JP2015176018A - レンズ装置およびこのレンズ装置を備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な検査工程を設けることなく、レンズの光軸と鏡筒との中心軸を高精度に位置合わせし、またはレンズ同士の光軸を高精度に位置合わせして、複数のレンズを鏡筒内に組み込むことができるレンズ装置、及び撮像装置を提供する。【解決手段】複数のレンズと、レンズが組み込まれる鏡筒とを備えたレンズ装置であって、レンズの少なくとも１つは、有効光学面を構成し、レンズの中央部分に位置するレンズ有効部と、レンズ有効部の周縁に配置されるフランジ部とを有し、フランジ部の一方の第１面にレンズの光軸を中心とした円錐面形状の傾斜部が設けられ、鏡筒の内側壁には傾斜部に相対し、鏡筒の中心軸を中心とした円錐面形状の傾斜支持部が設けられ、傾斜部が傾斜支持部に当接されることより、レンズが鏡筒内に位置規制されて組み込まれる。【選択図】図１

Description

本発明は、複数のレンズが鏡筒に組み込まれて構成されるレンズ装置に関し、固体撮像素子に被写体画像を結像させるのに好適なレンズ装置に関する。また、本発明は、レンズ装置を用いて固体撮像素子に被写体画像を結像させる撮像装置に関する。

携帯電話、スマートフォンやコンパクトカメラなどに内蔵される撮像装置、いわゆるカメラモジュールは、一般にＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子と、この固体撮像素子に被写体画像を結像させるレンズ装置とを一体化して構成されている。

前記レンズ装置においては、固体撮像素子の高画素化に伴う画質の向上のため、レンズ枚数が増加する一方、レンズ装置の小型化についても強く要請されている。そのため、当該レンズ装置では、隣接するレンズ同士を接近させて複数のレンズが鏡筒に組み込まれ、それらのレンズ同士を高精度に位置合わせして組立てることが要求されている。

従来、複数のレンズを鏡筒内で位置決めする場合には、レンズを組み込む鏡筒の内周面に、各レンズの外周面を当て付けて係合させることで各レンズの光軸方向と直交する方向での位置決めがなされている。

しかしながら、レンズや鏡筒の製造時のバラツキ等により、各レンズの外周面の径と鏡筒の内周面の径とを高精度に一致させることは困難であり、鏡筒の内周面の径の方が大きすぎた場合には、鏡筒内でのレンズの位置が固定されず、鏡筒の中心軸とレンズとの光軸とがズレて、レンズ同士の光軸が高精度には揃わないといった問題があった。

特許文献１に示すレンズ装置（光学ユニット）においては、複数のレンズを鏡筒（収納部材）内に収納する前に、各レンズの光軸を計測し、レンズ同士の光軸を合わせた上で接着剤により一体化したものを鏡筒内に収納することで、レンズ装置におけるレンズ間の光軸のズレを低減させている。

また、プラスチックレンズを用いる場合、ゲートカット部（レンズの外周端にレンズの金型にプラスチック材料を注入するゲート部が形成されることから、このゲート部を切り欠いた箇所）により鏡筒の内周面に当接するレンズへの圧力が不均一になるため、鏡筒内でのレンズの倒れや軸ずれが発生する。

そのため、特許文献２に示すレンズ装置（レンズユニット）においては、鏡筒の内側面にレンズのゲートカット部に対応する補填部を形成することにより、あるいは前記レンズ自体にゲートカット部に対応する補填部を形成することにより鏡筒内でのレンズの倒れや軸ずれ発生の防止を図っている。

特開２００５−１５７２９０号公報 特開２０１２−２１５７１０号公報

特許文献１に示すレンズ装置においては、レンズを組み立てる際に、常に各レンズの光軸を測定し、それらを合わせて接着するという工程が必要となり、製造のスループットが悪くなると共に、鏡筒に一体化して開口絞りを設けた場合には、一体化されたレンズの光軸と開口絞りの開口中心を位置合わせする工程をさらに行わなければならないという問題がある。

また、特許文献２に示すレンズ装置においては、鏡筒の内側面に補填部を形成すると、レンズを鏡筒内に組み込む際にレンズの光軸を中心とした回転方向の向きを設定する必要があり、組立作業性の点で好ましくない。また、レンズのゲートカット部のばらつきにより補填部とそれ以外の部分とで鏡筒との接触度合いが不均一になる懸念がある。

