JP2006276572A - レンズユニット、固体撮像装置及びレンズユニットの組立方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 確実にレンズホルダを光軸方向に案内し、小型化可能な固体撮像装置を提供する。
【解決手段】 本発明の固体撮像装置は、撮像素子の撮像面に光の像を結像する一組のレンズ１３ａ〜１３ｄが配置された第１のレンズユニット１０を有する。第１のレンズユニット１０は、一組のレンズ１３ａ〜１３ｄを保持するレンズホルダ１１と、レンズホルダ１１と噛合してレンズホルダ１１を光軸方向に支持するレンズ鏡筒１２から構成される。レンズ鏡筒１２は、雌ねじ部１２２を境としてレンズの光軸方向両側に案内部１２３を有する。案内部１２３は、それぞれレンズ鏡筒１２の光軸方向に平行で内径の異なる内周面１２１ｂ、１２１ｃを有する。レンズホルダ１１は、外周面１１２ｂ、１１２ｃが案内部１２３の内周面１２１ｂ、１２１ｃに摺接して、ホルダベース１２と同軸に案内されて接着剤により固定されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、レンズユニット、固体撮像装置及びレンズユニットの組立方法に関する。

近年、携帯電話やノートパソコンなどの携帯用電子機器に、小型の固体撮像装置が使用されている。これらの固体撮像装置には、レンズホルダとレンズ鏡筒を有するレンズユニットが使用される。

特許文献１に示されるように、図４を参照して、レンズホルダ３１０は、内周面３１１にレンズ３３０を保持する。レンズホルダ３１０は、外周面３１２に形成された雄ねじ部３１３により、レンズ鏡筒３２０の内周面３２１に形成された雌ねじ部３２２と噛合し、所定の位置に調整されて固定される。また、特許文献２に示されるように、外側筒体と内側筒体とに形成されたヘリコイドねじを用いることもできる。

これらの場合には、ねじの遊びによりレンズホルダがレンズの光軸方向に対して傾くことがあった。そこで、従来、レンズ鏡筒の一端に、レンズホルダの傾きを防止するために、ガイド軸とスライド可能に嵌合するガイド部を配置していた。
特開２００３−３２５２５号公報 特開２００４−２６４６５７号公報

しかし、上記の場合であっても、レンズホルダがレンズ鏡筒の一端部でのみ案内されるので、レンズホルダのレンズの光軸方向に対する傾きを防止するのに不十分であった。そのため、ガイド部を十分長く形成することが必要であるが、レンズユニットが大型になるという問題があった。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、確実にレンズホルダをレンズの光軸方向に案内し、小型化可能なレンズユニット、固体撮像装置及びレンズユニットの組立方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るレンズユニットは、
レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダと螺合し、前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に移動可能に支持するレンズ鏡筒とを備えるレンズユニットであって、前記レンズ鏡筒には、前記レンズホルダと螺合するねじ部を境として前記レンズの光軸方向両側に前記レンズの光軸方向に平行な環状の内周面を有する案内部が設けられ、当該案内部の内周面を介して前記レンズホルダの外周面に摺接して、前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に案内することを特徴とする。

レンズホルダには、レンズ鏡筒と螺合するねじ部を境として前記レンズの光軸方向両側に案内部の内周面に対応する環状の外周面が設けられていることが望ましい。

案内部を前記ねじ部を境として前記レンズの光軸方向両側において内径の異なる内周面から構成してもよい。

案内部をレンズ鏡筒の両端部に配置してもよい。

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るレンズユニットの組立方法は、レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダと螺合し、前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に移動可能に支持するレンズ鏡筒とを備えるレンズユニットの組立方法であって、前記レンズホルダと螺合するねじ部を境として前記レンズの光軸方向両側に前記レンズの光軸方向に平行な環状の内周面を有する案内部を有したレンズ鏡筒に前記レンズホルダを螺合するとともに、前記レンズホルダの外周面を前記案内部の前記内周面に摺接させて、前記案内部により、前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に案内することを特徴とする。

