特許 7666646 ピント調整方法

(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】2025-04-14

(45)【発行日】2025-04-22

(54)【発明の名称】ピント調整方法

(51)【国際特許分類】

   G03B 17/02 20210101AFI20250415BHJP

   H04N 23/50 20230101ALI20250415BHJP

【ＦＩ】

G03B17/02

H04N23/50

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2023569246

(86)(22)【出願日】2022-12-02

(86)【国際出願番号】 JP2022044527

(87)【国際公開番号】W WO2023120107

(87)【国際公開日】2023-06-29

【審査請求日】2024-01-24

(31)【優先権主張番号】P 2021207022

(32)【優先日】2021-12-21

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(74)【代理人】

【識別番号】100207859

【弁理士】

【氏名又は名称】塩谷 尚人

(72)【発明者】

【氏名】岡本 涼平

(72)【発明者】

【氏名】川▲崎▼ 徳

(72)【発明者】

【氏名】安江 敏輝

(72)【発明者】

【氏名】古武 泰樹

(72)【発明者】

【氏名】中川 寛

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 駿太

【審査官】▲うし▼田 真悟

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－３３３９８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－２６７９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－００７６７６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ １７／０２

Ｇ０２Ｂ ７／０２

Ｇ０２Ｂ ７／２８

Ｈ０４Ｎ ２３／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学系（３０）と、イメージセンサ（４０）と、前記イメージセンサが搭載されたカメラ基板（５０）と、を備えたカメラモジュール（２０）のピント調整方法において、
測距センサ（１３０）により、前記カメラ基板における前記イメージセンサの設置位置及び設置角度を測定する測定ステップと、
前記光学系に対する前記カメラ基板の位置及び角度を調整する調整ステップと、
前記調整ステップにより調整された後、前記光学系に前記カメラ基板を組付ける組付けステップと、を備え、
前記調整ステップでは、前記測定ステップにより測定された前記イメージセンサの設置位置及び設置角度に基づいて、前記光学系に対する前記イメージセンサの位置及び角度が前記光学系により予め定められた設定位置及び設定角度となるように前記カメラ基板の位置及び角度を調整するピント調整方法。

【請求項2】

所定位置に配置されたチャート像（６０）を、前記光学系を介して前記イメージセンサに撮像させ、その撮像データを解析して合焦点となるイメージセンサの組付け状態を特定する合焦点特定ステップを備え、
前記合焦点特定ステップでは、前記設定位置を基準として設定された所定の走査範囲内で、前記カメラ基板を停止させることなく継続的に定速移動させながら撮像させ、複数の撮像データを取得し、それらの複数の撮像データを解析し、
前記イメージセンサが前記合焦点特定ステップにて特定された組付け状態となるように前記カメラ基板の位置及び角度が再調整された後、前記組付けステップにおいて、前記カメラ基板を組付ける請求項１に記載のピント調整方法。

【請求項3】

所定位置に配置されたチャート像（６０）を、前記光学系を介して前記イメージセンサに撮像させ、その撮像データを解析して合焦点となるイメージセンサの組付け状態を特定する合焦点特定ステップを備え、
前記合焦点特定ステップでは、前記設定位置を基準として設定された所定の走査範囲内で、前記カメラ基板を停止させることなく継続的に移動させながら撮像させ、複数の撮像データを取得し、前記撮像データの取得に並行してそれらの複数の撮像データを解析し、
前記イメージセンサが前記合焦点特定ステップにて特定された組付け状態となるように前記カメラ基板の位置及び角度が再調整された後、前記組付けステップにおいて、前記カメラ基板を組付ける請求項１に記載のピント調整方法。

【請求項4】

光源にスリットが形成されたシートをかぶせることにより生成されるスリット光をチャート像として採用し、
前記合焦点特定ステップでは、前記チャート像を特定できる限度において露光時間を短くした請求項２又は３に記載のピント調整方法。

【請求項5】

前記合焦点特定ステップにおける走査領域（６２）は、前記イメージセンサの撮像領域（６３）のうち、前記チャート像が含まれない領域を除外して設定されており、
前記走査領域は、前記イメージセンサの撮影可能な前記撮像領域よりも狭い請求項２又は３に記載のピント調整方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、２０２１年１２月２１日に出願された日本出願番号２０２１－２０７０２２号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。

【技術分野】

【0002】

本開示は、カメラのピント調整方法に関する。

【背景技術】

【0003】

従来、車両に複数台のカメラモジュールが搭載されるようになっており、カメラモジュールの需要増加の要因となっている。カメラモジュールは、主にＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサが用いられている。このようなカメラモジュールの場合、レンズに対するセンサの取り付け位置を調整するピント調整を適切に行うことが求められている。

【0004】

目視して、手作業でピント調整を行う場合もあるが、精度にバラツキがあり、作業の手間や時間がかかることから、近年では、ピント調整が自動で行われる場合が多い（例えば、特許文献１～３）。特許文献１～３によれば、ピント調整の精度を低下させることなく、作業時間を短縮することが可能となった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００２－２６７９２３号公報

【文献】特開２００９－３１５２号公報

【文献】特開２００８－１７１８６６号公報

【発明の概要】

【0006】

しかしながら、ピント調整の作業時間については未だ改善の余地があると考えられる。

【0007】

本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、ピント調整の作業時間を短縮することができるピント調整方法を提供することを目的とするものである。

【0008】

上記課題を解決するための第１のピント調整方法は、光学系と、イメージセンサと、前記イメージセンサが搭載されたカメラ基板と、を備えたカメラモジュールのピント調整方法であって、前記カメラ基板における前記イメージセンサの設置位置及び設置角度を測定する測定ステップと、前記光学系に対する前記カメラ基板の位置及び角度を調整する調整ステップと、前記調整ステップにより調整された後、前記光学系に前記カメラ基板を組付ける組付けステップと、を備え、前記調整ステップでは、前記測定ステップにより測定された前記イメージセンサの設置位置及び設置角度に基づいて、前記イメージセンサの位置及び角度が前記光学系により予め定められた設定位置及び設定角度となるように前記カメラ基板の位置及び角度を調整する。

