JP2007163800A - レンズ、レンズユニット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、その両面のうちの第１の面から光軸２を中心とする環状に突出するインロー部８と、コバ部の第２の面に形成された光軸２を中心とする環状の溝３とを備えている。レンズ有効部５とコバ部６とインロー部８と環状の溝３とが一体かつ同時に成形され、インロー部８の内周壁又は外周壁に対応する円と環状の溝３とが平面視で近接している。
【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、レンズユニット及び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、レンズユニット及び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、前記レンズ有効部の外周に延設された平面視ドーナツ状のコバ部と、前記コバ部の両面のうちの第１の面に形成された前記光軸を中心とする環状の段部と、前記コバ部の第２の面に形成された前記光軸を中心とする環状の溝とを備え、前記レンズ有効部と前記コバ部と前記環状の段部と前記環状の溝とが一体かつ同時に成形され、前記環状の段部と前記環状の溝とが平面視で近接していることを特徴とする。

本発明によるレンズの別の構成は、光軸を中心にレンズ面を形成するレンズ有効部と、前記レンズ有効部の外周に延設された平面視ドーナツ状のコバ部と、前記コバ部の両面のうちの第１の面から前記光軸を中心とする環状に突出するインロー部（印籠のような嵌合部を意味する）と、前記コバ部の第２の面に形成された前記光軸を中心とする環状の溝とを備え、前記レンズ有効部と前記コバ部と前記インロー部と前記環状の溝とが一体かつ同時に成形され、前記インロー部の内周壁又は外周壁に対応する円と前記環状の溝とが平面視で近接し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、コバ部の第１の面に形成された環状の段部又はインロー部の内周壁又は外周壁に対応する円（環状線）とコバ部の第２の面に形成された環状の溝に対応する円（環状線）が観察できる。これら２本の環状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。

本発明のレンズの好ましい実施形態において、前記インロー部の内周壁又は外周壁の近傍に、前記光軸を中心とする環状の段部が形成され、平面視で前記インロー部の内周壁又は外周壁と前記環状の段部との間に前記環状の溝が位置する。この構成によれば、平面視で、コバ部の第１の面のインロー部内周壁又は外周壁に対応する円と環状の段部に対応する円との間に第２の面の環状の溝に対応する円が観察される。したがって、両レンズ面の偏心等に起因して２つの円とその間の１つの円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。

また、本発明のレンズユニットは、上記のような構成を有する２枚のレンズが光軸方向に互いに結合してなるレンズユニットであって、第１のレンズの前記インロー部の内周壁が第２のレンズの前記インロー部の外周壁に外嵌することによって前記２枚のレンズが互いに結合している。この構成によれば、レンズユニットを構成する各レンズの寸法精度が上記のように容易に管理できる効果に加えて、組合せレンズの光学的な精度を向上することができる。つまり、２枚のレンズが個別に鏡筒に固定される場合は各レンズと鏡筒との固定精度がレンズ間の光軸ずれや傾きを含む光学的な精度を低下させる要因になるが、２枚のレンズを直接互いに結合させてレンズユニットとする場合は、そのような要因が発生しない。

また、本発明の撮像装置は、上記のような構成のレンズユニットと、前記レンズユニット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ユニット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、その一面（レンズ面Ｒ２側の面、第１の面）から光軸２を中心とする環状に突出するインロー部８とを有する。レンズ有効部５、コバ部６及びインロー部８は、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。

後述するように、撮像装置の鏡筒部には、形状の少し異なる２枚のレンズを結合してなるレンズユニットが組み込まれ、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及びインロー部８は、２枚のレンズを結合する際の嵌合部として機能すると共に、鏡筒部に対してレンズユニットを位置決めし、固定するための機能を有する。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２の面（レンズ面Ｒ１側の面）には、光軸２を中心とする環状の溝（以下、環状溝という）３が形成されている。この環状溝３は、レンズ有効部５、コバ部６及びインロー部８の成形の際に同時に形成される。本実施形態では、環状溝３の直径がインロー部８の内周壁８ａの直径より僅かに大きくなるように形成されており、平面視で両者が近接して見える。この環状溝３は、インロー部８の内周壁８ａに対応する円との関係で、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に形成された環状溝３とインロー部８の内周壁８ａに対応する円が利用される。レンズ１のレンズ有効部５、コバ部６及びインロー部８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及びインロー部８にも反映される。そこで、コバ部６に形成された環状溝３とインロー部８の内周壁８ａに対応する円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、インロー部８の内周壁８ａの直径が２．５０ｍｍ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。