一方、レンズ自体にゲートカット部に対応する補填部を形成することは、レンズの製造工程が増えると共に、一度仕上がったレンズに補填部を形成することによりレンズ品質を損なう懸念があると共に、補填部とそれ以外の部分とで鏡筒との接触度合いが不均一になる懸念がある。

本発明に係るレンズ装置は、複数のレンズと、レンズが組み込まれる鏡筒とを備えたレンズ装置であって、レンズの少なくとも１つは、有効光学面を構成し、レンズの中央部分に位置するレンズ有効部と、レンズ有効部の周縁に配置されるフランジ部とを有し、フランジ部の一方の第１面にレンズの光軸を中心とした円錐面形状の傾斜部が設けられ、鏡筒の内側壁には傾斜部に相対し、鏡筒の中心軸を中心とした円錐面形状の傾斜支持部が設けられ、傾斜部が傾斜支持部に当接されることより、レンズが鏡筒内に位置規制されて組み込まれることを特徴とする。

これにより、レンズの光軸を中心とした円錐面形状であるレンズの傾斜部と鏡筒の中心軸を中心とした円錐面形状である鏡筒の傾斜支持部が互いに当接されて、鏡筒にレンズを組み込むだけで、レンズの光軸と鏡筒の中心軸をレンズの光軸と垂直方向において高精度に位置合わせすることができる。そのため、同様にして鏡筒内に組み込まれた複数のレンズは、鏡筒の中心軸と高精度にそれぞれの光軸が位置合わせされるとともに、レンズ同士の光軸も高精度に位置合わせされる。

また、本発明に係るレンズ装置は、レンズは、フランジ部の最外周端が鏡筒の内側壁から離間されている。これにより、レンズ最外周の直径が、製造公差によってばらついていても、フランジ部の最外周端が鏡筒の内側壁に接触しないため、レンズ最外周の直径のバラツキによるレンズの光軸のズレを抑制することができる。

また、本発明に係るレンズ装置は、フランジ部の最外周端にはゲートカット部が形成され、ゲートカット部は、傾斜部の傾斜支持部に当接される支持面から回避して配置される。これにより、ゲートカット部が傾斜支持部に接触しないため、レンズの光軸と鏡筒の中心軸を位置合わせするのに、ゲートカット部の影響を受けないため、ゲートカット部によるレンズの倒れやレンズの光軸のズレを抑制することができる。

また、本発明に係るレンズ装置は、フランジ部の第１面の反対側に位置する第２面は、鏡筒の傾斜支持部に相対する円錐面形状になっていない。これにより、レンズを表裏反対にして鏡筒に組み込もうとした場合、レンズが所定の位置まで挿入されず、組み込まれたレンズの高さが異なってくるため、レンズを鏡筒に固定する前に挿入ミスを検知できるため、製造時のロスを減らすことができる。

また、本発明に係るレンズ装置は、鏡筒の一端に開口絞りが形成され、レンズは開口絞
りに隣接して配置される。これにより、鏡筒の中心軸と位置合わせされて形成された開口絞りの中心軸と鏡筒内に組み込まれたレンズの光軸とを高精度に位置合わせすることができる。

本発明によれば、複雑な検査工程を設けることなく、レンズの光軸と鏡筒との中心軸を高精度に位置合わせし、またはレンズ同士の光軸を高精度に位置合わせして、複数のレンズを鏡筒内に組み込むことができるレンズ装置、及び撮像装置を提供することができる。

本発明の第１の実施例のレンズ装置を示す断面図である。 本発明の第１の実施例のレンズ装置を示す分解図である。 レンズ形状を説明するための図である。 レンズの鏡筒への支持方法を説明するための部分拡大図である。 本発明の第１の実施例のレンズ装置を備えた撮像装置を示す断面図である。 本発明の第２の実施例のレンズ装置を示す断面図である。 別形状のレンズの鏡筒への支持方法を説明するための部分拡大図である。

本発明に係るレンズ装置およびこのレンズ装置を備えた撮像装置の実施形態について、図１〜図７を用いて以下に説明する。

（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例のレンズ装置を示す断面図であり、図２は図１のレンズ装置の分解図である。

