(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、レンズ４，６と、レンズ４，６を収納するバレル２ａと、バレル２ａの内側面に接触してレンズ４，６をバレル２ａ内の所定位置に保持し、且つ、バレル２ａの内側面と離間する切り欠き部を有するレンズ押さえ７と、バレル２ａの内側面とレンズ押さえ７の切り欠き部との間に形成される隙間に配され、バレル２ａとレンズ押さえ７とを接着する接着剤８とを含む。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
前記レンズを収納するバレルと、
前記バレルの内側面に接触して前記レンズを当該バレル内の所定位置に保持し、且つ、当該バレルの当該内側面と離間する離間部を有するレンズ押さえと、
前記バレルの前記内側面と前記レンズ押さえの前記離間部との間に形成される隙間に配され、当該バレルと当該レンズ押さえとを接着する接着剤と
を含むことを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
前記レンズは、略円板形状であり、
前記バレルは、円筒形状であり、
前記レンズ押さえは、外周面の一部を切り欠いた切り欠き部を有した略円環形状であり、
前記接着剤は、前記バレルの前記内側面と前記レンズ押さえの前記切り欠き部との間に形成される前記隙間に配され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】
前記レンズ押さえは、前記切り欠き部が当該レンズ押さえの中心軸を中心対称として均等に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のレンズユニット。
【請求項４】
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、
略円板形状のレンズと、
前記レンズを収納する円筒形状を有したバレルと、
略円環形状であって、前記レンズを前記バレル内の所定位置に保持するレンズ押さえと、
前記バレルの内側面と前記レンズ押さえとを前記レンズの径方向に引っ張る状態で固定する固定手段と
を含むことを特徴とするレンズモジュール。
【請求項５】
前記固定手段は、前記レンズ押さえの外周面の一部に設けられた切り欠き部と、当該切り欠き部と前記バレルとの間に形成される隙間に配される熱硬化性接着剤とを含むことを特徴とする請求項４に記載のレンズモジュール。
【請求項６】
前記レンズは、外周面の一部を切り欠いた切り欠き部を有しており、
前記レンズ押さえは、前記レンズの光軸方向から見て当該レンズ押さえの前記切り欠き部が当該レンズの前記切り欠き部とは異なる位置に配置されるように取り付けられていることを特徴とする請求項５に記載のレンズモジュール。
【請求項７】
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、
略円板形状のレンズと、
前記レンズを収納する円筒形状を有したバレルと、
略円環形状であって、当該円環の外周面の一部を切り欠いた切り欠き部を有し、前記レンズを前記バレル内の所定位置に保持するレンズ押さえと、
前記バレルの内側面と前記レンズ押さえの前記切り欠き部との間に形成される隙間に配されて、当該バレルと当該レンズ押さえとを前記レンズの径方向に引っ張る状態で接着する接着剤と
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ユニット、レンズモジュール及びカメラモジュールに関する。
【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。
携帯電話機などに組み込まれて使用されるイメージセンサモジュールに関するものとして、例えば、ハウジングに取り付けられたレンズ押さえの弾性変形に基づく弾発力によってレンズを段部に押しつけて、レンズの高さを正確に規定して鮮明な撮像を得る技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４０２８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、携帯電話機等の撮像装置に用いるカメラモジュールの更なる小型化、生産効率の向上を目指して、電子部品を搭載した回路基板に、レンズモジュールに撮像素子等を搭載したカメラモジュールを実装した後に、リフロー炉に入れて半田溶接するという製造が行われるようになってきた。この製造方法では、すべての構成部品がリフロー温度に耐熱性能を有している必要がある。
このリフロー温度に耐えられる接着剤として、例えば、エポキシ系の熱硬化型接着剤が挙げられるが、熱硬化型接着剤は耐熱性を有しない従来のシリコン系接着剤に比して硬化時の収縮率が大きいという特性を有している。
そのために、この接着剤を採用して、レンズをバレル内に収納しレンズ押さえで保持し、レンズ押さえを後方から接着して固定する構成のレンズモジュールでは、硬化時の収縮によってレンズの位置ずれが生じて、光軸ズレや解像度不良となる恐れがあった。
【０００５】
本発明は、かかる技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、組み立て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等を提供することにある。
