(57)【要約】【課題】撮影機能付きの携帯電話や、安価／小型のデジタルカメラに用いられる小型撮像モジュールであって、構成が簡易で、かつ適正な焦点合わせを行い、かつ、光軸の傾きを確実に防止できる小型撮像モジュールを提供する。【解決手段】結像レンズと、結像レンズを保持する円筒状の鏡筒と、撮像素子と、撮像素子を保持し、結像レンズの光軸を中心に回転可能かつその光軸方向に移動可能に鏡筒を嵌挿する撮像素子ホルダと、鏡筒もしくは撮像素子ホルダの一方に形成され、結像レンズの光軸を中心とする円環状のカム面を上面もしくは下面に有する円筒カムと、鏡筒もしくは撮像素子ホルダの他方に形成され、鏡筒を撮像素子ホルダに嵌挿した状態で円筒カムのカム面に当接する当接部材とを有し、鏡筒と撮像素子ホルダとの相対的な回転によって焦点合わせが成された後に、鏡筒と撮像素子ホルダとが固定されてなることにより、上記課題を解決する。【選択図】図１
2006222473.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像レンズと、
前記結像レンズを保持する円筒状の鏡筒と、
撮像素子と、
前記撮像素子を保持し、さらに、前記結像レンズの光軸を中心に回転可能かつ前記結像レンズの光軸方向に移動可能に前記鏡筒を嵌挿する撮像素子ホルダと、
前記鏡筒および前記撮像素子ホルダの一方に形成され、前記結像レンズの光軸を中心とする円環状のカム面を上面もしくは下面に有する円筒カムと、
前記鏡筒および前記撮像素子ホルダの他方に形成され、前記鏡筒を前記撮像素子ホルダに嵌挿した状態で前記円筒カムのカム面に当接する当接部材とを有し、
前記鏡筒と前記撮像素子ホルダとの相対的な回転によって焦点合わせが成された後に、前記鏡筒と前記撮像素子ホルダとが、固定されてなることを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項２】
結像レンズと、
外壁面に凸部が形成された、前記結像レンズを保持する円筒状のレンズホルダと、
撮像素子と、
前記撮像素子を保持し、さらに、前記結像レンズの光軸を中心に回転可能かつ前記結像レンズの光軸方向に移動可能に前記レンズホルダを挿入する、内壁面に凸部を有する撮像素子ホルダと、
前記レンズホルダの凸部および前記撮像素子ホルダの凸部との間で両者に係合して、両者を離間する方向に付勢するコイルスプリングと、
前記レンズホルダおよび前記撮像素子ホルダの一方に形成され、前記結像レンズの光軸を中心とする円環状のカム面を上面もしくは下面に有し、かつ周方向に漸次高さが増加する第１円筒カムと、
前記レンズホルダおよび前記撮像素子ホルダの他方に形成され、前記レンズホルダを前記撮像素子ホルダに挿入した状態で前記第１円筒カムのカム面に当接する当接部材とを有することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項３】
前記レンズホルダが、前記結像レンズを固定的に保持する鏡筒と、前記結像レンズの光軸を中心に回転可能かつ前記結像レンズの光軸方向に移動可能に前記鏡筒を嵌挿する撮影距離切替部材とで構成され、
さらに、前記鏡筒および前記撮影距離切替部材の一方に形成され、前記結像レンズの光軸を中心とする円環状のカム面を上面もしくは下面に有する第２円筒カムと、前記鏡筒および前記撮影距離切替部材の他方に形成され、前記鏡筒を前記撮像素子ホルダに嵌挿した状態で前記第２円筒カムのカム面に当接する当接部材とを有し、
前記鏡筒と前記撮影距離切替部材との相対的な回転によって前記結像レンズと前記撮像素子との光軸方向の距離を調整して焦点合わせが行われた後に、前記鏡筒と前記撮影距離切替部材とが、固定されてなる請求項２に記載の小型撮像モジュール。
【請求項４】
結像レンズと、
前記結像レンズを保持する鏡筒と、
シリコンウエハ上で封止部材によるパッケージングを終了した後に個々の素子にダイシングされてなる撮像素子と、
前記鏡筒を保持する鏡筒保持部および前記撮像素子を保持する素子保持部を有する撮像素子ホルダとを有し、
さらに、前記撮像素子ホルダの素子保持部は、前記撮像素子のダイシングされた面を基準とすることにより、前記結像レンズの光軸と直交する方向の前記撮像素子の位置決めを行って、前記撮像素子を保持することを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項５】
前記撮像素子ホルダの素子保持部は、前記撮像素子のダイシングされた面を嵌合することにより、前記結像レンズの光軸と直交する位置決めを行って前記撮像素子を保持する請求項４に記載の小型撮像モジュール。
【請求項６】
前記撮像素子ホルダの素子保持部は、前記撮像素子の撮影光入射面と当接する部位を有し、
この部位と前記撮影光入射面との当接により、前記結像レンズの光軸方向に対する前記撮像素子の位置決めを行う請求項４または５に記載の小型撮像モジュール。
【請求項７】
前記撮像素子ホルダの素子保持部は、前記撮像素子の実装基板の表面と当接する部位を有し、
この部位と前記実装基板の表面との当接により、前記結像レンズの光軸方向に対する前記撮像素子の位置決めを行う請求項４または５に記載の小型撮像モジュール。
【請求項８】
前記撮像素子ホルダの素子保持部は、前記撮像素子を実装する配線基板の表面と当接する部位を有し、
この部位と前記配線基板の表面との当接により、前記結像レンズの光軸方向に対する前記撮像素子の位置決めを行う請求項４または５に記載の小型撮像モジュール。
【請求項９】
筒状の鏡筒に複数のレンズを保持してなるレンズユニットであって、
前記鏡筒の加熱および前記複数のレンズの冷却の少なくとも一方を行った後、前記鏡筒のレンズ保持領域に複数のレンズを組み込み、常温に戻った時に前記複数のレンズが鏡筒に固定されてなることを特徴とするレンズユニット。
【請求項１０】
前記複数のレンズは、それぞれ光学的な作用を有するレンズ部の周囲にフランジ部を有するものであり、前記鏡筒内でフランジ部を密着させて積層され、かつ、各レンズは、この積層状態で互いの光軸方向の位置関係が適正となる請求項９に記載のレンズユニット。
【請求項１１】
複数のレンズを組み合わせてなるレンズユニットであって、
前記複数のレンズは、それぞれ光学的な作用を有するレンズ部の周囲にフランジ部を有し、かつ、このフランジ部は、他の少なくとも１つのレンズのフランジ部と嵌合可能であり、さらに、各レンズは、前記フランジ部の嵌合によって組み合わせた状態で互いの光軸が一致する形状を有すること特徴とするレンズユニット。
【請求項１２】
前記複数のレンズは、それぞれ互いの前記フランジ部の嵌合によって他のレンズと組み合わせた状態で、互いの光軸方向の位置が適正となる形状を有する請求項１１に記載のレンズユニット。
【請求項１３】
前記レンズは、それぞれ射出成形によって形成されたものであり、組み合わせた状態で他のレンズと光軸方向で接触する面、および、組み合わせた状態で他のレンズと光軸に直交する方向で接触する面の少なくとも一方には、入れ子の割り線を有さない請求項１１または１２に記載のレンズユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影機能付きの形態電話やＰＤＡ等に装着される小型撮像モジュールおよび小型撮像モジュール等に好適なレンズユニットに関し、詳しくは、適正な焦点合わせが可能で、かつ、ＣＣＤセンサ等の撮像素子に対する結像レンズの光軸の傾きを防止でき、ＣＣＤセンサ等の撮像素子の位置合わせを容易に行うことができる小型撮像モジュール、簡易な機構でマクロ撮影を実現した小型撮像モジュール、および、複数のレンズを有し、かつ、各レンズの光軸ズレを防止することができるレンズユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、小型のデジタルカメラ等に搭載される小型撮像モジュールは、通常、撮像素子（ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサなど、以下、ＣＣＤセンサで代表する）と、ＣＣＤセンサを保持する保持部材（以下、ＣＣＤホルダという）と、結像レンズ（以下、単にレンズともいう）と、レンズを保持する円筒状の鏡筒とを組み合わせて構成される。
【０００３】
このような小型撮像モジュールは、一般的に、貫通孔を有するＣＣＤホルダを用い、貫通孔の一端にＣＣＤセンサを固定し、他端側から結像レンズを保持する鏡筒を収容し、固定することで組み立てられる。
周知のように、この組み立ては、ＣＣＤホルダの内壁面、および、鏡筒の外壁面にネジを形成して、両者を螺合することによって行われ、さらに鏡筒のねじ込み量を調整することにより、ＣＣＤセンサの受光面と結像レンズとの距離を調整してピント調整（焦点合わせ）を行う。また、小型撮像モジュールは、通常は固定焦点であり、ピント調整を行った後に、例えば、接着剤を用いてＣＣＤホルダと鏡筒とを固定する。
【０００４】
また、近年、ＣＣＤセンサ等の撮像素子は、非常に小型化かつ高分解能化している。それに対応して、小型撮像モジュールに用いられる結像レンズ（レンズユニット）にも、１ｍｍ当たり１５０〜２００本の細線を分離できる解像力が求められている。すなわち、このような結像レンズにも、（１５０〜２００［ｌｐ／ｍｍ］）の解像力を有する結像レンズが用いられている。
このような解像力を有する結像レンズ（レンズユニット）は、単レンズで実現することは困難である。そのため、通常は、複数のレンズを組み合わせた組レンズとして、目的とする解像力や精度を有する結像レンズ（レンズユニット）を実現している。
【０００５】
このような複数のレンズを組み合わせてなる結像レンズ（レンズユニット）は、通常、図１３に模式的に示すように、互いに外径の異なるレンズ１００（１００ａ，１００ｂおよび１００ｃ）と、各レンズ径に対応するサイズのレンズ保持部を階段状に形成してなる鏡筒１０２とを用い、レンズ径に応じて、レンズ１００ｃ、１００ｂおよび１００ａと、順次、鏡筒１０２に各レンズを組み込み、各レンズ１００を鏡筒に固定することによって構成される（特許文献１等参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−８２２７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
当然のことであるが、高画質な画像を撮影するためには、結像レンズの光軸、すなわち鏡筒がＣＣＤセンサの受光面に対して傾くことなく結像レンズが固定される必要がある。
光軸が傾けば、当然、結像面も傾くので、撮影した画像がＣＣＤセンサの受光面に適正に結像されず、画質劣化の原因となる。
【０００８】
ところが、前述のように、従来の小型撮像モジュールでは、鏡筒とＣＣＤホルダとを螺合して、ねじ込み量を調整することによりピント調整を行い、その後、鏡筒とＣＣＤホルダとの固定を行う。そのため、ネジが不可避的に有するネジ部の隙間によって鏡筒が傾いてしまい、結像レンズの光軸が傾いてしまう。