本実施例のレンズ装置は、カメラモジュールに使用されるものであり、物体側から像側に向かって順に配置された、正のパワーを有するメニスカス形状の第１レンズ１、負のパワーを有するメニスカス形状の第２レンズ２、凸形状の第３レンズ３、正のパワーを有するメニスカス形状の第４レンズ４、および両面にそれぞれ変曲点を有する非球面形状の第５レンズ５の５枚のレンズにより構成され、第１レンズ１の物体側には開口絞り７が配置されている。

第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、および第５レンズ５は、シクロオレフィンポリマー樹脂、環状オレフィンコポリマー樹脂、ポリエステル系樹脂、あるいはポリカーボネート系樹脂などの光学用樹脂を用いて構成されるプラスチックレンズである。

鏡筒６は、外形が略円筒状であって、ポリカーボネートなどの合成樹脂により形成され、一端に開口絞り７が一体的に形成されると共に、他端に第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、および第５レンズ５を挿入する開口孔８が形成されている。

鏡筒６の内部は、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、および第５レンズ５を順次設置可能に各レンズの径に対応して各レンズの収容部の内径が段階的に大きくなるように構成されており、各レンズは鏡筒６の内部に同軸上に収容される。

図２に示すように、鏡筒６の内部には、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、および第５レンズ５の各レンズの径に対応した内径の各円筒空間を同心円状に積層されるような収容空間が形成されており、鏡筒６の内側壁は各円筒空間の内径の
差によって複数の段差部が形成されている。

鏡筒６の内側壁の最も開口絞り７に近い側の段差部には、第１レンズ１の傾斜部１ａに相対する部分に、鏡筒６の中心軸を中心とした円錐面形状の傾斜支持部６ａが形成されている。また、第１レンズ１の支持形態と同様に、鏡筒６の内側壁の他の段差部には、順に、第２レンズ２の傾斜部２ａ、第３レンズ３の傾斜部３ａ、第４レンズ４の傾斜部４ａ、および第５レンズ５の傾斜部５ａにそれぞれ相対する部分に鏡筒６の中心軸を中心とした円錐面形状の傾斜支持部６ｂ、傾斜支持部６ｃ、傾斜支持部６ｄ、および傾斜支持部６ｅが形成されている。

なお、これらの傾斜支持部の円錐面形状は、物体側から像側に向かって直径が増加する形状となっている。

また、鏡筒６の内側壁の傾斜支持部６ａ、傾斜支持部６ｂ、傾斜支持部６ｃ、傾斜支持部６ｄ、および傾斜支持部６ｅの像側には、それぞれの傾斜支持部の最大直径よりも大きな直径の段差部が形成されている。

鏡筒６の内部に、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、および第５レンズ５の各レンズを組み込む際には、鏡筒６の開口絞り７側（物体側）を下にして上側の開口孔８から第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、および第５レンズ５の順に挿入する。

図１に示すように、第１レンズ１は物体側の凸面が開口絞り７から露出されるように鏡筒６の内部に挿入され、第１レンズ１の傾斜部１ａが鏡筒６の内側壁の傾斜支持部６ａによって支持されることにより、鏡筒６の中心軸と第１レンズ１の光軸が一致するように位置規制されて鏡筒６内に組み込まれる。

第２レンズ２は第１レンズ１の次に鏡筒６内に組み込まれ、第２レンズ２の傾斜部２ａが鏡筒６の内側壁の第２レンズ２に対応する傾斜支持部６ｂによって支持されることにより、鏡筒の中心軸と第２レンズ２の光軸が一致するように位置規制されて鏡筒６内に組み込まれる。

よって、第１レンズ１の光軸と第２レンズ２の光軸とは、共に鏡筒６の中心軸と一致するため、互いの光軸も一致することになる。

同様に、第３レンズ３は、傾斜部３ａが鏡筒６の内側壁の第３レンズ３に対応する傾斜支持部６ｃに支持されることにより、鏡筒の中心軸と第３レンズ３の光軸が一致するように位置規制されて鏡筒６内に組み込まれ、第４レンズ４は、傾斜部４ａが鏡筒６の内側壁の第４レンズ４に対応する傾斜支持部６ｄに支持されることにより、鏡筒の中心軸と第４レンズ４の光軸が一致するように位置規制されて鏡筒６内に組み込まれる。

