JP2007163798A - Lens and imaging apparatus using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、カメラ付き携帯電話又は携帯端末等に内蔵される撮像装置に用いられるレンズとそれを用いた撮像装置に関する。 The present invention relates to a lens used in an imaging device built in a mobile phone with a camera or a mobile terminal, and an imaging device using the lens.
この種のレンズは、例えば透明の光学樹脂の射出成形によって安価に、かつ精度よく大量生産する必要がある。また、複数枚のレンズを組み合わせて使用することが多い。特許文献1には、光ピックアップの対物レンズのような光学レンズにおいて、レンズ有効径の外側にレンズ有効径の部分と同心状にマークを設けることによって、例えば組み合わせレンズの心合わせを容易にする構成が記載されている。また、レンズ有効径の外側部分の表面に設けた凸部と凹部を組み合わせることによって複数枚のレンズの位相合わせを容易にする方法が記載されている。 This type of lens needs to be mass-produced at low cost and with high accuracy by, for example, injection molding of a transparent optical resin. In many cases, a plurality of lenses are used in combination. In Patent Document 1, in an optical lens such as an objective lens of an optical pickup, for example, a configuration that facilitates centering of a combination lens by providing a mark concentrically with a lens effective diameter portion outside the lens effective diameter. Is described. In addition, a method for facilitating phase alignment of a plurality of lenses by combining convex portions and concave portions provided on the surface of the outer portion of the lens effective diameter is described.
また、特許文献2には、光ピックアップの対物レンズに複数のレンズを組み合わせて使用する場合に、レンズを成形した金型キャビティーを表すマークをレンズに設け、上側のレンズに設けた平滑部分を通して下側のレンズのマークを判別可能にした構成が記載されている。
上記のような従来技術は、光ピックアップの対物レンズに複数枚のレンズを組み合わせて使用する際のレンズ間の位置精度の向上や組立て作業性の向上を実現するためのものである。他方、カメラ付携帯電話等に用いられる撮像装置は小型化が進み、これに用いられるレンズについても小型化及び薄型化が求められている。また、撮像素子の高画素化に伴い、レンズに要求される光学特性は、ますます厳しいものになってきている。レンズ単体に関して、特にレンズ面が非球面である場合は、AFM(Atomic Force Microscope、原子間力顕微鏡)等を用いて光学特性のデータを測定し、非球面形状の設計データに対して、成形されたレンズの形状を測定する。そして、ベストフィッティングとその評価を行うことにより、高精度で高性能なレンズを実現する。 The prior art as described above is for realizing improvement in positional accuracy between lenses and improvement in assembly workability when a plurality of lenses are used in combination with an objective lens of an optical pickup. On the other hand, image pickup apparatuses used for camera-equipped mobile phones and the like have been downsized, and the lenses used therefor are also required to be downsized and thinned. In addition, with the increase in the number of pixels of the image sensor, the optical characteristics required for the lens are becoming increasingly severe. With respect to a single lens, particularly when the lens surface is aspherical, optical property data is measured using an AFM (Atomic Force Microscope) or the like, and the aspherical design data is molded. Measure the shape of the lens. By performing best fitting and its evaluation, a high-precision and high-performance lens is realized.
また、レンズ単品の表裏のレンズ面の中心ズレ(偏心又はディセンタと呼称される)は性能に大きな影響を与えるので、細心の注意を払って測定することが必要である。このような測定を、成形ロットごとに評価する場合は非常に大きな労力が必要である。また、測定データに基づく評価結果が良好でない場合は成形条件等の見直しや再設定等が必要になり、それが生産性の向上を阻害する要因となる。 Further, since the center deviation (referred to as decentering or decentering) of the lens surfaces on the front and back sides of a single lens has a large effect on the performance, it is necessary to measure with great care. When such a measurement is evaluated for each forming lot, a great amount of labor is required. In addition, when the evaluation result based on the measurement data is not good, it is necessary to review or reset the molding conditions and the like, which becomes a factor that hinders the improvement of productivity.
本発明は、上記のような従来の課題を解決し、レンズ面の寸法精度をより容易にしかも精度良く評価することが可能で、レンズの精度管理を容易にすることができるレンズとそれを用いた撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, makes it possible to more easily and accurately evaluate the dimensional accuracy of the lens surface, and to use a lens that can easily manage the accuracy of the lens. An object of the present invention is to provide an image pickup apparatus.