近年、ＣＣＤセンサは、非常に小型化かつ高分解能化している。それに対応して、小型撮像モジュールに用いられる結像レンズにも、１５０〜２００［ｌｐ／ｍｍ］の細線を分離できる解像力を有する結像レンズが用いられる。そのため、若干でも光軸が傾くと、非常に大きな画質劣化の要因となる。
【０００９】
また、近年の携帯電話に搭載される小型撮像モジュールには、結像レンズを通常の位置よりも前方（被写体側）に移動することにより、撮影距離を変更して至近距離での撮影や小さな物の撮影を可能にする、いわゆるマクロ撮影機能を有するものも多い。
ところが、通常のマクロ機能は、複数のスプリングを有する等、部品点数が多く、かつ構造も複雑なものが多く、より簡易な構成でマクロ撮影機能を実現した小型撮像モジュールが望まれている。
【００１０】
また、同様に、当然のことであるが、高画質な画像を安定して撮影するためには、結像レンズの光軸とＣＣＤセンサの受光部（受光面）の中心とが、適正に一致するようにＣＣＤセンサの位置決めが成されている必要がある。
小型撮像モジュールは、例えば、結像レンズの光軸と直交する方向（以下、ｘ−ｙ方向とする）の端部を、ＣＣＤホルダに形成されるセンサ保持部に設けられる基準部に当接することにより、大まかにｘ−ｙ方向の位置決めを行って、ＣＣＤセンサをＣＣＤホルダに組み込む。
【００１１】
ここで、ＣＣＤセンサは、一般的に、外面と受光部との位置精度は決して高くない。従って、このようにしてＣＣＤセンサのｘ−ｙ方向の位置決めを行ったのでは、結像レンズの光軸と受光部の中心とを一致させた、ＣＣＤセンサの正確なｘ−ｙ方向の位置決めを行うことができない。
そのため、小型撮像モジュールの製造においては、このようにして外面を利用して大まかなｘ−ｙ方向の位置決めを行った後、基準となる画像を撮影して、この撮影画像を見ながら鏡筒やＣＣＤセンサの位置を調整することにより、結像レンズの光軸とＣＣＤセンサの受光部の中心とが一致するようにｘ−ｙ方向の位置決めを行い、その後、接着剤等を用いてＣＣＤセンサをＣＣＤホルダに固定している。
【００１２】
このようなＣＣＤセンサの組み込み作業は、非常に手間がかかり、小型撮像モジュールの生産性低下や製造コスト向上の要因となっている。また、このような画像を見ながらのｘ−ｙ方向の位置調整では、オペレータの技術や調整治具の精度等によっては、結像レンズの光軸とＣＣＤセンサの受光面の中心とが一致した適正品質の製品を安定して製造できない場合もある。
【００１３】
さらに、同様に、当然のことであるが、高画質な画像を撮影するためには、鏡筒１０２に組み込まれた各レンズ１００の光軸が適正に一致している必要がある。特に、小型撮像ユニットでは、前述のような高い解像力が結像レンズに要求されるため、若干でも各レンズ１００間の光軸にズレ（以下、レンズ間偏芯とする）があると、非常に大きな画質劣化の原因となる。
ところが、鏡筒１０２とレンズ１００との間には、鏡筒１０２にレンズ１００を組み込むための間隙（クリアランス）を有する。そのため、この中で、組み込んだレンズ１００が移動してしまい、レンズ間偏芯が生じてしまう。
【００１４】
本発明の第１の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、撮影機能付きの携帯電話や、安価／小型のデジタルカメラに用いられる小型撮像モジュールであって、構成が簡易で、かつ適正な焦点合わせを行い、かつ、光軸の傾きを確実に防止できる小型撮像モジュール、および、部品点数が少なく、構成が簡易なマクロ撮影機能を実現する小型撮像モジュールを提供することにある。
【００１５】
また、本発明の第２の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、撮影機能付きの携帯電話やＰＤＡ、安価／小型のデジタルカメラ等に用いられる小型撮像モジュールであって、構成が簡易で、かつ、簡易な作業でＣＣＤセンサのｘ−ｙ方向（結像レンズ光軸と直交方向）の位置決めを行って、結像レンズの光軸に対してＣＣＤセンサ等の撮像素子の受光部を適正に位置合わせることができる小型撮像モジュールを提供することにある。
【００１６】
また、本発明の第３の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、撮影機能付きの携帯電話などに用いられる小型撮像モジュール等に好適に利用される、鏡筒に複数のレンズを組み込んでなるレンズユニットであって、簡易な構成で、各レンズの光軸を一致させ、かつ、各レンズ間の光軸のズレを防止できるレンズユニットを提供することにある。
【００１７】
さらに、本発明の第４の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、撮影機能付きの携帯電話などに用いられる小型撮像モジュール等に好適に利用される、複数のレンズからなるレンズユニットであって、レンズを組み合わせるだけで、光軸と直交方向の互いの位置決めを行って各レンズの光軸を一致させることができ、かつ、その後のレンズ間の光軸のズレも生じることがないレンズユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記第１の目的を達成するために、本発明の第１の態様は、結像レンズと、前記結像レンズを保持する円筒状の鏡筒と、撮像素子と、前記撮像素子を保持し、さらに、前記結像レンズの光軸を中心に回転可能かつ前記結像レンズの光軸方向に移動可能に前記鏡筒を嵌挿する撮像素子ホルダと、前記鏡筒および前記撮像素子ホルダの一方に形成され、前記結像レンズの光軸を中心とする円環状のカム面を上面もしくは下面に有する円筒カムと、前記鏡筒および前記撮像素子ホルダの他方に形成され、前記鏡筒を前記撮像素子ホルダに嵌挿した状態で前記円筒カムのカム面に当接する当接部材とを有し、前記鏡筒と前記撮像素子ホルダとの相対的な回転によって焦点合わせが成された後に、前記鏡筒と前記撮像素子ホルダとが、固定されてなることを特徴とする小型撮像モジュールを提供するものである。
【００１９】
また、上記第１の目的を達成するために、本発明の第２の態様は、結像レンズと、外壁面に凸部が形成された、前記結像レンズを保持する円筒状のレンズホルダと、撮像素子と、前記撮像素子を保持し、さらに、前記結像レンズの光軸を中心に回転可能かつ前記結像レンズの光軸方向に移動可能に前記レンズホルダを挿入する、内壁面に凸部を有する撮像素子ホルダと、前記レンズホルダの凸部および前記撮像素子ホルダの凸部との間で両者に係合して、両者を離間する方向に付勢するコイルスプリングと、前記レンズホルダおよび前記撮像素子ホルダの一方に形成され、前記結像レンズの光軸を中心とする円環状のカム面を上面もしくは下面に有し、かつ周方向に漸次高さが増加する第１円筒カムと、前記レンズホルダおよび前記撮像素子ホルダの他方に形成され、前記レンズホルダを前記撮像素子ホルダに挿入した状態で前記第１円筒カムのカム面に当接する当接部材とを有することを特徴とする小型撮像モジュールを提供するものである。
本形態の小型撮像モジュールにおいて、前記レンズホルダが、前記結像レンズを固定的に保持する鏡筒と、前記結像レンズの光軸を中心に回転可能かつ前記結像レンズの光軸方向に移動可能に前記鏡筒を嵌挿する撮影距離切替部材とで構成され、さらに、前記鏡筒および前記撮影距離切替部材の一方に形成され、前記結像レンズの光軸を中心とする円環状のカム面を上面もしくは下面に有する第２円筒カムと、前記鏡筒および前記撮影距離切替部材の他方に形成され、前記鏡筒を前記撮像素子ホルダに嵌挿した状態で前記第２円筒カムのカム面に当接する当接部材とを有し、前記鏡筒と前記撮影距離切替部材との相対的な回転によって前記結像レンズと前記撮像素子との光軸方向の距離を調整して焦点合わせが行われた後に、前記鏡筒と前記撮影距離切替部材とが固定されてなるのが好ましい。
【００２０】
また、上記第２の目的を達成するために、本発明の第３の態様は、結像レンズと、前記結像レンズを保持する鏡筒と、シリコンウエハ上で封止部材によるパッケージングを終了した後に個々の素子にダイシングされてなる撮像素子と、前記鏡筒を保持する鏡筒保持部および前記撮像素子を保持する素子保持部を有する撮像素子ホルダとを有し、さらに、前記撮像素子ホルダの素子保持部は、前記撮像素子のダイシングされた面を基準とすることにより、前記結像レンズの光軸と直交する方向の前記撮像素子の位置決めを行って、前記撮像素子を保持することを特徴とする小型撮像モジュールを提供するものである。
【００２１】
このような本態様の小型撮像モジュールにおいて、前記撮像素子ホルダの素子保持部は、前記撮像素子のダイシングされた面を嵌合することにより、前記結像レンズの光軸と直交する位置決めを行って前記撮像素子を保持するのが好ましい。
また、前記撮像素子ホルダの素子保持部は、前記撮像素子の撮影光入射面と当接する部位を有し、この部位と前記撮影光入射面との当接により、または、前記撮像素子の実装基板の表面と当接する部位を有し、この部位と前記実装基板の表面との当接により、もしくは、前記撮像素子を実装する配線基板の表面と当接する部位を有し、この部位と前記配線基板の表面との当接により、前記結像レンズの光軸方向に対する前記撮像素子の位置決めを行うのが好ましい。
【００２２】
また、前記第３の目的を達成するために、本発明の第４の態様は、筒状の鏡筒に複数のレンズを保持してなるレンズユニットであって、前記鏡筒の加熱および前記複数のレンズの冷却の少なくとも一方を行った後、前記鏡筒のレンズ保持領域に前記複数のレンズを組み込み、常温に戻った時に前記複数のレンズが鏡筒に固定されてなることを特徴とするレンズユニットを提供するものである。
【００２３】
このような本態様のレンズユニットにおいて、前記複数のレンズは、それぞれ光学的な作用を有するレンズ部の周囲にフランジ部を有するものであり、前記鏡筒内でフランジ部を密着させて積層され、かつ、各レンズは、この積層状態で互いの光軸方向の位置関係が適正となるのが好ましい。
【００２４】
また、前記第４の目的を達成するために、本発明の第５の態様は、複数のレンズを組み合わせてなるレンズユニットであって、前記複数のレンズは、それぞれ光学的な作用を有するレンズ部の周囲にフランジ部を有し、かつ、このフランジ部は、他の少なくとも１つのレンズのフランジ部と嵌合可能であり、さらに、各レンズは、前記フランジ部の嵌合によって組み合わせた状態で互いの光軸が一致する形状を有すること特徴とするレンズユニットを提供するものである。
【００２５】
このような本態様のレンズユニットにおいて、前記複数のレンズは、それぞれ互いの前記フランジ部の嵌合によって他のレンズと組み合わせた状態で、互いの光軸方向の位置が適正となる形状を有するのが好ましく、さらに、前記レンズは、それぞれ射出成形によって形成されたものであり、組み合わせた状態で他のレンズと光軸方向で接触する面、および、組み合わせた状態で他のレンズと光軸に直交する方向で接触する面の少なくとも一方には、入れ子の割り線を有さないのが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
