(57)【要約】【課題】温度変化による光軸のずれを防止し、支持精度を向上させることにより高い光学性能を確保できる撮像レンズ構成体、光学モジュール及び携帯端末、並びにこれらの組込み、製造方法を提供する。【解決手段】一または複数のレンズ５、６、７からなる光学系と、該光学系が収納されるバレル２とを有し、バレル２には光軸方向一側に小径開口２ｂが他側に大径開口２ｃが夫々同心状に形成され、大径開口側に押え環２ａを備えた撮像レンズ構成体１において、一のレンズ５のバレル小径開口側の周淵部に形成された断面テーパ状のレンズ側支持部５ａと、バレルの前記一のレンズに対向するレンズ支持面に形成された断面テーパ状のバレル側支持部２ｄとを備え、バレル大径開口側に位置するレンズ７と押え環２ａとの間に弾性部材３を介装し、レンズ側支持部５ａを弾性部材３の付勢力によりバレル側支持部２ｄに位置決め支持する構成とした。【選択図】図１
2007178541.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一または複数のレンズからなる光学系と、該光学系が収納されるバレルとを有し、前記バレルには前記光学系の光軸方向一側に小径開口が他側に大径開口が夫々同心状に形成され、前記大径開口側に位置し光軸中心側が開口した前記バレルに固定される押圧体を備えた撮像レンズ構成体において、
前記光学系の一のレンズのバレル小径開口側の周淵部に形成された断面テーパ状のレンズ側支持部と、前記バレルの前記一のレンズに対向するレンズ支持面に形成された断面テーパ状のバレル側支持部とを備え、
前記光学系のバレル大径開口側に位置するレンズと前記押圧体との間に弾性部材を介装し、前記押圧体を押圧して前記バレルに前記レンズを固定するとともに前記レンズ側支持部を前記弾性部材の付勢力により前記バレル側支持部に位置決め支持することを特徴とする撮像レンズ構成体。
【請求項２】
一または複数のレンズからなる光学系と、該光学系が収納されるバレルとを有し、前記バレルには前記光学系の光軸方向一側に小径開口が他側に大径開口が夫々同心状に形成され、前記大径開口側に位置し光軸中心側が開口した前記バレルに固定される押圧体を備えた撮像レンズ構成体において、
前記光学系の一のレンズのバレル小径開口側の周淵部に形成された断面テーパ状のレンズ側支持部と、前記バレル側に収納され前記一のレンズに対向するレンズ支持面が断面テーパ状の支持体とを備え、
前記光学系のバレル大径開口側に位置するレンズと前記押圧体との間に弾性部材を介装し、前記押圧体を押圧して前記バレルに前記レンズを固定するとともに前記レンズ側支持部を前記弾性部材の付勢力により前記支持体に位置決め支持することを特徴とする撮像レンズ構成体。
【請求項３】
前記支持体が前記バレルの光軸方向断面矩形状凹部に収納されたことを特徴とする請求項２記載の撮像レンズ構成体。
【請求項４】
前記バレルが前記一のレンズとは異なる線膨張係数を有する材質で形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の撮像レンズ構成体。
【請求項５】
前記一のレンズ及び前記バレルの対応する支持部におけるテーパ角度が同一であって、該テーパ角度θは、光学系の光軸方向に対して垂直な断面を０°とした場合に、５°＜θ＜光線入射角度であることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の撮像レンズ構成体。
【請求項６】
前記バレルが樹脂材料で形成され、前記光学系がガラス材料で形成されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の撮像レンズ構成体。
【請求項７】
請求項１若しくは２記載の撮像レンズ構成体と、該撮像レンズ構成体により光像が結像される撮像素子と、前記撮像レンズ構成体と前記撮像素子を収納する筐体と、を備えたことを特徴とする光学モジュール。
【請求項８】
請求項７記載の光学モジュールと、該光学モジュールに電力を供給する電力供給手段と、前記光学モジュールと前記電力供給手段を収納する筐体と、を備えたことを特徴とする携帯端末。
【請求項９】
一または複数のレンズからなる光学系を、光軸方向一側に小径開口が他側に大径開口が夫々同心状に形成されたバレルに挿入して、光軸中心側が開口した押圧体により前記大径開口側から前記光学系を押圧固定する撮像レンズ構成体の組込み方法において、
前記光学系を前記大径開口からバレル内に挿入し、該光学系の一のレンズのバレル小径開口側の周縁部に形成された断面テーパ状のレンズ側支持部と、前記バレルの前記一のレンズに対向するレンズ支持面に形成された断面テーパ状のバレル側支持部とを当接させ、
前記光学系を挿入した後に、該光学系のバレル大径開口側に位置するレンズと前記押圧体の間に弾性部材を介装した状態で付勢力を加えながら前記押圧体を前記バレルに固定し、前記レンズ側支持部が前記バレル側支持部に位置決め支持されるようにしたことを特徴とする撮像レンズ構成体の組込み方法。
【請求項１０】
一または複数のレンズからなる光学系を、光軸方向一側に小径開口が他側に大径開口が夫々同心状に形成されたバレルに挿入して、光軸中心側が開口した押圧体により前記大径開口側から前記光学系を押圧固定する撮像レンズ構成体の組込み方法において、
