JP2007163799A - レンズ及びそれを用いた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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を提供する。
【解決手段】レンズ１は、光軸２を中心にレンズ面を形成するレンズ有効部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とを有し、コバ部６はレンズ有効部５と同時に成形される。コバ部６の両面のうちの第１の面に光軸２を中心とする同心円状に２本の近接する環状溝３ａ、３ｂが形成され、第２の面に光軸２を中心とし、かつ、平面視で第１の面に形成された２本の近接する環状溝の３ａ、３ｂ間に位置する１本の環状溝４が形成されている。
【選択図】図１

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。

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。

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。
特開２００２−７１９０９号公報 特開２００４−２０５８２３号公報

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。

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。

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。

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、前記コバ部の両面のうちの第１の面に前記光軸を中心とする同心円状に２本の近接する環状溝が形成され、第２の面に前記光軸を中心とし、かつ、平面視で前記第１の面に形成された２本の近接する環状溝の間に位置する１本の環状溝が形成されていることを特徴とする。

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（円）が観察できる。しかも、第１の面に形成された２本の近接する環状溝に対応する２本の環状の線の間に、第２の面に形成された１本の環状溝に対応する１本の環状の線が配置された状態を観察することができる。つまり、メーターの表示目盛における対称線はさみ方式のように３本の環状の線が配置され、２本の環状の線の間に位置する１本の環状の線の両側の隙間の差が容易に視認できる。したがって、両レンズ面の偏心等に起因して２本の環状の線とその間の１本の環状の線との間にずれが生じると、そのずれを容易に視認することができる。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。

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。

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。

また、前記第１面に形成された２本の環状溝は、それぞれの円周方向に沿って互いに同一の角度ピッチ及び位相で複数のセグメントに分割され、前記第２面に形成された１本の環状溝も円周方向に沿って複数のセグメントに分割され、前記第１面に形成された２本の環状溝のセグメントと前記第２面に形成された１本の環状溝のセグメントとが平面視で円周方向に交互に配置されていることが好ましい。このような構成によれば、ノギスの主尺と副尺（バーニヤ）の目盛のように、第１面に形成された２本の環状溝のセグメントと第２面に形成された１本の環状溝のセグメントとが配置されるので、円周方向の任意の場所における偏心を容易に視認することができる。その結果、偏心が円周方向のどの位置で発生しているかが容易に分かり、測定及び評価が容易になる。

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。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
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。図１（ｂ）においてレンズ有効部５は、左側のレンズ面Ｒ１と右側のレンズ面Ｒ２とで形成されている。

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。

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。

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。

コバ部６の第１の面（レンズ面Ｒ１側の面）には、光軸２を中心とする同心円状に断面Ｖ字状の２本の近接する溝（以下、環状溝という）３ａ及び３ｂが形成されている。また、コバ部６の第２の面（レンズ面Ｒ２側の面）には、光軸２を中心とし、かつ、平面視で第１の面に形成された２本の近接する環状溝３ａ及び３ｂの間に位置する１本の環状溝４が形成されている。これらの環状溝３ａ、３ｂ及び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。これらの環状溝３ａ、３ｂ及び４は、レンズ１のレンズ面Ｒ１、Ｒ２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。

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、コバ部６の第１の面には２本の環状溝３ａ、３ｂが形成され、第２の面には環状溝４が形成されている。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３ａ、３ｂ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。

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は、左側のレンズ面レンズ面Ｒ１と右側のレンズ面Ｒ２とを有する。一実施例において、光軸２を中心としてレンズ面Ｒ１の直径がΦ１．５ｍｍであり、レンズ面Ｒ２の直径がΦ１．４ｍｍである。また、環状溝３ａの直径がΦ２．５０ｍｍであり、環状溝３ｂの直径がΦ２．５２ｍｍであり、環状溝４の直径がΦ２．５１ｍｍである。したがって、偏心が全く無いときに、周方向に任意の位置で、環状溝３ａ、環状溝４及び環状溝３ｂが内側から外側へ順次５μｍピッチで配置されていることになる。なお、コバ部６の外径はΦ４．２ｍｍであり、厚さは約０．８ｍｍである。