第５レンズ５は、両面が平坦面のリング状のスペーサ２０を第４レンズ４の後方より装着した後に、第５レンズ５の傾斜部５ａが鏡筒６の内側壁の第５レンズ５に対応する傾斜支持部６ｅに支持されることにより、鏡筒の中心軸と第５レンズ５の光軸が一致するように位置規制されて鏡筒６内に組み込まれる。スペーサ２０は金属材料の切削品により構成され、第４レンズ４のレンズ有効部と第５レンズ５のレンズ有効部とが干渉しないように第４レンズ４と第５レンズ５との間に介装される。

なお、光軸方向における各レンズ間の距離は、各レンズのフランジ部同士を当接させること、あるいはスペーサ２０とフランジ部を当接させることにより、高精度に位置決めさ
れる。ここで、各レンズの傾斜部が鏡筒の傾斜支持部によって支持されることにより、光軸方向の位置も制限されるが、レンズを組み込む際の圧力により鏡筒の内側壁が僅かに弾性変形するため、鏡筒の傾斜支持部によってではなく、各レンズのフランジ部同士を当接させること等により、各レンズの光軸方向の位置決めを行うことができる。

第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、および第５レンズ５が鏡筒６内に組み込まれた後、第５レンズ５の後方より下面が平坦面のクランプリング２１を第５レンズ５のフランジ部１０の第２面の平坦部１０ｄにクランプリング２１の平坦面を当接させて嵌め込み、クランプリング２１をＵＶ接着剤により鏡筒６に固定する。これにより、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、および第５レンズ５の各レンズが鏡筒内の所定位置に組み込まれた状態で固定される。尚、クランプリング２１は鏡筒６と同一材質の合成樹脂により形成されている。

第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、および第５レンズ５の各レンズは、光学用樹脂を加熱により流動性を持たせて金型に充填して成形する射出成形により形成され、１つの金型から同時に成形できる複数個のレンズを切り離して形成される。金型により成形された各レンズには光学用樹脂を注入するゲート部が形成されることから、各レンズの外周部にはゲート部を切り欠いた痕のゲートカット部が形成されている。

図３は、第１レンズ１の形状を説明するための図であり、図３（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれ第１レンズ１の上面図、Ａ−Ａ’断面図およびＢ−Ｂ’断面図である。なお、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、および第５レンズ５の各レンズの形状については、基本構成において第１レンズ１と同様であり、第１レンズ１を代表として図３により説明する。同図に示す如く、各レンズは、有効光学面を構成し、中央部分に位置するレンズ有効部９と、当該レンズ有効部９の周縁に配置されるフランジ部１０を有している。フランジ部１０には、直線状に切り欠かれたゲートカット部１１が形成されている。フランジ部１０の一方の第１面には、レンズの光軸に対して垂直方向の平坦面である平坦部１０ｂが形成されると共に、その平坦部の外周にレンズの光軸を中心とした円錐面形状である傾斜部１ａが形成されている。傾斜部１ａより外周側にはレンズの光軸に対して垂直方向の平坦面である鍔部１０ｃが形成され、ゲートカット部１１は鍔部１０ｃの部分を切り欠いて傾斜部１ａを回避して形成されている。

フランジ部１０の第１面と反対側の第２面は、フランジ部１０の第１面に形成されるような傾斜部はなく、レンズの光軸に対して垂直方向の平坦面１０ｄのみで構成されている。

ここで、フランジ部１０の第１面は物体側の面、第２面は像側の面であり、傾斜部１ａの円錐面形状は、物体側から像側に向かって直径が増加する形状である。

図４は、レンズの鏡筒への支持方法を説明するための部分拡大図であり、図４（ａ）および（ｂ）はそれぞれレンズのゲートカット部１１を含まない部分およびゲートカット部１１を含む部分における傾斜部１ａとそれに対応する傾斜支持部６ａに支持された部分の断面を模式的に示す図である。図４は、第１レンズ１についての部分拡大図であるが、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、および第５レンズ５についても図４と同様の構成である。

図４（ａ）に示すように、レンズの傾斜部１ａが鏡筒６の傾斜支持部６ａに部分的に当接されることにより、支持されている。傾斜部１ａの内、傾斜支持部６ａに当接している部分が支持面である。一方、フランジ部１０の最外周端は、光軸に垂直な方向において鏡筒６の内側壁から離間している。これにより、レンズの最外周の直径にバラツキが生じた
としても、鏡筒６の内側壁から離間しているため、鏡筒６からレンズへ応力が生じることがなく、レンズの傾斜部１ａの支持面と鏡筒６の傾斜支持部６ａによってのみ、レンズの光軸と垂直方向の位置決めを行うことができ、レンズの光軸と鏡筒６の中心軸とが一致するように高精度に位置規制して、レンズを鏡筒６に組み込むことができる。

