JP2008145929A

JP2008145929A - レンズユニット、撮像装置、及びレンズユニットの製造方法

Info

Publication number: JP2008145929A
Application number: JP2006335675A
Authority: JP
Inventors: Toru Kuchimaru; 亨口丸; Haruyuki Nakano; 治行中野
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2006-12-13
Filing date: 2006-12-13
Publication date: 2008-06-26

Abstract

【課題】小型な撮像レンズを特別な治具を用いることなく鏡枠に確実且つ精度良く挿着でき、組立の自動化が容易なレンズユニット。
【解決手段】複数枚のレンズから構成された撮像レンズと、前記撮像レンズを内壁にて保持する鏡枠と、を有し、前記撮像レンズによる結像面に最も近く位置する後方レンズの外周壁は全周に沿って前記鏡枠の内周壁と略当接しており、被写体光を入射させるための前記鏡枠の開口部と前記後方レンズにおける被写体側の端面とが連通する流通路が、前記後方レンズを除いた前記撮像レンズの前方レンズにおける前記鏡枠に当接する外表面の一部に設けられていること。
【選択図】図２

Description

本発明は、小型な撮像レンズを鏡枠に簡単且つ確実に挿着可能なレンズユニット、該レンズユニットを備えた撮像装置、及び撮像レンズを鏡枠に挿着するレンズユニットの製造方法に関する。

従来より小型で薄型の撮像装置が、携帯電話機やＰＤＡ（ＰｅｒｓｏｎａｌＤｉｇｉｔａｌＡｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型、薄型の電子機器である携帯端末に搭載されるようになり、これにより遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。

これらの撮像装置に使用される撮像素子としては、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌ−ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子が使用されている。

これらの撮像装置には小型なレンズユニットが備えられており、レンズユニットは主に小型な撮像レンズと鏡枠から構成されていて、撮像レンズは鏡枠の内壁にて保持されている。

このようなレンズユニットの一例を図８に示す。図８においては、４枚の単レンズからなる撮像レンズ５１を鏡枠５２が内壁にて保持している。製造工程において、撮像レンズ５１を鏡枠５２に挿着するには、先ず、鏡枠５２の後方、即ち撮像面側から撮像レンズ５１を鏡枠５２に軽く挿入する。更に、治具５５を用いて撮像レンズ５１を後方から押圧し、撮像レンズ５１の前面が鏡枠５２の内面に当接するようにして、撮像レンズ５１が鏡枠５２に正確に挿着されるようにする。

また、撮像レンズ（撮像光学系）、撮像レンズの後部に当接するカム面を有するカム部材、カム部材を保持するベース部材、撮像レンズを保持する鏡枠（外枠部材）、撮像レンズと係合して回動する回動部材を同一方向に載置して組み付けるようにした撮像装置が知られている（特許文献１参照）。
特開２００５−１１７３７６号公報

図８に示すレンズユニットにおいては、治具５５により撮像レンズ５１の最終面を押圧するが、治具５５が当接する部分には疵が付く。従って、治具５５により押圧する部分は、撮像レンズ５１の最終面において被写体光が通過する光路、即ち有効径より外側の部分になる。図８に示した撮像レンズ５１の外側の端面は非常に小さいので、治具５５で押圧するには適切でなく、端面をより大きくすることが望ましい。しかし、この端面は光学的には無用な部分であるので、治具５５で押圧し易くすると、無駄に撮像レンズ５１の外径が大きくなり、レンズユニットとしても大きくなって、撮像装置の小型化の障害になる。

また、携帯電話機等に用いる撮像装置は、体積にして１ｃｍ²以下の非常に小さなものであって、非常に繊細な取扱が要求され、組立費が高くなっている。一方、図８に示すレンズユニットでは治具５５を用いる方式なので、組立の自動化が困難であって、原価低減は期待できない。

