(57)【要約】【課題】製造作業性の向上を図りつつ、解像度不良を抑止するレンズモジュールを提供する。【解決手段】レンズユニット２は、紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成された第１及び第２のレンズ４，６と、第１及び第２のレンズ４，６を所定位置に収納する収納部を有するバレル２ａと、第１及び第２のレンズ４，６をバレル２ａに接着する紫外線硬化型のＵＶ接着剤８とを含み、バレル２ａは、収納部の壁面であって第１及び第２のレンズ４，６を介して紫外線が透過される位置にＵＶ接着剤８を退避させる退避部４ａ，６ａを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成されたレンズと、
前記レンズを所定位置に収納する収納部を有するバレルと、
前記レンズを前記バレルに接着する紫外線硬化型の接着剤と
を含み、
前記バレルは、前記収納部の壁面であって前記レンズを介して紫外線が透過される位置に、前記接着剤を退避させる退避部を備えていることを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
前記レンズは、略円板形状を有し、
前記バレルは、前記収納部が円筒形状を有し、
前記バレルの前記退避部は、前記収納部の内筒面に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記レンズは、前記接着剤が退避される退避部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記レンズに形成される前記退避部は、当該レンズを透過した紫外線が照射される位置に設けられていることを特徴とする請求項３に記載のレンズユニット。
【請求項５】
紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成された第１のレンズと、
紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成され、前記第１のレンズに積層される第２のレンズと、
前記第１のレンズを所定位置に収納するバレルと、
前記第２のレンズを介して照射された紫外線にて硬化され前記第１のレンズを前記バレルに接着する紫外線硬化型の接着剤と
を含むことを特徴とするレンズユニット。
【請求項６】
前記第１のレンズは、前記第２のレンズを透過した紫外線が照射される位置に前記接着剤を退避させる退避部が形成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】
レンズユニットと、
前記レンズユニットが取り付けられる台座マウントと
を含み、
前記レンズユニットは、
紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成された略円板形状の第１及び第２のレンズと、
前記第１及び第２のレンズをそれぞれ所定位置に収納する収納部を有し、且つ、当該収納部の壁面に退避部が形成されたバレルと、
前記バレルの前記退避部に配され、且つ、前記第１及び第２のレンズをそれぞれ当該バレルに接着する紫外線硬化型の接着剤と
を含み、
前記接着剤は、前記第１及び第２のレンズのうち少なくともいずれか一方を透過した紫外線が照射されて硬化し、当該第１及び第２のレンズをそれぞれ前記バレルに接着することを特徴とするレンズモジュール。
【請求項８】
レンズユニットと、
前記レンズユニットにて結像された光を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子を収納し、前記レンズユニットが取り付けられる台座マウントと
を含み、
前記レンズユニットは、
紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成され、且つ、略円板形状のレンズと、
前記レンズを所定位置に収納する収納部を有し、且つ、当該収納部の壁面に退避部が形成されたバレルと、
前記バレルの前記退避部に配され、且つ、前記レンズを当該バレルに接着する紫外線硬化型の接着剤と
を含むことを特徴とするカメラモジュール。
【請求項９】
紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成されたレンズを、バレル内の収納部の所定位置に収納する工程と、
前記バレル内の前記収納部の壁面に形成された退避部に紫外線硬化型の接着剤を塗布する工程と、
前記退避部に塗布された前記接着剤に前記レンズを介して紫外線を照射して硬化させ、当該レンズを前記バレルに接着する工程と
を含むことを特徴とするレンズユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯電話機等に搭載されるレンズユニット等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、携帯電話や監視用カメラ等に用いられる小型カメラモジュールのレンズモジュールでは、レンズをバレルに収納して接着剤で固定し位置決めをしている。
