JP2006154764A - レンズユニット - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は複数のレンズを鏡筒内に圧入固定したレンズユニットにおいて、その製造工程におけるレンズユニットの破損などを抑制し、生産性を高めることを目的とする。
【解決手段】レンズユニットを形成する鏡筒に設けられたレンズ８ａ，８ｂ，８ｃを係止する段差部９ａ，９ｂ，９ｃ間にさらに段差部１０ａ，１０ｂ或いは傾斜領域１６を設けた構造とすることにより、レンズユニットの破損が抑制され、生産性の向上が図れるものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のレンズを鏡筒内に圧入固定したレンズユニットに関する。

近年、カメラ付き携帯電話のように本機能に対して付加的に取り付けられるレンズユニットは、図６に示されるように外部機器に取り付けるための鏡筒１にレンズ２ａ，２ｂ，２ｃを一体化した構成が用いられており、鏡筒１に設けられた貫通孔３内に複数のレンズ２ａ，２ｂ，２ｃを順に圧入して、各レンズ２ａ，２ｂ，２ｃを貫通孔３内に設けられた段差部４に係止することによりレンズ間距離を規定する構造となっている。

そして、このようなレンズユニットにおいては、従来、レンズユニットを構成するレンズ枚数に応じてその段差数が決められており、隣接する段差部４間の貫通孔３の径は一定のものとなっていた。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００４−１４７０３２号公報

しかしながら、段差部４間における貫通孔３の径を一定とした場合、最初に圧入されたレンズ（例えばレンズ２ａ）に対して次のレンズ（レンズ２ｂ）を圧入した際に生じる応力５が、貫通孔３をさらに押し広げようと作用し、この拡開応力５が先に圧入されたレンズ２ａを支持する段差部４ａに集中してしまい、鏡筒１を破損させてしまう恐れがあるため、製造工程において非常に慎重を期した作業となっていた。

そこで、本発明はこのような問題を解決し、レンズユニットにおける生産性の向上を目的とする。

この目的を達成するために本発明は、特にレンズユニットを形成する鏡筒に設けられたレンズを係止する段差部間にさらに段差部或いは傾斜領域を設けた構造としたのである。

この構成により、後から圧入されるレンズによって生じる拡開応力が先に圧入されたレンズを係止する段差部に集中することが抑制され、レンズユニットの破損が抑制されることから、結果としてレンズユニットの生産性を向上できるのである。

（実施の形態１）
以下、本発明の一実施形態について図を用いて説明する。

図１はレンズユニットの断面図であり、貫通孔６を有する樹脂製の鏡筒７と、貫通孔６に圧入固定された３枚のレンズ８ａ，８ｂ，８ｃとで形成され、それぞれのレンズ８ａ，８ｂ，８ｃの外周端部が対応する貫通孔６内に設けられた段差部９ａ，９ｂ，９ｃに当接することでレンズ挿入量が規定される構成となっており、主としてカメラ付き携帯電話などの小型な固体撮像系に用いられるものである。

また、このレンズユニットは、鏡筒７に対して径の小さいレンズ８ａから順に貫通孔６内に圧入し、各レンズ８ａ，８ｂ，８ｃの径に対応する段差部９ａ，９ｂ，９ｃにレンズ８ａ，８ｂ，８ｃの外周端部を係止させることにより隣接する各レンズ間距離を規定する構造となっている。

そして、この貫通孔６においては例えば段差部９ａ，９ｂといった隣接する段差部間にさらに段差部１０ａ，１０ｂが形成されており、このレンズ８ａ，８ｂ，８ｃ間に段差部１０ａ，１０ｂを設けることにより、後から圧入されるレンズ（例えばレンズ８ｂ）によって生じる拡開応力１１が先に圧入されたレンズ８ａを係止する段差部９ａに集中することが抑制され、この拡開応力１１による鏡筒７の破損が抑制されることから、結果としてレンズユニットの生産性を向上できるのである。

これは、隣接するレンズ（例えばレンズ８ａ，８ｂ）間に段差１０ａを設けることで、その前後の鏡筒７の厚みが変わり、その強度が変化することに起因するものであり、先にレンズ８ａが圧入された状態において次のレンズ８ｂを圧入した際には、このレンズ８ｂの圧入応力により先のレンズ８ａを支持する段差部９ａの付け根を支点として鏡筒７が拡開するように作用するのであるが、先のレンズ８ａと後のレンズ８ｂとの間に段差部１０ａが設けられることで、この段差部分において鏡筒７の強度を意図的に変化させることができ、後のレンズ８ｂの圧入に伴う拡開応力１１は先ず鏡筒７の強度の低い段差部１０ａより後のレンズ８ｂ側が拡開するように作用し、この拡開に伴い先のレンズ８ａを支持する段差１０ａ側を拡開させるように作用するからである。

すなわち、後のレンズ８ｂを圧入することにより生じる拡開応力１１は、図６に示す従来構造であればその拡開応力５の全てが先のレンズ２ａを係止する段差部４ａに集中していたものを、この実施形態においてはレンズ８ａ，８ｂ間に新たに段差部１０ａを設けることによって分散されるようになり、レンズ圧入に伴う拡開応力１１による鏡筒の破損が抑制できるのである。

