(57)【要約】      （修正有）【課題】量産化の可能性を向上する組合わせレンズモジュールのレンズホルダーを提供する。【解決手段】組合わせレンズモジュール１のレンズホルダー１０は、組合わせレンズサブモジュール２０を嵌合部材として成型鋳型キャビティ内に置き、埋め込み嵌合部材の射出成型又はキャストプレス成型法によって、組合わせレンズサブモジュール及びレンズホルダーを有し、且つ一体に成型したレンズモジュールとして成型する。鋳型内には該組合わせレンズサブモジュールの光学軸を合わせるためのクランプが設けられ、一体成型後のレンズホルダーに光学中心軸と一致するクランプ溝１１が形成される。【選択図】図３
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
組合わせレンズサブモジュールを嵌合部材として、射出成型又はキャストプレス成型の成型鋳型中に置き、射出成型又はキャストプレス成型法により形成された組合わせレンズモジュールのレンズホルダーであって、
該レンズホルダーを組合わせレンズサブモジュールの外周で成型させて組合わせレンズサブモジュールと一体に結合してなり、
上記組合わせレンズサブモジュールは、１つ以上の光学レンズ及び１つ以上の光学部材を組合わせ方式で、接着剤によって組み合わせ固定後に形成してなるものであり、
上記射出成型又はキャストプレス成型の成型鋳型は、鋳型内の該組合わせレンズサブモジュールの光学中心を合わせる複数のクランプを設けて、一体成形されるレンズホルダーとの光学中心の位置合わせを行うと共に、
型抜き後のレンズホルダーに該クランプと対応して、組合わせレンズサブモジュールと光学中心を合わせて形成されたクランプ溝を形成してなる組合わせレンズモジュールのレンズホルダー。
【請求項２】
前記レンズホルダーは、さらに射出成型又はキャストプレス成型の成型鋳型により成型された複数の位置決め溝を具え、
該複数の位置決め溝は、該成型鋳型に設けた鋳型内の組合わせレンズサブモジュールの非光学作用領域上を押圧して該組合わせレンズサブモジュールの光学中心を合わせて傾斜を抑制する部材からなる位置決め機構により、
型抜き後のレンズホルダー上に対応する位置に形成されたものである、請求項１記載のレンズホルダー。
【請求項３】
前記組合わせレンズサブモジュールの光学部材は、光学レンズ、スペーサ、開口絞り、カバーガラス、赤外線フィルター及びイメージセンサの１つ又はその組み合わせを含む請求項１記載のレンズホルダー。
【請求項４】
前記成型鋳型は、上鋳型と下鋳型とからなり、該クランプは、上鋳型又は下鋳型の上に設けられる請求項１記載のレンズホルダー。
【請求項５】
前記クランプは、３個以上である請求項４記載のレンズホルダー。
【請求項６】
前記成型鋳型は、上鋳型と下鋳型とからなり、該位置決め機構は、上鋳型又は下鋳型の上に設けられる請求項２記載のレンズホルダー。
【請求項７】
前記位置決め機構は、３つ以上である請求項６記載のレンズホルダー。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、組合わせレンズモジュールのレンズホルダー及びその製造方法に関し、組合わせレンズモジュールとレンズホルダーの間の組み立てに応用され、特に、カメラのレンズ、小型レンズ、携帯電話のレンズの使用に適合する。
【背景技術】
【０００２】
光学レンズ（optical lens）はカメラ或いはカメラ付き携帯電話端末レンズの最小光学パーツで、使用時には、一個或いはそれ以上の光学レンズにより構成する。図1に示すように、光学レンズ20aは一般には光学プラスチック或いは光学ガラス材質により製造する。それは光学面21aと外肩部22aを具え、光学作用面を備える光学面（optical surface）21aは一般には円形面で、該光学面21a外周を囲む非光学作用面である外肩部（outer periphery）22aは円形或いは方形である。一般には、該レンズ20aはレンズモジュール内に固定されるが、先ずホールディングリング（holding ring）10aに位置決め及び固定され、光学レンズセット（optical lens set）1aを構成する。該ホールディングリングは金属或いはプラスチック材料により製造し、これにより該レンズ20aは、レンズの中心軸（光軸）を一致させる。さらにはアクチュエーター(actuator)によりホールディングリング10a(レンズセット1a)はレンズモジュール内においてスライド移動して、焦点変更の目的を達成することができる(US7,312,933、US7,095,572、US2007/0024989及びJP3650594等参照)。
【０００３】
