画像評価用のチャート、カメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置、カメラモジュールのレンズ位置調整装置、カメラモジュールのピント調整装置、カメラモジュール搭載用のパレット、カメラモジュール用接着剤塗付装置
【課題】ピント調整の精度の向上や調整工程の効率化を図ることができる、画像評価用のチャート、カメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置、カメラモジュールのレンズ位置調整装置、カメラモジュールのピント調整装置、カメラモジュール搭載用のパレット、カメラモジュール用接着剤塗付装置を提供すること。
【解決手段】画像評価用のチャート６は、格子点６Ａが直角２等辺三角形の頂点を成す格子線６Ｂにて形成される領域６Ｃを有し、格子線６Ｂを挟んで隣接する領域６Ｃ１，６Ｃ２のコントラストが互いに異なる構成とする。そして、ピントずれ方向・量測定装置のチャートとしてチャート６を用いる。ピントずれ方向・量測定装置は、チャート６を移動することで、測定対象のレンズのピントずれ方向・量を測定する。ピントずれ方向・量の測定に際しては、二乗平均平方根を用いる。
【解決手段】画像評価用のチャート６は、格子点６Ａが直角２等辺三角形の頂点を成す格子線６Ｂにて形成される領域６Ｃを有し、格子線６Ｂを挟んで隣接する領域６Ｃ１，６Ｃ２のコントラストが互いに異なる構成とする。そして、ピントずれ方向・量測定装置のチャートとしてチャート６を用いる。ピントずれ方向・量測定装置は、チャート６を移動することで、測定対象のレンズのピントずれ方向・量を測定する。ピントずれ方向・量の測定に際しては、二乗平均平方根を用いる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像評価用のチャート、カメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置、カメラモジュールのレンズ位置調整装置、カメラモジュールのピント調整装置、カメラモジュール搭載用のパレット、カメラモジュール用接着剤塗付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズと撮像素子とが筐体等に組み込まれた一体的な構成であり、携帯電話やウエブカメラ等の電子機器に組み込まれて使用される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の製造にあたっては、画像評価用のチャートを撮影し、その撮像状態に基づいて、カメラモジュールのピント調整が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０１１６８号
【０００４】
【特許文献２】特開２００６−２０８９３２号
【０００５】
【特許文献３】特開２００９−３１５２号
【０００６】
【特許文献４】特開２００９−３０２８３７号
【０００７】
【特許文献５】特開２００６−３０２５６号
【０００８】
【特許文献６】特開２００７−５７８１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、撮像素子の高画素化等に伴い、より精度の高いピント調整や、調整工程の効率化等が望まれる。そこで、本発明は、ピント調整の精度の向上や調整工程の効率化を図ることができる、画像評価用のチャート、カメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置、カメラモジュールのレンズ位置調整装置、カメラモジュールのピント調整装置、カメラモジュール搭載用のパレット、カメラモジュール用接着剤塗付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】
【００１０】
上記課題を解決するため、画像評価用のチャートは、格子点が直角２等辺三角形の頂点を成す格子線にて形成される領域を有し、格子線を挟んで隣接する領域のコントラストが互いに異なることとする。
【００１１】
上記課題を解決するため、ピントずれ方向・量測定装置は、レンズと、レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有するカメラモジュールを、所定位置に保持する保持手段と、保持手段により保持されたカメラモジュールのレンズの光軸上に配置される画像評価用のチャートと、チャートを光軸方向に沿って移動させるチャート移動手段と、レンズの焦点位置に対して光学的に共役な位置に対するチャートの位置のずれ量とずれ方向であるチャート偏倚方向・量を検出するチャート偏倚方向・量検出手段と、撮像素子の撮像面に形成されるチャート像の合焦状態に関する合焦評価値を演算する合焦評価値演算手段と、チャートが少なくとも異なる３つの位置に配置されているときの合焦評価値を用いて、チャート像が合焦状態となるときのチャート偏倚方向・量であるチャート合焦偏倚方向・量を演算するチャート合焦偏倚方向・量演算手段と、チャート合焦偏倚方向・量を用いて、撮像面に対するレンズの焦点位置のずれ量とずれ方向であるピントずれ方向・量を演算するピントずれ方向・量演算手段とを有することとする。
【００１２】
上記発明において、合焦評価値演算手段は、二乗平均平方根を用いて合焦評価値の演算を行うこととする。
【００１３】
上記発明において、撮像面に合焦された状態で結像されるチャート像のコントラストの１周期の幅が、撮像素子の８画素以上であることとする。
【００１４】
上記発明において、撮像素子はＣＭＯＳであり、チャートが照明されることにより撮像面に形成されるチャート像がＣＭＯＳを露光する露光状態と、ＣＭＯＳが露光されない非露光状態とを交互に発生させる露光状態切換手段を有し、露光状態におけるチャート像の合焦評価値を演算し、非露光時にチャートを移動することとする。
【００１５】
上記発明において、チャートとカメラモジュールとの間には、チャートからの光を撮像面に向けて反射する反射ミラーが配置されていることとする。
【００１６】
上記発明において、チャートは、格子点が直角２等辺三角形の頂点を成す格子線にて形成される領域を有し、格子線を挟んで隣接する領域のコントラストが互いに異なることとする。
【００１７】
上記課題を解決するため、カメラモジュールのレンズ位置調整装置は、レンズと、レンズを保持しているレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒を保持する筐体と、レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、レンズ鏡筒と筐体との間に形成されるネジ部に沿ってレンズ鏡筒が光軸中心に回転されることによりレンズと撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールを所定位置に保持する保持手段と、レンズ鏡筒の光入射側の端面に吸着する吸着手段と、吸着手段を端面に吸着させた状態で、レンズ鏡筒をネジ部に沿って回転させる回転手段とを有することとする。
【００１８】
上記課題を解決するため、カメラモジュールのピント調整装置は、レンズと、レンズを保持しているレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒を保持する筐体と、レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、レンズ鏡筒と筐体との間に形成されるネジ部に沿ってレンズ鏡筒が光軸中心に回転されることによりレンズと撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールのピント調整装置において、カメラモジュールの撮像面に対するレンズの焦点位置のずれ量とずれ方向であるピントずれ方向・量を測定するピントずれ方向・量測定手段と、ピントずれ方向・量測定手段により測定されたピントずれ方向・量に基づいて、レンズの焦点位置を撮像面に一致させるために必要なレンズ鏡筒の回転方向および回転量を演算する回転演算手段と、レンズ鏡筒をネジ部に沿って、回転演算手段により演算された回転方向に回転量でレンズ鏡筒を回転させることで、レンズの焦点位置と撮像面とを一致させるレンズ位置調整手段とを有し、ピントずれ方向・量測定手段は、請求項２から７のいずれか１項に記載のカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置であり、レンズ位置調整手段は、請求項８に記載のカメラモジュールのレンズ位置調整装置であることとする。
【００１９】
上記課題を解決するため、レンズと、レンズを保持しているレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒を保持する筐体と、レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、レンズ鏡筒と筐体との間に形成されるネジ部に沿ってレンズ鏡筒が光軸中心に回転されることによりレンズと撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールであって、レンズ鏡筒に設けられる所定位置に接着剤が塗付されることでレンズ鏡筒の回転位置の固定が行われるカメラモジュールが、距離の調整が行われた状態で搭載されるカメラモジュール搭載用のパレットにおいて、所定の基準位置と所定位置との偏差を記憶することができる偏差記憶手段を有することとする。
【００２０】
上記課題を解決するため、レンズと、レンズを保持しているレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒を保持する筐体と、レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、レンズ鏡筒と筐体との間に形成されるネジ部に沿ってレンズ鏡筒が光軸中心に回転されることによりレンズと撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールであって、レンズ鏡筒に設けられる所定位置に接着剤が塗付されることでレンズ鏡筒の回転位置の固定が行われるカメラモジュールに対して、所定位置に接着剤を塗付するカメラモジュール用接着剤塗付装置において、上述の偏差記憶手段が備えられているカメラモジュール搭載用のパレットがセットされ、偏差記憶手段に記憶されている偏差に基づいて、所定位置を特定し、接着剤の塗付を行うこととする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ピント調整の精度の向上や調整工程の効率化を図ることができる、画像評価用のチャート、カメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置、カメラモジュールのレンズ位置調整装置、カメラモジュールのピント調整装置、カメラモジュール搭載用のパレット、カメラモジュール用接着剤塗付装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のカメラモジュールのピント調整装置の構成を示す図である
【図２】図１に示すピント調整装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】回転調整機構の構成を示す図であり、上段（Ａ）は、回転調整機構の概略の構成を側面から見たときの図であり、下段（Ｂ）は、回転調整機構の吸着手段としての吸着機構の概略の構成を斜め後方から見た拡大図である。
【図４】チャートの構成を示す図であり、上段（Ａ）は、チャートの全体を示した図であり、中段（Ｂ）は、チャートの一部分の拡大図であり、下段（Ｃ）は、チャートの構成を説明するための参考図でありチャートから色彩を省略した図である。
【図５】チャートの構成を説明するための参考図である。
【図６】ピント調整装置のピント調整動作を説明するフローチャートである。
【図７】ＣＭＯＳの画素の露光タイミングと、垂直駆動信号の出力タイミングと、照明装置の点灯・消灯タイミングと、チャートの移動タイミングとを示すタイミングチャートである。
【図８】ピント調整装置の変形例の構成を示す図である。
【図９】回転調整機構の変形例の構成を示す図である。
【図１０】ピント調整装置の変形例の構成を示す図であり、図９に示す回転調整機構をピント調整装置の構成を示す図である。
【図１１】パレットの構成を示す図である。
【図１２】カメラモジュール用接着剤塗付装置の概略の構成を示す図である。
【図１３】カメラモジュールの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る、画像評価用のチャート、カメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置、カメラモジュールのレンズ位置調整装置、カメラモジュールのピント調整装置、カメラモジュール搭載用のパレットおよびカメラモジュール用接着剤塗付装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（カメラモジュールのピント調整装置１の全体構成）
図１は、本発明に係るカメラモジュールのピント調整装置（以下、ピント調整装置と記載する。）１の構成を示す図である。図２は、ピント調整装置１の電気的構成を示すブロック図である。図１３は、ピント調整装置１によるピント調整の対象となるカメラモジュール１００の構成を示す図である。
【００２５】
ピント調整装置１は、カメラモジュール１００が載置されるステージ２と、保持部３と、カメラモジュール１００のレンズ鏡筒１０２を回転しレンズ鏡筒１０２の前後方向の位置調整を行うレンズ位置調整装置としての回転調整機構４と、コリメーターレンズ５と、画像評価用のチャート（以下、チャートと記載する。）６と、制御部７等を有している。そして、これらの部材あるいは機構等は、筐体８内に収容されている。なお、以下の説明において、カメラモジュール１００からチャート６に向かう方向を前方（前側）その反対方向を後方（後側）として説明する。
【００２６】
（カメラモジュール１００の構成）
先ず、図１３に基いて、カメラモジュール１００の構成について説明する。図１３は、カメラモジュール１００の概略の構成を示す図であり、カメラモジュール１００の光軸Ｘ１に沿う断面を示している。図１３に示すように、カメラモジュール１００は、撮影レンズ１０１と、撮影レンズ１０１を保持するレンズ鏡筒１０２と、レンズ鏡筒１０２を保持する筐体１０３と、撮像素子としてのＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）１０４等を有している。そして、カメラモジュール１００は、撮影レンズ１０１と、撮影レンズ１０１を保持するレンズ鏡筒１０２と、レンズ鏡筒１０２を保持する筐体１０３と、撮像素子としてのＣＭＯＳ１０４等が一つのユニットとして構成されている。したがって、カメラモジュール１００は、この単位で携帯電話やウエブカメラ等の電子機器に組み込まれた状態で、カメラとしての機能を有する。
【００２７】
撮影レンズ１０１により捕らえられた被写体光は、ＣＭＯＳ１０４の撮像面に受光させられる。レンズ鏡筒１０２と筐体１０３とは、ねじ部１０５によりねじ結合されている。したがって、レンズ鏡筒１０２をねじ部１０５に沿って筐体１０３に対して回転することで、ねじ部１０５のリードに従って撮影レンズ１０１を光軸Ｘ１に沿って移動することができる。つまり、レンズ鏡筒１０２をねじ部１０５に沿って筐体１０３に対して回転することで、撮影レンズ１０１の焦点位置を移動させることができる。カメラモジュール１００は、撮影レンズ１０１の焦点位置が所定位置に調整された状態で、たとえば、レンズ鏡筒１０２と筐体１０３とに亘って塗付される接着剤により、レンズ鏡筒１０２が筐体１０３に対して回転しないように固定されることで、焦点調整が行われたカメラモジュール１００として完成される。
【００２８】
図１に戻って、筐体８には、カメラモジュール１００を筐体８に取り込んだり、筐体８内から取り出すことができる図示を省略する扉部が設けられている。筐体８は、扉部が閉じられた状態で筐体８内部を暗室状態とすることができるように構成されている。ピント調整装置１を操作するための操作スイッチや表示パネル等の図示を省略する操作部９（図２参照）は、筐体８の外部に備えられている。
【００２９】
図１において、制御部７は、筐体８内に配置されている。しかしながら、制御部７は、筐体８の外部に備えられてもよく、たとえば、ピント調整装置１を制御するためのプログラムがインストールされたパーソナルコンピュータを制御部７として用いてもよい。この場合、パーソナルコンピュータのキーボードを操作部９として用いる構成としてもよい。
【００３０】
保持部３は、ピント調整装置１の光軸Ｘ２（コリメーターレンズ５の光軸）と撮影レンズ１０１の光軸Ｘ１（カメラモジュール１００の光軸Ｘ１）とを一致させた状態で、カメラモジュール１００をステージ２上に位置決めした状態で固定することができる。
【００３１】
保持部３は、ステージ２の前面に対して固定される４つの突起部１０（図１には２箇所のみ図示）により構成される。突起部１０は、光軸Ｘ２の周りに９０度間隔で４箇所に設けられている。そして、保持部３は、４つの突起部１０の内側に、カメラモジュール１００の筐体１０３を光軸Ｘ２と直交する方向に移動しない状態で嵌合することができる。カメラモジュール１００は、筐体１０３を保持部３の４つの突起部１０の内側に嵌合させた状態で、光軸Ｘ１が光軸Ｘ２に一致させられた所定位置に配置される。なお、保持部３は、チャッキング機構等により構成することもできる。ステージ２には、保持部３に保持されたカメラモジュール１００の電気接点に接続できる電気接点が設けられ、カメラモジュール１００と制御部７とは、電気的に接続可能な構成となっている。
【００３２】
筐体８内には、前後方向に亘って配置されるベース体１１が設けられ、回転調整機構４、コリメーターレンズ５およびチャート６はベース体１１に支持されている。
【００３３】
回転調整機構４は、回転調整機構保持体１２と移動機構１３とを介して、ベース体１１に支持されている。移動機構１３は、回転調整機構保持体１２と共に回転調整機構４を前後方向に移動することができる。移動機構１３は、たとえば、軸方向を前後に配置されたリードスクリュー（図示省略）と、このリードスクリューにねじ結合し回転調整機構保持体１２に対して取り付けられるボールねじ（図示省略）と、リードスクリューを回転させるモーター１４（図２参照）等により構成することができる。つまり、移動機構１３は、モーター１４によりリードスクリューを回転することで、ボールねじを移動し、回転調整機構保持体１２および回転調整機構４を前後方向に移動することができる。
