JP2007333999A

JP2007333999A - レンズユニット

Info

Publication number: JP2007333999A
Application number: JP2006165515A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Hirata; 弘之平田; Masatoshi Hashimoto; 昌俊橋本
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2006-06-15
Filing date: 2006-06-15
Publication date: 2007-12-27

Abstract

【課題】レンズ押さえを設けず、レンズ部を鏡筒に接着剤のみで接着し保持する小型化したレンズユニットを提供する。
【解決手段】本発明にかかるレンズユニット１００は、円筒状の鏡筒３と、鏡筒３の内側に収納されるレンズ部１０とを有し、レンズ部１０の端部外周面に段差部４が形成され、鏡筒３の端部内周面に段差部５が形成され、レンズ部の段差部４及び前記鏡筒の段差部５により接着溝１６が形成される。接着溝１６に接着剤６を塗布して、鏡筒３及びレンズ部１０の両部材を接着する。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型化を図ったレンズユニットに関する。

例えば携帯情報端末における撮像部に使用されるレンズユニットは、鏡筒と、この鏡筒内に保持されるレンズ部とから構成される。従来、このレンズユニットのレンズ部を鏡筒に接着し保持するためにレンズ押さえが設けられ、レンズ押さえによりレンズ部の落下を防止していた。レンズ押さえは鏡筒内面にレンズ部の下側でレンズ部を取り囲むように形成されるもので、レンズが鏡筒から抜け落ちるのを防止することができる。

図４にレンズ押さえ５６を設けたレンズユニット３００を示す。図４に示すようにレンズユニット３００は、円筒状の鏡筒５３と、その内部に接合される第１レンズ５１及び第２レンズ５２からなるレンズ部６０と、レンズ部６０が鏡筒５３から抜け落ちるのを防ぐレンズ押さえ５６と、しぼり５７とを有する。レンズ部６０は環状オレフィンホモポリマであって末端に極性基をもたないもの、又は環状オレフィン及びエチレンのコポリマであって末端に極性基をもたないものからなり、鏡筒５３とレンズ押さえ５６はガラス繊維入りのポリカーボネート樹脂からなる。鏡筒５３及びレンズ押さえ５６は同じ材質からなるため、接着性がよく、接着させることは容易であった。

しかし、近時、携帯情報端末等本体の小型化に伴い、携帯情報端末等に用いられるレンズユニットの小型化、及び低光学長によりレンズ部後端と像面の距離（バックフォーカス）を短くすることが求められている。

図４に示すように、レンズ押さえ５６を設けることはレンズユニットの小型化及びバックフォーカスの短距離化の弊害であった。そのため、小型化を実現するためにはレンズ押さえを設けない構成のレンズユニットが考えられる。従来、レンズ押さえを設けず、レンズ部を鏡筒に接着剤のみで接着し保持する方法が特許文献１及び特許文献２に記載されている。特許文献１に記載の技術は、鏡筒内面のレンズ部が接着する位置の少なくとも３箇所に接着剤を塗布することにより鏡筒とレンズを接着している。また特許文献２では、レンズと鏡筒を固定維持するために、従来レンズ押さえが形成されていた位置にレンズ押さえの代わりに接着剤が塗布されている。
特許２９７８５５４号公報特開２００６−８４６２１号公報

しかしながら、単にレンズ部と鏡筒を接着剤のみで接着するだけではレンズ部を鏡筒に接着し落下を防ぐための十分な保持力が保てないという問題点があった。すなわち、従来レンズ部は環状ポリオレフィン樹脂からなり、鏡筒はポリカーボネートからなり、レンズ部と鏡筒は異なる材質からなるため、レンズ部と鏡筒を接着することは容易ではなく、単にレンズ部と鏡筒を接着剤のみで接着するだけでは接着力の点で信頼性が乏しいという問題点があった。従って本発明の目的は、上記問題点を解決するものであり、レンズ押さえを設けず、レンズ部を鏡筒に接着剤のみで接着し保持することができる小型化のレンズユニットを提供することである。

