ３３が撮影レンズ４１の入射瞳４２を通して撮像素子５２の中央部、周辺部に中央測定チャート３２、周辺測定チャート３４の像を結像させ、中央測定チャート３２、周辺測定チャート３４をそれぞれ中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａ、周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａに垂直な面に対して傾斜して配置することにより、撮像素子５２の撮像面には中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａからの光軸３１ａに直交方向の距離に従って結像高さの異なる像が結像され、周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａからの光軸３３ａに直交方向の距離に従って結像高さの異なる像が結像される。このため、１回の撮像で、空間周波数応答などの合焦評価値の算出を精度よく行うことができる。これにより、レンズユニットとセンサ基板とを短時間に調整を行うことができ、生産性をより向上させることができる。

【0071】

また、この場合、図２１に示すように、中央測定チャート３２に絶対位置のわかる目盛り３２ｍを取付け、周辺測定チャート３４にも同様の目盛りを取付け、この目盛り３２ｍを参照して空間周波数応答の算出を行うことでテレセントリック光学系としたと同様の精度とすることができる。

【0072】

なお、図１３（ａ）に示す、中央測定チャート３２の遠位端３２ｆと近位端３２ｎとの間の中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに沿った高さの差Ａ１と、上端結像面６５ｎと下端結像面６５ｆとの間の高さの差Ａ２の比率（Ａ１／Ａ２）と、中央コリメータレンズ３１の焦点距離ｆ１と撮影レンズ４１の焦点距離ｆ２との比率とは下記の式（１）のような関係になる。
Ａ１／Ａ２＝（ｆ１／ｆ２）^２ －－－ （１）

【0073】

同様に図１６（ａ）に示す周辺測定チャート３４の遠位端３４ｆと近位端３３４ｎとの間の周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａに沿った距離の差Ｂ１と、上端結像面７５ｎと下端結像面７５ｆとの間の高さの差Ｂの比率（Ｂ１／Ｂ２）と、周辺コリメータレンズ３３の焦点距離ｇ１と撮影レンズ４１の局部的焦点距離ｆ３との比率とのは下記の式（２）のような関係になる。
Ｂ１／Ｂ２＝（ｇ１／ｆ３）^２ －－－ （２）
ここで、局部的焦点距離ｆ３は、例えば、光軸４１ａに対する画角をθとして、ｆ３＝ｆ２／ｃｏｓ（θ）で示されるような局部的な焦点距離である。

【0074】

ここで、上端結像面６５ｎ，７５ｎと下端結像面６５ｆ，７５ｆとの間の高さの差Ａ２，Ｂ２は、センサ基板５１の高さ調整範囲である。従って、撮影レンズ４１の焦点距離ｆ２、局部的焦点距離ｆ３に基づいて中央測定チャート３２、周辺測定チャート３４の光軸３１ａ，３３ａに垂直な面に対する角度と長さを変化させることによって高さの差Ａ２、Ｂ２を調整し、センサ基板５１の高さ調整範囲を撮影レンズ４１に合わせて調整することができる。

【0075】

また、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００では、制御部５７が、撮影レンズ４１の光軸４１ａが中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａと同一軸で、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆの位置と各周辺コリメータレンズ３３の各焦点３３ｆの位置とが重なるようにレンズユニット４０を保持することとして説明したが、これに限らない。入射瞳４２の中心位置に各焦点３１ｆ，３３ｆの位置が重なっていれば、撮影レンズ４１の光軸４１ａが中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａと同一軸からずれていてもよい。また、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に限らず、入射瞳４２の領域の範囲に中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆの位置と各周辺コリメータレンズ３３の各焦点３３ｆの位置とが重なるようにレンズユニット４０を保持するようにしてもよい。

【0076】

また、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００では、各周辺光学ユニット３５は、中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに垂直な面内における隣接する周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａのなす角度が長方形の撮像素子の２つの対角線５２ａ，５２ｂのなす角度θ１、θ２となるように配置されていることとして説明したが、これに限らず、対角線５２ａ，５２ｂのなす角度θ１、θ２に概ね合っていれば必ずしも角度θ１、θ２と一致していなくてもよい。例えば、中央コリメータレンズ３１の光軸３１ａに垂直な面内における隣接する周辺コリメータレンズ３３の光軸３３ａが交差するように配置されていれば、各光軸のなす角度が対角線５２ａ，５２ｂのなす角度θ１、θ２でなくてもよい。

