(57)【要約】【課題】レンズの偏心を抑えて撮影品質の高いレンズ等を提供する。【解決手段】第１及び第２の光学機能面１０ａ，１０ｂと、第１及び第２の光学機能面１０ａ，１０ｂの周囲に環状に平坦面が形成されたフランジ部１１とを含み、フランジ部１１は、フランジ部１１の外周に円弧を形成する外周面部１４と、外周面部１４の円弧の両端の間に位置し、外周面部１４の円弧の両端を結ぶ仮想の弦からフランジ部１１を切り込んで形成された切り込み部１２と、切り込み部１２に配され、外周面部１４を延長させて形成される仮想の円周面よりも第１及び第２の光学機能面１０ａ，１０ｂの側にあるゲート部１３とを含む。【選択図】図４
2008233387.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ部と、
前記レンズ部の周囲に環状に平坦面が形成されたフランジ部と
を含み、
前記フランジ部は、
前記フランジ部の外周に円弧を形成する外周面部と、
前記外周面部の円弧の両端の間に位置し、当該外周面部の円弧の両端を結ぶ仮想の弦から前記フランジ部を切り込んで形成された切り込み部と、
前記切り込み部に配され、前記外周面部を延長させて形成される仮想の円周面よりも前記レンズ部の側にあるゲート部と
を含むことを特徴とするレンズ。
【請求項２】
前記切り込み部は、前記外周面部の前記仮想の弦から矩形状に凹ませ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。
【請求項３】
前記切り込み部は、前記外周面部の前記仮想の弦から前記レンズ部の中心に向けてＶ字状又はＵ字状に凹ませ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。
【請求項４】
前記ゲート部は、前記レンズ部の中心を対称とした位置に２個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。
【請求項５】
レンズと、
前記レンズが収納される収納部を有するバレルと
を含み、
前記レンズは、
レンズ部と、
前記レンズ部の周囲に環状に平坦面が形成されたフランジ部と
を含み、
前記フランジ部は、
前記フランジ部の外周に円弧を形成する外周面部と、
前記外周面部の円弧の両端の間に位置し、当該外周面部の円弧の両端を結ぶ仮想の弦から前記フランジ部を切り込んで形成された切り込み部と、
前記切り込み部に配され、前記外周面部を延長させて形成される仮想の円周面よりも前記レンズ部の側にあるゲート部と
を含むことを特徴とするレンズユニット。
【請求項６】
前記バレルは、当該バレルの前記収納部が多角形状の内周面を有し、
前記バレルは、当該バレルの前記内周面に前記レンズの前記外周面部を圧接させて当該レンズを収納す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】
レンズと、
前記レンズと所定の箇所で当接して当該レンズを収納するバレルと、
前記バレルが取り付けられる台座マウントと
を含み、
前記レンズは、
レンズ部と、
前記レンズ部の周囲に環状に平坦面が形成されたフランジ部と
を含み、
前記フランジ部は、
前記フランジ部の外周に円弧を形成する外周面部と、
前記外周面部の一部を切り欠いて形成された平坦面に配されたゲート部と
を含み、
前記レンズは、前記外周面部の円弧における前記平坦面の延長である仮想の弦よりも前記ゲート部側にて前記バレルと当接することを特徴とするレンズモジュール。
【請求項８】
レンズと、
前記レンズを保持するバレルと、
前記バレルに保持された前記レンズ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、前記バレルが取り付けられる台座マウントと
を含み、
前記レンズは、
レンズ部と、
前記レンズ部の周囲に環状に平坦面が形成されたフランジ部と
を含み、
前記フランジ部は、
前記フランジ部の外周に円弧を形成する外周面部と、
前記外周面部の円弧の両端の間に位置し、当該外周面部の円弧の両端を結ぶ仮想の弦から前記フランジ部を切り込んで形成された切り込み部と、
前記切り込み部に配されたゲート部と
を含むことを特徴とするカメラモジュール。
【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に関して、中心のズレが少なく、安定したレンズの取付構造が、従来から考案されている。