上述した課題を解決するために、本発明に係るレンズユニットは、円筒状の鏡筒と、前記鏡筒の内側に収納されるレンズ部とを有し、前記レンズ部の端部外周面に段差部が形成され、前記鏡筒の端部内周面に段差部が形成され、前記レンズ部の段差部及び前記鏡筒の段差部により接着溝を形成するものである。

本発明においては、従来使用されていたレンズ押さえを設けることなく、レンズ部と鏡筒に形成した段差部により、接着剤を塗布するための接着溝を形成し、この接着溝に接着剤を塗布してレンズ部と鏡筒を接着するため、レンズ部を鏡筒に接着し落下を防ぐための十分な保持力をもたせることができる。

また、前記接着溝の底面を面一とすることができる。このことにより、接着溝に応力が集中することを防ぐことができ、硬化した接着剤の割れが発生することを防ぐことができる。

さらに、前記接着溝の底面及び側面の少なくとも一部にシボ又はエンボスを形成することが好ましい。エンボスの形成により、接着溝が粗面化するため、アンカー効果により接着力がさらに向上する。また、シボの代わりにエンボスを形成しても同様の効果を得ることができる。

ここで、接着剤はアクリル系又はエポキシ系の樹脂であることが好ましい。また、鏡筒はポリカーボネート樹脂からなることが好ましい。さらに、レンズ部は環状オレフィンホモポリマ又は環状オレフィン及びエチレンのコポリマで末端に極性基をもたない材料からなることが好ましい。

前記鏡筒及び前記レンズ部を収納する鏡筒ホルダを有し、前記鏡筒ホルダは内面に円周溝を有し、前記接着溝の外周面は、前記接着溝底面から前記鏡筒端部にかけてその内径が大きくなるように傾斜して形成されていて、前記鏡筒が前記鏡筒ホルダと嵌め合わされたときに接する前記円周溝の内壁が前記接着溝の外周面に沿うように形成されていることが好ましい。

本発明によれば、レンズ押さえを設けることなく、レンズ部を鏡筒に接着するための十分な保持力を有するレンズユニットを提供することができる。

実施の形態１．
以下、本実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の実施の形態にかかるレンズユニット１００を示す断面図である。図１（ａ）に示すように、レンズユニット１００は、円筒状であって端部内周面に段差部を有する鏡筒３と、その内周面に接合される第１レンズ１及び第２レンズ２からなるレンズ部１０と、レンズ部１０及び鏡筒３を支え保持する鏡筒ホルダ１１を有する。また、第１レンズと第２レンズとの間の周縁には、レンズ部１０に入射される光を調節するしぼり１７を有している。鏡筒ホルダ１１は図示せぬ基板上に形成されている。鏡筒ホルダ１１は、例えば赤外線カットフィルタ等のフィルタ１５を有する。また、レンズ部１０を透過した像を固体撮像素子１３に導くための開口１４が形成されている。フィルタ１５に対向する位置の基板上に、例えばＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる固体撮像素子１３が配置されている。

レンズ部１０の第１レンズ１及び第２レンズ２は環状オレフィンホモポリマであって末端に極性基をもたないプラスチック、又は環状オレフィン及びエチレンのコポリマで末端に極性基をもたないプラスチックからなる。本実施の形態では、第１レンズ１及び第２レンズ２はプラスチックレンズからなるものとしたが、一方をプラスチックレンズ、他方をガラスレンズで構成してもよい。また、両方にガラスレンズを使用してもよい。また、本実施の形態においては、レンズ部１０を第１レンズ１及び第２レンズ２を有することとしたが、少なくともレンズを一枚有していればよい。円筒状の鏡筒３はガラス繊維入りポリカーボネート樹脂からなるものを使用することができる。

