JP2009015004A - レンズ固定構造及びレンズ固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】鏡筒の内部におけるレンズの姿勢を精度良く保持できるようにすると共に、従来方式のレンズ固定構造に比べて光軸ズレを防止できるようにする。
【解決手段】レンズ１１を収納する鏡筒１２と、開口部を有して鏡筒１２の内部にレンズ１１を固定する環状の固定部材１３とを備え、レンズ１１は、固定部材１３の開口部と対峙する部分を除く当該固定部材１３と当接する側が凸型の台錐形状に突出した傾斜面Ｉを有しており、固定部材１３は、当該開口部を除くレンズ１１と当接する側が凹型の台錐形状に落ち込んだ傾斜面IIを有しており、レンズ１１の凸型の台錐形状の傾斜面Ｉと、固定部材１３の凹型の台錐形状の傾斜面IIとが当接されるものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、デジタルカメラや、ビデオカメラ、携帯電話機、車載用のカメラ等のカメラモジュール用のレンズユニットに適用可能なレンズ固定構造及びレンズ固定方法に関する。詳しくは、レンズを鏡筒内に収納する場合に、凸型の台錐形状の傾斜面を有したレンズと、凹型の台錐形状の傾斜面を有した固定部材とを備え、レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、固定部材の凹型の台錐形状の傾斜面とを当接するようにして、鏡筒内におけるレンズの姿勢を精度良く保持できるようにすると共に、従来方式のレンズ固定構造に比べて光軸ズレを防止できるようにしたものである。

近年、デジタルカメラや、ビデオカメラ、携帯電話機、車載用のカメラ等のカメラモジュールには、レンズユニットが実装され、このレンズユニットには、レンズ固定構造が採用される場合が多い。この種のレンズ固定構造によれば、鏡筒にレンズを収納した後に固定部材で固定するようになされる。

図１１は、従来例に係るレンズ固定構造１０の構成例を示す断面図であり、図１２は固定部材４３の構成例を示す斜視図である。図１１に示すレンズ固定構造１０は、一般的なカメラモジュールのレンズユニットに採用され、レンズ４１、鏡筒４２及び固定部材４３の３点から構成されている。図中、上方が被写体側であり、下方が撮像素子側である。また、一点鎖線は光軸０の方向（以下光軸方向という）であり、それと直交する波線に示す垂直方向は、レンズ４１の径方向である。なお、図中、絞りや遮光等を目的とした部品は省略している。

鏡筒４２はつば付き円筒（ハット）状を成しており、レンズ４１を収納して保持する。鏡筒４２には受光用の開口部４２ａや、レンズ４１を収納する穴部４４等が設けられる。固定部材４３は図１２に示すように環状を成し、鏡筒４２の内部に収納されたレンズ４１を固定するものである。固定部材４３は内側に開口部３１を有している。固定部材４３は当該開口部３１を除くレンズ４１と当接する側は、レンズ４１の縁部を受け止める平坦なレンズ縁部受止面III’となされている。

図１３は、図１１の波線円内図に示したレンズ４１、鏡筒４２及び固定部材４３の当接例を示す拡大図であり、３部品が固定された部分を拡大した図である。
図１３に示すレンズ４１は、鏡筒４２に対して、当該レンズ４１の径方向に微小クリアランスＣ３を持って挿入される。レンズ４１の固定に関しては、隙間嵌め方法が採られる。ここに隙間嵌め方法とは、鏡筒４２に対して、レンズ４１の主として光軸方向への位置規制を目的とした固定部材４３を圧入又は挿入ネジ締め等により固定することをいう。

レンズ４１の隙間嵌め方法によれば、レンズ４１の圧入に起因した応力歪みによる光学特性劣化を避けるために採用される。隙間嵌め方法では、固定部材４３を緩めた状態でレンズ４１が左右に移動可能となされる。図中、Ｆｚはレンズ４１を押える力であり、固定部材４３を鏡筒４２に圧入又は挿入ネジ締め等により固定した時点から発生する。

