(57)【要約】  【課題】レンズ形状が製造容易な形状で、各レンズの光軸の寸法保持精度が高く、かつ組み立てが容易であるレンズユニットおよび小型撮像モジュールを提供する。  【解決手段】レンズユニットは、複数枚のレンズと、レンズを保持するリング状のレンズ保持部材とを備える結像レンズと、結像レンズを保持する保持部を有する円筒状の鏡筒とを有する。複数のレンズは、レンズ部の周囲にフランジ部を有し、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または保持部と嵌合可能である。さらにレンズはフランジ部の嵌合による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。鏡筒のレンズ保持部にレンズのフランジ部が嵌合され、レンズ保持部に嵌合されたレンズがレンズ保持部材で保持され、嵌合されたレンズのフランジ部がレンズ保持部材および鏡筒の内面に当接されて位置決めされてレンズ保持部に保持されたレンズと光軸を一致させて鏡筒内に配置されている。【選択図】図２
2006284788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数枚のレンズと、前記複数枚のレンズの間の少なくとも１箇所に設けられ、前記複数のレンズのうち、少なくとも１つのレンズを保持するリング状のレンズ保持部材とを備える結像レンズと、
前記結像レンズを保持する保持部を有する円筒状の鏡筒とを有し、
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、前記フランジ部は、他の少なくとも１つのレンズのフランジ部または前記保持部と嵌合可能であり、さらに、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ものであり、
前記鏡筒の前記レンズ保持部にレンズのフランジ部が嵌合され、前記レンズ保持部に嵌合されたレンズが前記レンズ保持部材により前記鏡筒内に保持され、少なくとも２つのレンズが嵌合されており、嵌合されたレンズのフランジ部が前記レンズ保持部材および前記鏡筒の内面に当接されて位置決めされ、前記レンズ保持部に保持されたレンズと光軸を一致されて前記鏡筒内に配置されていることを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
前記複数のレンズは、前記レンズ保持部に嵌合された状態、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、および前記レンズ保持部材に当接された状態で、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１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記嵌合された少なくとも２つのレンズのうち、前記鏡筒の内面に当接するレンズのフランジ部の前記レンズ保持部材側には、前記鏡筒の内面の内径よりも径が小さい切欠部が形成されている請求項１または２に記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記鏡筒は、一端部が閉塞されており、前記鏡筒の閉塞された部分に貫通孔が形成されるとともに、前記貫通孔に連通して前記保持部が形成されており、
前記結像レンズは、３つのレンズと、１つのレンズ保持部材とを備えるものであり、
第１のレンズが前記鏡筒の前記保持部に嵌合され、前記レンズ保持部材により保持されて位置決めされ、第３のレンズが嵌合された第２のレンズのフランジ部が、前記レンズ保持部材および前記鏡筒の内面に当接されて位置決めされている請求項３に記載のレンズユニット。
【請求項５】
複数枚のレンズと、前記複数枚のレンズの間の少なくとも１箇所に設けられ、前記複数のレンズのうち、少なくとも１つのレンズを保持するリング状のレンズ保持部材とを備える結像レンズと、
前記結像レンズを保持する保持部を有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、前記フランジ部は、他の少なくとも１つのレンズのフランジ部または前記保持部と嵌合可能であり、さらに、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ものであり、
前記鏡筒の前記レンズ保持部にレンズのフランジ部が嵌合され、前記レンズ保持部に嵌合されたレンズが前記レンズ保持部材により前記鏡筒内に保持され、少なくとも２つのレンズが嵌合されており、嵌合されたレンズのフランジ部が前記レンズ保持部材および前記鏡筒の内面に当接されて位置決めされ、前記レンズ保持部に保持されたレンズと光軸を一致されて前記鏡筒内に配置されており、
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６】
複数枚のレンズと、前記複数枚のレンズの間の少なくとも１箇所に設けられ、前記複数のレンズのうち、少なくとも１つのレンズを保持するリング状のレンズ保持部材とを備える結像レンズと、
外壁面に凸部が形成された、前記結像レンズを保持する保持部を有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し、
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、前記フランジ部は、他の少なくとも１つのレンズのフランジ部または前記保持部と嵌合可能であり、さらに、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ものであり、
前記鏡筒の前記レンズ保持部にレンズのフランジ部が嵌合され、前記レンズ保持部に嵌合されたレンズが前記レンズ保持部材により前記鏡筒内に保持され、少なくとも２つのレンズが嵌合されており、嵌合されたレンズのフランジ部が前記レンズ保持部材および前記鏡筒の内面に当接されて位置決めされ、前記レンズ保持部に保持されたレンズと光軸を一致されて前記鏡筒内に配置されていることを特徴とする小型撮像モジュール。
【請求項７】
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６に記載の小型撮像モジュール。
