(57)【要約】      （修正有）【課題】光学性能を確保しつつもコスト低減を図れるレンズユニットの製造方法及び撮像装置の提供。【解決手段】光学面Ｌ３ｂの周囲に形成された外周部Ｌ３ｃを備えたレンズＬ３と、レンズを保持する保持枠５４と、を有するレンズユニットにおいて、レンズは、外周部の形状が一部に欠け部Ｌ３ａを有する円形状となっており、保持枠の内周にはｎ個の受け部が設けられ、保持枠にレンズを組み付けたときに、少なくとも１個の受け部は、レンズの外周部に対して当接していないが、それ以外の受け部は当接する位相が存在し、外周部が欠け部を有していない同径の完全円形外周部である場合において、光軸直交方向断面における完全円形外周部と受け部とが接触する点は、レンズの光軸を基準として欠け部が延在する角度をθ（°）とすると、下記の式を満たす。θ＜（３６０／ｎ）×（[[ｎ／２]]−１）、但し、[[ｎ／２]]は、ｎ／２未満の最大の整数を示す関数。【選択図】図５
2017096993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学面と前記光学面の周囲に形成された外周部とを備えたレンズと、前記レンズを保持する保持枠と、を有するレンズユニットであって、
前記レンズは、光軸方向に見た際に、前記外周部の形状が一部に欠け部を有する円形状となっており、
前記保持枠の内周にはｎ個の受け部が設けられ、前記保持枠に前記レンズを組み付けたときに、少なくとも１個の前記受け部は、前記レンズの外周部に対して当接していないが、それ以外の前記受け部は、光軸直交方向断面で点接触にて前記レンズの外周部に対して当接する光軸回りの組み付け位相が存在し、前記外周部が前記欠け部を有していない同径の完全円形外周部であるとした場合において、前記光軸直交方向断面における前記完全円形外周部と前記受け部とが接触する点は、前記レンズの光軸回りに等間隔に配置されることとなり、
前記レンズの光軸を基準として前記欠け部が延在する角度をθ（°）とすると、下記の式を満たすレンズユニット。
θ＜（３６０／ｎ）×（[[ｎ／２]]−１）              （１）
但し、[[ｎ／２]]は、ｎ／２未満の最大の整数を示す関数とする。
【請求項２】
前記レンズの最大外径は５ｍｍ以下である請求項１に記載のレンズユニット。
【請求項３】
前記欠け部のレンズ径方向の最大長さは２ｍｍ以下である請求項１又は２に記載のレンズユニット。
【請求項４】
前記レンズはガラス製である請求項１〜３のいずれかに記載のレンズユニット。
【請求項５】
前記レンズは前記欠け部も含めて一体的に成形されている請求項４に記載のレンズユニット。
【請求項６】
ｎは奇数である請求項１〜５のいずれかに記載のレンズユニット。
【請求項７】
前記保持枠は複数枚のレンズを保持しており、少なくとも１枚のレンズが前記欠け部を有するレンズである請求項１〜６のいずれかに記載のレンズユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のレンズユニットを製造する製造方法であって、前記レンズと前記保持枠を、光軸回りの位相合わせを行わずに組み付けるレンズユニットの製造方法。
【請求項９】
前記レンズの成形後に前記外周部の後加工を行わない請求項８に記載のレンズユニットの製造方法。
【請求項１０】
被写体像を光電変換する撮像素子と、請求項１〜７のいずれかに記載のレンズユニットと、前記撮像素子と前記レンズユニットとを取り付けた鏡筒とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【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撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、CCD（Charge Coupled Device）型イメージセンサあるいはCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が搭載されたデジタルスチルカメラや携帯端末が普及している。しかるに、一般的ユーザーのニーズは、これら撮像機器の携帯上の利便性やデザイン性に加え、更なる高画質化にあるから、固体撮像素子はより小型化・高画素化され、また撮像レンズは小型であるにもかかわらず、より高い光学性能が求められる傾向がある。また一方で、撮像装置の低コスト化の要求も根強く存在する。