この種のレンズ固定構造に関連して特許文献１には、レンズ固定方法、レンズ固定装置及びレンズ本体が開示されている。このレンズ固定装置によれば、外径Ｄを有したレンズ玉と、内径φのレンズ枠を上方に有した鏡筒とを備え、レンズ枠は鏡筒上部における段差ｄを成し、レンズ玉は外側面がカット形状となされ、そのカット面の高さはｄに設定されている。レンズの外径Ｄとレンズ枠の内径φとはほぼ同等に設定されている。

レンズ固定時、熱収縮性を利用するために外径Ｄのレンズ玉を冷却し、冷却後、高さｄのカット面を有するレンズ玉を段差ｄを有する鏡筒のレンズ枠に挿入し、その後、レンズ玉及びレンズ枠を含む鏡筒を熱加工して、レンズ玉を鏡筒のレンズ枠に固定するようになされる。このようにすると、高さｄを有するレンズ玉のカット面（外側面）が、段差ｄを有する鏡筒のレンズ枠の内側面に密着して堅固に固定できるというものである。

図１４はレンズ固定構造１０に係るレンズ４１の光軸ズレを説明する断面図である。図１４に示す光軸ズレを生じたレンズ４１によれば、固定部材４３によって鏡筒４２の光軸方向に押さえ付けられているにも拘わらず、当該レンズ４１が、その径方向（垂直方向）に移動したものである。これは、当該鏡筒４２に振動や衝撃等が加わった場合、レンズ４１の径方向に設定された微小クリアランスΔＣ３分だけ、当該レンズ４１が移動したためである。図中、光軸ズレ量εは光軸ズレを生じていない光軸０と、光軸ズレを生じた光軸０’との差分である。

図１５Ａ及びＢは、光軸ズレの影響例（その１）を示す被写体映像の概念図である。図１５Ａに示す被写体映像はカメラ単体によるレンズ４１の移動前の撮影映像Ｐ１であり、レンズ４１が光軸ズレを生じておらず、光軸ズレ量ε＝０の場合である。反対に、図１５Ｂに示す被写体映像は、カメラ単体時、レンズ４１の移動後の撮影映像Ｐ２であり、レンズ４１が光軸ズレを生じて光軸ズレ量ε≠０となった場合である。

光軸ズレ量がε≠０となるのは、環境変化に伴う温度等の変化の影響によって、固定部材４３の光軸方向の位置が、鏡筒４２に対して相対的に変化して、その押さえ力Ｆｚが減少した場合であって、レンズ４１が自由に径方向に移動してしまうためである。この結果、撮像素子に対する光軸（レンズ中心）の位置が移動して、モニタ上での撮影映像Ｐ２が、移動前の撮影映像Ｐ１に対して位置がズレるという現象となる。通常は、このレンズ４１の径方向への移動量が数ミクロンから十数ミクロン範囲に収めることができるので、撮影映像の位置ズレ（以下で映像ズレという）としては微小な量であり、１画面単体を見る限りでは、カメラユーザも特に気にはならないものである。

特開２００４−３１７９９０号公報（第５頁 図１）

ところで、従来例に係るレンズ固定構造及びレンズ固定方法によれば、以下のような問題がある。

ｉ．図１３に示したレンズ固定構造１０によれば、レンズ４１の光軸方向の位置規制を主目的とした固定部材４３を備えており、固定部材４３は、レンズ４１との互いに平行で平坦な面を張り合わせるように接触され、副次的に発生した摩擦力を利用して光軸０と垂直方向へのレンズ位置規制を行なっている。

しかし、図１４に示したようなレンズ固定構造１０によれば、レンズ４１の径方向への積極的な位置規制を行なう仕様になっておらず、当該鏡筒４２に振動や衝撃等が加わった場合、レンズ４１の径方向に設定された微小クリアランスΔＣ３分だけレンズ４１が移動するおそれがある。

ii．因みに、特許文献１に見られるようなレンズ固定装置であると、熱加工中、レンズ玉が鏡筒のレンズ枠の光軸中心から位置ずれしないように何らかの対策を講ずる必要があり、レンズ固定工程が複雑化することが懸念される。

iii．今後、単一のカメラで撮影した映像（図１５Ａ参照）に代わり、映像アプリケーションとして、複数のカメラ＃１〜＃３等を用いて、それぞれの映像を繋ぎ合わせて利用するような場合が想定され、この場合、映像ズレの許容レベルも数段厳しくなることが予想される。