【0077】

また、本実施形態のカメラモジュール製造装置１００では、６軸アクチュエータ５６によってステージ５５のＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、Ｘ軸周り、Ｙ軸周り、Ｚ軸周りの６方向の位置を調整し、レンズユニット４０に対するセンサ基板５１の相対的な位置を調整することとして説明したが、これに限らない。中央光学ユニット３０によって撮像素子５２の中央部に結像された中央測定チャート３２の像を撮像素子５２が変換した中央画像信号と、複数の周辺光学ユニットによって撮像素子５２の異なる周辺部にそれぞれ結像された周辺測定チャート３４の像を撮像素子５２が変換した各周辺画像信号とに基づいて、レンズユニット４０とセンサ基板５１との相対位置の調整を行うことができれば、ロボットアーム４５を６軸方向に移動させてセンサ基板５１に対するレンズユニット４０の相対的な位置を調整することとしてもよい。この場合、ロボットアーム４５は、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置に限らず、入射瞳４２の領域の範囲に中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆの位置と各周辺コリメータレンズ３３の各焦点３３ｆの位置とが重なるようにレンズユニット４０を保持してセンサ基板５１に対するレンズユニット４０の相対的な位置を調整する。なお、撮影レンズ４１の入射瞳４２の中心位置と中央コリメータレンズ３１の焦点３１ｆの位置と各周辺コリメータレンズ３３の各焦点３３ｆの位置とのずれが所定の閾値よりも大きくなってしまう場合には、相対位置の調整を中止するようにしてもよい。

【0078】

この場合には、ロボットアーム４５の駆動機構が移動機構を構成する。また、ロボットアーム４５とステージ５５とを協調させて６軸方向に移動させてレンズユニット４０とセンサ基板５１との相対位置を調整するようにしてもよい。この場合には、ロボットアーム４５の駆動機構と６軸アクチュエータ５６とが移動機構を構成する。このように、移動機構は、ロボットアーム４５またはステージ５５のいずれか一方又は両方を他方に対して相対的に移動させる機構であればよい。

【符号の説明】

【0079】

１０ 光学モジュール、１１ ベース、１２ ガイド板、１３ ガイド溝、１４ ピン孔、１５ ブラケット、１６ ピン、１７ 固定ピン、２９ 一点、３０ 中央光学ユニット、３１ 中央コリメータレンズ、３１ａ，３３ａ，４１ａ 光軸、３１ｆ，３３ｆ 焦点、３２ 中央測定チャート、３２ｅ 中央エッジ、３２ｆ，３４ｆ 遠位端、３２ｉ，３４ｉ 中心位置、３２ｎ，３４ｎ 近位端、３２ｓ，３４ｓ 遮光部、３２ｔ，３４ｔ 透光部、３２ｍ メモリ、３４ 周辺測定チャート、３４ｅ１ 第１エッジ、３４ｅ２ 第２エッジ、３４ｅ３ 第３エッジ、３５ 周辺光学ユニット、３６ 光源、４０ レンズユニット、４１，４１１ 撮影レンズ、４２ 入射瞳、４５ ロボットアーム、４６ チャック、５０ カメラモジュール、５１ センサ基板、５２ 撮像素子、５３ 撮像面、５４ 出力端子、５５ ステージ、５６ ６軸アクチュエータ、５７ 制御部、５８ ＣＰＵ、５９ メモリ、６１～６３，７１～７３ 光路、６５，７５ 結像面、６５ｆ，７５ｆ 下端結像面、６５ｉ，７５ｉ 基準結像面、６５ｎ，７５ｎ 上端結像面、８１～８４，９１～９６，８４ｆ，８４ｉ，８４ｎ，９４ｆ，９４ｉ，９４ｎ 像、８５，９７ 計測点、１００ カメラモジュール製造装置、１１０ 基台。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】