(57)【要約】【課題】温度変化に対しても性能を安定に維持することのできるレンズユニットを提供する。【解決手段】複数のレンズと、前記複数のレンズを保持するレンズ枠と、を備えるレンズユニットであって、前記複数のレンズは、それらの光軸が互いに一致した状態に配列され、前記レンズ枠は、前記複数のレンズの外径より小さい径に巻かれたシート状部材であって、その巻き径を拡大されると該巻き径を縮小させる方向に作用する弾性を有しており、前記複数のレンズの外周のうち半周よりも大きい範囲を覆って該複数のレンズの外周に巻き付けられている。【選択図】図２
2012073296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズと、前記複数のレンズを保持するレンズ枠と、を備えるレンズユニットであって、
前記複数のレンズは、それらの光軸が互いに一致した状態に配列され、
前記レンズ枠は、前記複数のレンズの外径より小さい径に巻かれたシート状部材であって、その巻き径を拡大されると該巻き径を縮小させる方向に作用する弾性を有しており、前記複数のレンズの外周のうち半周よりも大きい範囲を覆って該複数のレンズの外周に巻き付けられているレンズユニット。
【請求項２】
請求項１に記載のレンズユニットであって、
前記複数のレンズの各々には、隣り合うレンズとの嵌合部が設けられているレンズユニット。
【請求項３】
請求項１に記載のレンズユニットであって、
前記複数のレンズの各々には、それらの配列方向に整列するガイド孔又はガイド溝が複数設けられているレンズユニット。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のレンズユニットであって、
前記レンズ枠は、前記複数のレンズの外周を全周にわたって覆っているレンズユニット。
【請求項５】
請求項４に記載のレンズユニットであって、
前記レンズ枠は、遮光性であるレンズユニット。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のレンズユニットであって、
前記複数のレンズ、及び前記レンズ枠の耐熱温度は、２００℃以上であるレンズユニット。
【請求項７】
請求項６に記載のレンズユニットであって、
前記レンズ枠は、アルミニウム、ステンレス、燐青銅、バネ鋼の群から選ばれる１種の金属、又は該金属を含む合金からなるレンズユニット。
【請求項８】
請求項６に記載のレンズユニットであって、
前記レンズ枠は、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリアルキルチオフェンの群から選ばれる１種の樹脂からなるレンズユニット。
【請求項９】
複数のレンズと、これらのレンズを保持するレンズ枠と、を備えるレンズユニットの製造方法であって、
前記複数のレンズを、それらの光軸が互いに一致した状態に配列し、
前記複数のレンズの外径より小さい径に巻かれたシート状部材であって、その巻き径を拡大されると該巻き径を縮小させる方向に作用する弾性を有するレンズ枠を、前記複数のレンズの外周のうち半周よりも大きい範囲を覆って該複数のレンズの外周に巻き付けるレンズユニットの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のレンズユニットの製造方法であって、
前記複数のレンズの各々には、隣り合うレンズとの嵌合部が設けられており、
前記複数のレンズの各々の嵌合部を隣り合うレンズの嵌合部と嵌合させ、前記複数のレンズの光軸を互いに一致させるレンズユニットの製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載のレンズユニットの製造方法であって、
前記複数のレンズの配列方向に沿う複数のガイドバーを前記複数のレンズにそれぞれ係合させ、前記複数のレンズの光軸を互いに一致させるレンズユニットの製造方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載のレンズユニットの製造方法であって、
３本以上の前記ガイドバーを用い、これらのガイドバーを、前記複数のレンズの各々の外周面に、その周方向に等しい間隔をおいて接触させるレンズユニットの製造方法。
【請求項１３】
請求項１１に記載のレンズユニットの製造方法であって、
前記複数のレンズの各々には、それらの配列方向に整列するガイド孔又はガイド溝が複数設けられており、
前記配列方向に整列する複数の前記ガイド孔又はガイド溝の群に前記ガイドバーをそれぞれ通すレンズユニットの製造方法。
【請求項１４】
請求項１１から請求項１３のいずれか一項に記載のレンズユニットの製造方法に用いられる治具であって、
前記複数のガイドバーと、これらのガイドバーを保持する基台とを備える治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズユニット、レンズユニットの製造方法、及び該製造方法に用いられる治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話や監視カメラなどに用いられる撮像ユニットは、一般に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal−Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの固体撮像素子と、固体撮像素子の受光面に結像するレンズユニットとで構成されている。そして、レンズユニットは、複数のレンズと、これらのレンズを保持するレンズ枠とで構成されている。
【０００３】
レンズユニットに含まれるレンズは、一般に、所定の光学特性を有するガラスや樹脂からなるレンズが用いられる。近年では、安価で成形性に優れる樹脂で形成されたレンズが多用されている。レンズ枠は、比較的剛性のある金属で形成された筒状の部材が用いられている。複数のレンズは、レンズ枠の内部に嵌め込まれ、それらの光軸を互いに一致させた状態で、所定の間隔を置いて保持される。
【０００４】
上記の撮像ユニットは、その内部に組み込んだ固体撮像素子などの電気部品をカメラ本体側の電源・画像処理回路・制御回路等と接続する必要があるが、この接続工程をリフロー処理することで組み立て工程が短縮できることから、リフロー処理の高温に耐え得るレンズユニットや撮像ユニットが強く要望されている。リフロー処理とは、回路基板上で部品を実装する箇所に予めハンダを配置し、そこに部品を配置して回路基板ごと加熱し、それによってハンダを溶融させ、部品を回路基板にハンダ付けする処理を言う。
【０００５】