一方、特許文献１においては多数の部材を同一方向に載置するので、自動化は可能であり、しかも、その後の工程で載置した撮像レンズをバネによってカム部材に押圧しているので、撮像レンズの光学的精度は保証される。しかし、図８に示す構成のレンズユニットにおいては、バネがないので単に撮像レンズ５１を鏡枠５２の内部に載置しただけでは光学的精度の保証がなく、特許文献１に記載の技術を図８の構成のレンズユニットに適用することはできない。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、特別な治具を用いることなく小型の撮像レンズを鏡枠に確実且つ精度良く挿着でき、組立の自動化が容易なレンズユニット、該レンズユニットを備えた小型の撮像装置、及びレンズユニットの製造方法を提案することを目的とする。

前記目的は、下記に記載した発明により達成される。
１．複数枚のレンズから構成された撮像レンズと、
前記撮像レンズを内壁にて保持する鏡枠と、を有し、
前記撮像レンズによる結像面に最も近く位置する後方レンズの外周壁は全周に沿って前記鏡枠の内周壁と略当接しており、
被写体光を入射させるための前記鏡枠の開口部と前記後方レンズにおける被写体側の端面とが連通する流通路が、前記後方レンズを除いた前記撮像レンズの前方レンズにおける前記鏡枠に当接する外表面の一部に設けられていることを特徴とするレンズユニット。
２．前記流通路は、前記前方レンズに設けた切り欠き若しくは長溝により形成されることを特徴とする１に記載のレンズユニット。
３．前記流通路は、レンズ間に配設された遮光部材に設けられていることを特徴とする１又は２に記載のレンズユニット。
４．複数枚のレンズから構成された撮像レンズと、
前記撮像レンズを内壁にて保持する鏡枠と、を有し、
前記撮像レンズによる結像面に最も近く位置する後方レンズの外周壁は全周に沿って前記鏡枠の内周壁と略当接しており、
被写体光を入射させるための前記鏡枠の開口部と前記後方レンズにおける被写体側の端面とが連通する流通路が、前記後方レンズを除いた前記撮像レンズの前方レンズが当接する前記鏡枠の内壁の一部に設けられていることを特徴とするレンズユニット。
５．前記流通路は、前記鏡枠に設けた長溝により形成されることを特徴とする４に記載のレンズユニット。
６．前記流通路は、円周方向に等分に配置されていることを特徴とする１〜５の何れか１項に記載のレンズユニット。
７．前記鏡枠の前記開口部の周囲に、前記流通路と連通する流通孔が穿設されていることを特徴とする１〜６の何れか１項に記載のレンズユニット。
８．前記流通孔を埋設する埋設部材を設けたことを特徴とする７に記載のレンズユニット。
９．１〜８の何れか１項に記載のレンズユニットを備えたことを特徴とする撮像装置。
１０．複数枚のレンズから構成された撮像レンズと、
前記撮像レンズを内壁にて保持する鏡枠と、を有し、
前記撮像レンズによる結像面に最も近く位置する後方レンズの外周壁は全周に沿って前記鏡枠の内周壁と略当接しており、
被写体光を入射させるための前記鏡枠の開口部と前記後方レンズにおける被写体側の端面とが連通する流通路が、前記後方レンズを除いた前記撮像レンズの前方レンズにおける前記鏡枠に当接する外表面の一部に設けられているレンズユニットの製造方法であって、
前記撮像レンズを前記鏡枠に前記結像面側から挿入する工程と、
前記鏡枠の前記開口部より前記流通路を通じて前記後方レンズを吸引する工程と、
を有することを特徴とするレンズユニットの製造方法。
１１．複数枚のレンズから構成された撮像レンズと、
前記撮像レンズを内壁にて保持する鏡枠と、を有し、
前記撮像レンズによる結像面に最も近く位置する後方レンズの外周壁は全周に沿って前記鏡枠の内周壁と略当接しており、
被写体光を入射させるための前記鏡枠の開口部と前記後方レンズにおける被写体側の端面とが連通する流通路が、前記後方レンズを除いた前記撮像レンズの前方レンズが当接する前記鏡枠の内壁の一部に設けられているレンズユニットの製造方法であって、
前記撮像レンズを前記鏡枠に前記結像面側から挿入する工程と、
前記鏡枠の前記開口部より前記流通路を通じて前記後方レンズを吸引する工程と、
を有することを特徴とするレンズユニットの製造方法。
１２．接着剤にて前記後方レンズを前記鏡枠に接合する工程を有することを特徴とする１０又は１１に記載のレンズユニットの製造方法。

