JP2007310343A - レンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびカメラモジュール - Google Patents

レンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびカメラモジュール Download PDF

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Abstract

【課題】レンズ面間に介在するスペーサを所定の位置に容易に配置でき、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内におけるレンズの倒れを確実に防止できるレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびカメラモジュールを提供する。
【解決手段】２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれの第１,第２レンズ１,２を保持する筒状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面に当接する３つのスペーサ７とを備える。スペーサ７は、第１,第２レンズ１,２の曲面に当接した状態で介在され、両第１,第２レンズ１,２の間隔を決定する。また、上記レンズ枠３の内径は、第１,第２レンズ１,２間において同径であり、スペーサ７はレンズ枠３の内壁に当接する。レンズ枠３の内径が、第１,第２レンズ１,２間において同径であるため、第１,第２レンズ１,２は、中心を完全に一致させた状態で保持される。
【選択図】図１

Description

この発明は、レンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびカメラモジュールに関し、詳しくは、複数枚のレンズをレンズ枠に固定して保持するレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびそのレンズ鏡筒を用いたカメラモジュールに関する。
従来、レンズ鏡筒としては、撮影光学系として一つまたは複数のレンズ群が組み込まれたものがある。このようなレンズ群を構成する複数枚のレンズとこれらのレンズを組み込んで保持するレンズ枠とによって、レンズ鏡筒を組み立てることが一般に行われている。このレンズ鏡筒におけるレンズ群において、複数枚のレンズをレンズ枠内に所定の間隔をおいて組み込み固定して保持するための方法として、図１３に示すレンズ鏡筒の組立方法が知られている。このレンズ鏡筒の組立方法では、一方向からレンズ１０１,１０２をレンズ枠１０３内に組み込み、かつレンズ１０１,１０２間に所定の間隔を確保するように所定の厚みを有するように予め加工した間隔環１０４を挟み込み、レンズ鏡筒１０５を形成する。
しかし、図１３に示すレンズ鏡筒の組立方法の場合、レンズ枠１０３の内壁と間隔環１０４との間に隙間を必要とするため、間隔環１０４が偏心した場合、間隔環１０４とレンズ１０１(もしくはレンズ１０２)との接触点がずれて、レンズ１０１(もしくはレンズ１０２)が傾く場合がある。
そこで、このようなレンズの倒れを防ぐ方法として、図１４Ａ,図１４Ｂに示すような構成のレンズ鏡筒が提案されている(特開平９−３１８８５８号公報(特許文献１)参照)。なお、図１４Ａ(a)は図１４Ａ(b)のXIVAa−XIVAa線から見た横断面図であり、図１４Ａ(b)は図１４Ａ(a)のXIVAb−XIVAb線から見た縦断面図であり、図１４Ｂ(a)は図１４Ｂ(b)のXIVBb−XIVBb線から見た横断面図であり、図１４Ｂ(b)は図１４Ｂ(a)のXIVBa−XIVBa線から見た縦断面図である。
このレンズ鏡筒は、図１４Ａ(図１４Ｂ)に示すように、レンズ枠２０３(３０３)内でレンズ２０１,２０２(３０１,３０２)間を所定の間隔をおいて保持するための従来の間隔環に相当する部品として、少なくとも三個の鋼球２０６(３０６)を用い、かつこれらの鋼球２０６(３０６)をレンズ２０１,２０２(３０１,３０２)の周方向において略三分割した等配位置に配置する。これにより、レンズ２０１,２０２(３０１,３０２)間の間隔を鋼球２０６(３０６)の径寸法によって所定の値に設定して組み立てている。
一般に、市販されている鋼球の外形寸法のばらつきは数μｍ、もしくは０．数μｍであるため、レンズ間の間隔の精度の誤差を数μｍ、もしくは０．数μｍ以内に設定することが可能となる。
このレンズ鏡筒の組立方法による組立の工程としては、最初にレンズ２０１(３０１)をレンズ枠２０３(３０３)に挿入し、次に鋼球６をレンズ枠２０３(３０３)内に配置し、最後にレンズ２０２(３０２)をレンズ枠２０３(３０３)に挿入するという方法が採られる。
上記レンズ鏡筒のレンズ枠２０３(３０３)には、凹部を有する位置決め用構造物２０７(２０７)が設けられており、上記凹部で鋼球２０６(３０６)を周方向および径方向に規制することにより、鋼球１０６の位置決めを等間隔で行っている。
しかし、図１４Ａ,図１４Ｂのように、レンズ枠２０３(３０３)内に位置決め用構造物２０７(３０７)を設ける場合、レンズ枠構造の複雑化に伴い、鏡筒の製造コストが増加してしまう。
また、図１４Ｂのような構成の場合、鋼球３０６の内側に位置決め用構造物３０７を設ける必要があるため、レンズの有効領域が減少してしまう。
レンズの有効領域をより広い範囲で確保するためには、位置決め用構造物の内径を広げる必要があるため、それに伴いレンズ枠内径を広げなくてはならず、結果として鏡筒寸法が大型化してしまう。
例えば、小型化が要求されている携帯電話用のカメラモジュールの構成部品としてレンズ鏡筒を使用する場合において、鏡筒の大型化は、モジュール全体の大型化につながるため、このような場合、モジュールの構成部品となる鏡筒はより小型にすることが望ましい。
レンズ鏡筒において位置決め用構造物を形成しない場合は、より広い有効領域を確保することができ、かつ、より自由度の高い組み合わせでレンズ系を構成することが可能となるが、周方向の所定の位置に鋼球を配置するとき、鋼球の動きは規制されていないため、組立のときに鋼球が所定の位置から動いてしまい、鋼球とレンズ枠内壁との間に隙間が生じ、結果として間隔環を使用した場合と同様レンズの倒れが生じる場合がある。
特に、図１５に示すように、鋼球４０６を配置する面が平坦な場合においては、周方向にも径方向にも鋼球４０６の動きが規制されていないため、鋼球４０６を略三分割した等配位置かつレンズ枠４０３の内壁に接するように配置し、鋼球４０６が動かないようにその後の組立を行うことは非常に困難である。
また、鋼球４０６を配置する面が凹面の場合においても、周方向にも径方向にも鋼球４０６の動きが規制されていないため、平坦面の場合と同様、その後の組立を行うことは困難となる。
特開平９−３１８８５８号公報
そこで、この発明の課題は、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内におけるレンズの倒れを確実に防止できるレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびそのレンズ鏡筒を用いたカメラモジュールを提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明のレンズ鏡筒は、
２枚のレンズと、
上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、
上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接する３つ以上のスペーサと
を備え、
上記レンズ枠の内径が、上記２枚のレンズを夫々保持する部分で同径であり、
上記スペーサが上記レンズ枠の内壁に当接することを特徴とする。
上記構成のレンズ鏡筒によれば、レンズ枠の内径が、上記２枚のレンズを夫々保持する部分が同径であるため、それぞれのレンズの中心を完全に一致させた状態で、２枚のレンズを保持することができる。また、上記スペーサをレンズ枠の内壁に当接させることで、スペーサは、上記２枚のレンズの光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されることになり、上記２枚のレンズとスペーサの接触点のずれによるレンズ間の倒れは生じず、高精度でレンズ間の光軸を合わせることが可能となる。なお、上記２枚のレンズの夫々は、１つの光学素子であってもよいし、複数の光学素子を接合した複合レンズであってもよく、この発明では、１つの複合レンズを１枚として扱う。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記スペーサが、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置されている。
上記実施形態によれば、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサを配置することにより、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、鏡筒のレンズ倒れを抑制することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記２枚のレンズのうちの少なくとも一方に、上記スペーサが接着剤で固定され、かつ、上記接着剤は、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に塗布されている。
上記実施形態によれば、上記２枚のレンズの少なくとも一方にスペーサを固定することによって、より強固にスペーサが固定され、耐衝撃性が向上する。そして、レンズ系を通過する有効光線の領域外に接着剤を塗布することによって、光学性能の低下を防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記接着剤が遮光性樹脂である。
上記実施形態によれば、上記接着剤に遮光性樹脂を用いることによって、スペーサの固定による耐衝撃性の向上と共に、スペーサ表面からの反射による迷光の防止が実現できる。
また、この発明のレンズ鏡筒では、
２枚のレンズと、
上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、
上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接する３つ以上のスペーサと
を備え、
上記スペーサの構成材料が強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むことを特徴とする。
上記実施形態によれば、強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むスペーサを、レンズ枠の外側から磁気発生器などにより磁化して吸引することにより、任意の位置に配置することが可能となる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、
上記レンズ枠の構成材料が常磁性材料または反磁性材料であることを特徴とする。
上記実施形態によれば、レンズ枠の材料として常磁性材料もしくは反磁性材料を用いることで、レンズ枠自体の磁化の影響を受けることなく、スペーサが任意の位置に配置される。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記スペーサが、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置されている。
上記実施形態によれば、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサを配置することにより、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、鏡筒のレンズ倒れを抑制することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、
上記２枚のレンズのうちの少なくとも一方に、上記スペーサが接着剤で固定され、かつ、上記接着剤は、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に塗布されている。
上記実施形態によれば、上記２枚のレンズのうちの少なくとも一方にスペーサを固定することによって、より強固にスペーサが固定され、耐衝撃性が向上される。そして、レンズ系を通過する有効光線の領域外に接着剤を塗布することによって、光学性能の低下を防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記接着剤が遮光性樹脂である。
上記実施形態によれば、接着剤に遮光性樹脂を用いることによって、スペーサの固定による耐衝撃性の向上と共に、スペーサ表面からの反射による迷光の防止が実現できる。
また、この発明のレンズ鏡筒の組立方法では、
２枚のレンズと、
上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、
上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接する、強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むスペーサとを備えたレンズ鏡筒の組立方法であって、
上記筒状のレンズ枠に、上記２枚のレンズのうちの一方の第１レンズを挿入する第１の工程と、
上記レンズ枠内に挿入された上記第１レンズ上に、上記スペーサを３つ以上配置する第２の工程と、
上記レンズ枠外に磁気発生器を配置して、上記磁気発生器の磁極と上記レンズ枠内に配置された上記スペーサとの間の吸引力によって、上記スペーサの位置決めを行う第３の工程と、
上記磁気発生器により上記スペーサが位置決めされた状態で、上記レンズ枠内に上記２枚のレンズのうちの他方の第２レンズを挿入し、上記レンズ枠に上記第２レンズを固定する第４の工程とを有することを特徴とする。
上記実施形態によれば、複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚のレンズ面間に３つ以上のスペーサを備えたレンズ鏡筒において、レンズ枠外に磁気発生器を配置することにより、周方向、径方向において強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むスペーサの動きを規制する。つまり、レンズ枠内で第１,第２レンズを所定の間隔をおいて保持するためのスペーサに上記磁性材料を含むスペーサを用いて、その磁性材料を含むスペーサを、レンズ枠外に配置された磁気発生器の磁気力により所定の位置に吸引して、スペーサの動きを規制することにより、組立時にレンズ間にスペーサを動かないように容易に配置できる。したがって、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内のレンズの倒れを確実に防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、
上記スペーサを配置するレンズ面が上記レンズ枠の内側に向かって徐々に低くなる傾斜面であり、
上記スペーサが接する上記レンズ面の傾斜角θ、上記スペーサの磁極の強さＭ1、上記スペーサの質量ｍ、上記磁気発生器の磁極の強さＭ2、上記レンズ枠の透磁率μ、重力加速度ｇである場合、
上記レンズ枠の壁厚tが、
Figure 2007310343
である。
上記実施形態によれば、上記レンズ枠の壁厚を、上記条件を満たすように決定することにより、スペーサを配置する第１レンズ面がレンズ枠内側への傾斜面となっている場合においても、スペーサをレンズ枠の内壁に当接させることができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、
上記磁気発生器の磁極の数は、上記第１レンズ上に配置された上記スペーサの数と同じであり、
上記第３の工程において、上記磁気発生器の磁極を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置する。
上記実施形態によれば、上記第１レンズ上に配置された上記スペーサの数と同じ数の磁極を有する磁気発生器を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠内にスペーサを周方向に等間隔に配置することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記スペーサを所定位置に配置するためのスペーサ用ガイドを使用する。
上記実施形態によれば、上記実施形態のレンズ鏡筒の組立方法によれば、スペーサ用ガイドを使用することによって、スペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第２の工程において、上記スペーサを上記第１,第２レンズを通過する有効光線の領域外に配置する。
上記実施形態によれば、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサを配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第１,第２レンズの少なくとも一方に上記スペーサを接着剤で固定する第５の工程を有し、上記接着剤の塗布領域を、上記第１,第２レンズを通過する有効光線の領域外とする。
上記実施形態によれば、上記第１,第２レンズの少なくとも一方にスペーサを接着剤で固定することにより、レンズ面間でスペーサを挟んだだけの場合よりも、より強固にスペーサを所定の位置に固定し、耐衝撃性を向上させることができる。そして、接着剤の塗布領域を、レンズ系を通過する有効光線の領域外とすることによって、レンズ鏡筒の光学性能に影響を与えることなくスペーサの固定ができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第１,第２レンズの少なくとも一方と上記スペーサを固定する上記接着剤を遮光性樹脂とする。
上記実施形態によれば、スペーサの固定に遮光性樹脂を使用することにより、スペーサの固定と同時に、スペーサ表面からの反射による迷光を防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第１レンズと上記各スペーサの接触部および上記第２レンズと上記各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布する。
上記実施形態によれば、第１レンズと各スペーサの接触部および第２レンズと各スペーサの接触部に遮光性樹脂を塗布することにより、スペーサの固定が確実に行われ、かつ遮光性が向上される。
また、この発明のカメラモジュールでは、上記のいずれか１つのレンズ鏡筒と、上記レンズ鏡筒を用いて結像される画像を撮像する撮像素子を備えた受光部とを含むことを特徴とする。
上記実施形態によれば、従来のスペーサを用いた鏡筒に比べ、有効領域の確保と鏡筒径の小型化が可能であるため、モジュールのレンズ系全体を小型化できる効果がある。
以上より明らかなように、この発明のレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法によれば、レンズ面間に介在するスペーサを所定の位置に容易に配置でき、レンズ枠内におけるレンズの倒れを確実に防止できるレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法を実現することができる。
また、スペーサ位置決め用の構造物が不要となるため、鏡筒の小型化が可能となり、それに伴い、レンズ系全体の小型化を実現することができる。
また、この発明のカメラモジュールによれば、上記レンズ鏡筒を用いることによって、モジュールのレンズ系全体を小型化することができる。
以下、この発明のレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびカメラモジュールを図示の実施の形態により詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態のレンズ鏡筒の断面を示している。
図１に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれの第１,第２レンズ１,２を保持する筒状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面に当接する球形状の３つのスペーサ７により構成されている。ここで、スペーサ７は、第１レンズ１および第２レンズ２の曲面に当接した状態で介在し、両第１,第２レンズ１,２の間隔を決定する。また、第１レンズ１は、２つの光学素子からなる複合レンズである。
上記レンズ枠３は、内周の下端側近傍に設けられた段部２０に第１レンズ１のレンズ面の外周部が当接している。また、上記スペーサ７を接着剤１０により第１レンズ１に固定している。
一方、複合レンズである第２レンズ２は、２つのメニスカスレンズを接合したもので、その接合面の外周側に環状の溝２aが形成されている。この環状の溝２aに対向するように、レンズ枠３に段部２３を形成している。このレンズ枠３に段部２３を利用して、レンズ枠３に挿入された第２レンズ２とレンズ枠３との間を接着剤１０により固定している。これにより、第２レンズ２の光軸方向の動きを規制して、第２レンズ２を確実にレンズ枠３に固定している。
また、上記レンズ枠３の内径は、第１,第２レンズ１,２間において同径であり、スペーサ７はレンズ枠３の内壁に当接している。レンズ枠３の内径が、第１,第２レンズ１,２間において同径であるため、第１,第２レンズ１,２の中心を完全に一致させた状態で、第１,第２レンズ１,２を保持することができる。
また、スペーサ７をレンズ枠３の内壁に当接させることによって、スペーサ７は、第１,第２レンズ１,２の光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されることになり、第１,第２レンズ１,２とスペーサ７の接触点のずれによるレンズ間の倒れは生じず、高精度でレンズ間の光軸を合わせることが可能となる。
スペーサ７は、レンズ枠３の内壁に当接し、かつ、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置されている。このように、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサ７が配置されているため、スペーサ７による有効光線のけられ等の影響を受けることなく、鏡筒のレンズ倒れを抑制することができる。ここで、「けられ」とは、光学系を通過する有効光束が途中のレンズや鏡筒などによって遮れる減少のことである。
また、スペーサ７を接着剤１０により第１レンズ１に固定することによって、対向する第２レンズ２のレンズ面でスペーサ７を挟み込んだだけの場合よりも、より強固に所定の位置に固定することができ、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
ここで、図１では、スペーサ７を第１レンズ１に固定しているが、第１レンズ１に限らず、２枚のレンズ１,２の少なくとも一方にスペーサ７が固定されることにより同様の効果を得ることができる。
また、スペーサ７を固定する接着剤１０の塗布位置は、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外となっており、接着剤による有効光線のけられ等で、レンズ鏡筒の光学特性に影響は与えない。
上記スペーサ７の材料として、表面に光沢をもつ金属等を使用した場合、スペーサ７表面における反射光が迷光となり、その迷光が、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を及ぼす可能性がある。
このような迷光を防止する例として、スペーサ７の外周にメッキ等の方法により黒色、つや消し等の表面処理を施し、表面からの反射を防ぐ方法が挙げられるが、この場合、表面処理によるコストおよびタクトの増加や、表面処理後の外形寸法ばらつきの発生等の問題が生じる。
そこで、図２のように、スペーサ７と第１,第２レンズ１,２を固定する接着剤として、遮光性樹脂１２を使用することで、スペーサ７に表面処理を行うことなく、迷光を防止することが可能であるため、表面処理によるコストおよびタクトの改善を図ることが可能となる。
ここで、遮光性樹脂１２としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に黒色顔料を含有された遮光性黒色樹脂等が挙げられる。
〔第２実施形態〕
図３はこの発明の第２実施形態のレンズ鏡筒の断面を示している。この第２実施形態のレンズ鏡筒は、スペーサを除いて第２実施形態のレンズ鏡筒と同一の構成をしており、同一構成部には同一参照番号を付している。
図３に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれの第１,第２レンズ１,２の光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠３の内壁に当接する球形状の３つのスペーサ２７により構成されている。ここで、スペーサ２７は、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むと共に、第１レンズ１および第２レンズ２の曲面に当接した状態で介在し、両第１,第２レンズ１,２の間隔を決定する。
また、上記スペーサ２７が含む強磁性材料およびフェリ磁性材料としては、以下の（１）〜（３）のうちいずれかを用いることができる。
（１）Ｆe、Ｃo、Ｎi、または、Ｆe、Ｃo、Ｎi、Ｍn及びＣrよりなる群から選択された少なくともいずれかの１つの元素を含む合金
（２）「パーマロイ」と呼ばれるＮiＦe系合金、ＣoＮbＺr系合金、ＦeＴaＣ系合金、ＣoＴaＺr系合金、ＦeＡlＳi系合金、ＦeＢ系合金、ＣoＦeＢ系合金等の軟磁性材料
（３）ホイスラー合金、ＣrＯ2、Ｆe3Ｏ4、Ｌa1-XＳrXＭnＯ3などのハーフメタル磁性材料
上記スペーサ２７の材料としては、これらのうちから適宜選択して用いればよい。また、レンズ枠３の材料としては、常磁性材料もしくは反磁性材料を使用する。
上記レンズ枠３は、内周の下端側近傍に設けられた段部２０を有し、その段部２０に第１レンズ１のレンズ面の外周部が当接している。
ここで、この第２実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明する。図４Ａ〜図４Ｃはこの第２実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明するための図である。なお、図４Ｂ(a)は、図４Ｂ(b)のIVBa−IVBa線から見た断面図であり、図４Ｂ(b)は、図４Ｂ(a)のIVBb−IVBb線から見た断面図である。
最初に、図４Ａに示すように、レンズ枠３に第１レンズ１を挿入する。上記レンズ枠３の内周の段部２０に第１レンズ１の一方のレンズ面の外周部が当接する。
ここで、レンズ枠３の内径が第１,第２レンズ１,２の外径よりも大きい場合、レンズ枠３の内壁と第１,第２レンズ１,２の間に隙間が生じ、結果として組立後に第１,第２レンズ１,２間にずれが生じてしまうため、レンズ枠３の内径は、第１,第２レンズ１,２の外形と同様もしくは小さくする必要がある。
次に、図４Ｂに示すように、スペーサ２７をレンズ枠３内に配置する。このとき、スペーサ２７は、レンズ枠３の外側に配置された磁気発生器８に引き寄せられ、レンズ枠３の内壁に当接し、かつ、第１,第２レンズ１,２の周方向を略三等分した等配位置に位置決めされる。ここで、磁気発生器８として、電磁石や永久磁石などを用いてもよい。
ここで、レンズ枠３の材料として常磁性材料もしくは反磁性材料を用いた場合、レンズ枠３の材料の磁気発生器８による磁化は無視できるほど小さいため、レンズ枠３自体の磁化の影響を受けることなく、スペーサ２７を任意の位置に配置することが可能となる。
この図４Ｂで説明したレンズ鏡筒の組立方法では、スペーサ２７を配置する第１レンズ１のレンズ面(第２レンズ２に対向する側)は略平面となっている。
図４Ｂのように、スペーサ２７を配置する第１レンズ１のレンズ面が平面の場合や凸面の場合には、スペーサ２７がレンズ枠３の内壁から離れる方向には力がかからない。
しかし、図５に示すような、スペーサ２７を配置する第１レンズ１００のレンズ面が凹面、つまりレンズ枠３内側に向かって徐々に低くなる傾斜面となっている場合には、スペーサ２７を配置したとき、内壁から離れる方向に、
Ｆ2＝（ｍｇ）ｃｏｓθ
の力がかかる。ここで、ｍはスペーサ２７の質量、ｇは重力加速度、θはスペーサ２７を配置する第１レンズ１００のレンズ面の傾斜角である。
よって、図５で示すような構成で組立を行う場合、磁気発生器８によりスペーサ２７をレンズ枠３の内壁に引き寄せる吸引力Ｆ1がＦ1＞Ｆ2となるように、レンズ枠３、スペーサ２７、磁気発生器８を選択する必要がある。
磁極の強さＭ１を有するスペーサ２７を、磁極の強さＭ２を有する磁気発生器８で吸引した場合、吸引力Ｆ1は、
Ｆ1＝（１／４πμ）（Ｍ１Ｍ２／ｔ２）
となる。
ここで、ｔはレンズ枠３の壁厚、μはレンズ枠３の材料の透磁率である。
よって、Ｆ1―Ｆ2＞０を満たすように、レンズ枠３の材質、壁厚を選択することにより、スペーサ２７を配置したとき、内壁から離れる方向にＦ2の力がかかる場合においてもレンズ枠３に当接するようにスペーサ２７を配置することが可能となる。
以上の説明から、レンズ枠３の壁厚ｔを、
Figure 2007310343
の条件を満たすように決定することにより、スペーサ２７を配置する第１レンズ１００のレンズ面が、レンズ枠３の内側に向かって徐々に下がる傾斜面となっている場合においても、磁気発生器８によりスペーサ２７を吸引することが可能となる。
ここで、スペーサ２７をレンズ枠３内にピンセットなどの保持具を用いて配置する場合、それぞれのスペーサ２７を配置したい位置の近傍まで保持しておかなければ、磁気発生器８が複数配置されていることから、意図しない方向にスペーサ２７が引き寄せられてしまう場合がある。
そこで、図６(a),図６(b)に示すスペーサ用ガイド９を使用する。なお、図６(a)は、図６(b)のVIa−VIa線から見た断面図であり、図６(b)は、図６(a)のVIb−VIb線から見た断面図である。このスペーサ用ガイド９を使用することにより、それぞれのスペーサ２７を、スペーサ用ガイド９を通してレンズ枠３内に挿入することによって、スペーサ２７を配置したい位置の近傍まで保持することなく、それぞれの磁気発生器８により引き寄せられる位置に容易にスペーサ２７を配置することができる。
また、スペーサ２７は、第１,第２レンズ１,２が構成するレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置され、かつ、第１,第２レンズ１,２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
次に、図４Ｃに示すように、レンズ枠３に第２レンズ２を挿入した後、レンズ枠３の段部２３を利用して、第２レンズ２とレンズ枠３との間を接着剤１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
一般的に、レンズ鏡筒の組立でレンズを固定するときには、接着剤として紫外線硬化樹脂が使用されている。この場合、第２レンズ２とレンズ枠３との間に紫外線硬化樹脂を塗布した後、紫外線を照射し、硬化すればよい。
以上に説明したレンズ鏡筒の組立方法を用いることにより、レンズ枠３の外側に設けた磁気発生器８がスペーサ２７の動きを規制するため、容易に所定の位置にスペーサ２７を配置することができる。
また、磁気発生器８によりスペーサ２７は、レンズ枠３の内壁に当接した状態で動きが規制されるため、その後の組立のときにもスペーサ２７はレンズ枠３の内壁から離れることがなく、第１,第２レンズ１,２とスペーサ２７の接触点のずれによるレンズの倒れを防ぐことができる。
上記レンズ鏡筒および組立方法によれば、レンズ枠３外に配置された磁気発生器８の磁気力により磁性体からなるスペーサ２７を所定の位置に吸い寄せて、スペーサ２７の動きを規制することにより、組立時に第１,第２レンズ１,２間にスペーサ２７を動かないように容易に配置でき、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠３内の第１,第２レンズ１,２の倒れを確実に防止することができる。
また、上記第１レンズ１上に配置されたスペーサ２７の数と同じ数の磁極を有する磁気発生器８を、レンズ枠３外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠３内にスペーサ２７を周方向に等間隔に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、スペーサ２７を所定位置に配置するためのスペーサ用ガイド９を使用することによって、スペーサ２７を所定の位置に容易に配置することができる。
また、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に、上記スペーサ２７を配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
なお、上記第２実施形態では、レンズ枠３に挿入する第１,第２レンズ１,２の外径を同径としているが、第１,第２レンズ１,２の外径が異なる場合にも同様の方法でレンズ鏡筒の組立を行うことが可能である。
そのときは、図７に示すように、段付のレンズ枠１１を使用することにより、異なる径のレンズを使用した場合においても、図４Ａ〜図４Ｃに説明した方法と同様の手順でレンズ鏡筒の組立が可能である。
図７に示すレンズ鏡筒では、レンズ枠１１は、内周の下端側から小径部１１a,中径部１１bおよび大径部１１cを有している。上記レンズ枠１１の中径部１１bに挿入された第１レンズ１のレンズ面の外周部が、その小径部１１aと中径部１１bとの間の段部２１に当接している。また、上記レンズ枠１１の大径部１１cに第２レンズ２を挿入している。
また、スペーサ２７の寸法については、前述の場合と同様、レンズ系を通過する有効光線の領域外に配置され、かつ、第１,第２レンズ１,２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
また、この第２実施形態では、３つのスペーサ２７を配置しているが、３以上のスペーサ２７を配置する場合には、磁気発生器８を、スペーサ２７を配置したい位置にあわせて複数設置し、図４Ａ〜図４Ｃに示した方法と同様の方法で組立を行えばよい。
〔第３実施形態〕
図８は、この発明の第３実施形態のレンズ鏡筒の断面を示している。この第３実施形態のレンズ鏡筒は、レンズにスペーサを接着剤により固定することを除いて第２実施形態のレンズ鏡筒と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付している。
図８に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠３の内壁に当接する球形状の３つのスペーサ２７により構成されている。また、スペーサ２７は、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むと共に、第１レンズ１のレンズ面に接着剤１０で固定されている。
次に、この第３実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について図９Ａ〜図９Ｄに従って説明する。図９Ａ〜図９Ｄはこの第３実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第２実施形態で示した組立方法と同様、図９Ａに示すように、レンズ枠３に第１レンズ１を挿入する。
次に、図９Ｂに示すように、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置に接着剤１０を塗布した後、図９Ｃに示すようにスペーサ２７を磁気発生器８により任意の位置に配置する。
最後に、図９Ｄに示すようにレンズ枠３に第２レンズ２を挿入した後、第２レンズ２とレンズ枠３間を接着剤１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
ここで、第２実施形態と同様、接着剤１０として紫外線硬化樹脂を用いた場合には、図９Ｄに示す工程を終えた後に紫外線を照射し、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置に塗布した接着剤１０と、第２レンズ２とレンズ枠３間に塗布した接着剤１０を同時に硬化すればよい。
上記第３実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第１実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
また、上記接着剤１０により第１レンズ１にスペーサ２７を固定することにより、スペーサ２７を第１,第２レンズ１,２それぞれの対向するレンズ面で挟み込んだだけの場合よりも、より強固に所定の位置に固定することができ、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
また、第２レンズ２とスペーサ２７が接する位置に接着剤１０を塗布して固定した場合にも同様の効果を得られ、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置と、第２レンズ２とスペーサ２７が接する位置の両方に、接着剤１０を塗布し固定した場合にも同様の効果を得ることができる。
また、第１レンズ１または第２レンズ２に、スペーサ２７を接着剤１０により固定する場合、接着剤１０の塗布領域については、レンズ系を通過する有効光線の領域外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の光学特性に接着剤１０が影響することなくスペーサ２７を固定することができる。
〔第４実施形態〕
図１０は、この発明の第４実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。
図１０に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠３の内壁に当接する球形状の３つのスペーサ２７により構成されている。