【0009】

これによれば、測定ステップにおいて予めカメラ基板におけるイメージセンサの設置位置及び設置角度が測定されているため、調整ステップにおいて、イメージセンサが、光学系により予め定められた設定位置及び設定角度となるように光学系に対するカメラ基板の位置及び角度を調整することができる。このため、光学系に対してカメラ基板を組付ける際に、イメージセンサの焦点が合うように調整する手間を短縮することが可能となる。

【0010】

上記課題を解決するための第２のピント調整方法は、光学系と、イメージセンサと、前記イメージセンサが搭載されたカメラ基板と、を備えたカメラモジュールのピント調整方法であって、所定位置に配置されたチャート像を、前記光学系を介して前記イメージセンサに撮像させ、その撮像データを解析して合焦点となるイメージセンサの組付け状態を特定する合焦点特定ステップと、前記イメージセンサが前記合焦点特定ステップにて特定された組付け状態となるように、前記光学系に対する前記カメラ基板の位置及び角度を調整する調整ステップと、前記光学系に前記カメラ基板を組付ける組付けステップと、を備え、前記合焦点特定ステップでは、前記カメラ基板を停止させることなく、継続的に移動させながら撮像させて、複数の撮像データを取得し、それらの複数の撮像データを解析する。

【0011】

イメージセンサを停止させてからチャート像を撮影する場合、停止したときの振動が収まるまで待機する待機時間を設ける必要があることから、作業時間が多くなっていた。しかしながら、上記構成のように、継続的に移動させながら撮像させる場合、停止に基づく振動が生じないことから、待機時間を設けることなく、連続的に撮像データを取得することができ、合焦点を特定するために要する作業時間を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、

【図1】図１は、カメラの分解斜視図であり、

【図2】図２は、カメラモジュールの概念図であり、

【図3】図３は、ピント調整システムの構成を示すブロック図であり、

【図4】図４は、カメラ基板の搬送態様を示す概念図であり、

【図5】図５は、カメラ基板の調整態様を示す概念図であり、

【図6】図６は、イメージセンサに十字光源を撮像させる様子を示す概念図であり、

【図7】図７は、（ａ）は、撮像領域における十字光源の概念図、（ｂ）は、走査領域における十字光源の概念図であり、

【図8】図８は、ＭＴＦ曲線の一例を示す図であり、

【図9】図９は、焦点深度を示す概念図であり、

【図10】図１０は、合焦点状態におけるＭＴＦ曲線の一例を示す図であり、

【図11】図１１は、レーザ光の照射態様を示す概念図であり、

【図12】図１２は、ピント調整処理のフローチャートであり、

【図13】図１３は、仮硬化時における熱膨張及びそれに伴う収縮の過程を示す概念図であり、

【図14】図１４は、予測処理のフローチャートであり、

【図15】図１５は、離間距離を説明するための概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本開示にかかる「ピント調整方法」を具体化した複数の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態において、光軸と平行な方向をＺ方向とし、Ｚ方向と直交する方向であって、縦方向（上下方向）をＸ方向とし、横方向（左右方向）をＹ方向とする。

【0014】

図１に示すように、カメラ１０には、レンズ付きＣＯＭＳカメラモジュール（以下、単にカメラモジュール２０）が搭載されている。図２に示すように、カメラモジュール２０は、光学系としてのレンズモジュール３０と、イメージセンサ４０と、イメージセンサ４０が搭載されたカメラ基板５０と、を備える。イメージセンサ４０は、ＣＯＭＳ等の撮像素子のことである。カメラ基板５０にレンズモジュール３０が固定されることにより、カメラモジュール２０が構成されている。レンズモジュール３０は、接着剤（熱硬化型接着剤）７０を介してカメラ基板５０に固定されている。

【0015】

次に、ピント調整システム１００について説明する。図３に示すように、ピント調整システム１００は、位置調整装置としての６軸ステージ１１０と、搬送装置１２０と、測距センサ１３０と、演算装置１４０と、レーザ光を照射可能なレーザ１５０と、を備える。

【0016】

６軸ステージ１１０は、イメージセンサ４０が搭載されたカメラ基板５０の位置や傾きを変更する機構を備えたものである。本実施形態において、６軸ステージ１１０は、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置調整、及びロール角、ヨー角、ピッチ角の角度調整（合わせて６軸）を行うことができる。

【0017】

搬送装置１２０は、カメラ基板５０が設置された６軸ステージ１１０を搬送するものである。図４に示すように、搬送装置１２０は、カメラ基板５０のイメージセンサ４０がレンズモジュール３０のレンズに対向する対向位置に到達するまで、６軸ステージ１１０ごと搬送する。

【0018】

測距センサ１３０は、搬送装置１２０により搬送中のカメラ基板５０上のイメージセンサ４０の設置距離及び設置角度を測定する。つまり、イメージセンサ４０は、接着剤やはんだ付け等により、カメラ基板５０に固定されることとなるが、組付け精度により多少の誤差が生じる可能性がある。そこで、カメラ基板５０においてどのような状態（設置距離及び設置角度）で固定されているかについて測定する。なお、測距センサ１３０は、予め決められた基準点を基準として、イメージセンサ４０の設置距離及び設置角度を測定する。具体的には、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向の位置、及びロール角、ヨー角、ピッチ角を測定する。基準点は、例えば、カメラ基板５０においてあらかじめ定められた地点である。

【0019】

演算装置１４０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備え、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。また、各種入出力デバイスを備えており、演算装置１４０は、各種指示の入力、及び結果の出力を可能に構成されている。また、図３に示すように、演算装置１４０は、６軸ステージ１１０、搬送装置１２０、測距センサ１３０、及びレーザ１５０と接続させており、各種信号を入出力可能に構成されている。各種信号としては、例えば、指示を通知する指示信号や、測定結果を通知する測定信号などがある。