上記構成を有する本発明の第１の態様の小型撮像モジュールによれば、ネジ機構を用いずに、結像レンズを保持する鏡筒をＣＣＤセンサ等の撮像素子を保持する撮像素子ホルダに嵌挿し、かつ、円筒カムを用いて鏡筒を光軸方向に移動してピント調整（焦点合わせ）を行うので、撮像素子ホルダ内で鏡筒が傾くことがなく、かつ、円筒カムによって好適にピント調整を行うことができる。従って、本形態によれば、簡易な構成で、ピント調整が適正に成され、かつ、光軸の傾きを防止した、高画質な画像を撮影可能な小型撮像モジュールが実現可能である。
また、本発明の第２の態様の小型撮像モジュールによれば、レンズホルダを挿通する１本のコイルスプリングと、円筒カムとによってマクロ撮影機構を実現したため、部品点数を低減し、かつ、構成も簡易にすることができる。
【００２７】
また、上記構成を有する本発明の第３の態様の小型撮像モジュールによれば、カバーガラス等の封止部材によるパッケージングが終了した後にダイシングによって個々の素子とされた撮像素子を用い、この撮像素子のダイシングされた側面（カバーガラスの側面やカバーガラスを支持する隔壁側面等）を基準として、結像レンズ光軸と直交する方向（ｘ−ｙ方向）の撮像素子の位置決めを行って、撮像素子ホルダに撮像素子を組み込む。そのため、例えば所定の保持部に撮像素子の前記側面を嵌合するだけで、光軸に対する撮像素子のｘ−ｙ方向の位置決めを適正に行って、光軸に対して撮像素子の受光部を正確に位置合わせして、撮像素子ホルダに撮像素子を組み込むことができる。
従って、本態様によれば、撮影画像を見ながらの調整等を不要にして、簡易な作業で、光軸に対して適正に位置決めして、ＣＣＤセンサ等の撮像素子を組み込むことができるので、小型撮像モジュールの生産性や製造コストを低減でき、かつ、適正品質の製品を安定して製造することができる。
【００２８】
また、上記構成を有する本発明の第４の態様のレンズユニットによれば、鏡筒に複数のレンズを組み込んでなるレンズユニットにおいて、鏡筒のレンズ保持部の内径とレンズの外径とを等しくし、鏡筒を加熱、および／またはレンズを冷却して鏡筒にレンズを組み込み、また、鏡筒とレンズとの径が等しいので常温に戻った状態でレンズが鏡筒に固定される。そのため、鏡筒にレンズを組み込むだけで各レンズの光軸を一致させることができ、しかも、レンズが動くことが無いので、レンズ間の光軸のズレを生じることも無い。従って、本発明によれば、全てのレンズの光軸が一致した高精度なレンズユニットを高い生産性で作製することができ、例えば、撮影機能付きの携帯電話に利用される小型撮像モジュールのレンズユニット等に好適に利用可能である。
【００２９】
また、上記構成を有する本発明の第５の態様のレンズユニットによれば、複数のレンズを有するレンズユニットにおいて各レンズのフランジ部を嵌合して組み合わせるだけで、光軸と直交する方向の位置決定を行って互いの光軸を一致し、好ましくはさらに光軸方向の位置決定も行って、結像レンズ等とすることができる。また、組み合わせた後は、１つのレンズと同様に扱うことができるので、以降のレンズ間の光軸のズレも防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明に係る小型撮像モジュールおよびレンズユニットを添付の図面に示す好適実施例に基づいて詳細に説明する。
【００３１】
まず、図１〜図６（Ｂ）を参照して、本発明の第１および第３の態様の小型撮像モジュールおよび本発明の第４の態様のレンズユニットを説明する。
図１に、本発明の第１および第３の態様の小型撮像モジュールの一実施例の概略断面図を示す。なお、図１は、小型撮像モジュールを結像レンズの光軸（以下、単に光軸とする）を通る平面で切断した断面図である。ここで、図１に示す小型撮像モジュールは、本発明の第４の態様のレンズユニットを適用するものであるが、本発明は、これに限定されるわけではなく、別のレンズユニットを適用するものであっても良い。
図１に示される小型撮像モジュール（以下、撮像モジュールとする）１０は、撮影機能を有する携帯電話やＰＤＡ、安価かつ小型の固定焦点のデジタルカメラ等に利用されるものであって、基本的に、光学ユニット（以下、レンズユニットという）１２と、ＣＣＤホルダ１４とを有する。
【００３２】
レンズユニット１２は、３枚のレンズ２２（２２ａ，２２ｂ，および２２ｃ）からなる結像レンズ１６を鏡筒１８内の所定位置に組み込んだ後、リング状のレンズ押さえ２０で結像レンズ１６を固定したものである。なお、レンズ押さえ２０は、接着剤等で鏡筒１８に固定される。
ここで、鏡筒１８は、一端が閉塞する円筒状のものであって、閉塞面には撮影光が入射する貫通孔１７が形成され、この貫通孔１７と結像レンズ１６との間には、絞り１９が配置される。また、鏡筒１８の光軸方向のＣＣＤセンサ３６側（以下、便宜的に、この方向を下方、逆側（撮影光入射側）を上方とする）の端部には、後述するＣＣＤホルダ１４の円筒カム４４のカム面（上面）に当接する脚部２４が、下方に突出して形成される。この脚部２４の形状や大きさは、レンズユニット１２（鏡筒１８）をＣＣＤホルダ１４に適正に嵌挿した際に、後述する円筒カム４４に適正に当接するように適宜決定すればよい。
なお、レンズ押さえ２０および絞り１９は、不要であれば、省略してもよい。また、絞り１９の挿入位置は、レンズユニット１２の上、すなわちレンズ２２ａの上に限定されるものではない。
【００３３】
なお、図示例において、結像レンズ１６は、３枚のレンズ２２（レンズ２２ａ、レンズ２２ｂ、およびレンズ２２ｃ）の組レンズで構成されるが、本発明は、これに限定はされず、レンズ２２は２枚以下でも、４枚以上でもよい。
【００３４】
図示例の撮像モジュール１０は、好ましい態様として、以下のような３枚のレンズ２２（レンズ２２ａ、レンズ２２ｂ、およびレンズ２２ｃ）からなるレンズユニット１２を備えるものである。この撮像モジュール１０のレンズユニット１２において、各レンズ２２は、図２（Ａ）および（Ｂ）に、レンズ２２ｂとして模式的に示すように、光学的な作用を有するレンズ部分（レンズ部２３ａ）の周辺にフランジ部分（フランジ部２３ｂ）を有する円形状（光軸方向から見た形状）のものであり、全てのレンズ２２、すなわちそのフランジ部２３ｂの外径が等しい。従って、図１に示すように、各レンズ２２を光軸方向に積層することにより、円柱（直管）状になる。また、各レンズ２２は、フランジ部２３ｂの外縁を一致させ、フランジ部２３ｂを密着させて積層することにより、互いに光軸が一致し、かつ、光軸方向の間隔が適正になるように成形され、このため、互いに光軸が一致し、かつ、光軸方向の間隔が適正になる形状を有する。
また、鏡筒１８は、内径がレンズ２２のフランジ部の外径に等しい円柱領域（直管状の領域）を有し、この領域にフランジ部を積層した状態で３枚のレンズが組み込まれる。
このような直管同士の組み合わせとすることにより、すなわち径の等しい直管同士を組み合わせた構成を有することにより、組レンズを利用する小型撮像モジュールにおいて、レンズ鏡筒を組み込むための遊びに起因する各レンズ２２間における光軸のズレ（以下、レンズ間偏芯とする）をより好適に押さえることができ、好ましい。
【００３５】
ここで、組レンズを用いて高画質な画像を撮影するためには、全てのレンズ２２の光軸が適正に位置している必要が有るのは、当然のことである。ところが、通常のレンズユニットでは、鏡筒にレンズを組み込むための遊びを有するため、組み込む際にレンズの光軸がズレてしまい、光軸を一致させることが、困難であるのは、前述のとおりである。
また、通常、携帯電話等に用いられる小型撮像モジュールでは、高い解像度が要求されるために、ガラスのレンズを用いている。ガラスのレンズでは、複雑な形状のレンズを成形することはできない。そのため、従来の小型撮像モジュールでは、特開２００２−８２２７２号公報（特許文献１）などに開示されるように、すなわち、図１３に示すように、径の異なる複数の円形のレンズを組み合わせて、段階的に径が異なるレンズ収容部を有する階段状の鏡筒に組み込んでいる。このような鏡筒では、寸法誤差等が生じた際には鏡筒を作製するための金型を修正するが、金型は、通常、各径の収容部毎に作成する。そのため、修正した金型の中心が他の金型と異なってしまうと、これがレンズ間偏芯の原因となってしまう。
【００３６】
ここで、近年は、プラスチックの成形技術が飛躍的に向上し、ガラスでは成形が不可能な複雑な形状のレンズでも、高精度な成形を行って前述のような解像力を有するレンズを作製することが可能となっている。
図示例のレンズユニット１２は、これを利用したものであり、上述したように、各レンズ２２の光軸方向の位置に対応する厚さで、かつ外径の等しいフランジ部を有する複数のレンズ２２、すなわちレンズ部２３ａの周辺にフランジ部２３ｂを有する等しい外径の円形で、かつフランジ部２３ｂの外縁を一致させて光軸方向に配列した際に光軸が一致する形状のレンズ２２を用い、このレンズ２２を同径の直管状の鏡筒１８にフランジ部を積層して収容する。これにより、組み込みのための遊びによるレンズ間偏芯を無くし、かつ、鏡筒１８へのレンズ２２の組み込みによって、各レンズ２２のレンズ間偏芯を無くした光軸の一致、および、各レンズ２２の光軸方向の位置決めも行うことができる。しかも、鏡筒１８のレンズ保持領域が直管状であるので、鏡筒１８の金型を直す際にも、全てのレンズに対応して直す結果となり、金型間の誤差に起因するレンズ間偏芯も無くすことができる。
【００３７】
ここで、前述のように、レンズユニット１２は、各レンズ２２の外径と鏡筒１８の内径とが等しい。そのため、通常の方法では、各レンズ２２を鏡筒１８に組み込むのが困難であり、特に、鏡筒１８の奥では、適正な状態で各レンズ２２を組み込むことは極めて困難である。
このような不都合を防止するために、本発明の第４の態様のレンズユニットのように、鏡筒１８を加熱して線膨張によって拡径させておき、各レンズ２２を鏡筒１８の適正位置に組み込む方法が好適に例示される。あるいは、各レンズ２２を冷却して縮小して鏡筒に組み込む方法も好適であり、鏡筒１８の加熱と各レンズ２２の冷却とを併用してもよい。これにより、無理なく、かつ鏡筒１８の適正な位置に各レンズ２２を組み込むことが可能である。なお、本発明の第４の態様のレンズユニットの詳細については後述する。
【００３８】
なお、この組み立て方法は、上述した特開２００２−８２２７２号公報（特許文献１）に示されるような、径の異なる複数のレンズを階段状の収容部を有する鏡筒に組み込む際にも（図１３参照）、有効に利用できる。
【００３９】
本態様の小型撮像モジュールは、図１に示すような、同径のフランジ部を有するレンズ２２を積層して結像レンズ１６を構成するのに限定はされず、例えば、上述した特開２００２−８２２７２号公報（特許文献１）に示される通常の小型撮像モジュール（図１３参照）のように、径の異なる複数のレンズを組み合わせて結像レンズを構成し、これを階段状に径の異なるレンズ保持部を有する鏡筒に組み込んでもよい。