また、スペーサ２７は、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むと共に、第１レンズ１のレンズ面および第２レンズ２のレンズ面に遮光性樹脂１２で固定されている。ここで、遮光性樹脂１２としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に黒色顔料を含有された遮光性黒色樹脂等が挙げられる。
図１１Ａ〜図１１Ｄは、この第４実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第２,第３実施形態で示したレンズ鏡筒の組立方法と同様、図１１Ａに示すように、レンズ枠３に第１レンズ１を挿入する。
次に、図１１Ｂに示すように、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置に遮光性樹脂１２を塗布した後、図１１Ｃに示すように、スペーサ２７を磁気発生器８により任意の位置に配置する。
最後に、図１１Ｄに示すように、第２レンズ２とスペーサ２７が接する位置に遮光性樹脂１２を塗布した後、第２レンズ２をレンズ枠３に挿入し、第２レンズ２とレンズ枠３間に接着剤１０を塗布し、接着剤１０および遮光性樹脂１２を硬化させることによってレンズ鏡筒が完成する。
この第４実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第２,第３実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
上記スペーサ２７の一例としては、表面に光沢をもつ、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料の金属球が挙げられる。そのため、スペーサ２７表面における反射光が迷光となり、その迷光が、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を及ぼす可能性がある。
このような迷光を防止する例として、スペーサの外周にメッキ等の方法により黒色、つや消し等の表面処理を施し、球表面からの反射を防ぐ方法が挙げられるが、この場合、表面処理によるコストおよびタクトの増加や、表面処理後の外形寸法ばらつきの発生等の問題が生じる。
しかし、上記第３実施形態で示した遮光性樹脂１２を用いたレンズ鏡筒の組立方法の場合、スペーサ２７に表面処理を行うことなく迷光を防止することが可能であるため、表面処理によるコストおよびタクトの改善を図ることができる。
また、上記第１レンズ２と各スペーサ２７の接触部および第２レンズ２と各スペーサ２７の接触部に遮光性樹脂１２を塗布することにより、スペーサ２７を第１,第２レンズ１,２に確実に固定することができる。
ここで、遮光性樹脂１２の塗布領域については、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を与えることなく、スペーサ２７による迷光を防止することができる。
〔第５実施形態〕
図１２Ａはこの発明の第５実施形態のレンズ鏡筒が組み込まれたカメラモジュールの分解斜視図を示している。
図１２Ａにおいて、４０はレンズユニット、４１はレンズ駆動モータユニット、４２は受光部の一例としての撮像素子を有するセンサーユニットである。また、レンズユニット４０は、被写体側から順に、第１レンズホルダ４３と、第２レンズホルダ４４と、第３レンズホルダ４５とを備えている。また、レンズユニット４０は、所定の間隔をあけてかつ光軸方向に平行に配置された２つのガイド軸４６,４６を備えている。上記第２レンズホルダ４４と第３レンズホルダ４５は、レンズ駆動モータユニット４１により２つのガイド軸４６,４６に沿って移動する。
また、図１２Ｂは上記カメラモジュールを構成するレンズユニットの断面図を示している。このレンズユニット４０は、被写体側の第１レンズホルダ４３に第１レンズ群５１を保持し、第２レンズホルダ４４に第２レンズ群５２を保持し、第４レンズホルダ４５は第３レンズ群５３を保持している。また、レンズユニット４０の基部４８の撮像側に、第４レンズ群５４を保持すると共に、ガラスカバー５５を有するセンサーユニット４２を取り付けている。なお、図１２Ｂにおいて、４７は第２レンズホルダ４４と第３レンズホルダ４５をガイド軸４６,４６に沿って駆動するためのリードスクリューである。
このカメラモジュールでは、第４レンズホルダ４５に保持された第３レンズ群５３に、第１〜第４実施形態のレンズ鏡筒を用いている。
また、図１２Ｃは上記カメラモジュールのレンズ系の構成を示している。図１２Ｃに示すように、左側の被写体側から順に、第１レンズ群５１、第２レンズ群５２、第３レンズ群５３、第４レンズ群５４、ガラスカバー５５、撮像素子５６を配置している。
上記第１〜第４実施形態で説明したレンズ鏡筒によれば、レンズ鏡筒が絞り部分に配置されたレンズ系をとる図１２Ａに示すカメラモジュールのように、光束が集中する付近にスペーサが配置されている場合においても、遮光性樹脂によりスペーサ表面からの反射による迷光が防止され、光学性能の低下を防止することが可能となる。
また、レンズ鏡筒内にはスペーサ位置決め用の構造物を形成する必要が無いため、従来のスペーサを用いたレンズ鏡筒に比べ、有効領域の確保と鏡筒径の小型化が可能であり、結果としてレンズ系全体を小型化できる効果がある。
〔第６実施形態〕
図１６はこの発明の第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。
図１６に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ５０１,５０２と、それぞれの第１,第２レンズ５０１,５０２の光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠５０３と、上記第１,第２レンズ５０１,５０２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠５０３の内壁に当接する３つの磁性材料からなる球体のスペーサ５０７により構成されている。ここで、スペーサ５０７は、第１レンズ５０１および第２レンズ５０２の曲面に当接した状態で介在され、両第１,第２レンズ５０１,５０２の間隔を決定する。
また、上記スペーサ５０７の一般的な例としては、クロム球や磁性を持つステンレス球などがあり、外形寸法の誤差が数μｍもしくは０．数μｍ程度であるため、レンズ間のレンズ間隔の精度の誤差を数μｍもしくは０．数μｍで設定することができる。
上記レンズ枠５０３は、内周の下端側近傍に設けられた段部５２０を有し、その段部５２０に第１レンズ５０１のレンズ面の外周部が当接している。また、上記レンズ枠５０３の外側には、スペーサ５０７の位置決めを行うための３個のスペーサ位置決め用磁石５０８がレンズ枠５０３の周方向を略三等分した１２０°の間隔で配置されている。ここで、スペーサ位置決め用磁石５０８の代わりに、電磁石などの磁気発生器を用いてもよい。
ここで、この第６実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明する。図１７Ａ〜図１７Ｃはこの第６実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明するための図である。なお、図１７Ｂ(a)は、図１７Ｂ(b)のXVIIBa−XVIIBa線から見た断面図であり、図１７Ｂ(b)は、図１７Ｂ(a)のXVIIBb−XVIIBb線から見た断面図である。
最初に、図１７Ａに示すように、レンズ枠５０３に第１レンズ５０１を挿入する。上記レンズ枠５０３の内周の段部５２０に第１レンズ５０１の一方のレンズ面の外周部が当接する。
ここで、レンズ枠５０３の内径が第１,第２レンズ５０１,５０２の外径よりも大きい場合、レンズ枠５０３の内壁と第１,第２レンズ５０１,５０２の間に隙間が生じ、結果として組立後に第１,第２レンズ５０１,５０２間にずれが生じてしまうため、レンズ枠５０３の内径は第１,第２レンズ５０１,５０２の外形と同様もしくは小さくする必要がある。
次に、図１７Ｂに示すように、スペーサ５０７をレンズ枠５０３内に配置する。
このとき、スペーサ５０７は、レンズ枠５０３の外側に配置されたスペーサ位置決め用磁石５０８に引き寄せられ、レンズ枠５０３の内壁に当接し、かつ、第１,第２レンズ５０１,５０２の周方向を略三等分した等配位置に位置決めされる。
ここで、スペーサ５０７をレンズ枠５０３内にピンセットなどの保持具を用いて配置する場合、それぞれのスペーサ５０７を配置したい位置の近傍まで保持しておかなければ、スペーサ位置決め用磁石５０８が複数配置されていることから、意図しない方向にスペーサ５０７が引き寄せられてしまう場合がある。
そこで、図１８(a),図１８(b)に示すスペーサ用ガイド５０９を使用する。なお、図１８(a)は、図１８(b)のXVIIIa−XVIIIa線から見た断面図であり、図１８(b)は、図１８(a)のXVIIIb−XVIIIb線から見た断面図である。このスペーサ用ガイド５０９を使用することにより、それぞれのスペーサ５０７を、スペーサ用ガイド５０９を通してレンズ枠５０３内に挿入することによって、スペーサ５０７を配置したい位置の近傍まで保持することなく、それぞれのスペーサ位置決め用磁石５０８により引き寄せられる位置に容易にスペーサ５０７を配置することができる。
上記スペーサ用ガイド５０９に使用する材質としては、スペーサ用ガイド５０９にスペーサ５０７が引き寄せられないよう、スペーサ位置決め用磁石５０８による磁化の影響が無視できるような、常磁性材料もしくは反磁性材料等の材質とする。
また、上記レンズ枠５０３に使用する材質としては、レンズ枠５０３にスペーサ５０７が引き寄せられないよう、スペーサ位置決め用磁石５０８による磁化の影響が無視できるような、常磁性材料もしくは反磁性材料等の材質とする。
上記レンズ枠５０３に使用する非磁性材質の具体例としては、ポリカーボネート等の樹脂材料などが挙げられるが、スペーサ位置決め用磁石５０８による磁化の影響が無視できるような、常磁性材料もしくは反磁性材料であれば、これに限らない。
また、スペーサ５０７は、レンズ有効径外に配置され、かつ第１,第２レンズ５０１,５０２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
次に、図１７Ｃに示すように、レンズ枠５０３に第２レンズ５０２を挿入し、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間を接着剤５１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
一般的に、レンズ鏡筒の組立でレンズを固定するときには、接着剤として紫外線硬化樹脂が使用されている。この場合、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間に紫外線硬化樹脂を塗布した後、紫外線を照射し、硬化すればよい。
以上に説明したレンズ鏡筒の組立方法を用いることにより、レンズ枠５０３の外側に設けたスペーサ位置決め用磁石５０８がスペーサ５０７の動きを規制するため、容易に所定の位置にスペーサ５０７を配置することができる。
また、スペーサ位置決め用磁石５０８によりスペーサ５０７は、レンズ枠５０３の内壁に当接した状態で動きが規制されるため、その後の組立のときにもスペーサ５０７はレンズ枠５０３の内壁から離れることがなく、第１,第２レンズ５０１,５０２とスペーサ５０７の接触点のずれによるレンズの倒れを防ぐことができる。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、レンズ枠５０３外に配置されたスペーサ位置決め用磁石５０８の磁気力により磁性材料からなるスペーサ５０７を所定の位置に吸い寄せて、スペーサ５０７の動きを規制することにより、組立時に第１,第２レンズ５０１,５０２間にスペーサ５０７を動かないように容易に配置でき、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠５０３内の第１,第２レンズ５０１,５０２の倒れを確実に防止することができる。
また、上記第１レンズ５０１上に配置されたスペーサ５０７の数と同じ数の磁極を有するスペーサ位置決め用磁石５０８を、レンズ枠５０３外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠５０３内にスペーサ５０７を周方向に等間隔に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、スペーサ５０７を所定位置に配置するためのスペーサ用ガイド５０９を使用することによって、スペーサ５０７を所定の位置に容易に配置することができる。
また、上記球体のスペーサ５０７を第１,第２レンズ５０１,５０２の有効径外に配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
なお、上記第６実施形態では、レンズ枠５０３に挿入する第１,第２レンズ５０１,５０２の外径を同径としているが、第１,第２レンズ５０１,５０２の外径が異なる場合にも同様の方法でレンズ鏡筒の組立を行うことが可能である。
そのときは、図１９に示すように、段付のレンズ枠５１１を使用することにより、異なる径のレンズを使用した場合においても、図１７に説明した方法と同様の手順でレンズ鏡筒の組立が可能である。
図１９に示すレンズ鏡筒では、レンズ枠５１１は、内周の下端側から小径部５１１a,中径部５１１bおよび大径部５１１cを有している。上記レンズ枠５１１の中径部５１１bに挿入された第１レンズ５０１のレンズ面の外周部が、その小径部５１１aと中径部５１１bとの間の段部５２１に当接している。また、上記レンズ枠５１１の大径部５１１cに第２レンズ５０２を挿入している。
また、スペーサ５０７の寸法については、前述の場合と同様、レンズ有効径外に配置され、かつ、第１,第２レンズ５０１,５０２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
また、この第６実施形態では、３つのスペーサ５０７を配置しているが、３以上のスペーサ５０７を配置する場合には、スペーサ位置決め用磁石５０８を、スペーサ５０７を配置したい位置にあわせて複数設置し、図１７Ａ〜図１７Ｃに示した方法と同様の方法で組立を行えばよい。
〔第７実施形態〕
図２０は、この発明の第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。この第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、レンズにスペーサを接着剤により固定することを除いて第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付している。
図２０に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ５０１,５０２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠５０３と、上記第１,第２レンズ５０１,５０２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠５０３の内壁に当接する３つの磁性材料からなる球体のスペーサ５０７により構成されている。また、スペーサ５０７は、第１レンズ５０１のレンズ面に接着剤５１０で固定されている。
次に、この第７実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について図２１Ａ〜図２１Ｄに従って説明する。図２１Ａ〜図２１Ｄはこの第７実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第６実施形態で示した組立方法と同様、図２１Ａに示すように、レンズ枠５０３に第１レンズ５０１を挿入する。
次に、図２１Ｂに示すように、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置に接着剤５１０を塗布した後、図２１Ｃに示すようにスペーサ５０７をスペーサ位置決め用磁石５０８により任意の位置に配置する。
最後に、図２１Ｄに示すようにレンズ枠５０３に第２レンズ５０２を挿入した後、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間を接着剤５１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
ここで、第６実施形態と同様、接着剤５１０として紫外線硬化樹脂を用いた場合には、図２１Ｄに示す工程を終えた後に紫外線を照射し、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置に塗布した接着剤５１０と、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間に塗布した接着剤５１０を同時に硬化すればよい。
上記第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
また、上記接着剤５１０により第１レンズ５０１にスペーサ５０７を固定することにより、スペーサ５０７を第１,第２第１レンズ５０１,２それぞれの対向するレンズ面で挟み込んだだけの場合よりも、より強固に所定の位置に固定することができる。
また、第２レンズ５０２とスペーサ５０７が接する位置に接着剤５１０を塗布して固定した場合にも同様の効果を得られ、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置と、第２レンズ５０２とスペーサ５０７が接する位置の両方に、接着剤５１０を塗布し固定した場合にも同様の効果を得ることができる。
また、第１レンズ５０１または第２レンズ５０２に、スペーサ５０７を接着剤５１０により固定する場合、接着剤５１０の塗布領域については、レンズの有効径外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の光学特性に接着剤５１０が影響することなくスペーサ５０７を固定することができる。
〔第８実施形態〕
図２２は、この発明の第８実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。
図２２に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ５０１,５０２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠５０３と、上記第１,第２レンズ５０１,５０２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠５０３の内壁に当接する３つの磁性材料からなる球体のスペーサ５０７により構成されている。
また、スペーサ５０７は、第１レンズ５０１のレンズ面および第２レンズ５０２のレンズ面に遮光性樹脂５１２で固定されている。ここで、遮光性樹脂５１２としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に黒色顔料を含有された遮光性黒色樹脂等が挙げられる。
図２３Ａ〜図２３Ｄは、この第８実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第６,第７実施形態で示したレンズ鏡筒の組立方法と同様、図２３Ａに示すように、レンズ枠５０３に第１レンズ５０１を挿入する。
次に、図２３Ｂに示すように、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置に遮光性樹脂５１２を塗布した後、図２３Ｃに示すように、スペーサ５０７をスペーサ位置決め用磁石５０８により任意の位置に配置する。
最後に、図２３Ｄに示すように、第２レンズ５０２とスペーサ５０７が接する位置に遮光性樹脂５１２を塗布した後、第２レンズ５０２をレンズ枠５０３に挿入し、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３との間に接着剤５１０を塗布し、接着剤５１０および遮光性樹脂５１２を硬化させることによってレンズ鏡筒が完成する。
この第８実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
上記スペーサ５０７の例としては、クロム球や磁性をもつステンレス球等が挙げられ、これらはいずれも表面に光沢をもつ金属球となっている。そのため、スペーサ５０７表面における反射光が迷光となり、その迷光が、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を及ぼす可能性がある。
このような迷光を防止する例として、スペーサの球面外周にメッキ等の方法により黒色、つや消し等の表面処理を施し、球表面からの反射を防ぐ方法が挙げられるが、この場合、表面処理によるコストおよびタクトの増加や、表面処理後のスペーサ外形寸法ばらつきの発生等の問題が生じる。
しかし、上記第８実施形態で示した遮光性樹脂５１２を用いたレンズ鏡筒の組立方法の場合、スペーサ５０７に表面処理を行うことなく迷光を防止することが可能であるため、表面処理によるコストおよびタクトの改善を図ることができる。
また、上記第１レンズ５０２と各スペーサ５０７の接触部および第２レンズ５０２と各スペーサ５０７の接触部に遮光性樹脂５１２を塗布することにより、スペーサ５０７を第１,第２レンズ５０１,５０２に確実に固定することができる。
ここで、遮光性樹脂５１２の塗布領域については、図２４に示すように、各スペーサ５０７の外形(直径ｄ)以上、すなわち遮光性樹脂５１２によりスペーサ５０７の外周が覆われ、鏡筒端側からスペーサ５０７が見えなくなる程度とし、かつ、第１,第２レンズ５０１,５０２の有効径外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を与えることなく、スペーサ５０７による迷光を防止することができる。
上記第１〜第８実施形態では、球形状(または球体)のスペーサを用いたが、スペーサの形状はこれに限らないのは勿論である。
例えば、図２５に示すように、円筒形状のスペーサを使用した場合にも、第１,第２レンズ１,２とスペーサ７の接触点が、第１,第２レンズ１,２の光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されることになり、球形状のスペーサを使用した場合と同様に、高精度でレンズ間の光軸を合わせることが可能となる。
よって、スペーサ７の形状に関しては、第１,第２レンズ１,２とスペーサ７の接触点が、第１,第２レンズ１,２の光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されるものであればよい。
上記第１〜第８実施形態では、第１,第２レンズの互いに向かい合う面が凸面と平坦面との組み合わせによる場合を説明したが、これに限定されず、凸面と凸面、凸面と凹面、平坦面同士、平坦面と凹面、凹面同士等の組み合わせによるレンズ間の間隔を確保するためにこの発明を適用することができる。
また、上記第１〜第８実施形態では、クロム球やステンレス球等の磁性材料からなる球体のスペーサを用いたレンズ鏡筒の組立方法について説明したが、スペーサはこれに限らず、スペーサ位置決め用磁石により吸引される磁性材料を含むものであればよい。
また、上記第６〜第８実施形態では、スペーサ位置決め用磁石５０８として永久磁石を用いたが、スペーサ位置決め用磁石はこれに限らず、電磁石などであってもよく、スペーサの数と同じ数の磁極を有するスペーサ位置決め用磁石の磁極が、レンズ枠外に周方向に等間隔に配置されたものであればよい。
また、上記第１〜第８実施形態では、接着剤１０,５１０,遮光性樹脂１２,５１２により第１レンズ１,５０１にスペーサ７,２７,５０７を固定したが、スペーサの固定方法はこれに限らない。
また、上記第１〜第８実施形態では、レンズ枠３,５０３を円筒形状としたが、レンズ枠はこれに限らず、レンズを保持可能な筒状のものであればよい。
また、レンズ鏡筒として、
複数枚のレンズと、
上記複数枚のレンズの光軸を一致させて保持する筒状のレンズ枠と、
上記複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面および上記レンズ枠の内壁に当接する３つ以上の球体のスペーサと
を備え、
上記球体のスペーサは磁性材料を含むことを特徴とするものでもよい。
上記構成のレンズ鏡筒によれば、複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚の第１,第２レンズのレンズ面間に３つ以上の磁性材料を含む球体のスペーサを備えた構成にすることによって、組立時にレンズ枠外にスペーサ位置決め用磁石を配置することにより、周方向、径方向において球体のスペーサの動きを規制することが可能となる。つまり、レンズ枠内でレンズを所定の間隔をおいて保持するためのスペーサに磁性材料を含む球体を用いて、磁性材料を含む球体を、レンズ枠外に配置されたスペーサ位置決め用磁石の磁気力により所定の位置に吸引して、組立時にレンズ間に球体を動かないように容易に配置することが可能となる。したがって、組立時にレンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内のレンズの倒れを確実に防止できる。
また、上記レンズ鏡筒において、上記レンズ枠の構成材料を、常磁性材料もしくは反磁性材料としてもよい。
上記レンズ鏡筒によれば、レンズ枠の構成材料を、磁気発生器による磁化の影響を無視できる常磁性材料もしくは反磁性材料とすることにより、球体のスペーサがレンズ枠に吸引されることなく、スペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、レンズ鏡筒の組立方法として、
複数枚のレンズと、
上記複数枚のレンズの光軸を一致させて保持する筒状のレンズ枠と、
上記複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面および上記レンズ枠の内壁に当接する磁性材料を含む球体のスペーサと
を備えたレンズ鏡筒の組立方法であって
上記筒状のレンズ枠に、上記２枚のレンズのうちの一方の第１レンズを挿入する第１の工程と、
上記レンズ枠内に挿入された上記第１レンズ上に、上記球体のスペーサを３つ以上配置する第２の工程と、
上記レンズ枠外にスペーサ位置決め用磁石を配置して、上記スペーサ位置決め用磁石の磁極と上記レンズ枠内に配置された上記球体のスペーサとの間の吸引力によって、上記球体のスペーサの位置決めを行う第３の工程と、
上記スペーサ位置決め用磁石により上記球体のスペーサが位置決めされた状態で、上記レンズ枠内に上記２枚のレンズのうちの他方の第２レンズを挿入し、上記レンズ枠に上記第２レンズを固定する第４の工程と
を有することを特徴とするものでもよい。
上記構成のレンズ鏡筒の組立方法によれば、複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚の第１,第２レンズのレンズ面間に３つ以上の球体のスペーサを備えたレンズ鏡筒において、レンズ枠外にスペーサ位置決め用磁石を配置することにより、周方向、径方向において磁性材料を含む球体のスペーサの動きを規制する。つまり、レンズ枠内で第１,第２レンズを所定の間隔をおいて保持するためのスペーサに磁性材料を含む球体を用いて、その磁性材料を含む球体を、レンズ枠外に配置されたスペーサ位置決め用磁石の磁気力により所定の位置に吸引して、球体の動きを規制することにより、組立時にレンズ間に球体を動かないように容易に配置できる。したがって、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内のレンズの倒れを確実に防止できる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、
上記スペーサ位置決め用磁石の磁極の数は、上記第１レンズ上に配置された上記球体のスペーサの数と同じであり、
上記第３の工程において、上記スペーサ位置決め用磁石の磁極を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、上記第１レンズ上に配置された上記球体のスペーサの数と同じ数の磁極を有するスペーサ位置決め用磁石を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠内に球体のスペーサを周方向に等間隔に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記球体のスペーサを所定位置に配置するためのスペーサ用ガイドを使用してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、スペーサ用ガイドを使用することによって、球体のスペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記レンズ枠の構成材料を、常磁性材料もしくは反磁性材料としてもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、レンズ枠の構成材料を、磁気発生器による磁化の影響を無視できる常磁性材料もしくは反磁性材料とすることにより、球体のスペーサがレンズ枠に吸引されることなく、球体のスペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第２の工程において、上記球体のスペーサを上記第１,第２レンズの有効径外に配置してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、球体のスペーサを第１,第２レンズの有効径外に配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第１,第２レンズの少なくとも一方に上記球体のスペーサを接着剤で固定する第５の工程を有してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、上記第１,第２レンズの少なくとも一方に球体のスペーサを接着剤で固定することにより、レンズ面間で球体のスペーサを挟んだだけの場合よりも、より強固に球体のスペーサを所定の位置に固定することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記球体のスペーサを固定する上記接着剤の塗布領域は、第１,第２レンズの有効径外としてもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、接着剤の塗布領域をレンズの有効径外とすることによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えることなく球体のスペーサの固定ができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第１,第２レンズと上記球体のスペーサを固定する上記接着剤を遮光性樹脂としてもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、球体のスペーサの固定に遮光性樹脂を使用することにより、球体のスペーサの固定と同時に、スペーサ表面からの反射による迷光を防止できる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第４の工程において、上記第１レンズと上記各球体のスペーサの接触部および上記第２レンズと上記各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、第１レンズと各スペーサの接触部および上記第２レンズと各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布することにより、球体のスペーサの固定を確実に行うことができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記遮光性樹脂の塗布領域を上記各スペーサの外形以上とし、かつ、上記レンズの有効径外に上記遮光性樹脂を塗布してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、遮光性樹脂の塗布領域を、各スペーサの直径以上かつレンズの有効径外とすることにより、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えることなく球体のスペーサの固定および反射による迷光を防止できる。
この発明は、レンズ間の間隔誤差、レンズ倒れを抑え、高精度な組立ができるレンズ鏡筒と、その組立方法と、そのレンズ鏡筒を用いたカメラモジュールに利用可能である。
図１はこの発明の第１実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図２は上記レンズ鏡筒においてスペーサの固定に遮光性樹脂を使用したときの断面図である。 図３はこの発明の第２実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図４Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を説明するための図である。 図４Ｂは図４Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図であり、図４Ｂ(a)は図４Ｂ(b)のIVBa−IVBa線から見た横断面図であり、図４Ｂ(b)は図４Ｂ(a)のIVBb−IVBb線から見た縦断面図である。 図４Ｃは図４Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図５は上記スペーサを配置する第１レンズ面が、レンズ枠の内側への傾斜面となっている場合において、組立を行うことが可能な条件について説明するための説明図である。 図６(a)はスペーサ用ガイドを使用してスペーサを配置する方法について説明するための上面図であり、図６(a)は図６(b)のVIa−VIa線から見た横断面図であり、図６(b)は図６(a)のVIb−VIb線から見た縦断面図である。 図７は異なる径のレンズを使用した場合のレンズ鏡筒の組立方法について説明するための説明図である 図８はこの発明の第３実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図９Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図９Ｂは図９Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図９Ｃは図９Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図９Ｄは図９Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１０はこの発明の第４実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図１１Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１１Ｂは図１１Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１１Ｃは図１１Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１１Ｄは図１１Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１２Ａはこの発明の第５実施形態のレンズ鏡筒が組み込まれたカメラモジュールの分解斜視図である。 図１２Ｂは図１２Ａに示すカメラモジュールを構成するレンズユニットの断面図である。 図１２Ｃは図１２Ａに示すカメラモジュールのレンズ系を示す図である。 図１３は従来のレンズ鏡筒について説明するための説明図である。 図１４Ａは鋼球をスペーサとして使用した、従来のレンズ鏡筒の一例について説明するための説明図である。 図１４Ｂは従来のレンズ鏡筒において鋼球をスペーサとして使用した例について説明するための説明図である。 図１５は従来のレンズ鏡筒において平坦面にスペーサを配置した例ついて説明するための説明図である。 図１６はこの発明の第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面図である。 図１７Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順をするための図である。 図１７Ｂは図１７Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図であり、図１７Ｂ(a)は図１７Ｂ(b)のXVIIBa−XVIIBa線から見た横断面図であり、図１７Ｂ(b)は図１７Ｂ(b)のXVIIBa−XVIIBa線から見た縦断面図である。 図１７Ｃは図１７Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１８(a)はスペーサ用ガイドを使用して球体を配置する方法について説明するための上面図であり、図１８(a)は図１８(b)のXVIIIa−XVIIIa線から見た横断面図であり、図１８(b)は図１８(b)のXVIIIa−XVIIIa線から見た縦断面図である。 図１９は異なる径のレンズを使用した場合のレンズ鏡筒の組立方法について説明するための説明図である 図２０はこの発明の第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面図である。 図２１Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２１Ｂは図２１Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２１Ｃは図２１Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２１Ｄは図２１Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２２はこの発明の第８実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面図である。 図２３Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２３Ｂは図２３Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２３Ｃは図２３Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２３Ｄは図２３Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２４は遮光性樹脂の塗布領域について説明するための説明図である。 図２５(a)は円筒形状のスペーサを使用した場合のレンズ鏡筒の上面図であり、図２５（a）は図２５（ｂ）のXXVa−XXVa線から見た横断面図であり、図２５(b)は図２５(a)のXXVb−XXVb線から見た縦断面図である。