【0020】

演算装置１４０は、各種機能として、例えば、搬送部１４１としての機能と、測定部１４２としての機能と、調整部１４３としての機能と、合焦点特定部１４４としての機能と、組付け部１４５としての機能と、を備える。なお、１台の演算装置１４０に、全ての機能を備える必要はなく、複数台の演算装置に機能を分担させて、備えてもよい。

【0021】

搬送部１４１としての演算装置１４０は、イメージセンサ４０がレンズモジュール３０のレンズに対向する対向位置に到達するまで、カメラ基板５０及び６軸ステージ１１０が搬送されるように搬送装置１２０を制御する。

【0022】

測定部１４２としての演算装置１４０は、搬送中、カメラ基板５０におけるイメージセンサ４０の設置位置及び設置角度を測定させるように測距センサ１３０を制御する。

【0023】

調整部１４３としての演算装置１４０は、レンズモジュール３０に対するカメラ基板５０の位置及び角度を調整するように、６軸ステージ１１０を制御する。具体的には、図５に示すように、搬送装置１２０により６軸ステージ１１０が搬送された後、調整部１４３は、測定部１４２により測定されたイメージセンサ４０の設置位置及び設置角度を考慮して、レンズモジュール３０に対するイメージセンサ４０の位置及び角度が、最適位置及び最適角度となるように調整する。最適位置及び最適角度が、レンズモジュール３０により予め定められた設定位置及び設定角度にそれぞれ対応する。

【0024】

なお、当該最適位置及び最適角度にてイメージセンサ４０が設置されると、イメージセンサ４０の焦点がほぼ合うように、当該最適位置及び最適角度がレンズモジュール３０により予め定められている。最適位置及び最適角度は、図４において破線で示すように、レンズモジュール３０の製造メーカ等により予め測定されている。調整部１４３は、レンズモジュール３０に対するイメージセンサ４０の位置及び角度が、最適位置及び最適角度となるように調整する。前述したように、カメラ基板５０に設置されたイメージセンサ４０には、設置位置及び設置角度のずれが生じている場合があるので、その誤差を考慮して、カメラ基板５０の位置及び角度を調整する。

【0025】

この最適位置及び最適角度は、完成品のレンズモジュール３０のうちいくつか選択されて測定され、その平均値が使用されることが一般的である。または、設計図などから計算などにより、算出されることもある。このため、レンズモジュール３０によって、多少の製造誤差が生じる場合がある。つまり、イメージセンサ４０の位置及び角度が、最適位置及び最適角度となるように調整されても、焦点が合わない可能性がある。

【0026】

そこで、合焦点特定部１４４として演算装置１４０は、所定位置に配置されたチャート像を、レンズモジュール３０を介してイメージセンサ４０に撮像させ、その撮像データを解析して合焦点となるイメージセンサ４０の組付け状態を特定するようにしている。以下、詳しく説明する。

【0027】

本実施形態では、図６に示すように、十字のスリットが形成されたシート（例えば、黒色の紙）を光源６１にかぶせ、光源６１から光をカメラモジュール２０に照射することにより、図７に示すように、チャート像としての十字光源６０を生成している。すなわち、シートの十字スリットを通過することにより生成された十字光源（十字スリット光）６０が、チャート像となる。この十字光源６０は、複数個所において生成するようにしており、それぞれ予め決められた位置に配置されている。例えば、図７に示すように、カメラモジュール２０が撮像可能な撮像領域６３の真ん中、右上、右下、左上、左下の五か所に配置されるようにしている。

【0028】

合焦点特定部１４４として演算装置１４０は、各十字光源６０を、レンズモジュール３０を介してイメージセンサ４０に撮像させ、その撮像データを解析して各十字光源６０のＭＴＦ曲線を算出する。ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）曲線は、レンズ性能を評価する指標のひとつで、レンズの結像性能を知るために、被写体（チャート像）の持つコントラストをどの程度忠実に再現できるかを空間周波数特性として表現したものである。

【0029】

具体的には、演算装置１４０は、複数のＺ軸方向における位置（Ｚ軸位置）において各十字光源６０を撮像し、各十字光源６０の撮像データを解析して、コントラストに相当するＭＴＦ値（％）を算出する。なお、ＭＴＦ値を算出する際、各十字光源６０における縦方向（Ｘ方向）のスリットと横方向（Ｙ方向）のスリットとを区別して算出する。このため、本実施形態では、各Ｚ軸位置において合計１０個のＭＴＦ値を算出することなる。

【0030】

そして、所定の走査範囲内でカメラ基板５０を移動させて走査した後、演算装置１４０は、縦軸をＭＴＦ値とし、横軸をＺ軸位置とする座標上で、算出したＭＴＦ値をプロットして、それらを結ぶことにより、ＭＴＦ曲線を算出する。本実施形態では、各Ｚ軸位置において合計１０個のＭＴＦ値を算出するため、図８に示すように、合計１０本のＭＴＦ曲線を算出することとなる。

【0031】

１０本のＭＴＦ曲線を得た後、図９に示すように、演算装置１４０は、ＭＴＦ値が製品規格において予め決められた値（例えば、３５％）であるときに、焦点深度が最大となるように、イメージセンサ４０の位置及び傾きを補正する値を算出する。具体的には、図９に示す焦点深度に対応する距離が最大となるように、各ＭＴＦ曲線の頂点を近づける。そして、図１０に示すように、焦点深度が最大となった場合において、各ＭＴＦ曲線のＺ軸方向の移動量を算出し、各移動量から、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、Ｘ軸方向の各位置の補正値、及びロール角、ヨー角、ピッチ角の各角度の補正値を算出する。そして、演算装置１４０は、算出した位置及び角度の補正値に基づいて、合焦点となるイメージセンサ４０の組付け状態を特定する。その後、演算装置１４０は、図６に示すように、各補正値に基づいて、カメラ基板５０の位置及び角度を調整して、イメージセンサ４０が特定した組付け状態となるように６軸ステージ１１０を制御する。