【００３４】
コリメーターレンズ５は、レンズ保持体１５を介して、ベース体１１に対して固定された位置に取り付けられている。
【００３５】
チャート６は、チャート保持体１６とチャート移動手段としての移動機構１７とを介して、ベース体１１に支持されている。移動機構１７は、チャート保持体１６と共にチャート６を前後方向に移動することができる。移動機構１７は、移動機構１３と同様に、たとえば、軸方向を前後に配置されたリードスクリュー（図示省略）と、このリードスクリューにねじ結合しチャート保持体１６に対して取り付けられるボールねじ（図示省略）と、リードスクリューを回転させるモーター１８（図２参照）等により構成することができる。つまり、移動機構１７は、モーター１８によりリードスクリューを回転することで、ボールねじを移動し、チャート保持体１６およびチャート６を前後方向に移動することができる。
【００３６】
移動機構１７には、コリメーターレンズ５の焦点位置Ｆ１に対するチャート６のチャート偏倚方向・量を検出する、チャート偏倚方向・量検出手段としてのチャート偏倚方向・量検出機構１９（図２参照）が設けられている。チャート偏倚方向・量とは、焦点位置Ｆ１に対するチャート６のずれ方向（前方か後方か）と焦点位置Ｆ１とチャート６との間の距離（ずれ量）である。チャート偏倚方向・量検出機構１９は、たとえば、ベース体１１側に対して固定された位置に設けられるエンコーダー（図示省略）と、チャート保持体１６側に設けられるエンコーダー読み取り機構（図示省略）とにより構成することができる。エンコーダー読み取り機構は、エンコーダーを挟んで配置される光センサと投光部とにより構成することができる。焦点位置Ｆ１は、カメラモジュール１００の撮影レンズ１０１の焦点位置Ｆ２と共役な位置である。
【００３７】
制御部７は、たとえば、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータであり、合焦評価値演算手段としての合焦評価値演算部７Ａと、チャート合焦偏倚方向・量演算手段としてのチャート合焦偏倚方向・量演算部７Ｂと、ピントずれ方向・量演算手段としてのピントずれ方向・量演算部７Ｃと、回転演算手段としての回転演算部７Ｄとを有する。制御部７は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムにより、ＣＭＯＳ１０４やチャート偏倚方向・量検出機構１９等からの情報に基づいて上述の各演算部において所定の演算処理を行い、また、チャート６を照明する照明装置２０（図２参照）やモーター１４等、すなわちピント調整装置１の駆動制御を行う。
【００３８】
（ピント調整装置１の動作の概要）
上述の構成を有するピント調整装置１の動作の概要を説明する。保持部３にカメラモジュール１００がセットされた後、制御部７は、カメラモジュール１００によりチャート６の撮影を行う。そして、制御部７は、ＣＭＯＳ１０４から得られる撮像信号に基づき、合焦状態に関する合焦評価値を合焦評価値演算部７Ａにて演算する。
【００３９】
合焦評価値の演算は、チャート６の光軸Ｘ２方向の３箇所以上（たとえば、２０〜３０箇所）の異なる位置における撮像信号について行われる。すなわち、制御部７は、移動機構１７を駆動し、チャート６を前後に移動させ、３箇所以上の異なる位置で、カメラモジュール１００にチャート６の撮影を行わせ、各位置における合焦評価値を合焦評価値演算部７Ａにて演算する。すなわち、各位置に対応するチャート偏倚方向・量についての合焦評価値を演算する。
【００４０】
次に、制御部７は、チャート合焦偏倚方向・量演算部７Ｂにて、演算された複数の合焦評価値に基づいて、合焦状態と判断される合焦評価値を得ることができるチャート偏倚方向・量であるチャート合焦偏倚方向・量を演算する。そして、制御部７は、このチャート合焦偏倚方向・量に基づいて、ピントずれ方向・量演算部７Ｃにて、撮影レンズ１０１の焦点位置Ｆ２とＣＭＯＳ１０４の撮像面とのずれ量とずれ方向であるピントずれ方向・量を演算する。
【００４１】
続いて、制御部７は、ピントずれ方向・量分だけレンズ鏡筒１０２を移動させるために必要なレンズ鏡筒１０２の回転量および回転方向を回転演算部７Ｄにて演算する。なお、レンズ鏡筒１０２の回転量および回転方向と、撮影レンズ２の移動量と移動方向とは予め既知の値としておく。そして、制御部７は、回転演算部７Ｄにて演算された回転量および回転方向に基づき、回転調整機構４に備えられるモーター２１（図２参照）を駆動し、レンズ鏡筒１０２を回転させ撮影レンズ１０１の焦点位置Ｆ２とＣＭＯＳ１０４の撮像面とを一致させる。
【００４２】
（回転調整機構４の構成）
以下に、図３を参照しながら、回転調整機構４の構成について詳しく説明する。図３の上段（Ａ）は、回転調整機構４の概略の構成を側面（光軸Ｘ２に直交する方向）から見たときの図であり、図３の下段（Ｂ）は、回転調整機構４の吸着手段としての吸着機構２２の概略の構成を斜め後方から見た拡大図である。
【００４３】
回転調整機構４は、回転手段としての回転機構２３と吸着機構２２を有する。回転機構２３は、回転調整機構保持体１２に対して回転可能に支持される回転盤２４と回転盤２４を回転させるモーター２１（図２参照）とを有する。回転盤２４は、回転調整機構保持体１２の後面に設けられるスリーブ２５に嵌合され、スリーブ２５と回転盤２４との間に配置されるボールベアリング２６とにより、回転調整機構保持体１２に対して回転可能とされている。また、回転盤２４は、モーター２１（図２参照）の出力軸と歯車にて連結され、モーター２１の駆動が伝達可能とされている。
【００４４】
吸着機構２２は、チャンバー体２７と、図示外の真空ポンプと、この真空ポンプとチャンバー体２７とを連通する管部２８とを有している。チャンバー体２７は、回転盤２４の後面に取り付けられ、回転盤２４の回転と一体に回転することができる。チャンバー体２７は、中央に前後に貫通する貫通孔２７Ａが形成されるリング状を呈している。チャンバー体２７の内部には空気室２７Ｂが形成されている。回転盤２４の中央にも前後方向に貫通する貫通孔２４Ａが形成され、また、回転調整機構保持体１２にも前後方向に貫通する貫通孔１２Ａが形成されている。したがって、回転調整機構保持体１２および回転調整機構４は、貫通孔２７Ａ，２４Ａ，１２Ａにより前後方向に光を通過させることができる。
【００４５】
チャンバー体２７の後面２７Ｃには、光軸Ｘ２の周囲に等間隔に配置される複数（図３（Ｂ）では８個）の孔部２７Ｄが形成されている。したがって、真空ポンプにより空気室２７Ｂ内を減圧すると、孔部２７Ｄには吸引力が発生する。孔部２７Ｄは、後面２７Ｃをカメラモジュール１００のレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａ（図１３参照）に当接させたときに、前端面１０２Ａに対向する位置に配置されている。
【００４６】
したがって、チャンバー体２７の後面２７Ｃをレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに当接し、真空ポンプにより空気室２７Ｂ内を減圧し孔部２７Ｄに吸引力を発生させると、チャンバー体２７の後面２７Ｃにレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａを吸着することができる。つまり、チャンバー体２７の後面２７Ｃにレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａを吸着した状態で、回転盤２４を回転させ、回転盤２４と共にチャンバー体２７を回転させることで、レンズ鏡筒１０２を回転させることができる。回転盤２４を回転させるモーター２１は、たとえば、ステッッピングモーターにより構成することができ、所定の基準位置からのステップ数に基づき、回転盤２４の回転方向と回転量（回転角）を制御することができる。
【００４７】
チャンバー体２７には、マイクロスイッチ（精密スナップアクションスイッチまたはセンシティブスイッチ）２８が設けられている。マイクロスイッチ２８は、チャンバー体２７が、前方からレンズ鏡筒１０２に接近し、チャンバー体２７の後面２７Ｃがレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに接触したときに、スイッチがオン（またはオフ）される。したがって、マイクロスイッチ２８のオン・オフ状態を検出することで、チャンバー体２７の後面２７Ｃがレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに接触しているか否かを検出することができる。
【００４８】
（コリメーターレンズ５の構成）
コリメーターレンズ５の前方の焦点位置は焦点位置Ｆ１である。保持部３にカメラモジュール１００がセットされたされたときの撮影レンズ１０１の後方の焦点位置Ｆ２と焦点位置Ｆ１とは光学的に共役な関係となっている。したがって、焦点位置Ｆ２にＣＭＯＳ１０４の撮像面を配置することで、カメラモジュール１００は、無限遠に焦点合わせされた撮影系として構成される。
【００４９】
（チャート６の構成）
次に、図４を参照しながら、チャート６の構成について詳しく説明する。図４の上段（Ａ）は、チャート６の全体を示した図である。図４の中段（Ｂ）は、チャート６の一部分の拡大図である。図４の下段（Ｃ）は、チャート６の構成を説明するための参考図であり、チャート６から色彩を省略した図である。
【００５０】
図４（Ｃ）に示すように、チャート６は、格子点６Ａが直角２等辺三角形の頂点を成す格子線６Ｂにて形成される領域６Ｃを有している。すなわち、各領域６Ｃは、直角２等辺三角形を呈している。そして、格子線６Ｂを挟んで隣接する領域６Ｃ、たとえば、領域６Ｃ１と領域６Ｃ１のコントラストは互いに異なっている。チャート６においては、図４（Ｂ）に示すように、白色と黒色にてコントラストが形成されている。
【００５１】
上述のように形成されるチャート６は、縦横のエッジ６Ｄ，６Ｅと、縦横のエッジ６Ｄ，６Ｅに対して４５度の角度で傾斜するエッジ６Ｆ，６Ｇを有している。つまり、チャート６は、縦方向および横方向の２方向と、縦方向と横方向に対して斜め４５度の傾斜であって互いに傾斜方向が異なる２方向（すなわち、縦横方向を４５度回転した方向）との４方向の指向性を有している。そして、チャート６は、図４（Ｂ）に示す単位チャート６１Ｅが、格子線６Ｂを挟んで同一のコントラストとならないように複数配列されたものでる。そのため、チャート６は、全体として、チャートの指向性が少ないものとなっている。
【００５２】
しかも、チャート６は、一定のパターンで広い範囲（たとえば、撮影レンズ１０１の撮影範囲）に亘って形成されている。そのため、どこの場所に注目しても（たとえば、像高の高さに因らず）特性（指向性、解像度）に差が生じ難いものとなっている。
【００５３】
チャート６は、図５に示すように、チャート６１Ａとチャート６１Ｂを重ねたときの排他的論理和により形成されるチャートと、チャート６１Ｃとチャート６１Ｄを重ねたときの排他的論理和により形成されるチャートとを重ねたときの排他的論理和により形成される構成となっている。すなわち、（チャート６１Ａｘｏｒチャート６１Ｂ）ｘｏｒ（チャート６１Ａｘｏｒチャート６１Ｂ）＝チャート６１Ｅであり、チャート６は、チャート６１Ｅを複数有するチャートである。なお、排他的論理和においては、２つのチャートを重ねたときに、同色が重なった部分は白、異色が重なった部分は黒で表現することとしている。
【００５４】
チャート６１Ａは、コントラストのエッジの方向が、図中上下方向（Ｘ方向）に設定されるチャートであり、チャート６１Ｂは、コントラストのエッジの方向が、図中左右方向（Ｙ方向）に設定されるチャートである。そして、チャート６１Ｃは、コントラストのエッジの方向が、図中右上がり４５度の傾斜に設定されるチャートであり、チャート６１Ｄは、コントラストのエッジの方向が、図中左上がり４５度の傾斜に設定されるチャートである。つまり、チャート６は、一枚のチャートで４つのチャート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄが有するエッジを有していることになる。したがって、チャート６は、チャート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄが有するエッジの方向を有している。
【００５５】
チャート保持体１６は、チャート６の前方に配置される照明装置２０を有している。また、チャート６は、領域６Ｃの黒色の部分は、光の透過量が少なく構成され、領域６Ｃの白い部分は光の透過量が多く構成されている。したがって、照明装置２０が点灯されると、チャート６の白色の部分は明部として表示され、黒色の部分が暗部として表示され、図４（Ａ）（Ｂ）に示す白黒のチャート６として表示される。
【００５６】
（ピント調整装置１の動作）
以下に、図６および図７を参照しながらピント調整装置１を用いて、カメラモジュール１００のピント調整動作について説明する。図６は、ピント調整装置１のピント調整動作を説明するフローチャートである。図７は、ＣＭＯＳ１０４の画素の電荷蓄積タイミング・データーの読み出しタイミングと、垂直駆動信号の出力タイミングと、照明装置２０の点灯・消灯タイミングと、チャート６の移動タイミングとを示すタイミングチャートである。なお、本実施の形態にピント調整装置１では、ＣＭＯＳ１０４をローリングシャッター方式にて駆動して読み出した撮像信号に基づき、合焦評価値の演算を行う構成となっている。
【００５７】
調整動作に先立ち、先ず、カメラモジュール１００を保持部３にセットする。保持部３にセットされたカメラモジュール１００の撮影レンズ１０１の光軸Ｘ１とコリメーターレンズ５の光軸Ｘ２は一致している。また、ピント調整装置１は、初期状態において、回転調整機構４およびチャート６は、それぞれ、所定の初期位置に配置されている。
【００５８】
回転調整機構４の初期位置は、回転調整機構４と保持部３との間でカメラモジュール１００を保持部３にセットする作業を行うことができる間隔を保持部３の前方に確保できる位置である。チャート６の初期位置は、本実施の形態においては、レンズ鏡筒１０２が調整範囲の最前方に配置されているときに、ＣＭＯＳ１０４の撮像面に形成されるチャート６の像（以下、チャート像と記載する。）を合焦状態とすることができる位置よりも若干前方の位置としている。なお、チャート６の初期位置は、たとえば、レンズ鏡筒１０２が調整範囲の最後方に配置されているときに、チャート像を合焦状態とすることができる位置よりも若干後方の位置とすることもできる。ピント調整装置１の初期状態においては、照明装置２０は、消灯状態とされている。したがって、筐体８内は暗状態であり、ＣＭＯＳ１０４の各画素には電荷の蓄積はない。
【００５９】
ピント調整動作においては、先ず、制御部７は、図７に示すように、垂直駆動信号がオフ（ＶＤ幅）のタイミングと時間長に合わせて、照明装置２０を点灯させる（ステップＳ１０）。照明装置２０が点灯すると、ＣＭＯＳ１０４の撮像面にチャート像が形成される。制御部７は、ＣＭＯＳ１０４で撮像されたチャート像（ＣＭＯＳ１０４から送られて来る画像データー）を取得する（ステップＳ２０）。そして、画像データーに基づき、チャート像の合焦状態に関する合焦評価値を演算する（ステップＳ２０）。そして、演算された合焦評価値が得られたときのチャート偏倚方向・量（焦点位置Ｆ１からのチャート６のずれ方向とずれ量）を取得し（ステップＳ２０）、ＲＡＭ等の所定の記憶手段に記憶する。チャート偏倚方向・量は、チャート偏倚方向・量検出機構１９（図２参照）により検出される。
【００６０】
照明装置２０の点灯時間の長さは、図７に示すように、ＶＤ幅に対応する時間であり、点灯時間が経過した後、照明装置２０は消灯される。つまり、筐体８内は暗状態となる。したがって、ＣＭＯＳ１０４の各画素の電荷の蓄積は、ＶＤ幅に対応する時間で照明装置２０の点灯が行われた間のみのものであり、この電荷が画像データーとして掃き出された後は、再び、照明装置２０が点灯するまでＣＭＯＳ１０４には電荷の蓄積はない。
【００６１】
合焦評価値の演算は、たとえば、二乗平均平方根を用いる。つまり、チャート像が撮像された撮像素子の各画素のコントラストの階調（たとえば、０から２５５の２５６階調）の値について、二乗平均平方根（ＲＭＳ）を求める。この場合、ＲＭＳが大きいほど、合焦状態が好適であることを示す。なお、画像データーの場合には、一般的に負の値を取らないため、白と黒の中間のグレーを０とし、チャート６の黒部分の階調を１に、白部分の階調を−１に正規化し、撮像面のチャート像のＲＭＳを求めるようにしてもよい。上記のように正規化した場合、チャート６のＲＭＳは、１になる。したがって、撮像面のチャート像も１に近いほど、合焦状態が好適であることを示す。
【００６２】
そして、制御部７は、チャート６が初期位置から所定の位置まで移動したか否かを判断する（ステップＳ３０）。この所定の位置は、本実施の形態では、レンズ鏡筒１０２が調整範囲の最後方に配置されているときに、チャート６の結像が合焦状態でＣＭＯＳ１０４の撮像面に結像する位置よりも若干後方の位置としている。チャート６が所定の位置まで移動していない場合（ステップＳ３０においてＮｏ）には、制御部７は、移動機構１７を駆動して、チャート６を所定距離移動させて停止させる（ステップＳ４０）。そして、制御部７は、図７に示すように、チャート６が停止している間に、垂直駆動信号がオフ（ＶＤ幅）のタイミングと時間に合わせて、照明装置２０を点灯させる（ステップＳ１０）。続いて、制御部７は、ＣＭＯＳ１０４で撮像されたチャート像（ＣＭＯＳ１０４から送られて来る画像データー）の取得と、合焦評価値の演算と、演算された合焦評価値に対応するチャート偏倚方向・量の取得を行い（ステップＳ２０）、ＲＡＭ等の所定の記憶手段に記憶する。
【００６３】
チャート６が所定の位置まで移動するまで（ステップＳ３０においてＹｅｓ）、ステップＳ１０〜Ｓ４０）の処理を繰り返す。図７に示すように、ピント調整装置１は、垂直駆動信号のオフに併せてチャート６の移動が停止されると共に照明装置２０が点灯され、照明装置２０の消灯に併せてチャート６が移動され、照明装置２０の次回の点灯前にチャート６の移動が停止され、チャート６が停止している間に垂直駆動信号のオフに併せて照明装置２０が点灯され、という動作を繰り返す。したがって、チャート６の異なる複数のチャート偏倚方向・量についての合焦評価値を取得することができる。なお、ステップＳ２０においては、画像データおよびチャート偏倚方向・量の取得のみを行い、チャート６が所定の位置まで移動した後（ステップＳ３０においてＹｅｓ）、後述するステップＳ５０が実行される前に、チャート６の移動位置毎に合焦評価値を演算するようにしてもよい。