図１６Ａ及びＢは、光軸ズレの影響例（その２）を示す被写体映像の概念図であり、３台のカメラ＃１〜＃３による繋ぎ映像における光軸ズレの影響例を示している。

図１６Ａに示す被写体映像は、３台のカメラ＃１〜＃３によるレンズ４１の移動前の撮影映像Ｐ１１であり、３台のカメラ＃１〜＃３とも、レンズ４１が光軸ズレを生じておらず、光軸ズレ量ε＝０の場合である。図１６Ａにおいて、縦方向の矢印は映像の接続部分であり、映像の繋ぎ部分は連続性を保っている。

反対に、図１６Ｂに示す被写体映像は、３台のカメラ＃１〜＃３によるレンズ４１の移動後の撮影映像Ｐ１２であり、２台のカメラ＃１，＃２間の各々のレンズ４１及び２台のカメラ＃１，＃３間の各々のレンズ４１に、図１４に示したような光軸ズレを生じて光軸ズレ量ε≠０となった場合である。図１６Ｂにおいて、縦方向の矢印は映像の接続部分であり、映像の繋ぎ部分には不連続箇所が目立つようになる。この不連続面の箇所に、人物や線画等が配置された場合、特に人物や線画等の連続性が目立ってしまうという問題がある。このように、レンズ固定構造１０が適用されるカメラの用途によっては光軸ズレに対しても、相当厳しい保証を求められることが予想される。

そこで、この発明はこのような従来の課題を解決したものであって、鏡筒内におけるレンズの姿勢を精度良く保持できるようにすると共に、従来方式のレンズ固定構造に比べて光軸ズレを防止できるようにしたレンズ固定構造及びレンズ固定方法を提供することを目的とする。

上述した課題は、レンズと、このレンズを収納する鏡筒と、開口部を有して鏡筒内にレンズを固定する環状の固定部材とを備え、レンズは、固定部材の開口部と対峙する部分を除く当該固定部材と当接する側が凸型の台錐形状に突出した傾斜面を有しており、固定部材は、当該開口部を除くレンズと当接する側が凹型の台錐形状に落ち込んだ傾斜面を有しており、レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、固定部材の凹型の台錐形状の傾斜面とが当接されることを特徴とするレンズ固定構造によって解決される。

本発明に係る第１のレンズ固定構造によれば、レンズを鏡筒内に収納する場合に、レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、固定部材の凹型の台錐形状の傾斜面とが接触する安定化構造を採ることができ、鏡筒内におけるレンズの姿勢を精度良く保持できるようになる。

本発明に係る第１のレンズ固定方法は、開口部を有した環状の固定部材を使用して鏡筒内にレンズを固定する方法であって、固定部材の開口部と対峙する部分を除く当該固定部材と当接するレンズの側に凸型に突出する台錐形状の傾斜面を形成する工程と、当該開口部を除くレンズと当接する固定部材の側に凹型に落ち込む台錐形状の傾斜面を形成する工程と、レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、固定部材の凹型の台錐形状の傾斜面とが当接するように当該レンズを鏡筒内に収納する工程とを有することを特徴とするものである。

本発明に係る第１のレンズ固定方法によれば、レンズを鏡筒内に収納する場合に、レンズの光軸を鏡筒の幾何学中心軸に自己整合的に合わせ込むことができ、従来方式のレンズ固定構造に比べて光軸ズレを防止できるようになる。

本発明に係る第２のレンズ固定構造は、レンズと、このレンズを収納する鏡筒と、開口部を有して鏡筒内にレンズを固定する環状の固定部材とを備え、レンズは、固定部材の開口部と対峙する部分を除く当該固定部材と当接する側が凸型の台錐形状に突出した傾斜面を有しており、固定部材は、開口部を除くレンズと当接する側が凹型の円形状に落ち込んだ段差部を有し、かつ、当該段差部の外周縁上には凸状の突起部が設けられ、レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、固定部材の段差部外周縁上の凸状の突起部とが当接されることを特徴とするものである。