【００４０】
また、本発明に利用される他の好ましい結像レンズとして、後述する図６（Ａ）および（Ｂ）ならびに図９に、それぞれ概念的に示す結像レンズが例示される。
例えば、図９に示す結像レンズ１５も、先の例と同様に、レンズ部分の周囲にフランジ部を有する円形状の３つのレンズ２５（２６、２８および３０）を組み合わせてなる組レンズであるが、積層ではなく、互いのフランジ部を嵌合することにより組み立てられている。
この結像レンズ１５の詳細については、後述するが、具体的には、レンズ２８の一面のフランジ部２８ｂの内側にレンズ２６のフランジ部２６ｂを嵌合し、レンズ２８の他面のフランジ部２８ｂの内側にレンズ３０のフランジ部３０ｂを嵌合し、レンズ２６および３０のフランジ面（光軸方向から見たフランジ表面）２６ｂおよび３０ｂをそれぞれレンズ２８に当接することにより、３つのレンズ２６、２８および３０からなる組レンズとされる。
【００４１】
ここで、各レンズ２６、２８および３０は、各フランジ部２６ｂ、２８ｂおよび３０ｂを嵌合して適正に組み立てることにより、他のレンズと光軸が一致する形状を有する。より好ましくは、さらに、適正に組み立てられた状態で、互いの光軸方向の位置も適正になる形状を有する。
すなわち、この結像レンズ１５は、フランジ部を嵌合して組み立てることにより、自動的に、レンズ間偏芯を無くして光軸を一致し、あるいはさらに互いの光軸方向の位置決めも行うことができる。従って、この結像レンズ１５によれば、鏡筒に依存すること無く、レンズ間偏芯を防止し、さらに光軸方向の位置決めを行うことができる。また、鏡筒１８のような直管状の鏡筒であっても、簡単に奥まで組み込むことができる。
【００４２】
本発明の小型撮像モジュールにおいて、図１、図２ならびに図６（Ａ）および（Ｂ）に示すレンズ２２（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ，２２ｉ）や図９に示すレンズ２５（２６，２８，３０）は、レンズの位置を決定する基準面には、入れ子の割り線（鋳型の見切り線(parting line)）が存在しないのが好ましい。言い換えれば、基準面には割り線が存在しないように、基準面から逃した位置に割り面を作ってレンズの金型を作製して、各レンズの成形を行うのが好ましい。
中でも特に、レンズ２２であれば各フランジ面、レンズ２５であれば図９に矢印ｂおよび矢印ｃで示すフランジ部とレンズ部との各当接面になど、光軸方向の位置決めを行う面（基準面）には、割り線が存在しないのが好ましい。すなわち、レンズ２２やレンズ２５であれば、フランジ面や当接面など、光軸方向の位置決めを行う面（基準面）から離れた位置に、割り線が位置するように、各レンズの成形を行うのが好ましい。
【００４３】
前述のように、図１、図６（Ａ）および（Ｂ）に示す結像レンズ１６、１６ａおよび１６ｂや図９に示す結像レンズ１５では、互いのフランジ部やレンズ部を当接してレンズを組み合わせることにより、互いの光軸を一致させ、かつ、光軸方向の位置決めを行う。従って、基準面に割り線が存在すると、鏡筒内でのレンズの位置やレンズ同士の位置関係に誤差が生じ、光軸方向の位置やレンズ間偏芯が生じてしまう可能性が有る。
すなわち、基準面には割り線が存在しないことにより、割り線に起因するレンズ間偏芯や、レンズの光軸方向の位置ズレを好適に防止して、より高精度な組レンズの結像レンズを作製することが可能となる。
【００４４】
次に、本発明の第１の態様の撮像モジュールの特徴部分について説明する。
ＣＣＤホルダ１４は、前述のレンズユニット１２（すなわち鏡筒１８）およびＣＣＤセンサ３６を保持する筒状の部材（図示例では、上部が円筒状で下部が四角筒状）のものであり、上方にはレンズユニット１２を保持するユニット保持部３８が形成され、下方にはＣＣＤセンサ３６を保持するセンサ保持部４０が形成され、さらに、両保持部を連通して撮影光の通過孔４２が形成される。
【００４５】
ユニット保持部３８は、鏡筒１８を光軸を中心に回転可能かつ光軸方向に移動可能に嵌挿する、鏡筒１８の外径と略同一の内径を有する円柱状の孔部である。
また、ユニット保持部３８の下部には、ピント調整用（焦点合わせ用）の円筒カム４４が形成される。この円筒カム４４は、撮像モジュール１０を図１のａ−ａ線で切断した概略斜視図である図３（Ａ）に示すように、上面をカム面とする円環状の円筒カムで、光軸を中心軸とし、かつ、周方向（鏡筒１８の回転方向）に、漸次、高さが増加する（カム面が高くなる）。図示例においては、一例として、円筒カム４４は、反時計方向に、漸次、高さが増加する。
【００４６】
このように、鏡筒１８とユニット保持部３８とを共にネジ等を有さない直管状とし、かつ、鏡筒１８をＣＣＤホルダ１４に嵌挿する構成とすることにより、ＣＣＤホルダ１４内（ユニット保持部３８）で鏡筒１８が傾くことがない。従って、ＣＣＤセンサ３６の受光面に対する結像レンズ１６の傾きを防止することができる。
また、前述のように、鏡筒１８の下端部には、ＣＣＤホルダ１４に鏡筒１８を嵌挿した際に、この円筒カム４４に当接する脚部２４を有する。従って、ＣＣＤホルダ１４に鏡筒１８を嵌挿した後、下方に押しつけた状態で鏡筒１８を回転することにより、脚部２４が当接するカム面の高さが変わるので、円筒カム４４によって脚部２４、すなわち鏡筒１８が上下動し（図示例では、反時計方向の回転で上方に移動、時計方向の回転で下方に移動）、ＣＣＤセンサ３６の受光面と結像レンズ１６との距離を調整して、ピント調整（焦点合わせ）を行うことができる。
【００４７】
従来の小型撮像モジュールは、ネジによってピント調整を行っているため、ネジの間隙によって鏡筒が傾いてしまい、それによって結像レンズの光軸が傾いてしまい、高画質な画像を撮影することができないのは、前述のとおりである。
これに対し、本態様では、鏡筒１８とＣＣＤホルダ１４（ユニット保持部３８）とを共に直管状とし、鏡筒１８を回転可能、かつ、光軸方向に移動可能にＣＣＤホルダ１４に嵌挿し、円筒カムを用いて焦点合わせを行うことにより、簡易な構成で、ピント調整が適正に成され、かつ光軸の傾きを防止した、高画質な画像を撮影可能な撮像モジュール１０を実現している。しかも、直管状の面で鏡筒を支える本実施例では、ネジに比べて鏡筒を支える領域を上下方向に大きく取れるため、この点でも、鏡筒を安定して保持することができ、光軸の傾き防止に有利である。
【００４８】
本実施例の撮像モジュール１０において、鏡筒１８とユニット保持部３８のＣＣＤホルダ１４内壁との間隙（両者のクリアランス）には、特に限定は無く、鏡筒１８を回転かつ光軸方向に移動可能な状態で嵌挿できればよい。
なお、鏡筒１８の傾きを好適に防止するためには、両者の間隙は好ましくは１〜２０μｍ、より好ましくは１〜１０μｍ、特に好ましくは１〜５μｍである。
また、この間隙は少ない方が好ましいが、真円度や円筒度、さらには、嵌挿面の表面粗さによって、適正な間隙の大きさが決まる。上記間隙を考慮すると、鏡筒外周およびＣＣＤホルダ１４のユニット保持部３８内壁面の真円度は、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは１μｍ以下であり、同円筒度は、好ましくは２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは１μｍ以下である。さらに、鏡筒１８とユニット保持部３８の嵌挿面の表面粗さは、算術平均粗さＲａで好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは２μｍ以下、特に好ましくは０．２μｍ以下である。
【００４９】
上記範囲を少なくとも１以上を満たすことにより、好ましくは全て満たすことにより、工業的に安定した生産性を確保しつつ、光軸の傾きを好適に防止し、かつ、ピント調整の作業性等も良好に確保することができる。
【００５０】
図示例は、一周する円筒カム４４を１条のみ有するものであるが、本発明は、これに限定はされず、例えば図３（Ｂ）に示すように、半周の円環状の２条の円筒カム４４ａおよび４４ｂを有するものであってもよく、あるいは１／３周の３条の円筒カムや、１／４周の４条の円筒カムを有するものであってもよい。
なお、図示例においては、１条で１周の円環状の円筒カム４４を有しているが、本発明は、これに限定はされず、半周や２／３周などの１周に満たない円環状の１条の円筒カムを有するものであってもよく、さらに、複数の円筒カムを有する場合に、全周にわたらない断続的な円環状の円筒カムを有するものであってもよい。
【００５１】
脚部２４は、円筒カムの数と同数を有してもよく、あるいは、円筒カムの数よりも少数であってもよい。本発明においては、鏡筒１８をＣＣＤホルダ１４に嵌挿する構成を有するので、円筒カム４４に当接する脚部２４が１つであっても、ＣＣＤホルダ１４内で鏡筒が傾くことはなく、従って、光軸が傾くことはない。
また、例えば１条の円筒カムに対して、円筒カムの半周分の高低差に応じた異なる長さの脚部２４を直径上に２つ設ける等、鏡筒１８が円筒カムよりも多数の脚部２４を有してもよい。
さらに、１つの脚部に対して、互いに高さやカム面の傾斜角（プロファイル）の異なる複数の円筒カムや、回転量に対するカム面の変化量が互いに異なる領域を有する円筒カムを形成し、ピント調整の調整幅（鏡筒の光軸方向の移動量）を大きくする場合と、より微細なピント調整を行う場合とを選択できるようにしてもよい。あるいは、半周の１条の円筒カムに対して、高さの異なる複数の脚部を設けて、上下方向の結像レンズの位置を複数段で選択できるようにしてもよい。
【００５２】
本態様においては、図示例のように、円筒カム４４をＣＣＤホルダ１４に形成し、円筒カム４４に当接する脚部２４を鏡筒１８に形成するのに限定されず、鏡筒に円筒カムを形成もしくは鏡筒下面を円筒カムとして、ＣＣＤホルダに円筒カムに当接する脚部を形成することにより、円筒カムと脚部との作用によって鏡筒の光軸方向の位置を調整して、ピント調整を行うようにしてもよい。
【００５３】
他方、センサ保持部４０は、通過孔４２の下方でＣＣＤセンサ３６を保持する四角柱状の孔部である。
図示例において、ＣＣＤセンサ３６は、ＣＣＤ素子が配列された受光部５０等を、隔壁５２と隔壁５２上のカバーガラス５４とで封止してなる四角柱状のＣＣＤパッケージ５６と、このＣＣＤパッケージ５６を実装するＣＣＤ基板（実装基板）５８とで構成される。また、ＣＣＤ基板５８の下面には、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線基板）６０が配置され、ＣＣＤ基板５８とＦＰＣ（配線基板）６０とが、ワイヤーボンディングやタブボンディング等の手段で接続され、ＣＣＤセンサ３６がＦＰＣ６０に実装される。
さらに、センサ保持部４０において、ＣＣＤセンサ３６の上部には、赤外線カットフィルタ６２が配置される。
【００５４】
次に、本発明の第１の態様の撮像モジュール１０の好ましい態様として、本発明の第３の態様の撮像モジュールの特徴部分について以下に説明する。