本発明によるレンズは、光軸を中心にレンズ面を形成するレンズ有効部と、その外周に延設された平面視ドーナツ状のコバ部とを有し、前記コバ部は前記レンズ有効部と同時に成形され、前記コバ部の両面に、前記光軸を中心とする円に沿って連続的に又は断続的に環状溝が形成されていることを特徴とする。 The lens according to the present invention includes a lens effective portion that forms a lens surface around the optical axis, and a donut-shaped edge portion that is extended in the outer periphery thereof, and the edge portion is simultaneously with the lens effective portion. The annular groove is formed on both surfaces of the edge portion continuously or intermittently along a circle centered on the optical axis.
本発明のレンズでは、コバ部に平行光を照射したときに、コバ部の両面に形成された環状溝に対応する環状の線が観察できるので、これら環状の線の偏心等を評価することによって、両レンズ面の偏心等の寸法精度を容易に評価することができる。これによりレンズの寸法精度の管理を容易に実現することができる。 In the lens of the present invention, when parallel light is irradiated to the edge portion, an annular line corresponding to the annular groove formed on both surfaces of the edge portion can be observed. Therefore, by evaluating the eccentricity of these annular lines, etc. The dimensional accuracy such as the eccentricity of both lens surfaces can be easily evaluated. Thereby, management of the dimensional accuracy of the lens can be easily realized.
本発明のレンズの好ましい実施形態において、前記コバ部の両面が、平行な2平面となるように形成されている。この構成によれば、コバ部に透過させた光が屈折したり傾いたりすることがないので、測定精度の劣化を防止することができる。また、レンズの表裏いずれの側から平行光を照射しても測定の再現性を高く維持することができる。更に、万能投影機等を用いて許容範囲を予めマスターチャートに作成しておき、投影された環状溝が許容範囲内にあるか否かをチェックし、レンズの精度の確認及び管理を行うことも可能である。 In a preferred embodiment of the lens of the present invention, both sides of the edge portion are formed to be two parallel planes. According to this configuration, since the light transmitted through the edge portion is not refracted or tilted, it is possible to prevent the measurement accuracy from deteriorating. In addition, high reproducibility of measurement can be maintained even when parallel light is irradiated from either the front or back side of the lens. In addition, an allowable range can be created in advance in a master chart using a universal projector, etc., and it can be checked whether the projected annular groove is within the allowable range to check and manage the accuracy of the lens. Is possible.
また、前記環状溝は、断面V字状に先端部が尖った形状であることが好ましい。この構成によれば、環状溝に対応する環状の線が十分細い輪郭のはっきりした線として観察されるので、レンズの精度をより正確に測定することができる。また、測定時の視認性が向上するので精度作業の作業性が良くなる。 The annular groove preferably has a V-shaped cross-section with a sharp tip. According to this configuration, since the annular line corresponding to the annular groove is observed as a clear line with a sufficiently thin outline, the accuracy of the lens can be measured more accurately. In addition, since the visibility during measurement is improved, the workability of precision work is improved.
また、前記コバ部の両面に形成された2つの環状溝の直径が異なり、平面視で前記2つの環状溝が互いに近接して見えることが好ましい。この構成によれば、両レンズ面に対応する2本の環状の線が互いに近接した状態で観察されるので、両者間のずれの有無、すなわち偏心の有無の視認性が向上する。更に、2つの環状溝を平面視で近接させる程度(間隔)をレンズに要求される精度と同等程度に設定すれば、2つの環状溝が円周方向の一部で互いに重なっていないか否かをチェックすることによって2つのレンズ面の偏心(寸法精度)を容易に判断することができる。つまり、寸法を測定しなくとも偏心の有無を視覚的に判断することができる。 Moreover, it is preferable that the diameter of the two annular grooves formed on both surfaces of the edge portion is different, and the two annular grooves appear close to each other in plan view. According to this configuration, since two annular lines corresponding to both lens surfaces are observed in a state of being close to each other, the visibility of the presence or absence of deviation between them, that is, the presence or absence of eccentricity is improved. Further, if the degree (interval) between the two annular grooves in a plan view is set to be equal to the accuracy required for the lens, whether or not the two annular grooves overlap each other in a part in the circumferential direction. By checking this, the eccentricity (dimensional accuracy) of the two lens surfaces can be easily determined. That is, the presence or absence of eccentricity can be visually determined without measuring the dimensions.