【０００３】
ここで、固体撮像素子に対するレンズの位置決めは、レンズを保持する保持枠と、固体撮像素子に取り付けた鏡筒とを精度良く組み付けることで行える。又、レンズと保持枠との組み付けを行う場合、一般的には、レンズの外周と保持枠の内周とをほぼ同径の円筒形状に加工し、互いに全周嵌合させることで光軸直交方向の位置決めを精度良く行い、更にレンズの外周の端面を保持枠の一部に当接させることで、光軸方向の位置決めを精度良く行っている。
【０００４】
ところで、ガラス製のレンズの場合、型を用いて両光学面を精度良く成形する結果として、成形後のレンズの外周が出来なりの形状を持つことが多い。そこで、成形後のレンズの外周部を真円に加工する、いわゆる「芯取り」と呼ばれる後加工を行うことがある。芯取りを行う場合、レンズの光学面をチャックで吸着保持しながら回転させつつ、組み付ける保持枠の内径に合致するように、レンズの外周を円形に研磨することが一般的である。
【０００５】
しかるに、一般的な保持枠は射出成形等で形成されることが多いが、保持枠の内周を全周にわたって高精度に真円に加工することは、保持枠を成形する金型のコスト増を招くこととなる。これに対し、特許文献１には，保持枠の内周に３等配にてレンズ受け部を形成し、かかるレンズ受け部にレンズの外周を当接するようにして、レンズと保持枠の光軸合わせを精度良く行えるようにした技術が開示されている。かかる技術によれば、保持枠において内周面全体を真円加工することなく、レンズ受け部のみ精度良く形成すれば良く、それにより保持枠のコストを低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０４−１６６９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一方、レンズ側でのコスト低減の試みも絶え間なく行われている。例えば、ガラス製のレンズにおいて、芯取りを省略すればコスト低減を図れる。また、例えば５ｍｍ以下の小径のレンズの場合、チャックで保持することが技術的に困難であるから、このような小径のレンズにおいて、芯取り工程の省略はより望ましいといえる。これに対して、成形時に外周部を金型の転写により形成することにより、芯取りを行わずとも外周部の精度を向上させることができるレンズが知られている。
【０００８】
しかるに、例えばガラス製のレンズを成形する場合、金型に供給されるガラス素材の体積が金型のキャビティ容量よりも多すぎる場合、型締め時に過圧による金型の歪みやガラス素材のオーバーフロー等が生じる恐れがある。かかる不具合を回避するには、ガラス素材の体積を金型のキャビティ容量と厳密に等しくすべきといえるが、計量誤差等を考慮すると、ガラス素材の体積を金型のキャビティ容量より若干少なく抑えるのが好ましいといえる。ところが、ガラス素材の体積を金型のキャビティ容量より少なくする場合でも、光学性能を確保すべく金型の光学面転写面には優先してガラス素材を供給すべきであり、その結果としてレンズの外周部に至るガラス素材の量が不足しがちになる。このようなガラス素材の不足分は、レンズ部の外周部の欠け部となって現れることが多い。同様な欠け部は、プラスチックの射出成形で形成されるレンズにおいて、外周部に生じたゲート部をカットすることでも生じうる。従って、外周部に欠け部を持つレンズを、特許文献１に示す保持枠に組み付けた場合、３つのレンズ受け部のうちの１つのレンズ受け部に欠け部が対向する恐れがあり、仮に欠け部と受け部が対向した場合、光軸直交方向のガタに起因した偏心などが生じ、高精度な組み付けを行えないという問題がある。あるいは組み付けの際に欠け部の位置及び受け部の位置を認識しながら、欠け部が受け部に対向しないように調整しつつ組み付けを行わなければならず、コスト増を招く恐れがある。また、欠け部の大きさが小さくなると欠け部を認識することが難しくなり、組み付け難度が高くなる恐れもある。
【０００９】
本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、光学性能を確保しつつもコスト低減を図ることができるレンズユニット、レンズユニットの製造方法及び撮像装置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】