リフロー処理において、撮像ユニットは２００℃以上の温度に晒される。樹脂で形成されたレンズと、金属で形成されたレンズ枠とでは、熱膨張率が異なり、リフロー処理における高温環境では、両者の膨張量に顕著な差が生じ得る。それに起因してレンズやレンズ枠に過大な応力が作用し、レンズやレンズ枠に破損や変形を生じる虞がある。
【０００６】
なお、レンズ枠を簡易で柔軟な構造としたレンズユニットも知られており、例えば、互いに位置決めされた複数のレンズの外周を、弾性材料や熱収縮スリーブで一体的に包んで構成されたレンズユニットが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。これによれば、レンズとレンズ枠との熱膨張量の差を吸収することができるが、複数のレンズをレンズ枠によって強固に保持することは困難であり、複数のレンズの光軸にズレが生じる虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実開昭６２−１１８２１３号公報
【特許文献２】特開昭６２−１５３９０８号公報
【特許文献３】特開２００５−１７６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、温度変化に対しても性能を安定に維持することのできるレンズユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）複数のレンズと、前記複数のレンズを保持するレンズ枠と、を備えるレンズユニットであって、前記複数のレンズは、それらの光軸が互いに一致した状態に配列され、前記レンズ枠は、前記複数のレンズの外径より小さい径に巻かれたシート状部材であって、その巻き径を拡大されると該巻き径を縮小させる方向に作用する弾性を有しており、前記複数のレンズの外周のうち半周よりも大きい範囲を覆って該複数のレンズの外周に巻き付けられているレンズユニット。
（２）複数のレンズと、これらのレンズを保持するレンズ枠と、を備えるレンズユニットの製造方法であって、前記複数のレンズを、それらの光軸が互いに一致した状態に配列し、前記複数のレンズの外径より小さい径に巻かれたシート状部材であって、その巻き径を拡大されると該巻き径を縮小させる方向に作用する弾性を有するレンズ枠を、配列された前記複数のレンズの外周のうち半周よりも大きい範囲を覆って該複数のレンズの外周に巻き付けるレンズユニットの製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、温度上昇に伴う複数のレンズの膨張に対して、レンズ枠が拡径して各レンズに作用する応力を緩和する。よって、各レンズの変形や破損を防止することができる。そして、常温に戻るのに伴って複数のレンズは収縮し、それに追従して、レンズ枠が、その弾性によって縮径し、各レンズを把持しつづける。よって、複数のレンズを、それらの光軸が一致した状態に強固に保持することができる。以上により、温度変化に対してもレンズユニットの性能を安定に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】撮像ユニットの一例を示す図。
【図２】本発明の実施形態を説明するための、レンズユニットの一例を示す図。
【図３】図２のレンズユニットの製造方法の一例を示す図。
【図４】図２のレンズユニットの変形例を示す。
【図５】本発明の実施形態を説明するための、レンズユニットの他の例を示す図。
【図６】図５のレンズユニットの製造に用いる治具の一例を示す図。
【図７】図５のレンズユニットの製造方法の一例を示す図。
【図８】図５のレンズユニットの変形例を示す図。
【図９】本発明の実施形態を説明するための、レンズユニットの他の例を示す図。
【図１０】図９のレンズユニットの製造に用いる治具の一例を示す図。
【図１１】図９のレンズユニットの製造方法の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、撮像ユニットの一例を示し、図２は、撮像ユニットに含まれるレンズユニットの一例を示す。
【００１３】
撮像ユニット１は、センサユニット２と、レンズユニット３と、を備えている。
【００１４】
センサユニット２は、シリコンなどの半導体で形成された基板１０と、その略中央部に設けられた固体撮像素子１１とで構成されている。固体撮像素子１１は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどであり、基板１０に対して周知の成膜工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、不純物添加工程、等を繰り返し、基板１０上に受光領域、電極、絶縁膜、配線、等を形成して構成されている。
【００１５】
レンズユニット３は、複数のレンズを含む光学系４と、光学系４を保持するレンズ枠５とを含んでいる。光学系４は、図示の例では、入射側に配置される第１レンズ２０と、出射側に配置される第２レンズ２１とで構成されている。第１レンズ２０及び第２レンズ２１は、いずれも透光性の樹脂からなり、同一の外径ｄの円形状に形成されている。なお、光学系４の構成は、図示の例に限定されず、例えばレンズの枚数は３枚以上であってもよい。また、図示しないが、光学系４には、第１レンズ２０と第２レンズ２１との間や、第１レンズ２０の入射面上など、光学系４の適宜な箇所に絞りが配置されることもある。
【００１６】
第１レンズ２０は、表裏に光学面を有するレンズ部３０と、レンズ部３０の周囲に鍔状に広がるコバ部３１とで構成されている。第２レンズ２１もまた、同様に、表裏に光学面を有するレンズ部３２と、レンズ部３２の周囲に鍔状に広がるコバ部３３とで構成されている。第１レンズ２０と第２レンズ２１とは、レンズ部３０，３２の光軸を一致させた状態に配列されている。
【００１７】
レンズ枠５は、略円筒状に巻かれたシート状部材であって、配列された第１レンズ２０及び第２レンズ２１にまたがって、それらの外周に巻き付けられている。図示の例では、レンズ枠５の巻回方向の長さＬは、第１レンズ２０や第２レンズ２１の外周の半周分の周長より大きく、１周分の周長より小さい。よって、レンズ枠５は、第１レンズ２０及び第２レンズ２１の外周のうち半周よりも大きい範囲を覆っている。
【００１８】
レンズ枠５は、その巻き径を拡大されると該巻き径を縮小させる方向に作用する弾性を有している。自然状態、その巻き径を拡縮させる外力が何ら作用していない状態で、レンズ枠５の巻き径（内径）Ｄは、第１レンズ２０や第２レンズ２１の外径ｄより小さくなっている。そこで、第１レンズ２０及び第２レンズ２１に巻き付けられたレンズ枠５は、その巻き径を自然状態から拡大されており、巻き径を縮小させる方向に作用する弾性を発揮し、第１レンズ２０及び第２レンズ２１を把持する。それにより、第１レンズ２０及び第２レンズ２１は、光軸を一致させた状態で強固に保持される。