また、図４（ｂ）に示すように、ゲートカット部１１は、傾斜部１ａの支持面から回避して形成されている。これにより、レンズの光軸と垂直方向の位置決めを行っているレンズの傾斜部１ａの支持面と鏡筒６の傾斜支持部６ａに対して、ゲートカット部１１が影響を与えることがないため、レンズを鏡筒６に組み込んだ際のレンズの鏡筒６に対するゲートカット部１１による傾きや軸ずれの発生を抑制することができる。

なお、平坦部１０ｂは、鏡筒６の内側壁から離間していてもよいし、接触していてもよい。第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第４レンズ４、および第５レンズ５の各レンズは、レンズの傾斜部と鏡筒６の傾斜支持部によって、光軸と垂直な方向だけでなく、光軸方向についても位置決めされる。しかし、光軸方向については、鏡筒６の傾斜支持部の弾性変形により、レンズは、光軸方向と垂直方向の位置は保ったまま、光軸方向に若干移動することができる。そのため、各レンズ間の光軸方向の位置決めは、レンズのフランジ部同士、あるいはフランジ部とスペーサ２０とを当接させて行う。ただし、第１レンズ１については、鏡筒６の内側壁に当接して、鏡筒６に一体的に形成された開口絞り７との間の光軸方向の位置決めを行う。

このように、本実施例のレンズ装置においては、予めレンズの光軸を位置合わせしてレンズ同士を接着固定することなく、鏡筒にレンズを組み込むだけで、レンズの光軸と鏡筒の中心軸を光軸と垂直方向において高精度に位置合わせすることができ、鏡筒内に組み込まれた複数のレンズ同士の光軸も高精度に位置合わせして、レンズを鏡筒内に組み込むことができる。そのため、レンズ装置の製造工程を簡略化してスループットや歩留りを向上させることが可能になるとともに、接着剤でレンズを固定する場合に比べ、接着剤の硬化による応力によってレンズが変形する等の問題が起きることもない。

また、ゲートカット部１１が、傾斜部の支持面から回避して配置されており、ゲートカット部１１が傾斜支持部に当接しないため、レンズの光軸と鏡筒６の中心軸を位置合わせするのに、ゲートカット部１１の影響を受けず、ゲートカット部１１によるレンズの倒れやレンズの光軸のズレを抑制することができる。また、ゲートカット部１１が鏡筒６の内側壁に接触しないため、ゲートカット部の影響を低減するための補充部を形成する必要もない。

さらに、鏡筒の一端に鏡筒の中心軸に開口中心を合わせて開口絞りを一体的に形成する場合、レンズの光軸と開口絞りの開口中心とを位置合わせする工程を別に設けることなく、各レンズの光軸と開口絞りの開口中心を高精度に位置合わせして、各レンズを鏡筒内に組み込むことができる。

また、レンズの傾斜部１ａが形成された第１面の反対側の第２面は、フランジ部において光軸に対して垂直方向の平坦面１０ｄとなっており、傾斜部１ａに相当する面はない。

従来、鏡筒に各レンズを組み込む際、レンズの表裏を逆にして入れたとしても、鏡筒の内側壁は傾斜しておらず、各レンズの収納位置では内径は一定であるため、そのまま各レンズは光軸方向における本来の位置まで入り込むことができる。そのため、第１レンズから順にレンズを組み入れていく間に、いずれかのレンズが表裏逆に挿入されたとしても、レンズの高さが変わらないため、最終的にレンズが固定されるまで異常が発見できずに、不良品となることがあった。

これに対し、本実施例のレンズ装置においては、各レンズの挿入側の面である第１面の傾斜部と鏡筒６の傾斜支持部が同じ方向に直径が増加する円錐面形状となっていると共に、第１面の反対側の第２面は平坦な面を有しているため、各レンズを表裏逆に鏡筒６に挿入した場合に平坦面１０ｄが鏡筒の内側壁に当たって各レンズは光軸方向における本来の位置まで入り込むことができない。そのため、第１レンズから順にレンズを組み入れていく途中の工程でレンズの高さが変わることで、異常を発見することができ、不良品の発生を抑制することができる。