【請求項８】
前記複数のレンズは、前記レンズ保持部に嵌合された状態、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、および前記レンズ保持部材に当接された状態で、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５〜７のいずれか１項に記載の小型撮像モジュール。
【請求項９】
前記嵌合された少なくとも２つのレンズのうち、前記鏡筒の内面に接するレンズのフランジ部の前記レンズ保持部材側には、前記鏡筒の内面の内径よりも径が小さい切欠部が形成されている請求項５〜８のいずれか１項に記載の小型撮像モジュール。
【請求項１０】
前記鏡筒は、一端部が閉塞されており、前記鏡筒の閉塞された部分に貫通孔が形成されるとともに、前記貫通孔に連通して前記保持部が形成されており、
前記結像レンズは、３つのレンズと、１つのレンズ保持部材とを備えるものであり、
第１のレンズが前記鏡筒の前記保持部に嵌合され、前記レンズ保持部材により保持されて位置決めされ、第３のレンズが嵌合された第２のレンズのフランジ部が、前記レンズ保持部材および前記鏡筒の内面に当接されて位置決めされている請求項９に記載の小型撮像モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影機能付き携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、または安価かつ小型の固定焦点のデジタルカメラなどに装着されるものであり、複数のレンズと、レンズ保持部材とを備える結像レンズを有するレンズユニットおよび小型撮像モジュールに関し、特に、レンズ形状が製造容易な形状で、各レンズの光軸の寸法保持精度が高く、かつ組み立てが容易であるレンズユニットおよび小型撮像モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影機能付き携帯電話、ＰＤＡ、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（通常、ＣＣＤセンサ）を保持する撮像素子保持部材（以下、ＣＣＤホルダとする）と、結像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ている。
【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焦点合わせ（ピント調整）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６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ている必要がある。
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、特許文献１に開示されているように、複数のレンズを組み合わせてなる結像レンズにおいても、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。
【００１０】
本発明の目的は、前記従来技術の問題点を解決することにあり、レンズ形状が製造容易な形状で、各レンズの光軸の寸法保持精度が高く、かつ組み立てが容易であるレンズユニットおよび小型撮像モジュールを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、複数枚のレンズと、前記複数枚のレンズの間の少なくとも１箇所に設けられ、前記複数のレンズのうち、少なくとも１つのレンズを保持するリング状のレンズ保持部材とを備える結像レンズと、前記結像レンズを保持する保持部を有する円筒状の鏡筒とを有し、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、前記フランジ部は、他の少なくとも１つのレンズのフランジ部または前記保持部と嵌合可能であり、さらに、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ものであり、前記鏡筒の前記レンズ保持部にレンズのフランジ部が嵌合され、前記レンズ保持部に嵌合されたレンズが前記レンズ保持部材により前記鏡筒内に保持され、少なくとも２つのレンズが嵌合されており、嵌合されたレンズのフランジ部が前記レンズ保持部材および前記鏡筒の内面に当接されて位置決めされ、前記レンズ保持部に保持されたレンズと光軸を一致されて前記鏡筒内に配置されてい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。
【００１２】
本発明においては、前記複数のレンズは、前記レンズ保持部に嵌合された状態、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、および前記レンズ保持部材に当接された状態で、互いの光軸方向の位置が適正となる形状を有することが好ましい。
【００１３】
また、本発明においては、前記嵌合された少なくとも２つのレンズのうち、前記鏡筒の内面に当接するレンズのフランジ部の前記レンズ保持部材側には、前記鏡筒の内面の内径よりも径が小さい切欠部が形成されていることが好ましい。
【００１４】
さらに、本発明においては、前記鏡筒は、一端部が閉塞されており、前記鏡筒の閉塞された部分に貫通孔が形成されるとともに、前記貫通孔に連通して前記保持部が形成されており、前記結像レンズは、３つのレンズと、１つのレンズ保持部材とを備えるものであり、第１のレンズが前記鏡筒の前記保持部に嵌合され、前記レンズ保持部材により保持されて位置決めされ、第３のレンズが嵌合された第２のレンズのフランジ部が、前記レンズ保持部材および前記鏡筒の内面に当接されて位置決めされていることが好ましい。
【００１５】