本発明に係る第２のレンズ固定構造によれば、レンズを鏡筒内に収納する場合に、例えば、段差部外周縁上に略等間隔に凸状の突起部が３箇所ほど設けられた環状の固定部材が使用され、レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、固定部材の段差部外周縁上の凸状の突起部とが接触する安定化構造を採ることができ、鏡筒内におけるレンズの姿勢を精度良く保持できるようになる。

本発明に係る第２のレンズ固定方法は、開口部を有した環状の固定部材を使用して鏡筒内にレンズを固定する方法であって、固定部材の開口部と対峙する部分を除く当該固定部材と当接するレンズの側に凸型に突出する台錐形状の傾斜面を形成する工程と、開口部を除くレンズと当接する固定部材の側に凹型の円形状に落ち込む段差部を形成すると共に、当該段差部外周縁上に凸状の突起部を形成する工程と、レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、固定部材の段差部外周縁上の凸状の突起部とが当接するように当該レンズを鏡筒内に収納する工程とを有することを特徴とするものである。

本発明に係る第２のレンズ固定方法によれば、レンズを鏡筒内に収納する場合に、レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、固定部材の段差部外周縁上の、例えば、３箇所の凸状の突起部とが接触する安定化構造を採ることができる。

本発明に係る第１のレンズ固定構造及びレンズ固定方法によれば、レンズを鏡筒内に収納する場合に、凸型の台錐形状の傾斜面を有したレンズと、凹型の台錐形状の傾斜面を有した固定部材とを備え、レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、固定部材の凹型の台錐形状の傾斜面とを当接するようになされる。

この構成によって、傾斜面同士が接触する安定化構造を採ることができ、鏡筒内におけるレンズの姿勢を精度良く保持できるようになる。しかも、傾斜面同士の接触構造によって、レンズの光軸を鏡筒の幾何学中心軸に自己整合的に合わせ込むことができ、従来方式のレンズ固定構造に比べて光軸ズレを防止できるようになる。

本発明に係る第２のレンズ固定構造及びレンズ固定方法によれば、レンズを鏡筒内に収納する場合に、凸型の台錐形状の傾斜面を有したレンズと、段差部の外縁部上に凸状の突起部を有した固定部材とを備え、レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、固定部材の段差部外周縁上の凸状の突起部とを当接するようになされる。

この構成によって、傾斜面と突起部とが接触する安定化構造を採ることができ、鏡筒内におけるレンズの姿勢を精度良く保持できるようになる。しかも、傾斜面突起接触構造によって、レンズの光軸を鏡筒の幾何学中心軸に自己整合的に合わせ込むことができ、従来方式のレンズ固定構造に比べて光軸ズレを防止できるようになる。これにより、高信頼度のレンズ組み込み部品を提供することができ、当該部品を実装したカメラの信頼性の向上に寄与するところが大きい。

続いて、この発明に係るレンズ固定構造及びレンズ固定方法の一実施例について、図面を参照しながら説明をする。

図１は、本発明に係る第１の実施例としてのレンズ固定構造１の構成例を示す一部破砕の斜視図である。図２は、その固定部材１３の構成例を示す斜視図である。

図１に示すレンズ固定構造１は、カメラモジュール用のレンズ鏡筒に適用して好適であり、レンズ１１、鏡筒１２及び固定部材１３を備えて構成される。この例では、鏡筒１２に対して、固定部材１３以外の全てのレンズ１１が、光軸０と垂直方向（以下径方向ともいう）に対して微小クリアランスを確保しながら挿入されている。

レンズ１１は光学部材の一例を構成し円形状を成している。光学部材にはレンズ１１の他に絞り部品や、アパーチャ（遮光）部品等が含まれる。レンズ１１にはガラスやプラスティック（樹脂）等を素材とする凹レンズや凸レンズが使用される。レンズ１１は、固定部材１３の開口部３１と対峙する側であって、当該固定部材１３と当接させる側が凸型に突出した状態を有すると共に台錐形状を成しており、その台錐形状の外周部が傾斜面Ｉを成している。傾斜面Ｉは、固定部材１３の開口部３１と対峙する部分を除く部位に設けられる。