【0032】

組付け部１４５としての演算装置１４０は、イメージセンサ４０が、特定された組付け状態となった後、図１１に示すように、カメラ基板５０に塗布された接着剤７０にレーザ光を照射させるようにレーザ１５０を制御する。つまり、接着剤７０を介してレンズモジュール３０とカメラ基板５０とを張り合わせた状態で、接着剤７０にレーザ光を照射して、加熱させる。これにより、接着剤７０を仮硬化させて、レンズモジュール３０にカメラ基板５０を組付ける。

【0033】

ところで、前述したようにＭＴＦ曲線を算出するために、複数の異なるＺ軸位置において、十字光源６０を撮像する必要があり、Ｚ軸方向にカメラ基板５０を移動させる必要がある。しかしながら、カメラ基板５０を移動させた後、停止させると、停止時に振動が生じる。振動が生じた状態でチャート像を撮像すると、誤差要因となるため、停止するごとに振動が収まるまで待機時間を設ける必要がある。このため、作業時間が長くなっていた。そこで、本実施形態では、作業時間短縮のために、以下のような工夫をしている。

【0034】

第１の工夫として、演算装置１４０は、最適位置及び最適角度を基準として設定された所定の走査範囲内でＺ軸方向の位置を移動させるように、６軸ステージ１１０を制御する。走査範囲は、例えば、最適位置を中心とするＺ軸方向において予め決められた範囲内である。

【0035】

第２の工夫として、演算装置１４０は、所定の走査範囲内で、カメラ基板５０を停止させることなく継続的に移動させながら撮像させ、複数の撮像データを取得し、それらの複数の撮像データを解析している。本実施形態において、演算装置１４０は、走査範囲内で、カメラ基板５０を定速で移動させながら、撮像させている。

【0036】

第３の工夫として、チャート像を特定できる限度において露光時間を短くしている。なお、本実施形態では、十字光源６０をチャート像として用いているため、例えば、紙に印刷されたチャート像を撮像する場合に比較して、露光時間を短くすることができる。本実施形態では、一般的な露光時間である３３．３ｍｓや１６．７ｍｓよりも短くしており、具体的には、露光時間を０．７ｍｓとしている。

【0037】

第４の工夫として、イメージセンサ４０で撮像可能な撮像領域６３を制限して、走査領域６２を設定している。具体的には、十字光源６０が存在する領域は、予め決められているため、十字光源６０が存在しない領域を撮像しないようにしている。例えば、図７（ａ）に示すように、本来の撮像領域６３のうち、十字光源６０が存在しない上端部の一部領域６５及び下端部の一部領域６４を省略して、走査領域６２としている。本実施形態では、縦方向（Ｘ軸方向）において、本来の撮像領域６３の縦幅が、１８７６（ｐｉｘ）である場合、走査領域６２の縦幅を１３６９（ｐｉｘ）としている。なお、誤差を考慮したうえで、十字光源６０が十分撮像できる程度に、走査領域６２を設定することが望ましい。

【0038】

次に、本実施形態におけるピント調整方法の流れについて図１２を参照して説明する。以下に示すピント調整処理は、演算装置１４０により実行される。

【0039】

まず、搬送部１４１としての演算装置１４０は、カメラ基板５０が搬送装置１２０に載置された後、イメージセンサ４０がレンズモジュール３０の対向位置に到達するまで、カメラ基板５０及び６軸ステージ１１０が搬送されるように搬送装置１２０の制御を開始する（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１が搬送ステップに相当する。ステップＳ１０１において、カメラ基板５０には、レンズモジュール３０を接着するための接着剤７０がすでに塗布されている。ただし、後の工程（例えば、ステップＳ１０７等）で接着剤７０を塗布するのであれば、この段階で塗布されていなくてもよい。

【0040】

また、測定部１４２としての演算装置１４０は、搬送中、カメラ基板５０におけるイメージセンサ４０の設置位置及び設置角度を測定させるように測距センサ１３０を制御する（ステップＳ１０２）。このステップＳ１０２が測定ステップに相当する。

【0041】

そして、イメージセンサ４０が対向位置に到達した後、調整部１４３としての演算装置１４０は、６軸ステージ１１０を制御してカメラ基板５０の位置及び角度を調整する（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３において、演算装置１４０は、ステップＳ１０２で測定されたイメージセンサ４０の設置位置及び設置角度を考慮して、イメージセンサ４０の位置及び角度が、最適位置及び最適角度となるようにカメラ基板５０の位置及び角度を調整する。

【0042】

その後、合焦点特定部１４４として演算装置１４０は、チャート像としての各十字光源６０を、レンズモジュール３０を介してイメージセンサ４０に撮像させ、その撮像データを解析して各チャート像のＭＴＦ曲線を算出する（ステップＳ１０４）。ステップＳ１０４において、演算装置１４０は、最適位置を基準として設定された走査範囲内でカメラ基板５０を定速移動させつつ、撮像させる。このときの走査領域６２は、イメージセンサ４０の撮像領域６３よりも狭く、また、露光時間も短くして、フレームレートを短縮している。なお、その撮像データを解析して各チャート像のＭＴＦ曲線を算出するタイミングは、撮像データの取得と平行してもよいし、全ての撮像データの取得後に、まとめて解析してもよい。本実施形態では、撮像データの取得と平行して、撮像データを順次解析して、各チャート像のＭＴＦ曲線を算出している。

【0043】

演算装置１４０は、ＭＴＦ曲線を得た後、焦点深度が最大となるように、イメージセンサ４０の位置及び傾きを補正する補正値を算出する（ステップＳ１０５）。このステップＳ１０３及びステップＳ１０４が、合焦点特定ステップに相当する。