次に、コバ部６に形成された環状溝３とインロー部８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Ｒ１面を成形するための凹面と、コバ部６に形成される環状溝３に対応する環状凸部１１ａ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と、コバ部６及びインロー部８を形成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。

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。インロー部８の内周壁８ａとコバ部６とのアングル部分についても、Ｒの無い直角エッジとなるように形成されている。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３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。

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。

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。

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を形成するために金型１１に形成される環状凸部１１ａ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る。同様の理由により、インロー部８の内周壁８ａとコバ部６とのアングル部分についても、Ｒの無い直角エッジとなるように形成させることができる。これにより、環状溝３とインロー部８の内周壁８ａに対応する円とによるレンズ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３、インロー部８とその内周壁８ａ等の相互関係の精度が十分確保できるように、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３とインロー部８の内周壁８ａに対応する円とを用いたレンズ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。図１（ａ）に示すように、コバ部６に設けられた環状溝３に対応する円と、インロー部８の内周壁８ａに対応する円にとが観察される。上述のように、環状溝３は先端部が尖ったＶ字状断面を有し、インロー部８の内周壁８ａとコバ部６とのアングル部分はＲの無い直角エッジとなっているので、これら２つの円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及びインロー部８の内周壁８ａに対応する２つの円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３及びインロー部８の内周壁８ａに対応する２つの円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及びインロー部８の内周壁８ａ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に形成された環状溝３とインロー部８の内周壁８ａ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、インロー部８はレンズのＲ２面と同じ金型１２で同時に成形されているので、その内周壁８ａはＲ２面の寸法精度と緊密な関係がある。そこで、環状溝３とインロー部８の内周壁８ａに対応する２つの円が径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。

前述のように、本実施形態のレンズ１では、環状溝３の直径とインロー部８の内周壁８ａの直径はそれぞれΦ２．５１ｍｍとΦ２．５０ｍｍ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とインロー部８の内周壁８ａ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とインロー部８の内周壁８ａ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３及びインロー部８の内周壁８ａ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、環状溝３及びインロー部８の内周壁８ａの直径の差を大きな値に設定すればよい。例えば、環状溝３及びインロー部８の内周壁８ａ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及びインロー部８の内周壁８ａの直径の差を小さな値に設定すればよい。

また、環状溝３とインロー部８の内周壁８ａに対応する２つの円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及びインロー部８の内周壁８ａ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及びインロー部８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及びインロー部８の内周壁８ａ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。

また、インロー部８は、後述するように２個のレンズを光軸方向に嵌合させてレンズユニットを構成する際の嵌合部として使用される。つまり、第１のレンズのインロー部８の内周壁８ａが第２のレンズのインロー部８の外周壁に外嵌することによって、両レンズの径方向の位置合わせ（すなわち光軸合わせ）が行われる。こうすることにより、２個のレンズを個別に鏡筒に固定する場合に比べて、２個のレンズの光軸合わせが精度良く行われる。

図５は、図１（ａ）のＢ部拡大図である。但し、環状溝３が連続した溝ではなく、破線のように周方向に断続的な溝として形成されている。これにより、平面視で環状溝３に対応する円と、インロー部８の内周壁８ａに対応する円との識別が容易になる。もちろん、環状溝３を連続した溝として形成しても良いし、一点鎖線のような他の断続的な溝として形成してもよい。

なお、本実施形態では、環状溝３の直径がインロー部８の内周壁８ａの直径より大きくなるように環状溝３を形成しているが、逆に環状溝３の直径がインロー部８の内周壁８ａの直径より小さくなるように環状溝３を形成してもよい。また、インロー部８の内周壁８ａに代えて、外周壁に対応する円に平面視で近接するように環状溝３を形成し、２つの円を観察してレンズ面Ｒ１及びＲ２の偏心等を評価することも可能である。

（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６及び図７に基づいて説明する。図６（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６（ｂ）は図６（ａ）のレンズをＸ−Ｘ線で切断した断面図である。図７は、図６（ａ）のＣ部拡大図である。

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、インロー部８の内周壁８ａの近傍に、光軸２を中心とする環状段部９が形成され、平面視でインロー部８の内周壁８ａに対応する円と環状段部９との間に環状溝３が位置している点である。