前記光学系を前記大径開口からバレル内に挿入し、該光学系の一のレンズのバレル小径開口側の周縁部に形成された断面テーパ状のレンズ側支持部と、予め前記バレル側に収納され前記一のレンズに対向するレンズ支持面が断面テーパ状に形成された支持体とを当接させ、
前記光学系を挿入した後に、該光学系のバレル大径開口側に位置するレンズと前記押圧体の間に弾性部材を介装した状態で付勢力を加えながら前記押圧体を前記バレルに固定し、前記レンズ側支持部が前記支持体に位置決め支持されるようにしたことを特徴とする撮像レンズ構成体の組込み方法。
【請求項１１】
請求項９若しくは１０の方法により製造した撮像レンズ構成体と、該撮像レンズ構成体により光像が結像される撮像素子とを筐体に収納して製造することを特徴とする光学モジュールの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１の方法により製造した光学モジュールと、該光学モジュールに電力を供給する電力供給手段とを筐体に収納して製造することを特徴とする携帯端末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一又は複数のレンズをレンズ保持体であるバレルに高い保持精度で以って固定することを可能とした撮像レンズ構成体、該撮像レンズ構成体を備えた光学モジュール及び該光学モジュールを備えた携帯端末、並びにこれらの組込み、製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一又は複数のレンズを筒状のバレル（鏡筒）に保持させ固定した撮像レンズ構成体は、デジタルカメラ、携帯電話搭載カメラ、携帯情報端末搭載カメラ等が装備する撮像光学系に広く用いられている。撮像レンズ構成体は、複数のレンズから構成される場合、特許文献１（特開２００３−２６２７７８号公報）等に記載されるように、光軸方向に互いに当接若しくはレンズ間にマスク等を介在させた状態で積層して一体的に組込まれて構成される。
【０００３】
このような撮像レンズ構成体では、光学性能を維持するためにレンズを適正な位置、状態で保持することが重要である。従って、レンズを一定位置に保持するために、レンズのコバ部は光軸に対して垂直な面を有し、この垂直面を当て付け基準として一定位置を保持する機構を有している。また、レンズ外径とバレル内径を精度良く製造することでレンズが偏芯の影響を受けにくいようにしている。さらに、複数のレンズを安定的に保持する他の方法として、一のレンズにテーパ状凹部を形成し、隣接する他のレンズにテーパ状凸部を形成し、これらを嵌合させることによりレンズ半径方向の位置決めを行う方法もある。さらにまた、バレルのレンズ側支持部にテーパ部を形成し、テーパ部をレンズに押し付けることによりレンズを固定する方法もある。
【０００４】
また、特許文献２（実開平４−１３３２３２号公報）には、レンズの固定時に歪み等を発生させることなく一定位置に固定するようにしたレンズ筐体として、レンズの外周面とレンズ支持胴（バレル）の内周面の間に間隙を形成し、支持胴に穿設した接着剤注入用細長孔から接着剤を注入してレンズを支持固定したレンズ鏡筒が開示されている。この構成により、レンズを宙吊り状に支持することができ、レンズは殆ど無歪み状態で固定されレンズ性能が維持されるとともに、より優れた耐振性を有することとなる。
【０００５】
一方、近年デジタルカメラやフィルム装填カメラ等に多く装備される機能として、レンズを光軸方向に移動させてフォーカシングやズーミングする機能がある。このような機能を有する撮像レンズ構成体では、特に移動時におけるレンズ支持精度に問題が生じることが多い。そこで、特許文献３（特開平２００３−２４１０６０号公報）には、カムピンを駆動させて移動させる移動レンズにおいて、移動レンズの支持精度を向上させ、光軸に対するレンズの倒れ量を少なくして光学性能を維持するようにしたレンズ鏡筒が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−２６２７７８号公報
【特許文献２】実開平４−１３３２３２号公報
【特許文献３】特開平２００３−２４１０６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記したように、光学性能の維持には、レンズが偏芯、位置ずれすることのないように支持精度を向上させることが重要である。近年、携帯電話用撮像光学系や車載用撮像光学系等では、性能保証を行う温度領域が広くなっている。且つ、光学系を搭載する空間的事情により光学系のコンパクト化が求められており、撮像素子が縮小化され、これに伴い撮像光学系の縮小化が進んでいる。そのため、偏芯感度も厳しく、微小なレンズのずれが光学性能に影響を及ぼすこととなる。特に、ガラスレンズとプラスチックバレルのように線膨張係数の異なる材質の組み合わせでは、広い温度領域に対応した熱変形の影響を設計構造的に内包する必要が生じている。さて、近年のこの状況より、広い温度領域で撮像レンズ構成体を用いる際にレンズとバレルの線膨張係数が異なる場合、特に高温時にバレルが膨張してガラスレンズがバレルに比し膨張しないことによりバレル内部でレンズが偏芯してしまい、性能保証が行いにくいという問題が生じる。
