JP2005338218A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮像装置に関し、より詳しくは、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話機などのデジタル撮像機器に搭載される撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly, to an imaging apparatus mounted on a digital imaging apparatus such as a digital camera or a camera-equipped mobile phone.
従来のデジタルカメラやカメラ付き携帯電話機などのデジタル撮像機器に搭載されるレンズユニット11は、図8に示すような撮像装置10に適用され、撮影レンズ3と、レンズホルダ2とからなる。
A
撮影レンズ3は、被写体側に絞りを配置するよう設計された、いわゆる前絞りタイプのレンズであり、被写体側の端面に環状の平面部31を有するとともに、中央に凸状のレンズ部32が形成されており、また、結像面側の端面に環状の平面部33を有するとともに、中央に凹状のレンズ部34が形成されている。
The
レンズホルダ2は、樹脂からなり、内部に撮影レンズ3を備える円筒部21と、この円筒部21の被写体側の端部から被写体側に向けて縮径するテーパ部22と、このテーパ部22の先端から内周に向けて延び中央に貫通穴23を有する環状部24とを一体的に形成したものである。環状部24の貫通穴23には、被写体側および結像面側のそれぞれからテーパ状に縮径して、貫通穴23における光軸方向ほぼ中間位置で内周に向けて楔状に突出する突出部75がさらに設けられている。この貫通穴23の最小径部分、つまり突出部75の先端の内径が撮影レンズ3の被写体側のレンズ部32よりもわずかに小径となっており、撮影レンズ3の絞りとして機能する。レンズホルダ2の結像面側の外周面には雄ねじ25が形成されている。
The
このようなレンズユニット11は、被写体側の平面部31がレンズホルダ2の環状部24における結像面側の端面26に当接されるとともに、結像面側の平面部33が環状の押さえ部材35により押さえられて接着されることにより、レンズホルダ2内に固定される。
In such a
以上の構成のレンズユニット11が適用される撮像装置10は、当該レンズユニット2の他に、撮像素子パッケージ4と、鏡筒5とを備える。
The
撮像素子パッケージ4は、基板12に取り付けられ、CCDやCMOSなどからなる撮像素子(不図示)を樹脂製のケーシングに納めたものである。撮像素子パッケージ4の表面(基板12側の反対側の面)41は、撮像素子(不図示)と対向する位置で開口されており、この開口を閉塞する形で赤外線カットフィルタなどの透光性部材42が貼り付けられている。
The image
鏡筒5は、撮像素子パッケージ4を囲い基板12に固定される角筒部51と、レンズユニット1を装着する円筒部52とが一体に形成されている。円筒部52の内周にはレンズユニット1を螺合するための雌ねじ53が形成されている。
In the
以上の構成の撮像装置10では、鏡筒5の角筒部51が撮像素子パッケージ4を囲うとともに撮像素子パッケージ4の表面41に載せられて貼り合わされ、鏡筒5の円筒部52にレンズユニット11が螺合される。
In the
しかしながら、このようなレンズユニット11では、レンズホルダ2が絞りとしての環状部24と樹脂で一体成形されているため、剛性確保の観点から、環状部24は所定の厚みを必要とし、撮像装置10の小型化の妨げとなる。そこで、次に示すようなレンズユニットが提案されている。
However, in such a
図9に示すように、レンズユニット13では、レンズホルダ2の被写体側の端部に、前記したような一体成形の環状部24に代えて、別部材としての絞り6を設置している。この絞り6は、撮影レンズ3の厚さに対して十分に薄い薄板状に形成され、かつ、中心部に円形状の貫通穴61が光軸方向で同じ大きさの径で形成されている。この絞り6は、レンズホルダ2の被写体側に形成した装着凹部28内に上方から挿入されて撮影レンズ3の中心のレンズ部32を除く平面部31に密接され、装着凹部28内に接着剤などによって固定されている。このとき、絞り6の上面62と、レンズホルダ2の上端面29とは、ほぼ同一平面をなした状態となっている。なお、レンズホルダ2の結像面側の端部には、撮影レンズ3を位置決めする鍔部71が形成されている(例えば特許文献1参照)。
As shown in FIG. 9, in the
あるいは、図10に示すように、上記と同様の薄板状の絞り6を設置した状態で、レンズホルダ2の被写体側の端縁の突起72(図中点線)に超音波エネルギなどを付与することにより加熱し軟化させて押し潰すことにより、この絞りを固定することが考えられる(以下、この工法を熱かしめという。)(例えば特許文献2参照)。
しかしながら、上記したようなレンズユニットでは、接着剤による固定の場合、接着剤が硬化するまでに長時間を要し、瞬間接着剤によると、撮影レンズ3の表面が白く曇ることがある。また、熱かしめによると、作業時間を短縮できる点で優れるが、加熱による変形部が被写体側に突出するため、その突出分だけ撮像装置10の小型化が妨げられることとなる。また、絞り6の貫通穴61が光軸方向で同径となっているため、貫通穴61内に露出する内壁面で撮影光が乱反射し、撮影画像に悪影響を及ぼすことが懸念される。
However, in the lens unit as described above, in the case of fixing with an adhesive, it takes a long time for the adhesive to cure, and with the instantaneous adhesive, the surface of the photographing
