(57)【要約】【課題】本発明は、外形の小さい外形不良のレンズの投入を防止でき、調芯工程の不要な生産性の高いレンズユニットの製造方法を提供することを目的とするものである。【解決手段】貫通孔２を有する筒状ホルダー１と、前記貫通孔２内に圧入して固定されたレンズ８〜１０とを備えたレンズユニットの製造方法であって、前記筒状ホルダー１の所定位置に圧入し、その後前記レンズ８〜１０の吸着を解除する第三の工程を備えたレンズユニットの製造方法であり、前記筒状ホルダー１の所定の位置に、第一のレンズ８、第二のレンズ９、第三のレンズ１０を鉛直下方から上方への順次挿入して圧入する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する筒状ホルダーと、前記貫通孔内に圧入して固定されたレンズとを備えたレンズユニットの製造方法であって、鉛直方向に上下可動するレンズ吸着部にレンズを位置決めして吸着固定する第一の工程と、前記レンズ吸着部の鉛直上方に前記筒状ホルダーを位置決めして固定する第二の工程と、前記レンズを鉛直上方に移動し前記筒状ホルダーの所定位置に圧入し、その後前記レンズの吸着を解除する第三の工程を備えた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、レンズを筒状ホルダーに圧入して固定するレンズユニットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話にカメラモジュールが内蔵され、その機能が高められている。そのためカメラモジュールを構成する重要な部品であるレンズユニットには、小型化や低背化を要求されるとともに非球面レンズが複数枚使用されるようになってきている。このようなレンズ系では、一枚のレンズに許容される偏芯量は数ミクロン以内であるため、従来は個々のレンズの位置を調整して組み立てる生産性が低い製造方法であった。そこで、構成する部品すなわち筒状ホルダーとレンズの加工精度を保証することで調整工程なしで組立てる生産性の高い製造方法が開発された。筒状ホルダーの内壁に複数のリブを設け、レンズを鉛直上方から投入する製造方法である。リブの内接円の直径は、投入するレンズの外形より若干小さく、かつリブの内接円の中心と筒状ホルダーの中心とを略等しく設計するいわゆる圧入構造であり、レンズを圧入するのみでその外形を基準として偏芯量が保証できるレンズユニットの製造方法である。
【０００３】
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
【特許文献１】特開２００６−３０２４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の技術によれば、筒状ホルダーの鉛直上方よりレンズを投入するため、レンズの外形が小さいレンズでも組み込まれることになる。したがって筒状ホルダーとレンズの偏芯量が保証できなくなる。そのため、以降のレンズが精度よく圧入された場合でも光学系全体の偏芯量が大きくなるためレンズユニットの光学特性が劣化し、つまり不良品が形成され、この結果として生産性が低下することになる。
【０００５】
そこで本発明は生産性を高めることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そしてこの目的を達成するために本発明は、貫通孔を有する筒状ホルダーと、前記貫通孔内に圧入して固定されたレンズとを備えたレンズユニットの製造方法であって、鉛直方向に上下可動するレンズ吸着部にレンズを位置決めして吸着固定する第一の工程と、前記レンズ吸着部の鉛直上方に前記筒状ホルダーを位置決めして固定する第二の工程と、前記レンズを鉛直上方に移動し前記筒状ホルダーの所定位置に圧入し、その後前記レンズの吸着を解除する第三の工程を備えたレンズユニットの製造方法であって、この製造方法によれば、レンズを下方から上方へと圧入するものであるので外形の小さい外形不良のレンズは圧入されず戻ってくることとなり、これにより外形不良のレンズの投入を防止できることから生産性を高めることができるものである。
【発明の効果】
【０００７】
以上のように本発明のレンズユニットの製造方法は、常に筒状ホルダーに対し鉛直下方よりレンズを挿入して圧入固定するため、外形の小さい外形不良のレンズは圧入されずそのまま吸着部に残ることになる。すなわち製造工程で外形不良のレンズを容易に検知して取り除くことができるため、調芯工程が不要で、生産性の高いレンズユニットの製造方法を提供できるものである。さらに、筒状ホルダーに対し鉛直下方よりレンズを挿入して圧入固定するため、レンズ間に異物が混入しにくく、その結果レンズユニットの光学特性をさらに向上できる効果も同時に奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの構造とその製造方法について、図面を参照しながら説明する。
【０００９】
図１は本発明の一実施の形態における筒状ホルダーの断面の斜視図、図２は同筒状ホルダーの底面図、図３は同筒状ホルダーにレンズを圧入固定した後のレンズユニットの断面図をそれぞれ示したものである。