公知のプラスチック或いはガラス材質のレンズ20aとホールディングリング10aの間の固定方法を図1に示す。特に光学ガラスレンズは先ず、該レンズ20aの外肩部22a形状（円形或いは方形等）に応じたホールディングリング10aを設計する。但し、該ホールディングリング10aの外形は円形或いは方形に限定しない。さらに、該レンズ20aを該ホールディングリング10aの所定凹溝内に入れて位置決めし、接着剤により固定する。該接着剤は、普通はUV硬化剤で、一般にはUV硬化装置によりＵＶ照射硬化する等の硬化プロセスを経る必要がある。
該レンズ20aは非常に小さいため、自動操作機械或いは自動接着剤塗布により位置決め固定する時、しばしば光学面21aに引っかき傷を付け、或いは接着剤が付着する（すなわち接着剤が溢れる）等が起き、製造工程の時間を浪費し、しかも不良品率を上げてしまう。
特に、ガラスレンズ20aとプラスチックホールディングリング10aに対して位置決め、固定する時には、UV硬化剤操作はさらに困難で、不良品率は高く、しかもUV硬化処理は時間がかかり、コスト低下の妨げになっている（JP3791615、JP06258562及びUS7224542、US 2007/0047109参照）。
【０００４】
嵌合部品を先にモールド穴中にインサートして射出成型を行う技術はインサート射出成型方法(insert injection molding method)と呼ばれる。これは、嵌合部品（一般には金属部品）を先に所定のモールドのモールド穴中に入れ、次に溶融したプラスチック(ゴム)材料をモールド穴中の所定成型区域（すなわち流し込み区）に充填し、嵌合部品の一部分或いは全部を包覆し、冷却硬化してモールド中から成品を取り出すものである。
この製法は、電子パーツ、コネクター、機械部品、LEDに既に大量に使用されている(US5,923,805、TWM313317、JP07120610等参照)。この製法により、プラスチックレンズを備える外キャップを製造する時に、外キャップ(ハウジング)を嵌合部品とし、先ずモールド穴中に入れ、プラスチック材料によりプラスチックレンズを射出成型し、該外キャップと一体に結合し、或いはプラスチックレンズを嵌合部品とし、プラスチック材料により外キャップを射出成型して一体に結合し、プラスチックレンズを備える一体成型の外キャップを製造する(TW 0528279、US6,825,503参照)。
或いは、ガラス板を嵌合部品とし、ガラス板周囲をプラスチック材料で包覆して窓ガラス等各種用途のレンズを形成する(JP62251113等)。
或いはUS6,710,945のように、二個のプラスチック料注入孔を利用し数回に分けてレンズ及びレンズ筒を射出成型する。
或いは赤外線ガラス片を嵌合部品とし、マウント（mount）を射出成型してこれを包覆する。
【０００５】
或いはUS7,332,110等のように、メガネフレームを嵌合部品とし、先ずモールドのモールド穴中に入れ、プレスモールディング(press molding)方法により、プラスチックレンズのプレフォーム（preform）を加熱、軟化させ、モールドの加熱及び加圧によって、モールド穴形状を軟化したプレフォーム上に転写する。こうしてプレフォームをレンズに成型し、同時にメガネフレームと一体結合したメガネを形成する。
しかし、このプレスモールディング方法はガラスレンズとプラスチックホールディングリング一体結合の製造工程には適用することはできない。なぜなら、もしプラスチックホールディングリングを嵌合部品とするなら、光学ガラスの軟化点温度は約500℃となり、プラスチックホールディングリングのプラスチック材料の変形温度である80℃より遥かに高いからである。モールドが光学ガラスの軟化点温度に達する時、プラスチックホールディングリングは既に変形しており成型することはできない。よってプレスモールディング方法は大量生産に用いることができるが、プラスチックホールディングリングを嵌合部品とし、ガラス材料をプレスモールディングの材料とするため、技術上実現は難しい。
【０００６】
レンズモジュールの製造において、例えば、ＵＳ２００９/００５９３９８は、光学レンズ、位置決め部材、センサ部材等を鋳型内に置き、可塑性材料を注入し、レンズモジュールを形成することを提示している。また、図２のように、ＴＷＭ３３７０７７は、２つの光学ガラスレンズ２０ｂと、２つの遮光環片３０ｂと、嵌合部材とするスペーサ４０ｂを順に鋳型３１ｂ，３２ｂ中に置き、プラスチック射出成型又はキャストプレス成型法によってレンズホルダーを形成し、上記該嵌合部材を包み、レンズモジュールを形成することを提示している。但し、この技術は、既に組み合わせが完成した組合わせレンズサブモジュール（stacked lens submodule）を使用することができない。なぜならばそれは、一体の構造体として完全に組み合わせられており、単一部材に分離して、それぞれ鋳型中に置くことができないからである。また、各光学レンズ、例えば、レンズ２０ｂ，３０ｂ，４０ｂの中心を合わせることが困難であるので、中心の校正に相当な作業を費やす必要があり、生産量の低下を招き、精度が低くなるという欠点を有する。