公報記載の従来技術として、例えば、多角形の孔を有する筒状部に円形状のレンズを圧入して、レンズの取り付けを安定させ、中心のズレの少ないレンズの取付構造に関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２００６−１３３６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レンズを鏡筒（バレル）に嵌合する際、ガタを極力抑えるためには、レンズを圧入させることが望ましい。そして、個々の部品精度のバラツキが生じても安定して圧入させるために、バレルの収納部内壁を多角形状とし壁厚を敢えて不均一として、バレルの変形を許容することで、圧入代が変動しても変動量が吸収可能なように多点で支持させる方法が考えられる。
一般の小型カメラモジュールに採用されるレンズは、現在、製造原価低減のために樹脂成形によって製作されたプラスチックレンズが多用されている。プラスチックレンズでは、成形時にゲート部（湯口）を加熱切断するが、ゲート痕を残存させることなく切断することは困難であり、ゲート切断痕に突出部が生じてしまう。この突出部が大きいと、レンズをバレルへ圧入する圧入工程において、圧入作業が円滑に進まなかったり、或いは、レンズの中心位置のズレが生じたりする恐れがある。
【０００５】
これを防ぐために、例えば、レンズのゲート部に相当する外周部の一部を凹ませた、いわゆるＤ字型形状のレンズを採用することも可能である。即ち、レンズの外形の一部を平坦面としたＤ字型形状とし、ゲート部をＤ字型形状の平坦面部分に配することで、ゲート部がバレルの内壁面に接することがないようにしていた。
しかしながら、レンズの外周面にＤ字型形状の平坦面が存在すると、レンズと多角形内面を有するバレルとの支持点が周方向で偏り、レンズとバレルとの偏心が発生したり、或いは、複数のレンズを組み合わせて使用する光学系を構成する構造の場合、互いのレンズに偏心が発生してしまう問題があった。このことにより、画像に歪みが生じて、撮影品質への影響が問題となっている。
特にレンズ外径が小径であれば、レンズ外径に対するＤ字型形状で減じる円弧（劣弧）の占める角度（中心角）が大きくなり、この問題が顕著になる。
【０００６】
本発明は、レンズの偏りを少なくし、レンズの偏心を抑えたレンズ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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかるレンズは、レンズ部と、レンズ部の周囲に環状に平坦面が形成されたフランジ部とを含み、フランジ部は、フランジ部の外周に円弧を形成する外周面部と、外周面部の円弧の両端の間に位置し、外周面部の円弧の両端を結ぶ仮想の弦からフランジ部を切り込んで形成された切り込み部と、切り込み部に配され、外周面部を延長させて形成される仮想の円周面よりもレンズ部の側にあるゲート部とを含むことを特徴とする。
【０００８】
上記レンズは、切り込み部は、外周面部の仮想の弦から矩形状に凹ませて形成されていることを特徴とする。
上記レンズは、切り込み部は、外周面部の仮想の弦からレンズ部の中心に向けてＶ字状又はＵ字状に凹ませて形成されていることを特徴とする。
上記レンズは、ゲート部は、レンズ部の中心を対称とした位置に２個形成されていることを特徴とする。
【０００９】
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、レンズと、レンズが収納される収納部を有するバレルとを含み、レンズは、レンズ部と、レンズ部の周囲に環状に平坦面が形成されたフランジ部とを含み、フランジ部は、フランジ部の外周に円弧を形成する外周面部と、外周面部の円弧の両端の間に位置し、外周面部の円弧の両端を結ぶ仮想の弦からフランジ部を切り込んで形成された切り込み部と、切り込み部に配され、外周面部を延長させて形成される仮想の円周面よりもレンズ部の側にあるゲート部とを含むことを特徴とする。
【００１０】
上記レンズユニットは、バレルは、バレルの収納部が多角形状の内周面を有し、バレルは、バレルの内周面にレンズの外周面部を圧接させてレンズを収納することを特徴とする。
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明にかかるレンズモジュールは、レンズと、レンズと所定の箇所で当接してレンズを収納するバレルと、バレルが取り付けられる台座マウントとを含み、レンズは、レンズ部と、レンズ部の周囲に環状に平坦面が形成されたフランジ部とを含み、フランジ部は、フランジ部の外周に円弧を形成する外周面部と、外周面部の一部を切り欠いて形成された平坦面に配されたゲート部とを含み、レンズは、外周面部の円弧における平坦面の延長である仮想の弦よりもゲート部側にてバレルと当接することを特徴とする。