本発明のレンズユニットは、
光学面と前記光学面の周囲に形成された外周部とを備えたレンズと、前記レンズを保持する保持枠と、を有するレンズユニットであって、
前記レンズは、光軸方向に見た際に、前記外周部の形状が一部に欠け部を有する円形状となっており、
前記保持枠の内周にはｎ個の受け部が設けられ、前記保持枠に前記レンズを組み付けたときに、少なくとも１個の前記受け部は、前記レンズの外周部に対して当接していないが、それ以外の前記受け部は、光軸直交方向断面で点接触にて前記レンズの外周部に対して当接する光軸回りの組み付け位相が存在し、前記外周部が前記欠け部を有していない同径の完全円形外周部であるとした場合において、前記光軸直交方向断面における前記完全円形外周部と前記受け部とが接触する点は、前記レンズの光軸回りに等間隔に配置されることとなり、
前記レンズの光軸を基準として前記欠け部が延在する角度をθ（°）とすると、下記の式を満たすものである。
θ＜（３６０／ｎ）×（[[ｎ／２]]−１）              （１）
但し、[[ｎ／２]]は、ｎ／２未満の最大の整数を示す関数とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、光学性能を確保しつつもコスト低減を図ることができるレンズユニット、レンズユニットの製造方法及び撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施の形態にかかる撮像装置１００の斜視図である。
【図２】本実施の形態にかかる撮像装置１００のブロック図である。
【図３】鏡筒５３に保持された撮像レンズ１０１の断面図である。
【図４】レンズＬ３を成形する金型の断面図であり、（ａ）は型開き状態を示し、（ｂ）は型締め状態を示している。
【図５】レンズＬ３を保持枠５４に組み付ける工程を示す図である。
【図６】レンズＬ３を保持枠５４に組み付けた状態で、光軸方向に見た図である。
【図７】レンズＬ３を比較例として示す保持枠５４’に組み付けた状態で、光軸方向に見た図である。
【図８】レンズＬ３を、ｎ＝５個の受け部５４ａを持つ保持枠５４に組み付けた状態で、光軸方向に見た図である。
【図９】レンズＬ３を、ｎ＝８個の受け部５４ａを持つ保持枠５４に組み付けた状態で、光軸方向に見た図である。
【図１０】変形例にかかる図６と同様な図である。
【図１１】変形例にかかるレンズと保持枠の断面図である。
【図１２】変形例にかかるレンズと保持枠の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態にかかるレンズユニットを備えた撮像装置１００の斜視図であり、図１（ａ）は正面図、図１（ｂ）は背面図である。図２は、本実施の形態にかかる撮像装置１００のブロック図である。図３は、鏡筒５３に保持された撮像レンズ１０１の断面図である。
【００１４】
撮像装置１００は、図２に示すように、撮像レンズ１０１と、固体撮像素子１０２と、Ａ／Ｄ変換部１０３と、制御部１０４と、タイミング発生部１０６と、撮像素子駆動部１０７と、画像メモリ１０８と、画像処理部１０９と、画像圧縮部１１０と、画像記録部１１１と、モニターＬＣＤ１１２とを備えて構成される。これら部品を収容するボディ（不図示）に、鏡筒５３が取り付けられている。図１に示すように、撮像レンズ１０１は正面を向き、モニターＬＣＤ１１２は背面側に設けられている。
【００１５】
図３に示すように、鏡筒５３内に配置された撮像レンズ１０１は、レンズユニットを構成し、物体側より順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、開口絞りＳ，第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５，第６レンズＬ６からなり、これらはフランジ部を保持枠５４に保持されて、軸間距離を維持すると共に、光軸直交方向に精度良く位置決めされている。本実施の形態では、保持枠５４に取り付けられたガラス製の第３レンズＬ３が基準となり、これに応じて、その他のプラスチック製のレンズの光軸方向の位置決めを行うものとする。その他のプラスチック製のレンズについては外周部が真円であり、保持枠５４の真円である内周に全周嵌合で組み付けられる。但し、保持枠に全周嵌合させたレンズは一般的に位置決め精度が高くなるため、そのうち１つを、組み付け時の光軸方向の基準としてもよい。尚、保持枠５４に第３レンズＬ３を組み付ける態様については後述する。