あるいは、前記コバ部の両面に形成された2つの環状溝は互いに等しい直径を有し、かつ、円周方向に沿って断続的に形成され、2つの断続的な環状溝が平面視で互いに補完し合って略連続した円周を形成するように配置されていることが好ましい。この構成によれば、2つの断続的な環状溝が補完し合って形成する略連続した円周がなめらかな線になっているか否かをチェックすることにより、両レンズ面の偏心の有無を視覚的に容易に判断することができる。また、円周方向のどの位置で偏心が生じているか(及びその程度)を容易に判断することができる。 Alternatively, the two annular grooves formed on both surfaces of the edge portion have the same diameter and are intermittently formed along the circumferential direction, and the two intermittent annular grooves complement each other in plan view. They are preferably arranged so as to form a substantially continuous circumference. According to this configuration, the presence or absence of decentering of both lens surfaces can be visually checked by checking whether or not the substantially continuous circumference formed by the two intermittent annular grooves complementing each other is a smooth line. Can be easily determined. In addition, it is possible to easily determine at which position in the circumferential direction the eccentricity occurs (and its degree).
また、本発明の撮像装置は、上記のようなレンズと、そのレンズによって集光された光を受光して結像した画像の電気信号を出力する半導体撮像素子とを備えている。これにより、寸法精度の高いレンズを使用して光学特性に優れた小型で安価な撮像装置を実現することができる。 The image pickup apparatus of the present invention includes the lens as described above and a semiconductor image pickup device that receives the light collected by the lens and outputs an electric signal of an image formed. Thereby, it is possible to realize a small and inexpensive imaging device having excellent optical characteristics by using a lens with high dimensional accuracy.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係るレンズを模式的に示す図である。図1(a)はレンズを光軸方向から見た平面図であり、図1(b)は図1(a)のレンズをX−X線で切断した断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram schematically showing a lens according to the first embodiment of the present invention. FIG. 1A is a plan view of the lens seen from the optical axis direction, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the lens of FIG. 1A taken along line XX.
図1に示すように、本実施形態のレンズ1は、その光軸2の周囲の両凸レンズ形状を有するレンズ有効部5と、その外周に延設された平面視ドーナツ状のコバ部6とを有する。コバ部6はレンズ有効部5と一体かつ同時に樹脂成形される。樹脂の材料として、例えば日本ゼオン社製のゼオネックス(登録商標)E48Rを使用することができる。所定の光学特性を得るために、レンズ有効部5は光軸2に対して軸対称の非球面形状を有する非球面レンズとなるように設計されている。材料の屈折率、透過率等の特性は、レンズ1に要求される光学特性に応じて適宜選択される。
As shown in FIG. 1, the lens 1 of the present embodiment includes a lens
なお、本実施形態では樹脂成形によってレンズ1を作製しているが、光学ガラスを用いたガラスモールドによって作製するレンズ、あるいは球面ガラス上に樹脂層を形成したハイブリッド形レンズに本発明を適用することも可能である。また、少なくともレンズ有効部5の表面には、反射防止のためのAR(Anti Reflection)コートとして、屈折率の異なる弗化マグネシウム(MgF2)、二酸化珪素(SiO2)等の薄膜が1層ないし4層程度蒸着されている。
In this embodiment, the lens 1 is manufactured by resin molding. However, the present invention is applied to a lens manufactured by a glass mold using optical glass or a hybrid lens having a resin layer formed on a spherical glass. Is also possible. Further, at least on the surface of the lens