上述したように、レンズユニットを小型化するためにはレンズ押さえが弊害となる。しかし、単にレンズ押さえを設けない構成とすると、レンズ部１０と鏡筒３が違う材質からなるため、接着力が弱く、レンズ部１０を鏡筒３に接着し落下を防ぐための十分な保持力が保てないという問題点があった。また、レンズ部の材料が極性基をもたないプラスチックを使用する場合は、さらに接着力が弱く、レンズ部１０を鏡筒３に接着する十分な保持力を保てない。

そこで本実施の形態においては、レンズ部１０を鏡筒３に接着し十分な保持力をもたせるために、接着剤を塗布するための樹脂溜まりとなる接着溝１６を設ける。そして、この接着溝１６に接着剤６を塗布し、レンズ部１０と鏡筒３とを接着する。すなわち、第２レンズ２の端部外周面及び鏡筒３内周面の端部にそれぞれ段差部４と段差部５を設ける。段差部４及び段差部５により、レンズ部１０を鏡筒３にはめ込んだときに凹部（以下、接着溝１６という。）が形成される。本実施の形態においては、さらに、段差部４及び段差部５は接着溝１６の底面１６ａが面一になるように形成する。接着溝１６の底面１６ａに段差があると、応力が集中し、これにより割れが発生する可能性があるため、接着溝１６の底面１６ａを面一にすることが好ましい。そして、この接着溝１６に接着剤６を塗布し、レンズ部１０と鏡筒３とを接着する。接着剤としては、例えばウレタンアクリレートを主成分とする紫外線硬化性エポキシ樹脂等を使用することができる。

この接着溝１６に接着剤６を塗布する。第２レンズ２及び鏡筒３からなる接着溝１６を設けることにより、レンズ部１０と鏡筒３の接着面積が増える。これにより、材質の異なるレンズ部１０と鏡筒３を接着する場合においても、レンズ部１０を鏡筒３に接着し保持するために必要な保持力を有することが可能になる。従って、レンズ押さえを設けなくても鏡筒３からレンズ部１０が抜け出ることを防止することができるため、レンズユニットを小型化することが可能である。また、接着溝１６の底面及び側面にシボ等の凹凸を形成することにより、アンカー効果によって保持力をさらに高めることが可能となる。

さらに、図１（ｂ）に図１（ａ）に示すレンズユニット１００の鏡筒ホルダ１１の平面図を示す。図１（ｂ）に示すように、レンズ部１０及び鏡筒３を保持し支える鏡筒ホルダ１１内面に鏡筒３の基板側の端面が収納される円周溝１２が形成されている。接着溝の外周面９は、接着溝底面１６ａから鏡筒３端部にかけてその内径が大きくなるように傾斜して形成されていて、鏡筒３が鏡筒ホルダ１１と嵌め合わされたときに接する円周溝１２の内壁８が接着溝の外周面９に沿うように形成されている。すなわち、接着溝１６の外周面９と円周溝１２の内壁８は略平行になるように形成されている。

これにより、鏡筒３を鏡筒ホルダ１１にはめ込むために鏡筒外周面１８及び鏡筒ホルダ内周面１９に形成されたネジ部の螺合長を確保することができる。さらに、円周溝１２にレンズユニット１００を嵌めこむことにより、螺合長を短くすることなくバックフォーカスを短くすることができるため、低構造長のレンズユニットを形成することができる。また、レンズ部１０及び鏡筒３を傾くことなく安定して保持することが可能となる。なお、図１（ａ）では接着溝の外周面９は、接着溝底面１６ａから鏡筒３端部にかけてその内径が大きくなるように傾斜して形成し鏡筒ホルダ１１と嵌め合わせたが、接着溝の外周面９を接着溝底面１６ａに対して垂直になるように形成してもよい。