また、先のレンズ８ａを係止する段差部９ａに加わる拡開応力１１を低減できることに伴い、この拡開応力１１による先のレンズ８ａの光軸ズレをも抑制されることとなり、レンズユニットの組み立てによる光学特性のバラツキを抑制できるのである。

なお、このようなレンズユニットにおいては、貫通孔６内にはレンズ８ａ，８ｂ，８ｃに入射される光線に対して光学的処理を施す光路を形成するものであるため、光路内に段差部１０ａ，１０ｂが設けられることにより、その部分による乱反射が生じフレアの発生原因となりやすいため、乱反射の主要因となる貫通孔６内に突出した段差部１０ａ，１０ｂの特に稜線部分１２ａ，１２ｂを湾曲構造とすることにより乱反射を効果的に抑制できレンズユニットにおける光学特性の劣化を抑制できるのである。

なお、上述した実施形態においては、各レンズ８ａ，８ｂ，８ｃ間に鏡筒７の強度を変化させる段差部１０ａ，１０ｂを設けることにより、鏡筒７の破損を抑制した構成を例に挙げて説明したが、図２に示すように、レンズ１３ａ，１３ｂ間の鏡筒１４の厚みを連続的に変化するようレンズ１３ａ，１３ｂを係止する段差部１５ａ，１５ｂ間を斜面化することで、この斜面領域１６において連続的に拡開応力を分散でき、結果として先に図１を用いて説明した段差部１０ａ，１０ｂと同様の作用効果を奏することができるのである。なお、この傾斜領域１６の上下両端部分を段差部１５ａ，１５ｂの端部に一致させても同様の効果を奏するものである。

また、この傾斜領域１６の上端部や下端部において形成され稜線部分１７においても、上述したような湾曲構造とすることにより、光路内における乱反射を効果的に抑制できレンズユニットにおける光学特性の劣化を抑制できるのである。

なお、鏡筒７に対するレンズ８ａ，８ｂ，８ｃの圧入形態としては、特に図示はしていないが貫通孔６の内周形状をレンズ８ａ，８ｂ，８ｃの外周形状と略一致させ、圧入時にレンズの外周側面の全てを貫通孔の内周面に圧接させる構造が挙げられるが、この構造とは別に図３に示されるように、貫通孔の内周面におけるレンズ８ａ，８ｂ，８ｃ外周面の圧接領域に沿って内方に突出する複数の突出部１９を設け、これらの突出部１９を介してレンズ８ａ，８ｂ，８ｃを貫通孔６内に圧接させる形態が挙げられ、いずれの形態においても上述した貫通孔６内に段差部１０ａ，１０ｂを設けることによる作用、効果を得ることが出来るのである。

なお、図３に示すように突出部１９を介してレンズ８ａ，８ｂ，８ｃを貫通孔６内に圧入する場合、隣り合う突出部１９間に空隙が生じ、この空隙部２０がレンズ８ａ，８ｂ，８ｃとの当接領域に存在することにより、レンズ８ａ，８ｂ，８ｃを圧入した際に生じる応力による複屈折の発生を抑制出来るのである。

この点については図４に示されるように、空隙部２０にはレンズ８ａ，８ｂ，８ｃを圧入した際に鏡筒７に加わる圧接応力２１ａにより突出部１９がこの空隙部２０の内側に向けて弾性変形するため、その弾性変形に要する応力２２がレンズ８ａ，８ｂ，８ｃの圧入により生じた圧接応力２１ａから分配されるため、鏡筒７からレンズ８ａ，８ｂ，８ｃに加わる圧接応力２１ｂは鏡筒７に加わる圧接応力２１ａから弾性変形に伴う応力２２が軽減されたものとなり、結果としてレンズ８ａ，８ｂ，８ｃに生じる複屈折が減少されることとなる。つまりレンズユニットの組み立てにおける光学特性の劣化を抑制することが出来、ひいてはレンズユニットの生産性を向上できるのである。

また、このレンズユニットにおいては、図３に示されるように６つの突出部１９およびこの突出部１９によって形成される６つの空隙部２０が、レンズ８ａ，８ｂ，８ｃの光軸２３に対して対称配置となるよう等間隔に設けられていることから、各突出部１９とレンズ８ａ，８ｂ，８ｃの当接部分に生じる圧接応力２１ｂの方向がレンズ８ａ，８ｂ，８ｃを等分割する方向に分散されるようになりそのベクトル和が理論上ゼロとできることから、各当接部分からレンズ８ａ，８ｂ，８ｃに加わる圧接応力に伴うレンズ８ａ，８ｂ，８ｃの光軸ズレを防止できるため、さらにレンズユニットの生産性を向上できるのである。