上記目的を達成するため、本発明の第３の観点に係る固体撮像装置は、一組のレンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダと螺合し、前記レンズホルダを支持するレンズ鏡筒と、前記一組のレンズを介して結像された像を撮像する撮像素子とを備え、前記レンズ鏡筒には、前記レンズホルダと螺合するねじ部を境として前記レンズの光軸方向両側に、前記レンズの光軸方向に平行な環状の内周面を有する案内部が設けられ、当該案内部の内周面を介して前記レンズホルダの外周面に摺接して、前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に案内することを特徴とする。

レンズ鏡筒を前記レンズの光軸方向に移動する移動手段を備え、移動手段により、一組のレンズを介した光が撮像素子の撮像面に結像されるように前記レンズ鏡筒を前記レンズの光軸方向に移動してもよい。

本発明によれば、レンズ鏡筒が、レンズホルダと螺合するねじ部を境としてレンズの光軸方向両側に設けられた案内部によりレンズホルダをレンズの光軸方向に案内するので、レンズホルダをレンズの光軸方向に確実に案内し、かつ小型化可能なレンズユニット、固体撮像装置及びレンズユニットの組立方法を提供することがでできる。

本発明の実施の形態にかかる固体撮像装置について、以下図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る固体撮像装置１の構成を示す模式図である。

固体撮像装置１は、第１のレンズユニット１０、第２のレンズユニット２０、シャッタ部３０、鏡筒部４０、基板部５０から構成される。

第１のレンズユニット１０は、レンズホルダ１１と、レンズホルダ１１を支持するレンズ鏡筒としてのホルダベース１２とから構成される。

図２を参照して、レンズユニット１０を説明する。レンズホルダ１１は、環状の部材から構成される。レンズホルダ１１は、段差を介して互いに移行しそれぞれ内径の異なる内周面１１１ａ〜ｄで一組のレンズ１３ａ〜ｄを保持する。レンズホルダ１１は、外周面１１２ａに雄ねじ部１１３が形成されている。レンズホルダ１１は、後述するホルダベース１２の案内部１２３に対応する外径を有する外周面１１２ｂ，ｃを有する。

ホルダベース１２は、環状の部材から構成される。内周面１２１ａに形成された雌ねじ部１２２と、案内部１２３と、係合部１２４（図１参照）とを有する。ホルダベース１２は、固定ねじ１２６によりシャッタ部３０と螺合されている。

雌ねじ部１２２は、レンズホルダ１１の雄ねじ部１１３と対応する長さに形成されている。

案内部１２３は、軸方向に平行な内周面１２１ｂ，１２１ｃを有する。ホルダベース１２の一端の内周面１２１ｂの内径は、ホルダベース１２の他端の内周面１２１ｃの内径よりも小さい。案内部１２３は、雌ねじ部１２２を境としてレンズ１３ａ〜ｄの光軸方向両側に配置される。案内部１２３の内周面１２１ｂ，１２１ｃは、それぞれホルダベース１２の両端近傍まで延びている。

係合部１２４は、鏡筒部４０のカム筒４２のカム面と係合する係合ピン１２５を有する。係合ピン１２５は、カムフォロワとして機能し、カム筒４２の回転に伴ってカム面に沿って移動する。

ここで、第１のレンズユニット１０は、以下のようにして組み立てられる。
まず、レンズホルダ１１をホルダベース１２に挿入して、レンズホルダ１１の雄ねじ部１１３とホルダベース１２の雌ねじ部１２２とを噛合する。このとき、レンズホルダ１１は、外周面がホルダベース１２の案内部１２３の内周面１２１ｂ，１２１ｃに摺接して案内される。これにより、レンズホルダ１１は、ホルダベース１２内にホルダベース１２と同軸に案内される。そして、雄ねじ部１１３と雌ねじ部１２２の噛み合い長さを調整して、撮像素子５２の撮像面に対して所定の焦点距離が確保される位置に、接着剤によりレンズホルダ１１を固定する。最後に、ホルダベース１２の係合部１２４をカム筒４２のカム面に係合し、ホルダベース１２を図示しない支持部材により支持する。