【０００７】
高精密レンズの要求により、レンズホルダーも高精度が要求されているが、組合わせレンズサブモジュールとレンズホルダーの位置決め精度は、レンズの結像に影響を及ぼすので、上記二者の光学中心を如何に合わせるかが、レンズ結像の解析度に影響を及ぼす。従って、新技術を発展させ、製造工程を簡易化し、位置決め精度の良好なレンズモジュールを量産化することが切迫して要求されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−２５８５６２号公報
【特許文献２】特許第３６５０５９４号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
本考案の目的は、レンズサブモジュールを嵌合部材として成型鋳型のキャビティ（mold cavity）中に置き、嵌合部材を埋め込んだ射出成型又はプレスキャスト成型法により組合わせレンズサブモジュール及びレンズホルダーを有し、且つ一体に成型されたレンズモジュールを成形し、ＬＥＤ光源の組み合わせレンズ、太陽エネルギー変換システムの組み合わせレンズ、カメラ及び携帯電話カメラの光学レンズ等に使用させ、そのうち、該サブモジュールは、少なくとも１つの光学レンズ及び各光学部材（element）、例えば、スペーサ又は赤外線フィルタ（IR-cut glass）等が、組合わせ方式で、接着剤を用いて組み合わせ固定後に形成されるものであり、そのうち、該光学部材は、光学レンズ（optical lens）、スペーサ(spacer)、開口絞り(aperture)、カバーガラス(cover glass)、赤外線フィルタレンズ(IR-cut glass)、イメージキャプチャデバイス(image capture device)等の１つ又は２つ以上の組み合わせからなる組合わせレンズモジュールのレンズホルダーを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本考案のレンズホルダーは、成型鋳型のクランプ（clamp）から型抜き形成する複数のクランプ溝（clamp chamber）及び/又は位置決め溝（alignment groove）を設け、成型鋳型のクランプ（clamp）及び/又は成型鋳型の位置決め機構により該サブモジュールを位置決め固定し、サブモジュールの光学中心軸を成型後のレンズホルダーの中心軸と合わせることができる。
【００１１】
本考案のもう１つの目的は、該レンズホルダーが更に位置決め溝を設け、それは、鋳型（例えば上鋳型）上の位置決め機構（alignment fixture）、例えば、位置決めピン（alignment pin）の成型で型抜きする時に形成され、サブモジュールの光学中心軸を成型後のレンズホルダーの中心軸と合わせ、傾斜が発生しないようにする組合わせレンズモジュールのレンズホルダーを提供することである。
【考案の効果】
【００１２】
本考案の組合わせレンズモジュールのレンズホルダーは、少なくとも以下の利点を有する：
＜１＞本考案の製造方法は、更に従来のレンズモジュールの製造方法を改良し、工程を簡易化し、歩留まりを向上し、コストを低減し、組合わせレンズモジュールの量産化の可能性を向上することができる。
＜２＞本考案が製造する組合わせレンズモジュールは、容易にレンズ中にパッケージすることができ、特に小型レンズ、携帯電話レンズの使用に適合し、レンズの量産化の可能性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来技術の説明図である。
【図２】もう１つの従来技術の説明図である。
【図３】本考案のカメラレンズに応用する方形組合わせレンズモジュールの実施例の側面断面図である。
【図４】図３の実施例の底面図である。
【図５】図３の実施例のレンズホルダーの上から見た図である。
【図６】図３の実施例のレンズホルダーの底から見た図である。
【図７】図３の実施例のレンズホルダーの工程図である。
【図８】図３の実施例のレンズホルダーの上鋳型図である。
【図９】本考案の携帯電話レンズに応用する円形組合わせレンズモジュールの実施例の外観図である。
【図１０】図９の実施例の上面図である。
【図１１】図９の実施例の一側面断面図である（断面線１１−１１）。
【図１２】図９の実施例の他側面断面図である（断面線１２−１２）。
【図１３】図９の実施例の側面図である。
【図１４】図９の実施例の成型用下鋳型及びそのクランプの図である。
