JP2007248937A - Method for manufacturing lens unit - Google Patents
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Description
本発明は、レンズを筒状ホルダーに圧入して固定するレンズユニットの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a lens unit in which a lens is press-fitted and fixed in a cylindrical holder.
近年、携帯電話にカメラモジュールが内蔵され、その機能が高められている。そのためカメラモジュールを構成する重要な部品であるレンズユニットには、小型化や低背化を要求されるとともに非球面レンズが複数枚使用されるようになってきている。このようなレンズ系では、一枚のレンズに許容される偏芯量は数ミクロン以内であるため、従来は個々のレンズの位置を調整して組み立てる生産性が低い製造方法であった。そこで、構成する部品すなわち筒状ホルダーとレンズの加工精度を保証することで調整工程なしで組立てる生産性の高い製造方法が開発された。筒状ホルダーの内壁に複数のリブを設け、レンズを鉛直上方から投入する製造方法である。リブの内接円の直径は、投入するレンズの外形より若干小さく、かつリブの内接円の中心と筒状ホルダーの中心とを略等しく設計するいわゆる圧入構造であり、レンズを圧入するのみでその外形を基準として偏芯量が保証できるレンズユニットの製造方法である。 In recent years, camera modules have been built in mobile phones, and their functions have been enhanced. For this reason, a lens unit, which is an important part constituting a camera module, is required to be small and low in profile, and a plurality of aspheric lenses are used. In such a lens system, since the amount of eccentricity allowed for one lens is within several microns, conventionally, it has been a manufacturing method with low productivity in which the position of each lens is adjusted and assembled. In view of this, a highly productive manufacturing method has been developed in which the processing accuracy of the components, that is, the cylindrical holder and the lens, is assured without any adjustment process. This is a manufacturing method in which a plurality of ribs are provided on the inner wall of a cylindrical holder, and a lens is thrown in from vertically above. The diameter of the inscribed circle of the rib is slightly smaller than the outer shape of the lens to be inserted, and is a so-called press-fit structure in which the center of the inscribed circle of the rib and the center of the cylindrical holder are designed to be approximately equal. This is a method of manufacturing a lens unit that can guarantee the amount of eccentricity based on the outer shape.
なお、この出願の発明に関する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献1が知られている。
しかしながら上記従来の技術によれば、筒状ホルダーの鉛直上方よりレンズを投入するため、レンズの外形が小さいレンズでも組み込まれることになる。したがって筒状ホルダーとレンズの偏芯量が保証できなくなる。そのため、以降のレンズが精度よく圧入された場合でも光学系全体の偏芯量が大きくなるためレンズユニットの光学特性が劣化し、つまり不良品が形成され、この結果として生産性が低下することになる。 However, according to the above conventional technique, since the lens is inserted vertically above the cylindrical holder, even a lens having a small outer shape is incorporated. Therefore, the eccentricity between the cylindrical holder and the lens cannot be guaranteed. For this reason, even when the subsequent lenses are accurately press-fitted, the decentering amount of the entire optical system becomes large, so that the optical characteristics of the lens unit deteriorate, that is, defective products are formed, resulting in a decrease in productivity. Become.
そこで本発明は生産性を高めることを目的とするものである。 Therefore, the present invention aims to increase productivity.
そしてこの目的を達成するために本発明は、貫通孔を有する筒状ホルダーと、前記貫通孔内に圧入して固定されたレンズとを備えたレンズユニットの製造方法であって、鉛直方向に上下可動するレンズ吸着部にレンズを位置決めして吸着固定する第一の工程と、前記レンズ吸着部の鉛直上方に前記筒状ホルダーを位置決めして固定する第二の工程と、前記レンズを鉛直上方に移動し前記筒状ホルダーの所定位置に圧入し、その後前記レンズの吸着を解除する第三の工程を備えたレンズユニットの製造方法であって、この製造方法によれば、レンズを下方から上方へと圧入するものであるので外形の小さい外形不良のレンズは圧入されず戻ってくることとなり、これにより外形不良のレンズの投入を防止できることから生産性を高めることができるものである。 In order to achieve this object, the present invention is a method of manufacturing a lens unit comprising a cylindrical holder having a through hole and a lens that is press-fitted and fixed in the through hole. A first step of positioning and fixing the lens to the movable lens suction portion; a second step of positioning and fixing the cylindrical holder vertically above the lens suction portion; and the lens vertically upward. A method of manufacturing a lens unit comprising a third step of moving and press-fitting into a predetermined position of the cylindrical holder, and then releasing the adsorption of the lens. According to this manufacturing method, the lens is moved from below to above. Therefore, a lens with a defective outer shape having a small outer shape will be returned without being press-fitted, and this prevents the introduction of a lens with a defective outer shape, thereby increasing productivity. Is shall.