【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、レンズと、レンズを収納するバレルと、バレルの内側面に接触してレンズをバレル内の所定位置に保持し、且つ、バレルの内側面と離間する離間部を有するレンズ押さえと、バレルの内側面とレンズ押さえの離間部との間に形成される隙間に配され、バレルとレンズ押さえとを接着する接着剤とを含むことを特徴とする。
【０００７】
上記レンズユニットにおいて、レンズは、略円板形状であり、バレルは、円筒形状であり、レンズ押さえは、外周面の一部を切り欠いた切り欠き部を有した略円環形状であり、接着剤は、バレルの内側面とレンズ押さえの切り欠き部との間に形成される隙間に配されることを特徴とする。
上記レンズユニットにおいて、レンズ押さえは、切り欠き部がレンズ押さえの中心軸を中心対称として均等に配置さ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、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、略円板形状のレンズと、レンズを収納する円筒形状を有したバレルと、略円環形状であって、レンズをバレル内の所定位置に保持するレンズ押さえと、バレルの内側面とレンズ押さえとをレンズの径方向に引っ張る状態で固定する固定手段とを含むことを特徴とする。
【０００９】
上記レンズモジュールにおいて、固定手段は、レンズ押さえの外周面の一部に設けられた切り欠き部と、切り欠き部とバレルとの間に形成される隙間に配される熱硬化性接着剤とを含むことを特徴とする。
上記レンズモジュールにおいて、レンズは、外周面の一部を切り欠いた切り欠き部を有しており、レンズ押さえは、レンズの光軸方向から見てレンズ押さえの切り欠き部がレンズの切り欠き部とは異なる位置に配置されるように取り付けら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、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、略円板形状のレンズと、レンズを収納する円筒形状を有したバレルと、略円環形状であって、円環の外周面の一部を切り欠いた切り欠き部を有し、レンズをバレル内の所定位置に保持するレンズ押さえと、バレルの内側面とレンズ押さえの切り欠き部との間に形成される隙間に配されて、バレルとレンズ押さえとをレンズの径方向に引っ張る状態で接着する接着剤とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、接着剤はバレルの内側面とレンズ押さえの離間部との間に形成される隙間に入り込んで、バレルとレンズ押さえとを接着する。よって、接着剤が硬化時に収縮しても、レンズは光軸方向に対して位置ずれを生じない。これにより、レンズの光軸ズレやカメラモジュールの解像度不良を抑止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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、２枚のレンズ４，６を保持し、センサ１６（図７参照）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を保持する台座マウントの一例としての台座３とを備えている。
【００１３】
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（ホルダ）２ａと、バレル２ａに保持される２枚のレンズ４，６とを有する。本実施の形態では、２枚のレンズ４，６の間には中間環５が配されている。そして、レンズ６は、レンズ押さえ７によって押さえられている。
レンズ４，６は、外光を透過してセンサ１６（図７参照）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、レンズ４，６は、開口部２ｂから外光が入射してセンサ１６の受光領域に結像するように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２枚のレンズ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。
【００１４】
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、例えば黒色の液体ポリマー（ＬＣＰ）、ポリフタルアミド樹脂、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。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。
【００１５】
レンズ４，６は、例えば、透明なシリコン系樹脂等の合成樹脂やガラスなど耐熱性を有する樹脂で構成される。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、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、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、通過光量を制限する絞り機能を有している。
【００１６】
図３は、本実施の形態にかかるレンズ６の斜視図である。