後述の撮像装置の鏡筒部には、1枚又は複数枚のレンズ1が組み込まれ、所定の結像光学系が形成される。つまり、レンズ有効部5に入射した光が所定の位置(固体撮像素子の受光面)に集光されるような結像系が構成される。この際、レンズ1のコバ部6は、鏡筒部に対してレンズ1を位置決めし、固定するための機能を有している。コバ部6の両面(光軸に垂直な面)は、互いに平行で平滑な2平面となるように形成されている。
One or a plurality of lenses 1 are incorporated in a lens barrel portion of an imaging device described later, and a predetermined imaging optical system is formed. That is, an imaging system is configured such that light incident on the lens
コバ部6の両面には、光軸2を中心とする円に沿って断面V字状の溝(以下、環状溝という)3,4が形成されている。これら環状溝3,4はレンズ1(レンズ有効部5及びコバ部6)を樹脂成形する際に同時に形成される。本実施形態のレンズ1では、コバ部6の一方の面に形成された環状溝4の半径が他方の面に形成された環状溝3の半径より僅かに小さい。これにより、図1(a)に示すように、平面視で2つの環状溝3,4が互いに近接して見える。これら環状溝3,4は、レンズ1のレンズ面の偏心等を容易にチェックできるようにする機能を有する。その機能について説明する前に、レンズ1の樹脂成形について説明を加える。
レンズ1は、一般的な樹脂製品を作製するための射出成形と同様の工程で成形されるが、一般的な樹脂製品に比べて高い寸法精度が要求され、塵埃等の混入をできるだけ低減する必要がある。このため、空調の効いたクリーンルームに成形機を設置し、成形機の温度調節を正確に行う。例えば、クリーン度をクラス10,000程度に維持する必要がある。樹脂成形における寸法等の変化は、成形圧力、射出速度、保持時間、金型温度、周囲温度等によって微妙に変化することが知られており、成形されたレンズ1の寸法精度をモニターすることが必要である。 The lens 1 is molded by the same process as injection molding for producing a general resin product, but requires higher dimensional accuracy than a general resin product, and it is necessary to reduce the contamination of dust and the like as much as possible. There is. For this reason, a molding machine is installed in an air-conditioned clean room to accurately control the molding machine temperature. For example, it is necessary to maintain the cleanliness level at about class 10,000. Changes in dimensions and the like in resin molding are known to change slightly depending on molding pressure, injection speed, holding time, mold temperature, ambient temperature, and the like, and the dimensional accuracy of the molded lens 1 can be monitored. is necessary.
成形されたレンズの精度を評価する場合に、非球面レンズの場合は前述のAFM(例えば、松下電器製UA3P)を用いて形状測定を行う必要がある。この測定は、成形ロット毎に、あるいは成形ロットの開始時、途中又は終了後等のタイミングで行なう煩雑な作業となる。このような測定作業を容易にすることを目的として、2つの環状溝3,4がコバ部6の両面に形成されている。レンズ1のレンズ有効部5とコバ部6とは同時に成形されるので、レンズ1(レンズ有効部5)の成形における精度を低下させると考えられる各種要因がコバ部6にも反映される。そこで、コバ部6に形成された環状溝3及び4を観察することにより、例えばレンズ1(レンズ有効部5)の解像度を劣化させる非球面ごとの偏心(面別偏心)を評価することができる。
When evaluating the accuracy of the molded lens, in the case of an aspheric lens, it is necessary to perform shape measurement using the above-mentioned AFM (for example, UA3P manufactured by Matsushita Electric). This measurement is a complicated operation performed for each molding lot or at a timing such as at the start, midway, or after completion of the molding lot. For the purpose of facilitating such a measurement operation, two
本実施形態に係るレンズ1の形状について説明を加える。図1(b)においてレンズ有効部5を形成する左側のレンズ面をR1面と記し、右側のレンズ面をR2面と記す。一実施例において、光軸2を中心としてR1面の直径がΦ1.5mmであり、R2面の直径がΦ1.4mmである。また、環状溝3の直径がΦ2.51mmであり、環状溝4の直径がΦ2.50mmである。コバ部6の外径はΦ4.2mmであり、厚さは約0.8mmである。