以上のように本発明のレンズユニットの製造方法は、常に筒状ホルダーに対し鉛直下方よりレンズを挿入して圧入固定するため、外形の小さい外形不良のレンズは圧入されずそのまま吸着部に残ることになる。すなわち製造工程で外形不良のレンズを容易に検知して取り除くことができるため、調芯工程が不要で、生産性の高いレンズユニットの製造方法を提供できるものである。さらに、筒状ホルダーに対し鉛直下方よりレンズを挿入して圧入固定するため、レンズ間に異物が混入しにくく、その結果レンズユニットの光学特性をさらに向上できる効果も同時に奏するものである。 As described above, in the manufacturing method of the lens unit of the present invention, since the lens is always inserted into the cylindrical holder from below and press-fitted and fixed, a lens having a small outer shape is not press-fitted and remains in the suction portion as it is. become. That is, since a lens having a defective outer shape can be easily detected and removed in the manufacturing process, a centering process is unnecessary and a method for manufacturing a lens unit with high productivity can be provided. Furthermore, since the lens is inserted into the cylindrical holder from below and is press-fitted and fixed, it is difficult for foreign matter to enter between the lenses, and as a result, the optical characteristics of the lens unit can be further improved.
以下、本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの構造とその製造方法について、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, a structure of a lens unit and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施の形態における筒状ホルダーの断面の斜視図、図2は同筒状ホルダーの底面図、図3は同筒状ホルダーにレンズを圧入固定した後のレンズユニットの断面図をそれぞれ示したものである。 1 is a perspective view of a cross section of a cylindrical holder in an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a bottom view of the cylindrical holder, and FIG. 3 is a cross section of a lens unit after a lens is press-fitted and fixed to the cylindrical holder. Each figure is shown.
図1〜3において、1はポリカーボネートや液晶ポリマーなどの樹脂材料からなる筒状ホルダー、2は筒状ホルダー1を貫通する貫通孔、3は貫通孔2の内壁に複数設けたリブ、4はリブ3になだらかにつながるようにテーパ形状としたさそい部、5〜7は貫通孔2の内部に設けられた段差部分、8〜10は光学系を構成するガラスあるいは樹脂材料からなるレンズをそれぞれ示している。
1-3, 1 is the cylindrical holder which consists of resin materials, such as a polycarbonate and a liquid crystal polymer, 2 is the through-hole which penetrates the
図3の断面図に示すように、本発明のレンズユニットは、筒状ホルダー1内に設けた段差部5〜7にレンズ8〜10の外周部を当接することでレンズ8〜10の位置を規定する構造となっており、主にカメラ付携帯電話などに搭載される小型低背を特徴とする固体撮像素子に用いられるものである。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the lens unit of the present invention positions the
上述のレンズユニットにおいては図1および図2に示すように、貫通孔2の内部に設けられた段差部5〜7の内壁にそれぞれ複数の凸部であるリブ3を設けている。各段差部5〜7におけるリブ3a〜3cの先端部を結ぶ内接円の直径を対応するレンズ8〜10の直径より若干小さくなるように設定しており、さそい部4a〜4cを介してレンズ8〜10を各段差部5〜7に当接することで各リブ3a〜3cの弾性変形によりレンズ8〜10は固定されるいわゆる圧入方式である。
In the lens unit described above, as shown in FIGS. 1 and 2,
リブ3a〜3cの内接円の直径とレンズ8〜10の直径との差は、リブ3a〜3cの弾性変形による応力を考慮して設計する。レンズの外形形状にもよるが、複屈折や割れを生じないように最大でも10ミクロン以下に設定する場合が多い。そのため、組込むレンズ8〜10の直径も10ミクロン以下の精度が必要となる。しかしながら、レンズの外形形状は複雑であるため、接触式、非接触式を問わずレンズの直径をミクロンの精度で測定、検査することは非常に困難である。したがって外形不良のレンズが混入しやすく、混入した場合でも筒状ホルダー1の鉛直上方からレンズ8〜10を挿入するため、圧入不良あるいは未圧入の状態でも次の工程へ進むこととなる。その結果、レンズ8〜10が動くことでレンズユニットの光学特性が劣化することとなる。
The difference between the diameter of the inscribed circle of the
さらに圧入方式では1枚目のレンズの圧入状態が2枚目のレンズの圧入状態に影響を及ぼすことがある。具体的には、筒状ホルダー1の段差部5に第1のレンズ5を圧入することで、第2のレンズ6を圧入するためのリブ3bの内接円の直径が大きくなることがある。そのため、第2のレンズ9の外形精度が設計値どおりであっても結果的に圧入不良あるいは未圧入が発生する。このような場合でも前記と同様の理由で次工程へ進みレンズユニットの光学特性を劣化させることとなる。
Furthermore, in the press-fitting method, the press-fit state of the first lens may affect the press-fit state of the second lens. Specifically, the diameter of the inscribed circle of the
そこで本発明のレンズユニットの製造方法によれば、圧入不良や未圧入状態を容易に検知して取り除くことができるため、調芯工程の不要な生産性の高い製造方法を提供できる。以下にその詳細を説明する。 Therefore, according to the manufacturing method of the lens unit of the present invention, it is possible to easily detect and remove the press-fitting failure and the non-press-fitted state, and therefore it is possible to provide a highly productive manufacturing method that does not require the alignment process. Details will be described below.