【００１９】
以上のように構成されたレンズユニット３は、第２レンズ２１のコバ部３３をセンサユニット２の基板１０に接合されて、センサユニット２に取り付けられている。なお、第２レンズ２１のコバ部３３と基板１０との間にリング状のスペーサを介在させて、レンズユニット３をセンサユニット２に取り付けるようにしてもよい。この状態で、レンズユニット３は、その光学系４に入射した光がセンサユニット２の固体撮像素子１１の受像面に結像する位置に配置される。
【００２０】
以上のように構成される撮像ユニット１は、リフロー処理によって電子機器の回路基板に実装される。即ち、回路基板には、撮像ユニット１が実装される位置に予めペースト状の半田が印刷され、そこに撮像ユニット１が載せられる。そして、この撮像ユニット１を含む回路基板に赤外線の照射や熱風の吹付けといった加熱処理が施され、それにより半田を溶かして撮像ユニット１は回路基板に実装される。
【００２１】
リフロー処理では撮像ユニット１全体がリフロー温度で加熱されることから、第１レンズ２０や第２レンズ２１を形成する樹脂は、リフロー処理によっても熱変形しない程度の耐熱性を有する。そのような樹脂としては、エネルギー硬化性の樹脂を用いることができ、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、等の熱により硬化する熱硬化性の樹脂、あるいはエポキシ樹脂、アクリル樹脂、等の紫外線の照射により硬化する光硬化性の樹脂を用いることができる。
【００２２】
レンズ２０，２１を形成する樹脂の耐熱性は、硬化物のガラス転移温度が２００℃以上であることが好ましく、２５０℃以上であることがより好ましく、３００℃以上であることが特に好ましい。樹脂にこのような高い耐熱性を付与するためには、分子レベルで運動性を束縛することが必要であり、有効な手段としては、（１）単位体積あたりの架橋密度を上げる手段、（２）剛直な環構造を有する樹脂を利用する手段（例えばシクロヘキサン、ノルボルナン、テトラシクロドデカン等の脂環構造、ベンゼン、ナフタレン等の芳香環構造、９，９’−ビフェニルフルオレン等のカルド構造、スピロビインダン等のスピロ構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平９−１３７０４３号公報、同１０−６７９７０号公報、特開２００３−５５３１６号公報、同２００７−３３４０１８号公報、同２００７−２３８８８３号公報等に記載の樹脂）、（３）無機微粒子など高Ｔｇの物質を均一に分散させる手段（例えば特開平５−２０９０２７号公報、同１０−２９８２６５号公報等に記載）等が挙げられる。これらの手段は複数併用してもよく、流動性、収縮率、屈折率特性など他の特性を損なわない範囲で調整することが好ましい。
【００２３】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂は、成形型の形状転写適性等、成形性の観点から硬化前には適度な流動性を有していることが好ましい。具体的には常温で液体であり、粘度が１０００〜５００００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましい。
【００２４】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂は、形状転写精度の観点からは硬化反応による体積収縮率が小さい樹脂が好ましい。樹脂の硬化収縮率としては１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることが特に好ましい。硬化収縮率の低い樹脂としては、例えば（１）高分子量の硬化剤（プレポリマ−など）を含む樹脂（例えば特開２００１−１９７４０号公報、同２００４−３０２２９３号公報、同２００７−２１１２４７号公報等に記載、高分子量硬化剤の数平均分子量は２００〜１００，０００の範囲であることが好ましく、より好ましくは５００〜５０，０００の範囲であり、特に好ましくは１，０００〜２０，０００の場合である。また該硬化剤の数平均分子量／硬化反応性基の数で計算される値が、５０〜１０，０００の範囲にあることが好ましく、１００〜５，０００の範囲にあることがより好ましく、２００〜３，０００の範囲にあることが特に好ましい。）、（２）非反応性物質（有機/無機微粒子，非反応性樹脂等）を含む樹脂（例えば特開平６−２９８８８３号公報、同２００１−２４７７９３号公報、同２００６−２２５４３４号公報等に記載）、（３）低収縮架橋反応性基を含む樹脂（例えば、開環重合性基（例えばエポキシ基（例えば、特開２００４−２１０９３２号公報等に記載）、オキセタニル基（例えば、特開平８−１３４４０５号公報等に記載）、エピスルフィド基（例えば、特開２００２−１０５１１０号公報等に記載）、環状カーボネート基（例えば、特開平７−６２０６５号公報等に記載）等）、エン／チオール硬化基（例えば、特開２００３−２０３３４号公報等に記載）、ヒドロシリル化硬化基（例えば、特開２００５−１５６６６号公報等に記載）等）、（４）剛直骨格樹脂（フルオレン、アダマンタン、イソホロン等）を含む樹脂（例えば、特開平９−１３７０４３号公報等に記載）、（５）重合性基の異なる２種類のモノマーを含み相互貫入網目構造（いわゆるＩＰＮ構造）が形成される樹脂（例えば、特開２００６−１３１８６８号公報等に記載）、（６）膨張性物質を含む樹脂（例えば、特開２００４−２７１９号公報、特開２００８−２３８４１７号公報等に記載）等を挙げることができ、本発明において好適に利用することができる。また上記した複数の硬化収縮低減手段を併用すること（例えば、開環重合性基を含有するプレポリマーと微粒子を含む樹脂など）が物性最適化の観点からは好ましい。