次に、コバ部６に形成された環状溝３ａ、３ｂ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。

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のレンズ面Ｒ１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のレンズ面Ｒ２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３ａ、３ｂ及び４に対応する環状凸部１１ａ、１１ｂ及び１２ａが形成されている。

図２（ｂ）には、環状凸部１１ａ及び１１ｂ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及び１１ｂは、それぞれ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、これらの略三角形の断面の底辺（基部の幅）は約１０μｍであり、高さは約４μｍである。図２（ｂ）では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及び１１ｂ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３ａ及び３ｂ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。

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３ａ、３ｂ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３ａ、３ｂ及び４の代わりに環状凸部をレンズ１のコバ部６に形成してもよいと考えられる。

しかしながら、図３に示すように、コバ部６に環状凸部７ａ及び７ｂを形成する場合は、それらの先端を尖った形状とすることができない。環状凸部７ａ及び７ｂ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。

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１１ｃ及び１１ｄの先端（底）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７ａ及び７ｂ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７ａ及び７ｂ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。

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３ａ、３ｂ及び４を形成するために金型１１、１２に形成される環状凸部１１ａ，１１ｂ及び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）に示すように、金型の外周側及び内周側から環状凸部１１ａ、１１ｂ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、１１ｂ及び１２ａの先端を尖った形状にすることが容易である。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３ａ、３ｂ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３ａ、３ｂ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。

また、金型加工において、レンズの有効部５のＲ１面及びＲ２面に対応する環状溝３ａ、３ｂ及び４の加工精度が高くなるように、それらに対応する金型の部分は同時に加工される。

次に、環状溝３ａ、３ｂ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３ａ、３ｂ及び４によって３本の環状の線が観察される。上述のように環状溝３ａ、３ｂ及び４は先端部が尖ったＶ字状断面を有するので、３本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３ａ、３ｂ及び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。

また、顕微鏡の被写界深度は浅いので、環状溝３ａ、３ｂ及び４に対応する３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枚の画像を撮像し、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３ａ、３ｂ及び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。

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３ａ、３ｂ及び４を観察すると、図１（ａ）に示すような３本の近接した同心円として観察される。すなわち、コバ部６の第１の面に形成された環状溝３ａ、３ｂに対応する２本の環状の実線の間に、第２の面に形成された環状溝４に対応する１本の環状の破線が観察される。なお、本実施形態では、環状溝３ａ及び３ｂは連続した溝であるが、環状溝４は破線のように円周方向に断続的に形成されている。図１（ａ）のＢ部拡大図を図５に示す。

コバ部６の第１の面の環状溝３ａ及び３ｂはレンズ面Ｒ１と同じ金型１１で同時に成形されているのでレンズ面Ｒ１の偏心度等の寸法精度が環状溝３ａ及び３ｂの寸法精度に反映している。同様に第２の面の環状溝４はレンズ面Ｒ２と同じ金型１２で同時に成形されているのでレンズ面Ｒ２の寸法精度が環状溝４の寸法精度に反映している。また、環状溝３ａ及び３ｂは互いに近接するように配置されており、その間隔は金型精度と同程度に精度良くできている。本実施形態では、３つの環状溝３ａ、４及び３ｂの直径は、順番に１０μｍずつ大きい値に設定されている。したがって、３つの環状溝３ａ、４及び３ｂに対応する３本の環状の線がほぼ同じ間隔で観察されれば、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。

更に、単に環状溝４に対応する環状の線が環状溝３ａ及び３ｂに対応する２本の環状の線の間に位置しているか否かをチェックするだけでもレンズ面Ｒ１及びＲ２の寸法精度（偏心の有無）をある程度判断することができる。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４に対応する環状の線の一部が環状溝３ａ及び３ｂに対応する２本の環状の線の一方又は両方に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。