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明にかかるカメラモジュールは、レンズと、レンズを保持するバレルと、バレルに保持されたレンズ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、バレルが取り付けられる台座マウントとを含み、レンズは、レンズ部と、レンズ部の周囲に環状に平坦面が形成されたフランジ部とを含み、フランジ部は、フランジ部の外周に円弧を形成する外周面部と、外周面部の円弧の両端の間に位置し、外周面部の円弧の両端を結ぶ仮想の弦からフランジ部を切り込んで形成された切り込み部と、切り込み部に配されたゲート部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、レンズの偏心を抑えて撮影品質の高いレンズ等を提供できる。
【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カメラモジュール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の分解斜視図である。
図１及び図２に示すように、カメラモジュール１は、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、フィルタ１５とセンサ１６とカバーガラス１７とを備えて構成される。レンズユニット２は、複数枚のレンズ４，６と中間環５とを保持している。レンズモジュールは、レンズユニット２とレンズユニット２を保持する台座マウントの一例としての台座３とを備えて構成される。
【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。また、レンズユニット２は、第１及び第２のレンズ４，６の間に中間環５を保持している。
バレル２ａは、内部に正多角形状（本実施の形態では正十二角形）の孔が形成され、第１及び第２のレンズ４，６と中間環５とを収納する収納部を構成している。また、バレル２ａは、外光が入射する端面側に開口部２ｂが形成されている。更に、バレル２ａには、外周面に雄ねじ２ｃが形成されている。バレル２ａの収納部の内部形状については、図４を用いて後述する。
【００１６】
バレル２ａには、第１のレンズ４が圧入され、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が圧入される。第２のレンズ６の外周に図示しない接着剤が塗布されて、第２のレンズ６の外周面がバレル２ａの収納部の内壁面に接着されている。
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の受光領域に結像させるように、第１及び第２のレンズ４，６が所定の光学系を形成する。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という２枚のレンズで構成されるが、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。
【００１７】
第１及び第２のレンズ４，６は、例えば、透明なポリカーボネート（ＰＣ）や環状オレフィン（ＣＯＰ）等の熱可塑性樹脂、或いは、シリコン樹脂等の耐熱性を有する材料で構成される。
中間環５は、例えば、カーボンブラックを練り込んだ延伸ポリエステル（ＰＥＴ）等の合成樹脂フィルムで構成されている。中間環５は、、第１のレンズ４と第２のレンズ６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】
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、カメラモジュール１の焦点合わせを実現している。
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、カバーガラス１７を収容保持する矩形部３ｂとが一体に構成されている。台座３の円筒部３ａには、内周面に雌ねじ３ｃが形成されている。
バレル２ａ及び台座３は、例えば、黒色のポリカーボネート（ＰＣ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、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、耐熱性を有する合成樹脂により構成される。尚、リフローにより製造する場合においては、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。
【００１９】
フィルタ１５は、外光の特定の波長成分を除去する薄板の部材である。本実施の形態では、多層膜による光の干渉によって赤外光をカットする赤外線除去フィルタ（ＩＲＣＦ：Infrared Cut Filter）を用いている。フィルタ１５は、台座３の内部に取り付けられる。フィルタ１５が台座３に取り付けられたとき、このフィルタ１５はセンサ１６の近傍に配置されており、センサ１６側を密閉して異物がセンサ１６側に進入することを防止する。
