(57)【要約】【課題】  装着時にレンズの位置を調整不要なレンズユニットを提供する。【解決手段】  本発明のレンズユニット１は、レンズ１１，１２，１３と、レンズの光軸と平板部２１１．２２１．２３１の中心軸が概略同軸になるように、レンズ１１，１２，１３と一体に形成された金属ガイド２１，２２，２３とから構成される。金属ガイド２１，２２，２３は、ガイド部２１２，２２２，２３２が互いに係合して、レンズバレルを形成する。金属ガイド２１，２２，２３が回転されて、光軸とチルトとが調整されたレンズ１１，１２，１３が配置されたレンズバレルは、レンズ１１，１２，１３を介して結像された像を撮像する撮像素子を収容するカメラモジュールのホルダに撮像素子と同軸に装着可能である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
中心軸を有する基準面に前記レンズを支持し、該レンズを所定の位置に配置するための支持部材と、を備え、
前記レンズは、光軸が前記基準面の中心軸と一致するように前記支持部材と一体となるように成形され、該レンズを介して結像された像を撮像する撮像素子を収容するカメラモジュールに前記支持部材を介して装着可能に形成された、
ことを特徴とするプラスチックレンズ。
【請求項２】
前記支持部材は、互いに組合せ可能に構成され、
該プラスチックレンズは、前記支持部材を互いに組み合わせて、前記支持部材と一体となるように成形された他のプラスチックレンズと共に前記カメラモジュールに装着可能なレンズユニットを構成する、
ことを特徴とする請求項１に記載のプラスチックレンズ。
【請求項３】
前記支持部材の前記基準面に基づいて、光軸が前記基準面の中心軸と一致するように形状を加工修正され、前記カメラモジュールに前記撮像素子と同軸に配置される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のプラスチックレンズ。
【請求項４】
前記支持部材には反射防止膜が形成され、該支持部材は、前記レンズを介して入射する光の反射を防止する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のプラスチックレンズ。
【請求項５】
複数のレンズと、
前記複数のレンズを所定の位置に配置するためのレンズバレルと、を備え、
前記複数のレンズは、前記レンズバレルを構成し、組合せ可能な複数の支持部材とそれぞれ一体となるように成形されたプラスチックレンズから構成され、
前記レンズバレルは、前記複数の支持部材を組み合わせて形成され、前記複数のレンズを介して結像された像を撮像する撮像素子を収容するカメラモジュールに前記撮像素子と同軸に装着可能に前記複数のレンズを配置する、
ことを特徴とするレンズユニット。
【請求項６】
前記複数の支持部材は、接着剤により相互に接合されている、ことを特徴とする請求項５に記載のレンズユニット。
【請求項７】
前記複数のレンズは、前記支持部材により、光軸が互いに一致するように配置される、ことを特徴とする請求項５又は６に記載のレンズユニット。
【請求項８】
前記複数のレンズは、前記支持部材により、チルトが互いに一致するように配置される、ことを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のレンズユニット。
【請求項９】
複数のレンズを、互いに組合せ可能に構成され、前記複数のレンズを所定の位置に配置するための支持部材とそれぞれ一体となるように成形し、
前記支持部材を組み合わせて、前記複数のレンズを介して結像された像を撮像する撮像素子を収容するカメラモジュールに装着可能に前記複数のレンズを配置する、
ことを特徴とするレンズユニットの組立方法。
【請求項１０】
前記複数のレンズの光軸が互いに一致するように、前記複数のレンズの形状を加工修正する、ことを特徴とする請求項９に記載のレンズユニットの組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックレンズ及びレンズユニット並びにレンズユニットの組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ、携帯電話機や携帯型パーソナルコンピュータ等に搭載される小型カメラモジュールには、複数のレンズが用いられている。従来、これらの複数のレンズは、レンズを保持するレンズホルダとの外径合わせにより組み立てられていた。
【０００３】
しかし、上記レンズは、射出成形で成形されるため、成形収縮率や金型精度に依存して、成形品の形状精度がばらつく。そのため、上記の外径合わせだけでは要求される組立精度が得られない。そこで、例えば特許文献１に開示されるように、レンズが配設されるレンズバレルと螺合するマウントを用いて、該マウントと上記レンズバレルとをそれぞれ移動してレンズの焦点と光軸とを調整する。
【特許文献１】特開２００４−２９７２８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