ところで、通常のＣＣＤセンサは、シリコンウエハに多数のＣＣＤセンサに対応する受光部等を形成した後、シリコンウエハをダイシングして１個のＣＣＤセンサ毎に切り出して矩形のチップとし、チップの上に隔壁を形成した後に、隔壁上にカバーガラスを載せて受光部等を封止してＣＣＤパッケージとする。
これに対し、図示例のＣＣＤセンサ３６は、図４に模式的に示すように、シリコンウエハ６４（ＣＣＤ基板５８）に多数のＣＣＤセンサ３６に対応する受光部５０等を形成した後、各ＣＣＤセンサに対応して隔壁５２を例えば碁盤目状に形成し、全てのＣＣＤセンサを覆ってカバーガラス５４を貼着した後に（すなわち、封止部材でパッケージングした後に）、図中点線で示すように隔壁５２を半分に切断するようにダイシングを行って、ＣＣＤパッケージ５６とＣＣＤ基板５８とを有する個々のＣＤＤセンサ３６とする。
【００５５】
本実施例の撮像モジュール１０においては、好ましい態様として、このようなＣＣＤセンサ３６を用い、ＣＣＤパッケージ５６の側面、すなわちダイシングによる切断面（図示例ではカバーガラス５４および隔壁５２の側面）を基準面として、光軸と直交する方向（受光面方向、以下、ｘ−ｙ方向とする）のＣＣＤセンサ３６の位置決めを行い、より好ましい態様として、さらに、ＣＣＤセンサ３６の上面（図示例においては、カバーガラス５４の上面）を基準面として、光軸方向のＣＣＤセンサ３６の位置決めを行う。
図示例においては、一例として、具体的には、鏡筒１８が適正に組み込まれた状態で、光軸と受光部５０の中心とが一致し、かつ、ＣＣＤセンサ３６のＣＣＤパッケージ５６の側面（ダイシング）が嵌合するように、ＣＣＤホルダ１４のセンサ保持部４０を形成し、図５に模式的に示すように、ＣＣＤパッケージ５６の側面をセンサ保持部４０に嵌合し、かつ、カバーガラス５４の上面全面が赤外線カットフィルタ６２の下面に当接するまで押し込むことにより、ｘ−ｙ方向および光軸方向の位置決めを行いつつ、ＣＣＤセンサ３６をＣＣＤホルダ１４に組み込む。
【００５６】
ダイシングを行った後に隔壁を形成して、カバーガラスで封止する通常のＣＣＤセンサは、ＣＣＤパッケージの外面と受光部との位置精度が不十分であるため、ＣＣＤセンサ自体が位置の基準となり得る部位を持たない。
そのため、通常のＣＣＤセンサを用いる小型撮像モジュールでは、ＣＣＤパッケージの外面で位置決めを行って、すなわち、ＣＣＤパッケージの外面を利用して大まかな位置決めを行って、ＣＣＤホルダにＣＣＤセンサを組み込むものの、通常は、その後、レンズユニットをＣＣＤホルダに組み込んだ後、実際にＣＣＤセンサで基準画像を撮像し、必要に応じて撮像した画像を参照してレンズユニットを動かして、結像レンズとＣＣＤセンサ（受光部）とのｘ−ｙ方向の最終的な位置決めを行う。
【００５７】
これに対し、カバーガラス５４まで貼着した後にダイシングを行う本実施例のＣＣＤセンサ３６は、受光部５６に対するＣＣＤパッケージ５６の側面（すなわちカバーガラス５４や隔壁５２の側面＝ダイシング面）のｘ−ｙ方向の位置精度は、非常に高い。
従って、このＣＣＤパッケージ５６の側面をｘ−ｙ方向の基準面とし、ＣＣＤホルダ１４に適正に組み込まれた結像レンズ１６に対応して、光軸とＣＣＤセンサ３６の受光部５０の中心とが一致するようにセンサ保持部４０を形成し、このセンサ保持部４０にＣＣＤパッケージ５６の側面を嵌合する構成とすることにより、ＣＣＤホルダ１４にＣＣＤセンサ３６を組み込むだけで、例えば、画像を見ながら、細かい位置調整を行うことなく、光軸に対するＣＣＤセンサ３６（受光面５０）のｘ−ｙ方向の位置決めを高精度に行うことが可能になる。
【００５８】
また、カバーガラス５４まで貼着した後にダイシングを行う図示例のＣＣＤセンサ３６は、カバーガラス５４（ＣＣＤパッケージ５６）の表面の高さ精度および表面性も高い。
従って、ＣＣＤパッケージ５６の上面となるカバーガラス５４の表面を光軸方向の基準面とし、この面をＣＣＤホルダ１４が有する何らかの部材に当接することにより、光軸方向の位置決めを行うことができる。特に、カバーガラスの表面を、例えば予め組み込まれている赤外線カットフィルタ６２の下面のように、ＣＣＤホルダ１４が有する光軸と直交する平面に（ｘ−ｙ方向の平面に２次元的に）当接して、光軸方向の位置決めを行うことにより、ＣＣＤセンサ３６（受光部５０）の光軸方向の位置を正確に決定し、かつ、光軸に対する受光部５０の傾きも防止することができる。
【００５９】
前述のように、このようなＣＣＤセンサ３６を用いる図示例の撮像モジュール１０においては、ダイシングされた面をＣＣＤパッケージ５６の側面として、此処をＣＣＤセンサ３６を組み込む際のｘ−ｙ方向の基準面とする。
他方、図示例において、ＣＣＤセンサ３６を組み込む際の光軸方向の基準面は、ＣＣＤホルダ１４に組み込む際にＣＣＤセンサ３６と一体化されている撮影光の入射面とする。
【００６０】
従って、例えば、カバーガラス５４の上に赤外線カットフィルタを貼着した後にダイシングを行って個々のＣＣＤセンサとし、ＣＣＤホルダ１４に組み込む場合には、赤外線カットフィルタも含んでＣＣＤパッケージとみなし、赤外線カットフィルタの側面も含むＣＣＤパッケージの側面をｘ−ｙ方向の基準面とし、赤外線カットフィルタの表面を光軸方向の基準面とする。
あるいは、ダイシングを行って個々のＣＣＤセンサ３６とした後に、カバーガラス５４の表面に赤外線カットフィルタを載せ、ＣＣＤセンサ３６をＣＣＤホルダ１４に組み込む場合には、赤外線カットフィルタの側面を含まないカバーガラス５４および隔壁５２の側面のみをＣＣＤパッケージの側面として、此処をｘ−ｙ方向の基準面とし、赤外線カットフィルタの表面を光軸方向の基準面とする。
【００６１】
なお、カバーガラス５４を貼着した後にダイシングを行うＣＣＤセンサ３６を用いる図示例の撮像モジュール１０において、ＣＣＤセンサ３６の位置決め方法は、上記方法に限定はされず、撮像した画像を用いる位置決め方法などの公知の位置決め方法も含め、各種の方法が利用可能である。例えば、ｘ−ｙ方向の位置決めは上記方法で行い、光軸方向の位置決めは、ＣＣＤパッケージ５６ではなく、ＣＣＤ基板５８の表面を基準にして行ってもよい。
【００６２】
すなわち、本発明の第３の態様の小型撮像モジュールにおいて、光軸方向のＣＣＤセンサ３６の位置決め方法は、図示例のような撮影光の入射面を基準とする方法には限定されず、各種の方法が利用可能である。
一例として、ＣＣＤセンサ３６の実装基板５８の表面（上面）を光軸方向の基準面として、ＣＣＤホルダ１４の下面を当接することにより、ＣＣＤセンサ３６の光軸方向の位置決めを行うようにしてもよい。あるいは、同様に、実装基板５８の表面を光軸方向の基準面として、ＣＣＤホルダ１４の下面に当接部材を設け、基準面と当接部材とを当接することで、ＣＣＤセンサ３６の光軸方向の位置決めを行うようにしてもよい。
別の方法として、ＣＣＤセンサ３６を実装する基板６０の表面を光軸方向の基準面として、ＣＣＤホルダ１４の下面を当接することにより、ＣＣＤセンサ３６の光軸方向の位置決めを行うようにしてもよく、また、同様に基板６０の表面を光軸方向の基準面として、ＣＣＤホルダ１４の下面に当接部材を設け、基準面と当接部材とを当接することで、ＣＣＤセンサ３６の光軸方向の位置決めを行うようにしてもよい。
【００６３】
また、図示例においては、好ましい態様として、センサ保持部４０にＣＣＤパッケージ５６の側面を嵌合することにより、ＣＣＤセンサ３６のｘ−ｙ方向の位置決めおよび組み込みを行う。しかしながら、本発明は、この構成にも限定はされず、ＣＣＤパッケージ５６の側面は、あくまでＣＣＤセンサ３６のｘ−ｙ方向の位置決めの基準面のみとして使用し、ＣＣＤホルダ１４へのＣＣＤセンサ３６の組み込みは、治具による保持等、公知の各種の撮像素子の組み込み方法を利用してもよい。
さらに、ｘ−ｙ方向の基準は、ダイシングされた面であればよく、例えば、図示例であればカバーガラス５４の側面のみを基準としてもよく、隔壁５２の側面のみを基準としてもよく、さらに、カバーガラス５４および隔壁５２の側面の両者を基準としてもよい。
【００６４】
このような撮像モジュール１０を組み立てる際には、まず、前述のように、ＣＣＤパッケージ５６を、好ましくはその側面をセンサ保持部４０に嵌合し、カバーガラス５４が全面的に赤外線カットフィルタ６２に当接するまで押し込むことで、位置決め、好ましくはｘ−ｙ方向、あるいはさらに光軸方向の位置決めを行うと共に、ＣＣＤセンサ３６をＣＣＤホルダ１４に組み込み、その後、接着剤等で固定する。
他方、鏡筒１８を加熱して中の所定位置に各レンズ２２を押し込んで、各レンズ２２のフランジが所定位置に当接するように組み込み、常温に戻った後に、鏡筒１８の内部にレンズ押さえ２０を組み込んで、接着剤で固定して、レンズユニット１２を作製する。
【００６５】
次いで、ＣＣＤホルダ１４のユニット保持部３８に鏡筒１８（レンズユニット１２）を嵌挿し、下方に押圧することにより脚部２４を円筒カム４４に当接しつつ回転することにより、鏡筒１８を上下動して、ピント調整を行う。なお、このピント調整は、例えば、基準画像を撮像／観察しつつ行う、公知の方法を利用して行えばよい。
このようにしてレンズユニット１２を嵌挿し、ピント調整を行った後に、例えはＣＣＤホルダ１４に適宜形成された注入部から接着剤を注入して、レンズユニット１２とＣＣＤホルダ１４とを固定することにより、撮像モジュール１０を完成することができる。
【００６６】
ここで、本発明の第３の態様の撮像モジュールにおいては、撮影画像を見ながらの調整等を不要にして、簡易な作業で、光軸に対して適正に位置決めしてＣＣＤセンサ等の撮像素子を組み込むことができる点から、上記のようなＣＣＤセンサ３６を用いる必要があるし、本発明の第１の態様の撮像モジュールにおいても、同様な効果をえることができる点から、上記のようなＣＣＤセンサ３６を用いることが好ましいが、本発明の第１の態様の撮像モジュールにおいては、これに限定はされず、例えば、ダイシングした後にカバーガラスの貼着等を行う通常のＣＣＤセンサを用い、前述の撮影画像を用いた位置決め方法などの小型撮像モジュールにおいて行われている各種の位置決め方法でＣＣＤセンサの位置決めを行って、ＣＣＤホルダにＣＣＤセンサを組み込んでもよい。
【００６７】
なお、本発明の第３の態様においては、上述した特徴部分を持つ本発明の第１の態様の撮像モジュールのように、簡易な構成で、ピント調整が適正に成され、かつ、光軸の傾きを防止できる点から円筒カムと脚部とを用いてピント調整する構成が好ましいが、本発明はこれに限定はされず、良く知られている通常の小型撮像モジュールのように、ネジによる螺合によってＣＣＤホルダに鏡筒を組み込み、かつ、鏡筒のねじ込み量を調整することによって、ピント調整を行う構成であってもよい。
【００６８】
次に、本発明の第４の態様のレンズユニットについてさらに詳細に説明する。