また、本発明の第２の態様は、複数枚のレンズと、前記複数枚のレンズの間の少なくとも１箇所に設けられ、前記複数のレンズのうち、少なくとも１つのレンズを保持するリング状のレンズ保持部材とを備える結像レンズと、前記結像レンズを保持する保持部を有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、前記フランジ部は、他の少なくとも１つのレンズのフランジ部または前記保持部と嵌合可能であり、さらに、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ものであり、前記鏡筒の前記レンズ保持部にレンズのフランジ部が嵌合され、前記レンズ保持部に嵌合されたレンズが前記レンズ保持部材により前記鏡筒内に保持され、少なくとも２つのレンズが嵌合されており、嵌合されたレンズのフランジ部が前記レンズ保持部材および前記鏡筒の内面に当接されて位置決めされ、前記レンズ保持部に保持されたレンズと光軸を一致されて前記鏡筒内に配置されており、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。
【００１６】
本発明の第３の態様は、複数枚のレンズと、前記複数枚のレンズの間の少なくとも１箇所に設けられ、前記複数のレンズのうち、少なくとも１つのレンズを保持するリング状のレンズ保持部材とを備える結像レンズと、外壁面に凸部が形成された、前記結像レンズを保持する保持部を有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し、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、前記フランジ部は、他の少なくとも１つのレンズのフランジ部または前記保持部と嵌合可能であり、さらに、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ものであり、前記鏡筒の前記レンズ保持部にレンズのフランジ部が嵌合され、前記レンズ保持部に嵌合されたレンズが前記レンズ保持部材により前記鏡筒内に保持され、少なくとも２つのレンズが嵌合されており、嵌合されたレンズのフランジ部が前記レンズ保持部材および前記鏡筒の内面に当接されて位置決めされ、前記レンズ保持部に保持されたレンズと光軸を一致されて前記鏡筒内に配置されてい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。
【００１７】
上記第３の態様の発明においては、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、固定されてなることが好ましい。
【００１８】
また、上記第２の態様および第３の態様の発明においては、前記複数のレンズは、前記レンズ保持部に嵌合された状態、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、および前記レンズ保持部材に当接された状態で、互いの光軸方向の位置が適正となる形状を有することが好ましい。
【００１９】
さらに、上記第２の態様および第３の態様の発明においては、前記嵌合された少なくとも２つのレンズのうち、前記鏡筒の内面に接するレンズのフランジ部の前記レンズ保持部材側には、前記鏡筒の内面の内径よりも径が小さい切欠部が形成されていることが好ましい。
【００２０】
さらにまた、上記第２の態様および第３の態様の発明においては、前記鏡筒は、一端部が閉塞されており、前記鏡筒の閉塞された部分に貫通孔が形成されるとともに、前記貫通孔に連通して前記保持部が形成されており、前記結像レンズは、３つのレンズと、１つのレンズ保持部材とを備えるものであり、第１のレンズが前記鏡筒の前記保持部に嵌合され、前記レンズ保持部材により保持されて位置決めされ、第３のレンズが嵌合された第２のレンズのフランジ部が、前記レンズ保持部材および前記鏡筒の内面に当接されて位置決めされていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のレンズユニットによれば、結像レンズを、複数枚のレンズと、複数枚のレンズの間の少なくとも１箇所に設けられ、複数のレンズのうち、少なくとも１つのレンズを保持するリング状のレンズ保持部材とを備えるものとし、この結像レンズを保持する保持部を有する円筒状の鏡筒とを有するものとする。また、結像レンズの各レンズを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とし、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または鏡筒の保持部と嵌合可能であり、レンズは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。鏡筒のレンズ保持部にレンズのフランジ部が嵌合され、レンズ保持部に嵌合されたレンズがレンズ保持部材により鏡筒内に保持されている。さらに、少なくとも２つのレンズを嵌合して、嵌合されたレンズのフランジ部がレンズ保持部材および鏡筒の内面に当接されて位置決めされ、レンズ保持部に保持されたレンズと光軸を一致されて鏡筒内に配置されている。
本発明のレンズユニットにおいては、このような構成にすることにより、結像レンズにおける各レンズの光軸を一致させることができ、鏡筒内に高い寸法保持精度で結像レンズの各レンズを保持することができる。また、レンズ保持部材を設けることにより、全てのレンズを嵌合させる必要がなくなり、フランジ部の構成を簡素化することができる。このため、レンズの形状を単純化でき、レンズ形状を製造が容易な形状とすることができる。
【００２２】
また、本発明のレンズユニットによれば、鏡筒の内面に当接するレンズのフランジ部のレンズ保持部材側に鏡筒の内面の内径よりも径が小さい切欠部を形成することにより、鏡筒内に、嵌合したレンズを入れやすくなり、組立容易性を向上させることができる。
【００２３】
さらに、本発明の小型撮像モジュールによれば、本発明のレンズユニットを有するものであり、本発明のレンズユニットは、結像レンズにおける各レンズの光軸を一致させることができ、鏡筒内に高い寸法保持精度で結像レンズの各レンズを保持することができるとともに、レンズ保持部材を設けることにより、全てのレンズを嵌合させる必要がなくなり、フランジ部の構成を簡素化することができる。このため、レンズの形状を簡素化することができ、レンズ形状を製造が容易な形状とすることができる。これにより、本発明の小型撮像モジュールの構成を簡素化でき、組立容易性も高いものとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、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、添付の図面に示される好適実施例を基に詳細に説明する。