【００６４】
なお、照明装置２０を点灯する前よりも早い時期にチャート６の移動を停止することで、チャート６の移動や制動に伴って発生する機械的振動が収束した状態で、チャート像を撮像することができる。つまり、合焦評価値とチャート偏倚方向・量の精度を高くすることができる。
【００６５】
制御部７は、チャート６が所定の位置まで移動した場合（ステップＳ３０においてＹｅｓ）には、上述のステップＳ１０〜Ｓ４０にて得られた複数の合焦評価値とチャート偏倚方向・量に基づいて、チャート合焦偏倚方向・量を演算する（ステップＳ５０）。制御部７は、最も値の大きな合焦評価値に対応するチャート偏倚方向・量をチャート合焦偏倚方向・量として演算（決定）する。
【００６６】
ところで、図７のＡ部分に示すように、ＣＭＯＳ１０４の電荷の読み出しタイミング（順番）が遅い画素（撮像面の右下の最終画素に近い画素）については、照明装置２０の点灯時間が電荷の蓄積時間から外れ、露光が不完全な画素（露光不完全画素）となることがある。かかる露光不完全画素は、正確なコントラスト情報を取得していないので、合焦評価値の演算用の情報としては好ましくない。そこで、各ラインの積算時間をできるだけ長くすることで、露光不完全画素の数を少なくすることができる。本実施の形態においては、各ラインの積算時間を、使用するＣＭＯＳ１０４において設定できる範囲の最長とすることで、露光不完全画素の数を少なくしている。
【００６７】
そして、制御部７は、ピントずれ方向・量演算部７Ｃにて、チャート合焦偏倚方向・量に基づいて、ピントずれ方向・量を演算する（ステップＳ６０）。ピントずれ方向・量は、下記の式（１）により算出することができる。
ｄｆｘ＝｛（ａ×ｆｘ）／（ａ−ｆｘ）｝−ｆｘ ・・・ （１）
但し ａ＝Ｌ−｛ｆｓ（ｆｓ＋ｄｆｓ）｝／ｄｆｓ
ｄｆｘ：ピントずれ方向・量
ｄｆｓ：チャート合焦偏倚方向・量
ｆｓ：コリメーターレンズ５の焦点距離
ｆｘ：撮影レンズ１０１の焦点距離
Ｌ：コリメーターレンズ５と撮影レンズ１０１の主点間距離
【００６８】
筐体１０３に対してねじ部１０５にてねじ結合するレンズ鏡筒１０２は、ねじ部１０５に沿って筐体１０３に対して回転させられることで、ねじ部１０５のリードに従って撮影レンズ１０１を光軸Ｘ１に沿って移動することができる。つまり、レンズ鏡筒１０２をねじ部１０５に沿って筐体１０３に対して回転することで、撮影レンズ１０１の焦点位置を調整することができる。制御部７は、ピントずれ方向・量に基づいて、撮影レンズ１０１の焦点位置を撮像面に一致させるために必要なレンズ鏡筒１０２の回転方向と回転量を演算する（ステップＳ６０）。レンズ鏡筒１０２の回転方向と前後方向について移動方向との対応、およびレンズ鏡筒１０２の回転量に対する前後方向への移動量との対応（所定の単位回転量に対する移動量との対応）は予め既知の値としておく。そのため、ピントずれ方向・量に基づいて撮影レンズ１０１の焦点位置を撮像面に一致させるために必要なレンズ鏡筒１０２の回転方向と回転量を演算することができる。
【００６９】
続いて、制御部７は、移動機構１３を駆動し、チャンバー体２７の後面２７Ｃがレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに当接するまで、回転調整機構４を後方に移動する（ステップＳ７０）。チャンバー体２７の後面２７Ｃがレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに当接したか否かは、マイクロスイッチ２８のＯＮ（またはＯＦＦ）を検出することにより判断することができる。次いで、後面２７Ｃを前端面１０２Ａに当接させた状態で図示外の真空ポンプを駆動し、孔部２７Ｄに吸引力を発生させ、レンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａをチャンバー体２７の後面２７Ｃに吸引する（ステップＳ８０）。
【００７０】
そして、制御部７は、ステップＳ６０にて演算したレンズ鏡筒１０２の回転方向と回転量に基づいてモーター２１（図２参照）を駆動し、レンズ鏡筒１０２を所定方向に所定量回転させる（ステップＳ９０）。これにより、撮影レンズ１０１の焦点位置が撮像面に一致させられる。
【００７１】
（実施の形態の主な効果）
上述のピント調整装置１は、カメラモジュール１００を所定位置に保持する保持手段としての保持部３と、保持部３により保持されたカメラモジュール１００の撮影レンズ１０１の光軸Ｘ１上に配置される画像評価用のチャート６と、チャート６を光軸Ｘ１方向に沿って移動させるチャート移動手段としての移動機構１７と、撮影レンズ１０１の焦点位置Ｆ２と光学的に共役な位置であるコリメーターレンズ５の焦点位置Ｆ１に対するチャート６の位置のずれ量とずれ方向であるチャート偏倚方向・量を検出するチャート偏倚方向・量検出手段としてのチャート偏倚方向・量検出機構１９と、撮像素子としてのＣＭＯＳ１０４の撮像面に形成されるチャート像の合焦状態に関する合焦評価値を演算する合焦評価値演算手段としての合焦評価値演算部７Ａと、チャート６が少なくとも異なる３つの位置に配置されているときの合焦評価値を用いて、チャート像が合焦状態となるときのチャート偏倚方向・量であるチャート合焦偏倚方向・量を演算するチャート合焦偏倚方向・量演算手段としてのチャート合焦偏倚方向・量演算部７Ｂと、チャート合焦偏倚方向・量を用いて、撮像面に対する撮影レンズの焦点位置Ｆ２のずれ量とずれ方向であるピントずれ方向・量を演算するピントずれ方向・量演算手段としてのピントずれ方向・量演算部７Ｃとを有するカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置（以下、ピントずれ方向・量測定装置と記載する。）を有している。
【００７２】
このように構成されるピントずれ方向・量測定装置によれば、たとえば、撮影レンズ１０１を光軸Ｘ２方向に移動させてピント位置を探す場合に比べて、迅速にピント位置を測定することができる。また、被写体距離（チャート６と撮影レンズ１０１との間の距離）は、撮影レンズ１０１の像距離よりも長い。そのため、チャート６あるいは撮影レンズ１０１を移動させて焦点位置を変化させる場合、焦点位置の移動量が同一ならば、チャート６の移動量の方が撮影レンズ１０１の移動量よりも大きい。つまり、撮影レンズ１０１を移動させて焦点位置を変化させる制御に比べて、チャート６を移動させて焦点位置を変化させる方が制御を行い易く、ひいては、ピントずれ方向・量測定精度を高いものとすることができる。
【００７３】
また、合焦評価値演算部７Ａは、二乗平均平方根を用いて合焦評価値の演算を行うこととしている。
【００７４】
たとえば、一般的なコントラスト式ＡＦはチャート像の高周波成分を評価値として用い、高周波成分が極大となる位置をピント位置として評価する。しかし、高周波成分が極大のときに必ずしも合焦状態が最適となっていないこともある。たとえば、レンズによっては低周波側の極大と高周波側の極大の位置が一致していないものもある。また、高周波成分を抽出する時に微分法を用いる場合、画像の特定の方向に沿って偏微分することになるためコントラスト評価値は特定の方向性を持つ。レンズによっては走査方向によってピント特性の違う非点収差をもつものがあり、上記の様な方法でピント位置を求めた時に人間の視覚（感覚）と親和性の高い結像結果を得られないことがある。これに対し、チャート像が撮像された撮像素子の各画素のコントラストの階調値について二乗平均平方根（ＲＭＳ）を求め、これを合焦評価値として用いることで、合焦状態についての評価を精度の高いものとすることができる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、上述のように、合焦状態の評価精度が高くなるという観点から二乗平均平方根を用いて合焦評価値を演算しているが、チャート像の高周波成分を合焦状態の評価値として用いることもできる。
【００７６】
また、撮像面に合焦された状態で結像されるチャート像のコントラストの１周期（たとえば、黒白のコントラストを有するチャートの場合、連続する黒白一対で１周期のコントラスト）の幅は、撮像素子の８画素以上とすることが好ましい。すなわち、ＣＭＯＳ１０４の画素ピッチから求められるナイキスト周波数の１／４より大きくなるようにチャート像のコントラストの１周期の幅を設定することが好ましい。このようにすることで、コントラストを精度良く検出することができる。より好ましくは、１６画素以上とすることが好ましい。より精度の高いコントラスト検出を行うことができる。
【００７７】
一方、できるだけ多くのコントラストの周期についての合焦評価値を得ることで評価値の精度を向上させることができる。かかる観点から、撮像面にコントラストの周期が５周以上取れることが好ましく、より好ましくは、１０周期以上取れることが好ましい。つまり、チャート像は、コントラストの１周期が８画素以上であることが好ましく、撮像面にコントラストの周期を５周以上取れることが好ましい。そして、コントラストの１周期を１６画素以上とすることでより精度の高いコントラストを検出することができる。また、撮像面にコントラストの周期を１０周以上取ることで、合焦評価値の精度をより高いものとすることができる。なお、コントラストの１周期の幅および撮像面に形成されるコントラストの周期の数の設定は、は、チャート自体の大きさ（チャートのコントラストの周期の幅）やＣＭＯＳ１０４に撮像されるチャート像の倍率等に設定することができる。
【００７８】
チャート６は、走査位置により、コントラストの１周期の幅が異なる。チャート６は、図５で示した４つのチャート６１Ａ〜６１Ｄの排他的論理和により形成されているものである。この場合には、チャート６１Ａ〜６１Ｄの個別のチャート像（撮像面に形成される像）のコントラストの１周期の幅が、撮像素子の８画素以上とすることで、チャート６のチャート像においても、精度の高いコントラストを検出することができる。
【００７９】
ピント調整装置１は、筐体８と、照明装置２０と、制御部７とを有する露光状態切換手段を有している。回転調整機構４、コリメーターレンズ５、チャート６およびカメラモジュール１００が筐体８内に収容されている。また、筐体８の扉部（図示省略）が閉じられた状態で照明装置２０が消灯状態となると、筐体８内は暗状態となる。制御部７は、照明装置２０の点灯と消灯の切換を行い、照明装置２０が消灯状態のときには、ＣＭＯＳ１０４は、露光されない非露光状態となり、照明装置２０が点灯状態のときは、照明装置２０により照明されるチャート６のチャート像（チャート６からの光）によりＣＭＯＳ１０４の撮像面が露光される露光状態となる。そして、制御部７は、ＣＭＯＳ１０４が露光状態のときのチャート像の合焦評価値を演算し、ＣＭＯＳ１０４が非露光状態となる照明装置２０の消灯状態のときにチャート６を移動させる。
【００８０】
ローリングシャッター方式であるＣＭＯＳ１０４においては、上述のように露光状態と非露光状態との切換を行い、非露光状態の時にチャート６の移動を行うことで、チャート像のコントラストの検出精度の低下を防ぐことができる。つまり、露光状態の時にチャート６を移動させると、フレームとチャート６の位置との関係が１対１でなくなるため、コントラストの検出精度の低下を招く虞がある。これに対し、チャート６の移動を非露光状態の時に行い、チャート６が停止しているときに露光状態とすることで、フレームとチャート６の位置との関係を１対１とすることができる。そのため、チャート像のコントラストの検出精度の低下を防ぐことができる。なお、照明装置２０を点灯状態としたまま、たとえば、シャッター釦の押下に併せて１フレーム分の画像データーを取得するように、画像データーの取得タイミングを制御し、この画像データーに基づいて合焦評価値を演算してもよい。
【００８１】
しかしながら、かかる構成とした場合には、チャート６が次の位置に移動し停止が完了するまで、電荷の蓄積を待つ必要がある。これは、チャート６が移動している間に電荷の蓄積を行うと、上述したように、フレームとチャート６の位置との関係が１対１でなくなるため、チャート像のコントラストの検出精度が低下する虞があるからである。したがって、チャート６が移動している間は、電荷の蓄積を行うことができない。つまり、チャート６の移動と、電荷の蓄積とを異なるタイミングで行う必要がある。
【００８２】
これに対し、ピント調整装置１は、ＣＭＯＳ１０４の露光状態（露光状態と非露光状態との切替）を、照明装置２０の点灯・非点灯により制御し、チャート６の移動を、照明装置２０が非点灯の状態にある時に行う構成となっている。このように構成することで、ＣＭＯＳ１０４が電荷を蓄積する駆動状態となっている間にチャート６を移動しても、チャート像のコントラストの検出精度の低下を防ぐことができる。これは、ＣＭＯＳ１０４は、電荷蓄積可能な状態であるが、照明装置２０が非点灯状態であるため、電荷が蓄積されないためである。したがって、チャート６の移動を、電荷の蓄積を行う時間内、すなわち、１フレーム分の画像の読み取りを行う時間内に行うことができる。このため、図７に示す本実施の形態のように、１フレーム分の画像の読み取りを行う都度に、チャート６を移動する構成とした場合には、たとえば、フレーム走査時間が１／１５秒であり、チャート６の観測箇所の数が３０箇所である場合は、約２秒の測定時間で、３０箇所について、合焦評価値を演算するためのデーターを取得することができる。
【００８３】
本実施の形態では、撮像素子にＣＭＯＳを備えるカメラモジュールに対してピントずれ方向・量を測定しているが、撮像素子としてＣＣＤを用いるカメラモジュールについてもピントずれ方向・量の測定を行ことができる。
【００８４】
なお、チャート６の位置制御は、モーター１８をステッピングモーターにより構成することで、十分に小さい分解能、たとえば1μｍで制御することもできるが、合焦評価値の数（撮影回数）を少なくし、測定時間を短くするため、求めるべきチャートの位置分解能より間引いて撮影を行い合焦評価値の極大は近似関数による補間処理で求めることが好ましい。
【００８５】
レンズ位置調整装置としての回転調整機構４は、カメラモジュール１００を所定位置に保持する保持手段としての保持部３と、レンズ鏡筒１０２の光入射側の端面である前端面１０２Ａに吸着する吸着手段としての吸着機構２２と、吸着機構２２を前端面１０２Ａに吸着させた状態で、レンズ鏡筒１０２をカメラモジュール１００のねじ部１０５に沿って回転させる回転手段としての回転機構２３を有している。
【００８６】
レンズ鏡筒１０２を回転する機構としては、たとえば、レンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに凹部を形成し、回転機構２３の側に凹部に嵌合するツメを設け、凹部にツメを嵌合させて、レンズ鏡筒１０２を回転する機構を採用することもできる。しかしながら、かかる機構による場合は、ツメを凹部に嵌合させるために、凹部の位置を検出する時間を要し、また、検出するための機構を要する。これに対し、レンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａを吸着する構成とすることで、凹部の位置を検出する時間と検出するための機構が不要となり、作業時間の効率化が図られ、また、装置の構成を簡略することも可能となる。
【００８７】
（他の実施の形態）
ピント調整装置１は、図８に示すように、コリメーターレンズ５とカメラモジュール１００との間に４つの反射ミラー２９（図８では２つのみ図示）を配置してもよい。
【００８８】
各反射ミラー２９は、その反射面の法線が光軸Ｘ２と垂直に交わる姿勢で、取り付けられている。すなわち、各反射ミラー２９の反射面は、光軸Ｘ２に平行となっている。また、反射ミラー２９は、光軸Ｘ２を交点の中心とし、互いに直交する２方向の各方向に、光軸Ｘ２を挟んで１対ずつ配置されている。すなわち、互いに対向する一対の反射ミラー２９は光軸Ｘ２を挟んで対称に配置され、また他の一対の互いに対向する反射ミラー２９も光軸Ｘ２を挟んで対称に配置される。そして、一対の反射ミラー２９が配置される方向と、他の一対の反射ミラー２９が配置される方向は互いに直交している。
【００８９】
このように反射ミラー２９を配置することで、チャート６の光軸Ｘ２から離れた位置のチャート部分を撮像することができる。つまり、反射ミラー２９を所望の像高に合わせた軸外の方向に設定するだけで、チャート６の広い範囲に亘って合焦状態を検出することができる。
【００９０】
なお、各反射ミラー２９は、ＣＭＯＳ１０４の撮像面の対角方向に一対ずつ互いに対向するように配置してもよい。 また、反射ミラー２９は４枚に限らず、１枚以上配置することで、ミラーが配置された方向について、軸外の広い範囲に亘って合焦状態を検出することができる。
【００９１】
（他の実施の形態）
カメラモジュールの中には、図９に示すカメラモジュール１１０のように、レンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに、治具連結用の凹部１０６が形成されているものもある。このようなカメラモジュール１１０に対しては、上述の実施の形態に説明した回転調整機構４に換えて、図９に示す回転調整機構４０としてもよい。回転調整機構４０、チャンバー体２７に換えて、凹部１０６に嵌合可能なツメ４１を有するチャック体４２を回転盤２４に備えている。かかる構成の回転調整機構４０においては、凹部１０６にツメ４１を嵌合させた状態で、回転盤２４を回転することで、レンズ鏡筒１０２を回転することができる。なお、図９においては、図１に示す回転調整機構４と同様な構成部分については同一の符号を付し、その説明を省略または簡略する。また、図１３に示すカメラモジュール１００と同様な構成部分についても同一の符号を付し、その説明を省略または簡略する。
【００９２】
（他の実施の形態）
図１０は、回転調整機構４０を備えるピント調整装置５０の構成を示す図である。ピント調整装置１の構成と同様の構成部分については、同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。図１１は、複数のカメラモジュール１１０を載置することができるパレット５１に、複数のカメラモジュール１１０が載置された状態を示す図である。