再度図１を参照して、レンズユニット２０を説明する。第２のレンズユニット２０は、レンズホルダ２１と、レンズホルダ２１と一体に形成された筒状部２２とから構成される。

レンズホルダ２１は、内周面２１１で一組のレンズ２３ａ，ｂを保持する。

筒状部２２は、鏡筒部４０のカム筒４２のカム面と係合する係合ピン２２１を有する。係合ピン２２１は、カムフォロワとして機能し、カム筒４２の回転に伴ってカム面に沿って移動する。

シャッタ部３０は、シャッタと、シャッタを駆動して開閉する図示しない駆動部とを有する。シャッタ部３０は、図示しない複数枚の羽根から構成される絞りを有する。

鏡筒部４０は、固定筒４１と、カム筒４２とから構成される。固定筒４１は、基板部５０の基板５１上に配置され、撮像素子５２を囲繞する。カム筒４２は、側面に、第１のレンズユニット１０の係合ピン１２５と係合する図示しないカム面と第２のレンズユニット２０の係合ピン２２１と係合するカム面とが形成されている。カム筒４２は、図示しない駆動部又は手動により回転される。

基板部５０は、回路基板５１と撮像素子５２と駆動ＩＣ５３とから構成される。回路基板５１は、前面及び背面に配線パターンが形成されている。撮像素子５２は、回路基板５１上に、撮像面が第１及び第２のレンズユニット１０，２０に対向し、レンズ１３ａ〜ｄの光軸上に撮像面が位置するように配置されている。撮像素子５２は、回路基板５１の前面の配線パターンと接続されている。撮像素子５２は、駆動ＩＣ５３により駆動される。駆動ＩＣ５３は、回路基板５１の背面側に配置され、背面の配線パターンと接続されている。

制御部６０は、ＭＰＵ（Micro Processor Unit）、各種メモリなどから構成される。制御部６０は、シャッタ部３０を制御する。制御部６０は、基板部５０の駆動ＩＣ５３を制御する。制御部６０は、鏡筒部４０の図示しない駆動手段を制御して、カム筒４２を回転させる。

次に、固体撮像装置１の動作について簡単に説明する。
制御部６０は、ユーザのズーム指示（図示しないズームボタンの押下）に応じて、鏡筒部４０の図示しない駆動部を制御して、カム筒４２を回転する。第２のレンズホルダ２０は、カム筒４２の回転に伴って、カム筒４２から前方に突出する。一方、第１のレンズホルダ１０は、第２のレンズホルダ２０を介して入射した光が撮像素子５２の撮像面に結像するように、カム筒４２の回転に伴って移動する。

制御部６０は、シャッタ部３０を制御して、撮像素子５２の撮像面の照度が所定の範囲となるように絞りの開口率を設定する。制御部６０は、シャッタ部３０を制御して、シャッタを所定の露光時間で閉じるとともに、基板部５０の駆動ＩＣ５３を制御して、撮像素子５２を駆動する。撮像素子５２は、撮像面に結像された光の像を撮像する。

以上説明したように、レンズユニットのホルダベースの案内部がレンズの光軸方向に平行な内周面を有し、雌ねじ部を境として光軸方向両側に配置されているので、レンズホルダをレンズの光軸方向に対して傾かないように配置することができる。そのため、レンズユニットの光軸の再調整が不要となる。また、案内部がホルダベースの両端に離間されているので、ガイドスパンを有効に利用することができる。そのため、ホルダベースの案内部の長さを従来より短くすることが可能となり、レンズユニットを小型化することができる。

本発明は、上記の実施の形態に限定されず、その応用及び変形等は任意である。

上記の実施の形態では、ホルダベースの案内部は、異なる内径の内周面を有する。しかし、図３に示すように、長手方向に離間された案内部１２３の内周面１２１は、同一の内径を有してもよい。

上記の実施の形態では、ホルダベースの案内部の内周面は、ホルダベースの両端近傍まで延びている。しかし、案内部は、ねじ部を境として光軸方向両側に設けられていればよく、案内部は、ホルダベースの両端から間隔をおいて配置されてもよい。