The shape of the lens 1 according to this embodiment will be described. In FIG. 1B, the left lens surface forming the lens
次に、コバ部6に形成された環状溝3及び4について図2を参照しながら詳細に説明する。図2(a)は図1に示したレンズを射出成形する際の金型及びレンズの部分断面を概念的に示す図である。図2(b)は図2(a)のA部拡大図である。金型は工具鋼で作られ、射出成形機のダイセットに取り付けられる。レンズの金型では、インサート部と呼ばれるブロックが別途加工され、ベースに組み込まれる。インサート部は、超鋼や工具鋼に大まかな形状加工を施し、その後に硬度の高い例えばNi等のメッキを表面に施して作製する。このメッキ部分は更に精密旋盤等を用いて精密加工される。
Next, the
図2(a)及び図2(b)において、PLは金型のパーティングライン(分割面)を示している。左側の金型11にはレンズ有効部5のR1面を成形するための凹面が形成されている。右側の金型12にはレンズ有効部5のR2面を成形するための凹面が形成され、その周囲にコバ部6を成形するための段状の窪みが形成されている。左側の金型11と右側の金型12とで囲まれた空間にゲート(図示せず)から注入された樹脂が充填されて成形が行なわれる。また、コバ部6の平行な2平面に対応する左右の金型11、12の平面部には、環状溝3及び4に対応する環状凸部11a及び12aが形成されている。
2A and 2B, PL indicates a parting line (divided surface) of the mold. The
図2(b)には、環状凸部11aの拡大された断面形状が描かれている。すなわち、左側の金型11のパーティングラインに対応する平面から右方へ突出する環状凸部11aは、先端が尖った略三角形の断面を有する。一実施例において、この略三角形の断面の底辺(基部の幅)は約30μmであり、高さは約8μmである。図2(b)では環状凸部11aの高さを誇張して描いている。この先端が尖った略三角形の断面を有する環状凸部11aの形状がレンズ1のコバ部6に転写され、断面V字状に先端部が尖った環状溝3が形成される。なお、レンズがガラスで成形される場合は、ボール状又は円盤状の材料を金型に入れて高温加熱によって軟化させ、所定の形状を転写することが行われる。工程と金型の構造は異なるが、基本的な概念は樹脂成形の場合と同様である。
FIG. 2B illustrates an enlarged cross-sectional shape of the annular
図3は、レンズのコバ部に環状溝の代わりに環状凸部を形成することを想定したときの図2(b)に相当する図である。環状溝3及び4の基本的な機能は、前述のように、成形されたレンズ1の寸法精度のチェックを容易にすることである。この機能面から考えると、環状溝3及び4の代わりに環状凸部をレンズ1のコバ部6の両面に形成してもよいと考えられる。
FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2B when it is assumed that an annular convex portion is formed in the edge portion of the lens instead of the annular groove. The basic function of the
しかしながら、図3に示すように、コバ部6に環状凸部7を形成する場合は、環状凸部7の先端を尖った形状とすることができない。環状凸部7の先端を尖った形状とするには、対応する金型11にV字状の溝を形成する必要があるが、その先端(底)を尖った形状に加工することが難しい。これは、金型の加工に使用する刃具の先端形状が、図4に示すように、ある程度の大きさのR形状(曲面形状)となるからである。
However, as shown in FIG. 3, when the annular
図4は、金型を加工する刃具の先端部形状を例示する斜視図である。この刃具14は、先端14aにダイヤモンドが付けられたダイヤモンドバイトである。一例では、刃具14の先端R(曲率半径)は約2.3μmである。したがって、図3に示すように、金型11に形成されたV字状の溝11bの先端部は約2.3μmのR形状となり、この形状が転写されるコバ部6の環状凸部7の先端部も約2.3μmのR形状となる。このような先端部が丸く鈍った形状の環状凸部7を用いてレンズ1の寸法精度の測定を行う場合は、その測定精度を高めることが難しい。
FIG. 4 is a perspective view illustrating the tip shape of a cutting tool for processing a mold. The cutting
これに対して本実施形態のレンズ1では、コバ部6に環状溝3、4を形成するために金型11、12に形成される環状凸部11a,12aの形状を、先端が十分に尖った形状とすることができる。つまり、図4に示すような先端14aがR形状の刃具を用いても、図2(b)に矢印線Y及びZで示すように、金型の外周側及び内周側から環状凸部11a及び12aの山肌を削り上げるように加工することによって、環状凸部11a及び12aの先端を尖った形状にすることができる。その結果、成形されたレンズ1のコバ部6に形成される環状溝3及び4の断面形状をV字状に先端部が尖った形状とすることができ、環状溝3及び4によるレンズ1の寸法精度の測定を精度よく行うことが可能になる。
金型の作製において、環状溝3及び4に対応する部分をレンズ1の有効部5に対応する部分と同時に加工することにより、両者間の寸法精度が高くなるようにしている。
On the other hand, in the lens 1 of the present embodiment, the tips of the annular