上述したように、図１に示す実施例の撮像モジュール１０のレンズユニット１２において、各レンズ２２は、図２（Ａ）および（Ｂ）に、レンズ２２ｂとして模式的に示すように、光学的な作用を有するレンズ部２３ｂの周辺にフランジ部２３ｂを有する円形状（光軸方向から見た形状）のものであり、全てのレンズ２２（すなわち、フランジ部２３ｂ）は、外径が等しい。従って、各レンズ２２を光軸方向に積層することにより、円柱（直管）状になる。また、各レンズ２２は、フランジ部２３ｂの外縁を一致させて、フランジ部２３ｂを密着させて積層することにより、互いに光軸が一致し、かつ、光軸方向の間隔が適正になるように成形される。
このレンズユニット１２は、本発明の第４の態様のレンズユニットを利用するものであり、上述したように、鏡筒１８は、組み込まれたレンズ２２の光軸が適正位置となるように成形された、内径がレンズ２２の外径に等しい円柱状の領域（直管状の領域）を有し、この領域をレンズ２２の保持部として、鏡筒１８の加熱および／またはレンズ２２の冷却を行って、鏡筒１８の内径とレンズ２２の外径との間にクリアランスを作り、レンズ２２のフランジ部２３ｂを積層した状態で３枚のレンズ２２を組み込む。従って、鏡筒１８やレンズ２２が常温（室温）に戻ると、レンズ２２が鏡筒１８に固定され、レンズ２２が鏡筒１８内で動くことがない。
【００６９】
このような構成を有することにより、複数のレンズ（組レンズ）からなるレンズユニットにおいて、簡易な作業で各レンズの光軸を一致して位置決めし、あるいはさらに光軸方向の間隔を位置決めして、鏡筒１８にレンズ２２を組み込むことができ、かつ、各レンズ２２間における光軸のズレ（以下、レンズ間偏芯とする）をより好適に押さえることができる。
【００７０】
これに対し、近年は、プラスチックの成形技術が飛躍的に向上し、高精度な成形を行って作製することが可能になった。
上述したように、図示例のレンズユニット１２は、近年のプラスチックの成形技術の飛躍的な向上によって可能となった高精度な成形によるプラスチックレンズを利用したものであり、レンズ部２３ａの周辺にフランジ部２３ｂを有する等しい外径の円形で、かつ、フランジ部２３ｂの外縁を一致させて光軸方向に配列した際に光軸が一致する形状のレンズ２２を用い、これをレンズ２２の外径と等しい内径を有する鏡筒１８に組み込む。言い換えれば、鏡筒１８と複数のレンズ２２とを、同径の直管部材同士として組み込む。これにより、鏡筒１８の加工性を大幅に向上できる。
また、図示例においては、好ましい態様として、フランジ部２３ｂの厚さ（光軸方向の厚さ）を、各レンズ２２同士の光軸方向の位置に対応したものとし、フランジ部２３ｂを密着した状態で光軸方向に積層することにより、各レンズ２２（そのレンズ部２３ａ）の光軸方向の位置が所定の位置となる形状のレンズ２２を用いる。
【００７１】
ここで、前述のように、レンズユニット１２は、レンズ２２の外径と鏡筒１８の内径とが等しい。このような場合には、レンズ２２と鏡筒１８との間に間隙（クリアランス）が無いために、いわゆるガタが無く、各レンズ２２の光軸が一致した理想的な状態となる。
しかしながら、両者のクリアランスが無いため、通常の方法では、レンズ２２を鏡筒１８に組み込むのが困難であり、無理やり組み込むと、光軸方向の位置精度を出すことができず、また、レンズ２２や鏡筒１８が削れてゴミが出る等の問題が生じる。特に、レンズ２２ａの位置のような鏡筒１８の奥では、適正な状態でレンズ２２を組み込むことは、極めて困難である。
【００７２】
このような不都合を防止するために、本発明の第４の態様においては、鏡筒１８を加熱して線膨張によって拡径させておき、レンズ２２を鏡筒１８の適正位置に組み込む。あるいは、レンズ２２を冷却して縮小してレンズ２２を鏡筒１８の適正位置に組み込む。あるいは、鏡筒１８の加熱とレンズ２２の冷却との両者を行って、鏡筒１８の拡径しレンズ２２を縮小して、レンズ２２を鏡筒１８の適正位置に組み込む。
例えば、鏡筒１８を加熱して拡径しておき、まず、最も深い位置に配置されるレンズ２２ａを組み込んでフランジ部２３ｂを絞り１９に密着させ、次いで、レンズ２２ｂを組み込んでフランジ部２３ｂをレンズ２２ａのフランジ部２３ｂに密着させ、次いで、レンズ２２ｃを組み込んでフランジ部２３ｂをレンズ２２ｂのフランジ部２３ｂに密着させる。
鏡筒１８が元の径に戻るまで、レンズ２２ａのフランジ部２３ｂと絞り１９、および、各レンズ２２のフランジ部２３ｂ同士を密着させておき、鏡筒１８が冷却して元の径に戻ったら、レンズ押さえ２０を鏡筒１８の所定位置に組み込んで、接着剤等で固定する。
【００７３】
これにより、互いに径の等しい鏡筒１８とレンズ２２との間にクリアランスを作り、無理なく、かつ鏡筒１８の適正な位置にレンズ２２を組み込むことを可能にでき、しかも、常温に戻った状態で両者のクリアランスを０として、ガタの無い、各レンズ２２の光軸が一致した理想的な状態でレンズ２２を鏡筒１８に固定して、レンズ間偏芯を無くすことができ、あるいはさらに、各レンズ２２の光軸方向の位置決めも行うことができる。
【００７４】
なお、本態様において、レンズ２２の外径と鏡筒１８の内径とが等しいとは、両者のクリアランスが、鏡筒１８内でレンズ間偏芯が発生する程のレンズ２２の移動を生じず、かつ、常温に戻って鏡筒１８内にレンズ２２を固定した際に、光学性能に悪影響を与えるような力をレンズ２２に与えない程度であるという意味である。
レンズ２２と鏡筒１８とのクリアランスがマイナスの場合（すなわち、レンズ２２の外径が鏡筒１８の内径よりも大きい場合）には、締まり嵌めとなり、これが強すぎるとレンズ２２の光学性能に悪影響を与えてしまう。逆に、両者のクリアランスがプラスの場合には、隙間嵌めとなり、クリアランスが大き過ぎると、鏡筒１８内でレンズ２２が動いて、レンズ間偏芯が生じてしまう。以上の点を考慮すると、レンズ２２と鏡筒１８とのクリアランスは、直径で−１０〜＋５μｍが好ましく、−５〜＋２μｍがより好ましく、−２〜０μｍが特に好ましい。なお、一般的にレンズ２２と鏡筒１８とのクリアランスが＋５μｍ以下になると、通常の方法での組み込みは困難になる。
【００７５】
本発明の第４の態様のレンズユニットは、図１に示す例のように、レンズ２２と鏡筒１８とを直管状とするものに限定はされず、各レンズ２２の外径は互いに異なってもよく、また、外径の等しいレンズと異なるレンズとが混在してもよい。
例えば、図６（Ａ）に示すように、外径が、順次、大きくなる３枚のレンズ２２ｄ、２２ｅおよび２２ｆからなる結像レンズ１６ａと、結像レンズ１６ａの各レンズ２２の外径と等しい内径のレンズ保持部を階段状に形成してなる鏡筒１８ａとからなるレンズユニット１２ａも好適である。なお、このレンズユニット１２ａも、好ましい態様として、各レンズ２２をフランジ部で積層することにより、互いの光軸方向の位置決めを行う。
あるいは、図６（Ｂ）に示すように、同様に、レンズ２２ｇおよび外径が、順次、大きくなる２枚のレンズ２２ｈおよび２２ｉからなる結像レンズ１６ｂと、結像レンズ１６ｂの各レンズ２２の外径と等しい内径のレンズ保持部を有し、かつ、内側に突出してレンズの光軸方向の位置決め用の凸部を有する鏡筒１８ｂとからなり、最も上方のレンズ２２ｇを鏡筒１８ｂの上部から組み込み、他のレンズ２２を鏡筒１８ｂの下方から組み込むレンズユニット１２ｂも好適である。
【００７６】
図示例において、レンズユニット１２、１２ａ、１２ｂは、３枚のレンズ２２（レンズ２２ａ、２２ｂおよび２２ｃなど）の組レンズで構成されるが、本発明は、これに限定はされず、上述のようにレンズ２２は、４枚以上でも２枚以下でもよい。例えば、図７（Ａ）に示すようにレンズユニット１２ｃは４枚のレンズ２２（レンズ２２ｊ、２２ｋ、２２ｍおよび２２ｎ）の組レンズからなる結像レンズ１６ｃと、結像レンズ１６ｃの各レンズ２２の外径と等しい内径のレンズ保持部を有する鏡筒１８ｃとで構成してもよい。このように、レンズ２２を４枚の構成とすることにより、色収差および単色収差などの光学性能を向上させることができる。
【００７７】
また、図７（Ｂ）に示すように、レンズユニット１２ｄは、２枚のレンズ２２（レンズ２２ｐおよび２２ｑ）の組レンズからなる結像レンズ１６ｄと、結像レンズ１６ｄの各レンズ２２ｐ、２２ｑの外径と等しい内径のレンズ保持部を階段状に形成してなる鏡筒１８ｄとからなる構成にすることもできる。このように、結像レンズ１６ｄのレンズ２２を２枚の構成とすることにより、レンズが３枚以上のものに比して光学性能が下がるものの、コストを低減することができる。
【００７８】
さらに、図６（Ａ）に示すように、外径が順次大きくなる３枚のレンズ２２ｄ、２２ｅおよび２２ｆからなる結像レンズ１６ａを有するレンズユニット１２ａは、これに限定されるものではない。例えば、図７（Ｃ）に示すように、３枚のレンズ２７（レンズ２７ａ、２７ｂおよび２７ｃ）からなる結像レンズ１６ｅと、結像レンズ１６ｅの各レンズ２７ａ、２７ｂ、２７ｃの外径と等しい内径のレンズ保持部を階段状に形成してなる鏡筒１８ｅとからなるレンズユニット１２ｅでもよい。なお、このレンズユニット１２ｅも、好ましい態様としては、各レンズ２７をフランジ部で積層することにより互いの光軸方向の位置決めを行う。
【００７９】
また、図示例においては、好ましい態様として、フランジ部２３ｂの厚さを各レンズ２２同士の光軸方向の位置に応じた厚さとすることにより、フランジ部２３ｂを密着積層することで光軸方向の位置決めも行っている。しかしながら、本発明は、これに限定はされず、例えば、各レンズ同士の光軸方向の位置決めは、各レンズのフランジ部の間にスペーサ等の光軸方向の位置決め部材を配置する等の方法で行ってもよい。
なお、本発明の第４の態様のレンズユニットは、本発明の第１および第２の態様の小型撮像モジュールに適用可能なことはもちろんである。
【００８０】
次に、図８〜図１０を用いて、本発明の第５の態様のレンズユニットについて詳細に説明する。
図８に、本発明の第５の態様のレンズユニットを適用する本発明の第１および第２の態様の小型撮像モジュールの一実施例の概略断面図を示す。
図８に示す小型撮像モジュール１１は、図１に示す小型撮像モジュール１０と、結像レンズ１６を備えるレンズユニット１２の代わりに結像レンズ１５を備えるレンズユニット１３を有している点を除いて、同様の構成有するものであるので、同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
図８に示す撮像モジュール１１は、基本的に、レンズユニット１３とＣＣＤホルダ１４とを有する。
【００８１】
図示例の撮像モジュール１１において、レンズユニット１３は、本発明のレンズユニットを利用するものであり、結像レンズ１５と、鏡筒１８とを有し、好ましくは、レンズ押さえ２０および絞り１９を有する。
【００８２】
結像レンズ１５は、図９に示すように、レンズ２６、レンズ２８、およびレンズ３０の３枚のレンズ２５で形成される。
図１０に、レンズ２８を参照して概念的に示すように、レンズ２６はレンズ部２６ａとフランジ部２６ｂとから、レンズ２８はレンズ部２８ａとフランジ部２８ｂとから、レンズ３０はレンズ部３０ａとフランジ部３０ｂとから、それぞれ構成され、いずれも円形（光軸方向から見た形状）である。