更に大きな偏心が発生している場合は、環状溝３ａ、４及び３ｂに対応する３本の環状の線に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、３本の環状溝３ａ、４及び３ｂの直径の差をもっと大きな値に設定すればよい。例えば、許容偏心量の２倍の値に直径の差を設定すれば、二つのレンズ面Ｒ１及びＲ２の間の偏心の評価を精度よく行うことができる。逆に、許容偏心量が小さい場合は環状溝３ａ、４及び３ｂの直径の差を小さな値に設定すればよい。

次に、図６は、本発明の第１の実施形態のレンズに形成された３つの環状溝の視認性を説明するための図である。図６（ａ）及び図６（ｂ）は、本実施形態のレンズ１のコバ部６に形成された３本の環状溝３ａ、４及び３ｂの円周方向の一部を模式的に示したものである。図６（ａ）の状態では、コバ部６の第１の面の環状溝３ａ及び３ｂの丁度中間に第２の面の環状溝４が位置している。この状態は、二つのレンズ面Ｒ１及びＲ２の間に偏心が無いことを示している。図６（ｂ）の状態では、第２の面の環状溝４が第１の面の環状溝３ａ及び３ｂの中間より少し左（内側）にずれていることが容易に視認できる。この状態は、二つのレンズ面Ｒ１及びＲ２の間に偏心が有ることを示している。

図６（ｃ）及び図６（ｄ）は、比較のために、２本の環状溝４及び３ｂのみで偏心の有無をチェックする場合を示している。つまり、コバ部６の第１の面の環状溝３ａ及び３ｂのうちの１本３ａを除いて他の１本３ｂのみ残した状態に相当する。図６（ｃ）は図６（ａ）に対応し、図６（ｄ）は図６（ｂ）に対応している。この場合は、２本の環状溝（線）４及び３ｂの間隔の大小から偏心の有無をチェックすることになる。このようなチェック方法に比べて、図６（ａ）及び図６（ｂ）に示した本実施形態のように３本の環状溝３ａ、４及び３ｂを用いるチェック方法のほうが視認性が良く、わずかな偏心を視認することができることが明らかである。

また３本の環状溝３ａ、４及び３ｂの真円度を測ることによって、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３ａ、４及び３ｂ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３ａ、４及び３ｂ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３ａ、４及び３ｂ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。

（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態に係るレンズを図７から図９に基づいて説明する。図７は本発明の第２の実施形態に係るレンズの平面図である。図８は図７のＣ部拡大図である。図９は本発明の第２の実施形態のレンズに形成された３つの環状溝の視認性を説明するための図である。

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、第１面に形成された２本の環状溝３ａ、３ｂが円周方向に沿って互いに同一の角度ピッチ及び位相で複数のセグメントに分割され、第２面に形成された１本の環状溝４も円周方向に沿って複数のセグメントに分割され、２本の環状溝３ａ、３ｂのセグメントと第２面に形成された１本の環状溝のセグメントとが平面視で円周方向に交互に配置されている点である。

図７において、レンズ面Ｒ１に対応する環状溝３及び３ａ、そしてレンズ面Ｒ２に対応する環状溝４は、光軸２を中心として同心円状に配置され、各環状溝（円）の直径は実施形態１のレンズ１と同じである。図８の部分拡大図からよく分かるように、環状溝３ａ及び３ｂは円周方向に沿って同一の角度ピッチ及び位相で複数のセグメントに分割されている。環状溝３ａ及び３ｂの間に位置する環状溝４も円周方向に沿って複数のセグメントに分割され、環状溝３ａ及び３ｂと環状溝４とが平面視で円周方向に交互に配置されている。つまり、環状溝３ａ、４及び３ｂのそれぞれはステッチ状に形成され、環状溝３ａ及び３ｂのセグメントと環状溝４のセグメントとが円周方向に交互に配置される位相関係を有する。この結果、環状溝３ａ及び３ｂのセグメントと環状溝４のセグメントとが補完し合って略連続した円周を形成する。

但し、環状溝３ａ及び３ｂのセグメントと環状溝４のセグメントとが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３ａ及び３ｂ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３ａ及び３ｂ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。