本発明のレンズユニット、撮像装置、及びレンズユニットの製造方法によれば、レンズの小型化と、それに伴う小型の撮像装置が可能になり、特別な治具を用いることなく、撮像レンズを鏡枠に確実且つ精度良く挿着できて、組立の自動化が容易になる。

本発明のレンズユニット及び該レンズユニットを有する撮像装置の実施の形態を図を参照して詳細に説明する。

先ず、撮像装置を備えた携帯端末として携帯電話機の一例を図１の外観図に基づいて説明する。なお、図１（Ａ）は折り畳んだ携帯電話機を開いて内側から見た図であり、図１（Ｂ）は折り畳んだ携帯電話機を開いて外側から見た図である。

図１において、携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄ１，Ｄ２を備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＢを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置は、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されていて、上筐体７１の外表面に撮像レンズ５１が露出している。

なお、この撮像装置の位置は上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また、携帯電話機Ｔは折り畳み式に限定されるものではない。

次に、レンズユニットについて図２及び図３に基づいて説明する。図２はレンズユニットの断面図、図３は撮像レンズの斜視図である。

図２において、レンズユニットは撮像レンズ１１と、撮像レンズ１１を内壁にて保持する鏡枠１２とから構成されている。

撮像レンズ１１は被写体側から順に第１レンズ１１１、第２レンズ１１２、第３レンズ１１３及び第４レンズ１１４の４枚の単レンズから構成されている。また、第１レンズ１１１と第２レンズ１１２との間には遮光板１３が、第２レンズ１１２と第３レンズ１１３との間には遮光板１４が、第３レンズ１１３と第４レンズ１１４との間には遮光板１５が配置されている。なお、遮光板１３，１４，１５（遮光部材）は不要光が結像面Ｐに到達してフレアやゴーストが発生するのを防止するためのものである。

そして、撮像レンズ１１は結像面Ｐの側から鏡枠１２に挿入され、鏡枠１２の内壁にて保持される。

ここで、図３に示す如く、結像面Ｐに最も近く位置する第４レンズ１１４（後方レンズ）を除く第１レンズ１１１、第２レンズ１１２及び第３レンズ１１３の３枚のレンズ（前方レンズ）における鏡枠１１に当接する外表面の一部には、切り欠き１１１ａ，１１２ａ，１１３ａが各々形成されている。なお、第１レンズ１１１においては切り欠き１１１ａが被写体側の端面と外周面に設けられ、第２レンズ１１２及び第３レンズ１１３においては切り欠き１１２ａ，１１３ａが外周面に設けられている。そして、円周方向に３個の切り欠き１１１ａ，１１２ａ，１１３ａが等分に配置されている。また、遮光板１３，１５にも同様な切り欠きが設けられている。

なお、これらの切り欠きは３個が望ましいが、場合によっては２個や３個以上であってもよい。しかし、円周方向に等分に配置されていることが望ましい。

また、第４レンズ１１４の外周壁は全周に沿って鏡枠１２の内周壁と略当接していて、切り欠きは設けられていない。

次に、このように構成された撮像レンズ１１を鏡枠１２に挿着してレンズユニットを組み立てる手順を説明する。

先ず、第１レンズ１１１、第２レンズ１１２及び第３レンズ１１３の切り欠き１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ、並びに遮光板１３，１５の切り欠きを光軸Ｏの方向に合致させて、順に第１レンズ１１１、遮光板１３、第２レンズ１１２、遮光板１４、第３レンズ１１３、遮光板１５及び第４レンズ１１４を撮像面Ｐの側から鏡枠１２に軽く挿入する。

続いて、不図示の真空ポンプを作動させ、被写体光を入射させるための鏡枠１２の開口部１２ａより撮像レンズ１１を吸引する。このとき、開口部１２ａと第４レンズ１１４における被写体側の端面１１４ａとの間には切り欠き１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ及び遮光板１３，１５の切り欠きによって空気の流通路が形成されていて、開口部１２ａと端面１１４ａは連通している。