図示例においては、レンズ２６のフランジ部２６ｂは、レンズ２８のフランジ部２８ｂの上方の内側（光軸側）に嵌合（嵌入）可能であり、レンズ３０のフランジ部３０ｂは、レンズ２８のフランジ部２８ｂの下方の内側に嵌合可能である。
【００８３】
結像レンズ１５は、レンズ２６のフランジ部２６ｂを上方からレンズ２８のフランジ部２８ｂに嵌合して、フランジ部２８ｂのフランジ面（光軸方向の表面）をレンズ部２８ａの上面に当接し、他方、レンズ３０のフランジ部３０ｂを下方からレンズ２８のフランジ部２８ｂに嵌合して、フランジ部３０ｂのフランジ面をレンズ部２８ａの下面に当接し、組み立てられる。
各レンズ２５（２６、２８、３０）は、このように、互いにフランジ部（２６ｂ、２８ｂ、３０ｂ）を嵌合して組み立てた状態で、互いの光軸が一致し、図示例においては好ましい態様として、さらに光軸方向の互いの位置関係も適正になる形状を有する。
本発明のレンズユニットは、このような構成を有することにより、互いのフランジ部を嵌合して組み立てるだけで、各レンズの光軸合わせを行い、あるいはさらに光軸方向の位置決めを行うことができ、さらに、互いの光軸のズレ（以下、レンズ間偏芯とする）も防止することができる。
【００８４】
本発明の第５の態様のレンズユニットは、これを利用したものであり、レンズを、フランジ部で嵌合して組み合わせ可能にすると共に、フランジ部を嵌合して組み合わせた状態で光軸が一致する形状とし、好ましくは、さらにフランジ部の厚さ（光軸方向の厚さ）を組み合わせるレンズの互いの光軸方向の位置に対応する厚さとして、フランジ部を嵌合して組み合わせた状態で、光軸方向の位置も適正になる形状とし、このようなレンズを組み合わせて、結像レンズ１５を形成する。
従って、本発明の第５の態様のレンズユニットによれば、レンズ２６、２８および３０を互いのフランジを嵌合して組み合わせるだけで、光軸と直交する方向（以下、ｘ−ｙ方向とする）の位置決定を行って互いの光軸を一致し、好ましくはさらに光軸方向の位置決定も行って、結像レンズ１５とすることができ、さらに、組み合わせて後は、１つのレンズと同様に扱うことができるので、組み合わせた以降のレンズ間偏芯も防止できる。
【００８５】
ここで、レンズ２６、２８および３０は、上記第４の態様のレンズユニットと同様に、互いに光軸方向に当接する面およびｘ−ｙ方向に当接する面、すなわち、レンズの位置を決定する基準面には、入れ子の割り線（鋳型の見切り線(parting line)）が存在しないのが好ましい。言い換えれば、基準面には割り線が存在しないように、基準面から逃した位置に割り面を作ってレンズの金型を作製して、各レンズの成形を行うのが好ましい。
特に、レンズ２６のフランジ部２６ｂとレンズ２８のレンズ部２８ａとの当接面や、レンズ３０のフランジ部３０ｂとレンズ２８のレンズ部２８ａとの当接面のように、光軸方向の位置決めを行う面（基準面）には、割り線が存在しないように、各レンズの成形を行うのが好ましい。
【００８６】
前述のように、レンズ２６、２８および３０からなる結像レンズ１５では、レンズ同士のフランジ部を嵌合し、また、レンズ同士でフランジ部とレンズ部とを当接して、光軸方向およびｘ−ｙ方向の位置決めを行うことにより、互いの光軸を一致し、かつ、光軸方向の位置決めを行う。従って、基準面に割り線が存在すると、レンズ同士の位置関係に誤差が生じ、光軸方向の位置やレンズ間偏芯が生じてしまう可能性が有る。
すなわち、基準面に割り線が存在しないことにより、より高精度な組レンズの結像レンズを作製することが可能となる。
【００８７】
なお、本発明のようにレンズ形状が複雑になる可能性の高い場合には、成形精度や製造の都合上、基準面に連続する部分に金型の割り面を形成した方が有利な場合も多い。
その際には、基準面に連続する角部を曲面（Ｒを付ける）として、この位置に割り面を形成する手段、基準面に連続する角部を切欠いた形状として、この位置に割り面を形成する手段、等により、割り線を基準面から逃がす方法が好適に利用される。
【００８８】
図示例において、結像レンズ１５は、３枚のレンズ２５（２６、２８および３０）で構成されるが、本発明は、これに限定はされず、レンズは、２枚以下でも、４枚以上でもよい。
また、互いに嵌合可能であれば、レンズ（レンズ部およびフランジ部）２５の形状は円形に限定はされず、各種の形状が利用可能である。
さらに、図示例においては、好ましい態様として、フランジ部の厚さを各レンズ同士の光軸方向の位置に応じた厚さとすることにより、フランジ部とレンズ部とを当接することで光軸方向の位置決めも行っている。しかしながら、本発明は、これに限定はされず、例えば、各レンズ同士の光軸方向の位置決めは、当接部の間にスペーサ等の光軸方向の位置決め部材を配置する等の方法で行ってもよい。
【００８９】
図示例においては、図１１（Ａ）に示すように、結像レンズ１５ａがレンズ９０、レンズ９２およびレンズ９４の３枚のレンズ２９からなるレンズユニット１３ａの構成とすることもできる。
この結像レンズ１５ａにおいて、レンズ９０はレンズ部９０ａの周縁にフランジ部９０ｂが形成されている。また、レンズ９２はレンズ部９２ａの周縁に第１フランジ部９２ｂが立設されており、第１フランジ部９２ｂの周縁に第２フランジ部９２ｃが形成されている。さらに、レンズ９４もレンズ部９４ａの周縁にフランジ部９４ｂが形成されている。レンズ９０のフランジ部９０ｂの内側とレンズ９２の第１フランジ部９２ｂの外側とが嵌合している。また、レンズ９２の第２フランジ部９２ｃの内側とレンズ９４のフランジ部９４ｂの外側とが嵌合している。
【００９０】
このレンズユニット１３ａにおいては、レンズ２９は嵌合構造であり、各レンズ間の光軸が高精度で一致した状態で保持される。また、レンズ９２の第２フランジ部９２ｃの外側だけがレンズ２９の位置決めの基準となる。このため、レンズ２９を鏡筒１８ｆ内に容易に組み込むことができる。このように、レンズユニット１３ａを、図１１（Ａ）に示す構成にすることにより、レンズ間偏芯が小さくなり、光軸方向の互いの位置関係も適切となる。さらに、レンズ２９を鏡筒１８ｆ内に容易に組み込むことができる。
【００９１】
さらに、図１１（Ｂ）に示すように、レンズユニット１３ｂは、結像レンズ１５ｂが３枚のレンズ２９ａ（レンズ９１、レンズ９３およびレンズ９５）からなる構成とすることもできる。
この結像レンズ１５ｂにおいて、レンズ９１のフランジ部９１ｂに形成された切欠部９１ｃにレンズ９３のフランジ部９３ｂの外側が嵌合している。また、レンズ９５のフランジ部９５ｂの内側とレンズ９３のフランジ部９３ｂの外側とが嵌合している。
このレンズユニット１３ｂにおいても、レンズ２９ａは嵌合構造であり、図１１（Ａ）に示すレンズユニット１３ａと同様に、レンズ間偏芯が小さくなり、光軸方向の互いの位置関係も適切となる。また、レンズ９５のフランジ部９５ｂの外側だけがレンズ２９ａの位置決めの基準となる。このため、レンズ２９ａを鏡筒１８ｇ内に容易に組み込むことができる。
【００９２】
なお、本態様においても、図１１（Ｃ）に示すレンズユニット１３ｃのように、２枚のレンズ２９ｂ（レンズ９６、レンズ９８）により結像レンズ１５ｃを構成することもできる。
結像レンズ１５ｃにおいては、レンズ９６のフランジ部９６ｂの外側と、レンズ９８のフランジ部９８ｂの内側とが嵌合している。さらに、結像レンズ１５ｃも、レンズ９８のフランジ部９８ｂの外側だけがレンズ２９ｂの位置決めの基準となる。このように、レンズユニット１３ｃにおいて、結像レンズ１５ｃのレンズ２２を２枚の構成とすることにより、結像レンズのレンズが３枚以上のものに比して光学性能が下がるものの、コストを低減することができ、さらに鏡筒１８ｈに容易に組み込むことができる。
【００９３】
また、結像レンズ１５を鏡筒１８に組み込む方法には、特に限定はない。
前述のように、結像レンズ１５は、３つのレンズ２６，２８および３０から形成されるが、単レンズとして扱うことができるので、通常の単レンズを鏡筒に組み込む公知の方法を利用して、結像レンズ１５を鏡筒１８に組み込み、レンズ押さえ２０を組み込んで押さえ、接着剤等で固定すればよい。
【００９４】
また、別の方法として、以下の方法が例示される。
結像レンズ１５の最大径の部分（すなわち、図示例では最大径のレンズ２８（そのフランジ部））を円筒状（直管状）とし、鏡筒１８の結像レンズ１５収容部を、結像レンズ１６と同径（＋５μｍまで可）の円柱状とし、結像レンズ１５を鏡筒１８に嵌入して所定位置に組み込んだ後に、レンズ押さえ２０によって固定する。これにより、鏡筒１８内における結像レンズ１５の移動や、結像レンズ１５の傾きによる光軸の傾きを防止できる。
ただし、この構成では、鏡筒１８への結像レンズ１５の組み込みが困難である場合が多い。そのため、鏡筒１８を加熱および／または結像レンズ１５を冷却して、線膨張による鏡筒１８の拡径や冷却による結像レンズ１５の縮小を行い、この状態で、鏡筒１８内の所定位置に結像レンズ１５を組み込み、サイズが通常となる温度まで保持し、その後、レンズ押さえ２０によって固定するのが好ましい。
また、このような加熱および／または冷却を利用する方法は、レンズ２６、２８および３０を組み合わせて結像レンズ１５とする際にも利用可能である。
【００９５】
ＣＣＤホルダ１４は、前述のレンズユニット１３（すなわち鏡筒１８）およびＣＣＤセンサ３６を保持する筒状の部材（図示例では、上部が円筒状で下部が四角筒状）のものであり、上方にはレンズユニット１３を保持するユニット保持部３８が形成され、下方にはＣＣＤセンサ３６を保持するセンサ保持部４０が形成され、さらに、両保持部を連通して撮影光の通過孔４２が形成される。ここでは、ＣＣＤホルダ１４、ＣＣＤセンサ３６、ユニット保持部３８およびセンサ保持部４０等の構成についての説明は、上述したので省略する。
【００９６】
なお、ｘ−ｙ方向の基準面は、カバーガラス５４および隔壁５２の側面に限定されず、ダイシングされた面であればよく、図示例であればカバーガラス５４の側面のみを基準としてもよく、隔壁５２の側面のみを基準としてもよく、さらに、カバーガラス５４および隔壁５２の側面の両者を基準としてもよく、さらに、カバーガラス５４の上に赤外線カットフィルタを貼着した後にダイシングした場合には、カバーガラス５４の側面を基準としてもよい。
また、光軸方向の基準面は、ＣＣＤホルダ１４に組み込む際にＣＣＤセンサ３６と一体化されている撮影光の入射面であればよく、例えば、カバーガラス５４の上に赤外線カットフィルタを貼着した後に、ＣＣＤセンサ３６をＣＣＤホルダ１４に組み込む場合には、赤外線カットフィルタの表面を光軸方向の基準面とすることができる。
【００９７】
このような撮像モジュール１１を組み立てる際には、まず、前述のように、ＣＣＤパッケージ５６をセンサ保持部４０に嵌合し、カバーガラス５４が全面的に赤外線カットフィルタ６２に当接するまで押し込むことで、位置決めを行うと共にＣＣＤセンサ３６をＣＣＤホルダ１４に組み込み、その後、接着剤等で固定する。