本発明に係るレンズユニットは、撮影レンズと、前記撮影レンズを内部に備え該撮影レンズに当接する位置決め部が設けられる筒状のレンズホルダと、中央に貫通穴を有し前記撮影レンズの被写体側の端面に当接し外周が前記レンズホルダに固定され撮影レンズの光軸方向全長に対して十分に薄い肉厚の高剛性材料からなる押さえ板とで構成されるレンズユニットであって、前記押さえ板は、前記撮影レンズに当接する部分よりも外周寄りの部分が結像面側に屈曲されている。 A lens unit according to the present invention includes a photographic lens, a cylindrical lens holder that includes the photographic lens therein and includes a positioning portion that comes into contact with the photographic lens, a through hole in the center, and a subject side of the photographic lens A holding unit made of a highly rigid material having a thickness that is sufficiently thin with respect to the entire length in the optical axis direction of the photographic lens. The portion closer to the outer periphery than the portion in contact with the photographing lens is bent toward the image plane.
この構成によれば、押さえ板が金属などの高剛性材料で構成されているため、押さえ板を薄く形成することができ、また、この押さえ板の外周部分が結像面側に向かって屈曲しているため、レンズホルダとの固定位置を撮影レンズの被写体側の端面よりも結像面側に退避させることができる。したがって、この退避分だけ熱かしめによる変形部を許容するスペースができ、熱かしめによってもレンズホルダを光軸方向に大型化することなく、レンズユニットを形成することができるようになる。 According to this configuration, since the pressing plate is made of a highly rigid material such as metal, the pressing plate can be formed thin, and the outer peripheral portion of the pressing plate is bent toward the imaging surface side. Therefore, the fixed position with respect to the lens holder can be retracted closer to the image plane than the end surface on the subject side of the photographing lens. Therefore, a space allowing a deformed portion due to heat caulking is created by this retraction, and the lens unit can be formed without increasing the size of the lens holder in the optical axis direction even by heat caulking.
なお、撮影レンズの枚数は問わない。したがって、複数の場合は、撮影レンズの被写体側の端面とは、最も被写体側寄りのレンズにおける被写体側の端面をいい、撮影レンズの結像面側の端面とは、最も結像面側寄りのレンズにおける結像面側の端面をいう。また、被写体側、結像面側それぞれのレンズ部の形状は問わず、凸レンズであっても凹レンズであってもよい。 The number of photographic lenses is not limited. Therefore, in a plurality of cases, the end surface on the subject side of the photographing lens means the end surface on the subject side of the lens closest to the subject side, and the end surface on the imaging surface side of the photographing lens is closest to the imaging surface side. An end surface on the image plane side of the lens. Further, the shape of each lens portion on the subject side and the imaging surface side is not limited and may be a convex lens or a concave lens.
また、前記レンズユニットにおいて、前記押さえ板の貫通穴の内壁径は、被写体側から結像面側にかけて少なくとも一部分が同径でないことが好ましい。この構成によれば、貫通穴の内壁の露出が少なくなり、この露出部分における撮影光の乱反射を減らし、クリアな撮影画像を得ることが可能となる。 In the lens unit, it is preferable that at least a part of the inner wall diameter of the through hole of the pressing plate is not the same diameter from the subject side to the imaging plane side. According to this configuration, exposure of the inner wall of the through hole is reduced, and irregular reflection of shooting light at the exposed portion can be reduced, and a clear shot image can be obtained.
また、前記レンズユニットにおいて、前記押さえ板の貫通穴の内壁径は、結像面側が大径となっていることが好ましい。この構成によれば、煩雑な曲げ加工なしに押さえ板の貫通穴と被写体側のレンズ部の基端部付近との干渉をなくすことができる。 In the lens unit, it is preferable that the inner wall diameter of the through hole of the pressing plate is large on the imaging surface side. According to this configuration, it is possible to eliminate interference between the through hole of the pressing plate and the vicinity of the base end portion of the lens portion on the subject side without complicated bending.