レンズ６が合成樹脂の射出成型により製作されるとき、ゲート切断時にレンズ６のゲート部６ａに切断痕（バリ）が生じる。レンズ６をバレル２ａに収納するとき、バリがバレル２ａの内側面に接触してレンズモジュール１の組み立て作業性を悪くするのを防ぐため、レンズ６の外周のゲート部６ａにはＤカット面（平坦面）６ｂが形成されている。尚、レンズ４も、レンズ６と同じように、ゲート部にＤカット面が形成される（図２参照）。
【００１７】
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７参照）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４参照）。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４参照）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。
【００１８】
図４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４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２枚のレンズ４，６とを有する。２枚のレンズ４，６の間に中間環５を備えている。レンズ６は、レンズ押さえ７によって押さえられている。
レンズ押さえ７は、ポリカーボネート樹脂とガラス繊維とカーボンブラック等の黒色顔料の混合物から構成されている。レンズ押さえ７は、バレル２ａの内側面に接触してレンズ６をバレル２ａ内の所定位置に保持している。また、レンズ押さえ７は、バレル２ａの内側面と離間する離間部、切り欠き部の一例としての平坦面７ａ，７ｂとを備えている（図５参照）。
【００１９】
図５は、本実施の形態にかかるレンズ押さえ７の斜視図である。
図５に示すように、レンズ押さえ７の外周面には、切り欠き部の一例としての２つの平坦面７ａ，７ｂが中心対称に形成されている。尚、平坦面は２つに限定されるものではなく、外周面に均等に複数個、例えば２〜４個形成されることが好ましい。後述するように、レンズ６のＤカット面６ｂとレンズ押さえ７の２つの平坦面７ａ，７ｂとが重ならないように配置されるので、レンズ押さえ７に形成される平坦面７ａ，７ｂの数は自ずと制限される。
尚、レンズ押さえ７に形成される離間部又は切り欠き部は、図５に平坦面７ａ，７ｂとして示すような平坦である必要はない。例えば、図３においてゲート部６ａで示されるようなゲート痕が残る場合もある。バレル２ａの内側面との間に隙間を形成する形状であれば、曲面であっても良い。例えば、バレル２ａの内側面の曲率半径よりも大きな曲率半径を有する凸面であっても良いし、凹面であっても良い。
【００２０】
図４に戻って、接着剤８は、レンズ押さえ７の平坦面７ａ，７ｂとバレル２ａの内側面とが形成する隙間に配されて、レンズ押さえ７とバレル２ａとを固定している。接着剤８は、レンズ押さえ７の平坦面７ａ，７ｂと共に固定手段の一例として機能する。
接着剤８は、熱硬化型又はＵＶ硬化型の接着剤、例えばエポキシ系の耐熱接着剤が好ましく用いられる。レンズモジュール１が、回路基板に貼り付けられリフロー炉に入れられて高温に晒されたときに、接着性能が損なわない耐熱接着剤が好まれる。ここで、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、接着剤８は、高温下での収縮率が小さいことが望まれ、例えばフィラー入り接着剤が好ましく採用される。フィラーとして、例えばガラス繊維が用いられる。具体的には、硬化収縮率は２．１２％のスリーボンド社製の一液性熱硬化型エポキシ樹脂２２５２（フィラー入り）や、硬化時収縮率は３．１％のグルーラボ社製の一液性熱硬化型エポキシ樹脂ＧＬ−２００１（フィラー入り）が用いられる。
【００２１】
ここで、レンズ押さえを用いてレンズを固定する際の問題となる例について、図８及び図９を用いて説明する。
図８は、この問題となる例のレンズモジュール１１の縦断面図であり、図９は、図８に示すレンズモジュール１１において接着剤８が硬化するときの収縮の状態を説明する図である。図９（Ａ）は、レンズモジュール１１の製造工程においてレンズ押さえ１２とバレル２ａとを接着剤８を用いて接着したときの状態を示し、図９（Ｂ）は、接着剤８が硬化した後の状態を示している。
この図８及び図９では、図４と同一の構成要素は同一の参照符号を用いて、以下の説明は省略する。
【００２２】
この図８では、レンズ６がバレル２ａから抜け落ちることを防ぐために、レンズ６をレンズ押さえ１２によって押さえている。そして、レンズ６とは反対の側（図の下方側）から、接着剤８でレンズ押さえ１２をバレル２ａに接着している。
図９からも判るように、バレル２ａの内側面とレンズ押さえ１２とが接着剤８で接着されるとき、接着剤８の硬化時の収縮によってレンズ押さえ１２はレンズ６の光軸方向に引っ張られ、レンズ６とレンズ押さえ１２との間に隙間（ガタ）が生じる（図９（Ｂ）参照）。このガタはレンズ６の光軸と同じ方向に生じるので、レンズ６の位置ずれが生じて、光軸ズレや解像度不良となる恐れがある。
【００２３】
これに対して、本実施の形態にかかるレンズユニット２の接着時の状態を説明する。
図６は、本実施の形態にかかるレンズユニット２のレンズ押さえ７付近を拡大した縦断面図である。