【０００８】
特許文献１は、温度変化を考慮した構成ではあるが、温度変化による撮像レンズの焦点位置の変化を、選択に自由度がある材料を用いて機械的に相殺して補正することを目的としており、線膨張係数の差により生じるレンズの偏芯を補正するものではない。また、レンズ若しくはバレルにテーパ部を形成してレンズを固定する方法は、温度変化によってバレルとレンズがともに膨張、縮小し、同軸を確保できることが前提となっており、これも線膨張係数の差により生じるレンズの偏芯を補正するものではない。
特許文献２はレンズの接着構造について言及したものであり、また特許文献３は移動するレンズの支持精度を向上させるものであり、これらに関しても上記課題を解決するものではない。
【０００９】
このように従来技術では、バレルに対してレンズは光学性能が保ちうる精度で一定位置に保持できることを前提としていたため、バレルとレンズに線膨張係数が異なる材質を用いた場合の温度変化による光学性能の低下を防止する技術は提案されていなかった。
従って本発明においては、レンズとバレルに異なる線膨張係数を有する材質を用いた場合であっても、温度変化による光軸のずれを防止し、支持精度を向上させることにより高い光学性能を確保することができる撮像レンズ構成体、光学モジュール及び携帯端末、並びにこれらの組込み、製造方法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】
【００１０】
そこで、本発明はかかる課題を解決するために、第１の発明として、一または複数のレンズからなる光学系と、該光学系が収納されるバレルとを有し、前記バレルには前記光学系の光軸方向一側に小径開口が他側に大径開口が夫々同心状に形成され、前記大径開口側に位置し光軸中心側が開口した前記バレルに固定される押圧体を備えた撮像レンズ構成体において、
前記光学系の一のレンズのバレル小径開口側の周淵部に形成された断面テーパ状のレンズ側支持部と、前記バレルの前記一のレンズに対向するレンズ支持面に形成された断面テーパ状のバレル側支持部とを備え、
前記光学系のバレル大径開口側に位置するレンズと前記押圧体との間に弾性部材を介装し、前記押圧体を押圧して前記バレルに前記レンズを固定するとともに前記レンズ側支持部を前記弾性部材の付勢力により前記バレル側支持部に位置決め支持することを特徴とする。
【００１１】
また第２の発明として、一または複数のレンズからなる光学系と、該光学系が収納されるバレルとを有し、前記バレルには前記光学系の光軸方向一側に小径開口が他側に大径開口が夫々同心状に形成され、前記大径開口側に位置し光軸中心側が開口した前記バレルに固定される押圧体を備えた撮像レンズ構成体において、
前記光学系の一のレンズのバレル小径開口側の周淵部に形成された断面テーパ状のレンズ側支持部と、前記バレル側に収納され前記一のレンズに対向するレンズ支持面が断面テーパ状の支持体とを備え、
前記光学系のバレル大径開口側に位置するレンズと前記押圧体との間に弾性部材を介装し、前記押圧体を押圧して前記バレルに前記レンズを固定するとともに前記レンズ側支持部を前記弾性部材の付勢力により前記支持体に位置決め支持することを特徴とする。
【００１２】
これらの発明によれば、線膨張係数の異なる材質で撮像レンズ構成体を形成した場合においても、温度変化によりずれが生じることがなく、レンズの偏芯を防止することが可能で、延いては光学性能を高く維持することができる。
これは、弾性部材の付勢力により、レンズ側支持部のテーパ状傾斜面がこれに対面するバレル側支持部のテーパ状傾斜面に沿って滑りながら押し付けられる構成となっているため、バレル若しくはレンズが熱変形した場合であってもレンズ側支持部とバレル側支持部が確実に嵌合する。従って、光軸垂直断面上におけるレンズ位置が精度良く保たれ、レンズの偏芯を確実に防止でき、延いては光学性能を高く維持することが可能となる。
また、第１の発明によれば、バレル自体にレンズを支持するテーパ状のバレル側支持部を形成しているため、組立てが容易であり、部品点数も少なくてすむ。また、第２の発明によれば、バレルに支持体を収納し、該支持体によりレンズを支持する構成としているため、レンズの光軸方向位置を適宜設定できるという利点がある。
【００１３】
さらに、前記第１の発明若しくは前記第２の発明において、前記支持体が前記バレルの光軸方向断面矩形状凹部に収納されたことを特徴とする。
この発明の好適な構成として、前記支持体が前記バレルの軸断面矩形状凹部に収納され、複数のレンズで構成される光学系のうち前記矩形状凹部より大径開口側に位置する第１のレンズと、該矩形状凹部より小径開口側に位置する他のレンズと、を備え、前記支持体の小径開口側に平面状の押え面が形成され、該押え面が前記他のレンズに接するとともに、前記支持体の大径開口側に断面テーパ状の支持面が形成され、該支持面が前記第１のレンズのレンズ側支持部に接するように配置し、前記弾性部材の付勢力により前記第１のレンズを前記支持体に位置決め支持する構成とする。
【００１４】