【００２５】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂は、高−低２種類以上のアッベ数の異なる樹脂の混合物が望まれる。高アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が５０以上であることが好ましく、より好ましくは５５以上であり特に好ましくは６０以上である。屈折率（ｎｄ）は１．５２以上であることが好ましく、より好ましくは１．５５以上であり、特に好ましくは１．５７以上である。このような樹脂としては、脂肪族の樹脂が好ましく、特に脂環構造を有する樹脂（例えば、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の環構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平１０−１５２５５１号公報、特開２００２−２１２５００号公報、同２００３−２０３３４号公報、同２００４−２１０９３２号公報、同２００６−１９９７９０号公報、同２００７−２１４４号公報、同２００７−２８４６５０号公報、同２００８−１０５９９９号公報等に記載の樹脂）が好ましい。低アッベ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が３０以下であることが好ましく、より好ましくは２５以下であり特に好ましくは２０以下である。屈折率（ｎｄ）は１．６０以上であることが好ましく、より好ましくは１．６３以上であり、特に好ましくは１．６５以上である。このような樹脂としては芳香族構造を有する樹脂が好ましく、例えば９,９’−ジアリールフルオレン、ナフタレン、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール等の構造を含む樹脂（具体的には例えば、特開昭６０−３８４１１号公報、特開平１０−６７９７７号公報、特開２００２−４７３３５号公報、同２００３−２３８８８４号公報、同２００４−８３８５５号公報、同２００５−３２５３３１号公報、同２００７−２３８８８３号公報、国際公開第２００６／０９５６１０号パンフレット、特許第２５３７５４０号公報等に記載の樹脂等）が好ましい。
【００２６】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂には、屈折率を高めたり、アッベ数を調整したりするために、無機微粒子をマトリックス中に分散させることが好ましい。無機微粒子としては、例えば、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブ、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、硫化亜鉛等の微粒子を挙げることができる。特に上記高アッベ数の樹脂に対しては、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましく、低アッベ数の樹脂に対しては、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましい。無機微粒子は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。また、複数の成分による複合物であってもよい。また、無機微粒子には光触媒活性低減、吸水率低減などの種々の目的から、異種金属をドープしたり、表面層をシリカ、アルミナ等異種金属酸化物で被覆したり、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、有機酸（カルボン酸類、スルホン酸類、リン酸類、ホスホン酸類等）又は有機酸基を持つ分散剤などで表面修飾してもよい。無機微粒子の数平均粒子サイズは通常１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とすればよいが、小さすぎると物質の特性が変化する場合があり、大きすぎるとレイリー散乱の影響が顕著となるため、１ｎｍ〜１５ｎｍが好ましく、２ｎｍ〜１０ｎｍが更に好ましく、３ｎｍ〜７ｎｍが特に好ましい。また、無機微粒子の粒子サイズ分布は狭いほど望ましい。このような単分散粒子の定義の仕方はさまざまであるが、例えば、特開２００６−１６０９９２号に記載されるような数値規定範囲が好ましい粒径分布範囲に当てはまる。ここで上述の数平均１次粒子サイズとは、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）装置あるいは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などで測定することができる。無機微粒子の屈折率としては、２２℃、５８９ｎｍの波長において、１．９０〜３．００であることが好ましく、１．９０〜２．７０であることが更に好ましく、２．００〜２．７０であることが特に好ましい。無機微粒子の樹脂に対する含有量は、透明性と高屈折率化の観点から、５質量％以上であることが好ましく、１０〜７０質量％が更に好ましく、３０〜６０質量％が特に好ましい。
【００２７】
樹脂に微粒子を均一に分散させるためには、例えばマトリックスを形成する樹脂モノマーとの反応性を有する官能基を含む分散剤（例えば特開２００７−２３８８８４号公報実施例等に記載）、疎水性セグメント及び親水性セグメントで構成されるブロック共重合体（例えば特開２００７−２１１１６４号公報に記載）、あるいは高分子末端又は側鎖に無機微粒子と任意の化学結合を形成しうる官能基を有する樹脂（例えば特開２００７−２３８９２９号公報、特開２００７−２３８９３０号公報等に記載）等を適宜用いて微粒子を分散させることが望ましい。
【００２８】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂には、シリコーン系、フッ素系、長鎖アルキル基含有化合物等の公知の離型剤やヒンダードフェノール等の酸化防止剤等の添加剤が適宜配合されていてもよい。
【００２９】
また、レンズ２０，２１を形成する樹脂には、必要に応じて硬化触媒又は開始剤を配合することができる。具体的には、例えば特開２００５−９２０９９号公報（段落番号〔００６３〕〜〔００７０〕）等に記載の熱又は活性エネルギー線の作用により硬化反応（ラジカル重合あるいはイオン重合）を促進する化合物を挙げることができる。これらの硬化反応促進剤の添加量は、触媒や開始剤の種類、あるいは硬化反応性部位の違いなどによって異なり一概に規定することはできないが、一般的には硬化反応性樹脂の全固形分に対して０．１〜１５質量％程度が好ましく、０．５〜５質量％程度がより好ましい。
【００３０】
レンズ２０，２１を形成する樹脂は、上記成分を適宜配合して製造することができる。この際、液状の低分子モノマー（反応性希釈剤）等に他の成分を溶解することができる場合には別途溶剤を添加する必要はないが、このケースに当てはまらない場合には溶剤を用いて各構成成分を溶解することにより硬化性樹脂を製造することができる。該硬化性樹脂に使用できる溶剤としては、組成物が沈殿することなく、均一に溶解又は分散されるものであれば特に制限はなく適宜選択することができ、具体的には、例えば、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、エステル類（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等）、エーテル類（例えば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等）アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール等）、芳香族炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン等）、水等を挙げることができる。硬化性樹脂が溶剤を含む場合には溶剤を乾燥させた後に成形を行うことが好ましい。