図５は、本発明の第１の実施例のレンズ装置を備えた撮像装置を示す断面図である。本実施例のレンズ装置を用いてカメラモジュールを構成する場合、図５に示す如く、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子２３が組み込まれた撮像ユニット２２をレンズ装置の像面側に装着する。

撮像ユニット２２は鏡筒６と同心円の筒状筐体に固体撮像素子２３およびカバーガラス（必要に応じて赤外線カットフィルター機能付き）２４が組み込まれて構成され、レンズ装置の像面側の開口孔８の後ろに、精密な位置決めを行なった上で、光硬化性の接着剤などを用いて一体に連結される。

このように構成されるカメラモジュールは、開口絞り７を介して入力された物体の光線がレンズ装置により結像されて固体撮像素子２３に導かれ、該固体撮像素子２３により物体の映像信号が出力されるようになっている。

（第２の実施例）
図６は、本発明の第２の実施例のレンズ装置を示す断面図である。

図６に示す第２の実施例において、第１の実施例と同一の部材には同一の図番を付している。本実施例のレンズ装置のレンズ構成は第１の実施例と同一で、正のパワーを有するメニスカス形状の第１レンズ１、負のパワーを有するメニスカス形状の第２レンズ２、凸形状の第３レンズ１３、正のパワーを有するメニスカス形状の第４レンズ１４、および両面にそれぞれ変曲点を有する非球面形状の第５レンズ１５の５枚のレンズにより構成されており、各レンズは第１の実施例と同一の光学用樹脂が使用されるプラスチックレンズである。

但し、第２の実施例においては、レンズに設けた傾斜部を鏡筒１６の内側壁に設けた傾斜支持部により支持する構成は第１レンズ１および第２レンズ２に対して採用し、第３レンズ１３、第４レンズ１４、および第５レンズ１５に対しては採用していない。

従って、各レンズが組み込まれる鏡筒１６は、レンズの第１面に傾斜部を有していない第３レンズ１３、第４レンズ１４、および第５レンズ１５に対応する鏡筒１６の内側壁の段差部は、第１の実施例と異なり、光軸を中心とした円柱面形状である。一方、レンズの第１面に傾斜部を有する第１レンズ１および第２レンズ２に対応する鏡筒１６の内側壁の段差部は、第１の実施例と同様な光軸を中心とした円錐面形状である。

なお、鏡筒１６の外形は、第１の実施例と同様で、略円筒状であり、一端に開口絞り１７が形成されると共に、他端に各レンズを挿入する開口孔１８が形成されている。また、鏡筒１６の材料は、第１の実施例と同様のポリカーボネートなどの合成樹脂である。

第１の実施例のように全てのレンズにおいて傾斜部を鏡筒１６の内側壁の傾斜支持部により支持させる構成とするには、鏡筒１６の長さおよび内側壁の厚み、レンズの設置位置
やレンズのフランジ部の厚みなどが影響するため、全てのレンズにおいて傾斜部を鏡筒１６の内側壁の傾斜支持部により支持させる構成とすることが困難な場合がある。そのため、レンズ装置としては一部のレンズにおいて傾斜部を鏡筒１６の内側壁の傾斜支持部により位置規制して支持させる構成とすることが考えられ、図６に示す第２の実施例はこのような場合を想定している。

鏡筒１６の内部に、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ１３、第４レンズ１４、および第５レンズ１５の各レンズを組み込む際には、第１の実施例と同様に、鏡筒１６の開口絞り１７側（物体側）を下にして上側の開口孔１８から第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ１３、第４レンズ１４、および第５レンズ１５の順に挿入する。

第１レンズ１は、フランジ部１０の最外周端による影響を受けずに第１レンズ１の傾斜部と鏡筒１６の内側壁の傾斜支持部との係合により傾斜部１ａが鏡筒１６の内側壁の傾斜支持部に位置規制されて支持され、第１レンズ１の光軸と鏡筒１６の中心軸が一致するように支持された状態で鏡筒１６内に組み込まれる。

第２レンズ２も、第１レンズ１と同様にフランジ部１０の最外周端による影響を受けずに第２レンズ２の傾斜部と鏡筒１６の内側壁の傾斜支持部との係合により傾斜部が鏡筒１６の内側壁の傾斜支持部に位置規制されて支持され、第２レンズ２の光軸と鏡筒１６の中心軸が一致するように支持された状態で鏡筒１６内に組み込まれる。