In manufacturing the mold, the portion corresponding to the
次に、環状溝3及び4を用いたレンズ1の面別偏心の測定方法について説明する。まず、レンズ1を顕微鏡等にセットして、レンズ1の光軸2の方向に平行光を照射する。コバ部6に設けられた環状溝3、4によって環状の線が観察される。上述のように環状溝3、4は先端部が尖ったV字状断面を有するので、この環状の線は輪郭のはっきりした細い線として観察される。また、コバ部6の両面は互いに平行で平滑な平面であるから、入射した平行光の屈折や散乱が少ない。したがって、環状溝3、4に対応する環状の線を精度よく観察することができる。
Next, a method for measuring the surface-specific eccentricity of the lens 1 using the
また、顕微鏡の被写界深度は浅いので、環状溝3、4に対応する2本の環状の線を同時に観察するためには、光軸方向に異なる位置で2つの画像を撮像し、両画像を合成する処理が必要である。このような処理が可能な顕微鏡システムとして、例えば、オリンパス社製の金属顕微鏡高深度画像解析システムDF−2が知られている。あるいは、共焦点顕微鏡等を用いることも可能である。より簡易的な観察方法として、投影機等を用いて観察することも可能である。また、レンズ1を透過させる光として、環状溝3、4の視認性に応じて適切な波長の光を使用することが望ましい。
Also, since the depth of field of the microscope is shallow, in order to observe two annular lines corresponding to the
本実施形態のレンズ1の場合は、顕微鏡でコバ部6の両面に形成された環状溝3、4を観察すると、図1(a)に示すような2本の近接した同心円として観察される。コバ部6の一面に形成された環状溝3はレンズのR1面と同じ金型11で同時に成形されているのでR1面の寸法精度と緊密な関係がある。同様に、コバ部6の他面に形成された環状溝4はレンズのR2面と同じ金型11で同時に成形されているのでR2面の寸法精度と緊密な関係がある。そこで、これら2つの環状溝3、4に対応する2つの円が周方向に一定の間隔で同心円のように観察される場合は、それぞれのレンズ面R1及びR2の寸法精度が良好であると推定する。
In the case of the lens 1 of the present embodiment, when the
前述のように、本実施形態のレンズ1では、環状溝3及び4の直径がそれぞれΦ2.50mm及びΦ2.51mmであり、両者に10μmの差が与えられている。仮に、R1面の中心が2μm偏心し、R2面の中心が逆方向に3μmずれていたとすれば、環状溝3、4に対応する2つの円の一部が重なるように観察される。偏心が5μmあれば確実に発見することが可能である。本実施形態のレンズ1では許容偏心量が10μmとして設計されており、この許容偏心量を超える偏心がある場合は環状溝3、4の観察によって十分検出可能である。
As described above, in the lens 1 of the present embodiment, the diameters of the
更に大きな偏心が発生している場合は、環状溝3、4に対応する2つの円に2箇所の重なり部分が観察されることになる。レンズの設計上、更に大きい偏心量が許容できる場合は、2つの環状溝3及び4の直径の差を大きな値に設定すればよい。例えば、2つの環状溝3、4の直径の差を許容偏心量の2倍の値に設定すれば、2つのレンズ面R1及びR2間の偏心の評価を精度よくできる。逆に、許容偏心量が小さい場合は環状溝3及び4の直径の差を小さな値に設定すればよい。
When a larger eccentricity occurs, two overlapping portions are observed in the two circles corresponding to the
また、それぞれの環状溝3、4の真円度を測定することによって、それぞれのレンズ面R1、R2の寸法精度を推定することができる。この場合に、真円を描いたチャートを投影機等にあらかじめ用意しておき、環状溝3、4の投影像とチャートとの差を観察することによって簡易的な評価が可能である。許容できる真円度の範囲をチャートに記載しておけば評価が更に簡単になる。環状溝3、4の真円度とレンズの光学特性との相関をあらかじめ評価しておくことが好ましい。本実施形態のレンズ1を様々に変化させた成形条件で作製し、その光学特性を評価したところ、上記の偏心が許容偏心量の範囲内に入っておれば、真円度を評価しなくても、他の形状精度等が十分達成できることが実験計画から確認できている。したがって、環状溝3、4の偏心の評価を行えば、レンズ1に要求される光学特性に関する寸法精度を確保することができる。
Further, by measuring the roundness of each of the
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態に係るレンズを図5及び図6に基づいて説明する。図5(a)は本発明の第2の実施形態に係るレンズを光軸方向から見た平面図である。図5(b)は図5(a)のレンズをX−X線で切断した断面図である。図6は、図5(a)のB部拡大図である。
(Second Embodiment)
Next, a lens according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Fig.5 (a) is the top view which looked at the lens which concerns on the 2nd Embodiment of this invention from the optical axis direction. FIG. 5B is a cross-sectional view of the lens of FIG. 5A taken along line XX. FIG. 6 is an enlarged view of a portion B in FIG.