【００９３】
ピント調整装置５０は、ステージ２に載置されたパレット５１に載置された複数のカメラモジュール１１０に対して、順次にピント調整を行うことができる。ピント調整装置５０のステージ２には、パレット５１を光軸Ｘ２に直交する方向に移動することができる図示を省略するパレット移動機構が備えられている。パレット移動機構は、たとえば、直交する２軸に沿って移動することができる移動ステージにより構成することができる。
【００９４】
パレット移動機構により、パレット５１に載置されているカメラモジュール１１０は、順次、ピント調整が施される位置（調整作業位置）、すなわち、撮影レンズ１０１の光軸Ｘ１と光軸Ｘ２と一致する位置に移動させられピント調整が施される。調整作業位置にカメラモジュール１００が配置されたとき、ステージ２側に設けられる電気接点とカメラモジュール１００の電気接点とが接続され、カメラモジュール１００と制御部７とは電気的に接続可能な構成とされる。
【００９５】
ピント調整装置５０は、回転調整機構４０により、レンズ鏡筒１０２を回転させる動作を行うに当たり、凹部１０６にツメ４１を嵌合させる必要がある。しかしながら、調整作業位置に配置されたカメラモジュール１１０の凹部１０６とツメ４１との光軸Ｘ２の周方向における位置は一致しているとは限らない。そのため、光軸Ｘ２の周方向におけるツメ４１と凹部１０６との位置を一致させ、凹部１０６にツメ４１が嵌合していることを確認した後、上述のステップＳ６０にて演算されたレンズ鏡筒１０２の回転方向と回転量に基づいてモーター２１（図２参照）を駆動し、レンズ鏡筒１０２を所定方向に所定量回転させる。
【００９６】
凹部１０６にツメ４１が嵌合しているか否かは、たとえば、回転盤２４の回転トルクを検出することにより判断することができる。ツメ４１が凹部１０６に嵌合しているときの回転トルクは、嵌合していないときの回転トルクに比べて大きい。これは、ツメ４１が凹部１０６に嵌合していないときは、ツメ４１の後端面がレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに対して摺動するため、レンズ鏡筒１０２を回転させるトルクが不要であるのに対し、ツメ４１が凹部１０６に嵌合しているときは、レンズ鏡筒１０２を回転させるためのトルクが必要だからである。したがって、回転盤２４の回転トルクの変動を検出することで、ツメ４１が凹部１０６に嵌合していることを検出してから、レンズ鏡筒１０２を所定方向に所定量回転させることで、撮影レンズ１０１の焦点位置を撮像面に一致させることができる。
【００９７】
ピント調整装置５０は、図９に示すように、光軸Ｘ２の周方向について、回転盤２４に設定される基準位置Ｐ１と、回転盤２４の回転に対して固定された位置であるピント調整装置５０側の基準位置Ｐ２とが設定されている。そして、ピント調整装置５０は、回転盤２４を回転させたときに、回転盤２４の基準位置Ｐ１が、基準位置Ｐ２からどの方向にどれだけ回転させられたかを検出する。したがって、ピント調整装置５０においては、ツメ４１の位置と基準位置Ｐ１との関係を予め既知としておくことで、基準位置Ｐ２に対するツメ４１の位置を知ることができる。基準位置Ｐ１の基準位置Ｐ２に対する回転方向と回転量の検出は、モーター２１の回転方向とステップ数により把握することができる。
【００９８】
したがって、レンズ鏡筒１０２の回転に当たっては、基準位置Ｐ１を基準位置Ｐ２に合わせた状態から回転盤２４の回転を開始することで、ツメ４１の基準位置Ｐ２に対する位置を検出することができる。つまり、撮影レンズ１０１の焦点位置を撮像面に一致させるようにレンズ鏡筒１０２を所定方向に所定量回転させピント調整が行われたときのツメ４１の基準位置Ｐ２に対する位置を検出することができる。ツメ４１の位置と凹部１０６の位置は対応している。したがって、基準位置Ｐ２とパレット５１に設定される基準位置Ｐ３との関係を予め既知としておくことで、基準位置Ｐ３に対する凹部１０６の位置を特定することができる。
【００９９】
パレット５１には、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等により構成される記憶装置５２が設けられている。ピント調整装置５０は、カメラモジュール１１０毎に、ピント調整が行われた後の凹部１０６と基準位置Ｐ３との関係を特定し、基準位置Ｐ３を基準とする凹部１０６の位置情報を記憶装置５２に記憶する。したがって、ピント調整が行われた後のカメラモジュール１１０が載置されているパレット５１の記憶装置５２には、載置されている各カメラモジュール１１０の凹部１０６の位置情報が記憶されている。
【０１００】
回転調整機構４０のチャック体４２は、ツメ４１を、図９に示すように、チャック体４２の後端面４２Ａから後方に突出している状態と、前方に向けて移動する（後端面４２Ａからの突出長が短くなる）ことができるように構成してもよい。かかる構成においては、ツメ４１は、たとえば、図示を省略するスプリング等により、ツメ４１の自重を支持できる程度の軽い付勢力で後方に向けて付勢されている構成となっている。したがって、ツメ４１を前方に移動しても、ツメ４１は、該付勢力により後方に押されて元の位置に復帰する。
【０１０１】
このように構成されるチャック体４２を備えるピント調整装置５０は、次のようにして、カメラモジュール１１０のピント調整を行うことができる。先ず、カメラモジュール１１０を、ピント調整が施される位置（調整作業位置）に配置させた状態で、回転調整機構４０を後方を移動し、ツメ４１をレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに当接させる。そして、基準位置Ｐ１が基準位置Ｐ２に一致している初期位置から回転盤２４を、所定の方向に所定の角度回転させる。
【０１０２】
ツメ４１が凹部１０６に嵌合していないときには、ツメ４１は、後端面４２Ａからの突出長が短くなっている状態で前端面１０２Ａ上を摺動し、凹部１０６の位置に移動すると、付勢力により後方に移動し（伸び）、凹部１０６に嵌合する。ツメ４１が凹部１０６に嵌合すると、レンズ鏡筒１０２はチャック体４２と一体に回転する。たとえば、ツメ４１と凹部１０６が、光軸Ｘ１の周りに１２０度間隔で配置されている場合には、上記の所定の角度を、１２０度とすれば、回転盤２４が１２０度回転する間に、ツメ４１は、凹部１０６に必ず嵌合する。つまり、回転盤２４が初期位置から所定方向に所定の角度回転させられた状態で、ツメ４１と凹部１０６は嵌合した状態で、初期位置に対して所定の位置に配置される。
【０１０３】
この状態で、カメラモジュール１１０のピントずれ方向・量を測定し、この測定結果に対応するレンズ鏡筒１０２の回転方向と回転量を演算する。そして、この回転方向と回転量に基づいてモーター２１（図２参照）を駆動し、レンズ鏡筒１０２を所定方向に所定量回転させ、カメラモジュール１１０のピント位置調整を行う。
【０１０４】
ところで、上述したように、ピント調整装置５０においては、ツメ４１の位置と基準位置Ｐ２との関係が予め既知となっている。回転盤２４は、基準位置Ｐ１が基準位置Ｐ２に一致している初期位置から所定の方向に所定の角度回転され、さらに、ピントずれ方向・量に対応した回転方向と回転量を回転させられている。所定の方向と所定の角度回転は既知であるため、ピント位置調整が行われた状態における基準位置Ｐ２に対するツメ４１の位置を特定することができる。ツメ４１の位置と凹部１０６の位置は対応し、また、基準位置Ｐ２とパレット５１に設定される基準位置Ｐ３との関係も予め既知となている。したがって、ピント位置調整が行われた状態における基準位置Ｐ３に対する凹部１０６の位置を特定することができる。そして、このようにして特定される基準位置Ｐ３に対する凹部１０６の位置を、パレット５１の記憶装置５２に記憶してもよい。
【０１０５】
図１２は、パレット５１に載置されたカメラモジュール１１０の凹部１０６（図９参照）に接着剤を塗付するカメラモジュール用接着剤塗付装置（以下、塗付装置と記載する。）７０（以下、塗付装置と記載する。）の概略の構成を示す図である。塗付装置７０は、パレット５１を図中Ｘ方向に移動することができ、Ｘ方向の移動機構７１と、接着剤を塗付するディスペンサー７２を図中Ｙ方向とＺ方向の２方向に移動することができる２軸の移動機構７３とを有する。移動機構７１と移動機構７３とにより、ディスペンサー７２をパレット５１に載置されているカメラモジュール１１０に対してＸ−Ｙ−Ｚの３方向に移動することができる。
【０１０６】
塗付装置７０は、パレット５１に記憶されているカメラモジュール１１０毎の凹部１０６（図９参照）の位置情報に基づき、ディスペンサー７２をカメラモジュール１１０の凹部１０６に移動し、凹部１０６に接着剤を塗付する。
【０１０７】
なお、上述の実施の形態は、本発明の実施の形態の例であり、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。
【０１０８】
たとえば、上述の実施の形態においては、ピントずれ方向・量の測定対象として、レンズ鏡筒１０２を筐体１０３との間に設けられるねじ部１０５に沿って光軸Ｘ１に回転させて焦点位置を移動させる構成のカメラモジュール１００（１１０）を例示しているが、レンズ鏡筒を筐体に対して、レンズ鏡筒の光軸方向にスライドさせる構成のカメラモジュールとしてもよい。また、測定対象は、カメモーモジュールに限らず、レンズ鏡筒単体であったり投射プロジェクタの投射レンズ光学系であってもよい。また、ピントずれ方向・量の測定に当たって、チャート６に換えて、他のパターンのチャートを用いてもよい。また、上述の実施の形態においては、コリメーターレンズ５を用いて、無限遠にカメラモジュール１００の焦点合わせを行っているが、コリメーターレンズ５を用いずに、有限距離に焦点合わせを行う構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１，５０ … カメラモジュールのピント調整装置
３ … 保持部（保持手段）
４，４０ … 回転調整機構（カメラモジュールのレンズ位置調整装置）
６ … 画像評価用のチャート
６Ａ … 格子点
６Ｂ … 格子線
６Ｃ（６Ｃ１，６Ｃ２） … 領域
７Ａ … 合焦評価値演算部（合焦評価値演算手段）
７Ｂ … チャート合焦偏倚方向・量演算部（チャート合焦偏倚方向・量演算手段）
７Ｃ … ピントずれ方向・量演算部（ピントずれ方向・量演算手段）
７Ｄ … 回転演算部（回転演算手段）
１７ … 移動機構（チャート移動手段）
１９ … チャート偏倚方向・量検出装置（チャート偏倚方向・量検出手段）
２２ … 吸着機構（吸着手段）
２３ … 回転機構（回転手段）
２９ … 反射ミラー
５１ … カメラモジュール搭載用のパレット
７０ … カメラモジュール用接着剤塗付装置
１００，１１０ … カメラモジュール
１０１ レンズ（撮影レンズ）
１０４ … ＣＭＯＳ（撮像素子）
Ｆ２ … 焦点位置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像評価用のチャート、カメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置、カメラモジュールのレンズ位置調整装置、カメラモジュールのピント調整装置、カメラモジュール搭載用のパレット、カメラモジュール用接着剤塗付装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズと撮像素子とが筐体等に組み込まれた一体的な構成であり、携帯電話やウエブカメラ等の電子機器に組み込まれて使用される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の製造にあたっては、画像評価用のチャートを撮影し、その撮像状態に基づいて、カメラモジュールのピント調整が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０１１６８号
【０００４】
【特許文献２】特開２００６−２０８９３２号
【０００５】
【特許文献３】特開２００９−３１５２号
【０００６】
【特許文献４】特開２００９−３０２８３７号
【０００７】
【特許文献５】特開２００６−３０２５６号
【０００８】
【特許文献６】特開２００７−５７８１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、撮像素子の高画素化等に伴い、より精度の高いピント調整や、調整工程の効率化等が望まれる。そこで、本発明は、ピント調整の精度の向上や調整工程の効率化を図ることができる、画像評価用のチャート、カメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置、カメラモジュールのレンズ位置調整装置、カメラモジュールのピント調整装置、カメラモジュール搭載用のパレット、カメラモジュール用接着剤塗付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】
【００１０】
上記課題を解決するため、画像評価用のチャートは、格子点が直角２等辺三角形の頂点を成す格子線にて形成される領域を有し、格子線を挟んで隣接する領域のコントラストが互いに異なることとする。
【００１１】
上記課題を解決するため、ピントずれ方向・量測定装置は、レンズと、レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有するカメラモジュールを、所定位置に保持する保持手段と、保持手段により保持されたカメラモジュールのレンズの光軸上に配置される画像評価用のチャートと、チャートを光軸方向に沿って移動させるチャート移動手段と、レンズの焦点位置に対して光学的に共役な位置に対するチャートの位置のずれ量とずれ方向であるチャート偏倚方向・量を検出するチャート偏倚方向・量検出手段と、撮像素子の撮像面に形成されるチャート像の合焦状態に関する合焦評価値を演算する合焦評価値演算手段と、チャートが少なくとも異なる３つの位置に配置されているときの合焦評価値を用いて、チャート像が合焦状態となるときのチャート偏倚方向・量であるチャート合焦偏倚方向・量を演算するチャート合焦偏倚方向・量演算手段と、チャート合焦偏倚方向・量を用いて、撮像面に対するレンズの焦点位置のずれ量とずれ方向であるピントずれ方向・量を演算するピントずれ方向・量演算手段とを有することとする。
【００１２】
上記発明において、合焦評価値演算手段は、二乗平均平方根を用いて合焦評価値の演算を行うこととする。
【００１３】
上記発明において、撮像面に合焦された状態で結像されるチャート像のコントラストの１周期の幅が、撮像素子の８画素以上であることとする。
【００１４】
上記発明において、撮像素子はＣＭＯＳであり、チャートが照明されることにより撮像面に形成されるチャート像がＣＭＯＳを露光する露光状態と、ＣＭＯＳが露光されない非露光状態とを交互に発生させる露光状態切換手段を有し、露光状態におけるチャート像の合焦評価値を演算し、非露光時にチャートを移動することとする。
【００１５】
上記発明において、チャートとカメラモジュールとの間には、チャートからの光を撮像面に向けて反射する反射ミラーが配置されていることとする。
【００１６】
上記発明において、チャートは、格子点が直角２等辺三角形の頂点を成す格子線にて形成される領域を有し、格子線を挟んで隣接する領域のコントラストが互いに異なることとする。
【００１７】
上記課題を解決するため、カメラモジュールのレンズ位置調整装置は、レンズと、レンズを保持しているレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒を保持する筐体と、レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、レンズ鏡筒と筐体との間に形成されるネジ部に沿ってレンズ鏡筒が光軸中心に回転されることによりレンズと撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールを所定位置に保持する保持手段と、レンズ鏡筒の光入射側の端面に吸着する吸着手段と、吸着手段を端面に吸着させた状態で、レンズ鏡筒をネジ部に沿って回転させる回転手段とを有することとする。
【００１８】
上記課題を解決するため、カメラモジュールのピント調整装置は、レンズと、レンズを保持しているレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒を保持する筐体と、レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、レンズ鏡筒と筐体との間に形成されるネジ部に沿ってレンズ鏡筒が光軸中心に回転されることによりレンズと撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールのピント調整装置において、カメラモジュールの撮像面に対するレンズの焦点位置のずれ量とずれ方向であるピントずれ方向・量を測定するピントずれ方向・量測定手段と、ピントずれ方向・量測定手段により測定されたピントずれ方向・量に基づいて、レンズの焦点位置を撮像面に一致させるために必要なレンズ鏡筒の回転方向および回転量を演算する回転演算手段と、レンズ鏡筒をネジ部に沿って、回転演算手段により演算された回転方向に回転量でレンズ鏡筒を回転させることで、レンズの焦点位置と撮像面とを一致させるレンズ位置調整手段とを有し、ピントずれ方向・量測定手段は、請求項２から７のいずれか１項に記載のカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置であり、レンズ位置調整手段は、請求項８に記載のカメラモジュールのレンズ位置調整装置であることとする。
【００１９】
上記課題を解決するため、レンズと、レンズを保持しているレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒を保持する筐体と、レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、レンズ鏡筒と筐体との間に形成されるネジ部に沿ってレンズ鏡筒が光軸中心に回転されることによりレンズと撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールであって、レンズ鏡筒に設けられる所定位置に接着剤が塗付されることでレンズ鏡筒の回転位置の固定が行われるカメラモジュールが、距離の調整が行われた状態で搭載されるカメラモジュール搭載用のパレットにおいて、所定の基準位置と所定位置との偏差を記憶することができる偏差記憶手段を有することとする。