ここで、鏡筒３の大きさとしては、例えば、その外径が４．５ｍｍ、高さ２．５ｍｍ程度である。この場合、レンズ部１０を鏡筒３に接着し保持するための接着力を保持するため及び鏡筒の強度等の観点から、接着溝１６の大きさは、例えば、幅０．２〜０．６ｍｍ、深さ０．１〜０．３ｍｍとするのが好ましい。なお、接着溝１６の大きさは、鏡筒３の外径及び高さ、接着剤の硬度及び粘度等に応じて又は、レンズ部１０と鏡筒３とを接着する際の作業性、レンズユニットの強度等の観点から適宜変更することが可能である。

以下に、本実施の形態で使用した接着剤６の保持力を測定した結果について説明する。本実施の形態において、接着剤は図３に示す硬度及び粘度のもので、ＵＶアクリル系又はＵＶエポキシ系の接着剤を使用した。図３は使用した接着剤のデュロメータ硬さ、粘度及び保持力測定の結果を示す図である。なお、接着剤のデュロメータ硬さはＪＩＳ−Ｋ７２１５の１９８６に記載されているプラスチックのデュロメータ硬さから算出されたものである。図３に示すように、デュロメータ硬さを示す値のＡスケールとＤスケールは、Ａスケールの方がＤスケールより柔らかいことを示している。なお、接着剤の粘度はレンズ部１０が鏡筒３から抜け落ちる力（以下、抜去力という。）には関係がない。しかし、ディスペンサー等を用いて樹脂を塗布する際の吐出量と関係する。すなわち、粘度が低いほど吐出量を少なくでき、かつディスペンサーを精度よくコントロールできる。また、デュロメータ硬さはある程度硬い方が樹脂そのもののせん断強度が高い傾向にある。そのため、抜去力の観点では接着力と等しい若しくは接着力以上のせん断強度であることが好ましい。

次に抜去力の測定方法について説明する。本実験で使用したレンズユニットを図２（ａ）〜図２（ｃ）に示す。図２に示すレンズユニットにおいて、図１（ａ）に示すレンズユニット１００と同一構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。本実験で使用したレンズユニットは、図２（ａ）に示すように、レンズを接着剤６のみで接着した、レンズ押さえを設けず接着溝のないレンズユニット２００（比較例１）、図２（ｂ）に示すように、レンズ押さえを設けず鏡筒のみに接着溝２１を設けたレンズユニット２０１（比較例２）、そして図２（ｃ）に示すように、レンズ押さえを設けずレンズ部及び鏡筒の両方に段差部を設けて接着溝２２を形成した本実施の形態にかかるレンズユニット２０２（実施例）の３種類を使用した。

まず、水平な台の上に測定するレンズユニットを載置する。そして、レンズ部１０の光軸方向、すなわちレンズ部の中心に向かってレンズ部１０と垂直になるように圧子軸を押し当て力を加え、レンズ部１０が鏡筒３から抜け落ちたときの力を抜去力とし測定を行った。

抜去力測定の結果、いずれの接着剤においても、レンズ部及び鏡筒両方に段差部を設けて接着溝２２を形成した実施例にかかるレンズユニット２０２の方が抜去力が向上した。すなわち、実施例と、比較例１の抜去力を比較すると、実施例の抜去力の方が大きく、レンズ部１０が鏡筒３に接着され保持される力が向上している。また、実施例と、鏡筒側のみに段差部を設けて接着溝２１とした比較例２とを比較しても、実施例の抜去力の方が大きく、レンズ部が鏡筒に接着され保持される力が向上している。

本実施の形態においては、第２レンズ２の端部外周面及び鏡筒３内周面の端部に段差部４と段差部５を設け、これらの段差部４及び段差部５により、レンズ部１０を鏡筒３にはめ込んだときに、その底面が面一になるような接着溝１６が形成される。この接着溝１６を設けることにより、レンズ部１０と鏡筒３の接着面積が増えるため、材質の異なるレンズ部１０と鏡筒３を接着する場合においても、レンズ部１０を鏡筒３に接着し保持するために必要な保持力が得られる。したがって、レンズ押さえがなくても鏡筒３からレンズ部１０が抜け出ることを防止することができるため、レンズユニットを小型化することも可能である。