【００３１】
レンズ枠５を形成する材料もまた、リフロー処理によっても熱変形しない程度の耐熱性を有する。更にレンズ枠５を形成する材料は、レンズ枠５に上述の弾性を発現させるものであって、例えばアルミニウム、ステンレス、燐青銅、バネ鋼、又はこれらの金属のうち少なくとも一種を含む合金を用いることができる。また、レンズ枠５を形成する材料としては、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、若しくはポリアルキルチオフェン、等のスーパーエンジニアリングプラスチックも用いることができる。
【００３２】
以下、レンズユニット３の製造方法について説明する。
【００３３】
図３は、レンズユニット３の製造工程を順次示す。
【００３４】
対向する第１レンズ２０のコバ部３１及び第２レンズ２１のコバ部３３の対向面には、互いに嵌合する嵌合部がそれぞれ設けられている。第１レンズ２０のコバ部３１に設けられた嵌合部３４は、レンズ部３０の光軸を中心とする円環状の凸部である。また、第２レンズ２１のコバ部３３に設けられた嵌合部３５は、レンズ部３２の光軸を中心とする円環状の凸部であり、第１レンズ２０の嵌合部３４に内嵌する。第１レンズ２０と第２レンズ２１とは、嵌合部３４，３５を嵌合させることによって互いに位置決めされ、レンズ部３０，３２の光軸を一致させ、所定の間隔を置いて配列される（ＦＩＧ．３Ａ）。
【００３５】
そして、レンズ枠５の巻き径Ｄが第１レンズ２０や第２レンズ２１の外径ｄより大きくなるようにレンズ枠５を拡径させ、配列された第１レンズ２０及び第２レンズ２１をレンズ枠５の内に挿入する（ＦＩＧ．３Ｂ）。
【００３６】
そして、レンズ枠５の拡径させるために作用させている力を解放し、レンズ枠５の弾性によってレンズ枠５を縮径させ、レンズ枠５を第１レンズ２０及び第２レンズ２１の外周に巻き付ける。レンズ枠５は、第１レンズ２０及び第２レンズ２１を把持し、第１レンズ２０及び第２レンズ２１は、光軸を一致させた状態で強固に保持される（ＦＩＧ．３Ｃ）。
【００３７】
なお、第１レンズ２０の嵌合部３４と第２レンズ２１の嵌合部３５とを接着して仮止めしておき、その状態でレンズ枠５を第１レンズ２０及び第２レンズ２１の外周に巻き付けるようにしてもよい。
【００３８】
上述のレンズユニット３において、第１レンズ２０及び第２レンズ２１とレンズ枠５とでは材料が異なり、上記のエネルギー硬化性樹脂が用いられる第１レンズ２０及び第２レンズ２１のほうが、上記の金属又はスーパーエンジニアリングプラスチックが用いられるレンズ枠５に比べて、概して線膨張係数が大きく、温度上昇に伴う径方向の膨張量もまた大きい。
【００３９】
リフロー処理等でレンズユニット３が高温環境に晒されると、第１レンズ２０及び第２レンズ２１が径方向に膨張し、レンズ枠５の各部は、第１レンズ２０及び第２レンズ２１によって内径側から外径側に向けて押圧される。レンズ枠５は拡径し、第１レンズ２０及び第２レンズ２１は、更なる膨張を許容される。それにより、第１レンズ２０及び第２レンズ２１には過大な応力が作用せず、第１レンズ２０及び第２レンズ２１の変形や破損が防止される。
【００４０】
そして、レンズユニット３が常温に戻るのに伴って、第１レンズ２０及び第２レンズ２１は径方向に収縮し、それに追従して、レンズ枠５は、その弾性によって縮径し、第１レンズ２０及び第２レンズ２１を把持しつづける。第１レンズ２０及び第２レンズ２１は、それらの光軸が一致した状態に、レンズ枠５によって強固に保持される。
【００４１】
図４は、上述したレンズユニット３の変形例を示す。
【００４２】
図４に示すレンズユニット３ａは、レンズ枠５の巻回方向の長さＬを、第１レンズ２０や第２レンズ２１の外周の１周分の周長より大きくし、第１レンズ２０及び第２レンズ２１の外周を全周にわたってレンズ枠５で覆うようにしたものである。レンズ枠５の巻き終わりの端部５ｂは、巻き始めの端部５ａに重ねられているが、巻き始めの端部５ａに係止されておらず、巻き始めの端部５ａに対して、巻回方向に相対移動可能となっている。そこで、レンズ枠５は、その巻き径を弾性的に拡縮可能である。
【００４３】
以上のように構成されたレンズユニット３によれば、第１レンズ２０と第２レンズ２１との間の空間を閉じて、該空間に塵等が進入することを防止することができる。更に、レンズ枠５を遮光性のものとすれば、第１レンズ２０及び第２レンズ２１並びに両レンズの間の空間の外径側から入射する不要な光を遮ることができる。なお、レンズユニット３の入射面側での遮光が必要となる場合には、例えば、第１レンズ２０のコバ部３１に遮光膜（黒塗装）を設け、又は第１レンズ２０のレンズ部３０のみ露呈させるキャップを被せるようにする。
【００４４】
図５は、レンズユニットの他の例を示す。
【００４５】
レンズユニット１０３は、光学系１０４と、光学系１０４を保持するレンズ枠１０５とを含んでいる。光学系１０４は、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１で構成され、両レンズ１２０，１２１は、それらの光軸を一致させた状態で、それらの間にスペーサ１２２を介在させて所定の間隔を置いて配置されている。
【００４６】
スペーサ１２２は、円環状に形成されており、その外径は第１レンズ１２０や第２レンズ１２１の外径ｄと同じであって、第１レンズ１２０のコバ部１３１と第２レンズ１２１のコバ部１３３との間で挟まれている。また、スペーサ１２２の内径は第１レンズ１２０のレンズ部１３０及び第２レンズ１２１のレンズ部１３２の有効径よりも大きく、光学系１０４の光路から外れている。
【００４７】
レンズ枠１０５は、略円筒状に巻かれたシート状部材であって、配列された第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１にまたがって、それらの外周に巻き付けられている。図示の例では、レンズ枠１０５の巻回方向の長さは、第１レンズ１２０や第２レンズ１２１の外周の半周分の周長より大きく、１周分の周長より小さい。よって、レンズ枠１０５は、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１の外周のうち半周よりも大きい範囲を覆っている。