従って、この吸引によって第４レンズ１１４の端面１１４ａが被写体側に吸引され、これによって第４レンズ１１４に押圧された第１レンズ１１１、遮光板１３、第２レンズ１１２、遮光板１４、第３レンズ１１３、遮光板１５が被写体側に移動し、第１レンズ１１１の前面端部１１１ａが鏡枠１２の内壁１２ｂに当接する。

このようにして、図８に示すような撮像レンズ１１を押圧する治具５５を用いなくても、撮像レンズ１１は真空ポンプによる吸引によって自動的に、確実に、且つ正確に鏡枠１２に挿着される。このため、第４レンズ１１４の結像面側の端面は小さくて済む。

また、このように吸引することにより、第１レンズ１１１の表面に付着している塵埃が除去され、同時に各レンズ間にある塵埃も除去される。従って、レンズユニットの清掃作業としては、第４レンズ１１４の結像面Ｐの側の面だけでよく、清掃工数が少なくて済む。

撮像レンズ１１を鏡枠１２に挿着した後は、接着剤Ｓにて第４レンズ１１４を鏡枠１２に接合して撮像レンズ１１を固定する。接着剤としては、嫌気硬化性、プライマー硬化性、紫外線硬化型等の接着剤を用いることができる。

なお、撮像レンズに空気の流通路を形成するためには必ずしも図３に示す様な切り欠きに限定されるものではなく、どのような形状の流通路であってもよい。例えば、図４の斜視図に示す撮像レンズ２１の如く、空気の流通路して第４レンズ２１４を除いた第１レンズ２１１、第２レンズ２１２及び第３レンズ２１３に光軸Ｏに平行な長溝２１１ａ，２１２ａ，２１３ａを設けてもよい。

更に、吸引する位置としては、必ずしも被写体光を入射させるための鏡枠の開口部に限定されるものではなく、図５に示す如く、鏡枠３２の開口部３２ａの周囲に複数の流通孔３２ｃを設け、各流通孔３２ｃから吸引するようにしてもよい。なお、流通孔３２ｃと撮像レンズ３１に形成された流通路とを対向させて配置する必要があり、流通路が３本なら流通孔３２ｃも３個となる。これによって、第４レンズ３１４の端面３１４ａをより直接的に吸引できるので、吸引力は弱くても済む。但し、撮像レンズ３１を鏡枠３２に挿着した後は、塵埃が侵入しないよう所定の埋設部材で流通孔３２ｃを埋設する必要がある。

その他に、空気の流通路を撮像レンズに形成するのではなく、鏡枠に形成してもよい。これを図６及び図７に示す。図６はレンズユニットの断面図、図７は図６におけるＡ−Ａ断面図である。

両図において、被写体光を入射させるための鏡枠４２の開口部４２ａと、撮像レンズ４１における第４レンズ４１４における被写体側の端面４１４ａとが連通する３本の長溝（流通路）４２ｄが、撮像レンズ４１における第４レンズ４１４を除いた第１レンズ４１１、第２レンズ４１２、第３レンズ４１３が鏡枠４２に当接する鏡枠４２の内壁の一部に設けられている。

従って、前述と同様に開口部４２ａから吸引すれば、第４レンズ４１４の端面４１４ａが吸引され、レンズユニット４１は鏡枠４２に確実に挿着される。

なお、以上の形態においては、後方レンズとしての第４レンズ１１４，２１４，３１４，４１４は１枚の単レンズであったが、第４レンズが第３レンズと貼り合わされている場合には、第３レンズも後方レンズとなり、流通路を通じて第３レンズの被写体側の端面を吸引することになる。

携帯電話機の外観図である。レンズユニットの断面図である。撮像レンズの斜視図である。異なる形態の撮像レンズの斜視図である。異なる形態のレンズユニットの断面図である。更に異なる形態のレンズユニットの断面図である。図６におけるＡ−Ａ断面図である。従来のレンズユニットの断面図である。