また、前記レンズユニットにおいて、前記押さえ板の貫通穴近傍が被写体側に突出していることが好ましい。この構成によれば、例えば撮影レンズの被写体側のレンズ部が凸レンズであり、被写体側の端面から突出している場合でも、押さえ板の貫通穴の近傍が被写体側のレンズ部の基端部付近に干渉するといったことがなくなる。 In the lens unit, it is preferable that the vicinity of the through hole of the pressing plate protrudes toward the subject. According to this configuration, for example, even when the lens portion on the subject side of the photographing lens is a convex lens and protrudes from the end surface on the subject side, the vicinity of the through hole of the holding plate is near the base end portion of the lens portion on the subject side. There will be no interference.
また、前記レンズユニットにおいて、前記押さえ板が撮影レンズの絞りであることが好ましい。この構成によれば、押さえ板が絞りとして機能するため、被写体以外の余分な入射光を制限し、よりクリアな撮影画像を得ることが可能となる。なお、押さえ板を絞りとして機能させるため、押さえ板の貫通穴の最小径部分における直径を、撮影レンズの被写体側のレンズ部の直径よりもわずかに小さく設定する。 In the lens unit, it is preferable that the pressing plate is a diaphragm of a photographing lens. According to this configuration, since the pressing plate functions as a diaphragm, it is possible to limit extra incident light other than the subject and obtain a clearer captured image. In order to cause the pressing plate to function as a stop, the diameter of the minimum diameter portion of the through hole of the pressing plate is set slightly smaller than the diameter of the lens portion on the subject side of the photographing lens.
以上の説明から明らかなように、本発明のレンズユニットでは、押さえ板の外周部分が結像面側に向かって屈曲しているため、レンズホルダとの固定位置を撮影レンズの被写体側の端面よりも結像面側に退避させることができる。したがって、この退避分だけ熱かしめによる変形部を許容するスペースができ、熱かしめによってもレンズホルダを光軸方向に大型化することなく、レンズユニットを形成することができるようになる。 As is clear from the above description, in the lens unit of the present invention, the outer peripheral portion of the holding plate is bent toward the imaging surface side, so the fixing position with the lens holder is from the end surface on the subject side of the photographic lens. Can also be retracted to the image plane side. Therefore, a space allowing a deformed portion due to heat caulking is created by this retraction, and the lens unit can be formed without increasing the size of the lens holder in the optical axis direction even by heat caulking.
また、押さえ板の貫通穴の内壁径は、被写体側から結像面側にかけて少なくとも一部分が同径でないため、貫通穴の内壁の露出が少なくなり、この露出部分における撮影光の乱反射を減らし、クリアな撮影画像を得ることが可能となる。 Also, since the inner wall diameter of the through hole of the holding plate is not at least partially the same from the subject side to the imaging surface side, the inner wall of the through hole is less exposed, and the irregular reflection of the shooting light at this exposed part is reduced and clear. It is possible to obtain a captured image.
(実施の形態1)
本発明に係るレンズユニットの第1の実施形態について、このレンズユニットを撮像装置に適用して、図1ないし図2を参照しながら説明する。ただし、従来例と同一部分は、同一符号を付して説明する。レンズユニット1は、撮影レンズ3と、レンズホルダ2と、絞り8とからなる。
(Embodiment 1)
A first embodiment of a lens unit according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 by applying this lens unit to an imaging apparatus. However, the same parts as those in the conventional example will be described with the same reference numerals. The lens unit 1 includes a photographing
撮影レンズ3は、被写体側に絞りを配置するよう設計された、いわゆる前絞りタイプのレンズであり、被写体側の端面に環状の平面部31が形成されているとともに、中央に凸状のレンズ部32が形成されており、また、結像面側の端面に環状の平面部33が形成されているとともに、中央に凹状のレンズ部34が形成されている。被写体側の平面部31と、結像面側の平面部33とは、ともに光軸に対して垂直に形成されている。また、被写体側の平面部31は、被写体側のレンズ部32の頂部35とほぼ同一平面上に位置するように形成されており、レンズ部32が被写体側に突出しない形状になっている。この撮影レンズ3は、必要に応じて複数に分割して設計することができ、また、材料にガラスなどを採用することができる。
The
レンズホルダ2は、光の乱反射が少ない黒色に着色された樹脂からなる筒状部材であり、撮影レンズ3を内包する円筒部21と、撮影レンズ3の結像面側の平面部33に当接し内周側に向けて延びる鍔部71とが一体的に形成されている。この鍔部71は、請求項に記載の位置決め部であり、被写体側の端面73が光軸に対して垂直に形成されている。レンズホルダ2の被写体側の端縁において、内周寄りの部分には絞り8を配置する段部74が設けられているとともに、この段部74よりも外周寄りの部分には、被写体側に突出する突起72(図中点線)が設けられている。レンズホルダ2の外周面における結像面側には、雄ねじ25が形成されている。
The
絞り8は、金属などの高剛性部材板からなり、中央に貫通穴83を有する第1環状部81と、この第1環状部81の外周から結像面側に向かって屈曲しテーパ状に拡径するテーパ部84と、このテーパ部84の外周から外周側へ向かって延びる第2環状部82とで構成されている。絞り8の厚みは、撮影レンズ3の光軸方向全長約3.9mmに対して約0.05mmと十分に薄い肉厚となっている。そして、第1環状部81の貫通穴83の直径aは、撮影レンズ3の被写体側のレンズ部32の直径bよりもわずかに小さく設定されている。絞り8は、光の乱反射を防ぐため表面全体が黒色に塗装されている。
The
以上の構成のレンズユニット1は、次のように組み付けられる。 The lens unit 1 having the above configuration is assembled as follows.