符号の説明
１,１００…第１レンズ
２…第２レンズ
３…レンズ枠
４…間隔環
５…レンズ鏡筒
７,２７…スペーサ
８…磁気発生器
９…スペーサ用ガイド
１０…接着剤
１１…レンズ枠
１２…遮光性樹脂
２０,２１,２２…段部
５０１…第１レンズ
５０２…第２レンズ
５０３…レンズ枠
５０４…間隔環
５０５…レンズ鏡筒
５０７…球体
５０８…スペーサ位置決め用磁石
５０９…スペーサ用ガイド
５１０…接着剤
５１１…レンズ枠
５１２…遮光性樹脂
５２０,５２１,５２２…段部
この発明は、レンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびカメラモジュールに関し、詳しくは、複数枚のレンズをレンズ枠に固定して保持するレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびそのレンズ鏡筒を用いたカメラモジュールに関する。
従来、レンズ鏡筒としては、撮影光学系として一つまたは複数のレンズ群が組み込まれたものがある。このようなレンズ群を構成する複数枚のレンズとこれらのレンズを組み込んで保持するレンズ枠とによって、レンズ鏡筒を組み立てることが一般に行われている。このレンズ鏡筒におけるレンズ群において、複数枚のレンズをレンズ枠内に所定の間隔をおいて組み込み固定して保持するための方法として、図１３に示すレンズ鏡筒の組立方法が知られている。このレンズ鏡筒の組立方法では、一方向からレンズ１０１,１０２をレンズ枠１０３内に組み込み、かつレンズ１０１,１０２間に所定の間隔を確保するように所定の厚みを有するように予め加工した間隔環１０４を挟み込み、レンズ鏡筒１０５を形成する。
しかし、図１３に示すレンズ鏡筒の組立方法の場合、レンズ枠１０３の内壁と間隔環１０４との間に隙間を必要とするため、間隔環１０４が偏心した場合、間隔環１０４とレンズ１０１(もしくはレンズ１０２)との接触点がずれて、レンズ１０１(もしくはレンズ１０２)が傾く場合がある。
そこで、このようなレンズの倒れを防ぐ方法として、図１４Ａ,図１４Ｂに示すような構成のレンズ鏡筒が提案されている(特開平９−３１８８５８号公報(特許文献１)参照)。なお、図１４Ａ(a)は図１４Ａ(b)のXIVAa−XIVAa線から見た横断面図であり、図１４Ａ(b)は図１４Ａ(a)のXIVAb−XIVAb線から見た縦断面図であり、図１４Ｂ(a)は図１４Ｂ(b)のXIVBb−XIVBb線から見た横断面図であり、図１４Ｂ(b)は図１４Ｂ(a)のXIVBa−XIVBa線から見た縦断面図である。
このレンズ鏡筒は、図１４Ａ(図１４Ｂ)に示すように、レンズ枠２０３(３０３)内でレンズ２０１,２０２(３０１,３０２)間を所定の間隔をおいて保持するための従来の間隔環に相当する部品として、少なくとも三個の鋼球２０６(３０６)を用い、かつこれらの鋼球２０６(３０６)をレンズ２０１,２０２(３０１,３０２)の周方向において略三分割した等配位置に配置する。これにより、レンズ２０１,２０２(３０１,３０２)間の間隔を鋼球２０６(３０６)の径寸法によって所定の値に設定して組み立てている。
一般に、市販されている鋼球の外形寸法のばらつきは数μｍ、もしくは０．数μｍであるため、レンズ間の間隔の精度の誤差を数μｍ、もしくは０．数μｍ以内に設定することが可能となる。
このレンズ鏡筒の組立方法による組立の工程としては、最初にレンズ２０１(３０１)をレンズ枠２０３(３０３)に挿入し、次に鋼球６をレンズ枠２０３(３０３)内に配置し、最後にレンズ２０２(３０２)をレンズ枠２０３(３０３)に挿入するという方法が採られる。
上記レンズ鏡筒のレンズ枠２０３(３０３)には、凹部を有する位置決め用構造物２０７(２０７)が設けられており、上記凹部で鋼球２０６(３０６)を周方向および径方向に規制することにより、鋼球１０６の位置決めを等間隔で行っている。
しかし、図１４Ａ,図１４Ｂのように、レンズ枠２０３(３０３)内に位置決め用構造物２０７(３０７)を設ける場合、レンズ枠構造の複雑化に伴い、鏡筒の製造コストが増加してしまう。
また、図１４Ｂのような構成の場合、鋼球３０６の内側に位置決め用構造物３０７を設ける必要があるため、レンズの有効領域が減少してしまう。
レンズの有効領域をより広い範囲で確保するためには、位置決め用構造物の内径を広げる必要があるため、それに伴いレンズ枠内径を広げなくてはならず、結果として鏡筒寸法が大型化してしまう。
例えば、小型化が要求されている携帯電話用のカメラモジュールの構成部品としてレンズ鏡筒を使用する場合において、鏡筒の大型化は、モジュール全体の大型化につながるため、このような場合、モジュールの構成部品となる鏡筒はより小型にすることが望ましい。
レンズ鏡筒において位置決め用構造物を形成しない場合は、より広い有効領域を確保することができ、かつ、より自由度の高い組み合わせでレンズ系を構成することが可能となるが、周方向の所定の位置に鋼球を配置するとき、鋼球の動きは規制されていないため、組立のときに鋼球が所定の位置から動いてしまい、鋼球とレンズ枠内壁との間に隙間が生じ、結果として間隔環を使用した場合と同様レンズの倒れが生じる場合がある。
特に、図１５に示すように、鋼球４０６を配置する面が平坦な場合においては、周方向にも径方向にも鋼球４０６の動きが規制されていないため、鋼球４０６を略三分割した等配位置かつレンズ枠４０３の内壁に接するように配置し、鋼球４０６が動かないようにその後の組立を行うことは非常に困難である。
また、鋼球４０６を配置する面が凹面の場合においても、周方向にも径方向にも鋼球４０６の動きが規制されていないため、平坦面の場合と同様、その後の組立を行うことは困難となる。
特開平９−３１８８５８号公報
そこで、この発明の課題は、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内におけるレンズの倒れを確実に防止できるレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびそのレンズ鏡筒を用いたカメラモジュールを提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明のレンズ鏡筒は、
２枚のレンズと、
上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、
上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接する３つ以上のスペーサと
を備え、
上記レンズ枠の内径が、上記２枚のレンズを夫々保持する部分で同径であり、
上記スペーサが上記レンズ枠の内壁に当接することを特徴とする。
上記構成のレンズ鏡筒によれば、レンズ枠の内径が、上記２枚のレンズを夫々保持する部分が同径であるため、それぞれのレンズの中心を完全に一致させた状態で、２枚のレンズを保持することができる。また、上記スペーサをレンズ枠の内壁に当接させることで、スペーサは、上記２枚のレンズの光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されることになり、上記２枚のレンズとスペーサの接触点のずれによるレンズ間の倒れは生じず、高精度でレンズ間の光軸を合わせることが可能となる。なお、上記２枚のレンズの夫々は、１つの光学素子であってもよいし、複数の光学素子を接合した複合レンズであってもよく、この発明では、１つの複合レンズを１枚として扱う。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記スペーサが、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置されている。
上記実施形態によれば、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサを配置することにより、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、鏡筒のレンズ倒れを抑制することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記２枚のレンズのうちの少なくとも一方に、上記スペーサが接着剤で固定され、かつ、上記接着剤は、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に塗布されている。
上記実施形態によれば、上記２枚のレンズの少なくとも一方にスペーサを固定することによって、より強固にスペーサが固定され、耐衝撃性が向上する。そして、レンズ系を通過する有効光線の領域外に接着剤を塗布することによって、光学性能の低下を防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記接着剤が遮光性樹脂である。
上記実施形態によれば、上記接着剤に遮光性樹脂を用いることによって、スペーサの固定による耐衝撃性の向上と共に、スペーサ表面からの反射による迷光の防止が実現できる。
また、この発明のレンズ鏡筒では、
２枚のレンズと、
上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、
上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接する３つ以上のスペーサと
を備え、
上記スペーサの構成材料が強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むことを特徴とする。
上記実施形態によれば、強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むスペーサを、レンズ枠の外側から磁気発生器などにより磁化して吸引することにより、任意の位置に配置することが可能となる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、
上記レンズ枠の構成材料が常磁性材料または反磁性材料であることを特徴とする。
上記実施形態によれば、レンズ枠の材料として常磁性材料もしくは反磁性材料を用いることで、レンズ枠自体の磁化の影響を受けることなく、スペーサが任意の位置に配置される。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記スペーサが、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置されている。
上記実施形態によれば、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサを配置することにより、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、鏡筒のレンズ倒れを抑制することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、
上記２枚のレンズのうちの少なくとも一方に、上記スペーサが接着剤で固定され、かつ、上記接着剤は、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に塗布されている。
上記実施形態によれば、上記２枚のレンズのうちの少なくとも一方にスペーサを固定することによって、より強固にスペーサが固定され、耐衝撃性が向上される。そして、レンズ系を通過する有効光線の領域外に接着剤を塗布することによって、光学性能の低下を防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記接着剤が遮光性樹脂である。
上記実施形態によれば、接着剤に遮光性樹脂を用いることによって、スペーサの固定による耐衝撃性の向上と共に、スペーサ表面からの反射による迷光の防止が実現できる。
また、この発明のレンズ鏡筒の組立方法では、
２枚のレンズと、
上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、
上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接する、強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むスペーサとを備えたレンズ鏡筒の組立方法であって、
上記筒状のレンズ枠に、上記２枚のレンズのうちの一方の第１レンズを挿入する第１の工程と、
上記レンズ枠内に挿入された上記第１レンズ上に、上記スペーサを３つ以上配置する第２の工程と、
上記レンズ枠外に磁気発生器を配置して、上記磁気発生器の磁極と上記レンズ枠内に配置された上記スペーサとの間の吸引力によって、上記スペーサの位置決めを行う第３の工程と、
上記磁気発生器により上記スペーサが位置決めされた状態で、上記レンズ枠内に上記２枚のレンズのうちの他方の第２レンズを挿入し、上記レンズ枠に上記第２レンズを固定する第４の工程とを有することを特徴とする。
上記実施形態によれば、複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚のレンズ面間に３つ以上のスペーサを備えたレンズ鏡筒において、レンズ枠外に磁気発生器を配置することにより、周方向、径方向において強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むスペーサの動きを規制する。つまり、レンズ枠内で第１,第２レンズを所定の間隔をおいて保持するためのスペーサに上記磁性材料を含むスペーサを用いて、その磁性材料を含むスペーサを、レンズ枠外に配置された磁気発生器の磁気力により所定の位置に吸引して、スペーサの動きを規制することにより、組立時にレンズ間にスペーサを動かないように容易に配置できる。したがって、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内のレンズの倒れを確実に防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、
上記スペーサを配置するレンズ面が上記レンズ枠の内側に向かって徐々に低くなる傾斜面であり、
上記スペーサが接する上記レンズ面の傾斜角θ、上記スペーサの磁極の強さＭ1、上記スペーサの質量ｍ、上記磁気発生器の磁極の強さＭ2、上記レンズ枠の透磁率μ、重力加速度ｇである場合、
上記レンズ枠の壁厚tが、
Figure 2007310343
である。
上記実施形態によれば、上記レンズ枠の壁厚を、上記条件を満たすように決定することにより、スペーサを配置する第１レンズ面がレンズ枠内側への傾斜面となっている場合においても、スペーサをレンズ枠の内壁に当接させることができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、
上記磁気発生器の磁極の数は、上記第１レンズ上に配置された上記スペーサの数と同じであり、
上記第３の工程において、上記磁気発生器の磁極を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置する。
上記実施形態によれば、上記第１レンズ上に配置された上記スペーサの数と同じ数の磁極を有する磁気発生器を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠内にスペーサを周方向に等間隔に配置することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記スペーサを所定位置に配置するためのスペーサ用ガイドを使用する。
上記実施形態によれば、上記実施形態のレンズ鏡筒の組立方法によれば、スペーサ用ガイドを使用することによって、スペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第２の工程において、上記スペーサを上記第１,第２レンズを通過する有効光線の領域外に配置する。
上記実施形態によれば、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサを配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第１,第２レンズの少なくとも一方に上記スペーサを接着剤で固定する第５の工程を有し、上記接着剤の塗布領域を、上記第１,第２レンズを通過する有効光線の領域外とする。
上記実施形態によれば、上記第１,第２レンズの少なくとも一方にスペーサを接着剤で固定することにより、レンズ面間でスペーサを挟んだだけの場合よりも、より強固にスペーサを所定の位置に固定し、耐衝撃性を向上させることができる。そして、接着剤の塗布領域を、レンズ系を通過する有効光線の領域外とすることによって、レンズ鏡筒の光学性能に影響を与えることなくスペーサの固定ができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第１,第２レンズの少なくとも一方と上記スペーサを固定する上記接着剤を遮光性樹脂とする。
上記実施形態によれば、スペーサの固定に遮光性樹脂を使用することにより、スペーサの固定と同時に、スペーサ表面からの反射による迷光を防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第１レンズと上記各スペーサの接触部および上記第２レンズと上記各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布する。
上記実施形態によれば、第１レンズと各スペーサの接触部および第２レンズと各スペーサの接触部に遮光性樹脂を塗布することにより、スペーサの固定が確実に行われ、かつ遮光性が向上される。
また、この発明のカメラモジュールでは、上記のいずれか１つのレンズ鏡筒と、上記レンズ鏡筒を用いて結像される画像を撮像する撮像素子を備えた受光部とを含むことを特徴とする。
上記実施形態によれば、従来のスペーサを用いた鏡筒に比べ、有効領域の確保と鏡筒径の小型化が可能であるため、モジュールのレンズ系全体を小型化できる効果がある。
以上より明らかなように、この発明のレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法によれば、レンズ面間に介在するスペーサを所定の位置に容易に配置でき、レンズ枠内におけるレンズの倒れを確実に防止できるレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法を実現することができる。
また、スペーサ位置決め用の構造物が不要となるため、鏡筒の小型化が可能となり、それに伴い、レンズ系全体の小型化を実現することができる。
また、この発明のカメラモジュールによれば、上記レンズ鏡筒を用いることによって、モジュールのレンズ系全体を小型化することができる。
以下、この発明のレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびカメラモジュールを図示の実施の形態により詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態のレンズ鏡筒の断面を示している。
図１に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれの第１,第２レンズ１,２を保持する筒状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面に当接する球形状の３つのスペーサ７により構成されている。ここで、スペーサ７は、第１レンズ１および第２レンズ２の曲面に当接した状態で介在し、両第１,第２レンズ１,２の間隔を決定する。また、第１レンズ１は、２つの光学素子からなる複合レンズである。
上記レンズ枠３は、内周の下端側近傍に設けられた段部２０に第１レンズ１のレンズ面の外周部が当接している。また、上記スペーサ７を接着剤１０により第１レンズ１に固定している。
一方、複合レンズである第２レンズ２は、２つのメニスカスレンズを接合したもので、その接合面の外周側に環状の溝２aが形成されている。この環状の溝２aに対向するように、レンズ枠３に段部２３を形成している。このレンズ枠３に段部２３を利用して、レンズ枠３に挿入された第２レンズ２とレンズ枠３との間を接着剤１０により固定している。これにより、第２レンズ２の光軸方向の動きを規制して、第２レンズ２を確実にレンズ枠３に固定している。
また、上記レンズ枠３の内径は、第１,第２レンズ１,２間において同径であり、スペーサ７はレンズ枠３の内壁に当接している。レンズ枠３の内径が、第１,第２レンズ１,２間において同径であるため、第１,第２レンズ１,２の中心を完全に一致させた状態で、第１,第２レンズ１,２を保持することができる。
また、スペーサ７をレンズ枠３の内壁に当接させることによって、スペーサ７は、第１,第２レンズ１,２の光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されることになり、第１,第２レンズ１,２とスペーサ７の接触点のずれによるレンズ間の倒れは生じず、高精度でレンズ間の光軸を合わせることが可能となる。
スペーサ７は、レンズ枠３の内壁に当接し、かつ、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置されている。このように、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサ７が配置されているため、スペーサ７による有効光線のけられ等の影響を受けることなく、鏡筒のレンズ倒れを抑制することができる。ここで、「けられ」とは、光学系を通過する有効光束が途中のレンズや鏡筒などによって遮れる減少のことである。
また、スペーサ７を接着剤１０により第１レンズ１に固定することによって、対向する第２レンズ２のレンズ面でスペーサ７を挟み込んだだけの場合よりも、より強固に所定の位置に固定することができ、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
ここで、図１では、スペーサ７を第１レンズ１に固定しているが、第１レンズ１に限らず、２枚のレンズ１,２の少なくとも一方にスペーサ７が固定されることにより同様の効果を得ることができる。
また、スペーサ７を固定する接着剤１０の塗布位置は、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外となっており、接着剤による有効光線のけられ等で、レンズ鏡筒の光学特性に影響は与えない。
上記スペーサ７の材料として、表面に光沢をもつ金属等を使用した場合、スペーサ７表面における反射光が迷光となり、その迷光が、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を及ぼす可能性がある。
このような迷光を防止する例として、スペーサ７の外周にメッキ等の方法により黒色、つや消し等の表面処理を施し、表面からの反射を防ぐ方法が挙げられるが、この場合、表面処理によるコストおよびタクトの増加や、表面処理後の外形寸法ばらつきの発生等の問題が生じる。
そこで、図２のように、スペーサ７と第１,第２レンズ１,２を固定する接着剤として、遮光性樹脂１２を使用することで、スペーサ７に表面処理を行うことなく、迷光を防止することが可能であるため、表面処理によるコストおよびタクトの改善を図ることが可能となる。
ここで、遮光性樹脂１２としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に黒色顔料を含有された遮光性黒色樹脂等が挙げられる。
〔第２実施形態〕
図３はこの発明の第２実施形態のレンズ鏡筒の断面を示している。この第２実施形態のレンズ鏡筒は、スペーサを除いて第２実施形態のレンズ鏡筒と同一の構成をしており、同一構成部には同一参照番号を付している。
図３に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれの第１,第２レンズ１,２の光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠３の内壁に当接する球形状の３つのスペーサ２７により構成されている。ここで、スペーサ２７は、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むと共に、第１レンズ１および第２レンズ２の曲面に当接した状態で介在し、両第１,第２レンズ１,２の間隔を決定する。
また、上記スペーサ２７が含む強磁性材料およびフェリ磁性材料としては、以下の（１）〜（３）のうちいずれかを用いることができる。
（１）Ｆe、Ｃo、Ｎi、または、Ｆe、Ｃo、Ｎi、Ｍn及びＣrよりなる群から選択された少なくともいずれかの１つの元素を含む合金
（２）「パーマロイ」と呼ばれるＮiＦe系合金、ＣoＮbＺr系合金、ＦeＴaＣ系合金、ＣoＴaＺr系合金、ＦeＡlＳi系合金、ＦeＢ系合金、ＣoＦeＢ系合金等の軟磁性材料
（３）ホイスラー合金、ＣrＯ2、Ｆe3Ｏ4、Ｌa1-XＳrXＭnＯ3などのハーフメタル磁性材料
上記スペーサ２７の材料としては、これらのうちから適宜選択して用いればよい。また、レンズ枠３の材料としては、常磁性材料もしくは反磁性材料を使用する。
上記レンズ枠３は、内周の下端側近傍に設けられた段部２０を有し、その段部２０に第１レンズ１のレンズ面の外周部が当接している。
ここで、この第２実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明する。図４Ａ〜図４Ｃはこの第２実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明するための図である。なお、図４Ｂ(a)は、図４Ｂ(b)のIVBa−IVBa線から見た断面図であり、図４Ｂ(b)は、図４Ｂ(a)のIVBb−IVBb線から見た断面図である。
最初に、図４Ａに示すように、レンズ枠３に第１レンズ１を挿入する。上記レンズ枠３の内周の段部２０に第１レンズ１の一方のレンズ面の外周部が当接する。
ここで、レンズ枠３の内径が第１,第２レンズ１,２の外径よりも大きい場合、レンズ枠３の内壁と第１,第２レンズ１,２の間に隙間が生じ、結果として組立後に第１,第２レンズ１,２間にずれが生じてしまうため、レンズ枠３の内径は、第１,第２レンズ１,２の外形と同様もしくは小さくする必要がある。
次に、図４Ｂに示すように、スペーサ２７をレンズ枠３内に配置する。このとき、スペーサ２７は、レンズ枠３の外側に配置された磁気発生器８に引き寄せられ、レンズ枠３の内壁に当接し、かつ、第１,第２レンズ１,２の周方向を略三等分した等配位置に位置決めされる。ここで、磁気発生器８として、電磁石や永久磁石などを用いてもよい。
ここで、レンズ枠３の材料として常磁性材料もしくは反磁性材料を用いた場合、レンズ枠３の材料の磁気発生器８による磁化は無視できるほど小さいため、レンズ枠３自体の磁化の影響を受けることなく、スペーサ２７を任意の位置に配置することが可能となる。
この図４Ｂで説明したレンズ鏡筒の組立方法では、スペーサ２７を配置する第１レンズ１のレンズ面(第２レンズ２に対向する側)は略平面となっている。
図４Ｂのように、スペーサ２７を配置する第１レンズ１のレンズ面が平面の場合や凸面の場合には、スペーサ２７がレンズ枠３の内壁から離れる方向には力がかからない。
しかし、図５に示すような、スペーサ２７を配置する第１レンズ１００のレンズ面が凹面、つまりレンズ枠３内側に向かって徐々に低くなる傾斜面となっている場合には、スペーサ２７を配置したとき、内壁から離れる方向に、
Ｆ2＝（ｍｇ）ｃｏｓθ
の力がかかる。ここで、ｍはスペーサ２７の質量、ｇは重力加速度、θはスペーサ２７を配置する第１レンズ１００のレンズ面の傾斜角である。
よって、図５で示すような構成で組立を行う場合、磁気発生器８によりスペーサ２７をレンズ枠３の内壁に引き寄せる吸引力Ｆ1がＦ1＞Ｆ2となるように、レンズ枠３、スペーサ２７、磁気発生器８を選択する必要がある。
磁極の強さＭ１を有するスペーサ２７を、磁極の強さＭ２を有する磁気発生器８で吸引した場合、吸引力Ｆ1は、
Ｆ1＝（１／４πμ）（Ｍ１Ｍ２／ｔ２）
となる。
ここで、ｔはレンズ枠３の壁厚、μはレンズ枠３の材料の透磁率である。
よって、Ｆ1―Ｆ2＞０を満たすように、レンズ枠３の材質、壁厚を選択することにより、スペーサ２７を配置したとき、内壁から離れる方向にＦ2の力がかかる場合においてもレンズ枠３に当接するようにスペーサ２７を配置することが可能となる。
以上の説明から、レンズ枠３の壁厚ｔを、
Figure 2007310343
の条件を満たすように決定することにより、スペーサ２７を配置する第１レンズ１００のレンズ面が、レンズ枠３の内側に向かって徐々に下がる傾斜面となっている場合においても、磁気発生器８によりスペーサ２７を吸引することが可能となる。
ここで、スペーサ２７をレンズ枠３内にピンセットなどの保持具を用いて配置する場合、それぞれのスペーサ２７を配置したい位置の近傍まで保持しておかなければ、磁気発生器８が複数配置されていることから、意図しない方向にスペーサ２７が引き寄せられてしまう場合がある。
そこで、図６(a),図６(b)に示すスペーサ用ガイド９を使用する。なお、図６(a)は、図６(b)のVIa−VIa線から見た断面図であり、図６(b)は、図６(a)のVIb−VIb線から見た断面図である。このスペーサ用ガイド９を使用することにより、それぞれのスペーサ２７を、スペーサ用ガイド９を通してレンズ枠３内に挿入することによって、スペーサ２７を配置したい位置の近傍まで保持することなく、それぞれの磁気発生器８により引き寄せられる位置に容易にスペーサ２７を配置することができる。
また、スペーサ２７は、第１,第２レンズ１,２が構成するレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置され、かつ、第１,第２レンズ１,２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
次に、図４Ｃに示すように、レンズ枠３に第２レンズ２を挿入した後、レンズ枠３の段部２３を利用して、第２レンズ２とレンズ枠３との間を接着剤１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
一般的に、レンズ鏡筒の組立でレンズを固定するときには、接着剤として紫外線硬化樹脂が使用されている。この場合、第２レンズ２とレンズ枠３との間に紫外線硬化樹脂を塗布した後、紫外線を照射し、硬化すればよい。
以上に説明したレンズ鏡筒の組立方法を用いることにより、レンズ枠３の外側に設けた磁気発生器８がスペーサ２７の動きを規制するため、容易に所定の位置にスペーサ２７を配置することができる。
また、磁気発生器８によりスペーサ２７は、レンズ枠３の内壁に当接した状態で動きが規制されるため、その後の組立のときにもスペーサ２７はレンズ枠３の内壁から離れることがなく、第１,第２レンズ１,２とスペーサ２７の接触点のずれによるレンズの倒れを防ぐことができる。
上記レンズ鏡筒および組立方法によれば、レンズ枠３外に配置された磁気発生器８の磁気力により磁性体からなるスペーサ２７を所定の位置に吸い寄せて、スペーサ２７の動きを規制することにより、組立時に第１,第２レンズ１,２間にスペーサ２７を動かないように容易に配置でき、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠３内の第１,第２レンズ１,２の倒れを確実に防止することができる。
また、上記第１レンズ１上に配置されたスペーサ２７の数と同じ数の磁極を有する磁気発生器８を、レンズ枠３外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠３内にスペーサ２７を周方向に等間隔に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、スペーサ２７を所定位置に配置するためのスペーサ用ガイド９を使用することによって、スペーサ２７を所定の位置に容易に配置することができる。
また、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に、上記スペーサ２７を配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
なお、上記第２実施形態では、レンズ枠３に挿入する第１,第２レンズ１,２の外径を同径としているが、第１,第２レンズ１,２の外径が異なる場合にも同様の方法でレンズ鏡筒の組立を行うことが可能である。
そのときは、図７に示すように、段付のレンズ枠１１を使用することにより、異なる径のレンズを使用した場合においても、図４Ａ〜図４Ｃに説明した方法と同様の手順でレンズ鏡筒の組立が可能である。
図７に示すレンズ鏡筒では、レンズ枠１１は、内周の下端側から小径部１１a,中径部１１bおよび大径部１１cを有している。上記レンズ枠１１の中径部１１bに挿入された第１レンズ１のレンズ面の外周部が、その小径部１１aと中径部１１bとの間の段部２１に当接している。また、上記レンズ枠１１の大径部１１cに第２レンズ２を挿入している。
また、スペーサ２７の寸法については、前述の場合と同様、レンズ系を通過する有効光線の領域外に配置され、かつ、第１,第２レンズ１,２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
また、この第２実施形態では、３つのスペーサ２７を配置しているが、３以上のスペーサ２７を配置する場合には、磁気発生器８を、スペーサ２７を配置したい位置にあわせて複数設置し、図４Ａ〜図４Ｃに示した方法と同様の方法で組立を行えばよい。
〔第３実施形態〕
図８は、この発明の第３実施形態のレンズ鏡筒の断面を示している。この第３実施形態のレンズ鏡筒は、レンズにスペーサを接着剤により固定することを除いて第２実施形態のレンズ鏡筒と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付している。
図８に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠３の内壁に当接する球形状の３つのスペーサ２７により構成されている。また、スペーサ２７は、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むと共に、第１レンズ１のレンズ面に接着剤１０で固定されている。
次に、この第３実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について図９Ａ〜図９Ｄに従って説明する。図９Ａ〜図９Ｄはこの第３実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第２実施形態で示した組立方法と同様、図９Ａに示すように、レンズ枠３に第１レンズ１を挿入する。
次に、図９Ｂに示すように、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置に接着剤１０を塗布した後、図９Ｃに示すようにスペーサ２７を磁気発生器８により任意の位置に配置する。
最後に、図９Ｄに示すようにレンズ枠３に第２レンズ２を挿入した後、第２レンズ２とレンズ枠３間を接着剤１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
ここで、第２実施形態と同様、接着剤１０として紫外線硬化樹脂を用いた場合には、図９Ｄに示す工程を終えた後に紫外線を照射し、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置に塗布した接着剤１０と、第２レンズ２とレンズ枠３間に塗布した接着剤１０を同時に硬化すればよい。
上記第３実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第１実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
また、上記接着剤１０により第１レンズ１にスペーサ２７を固定することにより、スペーサ２７を第１,第２レンズ１,２それぞれの対向するレンズ面で挟み込んだだけの場合よりも、より強固に所定の位置に固定することができ、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
また、第２レンズ２とスペーサ２７が接する位置に接着剤１０を塗布して固定した場合にも同様の効果を得られ、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置と、第２レンズ２とスペーサ２７が接する位置の両方に、接着剤１０を塗布し固定した場合にも同様の効果を得ることができる。
また、第１レンズ１または第２レンズ２に、スペーサ２７を接着剤１０により固定する場合、接着剤１０の塗布領域については、レンズ系を通過する有効光線の領域外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の光学特性に接着剤１０が影響することなくスペーサ２７を固定することができる。
〔第４実施形態〕
図１０は、この発明の第４実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。
図１０に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠３の内壁に当接する球形状の３つのスペーサ２７により構成されている。
また、スペーサ２７は、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むと共に、第１レンズ１のレンズ面および第２レンズ２のレンズ面に遮光性樹脂１２で固定されている。ここで、遮光性樹脂１２としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に黒色顔料を含有された遮光性黒色樹脂等が挙げられる。