ここで、第１レンズ１および第２レンズ２の各傾斜部が鏡筒１６の各傾斜支持部に支持された状態において、第１の実施例と同様に、図４（ａ）および（ｂ）に示される如く、各レンズにおいてフランジ部１０の最外周端は鏡筒１６の内側壁から離間している。また、第１レンズ１および第２レンズ２はそれぞれゲートカット部１１を回避した位置で傾斜部が傾斜支持部により支持されている。

第３レンズ１３は、第２レンズ２のフランジ部１０の第２面の平坦部１０ｄに第３レンズ１３のフランジ部１０の第１面の平坦部１０ｂを当接させて第２レンズ２に続けて鏡筒１６内に組み込まれる。

第４レンズ１４は、第３レンズ１３を鏡筒１６内に組み込む方法と同様に第３レンズ１３のフランジ部１０の第２面の平坦部１０ｄに第４レンズ１４のフランジ部１０の第１面の平坦部１０ｂを当接させて第３レンズ１３に続けて鏡筒１６内に組み込まれる。

第３レンズ１３および第４レンズ１４は、各レンズの外周端が鏡筒の内側壁に当接するように鏡筒１６内に組み込まれる。

第３レンズ１３および第４レンズ１４を鏡筒１６内に組み込んだ状態で、第４レンズ１４の後方より両面が平坦面のリング状のスペーサ２５を装着する。

第５レンズ１５は、スペーサ２５の平坦面に第５レンズ１５のフランジ部１０の第１面の平坦部１０ｂを当接させ、スペーサ２５を介して第４レンズ１４に続けて組み込まれると共に、外周端が鏡筒の内周側壁に当接するように鏡筒１６内に組み込まれる。

前記スペーサ２５は金属材料の切削品により構成され、第４レンズ１４と第５レンズ１５とが干渉しないように第４レンズ１４および第５レンズ１５間に介装される。

第５レンズ１５を鏡筒１６内に組み込んだ状態で、第５レンズ１５の後方より当接面が平坦面のクランプリング２６を第５レンズ１５のフランジ部１０の第２面の平坦部１０ｄ
にクランプリング２６の平坦面を当接させて嵌め込み、クランプリング２６をＵＶ接着剤により鏡筒１６に固定し、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ１３、第４レンズ１４、および第５レンズ１５の各レンズを鏡筒１６内に固定する。

本実施例のように複数のレンズにより構成されるカメラモジュール用のレンズ装置において、物体側のレンズである第１レンズ１および第２レンズ２は曲率が大きく（曲率半径が小さく）、光軸ズレによる性能劣化の影響が、曲率の小さい（曲率半径の大きい）レンズである第３レンズ１３、第４レンズ１４、および第５レンズ１５に比べて大きい。そのため、レンズに設けた傾斜部を鏡筒１６の内側壁に設けた傾斜支持部により位置規制して支持する構成を１部のレンズに採用する場合、物体側に近い第１レンズ１および第２レンズ２に採用した方が像面側に近い第３レンズ１３、第４レンズ１４、および第５レンズ１５に採用した場合に比べて光学性能の低下を抑えることができる。

本実施例のレンズ装置を用いてカメラモジュールを構成する場合、第１の実施例と同様に図５に示す撮像ユニット２２をレンズ装置の像面側の開口孔８の後ろに、精密な位置決めを行なった上で、光硬化性の接着剤などを用いて一体に連結される。

以上説明した実施例は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。

上記の第１および第２の実施例において、レンズのフランジ部は、傾斜部より外周側に鍔部１０ｃが形成される形状となっているが、この形状に限定されるものではない。

図７は、別形状のレンズの鏡筒への支持方法を説明するための部分拡大図である。図７に示すレンズは、第１および第２の実施例と異なり、フランジ部１０に鍔部１０ｃが設けられておらず、傾斜部１０ａがフランジ部１０の最外周まで形成される構成のレンズである。図７（ａ）および（ｂ）は、それぞれレンズのゲートカット部１１を含まない部分およびゲートカット部１１を含む部分における傾斜部とそれに対応する傾斜支持部に支持された部分の断面を模式的に示す図である。このレンズも、傾斜部１０ａを鏡筒６（あるいは鏡筒１６）の内側壁の傾斜支持部に当接することにより位置規制して支持する構成である。