【0044】

その後、演算装置１４０は、ステップＳ１０５にて算出された補正値に基づいて、カメラ基板５０の位置及び角度を再調整し、イメージセンサ４０が合焦点となる特定の組付け状態となるように、６軸ステージ１１０を制御する（ステップＳ１０６）。このステップＳ１０６及びステップＳ１０３が調整ステップに相当する。つまり、必要に応じて調整ステップは、１回又は複数回実施されてもよい。

【0045】

そして、演算装置１４０は、レンズモジュール３０とカメラ基板５０との間に塗布された接着剤７０に対して、レーザ光を照射して硬化（仮硬化）させるようにレーザ１５０を制御する（ステップＳ１０７）。つまり、接着剤７０を介してレンズモジュール３０の接着面とカメラ基板５０の接着面を貼り合わせた状態で、レーザ光を照射して接着剤７０を加熱して、硬化させている。ステップＳ１０７が組付けステップに相当する。その後、カメラ基板５０及びレンズモジュール３０を恒温槽に保管して接着剤７０を本硬化させ、レンズモジュール３０をカメラ基板５０に対して確実に固定する。これにより、カメラモジュール２０が完成する。

【0046】

ところで、イメージセンサ４０の位置及び角度を調整した後、ステップＳ１０７において、レーザ光を照射して、接着剤７０を仮硬化させているが、調整後、仮硬化が完了するまでに位置がずれる傾向があることがわかった。

【0047】

詳しく説明すると、図１３（ａ）に示すように、レーザ光を照射すると、図１３（ｂ）に示すように、接着剤７０、レンズモジュール３０、及びカメラ基板５０が加熱されて一時的に熱膨張する。その後、図１３（ｃ）に示すように、接着剤７０が仮硬化することに伴い、レンズモジュール３０とカメラ基板５０は、それぞれ接着剤７０との接着面で接着されることとなる。このとき、図１３（ｃ）における拡大図に示すように、接着剤７０は、レンズモジュール３０とカメラ基板５０とそれぞれ接着面で接着するとともに、自身は硬化収縮する。このため、レンズモジュール３０とカメラ基板５０は、接着剤７０の硬化収縮に伴って、矢印に示すように、それぞれ接着面に引っ張られて、互いに近づくこととなる。

【0048】

その後、放熱すると、図１３（ｄ）の拡大図に示すように、レンズモジュール３０、カメラ基板５０、及び接着剤７０はそれぞれ膨張していた分が収縮することとなる。このとき、それぞれの接着面に引っ張られて、さらにレンズモジュール３０とカメラ基板５０は、収縮した分だけ近づくこととなる。これにより、調整後、仮硬化が完了するまでにレンズモジュール３０とカメラ基板５０との距離が近づき、ずれが生じることとなっていた。また、これとは別に、レーザ光による熱により、カメラ基板５０が反ってずれが生じていることも分かった。

【0049】

そこで、これらのずれを予測しておき、ステップＳ１０６において再調整する際、予測されるずれをオフセットすることにより、仮硬化完了時においてずれが極力生じないようにしている。ここで、Ｚ軸方向において、ステップＳ１０６の再調整後から仮硬化完了までにレンズモジュール３０とカメラ基板５０とが近づく距離（縮まる距離、収縮ずれ量）を、単に収縮距離Ｅ１００と示す。まず、この収縮距離Ｅ１００の予測について説明する。

【0050】

演算装置１４０は、ステップＳ１０５の処理後、ステップＳ１０６の処理前において、図１４に示す予測処理を実施する。演算装置１４０は、まず、Ｚ軸方向において、イメージセンサ４０の表面（レンズモジュール３０側の表面）からカメラ基板５０の表面（レンズモジュール３０側の表面）までの第１の距離Ｌ１（図１５参照）を取得する（ステップＳ２０１）。演算装置１４０は、ステップＳ１０２において、測定されたカメラ基板５０におけるイメージセンサ４０の設置位置及び設置角度から第１の距離Ｌ１を算出し、取得する。

【0051】

なお、長方形状のイメージセンサ４０は、カメラ基板５０に対して傾いて固定されている可能性があるため、カメラ基板５０上のどの位置を基準にするかによって第１の距離Ｌ１に、違いが生じる可能性がある。しかしながら、その違いは、微差であることを考慮して、任意の位置を基準として第１の距離Ｌ１として特定している。本実施形態では、イメージセンサ４０の中心におけるイメージセンサ４０の表面位置からカメラ基板５０の表面位置までの距離を、第１の距離Ｌ１として特定している。

【0052】

次に、演算装置１４０は、Ｚ軸方向において、イメージセンサ４０の表面からレンズモジュール３０の接着面までの第２の距離Ｌ２（図１５参照）を取得する（ステップＳ２０２）。なお、レンズモジュール３０は、長方形状のイメージセンサ４０を囲むように、４辺にてカメラ基板５０に接着される。また、ピント調節のため、レンズモジュール３０に対してカメラ基板５０を傾けて組付けられる場合があるので、どの位置を基準にするかによって、第２の距離Ｌ２に違いが生じる可能性がある。

【0053】

しかしながら、その違いは、微差であることを考慮して、４辺のうち任意の位置におけるレンズモジュール３０の接着面を基準としている。本実施形態では、レンズモジュール３０の４つの角部のうち、いずれかの角部における接着面と、イメージセンサ４０の中心との間におけるＺ軸方向の距離を、第２の距離Ｌ２として特定している。イメージセンサ４０は、最適位置及び最適角度にて配置されるため、第２の距離Ｌ２は、イメージセンサ４０の最適位置及び最適角度、並びにレンズモジュール３０の形状（設計寸法）から特定可能である。なお、第２の距離Ｌ２をセンサなどにより、実測してもよい。

【0054】

そして、演算装置１４０は、第１の距離Ｌ１と第２の距離Ｌ２との差分を算出して、当該差分をレンズモジュール３０からカメラ基板５０までのＺ軸方向における離間距離Ｌ３（図１５参照）として取得する（ステップＳ２０３）。