【００１６】
更に保持枠５４は、鏡筒５３の前部５３ａと後部５３ｂとの間で、2本の軸につられた状態で光軸方向移動可能に保持されており、不図示のフォーカス調整用アクチュエータによって、保持枠５４は枠全体が光軸方向に変位されるようになっており、且つ鏡筒５３に取り付けられた固体撮像素子１０２に対して精度良く位置決めされている。撮像レンズ１０１と保持枠５４とでレンズユニットを構成する。
【００１７】
図２において、固体撮像素子１０２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子であり、ＲＧＢカラーフィルターを備え、入射光をＲ、Ｇ、Ｂ毎に光電変換してそのアナログ信号を出力する。Ａ／Ｄ変換部１０３は、アナログ信号をデジタルの画像データに変換する。
【００１８】
制御部１０４は、撮像装置１００の各部を制御する。制御部１０４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含み、ＲＯＭから読み出されてＲＡＭに展開された各種プログラムと、ＣＰＵとの協働で各種処理を実行する。
【００１９】
タイミング発生部１０６は、アナログ信号出力用のタイミング信号を出力する。撮像素子駆動部１０７は、固体撮像素子１０２を駆動制御する。
【００２０】
画像メモリ１０８は、画像データを読み出し及び書き込み可能に記憶する。画像処理部１０９は、画像データに各種画像処理を施す。画像圧縮部１１０は、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）等の圧縮方式により、撮像画像データを圧縮する。画像記録部１１１は、図示しないスロットにセットされた、メモリカード等の記録メディアに画像データを記録することもできる。
【００２１】
モニターＬＣＤ１１２は、カラー液晶パネル等であり、撮影後の画像データ、撮影前のスルー画像、各種操作画面等を表示する。
【００２２】
ここで、撮像装置１００における動作を説明する。被写体撮影では、被写体のモニタリング（スルー画像表示）と、画像撮影実行とが行われる。モニタリングにおいては、撮像レンズ１０１を介して得られた被写体の像が、固体撮像素子１０２の受光面（撮像面）に結像される。撮像レンズ１０１の撮影光軸後方に配置された固体撮像素子１０２が、タイミング発生部１０６、撮像素子駆動部１０７によって駆動され、一定周期毎に結像した光像に対応する光電変換出力としてのアナログ信号を１画面分出力する。
【００２３】
このアナログ信号は、ＲＧＢの各原色成分毎に適宜ゲイン調整された後に、Ａ／Ｄ変換部１０３でデジタルデータに変換される。そのデジタルデータは、画像処理部１０９により、画素補間処理及びγ補正処理を含むカラープロセス処理が行なわれて、デジタル値の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ、Ｃｒ（画像データ）が生成されて画像メモリ１０８に格納され、定期的にその信号が読み出されてそのビデオ信号が生成されて、モニターＬＣＤ１１２に出力される。尚、ホワイトバランス調整手段でもある制御部１０４は、撮影画像のホワイトバランスを調整する。
【００２４】
モニターＬＣＤ１１２は、モニタリングにおいては電子ファインダとして機能し、撮像画像を、ほぼリアルタイムに表示することとなる。
【００２５】
このようなモニタリング状態において、静止画撮影を行ないたいタイミングで、ユーザーが不図示のレリーズ釦を操作することにより、静止画像データが撮影される。不図示のレリーズ釦の操作に応じて、画像メモリ１０８に格納された１コマの画像データが読み出されて、画像圧縮部１１０により圧縮される。その圧縮された画像データが、画像記録部１１１により記録メディアに記録される。
【００２６】
次に、レンズユニットの製造方法について説明する。まず、レンズの成形方法について記載する。図４は、レンズＬ３を成形する金型の断面図であり、（ａ）は型開き状態を示し、（ｂ）は型締め状態を示している。図４において、固定金型ＦＤは光学面転写面ＦＤａを有する。一方、固定金型ＦＤに対して移動可能な可動金型ＭＤは、光学面転写面ＦＤａに対向する光学面転写面ＭＤａと、光学面転写面ＭＤａの周囲に形成された外周部転写面ＭＤｂとを有している。外周部転写面ＭＤｂは、ここでは円筒面である。