符号の説明

１１，２１，３１，４１，５１撮像レンズ
１１１，２１１，４１１第１レンズ
１１１ａ，１１２ａ，１１３ａ切り欠き
１１２，２１２，４１２第２レンズ
１１３，２１３，４１３第３レンズ
１１４，２１４，３１４，４１４第４レンズ
１１４ａ，３１４ａ，４１４ａ端面
１２，５２，４２鏡枠
１２ａ，４２ａ開口部
１３，１４，１５遮光板
２１１ａ，２１２ａ，２１３ａ，４２ｄ長溝
３２ｃ流通孔
Ｐ結像面
Ｏ光軸
Ｓ接着剤

Claims

複数枚のレンズから構成された撮像レンズと、
前記撮像レンズを内壁にて保持する鏡枠と、を有し、
前記撮像レンズによる結像面に最も近く位置する後方レンズの外周壁は全周に沿って前記鏡枠の内周壁と略当接しており、
被写体光を入射させるための前記鏡枠の開口部と前記後方レンズにおける被写体側の端面とが連通する流通路が、前記後方レンズを除いた前記撮像レンズの前方レンズにおける前記鏡枠に当接する外表面の一部に設けられていることを特徴とするレンズユニット。
前記流通路は、前記前方レンズに設けた切り欠き若しくは長溝により形成されることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
前記流通路は、レンズ間に配設された遮光部材に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のレンズユニット。
複数枚のレンズから構成された撮像レンズと、
前記撮像レンズを内壁にて保持する鏡枠と、を有し、
前記撮像レンズによる結像面に最も近く位置する後方レンズの外周壁は全周に沿って前記鏡枠の内周壁と略当接しており、
被写体光を入射させるための前記鏡枠の開口部と前記後方レンズにおける被写体側の端面とが連通する流通路が、前記後方レンズを除いた前記撮像レンズの前方レンズが当接する前記鏡枠の内壁の一部に設けられていることを特徴とするレンズユニット。
前記流通路は、前記鏡枠に設けた長溝により形成されることを特徴とする請求項４に記載のレンズユニット。
前記流通路は、円周方向に等分に配置されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のレンズユニット。
前記鏡枠の前記開口部の周囲に、前記流通路と連通する流通孔が穿設されていることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載のレンズユニット。
前記流通孔を埋設する埋設部材を設けたことを特徴とする請求項７に記載のレンズユニット。
請求項１〜８の何れか１項に記載のレンズユニットを備えたことを特徴とする撮像装置。
複数枚のレンズから構成された撮像レンズと、
前記撮像レンズを内壁にて保持する鏡枠と、を有し、
前記撮像レンズによる結像面に最も近く位置する後方レンズの外周壁は全周に沿って前記鏡枠の内周壁と略当接しており、
被写体光を入射させるための前記鏡枠の開口部と前記後方レンズにおける被写体側の端面とが連通する流通路が、前記後方レンズを除いた前記撮像レンズの前方レンズにおける前記鏡枠に当接する外表面の一部に設けられているレンズユニットの製造方法であって、
前記撮像レンズを前記鏡枠に前記結像面側から挿入する工程と、
前記鏡枠の前記開口部より前記流通路を通じて前記後方レンズを吸引する工程と、
を有することを特徴とするレンズユニットの製造方法。
複数枚のレンズから構成された撮像レンズと、
前記撮像レンズを内壁にて保持する鏡枠と、を有し、
前記撮像レンズによる結像面に最も近く位置する後方レンズの外周壁は全周に沿って前記鏡枠の内周壁と略当接しており、
被写体光を入射させるための前記鏡枠の開口部と前記後方レンズにおける被写体側の端面とが連通する流通路が、前記後方レンズを除いた前記撮像レンズの前方レンズが当接する前記鏡枠の内壁の一部に設けられているレンズユニットの製造方法であって、
前記撮像レンズを前記鏡枠に前記結像面側から挿入する工程と、
前記鏡枠の前記開口部より前記流通路を通じて前記後方レンズを吸引する工程と、
を有することを特徴とするレンズユニットの製造方法。
接着剤にて前記後方レンズを前記鏡枠に接合する工程を有することを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載のレンズユニットの製造方法。