このように、支持体の一方の面をテーパ状に形成して第１のレンズを支持し、他方の面を平面状に形成して他のレンズを押さえることにより、第１のレンズの位置決めをしながら他のレンズを含むバレル内のレンズに均等に付勢力が伝わることとなり、光学系全体の安定的な固定が可能となる。このとき、支持体は、バレルと線膨張係数が略同一若しくは近似する材質で形成されることが好ましく、これにより環境温度が変化した場合においてもバレルと支持体のずれ、歪みを防げる。
さらにまた、前記バレルが前記一のレンズとは異なる線膨張係数を有する材質で形成されることを特徴とする。
【００１５】
また、前記一のレンズ及び前記バレルの対応する支持部におけるテーパ角度が同一であって、該テーパ角度θは、光学系の光軸方向に対して垂直な断面を０°とした場合に、５°＜θ＜光線入射角度であることを特徴とする。
本発明によれば、弾性部材によって光学系を光軸方向支持部側に押し当てる力により、レンズ側支持部とバレル側支持部が確実に嵌合し、光学系を安定的に固定し得る。
【００１６】
本発明において、テーパ角度θの下限値は、バレルとレンズの摩擦係数から算出される。即ち、光軸方向に押し当てる力が支持部同士の摩擦力より小さいとこれらが当接しないためずれを生じる。従って、温度変化が生じた際のガタにより光軸のずれを生じさせないためには、規定角度以上の傾斜を持ち、支持部同士が滑る状態としなければならない。例えば、摩擦係数が０．１のとき、θ＞５．７°が必要であり、想定しうる条件の最も摩擦係数が小さい場合では５°以上が必要となる。
尚、摩擦係数をμ、テーパ角度をθ（0°＝光軸と垂直）、レンズを押し当てる力をＦとすると、摩擦力より押し当てる力が強くないと当接しないため、次式が成り立つ。
Ｆｓｉｎθ＞μ・Ｆｃｏｓθ  →  ｓｉｎθ＞μ・ｃｏｓθ
従って、μ＝０．１としてθ＞５．７が必要となる。
【００１７】
さらに、テーパ角度の上限は、標準的な撮像光学系における光線の最大入射角度により規定される。光線入射角度よりもテーパ角度が大きい（光軸に平行に近づく方向）場合、入射光線が直接バレル側支持部の内側に当たってしまうため、フレアとなる可能性が高いため不適であり、従って最大入射角度より小さいことが要件となり、好適には４５°以下とする。
上記したようにテーパ角度θを設定することにより、弾性部材によって光学系を光軸方向支持部側に押し当てる力により、レンズ側支持部とバレル側支持部が確実に嵌合し、光学系を安定的に固定し得る。
【００１８】
さらにまた、前記バレルが樹脂材料で形成され、前記光学系がガラス材料で形成されることを特徴とする。
光学系を構成するにあたり、ガラスレンズはその硝材の選択肢の広さから樹脂製レンズに比べ、光学系の性能向上に有用である。また、バレルにおいては、コスト面、形状の自由度においても樹脂製バレルの使用が金属バレルに比べ有利である。
従って、ガラスレンズと樹脂製バレルにより撮像光学系を構成することが、性能面を有利に働くようにするためには好適である。
さらに好適には、ガラスレンズの形状の自由度の面でその製造方法を考慮すると、研磨ガラスに比べガラスモールドレンズが勝る。従って、自由度が高いガラスモールドレンズが製造上有利となる。製造上の自由度と性能向上を目指すにあたっては、ガラスモールドレンズの使用は好適である。
【００１９】
また、上記した撮像レンズ構成体を備えた光学モジュールの発明として、前記撮像レンズ構成体と、該撮像レンズ構成体により光像が結像される撮像素子と、前記撮像レンズ構成体と前記撮像素子を収納する筐体と、を備えたことを特徴とする。これにより、温度変化にも対応した光学性能の高い光学モジュールを提供することが可能となる。
さらに、前記光学モジュールを備えた携帯端末の発明として、前記光学モジュールと、該光学モジュールに電力を供給する電力供給手段と、前記光学モジュールと前記電力供給手段を収納する筐体と、を備えたことを特徴とする。このように、電池から光学モジュールの駆動源に電力供給することで、部品点数の削減、及び携帯端末の小型化が実現可能である。
【００２０】
また、これらを組込み、製造する方法として、一または複数のレンズからなる光学系を、光軸方向一側に小径開口が他側に大径開口が夫々同心状に形成されたバレルに挿入して、光軸中心側が開口した押圧体により前記大径開口側から前記光学系を押圧固定する撮像レンズ構成体の組込み方法において、
前記光学系を前記大径開口からバレル内に挿入し、該光学系の一のレンズのバレル小径開口側の周縁部に形成された断面テーパ状のレンズ側支持部と、前記バレルの前記一のレンズに対向するレンズ支持面に形成された断面テーパ状のバレル側支持部とを当接させ、
前記光学系を挿入した後に、該光学系のバレル大径開口側に位置するレンズと前記押圧体の間に弾性部材を介装した状態で付勢力を加えながら前記押圧体を前記バレルに固定し、前記レンズ側支持部が前記バレル側支持部に位置決め支持されるようにしたことを特徴とする。
【００２１】
また、一または複数のレンズからなる光学系を、光軸方向一側に小径開口が他側に大径開口が夫々同心状に形成されたバレルに挿入して、光軸中心側が開口した押圧体により前記大径開口側から前記光学系を押圧固定する撮像レンズ構成体の組込み方法において、
前記光学系を前記大径開口からバレル内に挿入し、該光学系の一のレンズのバレル小径開口側の周縁部に形成された断面テーパ状のレンズ側支持部と、予め前記バレル側に収納され前記一のレンズに対向するレンズ支持面が断面テーパ状に形成された支持体とを当接させ、