【００２７】
図４（ａ）に示すように、固定金型ＦＤに対して可動金型ＭＤを離間させた状態で、加熱した金型間に球形に近いガラス素材ＧＬを配置し、その後、図４（ｂ）に示すように、固定金型ＦＤに対して可動金型ＭＤを接近させる。光学面転写面ＦＤａ、ＭＤａ及び外周部転写面ＭＤｂはガラス転移点以上に加熱されているので、固定金型ＦＤに対して可動金型ＭＤを接近させるのに伴い、ガラス素材ＧＬが押されて変形し、光学面転写面ＦＤａ、ＭＤａによりレンズＬ３の光学面が転写形成され、外周部転写面ＭＤｂによりレンズＬ３の外周部が転写形成される。なお、レンズの成形は液滴成形やプラスチックの射出成形で行われてもよい。
【００２８】
ここで、供給されるガラス素材ＧＬの体積が、互いに当接した固定金型ＦＤと可動金型ＭＤ間に形成されるキャビティＣＶ（図４（ｂ）参照）の容量よりも若干小さくなっている場合、成形後において、図４（ｂ）に示すように、キャビティＣＶとガラス素材ＧＬとの間に、わずかな隙間ＳＰが生じることとなる。かかる場合、ガラス素材ＧＬが固化した後、固定金型ＦＤに対して可動金型ＭＤを離間させて，成形されたレンズＬ３を離型させると、図５に示すように、レンズＬ３の外周部Ｌ３ｃに，隙間ＳＰに対応する欠け部Ｌ３ａが生じることとなる。すなわち、欠け部Ｌ３ａは、キャビティＣＶの容量に対するガラス素材ＧＬの体積の不足分に相当する。尚、レンズＬ３は成形後に外周を後加工（例えば芯取り）しない。また、レンズの成形に当たっては一般的にレンズの外周保証として、特定の角度（例えば２７０°）までの外周の精度が保障され、残りの領域に欠け部が生じるということが多い。つまり、レンズの外周部の複数領域にわたって生じるのではなく、特定領域内に欠け部が現れることになる。一般的には連続した一つの欠け部となるが、仮に欠け部が複数存在する場合には、複数の欠け部を合わせたものを一つの欠け部と見なせばよい。
【００２９】
図５は、レンズＬ３を保持枠５４に組み付ける工程を示す図であるが、保持枠５４は一部のみ示している。図６は、レンズＬ３を保持枠５４に組み付けた状態で、光軸方向に見た図である。図５（ａ）に示すように、レンズＬ３は、光学面Ｌ３ｂと,その周囲に形成された外周部（フランジ部）Ｌ３ｃとを有する。外周部Ｌ３ｃの一部は光軸方向に見て弦状（ストレート）に切り欠かれた形となっており、欠け部Ｌ３ａを形成している。欠け部Ｌ３ａ以外の外周部Ｌ３ｃの周面は円筒面である。
【００３０】
一方、保持枠５４の内周は、レンズＬ３を組み合わせたときにおける光軸方向に見て弦状（ストレート）に突出した受け部５４ａが等間隔に６個配置されている。周方向に隣接する受け部５４ａの間は、それぞれ繋ぎ部５４ｂとなっている。６個の受け部５４ａの内側面は光軸に平行な平面であって、更に光軸方向に見て、保持枠５４の中心（レンズＬ３の光軸に合致すべき位置）を中心とする正六角形の辺の一部となっており、高精度に成形されている。受け部５４ａの内接円と外周部Ｌ３ｃの外径はほぼ同一径となる。一方、繋ぎ部５４ｂは円筒面の一部又は平面であると好ましいが、高い精度は不要である。これにより保持枠５４のコスト低減を図れる。又、６個の受け部５４ａのうち、周方向に一つおきの受け部５４ａの光軸方向端には、光軸直交方向に光軸に向かって突出するように板状の当接部５４ｃが、合計３個、周方向に等間隔で形成されている。尚、繋ぎ部５４ｂに当接部５４ｃを設けても良い。
【００３１】
レンズＬ３を保持枠５４に組み付ける際には、図５（ａ）に示すように、互いの中心を合わせつつ、但し保持枠５４に対するレンズＬ３の光軸回りの位相合わせをすることなく、両者を相対接近させる。ここで、図６に示すようにレンズＬ３を保持枠５４に組み付けた際に、欠け部Ｌ３ａの大きさによっては、ある組み付け位相にて、円筒面である外周部Ｌ３ｃの周面に対して、光軸直交方向断面で５つの受け部５４ａに対して点接触し（光軸方向に線接触する場合を含む）、残り１つの受け部５４ｃは接触しない（つまり欠け部Ｌ３ａが受け部５４ａに対向する）場合がある。又、レンズＬ３の外周部Ｌ３ｃの端面が、当接部５４ｃに当接することで、保持枠５４に対するレンズＬ３の光軸方向の位置決めが行われる。以上の実施の形態では、レンズＬ３のみを、欠け部Ｌ３ａを有するレンズとしているが、それ以外のレンズに欠け部を設けて同様な構成としても良い。