レンズ等の光学素子を鏡筒等の固定部材に接着剤を用いて固定するものとして、例えば、光学素子を固定部材に接着剤で接着し固定する際に、光学素子の接着面及び固定部材の接着面の少なくとも一方を粗くする技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１７８３８８号公報（段落〔００３２〕）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レンズを接着剤でバレルに接着する方法では、接着剤がレンズとバレルとの隙間に浸み込んで硬化が不十分となり、密閉した雰囲気下で紫外線硬化型接着剤の低分子量成分が気化して、レンズがケミカルクラックを起こしたり、或いは、レンズを曇らせる恐れがあった。
【０００５】
本発明は、レンズとバレルとの隙間にある接着剤に紫外線を照射して架橋を促し、撮影品質の高いレンズモジュール等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】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明にかかるレンズユニットは、紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成されたレンズと、レンズを所定位置に収納する収納部を有するバレルと、レンズをバレルに接着する紫外線硬化型の接着剤とを含み、バレルは、収納部の壁面であってレンズを介して紫外線が透過される位置に、接着剤を退避させる退避部を備えていることを特徴とする。
【０００７】
上記レンズユニットは、レンズは、略円板形状を有し、バレルは、収納部が円筒形状を有し、バレルの退避部は、収納部の内筒面に沿って形成されていることを特徴とする。
上記レンズユニットは、レンズは、接着剤が退避される退避部が形成されていることを特徴とする。
上記レンズユニットは、レンズに形成される退避部は、レンズを透過した紫外線が照射される位置に設けられていることを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明にかかるレンズユニットは、紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成された第１のレンズと、紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成され、第１のレンズに積層される第２のレンズと、第１のレンズを所定位置に収納するバレルと、第２のレンズを介して照射された紫外線にて硬化され第１のレンズをバレルに接着する紫外線硬化型の接着剤とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記レンズユニットは、第１のレンズは、第２のレンズを透過した紫外線が照射される位置に接着剤を退避させる退避部が形成されていることを特徴とする。
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかるレンズモジュールは、レンズユニットと、レンズユニットが取り付けられる台座マウントとを含み、レンズユニットは、紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成された略円板形状の第１及び第２のレンズと、第１及び第２のレンズをそれぞれ所定位置に収納する収納部を有し、且つ、収納部の壁面に退避部が形成されたバレルと、バレルの退避部に配され、且つ、第１及び第２のレンズをそれぞれバレルに接着する紫外線硬化型の接着剤とを含み、接着剤は、第１及び第２のレンズのうち少なくともいずれか一方を透過した紫外線が照射されて硬化し、第１及び第２のレンズをそれぞれバレルに接着することを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明にかかるカメラモジュールは、レンズユニットと、レンズユニットにて結像された光を電気信号に変換する撮像素子と、撮像素子を収納し、レンズユニットが取り付けられる台座マウントとを含み、レンズユニットは、紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成され、且つ、略円板形状のレンズと、レンズを所定位置に収納する収納部を有し、且つ、収納部の壁面に退避部が形成されたバレルと、バレルの退避部に配され、且つ、レンズをバレルに接着する紫外線硬化型の接着剤とを含むことを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明にかかるレンズユニットの製造方法は、紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成されたレンズを、バレル内の収納部の所定位置に収納する工程と、バレル内の収納部の壁面に形成された退避部に紫外線硬化型の接着剤を塗布する工程と、退避部に塗布された接着剤にレンズを介して紫外線を照射して硬化させ、レンズをバレルに接着する工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、レンズとバレルとの隙間の紫外線硬化型の接着剤に対してレンズを介して紫外線を照射して硬化させる。