【0055】

演算装置１４０は、この離間距離Ｌ３に接着剤７０の物性に基づく係数Ｃ１０を乗算することにより、接着剤７０の硬化収縮によるずれ量Ｅ１０を算出する（ステップＳ２０４）。すなわち、接着剤７０の硬化収縮により、カメラ基板５０とレンズモジュール３０とが近づく距離は、離間距離Ｌ３に応じて比例して大きくなることが実験によりわかった。また、その比例係数（係数Ｃ１０）は、接着剤７０の物性により異なることも実験によりわかった。そこで、本実施形態では、離間距離Ｌ３に接着剤７０の物性に基づく係数Ｃ１０を乗算することにより、接着剤７０の硬化収縮によるずれ量Ｅ１０を算出している。接着剤７０の物性に基づく係数Ｃ１０は、実験などにより特定される。

【0056】

次に、演算装置１４０は、接着剤７０の熱膨張及びそれに伴う放熱時の収縮によるずれ量Ｅ１１を取得する（ステップＳ２０５）。以下、接着剤７０の熱膨張及びそれに伴う放熱時の収縮によるずれ量Ｅ１１を、単に接着剤７０の熱膨張によるずれ量Ｅ１１と示す場合がある。接着剤７０の熱膨張によるずれ量Ｅ１１は、実験によりレーザ光による接着剤７０の温度上昇値に比例して大きくなることが実験によりわかった。また、その比例係数（係数Ｃ１１）は、接着剤７０の形状（接着箇所の厚さや接着剤７０の量）や、接着剤７０の物性により異なることも実験によりわかった。そこで、演算装置１４０は、レーザ光による接着剤７０の温度上昇値に、接着剤７０の形状や物性に基づく係数Ｃ１１を乗算することにより、接着剤７０の熱膨張によるずれ量Ｅ１１を算出し、取得する。

【0057】

なお、レーザ光による接着剤７０の温度上昇値は、おおよそ一定であるため、実験などにより特定可能である。同様に、接着剤７０の形状や物性もほぼ同じであるため、係数Ｃ１１は、実験などにより特定可能である。このため、演算装置１４０は、それらを予め記憶しておき、ステップＳ２０５において、記憶部から読み出し、接着剤７０の熱膨張によるずれ量Ｅ１１を算出してもよい。同様に、接着剤７０の熱膨張によるずれ量Ｅ１１は、おおよそ一定であるため、実験などにより特定可能である。このため、演算装置１４０は、接着剤７０の熱膨張によるずれ量Ｅ１１を予め記憶しておき、ステップＳ２０５において、記憶部から読み出して取得してもよい。本実施形態では、ずれ量Ｅ１１を予め記憶している。

【0058】

また、演算装置１４０は、レンズモジュール３０の熱膨張及びそれに伴う放熱時の収縮によるずれ量Ｅ１２を取得する（ステップＳ２０６）。以下、レンズモジュール３０の熱膨張及びそれに伴う放熱時の収縮によるずれ量Ｅ１２を、単にレンズモジュール３０の熱膨張によるずれ量Ｅ１２と示す場合がある。レンズモジュール３０の熱膨張によるずれ量Ｅ１２は、実験によりレーザ光によるレンズモジュール３０の温度上昇値に比例して大きくなることがわかった。また、その比例係数（係数Ｃ１２）は、レンズモジュール３０の形状（大きさや形）や、レンズモジュール３０の材質により異なることも実験によりわかった。そこで、演算装置１４０は、レーザ光によるレンズモジュール３０の温度上昇値に、レンズモジュール３０の形状や物性に基づく係数Ｃ１２を乗算することにより、レンズモジュール３０の熱膨張によるずれ量Ｅ１２を算出し、取得する。

【0059】

なお、レーザ光によるレンズモジュール３０の温度上昇値は、おおよそ一定であるため、実験などにより特定可能である。同様に、レンズモジュール３０の形状等もほぼ同じであるため、係数Ｃ１２は、実験などにより特定可能である。このため、演算装置１４０は、それらを予め記憶しておき、ステップＳ２０６において、記憶部から読み出し、レンズモジュール３０の熱膨張によるずれ量Ｅ１２を算出してもよい。同様に、レンズモジュール３０の熱膨張によるずれ量Ｅ１２は、おおよそ一定であるため、実験などにより特定可能である。このため、演算装置１４０は、レンズモジュール３０の熱膨張によるずれ量Ｅ１２を予め記憶しておき、ステップＳ２０６において、記憶部から読み出して取得してもよい。本実施形態では、ずれ量Ｅ１２を予め記憶している。

【0060】

また、演算装置１４０は、カメラ基板５０の熱膨張及びそれに伴う放熱時の収縮によるずれ量Ｅ１３を取得する（ステップＳ２０７）。以下、カメラ基板５０の熱膨張及びそれに伴う放熱時の収縮によるずれ量Ｅ１３を、単にカメラ基板５０の熱膨張によるずれ量Ｅ１３と示す場合がある。カメラ基板５０の熱膨張によるずれ量Ｅ１３は、実験によりレーザ光によるカメラ基板５０の温度上昇値に比例して大きくなることがわかった。また、その比例係数（係数Ｃ１３）は、カメラ基板５０の形状（大きさや形）や、カメラ基板５０の材質により異なることも実験によりわかった。そこで、演算装置１４０は、レーザ光によるカメラ基板５０の温度上昇値に、カメラ基板５０の形状や物性に基づく係数Ｃ１３を乗算することにより、カメラ基板５０の熱膨張によるずれ量Ｅ１３を算出し、取得する。