上記の実施の形態では、第１のレンズユニットは４枚のレンズを有し、第２のレンズユニットは２枚のレンズを有する。しかし、各レンズユニットの枚数は任意であり、例えば各レンズユニットは、それぞれ１枚のレンズを有してもよい。また、各レンズユニットのレンズ構成も、図示の例に限定されず、任意である。

上記の実施の形態では、第１のレンズユニットのレンズホルダは、段差を介して互いに移行しそれぞれ内径の異なる内周面で一組のレンズを保持する。しかし、レンズホルダは、同一の内径の内周面で一組のレンズを保持することもできる。

本発明の実施の形態にかかる固体撮像装置の構造を示す断面図である。 図１の固体撮像装置の第１のレンズユニットの断面図である。 図１の固体撮像装置の第１のレンズユニットの変形例を示す断面図である。 従来の固体撮像装置の構造を示す断面図である。

符号の説明

１ 固体撮像装置
１０ 第１のレンズユニット
１１ レンズホルダ
１２ レンズ鏡筒（ホルダベース）
１３ レンズ
２０ 第２のレンズユニット
２１ レンズホルダ
２２ 筒状部
２３ レンズ
３０ シャッタ部
４０ 鏡筒部
４１ 固定筒
４２ カム筒
５０ 基板部
５１ 回路基板
５２ 撮像素子
５３ 駆動ＩＣ
６０ 制御部
１１２ 外周面
１１３ 雄ねじ部
１２１ 内周面
１２２ 雌ねじ部
１２３ 案内部
１２４ 係合部
１２５ 係合ピン

Claims (7)

1. レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダと螺合し、前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に移動可能に支持するレンズ鏡筒とを備えるレンズユニットであって、
   前記レンズ鏡筒は、前記レンズホルダと螺合するねじ部を境として前記レンズの光軸方向両側に前記レンズの光軸方向に平行な環状の内周面を有する案内部が設けられ、当該案内部の内周面を介して前記レンズホルダの外周面に摺接して、前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に案内する、
   ことを特徴とするレンズユニット。
2. 前記レンズホルダには、前記レンズ鏡筒と螺合するねじ部を境として前記レンズの光軸方向両側に前記案内部の内周面に対応する環状の外周面が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
3. 前記案内部を、前記ねじ部を境として前記レンズの光軸方向両側において内径の異なる内周面から構成したことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
4. 前記案内部を、前記レンズ鏡筒の両端部に配置したことを特徴とする請求項１に記載のレンズユニット。
5. レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズホルダと螺合し、前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に移動可能に支持するレンズ鏡筒とを備えるレンズユニットの組立方法であって、
   前記レンズホルダと螺合するねじ部を境として前記レンズの光軸方向両側に前記レンズの光軸方向に平行な環状の内周面を有する案内部を有したレンズ鏡筒に、前記レンズホルダを螺合するとともに、前記レンズホルダの外周面を前記案内部の前記内周面に摺接させて、前記案内部により、前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に案内する、
   ことを特徴とするレンズユニットの組立方法。
6. 一組のレンズを保持するレンズホルダと、
   前記レンズホルダと螺合し、前記レンズホルダを支持するレンズ鏡筒と、
   前記一組のレンズを介して結像された像を撮像する撮像素子とを備え、
   前記レンズ鏡筒には、前記レンズホルダと螺合するねじ部を境として前記レンズの光軸方向両側に、前記レンズの光軸方向に平行な環状の内周面を有する案内部が設けられ、
   当該案内部の内周面を介して前記レンズホルダの外周面に摺接して、前記レンズホルダを前記レンズの光軸方向に案内する、
   ことを特徴とする固体撮像装置。
7. 前記レンズ鏡筒を前記レンズの光軸方向に移動する移動手段を備え、
   前記移動手段により、前記一組のレンズを介した光が前記撮像素子の撮像面に結像されるように前記レンズ鏡筒を前記レンズの光軸方向に移動することを特徴とする請求項６に記載の固体撮像装置。

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