これにより、接着剤の未架橋に起因するケミカルクラックの発生、或いは、密閉した雰囲気下でのレンズの曇りを防ぎ、撮影品質の高いレンズモジュール等を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態（実施の形態）について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態にかかるレンズモジュール１を示す外観斜視図であり、図２は、本実施の形態にかかるレンズモジュール１の分解斜視図である。
図１及び図２に示すように、レンズモジュール１は、第１のレンズ４と第２のレンズ６とを保持し、センサ１６（図６参照）の受光領域（撮像エリア）上に入射光を結像するレンズユニット２と、レンズユニット２を保持する台座３とを備えている。
【００１５】
レンズユニット２は、レンズユニット２本体を構成するバレル（鏡筒）２ａと、バレル２ａに保持される第１及び第２のレンズ４，６とを有する。本実施の形態では、第１及び第２のレンズ４，６の間には中間環５が配されている。
第１及び第２のレンズ４，６は、外光を透過してセンサ１６（図６参照）の受光領域（撮像エリア）に結像させるための光学素子である。即ち、開口部２ｂから入射した外光が、第１及び第２のレンズ４，６によってセンサ１６の受光領域に結像するように、第１及び第２のレンズ４，６は所定の光学系を形成している。尚、本実施の形態では、レンズユニット２は第１及び第２のレンズ４，６で構成されているが、レンズは１枚或いは３枚であっても構わない。所定の光学系は、単一のレンズ又は複数枚のレンズ群で構成される。
【００１６】
レンズユニット２は、台座３の円筒部３ａにねじ込まれ、ねじ作用により結像調整が行われる。そして、結像調整後に、レンズユニット２は、図示しない接着剤により台座３に固着される。これにより、レンズモジュール１の焦点合わせを実現する。
バレル２ａ及び台座３は、例えば黒色の液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフタルアミド樹脂（ＰＦＡ）、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）樹脂等の遮光性を有し、且つ、リフロー温度に耐えられる耐熱性を有する合成樹脂により構成されるのが好ましい。ここで、耐熱温度は２００℃以上が望ましく、より好ましくは２６０〜３００℃であることが望ましい。
バレル２ａには、外光が入射するバレル２ａの端面側に開口部２ｂが形成されている。また、バレル２ａは、第１及び第２のレンズ４，６が収納される内側壁面が凹んで退避部２ｄ，２ｅを形成しており、ＵＶ接着剤８が入り込み易くなっている。この点については、図４を用いて後述する。
【００１７】
第１及び第２のレンズ４，６は、例えば、透明なシリコーン系樹脂等の合成樹脂やガラスなど耐熱性を有し、紫外線透過に良好な性質を有する材料で構成される。レンズモジュール１全体がリフロー炉に入れられることから、第１及び第２のレンズ４，６の耐熱温度も、バレル２ａや台座３と同じ２００℃以上が望ましく、より好ましくは２６０〜３００℃であることが望ましい。
中間環５は、例えば、ＳＵＳ３０４に黒色塗料を焼き付けたもので構成されている。中間環５は、厚みによって第１のレンズ４と第２のレンズ６との面間距離を一定に保つと共に、通過光量を制限する絞り機能を有しており、光学系の開口径を決定する光学絞り、或いは、ゴースト、フレア等の不要光を遮光する遮光絞りとして使われる。
【００１８】
台座３は、レンズユニット２が取り付けられる円筒部３ａと、フィルタ１５やセンサ１６、ガラスカバー１７（いずれも図６参照）を収容保持する矩形部３ｂとが一体に構成されている。また、台座３は、円筒部３ａの内部空間と矩形部３ｂの内部空間とが連続するように構成されている（図３参照）。また、台座３は、内面から延びて内部空間を狭めるように形成されたフランジ部３ｄ（図３参照）を有する。
台座３の円筒部３ａにおける内周面には雌ねじ３ｃが形成され、レンズユニット２の外周面には、この雌ねじ３ｃに対応する雄ねじ２ｃが形成されている。そして、後述するように、レンズユニット２は、台座３の円筒部３ａに螺合して取り付けられる。
【００１９】
図３は、本実施の形態にかかるレンズモジュール１の縦断面図である。
図３に示すように、レンズユニット２は、レンズユニット２本体を構成するバレル２ａと、バレル２ａに保持される第１のレンズ４と第２のレンズ６とを有する。第１及び第２のレンズ４，６の間に中間環５を備えている。
ＵＶ接着剤８は、第２のレンズ６の外周面とバレル２ａの内側面とが形成する隙間に配されて、第２のレンズ６とバレル２ａとを固定している。