【００２０】
上記課題を解決するため、レンズと、レンズを保持しているレンズ鏡筒と、レンズ鏡筒を保持する筐体と、レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、レンズ鏡筒と筐体との間に形成されるネジ部に沿ってレンズ鏡筒が光軸中心に回転されることによりレンズと撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールであって、レンズ鏡筒に設けられる所定位置に接着剤が塗付されることでレンズ鏡筒の回転位置の固定が行われるカメラモジュールに対して、所定位置に接着剤を塗付するカメラモジュール用接着剤塗付装置において、上述の偏差記憶手段が備えられているカメラモジュール搭載用のパレットがセットされ、偏差記憶手段に記憶されている偏差に基づいて、所定位置を特定し、接着剤の塗付を行うこととする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ピント調整の精度の向上や調整工程の効率化を図ることができる、画像評価用のチャート、カメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置、カメラモジュールのレンズ位置調整装置、カメラモジュールのピント調整装置、カメラモジュール搭載用のパレット、カメラモジュール用接着剤塗付装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明のカメラモジュールのピント調整装置の構成を示す図である
【図２】図１に示すピント調整装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図３】回転調整機構の構成を示す図であり、上段（Ａ）は、回転調整機構の概略の構成を側面から見たときの図であり、下段（Ｂ）は、回転調整機構の吸着手段としての吸着機構の概略の構成を斜め後方から見た拡大図である。
【図４】チャートの構成を示す図であり、上段（Ａ）は、チャートの全体を示した図であり、中段（Ｂ）は、チャートの一部分の拡大図であり、下段（Ｃ）は、チャートの構成を説明するための参考図でありチャートから色彩を省略した図である。
【図５】チャートの構成を説明するための参考図である。
【図６】ピント調整装置のピント調整動作を説明するフローチャートである。
【図７】ＣＭＯＳの画素の露光タイミングと、垂直駆動信号の出力タイミングと、照明装置の点灯・消灯タイミングと、チャートの移動タイミングとを示すタイミングチャートである。
【図８】ピント調整装置の変形例の構成を示す図である。
【図９】回転調整機構の変形例の構成を示す図である。
【図１０】ピント調整装置の変形例の構成を示す図であり、図９に示す回転調整機構をピント調整装置の構成を示す図である。
【図１１】パレットの構成を示す図である。
【図１２】カメラモジュール用接着剤塗付装置の概略の構成を示す図である。
【図１３】カメラモジュールの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る、画像評価用のチャート、カメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置、カメラモジュールのレンズ位置調整装置、カメラモジュールのピント調整装置、カメラモジュール搭載用のパレットおよびカメラモジュール用接着剤塗付装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（カメラモジュールのピント調整装置１の全体構成）
図１は、本発明に係るカメラモジュールのピント調整装置（以下、ピント調整装置と記載する。）１の構成を示す図である。図２は、ピント調整装置１の電気的構成を示すブロック図である。図１３は、ピント調整装置１によるピント調整の対象となるカメラモジュール１００の構成を示す図である。
【００２５】
ピント調整装置１は、カメラモジュール１００が載置されるステージ２と、保持部３と、カメラモジュール１００のレンズ鏡筒１０２を回転しレンズ鏡筒１０２の前後方向の位置調整を行うレンズ位置調整装置としての回転調整機構４と、コリメーターレンズ５と、画像評価用のチャート（以下、チャートと記載する。）６と、制御部７等を有している。そして、これらの部材あるいは機構等は、筐体８内に収容されている。なお、以下の説明において、カメラモジュール１００からチャート６に向かう方向を前方（前側）その反対方向を後方（後側）として説明する。
【００２６】
（カメラモジュール１００の構成）
先ず、図１３に基いて、カメラモジュール１００の構成について説明する。図１３は、カメラモジュール１００の概略の構成を示す図であり、カメラモジュール１００の光軸Ｘ１に沿う断面を示している。図１３に示すように、カメラモジュール１００は、撮影レンズ１０１と、撮影レンズ１０１を保持するレンズ鏡筒１０２と、レンズ鏡筒１０２を保持する筐体１０３と、撮像素子としてのＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）１０４等を有している。そして、カメラモジュール１００は、撮影レンズ１０１と、撮影レンズ１０１を保持するレンズ鏡筒１０２と、レンズ鏡筒１０２を保持する筐体１０３と、撮像素子としてのＣＭＯＳ１０４等が一つのユニットとして構成されている。したがって、カメラモジュール１００は、この単位で携帯電話やウエブカメラ等の電子機器に組み込まれた状態で、カメラとしての機能を有する。
【００２７】
撮影レンズ１０１により捕らえられた被写体光は、ＣＭＯＳ１０４の撮像面に受光させられる。レンズ鏡筒１０２と筐体１０３とは、ねじ部１０５によりねじ結合されている。したがって、レンズ鏡筒１０２をねじ部１０５に沿って筐体１０３に対して回転することで、ねじ部１０５のリードに従って撮影レンズ１０１を光軸Ｘ１に沿って移動することができる。つまり、レンズ鏡筒１０２をねじ部１０５に沿って筐体１０３に対して回転することで、撮影レンズ１０１の焦点位置を移動させることができる。カメラモジュール１００は、撮影レンズ１０１の焦点位置が所定位置に調整された状態で、たとえば、レンズ鏡筒１０２と筐体１０３とに亘って塗付される接着剤により、レンズ鏡筒１０２が筐体１０３に対して回転しないように固定されることで、焦点調整が行われたカメラモジュール１００として完成される。
【００２８】
図１に戻って、筐体８には、カメラモジュール１００を筐体８に取り込んだり、筐体８内から取り出すことができる図示を省略する扉部が設けられている。筐体８は、扉部が閉じられた状態で筐体８内部を暗室状態とすることができるように構成されている。ピント調整装置１を操作するための操作スイッチや表示パネル等の図示を省略する操作部９（図２参照）は、筐体８の外部に備えられている。
【００２９】
図１において、制御部７は、筐体８内に配置されている。しかしながら、制御部７は、筐体８の外部に備えられてもよく、たとえば、ピント調整装置１を制御するためのプログラムがインストールされたパーソナルコンピュータを制御部７として用いてもよい。この場合、パーソナルコンピュータのキーボードを操作部９として用いる構成としてもよい。
【００３０】
保持部３は、ピント調整装置１の光軸Ｘ２（コリメーターレンズ５の光軸）と撮影レンズ１０１の光軸Ｘ１（カメラモジュール１００の光軸Ｘ１）とを一致させた状態で、カメラモジュール１００をステージ２上に位置決めした状態で固定することができる。
【００３１】
保持部３は、ステージ２の前面に対して固定される４つの突起部１０（図１には２箇所のみ図示）により構成される。突起部１０は、光軸Ｘ２の周りに９０度間隔で４箇所に設けられている。そして、保持部３は、４つの突起部１０の内側に、カメラモジュール１００の筐体１０３を光軸Ｘ２と直交する方向に移動しない状態で嵌合することができる。カメラモジュール１００は、筐体１０３を保持部３の４つの突起部１０の内側に嵌合させた状態で、光軸Ｘ１が光軸Ｘ２に一致させられた所定位置に配置される。なお、保持部３は、チャッキング機構等により構成することもできる。ステージ２には、保持部３に保持されたカメラモジュール１００の電気接点に接続できる電気接点が設けられ、カメラモジュール１００と制御部７とは、電気的に接続可能な構成となっている。
【００３２】
筐体８内には、前後方向に亘って配置されるベース体１１が設けられ、回転調整機構４、コリメーターレンズ５およびチャート６はベース体１１に支持されている。
【００３３】
回転調整機構４は、回転調整機構保持体１２と移動機構１３とを介して、ベース体１１に支持されている。移動機構１３は、回転調整機構保持体１２と共に回転調整機構４を前後方向に移動することができる。移動機構１３は、たとえば、軸方向を前後に配置されたリードスクリュー（図示省略）と、このリードスクリューにねじ結合し回転調整機構保持体１２に対して取り付けられるボールねじ（図示省略）と、リードスクリューを回転させるモーター１４（図２参照）等により構成することができる。つまり、移動機構１３は、モーター１４によりリードスクリューを回転することで、ボールねじを移動し、回転調整機構保持体１２および回転調整機構４を前後方向に移動することができる。
【００３４】
コリメーターレンズ５は、レンズ保持体１５を介して、ベース体１１に対して固定された位置に取り付けられている。
【００３５】
チャート６は、チャート保持体１６とチャート移動手段としての移動機構１７とを介して、ベース体１１に支持されている。移動機構１７は、チャート保持体１６と共にチャート６を前後方向に移動することができる。移動機構１７は、移動機構１３と同様に、たとえば、軸方向を前後に配置されたリードスクリュー（図示省略）と、このリードスクリューにねじ結合しチャート保持体１６に対して取り付けられるボールねじ（図示省略）と、リードスクリューを回転させるモーター１８（図２参照）等により構成することができる。つまり、移動機構１７は、モーター１８によりリードスクリューを回転することで、ボールねじを移動し、チャート保持体１６およびチャート６を前後方向に移動することができる。
【００３６】
移動機構１７には、コリメーターレンズ５の焦点位置Ｆ１に対するチャート６のチャート偏倚方向・量を検出する、チャート偏倚方向・量検出手段としてのチャート偏倚方向・量検出機構１９（図２参照）が設けられている。チャート偏倚方向・量とは、焦点位置Ｆ１に対するチャート６のずれ方向（前方か後方か）と焦点位置Ｆ１とチャート６との間の距離（ずれ量）である。チャート偏倚方向・量検出機構１９は、たとえば、ベース体１１側に対して固定された位置に設けられるエンコーダー（図示省略）と、チャート保持体１６側に設けられるエンコーダー読み取り機構（図示省略）とにより構成することができる。エンコーダー読み取り機構は、エンコーダーを挟んで配置される光センサと投光部とにより構成することができる。焦点位置Ｆ１は、カメラモジュール１００の撮影レンズ１０１の焦点位置Ｆ２と共役な位置である。
【００３７】
制御部７は、たとえば、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたマイクロコンピュータであり、合焦評価値演算手段としての合焦評価値演算部７Ａと、チャート合焦偏倚方向・量演算手段としてのチャート合焦偏倚方向・量演算部７Ｂと、ピントずれ方向・量演算手段としてのピントずれ方向・量演算部７Ｃと、回転演算手段としての回転演算部７Ｄとを有する。制御部７は、ＲＯＭに記憶されている制御プログラムにより、ＣＭＯＳ１０４やチャート偏倚方向・量検出機構１９等からの情報に基づいて上述の各演算部において所定の演算処理を行い、また、チャート６を照明する照明装置２０（図２参照）やモーター１４等、すなわちピント調整装置１の駆動制御を行う。
【００３８】
（ピント調整装置１の動作の概要）
上述の構成を有するピント調整装置１の動作の概要を説明する。保持部３にカメラモジュール１００がセットされた後、制御部７は、カメラモジュール１００によりチャート６の撮影を行う。そして、制御部７は、ＣＭＯＳ１０４から得られる撮像信号に基づき、合焦状態に関する合焦評価値を合焦評価値演算部７Ａにて演算する。
【００３９】
合焦評価値の演算は、チャート６の光軸Ｘ２方向の３箇所以上（たとえば、２０〜３０箇所）の異なる位置における撮像信号について行われる。すなわち、制御部７は、移動機構１７を駆動し、チャート６を前後に移動させ、３箇所以上の異なる位置で、カメラモジュール１００にチャート６の撮影を行わせ、各位置における合焦評価値を合焦評価値演算部７Ａにて演算する。すなわち、各位置に対応するチャート偏倚方向・量についての合焦評価値を演算する。
【００４０】
次に、制御部７は、チャート合焦偏倚方向・量演算部７Ｂにて、演算された複数の合焦評価値に基づいて、合焦状態と判断される合焦評価値を得ることができるチャート偏倚方向・量であるチャート合焦偏倚方向・量を演算する。そして、制御部７は、このチャート合焦偏倚方向・量に基づいて、ピントずれ方向・量演算部７Ｃにて、撮影レンズ１０１の焦点位置Ｆ２とＣＭＯＳ１０４の撮像面とのずれ量とずれ方向であるピントずれ方向・量を演算する。
【００４１】
続いて、制御部７は、ピントずれ方向・量分だけレンズ鏡筒１０２を移動させるために必要なレンズ鏡筒１０２の回転量および回転方向を回転演算部７Ｄにて演算する。なお、レンズ鏡筒１０２の回転量および回転方向と、撮影レンズ２の移動量と移動方向とは予め既知の値としておく。そして、制御部７は、回転演算部７Ｄにて演算された回転量および回転方向に基づき、回転調整機構４に備えられるモーター２１（図２参照）を駆動し、レンズ鏡筒１０２を回転させ撮影レンズ１０１の焦点位置Ｆ２とＣＭＯＳ１０４の撮像面とを一致させる。
【００４２】
（回転調整機構４の構成）
以下に、図３を参照しながら、回転調整機構４の構成について詳しく説明する。図３の上段（Ａ）は、回転調整機構４の概略の構成を側面（光軸Ｘ２に直交する方向）から見たときの図であり、図３の下段（Ｂ）は、回転調整機構４の吸着手段としての吸着機構２２の概略の構成を斜め後方から見た拡大図である。
【００４３】
回転調整機構４は、回転手段としての回転機構２３と吸着機構２２を有する。回転機構２３は、回転調整機構保持体１２に対して回転可能に支持される回転盤２４と回転盤２４を回転させるモーター２１（図２参照）とを有する。回転盤２４は、回転調整機構保持体１２の後面に設けられるスリーブ２５に嵌合され、スリーブ２５と回転盤２４との間に配置されるボールベアリング２６とにより、回転調整機構保持体１２に対して回転可能とされている。また、回転盤２４は、モーター２１（図２参照）の出力軸と歯車にて連結され、モーター２１の駆動が伝達可能とされている。
【００４４】
吸着機構２２は、チャンバー体２７と、図示外の真空ポンプと、この真空ポンプとチャンバー体２７とを連通する管部２８とを有している。チャンバー体２７は、回転盤２４の後面に取り付けられ、回転盤２４の回転と一体に回転することができる。チャンバー体２７は、中央に前後に貫通する貫通孔２７Ａが形成されるリング状を呈している。チャンバー体２７の内部には空気室２７Ｂが形成されている。回転盤２４の中央にも前後方向に貫通する貫通孔２４Ａが形成され、また、回転調整機構保持体１２にも前後方向に貫通する貫通孔１２Ａが形成されている。したがって、回転調整機構保持体１２および回転調整機構４は、貫通孔２７Ａ，２４Ａ，１２Ａにより前後方向に光を通過させることができる。
【００４５】
チャンバー体２７の後面２７Ｃには、光軸Ｘ２の周囲に等間隔に配置される複数（図３（Ｂ）では８個）の孔部２７Ｄが形成されている。したがって、真空ポンプにより空気室２７Ｂ内を減圧すると、孔部２７Ｄには吸引力が発生する。孔部２７Ｄは、後面２７Ｃをカメラモジュール１００のレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａ（図１３参照）に当接させたときに、前端面１０２Ａに対向する位置に配置されている。
【００４６】
したがって、チャンバー体２７の後面２７Ｃをレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに当接し、真空ポンプにより空気室２７Ｂ内を減圧し孔部２７Ｄに吸引力を発生させると、チャンバー体２７の後面２７Ｃにレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａを吸着することができる。つまり、チャンバー体２７の後面２７Ｃにレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａを吸着した状態で、回転盤２４を回転させ、回転盤２４と共にチャンバー体２７を回転させることで、レンズ鏡筒１０２を回転させることができる。回転盤２４を回転させるモーター２１は、たとえば、ステッッピングモーターにより構成することができ、所定の基準位置からのステップ数に基づき、回転盤２４の回転方向と回転量（回転角）を制御することができる。
【００４７】
チャンバー体２７には、マイクロスイッチ（精密スナップアクションスイッチまたはセンシティブスイッチ）２８が設けられている。マイクロスイッチ２８は、チャンバー体２７が、前方からレンズ鏡筒１０２に接近し、チャンバー体２７の後面２７Ｃがレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに接触したときに、スイッチがオン（またはオフ）される。したがって、マイクロスイッチ２８のオン・オフ状態を検出することで、チャンバー体２７の後面２７Ｃがレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに接触しているか否かを検出することができる。
【００４８】
（コリメーターレンズ５の構成）
コリメーターレンズ５の前方の焦点位置は焦点位置Ｆ１である。保持部３にカメラモジュール１００がセットされたされたときの撮影レンズ１０１の後方の焦点位置Ｆ２と焦点位置Ｆ１とは光学的に共役な関係となっている。したがって、焦点位置Ｆ２にＣＭＯＳ１０４の撮像面を配置することで、カメラモジュール１００は、無限遠に焦点合わせされた撮影系として構成される。
【００４９】
（チャート６の構成）
次に、図４を参照しながら、チャート６の構成について詳しく説明する。図４の上段（Ａ）は、チャート６の全体を示した図である。図４の中段（Ｂ）は、チャート６の一部分の拡大図である。図４の下段（Ｃ）は、チャート６の構成を説明するための参考図であり、チャート６から色彩を省略した図である。