すなわち、カメラモジュールの組立時に上記レンズバレルの撮像素子に対する相対位置を変更することが必要になるという問題があった。したがって、小型カメラモジュールの組立費用が増加する。また、レンズバレル及びレンズホルダにも上記レンズと同程度の形状精度が要求される。
【０００５】
一方、レンズバレル及びレンズホルダの形状のばらつきに基づく組立精度の低下を回避するために、レンズバレルがレンズホルダと一体にされた支持部材を用いる装置もある。この場合にも、支持部材に同様の形状精度が要求される。
【０００６】
しかし、これらの部材は、プラスチックの成形品であるため、形状精度のばらつきは避けられない。そのため、上記の方法によっても、レンズの位置調整ができないことがあった。
【０００７】
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、装着時にレンズの位置を調整不要なプラスチックレンズ及びレンズユニット並びにレンズユニットの組立方法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】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るプラスチックレンズは、
レンズと、
中心軸を有する基準面に前記レンズを支持し、該レンズを所定の位置に配置するための支持部材と、を備え、
前記レンズは、光軸が前記基準面の中心軸と一致するように前記支持部材と一体となるように成形され、該レンズを介して結像された像を撮像する撮像素子を収容するカメラモジュールに前記支持部材を介して装着可能に形成された、
ことを特徴とする。
【０００９】
支持部材は、互いに組合せ可能に構成され、該プラスチックレンズは、支持部材を互いに組み合わせて、支持部材と一体となるように成形された他のプラスチックレンズと共にカメラモジュールに装着可能なレンズユニットを構成することができる。
【００１０】
支持部材の基準面に基づいて、光軸が基準面の中心軸と一致するように形状を加工修正され、カメラモジュールに撮像素子と同軸に配置されてもよい。
【００１１】
支持部材には反射防止膜が形成され、該支持部材は、レンズを介して入射する光の反射を防止してもよい。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るレンズユニットは、
複数のレンズと、
前記複数のレンズを所定の位置に配置するためのレンズバレルと、を備え、
前記複数のレンズは、前記レンズバレルを構成し、組合せ可能な複数の金属部材とそれぞれ一体となるように成形されたプラスチックレンズから構成され、
前記レンズバレルは、前記複数の支持部材を組み合わせて形成され、前記複数のレンズを介して結像された像を撮像する撮像素子を収容するカメラモジュールに前記撮像素子と同軸に装着可能に前記複数のレンズを配置する、
ことを特徴とする。
【００１３】
複数の支持部材は、接着剤により相互に接合されていることが望ましい。
【００１４】
複数のレンズは、支持部材により、光軸が互いに一致するように配置されることが望ましい。
【００１５】
複数のレンズは、支持部材により、チルトが互いに一致するように配置されることが望ましい。
【００１６】
上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係るレンズユニットの組立方法は、
複数のレンズを、互いに組合せ可能に構成され、前記複数のレンズを所定の位置に配置するための支持部材とそれぞれ一体となるように成形し、
前記支持部材を組み合わせて、前記複数のレンズを介して結像された像を撮像する撮像素子を収容するカメラモジュールに装着可能に前記複数のレンズを配置する、
ことを特徴とする。
【００１７】
複数のレンズの光軸が互いに一致するように、前記複数のレンズの形状を加工修正してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レンズがレンズバレルを構成する支持部材と一体となるように成形され、支持部材を組み合わせてレンズバレルが形成されてレンズが所定の位置に配置されるので、装着時にレンズバレルの位置を調整不要なプラスチックレンズ及びレンズユニット並びにレンズユニットの組立方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明の実施の形態にかかるレンズユニットについて、以下図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るレンズユニット１の構成を示す模式図である。
【００２０】
レンズユニット１は、３組のレンズ１１，１２，１３と、レンズ１１，１２，１３を所定の位置に配置するためのレンズバレルを構成する３組の金属ガイド２１，２２，２３とから構成される。
【００２１】
レンズ１１，１２，１３は、アクリル樹脂から形成され、これらを組み合わせて構成されるレンズシステム１の一端側に配置される撮像素子に、光学像を結像することができるような形状、特性を有する球面又は非球面のプラスチックレンズである。
レンズ１１は金属ガイド２１と、レンズ１２は金属ガイド２２と、レンズ１３は金属ガイド２３と、光路を形成しないそれぞれの外縁部にて一体に形成されている。