【００１０】
図１〜３において、１はポリカーボネートや液晶ポリマーなどの樹脂材料からなる筒状ホルダー、２は筒状ホルダー１を貫通する貫通孔、３は貫通孔２の内壁に複数設けたリブ、４はリブ３になだらかにつながるようにテーパ形状としたさそい部、５〜７は貫通孔２の内部に設けられた段差部分、８〜１０は光学系を構成するガラスあるいは樹脂材料からなるレンズをそれぞれ示している。
【００１１】
図３の断面図に示すように、本発明のレンズユニットは、筒状ホルダー１内に設けた段差部５〜７にレンズ８〜１０の外周部を当接することでレンズ８〜１０の位置を規定する構造となっており、主にカメラ付携帯電話などに搭載される小型低背を特徴とする固体撮像素子に用いられるものである。
【００１２】
上述のレンズユニットにおいては図１および図２に示すように、貫通孔２の内部に設けられた段差部５〜７の内壁にそれぞれ複数の凸部であるリブ３を設けている。各段差部５〜７におけるリブ３ａ〜３ｃの先端部を結ぶ内接円の直径を対応するレンズ８〜１０の直径より若干小さくなるように設定しており、さそい部４ａ〜４ｃを介してレンズ８〜１０を各段差部５〜７に当接することで各リブ３ａ〜３ｃの弾性変形によりレンズ８〜１０は固定されるいわゆる圧入方式である。
【００１３】
リブ３ａ〜３ｃの内接円の直径とレンズ８〜１０の直径との差は、リブ３ａ〜３ｃの弾性変形による応力を考慮して設計する。レンズの外形形状にもよるが、複屈折や割れを生じないように最大でも１０ミクロン以下に設定する場合が多い。そのため、組込むレンズ８〜１０の直径も１０ミクロン以下の精度が必要となる。しかしながら、レンズの外形形状は複雑であるため、接触式、非接触式を問わずレンズの直径をミクロンの精度で測定、検査することは非常に困難である。したがって外形不良のレンズが混入しやすく、混入した場合でも筒状ホルダー１の鉛直上方からレンズ８〜１０を挿入するため、圧入不良あるいは未圧入の状態でも次の工程へ進むこととなる。その結果、レンズ８〜１０が動くことでレンズユニットの光学特性が劣化することとなる。
【００１４】
さらに圧入方式では１枚目のレンズの圧入状態が２枚目のレンズの圧入状態に影響を及ぼすことがある。具体的には、筒状ホルダー１の段差部５に第１のレンズ５を圧入することで、第２のレンズ６を圧入するためのリブ３ｂの内接円の直径が大きくなることがある。そのため、第２のレンズ９の外形精度が設計値どおりであっても結果的に圧入不良あるいは未圧入が発生する。このような場合でも前記と同様の理由で次工程へ進みレンズユニットの光学特性を劣化させることとなる。
【００１５】
そこで本発明のレンズユニットの製造方法によれば、圧入不良や未圧入状態を容易に検知して取り除くことができるため、調芯工程の不要な生産性の高い製造方法を提供できる。以下にその詳細を説明する。
【００１６】
図４〜６は本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの製造方法を示す製造工程図である。
【００１７】
図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの製造法を示す製造工程を示しており、特に第１のレンズ８の圧入工程を示している。
【００１８】
１１は筒状ホルダー１の位置を規制するための押さえ板、１２は第１の位置決め治具、１３は円筒状のレンズ吸着用治具、１３ａは円筒状のレンズ吸着治具の天面に設けたレンズ吸着部、１４は円筒状の第２の位置決め用治具、Ｒ１は貫通孔２の内部に設けられた段差部５の直径、Ｒ２は同じく段差部６の直径、Ｒ３は同じく段差部７の直径をそれぞれ示している。
【００１９】
第１の位置決め治具は粗調整用であり、第２の位置決め用治具は精密調整用である。
【００２０】
まず初めに、図４（ａ）に示すように、筒状ホルダー１は搬送系（図示せず）により所定の位置まで搬送された後、第１の位置決め用治具１２で左右より挟持されることで粗く位置決めがされる。このとき、筒状ホルダー１の鉛直下方には円筒状のレンズ吸着治具１３があり、第１のレンズ８を円筒状のレンズ吸着部１３ａに位置決めされ吸着されている（第一の工程）。
【００２１】
このとき円筒状のレンズ吸着部１３ａの外形は第一のレンズ８の外形より若干小さくなるように設計されており、レンズの凸部を逃がすための座繰りが設けられている。さらに前記座繰り部の底面は真空吸引ができるように貫通孔が設けられている。
【００２２】
次に、第１のレンズ８を吸着した前記円筒状のレンズ吸着用治具１３と同時に第二の円筒状の固定用治具１４を鉛直上法に移動させ、前記第二の円筒状の固定用具治１４と押さえ板１１で筒状ホルダー１を挟持して位置決め固定する（第二の工程）。
【００２３】