図１１Ａ〜図１１Ｄは、この第４実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第２,第３実施形態で示したレンズ鏡筒の組立方法と同様、図１１Ａに示すように、レンズ枠３に第１レンズ１を挿入する。
次に、図１１Ｂに示すように、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置に遮光性樹脂１２を塗布した後、図１１Ｃに示すように、スペーサ２７を磁気発生器８により任意の位置に配置する。
最後に、図１１Ｄに示すように、第２レンズ２とスペーサ２７が接する位置に遮光性樹脂１２を塗布した後、第２レンズ２をレンズ枠３に挿入し、第２レンズ２とレンズ枠３間に接着剤１０を塗布し、接着剤１０および遮光性樹脂１２を硬化させることによってレンズ鏡筒が完成する。
この第４実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第２,第３実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
上記スペーサ２７の一例としては、表面に光沢をもつ、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料の金属球が挙げられる。そのため、スペーサ２７表面における反射光が迷光となり、その迷光が、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を及ぼす可能性がある。
このような迷光を防止する例として、スペーサの外周にメッキ等の方法により黒色、つや消し等の表面処理を施し、球表面からの反射を防ぐ方法が挙げられるが、この場合、表面処理によるコストおよびタクトの増加や、表面処理後の外形寸法ばらつきの発生等の問題が生じる。
しかし、上記第３実施形態で示した遮光性樹脂１２を用いたレンズ鏡筒の組立方法の場合、スペーサ２７に表面処理を行うことなく迷光を防止することが可能であるため、表面処理によるコストおよびタクトの改善を図ることができる。
また、上記第１レンズ２と各スペーサ２７の接触部および第２レンズ２と各スペーサ２７の接触部に遮光性樹脂１２を塗布することにより、スペーサ２７を第１,第２レンズ１,２に確実に固定することができる。
ここで、遮光性樹脂１２の塗布領域については、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を与えることなく、スペーサ２７による迷光を防止することができる。
〔第５実施形態〕
図１２Ａはこの発明の第５実施形態のレンズ鏡筒が組み込まれたカメラモジュールの分解斜視図を示している。
図１２Ａにおいて、４０はレンズユニット、４１はレンズ駆動モータユニット、４２は受光部の一例としての撮像素子を有するセンサーユニットである。また、レンズユニット４０は、被写体側から順に、第１レンズホルダ４３と、第２レンズホルダ４４と、第３レンズホルダ４５とを備えている。また、レンズユニット４０は、所定の間隔をあけてかつ光軸方向に平行に配置された３つのガイド軸４６を備えている。上記第２レンズホルダ４４と第３レンズホルダ４５は、レンズ駆動モータユニット４１によりガイド軸４６に沿って移動する。
また、図１２Ｂは上記カメラモジュールを構成するレンズユニットの断面図を示している。このレンズユニット４０は、被写体側の第１レンズホルダ４３に第１レンズ群５１を保持し、第２レンズホルダ４４に第２レンズ群５２を保持し、第４レンズホルダ４５は第３レンズ群５３を保持している。また、レンズユニット４０の基部４８の撮像側に、第４レンズ群５４を保持すると共に、ガラスカバー５５を有するセンサーユニット４２を取り付けている。なお、図１２Ｂにおいて、４７は第２レンズホルダ４４と第３レンズホルダ４５をガイド軸４６に沿って駆動するためのリードスクリューである。
このカメラモジュールでは、第４レンズホルダ４５に保持された第３レンズ群５３に、第１〜第４実施形態のレンズ鏡筒を用いている。
また、図１２Ｃは上記カメラモジュールのレンズ系の構成を示している。図１２Ｃに示すように、左側の被写体側から順に、第１レンズ群５１、第２レンズ群５２、第３レンズ群５３、第４レンズ群５４、ガラスカバー５５、撮像素子５６を配置している。
上記第１〜第４実施形態で説明したレンズ鏡筒によれば、レンズ鏡筒が絞り部分に配置されたレンズ系をとる図１２Ａに示すカメラモジュールのように、光束が集中する付近にスペーサが配置されている場合においても、遮光性樹脂によりスペーサ表面からの反射による迷光が防止され、光学性能の低下を防止することが可能となる。
また、レンズ鏡筒内にはスペーサ位置決め用の構造物を形成する必要が無いため、従来のスペーサを用いたレンズ鏡筒に比べ、有効領域の確保と鏡筒径の小型化が可能であり、結果としてレンズ系全体を小型化できる効果がある。
〔第６実施形態〕
図１６はこの発明の第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。
図１６に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ５０１,５０２と、それぞれの第１,第２レンズ５０１,５０２の光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠５０３と、上記第１,第２レンズ５０１,５０２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠５０３の内壁に当接する３つの磁性材料からなる球体のスペーサ５０７により構成されている。ここで、スペーサ５０７は、第１レンズ５０１および第２レンズ５０２の曲面に当接した状態で介在され、両第１,第２レンズ５０１,５０２の間隔を決定する。
また、上記スペーサ５０７の一般的な例としては、クロム球や磁性を持つステンレス球などがあり、外形寸法の誤差が数μｍもしくは０．数μｍ程度であるため、レンズ間のレンズ間隔の精度の誤差を数μｍもしくは０．数μｍで設定することができる。
上記レンズ枠５０３は、内周の下端側近傍に設けられた段部５２０を有し、その段部５２０に第１レンズ５０１のレンズ面の外周部が当接している。また、上記レンズ枠５０３の外側には、スペーサ５０７の位置決めを行うための３個のスペーサ位置決め用磁石５０８がレンズ枠５０３の周方向を略三等分した１２０°の間隔で配置されている。ここで、スペーサ位置決め用磁石５０８の代わりに、電磁石などの磁気発生器を用いてもよい。
ここで、この第６実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明する。図１７Ａ〜図１７Ｃはこの第６実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明するための図である。なお、図１７Ｂ(a)は、図１７Ｂ(b)のXVIIBa−XVIIBa線から見た断面図であり、図１７Ｂ(b)は、図１７Ｂ(a)のXVIIBb−XVIIBb線から見た断面図である。
最初に、図１７Ａに示すように、レンズ枠５０３に第１レンズ５０１を挿入する。上記レンズ枠５０３の内周の段部５２０に第１レンズ５０１の一方のレンズ面の外周部が当接する。
ここで、レンズ枠５０３の内径が第１,第２レンズ５０１,５０２の外径よりも大きい場合、レンズ枠５０３の内壁と第１,第２レンズ５０１,５０２の間に隙間が生じ、結果として組立後に第１,第２レンズ５０１,５０２間にずれが生じてしまうため、レンズ枠５０３の内径は第１,第２レンズ５０１,５０２の外形と同様もしくは小さくする必要がある。
次に、図１７Ｂに示すように、スペーサ５０７をレンズ枠５０３内に配置する。
このとき、スペーサ５０７は、レンズ枠５０３の外側に配置されたスペーサ位置決め用磁石５０８に引き寄せられ、レンズ枠５０３の内壁に当接し、かつ、第１,第２レンズ５０１,５０２の周方向を略三等分した等配位置に位置決めされる。
ここで、スペーサ５０７をレンズ枠５０３内にピンセットなどの保持具を用いて配置する場合、それぞれのスペーサ５０７を配置したい位置の近傍まで保持しておかなければ、スペーサ位置決め用磁石５０８が複数配置されていることから、意図しない方向にスペーサ５０７が引き寄せられてしまう場合がある。
そこで、図１８(a),図１８(b)に示すスペーサ用ガイド５０９を使用する。なお、図１８(a)は、図１８(b)のXVIIIa−XVIIIa線から見た断面図であり、図１８(b)は、図１８(a)のXVIIIb−XVIIIb線から見た断面図である。このスペーサ用ガイド５０９を使用することにより、それぞれのスペーサ５０７を、スペーサ用ガイド５０９を通してレンズ枠５０３内に挿入することによって、スペーサ５０７を配置したい位置の近傍まで保持することなく、それぞれのスペーサ位置決め用磁石５０８により引き寄せられる位置に容易にスペーサ５０７を配置することができる。
上記スペーサ用ガイド５０９に使用する材質としては、スペーサ用ガイド５０９にスペーサ５０７が引き寄せられないよう、スペーサ位置決め用磁石５０８による磁化の影響が無視できるような、常磁性材料もしくは反磁性材料等の材質とする。
また、上記レンズ枠５０３に使用する材質としては、レンズ枠５０３にスペーサ５０７が引き寄せられないよう、スペーサ位置決め用磁石５０８による磁化の影響が無視できるような、常磁性材料もしくは反磁性材料等の材質とする。
上記レンズ枠５０３に使用する非磁性材質の具体例としては、ポリカーボネート等の樹脂材料などが挙げられるが、スペーサ位置決め用磁石５０８による磁化の影響が無視できるような、常磁性材料もしくは反磁性材料であれば、これに限らない。
また、スペーサ５０７は、レンズ有効径外に配置され、かつ第１,第２レンズ５０１,５０２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
次に、図１７Ｃに示すように、レンズ枠５０３に第２レンズ５０２を挿入し、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間を接着剤５１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
一般的に、レンズ鏡筒の組立でレンズを固定するときには、接着剤として紫外線硬化樹脂が使用されている。この場合、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間に紫外線硬化樹脂を塗布した後、紫外線を照射し、硬化すればよい。
以上に説明したレンズ鏡筒の組立方法を用いることにより、レンズ枠５０３の外側に設けたスペーサ位置決め用磁石５０８がスペーサ５０７の動きを規制するため、容易に所定の位置にスペーサ５０７を配置することができる。
また、スペーサ位置決め用磁石５０８によりスペーサ５０７は、レンズ枠５０３の内壁に当接した状態で動きが規制されるため、その後の組立のときにもスペーサ５０７はレンズ枠５０３の内壁から離れることがなく、第１,第２レンズ５０１,５０２とスペーサ５０７の接触点のずれによるレンズの倒れを防ぐことができる。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、レンズ枠５０３外に配置されたスペーサ位置決め用磁石５０８の磁気力により磁性材料からなるスペーサ５０７を所定の位置に吸い寄せて、スペーサ５０７の動きを規制することにより、組立時に第１,第２レンズ５０１,５０２間にスペーサ５０７を動かないように容易に配置でき、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠５０３内の第１,第２レンズ５０１,５０２の倒れを確実に防止することができる。
また、上記第１レンズ５０１上に配置されたスペーサ５０７の数と同じ数の磁極を有するスペーサ位置決め用磁石５０８を、レンズ枠５０３外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠５０３内にスペーサ５０７を周方向に等間隔に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、スペーサ５０７を所定位置に配置するためのスペーサ用ガイド５０９を使用することによって、スペーサ５０７を所定の位置に容易に配置することができる。
また、上記球体のスペーサ５０７を第１,第２レンズ５０１,５０２の有効径外に配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
なお、上記第６実施形態では、レンズ枠５０３に挿入する第１,第２レンズ５０１,５０２の外径を同径としているが、第１,第２レンズ５０１,５０２の外径が異なる場合にも同様の方法でレンズ鏡筒の組立を行うことが可能である。
そのときは、図１９に示すように、段付のレンズ枠５１１を使用することにより、異なる径のレンズを使用した場合においても、図１７に説明した方法と同様の手順でレンズ鏡筒の組立が可能である。
図１９に示すレンズ鏡筒では、レンズ枠５１１は、内周の下端側から小径部５１１a,中径部５１１bおよび大径部５１１cを有している。上記レンズ枠５１１の中径部５１１bに挿入された第１レンズ５０１のレンズ面の外周部が、その小径部５１１aと中径部５１１bとの間の段部５２１に当接している。また、上記レンズ枠５１１の大径部５１１cに第２レンズ５０２を挿入している。
また、スペーサ５０７の寸法については、前述の場合と同様、レンズ有効径外に配置され、かつ、第１,第２レンズ５０１,５０２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
また、この第６実施形態では、３つのスペーサ５０７を配置しているが、３以上のスペーサ５０７を配置する場合には、スペーサ位置決め用磁石５０８を、スペーサ５０７を配置したい位置にあわせて複数設置し、図１７Ａ〜図１７Ｃに示した方法と同様の方法で組立を行えばよい。
〔第７実施形態〕
図２０は、この発明の第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。この第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、レンズにスペーサを接着剤により固定することを除いて第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付している。
図２０に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ５０１,５０２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠５０３と、上記第１,第２レンズ５０１,５０２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠５０３の内壁に当接する３つの磁性材料からなる球体のスペーサ５０７により構成されている。また、スペーサ５０７は、第１レンズ５０１のレンズ面に接着剤５１０で固定されている。
次に、この第７実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について図２１Ａ〜図２１Ｄに従って説明する。図２１Ａ〜図２１Ｄはこの第７実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第６実施形態で示した組立方法と同様、図２１Ａに示すように、レンズ枠５０３に第１レンズ５０１を挿入する。
次に、図２１Ｂに示すように、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置に接着剤５１０を塗布した後、図２１Ｃに示すようにスペーサ５０７をスペーサ位置決め用磁石５０８により任意の位置に配置する。
最後に、図２１Ｄに示すようにレンズ枠５０３に第２レンズ５０２を挿入した後、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間を接着剤５１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
ここで、第６実施形態と同様、接着剤５１０として紫外線硬化樹脂を用いた場合には、図２１Ｄに示す工程を終えた後に紫外線を照射し、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置に塗布した接着剤５１０と、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間に塗布した接着剤５１０を同時に硬化すればよい。
上記第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
また、上記接着剤５１０により第１レンズ５０１にスペーサ５０７を固定することにより、スペーサ５０７を第１,第２第１レンズ５０１,２それぞれの対向するレンズ面で挟み込んだだけの場合よりも、より強固に所定の位置に固定することができる。
また、第２レンズ５０２とスペーサ５０７が接する位置に接着剤５１０を塗布して固定した場合にも同様の効果を得られ、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置と、第２レンズ５０２とスペーサ５０７が接する位置の両方に、接着剤５１０を塗布し固定した場合にも同様の効果を得ることができる。
また、第１レンズ５０１または第２レンズ５０２に、スペーサ５０７を接着剤５１０により固定する場合、接着剤５１０の塗布領域については、レンズの有効径外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の光学特性に接着剤５１０が影響することなくスペーサ５０７を固定することができる。
〔第８実施形態〕
図２２は、この発明の第８実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。
図２２に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ５０１,５０２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠５０３と、上記第１,第２レンズ５０１,５０２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠５０３の内壁に当接する３つの磁性材料からなる球体のスペーサ５０７により構成されている。
また、スペーサ５０７は、第１レンズ５０１のレンズ面および第２レンズ５０２のレンズ面に遮光性樹脂５１２で固定されている。ここで、遮光性樹脂５１２としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に黒色顔料を含有された遮光性黒色樹脂等が挙げられる。
図２３Ａ〜図２３Ｄは、この第８実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第６,第７実施形態で示したレンズ鏡筒の組立方法と同様、図２３Ａに示すように、レンズ枠５０３に第１レンズ５０１を挿入する。
次に、図２３Ｂに示すように、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置に遮光性樹脂５１２を塗布した後、図２３Ｃに示すように、スペーサ５０７をスペーサ位置決め用磁石５０８により任意の位置に配置する。
最後に、図２３Ｄに示すように、第２レンズ５０２とスペーサ５０７が接する位置に遮光性樹脂５１２を塗布した後、第２レンズ５０２をレンズ枠５０３に挿入し、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３との間に接着剤５１０を塗布し、接着剤５１０および遮光性樹脂５１２を硬化させることによってレンズ鏡筒が完成する。
この第８実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
上記スペーサ５０７の例としては、クロム球や磁性をもつステンレス球等が挙げられ、これらはいずれも表面に光沢をもつ金属球となっている。そのため、スペーサ５０７表面における反射光が迷光となり、その迷光が、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を及ぼす可能性がある。
このような迷光を防止する例として、スペーサの球面外周にメッキ等の方法により黒色、つや消し等の表面処理を施し、球表面からの反射を防ぐ方法が挙げられるが、この場合、表面処理によるコストおよびタクトの増加や、表面処理後のスペーサ外形寸法ばらつきの発生等の問題が生じる。
しかし、上記第８実施形態で示した遮光性樹脂５１２を用いたレンズ鏡筒の組立方法の場合、スペーサ５０７に表面処理を行うことなく迷光を防止することが可能であるため、表面処理によるコストおよびタクトの改善を図ることができる。
また、上記第１レンズ５０２と各スペーサ５０７の接触部および第２レンズ５０２と各スペーサ５０７の接触部に遮光性樹脂５１２を塗布することにより、スペーサ５０７を第１,第２レンズ５０１,５０２に確実に固定することができる。
ここで、遮光性樹脂５１２の塗布領域については、図２４に示すように、各スペーサ５０７の外形(直径ｄ)以上、すなわち遮光性樹脂５１２によりスペーサ５０７の外周が覆われ、鏡筒端側からスペーサ５０７が見えなくなる程度とし、かつ、第１,第２レンズ５０１,５０２の有効径外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を与えることなく、スペーサ５０７による迷光を防止することができる。
上記第１〜第８実施形態では、球形状(または球体)のスペーサを用いたが、スペーサの形状はこれに限らないのは勿論である。
例えば、図２５に示すように、円筒形状のスペーサを使用した場合にも、第１,第２レンズ１,２とスペーサ７の接触点が、第１,第２レンズ１,２の光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されることになり、球形状のスペーサを使用した場合と同様に、高精度でレンズ間の光軸を合わせることが可能となる。
よって、スペーサ７の形状に関しては、第１,第２レンズ１,２とスペーサ７の接触点が、第１,第２レンズ１,２の光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されるものであればよい。
上記第１〜第８実施形態では、第１,第２レンズの互いに向かい合う面が凸面と平坦面との組み合わせによる場合を説明したが、これに限定されず、凸面と凸面、凸面と凹面、平坦面同士、平坦面と凹面、凹面同士等の組み合わせによるレンズ間の間隔を確保するためにこの発明を適用することができる。
また、上記第１〜第８実施形態では、クロム球やステンレス球等の磁性材料からなる球体のスペーサを用いたレンズ鏡筒の組立方法について説明したが、スペーサはこれに限らず、スペーサ位置決め用磁石により吸引される磁性材料を含むものであればよい。
また、上記第６〜第８実施形態では、スペーサ位置決め用磁石５０８として永久磁石を用いたが、スペーサ位置決め用磁石はこれに限らず、電磁石などであってもよく、スペーサの数と同じ数の磁極を有するスペーサ位置決め用磁石の磁極が、レンズ枠外に周方向に等間隔に配置されたものであればよい。
また、上記第１〜第８実施形態では、接着剤１０,５１０,遮光性樹脂１２,５１２により第１レンズ１,５０１にスペーサ７,２７,５０７を固定したが、スペーサの固定方法はこれに限らない。
また、上記第１〜第８実施形態では、レンズ枠３,５０３を円筒形状としたが、レンズ枠はこれに限らず、レンズを保持可能な筒状のものであればよい。
また、レンズ鏡筒として、
複数枚のレンズと、
上記複数枚のレンズの光軸を一致させて保持する筒状のレンズ枠と、
上記複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面および上記レンズ枠の内壁に当接する３つ以上の球体のスペーサと
を備え、
上記球体のスペーサは磁性材料を含むことを特徴とするものでもよい。
上記構成のレンズ鏡筒によれば、複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚の第１,第２レンズのレンズ面間に３つ以上の磁性材料を含む球体のスペーサを備えた構成にすることによって、組立時にレンズ枠外にスペーサ位置決め用磁石を配置することにより、周方向、径方向において球体のスペーサの動きを規制することが可能となる。つまり、レンズ枠内でレンズを所定の間隔をおいて保持するためのスペーサに磁性材料を含む球体を用いて、磁性材料を含む球体を、レンズ枠外に配置されたスペーサ位置決め用磁石の磁気力により所定の位置に吸引して、組立時にレンズ間に球体を動かないように容易に配置することが可能となる。したがって、組立時にレンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内のレンズの倒れを確実に防止できる。
また、上記レンズ鏡筒において、上記レンズ枠の構成材料を、常磁性材料もしくは反磁性材料としてもよい。
上記レンズ鏡筒によれば、レンズ枠の構成材料を、磁気発生器による磁化の影響を無視できる常磁性材料もしくは反磁性材料とすることにより、球体のスペーサがレンズ枠に吸引されることなく、スペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、レンズ鏡筒の組立方法として、
複数枚のレンズと、
上記複数枚のレンズの光軸を一致させて保持する筒状のレンズ枠と、
上記複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面および上記レンズ枠の内壁に当接する磁性材料を含む球体のスペーサと
を備えたレンズ鏡筒の組立方法であって
上記筒状のレンズ枠に、上記２枚のレンズのうちの一方の第１レンズを挿入する第１の工程と、
上記レンズ枠内に挿入された上記第１レンズ上に、上記球体のスペーサを３つ以上配置する第２の工程と、
上記レンズ枠外にスペーサ位置決め用磁石を配置して、上記スペーサ位置決め用磁石の磁極と上記レンズ枠内に配置された上記球体のスペーサとの間の吸引力によって、上記球体のスペーサの位置決めを行う第３の工程と、
上記スペーサ位置決め用磁石により上記球体のスペーサが位置決めされた状態で、上記レンズ枠内に上記２枚のレンズのうちの他方の第２レンズを挿入し、上記レンズ枠に上記第２レンズを固定する第４の工程と
を有することを特徴とするものでもよい。
上記構成のレンズ鏡筒の組立方法によれば、複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚の第１,第２レンズのレンズ面間に３つ以上の球体のスペーサを備えたレンズ鏡筒において、レンズ枠外にスペーサ位置決め用磁石を配置することにより、周方向、径方向において磁性材料を含む球体のスペーサの動きを規制する。つまり、レンズ枠内で第１,第２レンズを所定の間隔をおいて保持するためのスペーサに磁性材料を含む球体を用いて、その磁性材料を含む球体を、レンズ枠外に配置されたスペーサ位置決め用磁石の磁気力により所定の位置に吸引して、球体の動きを規制することにより、組立時にレンズ間に球体を動かないように容易に配置できる。したがって、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内のレンズの倒れを確実に防止できる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、
上記スペーサ位置決め用磁石の磁極の数は、上記第１レンズ上に配置された上記球体のスペーサの数と同じであり、
上記第３の工程において、上記スペーサ位置決め用磁石の磁極を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、上記第１レンズ上に配置された上記球体のスペーサの数と同じ数の磁極を有するスペーサ位置決め用磁石を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠内に球体のスペーサを周方向に等間隔に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記球体のスペーサを所定位置に配置するためのスペーサ用ガイドを使用してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、スペーサ用ガイドを使用することによって、球体のスペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記レンズ枠の構成材料を、常磁性材料もしくは反磁性材料としてもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、レンズ枠の構成材料を、磁気発生器による磁化の影響を無視できる常磁性材料もしくは反磁性材料とすることにより、球体のスペーサがレンズ枠に吸引されることなく、球体のスペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第２の工程において、上記球体のスペーサを上記第１,第２レンズの有効径外に配置してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、球体のスペーサを第１,第２レンズの有効径外に配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第１,第２レンズの少なくとも一方に上記球体のスペーサを接着剤で固定する第５の工程を有してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、上記第１,第２レンズの少なくとも一方に球体のスペーサを接着剤で固定することにより、レンズ面間で球体のスペーサを挟んだだけの場合よりも、より強固に球体のスペーサを所定の位置に固定することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記球体のスペーサを固定する上記接着剤の塗布領域は、第１,第２レンズの有効径外としてもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、接着剤の塗布領域をレンズの有効径外とすることによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えることなく球体のスペーサの固定ができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第１,第２レンズと上記球体のスペーサを固定する上記接着剤を遮光性樹脂としてもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、球体のスペーサの固定に遮光性樹脂を使用することにより、球体のスペーサの固定と同時に、スペーサ表面からの反射による迷光を防止できる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第４の工程において、上記第１レンズと上記各球体のスペーサの接触部および上記第２レンズと上記各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、第１レンズと各スペーサの接触部および上記第２レンズと各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布することにより、球体のスペーサの固定を確実に行うことができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記遮光性樹脂の塗布領域を上記各スペーサの外形以上とし、かつ、上記レンズの有効径外に上記遮光性樹脂を塗布してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、遮光性樹脂の塗布領域を、各スペーサの直径以上かつレンズの有効径外とすることにより、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えることなく球体のスペーサの固定および反射による迷光を防止できる。
この発明は、レンズ間の間隔誤差、レンズ倒れを抑え、高精度な組立ができるレンズ鏡筒と、その組立方法と、そのレンズ鏡筒を用いたカメラモジュールに利用可能である。
図１はこの発明の第１実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図２は上記レンズ鏡筒においてスペーサの固定に遮光性樹脂を使用したときの断面図である。 図３はこの発明の第２実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図４Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を説明するための図である。 図４Ｂは図４Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図であり、図４Ｂ(a)は図４Ｂ(b)のIVBa−IVBa線から見た横断面図であり、図４Ｂ(b)は図４Ｂ(a)のIVBb−IVBb線から見た縦断面図である。 図４Ｃは図４Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図５は上記スペーサを配置する第１レンズ面が、レンズ枠の内側への傾斜面となっている場合において、組立を行うことが可能な条件について説明するための説明図である。 図６(a)はスペーサ用ガイドを使用してスペーサを配置する方法について説明するための上面図であり、図６(a)は図６(b)のVIa−VIa線から見た横断面図であり、図６(b)は図６(a)のVIb−VIb線から見た縦断面図である。 図７は異なる径のレンズを使用した場合のレンズ鏡筒の組立方法について説明するための説明図である。 図８はこの発明の第３実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図９Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図９Ｂは図９Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図９Ｃは図９Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図９Ｄは図９Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１０はこの発明の第４実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図１１Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１１Ｂは図１１Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１１Ｃは図１１Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１１Ｄは図１１Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１２Ａはこの発明の第５実施形態のレンズ鏡筒が組み込まれたカメラモジュールの分解斜視図である。 図１２Ｂは図１２Ａに示すカメラモジュールを構成するレンズユニットの断面図である。 図１２Ｃは図１２Ａに示すカメラモジュールのレンズ系を示す図である。 図１３は従来のレンズ鏡筒について説明するための説明図である。 図１４Ａは鋼球をスペーサとして使用した、従来のレンズ鏡筒の一例について説明するための説明図である。 図１４Ｂは従来のレンズ鏡筒において鋼球をスペーサとして使用した例について説明するための説明図である。 図１５は従来のレンズ鏡筒において平坦面にスペーサを配置した例ついて説明するための説明図である。 図１６はこの発明の第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面図である。 図１７Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順をするための図である。 図１７Ｂは図１７Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図であり、図１７Ｂ(a)は図１７Ｂ(b)のXVIIBa−XVIIBa線から見た横断面図であり、図１７Ｂ(b)は図１７Ｂ(a)のXVIIBb−XVIIBb線から見た縦断面図である。 図１７Ｃは図１７Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１８(a)はスペーサ用ガイドを使用して球体を配置する方法について説明するための上面図であり、図１８(a)は図１８(b)のXVIIIa−XVIIIa線から見た横断面図であり、図１８(b)は図１８(a)のXVIIIb−XVIIIb線から見た縦断面図である。 図１９は異なる径のレンズを使用した場合のレンズ鏡筒の組立方法について説明するための説明図である。 図２０はこの発明の第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面図である。 図２１Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２１Ｂは図２１Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２１Ｃは図２１Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２１Ｄは図２１Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２２はこの発明の第８実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面図である。 図２３Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２３Ｂは図２３Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２３Ｃは図２３Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２３Ｄは図２３Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２４は遮光性樹脂の塗布領域について説明するための説明図である。 図２５(a)は円筒形状のスペーサを使用した場合のレンズ鏡筒の上面図であり、図２５（a）は図２５（ｂ）のXXVa−XXVa線から見た横断面図であり、図２５(b)は図２５(a)のXXVb−XXVb線から見た縦断面図である。