センサ１６は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ（撮像素子）であり、本実施の形態では、ＣＳＰ（Chip Scale Package）構造を有するセンサを用いている。センサ１６は、レンズユニット２を介して受光領域に結像した光に応じて電気信号を生成し、出力する。
カバーガラス１７は、フィルタ１５とセンサ１６との間に配置されている。カバーガラス１７にはセンサ１６が固着されている。
【００２０】
図３は、本実施の形態にかかる第２のレンズ６の外観斜視図であり、図４は、第２のレンズ６とバレル２ａとの圧接状態を示す図である。図４（Ａ）は、第２のレンズ６の取り付け状態を示す平面図、図４（Ｂ）は、第２のレンズ６の断面図である。図４（Ａ）において、第２のレンズ６が圧入されるバレル２ａは、一点鎖線を用いて表現されている。
図３に示すように、第２のレンズ６は、中央の一方の面に凹状非球面の第１の光学機能面１０ａを有し、その反対側の面に凸型非球面の第２の光学機能面１０ｂを有している（図４（Ｂ）参照）。そして、この第１及び第２の光学機能面１０ａ，１０ｂが、例えば、本願発明にかかるレンズ部の一例を構成している。
【００２１】
第２のレンズ６には、第１及び第２の光学機能面１０ａ，１０ｂの周囲に環状に平坦面が形成され、フランジ部１１を構成している。そして、このフランジ部１１の外周面が、円弧状の外周面部１４を構成している。
外周面部１４が形成する円弧の両端の間には、切り込み部１２が形成されている。図４（Ａ）に示すように、この切り込み部１２は、フランジ部１１を矩形状に凹ませて形成されている。即ち、この凹状の切り込み部１２は、外周面部１４の円弧の両端を結ぶ仮想の弦からフランジ部１１を凹ませて形成されている。
【００２２】
また、切り込み部１２には、ゲート部１３が形成されている。第２のレンズ６が射出成型により製作されるときのゲート（湯口）の箇所である。図４（Ａ）に示すように、このゲート部１３は、一点鎖線で示されたバレル２ａの収納部の内壁面に接することなく、バレル２ａに嵌まり込んでいる。即ち、このゲート部１３は、外周面部１４を延長させて形成される仮想の円周面よりも第１及び第２の光学機能面１０ａ，１０ｂの側にある。
【００２３】
図４（Ａ）に一点鎖線で示すように、バレル２ａは、収納部の内壁面が正十二角形を形成している。この正十二角形の内接円の直径は、第２のレンズ６の外径より僅かに小径（例えば、直径で０．００５〜０．０２ｍｍ程度）である。第２のレンズ６をバレル２ａに挿入すると圧入状態となり、正十二角形を構成する内壁面と第２のレンズ６の外周面部１４とが圧接する。その結果、第２のレンズ６の光軸とバレル２ａの光軸とが芯合わせされた状態となって、バレル２ａ内に収納され保持される。
【００２４】
従来のレンズの形状と比較して、本実施の形態にかかる第２のレンズ６の効果を以下に説明する。
図６は、従来のＤ字型形状のレンズ２０の平面図である。
レンズ２０が射出成型により製作されるとき、レンズ２０のゲート部２３を製作時に作業者が、例えばニッパ等の工具で切り取り除去している。
【００２５】
しかしながら、切り取りした際、ゲート部２３の突出量を皆無にすることは困難であり、このときの突出部の突出量は、レンズ外径の延長仮想円を越えないよう管理するため、およそ０．１５ｍｍ程度である。
図６に示すように、従来のレンズ２０は、外周面の一部を平坦面２２としたＤ字型形状であって、ゲート部２３はＤ字型形状の平坦面２２部分に配置している。このＤ字型形状のレンズ２０ではゲート部２３が平坦面２２にある。仮に突出部が残っていても、本来の外周面から奥まった位置にある。よって、レンズ２０をバレル２ａに圧入したときに引っ掛かり等を回避するための無理な作業が生ずることがなく、よって、安定した圧入作業が実現できている。
【００２６】
しかしながら、Ｄ字型形状のレンズ２０では、レンズ２０がバレル２ａの多角形形状の内面に接触する接触箇所が、Ｄ字型の平坦面２２付近で少なくなる。例えば、収納部が正十二角形の場合、従来のＤ字型形状のレンズ２０ではバレル２ａの内面と接触する箇所が９点であった。これにより、レンズ２０がバレル２ａに圧入されたとき、バレル２ａ側からレンズ２０が受ける力が平坦面２２側で少なくなる。即ち、レンズ２０は、バレル２ａ側から偏心した力を受ける。これにより、バレル２ａ内でレンズ２０の偏心を招く等の事態を生じ、それによって、レンズ２０が本来の中心位置からズレた位置に配される恐れがある。レンズ２０が本来の中心位置からズレた位置に配されたとき、レンズ２０を通して入射した光も、本来の屈折とは異なるので、得られる映像にも歪みが生じる恐れがある。