【００４８】
レンズ枠１０５は、その巻き径を拡大されると該巻き径を縮小させる方向に作用する弾性を有し、自然状態でのレンズ枠１０５の巻き径は、第１レンズ１２０や第２レンズ１２１の外径ｄより小さくなっている。
【００４９】
レンズユニット１０３が高温環境に晒されると、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１が径方向に膨張するが、レンズ枠１０５は拡径し、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１は、更なる膨張を許容される。それにより、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１には過大な応力が作用せず、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１の変形や破損が防止される。
【００５０】
そして、レンズユニット１０３が常温に戻るのに伴って、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１は径方向に収縮し、それに追従して、レンズ枠１０５は、その弾性によって縮径し、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１を把持しつづける。第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１は、それらの光軸が一致した状態に、レンズ枠１０５によって強固に保持される。
【００５１】
以下、レンズユニット１０３の製造方法について説明する。
【００５２】
図６は、レンズユニット１０３の製造に用いられる治具の一例を示す。
【００５３】
第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１並びにスペーサ１２２は、治具１５０を用いて配列される。治具１５０は、３本のガイドバー１５１と、これらのガイドバー１５１を保持する基台１５２とを有している。３本のガイドバー１５１は、基台１５２上の径ｄの円周に沿って等間隔を置き該円周に外接する箇所にそれぞれ配置されており、互いに平行に基台１５２に立設され、かつ基台１５２に対して着脱可能である。このように構成された治具１５０において、３本のガイドバー１５１の内接円の径はｄであり、また、外接円の径はｄより大きい。なお、ガイドバー１５１は、３本に限らず４本以上あってもよい。
【００５４】
図７は、レンズユニット１０３の製造工程を順次示す。
【００５５】
まず、３本のガイドバー１５１の外周にレンズ枠１０５を巻き付ける。３本のガイドバー１５１の外接円の径はｄより大きく、自然状態での巻き径がｄより小さいレンズ枠１０５は、拡径されるとともに縮径方向に作用する弾性を発現させる。しかし、レンズ枠１０５は、３本のガイドバー１５１によって縮径を阻止され、径ｄよりも大きい巻き径に維持される（ＦＩＧ．７Ａ）。
【００５６】
次いで、第１レンズ１２０、スペーサ１２２、第２レンズ１２１を、この順に治具１５０の３本のガイドバー１５１の内で基台１５２上に設置していく。第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１並びにスペーサ１２２は、いずれもその外径が、３本のガイドバー１５１の内接円の径ｄと同じであり、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１並びにスペーサ１２２は、それらの軸（第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１にあっては光軸）を３本のガイドバー１５１と平行に配して、これら３本のガイドバー１５１内に嵌め込まれる。それにより、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１は、それらの光軸を一致させた状態で、それらの間にスペーサ１２２を介在させて所定の間隔を置いて配置される。その際、第１レンズ１２０とスペーサ１２２、及び第２レンズ１２１とスペーサ１２２とを接着して仮止めするようにしてもよい（ＦＩＧ．７Ｂ）。
【００５７】
次いで、３本のガイドバー１５１を第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１並びにスペーサ１２２とレンズ枠１０５との間から引き抜く。３本のガイドバー１５１が引き抜かれることで、レンズ枠１０５が、その弾性によって縮径し、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１並びにスペーサ１２２を把持し、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１は、光軸を一致させた状態で、所定の間隔を置いて強固に保持される（ＦＩＧ．７Ｃ）。
【００５８】
以上の製造方法によれば、治具１５０によってレンズ枠１０５を拡径させた状態に維持することができ、レンズ枠１０５内への第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１並びにスペーサ１２２の挿入、及びこれらの外周へのレンズ枠１０５の巻き付けを容易に行うことができる。
【００５９】
図８は、上述したレンズユニット１０３の変形例を示す。
【００６０】
図８に示すレンズユニット１０３ａは、第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１に、上述したレンズユニット１０３のスペーサ１２２に代わる円環状の凸部をそれぞれ設けたものである。第１レンズ１２０の凸部１２３は、コバ部１３１の外径側の縁部に設けられており、第２レンズ１２１の凸部１２４は、コバ部１３３の外径側の縁部に設けられている。第１レンズ１２０及び第２レンズ１２１は、治具１５０を用いて、光軸を一致させ、そして、それらの凸部１２３，１２４を当接させることで所定の間隔を置いて配列される。
【００６１】
図９は、レンズユニットの他の例を示す。
【００６２】
レンズユニット２０３は、光学系２０４と、光学系２０４を保持するレンズ枠２０５とを含んでいる。光学系２０４は、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１で構成され、両レンズ２２０，２２１は、それらの光軸を一致させた状態で、それらの間にスペーサ２２２を介在させて所定の間隔を置いて配置されている。
【００６３】