符号の説明
１,１００…第１レンズ
２…第２レンズ
３…レンズ枠
４…間隔環
５…レンズ鏡筒
７,２７…スペーサ
８…磁気発生器
９…スペーサ用ガイド
１０…接着剤
１１…レンズ枠
１２…遮光性樹脂
２０,２１,２２…段部
５０１…第１レンズ
５０２…第２レンズ
５０３…レンズ枠
５０４…間隔環
５０５…レンズ鏡筒
５０７…球体
５０８…スペーサ位置決め用磁石
５０９…スペーサ用ガイド
５１０…接着剤
５１１…レンズ枠
５１２…遮光性樹脂
５２０,５２１,５２２…段部
この発明は、レンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびカメラモジュールに関し、詳しくは、複数枚のレンズをレンズ枠に固定して保持するレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびそのレンズ鏡筒を用いたカメラモジュールに関する。
従来、レンズ鏡筒としては、撮影光学系として一つまたは複数のレンズ群が組み込まれたものがある。このようなレンズ群を構成する複数枚のレンズとこれらのレンズを組み込んで保持するレンズ枠とによって、レンズ鏡筒を組み立てることが一般に行われている。このレンズ鏡筒におけるレンズ群において、複数枚のレンズをレンズ枠内に所定の間隔をおいて組み込み固定して保持するための方法として、図１３に示すレンズ鏡筒の組立方法が知られている。このレンズ鏡筒の組立方法では、一方向からレンズ１０１,１０２をレンズ枠１０３内に組み込み、かつレンズ１０１,１０２間に所定の間隔を確保するように所定の厚みを有するように予め加工した間隔環１０４を挟み込み、レンズ鏡筒１０５を形成する。
しかし、図１３に示すレンズ鏡筒の組立方法の場合、レンズ枠１０３の内壁と間隔環１０４との間に隙間を必要とするため、間隔環１０４が偏心した場合、間隔環１０４とレンズ１０１(もしくはレンズ１０２)との接触点がずれて、レンズ１０１(もしくはレンズ１０２)が傾く場合がある。
そこで、このようなレンズの倒れを防ぐ方法として、図１４Ａ,図１４Ｂに示すような構成のレンズ鏡筒が提案されている(特開平９−３１８８５８号公報(特許文献１)参照)。なお、図１４Ａ(a)は図１４Ａ(b)のXIVAa−XIVAa線から見た横断面図であり、図１４Ａ(b)は図１４Ａ(a)のXIVAb−XIVAb線から見た縦断面図であり、図１４Ｂ(a)は図１４Ｂ(b)のXIVBb−XIVBb線から見た横断面図であり、図１４Ｂ(b)は図１４Ｂ(a)のXIVBa−XIVBa線から見た縦断面図である。
このレンズ鏡筒は、図１４Ａ(図１４Ｂ)に示すように、レンズ枠２０３(３０３)内でレンズ２０１,２０２(３０１,３０２)間を所定の間隔をおいて保持するための従来の間隔環に相当する部品として、少なくとも三個の鋼球２０６(３０６)を用い、かつこれらの鋼球２０６(３０６)をレンズ２０１,２０２(３０１,３０２)の周方向において略三分割した等配位置に配置する。これにより、レンズ２０１,２０２(３０１,３０２)間の間隔を鋼球２０６(３０６)の径寸法によって所定の値に設定して組み立てている。
一般に、市販されている鋼球の外形寸法のばらつきは数μｍ、もしくは０．数μｍであるため、レンズ間の間隔の精度の誤差を数μｍ、もしくは０．数μｍ以内に設定することが可能となる。
このレンズ鏡筒の組立方法による組立の工程としては、最初にレンズ２０１(３０１)をレンズ枠２０３(３０３)に挿入し、次に鋼球６をレンズ枠２０３(３０３)内に配置し、最後にレンズ２０２(３０２)をレンズ枠２０３(３０３)に挿入するという方法が採られる。
上記レンズ鏡筒のレンズ枠２０３(３０３)には、凹部を有する位置決め用構造物２０７(２０７)が設けられており、上記凹部で鋼球２０６(３０６)を周方向および径方向に規制することにより、鋼球１０６の位置決めを等間隔で行っている。
しかし、図１４Ａ,図１４Ｂのように、レンズ枠２０３(３０３)内に位置決め用構造物２０７(３０７)を設ける場合、レンズ枠構造の複雑化に伴い、鏡筒の製造コストが増加してしまう。
また、図１４Ｂのような構成の場合、鋼球３０６の内側に位置決め用構造物３０７を設ける必要があるため、レンズの有効領域が減少してしまう。
レンズの有効領域をより広い範囲で確保するためには、位置決め用構造物の内径を広げる必要があるため、それに伴いレンズ枠内径を広げなくてはならず、結果として鏡筒寸法が大型化してしまう。
例えば、小型化が要求されている携帯電話用のカメラモジュールの構成部品としてレンズ鏡筒を使用する場合において、鏡筒の大型化は、モジュール全体の大型化につながるため、このような場合、モジュールの構成部品となる鏡筒はより小型にすることが望ましい。
レンズ鏡筒において位置決め用構造物を形成しない場合は、より広い有効領域を確保することができ、かつ、より自由度の高い組み合わせでレンズ系を構成することが可能となるが、周方向の所定の位置に鋼球を配置するとき、鋼球の動きは規制されていないため、組立のときに鋼球が所定の位置から動いてしまい、鋼球とレンズ枠内壁との間に隙間が生じ、結果として間隔環を使用した場合と同様レンズの倒れが生じる場合がある。
特に、図１５に示すように、鋼球４０６を配置する面が平坦な場合においては、周方向にも径方向にも鋼球４０６の動きが規制されていないため、鋼球４０６を略三分割した等配位置かつレンズ枠４０３の内壁に接するように配置し、鋼球４０６が動かないようにその後の組立を行うことは非常に困難である。
また、鋼球４０６を配置する面が凹面の場合においても、周方向にも径方向にも鋼球４０６の動きが規制されていないため、平坦面の場合と同様、その後の組立を行うことは困難となる。
特開平９−３１８８５８号公報
そこで、この発明の課題は、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内におけるレンズの倒れを確実に防止できるレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびそのレンズ鏡筒を用いたカメラモジュールを提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明のレンズ鏡筒では、
２枚のレンズと、
上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、
上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接する３つ以上のスペーサと
を備え、
上記スペーサの構成材料が強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むことを特徴とする。
上記実施形態によれば、強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むスペーサを、レンズ枠の外側から磁気発生器などにより磁化して吸引することにより、任意の位置に配置することが可能となる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、
上記レンズ枠の構成材料が常磁性材料または反磁性材料であることを特徴とする。
上記実施形態によれば、レンズ枠の材料として常磁性材料もしくは反磁性材料を用いることで、レンズ枠自体の磁化の影響を受けることなく、スペーサが任意の位置に配置される。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記スペーサが、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置されている。
上記実施形態によれば、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサを配置することにより、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、鏡筒のレンズ倒れを抑制することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、
上記２枚のレンズのうちの少なくとも一方に、上記スペーサが接着剤で固定され、かつ、上記接着剤は、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に塗布されている。
上記実施形態によれば、上記２枚のレンズのうちの少なくとも一方にスペーサを固定することによって、より強固にスペーサが固定され、耐衝撃性が向上される。そして、レンズ系を通過する有効光線の領域外に接着剤を塗布することによって、光学性能の低下を防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記接着剤が遮光性樹脂である。
上記実施形態によれば、接着剤に遮光性樹脂を用いることによって、スペーサの固定による耐衝撃性の向上と共に、スペーサ表面からの反射による迷光の防止が実現できる。
また、この発明のレンズ鏡筒の組立方法では、
２枚のレンズと、
上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、
上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接する、強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むスペーサとを備えたレンズ鏡筒の組立方法であって、
上記筒状のレンズ枠に、上記２枚のレンズのうちの一方の第１レンズを挿入する第１の工程と、
上記レンズ枠内に挿入された上記第１レンズ上に、上記スペーサを３つ以上配置する第２の工程と、
上記レンズ枠外に磁気発生器を配置して、上記磁気発生器の磁極と上記レンズ枠内に配置された上記スペーサとの間の吸引力によって、上記スペーサの位置決めを行う第３の工程と、
上記磁気発生器により上記スペーサが位置決めされた状態で、上記レンズ枠内に上記２枚のレンズのうちの他方の第２レンズを挿入し、上記レンズ枠に上記第２レンズを固定する第４の工程とを有することを特徴とする。
上記実施形態によれば、複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚のレンズ面間に３つ以上のスペーサを備えたレンズ鏡筒において、レンズ枠外に磁気発生器を配置することにより、周方向、径方向において強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むスペーサの動きを規制する。つまり、レンズ枠内で第１,第２レンズを所定の間隔をおいて保持するためのスペーサに上記磁性材料を含むスペーサを用いて、その磁性材料を含むスペーサを、レンズ枠外に配置された磁気発生器の磁気力により所定の位置に吸引して、スペーサの動きを規制することにより、組立時にレンズ間にスペーサを動かないように容易に配置できる。したがって、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内のレンズの倒れを確実に防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、
上記スペーサを配置するレンズ面が上記レンズ枠の内側に向かって徐々に低くなる傾斜面であり、
上記スペーサが接する上記レンズ面の傾斜角θ、上記スペーサの磁極の強さＭ1、上記スペーサの質量ｍ、上記磁気発生器の磁極の強さＭ2、上記レンズ枠の透磁率μ、重力加速度ｇである場合、
上記レンズ枠の壁厚tが、
Figure 2007310343
である。
上記実施形態によれば、上記レンズ枠の壁厚を、上記条件を満たすように決定することにより、スペーサを配置する第１レンズ面がレンズ枠内側への傾斜面となっている場合においても、スペーサをレンズ枠の内壁に当接させることができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、
上記磁気発生器の磁極の数は、上記第１レンズ上に配置された上記スペーサの数と同じであり、
上記第３の工程において、上記磁気発生器の磁極を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置する。
上記実施形態によれば、上記第１レンズ上に配置された上記スペーサの数と同じ数の磁極を有する磁気発生器を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠内にスペーサを周方向に等間隔に配置することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記スペーサを所定位置に配置するためのスペーサ用ガイドを使用する。
上記実施形態によれば、上記実施形態のレンズ鏡筒の組立方法によれば、スペーサ用ガイドを使用することによって、スペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第２の工程において、上記スペーサを上記第１,第２レンズを通過する有効光線の領域外に配置する。
上記実施形態によれば、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサを配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第１,第２レンズの少なくとも一方に上記スペーサを接着剤で固定する第５の工程を有し、上記接着剤の塗布領域を、上記第１,第２レンズを通過する有効光線の領域外とする。
上記実施形態によれば、上記第１,第２レンズの少なくとも一方にスペーサを接着剤で固定することにより、レンズ面間でスペーサを挟んだだけの場合よりも、より強固にスペーサを所定の位置に固定し、耐衝撃性を向上させることができる。そして、接着剤の塗布領域を、レンズ系を通過する有効光線の領域外とすることによって、レンズ鏡筒の光学性能に影響を与えることなくスペーサの固定ができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第１,第２レンズの少なくとも一方と上記スペーサを固定する上記接着剤を遮光性樹脂とする。
上記実施形態によれば、スペーサの固定に遮光性樹脂を使用することにより、スペーサの固定と同時に、スペーサ表面からの反射による迷光を防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第１レンズと上記各スペーサの接触部および上記第２レンズと上記各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布する。
上記実施形態によれば、第１レンズと各スペーサの接触部および第２レンズと各スペーサの接触部に遮光性樹脂を塗布することにより、スペーサの固定が確実に行われ、かつ遮光性が向上される。
また、この発明のカメラモジュールでは、上記のいずれか１つのレンズ鏡筒と、上記レンズ鏡筒を用いて結像される画像を撮像する撮像素子を備えた受光部とを含むことを特徴とする。
上記実施形態によれば、従来のスペーサを用いた鏡筒に比べ、有効領域の確保と鏡筒径の小型化が可能であるため、モジュールのレンズ系全体を小型化できる効果がある。
以上より明らかなように、この発明のレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法によれば、レンズ面間に介在するスペーサを所定の位置に容易に配置でき、レンズ枠内におけるレンズの倒れを確実に防止できるレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法を実現することができる。
また、スペーサ位置決め用の構造物が不要となるため、鏡筒の小型化が可能となり、それに伴い、レンズ系全体の小型化を実現することができる。
また、この発明のカメラモジュールによれば、上記レンズ鏡筒を用いることによって、モジュールのレンズ系全体を小型化することができる。
以下、この発明のレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびカメラモジュールを図示の実施の形態により詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態のレンズ鏡筒の断面を示している。
図１に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれの第１,第２レンズ１,２を保持する筒状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面に当接する球形状の３つのスペーサ７により構成されている。ここで、スペーサ７は、第１レンズ１および第２レンズ２の曲面に当接した状態で介在し、両第１,第２レンズ１,２の間隔を決定する。また、第１レンズ１は、２つの光学素子からなる複合レンズである。
上記レンズ枠３は、内周の下端側近傍に設けられた段部２０に第１レンズ１のレンズ面の外周部が当接している。また、上記スペーサ７を接着剤１０により第１レンズ１に固定している。
一方、複合レンズである第２レンズ２は、２つのメニスカスレンズを接合したもので、その接合面の外周側に環状の溝２aが形成されている。この環状の溝２aに対向するように、レンズ枠３に段部２３を形成している。このレンズ枠３に段部２３を利用して、レンズ枠３に挿入された第２レンズ２とレンズ枠３との間を接着剤１０により固定している。これにより、第２レンズ２の光軸方向の動きを規制して、第２レンズ２を確実にレンズ枠３に固定している。
また、上記レンズ枠３の内径は、第１,第２レンズ１,２間において同径であり、スペーサ７はレンズ枠３の内壁に当接している。レンズ枠３の内径が、第１,第２レンズ１,２間において同径であるため、第１,第２レンズ１,２の中心を完全に一致させた状態で、第１,第２レンズ１,２を保持することができる。
また、スペーサ７をレンズ枠３の内壁に当接させることによって、スペーサ７は、第１,第２レンズ１,２の光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されることになり、第１,第２レンズ１,２とスペーサ７の接触点のずれによるレンズ間の倒れは生じず、高精度でレンズ間の光軸を合わせることが可能となる。
スペーサ７は、レンズ枠３の内壁に当接し、かつ、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置されている。このように、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサ７が配置されているため、スペーサ７による有効光線のけられ等の影響を受けることなく、鏡筒のレンズ倒れを抑制することができる。ここで、「けられ」とは、光学系を通過する有効光束が途中のレンズや鏡筒などによって遮れる減少のことである。
また、スペーサ７を接着剤１０により第１レンズ１に固定することによって、対向する第２レンズ２のレンズ面でスペーサ７を挟み込んだだけの場合よりも、より強固に所定の位置に固定することができ、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
ここで、図１では、スペーサ７を第１レンズ１に固定しているが、第１レンズ１に限らず、２枚のレンズ１,２の少なくとも一方にスペーサ７が固定されることにより同様の効果を得ることができる。
また、スペーサ７を固定する接着剤１０の塗布位置は、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外となっており、接着剤による有効光線のけられ等で、レンズ鏡筒の光学特性に影響は与えない。
上記スペーサ７の材料として、表面に光沢をもつ金属等を使用した場合、スペーサ７表面における反射光が迷光となり、その迷光が、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を及ぼす可能性がある。
このような迷光を防止する例として、スペーサ７の外周にメッキ等の方法により黒色、つや消し等の表面処理を施し、表面からの反射を防ぐ方法が挙げられるが、この場合、表面処理によるコストおよびタクトの増加や、表面処理後の外形寸法ばらつきの発生等の問題が生じる。
そこで、図２のように、スペーサ７と第１,第２レンズ１,２を固定する接着剤として、遮光性樹脂１２を使用することで、スペーサ７に表面処理を行うことなく、迷光を防止することが可能であるため、表面処理によるコストおよびタクトの改善を図ることが可能となる。
ここで、遮光性樹脂１２としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に黒色顔料を含有された遮光性黒色樹脂等が挙げられる。
〔第２実施形態〕
図３はこの発明の第２実施形態のレンズ鏡筒の断面を示している。この第２実施形態のレンズ鏡筒は、スペーサを除いて第２実施形態のレンズ鏡筒と同一の構成をしており、同一構成部には同一参照番号を付している。
図３に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれの第１,第２レンズ１,２の光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠３の内壁に当接する球形状の３つのスペーサ２７により構成されている。ここで、スペーサ２７は、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むと共に、第１レンズ１および第２レンズ２の曲面に当接した状態で介在し、両第１,第２レンズ１,２の間隔を決定する。
また、上記スペーサ２７が含む強磁性材料およびフェリ磁性材料としては、以下の（１）〜（３）のうちいずれかを用いることができる。
（１）Ｆe、Ｃo、Ｎi、または、Ｆe、Ｃo、Ｎi、Ｍn及びＣrよりなる群から選択された少なくともいずれかの１つの元素を含む合金
（２）「パーマロイ」と呼ばれるＮiＦe系合金、ＣoＮbＺr系合金、ＦeＴaＣ系合金、ＣoＴaＺr系合金、ＦeＡlＳi系合金、ＦeＢ系合金、ＣoＦeＢ系合金等の軟磁性材料
（３）ホイスラー合金、ＣrＯ2、Ｆe3Ｏ4、Ｌa1-XＳrXＭnＯ3などのハーフメタル磁性材料
上記スペーサ２７の材料としては、これらのうちから適宜選択して用いればよい。また、レンズ枠３の材料としては、常磁性材料もしくは反磁性材料を使用する。
上記レンズ枠３は、内周の下端側近傍に設けられた段部２０を有し、その段部２０に第１レンズ１のレンズ面の外周部が当接している。
ここで、この第２実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明する。図４Ａ〜図４Ｃはこの第２実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明するための図である。なお、図４Ｂ(a)は、図４Ｂ(b)のIVBa−IVBa線から見た断面図であり、図４Ｂ(b)は、図４Ｂ(a)のIVBb−IVBb線から見た断面図である。
最初に、図４Ａに示すように、レンズ枠３に第１レンズ１を挿入する。上記レンズ枠３の内周の段部２０に第１レンズ１の一方のレンズ面の外周部が当接する。
ここで、レンズ枠３の内径が第１,第２レンズ１,２の外径よりも大きい場合、レンズ枠３の内壁と第１,第２レンズ１,２の間に隙間が生じ、結果として組立後に第１,第２レンズ１,２間にずれが生じてしまうため、レンズ枠３の内径は、第１,第２レンズ１,２の外形と同様もしくは小さくする必要がある。
次に、図４Ｂに示すように、スペーサ２７をレンズ枠３内に配置する。このとき、スペーサ２７は、レンズ枠３の外側に配置された磁気発生器８に引き寄せられ、レンズ枠３の内壁に当接し、かつ、第１,第２レンズ１,２の周方向を略三等分した等配位置に位置決めされる。ここで、磁気発生器８として、電磁石や永久磁石などを用いてもよい。
ここで、レンズ枠３の材料として常磁性材料もしくは反磁性材料を用いた場合、レンズ枠３の材料の磁気発生器８による磁化は無視できるほど小さいため、レンズ枠３自体の磁化の影響を受けることなく、スペーサ２７を任意の位置に配置することが可能となる。
この図４Ｂで説明したレンズ鏡筒の組立方法では、スペーサ２７を配置する第１レンズ１のレンズ面(第２レンズ２に対向する側)は略平面となっている。
図４Ｂのように、スペーサ２７を配置する第１レンズ１のレンズ面が平面の場合や凸面の場合には、スペーサ２７がレンズ枠３の内壁から離れる方向には力がかからない。
しかし、図５に示すような、スペーサ２７を配置する第１レンズ１００のレンズ面が凹面、つまりレンズ枠３内側に向かって徐々に低くなる傾斜面となっている場合には、スペーサ２７を配置したとき、内壁から離れる方向に、
Ｆ2＝（ｍｇ）ｃｏｓθ
の力がかかる。ここで、ｍはスペーサ２７の質量、ｇは重力加速度、θはスペーサ２７を配置する第１レンズ１００のレンズ面の傾斜角である。
よって、図５で示すような構成で組立を行う場合、磁気発生器８によりスペーサ２７をレンズ枠３の内壁に引き寄せる吸引力Ｆ1がＦ1＞Ｆ2となるように、レンズ枠３、スペーサ２７、磁気発生器８を選択する必要がある。
磁極の強さＭ１を有するスペーサ２７を、磁極の強さＭ２を有する磁気発生器８で吸引した場合、吸引力Ｆ1は、
Ｆ1＝（１／４πμ）（Ｍ１Ｍ２／ｔ２）
となる。
ここで、ｔはレンズ枠３の壁厚、μはレンズ枠３の材料の透磁率である。
よって、Ｆ1―Ｆ2＞０を満たすように、レンズ枠３の材質、壁厚を選択することにより、スペーサ２７を配置したとき、内壁から離れる方向にＦ2の力がかかる場合においてもレンズ枠３に当接するようにスペーサ２７を配置することが可能となる。
以上の説明から、レンズ枠３の壁厚ｔを、
Figure 2007310343
の条件を満たすように決定することにより、スペーサ２７を配置する第１レンズ１００のレンズ面が、レンズ枠３の内側に向かって徐々に下がる傾斜面となっている場合においても、磁気発生器８によりスペーサ２７を吸引することが可能となる。
ここで、スペーサ２７をレンズ枠３内にピンセットなどの保持具を用いて配置する場合、それぞれのスペーサ２７を配置したい位置の近傍まで保持しておかなければ、磁気発生器８が複数配置されていることから、意図しない方向にスペーサ２７が引き寄せられてしまう場合がある。
そこで、図６(a),図６(b)に示すスペーサ用ガイド９を使用する。なお、図６(a)は、図６(b)のVIa−VIa線から見た断面図であり、図６(b)は、図６(a)のVIb−VIb線から見た断面図である。このスペーサ用ガイド９を使用することにより、それぞれのスペーサ２７を、スペーサ用ガイド９を通してレンズ枠３内に挿入することによって、スペーサ２７を配置したい位置の近傍まで保持することなく、それぞれの磁気発生器８により引き寄せられる位置に容易にスペーサ２７を配置することができる。
また、スペーサ２７は、第１,第２レンズ１,２が構成するレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置され、かつ、第１,第２レンズ１,２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
次に、図４Ｃに示すように、レンズ枠３に第２レンズ２を挿入した後、レンズ枠３の段部２３を利用して、第２レンズ２とレンズ枠３との間を接着剤１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
一般的に、レンズ鏡筒の組立でレンズを固定するときには、接着剤として紫外線硬化樹脂が使用されている。この場合、第２レンズ２とレンズ枠３との間に紫外線硬化樹脂を塗布した後、紫外線を照射し、硬化すればよい。
以上に説明したレンズ鏡筒の組立方法を用いることにより、レンズ枠３の外側に設けた磁気発生器８がスペーサ２７の動きを規制するため、容易に所定の位置にスペーサ２７を配置することができる。
また、磁気発生器８によりスペーサ２７は、レンズ枠３の内壁に当接した状態で動きが規制されるため、その後の組立のときにもスペーサ２７はレンズ枠３の内壁から離れることがなく、第１,第２レンズ１,２とスペーサ２７の接触点のずれによるレンズの倒れを防ぐことができる。
上記レンズ鏡筒および組立方法によれば、レンズ枠３外に配置された磁気発生器８の磁気力により磁性体からなるスペーサ２７を所定の位置に吸い寄せて、スペーサ２７の動きを規制することにより、組立時に第１,第２レンズ１,２間にスペーサ２７を動かないように容易に配置でき、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠３内の第１,第２レンズ１,２の倒れを確実に防止することができる。
また、上記第１レンズ１上に配置されたスペーサ２７の数と同じ数の磁極を有する磁気発生器８を、レンズ枠３外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠３内にスペーサ２７を周方向に等間隔に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、スペーサ２７を所定位置に配置するためのスペーサ用ガイド９を使用することによって、スペーサ２７を所定の位置に容易に配置することができる。
また、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に、上記スペーサ２７を配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
なお、上記第２実施形態では、レンズ枠３に挿入する第１,第２レンズ１,２の外径を同径としているが、第１,第２レンズ１,２の外径が異なる場合にも同様の方法でレンズ鏡筒の組立を行うことが可能である。
そのときは、図７に示すように、段付のレンズ枠１１を使用することにより、異なる径のレンズを使用した場合においても、図４Ａ〜図４Ｃに説明した方法と同様の手順でレンズ鏡筒の組立が可能である。
図７に示すレンズ鏡筒では、レンズ枠１１は、内周の下端側から小径部１１a,中径部１１bおよび大径部１１cを有している。上記レンズ枠１１の中径部１１bに挿入された第１レンズ１のレンズ面の外周部が、その小径部１１aと中径部１１bとの間の段部２１に当接している。また、上記レンズ枠１１の大径部１１cに第２レンズ２を挿入している。
また、スペーサ２７の寸法については、前述の場合と同様、レンズ系を通過する有効光線の領域外に配置され、かつ、第１,第２レンズ１,２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
また、この第２実施形態では、３つのスペーサ２７を配置しているが、３以上のスペーサ２７を配置する場合には、磁気発生器８を、スペーサ２７を配置したい位置にあわせて複数設置し、図４Ａ〜図４Ｃに示した方法と同様の方法で組立を行えばよい。
〔第３実施形態〕
図８は、この発明の第３実施形態のレンズ鏡筒の断面を示している。この第３実施形態のレンズ鏡筒は、レンズにスペーサを接着剤により固定することを除いて第２実施形態のレンズ鏡筒と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付している。
図８に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠３の内壁に当接する球形状の３つのスペーサ２７により構成されている。また、スペーサ２７は、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むと共に、第１レンズ１のレンズ面に接着剤１０で固定されている。
次に、この第３実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について図９Ａ〜図９Ｄに従って説明する。図９Ａ〜図９Ｄはこの第３実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第２実施形態で示した組立方法と同様、図９Ａに示すように、レンズ枠３に第１レンズ１を挿入する。
次に、図９Ｂに示すように、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置に接着剤１０を塗布した後、図９Ｃに示すようにスペーサ２７を磁気発生器８により任意の位置に配置する。
最後に、図９Ｄに示すようにレンズ枠３に第２レンズ２を挿入した後、第２レンズ２とレンズ枠３間を接着剤１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
ここで、第２実施形態と同様、接着剤１０として紫外線硬化樹脂を用いた場合には、図９Ｄに示す工程を終えた後に紫外線を照射し、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置に塗布した接着剤１０と、第２レンズ２とレンズ枠３間に塗布した接着剤１０を同時に硬化すればよい。
上記第３実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第１実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
また、上記接着剤１０により第１レンズ１にスペーサ２７を固定することにより、スペーサ２７を第１,第２レンズ１,２それぞれの対向するレンズ面で挟み込んだだけの場合よりも、より強固に所定の位置に固定することができ、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
また、第２レンズ２とスペーサ２７が接する位置に接着剤１０を塗布して固定した場合にも同様の効果を得られ、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置と、第２レンズ２とスペーサ２７が接する位置の両方に、接着剤１０を塗布し固定した場合にも同様の効果を得ることができる。
また、第１レンズ１または第２レンズ２に、スペーサ２７を接着剤１０により固定する場合、接着剤１０の塗布領域については、レンズ系を通過する有効光線の領域外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の光学特性に接着剤１０が影響することなくスペーサ２７を固定することができる。
〔第４実施形態〕
図１０は、この発明の第４実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。
図１０に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠３の内壁に当接する球形状の３つのスペーサ２７により構成されている。
また、スペーサ２７は、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むと共に、第１レンズ１のレンズ面および第２レンズ２のレンズ面に遮光性樹脂１２で固定されている。ここで、遮光性樹脂１２としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に黒色顔料を含有された遮光性黒色樹脂等が挙げられる。
図１１Ａ〜図１１Ｄは、この第４実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第２,第３実施形態で示したレンズ鏡筒の組立方法と同様、図１１Ａに示すように、レンズ枠３に第１レンズ１を挿入する。
次に、図１１Ｂに示すように、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置に遮光性樹脂１２を塗布した後、図１１Ｃに示すように、スペーサ２７を磁気発生器８により任意の位置に配置する。
最後に、図１１Ｄに示すように、第２レンズ２とスペーサ２７が接する位置に遮光性樹脂１２を塗布した後、第２レンズ２をレンズ枠３に挿入し、第２レンズ２とレンズ枠３間に接着剤１０を塗布し、接着剤１０および遮光性樹脂１２を硬化させることによってレンズ鏡筒が完成する。
この第４実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第２,第３実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
上記スペーサ２７の一例としては、表面に光沢をもつ、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料の金属球が挙げられる。そのため、スペーサ２７表面における反射光が迷光となり、その迷光が、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を及ぼす可能性がある。
このような迷光を防止する例として、スペーサの外周にメッキ等の方法により黒色、つや消し等の表面処理を施し、球表面からの反射を防ぐ方法が挙げられるが、この場合、表面処理によるコストおよびタクトの増加や、表面処理後の外形寸法ばらつきの発生等の問題が生じる。
しかし、上記第３実施形態で示した遮光性樹脂１２を用いたレンズ鏡筒の組立方法の場合、スペーサ２７に表面処理を行うことなく迷光を防止することが可能であるため、表面処理によるコストおよびタクトの改善を図ることができる。
また、上記第１レンズ２と各スペーサ２７の接触部および第２レンズ２と各スペーサ２７の接触部に遮光性樹脂１２を塗布することにより、スペーサ２７を第１,第２レンズ１,２に確実に固定することができる。
ここで、遮光性樹脂１２の塗布領域については、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を与えることなく、スペーサ２７による迷光を防止することができる。
〔第５実施形態〕
図１２Ａはこの発明の第５実施形態のレンズ鏡筒が組み込まれたカメラモジュールの分解斜視図を示している。
図１２Ａにおいて、４０はレンズユニット、４１はレンズ駆動モータユニット、４２は受光部の一例としての撮像素子を有するセンサーユニットである。また、レンズユニット４０は、被写体側から順に、第１レンズホルダ４３と、第２レンズホルダ４４と、第３レンズホルダ４５とを備えている。また、レンズユニット４０は、所定の間隔をあけてかつ光軸方向に平行に配置された３つのガイド軸４６を備えている。上記第２レンズホルダ４４と第３レンズホルダ４５は、レンズ駆動モータユニット４１によりガイド軸４６に沿って移動する。