なお、このように圧入により一体化されたレンズユニットにおいては、さらにレンズ８ａ，８ｂ，８ｃと鏡筒７の一体性を高めるためにレンズ８ａ，８ｂ，８ｃと鏡筒７とを接着固定することが考えられるが、この場合図５に示されるように空隙部２０を用いて接着固定すればレンズ８ａ，８ｂ，８ｃ表面に接着部２４に設けられた接着剤が回り込むことを抑制でき、この接着剤がレンズ８ａ，８ｂ，８ｃの光学面に回り込むことによる光学特性への影響を抑制でき、レンズユニットの生産性を向上できるのである。

また、このようなレンズユニットにおいてはレンズ８ａ，８ｂ，８ｃの結露などを考慮した場合、鏡筒７内におけるレンズ８ａ，８ｂ，８ｃ前後部分での通気性を有する方が望ましいため、この通気性を備えるため、複数の空隙部２０の内少なくとも一つの空隙部２０を非接着部２５としてその通気性を確保することが望ましく、この非接着部２５の配置においても先に図１を用いて述べた応力分散を考慮する必要があり、この点から空隙部２０における接着部２４と非接着部２５を交互に配置することで、先に述べた突出部１９から加わる圧接応力２１ｂの応力分散と同様に接着剤の硬化収縮に伴う収縮応力２６を分散させることが出来るのである。

なお、レンズ８ａ，８ｂ，８ｃが突出部１９に圧入されていることから、接着部２４と非接着部２５とが圧接面により確実に分離されているので、接着部２４に設けられた接着剤が非接着部３５に回り込むことはないのである。

また、このレンズユニットにおいては、鏡筒７に６つの突出部１９を設けてレンズ８ａ，８ｂ，８ｃを圧接する構造を用いているが、この突出部１９の数は鏡筒７に対してレンズ８ａ，８ｂ，８ｃを安定保持させる上で３つ以上設けることが望ましいものとなるが、空隙部２０における接着部２４と非接着部２５を交互に配置することを加味すれば４つ以上設けることが望ましく、さらには接着部２４における３点支持以上を考慮すれば６つ以上設けることが望ましいものである。

さらに、この鏡筒７における貫通孔６の形状を巨視的に多角形状とする場合、鏡筒７の成形金型形状、特に貫通孔６側の金型形状が円柱状の金型の側面を直線的に切除すれば良く加工性に優れ、高度な成形精度を確保できるため、レンズユニットの生産性を向上できるのである。

以上のように本発明のレンズユニットは、その生産性が高められるという効果を有し、小型高性能なコンパクトデジタルカメラやモバイルカメラ等に代表される各種電子機器の撮像素子の用途として有用である。

本発明の一実施形態におけるレンズユニットを示す断面図 他の実施形態におけるレンズユニットを示す断面図 さらに他の実施形態におけるレンズユニットを示す横断面図 同レンズユニットの突出部を示す詳細図 同レンズユニットの突出部に接着剤を配置した構成を示す横断面図 従来のレンズユニットを示す断面図

符号の説明

６ 貫通孔
７ 鏡筒
８ａ，８ｂ，８ｃ レンズ
９ａ，９ｂ，９ｃ 段差部
１０ａ，１０ｂ 段差部

Claims (6)

1. 貫通孔を有する鏡筒と、前記貫通孔内に圧入される第１のレンズと、この第１のレンズの外周端部を前記貫通孔内に係止する第１の段差部と、前記第１のレンズの光軸方向において前記貫通孔内に圧入されるとともに前記第１のレンズより径が大きい第２のレンズと、この第２のレンズの外周端部を前記貫通孔内に係止する第２の段差部とを備え、前記第１、第２の段差部間にさらに第３の段差部を設けたことを特徴とするレンズユニット。
2. 段差部によって貫通孔内に形成された少なくとも一つの稜線部分を湾曲面としたことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 第１のレンズと第２のレンズのうち少なくとも一つが圧接する前記貫通孔の内周部分に前記貫通孔の中心側に向けて突出した複数の突出部を設け、前記レンズの外周面を前記複数の突出部を介して前記貫通孔に圧接させるとともに、前記隣り合う突出部間に空隙部を設けたことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
4. 貫通孔を有する鏡筒と、前記貫通孔内に圧入される第１のレンズと、この第１のレンズの外周端部を前記貫通孔内に係止する第１の段差部と、前記第１のレンズの光軸方向において前記貫通孔内に圧入されるとともに前記第１のレンズより径が大きい第２のレンズと、この第２のレンズの外周端部を前記貫通孔内に係止する第２の段差部とを備え、前記第１、第２の段差部間に前記第１のレンズ側から前記第２のレンズ側に向けて拡開する傾斜領域を設けたことを特徴とするレンズユニット。
5. 傾斜領域の上端部或いは下端部の少なくとも一つの端部を湾曲面としたことを特徴とする請求項４に記載のレンズユニット。
6. 第１のレンズと第２のレンズのうち少なくとも一つが圧接する前記貫通孔の内周部分に前記貫通孔の中心側に向けて突出した複数の突出部を設け、前記レンズの外周面を前記複数の突出部を介して前記貫通孔に圧接させるとともに、前記隣り合う突出部間に空隙部を設けたことを特徴とする請求項４に記載のレンズユニット。

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