以下、本発明においては、本発明のレンズユニットを有する小型撮像モジュールを例に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施例に係る小型撮像モジュールを示す概略断面図である。なお、図１に示す断面図は、小型撮像モジュール１０を結像レンズ１６の光軸Ｃ（以下、単に光軸Ｃとする）を通る平面で切断したものである。
図１に示す小型撮像モジュール１０（以下、撮像モジュール１０とする）は、撮影機能付き携帯電話、ＰＤＡ、または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り、基本的に、レンズユニット１２と、ＣＣＤホルダ（撮像素子ホルダ）１３とを有するものである。
【００２６】
レンズユニット１２は、結像レンズ１６と、結像レンズ１６を保持する鏡筒１８とを有する。
【００２７】
結像レンズ１６は、レンズ２４（第１のレンズ）、レンズ２６（第２のレンズ）、およびレンズ２８（第３のレンズ）の３枚のレンズと、レンズ２４とレンズ２６との間に設けられたレンズ保持部材７０とで構成されている。
図２に示すように、レンズ２４はレンズ部２４ａとフランジ部２４ｂとから、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、それぞれ構成され、いずれも円形（光軸Ｃ方向から見た形状）である。これらのレンズ部２４ａ、２６ａ、２８ａは、いずれもレンズの作用をするものである。
また、レンズ保持部材７０は、レンズ２４を保持するものであり、円板状の板材の中心部に開口部７０ａが形成されたものである。この開口部７０ａにレンズ２４のレンズ部２４ａが入り込んで、保持する。さらに、レンズ２６は、フランジ部２６ｂの周面２６ｃの直径が、鏡筒１８の内面１８ｅの内径と略同じであり、このフランジ部２６ｂに周面２６ｃよりも径が小さい切欠部２６ｄが形成されている。この切欠部２６ｄは、フランジ部２６ｂのレンズ保持部材７０側に形成されている。
【００２８】
図２に示すように、鏡筒１８は、一端が閉塞した円筒状のものである。閉塞面１８ａには撮影光が入射する貫通孔１８ｄが形成されている。この鏡筒１８の貫通孔１８ｄに連通して平面視円形状の凹部（保持部）１８ｆが設けられている。この凹部１８ｆの内径は、筒部１８ｂの内面１８ｅの内径よりも小さい。この凹部１８ｆは、レンズ２４の光軸Ｃの合わせ、および光軸Ｃ方向の位置決めのためのものである。
【００２９】
また、鏡筒１８の光軸Ｃ方向の後述する撮像素子４４（図１参照）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）の筒部１８ｂの端部１８ｃには、後述するＣＣＤホルダ１３に設けられた円筒カム２２のカム面（上面）２２ａに当接する脚部１９が、下方に突出して形成されている。この脚部１９の形状および大きさは、鏡筒１８をＣＣＤホルダ１３に適正に嵌挿した際に、後述する円筒カム２２に適正に当接するように適宜決定すればよい。
鏡筒１８の端部１８ｃ側には、内面１８ｅよりも径大となる挿入部１８ｈが形成されている。この挿入部１８ｈにより、結像レンズ１６を構成するレンズ２４、レンズ２６およびレンズ２８、ならびにレンズ保持部材７０を鏡筒１８内部に入れやすくなり、レンズユニット１２の組み立てが容易になり、レンズユニット１２の組立容易性が向上する。
【００３０】
また、結像レンズ１６は、鏡筒１８においては貫通孔１８ｄ（光の入射方向）側から、レンズ２４、レンズ保持部材７０、レンズ２６およびレンズ２８の順で配置されて組み立てられている。
レンズ２４は、鏡筒１８の貫通孔１８ｄに連通して設けられた凹部１８ｆの底面１８ｇに、フランジ部２４ｂの上面２４ｄが当接されて、フランジ部２４ｂの凹部１８ｆに嵌め込まれている。レンズ２４においては、フランジ部２４ｂの側面２４ｃ（凹部１８ｆの側面）で光軸Ｃが合せられ、上面２４ｄにより光軸Ｃ方向の位置決めがなされる。
【００３１】
レンズ２４にレンズ保持部材７０の上面７０ｂが当接されて、開口部７０ａ内にレンズ２４のレンズ部２４ａが通される。このレンズ保持部材７０は、外径が、鏡筒１８の内面１８ｅの内径と略同じである。
【００３２】
このレンズ保持部材７０の下面７０ｃに、レンズ２６のフランジ部２６ｂの上面２６ｅが当接されている。レンズ２６は、フランジ部２６の上面２６ｅにより光軸Ｃ方向の位置決めがなされる。また、レンズ２６の周面２６ｃにより、光軸Ｃが合せられる。
レンズ２６のフランジ部２６ｂの内面２６ｆに、レンズ２８のフランジ部２８ｂが嵌合されている。レンズ２８は、レンズ２６のフランジ部２６ｂにより、光軸Ｃ合わせおよび光軸Ｃ方向の位置決めがなされる。このようにして、結像レンズ１６が組み立てられて、鏡筒１８内に配置されている。
【００３３】
本実施例の結像レンズ１６においては、レンズ２４が鏡筒１８に位置決めされ、レンズ保持部材７０をレンズ２４とレンズ２６との間に設けることにより、例えば、レンズ２６のフランジ部をレンズ部２４と嵌合する形状とする必要がなくなり、互いの光軸のズレ（以下、レンズ間偏芯とする）を防止しつつ、レンズ形状を単純化でき、レンズ２６の形状を製造容易な形状にすることができる。このため、レンズユニット１２の構成を簡素化できる。
【００３４】
また、本実施例の結像レンズ１６においては、レンズ２６のフランジ部２６ｂのレンズ保持部材７０側に、周面２６ｃよりも径が小さい切欠部２６ｄを設けることにより、レンズ２６の切欠部２６ｄは、鏡筒１８の内面１８ｅよりも径が小さく、レンズ２６の鏡筒１８内への組み込みを容易にできる。すなわち、レンズユニット１２の組立容易性を向上させることができる。
【００３５】