また、図１２Ｂは上記カメラモジュールを構成するレンズユニットの断面図を示している。このレンズユニット４０は、被写体側の第１レンズホルダ４３に第１レンズ群５１を保持し、第２レンズホルダ４４に第２レンズ群５２を保持し、第４レンズホルダ４５は第３レンズ群５３を保持している。また、レンズユニット４０の基部４８の撮像側に、第４レンズ群５４を保持すると共に、ガラスカバー５５を有するセンサーユニット４２を取り付けている。なお、図１２Ｂにおいて、４７は第２レンズホルダ４４と第３レンズホルダ４５をガイド軸４６に沿って駆動するためのリードスクリューである。
このカメラモジュールでは、第４レンズホルダ４５に保持された第３レンズ群５３に、第１〜第４実施形態のレンズ鏡筒を用いている。
また、図１２Ｃは上記カメラモジュールのレンズ系の構成を示している。図１２Ｃに示すように、左側の被写体側から順に、第１レンズ群５１、第２レンズ群５２、第３レンズ群５３、第４レンズ群５４、ガラスカバー５５、撮像素子５６を配置している。
上記第１〜第４実施形態で説明したレンズ鏡筒によれば、レンズ鏡筒が絞り部分に配置されたレンズ系をとる図１２Ａに示すカメラモジュールのように、光束が集中する付近にスペーサが配置されている場合においても、遮光性樹脂によりスペーサ表面からの反射による迷光が防止され、光学性能の低下を防止することが可能となる。
また、レンズ鏡筒内にはスペーサ位置決め用の構造物を形成する必要が無いため、従来のスペーサを用いたレンズ鏡筒に比べ、有効領域の確保と鏡筒径の小型化が可能であり、結果としてレンズ系全体を小型化できる効果がある。
〔第６実施形態〕
図１６はこの発明の第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。
図１６に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ５０１,５０２と、それぞれの第１,第２レンズ５０１,５０２の光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠５０３と、上記第１,第２レンズ５０１,５０２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠５０３の内壁に当接する３つの磁性材料からなる球体のスペーサ５０７により構成されている。ここで、スペーサ５０７は、第１レンズ５０１および第２レンズ５０２の曲面に当接した状態で介在され、両第１,第２レンズ５０１,５０２の間隔を決定する。
また、上記スペーサ５０７の一般的な例としては、クロム球や磁性を持つステンレス球などがあり、外形寸法の誤差が数μｍもしくは０．数μｍ程度であるため、レンズ間のレンズ間隔の精度の誤差を数μｍもしくは０．数μｍで設定することができる。
上記レンズ枠５０３は、内周の下端側近傍に設けられた段部５２０を有し、その段部５２０に第１レンズ５０１のレンズ面の外周部が当接している。また、上記レンズ枠５０３の外側には、スペーサ５０７の位置決めを行うための３個のスペーサ位置決め用磁石５０８がレンズ枠５０３の周方向を略三等分した１２０°の間隔で配置されている。ここで、スペーサ位置決め用磁石５０８の代わりに、電磁石などの磁気発生器を用いてもよい。
ここで、この第６実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明する。図１７Ａ〜図１７Ｃはこの第６実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明するための図である。なお、図１７Ｂ(a)は、図１７Ｂ(b)のXVIIBa−XVIIBa線から見た断面図であり、図１７Ｂ(b)は、図１７Ｂ(a)のXVIIBb−XVIIBb線から見た断面図である。
最初に、図１７Ａに示すように、レンズ枠５０３に第１レンズ５０１を挿入する。上記レンズ枠５０３の内周の段部５２０に第１レンズ５０１の一方のレンズ面の外周部が当接する。
ここで、レンズ枠５０３の内径が第１,第２レンズ５０１,５０２の外径よりも大きい場合、レンズ枠５０３の内壁と第１,第２レンズ５０１,５０２の間に隙間が生じ、結果として組立後に第１,第２レンズ５０１,５０２間にずれが生じてしまうため、レンズ枠５０３の内径は第１,第２レンズ５０１,５０２の外形と同様もしくは小さくする必要がある。
次に、図１７Ｂに示すように、スペーサ５０７をレンズ枠５０３内に配置する。
このとき、スペーサ５０７は、レンズ枠５０３の外側に配置されたスペーサ位置決め用磁石５０８に引き寄せられ、レンズ枠５０３の内壁に当接し、かつ、第１,第２レンズ５０１,５０２の周方向を略三等分した等配位置に位置決めされる。
ここで、スペーサ５０７をレンズ枠５０３内にピンセットなどの保持具を用いて配置する場合、それぞれのスペーサ５０７を配置したい位置の近傍まで保持しておかなければ、スペーサ位置決め用磁石５０８が複数配置されていることから、意図しない方向にスペーサ５０７が引き寄せられてしまう場合がある。
そこで、図１８(a),図１８(b)に示すスペーサ用ガイド５０９を使用する。なお、図１８(a)は、図１８(b)のXVIIIa−XVIIIa線から見た断面図であり、図１８(b)は、図１８(a)のXVIIIb−XVIIIb線から見た断面図である。このスペーサ用ガイド５０９を使用することにより、それぞれのスペーサ５０７を、スペーサ用ガイド５０９を通してレンズ枠５０３内に挿入することによって、スペーサ５０７を配置したい位置の近傍まで保持することなく、それぞれのスペーサ位置決め用磁石５０８により引き寄せられる位置に容易にスペーサ５０７を配置することができる。
上記スペーサ用ガイド５０９に使用する材質としては、スペーサ用ガイド５０９にスペーサ５０７が引き寄せられないよう、スペーサ位置決め用磁石５０８による磁化の影響が無視できるような、常磁性材料もしくは反磁性材料等の材質とする。
また、上記レンズ枠５０３に使用する材質としては、レンズ枠５０３にスペーサ５０７が引き寄せられないよう、スペーサ位置決め用磁石５０８による磁化の影響が無視できるような、常磁性材料もしくは反磁性材料等の材質とする。
上記レンズ枠５０３に使用する非磁性材質の具体例としては、ポリカーボネート等の樹脂材料などが挙げられるが、スペーサ位置決め用磁石５０８による磁化の影響が無視できるような、常磁性材料もしくは反磁性材料であれば、これに限らない。
また、スペーサ５０７は、レンズ有効径外に配置され、かつ第１,第２レンズ５０１,５０２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
次に、図１７Ｃに示すように、レンズ枠５０３に第２レンズ５０２を挿入し、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間を接着剤５１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
一般的に、レンズ鏡筒の組立でレンズを固定するときには、接着剤として紫外線硬化樹脂が使用されている。この場合、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間に紫外線硬化樹脂を塗布した後、紫外線を照射し、硬化すればよい。
以上に説明したレンズ鏡筒の組立方法を用いることにより、レンズ枠５０３の外側に設けたスペーサ位置決め用磁石５０８がスペーサ５０７の動きを規制するため、容易に所定の位置にスペーサ５０７を配置することができる。
また、スペーサ位置決め用磁石５０８によりスペーサ５０７は、レンズ枠５０３の内壁に当接した状態で動きが規制されるため、その後の組立のときにもスペーサ５０７はレンズ枠５０３の内壁から離れることがなく、第１,第２レンズ５０１,５０２とスペーサ５０７の接触点のずれによるレンズの倒れを防ぐことができる。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、レンズ枠５０３外に配置されたスペーサ位置決め用磁石５０８の磁気力により磁性材料からなるスペーサ５０７を所定の位置に吸い寄せて、スペーサ５０７の動きを規制することにより、組立時に第１,第２レンズ５０１,５０２間にスペーサ５０７を動かないように容易に配置でき、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠５０３内の第１,第２レンズ５０１,５０２の倒れを確実に防止することができる。
また、上記第１レンズ５０１上に配置されたスペーサ５０７の数と同じ数の磁極を有するスペーサ位置決め用磁石５０８を、レンズ枠５０３外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠５０３内にスペーサ５０７を周方向に等間隔に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、スペーサ５０７を所定位置に配置するためのスペーサ用ガイド５０９を使用することによって、スペーサ５０７を所定の位置に容易に配置することができる。
また、上記球体のスペーサ５０７を第１,第２レンズ５０１,５０２の有効径外に配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
なお、上記第６実施形態では、レンズ枠５０３に挿入する第１,第２レンズ５０１,５０２の外径を同径としているが、第１,第２レンズ５０１,５０２の外径が異なる場合にも同様の方法でレンズ鏡筒の組立を行うことが可能である。
そのときは、図１９に示すように、段付のレンズ枠５１１を使用することにより、異なる径のレンズを使用した場合においても、図１７に説明した方法と同様の手順でレンズ鏡筒の組立が可能である。
図１９に示すレンズ鏡筒では、レンズ枠５１１は、内周の下端側から小径部５１１a,中径部５１１bおよび大径部５１１cを有している。上記レンズ枠５１１の中径部５１１bに挿入された第１レンズ５０１のレンズ面の外周部が、その小径部５１１aと中径部５１１bとの間の段部５２１に当接している。また、上記レンズ枠５１１の大径部５１１cに第２レンズ５０２を挿入している。
また、スペーサ５０７の寸法については、前述の場合と同様、レンズ有効径外に配置され、かつ、第１,第２レンズ５０１,５０２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
また、この第６実施形態では、３つのスペーサ５０７を配置しているが、３以上のスペーサ５０７を配置する場合には、スペーサ位置決め用磁石５０８を、スペーサ５０７を配置したい位置にあわせて複数設置し、図１７Ａ〜図１７Ｃに示した方法と同様の方法で組立を行えばよい。
〔第７実施形態〕
図２０は、この発明の第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。この第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、レンズにスペーサを接着剤により固定することを除いて第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付している。
図２０に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ５０１,５０２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠５０３と、上記第１,第２レンズ５０１,５０２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠５０３の内壁に当接する３つの磁性材料からなる球体のスペーサ５０７により構成されている。また、スペーサ５０７は、第１レンズ５０１のレンズ面に接着剤５１０で固定されている。
次に、この第７実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について図２１Ａ〜図２１Ｄに従って説明する。図２１Ａ〜図２１Ｄはこの第７実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第６実施形態で示した組立方法と同様、図２１Ａに示すように、レンズ枠５０３に第１レンズ５０１を挿入する。
次に、図２１Ｂに示すように、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置に接着剤５１０を塗布した後、図２１Ｃに示すようにスペーサ５０７をスペーサ位置決め用磁石５０８により任意の位置に配置する。
最後に、図２１Ｄに示すようにレンズ枠５０３に第２レンズ５０２を挿入した後、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間を接着剤５１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
ここで、第６実施形態と同様、接着剤５１０として紫外線硬化樹脂を用いた場合には、図２１Ｄに示す工程を終えた後に紫外線を照射し、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置に塗布した接着剤５１０と、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間に塗布した接着剤５１０を同時に硬化すればよい。
上記第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
また、上記接着剤５１０により第１レンズ５０１にスペーサ５０７を固定することにより、スペーサ５０７を第１,第２第１レンズ５０１,２それぞれの対向するレンズ面で挟み込んだだけの場合よりも、より強固に所定の位置に固定することができる。
また、第２レンズ５０２とスペーサ５０７が接する位置に接着剤５１０を塗布して固定した場合にも同様の効果を得られ、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置と、第２レンズ５０２とスペーサ５０７が接する位置の両方に、接着剤５１０を塗布し固定した場合にも同様の効果を得ることができる。
また、第１レンズ５０１または第２レンズ５０２に、スペーサ５０７を接着剤５１０により固定する場合、接着剤５１０の塗布領域については、レンズの有効径外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の光学特性に接着剤５１０が影響することなくスペーサ５０７を固定することができる。
〔第８実施形態〕
図２２は、この発明の第８実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。
図２２に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ５０１,５０２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠５０３と、上記第１,第２レンズ５０１,５０２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠５０３の内壁に当接する３つの磁性材料からなる球体のスペーサ５０７により構成されている。
また、スペーサ５０７は、第１レンズ５０１のレンズ面および第２レンズ５０２のレンズ面に遮光性樹脂５１２で固定されている。ここで、遮光性樹脂５１２としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に黒色顔料を含有された遮光性黒色樹脂等が挙げられる。
図２３Ａ〜図２３Ｄは、この第８実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第６,第７実施形態で示したレンズ鏡筒の組立方法と同様、図２３Ａに示すように、レンズ枠５０３に第１レンズ５０１を挿入する。
次に、図２３Ｂに示すように、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置に遮光性樹脂５１２を塗布した後、図２３Ｃに示すように、スペーサ５０７をスペーサ位置決め用磁石５０８により任意の位置に配置する。
最後に、図２３Ｄに示すように、第２レンズ５０２とスペーサ５０７が接する位置に遮光性樹脂５１２を塗布した後、第２レンズ５０２をレンズ枠５０３に挿入し、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３との間に接着剤５１０を塗布し、接着剤５１０および遮光性樹脂５１２を硬化させることによってレンズ鏡筒が完成する。
この第８実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
上記スペーサ５０７の例としては、クロム球や磁性をもつステンレス球等が挙げられ、これらはいずれも表面に光沢をもつ金属球となっている。そのため、スペーサ５０７表面における反射光が迷光となり、その迷光が、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を及ぼす可能性がある。
このような迷光を防止する例として、スペーサの球面外周にメッキ等の方法により黒色、つや消し等の表面処理を施し、球表面からの反射を防ぐ方法が挙げられるが、この場合、表面処理によるコストおよびタクトの増加や、表面処理後のスペーサ外形寸法ばらつきの発生等の問題が生じる。
しかし、上記第８実施形態で示した遮光性樹脂５１２を用いたレンズ鏡筒の組立方法の場合、スペーサ５０７に表面処理を行うことなく迷光を防止することが可能であるため、表面処理によるコストおよびタクトの改善を図ることができる。
また、上記第１レンズ５０２と各スペーサ５０７の接触部および第２レンズ５０２と各スペーサ５０７の接触部に遮光性樹脂５１２を塗布することにより、スペーサ５０７を第１,第２レンズ５０１,５０２に確実に固定することができる。
ここで、遮光性樹脂５１２の塗布領域については、図２４に示すように、各スペーサ５０７の外形(直径ｄ)以上、すなわち遮光性樹脂５１２によりスペーサ５０７の外周が覆われ、鏡筒端側からスペーサ５０７が見えなくなる程度とし、かつ、第１,第２レンズ５０１,５０２の有効径外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を与えることなく、スペーサ５０７による迷光を防止することができる。
上記第１〜第８実施形態では、球形状(または球体)のスペーサを用いたが、スペーサの形状はこれに限らないのは勿論である。
例えば、図２５に示すように、円筒形状のスペーサを使用した場合にも、第１,第２レンズ１,２とスペーサ７の接触点が、第１,第２レンズ１,２の光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されることになり、球形状のスペーサを使用した場合と同様に、高精度でレンズ間の光軸を合わせることが可能となる。
よって、スペーサ７の形状に関しては、第１,第２レンズ１,２とスペーサ７の接触点が、第１,第２レンズ１,２の光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されるものであればよい。
上記第１〜第８実施形態では、第１,第２レンズの互いに向かい合う面が凸面と平坦面との組み合わせによる場合を説明したが、これに限定されず、凸面と凸面、凸面と凹面、平坦面同士、平坦面と凹面、凹面同士等の組み合わせによるレンズ間の間隔を確保するためにこの発明を適用することができる。
また、上記第１〜第８実施形態では、クロム球やステンレス球等の磁性材料からなる球体のスペーサを用いたレンズ鏡筒の組立方法について説明したが、スペーサはこれに限らず、スペーサ位置決め用磁石により吸引される磁性材料を含むものであればよい。
また、上記第６〜第８実施形態では、スペーサ位置決め用磁石５０８として永久磁石を用いたが、スペーサ位置決め用磁石はこれに限らず、電磁石などであってもよく、スペーサの数と同じ数の磁極を有するスペーサ位置決め用磁石の磁極が、レンズ枠外に周方向に等間隔に配置されたものであればよい。
また、上記第１〜第８実施形態では、接着剤１０,５１０,遮光性樹脂１２,５１２により第１レンズ１,５０１にスペーサ７,２７,５０７を固定したが、スペーサの固定方法はこれに限らない。
また、上記第１〜第８実施形態では、レンズ枠３,５０３を円筒形状としたが、レンズ枠はこれに限らず、レンズを保持可能な筒状のものであればよい。
また、レンズ鏡筒として、
複数枚のレンズと、
上記複数枚のレンズの光軸を一致させて保持する筒状のレンズ枠と、
上記複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面および上記レンズ枠の内壁に当接する３つ以上の球体のスペーサと
を備え、
上記球体のスペーサは磁性材料を含むことを特徴とするものでもよい。
上記構成のレンズ鏡筒によれば、複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚の第１,第２レンズのレンズ面間に３つ以上の磁性材料を含む球体のスペーサを備えた構成にすることによって、組立時にレンズ枠外にスペーサ位置決め用磁石を配置することにより、周方向、径方向において球体のスペーサの動きを規制することが可能となる。つまり、レンズ枠内でレンズを所定の間隔をおいて保持するためのスペーサに磁性材料を含む球体を用いて、磁性材料を含む球体を、レンズ枠外に配置されたスペーサ位置決め用磁石の磁気力により所定の位置に吸引して、組立時にレンズ間に球体を動かないように容易に配置することが可能となる。したがって、組立時にレンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内のレンズの倒れを確実に防止できる。
また、上記レンズ鏡筒において、上記レンズ枠の構成材料を、常磁性材料もしくは反磁性材料としてもよい。
上記レンズ鏡筒によれば、レンズ枠の構成材料を、磁気発生器による磁化の影響を無視できる常磁性材料もしくは反磁性材料とすることにより、球体のスペーサがレンズ枠に吸引されることなく、スペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、レンズ鏡筒の組立方法として、
複数枚のレンズと、
上記複数枚のレンズの光軸を一致させて保持する筒状のレンズ枠と、
上記複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面および上記レンズ枠の内壁に当接する磁性材料を含む球体のスペーサと
を備えたレンズ鏡筒の組立方法であって
上記筒状のレンズ枠に、上記２枚のレンズのうちの一方の第１レンズを挿入する第１の工程と、
上記レンズ枠内に挿入された上記第１レンズ上に、上記球体のスペーサを３つ以上配置する第２の工程と、
上記レンズ枠外にスペーサ位置決め用磁石を配置して、上記スペーサ位置決め用磁石の磁極と上記レンズ枠内に配置された上記球体のスペーサとの間の吸引力によって、上記球体のスペーサの位置決めを行う第３の工程と、
上記スペーサ位置決め用磁石により上記球体のスペーサが位置決めされた状態で、上記レンズ枠内に上記２枚のレンズのうちの他方の第２レンズを挿入し、上記レンズ枠に上記第２レンズを固定する第４の工程と
を有することを特徴とするものでもよい。
上記構成のレンズ鏡筒の組立方法によれば、複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚の第１,第２レンズのレンズ面間に３つ以上の球体のスペーサを備えたレンズ鏡筒において、レンズ枠外にスペーサ位置決め用磁石を配置することにより、周方向、径方向において磁性材料を含む球体のスペーサの動きを規制する。つまり、レンズ枠内で第１,第２レンズを所定の間隔をおいて保持するためのスペーサに磁性材料を含む球体を用いて、その磁性材料を含む球体を、レンズ枠外に配置されたスペーサ位置決め用磁石の磁気力により所定の位置に吸引して、球体の動きを規制することにより、組立時にレンズ間に球体を動かないように容易に配置できる。したがって、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内のレンズの倒れを確実に防止できる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、
上記スペーサ位置決め用磁石の磁極の数は、上記第１レンズ上に配置された上記球体のスペーサの数と同じであり、
上記第３の工程において、上記スペーサ位置決め用磁石の磁極を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、上記第１レンズ上に配置された上記球体のスペーサの数と同じ数の磁極を有するスペーサ位置決め用磁石を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠内に球体のスペーサを周方向に等間隔に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記球体のスペーサを所定位置に配置するためのスペーサ用ガイドを使用してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、スペーサ用ガイドを使用することによって、球体のスペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記レンズ枠の構成材料を、常磁性材料もしくは反磁性材料としてもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、レンズ枠の構成材料を、磁気発生器による磁化の影響を無視できる常磁性材料もしくは反磁性材料とすることにより、球体のスペーサがレンズ枠に吸引されることなく、球体のスペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第２の工程において、上記球体のスペーサを上記第１,第２レンズの有効径外に配置してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、球体のスペーサを第１,第２レンズの有効径外に配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第１,第２レンズの少なくとも一方に上記球体のスペーサを接着剤で固定する第５の工程を有してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、上記第１,第２レンズの少なくとも一方に球体のスペーサを接着剤で固定することにより、レンズ面間で球体のスペーサを挟んだだけの場合よりも、より強固に球体のスペーサを所定の位置に固定することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記球体のスペーサを固定する上記接着剤の塗布領域は、第１,第２レンズの有効径外としてもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、接着剤の塗布領域をレンズの有効径外とすることによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えることなく球体のスペーサの固定ができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第１,第２レンズと上記球体のスペーサを固定する上記接着剤を遮光性樹脂としてもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、球体のスペーサの固定に遮光性樹脂を使用することにより、球体のスペーサの固定と同時に、スペーサ表面からの反射による迷光を防止できる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第４の工程において、上記第１レンズと上記各球体のスペーサの接触部および上記第２レンズと上記各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、第１レンズと各スペーサの接触部および上記第２レンズと各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布することにより、球体のスペーサの固定を確実に行うことができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記遮光性樹脂の塗布領域を上記各スペーサの外形以上とし、かつ、上記レンズの有効径外に上記遮光性樹脂を塗布してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、遮光性樹脂の塗布領域を、各スペーサの直径以上かつレンズの有効径外とすることにより、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えることなく球体のスペーサの固定および反射による迷光を防止できる。
この発明は、レンズ間の間隔誤差、レンズ倒れを抑え、高精度な組立ができるレンズ鏡筒と、その組立方法と、そのレンズ鏡筒を用いたカメラモジュールに利用可能である。
図１はこの発明の第１実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図２は上記レンズ鏡筒においてスペーサの固定に遮光性樹脂を使用したときの断面図である。 図３はこの発明の第２実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図４Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を説明するための図である。 図４Ｂは図４Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図であり、図４Ｂ(a)は図４Ｂ(b)のIVBa−IVBa線から見た横断面図であり、図４Ｂ(b)は図４Ｂ(a)のIVBb−IVBb線から見た縦断面図である。 図４Ｃは図４Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図５は上記スペーサを配置する第１レンズ面が、レンズ枠の内側への傾斜面となっている場合において、組立を行うことが可能な条件について説明するための説明図である。 図６(a)はスペーサ用ガイドを使用してスペーサを配置する方法について説明するための上面図であり、図６(a)は図６(b)のVIa−VIa線から見た横断面図であり、図６(b)は図６(a)のVIb−VIb線から見た縦断面図である。 図７は異なる径のレンズを使用した場合のレンズ鏡筒の組立方法について説明するための説明図である。 図８はこの発明の第３実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図９Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図９Ｂは図９Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図９Ｃは図９Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図９Ｄは図９Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１０はこの発明の第４実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図１１Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１１Ｂは図１１Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１１Ｃは図１１Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１１Ｄは図１１Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１２Ａはこの発明の第５実施形態のレンズ鏡筒が組み込まれたカメラモジュールの分解斜視図である。 図１２Ｂは図１２Ａに示すカメラモジュールを構成するレンズユニットの断面図である。 図１２Ｃは図１２Ａに示すカメラモジュールのレンズ系を示す図である。 図１３は従来のレンズ鏡筒について説明するための説明図である。 図１４Ａは鋼球をスペーサとして使用した、従来のレンズ鏡筒の一例について説明するための説明図である。 図１４Ｂは従来のレンズ鏡筒において鋼球をスペーサとして使用した例について説明するための説明図である。 図１５は従来のレンズ鏡筒において平坦面にスペーサを配置した例ついて説明するための説明図である。 図１６はこの発明の第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面図である。 図１７Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順をするための図である。 図１７Ｂは図１７Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図であり、図１７Ｂ(a)は図１７Ｂ(b)のXVIIBa−XVIIBa線から見た横断面図であり、図１７Ｂ(b)は図１７Ｂ(a)のXVIIBb−XVIIBb線から見た縦断面図である。 図１７Ｃは図１７Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１８(a)はスペーサ用ガイドを使用して球体を配置する方法について説明するための上面図であり、図１８(a)は図１８(b)のXVIIIa−XVIIIa線から見た横断面図であり、図１８(b)は図１８(a)のXVIIIb−XVIIIb線から見た縦断面図である。 図１９は異なる径のレンズを使用した場合のレンズ鏡筒の組立方法について説明するための説明図である。 図２０はこの発明の第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面図である。 図２１Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２１Ｂは図２１Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２１Ｃは図２１Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２１Ｄは図２１Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２２はこの発明の第８実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面図である。 図２３Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２３Ｂは図２３Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２３Ｃは図２３Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２３Ｄは図２３Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２４は遮光性樹脂の塗布領域について説明するための説明図である。 図２５(a)は円筒形状のスペーサを使用した場合のレンズ鏡筒の上面図であり、図２５（a）は図２５（ｂ）のXXVa−XXVa線から見た横断面図であり、図２５(b)は図２５(a)のXXVb−XXVb線から見た縦断面図である。
符号の説明
１,１００…第１レンズ
２…第２レンズ
３…レンズ枠
４…間隔環
５…レンズ鏡筒
７,２７…スペーサ
８…磁気発生器
９…スペーサ用ガイド
１０…接着剤
１１…レンズ枠
１２…遮光性樹脂
２０,２１,２２…段部
５０１…第１レンズ
５０２…第２レンズ
５０３…レンズ枠
５０４…間隔環
５０５…レンズ鏡筒
５０７…球体
５０８…スペーサ位置決め用磁石
５０９…スペーサ用ガイド
５１０…接着剤
５１１…レンズ枠
５１２…遮光性樹脂
５２０,５２１,５２２…段部
この発明は、レンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびカメラモジュールに関し、詳しくは、複数枚のレンズをレンズ枠に固定して保持するレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびそのレンズ鏡筒を用いたカメラモジュールに関する。
従来、レンズ鏡筒としては、撮影光学系として一つまたは複数のレンズ群が組み込まれたものがある。このようなレンズ群を構成する複数枚のレンズとこれらのレンズを組み込んで保持するレンズ枠とによって、レンズ鏡筒を組み立てることが一般に行われている。このレンズ鏡筒におけるレンズ群において、複数枚のレンズをレンズ枠内に所定の間隔をおいて組み込み固定して保持するための方法として、図１３に示すレンズ鏡筒の組立方法が知られている。このレンズ鏡筒の組立方法では、一方向からレンズ１０１,１０２をレンズ枠１０３内に組み込み、かつレンズ１０１,１０２間に所定の間隔を確保するように所定の厚みを有するように予め加工した間隔環１０４を挟み込み、レンズ鏡筒１０５を形成する。
しかし、図１３に示すレンズ鏡筒の組立方法の場合、レンズ枠１０３の内壁と間隔環１０４との間に隙間を必要とするため、間隔環１０４が偏心した場合、間隔環１０４とレンズ１０１(もしくはレンズ１０２)との接触点がずれて、レンズ１０１(もしくはレンズ１０２)が傾く場合がある。
そこで、このようなレンズの倒れを防ぐ方法として、図１４Ａ,図１４Ｂに示すような構成のレンズ鏡筒が提案されている(特開平９−３１８８５８号公報(特許文献１)参照)。なお、図１４Ａ(a)は図１４Ａ(b)のXIVAa−XIVAa線から見た横断面図であり、図１４Ａ(b)は図１４Ａ(a)のXIVAb−XIVAb線から見た縦断面図であり、図１４Ｂ(a)は図１４Ｂ(b)のXIVBb−XIVBb線から見た横断面図であり、図１４Ｂ(b)は図１４Ｂ(a)のXIVBa−XIVBa線から見た縦断面図である。
このレンズ鏡筒は、図１４Ａ(図１４Ｂ)に示すように、レンズ枠２０３(３０３)内でレンズ２０１,２０２(３０１,３０２)間を所定の間隔をおいて保持するための従来の間隔環に相当する部品として、少なくとも三個の鋼球２０６(３０６)を用い、かつこれらの鋼球２０６(３０６)をレンズ２０１,２０２(３０１,３０２)の周方向において略三分割した等配位置に配置する。これにより、レンズ２０１,２０２(３０１,３０２)間の間隔を鋼球２０６(３０６)の径寸法によって所定の値に設定して組み立てている。