特にレンズ外径が小径であれば、レンズ外径に対するＤ字型形状で減じる円弧（劣弧）の占める角度（中心角）が大きくなり、この問題が顕著になる。ゲート部２３に対する突出量は０．１５〜０．２ｍｍ程度であり、図６に示す従来例ではレンズ外径が４．５ｍｍ以下で、この問題が顕著となる。
【００２７】
図４に戻って説明を続ける。本実施の形態では、図４に示すように、第２のレンズ６のゲート部１３を逃げる凹み部分を有する形状とした。これにより、第２のレンズ６の外周をなす円弧部分の長さが増すことになる。その結果、バレル２ａに圧入したときに、バレル２ａ内壁面と接触する支持点の数が増える。例えば、収納部が正十二角形の場合、図４に示す第２のレンズ６では、バレル２ａの内壁面と接触する箇所は１１点となる。
その結果、バレル２ａ内での第２のレンズ６の偏りを抑制でき、バレル２ａと第２のレンズ６との偏心を抑えることができる。また、第１及び第２のレンズ４，６を重ねたときのレンズ同士の偏心を抑えることができる。
【００２８】
また、圧入に伴う第２のレンズ６への応力が、周方向で今まで以上に均等になり、その結果、局部的な複屈折に伴う焦点ボケを抑止することが可能となる。特に、応力に対する複屈折量の依存の大きいポリカーボネート（ＰＣ）を材料とするとき、顕著となる。
更に、レンズ外周に抜き勾配を付加した場合、大径部のみによってレンズ外形が支持されることから、偏心に加えてチルトが発生する恐れがあるが、本実施の形態にかかる第２のレンズ６では多点支持により抜き勾配を付加した場合においてもチルトを効果的に抑制することができる。
【００２９】
図５は、他の実施の形態にかかるレンズ３０，４０の平面図である。図５（Ａ）は、切り込み部３２がＶ字状又はＵ字状に凹ませて形成されたレンズ３０であり、図５（Ｂ）は、レンズ部の中心を対称としてゲート部が２個形成されたレンズ４０である。
図５（Ａ）に示すように、切り込み部３２をＶ字状又はＵ字状に凹ませた形状であっても、レンズ３０はバレル２ａの内壁面との圧接点（支持点）を確保できる。
図５（Ｂ）に示すレンズ４０は、射出成形によって安定して製作するために工夫された形状である。成形時に金型内に残存しているガスや空気によって高品質のレンズが製作できないことがある。レンズ４０に２つのゲート部４３ａ，４３ｂを設け、一方のゲート部４３ａから溶融した樹脂（湯）を流し入れると同時に、他方のゲート部４３ｂから湯を吐き出すことで、金型内のガスや空気をレンズ内から排して気泡やウェルドマークの発生を抑制している。図５（Ｂ）に示すように、レンズ４０では、２つのゲート部４３ａ，４３ｂを含む切り込み部４２ａ，４２ｂが、レンズ４０の中心に対して対称に配置されている。よって、レンズ４０をバレル２ａに圧入したとき、内壁面からレンズ４０が受ける力は偏りがなく、従って、レンズ４０の光軸の偏心が生じない。
【００３０】
このように、本実施の形態にかかるカメラモジュール１によれば、第２のレンズ６の外周をなす円弧部分の長さが増す。第２のレンズ６をバレル２ａの収納部に圧入したとき、第２のレンズ６とバレル２ａの収納部の内壁との接触点（支持点）の数を極力多くすることができる。よって、バレル２ａ内でのレンズの偏りを抑制でき、画像の歪みを軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施の形態にかかるカメラモジュールの外観斜視図である。
【図２】本実施の形態にかかるレンズモジュールの分解斜視図である。
【図３】図２に示す第２のレンズの外観斜視図である。
【図４】図３に示す第２のレンズとバレルとの圧接状態を示す図である。
【図５】他の実施の形態にかかるレンズの平面図である。
【図６】従来のＤ字型形状のレンズの平面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…カメラモジュール、２…レンズユニット、２ａ…バレル、３…台座（台座マウント）、４…第１のレンズ、５…中間環、６…第２のレンズ、１０ａ…第１の光学機能面（レンズ部）、１０ｂ…第２の光学機能面（レンズ部）、１１…フランジ部、１２…切り込み部、１３…ゲート部、１４…外周面部、１５…フィルタ、１６…センサ（撮像素子）、１７…カバーガラス、２０，３０，４０…レンズ
【図１】
2008233387.tif 000003
【図２】
2008233387.tif 000004
【図３】
2008233387.tif 000005
【図４】
2008233387.tif 000006
【図５】
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【図６】
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