【００３２】
図６において、欠け部Ｌ３ａを挟んだ両側の受け部５４ａと外周部Ｌ３ｃとの接点をＰ１，Ｐ２とし、それ以外の接点をＰ３，Ｐ４，Ｐ５とする。このとき、外周部Ｌ３ｃが欠け部Ｌ３ａを有していない同径の完全円形外周部であると仮定した場合に、光軸直交方向断面において、かかる完全円形外周部と受け部５４ｃとが接触する点は、レンズＬ３の光軸回りに等間隔に配置されることとなる（これを等配という）。従って、欠け部Ｌ３ａを挟んだ２つの接触点の周方向の間隔（図６のＰ１−Ｐ２）は、それ以外の隣り合う接触点の周方向の間隔（図６のＰ２−Ｐ３，Ｐ３−Ｐ４，Ｐ４−Ｐ５、Ｐ５−Ｐ１）の２倍となる。ここで、幾何学的関係より、接点Ｐ１，Ｐ２に作用する法線方向の反力Ｆ１、Ｆ２の合成力の図で左右方向成分は、接点Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５に作用する法線方向の反力Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５の合成力の図で左右方向成分に等しく、つまり釣り合いの関係になる。よって、欠け部Ｌ３ａと、それに対向する受け部５４ａとの間に隙間δ１が生じる場合でも、保持枠５４の中心にレンズＬ３の光軸を合致させることができるのである。
【００３３】
図７は、レンズＬ３を比較例として示す保持枠５４’に組み付けた状態で、光軸方向に見た図である。レンズＬ３は、図５，６に示す実施の形態と同様の形状であるが、比較例の保持枠５４’は、光軸方向に見て弦状（ストレート）に突出した受け部５４ａが等間隔に３個配置されていて、その間は繋ぎ部５４ｂとなっている。ここで、２つの受け部５４ａと外周部Ｌ３ｃとの接点をＰ６，Ｐ７としても、残りの１つの受け部５４ａと欠け部Ｌ３ａとの間に隙間δ２が生じると、接点Ｐ６，Ｐ７に作用する法線方向の反力はゼロとなり、つまりレンズＬ３は保持枠５４’に対して隙間δ２の範囲内で変位可能となり、光軸直交方向の位置決めを行えないこととなる。
【００３４】
以上を考察するに、欠け部があるために、少なくとも１個の受け部がレンズの外周部に当接しない場合、レンズを保持枠に対して光軸直交方向に位置決めする為には、欠け部を挟んでレンズ外周部に接する２つの受け部における法線方向の反力（例えば図６のＦ１，Ｆ２）の合成ベクトルが、欠け部とは反対側に向くという条件（以下、ベクトル方向条件という）が必要になる。言い換えると、欠け部を挟んでレンズ外周部に接する２つの受け部と光軸によって形成される欠け部側の角度が１８０°未満であればよい。受け部が等間隔に配置されていることを前提に、ｎ＝３以下の場合、外周部に接する受け部は１又は２個であるので、かかるベクトル方向条件を満たすことができない。一方、ｎ＝４の場合、外周部に接する受け部は３個となるが、欠け部を挟んで外周部に接する２つの受け部における法線方向の反力のベクトルは互いに対向することになるので、それに直交する方向においてレンズを保持枠に対して位置決めする為の保持力を発揮することは難しい。
【００３５】
これに対し、ｎ＝５以上の場合、上記のベクトル方向条件が成立する可能性がある。但し、ベクトル方向条件が成立するためには、欠け部が延在する角度θの範囲が問題となる。つまり、角度θが大きすぎるとベクトル方向条件を満たさない恐れがあるが、角度θとｎとの間には相関関係がある。
【００３６】
本発明者は，欠け部を有するレンズを，ｎ個の受け部を有する保持枠に組み付けた場合において、光軸直交方向に位置決めを行える角度θについて検討し、（１）式を導出した。
θ＜（３６０／ｎ）×（[[ｎ／２]]−１）              （１）
但し、レンズの光軸を基準として欠け部が延在する角度をθ（°）とし、[[ｎ／２]]は、ｎ／２未満の最大の整数を示す関数とする。尚、欠け部が複数個ある場合、複数個の欠け部を含む領域を１つの欠け部とみなして，角度θを求めるものとする。
【００３７】
図８は、レンズＬ３を、ｎ＝５個の受け部５４ａが正五角形の辺の一部となるような保持枠５４に組み付けた状態で、光軸方向に見た図である。ここで角度θが７２°以上となると、隣接する２つの受け部５４ａがレンズＬ３の外周部Ｌ３ｃに当接しなくなる恐れがある。従って（１）式に従い、角度θは７２°未満とすることで、ベクトル方向条件を満たすことができる。