前記光学系を挿入した後に、該光学系のバレル大径開口側に位置するレンズと前記押圧体の間に弾性部材を介装した状態で付勢力を加えながら前記押圧体を前記バレルに固定し、前記レンズ側支持部が前記支持体に位置決め支持されるようにしたことを特徴とする。
【００２２】
さらに、上記した製造方法により製造した撮像レンズ構成体と、該撮像レンズ構成体により光像が結像される撮像素子とを筐体に収納して製造することを特徴とする光学モジュールの製造方法を提案する。
さらにまた、上記した製造方法により製造した光学モジュールと、該光学モジュールに電力を供給する電力供給手段とを筐体に収納して製造することを特徴とする携帯端末の製造方法を提案する。
【発明の効果】
【００２３】
以上記載のごとく本発明によれば、光学系とバレルの接触面に適切な角度を持つテーパ状支持部を設け、且つ弾性部材により適切な圧力でレンズを押さえる構造とすることにより、光学系とバレルが異なる線膨張係数を有する材料であっても、温度変化により光学系のずれが生じることがなく、光学系の偏芯を防止することが可能で、延いては光学性能を高く維持することが可能となり、小型化された光学モジュール及び携帯端末等にも好適に装備できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の実施例１に係る撮像レンズ構成体の側断面図、図２は本発明の実施例２に係る撮像レンズ構成体の側断面図、図３は本発明の実施例３に係る撮像レンズ構成体の側断面図、図４は本発明の実施例４に係る撮像レンズ構成体の側断面図、図５は図１の撮像レンズ構成体を備えた光学モジュールを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図、図６は図１の撮像レンズ構成体を備えた携帯電話機の一例を示し、（ａ）は開状態の外観斜視図、（ｂ）は閉状態の外観斜視図である。
【００２５】
本実施例に係る撮像レンズ構成体は、一又は複数のレンズからなる光学系をバレルに一体的に保持した構成を有するものである。光学系とバレルは異なる線膨張係数を有する。
具体的な撮像レンズ構成体の構成例を図１乃至図４に示す。図１乃至図４において、紙面上側が物体側（被写体側）、下側が像側である。
【００２６】
図１に示される撮像レンズ構成体１は、バレル２内に３枚のレンズ５、６、７を組込んだ構成となっており、レンズ同士は互いにレンズ面の少なくとも一部が当接して積層されている。最も物体側（被写体側）のレンズ５はガラスレンズで、光軸方向に順に２番目、３番目のレンズ６、７は樹脂製レンズで構成されている。これらのレンズ５、６、７は被写体側から徐々に径が大きくなるように構成されている。尚、単一のレンズがバレル２に保持されていてもよい。
バレル２は筒状であり内部にレンズを収納するようになっている。バレル２の内径は、夫々のレンズ外径に沿うように形成され、複数の外径の異なるレンズ５、６、７が収納されるように階段状に拡径する円形の凹部を有している。また、該バレル２の一面側には小径開口２ｂと大径開口２ｃが形成されており、これらの開口２ｂ、２ｃは光軸上に同心状に位置される。大径開口２ｃ側には円環状の押え環３が嵌合するようになっており、レンズ組込み後に該押え環３を押圧して嵌め込み、レンズが脱落しないようにしている。
【００２７】
また本実施例の特徴的な構成として、最も小径開口２ｂ側（図１では物体側）に位置するレンズ５に断面テーパ状のレンズ側支持部５ａを形成し、これに整合するごとくバレル２の小径開口２ｂにも断面テーパ状のバレル側支持部２ｄを形成している。レンズ側支持部５ａは、画像を取り込む撮像領域外に形成され、所定のテーパ角度θを有するようにレンズ周淵部に沿って凸状に形成される。一方、バレル２の支持部２ｄは、レンズ側支持部５ａに当接するように凹状に形成される。さらに本実施例では、最も大径開口２ｃ側に位置するレンズ７と、押え環２ａとの間に弾性部材３を介装した構成としている。該弾性部材３は、押圧力を加えられた状態で固定され、該弾性部材３の付勢力によりレンズ５、６、７からなる光学系を光軸方向物体側へ押し付ける構成となっている。このとき、弾性部材３へ加える押圧力は、レンズ側支持部５ａとバレル側支持部２ｄの摩擦力より大きく、且つ環境温度が変化した場合においても対応可能であるように、熱変形が最大である時にもレンズに対して摩擦力より大きな付勢力が加わるような力とする。
さらに、レンズ６のコバ部は、光軸に対して垂直な面６ａを有し、この垂直面６ａを当て付け基準にして一定位置を保持する機構を有している。勿論、レンズ６の垂直面６ａに対してバレル２も垂直面２ｅを有するようにし、互いに当接させて位置決めする。
【００２８】
ここで、レンズ側支持部５ａ及びバレル側支持部２ｄのテーパ角度θは、光学系の光軸方向に対して垂直な断面を０°とした場合に、５°＜θ＜光線入射角度であることが好適である。テーパ角度θの下限値は、バレルとレンズの摩擦係数から算出される。即ち、光軸方向に押し当てる力が支持部同士の摩擦力より小さいとこれらが当接しないためずれを生じる。従って、温度変化が生じた際のガタにより光軸のずれを生じさせないためには、規定角度以上の傾斜を持ち、支持部同士が滑る状態としなければならない。例えば、摩擦係数が０．１のとき、θ＞５．７°が必要であり、想定しうる条件の最も摩擦係数が小さい場合では５°以上が必要となる。