他方、レンズユニット１３は、前述のように、レンズ２８のフランジ部２８ｂにレンズ２６のフランジ部２６ｂおよびレンズ３０のフランジ部３０ｂを嵌合（嵌入）して、レンズ２６のレンズ部２６ａにフランジ部２６ｂおよびフランジ部３０ｂを当接させて、結像レンズ１６とする。この結像レンズ１５を鏡筒１８に組み込み、鏡筒１８の内部にレンズ押さえ２０を組み込んで、接着剤で固定して、レンズユニット１３を作製する。
【００９８】
次いで、ＣＣＤホルダ１４のユニット保持部３８に鏡筒１８（レンズユニット１３）を嵌挿し、下方に押圧することにより脚部２４を円筒カム４４に当接しつつ回転することにより、鏡筒１８を上下動して、ピント調整を行う。なお、このピント調整は、例えば、基準画像を撮像／観察しつつ行う、公知の方法を利用して行えばよい。
このようにしてレンズユニット１３を嵌挿し、ピント調整を行った後に、例えはＣＣＤホルダ１４に適宜形成された注入部から接着剤を注入して、レンズユニット１３とＣＣＤホルダ１４とを固定することにより、撮像モジュール１１が完成する。
なお、本発明の第５の態様のレンズユニットは、本発明の第１および第２の態様の小型撮像モジュールにはもちろん、その他の小型撮像モジュールにも適用可能である。
【００９９】
次に、図１２を参照して、本発明の第２の態様の小型撮像モジュールを説明する。
図１２に、本発明の第２の態様の小型撮像モジュールの概略断面図（同様に、光軸を通る平面での断面図）を示す。
この小型撮像モジュール（以下、撮像モジュールとする）７０は、マクロ撮影機能（近接撮影機能）を有するものである。なお、図１２に示す撮像モジュール７０は、マクロ撮影機能を有する以外は、基本的に、図１に示す撮像モジュール１０と同様の構成を有するものであるので、同様の構成要素には同じ符号を付し、その詳細な説明を省略し、以下の説明は、異なる部位について主に行う。
【０１００】
撮像モジュール７０も、同様に、結像レンズ１６を保持するレンズユニット７２と、ＣＣＤセンサ３６を保持するＣＣＤホルダ７４とを有する。
また、レンズユニット７２は、結像レンズ１６と、結像レンズ１６を保持する鏡筒１８と、鏡筒１８を嵌挿して固定するマクロ切替部材７６とから構成される（すなわち、鏡筒１８と切替部材７６とで、レンズユニット７２が構成される）。
【０１０１】
マクロ切替部材７６（以下、切替部材７６とする）は、鏡筒１８を保持すると共に、マクロ撮影と通常撮影とで、結像レンズ１６（レンズユニット７２）の光軸方向の位置を切り替えるものである。
【０１０２】
ここで、図８に示す撮像モジュール７０では、切替部材７６と鏡筒１８とで、図１に示す撮像モジュール１０と同様の円筒カム４４と脚部２４を用いたピント調整を行う。
すなわち、撮像モジュール７０においては、切替部材７６にピント調整用の円筒カム４４が形成されており、かつ、切替部材７６は、光軸を中心に回転可能で光軸方向に移動可能に鏡筒１８を嵌挿する。
撮像モジュール７０においては、レンズユニット７２をＣＣＤホルダ７４の所定位置に組み込んだ状態で例えば結像レンズ１６を通常撮影の位置として、上述した図１に示す撮像モジュール１０と同様にして、鏡筒１８を回転することにより、円筒カム４４と脚部２４との作用によって切替部材７６内で鏡筒１８を上下動してピント調整を行い、ピント調整を行った後に、接着剤によって鏡筒１８を切替部材７６に固定する。
【０１０３】
切替部材７６は、前述のように、下方にピント調整用の円筒カム４４を有し、鏡筒１８を嵌挿する円筒状の部材で、下端には光軸を中心とする円形のフランジ部７６ａを、上端には同円形のフランジ部７６ｂを、それぞれ有する。
さらに、フランジ部７６ｂの下面外周部には、マクロ撮影用（撮影距離切替用）の円筒カム７８が固定される。円筒カム７８は、光軸を中心とする半円の円環状のカム面を下面に有し、かつ周方向に向かって漸次高さが増す（すなわち、カム面が低くなる）。なお、図示例においては、一例として、図中右から左（時計方向）に漸次高さを増す円筒カム７８を有している。
【０１０４】
一方、ＣＣＤホルダ７４は、先と同様のセンサ保持部４０に加え、円筒状のレンズユニット収容部８０を有するものである。
レンズユニット収容部８０は、大径の円筒部８０ａの上に小径の円筒部８０ｂを載置した形状を有し、この小径の円筒部８０ｂを切替部材７６の円筒カム７８内に挿入することによって、レンズユニット７２（切替部材７６）を光軸を中心に回転可能に保持する。
また、この円筒部８０ａと円筒部８０ｂとの段差部分の外側には、マクロ撮影用の円筒カム７８に当接する当接部材８２が配置される。
【０１０５】
さらに、撮像モジュール７０は、切替部材７６を挿通するコイルスプリング８４を有する。
このコイルスプリング８４は、切替部材７６の下端のフランジ部７６ａの上面およびレンズユニット収容部８０の内部において前記円筒の段差部分の下面に当接して配置され、両面すなわち切替部材７６（レンズユニット７２）とＣＣＤホルダ７４とを離間する方向に付勢している。従って、ＣＣＤホルダ７４内において、レンズユニット７２は、コイルスプリング８４によって下方に付勢された状態となっている。
【０１０６】
図１２に示される状態では、ＣＣＤホルダ７４（レンズユニット収容部８０）の当接部材８２は、円筒カム７８の最も低い位置（上下方向の最高位置）に当接している。この状態が、ＣＣＤセンサ３６と結像レンズ１６とが最も近接する、通常撮影の状態である。
この状態から、切替部材７６を時計方向に回転すると、当接部材８２が当接する円筒カム７８のカム面の高さが、漸次、高くなるので、レンズユニット７２は、円筒カム７８と当接部材８２とによって持ち上げられ、最高点になると、ＣＣＤセンサ３６と結像レンズ１６とが最も離間する、マクロ撮影の状態となる。
【０１０７】
逆に、マクロ撮影状態から、反時計方向に切替部材７６を回転すると、当接部材８２が当接する円筒カム７８のカム面の高さが、漸次、低くなり、かつ、レンズユニット７２はコイルスプリング８４によって下方に付勢されているので、レンズユニット７２は下方に移動し、最低点で図１２に示す通常撮影状態に戻る。
【０１０８】
従来の小型撮像モジュールにおけるマクロ撮影機能は、複数のスプリングを用いて実現しているため、部品点数が多い。また、複数のスプリングを用いるため、付勢力の個体差等によって、レンズユニットが傾いてしまう可能性があり、その結果、結像レンズの光軸の傾きや、レンズユニットがＣＣＤホルダ内で引っかかって、動作が不安定になる、動かなくなる等の不都合が生じる可能性も高い。逆に、動作の安定性を確保するためには、レンズユニットとＣＣＤホルダとのクリアランスを大きく取る必要があるが、この際には、光軸の傾き等に起因する画質低下の可能性が大きくなる。
これに対して、本態様の撮像モジュール７０は、円筒カム７８とレンズユニット７０を挿通する１本のコイルスプリング８４とでマクロ撮影機能を実現することにより、部品点数を低減すると共に、複数のスプリングを用いることで生じる個体差による各種の不都合を無くし、安定した動作で、光軸の傾き等に起因する画質劣化のない高画質な通常撮影およびマクロ撮影を行うことができる。
【０１０９】
以上、本発明のレンズユニットおよび小型撮像モジュールについて詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定はされず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのは、もちろんのことである。
例えば、以上の例は、本発明の第４の態様および／または第５の態様のレンズユニットを本発明の第１〜第３の態様の小型撮像モジュールに利用した例であるが、本発明のレンズユニットは、これに限定されず、その他の小型撮像モジュールにはもちろん利用可能であり、また、レンズ付きフィルムなど、各種の光学機器の結像光学系等に好適に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の小型撮像モジュールの一実施例の概略断面図である。
【図２】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ図１に示す小型撮像モジュールに用いられる本発明のレンズユニットを構成するレンズの模式的な平面図および断面図である。
【図３】（Ａ）は、図１に示す小型撮像モジュールの部分断面斜視図であり、（Ｂ）は、本発明の小型撮像モジュールの別の実施例の部分断面斜視図である。
【図４】図１に示す小型撮像モジュールに用いられるＣＣＤセンサの製造方法を説明するための模式図である。
【図５】本発明の小型撮像モジュールの組み立て方の一例を説明するための模式図である。
【図６】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ本発明のレンズユニットの別の実施例の模式的な断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ本発明のレンズユニットのさらに別の実施例の模式的な断面図である。
【図８】本発明の小型撮像モジュールの別の実施例の概略断面図である。
【図９】図８に示すレンズユニットの一実施例の概略断面図である。
【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ図８に示すレンズユニットを構成するレンズの模式的な平面図および断面図である。
【図１１】（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ本発明のレンズユニットの別の実施例の模式的な断面図である。
【図１２】本発明の小型撮像モジュールのさらに別の実施例の概略断面図である。
【図１３】従来のレンズユニットの概略断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０，１１，７０  小型撮像モジュール
１２，１３，７２  レンズユニット（光学ユニット）
１４，７４  ＣＣＤホルダ
１５，１６，１６ａ，１６ｂ，３０  結像レンズ
１７  貫通孔
１８  鏡筒
１９  絞り
２０  レンズ押さえ
２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ，２２ｉ，２５，２６，２８．３０  レンズ
２３ａ，２６ａ，２８ａ．３０ａ  レンズ部
２３ｂ，２６ｂ，２８ｂ．３０ｂ  レンズ部
２４  脚部
３６  ＣＣＤセンサ
３８  ユニット保持部
４０  センサ保持部
４２  通過孔
４４  円筒カム
５０  受光部
５２  隔壁
５４  カバーガラス
５６  ＣＣＤパッケージ
５８  ＣＣＤ基板
６０  ＦＰＣ
６４  シリコンウエハ
７６  （マクロ）切替部材
７８  円筒カム
８０  レンズユニット収容部
８０ａ，８０ｂ  円筒部
８２  当接部材
８４  コイルスプリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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