スペーサ２２２は、円環状に形成されており、その外径は第１レンズ２２０や第２レンズ２２１の外径ｄと同じであって、第１レンズ２２０のコバ部２３１と第２レンズ２２１のコバ部２３３との間で挟まれている。
【００６４】
第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２の配列方向に整列するガイド孔が、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２の各々に複数設けられている。図示の例では、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２には、２つのガイド孔がそれぞれ設けられており、第１レンズ２２０の２つのガイド孔２２５は、コバ部２３１に位置する径ｄ２の円周上にあって周方向に等間隔を置く箇所にそれぞれ設けられ、光軸と平行にコバ部２３１を貫通している。第２レンズ２２１の２つのガイド孔２２６もまた、コバ部２３３に位置する径ｄ２の円周上にあって周方向に等間隔を置く箇所にそれぞれ設けられ、光軸と平行にコバ部２３３を貫通している。また、スペーサ２２２の２つのガイド孔２２７は、径ｄ２の円周上にあって周方向に等間隔を置く箇所にそれぞれ設けられ、中心軸と平行にスペーサ２２２を貫通している。なお、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２の各々に設けられガイド孔は、２つに限らず、３つ以上あってもよく、また、ガイド孔に替えて、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２の外周面からそれらの軸に向かって延びるガイド溝としてもよい。
【００６５】
レンズ枠２０５は、略円筒状に巻かれたシート状部材であって、配列された第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１にまたがって、それらの外周に巻き付けられている。図示の例では、レンズ枠２０５の巻回方向の長さは、第１レンズ２２０や第２レンズ２２１の外周の半周分の周長より大きく、１周分の周長より小さい。よって、レンズ枠２０５は、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１の外周のうち半周よりも大きい範囲を覆っている。
【００６６】
レンズ枠２０５は、その巻き径を拡大されると該巻き径を縮小させる方向に作用する弾性を有し、自然状態でのレンズ枠２０５の巻き径は、第１レンズ２２０や第２レンズ２２１の外径ｄより小さくなっている。
【００６７】
レンズユニット２０３が高温環境に晒されると、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１が径方向に膨張するが、レンズ枠２０５は、その巻き径を拡大させ、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１は、更なる膨張を許容される。それにより、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１には過大な応力が作用せず、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１の変形や破損が防止される。
【００６８】
そして、レンズユニット２０３が常温に戻るのに伴って、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１は径方向に収縮し、それに追従して、レンズ枠２０５は、その弾性によって縮径し、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１を把持しつづける。第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１は、それらの光軸が一致した状態に、レンズ枠２０５によって強固に保持される。
【００６９】
以下、レンズユニット２０３の製造方法について説明する。
【００７０】
図１０は、レンズユニット２０３の製造に用いられる治具の一例を示す。
【００７１】
第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２は、治具２５０を用いて配列される。治具２５０は、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２にそれぞれ設けられたガイド孔の数と同数の２本のガイドバー２５１と、これらのガイドバー２５１を保持する基台２５２とを有している。２本のガイドバー２５１は、基台２５２上の径ｄ２の円周上にあって該円周に沿って等間隔を置く箇所にそれぞれ配置されており、互いに平行に基台２５２に立設され、かつ基台２５２に対して着脱可能である。
【００７２】
図１１は、レンズユニット２０３の製造工程を順次示す。
【００７３】
第１レンズ２２０、スペーサ２２２、第２レンズ２２１を、この順に治具２５０の基台２５２上に設置していく。その際、治具２５０の２本のガイドバー２５１を、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２の各々の２つのガイド孔に、それぞれ挿し通す。第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２の各々の２つのガイド孔が、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２の配列方向に整列し、それに伴って、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１は、それらの光軸を一致させた状態で、それらの間にスペーサ２２２を介在させて所定の間隔を置いて配置される（ＦＩＧ．１１Ａ）。
【００７４】
そして、レンズ枠２０５の巻き径が第１レンズ２２０や第２レンズ２２１の外径ｄより大きくなるようにレンズ枠２０５を拡径させ、配列された第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２をレンズ枠２０５の内に挿入する。そして、レンズ枠２０５を拡径させるために作用させている力を解放し、レンズ枠２０５の弾性によってレンズ枠２０５を縮径させ、レンズ枠２０５を第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２の外周に巻き付ける。２本のガイドバー２５１は、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２の配列方向に整列する複数のガイド孔内に収容されており、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２とレンズ枠２０５との間に介在せず、レンズ枠２０５は、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２の外周面に密着する。レンズ枠２０５は、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１を把持し、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１は、光軸を一致させた状態で強固に保持される（ＦＩＧ．１１Ｂ）。