尚、摩擦係数をμ、テーパ角度をθ（0°＝光軸と垂直）、レンズを押し当てる力をＦとすると、摩擦力より押し当てる力が強くないと当接しないため、次式が成り立つ。
Ｆｓｉｎθ＞μ・Ｆｃｏｓθ  →  ｓｉｎθ＞μ・ｃｏｓθ
従って、μ＝０．１としてθ＞５．７が必要となる。
【００２９】
さらに、テーパ角度θの上限は、標準的な撮像光学系における光線の最大入射角度により規定される。光線入射角度よりもテーパ角度θが大きい（光軸に平行に近づく方向）場合、入射光線が直接バレル側支持部２ｄの内側に当たってしまうため、フレアとなる可能性が高いため不適であり、従って最大入射角度より小さいことが要件となり、好適には４５°以下とする。
上記したようにテーパ角度θを設定することにより、弾性部材３によって光学系を支持部に押し当てる力により、レンズ側支持部５ａとバレル側支持部２ｄが滑りながら確実に嵌合し、光学系を安定的に固定し得る。
【００３０】
弾性部材３は、バレル２の構成材料よりも弾性係数の低い部材で構成され、例えばゴム、ウレタン等の材質自体がバレル２よりも弾性係数が低い樹脂、若しくは金属製の板バネ等の構造的にバレル２よりも弾性係数が低い部材などが挙げられる。該弾性部材３は黒色であることが好ましく、これにより入射光の不要な反射を抑えることができる。
また、弾性部材３は、光学系の周方向に断続的に存在するように配置してもよいし、光学系の周方向に無端状若しくは有端状リング状に延在するように配置してもよく、光学系に対して周方向に均一に押圧力を加えることができる構成とする。
【００３１】
本実施例に係る撮像レンズ構成体１の組込み方法は、まず、バレル２の押え環３を取り外した状態で、最も物体側に位置するレンズ５を大径開口２ｃから挿入する。該レンズ５はバレル２内でレンズ側支持部５ａとバレル側支持部２ｄが当接した状態で固定される。次に、他のレンズ６、７を順次バレル２内に挿入する。このとき、レンズ間にマスク等の他の部材を挿入してもよい。最後のレンズ７を挿入後に、弾性部材３をバレル内に挿入し、該弾性部材３に所定の押圧力を加えた状態で押え環２ａを嵌め込む。押え環２ａは、ねじにより固定するようにしてもよいし、接着剤により固定するようにしてもよい。ねじで固定する場合には、ねじを回転させることで所定圧となるまで締め付けることが好ましい。
【００３２】
図２に示される撮像レンズ構成体１は、バレル２に２枚のレンズを組込む構成となっている。最も物体側のレンズ１０は樹脂製レンズ、像側に位置する２番目のレンズ１２はガラスレンズで構成されており、レンズ１０とレンズ１２の間には間隙１１が存在している。
また、像側のレンズ１２の物体側のコバ部に断面テーパ状のレンズ側支持部１２ａを設け、同様に該レンズ側支持部１２ａに当接するバレル２にも断面テーパ状のバレル側支持部２ｆを設けている。さらに、像側レンズ１２と押え環２ａとの間に弾性部材３を配して光学系に光軸方向物体側への押圧力を付与し、押し当て構造を形成している。
【００３３】
図３に示される撮像レンズ構成体１は、バレル２に２枚のレンズを組込む構成となっている。最も物体側のレンズ１３、像側に位置する２番目のレンズ１５の何れもガラスレンズで構成されており、物体側レンズ１３と像側レンズ１５は間隙１４を介して積層される。像側レンズ１５の物体側のコバ部には断面テーパ状のレンズ側支持部１５ａを設け、物体側レンズ１３と像側のレンズ１５の間に支持体４を設けている。該支持体４は、バレル２に固定されるように収納され、像側レンズ１５のレンズ側支持部１５ａに当接するごとく断面テーパ状の支持面４ａと、物体側に形成された平面状の押え面４ｂとを有する断面三角形状に形成されている。押え面４ｂは、物体側レンズ１３の周縁部に当接して該レンズ１３を押えて固定するようになっている。支持体４は、バレル２と線膨張係数が略同一若しくは近似する材質で形成されることが好ましく、これにより環境温度が変化した場合においてもバレル２と支持体４のずれ、歪みを防げる。尚、バレル２と異なる線膨張係数が略同一若しくは近似する材質であっても同様の効果を得ることもでき、弾性部材であってもよい。さらに、像側レンズ１５と押え環２ａの間に弾性部材３を配して光学系に物体側への付勢力を与えて、押し当て構造を形成している。
【００３４】
図４に示される撮像レンズ構成体１は、図３の撮像レンズ構成体１の構成に加えて、物体側レンズ１３の物体側のコバ部にも断面テーパ状のレンズ側支持部１３ａを設けている。さらに、該レンズ側支持部１３ａに接しているバレル２にも同様に断面テーパ状のバレル側支持部２ｇを設けている。これにより、弾性部材３による付勢力が、像側レンズ１５及び物体側レンズ１３の両方に伝わり、両レンズ１３、１５の支持部においてバレル２若しくは支持体４の支持部に当接して押圧され、位置決め支持されるようになっている。
【００３５】
図１乃至図４に示した実施例によれば、テーパ状のレンズ側支持部と、これに整合するテーパ状のバレル側支持部若しくは支持体とを当接させ、且つ弾性部材３により、光学系に対して支持部へ向かう押圧力を付与する押し当て構造とすることにより、線膨張係数の異なる材質で撮像レンズ構成体を形成した場合においても、温度変化によりずれが生じることがなくレンズの偏芯を防止することが可能で、延いては光学性能を高く維持することが可能となる。