鏡筒１２はつば付き円筒（ハット）状を成しており、レンズ１１を収納して保持する。鏡筒１２には受光用の開口部１２ａや、レンズ１１を収納する穴部１４等が設けられる。鏡筒１２の材質には、アルミダイキャストや、黄銅、ＳＵＳ等の金属又は合金が使用される。

固定部材１３は環状を成し、鏡筒１２の内部に収納されたレンズ１１を固定するものである。固定部材１３は図２に示すように内側に開口部３１を有している。固定部材１３は当該開口部３１を除くレンズ１１と当接する側が凹型の逆向き台錐形状（すり鉢状）に落ち込んだ傾斜面IIを成している。傾斜面IIの下方は、レンズ１１の縁部を受け止めるレンズ縁部受止面IIIとなされている。固定部材１３には樹脂成形部品や炭素繊維含有の樹脂成形部品等が使用される。

図３は、レンズ固定構造１の構成例を補足する断面図である。この実施例では、鏡筒１２に挿入されるレンズ１１（光学部材）等は一様な傾斜形状を形成しており、レンズ１１の傾斜面Ｉを固定部材１３の傾斜面IIで押し当てるという、面と面とで押さえる傾斜面保持構造を採っている。

図３に示すレンズ固定構造１によれば、鏡筒１２に対して、光軸０と垂直方向に位置規制された固定部材１３を用いて、それが押し込まれた時に光軸中心へ力が働く方向に傾斜面Ｉを持ったレンズ１１を固定し、光軸０と同時にそれと垂直方向の遊びを抑制する。

上述の鏡筒１２には、レンズ１１及び固定部材１３を収納する凹状の穴部１４が設けられる。ここに穴部１４の内径をφ１とし、レンズ１１及び／又は固定部材１３の外径をφ２としたとき、この例では、穴部１４の内径φ１と、レンズ１１及び／又は固定部材１３の外径φ２とが略等しく設定される。

この例で、レンズ１１の凸型の台錐形状と固定部材１３の凹型の台錐形状とがレンズ１１の光軸０を中心にして回転対称となっている。このように構成すると、鏡筒１２の幾何学中心軸がレンズ１１の光軸０に一致する位置で落ち着くようになる。

図４は、図３の波線円内図に示したレンズ１１、鏡筒１２及び固定部材１３の当接例を示す拡大図であり、３部品が固定された部分を拡大した図である。
図４に示すレンズ１１、鏡筒１２及び固定部材１３の当接例によれば、鏡筒１２内において、レンズ１１の凸型の台錐形状の傾斜面Ｉと、固定部材１３の凹型の台錐形状の傾斜面IIとが当接される。

この例で、レンズ１１の上方外周部はカット形状を有している。このカット形状を成した面（以下カット面という）と、固定部材１３の最上方における外周面延長線との間には第１の微小クリアランスΔＣ１（隙間）が設定されている。また、固定部材１３のレンズ縁部受止面IIIとレンズ１１の下方面との間には、第２の微小クリアランスΔＣ２が設定されている。微小クリアランスΔＣ１は、レンズ光軸調整時、レンズ１１のカット面の径方向への逃げに利用され、微小クリアランスΔＣ２は、その下方面の光軸方向への逃げに利用される。

図中、θは固定部材１３の傾斜角であり、固定部材１３の傾斜面と、レンズ縁部受止面IIIの延長線とが成す角度である。このように構成すると、傾斜面Ｉ,IIが相互に摺り合わされて傾斜面同士が接触する傾斜面保持構造を採ることができ、レンズ１１は、傾斜面Ｉとレンズ縁部受止面IIIとで保持されるようになる。