【0061】

なお、レーザ光によるカメラ基板５０の温度上昇値は、おおよそ一定であるため、実験などにより特定可能である。同様に、カメラ基板５０の形状等もほぼ同じであるため、係数Ｃ１３は、実験などにより特定可能である。このため、演算装置１４０は、それらを予め記憶しておき、ステップＳ２０７において、記憶部から読み出し、カメラ基板５０の熱膨張によるずれ量Ｅ１３を算出してもよい。同様に、カメラ基板５０の熱膨張によるずれ量Ｅ１３は、おおよそ一定であるため、実験などにより特定可能である。このため、演算装置１４０は、カメラ基板５０の熱膨張によるずれ量Ｅ１３を予め記憶しておき、ステップＳ２０７において、記憶部から読み出して取得してもよい。本実施形態では、ずれ量Ｅ１３を予め記憶している。

【0062】

そして、演算装置１４０は、レーザ光による温度上昇によるカメラ基板５０の熱反りによるずれ量Ｅ１４を算出する（ステップＳ２０８）。レーザ光による温度上昇によるカメラ基板５０の熱反りによるずれ量Ｅ１４は、カメラ基板５０の形状や材質が同じであれば、ほぼ一定であるため、実験などにより特定され、記憶部に記憶されている。ステップＳ２０８は、それを読み込むことにより取得する。

【0063】

そして、演算装置１４０は、ステップＳ２０４～ステップＳ２０８で取得した各種ずれ量Ｅ１０～Ｅ１４を合算して、収縮距離Ｅ１００を予測する（ステップＳ２０９）。そして、予測処理を終了する。なお、ステップＳ２０１～Ｓ２０９が予測ステップに相当する。

【0064】

演算装置１４０は、このようにして予測された収縮距離Ｅ１００の分だけ、レンズモジュール３０とカメラ基板５０との間の距離を予め離間させるように、ステップＳ１０６の再調整後、カメラ基板５０の位置を調整する。つまり、ステップＳ１０６において、演算装置１４０は、予測された収縮距離Ｅ１００が相殺（オフセット）されるように、合焦点となる特定の組付け状態に比較してレンズモジュール３０からカメラ基板５０を収縮距離Ｅ１００だけ遠ざける。なお、ステップＳ１０５において算出された補正値に、収縮距離Ｅ１００を反映させることにより、ステップＳ１０６による再調整時に、収縮距離Ｅ１００の分だけオフセットさせてもよい。

【0065】

本実施形態におけるピント調整方法の効果について説明する。

【0066】

ステップＳ１０２において、演算装置１４０は、カメラ基板５０におけるイメージセンサ４０の設置位置及び設置角度を測定する。そして、ステップＳ１０３において、測定された設置位置及び設置角度を考慮して、レンズモジュール３０に対するイメージセンサ４０の位置及び角度が、最適位置及び最適角度となるようにカメラ基板５０の位置及び角度を調整する。すなわち、カメラ基板５０において、どのようにイメージセンサ４０が設置されているかについて、その状態を予め測定し、測定された設置位置及び設置角度を考慮して、イメージセンサ４０が予め定められた最適位置及び最適角度となるようにカメラ基板５０を精度よく調整することができる。このため、レンズモジュール３０に対してカメラ基板５０を組付ける際に、イメージセンサ４０の焦点が合うように調整する手間を少なくすることが可能となる。また、搬送中に、測定するため、測定する時間をわざわざ設ける必要がなく、調整のための時間を短縮することができる。

【0067】

ステップＳ１０４において、ＭＴＦ曲線を算出する際、演算装置１４０は、走査範囲内で、Ｚ軸位置を変更させながら、撮影する。ステップＳ１０４における走査範囲は、最適位置及び最適角度を基準として設定されている。このため、走査範囲を狭くすることができる。つまり、イメージセンサ４０をレンズモジュール３０に対向する任意の位置に配置する場合、焦点があっていない可能性があるため、ＭＴＦ曲線の位置（頂点位置や山の位置）が大きくずれる可能性がある。このため、イメージセンサ４０をレンズモジュール３０に対向する任意の位置に配置する場合、大きなずれを想定して、走査範囲を大きくする必要がある。

【0068】

しかしながら、本実施形態では、イメージセンサ４０の位置及び角度が、最適位置及び最適角度となるように調整されている。このため、焦点があっている可能性が高く、ＭＴＦ曲線の位置ずれが小さい可能性が高い。さらに言えば、本実施形態では、ステップＳ１０２において、カメラ基板５０におけるイメージセンサ４０の設置位置及び設置角度を測定し、それらを考慮して、カメラ基板５０の位置及び角度を調整しているため、ＭＴＦ曲線の位置ずれがさらに小さい可能性が高い。このため、イメージセンサ４０をレンズモジュール３０に対向する任意の位置に配置する場合に比較して、走査範囲を狭くすることができる。

【0069】

したがって、本実施形態では、ステップＳ１０３において、ある程度焦点を合わせた状態から焦点の位置を探索することとなるので、走査範囲を狭くすることができ、その結果、合焦点を特定するために要する時間を短くすることができる。

【0070】

また、ステップＳ１０４において、ＭＴＦ曲線を算出する際、演算装置１４０は、６軸ステージ１１０によってカメラ基板５０を停止させることなく継続的に移動させながら撮像させる。このため、カメラ基板５０を停止させてから撮像する場合に比較して、振動が収束するまで待機する待機時間を設ける必要がなくなり、調整のために要する時間を短縮することができる。

【0071】

また、ステップＳ１０４において、十字光源６０をチャート像として用いており、十字光源６０を特定できる限度において露光時間を短くしているため、フレームレートを短縮することができる。すなわち、カメラ基板５０を移動させる際の速度を早くすることができ、調整のために要する時間を短縮することができる。

【0072】

また、ステップＳ１０４において、撮像領域６３のうち、チャート像が存在しない領域である上端部の一部領域６５及び下端部の一部領域６４を省略して、走査領域６２としている。これにより、フレームレートを短縮することができる。すなわち、カメラ基板５０を移動させる際の速度を早くすることができ、調整のために要する時間を短縮することができる。