レンズ２６、２８は、このように、互いにフランジ部２６ｂ、２８ｂを嵌合して組み立てた状態で、互いの光軸Ｃ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Ｃ方向の互いの位置関係も適正になる形状を有する。この結像レンズ１６は、レンズ２４を鏡筒１８の凹部１８ｆで位置決めし、互いのフランジ部２６ｂ、２８ｂを嵌合したレンズ２６、２８を、レンズ２４の下方に配置されたレンズ保持部材７０の下面７０ｃにレンズ２６の上面２６ｅを当接させ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Ｃを一致し、あるいはさらに互いの光軸Ｃ方向の位置決めも行うことができる。
したがって、本実施例においては、結像レンズ１６を鏡筒１８内に、レンズ間偏芯を防止し、さらに光軸Ｃ方向の位置決めを行うことができる。すなわち、高い寸法保持精度で、結像レンズ１６を鏡筒１８内に保持することができる。
【００３６】
本実施例においては、鏡筒１８の凹部１８ｆがレンズ２４の位置決めに利用され、鏡筒１８の内面１８ｅがレンズ２６の位置決めに利用されている。このように、本実施例においては、鏡筒１８の凹部１８ｆおよび内面１８ｅを位置決めの基準面としているため、鏡筒１８の成形精度を高くする必要がある。例えば、本実施例における鏡筒１８の内径は、例えば、４〜６ｍｍ程度である。また、レンズ間偏芯の精度も、数μｍの精度が要求されている。
【００３７】
本実施例の鏡筒１８を形成する金型は、凹部１８ｆおよび内面１８ｅを成形する先端部の径が小さい２段構造となる。例えば、旋盤加工により金型を成形する場合、素材を１度固定して、旋削することにより成形できる。このため、金型を高い精度で成形することができる。
なお、金型が、旋盤加工により、素材を１度固定し、再度固定して、素材を旋削する必要がある形状の場合には、１度だけ固定するものに比して、心出しの精度が下がり、金型の加工精度を高くできない。
【００３８】
このように、本実施例における鏡筒１８を、成形する金型を高精度で成形することができるため、凹部１８ｆおよび内面１８ｅを、要求される高い精度とすることができる。このため、レンズ２４およびレンズ２６の位置決め精度も要求される高い寸法保持精度で保証することができる。
【００３９】
本発明のレンズユニット１２は、このような構成を有することにより、レンズ２４が鏡筒１８の凹部１８ｆで光軸Ｃ方向の位置決めがされ、互いのフランジ部２６ｂ、２８ｂを嵌合したレンズ２６、２８を、レンズ２４の下方に配置されたレンズ保持部材７０の下面７０ｃにレンズ２６の上面２６ｅを当接させて組み立てるだけで、各レンズ２４，２６，２８の光軸Ｃ合わせを行い、あるいはさらに光軸Ｃ方向の位置決めを行うことができ、さらに、レンズ間偏芯も防止することができる。また、直管状の鏡筒１８であっても、鏡筒１８の凹部１８ｆの径を大きくしているため、レンズ２４を簡単に奥まで組み込むことができる。
【００４０】
なお、図示例において、結像レンズ１６は３枚のレンズ２４、２６、２８の組レンズとレンズ保持部材７０とで構成されるが、本発明は、これに限定はされず、結像レンズ１６の構成は、レンズが２枚以下でも、４枚以上でもよい。なお、絞り２３は、不要であれば省略してもよい。
【００４１】
また、ＣＣＤホルダ１３は、レンズユニット１２および撮像素子４４を保持するものである。このＣＣＤホルダ１３は、鏡筒１８（レンズユニット１２）を収納する円筒状のレンズユニット収納部１３ａと、撮像素子４４を収納するユニット保持部１３ｃとが形成されている。さらに、レンズユニット収納部１３ａと、ユニット保持部１３ｃとを連通する開口部１３ｂが形成されている。この開口部１３ｄは、結像レンズ１６により集光された被写体の画像情報を担持する光を撮像素子４４に入射させるものである。
【００４２】
レンズユニット収納部１３ａは、鏡筒１８を光軸Ｃを中心に回転可能かつ光軸Ｃ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。
レンズユニット収納部１３ａの内部には、下端側の内面に沿って、ピント調整（焦点合わせ）用の円筒カム２２が形成されている。
【００４３】
図３（ａ）に示すように、焦点合わせ（ピント調整）用の円筒カム２２は、上面をカム面２２ａとする円環状の円筒カムで、光軸Ｃを中心軸とし、かつ、周方向に、漸次、高さが増加する（カム面２２ａが高くなる）。本実施例においては、例えば、円筒カム２２は反時計方向に、漸次、高さが増加するものである。
【００４４】
本実施例においては、一周する円筒カム２２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２５ａおよび２５ｂ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、本実施例においては、１条で１周の円環状の円筒カム２２を有しているが、本発明は、これに限定はされず、半周、または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。
【００４５】
本発明においては、円筒カム２２をユニット保持部１３ｃに形成し、円筒カム２２に当接する脚部１９を鏡筒１８に形成するものに限定されるものではなく、鏡筒１８に円筒カムを形成するか、または鏡筒１８下面を円筒カムとして、ユニット保持部１３ｃ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。
【００４６】
ユニット保持部１３ｃは、撮像素子４４が収納されるものであり、平面視略四角形状の凹部である。また、このユニット保持部１３ｃに連続して、ＣＣＤホルダ１３の下面１３ｅに達する第２の凹部１３ｄが形成されている。
ここで、基板４０上にフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣとする）４２を介して撮像素子４４が設けられている。この撮像素子４４上に赤外線カットフィルタ４６が設けられている。この赤外線カットフィルタ４６側からユニット保持部１３ｃに撮像素子４４が嵌め込まれている。
【００４７】
本実施例においては、ＦＰＣ４２は、撮像素子４４で得られた電気信号を外部に出力するためのものであり、このＦＰＣ４２に、例えば、画像信号処理部および表示装置などの機器を接続することにより、撮影画像を表示させることができる。
また、ＦＰＣ４２と撮像素子４４とは、例えば、ワイヤボンディングによるワイヤにより接続されている。第２の凹部１３ｄが設けられており、ワイヤが接触することなく、撮像素子４４をユニット保持部１３ｃに嵌め込むことができる。