【図１５】図９の実施例の組合わせレンズサブモジュールがクランプ内に挟持される説明図である。
【考案を実施するための形態】
【００１４】
図３〜図６を参照するが、本実施例は、カメラレンズに応用する方形組合わせレンズモジュールのレンズホルダーである。方形組合わせレンズモジュール１は、方形組合わせレンズサブモジュール２０を嵌合部材として、成型鋳型３、例えば、図７に示すようなキャビティ内に置き、埋め込み嵌合部材の射出又はプレスキャスト成型法によって、方形レンズホルダー１０を有し、且つサブモジュール２０を一体に成型するレンズモジュール１を成形する。該サブモジュール２０は、少なくとも１つの方形光学レンズ２１及び必要な光学部材が組合わせ方式で接着剤により組み合わせ固定された後に形成され、そのうち、該光学部材は、下記の１つ又はその組み合わせを含む：光学レンズ（optical lens）、スペーサ(spacer)、開口絞り(aperture)、カバーガラス(cover glass)、赤外線フィルタレンズ(IR-cut glass)、イメージキャプチャデバイス(image capture device)等。該接着剤は、熱固化型又は紫外線固化型である。本実施例のサブモジュール２０は、２つの光学レンズ２１ａ，２１ｂ及び前置する開口絞り２２を含み、且つ更に、スペーサ２３（図１１，図１２参照）及びイメージセンサ（図示せず）を含む。
【００１５】
本実施例の方形レンズホルダー１０の特徴は、以下のとおりである：該方形レンズホルダー１０は、複数のクランプ溝１１、例えば、図示するような４つのクランプ溝１１を設け、それは、射出又はキャストプレス成型時にそれぞれ下鋳型３１に設けた各クランプ３３から型抜きして形成される。  即ち、射出（又はキャストプレス）成型時にプラスチック材料を上下鋳型３１，３２が構成するキャビティ内に注入して、該クランプ３３の周囲に充填、被覆し、成型後に上下鋳型３１，３２を開き、下鋳型の該クランプ３３に沿って型抜きし、該クランプ溝１１を形成する。また、該クランプ３３の相対位置は、光学中心を照準とするので、サブモジュール２０が成型鋳型中に嵌合部材として置かれる時（図７参照）、該クランプ３３によりサブモジュール２０を位置決め固定し、サブモジュール２０を成型後の方形レンズホルダー１０の各クランプ溝２１の間に挟み置き、一体に形成し、方形レンズホルダー１０の中心軸と合わせ、傾斜を発生しないようにすることができる。
【００１６】
図７を参照する。本実施例の方形レンズホルダー２０の射出成型製造方法は、以下のステップからなる：
Ｓ１：方形組合わせレンズサブモジュール２０を嵌合部材として準備する。それは、少なくとも１つの光学レンズ及び必要な各光学部材が組合わせ方式で、熱固化型又は紫外線固化型である接着剤を用いて、組み合わせ固定後に形成され、
Ｓ２：方形レンズホルダー１０の射出成型鋳型３を準備する。それは、下鋳型３１及び上鋳型３２からなり、そのうち、該下鋳型３１上に４つのクランプ３３を設け、その相対位置は、光学中心を照準とし、
Ｓ３：上記サブモジュール２０を上下鋳型３１，３２の中に置き、下鋳型３１の４つのクランプ３３を利用し、該サブモジュール２０を位置決め固定し、
Ｓ４：プラスチック材料を所定の温度まで加熱し、成型鋳型の注入口３４を経由して注入し、該方形レンズホルダー１０を成型してサブジュール２０と一体に結合し、その上の４つのクランプにより成型される４つのクランプ溝１１が該サブモジュール２０を位置決め固定できるようにし、
Ｓ５：冷却固化し定型後、上下鋳型３１，３２を分け、レンズホルダー１０を有し、且つ一体に成型された方形組合わせレンズモジュール１を取り出す。
【００１７】
本実施例の方形レンズモジュール１０は、キャストプレス成型方法を採用して製造することもでき、その製造方法は、射出成型と同様であるが、主に異なるのは、ステップＳ４を以下のように変えていることにある：所定重量のプラスチック材料を上下鋳型３１，３２が構成するキャビティ中、即ち、方形レンズホルダー１０の成型用所定領域に置き、鋳型３を加熱成型し、プラスチック材料を所定の温度にして軟化させ、上下鋳型３１，３２に対して加熱し、軟化したプラスチック材料を成型用のキャビティ中に流入し、該方形レンズホルダー１０を成型する。
【００１８】