【００７５】
次いで、２本のガイドバー２５１を第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２のガイド孔から引き抜く。上記のとおり、２本のガイドバー２５１は、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２とレンズ枠２０５との間に挟まれておらず、これらのガイドバー２５１を容易に引き抜くことができる（ＦＩＧ．１１Ｃ）。
【００７６】
なお、２本のガイドバー２５１を引き抜くものとして説明したが、これらのガイドバー２５１は、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２の配列方向に整列する複数のガイド孔の群に収容されており、第１レンズ２２０及び第２レンズ２２１並びにスペーサ２２２の外周面に対するレンズ枠２０５の密着を阻害しない。そこで、各ガイドバー２５１を基台２５２から分離して、レンズユニット２０３に残してもよい。その場合、レンズユニット２０３から突出する各ガイドバー２５１の各々の両端部は切除してもよい。また、レンズユニット２０３から突出する各ガイドバー２５１の一方の端部を、レンズユニット２０３から突出した状態に残しておき、各ガイドバー２５１の端部をセンサユニット２（図１参照）の基板１０に接合して、レンズユニット２０３をセンサユニット２に取り付けるようにすることもできる。
【００７７】
以上、説明したように、本明細書には、複数のレンズと、前記複数のレンズを保持するレンズ枠と、を備えるレンズユニットであって、前記複数のレンズは、それらの光軸が互いに一致した状態に配列され、前記レンズ枠は、前記複数のレンズの外径より小さい径に巻かれたシート状部材であって、その巻き径を拡大されると該巻き径を縮小させる方向に作用する弾性を有しており、前記複数のレンズの外周のうち半周よりも大きい範囲を覆って該複数のレンズの外周に巻き付けられているレンズユニットが開示されている。
【００７８】
また、本明細書に開示されたレンズユニットは、前記複数のレンズの各々に、隣り合うレンズとの嵌合部が設けられている。
【００７９】
また、本明細書に開示されたレンズユニットは、前記複数のレンズの各々に、それらの配列方向に整列するガイド孔又はガイド溝が複数設けられている。
【００８０】
また、本明細書に開示されたレンズユニットは、前記レンズ枠が、前記複数のレンズの外周を全周にわたって覆っている。
【００８１】
また、本明細書に開示されたレンズユニットは、前記レンズ枠が、遮光性である。
【００８２】
また、本明細書に開示されたレンズユニットは、前記複数のレンズ、及び前記レンズ枠の耐熱温度が、２００℃以上である。
【００８３】
また、本明細書に開示されたレンズユニットは、前記レンズ枠が、アルミニウム、ステンレス、燐青銅、バネ鋼の群から選ばれる１種の金属、又は該金属を含む合金からなる。
【００８４】
また、本明細書に開示されたレンズユニットは、前記レンズ枠が、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンサルファイド、液晶ポリマー、ポリアルキルチオフェンの群から選ばれる１種の樹脂からなる。
【００８５】
また、本明細書には、複数のレンズと、これらのレンズを保持するレンズ枠と、を備えるレンズユニットの製造方法であって、前記複数のレンズを、それらの光軸が互いに一致した状態に配列し、前記複数のレンズの外径より小さい径に巻かれたシート状部材であって、その巻き径を拡大されると該巻き径を縮小させる方向に作用する弾性を有するレンズ枠を、前記複数のレンズの外周のうち半周よりも大きい範囲を覆って該複数のレンズの外周に巻き付けるレンズユニットの製造方法が開示されている。
【００８６】
また、本明細書に開示されたレンズユニットの製造方法は、前記複数のレンズの各々に、隣り合うレンズとの嵌合部が設けられており、前記複数のレンズの各々の嵌合部を隣り合うレンズの嵌合部と嵌合させ、前記複数のレンズの光軸を互いに一致させる。
【００８７】
また、本明細書に開示されたレンズユニットの製造方法は、前記複数のレンズの配列方向に沿う複数のガイドバーを前記複数のレンズにそれぞれ係合させ、前記複数のレンズの光軸を互いに一致させる。
【００８８】
また、本明細書に開示されたレンズユニットの製造方法は、３本以上の前記ガイドバーを用い、これらのガイドバーを、前記複数のレンズの各々の外周面に、その周方向に等しい間隔をおいて接触させる。
【００８９】
また、本明細書に開示されたレンズユニットの製造方法は、前記複数のレンズの各々に、それらの配列方向に整列するガイド孔又はガイド溝が複数設けられており、前記配列方向に整列する複数の前記ガイド孔又はガイド溝の群に前記ガイドバーをそれぞれ挿し通す。
【００９０】
また、本明細書には、上記のレンズユニットの製造方法に用いられる治具であって、前記複数のガイドバーと、これらのガイドバーを保持する基台とを備える治具が開示されている。
【符号の説明】
【００９１】
１     撮像ユニット
２     センサユニット
３     レンズユニット
４     光学系
５     レンズ枠
１０   基板
１１   固体撮像素子
２０   第１レンズ
２１   第２レンズ
【図１】
2012073296.tif 000003
【図２】
2012073296.tif 000004
【図３】
2012073296.tif 000005
【図４】
2012073296.tif 000006
【図５】
2012073296.tif 000007
【図６】
2012073296.tif 000008
【図７】
2012073296.tif 000009
【図８】
2012073296.tif 000010
【図９】
2012073296.tif 000011
【図１０】
2012073296.tif 000012
【図１１】
2012073296.tif 000013