なお、撮像素子４４は、例えば、ＣＣＤタイプまたはＣＭＯＳタイプのイメージセンサを用いることができる。
【００４８】
図１に示すように、レンズユニット収納部１３ａの内部に、鏡筒１８を嵌挿した場合、レンズユニット収納部１３ａのカム面２２ａに、鏡筒１８の下端部に設けられた脚部１９が当接する。
したがって、鏡筒１８をレンズユニット収納部１３ａの内部に嵌挿した後、鏡筒１８の脚部１９とカム面２２ａと当接させた状態で鏡筒１８とレンズユニット収納部１３ａとを相対的に回転させることにより、脚部１９が当接するカム面２２ａの高さが変わる。これにより、円筒カム２２によって脚部１９が光軸Ｃに平行な方向に沿って鏡筒１８が上下動する。このため、結像レンズ１６と、撮像素子４４の受光面との距離が変わり、ピント調整（焦点合わせ）を行うことができる。
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、例えば、ＣＣＤホルダ１３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１３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。
【００４９】
本実施例の撮像モジュール１０においては、鏡筒１８とＣＣＤホルダ１３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１３に嵌挿する構成とすることにより、ＣＣＤホルダ１３内（ユニット保持部１３ｃ）で鏡筒１８が傾くことがない。従って、したがって、撮像素子４４の受光面に対する光軸Ｃの結像レンズ１６の傾きの発生を防止することができる。
また、本実施例の撮像モジュール１０のレンズユニット１２は、構成が簡素であるとともに、組立容易性も高いものである。このため、本実施例の撮像モジュール１０も、構成が簡素であり、組立容易性も高いものとなる。
【００５０】
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、本実施例では、鏡筒１８とＣＣＤホルダ１３（ユニット保持部１３ｃ）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１３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。
【００５１】
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１３ｃのＣＣＤホルダ１３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、真円度または円筒度、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１３のユニット保持部１３ｃ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１３ｃ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。
【００５２】
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。
【００５３】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。図４は、本発明の第２の実施例に係る小型撮像モジュールを示す概略断面図であり、図５は、図４に示す小型撮像モジュールのマクロ撮影の状態を示す概略断面図である。
なお、図１〜図３（ａ）に示す本発明の第１の実施例に係る小型撮像モジュールと同一構成物には、同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。
【００５４】
本実施例の撮像モジュール８０は、撮影機能付き携帯電話、ＰＤＡ、または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る。この撮像モジュール８０は、第１の実施例の撮像モジュール１０（図１参照）に比して、マクロ撮影機能（近接撮影機能）を有し、通常撮影状態と、マクロ撮影状態とを切り替えて撮影することができる点が異なり、それ以外の構成は、第１の実施例の撮像モジュール１０と同様の構成であり、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
本実施例の撮像モジュール８０においては、本実施例の撮像モジュール８０は、基本的に、レンズユニット１５と、ＣＣＤホルダ（撮像素子ホルダ）１４とを有する。
【００５６】
レンズユニット１５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を内部に嵌挿して固定するマクロ切替部材（以下、切替部材とする）２０とを有する。すなわち、レンズユニット１５は、鏡筒１８と切替部材２０とで構成されている。
【００５７】
切替部材２０は、鏡筒１８を内部に保持するとともに、マクロ撮影と通常撮影とで、結像レンズ１６（鏡筒１８）の光軸Ｃ方向の位置を切り替えるものである。
【００５８】
切替部材２０は、一端が閉塞され、内部に鏡筒１８が嵌挿される円筒状の筒部２０ａと、この筒部２０ａの閉塞側の下端の外周面（外壁面）２１に設けられ、光軸Ｃを中心とする円形のフランジ部（凸部）２０ｂとを有する。この筒部２０ａの上端にはフランジ部５０が設けられている。また、筒部２０ａの下端側の内面２０ｃに沿って、ピント調整（焦点合わせ）用の円筒カム２２が形成されている。さらに、切替部材２０の下端側の略中央には、開口部２０ｄが形成されている。この開口部２０ｄは、結像レンズ１６により集光された被写体の画像情報を担持する光を撮像素子４４に入射させるものである。
【００５９】
本実施例の焦点合わせ（ピント調整）用の円筒カム２２は、第１の実施例の円筒カム２２（図３（ａ）参照）と同様の構成である。
また、本実施例の円筒カム２２も、第１の実施例と同様に、図３（ｂ）に示す円筒カム６０の構成とすることもできる。
【００６０】