図4〜6は本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの製造方法を示す製造工程図である。 4 to 6 are manufacturing process diagrams showing the manufacturing method of the lens unit according to the embodiment of the present invention.
図4(a)〜(c)は本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの製造法を示す製造工程を示しており、特に第1のレンズ8の圧入工程を示している。
4A to 4C show a manufacturing process showing a manufacturing method of the lens unit according to the embodiment of the present invention, and particularly show a press-fitting process of the
11は筒状ホルダー1の位置を規制するための押さえ板、12は第1の位置決め治具、13は円筒状のレンズ吸着用治具、13aは円筒状のレンズ吸着治具の天面に設けたレンズ吸着部、14は円筒状の第2の位置決め用治具、R1は貫通孔2の内部に設けられた段差部5の直径、R2は同じく段差部6の直径、R3は同じく段差部7の直径をそれぞれ示している。
11 is a holding plate for regulating the position of the
第1の位置決め治具は粗調整用であり、第2の位置決め用治具は精密調整用である。 The first positioning jig is for coarse adjustment, and the second positioning jig is for fine adjustment.
まず初めに、図4(a)に示すように、筒状ホルダー1は搬送系(図示せず)により所定の位置まで搬送された後、第1の位置決め用治具12で左右より挟持されることで粗く位置決めがされる。このとき、筒状ホルダー1の鉛直下方には円筒状のレンズ吸着治具13があり、第1のレンズ8を円筒状のレンズ吸着部13aに位置決めされ吸着されている(第一の工程)。
First, as shown in FIG. 4A, the
このとき円筒状のレンズ吸着部13aの外形は第一のレンズ8の外形より若干小さくなるように設計されており、レンズの凸部を逃がすための座繰りが設けられている。さらに前記座繰り部の底面は真空吸引ができるように貫通孔が設けられている。
At this time, the outer shape of the cylindrical
次に、第1のレンズ8を吸着した前記円筒状のレンズ吸着用治具13と同時に第二の円筒状の固定用治具14を鉛直上法に移動させ、前記第二の円筒状の固定用具治14と押さえ板11で筒状ホルダー1を挟持して位置決め固定する(第二の工程)。
Next, the second
このとき前記円筒状のレンズ吸着用治具13と第二の円筒状の固定用治具14とは互いに摺動して上下動が可能な2重構造となっている。すなわち円筒状のレンズ吸着用治具13の外周側に第二の円筒状の固定用治具14が同軸状に設けられている。さらに前記第二の円筒状の固定用治具14の天面部には、貫通孔2の内部に設けられた段差部7の直径R3と略等しくかつ段差部7の内壁に設けたリブ3cに達しない高さの凸部が設けられている。したがって、前記第二の円筒状の固定用治具の凸部を前記筒状ホルダー1の内部に挿入することにより、筒状ホルダー1と円筒状の吸着治具13の同軸度は第二の円筒状の固定用治具14により保証され、さらに第一の固定用治具と押さえ板11との3方向より挟持することにより精密に位置決めされることとなる。
At this time, the cylindrical
最後に、第一のレンズ8を位置決めして吸着固定した前記円筒状のレンズ吸着治具13のみを、鉛直上法に所定の位置まで移動させることで前記筒状ホルダー1の段差部5に前記第一のレンズ8の外周部を当接させた後、円筒状のレンズ吸着部13aの真空吸着を解除する(第三の工程)。
Finally, only the cylindrical
このとき、筒状ホルダー1のキックバックによる第一のレンズ8の移動を防止するため、当接後はしばらく放置してから前記円筒状のレンズ吸着部13aの真空吸着を解除するほうがよい。
At this time, in order to prevent the movement of the
上述した本発明の一実施の形態によるレンズユニットの製造方法によれば、筒状ホルダー1の鉛直下方から上方に第一のレンズ8を挿入して圧入する。そのため、第一のレンズ8の圧入不良あるいは未圧入が発生した場合、第一のレンズ8は円筒状のレンズ吸着部13a上にそのまま残ることになる。したがってある一定以上の力でレンズを圧入された良品の筒状ホルダー1のみを次工程に進めることが可能となる。
According to the method for manufacturing a lens unit according to the embodiment of the present invention described above, the
上記不良が第一のレンズ8の外形不良に起因するものであれば、他のレンズを交換して再度圧入を実施する。また、筒状ホルダー1の成形精度不良に起因するものであれば他の筒状ホルダーに交換して投入すればよい。