したがって、実施形態１と同様にレンズ１を顕微鏡等にセットして光軸２の方向に平行光を照射したときに、図６（ａ）に示すように、レンズ面Ｒ１の精度に関係がある環状溝３に対応する１つの円と、レンズ面Ｒ２の精度に関係があるインロー部８の内周壁８ａ及び環状段部９に対応する２つの円（合計３つの円）が観察される。インロー部８の内周壁８ａ及び環状段部９に対応する２つの円は光軸２を中心とする同心円であり、その間に環状溝３に対応する円が位置する。一実施例において、環状溝３の直径がΦ２．５０ｍｍであり、インロー部８の内周壁８ａの直径が２．５１ｍｍであり、環状段部９の直径がΦ２．４９ｍｍである。したがって、偏心が全く無ければ、周方向に任意の位置で、環状段部９、環状溝３及びインロー部８の内周壁８ａ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。偏心が生ずれば、環状段部９とインロー部８の内周壁８ａとの間隔は変わらないが、その間に位置する環状溝３の位置が内側又は外側へ変位することになる。

図６（ａ）のＣ部拡大図であるに図７示すように、環状溝３は連続した溝ではなく、破線のように周方向に断続的な溝として形成されている。これにより、平面視で環状溝３に対応する円と、インロー部８の内周壁８ａ及び環状段部９に対応する円との識別が容易になる。もちろん、環状溝３を連続した溝として形成しても良いし、一点鎖線のような他の断続的な溝として形成してもよい。

図８は、本発明の第２の実施形態に係るレンズの精度に関する視認性を説明するための図である。図８（ａ）及び図８（ｂ）は、本実施形態のレンズ１で観察される３つの円（環状段部９、環状溝３及びインロー部８の内周壁８ａにそれぞれ対応する）の円周方向の一部を模式的に示したものである。図８（ａ）の状態では、環状段部９とインロー部８の内周壁８ａとの丁度中間に環状溝３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、環状溝３が環状段部９とインロー部８の内周壁８ａとの中間より少し左（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８（ｃ）及び図８（ｄ）は、比較のために、第１の実施形態のように、２つの円によって偏心の有無をチェックする場合を示している。つまり、環状段部９は無く、環状溝３とインロー部８の内周壁８ａとに対応する２つの円によって偏心の有無をチェックする。図８（ｃ）は図８（ａ）に対応し、図８（ｄ）は図８（ｂ）に対応している。この場合は、環状溝３とインロー部８の内周壁８ａとに対応する２つの円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つの円９、３及び８ａ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。

なお、本実施形態も適宜変形して実施することが可能である。例えば、インロー部８の内周壁８ａに代えて、外周壁に近接するように環状段部を形成し、平面視で外周壁と環状段部との間に環状溝３が位置するように、反対側の面に環状溝３を形成してもよい。

図９は、第１及び第２の実施形態の変形例を示す断面図である。この図ではレンズ部５の形状が凸凹レンズになっているが、図１及び図６のような両凸レンズであってもよく、本発明との関連はない。図９（ａ）は第１の実施形態において、環状溝３の直径がインロー部８の内周壁８ａの直径より小さくなるように環状溝３を形成した場合の例を示している。図９（ｂ）は、第２の実施形態において、インロー部８が形成された面の内周側に環状溝３が形成され、反対側の面に２つの環状段部９ａ及び９ｂが形成された例を示している。また、図９（ｃ）は、第２の実施形態において、インロー部８が形成された面の内周側に２つの環状段部９ａ及び９ｂが形成され、反対側の面に環状溝３が形成された例を示している。図９（ｂ）及び図９（ｃ）のいずれの場合も、平面視で２つの環状段部９ａ及び９ｂに対応する２つの円の間に環状溝３が位置するように形成されている。レンズの要求精度、測定上の制約、成形上の制約等に応じて、上記の実施形態や変形例を適宜選択し、組み合わせて実施してもよい。

（実施形態３）
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２枚結合させて構成したレンズユニットと、それ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の撮像装置の鏡筒部分を側面から見た断面図である。