本発明においては、円筒カム２２を切替部材２０に形成し、円筒カム２２に当接する脚部１９を鏡筒１８に形成するものに限定されるものではなく、鏡筒１８に円筒カムを形成するか、または鏡筒１８下面を円筒カムとして、切替部材２０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。
【００６１】
本実施例においては、切替部材２０の内部に、鏡筒１８を嵌挿した場合、切替部材２０のカム面２２ａに、鏡筒１８の下端部に設けられた脚部１９が当接する。
したがって、鏡筒１８を切替部材２０の内部に嵌挿した後、鏡筒１８の脚部１９とカム面２２ａと当接させた状態で鏡筒１８と切替部材２０とを相対的に回転させることにより、脚部１９が当接するカム面２２ａの高さが変わる。これにより、円筒カム２２によって脚部１９が光軸Ｃに平行な方向に沿って鏡筒１８が上下動する。このため、結像レンズ１６と、撮像素子４４の受光面との距離が変わり、ピント調整（焦点合わせ）を行うことができる。
【００６２】
図４に示すように、さらに、フランジ部５０の下面外周部には、マクロ撮影用（撮影距離切替用）のリング部材５２が設けられている。このリング部材５２は切替部材２０の筒部２０ａに接続されている。
リング部材５２は円環状の部材であり、その下面の一部に後述するカム面５６ａに当接する従動部（図示せず）が形成されている。また、リング部材５２の外周面にはレバー５４が設けられている。このレバー５４により、後述するように、リング部材５２が切替部材２０本体とともに、光軸Ｃを中心として回転する。
【００６３】
また、ＣＣＤホルダ１４は、レンズユニット１５および撮像素子４４を保持するセンサ保持部３２と、レンズユニット１５（鏡筒１８および切替部材２０）を収納する円筒状のレンズユニット収容部３４とを有する。
センサ保持部３２は、レンズユニット１５が載置される円板状のものである。上面３２ａに、レンズユニット１５の切替部材２０が載置されている。この上面３２ａには、切替部材２０の開口部２０ｄと整合する位置に開口部３２ｂが形成されている。
また、開口部３２ｂに連続して、第１の凹部３２ｃが形成されている。さらに、この第１の凹部３２ｃに連続して、センサ保持部３２の下面３２ｅに達する第２の凹部３２ｄが形成されている。
【００６４】
また、センサ保持部３２は、その周囲にフランジ部３２ｆが形成されている。このフランジ部３２ｆにレンズユニット収容部３４が取り付けられている。
センサ保持部３２においては、第１の凹部３２ｃは、撮像素子４４が収納されるものであり、平面視略四角形状である。
ここで、本実施例においても、第１の実施例と同様に、基板４０上にＦＰＣ４２を介して撮像素子４４が設けられている。この撮像素子４４上に赤外線カットフィルタ４６が設けられている。この赤外線カットフィルタ４６側から第１の凹部３２ｃに撮像素子４４が嵌め込まれている。
【００６５】
レンズユニット収容部３４は、センサ保持部３２のフランジ部３２ｆが嵌め込まれて、センサ保持部３２とともにレンズユニット１５を収容するものである。このレンズユニット収容部３４は、レンズユニット１５の周囲を覆うものであり、段付き円筒部材からなるものである。レンズユニット収容部３４は、径大の基部３４ａと、この基部３４ａに肩部３７を介して接続された径小の端部３４ｂとを有する。
【００６６】
基部３４ａの内径は、切替部材２０のフランジ部２０ｂの外径と略等しい。また、基部３４ａは、センサ保持部３２のフランジ部３２ｆに嵌め込まれている。さらに、端部３４ｂの内径は、切替部材２０の周面２１の外径と略等しい。切替部材２０は、レンズユニット収容部３４内において光軸Ｃを中心軸として回転可能に設けられている。
切替部材２０が回転する場合、端部３４ｂの内面３５ｂと、切替部材２０の周面２１とがそれぞれ摺動面となる。
【００６７】
また、肩部３７には、通常撮影状態となる通常撮影位置とマクロ撮影状態となるマクロ撮影位置との間でレバー５４の移動を規制する当接部材５６が設けられている。また、当接部材５６の間には、リング部材５２の従動部が当接されるカム面５６ａが形成されている。このカム面５６ａは、光軸Ｃを中心とする半円状のものであり、周方向に沿って漸次高さが増すものである。従動部は、このカム面５６ａ上を移動するとともに、通常撮影位置およびマクロ撮影位置で、従動部の側面が当接部材５６に当接される。これにより、リング部材５２の移動が規制される。
本実施例においては、レバー５４を回転させることにより、リング部材５２とともに切替部材２０がレンズユニット収容部３４内で、光軸Ｃを中心としてセンサ保持部３２の上面３２ａを回転する。
【００６８】
本実施例のレンズユニット収容部３４においては、切替部材２０の周面２１と、基部３４ａの内面３５ａとの間に、切替部材２０の周面２１の全周囲に亘って、フランジ部２０ｂと、レンズユニット収容部３４の内壁面（内面３５ａ、３５ｂ）に形成された段部（凸部）３４ｃと、基部３４ａと、円筒部２０ａとで囲まれた収納部３６が形成される。この収納部３６に１本の円筒コイルばね３８が設けられている。
【００６９】
この円筒コイルばね３８は、切替部材２０の下端のフランジ部２０ｂの上面、およびレンズユニット収容部３４の段部３４ｃの内面に当接して配置されている。この円筒コイルばね３８により、切替部材２０とレンズユニット収容部３４とを離間する方向に付勢されている。したがって、レンズユニット収容部３４内において、レンズユニット１５は、円筒コイルばね３８によってセンサ保持部３２の上面３２ａに付勢された状態となる。
【００７０】
図４に示す撮像モジュール８０においては、レバー５４の位置が通常撮影位置にある。この場合、鏡筒１８の脚部１９が円筒カム２２の最も低い位置に当接しており、撮像素子４４と結像レンズ１６とが最も近接している。
レバー５４を通常撮影位置からマクロ撮影位置に移動させると、切替部材２０が回転し、脚部１９が当接する円筒カム２２のカム面の高さが、漸次、高くなり、鏡筒１８は、円筒カム２２によって持ち上げられ、図５に示すように、脚部１９が円筒カム２２の最高点に達して撮像素子４４と結像レンズ１６とが最も離間したマクロ撮影状態となる。
【００７１】
逆に、レバー５４をマクロ撮影位置から通常撮影位置に移動させると、切替部材２０が逆回転し、脚部１９が当接する円筒カム２２のカム面の高さが、漸次、低くなり、鏡筒１８が下方に移動し、脚部１９が円筒カム２２の最低点に達して、図４に示す通常撮影の状態となる。