If the above-mentioned defect is caused by a defect in the outer shape of the
その結果、外形不良の部品の投入を防止できるため、調芯が不要で圧入するのみで組立てが可能な生産性の高い製造方法を提供できる。 As a result, since it is possible to prevent the introduction of a defective part, it is possible to provide a highly productive manufacturing method that does not require alignment and can be assembled only by press-fitting.
さらに、レンズを圧入して固定する工程が常に筒状ホルダー1の鉛直下方より行われるため、筒状ホルダー1内に異物が混入しにくく、すでに混入したものも筒状ホルダー1の位置決め固定時に重力により落下する。したがって複数のレンズを用いたレンズ系を構成する場合、レンズ間の異物混入を防止できるため、レンズユニットの光学特性を向上することが可能となる。
Further, since the step of pressing and fixing the lens is always performed from the vertically lower side of the
図5(a)〜(c)は本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの製造法を示す製造工程を示しており、特に第2のレンズ9の圧入工程を示している。
FIGS. 5A to 5C show a manufacturing process showing a manufacturing method of the lens unit according to the embodiment of the present invention, and particularly show a press-fitting process of the
図6(a)〜(c)は本発明の一実施の形態におけるレンズユニットの製造法を示す製造工程を示しており、特に第3のレンズ10の圧入工程を示している。
6A to 6C show a manufacturing process showing a manufacturing method of the lens unit according to the embodiment of the present invention, and particularly show a press-fitting process of the
図5、図6ともにレンズの外形とそれに合わせて円筒状のレンズ吸着用治具15、17、その天面に設けた円筒状のレンズ吸着部15a、17a、第二の円筒状の固定用治具16、18の形状が異なるのみであるため説明は簡略化している。
5 and 6, the outer shape of the lens and the cylindrical lens suction jigs 15, 17 corresponding thereto, cylindrical
本発明に係るレンズユニットの製造方法は、常に筒状ホルダーに対し鉛直下方よりレンズを挿入して圧入固定するため、外形の小さい外形不良のレンズは圧入されずそのまま吸着部に残ることになる。すなわち製造工程で外形不良のレンズを容易に検知して取り除くことができ、調芯工程の不要な生産性の高いレンズユニットの製造方法を提供できる効果を奏するものであるため、レンズを筒状ワルダーに圧入して固定するレンズユニットの製造方法に有用である。 In the method of manufacturing a lens unit according to the present invention, since a lens is always inserted and fixed by press-fitting into a cylindrical holder from below vertically, a lens having a small outer shape with a small outer shape is not press-fitted and remains in the suction portion. In other words, a lens having a cylindrical walder can be easily detected and removed in a manufacturing process, and an effect of providing a manufacturing method of a highly productive lens unit that does not require an alignment process can be provided. This is useful for a method of manufacturing a lens unit that is press-fitted into a lens and fixed.
1 筒状ホルダー
2 貫通孔
8 第一のレンズ
9 第二のレンズ
10 第三のレンズ
13 円筒状のレンズ吸着用治具
13a 円筒状のレンズ吸着部
15 円筒状のレンズ吸着用治具
15a 円筒状のレンズ吸着部
17 円筒状のレンズ吸着用治具
17a 円筒状のレンズ吸着部
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