【００５０】
図４（Ｃ）に示すように、チャート６は、格子点６Ａが直角２等辺三角形の頂点を成す格子線６Ｂにて形成される領域６Ｃを有している。すなわち、各領域６Ｃは、直角２等辺三角形を呈している。そして、格子線６Ｂを挟んで隣接する領域６Ｃ、たとえば、領域６Ｃ１と領域６Ｃ１のコントラストは互いに異なっている。チャート６においては、図４（Ｂ）に示すように、白色と黒色にてコントラストが形成されている。
【００５１】
上述のように形成されるチャート６は、縦横のエッジ６Ｄ，６Ｅと、縦横のエッジ６Ｄ，６Ｅに対して４５度の角度で傾斜するエッジ６Ｆ，６Ｇを有している。つまり、チャート６は、縦方向および横方向の２方向と、縦方向と横方向に対して斜め４５度の傾斜であって互いに傾斜方向が異なる２方向（すなわち、縦横方向を４５度回転した方向）との４方向の指向性を有している。そして、チャート６は、図４（Ｂ）に示す単位チャート６１Ｅが、格子線６Ｂを挟んで同一のコントラストとならないように複数配列されたものでる。そのため、チャート６は、全体として、チャートの指向性が少ないものとなっている。
【００５２】
しかも、チャート６は、一定のパターンで広い範囲（たとえば、撮影レンズ１０１の撮影範囲）に亘って形成されている。そのため、どこの場所に注目しても（たとえば、像高の高さに因らず）特性（指向性、解像度）に差が生じ難いものとなっている。
【００５３】
チャート６は、図５に示すように、チャート６１Ａとチャート６１Ｂを重ねたときの排他的論理和により形成されるチャートと、チャート６１Ｃとチャート６１Ｄを重ねたときの排他的論理和により形成されるチャートとを重ねたときの排他的論理和により形成される構成となっている。すなわち、（チャート６１Ａｘｏｒチャート６１Ｂ）ｘｏｒ（チャート６１Ａｘｏｒチャート６１Ｂ）＝チャート６１Ｅであり、チャート６は、チャート６１Ｅを複数有するチャートである。なお、排他的論理和においては、２つのチャートを重ねたときに、同色が重なった部分は白、異色が重なった部分は黒で表現することとしている。
【００５４】
チャート６１Ａは、コントラストのエッジの方向が、図中上下方向（Ｘ方向）に設定されるチャートであり、チャート６１Ｂは、コントラストのエッジの方向が、図中左右方向（Ｙ方向）に設定されるチャートである。そして、チャート６１Ｃは、コントラストのエッジの方向が、図中右上がり４５度の傾斜に設定されるチャートであり、チャート６１Ｄは、コントラストのエッジの方向が、図中左上がり４５度の傾斜に設定されるチャートである。つまり、チャート６は、一枚のチャートで４つのチャート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄが有するエッジを有していることになる。したがって、チャート６は、チャート６１Ａ，６１Ｂ，６１Ｃ，６１Ｄが有するエッジの方向を有している。
【００５５】
チャート保持体１６は、チャート６の前方に配置される照明装置２０を有している。また、チャート６は、領域６Ｃの黒色の部分は、光の透過量が少なく構成され、領域６Ｃの白い部分は光の透過量が多く構成されている。したがって、照明装置２０が点灯されると、チャート６の白色の部分は明部として表示され、黒色の部分が暗部として表示され、図４（Ａ）（Ｂ）に示す白黒のチャート６として表示される。
【００５６】
（ピント調整装置１の動作）
以下に、図６および図７を参照しながらピント調整装置１を用いて、カメラモジュール１００のピント調整動作について説明する。図６は、ピント調整装置１のピント調整動作を説明するフローチャートである。図７は、ＣＭＯＳ１０４の画素の電荷蓄積タイミング・データーの読み出しタイミングと、垂直駆動信号の出力タイミングと、照明装置２０の点灯・消灯タイミングと、チャート６の移動タイミングとを示すタイミングチャートである。なお、本実施の形態にピント調整装置１では、ＣＭＯＳ１０４をローリングシャッター方式にて駆動して読み出した撮像信号に基づき、合焦評価値の演算を行う構成となっている。
【００５７】
調整動作に先立ち、先ず、カメラモジュール１００を保持部３にセットする。保持部３にセットされたカメラモジュール１００の撮影レンズ１０１の光軸Ｘ１とコリメーターレンズ５の光軸Ｘ２は一致している。また、ピント調整装置１は、初期状態において、回転調整機構４およびチャート６は、それぞれ、所定の初期位置に配置されている。
【００５８】
回転調整機構４の初期位置は、回転調整機構４と保持部３との間でカメラモジュール１００を保持部３にセットする作業を行うことができる間隔を保持部３の前方に確保できる位置である。チャート６の初期位置は、本実施の形態においては、レンズ鏡筒１０２が調整範囲の最前方に配置されているときに、ＣＭＯＳ１０４の撮像面に形成されるチャート６の像（以下、チャート像と記載する。）を合焦状態とすることができる位置よりも若干前方の位置としている。なお、チャート６の初期位置は、たとえば、レンズ鏡筒１０２が調整範囲の最後方に配置されているときに、チャート像を合焦状態とすることができる位置よりも若干後方の位置とすることもできる。ピント調整装置１の初期状態においては、照明装置２０は、消灯状態とされている。したがって、筐体８内は暗状態であり、ＣＭＯＳ１０４の各画素には電荷の蓄積はない。
【００５９】
ピント調整動作においては、先ず、制御部７は、図７に示すように、垂直駆動信号がオフ（ＶＤ幅）のタイミングと時間長に合わせて、照明装置２０を点灯させる（ステップＳ１０）。照明装置２０が点灯すると、ＣＭＯＳ１０４の撮像面にチャート像が形成される。制御部７は、ＣＭＯＳ１０４で撮像されたチャート像（ＣＭＯＳ１０４から送られて来る画像データー）を取得する（ステップＳ２０）。そして、画像データーに基づき、チャート像の合焦状態に関する合焦評価値を演算する（ステップＳ２０）。そして、演算された合焦評価値が得られたときのチャート偏倚方向・量（焦点位置Ｆ１からのチャート６のずれ方向とずれ量）を取得し（ステップＳ２０）、ＲＡＭ等の所定の記憶手段に記憶する。チャート偏倚方向・量は、チャート偏倚方向・量検出機構１９（図２参照）により検出される。
【００６０】
照明装置２０の点灯時間の長さは、図７に示すように、ＶＤ幅に対応する時間であり、点灯時間が経過した後、照明装置２０は消灯される。つまり、筐体８内は暗状態となる。したがって、ＣＭＯＳ１０４の各画素の電荷の蓄積は、ＶＤ幅に対応する時間で照明装置２０の点灯が行われた間のみのものであり、この電荷が画像データーとして掃き出された後は、再び、照明装置２０が点灯するまでＣＭＯＳ１０４には電荷の蓄積はない。
【００６１】
合焦評価値の演算は、たとえば、二乗平均平方根を用いる。つまり、チャート像が撮像された撮像素子の各画素のコントラストの階調（たとえば、０から２５５の２５６階調）の値について、二乗平均平方根（ＲＭＳ）を求める。この場合、ＲＭＳが大きいほど、合焦状態が好適であることを示す。なお、画像データーの場合には、一般的に負の値を取らないため、白と黒の中間のグレーを０とし、チャート６の黒部分の階調を１に、白部分の階調を−１に正規化し、撮像面のチャート像のＲＭＳを求めるようにしてもよい。上記のように正規化した場合、チャート６のＲＭＳは、１になる。したがって、撮像面のチャート像も１に近いほど、合焦状態が好適であることを示す。
【００６２】
そして、制御部７は、チャート６が初期位置から所定の位置まで移動したか否かを判断する（ステップＳ３０）。この所定の位置は、本実施の形態では、レンズ鏡筒１０２が調整範囲の最後方に配置されているときに、チャート６の結像が合焦状態でＣＭＯＳ１０４の撮像面に結像する位置よりも若干後方の位置としている。チャート６が所定の位置まで移動していない場合（ステップＳ３０においてＮｏ）には、制御部７は、移動機構１７を駆動して、チャート６を所定距離移動させて停止させる（ステップＳ４０）。そして、制御部７は、図７に示すように、チャート６が停止している間に、垂直駆動信号がオフ（ＶＤ幅）のタイミングと時間に合わせて、照明装置２０を点灯させる（ステップＳ１０）。続いて、制御部７は、ＣＭＯＳ１０４で撮像されたチャート像（ＣＭＯＳ１０４から送られて来る画像データー）の取得と、合焦評価値の演算と、演算された合焦評価値に対応するチャート偏倚方向・量の取得を行い（ステップＳ２０）、ＲＡＭ等の所定の記憶手段に記憶する。
【００６３】
チャート６が所定の位置まで移動するまで（ステップＳ３０においてＹｅｓ）、ステップＳ１０〜Ｓ４０）の処理を繰り返す。図７に示すように、ピント調整装置１は、垂直駆動信号のオフに併せてチャート６の移動が停止されると共に照明装置２０が点灯され、照明装置２０の消灯に併せてチャート６が移動され、照明装置２０の次回の点灯前にチャート６の移動が停止され、チャート６が停止している間に垂直駆動信号のオフに併せて照明装置２０が点灯され、という動作を繰り返す。したがって、チャート６の異なる複数のチャート偏倚方向・量についての合焦評価値を取得することができる。なお、ステップＳ２０においては、画像データおよびチャート偏倚方向・量の取得のみを行い、チャート６が所定の位置まで移動した後（ステップＳ３０においてＹｅｓ）、後述するステップＳ５０が実行される前に、チャート６の移動位置毎に合焦評価値を演算するようにしてもよい。
【００６４】
なお、照明装置２０を点灯する前よりも早い時期にチャート６の移動を停止することで、チャート６の移動や制動に伴って発生する機械的振動が収束した状態で、チャート像を撮像することができる。つまり、合焦評価値とチャート偏倚方向・量の精度を高くすることができる。
【００６５】
制御部７は、チャート６が所定の位置まで移動した場合（ステップＳ３０においてＹｅｓ）には、上述のステップＳ１０〜Ｓ４０にて得られた複数の合焦評価値とチャート偏倚方向・量に基づいて、チャート合焦偏倚方向・量を演算する（ステップＳ５０）。制御部７は、最も値の大きな合焦評価値に対応するチャート偏倚方向・量をチャート合焦偏倚方向・量として演算（決定）する。
【００６６】
ところで、図７のＡ部分に示すように、ＣＭＯＳ１０４の電荷の読み出しタイミング（順番）が遅い画素（撮像面の右下の最終画素に近い画素）については、照明装置２０の点灯時間が電荷の蓄積時間から外れ、露光が不完全な画素（露光不完全画素）となることがある。かかる露光不完全画素は、正確なコントラスト情報を取得していないので、合焦評価値の演算用の情報としては好ましくない。そこで、各ラインの積算時間をできるだけ長くすることで、露光不完全画素の数を少なくすることができる。本実施の形態においては、各ラインの積算時間を、使用するＣＭＯＳ１０４において設定できる範囲の最長とすることで、露光不完全画素の数を少なくしている。
【００６７】
そして、制御部７は、ピントずれ方向・量演算部７Ｃにて、チャート合焦偏倚方向・量に基づいて、ピントずれ方向・量を演算する（ステップＳ６０）。ピントずれ方向・量は、下記の式（１）により算出することができる。
ｄｆｘ＝｛（ａ×ｆｘ）／（ａ−ｆｘ）｝−ｆｘ ・・・ （１）
但し ａ＝Ｌ−｛ｆｓ（ｆｓ＋ｄｆｓ）｝／ｄｆｓ
ｄｆｘ：ピントずれ方向・量
ｄｆｓ：チャート合焦偏倚方向・量
ｆｓ：コリメーターレンズ５の焦点距離
ｆｘ：撮影レンズ１０１の焦点距離
Ｌ：コリメーターレンズ５と撮影レンズ１０１の主点間距離
【００６８】
筐体１０３に対してねじ部１０５にてねじ結合するレンズ鏡筒１０２は、ねじ部１０５に沿って筐体１０３に対して回転させられることで、ねじ部１０５のリードに従って撮影レンズ１０１を光軸Ｘ１に沿って移動することができる。つまり、レンズ鏡筒１０２をねじ部１０５に沿って筐体１０３に対して回転することで、撮影レンズ１０１の焦点位置を調整することができる。制御部７は、ピントずれ方向・量に基づいて、撮影レンズ１０１の焦点位置を撮像面に一致させるために必要なレンズ鏡筒１０２の回転方向と回転量を演算する（ステップＳ６０）。レンズ鏡筒１０２の回転方向と前後方向について移動方向との対応、およびレンズ鏡筒１０２の回転量に対する前後方向への移動量との対応（所定の単位回転量に対する移動量との対応）は予め既知の値としておく。そのため、ピントずれ方向・量に基づいて撮影レンズ１０１の焦点位置を撮像面に一致させるために必要なレンズ鏡筒１０２の回転方向と回転量を演算することができる。
【００６９】
続いて、制御部７は、移動機構１３を駆動し、チャンバー体２７の後面２７Ｃがレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに当接するまで、回転調整機構４を後方に移動する（ステップＳ７０）。チャンバー体２７の後面２７Ｃがレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに当接したか否かは、マイクロスイッチ２８のＯＮ（またはＯＦＦ）を検出することにより判断することができる。次いで、後面２７Ｃを前端面１０２Ａに当接させた状態で図示外の真空ポンプを駆動し、孔部２７Ｄに吸引力を発生させ、レンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａをチャンバー体２７の後面２７Ｃに吸引する（ステップＳ８０）。
【００７０】
そして、制御部７は、ステップＳ６０にて演算したレンズ鏡筒１０２の回転方向と回転量に基づいてモーター２１（図２参照）を駆動し、レンズ鏡筒１０２を所定方向に所定量回転させる（ステップＳ９０）。これにより、撮影レンズ１０１の焦点位置が撮像面に一致させられる。
【００７１】
（実施の形態の主な効果）
上述のピント調整装置１は、カメラモジュール１００を所定位置に保持する保持手段としての保持部３と、保持部３により保持されたカメラモジュール１００の撮影レンズ１０１の光軸Ｘ１上に配置される画像評価用のチャート６と、チャート６を光軸Ｘ１方向に沿って移動させるチャート移動手段としての移動機構１７と、撮影レンズ１０１の焦点位置Ｆ２と光学的に共役な位置であるコリメーターレンズ５の焦点位置Ｆ１に対するチャート６の位置のずれ量とずれ方向であるチャート偏倚方向・量を検出するチャート偏倚方向・量検出手段としてのチャート偏倚方向・量検出機構１９と、撮像素子としてのＣＭＯＳ１０４の撮像面に形成されるチャート像の合焦状態に関する合焦評価値を演算する合焦評価値演算手段としての合焦評価値演算部７Ａと、チャート６が少なくとも異なる３つの位置に配置されているときの合焦評価値を用いて、チャート像が合焦状態となるときのチャート偏倚方向・量であるチャート合焦偏倚方向・量を演算するチャート合焦偏倚方向・量演算手段としてのチャート合焦偏倚方向・量演算部７Ｂと、チャート合焦偏倚方向・量を用いて、撮像面に対する撮影レンズの焦点位置Ｆ２のずれ量とずれ方向であるピントずれ方向・量を演算するピントずれ方向・量演算手段としてのピントずれ方向・量演算部７Ｃとを有するカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置（以下、ピントずれ方向・量測定装置と記載する。）を有している。
【００７２】
このように構成されるピントずれ方向・量測定装置によれば、たとえば、撮影レンズ１０１を光軸Ｘ２方向に移動させてピント位置を探す場合に比べて、迅速にピント位置を測定することができる。また、被写体距離（チャート６と撮影レンズ１０１との間の距離）は、撮影レンズ１０１の像距離よりも長い。そのため、チャート６あるいは撮影レンズ１０１を移動させて焦点位置を変化させる場合、焦点位置の移動量が同一ならば、チャート６の移動量の方が撮影レンズ１０１の移動量よりも大きい。つまり、撮影レンズ１０１を移動させて焦点位置を変化させる制御に比べて、チャート６を移動させて焦点位置を変化させる方が制御を行い易く、ひいては、ピントずれ方向・量測定精度を高いものとすることができる。
【００７３】
また、合焦評価値演算部７Ａは、二乗平均平方根を用いて合焦評価値の演算を行うこととしている。
【００７４】
たとえば、一般的なコントラスト式ＡＦはチャート像の高周波成分を評価値として用い、高周波成分が極大となる位置をピント位置として評価する。しかし、高周波成分が極大のときに必ずしも合焦状態が最適となっていないこともある。たとえば、レンズによっては低周波側の極大と高周波側の極大の位置が一致していないものもある。また、高周波成分を抽出する時に微分法を用いる場合、画像の特定の方向に沿って偏微分することになるためコントラスト評価値は特定の方向性を持つ。レンズによっては走査方向によってピント特性の違う非点収差をもつものがあり、上記の様な方法でピント位置を求めた時に人間の視覚（感覚）と親和性の高い結像結果を得られないことがある。これに対し、チャート像が撮像された撮像素子の各画素のコントラストの階調値について二乗平均平方根（ＲＭＳ）を求め、これを合焦評価値として用いることで、合焦状態についての評価を精度の高いものとすることができる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、上述のように、合焦状態の評価精度が高くなるという観点から二乗平均平方根を用いて合焦評価値を演算しているが、チャート像の高周波成分を合焦状態の評価値として用いることもできる。
【００７６】
また、撮像面に合焦された状態で結像されるチャート像のコントラストの１周期（たとえば、黒白のコントラストを有するチャートの場合、連続する黒白一対で１周期のコントラスト）の幅は、撮像素子の８画素以上とすることが好ましい。すなわち、ＣＭＯＳ１０４の画素ピッチから求められるナイキスト周波数の１／４より大きくなるようにチャート像のコントラストの１周期の幅を設定することが好ましい。このようにすることで、コントラストを精度良く検出することができる。より好ましくは、１６画素以上とすることが好ましい。より精度の高いコントラスト検出を行うことができる。
【００７７】
一方、できるだけ多くのコントラストの周期についての合焦評価値を得ることで評価値の精度を向上させることができる。かかる観点から、撮像面にコントラストの周期が５周以上取れることが好ましく、より好ましくは、１０周期以上取れることが好ましい。つまり、チャート像は、コントラストの１周期が８画素以上であることが好ましく、撮像面にコントラストの周期を５周以上取れることが好ましい。そして、コントラストの１周期を１６画素以上とすることでより精度の高いコントラストを検出することができる。また、撮像面にコントラストの周期を１０周以上取ることで、合焦評価値の精度をより高いものとすることができる。なお、コントラストの１周期の幅および撮像面に形成されるコントラストの周期の数の設定は、は、チャート自体の大きさ（チャートのコントラストの周期の幅）やＣＭＯＳ１０４に撮像されるチャート像の倍率等に設定することができる。