図６（Ａ）に示すように、レンズ押さえ７の平坦面７ａとレンズユニット２の内側面とが形成する隙間に接着剤８が入り込んで両者を接着している。収縮時に接着剤８はレンズ４，６の径方向に収縮するので、接着剤８の収縮によってレンズ押さえ７が動いても、レンズ４，６は光軸方向には動かない。よって、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。
図６（Ｂ）は、本発明の他の形態である。レンズ押さえ９は切り欠き部の一例としてのカット面９ａにおいて段差が形成されており、接着剤８との接触面積を広くしている。これにより、レンズ押さえ９はレンズユニット２に更に強固に接着される。
【００２４】
以上に説明したレンズモジュール１の組み立て（製造）方法を説明する。
図７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、レンズ４との間で中間環５を挟み込むようにレンズ６が圧入され、レンズ押さえ７が入れられる。
このとき、レンズ６の外周に形成されたＤカット面６ｂとレンズ押さえ７の外周面に形成された２つの平坦面７ａ，７ｂとが、レンズ４，６の光軸方向から見て重ならないよう直角の位置に配されて、バレル２ａ内に組み込まれる（図２参照）。その後、レンズ押さえ７の２つの平坦面７ａ，７ｂとバレル２ａの内側面とが形成する隙間に接着剤８が入れられ接着されて、レンズ４，６は位置決めされる。
ここで、レンズ６のＤカット面６ｂとレンズ押さえ７の平坦面７ａ，７ｂとは、必ずしも直角の位置関係に配される必要はない。接着剤８がレンズ押さえ７の平坦面７ａ，７ｂの隙間からレンズ６のＤカット面６ｂとバレル２ａとの隙間へ入り込まない位置関係となれば良い。そのためには、レンズ４，６の光軸方向から見て重ならない位置関係であれば良い。
【００２５】
組み立て方法の説明に戻る。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て、レンズモジュール１は組み立てられる。
最後に、ガラスカバー１７に取り付けられたセンサ１６とフィルタ１５とが、レンズモジュール１に取り付けられて、カメラモジュール２０が完成する。
【００２６】
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接着剤８は、レンズ６の径方向に収縮する。よって、接着剤８の収縮に起因するレンズ４，６の光軸ズレや解像度不良を回避できる。
レンズ押さえ７には、レンズ押さえ７の中心軸を中心対称として、外周面に均等に平坦面７ａ，７ｂが形成される。よって、接着剤８の収縮によるレンズ押さえ７の変形の影響を抑止できる。
尚、上記実施の形態では、図２において略円板形状のレンズ４，６と略円環形状のレンズ押さえ７を例として説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。レンズ押さえをバレルに接着することでレンズをバレル内の所定位置に保持する構成において、接着剤の硬化時の収縮がレンズの径方向になるように、バレルとレンズ押さえとの間に形成された隙間に接着剤が配されれば足りる。レンズの形状としては、例えば、方形であっても構わない。
【００２７】
リフロー温度に耐えられる接着剤８を採用できるので、レンズモジュール１を搭載したカメラモジュール２０を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レンズモジュール１単体を回路基板に搭載する作業、レンズモジュール１を単体で回路基板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の回路基板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。
【００２８】
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。電子部品を回路基板に実装した後に、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。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本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２に示すレンズの斜視図である。
【図４】図１に示すレンズモジュールの縦断面図である。
【図５】図２に示すレンズ押さえの斜視図である。
【図６】図１に示すレンズユニットのレンズ押さえ付近を拡大した縦断面図である。
【図７】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。
【図８】問題となる例のレンズモジュールの縦断面図である。
【図９】図８に示すレンズモジュールにおいて接着剤が硬化するときの収縮の状態を説明する図である。
【符号の説明】
【００３０】
１，１１…レンズモジュール、２…レンズユニット、２ａ…バレル、３…台座（台座マウント）、４，６…レンズ、６ｂ…Ｄカット面（平坦面）、７，１２…レンズ押さえ、７ａ，７ｂ…平坦面（離間部、切り欠き部、固定手段）、８…接着剤（固定手段）、２０…カメラモジュール
【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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