本実施例の撮像モジュール８０においては、レバー５４を通常撮影位置、またはマクロ撮影位置に移動させることにより、鏡筒１８が光軸Ｃと平行な方向に移動し、結像レンズ１６と撮像素子４４との光軸Ｃ方向の距離が変わり、通常撮影の状態と、マクロ撮影の状態とを切り替えることができる。このように、円筒カム２２と脚部１９を用いたピント調整（焦点合わせ）を行うことできる。
【００７２】
また、本実施例の撮像モジュール８０においては、鏡筒１８と切替部材２０とをともにネジ等を有さない直管状とし、かつ、鏡筒１８を切替部材２０に嵌挿する構成とすることにより、切替部材２０内で鏡筒１８が傾くことがない。したがって、撮像素子４４の受光面に対する光軸Ｃの結像レンズ１６の傾きの発生を防止することができる。
しかも、切替部材２０の直管状の内面２０ｃで鏡筒１８を支える本発明では、ネジに比べて鏡筒を支える領域を光軸Ｃ方向に大きく取れるため、この点でも、鏡筒１８を安定して保持することができ、光軸Ｃの傾き防止に有利である。
なお、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。
【００７３】
本実施例の撮像モジュール８０のレンズユニット１５においても、鏡筒１８および結像レンズ１６の構成は、第１の実施例と同様であるため、本実施例においても、第１の実施例のレンズユニット１２と同様の効果を得ることができることは言うまでもない。さらには、本実施例の撮像モジュール８０においても、第１の実施例の撮像モジュール１０と同様に、構成が簡素であるとともに、組立容易性も高いものとなる。
【００７４】
なお、本発明の撮像モジュール８０において、切替部材２０とレンズユニット収容部３４との間隙（両者のクリアランス）には、特に限定は無く、切替部材２０を回転可能な状態で嵌挿できればよい。
切替部材２０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２〜２０μｍ、より好ましくは２〜１０μｍ、特に好ましくは２〜５μｍである。
また、この間隙は少ない方が好ましいが、真円度または円筒度、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、切替部材２０の周面２１およびレンズユニット３４の内面３５ａ、３５ｂ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、切替部材２０とレンズユニット収容部３４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。
【００７５】
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。
なお、本発明においては、当接部材５６の間にカム面５６ａを形成し、このカム面５６ａに当接する従動部をリング部材５２に形成したが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、リング部材５２にカム面を形成し、当接部材５６の間に従動部を形成するようにしてもよい。
【００７６】
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が発生すること、レンズユニットがレンズユニット収容部内で引っかかって、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、レンズユニットとレンズユニット収容部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、本発明の撮像モジュール１０は、円筒カム２２と、レンズユニット１５の周囲を囲んで設けられた１本の円筒コイルばね３８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ともに、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。
【００７７】
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、各種の改良および変更を行ってもよいのは、もちろんのことである。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施例に係る小型撮像モジュールを示す概略断面図である。
【図２】本実施例の小型撮像モジュールのレンズユニットを示す概略断面図である。
【図３】（ａ）は、図１に示す本実施例の小型撮像モジュールの焦点合わせ（ピント調整）用の円筒カムを示す概略斜視図であり、（ｂ）は、本実施例の小型撮像モジュールの焦点合わせ（ピント調整）用の円筒カムの変形例を示す概略斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係る小型撮像モジュールを示す概略断面図である。
【図５】図４に示す本発明の第２の実施例に係る小型撮像モジュールのマクロ撮影の状態を示す概略断面図である。
【図６】従来のレンズユニットの概略断面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０、８０  小型撮像モジュール
１２、１５  レンズユニット
１３、１４  ＣＣＤホルダ
１６  結像レンズ
１８  鏡筒
１９  脚部
２０  マクロ切替部材（切替部材）
２２  円筒カム
２３  絞り
２４、２６、２８  レンズ
３０  レンズ押さえ
３２  センサ保持部
３４  レンズユニット収容部
３６  収納部
３８  円筒コイルばね
４０  基板
４２  フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
４４  撮像素子
４６  赤外線カットフィルタ
５０  フランジ部
５２  円筒カム
５４  レバー
５６  当接部材
【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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