本実施形態のレンズ1の基本的な形状、材質、成形方法等については、第1の実施形態のレンズと同様である。本実施形態のレンズ1が第1の実施形態のレンズと異なる点は、コバ部6の両面に形成された環状溝3及び4が互いに等しい直径を有し、かつ、円周方向に沿って断続的に形成され、断続的な2つの環状溝3及び4が平面視で互いに補完し合って略連続した円周を形成するように配置されている点である。
The basic shape, material, molding method and the like of the lens 1 of the present embodiment are the same as those of the lens of the first embodiment. The lens 1 of the present embodiment is different from the lens of the first embodiment in that the
図6の拡大図からよく分かるように、環状溝3及び4は共に破線のように円周方向に沿って断続的に形成され、同一の円周上に位置している。そして断続的な環状溝3及び4が互いに補完し合って略連続した円周を形成している。この状態はレンズ面R1、R2の間に偏心が無い場合である。偏心があれば、環状溝3と環状溝4とが互いにずれる結果、平面視できれいな円周にならない。したがって、環状溝3及び4を平面視で観察すればレンズ面R1、R2の間の偏心の有無やその大きさがすぐに分かる。
As can be seen from the enlarged view of FIG. 6, the
偏心のない状態で環状溝3及び4が平面視で形成する円周が完全に連続している必要は必ずしも無い。環状溝3のセグメントと環状溝4のセグメントとの間に隙間ができるように形成してもよい。逆に、環状溝3のセグメントと環状溝4のセグメントとが部分的に重なるように形成してもよい。また、環状溝3と環状溝4とが容易に識別できるように、セグメントの長さを異ならせ、あるいは、一方を点線、他方を一点鎖線にする如く、線種を変えてもよい。図6の例では、環状溝3及び4は共に破線であるが、環状溝3のセグメントの長さが環状溝4のセグメントの長さより長くなるように形成されている。
It is not always necessary that the circumference formed by the
環状溝3及び4を破線のように周方向のセグメントに分ける方法の一つとして、環状溝3及び4の先端に対応する金型の尖った形状をエッチングや放電加工によって周方向に断続的にR形状として、線をぼかす(見えなくする)方法がある。他の方法として、環状溝3及び4に対応する金型の環状凸部を周方向に断続的に除去してもよい。
As one method of dividing the
図6では、環状溝3及び4がきれいにつながって略連続した円周を形成しているが、両者の間に線幅又はそれ以上のずれが生じておれば、レンズ面R1、R2の間に偏心があることが容易に推定できる。前述のように、第1の実施形態のレンズでは環状溝3の直径と環状溝4の直径との差の約半分以上の偏心があれば視認できるが、本実施形態のレンズでは更に小さい偏心を視認することが可能である。環状溝3及び4がきれいにつながって1つの円周を形成しているか否かを視認する方が容易であり、高い視認精度が得られるからである。また、レンズ面R1、R2の真円度が異なる方向にずれている場合に、円周方向のどの位置で真円度がずれているかを視認することも比較的容易である。
In FIG. 6, the
なお、第1の実施形態のように環状溝3の直径と環状溝4の直径とを僅かに異ならせた状態で、一方又は両方の環状溝を破線の如く円周方向に沿って断続的に形成する実施形態も可能である。
In the state where the diameter of the
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態として、第1又は第2の実施形態のレンズを用いた撮像装置の例を説明する。図7は、本発明のレンズを用いた撮像装置の斜視図である。この撮像装置20は、携帯電話用カメラモジュールである。また、図8は、図7の撮像装置を側面から見た断面図である。
(Third embodiment)
Next, an example of an imaging apparatus using the lens of the first or second embodiment will be described as the third embodiment of the present invention. FIG. 7 is a perspective view of an imaging apparatus using the lens of the present invention. The