【００７８】
チャート６は、走査位置により、コントラストの１周期の幅が異なる。チャート６は、図５で示した４つのチャート６１Ａ〜６１Ｄの排他的論理和により形成されているものである。この場合には、チャート６１Ａ〜６１Ｄの個別のチャート像（撮像面に形成される像）のコントラストの１周期の幅が、撮像素子の８画素以上とすることで、チャート６のチャート像においても、精度の高いコントラストを検出することができる。
【００７９】
ピント調整装置１は、筐体８と、照明装置２０と、制御部７とを有する露光状態切換手段を有している。回転調整機構４、コリメーターレンズ５、チャート６およびカメラモジュール１００が筐体８内に収容されている。また、筐体８の扉部（図示省略）が閉じられた状態で照明装置２０が消灯状態となると、筐体８内は暗状態となる。制御部７は、照明装置２０の点灯と消灯の切換を行い、照明装置２０が消灯状態のときには、ＣＭＯＳ１０４は、露光されない非露光状態となり、照明装置２０が点灯状態のときは、照明装置２０により照明されるチャート６のチャート像（チャート６からの光）によりＣＭＯＳ１０４の撮像面が露光される露光状態となる。そして、制御部７は、ＣＭＯＳ１０４が露光状態のときのチャート像の合焦評価値を演算し、ＣＭＯＳ１０４が非露光状態となる照明装置２０の消灯状態のときにチャート６を移動させる。
【００８０】
ローリングシャッター方式であるＣＭＯＳ１０４においては、上述のように露光状態と非露光状態との切換を行い、非露光状態の時にチャート６の移動を行うことで、チャート像のコントラストの検出精度の低下を防ぐことができる。つまり、露光状態の時にチャート６を移動させると、フレームとチャート６の位置との関係が１対１でなくなるため、コントラストの検出精度の低下を招く虞がある。これに対し、チャート６の移動を非露光状態の時に行い、チャート６が停止しているときに露光状態とすることで、フレームとチャート６の位置との関係を１対１とすることができる。そのため、チャート像のコントラストの検出精度の低下を防ぐことができる。なお、照明装置２０を点灯状態としたまま、たとえば、シャッター釦の押下に併せて１フレーム分の画像データーを取得するように、画像データーの取得タイミングを制御し、この画像データーに基づいて合焦評価値を演算してもよい。
【００８１】
しかしながら、かかる構成とした場合には、チャート６が次の位置に移動し停止が完了するまで、電荷の蓄積を待つ必要がある。これは、チャート６が移動している間に電荷の蓄積を行うと、上述したように、フレームとチャート６の位置との関係が１対１でなくなるため、チャート像のコントラストの検出精度が低下する虞があるからである。したがって、チャート６が移動している間は、電荷の蓄積を行うことができない。つまり、チャート６の移動と、電荷の蓄積とを異なるタイミングで行う必要がある。
【００８２】
これに対し、ピント調整装置１は、ＣＭＯＳ１０４の露光状態（露光状態と非露光状態との切替）を、照明装置２０の点灯・非点灯により制御し、チャート６の移動を、照明装置２０が非点灯の状態にある時に行う構成となっている。このように構成することで、ＣＭＯＳ１０４が電荷を蓄積する駆動状態となっている間にチャート６を移動しても、チャート像のコントラストの検出精度の低下を防ぐことができる。これは、ＣＭＯＳ１０４は、電荷蓄積可能な状態であるが、照明装置２０が非点灯状態であるため、電荷が蓄積されないためである。したがって、チャート６の移動を、電荷の蓄積を行う時間内、すなわち、１フレーム分の画像の読み取りを行う時間内に行うことができる。このため、図７に示す本実施の形態のように、１フレーム分の画像の読み取りを行う都度に、チャート６を移動する構成とした場合には、たとえば、フレーム走査時間が１／１５秒であり、チャート６の観測箇所の数が３０箇所である場合は、約２秒の測定時間で、３０箇所について、合焦評価値を演算するためのデーターを取得することができる。
【００８３】
本実施の形態では、撮像素子にＣＭＯＳを備えるカメラモジュールに対してピントずれ方向・量を測定しているが、撮像素子としてＣＣＤを用いるカメラモジュールについてもピントずれ方向・量の測定を行ことができる。
【００８４】
なお、チャート６の位置制御は、モーター１８をステッピングモーターにより構成することで、十分に小さい分解能、たとえば1μｍで制御することもできるが、合焦評価値の数（撮影回数）を少なくし、測定時間を短くするため、求めるべきチャートの位置分解能より間引いて撮影を行い合焦評価値の極大は近似関数による補間処理で求めることが好ましい。
【００８５】
レンズ位置調整装置としての回転調整機構４は、カメラモジュール１００を所定位置に保持する保持手段としての保持部３と、レンズ鏡筒１０２の光入射側の端面である前端面１０２Ａに吸着する吸着手段としての吸着機構２２と、吸着機構２２を前端面１０２Ａに吸着させた状態で、レンズ鏡筒１０２をカメラモジュール１００のねじ部１０５に沿って回転させる回転手段としての回転機構２３を有している。
【００８６】
レンズ鏡筒１０２を回転する機構としては、たとえば、レンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに凹部を形成し、回転機構２３の側に凹部に嵌合するツメを設け、凹部にツメを嵌合させて、レンズ鏡筒１０２を回転する機構を採用することもできる。しかしながら、かかる機構による場合は、ツメを凹部に嵌合させるために、凹部の位置を検出する時間を要し、また、検出するための機構を要する。これに対し、レンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａを吸着する構成とすることで、凹部の位置を検出する時間と検出するための機構が不要となり、作業時間の効率化が図られ、また、装置の構成を簡略することも可能となる。
【００８７】
（他の実施の形態）
ピント調整装置１は、図８に示すように、コリメーターレンズ５とカメラモジュール１００との間に４つの反射ミラー２９（図８では２つのみ図示）を配置してもよい。
【００８８】
各反射ミラー２９は、その反射面の法線が光軸Ｘ２と垂直に交わる姿勢で、取り付けられている。すなわち、各反射ミラー２９の反射面は、光軸Ｘ２に平行となっている。また、反射ミラー２９は、光軸Ｘ２を交点の中心とし、互いに直交する２方向の各方向に、光軸Ｘ２を挟んで１対ずつ配置されている。すなわち、互いに対向する一対の反射ミラー２９は光軸Ｘ２を挟んで対称に配置され、また他の一対の互いに対向する反射ミラー２９も光軸Ｘ２を挟んで対称に配置される。そして、一対の反射ミラー２９が配置される方向と、他の一対の反射ミラー２９が配置される方向は互いに直交している。
【００８９】
このように反射ミラー２９を配置することで、チャート６の光軸Ｘ２から離れた位置のチャート部分を撮像することができる。つまり、反射ミラー２９を所望の像高に合わせた軸外の方向に設定するだけで、チャート６の広い範囲に亘って合焦状態を検出することができる。
【００９０】
なお、各反射ミラー２９は、ＣＭＯＳ１０４の撮像面の対角方向に一対ずつ互いに対向するように配置してもよい。 また、反射ミラー２９は４枚に限らず、１枚以上配置することで、ミラーが配置された方向について、軸外の広い範囲に亘って合焦状態を検出することができる。
【００９１】
（他の実施の形態）
カメラモジュールの中には、図９に示すカメラモジュール１１０のように、レンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに、治具連結用の凹部１０６が形成されているものもある。このようなカメラモジュール１１０に対しては、上述の実施の形態に説明した回転調整機構４に換えて、図９に示す回転調整機構４０としてもよい。回転調整機構４０、チャンバー体２７に換えて、凹部１０６に嵌合可能なツメ４１を有するチャック体４２を回転盤２４に備えている。かかる構成の回転調整機構４０においては、凹部１０６にツメ４１を嵌合させた状態で、回転盤２４を回転することで、レンズ鏡筒１０２を回転することができる。なお、図９においては、図１に示す回転調整機構４と同様な構成部分については同一の符号を付し、その説明を省略または簡略する。また、図１３に示すカメラモジュール１００と同様な構成部分についても同一の符号を付し、その説明を省略または簡略する。
【００９２】
（他の実施の形態）
図１０は、回転調整機構４０を備えるピント調整装置５０の構成を示す図である。ピント調整装置１の構成と同様の構成部分については、同一の符号を付し、その説明を省略または簡略化する。図１１は、複数のカメラモジュール１１０を載置することができるパレット５１に、複数のカメラモジュール１１０が載置された状態を示す図である。
【００９３】
ピント調整装置５０は、ステージ２に載置されたパレット５１に載置された複数のカメラモジュール１１０に対して、順次にピント調整を行うことができる。ピント調整装置５０のステージ２には、パレット５１を光軸Ｘ２に直交する方向に移動することができる図示を省略するパレット移動機構が備えられている。パレット移動機構は、たとえば、直交する２軸に沿って移動することができる移動ステージにより構成することができる。
【００９４】
パレット移動機構により、パレット５１に載置されているカメラモジュール１１０は、順次、ピント調整が施される位置（調整作業位置）、すなわち、撮影レンズ１０１の光軸Ｘ１と光軸Ｘ２と一致する位置に移動させられピント調整が施される。調整作業位置にカメラモジュール１００が配置されたとき、ステージ２側に設けられる電気接点とカメラモジュール１００の電気接点とが接続され、カメラモジュール１００と制御部７とは電気的に接続可能な構成とされる。
【００９５】
ピント調整装置５０は、回転調整機構４０により、レンズ鏡筒１０２を回転させる動作を行うに当たり、凹部１０６にツメ４１を嵌合させる必要がある。しかしながら、調整作業位置に配置されたカメラモジュール１１０の凹部１０６とツメ４１との光軸Ｘ２の周方向における位置は一致しているとは限らない。そのため、光軸Ｘ２の周方向におけるツメ４１と凹部１０６との位置を一致させ、凹部１０６にツメ４１が嵌合していることを確認した後、上述のステップＳ６０にて演算されたレンズ鏡筒１０２の回転方向と回転量に基づいてモーター２１（図２参照）を駆動し、レンズ鏡筒１０２を所定方向に所定量回転させる。
【００９６】
凹部１０６にツメ４１が嵌合しているか否かは、たとえば、回転盤２４の回転トルクを検出することにより判断することができる。ツメ４１が凹部１０６に嵌合しているときの回転トルクは、嵌合していないときの回転トルクに比べて大きい。これは、ツメ４１が凹部１０６に嵌合していないときは、ツメ４１の後端面がレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに対して摺動するため、レンズ鏡筒１０２を回転させるトルクが不要であるのに対し、ツメ４１が凹部１０６に嵌合しているときは、レンズ鏡筒１０２を回転させるためのトルクが必要だからである。したがって、回転盤２４の回転トルクの変動を検出することで、ツメ４１が凹部１０６に嵌合していることを検出してから、レンズ鏡筒１０２を所定方向に所定量回転させることで、撮影レンズ１０１の焦点位置を撮像面に一致させることができる。
【００９７】
ピント調整装置５０は、図９に示すように、光軸Ｘ２の周方向について、回転盤２４に設定される基準位置Ｐ１と、回転盤２４の回転に対して固定された位置であるピント調整装置５０側の基準位置Ｐ２とが設定されている。そして、ピント調整装置５０は、回転盤２４を回転させたときに、回転盤２４の基準位置Ｐ１が、基準位置Ｐ２からどの方向にどれだけ回転させられたかを検出する。したがって、ピント調整装置５０においては、ツメ４１の位置と基準位置Ｐ１との関係を予め既知としておくことで、基準位置Ｐ２に対するツメ４１の位置を知ることができる。基準位置Ｐ１の基準位置Ｐ２に対する回転方向と回転量の検出は、モーター２１の回転方向とステップ数により把握することができる。
【００９８】
したがって、レンズ鏡筒１０２の回転に当たっては、基準位置Ｐ１を基準位置Ｐ２に合わせた状態から回転盤２４の回転を開始することで、ツメ４１の基準位置Ｐ２に対する位置を検出することができる。つまり、撮影レンズ１０１の焦点位置を撮像面に一致させるようにレンズ鏡筒１０２を所定方向に所定量回転させピント調整が行われたときのツメ４１の基準位置Ｐ２に対する位置を検出することができる。ツメ４１の位置と凹部１０６の位置は対応している。したがって、基準位置Ｐ２とパレット５１に設定される基準位置Ｐ３との関係を予め既知としておくことで、基準位置Ｐ３に対する凹部１０６の位置を特定することができる。
【００９９】
パレット５１には、ＲＦＩＤ（Ｒａｄｉｏ
Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ＩＤｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ）等により構成される記憶装置５２が設けられている。ピント調整装置５０は、カメラモジュール１１０毎に、ピント調整が行われた後の凹部１０６と基準位置Ｐ３との関係を特定し、基準位置Ｐ３を基準とする凹部１０６の位置情報を記憶装置５２に記憶する。したがって、ピント調整が行われた後のカメラモジュール１１０が載置されているパレット５１の記憶装置５２には、載置されている各カメラモジュール１１０の凹部１０６の位置情報が記憶されている。
【０１００】
回転調整機構４０のチャック体４２は、ツメ４１を、図９に示すように、チャック体４２の後端面４２Ａから後方に突出している状態と、前方に向けて移動する（後端面４２Ａからの突出長が短くなる）ことができるように構成してもよい。かかる構成においては、ツメ４１は、たとえば、図示を省略するスプリング等により、ツメ４１の自重を支持できる程度の軽い付勢力で後方に向けて付勢されている構成となっている。したがって、ツメ４１を前方に移動しても、ツメ４１は、該付勢力により後方に押されて元の位置に復帰する。
【０１０１】
このように構成されるチャック体４２を備えるピント調整装置５０は、次のようにして、カメラモジュール１１０のピント調整を行うことができる。先ず、カメラモジュール１１０を、ピント調整が施される位置（調整作業位置）に配置させた状態で、回転調整機構４０を後方を移動し、ツメ４１をレンズ鏡筒１０２の前端面１０２Ａに当接させる。そして、基準位置Ｐ１が基準位置Ｐ２に一致している初期位置から回転盤２４を、所定の方向に所定の角度回転させる。
【０１０２】
ツメ４１が凹部１０６に嵌合していないときには、ツメ４１は、後端面４２Ａからの突出長が短くなっている状態で前端面１０２Ａ上を摺動し、凹部１０６の位置に移動すると、付勢力により後方に移動し（伸び）、凹部１０６に嵌合する。ツメ４１が凹部１０６に嵌合すると、レンズ鏡筒１０２はチャック体４２と一体に回転する。たとえば、ツメ４１と凹部１０６が、光軸Ｘ１の周りに１２０度間隔で配置されている場合には、上記の所定の角度を、１２０度とすれば、回転盤２４が１２０度回転する間に、ツメ４１は、凹部１０６に必ず嵌合する。つまり、回転盤２４が初期位置から所定方向に所定の角度回転させられた状態で、ツメ４１と凹部１０６は嵌合した状態で、初期位置に対して所定の位置に配置される。
【０１０３】
この状態で、カメラモジュール１１０のピントずれ方向・量を測定し、この測定結果に対応するレンズ鏡筒１０２の回転方向と回転量を演算する。そして、この回転方向と回転量に基づいてモーター２１（図２参照）を駆動し、レンズ鏡筒１０２を所定方向に所定量回転させ、カメラモジュール１１０のピント位置調整を行う。
【０１０４】
ところで、上述したように、ピント調整装置５０においては、ツメ４１の位置と基準位置Ｐ２との関係が予め既知となっている。回転盤２４は、基準位置Ｐ１が基準位置Ｐ２に一致している初期位置から所定の方向に所定の角度回転され、さらに、ピントずれ方向・量に対応した回転方向と回転量を回転させられている。所定の方向と所定の角度回転は既知であるため、ピント位置調整が行われた状態における基準位置Ｐ２に対するツメ４１の位置を特定することができる。ツメ４１の位置と凹部１０６の位置は対応し、また、基準位置Ｐ２とパレット５１に設定される基準位置Ｐ３との関係も予め既知となている。したがって、ピント位置調整が行われた状態における基準位置Ｐ３に対する凹部１０６の位置を特定することができる。そして、このようにして特定される基準位置Ｐ３に対する凹部１０６の位置を、パレット５１の記憶装置５２に記憶してもよい。
【０１０５】
図１２は、パレット５１に載置されたカメラモジュール１１０の凹部１０６（図９参照）に接着剤を塗付するカメラモジュール用接着剤塗付装置（以下、塗付装置と記載する。）７０（以下、塗付装置と記載する。）の概略の構成を示す図である。塗付装置７０は、パレット５１を図中Ｘ方向に移動することができ、Ｘ方向の移動機構７１と、接着剤を塗付するディスペンサー７２を図中Ｙ方向とＺ方向の２方向に移動することができる２軸の移動機構７３とを有する。移動機構７１と移動機構７３とにより、ディスペンサー７２をパレット５１に載置されているカメラモジュール１１０に対してＸ−Ｙ−Ｚの３方向に移動することができる。
【０１０６】
塗付装置７０は、パレット５１に記憶されているカメラモジュール１１０毎の凹部１０６（図９参照）の位置情報に基づき、ディスペンサー７２をカメラモジュール１１０の凹部１０６に移動し、凹部１０６に接着剤を塗付する。
【０１０７】
なお、上述の実施の形態は、本発明の実施の形態の例であり、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々変形実施可能である。
【０１０８】
たとえば、上述の実施の形態においては、ピントずれ方向・量の測定対象として、レンズ鏡筒１０２を筐体１０３との間に設けられるねじ部１０５に沿って光軸Ｘ１に回転させて焦点位置を移動させる構成のカメラモジュール１００（１１０）を例示しているが、レンズ鏡筒を筐体に対して、レンズ鏡筒の光軸方向にスライドさせる構成のカメラモジュールとしてもよい。また、測定対象は、カメモーモジュールに限らず、レンズ鏡筒単体であったり投射プロジェクタの投射レンズ光学系であってもよい。また、ピントずれ方向・量の測定に当たって、チャート６に換えて、他のパターンのチャートを用いてもよい。また、上述の実施の形態においては、コリメーターレンズ５を用いて、無限遠にカメラモジュール１００の焦点合わせを行っているが、コリメーターレンズ５を用いずに、有限距離に焦点合わせを行う構成としてもよい。