撮像装置２０は、２枚のレンズ１Ａ及び１Ｂを組み合わせたレンズユニット１Ｕとそれを保持する鏡筒３１、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、これ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等を有する。立体基板２２は、鏡筒３１、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。レンズユニット１Ｕは、それを構成する上側のレンズ１Ａの外周面及び上面が鏡筒３１の内周面及び天井面に嵌め込まれるようにして固定されている。鏡筒３１の天井面中央部に絞りを構成する開口２７が形成されている。

レンズユニット１Ｕ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にＳＢＢ（Ｓｔｕｄ Ｂｕｍｐ Ｂｏｎｄ）によって電気的に接続される。立体基板２２の導電パターンは、立体基板２２から外へ引き出され、ＦＰＣ３０の導電パターン３０ａに半田付によって接続される。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３０ａを介して電気信号が外部に取り出される。

レンズユニット１Ｕを構成する２枚のレンズ１Ａ及び１Ｂのうち、上側のレンズ１Ａは、図１に示した第１の実施形態の変形例である図９（ａ）のレンズである。また、下側のレンズ１Ｂは、実施形態２で述べた変形例に相当するレンズである。つまり、インロー部８Ｂの外周壁に近接するように環状段部９を形成し、平面視で外周壁と環状段部９との間に環状溝３が位置するように、反対側の面に環状溝３が形成されている。そして、上側のレンズ１Ａのインロー部８Ａの内周壁が下側のレンズ１Ｂのインロー部８Ｂの外周壁に外嵌するようにして２枚のレンズ１Ａ及び１Ｂが結合し、レンズユニット１Ｕを構成している。

このように、２枚のレンズ１Ａ及び１Ｂが直接結合し、軸方向及び径方向の位置決めがインロー部８Ａ及び８Ｂの嵌合によって行われる。こうすることにより、２枚のレンズを個別に鏡筒に固定する場合に比べて、２枚のレンズの光軸合わせが精度良く行われる。しかも、各レンズのレンズ面の偏心に関して、前述のように５μｍ以下となるような精度を容易に確保することができるので、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２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６（ａ）のＣ部拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係るレンズの精度に関する視認性を説明するための図である。 第１及び第２の実施形態の変形例を示す断面図である。 本発明のレンズを用いた撮像装置の斜視図である。 図１０の撮像装置の鏡筒部分を側面から見た断面図である。

符号の説明

１、１Ａ、１Ｂ レンズ
２ 光軸
３ 環状の溝
５ レンズ有効部
６ コバ部
８、８Ａ、８Ｂ インロー部
９ 環状の段部
２０ 撮像装置
２２ 立体基板
２４ 光学フィルタ
２５ 半導体撮像素子
２７ 絞り開口
３０ プリント基板（ＦＰＣ）
３１ 鏡筒

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、前記レンズ有効部の外周に延設された平面視ドーナツ状のコバ部と、前記コバ部の両面のうちの第１の面に形成された前記光軸を中心とする環状の段部と、前記コバ部の第２の面に形成された前記光軸を中心とする環状の溝とを備え、
   前記レンズ有効部と前記コバ部と前記環状の段部と前記環状の溝とが一体かつ同時に成形され、
   前記環状の段部と前記環状の溝とが平面視で近接していることを特徴とするレンズ。
2. 光軸を中心にレンズ面を形成するレンズ有効部と、前記レンズ有効部の外周に延設された平面視ドーナツ状のコバ部と、前記コバ部の両面のうちの第１の面から前記光軸を中心とする環状に突出するインロー部と、前記コバ部の第２の面に形成された前記光軸を中心とする環状の溝とを備え、
   前記レンズ有効部と前記コバ部と前記インロー部と前記環状の溝とが一体かつ同時に成形され、
   前記インロー部の内周壁又は外周壁に対応する円と前記環状の溝とが平面視で近接していることを特徴とするレンズ。
3. 前記インロー部の内周壁又は外周壁の近傍に、前記光軸を中心とする環状の段部が形成され、平面視で前記インロー部の内周壁又は外周壁と前記環状の段部との間に前記環状の溝が位置することを特徴とする
   請求項２記載のレンズ。
4. 請求項２又は３記載の２枚のレンズが光軸方向に互いに結合してなるレンズユニットであって、第１のレンズの前記インロー部の内周壁が第２のレンズの前記インロー部の外周壁に外嵌することによって前記２枚のレンズが互いに結合しているレンズユニット。
5. 請求項４記載のレンズユニットと、前記レンズユニット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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