また、接着溝１６の底面及び側面の少なくとも一部にシボを付与することにより、接着溝１６が粗面化するためアンカー効果によって保持力をさらに高めることが可能となる。シボの代わりにエンボスを形成しても、同様の効果を得ることができる。さらに、鏡筒ホルダ１１内面に鏡筒端面が嵌合する円周溝１２を形成し、鏡筒端面内壁９に接する円周溝１２の鏡筒ホルダ１１中心側の内壁８を鏡筒端面内壁９に略平行となるように形成する。これにより、鏡筒３を鏡筒ホルダ１１にはめ込むために鏡筒外周面１８及び鏡筒ホルダ内周面１９に形成されたネジ部の螺合長を確保することができる。また、円周溝１２にレンズユニット１００を嵌めこむことにより、螺合長を短くすることなくバックフォーカスを短くすることができるため、低構造長のレンズユニットを形成することができる。また、レンズ部１０及び鏡筒３を傾くことなく安定して保持することが可能となる。

また、レンズ押さえを設けずにレンズユニットを製造することが可能になるため、製造コストが安価になる。接着面積が狭い接着溝に接着剤を塗布することは困難であるため、接着面積を広くすることにより、簡単に接着剤を塗布することができるため、レンズユニットの製造効率もあがる。また、上記のレンズユニットは、さらなる小型化を目指す携帯電話及び携帯情報端末に組み合わせて用いることができる。

なお、本発明は上述した実施の形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることは勿論である。

本実施の形態におけるレンズユニットを示す断面図である。抜去力を測定する際に使用したレンズユニットの型を示す断面図の一部である。抜去力を測定した結果を示す図である。従来の後ろ押さえを設けたレンズユニットの断面図である。

符号の説明

１、５１第１レンズ
２、５２第２レンズ
３、５３鏡筒
４第２レンズの段差部
５鏡筒の段差部
６接着剤
８円周溝の内壁
９接着溝の外周面
１０レンズ部
１１鏡筒ホルダ
１２円周溝
１３固体撮像素子
１４開口
１５フィルタ
１６接着溝
１６ａ接着溝の底面
１７、５７しぼり
１８鏡筒外周面
１９鏡筒ホルダ内周面
５６レンズ押さえ
１００、２００、２０１、２０２、３００レンズユニット

Claims

円筒状の鏡筒と、
前記鏡筒の内側に収納されるレンズ部とを有し、
前記レンズ部の端部外周面に段差部が形成され、
前記鏡筒の端部内周面に段差部が形成され、
前記レンズ部の段差部及び前記鏡筒の段差部により接着溝が形成され、
前記接着溝に接着剤が塗布され前記鏡筒と前記レンズ部とが接着されているレンズユニット。
前記接着溝はその底面が面一である
ことを特徴とする請求項１記載のレンズユニット。
前記接着溝の底面又は側面の少なくとも一部にシボ又はエンボスが形成されている
ことを特徴とする請求項２記載のレンズユニット。
前記接着剤はアクリル系又はエポキシ系の樹脂である
ことを特徴とする請求項１記載のレンズユニット。
前記鏡筒はポリカーボネート樹脂からなる
ことを特徴とする請求項２記載のレンズユニット。
前記レンズ部は環状オレフィンホモポリマ、又は環状オレフィン及びエチレンのコポリマであって末端に極性基をもたない材料からなる
ことを特徴とする請求項２記載のレンズユニット。
前記鏡筒及び前記レンズ部を収納する鏡筒ホルダを有し、
前記鏡筒ホルダは内面に前記鏡筒と嵌合する円周溝を有する
ことを特徴とする請求項２記載のレンズユニット。