一般に、市販されている鋼球の外形寸法のばらつきは数μｍ、もしくは０．数μｍであるため、レンズ間の間隔の精度の誤差を数μｍ、もしくは０．数μｍ以内に設定することが可能となる。
このレンズ鏡筒の組立方法による組立の工程としては、最初にレンズ２０１(３０１)をレンズ枠２０３(３０３)に挿入し、次に鋼球６をレンズ枠２０３(３０３)内に配置し、最後にレンズ２０２(３０２)をレンズ枠２０３(３０３)に挿入するという方法が採られる。
上記レンズ鏡筒のレンズ枠２０３(３０３)には、凹部を有する位置決め用構造物２０７(２０７)が設けられており、上記凹部で鋼球２０６(３０６)を周方向および径方向に規制することにより、鋼球１０６の位置決めを等間隔で行っている。
しかし、図１４Ａ,図１４Ｂのように、レンズ枠２０３(３０３)内に位置決め用構造物２０７(３０７)を設ける場合、レンズ枠構造の複雑化に伴い、鏡筒の製造コストが増加してしまう。
また、図１４Ｂのような構成の場合、鋼球３０６の内側に位置決め用構造物３０７を設ける必要があるため、レンズの有効領域が減少してしまう。
レンズの有効領域をより広い範囲で確保するためには、位置決め用構造物の内径を広げる必要があるため、それに伴いレンズ枠内径を広げなくてはならず、結果として鏡筒寸法が大型化してしまう。
例えば、小型化が要求されている携帯電話用のカメラモジュールの構成部品としてレンズ鏡筒を使用する場合において、鏡筒の大型化は、モジュール全体の大型化につながるため、このような場合、モジュールの構成部品となる鏡筒はより小型にすることが望ましい。
レンズ鏡筒において位置決め用構造物を形成しない場合は、より広い有効領域を確保することができ、かつ、より自由度の高い組み合わせでレンズ系を構成することが可能となるが、周方向の所定の位置に鋼球を配置するとき、鋼球の動きは規制されていないため、組立のときに鋼球が所定の位置から動いてしまい、鋼球とレンズ枠内壁との間に隙間が生じ、結果として間隔環を使用した場合と同様レンズの倒れが生じる場合がある。
特に、図１５に示すように、鋼球４０６を配置する面が平坦な場合においては、周方向にも径方向にも鋼球４０６の動きが規制されていないため、鋼球４０６を略三分割した等配位置かつレンズ枠４０３の内壁に接するように配置し、鋼球４０６が動かないようにその後の組立を行うことは非常に困難である。
また、鋼球４０６を配置する面が凹面の場合においても、周方向にも径方向にも鋼球４０６の動きが規制されていないため、平坦面の場合と同様、その後の組立を行うことは困難となる。
特開平９−３１８８５８号公報
そこで、この発明の課題は、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内におけるレンズの倒れを確実に防止できるレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびそのレンズ鏡筒を用いたカメラモジュールを提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明のレンズ鏡筒では、
２枚のレンズと、
上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、
上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接する３つ以上のスペーサと
を備え、
上記スペーサの構成材料が強磁性材料またはフェリ磁性材料を含み、
上記スペーサが上記レンズ枠の内壁に当接すると共に、
上記スペーサは、上記２枚のレンズに当接した状態で上記２枚のレンズの間隔を決定していることを特徴とする。
上記実施形態によれば、強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むスペーサを、レンズ枠の外側から磁気発生器などにより磁化して吸引することにより、任意の位置に配置することが可能となる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、
上記レンズ枠の構成材料が常磁性材料または反磁性材料であることを特徴とする。
上記実施形態によれば、レンズ枠の材料として常磁性材料もしくは反磁性材料を用いることで、レンズ枠自体の磁化の影響を受けることなく、スペーサが任意の位置に配置される。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記スペーサが、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置されている。
上記実施形態によれば、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサを配置することにより、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、鏡筒のレンズ倒れを抑制することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、
上記２枚のレンズのうちの少なくとも一方に、上記スペーサが接着剤で固定され、かつ、上記接着剤は、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に塗布されている。
上記実施形態によれば、上記２枚のレンズのうちの少なくとも一方にスペーサを固定することによって、より強固にスペーサが固定され、耐衝撃性が向上される。そして、レンズ系を通過する有効光線の領域外に接着剤を塗布することによって、光学性能の低下を防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒では、上記接着剤が遮光性樹脂である。
上記実施形態によれば、接着剤に遮光性樹脂を用いることによって、スペーサの固定による耐衝撃性の向上と共に、スペーサ表面からの反射による迷光の防止が実現できる。
また、この発明のレンズ鏡筒の組立方法では、
２枚のレンズと、上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接する３つ以上のスペーサとを備え、上記スペーサの構成材料が強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むと共に、上記スペーサが上記レンズ枠の内壁に当接し、上記スペーサは、上記２枚のレンズに当接した状態で上記２枚のレンズの間隔を決定し、上記レンズ枠の構成材料が常磁性材料または反磁性材料であるレンズ鏡筒の組立方法であって、
上記筒状のレンズ枠に、上記２枚のレンズのうちの一方の第１レンズを挿入する第１の工程と、
上記レンズ枠内に挿入された上記第１レンズ上に、上記スペーサを３つ以上配置する第２の工程と、
上記レンズ枠外に磁気発生器を配置して、上記磁気発生器の磁極と上記レンズ枠内に配置された上記スペーサとの間の吸引力によって、上記スペーサの位置決めを行う第３の工程と、
上記磁気発生器により上記スペーサが位置決めされた状態で、上記レンズ枠内に上記２枚のレンズのうちの他方の第２レンズを挿入し、上記レンズ枠に上記第２レンズを固定する第４の工程とを有することを特徴とする。
上記実施形態によれば、複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚のレンズ面間に３つ以上のスペーサを備えたレンズ鏡筒において、レンズ枠外に磁気発生器を配置することにより、周方向、径方向において強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むスペーサの動きを規制する。つまり、レンズ枠内で第１,第２レンズを所定の間隔をおいて保持するためのスペーサに上記磁性材料を含むスペーサを用いて、その磁性材料を含むスペーサを、レンズ枠外に配置された磁気発生器の磁気力により所定の位置に吸引して、スペーサの動きを規制することにより、組立時にレンズ間にスペーサを動かないように容易に配置できる。したがって、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内のレンズの倒れを確実に防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、
上記スペーサを配置するレンズ面が上記レンズ枠の内側に向かって徐々に低くなる傾斜面であり、
上記スペーサが接する上記レンズ面の傾斜角θ、上記スペーサの磁極の強さＭ1、上記スペーサの質量ｍ、上記磁気発生器の磁極の強さＭ2、上記レンズ枠の透磁率μ、重力加速度ｇである場合、
上記レンズ枠の壁厚tが、
Figure 2007310343
である。
上記実施形態によれば、上記レンズ枠の壁厚を、上記条件を満たすように決定することにより、スペーサを配置する第１レンズ面がレンズ枠内側への傾斜面となっている場合においても、スペーサをレンズ枠の内壁に当接させることができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、
上記磁気発生器の磁極の数は、上記第１レンズ上に配置された上記スペーサの数と同じであり、
上記第３の工程において、上記磁気発生器の磁極を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置する。
上記実施形態によれば、上記第１レンズ上に配置された上記スペーサの数と同じ数の磁極を有する磁気発生器を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠内にスペーサを周方向に等間隔に配置することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記スペーサを所定位置に配置するためのスペーサ用ガイドを使用する。
上記実施形態によれば、上記実施形態のレンズ鏡筒の組立方法によれば、スペーサ用ガイドを使用することによって、スペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第２の工程において、上記スペーサを上記第１,第２レンズを通過する有効光線の領域外に配置する。
上記実施形態によれば、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサを配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第１,第２レンズの少なくとも一方に上記スペーサを接着剤で固定する第５の工程を有し、上記接着剤の塗布領域を、上記第１,第２レンズを通過する有効光線の領域外とする。
上記実施形態によれば、上記第１,第２レンズの少なくとも一方にスペーサを接着剤で固定することにより、レンズ面間でスペーサを挟んだだけの場合よりも、より強固にスペーサを所定の位置に固定し、耐衝撃性を向上させることができる。そして、接着剤の塗布領域を、レンズ系を通過する有効光線の領域外とすることによって、レンズ鏡筒の光学性能に影響を与えることなくスペーサの固定ができる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第１,第２レンズの少なくとも一方と上記スペーサを固定する上記接着剤を遮光性樹脂とする。
上記実施形態によれば、スペーサの固定に遮光性樹脂を使用することにより、スペーサの固定と同時に、スペーサ表面からの反射による迷光を防止できる。
また、一実施形態のレンズ鏡筒の組立方法では、上記第１レンズと上記各スペーサの接触部および上記第２レンズと上記各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布する。
上記実施形態によれば、第１レンズと各スペーサの接触部および第２レンズと各スペーサの接触部に遮光性樹脂を塗布することにより、スペーサの固定が確実に行われ、かつ遮光性が向上される。
また、この発明のカメラモジュールでは、上記のいずれか１つのレンズ鏡筒と、上記レンズ鏡筒を用いて結像される画像を撮像する撮像素子を備えた受光部とを含むことを特徴とする。
上記実施形態によれば、従来のスペーサを用いた鏡筒に比べ、有効領域の確保と鏡筒径の小型化が可能であるため、モジュールのレンズ系全体を小型化できる効果がある。
以上より明らかなように、この発明のレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法によれば、レンズ面間に介在するスペーサを所定の位置に容易に配置でき、レンズ枠内におけるレンズの倒れを確実に防止できるレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法を実現することができる。
また、スペーサ位置決め用の構造物が不要となるため、鏡筒の小型化が可能となり、それに伴い、レンズ系全体の小型化を実現することができる。
また、この発明のカメラモジュールによれば、上記レンズ鏡筒を用いることによって、モジュールのレンズ系全体を小型化することができる。
以下、この発明のレンズ鏡筒およびレンズ鏡筒の組立方法およびカメラモジュールを図示の実施の形態により詳細に説明する。
〔第１実施形態〕
図１はこの発明の第１実施形態のレンズ鏡筒の断面を示している。
図１に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれの第１,第２レンズ１,２を保持する筒状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面に当接する球形状の３つのスペーサ７により構成されている。ここで、スペーサ７は、第１レンズ１および第２レンズ２の曲面に当接した状態で介在し、両第１,第２レンズ１,２の間隔を決定する。また、第１レンズ１は、２つの光学素子からなる複合レンズである。
上記レンズ枠３は、内周の下端側近傍に設けられた段部２０に第１レンズ１のレンズ面の外周部が当接している。また、上記スペーサ７を接着剤１０により第１レンズ１に固定している。
一方、複合レンズである第２レンズ２は、２つのメニスカスレンズを接合したもので、その接合面の外周側に環状の溝２aが形成されている。この環状の溝２aに対向するように、レンズ枠３に段部２３を形成している。このレンズ枠３に段部２３を利用して、レンズ枠３に挿入された第２レンズ２とレンズ枠３との間を接着剤１０により固定している。これにより、第２レンズ２の光軸方向の動きを規制して、第２レンズ２を確実にレンズ枠３に固定している。
また、上記レンズ枠３の内径は、第１,第２レンズ１,２間において同径であり、スペーサ７はレンズ枠３の内壁に当接している。レンズ枠３の内径が、第１,第２レンズ１,２間において同径であるため、第１,第２レンズ１,２の中心を完全に一致させた状態で、第１,第２レンズ１,２を保持することができる。
また、スペーサ７をレンズ枠３の内壁に当接させることによって、スペーサ７は、第１,第２レンズ１,２の光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されることになり、第１,第２レンズ１,２とスペーサ７の接触点のずれによるレンズ間の倒れは生じず、高精度でレンズ間の光軸を合わせることが可能となる。
スペーサ７は、レンズ枠３の内壁に当接し、かつ、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置されている。このように、レンズ系を通過する有効光線の領域外に、スペーサ７が配置されているため、スペーサ７による有効光線のけられ等の影響を受けることなく、鏡筒のレンズ倒れを抑制することができる。ここで、「けられ」とは、光学系を通過する有効光束が途中のレンズや鏡筒などによって遮れる減少のことである。
また、スペーサ７を接着剤１０により第１レンズ１に固定することによって、対向する第２レンズ２のレンズ面でスペーサ７を挟み込んだだけの場合よりも、より強固に所定の位置に固定することができ、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
ここで、図１では、スペーサ７を第１レンズ１に固定しているが、第１レンズ１に限らず、２枚のレンズ１,２の少なくとも一方にスペーサ７が固定されることにより同様の効果を得ることができる。
また、スペーサ７を固定する接着剤１０の塗布位置は、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外となっており、接着剤による有効光線のけられ等で、レンズ鏡筒の光学特性に影響は与えない。
上記スペーサ７の材料として、表面に光沢をもつ金属等を使用した場合、スペーサ７表面における反射光が迷光となり、その迷光が、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を及ぼす可能性がある。
このような迷光を防止する例として、スペーサ７の外周にメッキ等の方法により黒色、つや消し等の表面処理を施し、表面からの反射を防ぐ方法が挙げられるが、この場合、表面処理によるコストおよびタクトの増加や、表面処理後の外形寸法ばらつきの発生等の問題が生じる。
そこで、図２のように、スペーサ７と第１,第２レンズ１,２を固定する接着剤として、遮光性樹脂１２を使用することで、スペーサ７に表面処理を行うことなく、迷光を防止することが可能であるため、表面処理によるコストおよびタクトの改善を図ることが可能となる。
ここで、遮光性樹脂１２としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に黒色顔料を含有された遮光性黒色樹脂等が挙げられる。
〔第２実施形態〕
図３はこの発明の第２実施形態のレンズ鏡筒の断面を示している。この第２実施形態のレンズ鏡筒は、スペーサを除いて第２実施形態のレンズ鏡筒と同一の構成をしており、同一構成部には同一参照番号を付している。
図３に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれの第１,第２レンズ１,２の光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠３の内壁に当接する球形状の３つのスペーサ２７により構成されている。ここで、スペーサ２７は、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むと共に、第１レンズ１および第２レンズ２の曲面に当接した状態で介在し、両第１,第２レンズ１,２の間隔を決定する。
また、上記スペーサ２７が含む強磁性材料およびフェリ磁性材料としては、以下の（１）〜（３）のうちいずれかを用いることができる。
（１）Ｆe、Ｃo、Ｎi、または、Ｆe、Ｃo、Ｎi、Ｍn及びＣrよりなる群から選択された少なくともいずれかの１つの元素を含む合金
（２）「パーマロイ」と呼ばれるＮiＦe系合金、ＣoＮbＺr系合金、ＦeＴaＣ系合金、ＣoＴaＺr系合金、ＦeＡlＳi系合金、ＦeＢ系合金、ＣoＦeＢ系合金等の軟磁性材料
（３）ホイスラー合金、ＣrＯ2、Ｆe3Ｏ4、Ｌa1-XＳrXＭnＯ3などのハーフメタル磁性材料
上記スペーサ２７の材料としては、これらのうちから適宜選択して用いればよい。また、レンズ枠３の材料としては、常磁性材料もしくは反磁性材料を使用する。
上記レンズ枠３は、内周の下端側近傍に設けられた段部２０を有し、その段部２０に第１レンズ１のレンズ面の外周部が当接している。
ここで、この第２実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明する。図４Ａ〜図４Ｃはこの第２実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明するための図である。なお、図４Ｂ(a)は、図４Ｂ(b)のIVBa−IVBa線から見た断面図であり、図４Ｂ(b)は、図４Ｂ(a)のIVBb−IVBb線から見た断面図である。
最初に、図４Ａに示すように、レンズ枠３に第１レンズ１を挿入する。上記レンズ枠３の内周の段部２０に第１レンズ１の一方のレンズ面の外周部が当接する。
ここで、レンズ枠３の内径が第１,第２レンズ１,２の外径よりも大きい場合、レンズ枠３の内壁と第１,第２レンズ１,２の間に隙間が生じ、結果として組立後に第１,第２レンズ１,２間にずれが生じてしまうため、レンズ枠３の内径は、第１,第２レンズ１,２の外形と同様もしくは小さくする必要がある。
次に、図４Ｂに示すように、スペーサ２７をレンズ枠３内に配置する。このとき、スペーサ２７は、レンズ枠３の外側に配置された磁気発生器８に引き寄せられ、レンズ枠３の内壁に当接し、かつ、第１,第２レンズ１,２の周方向を略三等分した等配位置に位置決めされる。ここで、磁気発生器８として、電磁石や永久磁石などを用いてもよい。
ここで、レンズ枠３の材料として常磁性材料もしくは反磁性材料を用いた場合、レンズ枠３の材料の磁気発生器８による磁化は無視できるほど小さいため、レンズ枠３自体の磁化の影響を受けることなく、スペーサ２７を任意の位置に配置することが可能となる。
この図４Ｂで説明したレンズ鏡筒の組立方法では、スペーサ２７を配置する第１レンズ１のレンズ面(第２レンズ２に対向する側)は略平面となっている。
図４Ｂのように、スペーサ２７を配置する第１レンズ１のレンズ面が平面の場合や凸面の場合には、スペーサ２７がレンズ枠３の内壁から離れる方向には力がかからない。
しかし、図５に示すような、スペーサ２７を配置する第１レンズ１００のレンズ面が凹面、つまりレンズ枠３内側に向かって徐々に低くなる傾斜面となっている場合には、スペーサ２７を配置したとき、内壁から離れる方向に、
Ｆ2＝（ｍｇ）ｃｏｓθ
の力がかかる。ここで、ｍはスペーサ２７の質量、ｇは重力加速度、θはスペーサ２７を配置する第１レンズ１００のレンズ面の傾斜角である。
よって、図５で示すような構成で組立を行う場合、磁気発生器８によりスペーサ２７をレンズ枠３の内壁に引き寄せる吸引力Ｆ1がＦ1＞Ｆ2となるように、レンズ枠３、スペーサ２７、磁気発生器８を選択する必要がある。
磁極の強さＭ１を有するスペーサ２７を、磁極の強さＭ２を有する磁気発生器８で吸引した場合、吸引力Ｆ1は、
Ｆ1＝（１／４πμ）（Ｍ１Ｍ２／ｔ２）
となる。
ここで、ｔはレンズ枠３の壁厚、μはレンズ枠３の材料の透磁率である。
よって、Ｆ1―Ｆ2＞０を満たすように、レンズ枠３の材質、壁厚を選択することにより、スペーサ２７を配置したとき、内壁から離れる方向にＦ2の力がかかる場合においてもレンズ枠３に当接するようにスペーサ２７を配置することが可能となる。
以上の説明から、レンズ枠３の壁厚ｔを、
Figure 2007310343
の条件を満たすように決定することにより、スペーサ２７を配置する第１レンズ１００のレンズ面が、レンズ枠３の内側に向かって徐々に下がる傾斜面となっている場合においても、磁気発生器８によりスペーサ２７を吸引することが可能となる。
ここで、スペーサ２７をレンズ枠３内にピンセットなどの保持具を用いて配置する場合、それぞれのスペーサ２７を配置したい位置の近傍まで保持しておかなければ、磁気発生器８が複数配置されていることから、意図しない方向にスペーサ２７が引き寄せられてしまう場合がある。
そこで、図６(a),図６(b)に示すスペーサ用ガイド９を使用する。なお、図６(a)は、図６(b)のVIa−VIa線から見た断面図であり、図６(b)は、図６(a)のVIb−VIb線から見た断面図である。このスペーサ用ガイド９を使用することにより、それぞれのスペーサ２７を、スペーサ用ガイド９を通してレンズ枠３内に挿入することによって、スペーサ２７を配置したい位置の近傍まで保持することなく、それぞれの磁気発生器８により引き寄せられる位置に容易にスペーサ２７を配置することができる。
また、スペーサ２７は、第１,第２レンズ１,２が構成するレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置され、かつ、第１,第２レンズ１,２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
次に、図４Ｃに示すように、レンズ枠３に第２レンズ２を挿入した後、レンズ枠３の段部２３を利用して、第２レンズ２とレンズ枠３との間を接着剤１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
一般的に、レンズ鏡筒の組立でレンズを固定するときには、接着剤として紫外線硬化樹脂が使用されている。この場合、第２レンズ２とレンズ枠３との間に紫外線硬化樹脂を塗布した後、紫外線を照射し、硬化すればよい。
以上に説明したレンズ鏡筒の組立方法を用いることにより、レンズ枠３の外側に設けた磁気発生器８がスペーサ２７の動きを規制するため、容易に所定の位置にスペーサ２７を配置することができる。
また、磁気発生器８によりスペーサ２７は、レンズ枠３の内壁に当接した状態で動きが規制されるため、その後の組立のときにもスペーサ２７はレンズ枠３の内壁から離れることがなく、第１,第２レンズ１,２とスペーサ２７の接触点のずれによるレンズの倒れを防ぐことができる。
上記レンズ鏡筒および組立方法によれば、レンズ枠３外に配置された磁気発生器８の磁気力により磁性体からなるスペーサ２７を所定の位置に吸い寄せて、スペーサ２７の動きを規制することにより、組立時に第１,第２レンズ１,２間にスペーサ２７を動かないように容易に配置でき、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠３内の第１,第２レンズ１,２の倒れを確実に防止することができる。
また、上記第１レンズ１上に配置されたスペーサ２７の数と同じ数の磁極を有する磁気発生器８を、レンズ枠３外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠３内にスペーサ２７を周方向に等間隔に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、スペーサ２７を所定位置に配置するためのスペーサ用ガイド９を使用することによって、スペーサ２７を所定の位置に容易に配置することができる。
また、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に、上記スペーサ２７を配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
なお、上記第２実施形態では、レンズ枠３に挿入する第１,第２レンズ１,２の外径を同径としているが、第１,第２レンズ１,２の外径が異なる場合にも同様の方法でレンズ鏡筒の組立を行うことが可能である。
そのときは、図７に示すように、段付のレンズ枠１１を使用することにより、異なる径のレンズを使用した場合においても、図４Ａ〜図４Ｃに説明した方法と同様の手順でレンズ鏡筒の組立が可能である。
図７に示すレンズ鏡筒では、レンズ枠１１は、内周の下端側から小径部１１a,中径部１１bおよび大径部１１cを有している。上記レンズ枠１１の中径部１１bに挿入された第１レンズ１のレンズ面の外周部が、その小径部１１aと中径部１１bとの間の段部２１に当接している。また、上記レンズ枠１１の大径部１１cに第２レンズ２を挿入している。
また、スペーサ２７の寸法については、前述の場合と同様、レンズ系を通過する有効光線の領域外に配置され、かつ、第１,第２レンズ１,２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
また、この第２実施形態では、３つのスペーサ２７を配置しているが、３以上のスペーサ２７を配置する場合には、磁気発生器８を、スペーサ２７を配置したい位置にあわせて複数設置し、図４Ａ〜図４Ｃに示した方法と同様の方法で組立を行えばよい。
〔第３実施形態〕
図８は、この発明の第３実施形態のレンズ鏡筒の断面を示している。この第３実施形態のレンズ鏡筒は、レンズにスペーサを接着剤により固定することを除いて第２実施形態のレンズ鏡筒と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付している。
図８に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠３の内壁に当接する球形状の３つのスペーサ２７により構成されている。また、スペーサ２７は、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むと共に、第１レンズ１のレンズ面に接着剤１０で固定されている。
次に、この第３実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について図９Ａ〜図９Ｄに従って説明する。図９Ａ〜図９Ｄはこの第３実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第２実施形態で示した組立方法と同様、図９Ａに示すように、レンズ枠３に第１レンズ１を挿入する。
次に、図９Ｂに示すように、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置に接着剤１０を塗布した後、図９Ｃに示すようにスペーサ２７を磁気発生器８により任意の位置に配置する。
最後に、図９Ｄに示すようにレンズ枠３に第２レンズ２を挿入した後、第２レンズ２とレンズ枠３間を接着剤１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
ここで、第２実施形態と同様、接着剤１０として紫外線硬化樹脂を用いた場合には、図９Ｄに示す工程を終えた後に紫外線を照射し、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置に塗布した接着剤１０と、第２レンズ２とレンズ枠３間に塗布した接着剤１０を同時に硬化すればよい。
上記第３実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第１実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
また、上記接着剤１０により第１レンズ１にスペーサ２７を固定することにより、スペーサ２７を第１,第２レンズ１,２それぞれの対向するレンズ面で挟み込んだだけの場合よりも、より強固に所定の位置に固定することができ、耐衝撃性を向上させることが可能となる。
また、第２レンズ２とスペーサ２７が接する位置に接着剤１０を塗布して固定した場合にも同様の効果を得られ、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置と、第２レンズ２とスペーサ２７が接する位置の両方に、接着剤１０を塗布し固定した場合にも同様の効果を得ることができる。
また、第１レンズ１または第２レンズ２に、スペーサ２７を接着剤１０により固定する場合、接着剤１０の塗布領域については、レンズ系を通過する有効光線の領域外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の光学特性に接着剤１０が影響することなくスペーサ２７を固定することができる。
〔第４実施形態〕
図１０は、この発明の第４実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。
図１０に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ１,２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠３と、上記第１,第２レンズ１,２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠３の内壁に当接する球形状の３つのスペーサ２７により構成されている。
また、スペーサ２７は、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料を含むと共に、第１レンズ１のレンズ面および第２レンズ２のレンズ面に遮光性樹脂１２で固定されている。ここで、遮光性樹脂１２としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に黒色顔料を含有された遮光性黒色樹脂等が挙げられる。
図１１Ａ〜図１１Ｄは、この第４実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第２,第３実施形態で示したレンズ鏡筒の組立方法と同様、図１１Ａに示すように、レンズ枠３に第１レンズ１を挿入する。
次に、図１１Ｂに示すように、第１レンズ１とスペーサ２７が接する位置に遮光性樹脂１２を塗布した後、図１１Ｃに示すように、スペーサ２７を磁気発生器８により任意の位置に配置する。
最後に、図１１Ｄに示すように、第２レンズ２とスペーサ２７が接する位置に遮光性樹脂１２を塗布した後、第２レンズ２をレンズ枠３に挿入し、第２レンズ２とレンズ枠３間に接着剤１０を塗布し、接着剤１０および遮光性樹脂１２を硬化させることによってレンズ鏡筒が完成する。
この第４実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第２,第３実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
上記スペーサ２７の一例としては、表面に光沢をもつ、強磁性材料もしくはフェリ磁性材料の金属球が挙げられる。そのため、スペーサ２７表面における反射光が迷光となり、その迷光が、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を及ぼす可能性がある。
このような迷光を防止する例として、スペーサの外周にメッキ等の方法により黒色、つや消し等の表面処理を施し、球表面からの反射を防ぐ方法が挙げられるが、この場合、表面処理によるコストおよびタクトの増加や、表面処理後の外形寸法ばらつきの発生等の問題が生じる。
しかし、上記第３実施形態で示した遮光性樹脂１２を用いたレンズ鏡筒の組立方法の場合、スペーサ２７に表面処理を行うことなく迷光を防止することが可能であるため、表面処理によるコストおよびタクトの改善を図ることができる。
また、上記第１レンズ２と各スペーサ２７の接触部および第２レンズ２と各スペーサ２７の接触部に遮光性樹脂１２を塗布することにより、スペーサ２７を第１,第２レンズ１,２に確実に固定することができる。
ここで、遮光性樹脂１２の塗布領域については、第１,第２レンズ１,２により構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を与えることなく、スペーサ２７による迷光を防止することができる。
〔第５実施形態〕
図１２Ａはこの発明の第５実施形態のレンズ鏡筒が組み込まれたカメラモジュールの分解斜視図を示している。
図１２Ａにおいて、４０はレンズユニット、４１はレンズ駆動モータユニット、４２は受光部の一例としての撮像素子を有するセンサーユニットである。また、レンズユニット４０は、被写体側から順に、第１レンズホルダ４３と、第２レンズホルダ４４と、第３レンズホルダ４５とを備えている。また、レンズユニット４０は、所定の間隔をあけてかつ光軸方向に平行に配置された３つのガイド軸４６を備えている。上記第２レンズホルダ４４と第３レンズホルダ４５は、レンズ駆動モータユニット４１によりガイド軸４６に沿って移動する。
また、図１２Ｂは上記カメラモジュールを構成するレンズユニットの断面図を示している。このレンズユニット４０は、被写体側の第１レンズホルダ４３に第１レンズ群５１を保持し、第２レンズホルダ４４に第２レンズ群５２を保持し、第４レンズホルダ４５は第３レンズ群５３を保持している。また、レンズユニット４０の基部４８の撮像側に、第４レンズ群５４を保持すると共に、ガラスカバー５５を有するセンサーユニット４２を取り付けている。なお、図１２Ｂにおいて、４７は第２レンズホルダ４４と第３レンズホルダ４５をガイド軸４６に沿って駆動するためのリードスクリューである。
このカメラモジュールでは、第４レンズホルダ４５に保持された第３レンズ群５３に、第１〜第４実施形態のレンズ鏡筒を用いている。
また、図１２Ｃは上記カメラモジュールのレンズ系の構成を示している。図１２Ｃに示すように、左側の被写体側から順に、第１レンズ群５１、第２レンズ群５２、第３レンズ群５３、第４レンズ群５４、ガラスカバー５５、撮像素子５６を配置している。
上記第１〜第４実施形態で説明したレンズ鏡筒によれば、レンズ鏡筒が絞り部分に配置されたレンズ系をとる図１２Ａに示すカメラモジュールのように、光束が集中する付近にスペーサが配置されている場合においても、遮光性樹脂によりスペーサ表面からの反射による迷光が防止され、光学性能の低下を防止することが可能となる。
また、レンズ鏡筒内にはスペーサ位置決め用の構造物を形成する必要が無いため、従来のスペーサを用いたレンズ鏡筒に比べ、有効領域の確保と鏡筒径の小型化が可能であり、結果としてレンズ系全体を小型化できる効果がある。
〔第６実施形態〕
図１６はこの発明の第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。
図１６に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ５０１,５０２と、それぞれの第１,第２レンズ５０１,５０２の光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠５０３と、上記第１,第２レンズ５０１,５０２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠５０３の内壁に当接する３つの磁性材料からなる球体のスペーサ５０７により構成されている。ここで、スペーサ５０７は、第１レンズ５０１および第２レンズ５０２の曲面に当接した状態で介在され、両第１,第２レンズ５０１,５０２の間隔を決定する。
また、上記スペーサ５０７の一般的な例としては、クロム球や磁性を持つステンレス球などがあり、外形寸法の誤差が数μｍもしくは０．数μｍ程度であるため、レンズ間のレンズ間隔の精度の誤差を数μｍもしくは０．数μｍで設定することができる。
上記レンズ枠５０３は、内周の下端側近傍に設けられた段部５２０を有し、その段部５２０に第１レンズ５０１のレンズ面の外周部が当接している。また、上記レンズ枠５０３の外側には、スペーサ５０７の位置決めを行うための３個のスペーサ位置決め用磁石５０８がレンズ枠５０３の周方向を略三等分した１２０°の間隔で配置されている。ここで、スペーサ位置決め用磁石５０８の代わりに、電磁石などの磁気発生器を用いてもよい。