撮像装置20は、光軸2を有するレンズ1、光学フィルタ24及び半導体撮像素子25と、これらを保持する立体基板22と、立体基板22に接続されて外部との間で信号の授受を行うフレキシブルプリント基板(FPC)30とを有する。立体基板22は、半導体撮像素子25及び光学フィルタ24を保持する保持部材としての役割を兼ね備えている。立体基板22は、筒形状の鏡筒部22aと鏡筒部22aの一端側から外側へ延びる底部22bとを備えている。
The
レンズ1は、立体基板22の鏡筒部22aの内周面に嵌め込まれて固定されている。なお、図8に断面を示すレンズ1は凹凸レンズであるが、第1又は第2の実施形態で図示したような両凸レンズを用いてもよいし、平凸レンズを用いてもよい。また、図8に示す断面ではレンズが1枚だけ描かれているが、実際には複数のレンズが装着されることが多い。例えば、2枚のレンズを組み合わせて、一定の距離(例えば30cm)より遠方の被写体を結像できるパンフォーカスの光学系を構成する。レンズ1の上にはレンズ1を固定すると共に所定の開口を得るための絞り27が取り付けられている。
The lens 1 is fitted and fixed to the inner peripheral surface of the
レンズ1の下方に配置された半導体撮像素子25は、例えば画素数が約130万で画素サイズが約2.8μmの1/4インチ型CCDである。半導体撮像素子25は、立体基板22の表面に形成された導電パターン23にSBB(Stud Bump Bond)によって電気的に接続される。導電パターン23は、立体基板22の底部22bの側面に引き出され、FPC30の導電パターン30aに半田付によって接続される。スペーサ28を介して半導体撮像素子25の上に配置された光学フィルタ24は、可視光領域以外の光の透過を抑制する働きを有する。
被写体からの光がレンズ1により集光され、光学フィルタ24を通って半導体撮像素子25に入射する。半導体撮像素子25は入射光に応じた電気信号を出力し、導電パターン23及び30aを介して電気信号が外部に取り出される。本発明のレンズ1によれば、前述のように、偏心が5μm以下となるような精度を容易に確保することができ、品質の安定と管理工数の低減が実現する。これにより、半導体撮像素子25の受光面の周辺部における像面湾曲等に起因する解像度の低下を防止することができる。更に、この撮像装置20をカメラ機能付携帯電話に使用すれば、撮影された画像の中心部から周辺部にわたって良好な画質が得られるので、携帯電話の付加価値の向上に寄与できる。
The
Light from the subject is collected by the lens 1, passes through the
1 レンズ
2 光軸
3、4 環状溝
5 レンズ有効部
6 コバ部
20 撮像装置
22 立体基板
22a 鏡筒部
22b 底部
24 光学フィルタ
25 半導体撮像素子
R1、R2 レンズ面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
請求項1記載のレンズ。 The lens according to claim 1, wherein both sides of the edge portion are formed to be two parallel planes.
請求項1又は2記載のレンズ。 The lens according to claim 1, wherein the annular groove has a V-shaped cross section with a pointed tip.
請求項1、2又は3記載のレンズ。 The lens according to claim 1, wherein the two annular grooves formed on both sides of the edge portion have different diameters, and the two annular grooves appear close to each other in plan view.
請求項1、2、3又は4記載のレンズ。 The two annular grooves formed on both sides of the edge portion have the same diameter and are intermittently formed along the circumferential direction, and the two intermittent annular grooves complement each other in plan view. The lens according to claim 1, wherein the lens is disposed so as to form a substantially continuous circumference.
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