【００２０】
ＵＶ接着剤８は、紫外線硬化樹脂で、耐熱の観点でエポキシ系のものが選択される。レンズモジュール１が、図示しない撮像素子等が取り付けられてカメラモジュール２０（図６参照）として基板２１に貼り付けられ、リフロー炉に入れられる。このとき、レンズモジュール１が高温に晒されても、ＵＶ接着剤８は接着性能が損なわない耐熱性能を有する。ここで、ＵＶ接着剤８の耐熱温度は２００℃以上が望ましく、より好ましくは２６０〜３００℃であることが望ましい。
また、ＵＶ接着剤８は、高温下での収縮率が小さいことが望まれ、例えば、紫外線の透過を阻害しない範囲で無機フィラーを添加した接着剤が好ましく採用される。
【００２１】
図４は、本実施の形態にかかるレンズユニット２のＵＶ接着剤８付近を拡大した縦断面図である。
図４（Ａ）に示すように、バレル２ａには、第２のレンズ６が収納される収納部の内壁面の一部が凹んで退避部２ｄが形成されている。退避部２ｄは、バレル２ａの収納部の内壁面の全周にわたって形成されている。そして、その退避量は、深さが１０〜３０μｍで、幅が０．２〜０．５ｍｍある。
第２のレンズ６がバレル２ａに圧入され、ＵＶ接着剤８が第２のレンズ６のセンサ１６側（出射側）（図６参照）から塗布されたとき、ＵＶ接着剤８は退避部２ｄに入り込む。センサ１６側から紫外線が照射されて、第２のレンズ６を透過した紫外線がＵＶ接着剤８を硬化したとき、ＵＶ接着剤８は第２のレンズ６の外周面とレンズユニット２の内側面とを接着する。尚、ＵＶ接着剤８は、第２のレンズ６の全周にわたって塗布されても、或いは、第２のレンズ６の周囲の一部であって中心対称となる数箇所に塗布されても良い。
【００２２】
ここで、ＵＶ接着剤８に紫外線を照射してレンズを接着する際の問題となる例について、図５を用いて説明する。
図５は、問題となる例のレンズモジュールのＵＶ接着剤８付近を拡大した縦断面図である。
この図５では、図３又は図４における構成要素と同一の構成要素は同一の参照符号を用いて、以下の説明を省略する。
第２のレンズ６がバレル２ａから抜け落ちることを防ぐために、接着剤によって第２のレンズ６はバレル２ａの内側面に接着されている。バレル２ａや第１及び第２のレンズ４，６の材質との接着性能の良さから、接着剤には紫外線硬化樹脂のＵＶ接着剤８が用いられている。
【００２３】
かかるレンズモジュールでは、第２のレンズ６とバレル２ａの内側面との間に第２のレンズ６のセンサ側（出射側）からＵＶ接着剤８を塗布した後に紫外線露光させて第２のレンズ６とバレル２ａの内側面とを接着させる方法は、特別な装置を必要とすることなく高い生産性を確保できることから、第２のレンズ６の係止手段として多用されていた。
ところが、ＵＶ接着剤８を第２のレンズ６とバレル２ａの内側面との間に塗布した際に、第２のレンズ６とバレル２ａの内側面との間の隙間２ｆにＵＶ接着剤８が浸み込むことがあった。かかる状況下では、露光された際に紫外線が隙間２ｆのＵＶ接着剤８に届かなくなり、未架橋が発生して第２のレンズ６にケミカルクラックが生じたり、或いは、密閉した雰囲気下でＵＶ接着剤８の低分子量成分が気化して第１及び第２のレンズ４，６を曇らせる恐れがあった。
【００２４】
図４（Ａ）に説明を戻す。第２のレンズ６は紫外線透過に良好なシリコーン樹脂で構成されているので、センサ１６側（図６参照）から照射された紫外線が、第２のレンズ６を透過して退避部２ｄのＵＶ接着剤８に照射されたとき、退避部２ｄに入り込んだＵＶ接着剤８は硬化される。第２のレンズ６が紫外線を透過するので、ＵＶ接着剤８に紫外線が照射されないことによるＵＶ接着剤８の未架橋を抑止することができる。よって、退避部２ｄに入り込んだＵＶ接着剤８のケミカルクラックは生じなくなる。また、未架橋に起因して生じていたＵＶ接着剤８の低分子量成分の気化がなくなり、第１及び第２のレンズ４，６を曇らせることがなくなる。これにより、解像度不良は生じない。
退避部２ｄを設けたことで、ＵＶ接着剤８が第２のレンズ６とバレル２ａに接触する部分の面積が大きくなる。よって、ＵＶ接着剤８の接着力が向上して確実な接着が実現できる。これにより、第１及び第２のレンズ４，６にガタが生じることはなく、光軸ズレや光軸ズレに伴う解像度不良は生じない。
【００２５】
図４（Ｂ）は、本発明の他の実施の形態である。
第２のレンズ６は、センサ１６側（図６参照）とは反対側の面の外周にＵＶ接着剤８を退避させる退避部６ａが形成されている。そして、その退避部６ａにＵＶ接着剤８が入り込んでいる。
バレル２ａにおいて、第１のレンズ４を収納する収納部の壁面には、ＵＶ接着剤８を退避させる退避部２ｅが形成されている。また、第１のレンズ４においてセンサ１６側の面の外周にも退避部４ａが形成されている。そして、第１のレンズ４もＵＶ接着剤８を用いてバレル２ａに接着されている。このとき、ＵＶ接着剤８は、第１のレンズ４の外周の数箇所に塗布される。そして、中間環５には、そのＵＶ接着剤８が塗布された箇所に対応する位置に、隙間が設けられている（図示省略）。
【００２６】