【００３６】
また、図１乃至図４において、大径開口２ｃ側のバレル面または他の部材との間に、弾性係数が低い部材を介在させるようにしてもよい。これは、光学系の押し当て構造において、通常時のみならず、バレル２が伸びて光学系が相対的に変化しない高温状態においても押し当て構造が働いている必要があるが、本構成のように弾性係数の低い部材を弾性部材の役割として持たせる構造とすることで、高温状態においても押し当て構造を確実に機能させ、光学系の安定的な固定を可能としている。
【００３７】
さらに、図１乃至図４において、バレル２を樹脂材料で形成し、光学系をガラス材料で形成することが好ましい。光学系を構成するにあたり、ガラスレンズはその硝材の選択肢の広さから樹脂製レンズに比べ、光学系の性能向上に有用である。また、バレル２においては、コスト面、形状の自由度においても樹脂製バレルの使用が金属バレルに比べ有利である。従って、ガラスレンズと樹脂製バレルにより撮像光学系を構成することが、性能面を有利に働くようにするためには好適である。尚、光学系をガラスで形成した場合、線膨張係数が５０〜１５０×１０−７である光学グレードのガラスレンズが好ましく、光学系を樹脂で形成した場合、材料としてはポリカーボネートやシクロオレフィンポリマーなどが挙げられる。一方、光学系を樹脂で形成した場合は、線膨張係数が６〜７×１０−５である光学グレードの樹脂製レンズが好ましい。また、樹脂製バレルの場合は、ベースや含有物により異なるが、線膨張係数が３〜７×１０−５であることが好ましい。
さらに好適には、ガラスレンズの形状の自由度の面でその製造方法を考慮すると、研磨ガラスに比べガラスモールドレンズが勝る。従って、自由度が高いガラスモールドレンズが製造上有利となる。製造上の自由度と性能向上を目指すにあたっては、ガラスモールドレンズの使用は好適である。
【００３８】
以上説明したような特徴を有する撮像レンズ構成体１は、高い光学性能を有することから、図５に示すような撮像素子を用いた光学モジュール２０に適しており、さらにこの光学モジュール２０は小型化に適していることから、図６に示すような携帯電話機４０、携帯端末デジタルカメラ、携帯電話搭載カメラ等の携帯端末に好適に搭載できる。
【００３９】
図６（ａ）、（ｂ）は、本実施例に係る撮像レンズ構成体１を採用した光学モジュール２０を搭載した携帯電話機４０の一実施例を示す外観斜視図である。携帯電話機４０はいわゆる折り畳み式の携帯電話機として構成されており、図６（ａ）は開状態を、（ｂ）は閉状態を示している。
携帯電話機４０は、受話筐体４１と、送話筐体４２とを備え、受話筐体４１及び送話筐体４２は連結部４３により開閉可能に連結されている。受話筐体４１及び送話筐体４２は、閉状態で互いに対向する面（正面）側の正面側ケース４１ｃ、４２ｃと、その背面側の背面側ケース４１ｄ、４２ｄとをそれぞれ備えている。これらケースは、例えば樹脂により夫々一体成形される。
【００４０】
受話筐体４１には、正面側に画像を表示するメイン表示部４４と、その背面側に画像を表示するサブ表示部４５とが、夫々各面に沿って設けられている。メイン表示部４４及びサブ表示部４５は、例えば液晶表示ディスプレイによって構成される。また、受話筐体４１には、背面側ケース４１ｄに設けられた開口部４１ｅから被写体を撮像するための光学モジュール２０と、背面側から発光するストロボ４７とが設けられている。
送話筐体４２は正面側に操作部４８を備えている。操作部４８には、テンキーボタン４８ａ等の携帯電話機４０を操作するための各種ボタンが配置されている。携帯電話機４０は、テンキーボタン４８ａへの入力操作に応じて、無線通信や光学モジュール２０による撮像を行う。
【００４１】
尚、携帯電話機４０の内部には、無線通信用の高周波回路アンテナ、通話用のマイクやスピーカが設けられているが、図示は省略する。
また、同様に図示は省略しているが、操作部４８の反対面にはカバーを有し、カバーを開放すると電池収納部があり、この電池から光学モジュール２０の駆動源に電力を供給することで、部品点数の削減、及び携帯電話機４９の小型化を実現している。
【００４２】
図５（ａ）は光学モジュール２０の斜視図、図５（ｂ）は図５（ａ）のＩ−Ｉ線における断面図である。なお、図４に設定した直交座標系のｙ軸方向が光軸方向であり、図４（ａ）の紙面左下側及び図５（ｂ）の紙面上方側が物体側（被写体側；図６（ｂ）の紙面上方側）である。
光学モジュール２０は、光軸方向において、物体側（被写体側）から順に、被写体側カバー２１、シャッタユニット２２、レンズ用基体２４、基板カバー２５及び基板２６が積層され、全体形状が光軸方向に薄い薄型直方体に概ね形成されている。
【００４３】
具体的には、被写体側カバー２１、レンズ用基体２４、基板カバー２５、基板２６は、光軸方向にみて略同程度の大きさの略矩形状に形成されており、これら各部の側面は全体形状の側面を構成し、被写体側カバー２１及び基板２６は全体形状の被写体側の面及びその裏面を構成している。光学モジュール２０は、比較的小型のモジュールとして構成されており、例えば、光軸に直交する面の広さは２２ｍｍ×１６ｍｍ、光軸方向の厚さは６．９ｍｍである。