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。

次に、図９に基づいて、本実施形態のレンズ１に形成された３つの環状溝３ａ、３ｂ及び４の視認性を説明する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は、本実施形態のレンズ１のコバ部６に形成された３本の環状溝３ａ、４及び３ｂの円周方向の一部を模式的に示したものである。図９（ａ）の状態では、コバ部６の第１の面の環状溝３ａ及び３ｂの丁度中間に第２の面の環状溝４が位置している。この状態は、二つのレンズ面Ｒ１及びＲ２の間に偏心が無いことを示している。図９（ｂ）の状態では、第２の面の環状溝４が第１の面の環状溝３ａ及び３ｂの中間より少し左（内側）にずれていることが容易に視認できる。この状態は、二つのレンズ面Ｒ１及びＲ２の間に偏心が有ることを示している。

図９（ｃ）及び図９（ｄ）は比較のために、第１の実施形態のレンズの３つの環状溝で偏心の有無をチェックする場合を示している。但し、第１の実施形態の説明で参照した図６（ａ）及び図６（ｂ）に比べて、環状溝３ａ、４及び３ｂに対応する３本の線の幅が太くなり、ピッチが狭くなっている。図９（ｃ）は図９（ａ）に対応し、図９（ｄ）は図９（ｂ）に対応している。環状溝３ａ及び３ｂの丁度中間に環状溝４が位置している図９（ｃ）では視認性に問題ないが、環状溝４が環状溝３ａ及び３ｂの中間より少し左（内側）にずれた図９（ｄ）の状態では環状溝４が環状溝３ａと重なり、視認性が悪くなっている。線幅が太くなっていることから重なり状態を推定できるが、実際に線幅を判断するのは容易ではない。これに対して、本実施形態の図９（ｂ）の状態では、環状溝３ａ、４及び３ｂの分割されたセグメントがいわばノギスの主尺と副尺（バーニヤ）のように表示されるので、環状溝４が環状溝３ａ又は３ｂに接近しても完全に重なってしまうことはなく、高い視認性が確保される。

本実施形態のレンズ１によれば、円周方向に沿って複数のセグメントに分割された環状溝３ａ、４及び３ｂの位置関係からレンズ面Ｒ１及びＲ２の偏心を視覚的に容易に判断することができる。実施形態１のレンズよりも更に小さな偏心を視覚的に検出することが可能になる。また、真円度についても、円周方向のどの位置（位相）で真円度が低下しているかを容易に視認することができる。

（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１０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１１は、図１０の撮像装置を側面から見た断面図である。

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。

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１１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１１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。

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。

本発明の第１の実施形態に係るレンズを模式的に示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。 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（ａ）とその部分拡大図（ｂ）である。 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。 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。 図１（ａ）のＢ部拡大図である。 本発明の第１の実施形態のレンズに形成された３つの環状溝の視認性を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態に係るレンズの平面図である。 図７のＣ部拡大図である。 本発明の第２の実施形態のレンズに形成された３つの環状溝の視認性を説明するための図である。 本発明のレンズを用いた撮像装置の斜視図である。 図１０の撮像装置を側面から見た断面図である。

符号の説明

１ レンズ
２ 光軸
３ａ、３ｂ、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

Claims (5)

1. 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、前記コバ部の両面のうちの第１の面に前記光軸を中心とする同心円状に２本の近接する環状溝が形成され、第２の面に前記光軸を中心とし、かつ、平面視で前記第１の面に形成された２本の近接する環状溝の間に位置する１本の環状溝が形成されていることを特徴とするレンズ。
2. 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
   請求項１記載のレンズ。
3. 前記環状溝は、断面Ｖ字状に先端部が尖った形状である
   請求項１又は２記載のレンズ。
4. 前記第１面に形成された２本の環状溝は、それぞれの円周方向に沿って互いに同一の角度ピッチ及び位相で複数のセグメントに分割され、前記第２面に形成された１本の環状溝も円周方向に沿って複数のセグメントに分割され、前記第１面に形成された２本の環状溝のセグメントと前記第２面に形成された１本の環状溝のセグメントとが平面視で円周方向に交互に配置されている
   請求項１、２又は３記載のレンズ。
5. 請求項１から４のいずれか１項記載のレンズと、前記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撮像装置。

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