第２のレンズ６のセンサ１６側から紫外線が照射されたとき、第２のレンズ６を透過した紫外線が退避部６ａのＵＶ接着剤８を硬化させて、第２のレンズ６をバレル２ａに接着する。また、第２のレンズ６を透過し中間環５の隙間を通過した紫外線が第１のレンズ４の周囲に塗布されたＵＶ接着剤８に照射されてＵＶ接着剤８を硬化させて、第１のレンズ４をバレル２ａに接着することが可能となる。これにより、第１及び第２のレンズ４，６の両方が固定される。
リフロー時に第１のレンズ４と第２のレンズ６との温度が相違して、第１及び第２のレンズ４，６の膨張量が相違しても、レンズの動きを防止できるので、ガタが生じることはなく、光軸ズレや光軸ズレに伴う解像度不良は生じない。
【００２７】
ここで、本実施の形態にかかるカメラモジュール２０の組み立て（製造）方法を説明する。
図６は、本実施の形態にかかるカメラモジュール２０の分解斜視図である。
バレル２ａに第１のレンズ４が圧入される。その後に中間環５が収納される。そして、第１のレンズ４との間で中間環５を挟み込むように第２のレンズ６が圧入されて、第２のレンズ６の外周にＵＶ接着剤８が塗布される。このとき、退避部６ａにＵＶ接着剤８が入り込む。
その後、第２のレンズ６のセンサ１６側（出射側）から紫外線が照射されて、ＵＶ接着剤８が硬化される。
【００２８】
フィルタ１５が台座３の矩形部３ｂに収納され、保持される。ガラスカバー１７に取り付けられたセンサ１６は基板２１に取り付けられる。
センサ１６が取り付けられた基板２１を覆うように、フィルタ１５が取り付けられた台座３が基板２１に接着される。そして、レンズユニット２が、台座３の円筒部３ａにねじ込まれ、ねじ作用により結像調整が行われる。そして、結像調整後に、レンズユニット２は、接着剤により台座３に接着されて、カメラモジュール２０が完成する。
尚、図４（Ｂ）に示したレンズユニット２では、バレル２ａに第１のレンズ４が圧入された後に、第１のレンズ４の外周にＵＶ接着剤８を塗布する工程が加わる。
【００２９】
このように、本実施の形態にかかるレンズモジュール１によれば、リフロー温度に耐えられるＵＶ接着剤８の収縮に起因する第１及び第２のレンズ４，６の光軸ズレや解像度不良を回避できる。よって、カメラモジュール２０を他の電子部品と共に基板２１上に搭載した状態でリフロー炉に入れることができる。これにより、他の電子部品とは別にカメラモジュール２０単体を基板２１に搭載する作業、カメラモジュール２０を単体で基板２１に接合する作業を省くことができ、作業性を向上させることができる。
また、カメラモジュール２０の基板２１への搭載をマウンタに行わせることができる。よって、搭載の作業性を向上させることができる。
【００３０】
マウンタによる自動実装をすることで実装領域の縮小化を実現できる。よって、カメラモジュール２０の小型化が実現できる。電子部品を基板２１に実装した後に、カメラモジュールを搭載したＦＰＣ基板をコネクタ接続する従来品に比べて、部品の実装面積比は従来の約５０％に削減できた。
紫外線透過に良好な性質を有するシリコーン樹脂のレンズを採用し、レンズの側から紫外線を照射してレンズとバレルの内側面との間の隙間に浸み込んだＵＶ接着剤８を硬化させる。これにより、ＵＶ接着剤８の未架橋に起因するケミカルクラックの発生、或いは、密閉した雰囲気下での第１及び第２のレンズ４，６の曇りを防ぐことができる。更には、入射側に位置する第１のレンズ４に対しても外周にＵＶ接着剤８を塗布することによって、センサ側の第２のレンズ６と同時に紫外線露光が可能となる。カメラモジュール２０をリフロー炉に入れる際に、第１及び第２のレンズ４，６とバレル２ａとの線膨張係数の違いによって第１及び第２のレンズ４，６がバレル２ａ内で動くことを抑止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施の形態にかかるレンズモジュールの外観斜視図である。
【図２】図１に示すレンズモジュールの分解斜視図である。
【図３】図１に示すレンズモジュールの縦断面図である。
【図４】図３に示すレンズユニットのＵＶ接着剤付近を拡大した縦断面図である。
【図５】問題となる例のレンズモジュールのＵＶ接着剤付近を拡大した縦断面図である。
【図６】本実施の形態にかかるカメラモジュールの分解斜視図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…レンズモジュール、２…レンズユニット、２ａ…バレル（ホルダ）、２ｄ…退避部、２ｅ…退避部、３…台座（台座マウント）、３ａ…円筒部、３ｂ…矩形部、４…第１のレンズ、４ａ…退避部、５…中間環、６…第２のレンズ、６ａ…退避部、８…ＵＶ接着剤、１５…フィルタ、１６…センサ（撮像素子）、１７…カバーガラス、２０…カメラモジュール、２１…基板
【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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