まず、レンズホルダ2の内部に撮影レンズ3を組み込み、レンズホルダ2の鍔部71の被写体側の端面73に撮影レンズ3の結像面側の平面部33を当接させる。次に、絞り8を被写体側からレンズホルダ2の被写体側の段部74に配置する。このとき、絞り8の第1環状部81の結像面側が、撮影レンズ3の被写体側の平面部31に密着する。この状態で、レンズホルダ2の被写体側の突起72(図中二点鎖線)に超音波エネルギなどを付与することにより加熱し軟化させ、これを押し潰すことにより、絞り8をレンズホルダ2に固定する(熱かしめ)。この状態では、レンズホルダ2の鍔部71の被写体側の端面73と、撮影レンズ3の結像面側の平面部33とが光軸に対して垂直に形成されていることから、撮影レンズ3とレンズホルダ2との光軸が一致することとなる。
First, the photographing
以上の構成のレンズユニット1では、絞り8が金属などの高剛性材料で構成されているため、絞り8を薄く形成することができ、また、絞り8の第1環状部81よりも外周部分が結像面側に向かって屈曲しているため、レンズホルダ2との固定位置を撮影レンズ3の頂部35よりも結像面側に退避させることができる。したがって、この退避分だけ熱かしめによる変形部を許容するスペースができ、熱かしめによってもレンズホルダ2を光軸方向に大型化することなく、レンズユニット1を形成することができるようになる。
In the lens unit 1 configured as described above, since the
以上の構成のレンズユニット1は、例えば次のような撮像装置10に適用される。撮像装置10は、上記したようなレンズユニット1の他に、撮像素子4と、鏡筒5とを備える。
The lens unit 1 having the above configuration is applied to, for example, the following
撮像素子パッケージ4は、基板12に取り付けられ、CCDやCMOSなどからなる撮像素子(不図示)を樹脂製のケーシングに納めたものである。撮像素子パッケージ4の表面(基板12側の反対側の面)41は、撮像素子(不図示)と対向する位置で開口されており、この開口を閉塞する形で赤外線カットフィルタなどの透光性部材42が貼り付けられている。
The image
鏡筒5は、撮像素子パッケージ4を囲い基板12に固定される角筒部51と、レンズユニット1を装着する円筒部52とが一体に形成されている。円筒部52の内周にはレンズユニット1を螺合するための雌ねじ53が形成されている。
In the
以上の構成の撮像装置10では、鏡筒5の角筒部51が基板12に取り付けられた撮像素子パッケージ4を囲うとともにこの撮像素子パッケージ4の表面41に載せられて貼り合わされ、鏡筒5の円筒部52にレンズユニット1が螺合される。このような状態で、レンズユニット1の被写体側から入射した撮影光は、撮像素子パッケージ4内の撮像素子(不図示)上に結像するようになっている。そして、レンズユニット1を回転することにより、レンズユニット1は光軸方向に移動し、焦点調整が行われるようになっている。
In the
(実施の形態2)
実施の形態2について、図3を参照しながら説明する。実施の形態2では、絞り8の第1環状部81の貫通穴83の近傍において、被写体側および結像面側をそれぞれハーフエッチングなどにより切削し段部87,88を形成している。この実施の形態2によれば、貫通穴83の最小径部分における壁面86の露出が少なくなり、この露出部分における撮影光の乱反射を減らし、クリアな撮影画像を得ることが可能となる。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
(Embodiment 2)
The second embodiment will be described with reference to FIG. In the second embodiment, in the vicinity of the through
(実施の形態3)
実施の形態3について、図4を参照しながら説明する。実施の形態3では、被写体側の平面部31がレンズ部32の基端部36と同一平面上に位置した形状となっており、被写体側のレンズ部32が平面部31よりも被写体側に突出する形状となっている。この場合、絞り8の貫通穴83の直径をレンズ部32の直径よりも小さく設定すると、絞り8の貫通穴83の近傍がレンズ部32の基端部36付近に干渉することとなる(図中点線)。そのため、絞り8の貫通穴83の近傍を被写体側に屈曲させてこのような干渉がないようにしている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。
(Embodiment 3)
A third embodiment will be described with reference to FIG. In the third embodiment, the object-
(実施の形態4)
実施の形態4について、図5を参照しながら説明する。実施の形態4では、実施の形態3と同様の撮影レンズ3を適用しており、絞り8の貫通穴83の近傍における結像面側をハーフエッチングなどにより切削し段部89を形成することにより、この貫通穴83の近傍がレンズ部32の基端部36付近に干渉しなうようにしている。その他の構成は、実施の形態1と同様である。この場合、煩雑な曲げ加工なしに絞り8の貫通穴83とレンズ部32の基端部36付近との干渉をなくすことができる。また、貫通穴83における壁面86の露出が少なくなるので、上記の実施の形態2と同様の効果も期待できる。