【0073】

調整後から仮硬化完了時にまでに生じる収縮距離Ｅ１００を予測し、当該収縮距離Ｅ１００が相殺されるように、合焦点となる特定の組付け状態に比較してレンズモジュール３０からカメラ基板５０を収縮距離Ｅ１００だけ遠ざけた。これにより、接着剤７０の仮硬化が完了するまでの間に、レンズモジュール３０とカメラ基板５０との間の距離が近づいても、イメージセンサ４０が精度よく合焦点となるように組付けることができる。

【0074】

収縮距離Ｅ１００に、接着剤７０の硬化収縮によるずれ量Ｅ１０を含ませている。これにより、より正確にカメラ基板５０の位置をオフセットさせることができる。また、接着剤７０の硬化収縮によるずれ量Ｅ１０は、離間距離Ｌ３及び接着剤７０の物性に基づく係数Ｃ１０を考慮して算出しており、正確にずれを予測することができる。

【0075】

カメラモジュール２０の熱膨張及びそれに伴う放熱時の収縮によるずれ量を予測して、収縮距離Ｅ１００に含ませている。カメラモジュール２０の熱膨張及びそれに伴う放熱時の収縮によるずれ量は、カメラモジュール２０の熱膨張時における温度上昇値、及びカメラモジュール２０の形状及び材料に応じた係数に基づいて、予測している。

【0076】

より詳しくは、収縮距離Ｅ１００に、接着剤７０の熱膨張によるずれ量Ｅ１１を含ませている。これにより、より正確にカメラ基板５０の位置をオフセットさせることができる。また、接着剤７０の熱膨張によるずれ量Ｅ１１は、レーザ光による接着剤７０の温度上昇値に、接着剤７０の形状や物性に基づく係数Ｃ１１を考慮して算出しており、正確にずれを予測することができる。

【0077】

また、収縮距離Ｅ１００に、レンズモジュール３０の熱膨張によるずれ量Ｅ１２を含ませている。これにより、より正確にカメラ基板５０の位置をオフセットさせることができる。また、レンズモジュール３０の熱膨張によるずれ量Ｅ１２は、レーザ光によるレンズモジュール３０の温度上昇値に、レンズモジュール３０の形状や材質に基づく係数Ｃ１２を考慮して算出しており、正確にずれを予測することができる。

【0078】

また、収縮距離Ｅ１００に、カメラ基板５０の熱膨張によるずれ量Ｅ１３を含ませている。これにより、より正確にカメラ基板５０の位置をオフセットさせることができる。また、カメラ基板５０の熱膨張によるずれ量Ｅ１３は、レーザ光によるカメラ基板５０の温度上昇値に、カメラ基板５０の形状や材質に基づく係数Ｃ１３を考慮して算出しており、正確にずれを予測することができる。

【0079】

収縮距離Ｅ１００に、カメラ基板５０の熱反りによるずれ量Ｅ１４を含ませている。これにより、より正確にカメラ基板５０の位置をオフセットさせることができる。

【0080】

（変形例）
上記実施形態におけるピント調整方法の一部を変更してもよい。以下、変形例について説明する。

【0081】

・上記実施形態では、チャート像の撮像データを解析して合焦点となるイメージセンサ４０の組付け状態を特定し、カメラ基板５０の位置などを再調整していた（ステップＳ１０４～Ｓ１０６）が、要求精度が満たされるのであれば、これらの処理を省略してもよい。

【0082】

・上記実施形態では、カメラ基板５０におけるイメージセンサ４０の設置位置及び設置角度を測定し、これらを考慮して、イメージセンサ４０の位置及び角度が最適位置及び最適角度となるように、カメラ基板５０の位置などを調整したが、ステップＳ１０４～Ｓ１０６の処理を実施するのであれば、これらの処理を省略してもよい。

【0083】

・上記実施形態のステップＳ１０４において、撮像領域６３の一部を省略して走査領域６２を設定したが、省略しなくてもよい。

【0084】

・上記実施形態のステップＳ１０４において、撮像領域６３の左右両端の一部を省略して走査領域６２を設定してもよい。

【0085】

・上記実施形態のステップＳ１０４において、チャート像は、十字光源６０である必要なく、任意のマークを印刷したものであってもよい。また、数や形、配置を任意に変更してもよい。

【0086】

・上記実施形態のステップＳ１０４において、露光時間を任意に変更してもよい。

【0087】

・上記実施形態の予測処理において、収縮距離Ｅ１００を予測する際、接着剤７０の仮硬化によるずれ量Ｅ１０を考慮しなくてもよい。これにより、離間距離Ｌ３を算出する必要がなくなり、処理負担を軽減することができる。

【0088】

・上記実施形態の予測処理において、接着剤７０の温度上昇値、カメラ基板５０の温度上昇値、及びレンズモジュール３０の温度上昇値は、同じ値であってもよい。これにより、測定の手間を省くことができる。

【0089】

・上記実施形態の予測処理において、収縮距離Ｅ１００を予測する際、カメラ基板５０の熱反りによるずれ量Ｅ１４を考慮しなくてもよい。

【0090】

・上記実施形態の予測処理において、複数位置の収縮距離Ｅ１００を予測し、複数位置において各収縮距離Ｅ１００がそれぞれ相殺されるように、位置ごとに遠ざける距離を異ならせてもよい。例えば、レンズモジュール３０に対してカメラ基板５０を傾けて組付ける場合があるため、左右方向（Ｙ方向）の両端において、レンズモジュール３０とカメラ基板５０との間の離間距離Ｌ３が異なる可能性がある。接着剤７０の効果収縮によるずれ量Ｅ１１は、離間距離Ｌ３により異なる。したがって、収縮距離Ｅ１００が左右方向両端で異なる可能性がある。そこで、左右方向の両端の任意の位置（予測位置）において、離間距離Ｌ３を算出し、それに伴って、それぞれ収縮距離Ｅ１００を予測してもよい。そして、左右方向の両端の予測位置において各収縮距離Ｅ１００がそれぞれ相殺されるように、予測位置ごとに遠ざける距離を異ならせてもよい。

【0091】

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

【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】