【符号の説明】
【０１０９】
１，５０ … カメラモジュールのピント調整装置
３ … 保持部（保持手段）
４，４０ … 回転調整機構（カメラモジュールのレンズ位置調整装置）
６ … 画像評価用のチャート
６Ａ … 格子点
６Ｂ … 格子線
６Ｃ（６Ｃ１，６Ｃ２） … 領域
７Ａ … 合焦評価値演算部（合焦評価値演算手段）
７Ｂ … チャート合焦偏倚方向・量演算部（チャート合焦偏倚方向・量演算手段）
７Ｃ … ピントずれ方向・量演算部（ピントずれ方向・量演算手段）
７Ｄ … 回転演算部（回転演算手段）
１７ … 移動機構（チャート移動手段）
１９ … チャート偏倚方向・量検出装置（チャート偏倚方向・量検出手段）
２２ … 吸着機構（吸着手段）
２３ … 回転機構（回転手段）
２９ … 反射ミラー
５１ … カメラモジュール搭載用のパレット
７０ … カメラモジュール用接着剤塗付装置
１００，１１０ … カメラモジュール
１０１ レンズ（撮影レンズ）
１０４ … ＣＭＯＳ（撮像素子）
Ｆ２ … 焦点位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像評価用のチャートにおいて、
格子点が直角２等辺三角形の頂点を成す格子線にて形成される領域を有し、格子線を挟んで隣接する領域のコントラストが互いに異なる、
ことを特徴とする画像評価用のチャート。
【請求項２】
レンズと、前記レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有するカメラモジュールを、所定位置に保持する保持手段と、
前記保持手段により保持された前記カメラモジュールのレンズの光軸上に配置される画像評価用のチャートと、
前記チャートを前記光軸方向に沿って移動させるチャート移動手段と、
前記レンズの焦点位置と光学的に共役な位置に対する前記チャートの位置のずれ量とずれ方向であるチャート偏倚方向・量を検出するチャート偏倚方向・量検出手段と、
前記撮像素子の撮像面に形成されるチャート像の合焦状態に関する合焦評価値を演算する合焦評価値演算手段と、
前記チャートが少なくとも異なる３つの位置に配置されているときの前記合焦評価値を用いて、前記チャート像が合焦状態となるときの前記チャート偏倚方向・量であるチャート合焦偏倚方向・量を演算するチャート合焦偏倚方向・量演算手段と、
前記チャート合焦偏倚方向・量を用いて、前記撮像面に対する前記レンズの焦点位置のずれ量とずれ方向であるピントずれ方向・量を演算するピントずれ方向・量演算手段と、
を有することを特徴とするカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置において、
前記合焦評価値演算手段は、二乗平均平方根を用いて前記合焦評価値の演算を行うこと、
を特徴とするカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載のカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置において、
前記撮像面に合焦された状態で結像される前記チャート像のコントラストの１周期の幅が、前記撮像素子の８画素以上である、
ことを特徴とするカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置。
【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のピントずれ方向・量測定装置において、
前記撮像素子はＣＭＯＳであり、
前記チャートが照明されることにより前記撮像面に形成される前記チャート像により前記ＣＭＯＳが露光される露光状態と、前記ＣＭＯＳが露光されない非露光状態とを交互に発生させる露光状態切換手段を有し、
前記露光状態における前記チャート像の前記合焦評価値を演算し、
前記非露光時に前記チャートを移動する、
ことを特徴とするカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか１項に記載のカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置において、
前記チャートと前記カメラモジュールとの間には、前記チャートからの光を前記撮像面に向けて反射する反射ミラーが配置されている、
ことを特徴とするカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか１項に記載のカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置において、
前記チャートは、請求項１に記載されるチャートである、
ことを特徴とするカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置。
【請求項８】
レンズと、前記レンズを保持しているレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒を保持する筐体と、前記レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、前記レンズ鏡筒と前記筐体との間に形成されるネジ部に沿って前記レンズ鏡筒が光軸中心に回転されることにより前記レンズと前記撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールを所定位置に保持する保持手段と、
前記レンズ鏡筒の光入射側の端面に吸着する吸着手段と、
前記吸着手段を前記端面に吸着させた状態で、前記レンズ鏡筒を前記ネジ部に沿って回転させる回転手段と、
を有することを特徴とするカメラモジュールのレンズ位置調整装置。
【請求項９】
レンズと、前記レンズを保持しているレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒を保持する筐体と、前記レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、前記レンズ鏡筒と前記筐体との間に形成されるネジ部に沿って前記レンズ鏡筒が光軸中心に回転されることにより前記レンズと前記撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールのピント調整装置において、
前記カメラモジュールの前記撮像面に対する前記レンズの焦点位置のずれ量とずれ方向であるピントずれ方向・量を測定するピントずれ方向・量測定手段と、
前記ピントずれ方向・量測定手段により測定されたピントずれ方向・量に基づいて、前記レンズの焦点位置を前記撮像面に一致させるために必要な前記レンズ鏡筒の回転方向および回転量を演算する回転演算手段と、
前記レンズ鏡筒を前記ネジ部に沿って、前記回転演算手段により演算された前記回転方向に前記回転量で前記レンズ鏡筒を回転させることで、前記レンズの焦点位置と前記撮像面とを一致させるレンズ位置調整手段と、
を有し、
前記ピントずれ方向・量測定手段は、請求項２から７のいずれか１項に記載のカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置であり、
前記レンズ位置調整手段は、請求項８に記載のカメラモジュールのレンズ位置調整装置である、
ことを特徴とするカメラモジュールのピント調整装置。
【請求項１０】
レンズと、前記レンズを保持しているレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒を保持する筐体と、前記レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、前記レンズ鏡筒と前記筐体との間に形成されるネジ部に沿って前記レンズ鏡筒が光軸中心に回転されることにより前記レンズと前記撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールであって、前記レンズ鏡筒に設けられる所定位置に接着剤が塗付されることで前記レンズ鏡筒の回転位置の固定が行われるカメラモジュールが、前記距離の調整が行われた状態で搭載されるカメラモジュール搭載用のパレットにおいて、
所定の基準位置と前記所定位置との偏差を記憶することができる偏差記憶手段を有する、
ことを特徴とするカメラモジュール搭載用のパレット。
【請求項１１】
レンズと、前記レンズを保持しているレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒を保持する筐体と、前記レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、前記レンズ鏡筒と前記筐体との間に形成されるネジ部に沿って前記レンズ鏡筒が光軸中心に回転されることにより前記レンズと前記撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールであって、前記レンズ鏡筒に設けられる所定位置に接着剤が塗付されることで前記レンズ鏡筒の回転位置の固定が行われるカメラモジュールに対して、前記所定位置に接着剤を塗付するカメラモジュール用接着剤塗付装置において、
請求項１０に記載の偏差記憶手段が備えられているカメラモジュール搭載用のパレットがセットされ、前記偏差記憶手段に記憶されている前記偏差に基づいて、前記所定位置を特定し、接着剤の塗付を行う、
ことを特徴とするカメラモジュール用接着剤塗付装置。
【請求項１】
画像評価用のチャートにおいて、
格子点が直角２等辺三角形の頂点を成す格子線にて形成される領域を有し、格子線を挟んで隣接する領域のコントラストが互いに異なる、
ことを特徴とする画像評価用のチャート。
【請求項２】
レンズと、前記レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有するカメラモジュールを、所定位置に保持する保持手段と、
前記保持手段により保持された前記カメラモジュールのレンズの光軸上に配置される画像評価用のチャートと、
前記チャートを前記光軸方向に沿って移動させるチャート移動手段と、
前記レンズの焦点位置と光学的に共役な位置に対する前記チャートの位置のずれ量とずれ方向であるチャート偏倚方向・量を検出するチャート偏倚方向・量検出手段と、
前記撮像素子の撮像面に形成されるチャート像の合焦状態に関する合焦評価値を演算する合焦評価値演算手段と、
前記チャートが少なくとも異なる３つの位置に配置されているときの前記合焦評価値を用いて、前記チャート像が合焦状態となるときの前記チャート偏倚方向・量であるチャート合焦偏倚方向・量を演算するチャート合焦偏倚方向・量演算手段と、
前記チャート合焦偏倚方向・量を用いて、前記撮像面に対する前記レンズの焦点位置のずれ量とずれ方向であるピントずれ方向・量を演算するピントずれ方向・量演算手段と、
を有することを特徴とするカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置において、
前記合焦評価値演算手段は、二乗平均平方根を用いて前記合焦評価値の演算を行うこと、
を特徴とするカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置。
【請求項４】
請求項２または３に記載のカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置において、
前記撮像面に合焦された状態で結像される前記チャート像のコントラストの１周期の幅が、前記撮像素子の８画素以上である、
ことを特徴とするカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置。
【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のピントずれ方向・量測定装置において、
前記撮像素子はＣＭＯＳであり、
前記チャートが照明されることにより前記撮像面に形成される前記チャート像により前記ＣＭＯＳが露光される露光状態と、前記ＣＭＯＳが露光されない非露光状態とを交互に発生させる露光状態切換手段を有し、
前記露光状態における前記チャート像の前記合焦評価値を演算し、
前記非露光時に前記チャートを移動する、
ことを特徴とするカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか１項に記載のカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置において、
前記チャートと前記カメラモジュールとの間には、前記チャートからの光を前記撮像面に向けて反射する反射ミラーが配置されている、
ことを特徴とするカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか１項に記載のカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置において、
前記チャートは、請求項１に記載されるチャートである、
ことを特徴とするカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置。
【請求項８】
レンズと、前記レンズを保持しているレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒を保持する筐体と、前記レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、前記レンズ鏡筒と前記筐体との間に形成されるネジ部に沿って前記レンズ鏡筒が光軸中心に回転されることにより前記レンズと前記撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールを所定位置に保持する保持手段と、
前記レンズ鏡筒の光入射側の端面に吸着する吸着手段と、
前記吸着手段を前記端面に吸着させた状態で、前記レンズ鏡筒を前記ネジ部に沿って回転させる回転手段と、
を有することを特徴とするカメラモジュールのレンズ位置調整装置。
【請求項９】
レンズと、前記レンズを保持しているレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒を保持する筐体と、前記レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、前記レンズ鏡筒と前記筐体との間に形成されるネジ部に沿って前記レンズ鏡筒が光軸中心に回転されることにより前記レンズと前記撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールのピント調整装置において、
前記カメラモジュールの前記撮像面に対する前記レンズの焦点位置のずれ量とずれ方向であるピントずれ方向・量を測定するピントずれ方向・量測定手段と、
前記ピントずれ方向・量測定手段により測定されたピントずれ方向・量に基づいて、前記レンズの焦点位置を前記撮像面に一致させるために必要な前記レンズ鏡筒の回転方向および回転量を演算する回転演算手段と、
前記レンズ鏡筒を前記ネジ部に沿って、前記回転演算手段により演算された前記回転方向に前記回転量で前記レンズ鏡筒を回転させることで、前記レンズの焦点位置と前記撮像面とを一致させるレンズ位置調整手段と、
を有し、
前記ピントずれ方向・量測定手段は、請求項２から７のいずれか１項に記載のカメラモジュールのピントずれ方向・量測定装置であり、
前記レンズ位置調整手段は、請求項８に記載のカメラモジュールのレンズ位置調整装置である、
ことを特徴とするカメラモジュールのピント調整装置。
【請求項１０】
レンズと、前記レンズを保持しているレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒を保持する筐体と、前記レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、前記レンズ鏡筒と前記筐体との間に形成されるネジ部に沿って前記レンズ鏡筒が光軸中心に回転されることにより前記レンズと前記撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールであって、前記レンズ鏡筒に設けられる所定位置に接着剤が塗付されることで前記レンズ鏡筒の回転位置の固定が行われるカメラモジュールが、前記距離の調整が行われた状態で搭載されるカメラモジュール搭載用のパレットにおいて、
所定の基準位置と前記所定位置との偏差を記憶することができる偏差記憶手段を有する、
ことを特徴とするカメラモジュール搭載用のパレット。
【請求項１１】
レンズと、前記レンズを保持しているレンズ鏡筒と、前記レンズ鏡筒を保持する筐体と、前記レンズを透過した光を受光する撮像素子とを有し、前記レンズ鏡筒と前記筐体との間に形成されるネジ部に沿って前記レンズ鏡筒が光軸中心に回転されることにより前記レンズと前記撮像素子の撮像面との間の距離の調整が可能なカメラモジュールであって、前記レンズ鏡筒に設けられる所定位置に接着剤が塗付されることで前記レンズ鏡筒の回転位置の固定が行われるカメラモジュールに対して、前記所定位置に接着剤を塗付するカメラモジュール用接着剤塗付装置において、
請求項１０に記載の偏差記憶手段が備えられているカメラモジュール搭載用のパレットがセットされ、前記偏差記憶手段に記憶されている前記偏差に基づいて、前記所定位置を特定し、接着剤の塗付を行う、
ことを特徴とするカメラモジュール用接着剤塗付装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２２７７０１（Ｐ２０１２−２２７７０１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９３０９５（Ｐ２０１１−９３０９５）
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（５０９３０４６６７）株式会社ＳＵＷＡオプトロニクス (17)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月１９日（２０１１．４．１９）
【出願人】（５０９３０４６６７）株式会社ＳＵＷＡオプトロニクス (17)
【Ｆターム（参考）】
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