(Embodiment 4)
The fourth embodiment will be described with reference to FIG. In the fourth embodiment, the same photographing
なお、本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、以下に述べる実施の形態にも適用可能である。 In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, It can apply also to embodiment described below.
(その他の例)
(1)絞り8の貫通穴83内における壁面86の露出を少なくするには、上記したような各実施の形態の他、以下のようにしてもよい。すなわち、図6に示すように、絞り8の貫通穴83において被写体側から結像面側にかけてテーパ状に縮径するようにしてもよい。また、逆に、図示しないが、絞りの被写体側から結像面側にかけてテーパ状に拡径するようにしてもよい。あるいは、図7に示すように、貫通穴83近傍における被写体側、結像面側の双方の角部91,92を切削するようにしてもよい。この場合、もちろん、被写体側、結像面側のいずれか一方のみを切削するようにしてもよい。
(Other examples)
(1) In order to reduce the exposure of the
(2)上記各実施の形態において、絞り8の貫通穴83の最小径は、必要に応じて撮影レンズ3の被写体側のレンズ部32の直径と同じ、もしくはそれより大きく形成してもよい。この場合、絞り8は、単に撮影レンズ3の押さえ板として機能する。
(2) In each of the above embodiments, the minimum diameter of the through
(3)絞り8は、必ずしも金属でなくてもよいが、薄く構成しても剛性を確保でき、しかも屈曲加工がしやすいという観点から、金属で構成することが好ましい。
(3) The
本発明は、小型化が著しい今日のデジタル撮像機器に搭載されるレンズユニットに好適に用いることができる。 The present invention can be suitably used for a lens unit that is mounted on today's digital imaging equipment, which is significantly downsized.
1 レンズユニット
2 レンズホルダ
3 撮影レンズ
4 撮像素子パッケージ
5 鏡筒
8 絞り
10 撮像装置
12 基板
21 円筒部
25 雄ねじ
31 平面部
32 レンズ部
33 平面部
34 レンズ部
35 頂部
36 基端部
51 角筒部
52 円筒部
53 雌ねじ
71 鍔部
72 突起
74 段部
81 第1環状部
82 第2環状部
83 貫通穴
84 テーパ部
86 壁面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
前記押さえ板は、前記撮影レンズに当接する部分よりも外周寄りの部分が結像面側に屈曲されているレンズユニット。 A photographing lens, a cylindrical lens holder that includes the photographing lens therein and includes a positioning portion that abuts the photographing lens, and has a through hole in the center and is in contact with the subject-side end surface of the photographing lens, and the outer periphery is the A lens unit composed of a highly rigid material with a thickness that is sufficiently thin with respect to the entire length of the photographic lens in the optical axis direction and fixed to the lens holder,
The holding plate is a lens unit in which a portion closer to the outer periphery than a portion contacting the photographing lens is bent toward the image plane.
The lens unit according to any one of claims 1 to 4, wherein the pressing plate is a diaphragm of a photographing lens.
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