本実施例の方形レンズホルダー１０は、更に位置決め溝１２を具え、上鋳型３２が設ける位置決め機構３５に対応して合わせ、サブモジュール２０の光学中心軸を射出又はキャストプレス成型過程で傾斜が発生しないようにし、成型後のレンズホルダー１０の中心軸が確実に合わせられるようにする。該上鋳型３２の位置決め機構３５は、環周縁に対称に配列され、長さが同一である複数の位置決めピン、例えば、図８のような４本の位置決めピンであることができ（図においては、２本の位置決めピンのみ表示）、上下鋳型３２，３１が閉じ合う時、該位置決め機構３５（即ち、４本の位置決めピン）は、サブモジュール２０上にしっかりと位置決めし、傾斜を発生させないようにし、図８に示すような該４本の位置決めピン（図では、２本のみ表示）は、通常、サブモジュール２０の非光学作用領域の上表面２０１上に係止され、成型後の方形レンズホルダー１０上に位置決め溝１２を形成する。
【００１９】
本実施例の位置決め機構を有する方形レンズホルダー１０の射出成型製造方法は、上記射出成型製造方法と同様であって、主に異なるのは、ステップＳ３を以下のように変えたことである：上記サブモジュール２０を上下鋳型３２，３１内に置き、下鋳型３１の４本のクランプ３３によって該サブモジュール２０を位置決め固定し、上鋳型３２の位置決め機構３５（例えば、４本の位置決めピン）がサブモジュール２０の非光学作用領域の上表面２０１上に係止されることにより、サブモジュール２０と一体に成型した方形レンズホルダー１０が確実に光学中心軸を合わせることができるようにする。
【００２０】
(第二実施例)
図９〜図１３を参照する。本実施例は、携帯電話レンズの円形組合わせレンズモジュールのレンズホルダーである。該円形組合わせレンズホルダー１は、円形組合わせレンズモジュール２０を嵌合部材として成型鋳型（図７参照）のキャビティに置き、埋め込み嵌合部材の射出又はプレスキャスト成型法により、円形レンズホルダー１０を有し、且つサブモジュール２０を一体に成型するレンズモジュール１を成形する。該サブモジュール２０は、少なくとも１つの円形光学レンズ２１及び必要な光学部材が組合わせ方式で接着剤により組み合わせ固定された後に形成される。本実施例のサブモジュール２０は、２つの光学レンズ２１ａ，２１ｂ及びスペーサ２３を含む。
【００２１】
本実施例の円形レンズホルダー１０の特徴は、以下のとおりである：該円形レンズホルダー１０は、複数のクランプ溝１１、例えば、図１１に示すような４つのクランプ溝１１を設ける。該クランプ１１は、実施例１と同様であり、射出又はキャストプレス成型時にそれぞれ下鋳型３１上に設ける各クランプ３３（図１４参照）から型抜きして形成される。該クランプ３３の相対位置は、光学中心を照準とし、参考図１４は、環円に配列した４本の円弧形クランプ３３であるので、円形組合わせレンズサブモジュール２０が下鋳型３１中に嵌合部材として置かれる時（図１５参照）、該クランプ３３によりサブモジュール２０を位置決め固定し、サブモジュール２０を成型後の円形レンズホルダー１０の各クランプ溝２１の間に挟み置き、一体に形成し、その中心軸と合わせ、傾斜を発生しないようにすることができる。
【００２２】
本実施例の円形レンズホルダー１０は、更に位置決め溝１２を具え、上鋳型３２が設ける位置決め機構３５に対応して合わせ（図８参照）、円形レンズサブモジュール２０の光学中心軸を射出又はキャストプレス成型過程で傾斜が発生しないようにし、成型後のレンズホルダー１０の中心軸が確実に合わせられるようにすることができる。該上鋳型３２の位置決め機構３５は、環周縁に対称に配列される複数の位置決めピンであることができ、その作用は、実施例１と同様であり（図８参照）、成型後の円形レンズサブモジュール１０上に対応した位置決め溝１２を形成することができる。
【００２３】
本実施例の位置決め溝を有する円形レンズホルダー１０の射出成型製造方法は、実施例１と同様である。また、組合わせレンズモジュール１の取り付けに便利である為、円形レンズホルダー１０の外縁に外ねじ山１３を例えば、図１３に示すように一体に成型することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  組合わせレンズモジュール
１０  レンズホルダー
１１  クランプ溝
１２  位置決め溝
１３  外ねじ山
２０  組合わせレンズサブモジュール
２０１  上表面
２１，２１ａ，２１ｂ  光学レンズ
２２  開口絞り（aperture）
２３  スペーサ
２４  イメージセンサ
３  鋳型
３１  下鋳型
３２  上鋳型
３３  クランプ
３４  注入口
３５  位置決め機構（位置決めピン）
【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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【図１４】
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【図１５】
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