【００３８】
図６に示すように、レンズＬ３を、ｎ＝６個の受け部５４ａを持つ保持枠５４に組み付けた場合、角度θが６０°以上となると、隣接する２つの受け部５４ａがレンズＬ３の外周部Ｌ３ｃに当接しなくなる恐れがある。従って（１）式に従い、角度θは６０°未満とすることで、ベクトル方向条件を満たすことができる。
【００３９】
図示していないが、レンズＬ３を、ｎ＝７個の受け部５４ａを持つ保持枠５４に組み付けた場合、角度θが１０２．８°以上となると、隣接する２つの受け部５４ａがレンズＬ３の外周部Ｌ３ｃに当接しなくなる恐れがある。従って（１）式に従い、角度θは１０２．８°未満とすることで、ベクトル方向条件を満たすことができる。
【００４０】
図９は、レンズＬ３を、ｎ＝８個の受け部５４ａが正八角形の辺の一部となるような保持枠５４に組み付けた状態で、光軸方向に見た図である。角度θが９０°以上となると、連続する３つの受け部５４ａがレンズＬ３の外周部Ｌ３ｃに当接しなくなる恐れがある。従って（１）式に従い、角度θは９０°未満とすることで、ベクトル方向条件を満たすことができる。ｎ＝９以上の場合は省略する。尚、ｎ＝３，４の場合、（１）式によれば角度θは０未満、すなわち負の値となるから条件を満たさない。
【００４１】
（１）式から明らかであるが、全体的な傾向として、ｎが増大するにつれθの許容される上限も増大するが、特にｎが奇数であると、ｎ＋１の偶数の場合よりも角度θの許容される上限が拡張され、保持枠の製造難易度を高めることなく、角度θの許容範囲が広がるので好ましい。ｎが大きくなると、欠け部に当接しない受け部が複数あっても、（１）式を満たす場合もある。尚、角度θに下限はないが、その理由は、角度θが小さくなればレンズの外周部が真円に近づき、保持枠に対して位置決めできる可能性が高まるからである。
【００４２】
ここで、レンズの最大外径は５ｍｍ以下であることが望ましい。レンズの最大外径が小さいと欠け部が見えにくくなることや、成膜などの後加工が困難となるからである。レンズの素材は、ガラスであると良好な光学特性を有するので好ましい。一般的にガラスを成形してレンズを作製する場合、欠け部の形状が円弧に近づくことが多く、欠け部の認識が難しくなる傾向がある。但し、プラスチック製のレンズを射出成形した場合、外周部にゲートが来ることで同様な欠け部が形成されるので、本発明を適用できる。更に、欠け部の長さは、レンズ径方向に見て０．０００１ｍｍ以上、２ｍｍ以下であると好ましい。０．０００１ｍｍ未満の長さの欠け部の場合、レンズの外周部が全ての保持枠の受け部に当接する可能性が高いからであり、２ｍｍ以上の長さの欠け部の場合、光学面にまで影響を与える恐れがあるからである。また、欠け部の長さが０．５ｍｍ以下になると欠け部の存在する位置の視覚による判別が困難になってくるが、（１）式を満たせば、欠け部の位置の判別が不要となる。プラスチックレンズのゲート部をカットした場合には、欠け部の位置を視覚を通じて識別することは可能であることが多いが、ガラスの成形により、結果として欠け部が生じる場合には、成形精度を高くした結果、欠け部が０．５ｍｍ以下と小さくなる可能性が考えられる。本発明は、上述のように欠け部は存在しても視認が困難という場合に特に好適に用いることができる。
【００４３】
次に、図８を参照して、レンズＬ３の欠け部Ｌ３ａと、保持枠５４の当接部５４ｃとの関係について説明する。ここで、任意の組み付け位相により、等間隔に配置されたｍ個の当接部５４ｃのいずれかが、欠け部Ｌ３ａの位置に来た場合において、その当接部５４ｃの長さが短すぎて、レンズＬ３の端面を保持する為に用いることができないと、保持枠５４に取り付けた際にレンズＬ３が傾いてしまう恐れがある。かかる不具合を回避するには、以下の（２）式を満たすことが好ましい。
θ＜（３６０／ｍ）×（{[ｍ／２]｝−１）              （２）
ここで、角度θは、上述と同様に欠け部Ｌ３ａの延在する範囲であり、{[ｍ／２]｝はｍ／２以下の最大整数を示す関数とする。（２）式において、関数{[ｍ／２]｝をｍ／２「以下」の最大整数とした理由は、レンズと点接触する受け部と異なり、当接部が面当たりするからである。つまり、ｍ＝４の場合も該当することとなる。