尚、光学モジュール２０は、図５（ｂ）に示すように、レンズを光軸方向に駆動するためのモータ２３を内蔵しており、レンズの光軸方向の移動による合焦位置の調整が可能である。
【００４４】
被写体側カバー２１は、全体として矩形の箱体状に形成され、ｘ軸方向の一端側には、被写体側カバーの広さの略半分の大きさの矩形状の開口部が開口し、シャッタユニット２２の大部分が露出する。被写体側カバー２１は、例えば金属により形成されている。尚、光学モジュール２０において、被写体側カバー２１は省略してもよい。
シャッタユニット２２は、外形が、全体として撮像レンズ構成体２４の略半分の広さを有する薄型の略直方体状に形成されている。
シャッタユニット２２のレンズ用基体２４側には、光路を中心とする円形の凹部２２ａが設けられており、凹部２２ａには図１乃至図４に示した撮像レンズ構成体１が挿入され、凹部２２ａは撮像レンズ構成体１の移動領域の一部を規定することも可能である。撮像レンズ構成体１の構成については、図１乃至図４にて説明した通りである。
【００４５】
モータ２３は、光軸に対してシャッタユニット２２と並列に、即ち、光軸に直交する方向においてシャッタユニット２２とモータ２３とが配列されるようにレンズ用基体２４の被写体側に設けられている。また、モータ２３は撮像レンズ構成体１の径方向外側に位置し、例えばステッピングモータにより構成される。尚、モータ２３の被写体側には、シャッタユニット２２、モータ２３等を基板２６に対して電気的に接続するためのフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）（不図示）が設けられている。モータ２３の動作は、図５に示した携帯電話機４０の不図示の制御部により、ＦＰＣや基板２６を介して制御される。
【００４６】
基板カバー２５は、例えば樹脂により形成され、全体形状は概ね薄型の直方体である。基板カバー２５には、光路を確保するための開口部（不図示）が設けられ、基板２６側には、基板２６に設けられる各種の部品を収容可能な凹部２５ａが複数設けられている。尚、基板カバー２５の撮像レンズ構成体１側にはＩＲカットフィルタが設けられている。
基板２６は、硬質の基板材料により剛体の基板として構成され、全体として略矩形状に形成されている。基板２６は、例えば硬質の樹脂により形成された絶縁層に、パターン層、グランド層、電源層が積層された多層式のプリント基板である。
【００４７】
基板２６の被写体側の面には、撮像レンズ構成体１により光像が結像され、結像された光像に応じた信号を出力する撮像素子２７等の各種電子部品が設けられている。
撮像素子２７は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサにより形成され、受光した光に応じた信号を出力する。撮像素子２７により出力された信号は、基板２６及びＦＰＣを介して図６に示す携帯電話機４０の表示部用の基板等に設けられた画像処理部に出力されて処理される。そして光像の画像はメイン表示部４４又はサブ表示部４５に表示される。この撮像素子２７は、図１乃至図４のレンズ５、６、７、１０、１２、１３、１５等の光学系の撮像素子に相当する。
【００４８】
このように、本実施例の撮像レンズ構成体１は、撮像素子２７を用いた光学モジュール２０に適用でき、さらに光学モジュール２０を装備した携帯電話機４０等の携帯端末に適用できる。本実施例の撮像レンズ構成体１は高い光学性能を有することから、高精度の画像が得られ、小型化が可能な光学モジュール２０及び携帯端末４０を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施例１に係る撮像レンズ構成体の側断面図である。
【図２】本発明の実施例２に係る撮像レンズ構成体の側断面図である。
【図３】本発明の実施例３に係る撮像レンズ構成体の側断面図である。
【図４】本発明の実施例４に係る撮像レンズ構成体の側断面図である。
【図５】図１の撮像レンズ構成体を備えた光学モジュールを示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）のＩ−Ｉ線断面図である。
【図６】図１の撮像レンズ構成体を備えた携帯電話機の一例を示し、（ａ）は開状態の外観斜視図、（ｂ）は閉状態の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００５０】
１      撮像レンズ構成体
２      バレル
２ａ    押え環
２ｂ    小径開口
２ｃ    大径開口
２ｄ、２ｆ、２ｇ  バレル側支持部
３      弾性部材
４      支持体
４ａ    支持面
４ｂ    押え面
５、６、７、１０、１２、１３、１５  レンズ
５ａ、１２ａ、１３ａ、１５ａ  レンズ側支持部
２０    光学モジュール
４０    携帯電話機
４１    受話筐体
４２    送話筐体
【図１】
2007178541.tif 000003
【図２】
2007178541.tif 000004
【図３】
2007178541.tif 000005
【図４】
2007178541.tif 000006
【図５】
2007178541.tif 000007
【図６】
2007178541.tif 000008