【００２２】
金属ガイド２１は、平面を有する環状の平板部２１１と、平板部２１１の外周部に形成されたガイド部２１２とから構成される。金属ガイド２１は、後述する射出成形時の圧力に耐えるように、フープ状にプレス成形された金属部材である。金属ガイド２１は、後述する各レンズ１１，１２，１３の光軸調整、チルト調整が可能な加工精度を有する。平板部２１１は、レンズ１１を支持する。ガイド部２１２は、平板部２１１の外周に沿って連続して形成され、一端が平板部２１１に結合される。ガイド部２１２の他端は、凸形状を有し、金属ガイド２２の係合部２２２に受け入れられて係合する。平板部２１１とガイド部２１２の表面には、反射防止膜が形成されている。
【００２３】
金属ガイド２２は、環状の平板部２２１と平板部２２１の外周部に形成されたガイド部２２２とから構成される。金属ガイド２２は、金属ガイド２１と同様の加工精度を有し、例えば順送型金属プレスを用いて、フープ状にプレス成形された金属部材である。平板部２２１は、レンズ１２を支持する。ガイド部２２２は、平板部２２２の外周に沿って連続して形成され、側面が平板部２２１に結合される。ガイド部２２２の両端は、凹形状を有し、それぞれ金属ガイド２１，２３のガイド部２１２，２３２を係合するように受け入れる。平板部２２１とガイド部２２２の表面には、反射防止膜が形成されている。
【００２４】
金属ガイド２３は、環状の平板部２３１と平板部２３１の外周部に形成されたガイド部２３２とから構成される。金属ガイド２３は、金属ガイド２１と同様の加工精度を有し、フープ状にプレス成形された金属部材である。平板部２３１は、レンズ１３を支持する。ガイド部２３２は、平板部２３１の外周に沿って連続して形成され、一端が平板部２３１に結合される。ガイド部２３２の他端は、凸形状を有し、金属ガイド２２のガイド部２２２に受け入れられて係合する。平板部２３１とガイド部２３２の表面には、反射防止膜が形成されている。
【００２５】
金属ガイド２１，２２，２３のガイド部２１２，２２２，２３２は、それぞれの平板部２１１，２２１，２３１の外周に沿って連続して形成されているので、互いに係合した状態で平板部を含む平面内で回転することができる。
【００２６】
図１乃至３を参照して、レンズユニット１の組立方法について説明する。
【００２７】
レンズ１１，１２，１３を成形するための金型それぞれの内部に、図３に示すように、金属ガイド２１，２２，２３の環状の平板部２１１，２２１，２３１の中心軸を、金型の中央に配置されたゲートと対応するように予め配置する。そして、アクリル樹脂を上記金型内に射出して、インサート成形を行う。これにより、図１に示す、光軸が金属ガイド２１，２２，２３の平板部２１１，２２１，２３１の中心軸と概略一致するように、金属ガイド２１，２２，２３と、それぞれ一体にされたレンズ１１，１２，１３を形成する。上記のように、金属ガイド２１，２２，２３は、プレス成形により形成されるが、例えば順送型金属プレス装置を用いて成形された金属ガイドを、そのままインサート成形に使用することにより、成形ラインの自動化を図ることも可能である。
【００２８】
３次元形状測定器を用いて、金属ガイド２１，２２，２３を基準位置に配置して、それぞれの平板部２１１，２２１，２３１の平面を基準面として、レンズ１１，１２，１３の形状測定、偏芯測定を行う。測定結果に基づいて、所定の形状を有し、光軸が互いに一致するように、研磨機を用いて、レンズ１１，１２，１３の形状を加工修正する。
【００２９】
次に、図２−（ａ）に示すように、金属ガイド２２のガイド部２２２に、金属ガイド２１，２３のガイド部２１２，２３２を係合する。続いて、図２−（ｂ）に示すように、レンズ１３側に、撮像素子３１を配置する。検査装置を用いて、撮像素子３１を動作させて、レンズ１１，１２，１３を介して結像された光学像を撮像する。撮像画像を検査装置の表示部に表示して、撮像画像の画像評価を行う。評価結果に基づいて、各レンズ１１，１２，１３の光軸とチルトとが、それぞれ互いに一致するように、金属ガイド２１，２２，２３をそのガイド部２１２，２２２，２３２が互いに係合した状態で回転する。
【００３０】
各レンズ１１，１２，１３の光軸とチルトとが調整された状態で金属ガイド２１，２２，２３を位置決めする。図２−（ｃ）に示すように、位置決めされた状態で、接着剤３４により、金属ガイド２１，２２，２３のガイド部２１２，２２２，２３２を接合して、レンズバレルを形成する。このとき、レンズバレル内のレンズ１１，１２，１３の向き、すなわち、光軸を中心としたときの各レンズ１１，１２，１３の角度を揃えた後、ガイド部２１２，２２２，２３２を接合することもできる。
【００３１】
最後に、このようにして組み立てられたレンズユニット１のレンズバレルを、図４に示すように、撮像素子３１を収容するカメラモジュール３０のレンズホルダ３２に装着する。このとき、各レンズ１１，１２，１３は、それぞれの光軸が互いに一致するように調整されているので、レンズユニット１は、撮像素子３１と同軸に装着可能である。ここで、カメラモジュール３０は、撮像素子３１と、撮像素子３１と共軸に形成されたレンズホルダ３２とを有する。撮像素子３１は、電極をプリント回路基板３３に接続され、プリント回路基板３３に配置された制御部により駆動されて、撮像面に結像された光学像を撮影する。レンズホルダ３２は、撮像素子３１の撮像面にレンズユニット１のレンズ面が対向するように装着されるレンズバレルを保持する。