【００４４】
受け部が周方向に等間隔に配置されていない場合には、レンズに当接している隣り合う受け部間の角度が１８０°以上とならなければよい。又、保持枠に全周嵌合するレンズが欠け部を有していても良い。レンズの外周部は光学面を含まない。一般的に欠け部にはバリが生じないため、当接部上に欠け部が来ると、組み付け精度が良くなる傾向がある。上述した実施の形態ではレンズＬ３をリヒート成形しているが、溶融したガラスの液滴を金型内に投入してレンズを成形する液滴成形を行っても良い。欠け部を有するレンズを保持枠に全周嵌合させ、欠け部を有しないレンズを、ｎ＝３個の受け部を有する保持枠に組み付けても良い。
【００４５】
図１０は変形例にかかる図６と同様な図である。上述した実施の形態では、受け部５４ａの当接面が平面であったが、図１０に示すように円筒面又は曲面であって良い。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
【００４６】
図１１，１２は、変形例にかかるレンズと保持枠の断面図である。上述した実施の形態では、レンズＬ３の欠け部Ｌ３ａの光軸方向長さが、レンズＬ３の外周部Ｌ３ｃの光軸方向長さと等しいため、保持枠５４の受け部５４ａも同じ光軸方向長さを有している。これに対し、図１１の変形例では、レンズＬ３における図で上側の縁部にのみ欠け部Ｌ３ａが形成されている。更に、図１２の変形例では、レンズＬ３における図で下側の縁部にのみ欠け部Ｌ３ａが形成されている。それ以外の構成は、上述した実施の形態と同様である。
【００４７】
かかる変形例においては、図１１、１２に示すように光軸方向長さを短縮した受け部５４ａを有する保持枠５４を用いる場合に、本発明が有効となるが、本発明はそれにとらわれない。つまり、例えば、受け部５４ａの光軸方向長さを、欠け部Ｌ３ａの光軸方向長さより大きくすれば、全ての受け部５４ａが外周部Ｌ３ｃに当接することになるので、（１）式を満たさなくても精度良い組み付けを行えるが、実際のガラスレンズの成形の場合、欠け部の形状を制御することは難しく、欠け部が図１１、１２のように外周の上側又は下側の縁部に生じたレンズと、図５のように生じたレンズが混在し得る。このとき、全てのレンズにおいて（１）式を満たすようにしておけば、実際には（１）式を満たす必要のないレンズも存在し得るかもしれないが、いちいち欠け部の形状を認識することなく、全てのレンズにおいて高精度な組み付けを行うことができる。即ち、成形時に図５のような欠け部が成形される可能性があるレンズにおいては、本発明が有効となる。
【符号の説明】
【００４８】
５３            鏡筒
５３ａ            前部
５３ｂ            後部
５４            保持枠
５４ａ            受け部
５４ｂ            繋ぎ部
５４ｃ            当接部
１００            撮像装置
１０１            撮像レンズ
１０２            固体撮像素子
１０３            変換部
１０４            制御部
１０６            タイミング発生部
１０７            撮像素子駆動部
１０８            画像メモリ
１０９            画像処理部
１１０            画像圧縮部
１１１            画像記録部
１１２            モニターＬＣＤ
Ｌ１−Ｌ６        レンズ
Ｌ３ａ            欠け部
Ｌ３ｂ            光学面
Ｌ３ｃ            外周部
ＣＶ            キャビティ
ＦＤ            固定金型
ＦＤａ            光学面転写面
ＧＬ            ガラス素材
モニターＬＣＤ        １１２
ＭＤ            可動金型
ＭＤａ            光学面転写面
ＭＤｂ            外周部転写面
ＳＰ            隙間
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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