図７（ａ）に示すように、レンズの傾斜部１０ａが鏡筒６の傾斜支持部６ａに部分的に当接されることにより、支持されている。傾斜部１０ａの内、傾斜支持部６ａに当接している部分が支持面である。一方、フランジ部１０の最外周端は鏡筒６（１６）の内側壁から離間している。これにより、レンズの最外周の直径にバラツキが生じたとしても、鏡筒６（１６）の内側壁から離間しているため、鏡筒６（１６）からレンズへ応力が生じることがなく、レンズの傾斜部１０ａの支持面と鏡筒６（１６）の傾斜支持部６ａによってのみ、レンズの光軸と垂直方向の位置決めを行うことができ、レンズの光軸と鏡筒６（１６）の中心軸とが一致するように高精度に位置規制して、レンズを鏡筒６に組み込むことができる。

また、図７（ｂ）に示すように、ゲートカット部１１は、傾斜部１０ａの支持面から回避して形成されている。これにより、レンズの光軸と垂直方向の位置決めを行っているレンズの傾斜部１０ａの支持面と鏡筒６（１６）の傾斜支持部６ａに対して、ゲートカット部１１が影響を与えることがないため、レンズを鏡筒６（１６）に組み込んだ際のレンズの鏡筒６に対する傾きや軸ずれの発生を抑制することができる。

なお、上記の実施例において、レンズの傾斜部を鏡筒の内側壁の傾斜支持部に当接することにより位置規制して支持する構成を、第１の実施例では５枚全てのレンズに適用し、
第２の実施例では物体側に近い方の２枚のレンズに適用したが、少なくとも１つのレンズに適用すれば良い。

また、上記の実施例においては、５枚のレンズ構成について記載しているが、３枚、４枚、あるいは６枚のレンズ構成等、複数のレンズを備える構成であればよい。

また、上記の実施例においては、レンズの傾斜部および鏡筒の傾斜支持部は、１つの傾斜角からなる円錐面形状であるが、本発明はこれに限らず、複数の傾斜角からなる円錐面形状であってもよく、傾斜角が連続的に変化する円錐面形状であってもよい。

本発明は、その趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

本発明のレンズ装置および撮像装置は、携帯電話、スマートフォン、パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラなどの電子機器において広く利用することができる。

１ 第１レンズ
１ａ，２ａ，３ａ，４ａ，５ａ，１０ａ 傾斜部
２ 第２レンズ
３，１３ 第３レンズ
４，１４ 第４レンズ
５，１５ 第５レンズ
６，１６ 鏡筒
６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅ 傾斜支持部
７，１７ 開口絞り
８，１８ 開口孔
１０ フランジ部
１１ ゲートカット部

Claims (6)

1. 複数のレンズと、前記レンズが組み込まれる鏡筒とを備えたレンズ装置であって、
   前記レンズの少なくとも１つは、有効光学面を構成し、前記レンズの中央部分に位置するレンズ有効部と、前記レンズ有効部の周縁に配置されるフランジ部とを有し、
   前記フランジ部の一方の第１面に前記レンズの光軸を中心とした円錐面形状の傾斜部が設けられ、
   前記鏡筒の内側壁には前記傾斜部に相対し、前記鏡筒の中心軸を中心とした円錐面形状の傾斜支持部が設けられ、
   前記傾斜部が前記傾斜支持部に当接されることより、前記レンズが前記鏡筒内に位置規制されて組み込まれることを特徴とするレンズ装置。
2. 前記レンズは、前記フランジ部の最外周端が前記鏡筒の内側壁から離間されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
3. 前記フランジ部の最外周端にはゲートカット部が形成され、前記ゲートカット部は、前記傾斜部の前記傾斜支持部に当接される支持面から回避して配置されることを特徴とする請求項１または２に記載のレンズ装置。
4. 前記フランジ部の前記第１面の反対側に位置する第２面は、前記鏡筒の前記傾斜支持部に相対する円錐面形状になっていないことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズ装置。
5. 前記鏡筒の一端には開口絞りが形成され、前記レンズは前記開口絞りに隣接して配置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のレンズ装置。
6. 請求項１〜５に記載のレンズ装置を備え、前記レンズ装置に撮像ユニットが固定されたことを特徴とする撮像装置。
   

Images