【００３２】
以上説明したように、各レンズ１１，１２，１３がレンズバレルを構成する金属ガイド２１，２２，２３と一体となるように成形され、金属ガイド２１，２２，２３を組み合わせてレンズバレルが形成されてレンズ１１，１２，１３がレンズバレルと同軸の位置に配置されるので、レンズバレルをカメラモジュールに装着する際に、レンズバレルの位置調整をすることなく、レンズユニットを撮像素子３１と同軸に装着することができる。
また、レンズ１１，１２，１３の外縁部に形成された金属ガイド２１，２２，２３の表面には、反射防止膜が形成されているので、レンズ１１，１２，１３を通して入射する光が乱反射することを抑えることができる。
【００３３】
本発明は、上記の実施の形態に限定されず、その応用及び変形等は任意である。
【００３４】
上記の実施の形態では、１つの金属ガイドのガイド部は、両端が凹形状を有し、凸形状を有する他の２つの金属ガイドのガイド部と係合する。しかし、図５−（ａ）に示すように、１つの金属ガイド４２のガイド部４２２は、一端が凹形状を、他端が凸形状を有し、凸形状及び凹形状を有する他の２つの金属ガイド４１，４３のガイド部４１２，４３２と係合するようにしてもよい。
【００３５】
上記の実施の形態では、金属ガイドのガイド部は、端部を凸形状または凹形状に形成され、互いに係合する。しかし、ガイド部の形状は、凸形状または凹形状に限定されず、互いに係合した状態で金属ガイドが平板部を含む平面内で回転することができれば、その形状は任意である。例えば、図５−（ｂ）に示すように、金属ガイド４６，４７，４８のガイド部４６２，４７２，４８２は、フック形状であってもよい。
【００３６】
上記の実施の形態では、金属ガイドのガイド部は、平板部の外周に沿って連続して形成されると説明した。しかし、ガイド部は、互いに係合した状態で金属ガイドが平板部を含む平面内で回転できるように配置されていればよく、離間して配置されてもよい。
上記の実施の形態では、金属ガイドは、フープ状にプレス成形された金属部材である。金属ガイドの成形方法は、プレス成形に限定されず、他の成形方法によって成形されてもよい。金属ガイドは、金属部材に限定されず、例えばセラミックスから形成されてもよい。
【００３７】
上記の実施の形態では、レンズユニットは、３組のレンズ、金属ガイドから構成される。しかし、レンズ、金属ガイドの数は、３つに限定されず、任意である。例えば、レンズ、金属ガイドは１つであってもよい。この場合には、１つの金属ガイドと、これと係合し、金属ガイドと一体にされたレンズを所定の位置に配置する金属部材とを用いて、レンズバレルを形成することができる。
【００３８】
上記の実施の形態に示されたレンズユニットは、１枚目と３枚目のレンズを凸レンズとし、２枚目のレンズを凹レンズとした。しかし、レンズユニットのレンズ構成は任意であり、凸レンズのみ又は凹レンズのみから、または、図６に示すように、凹レンズと凸レンズを組み合わせてレンズ５１，５２，５３を構成してもよい。
【００３９】
上記の実施の形態では、レンズは、アクリル樹脂を用いて、射出成形により形成される。しかし、レンズを成形する方法は射出成形に限定されず任意である。レンズは、例えばプレス成形によっても形成可能である。また、レンズを形成する樹脂は、アクリル樹脂に限定されず、例えばポリカーボネート樹脂、シクロオレフィン系樹脂またはエポキシ樹脂を使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施の形態にかかるレンズユニットの概略構成を示す模式図である。  （ａ）は断面図、（ｂ）はＡ−Ａ’についての横断面図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかるレンズユニットの組立方法を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態にかかるレンズユニットの組立方法におけるレンズの成形を示す図である。
【図４】組み立てられた図１のレンズユニットを示す図である。
【図５】本発明にかかるレンズユニットの変形例を示す図である。
【図６】本発明にかかるレンズユニットの別の変形例を示す図である。
【符号の説明】
【００４１】
１    レンズユニット
１１  レンズ
１２  レンズ
１３  レンズ
２１  金属ガイド
２２  金属ガイド
２３  金属ガイド
３０  カメラモジュール
３１  撮像素子
２１１  平板部
２２１  平板部
２３１  平板部
【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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