ここで、この第６実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明する。図１７Ａ〜図１７Ｃはこの第６実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明するための図である。なお、図１７Ｂ(a)は、図１７Ｂ(b)のXVIIBa−XVIIBa線から見た断面図であり、図１７Ｂ(b)は、図１７Ｂ(a)のXVIIBb−XVIIBb線から見た断面図である。
最初に、図１７Ａに示すように、レンズ枠５０３に第１レンズ５０１を挿入する。上記レンズ枠５０３の内周の段部５２０に第１レンズ５０１の一方のレンズ面の外周部が当接する。
ここで、レンズ枠５０３の内径が第１,第２レンズ５０１,５０２の外径よりも大きい場合、レンズ枠５０３の内壁と第１,第２レンズ５０１,５０２の間に隙間が生じ、結果として組立後に第１,第２レンズ５０１,５０２間にずれが生じてしまうため、レンズ枠５０３の内径は第１,第２レンズ５０１,５０２の外形と同様もしくは小さくする必要がある。
次に、図１７Ｂに示すように、スペーサ５０７をレンズ枠５０３内に配置する。
このとき、スペーサ５０７は、レンズ枠５０３の外側に配置されたスペーサ位置決め用磁石５０８に引き寄せられ、レンズ枠５０３の内壁に当接し、かつ、第１,第２レンズ５０１,５０２の周方向を略三等分した等配位置に位置決めされる。
ここで、スペーサ５０７をレンズ枠５０３内にピンセットなどの保持具を用いて配置する場合、それぞれのスペーサ５０７を配置したい位置の近傍まで保持しておかなければ、スペーサ位置決め用磁石５０８が複数配置されていることから、意図しない方向にスペーサ５０７が引き寄せられてしまう場合がある。
そこで、図１８(a),図１８(b)に示すスペーサ用ガイド５０９を使用する。なお、図１８(a)は、図１８(b)のXVIIIa−XVIIIa線から見た断面図であり、図１８(b)は、図１８(a)のXVIIIb−XVIIIb線から見た断面図である。このスペーサ用ガイド５０９を使用することにより、それぞれのスペーサ５０７を、スペーサ用ガイド５０９を通してレンズ枠５０３内に挿入することによって、スペーサ５０７を配置したい位置の近傍まで保持することなく、それぞれのスペーサ位置決め用磁石５０８により引き寄せられる位置に容易にスペーサ５０７を配置することができる。
上記スペーサ用ガイド５０９に使用する材質としては、スペーサ用ガイド５０９にスペーサ５０７が引き寄せられないよう、スペーサ位置決め用磁石５０８による磁化の影響が無視できるような、常磁性材料もしくは反磁性材料等の材質とする。
また、上記レンズ枠５０３に使用する材質としては、レンズ枠５０３にスペーサ５０７が引き寄せられないよう、スペーサ位置決め用磁石５０８による磁化の影響が無視できるような、常磁性材料もしくは反磁性材料等の材質とする。
上記レンズ枠５０３に使用する非磁性材質の具体例としては、ポリカーボネート等の樹脂材料などが挙げられるが、スペーサ位置決め用磁石５０８による磁化の影響が無視できるような、常磁性材料もしくは反磁性材料であれば、これに限らない。
また、スペーサ５０７は、レンズ有効径外に配置され、かつ第１,第２レンズ５０１,５０２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
次に、図１７Ｃに示すように、レンズ枠５０３に第２レンズ５０２を挿入し、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間を接着剤５１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
一般的に、レンズ鏡筒の組立でレンズを固定するときには、接着剤として紫外線硬化樹脂が使用されている。この場合、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間に紫外線硬化樹脂を塗布した後、紫外線を照射し、硬化すればよい。
以上に説明したレンズ鏡筒の組立方法を用いることにより、レンズ枠５０３の外側に設けたスペーサ位置決め用磁石５０８がスペーサ５０７の動きを規制するため、容易に所定の位置にスペーサ５０７を配置することができる。
また、スペーサ位置決め用磁石５０８によりスペーサ５０７は、レンズ枠５０３の内壁に当接した状態で動きが規制されるため、その後の組立のときにもスペーサ５０７はレンズ枠５０３の内壁から離れることがなく、第１,第２レンズ５０１,５０２とスペーサ５０７の接触点のずれによるレンズの倒れを防ぐことができる。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、レンズ枠５０３外に配置されたスペーサ位置決め用磁石５０８の磁気力により磁性材料からなるスペーサ５０７を所定の位置に吸い寄せて、スペーサ５０７の動きを規制することにより、組立時に第１,第２レンズ５０１,５０２間にスペーサ５０７を動かないように容易に配置でき、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠５０３内の第１,第２レンズ５０１,５０２の倒れを確実に防止することができる。
また、上記第１レンズ５０１上に配置されたスペーサ５０７の数と同じ数の磁極を有するスペーサ位置決め用磁石５０８を、レンズ枠５０３外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠５０３内にスペーサ５０７を周方向に等間隔に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、スペーサ５０７を所定位置に配置するためのスペーサ用ガイド５０９を使用することによって、スペーサ５０７を所定の位置に容易に配置することができる。
また、上記球体のスペーサ５０７を第１,第２レンズ５０１,５０２の有効径外に配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
なお、上記第６実施形態では、レンズ枠５０３に挿入する第１,第２レンズ５０１,５０２の外径を同径としているが、第１,第２レンズ５０１,５０２の外径が異なる場合にも同様の方法でレンズ鏡筒の組立を行うことが可能である。
そのときは、図１９に示すように、段付のレンズ枠５１１を使用することにより、異なる径のレンズを使用した場合においても、図１７に説明した方法と同様の手順でレンズ鏡筒の組立が可能である。
図１９に示すレンズ鏡筒では、レンズ枠５１１は、内周の下端側から小径部５１１a,中径部５１１bおよび大径部５１１cを有している。上記レンズ枠５１１の中径部５１１bに挿入された第１レンズ５０１のレンズ面の外周部が、その小径部５１１aと中径部５１１bとの間の段部５２１に当接している。また、上記レンズ枠５１１の大径部５１１cに第２レンズ５０２を挿入している。
また、スペーサ５０７の寸法については、前述の場合と同様、レンズ有効径外に配置され、かつ、第１,第２レンズ５０１,５０２のレンズ面間が所定の間隔になるように寸法を決定しておく。
また、この第６実施形態では、３つのスペーサ５０７を配置しているが、３以上のスペーサ５０７を配置する場合には、スペーサ位置決め用磁石５０８を、スペーサ５０７を配置したい位置にあわせて複数設置し、図１７Ａ〜図１７Ｃに示した方法と同様の方法で組立を行えばよい。
〔第７実施形態〕
図２０は、この発明の第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。この第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、レンズにスペーサを接着剤により固定することを除いて第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同一の構成をしており、同一構成部は同一参照番号を付している。
図２０に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ５０１,５０２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠５０３と、上記第１,第２レンズ５０１,５０２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠５０３の内壁に当接する３つの磁性材料からなる球体のスペーサ５０７により構成されている。また、スペーサ５０７は、第１レンズ５０１のレンズ面に接着剤５１０で固定されている。
次に、この第７実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について図２１Ａ〜図２１Ｄに従って説明する。図２１Ａ〜図２１Ｄはこの第７実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第６実施形態で示した組立方法と同様、図２１Ａに示すように、レンズ枠５０３に第１レンズ５０１を挿入する。
次に、図２１Ｂに示すように、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置に接着剤５１０を塗布した後、図２１Ｃに示すようにスペーサ５０７をスペーサ位置決め用磁石５０８により任意の位置に配置する。
最後に、図２１Ｄに示すようにレンズ枠５０３に第２レンズ５０２を挿入した後、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間を接着剤５１０により固定することによって、レンズ鏡筒が完成する。
ここで、第６実施形態と同様、接着剤５１０として紫外線硬化樹脂を用いた場合には、図２１Ｄに示す工程を終えた後に紫外線を照射し、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置に塗布した接着剤５１０と、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３間に塗布した接着剤５１０を同時に硬化すればよい。
上記第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
また、上記接着剤５１０により第１レンズ５０１にスペーサ５０７を固定することにより、スペーサ５０７を第１,第２第１レンズ５０１,２それぞれの対向するレンズ面で挟み込んだだけの場合よりも、より強固に所定の位置に固定することができる。
また、第２レンズ５０２とスペーサ５０７が接する位置に接着剤５１０を塗布して固定した場合にも同様の効果を得られ、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置と、第２レンズ５０２とスペーサ５０７が接する位置の両方に、接着剤５１０を塗布し固定した場合にも同様の効果を得ることができる。
また、第１レンズ５０１または第２レンズ５０２に、スペーサ５０７を接着剤５１０により固定する場合、接着剤５１０の塗布領域については、レンズの有効径外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の光学特性に接着剤５１０が影響することなくスペーサ５０７を固定することができる。
〔第８実施形態〕
図２２は、この発明の第８実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面を示している。
図２２に示すレンズ鏡筒は、２枚の第１,第２レンズ５０１,５０２と、それぞれのレンズの光軸を一致させて保持する円筒形状のレンズ枠５０３と、上記第１,第２レンズ５０１,５０２の互いに向き合うレンズ面およびレンズ枠５０３の内壁に当接する３つの磁性材料からなる球体のスペーサ５０７により構成されている。
また、スペーサ５０７は、第１レンズ５０１のレンズ面および第２レンズ５０２のレンズ面に遮光性樹脂５１２で固定されている。ここで、遮光性樹脂５１２としては、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂に黒色顔料を含有された遮光性黒色樹脂等が挙げられる。
図２３Ａ〜図２３Ｄは、この第８実施形態で示すレンズ鏡筒の組立方法の手順について説明した説明図である。
最初に、第６,第７実施形態で示したレンズ鏡筒の組立方法と同様、図２３Ａに示すように、レンズ枠５０３に第１レンズ５０１を挿入する。
次に、図２３Ｂに示すように、第１レンズ５０１とスペーサ５０７が接する位置に遮光性樹脂５１２を塗布した後、図２３Ｃに示すように、スペーサ５０７をスペーサ位置決め用磁石５０８により任意の位置に配置する。
最後に、図２３Ｄに示すように、第２レンズ５０２とスペーサ５０７が接する位置に遮光性樹脂５１２を塗布した後、第２レンズ５０２をレンズ枠５０３に挿入し、第２レンズ５０２とレンズ枠５０３との間に接着剤５１０を塗布し、接着剤５１０および遮光性樹脂５１２を硬化させることによってレンズ鏡筒が完成する。
この第８実施形態のレンズ鏡筒の組立方法は、第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法と同様の効果を有する。
上記スペーサ５０７の例としては、クロム球や磁性をもつステンレス球等が挙げられ、これらはいずれも表面に光沢をもつ金属球となっている。そのため、スペーサ５０７表面における反射光が迷光となり、その迷光が、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を及ぼす可能性がある。
このような迷光を防止する例として、スペーサの球面外周にメッキ等の方法により黒色、つや消し等の表面処理を施し、球表面からの反射を防ぐ方法が挙げられるが、この場合、表面処理によるコストおよびタクトの増加や、表面処理後のスペーサ外形寸法ばらつきの発生等の問題が生じる。
しかし、上記第８実施形態で示した遮光性樹脂５１２を用いたレンズ鏡筒の組立方法の場合、スペーサ５０７に表面処理を行うことなく迷光を防止することが可能であるため、表面処理によるコストおよびタクトの改善を図ることができる。
また、上記第１レンズ５０２と各スペーサ５０７の接触部および第２レンズ５０２と各スペーサ５０７の接触部に遮光性樹脂５１２を塗布することにより、スペーサ５０７を第１,第２レンズ５０１,５０２に確実に固定することができる。
ここで、遮光性樹脂５１２の塗布領域については、図２４に示すように、各スペーサ５０７の外形(直径ｄ)以上、すなわち遮光性樹脂５１２によりスペーサ５０７の外周が覆われ、鏡筒端側からスペーサ５０７が見えなくなる程度とし、かつ、第１,第２レンズ５０１,５０２の有効径外とするのがよい。これにより、レンズ鏡筒の持つ光学特性に影響を与えることなく、スペーサ５０７による迷光を防止することができる。
上記第１〜第８実施形態では、球形状(または球体)のスペーサを用いたが、スペーサの形状はこれに限らないのは勿論である。
例えば、図２５に示すように、円筒形状のスペーサを使用した場合にも、第１,第２レンズ１,２とスペーサ７の接触点が、第１,第２レンズ１,２の光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されることになり、球形状のスペーサを使用した場合と同様に、高精度でレンズ間の光軸を合わせることが可能となる。
よって、スペーサ７の形状に関しては、第１,第２レンズ１,２とスペーサ７の接触点が、第１,第２レンズ１,２の光軸を中心とした同一円周上に高精度で配置されるものであればよい。
上記第１〜第８実施形態では、第１,第２レンズの互いに向かい合う面が凸面と平坦面との組み合わせによる場合を説明したが、これに限定されず、凸面と凸面、凸面と凹面、平坦面同士、平坦面と凹面、凹面同士等の組み合わせによるレンズ間の間隔を確保するためにこの発明を適用することができる。
また、上記第１〜第８実施形態では、クロム球やステンレス球等の磁性材料からなる球体のスペーサを用いたレンズ鏡筒の組立方法について説明したが、スペーサはこれに限らず、スペーサ位置決め用磁石により吸引される磁性材料を含むものであればよい。
また、上記第６〜第８実施形態では、スペーサ位置決め用磁石５０８として永久磁石を用いたが、スペーサ位置決め用磁石はこれに限らず、電磁石などであってもよく、スペーサの数と同じ数の磁極を有するスペーサ位置決め用磁石の磁極が、レンズ枠外に周方向に等間隔に配置されたものであればよい。
また、上記第１〜第８実施形態では、接着剤１０,５１０,遮光性樹脂１２,５１２により第１レンズ１,５０１にスペーサ７,２７,５０７を固定したが、スペーサの固定方法はこれに限らない。
また、上記第１〜第８実施形態では、レンズ枠３,５０３を円筒形状としたが、レンズ枠はこれに限らず、レンズを保持可能な筒状のものであればよい。
また、レンズ鏡筒として、
複数枚のレンズと、
上記複数枚のレンズの光軸を一致させて保持する筒状のレンズ枠と、
上記複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面および上記レンズ枠の内壁に当接する３つ以上の球体のスペーサと
を備え、
上記球体のスペーサは磁性材料を含むことを特徴とするものでもよい。
上記構成のレンズ鏡筒によれば、複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚の第１,第２レンズのレンズ面間に３つ以上の磁性材料を含む球体のスペーサを備えた構成にすることによって、組立時にレンズ枠外にスペーサ位置決め用磁石を配置することにより、周方向、径方向において球体のスペーサの動きを規制することが可能となる。つまり、レンズ枠内でレンズを所定の間隔をおいて保持するためのスペーサに磁性材料を含む球体を用いて、磁性材料を含む球体を、レンズ枠外に配置されたスペーサ位置決め用磁石の磁気力により所定の位置に吸引して、組立時にレンズ間に球体を動かないように容易に配置することが可能となる。したがって、組立時にレンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内のレンズの倒れを確実に防止できる。
また、上記レンズ鏡筒において、上記レンズ枠の構成材料を、常磁性材料もしくは反磁性材料としてもよい。
上記レンズ鏡筒によれば、レンズ枠の構成材料を、磁気発生器による磁化の影響を無視できる常磁性材料もしくは反磁性材料とすることにより、球体のスペーサがレンズ枠に吸引されることなく、スペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、レンズ鏡筒の組立方法として、
複数枚のレンズと、
上記複数枚のレンズの光軸を一致させて保持する筒状のレンズ枠と、
上記複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面および上記レンズ枠の内壁に当接する磁性材料を含む球体のスペーサと
を備えたレンズ鏡筒の組立方法であって
上記筒状のレンズ枠に、上記２枚のレンズのうちの一方の第１レンズを挿入する第１の工程と、
上記レンズ枠内に挿入された上記第１レンズ上に、上記球体のスペーサを３つ以上配置する第２の工程と、
上記レンズ枠外にスペーサ位置決め用磁石を配置して、上記スペーサ位置決め用磁石の磁極と上記レンズ枠内に配置された上記球体のスペーサとの間の吸引力によって、上記球体のスペーサの位置決めを行う第３の工程と、
上記スペーサ位置決め用磁石により上記球体のスペーサが位置決めされた状態で、上記レンズ枠内に上記２枚のレンズのうちの他方の第２レンズを挿入し、上記レンズ枠に上記第２レンズを固定する第４の工程と
を有することを特徴とするものでもよい。
上記構成のレンズ鏡筒の組立方法によれば、複数枚のレンズのうちの少なくとも２枚の第１,第２レンズのレンズ面間に３つ以上の球体のスペーサを備えたレンズ鏡筒において、レンズ枠外にスペーサ位置決め用磁石を配置することにより、周方向、径方向において磁性材料を含む球体のスペーサの動きを規制する。つまり、レンズ枠内で第１,第２レンズを所定の間隔をおいて保持するためのスペーサに磁性材料を含む球体を用いて、その磁性材料を含む球体を、レンズ枠外に配置されたスペーサ位置決め用磁石の磁気力により所定の位置に吸引して、球体の動きを規制することにより、組立時にレンズ間に球体を動かないように容易に配置できる。したがって、レンズ間の間隔を高精度に保ちつつレンズ枠内のレンズの倒れを確実に防止できる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、
上記スペーサ位置決め用磁石の磁極の数は、上記第１レンズ上に配置された上記球体のスペーサの数と同じであり、
上記第３の工程において、上記スペーサ位置決め用磁石の磁極を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、上記第１レンズ上に配置された上記球体のスペーサの数と同じ数の磁極を有するスペーサ位置決め用磁石を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置することにより、レンズ枠内に球体のスペーサを周方向に等間隔に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記球体のスペーサを所定位置に配置するためのスペーサ用ガイドを使用してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、スペーサ用ガイドを使用することによって、球体のスペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記レンズ枠の構成材料を、常磁性材料もしくは反磁性材料としてもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、レンズ枠の構成材料を、磁気発生器による磁化の影響を無視できる常磁性材料もしくは反磁性材料とすることにより、球体のスペーサがレンズ枠に吸引されることなく、球体のスペーサを所定の位置に容易に配置することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第２の工程において、上記球体のスペーサを上記第１,第２レンズの有効径外に配置してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、球体のスペーサを第１,第２レンズの有効径外に配置することによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えずに、高精度の組立を行うことができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第１,第２レンズの少なくとも一方に上記球体のスペーサを接着剤で固定する第５の工程を有してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、上記第１,第２レンズの少なくとも一方に球体のスペーサを接着剤で固定することにより、レンズ面間で球体のスペーサを挟んだだけの場合よりも、より強固に球体のスペーサを所定の位置に固定することができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記球体のスペーサを固定する上記接着剤の塗布領域は、第１,第２レンズの有効径外としてもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、接着剤の塗布領域をレンズの有効径外とすることによって、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えることなく球体のスペーサの固定ができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第１,第２レンズと上記球体のスペーサを固定する上記接着剤を遮光性樹脂としてもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、球体のスペーサの固定に遮光性樹脂を使用することにより、球体のスペーサの固定と同時に、スペーサ表面からの反射による迷光を防止できる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記第４の工程において、上記第１レンズと上記各球体のスペーサの接触部および上記第２レンズと上記各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、第１レンズと各スペーサの接触部および上記第２レンズと各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布することにより、球体のスペーサの固定を確実に行うことができる。
また、上記レンズ鏡筒の組立方法において、上記遮光性樹脂の塗布領域を上記各スペーサの外形以上とし、かつ、上記レンズの有効径外に上記遮光性樹脂を塗布してもよい。
上記レンズ鏡筒の組立方法によれば、遮光性樹脂の塗布領域を、各スペーサの直径以上かつレンズの有効径外とすることにより、レンズ鏡筒の光学特性に影響を与えることなく球体のスペーサの固定および反射による迷光を防止できる。
この発明は、レンズ間の間隔誤差、レンズ倒れを抑え、高精度な組立ができるレンズ鏡筒と、その組立方法と、そのレンズ鏡筒を用いたカメラモジュールに利用可能である。
図１はこの発明の第１実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図２は上記レンズ鏡筒においてスペーサの固定に遮光性樹脂を使用したときの断面図である。 図３はこの発明の第２実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図４Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を説明するための図である。 図４Ｂは図４Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図であり、図４Ｂ(a)は図４Ｂ(b)のIVBa−IVBa線から見た横断面図であり、図４Ｂ(b)は図４Ｂ(a)のIVBb−IVBb線から見た縦断面図である。 図４Ｃは図４Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図５は上記スペーサを配置する第１レンズ面が、レンズ枠の内側への傾斜面となっている場合において、組立を行うことが可能な条件について説明するための説明図である。 図６(a)はスペーサ用ガイドを使用してスペーサを配置する方法について説明するための上面図であり、図６(a)は図６(b)のVIa−VIa線から見た横断面図であり、図６(b)は図６(a)のVIb−VIb線から見た縦断面図である。 図７は異なる径のレンズを使用した場合のレンズ鏡筒の組立方法について説明するための説明図である。 図８はこの発明の第３実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図９Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図９Ｂは図９Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図９Ｃは図９Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図９Ｄは図９Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１０はこの発明の第４実施形態のレンズ鏡筒の断面図である。 図１１Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１１Ｂは図１１Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１１Ｃは図１１Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１１Ｄは図１１Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１２Ａはこの発明の第５実施形態のレンズ鏡筒が組み込まれたカメラモジュールの分解斜視図である。 図１２Ｂは図１２Ａに示すカメラモジュールを構成するレンズユニットの断面図である。 図１２Ｃは図１２Ａに示すカメラモジュールのレンズ系を示す図である。 図１３は従来のレンズ鏡筒について説明するための説明図である。 図１４Ａは鋼球をスペーサとして使用した、従来のレンズ鏡筒の一例について説明するための説明図である。 図１４Ｂは従来のレンズ鏡筒において鋼球をスペーサとして使用した例について説明するための説明図である。 図１５は従来のレンズ鏡筒において平坦面にスペーサを配置した例ついて説明するための説明図である。 図１６はこの発明の第６実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面図である。 図１７Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順をするための図である。 図１７Ｂは図１７Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図であり、図１７Ｂ(a)は図１７Ｂ(b)のXVIIBa−XVIIBa線から見た横断面図であり、図１７Ｂ(b)は図１７Ｂ(a)のXVIIBb−XVIIBb線から見た縦断面図である。 図１７Ｃは図１７Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図１８(a)はスペーサ用ガイドを使用して球体を配置する方法について説明するための上面図であり、図１８(a)は図１８(b)のXVIIIa−XVIIIa線から見た横断面図であり、図１８(b)は図１８(a)のXVIIIb−XVIIIb線から見た縦断面図である。 図１９は異なる径のレンズを使用した場合のレンズ鏡筒の組立方法について説明するための説明図である。 図２０はこの発明の第７実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面図である。 図２１Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２１Ｂは図２１Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２１Ｃは図２１Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２１Ｄは図２１Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２２はこの発明の第８実施形態のレンズ鏡筒の組立方法を用いて組み立てられたレンズ鏡筒の断面図である。 図２３Ａは上記レンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２３Ｂは図２３Ａに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２３Ｃは図２３Ｂに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２３Ｄは図２３Ｃに続くレンズ鏡筒の組立方法の手順を示す図である。 図２４は遮光性樹脂の塗布領域について説明するための説明図である。 図２５(a)は円筒形状のスペーサを使用した場合のレンズ鏡筒の上面図であり、図２５（a）は図２５（ｂ）のXXVa−XXVa線から見た横断面図であり、図２５(b)は図２５(a)のXXVb−XXVb線から見た縦断面図である。
符号の説明
１,１００…第１レンズ
２…第２レンズ
３…レンズ枠
４…間隔環
５…レンズ鏡筒
７,２７…スペーサ
８…磁気発生器
９…スペーサ用ガイド
１０…接着剤
１１…レンズ枠
１２…遮光性樹脂
２０,２１,２２…段部
５０１…第１レンズ
５０２…第２レンズ
５０３…レンズ枠
５０４…間隔環
５０５…レンズ鏡筒
５０７…球体
５０８…スペーサ位置決め用磁石
５０９…スペーサ用ガイド
５１０…接着剤
５１１…レンズ枠
５１２…遮光性樹脂
５２０,５２１,５２２…段部

Claims (18)

  1. ２枚のレンズと、
    上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、
    上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接する３つ以上のスペーサと
    を備え、
    上記レンズ枠の内径が、上記２枚のレンズを夫々保持する部分で同径であり、
    上記スペーサが上記レンズ枠の内壁に当接することを特徴とするレンズ鏡筒。
  2. 請求項１に記載のレンズ鏡筒において、
    上記スペーサが、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
  3. 請求項１または２に記載のレンズ鏡筒において、
    上記２枚のレンズのうちの少なくとも一方に、上記スペーサが接着剤で固定され、かつ上記接着剤は、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に塗布されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
  4. 請求項３に記載のレンズ鏡筒において、
    上記接着剤が遮光性樹脂であることを特徴とするレンズ鏡筒。
  5. ２枚のレンズと、
    上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、
    上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接する３つ以上のスペーサと
    を備え、
    上記スペーサの構成材料が強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むことを特徴とするレンズ鏡筒。
  6. 請求項５に記載のレンズ鏡筒において、
    上記レンズ枠の構成材料が常磁性材料または反磁性材料であることを特徴とするレンズ鏡筒。
  7. 請求項５または６に記載のレンズ鏡筒において、
    上記スペーサが、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に配置されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
  8. 請求項５乃至７のいずれか１つに記載のレンズ鏡筒において、
    上記２枚のレンズのうちの少なくとも一方に、上記スペーサが接着剤で固定され、かつ上記接着剤は、上記２枚のレンズにより構成されるレンズ系を通過する有効光線の領域外に塗布されていることを特徴とするレンズ鏡筒。
  9. 請求項８に記載のレンズ鏡筒において、
    上記接着剤が遮光性樹脂であることを特徴とするレンズ鏡筒。
  10. ２枚のレンズと、上記２枚のレンズを保持する筒状のレンズ枠と、上記２枚のレンズ間に配置され、上記２枚のレンズの互いに向き合うレンズ面に当接するスペーサとを備え、上記スペーサの構成材料が強磁性材料またはフェリ磁性材料を含むと共に、上記レンズ枠の構成材料が常磁性材料または反磁性材料であるレンズ鏡筒の組立方法であって、
    上記筒状のレンズ枠に、上記２枚のレンズのうちの一方の第１レンズを挿入する第１の工程と、
    上記レンズ枠内に挿入された上記第１レンズ上に、上記スペーサを３つ以上配置する第２の工程と、
    上記レンズ枠外に磁気発生器を配置して、上記磁気発生器の磁極と上記レンズ枠内に配置された上記スペーサとの間の吸引力によって、上記スペーサの位置決めを行う第３の工程と、
    上記磁気発生器により上記スペーサが位置決めされた状態で、上記レンズ枠内に上記２枚のレンズのうちの他方の第２レンズを挿入し、上記レンズ枠に上記第２レンズを固定する第４の工程と
    を有することを特徴とするレンズ鏡筒の組立方法。
  11. 請求項１０に記載のレンズ鏡筒の組立方法において、
    上記スペーサを配置するレンズ面が上記レンズ枠の内側に向かって徐々に低くなる傾斜面であり、
    上記スペーサが接する上記レンズ面の傾斜角θ、上記スペーサの磁極の強さＭ1、上記スペーサの質量ｍ、上記磁気発生器の磁極の強さＭ2、上記レンズ枠の透磁率μ、重力加速度ｇである場合、
    上記レンズ枠の壁厚tが、
    Figure 2007310343
    であることを特徴とするレンズ鏡筒の組立方法。
  12. 請求項１１に記載のレンズ鏡筒の組立方法において、
    上記磁気発生器の磁極の数は、上記第１レンズ上に配置された上記スペーサの数と同じであり、
    上記第３の工程において、上記磁気発生器の磁極を、上記レンズ枠外に周方向に等間隔に配置することを特徴とするレンズ鏡筒の組立方法。
  13. 請求項１１または１２に記載のレンズ鏡筒の組立方法において、
    上記スペーサを所定位置に配置するためのスペーサ用ガイドを使用することを特徴とするレンズ鏡筒の組立方法。
  14. 請求項１１乃至１３のいずれか１つに記載のレンズ鏡筒の組立方法において、
    上記第２の工程において、上記スペーサを上記第１,第２レンズを通過する有効光線の領域外に配置することを特徴とするレンズ鏡筒の組立方法。
  15. 請求項１１乃至１４のいずれか１つに記載のレンズ鏡筒の組立方法において、
    上記第１,第２レンズの少なくとも一方に上記スペーサを接着剤で固定する第５の工程を有し、上記接着剤の塗布領域を、上記第１,第２レンズを通過する有効光線の領域外とすることを特徴とするレンズ鏡筒の組立方法。
  16. 請求項１５に記載のレンズ鏡筒の組立方法において、
    上記接着剤を遮光性樹脂とすることを特徴とするレンズ鏡筒の組立方法。
  17. 請求項１６に記載のレンズ鏡筒の組立方法において、
    上記第１レンズと上記各スペーサの接触部および上記第２レンズと上記各スペーサの接触部に上記遮光性樹脂を塗布することを特徴とするレンズ鏡筒の組立方法。
  18. 請求項１乃至９のいずれか１つに記載のレンズ鏡筒と、上記レンズ鏡筒を用いて結像される画像を撮像する撮像素子を備えた受光部とを含むことを特徴とするカメラモジュール。
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