このとき前記円筒状のレンズ吸着用治具１３と第二の円筒状の固定用治具１４とは互いに摺動して上下動が可能な２重構造となっている。すなわち円筒状のレンズ吸着用治具１３の外周側に第二の円筒状の固定用治具１４が同軸状に設けられている。さらに前記第二の円筒状の固定用治具１４の天面部には、貫通孔２の内部に設けられた段差部７の直径Ｒ３と略等しくかつ段差部７の内壁に設けたリブ３ｃに達しない高さの凸部が設けられている。したがって、前記第二の円筒状の固定用治具の凸部を前記筒状ホルダー１の内部に挿入することにより、筒状ホルダー１と円筒状の吸着治具１３の同軸度は第二の円筒状の固定用治具１４により保証され、さらに第一の固定用治具と押さえ板１１との３方向より挟持することにより精密に位置決めされることとなる。
【００２４】
最後に、第一のレンズ８を位置決めして吸着固定した前記円筒状のレンズ吸着治具１３のみを、鉛直上法に所定の位置まで移動させることで前記筒状ホルダー１の段差部５に前記第一のレンズ８の外周部を当接させた後、円筒状のレンズ吸着部１３ａの真空吸着を解除する（第三の工程）。
【００２５】
このとき、筒状ホルダー１のキックバックによる第一のレンズ８の移動を防止するため、当接後はしばらく放置してから前記円筒状のレンズ吸着部１３ａの真空吸着を解除するほうがよい。
【００２６】
上述した本発明の一実施の形態によるレンズユニットの製造方法によれば、筒状ホルダー１の鉛直下方から上方に第一のレンズ８を挿入して圧入する。そのため、第一のレンズ８の圧入不良あるいは未圧入が発生した場合、第一のレンズ８は円筒状のレンズ吸着部１３ａ上にそのまま残ることになる。したがってある一定以上の力でレンズを圧入された良品の筒状ホルダー１のみを次工程に進めることが可能となる。
【００２７】
上記不良が第一のレンズ８の外形不良に起因するものであれば、他のレンズを交換して再度圧入を実施する。また、筒状ホルダー１の成形精度不良に起因するものであれば他の筒状ホルダーに交換して投入すればよい。
【００２８】
その結果、外形不良の部品の投入を防止できるため、調芯が不要で圧入するのみで組立てが可能な生産性の高い製造方法を提供できる。
【００２９】
さらに、レンズを圧入して固定する工程が常に筒状ホルダー１の鉛直下方より行われるため、筒状ホルダー１内に異物が混入しにくく、すでに混入したものも筒状ホルダー１の位置決め固定時に重力により落下する。したがって複数のレンズを用いたレンズ系を構成する場合、レンズ間の異物混入を防止できるため、レンズユニットの光学特性を向上することが可能となる。
【００３０】
図５（ａ）〜(ｃ）は本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの製造法を示す製造工程を示しており、特に第２のレンズ９の圧入工程を示している。
【００３１】
図６（ａ）〜(ｃ）は本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの製造法を示す製造工程を示しており、特に第３のレンズ１０の圧入工程を示している。
【００３２】
図５、図６ともにレンズの外形とそれに合わせて円筒状のレンズ吸着用治具１５、１７、その天面に設けた円筒状のレンズ吸着部１５ａ、１７ａ、第二の円筒状の固定用治具１６、１８の形状が異なるのみであるため説明は簡略化している。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係るレンズユニットの製造方法は、常に筒状ホルダーに対し鉛直下方よりレンズを挿入して圧入固定するため、外形の小さい外形不良のレンズは圧入されずそのまま吸着部に残ることになる。すなわち製造工程で外形不良のレンズを容易に検知して取り除くことができ、調芯工程の不要な生産性の高いレンズユニットの製造方法を提供できる効果を奏するものであるため、レンズを筒状ワルダーに圧入して固定するレンズユニットの製造方法に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施の形態における筒状ホルダーの断面斜視図
【図２】同筒状ホルダーの底面図
【図３】本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの一例を示す断面図
【図４】（ａ）〜（ｃ）本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの製造方法を示す製造工程図
【図５】（ａ）〜（ｃ）本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの製造方法を示す製造工程図
【図６】（ａ）〜（ｃ）本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの製造方法を示す製造工程図
【符号の説明】
【００３５】
１  筒状ホルダー
２  貫通孔
８  第一のレンズ
９  第二のレンズ
１０  第三のレンズ
１３  円筒状のレンズ吸着用治具
１３ａ  円筒状のレンズ吸着部
１５  円筒状のレンズ吸着用治具
１５ａ  円筒状のレンズ吸着部
１７  円筒状のレンズ吸着用治具
１７ａ  円筒状のレンズ吸着部
【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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