この例では、傾斜面IIをもつ固定部材１３を鏡筒１２に挿入した時、レンズ１１を押える力Ｆが発生する。レンズ１１及び固定部材１３の相互に傾斜面Ｉ，IIを形成していることから、レンズ中心方向への力をＦｘとし、光軸方向への力をＦｚとし、傾斜面IIに垂直な方向、すなわち、レンズ押さえ力をＦとしたとき、レンズ押さえ力Ｆは、レンズ中心方向への力Ｆｘ及び光軸方向への力Ｆｚに分解される。力Ｆｚはレンズ１１等の光学部品の光軸方向ズレを抑制し、画ボケ等の光学特性劣化を抑るようになる。同時に、力Ｆｘは光学部品の光軸ズレを抑制し、映像ズレを抑えるようになる。

次に、本発明に係る第１のレンズ固定方法について説明する。図５Ａ〜Ｃは、レンズ固定例を示す工程図である。

この実施例では、開口部３１を有した環状の固定部材１３を使用して鏡筒１２の内部にレンズ１１を固定する場合を前提とする。

まず、図５Ａに示す鏡筒１２と、図５Ｂに示すレンズ１１と、図５Ｃに示す固定部材１３とを準備する。レンズ１１に関しては、レンズ部材の所定の側、この例では、固定部材１３の開口部３１と対峙させる側であって、当該固定部材１３と当接させる部分を凸型に突出させると共に台錐形状に傾斜面Ｉを形成する。レンズ部材にはガラスやプラスティックを使用する。この例では、所定のレンズ用の型枠を形成し、この型枠にレンズ材料を流し込んでレンズ１１を形成する。

この例では、レンズ１１の外周側を研磨してカット面を形成し、レンズ１１の外径をφ２に仕上げる。これにより、鏡筒１２の穴部１４への挿入方向側が末広がり状に成し、外周面に傾斜面Ｉを有した形状のレンズ１１を形成するようになされる。

鏡筒１２に関しては、アルミダイキャスト等の本体部材をつば付き円筒（ハット）状に加工し、受光用の開口部１２ａや、レンズ１１を収納する内径φ１の穴部１４を形成する。例えば、アルミダイキャスト等の原料を型枠に入れて成型し、その後、孔開け加工機で開口部１２ａ等を形成する。

固定部材１３に関しては、外径φ２を有した樹脂成形部材の本体中央に開口部３１を形成し、この開口部３１を除くレンズ１１と当接する側に、凹型に落ち込む台錐形状の傾斜面IIを形成する。もちろん、固定部材１３を象ったコア及びキャビティから成る金型を作成し、当該金型に所望の樹脂部材を封入して当該固定部材１３を形成してもよい。

レンズ１１、鏡筒１２及び、固定部材１３が準備できたら、図５Ｂに示すレンズ１１の凸型の台錐形状の傾斜面Ｉと、固定部材１３の凹型の台錐形状の傾斜面ＩＩとが当接するように組み合わせて、図５Ａに示す鏡筒１２の内部に当該レンズ１１及び固定部材１３を収納（挿入）する。このとき、固定部材１３は鏡筒１２に対して圧入またはネジ締め等の手段で確実に固定するようになされる。特に、レンズ１１への突き当て時に、固定部材１３の傾斜面IIにより、光軸中心方向に力Ｆｘが働き、固定部材１３は光軸０と垂直方向の径方向に対して確実に固定される。これにより、図１に示した第１のレンズ固定構造１を提供することができる。

このように、第１の実施例としてのレンズ固定構造１及びレンズ固定方法によれば、レンズ１１を鏡筒１２の内部に収納する場合に、レンズ１１の凸型の台錐形状の傾斜面Ｉと、固定部材１３の凹型の台錐形状の傾斜面ＩＩとが接触する安定化構造を採ることができ、鏡筒１２の内部におけるレンズ１１の姿勢を精度良く保持できるようになる。しかも、レンズ１１の光軸０を鏡筒１２の幾何学中心軸に自己整合的に合わせ込むことができ、従来方式のレンズ固定構造に比べて撮像素子に対する光軸ズレを防止できるようになる。これにより、高信頼度のレンズ組み込み部品を提供することができ、当該部品を実装したカメラの信頼性の向上に寄与するところが大きい。

図６は、本発明に係る第２の実施例としてのレンズ固定構造２の構成例を示す一部破砕の斜視図である。図７は、固定部材２３の構成例を示す斜視図である。

図６に示す第２のレンズ固定構造２は、レンズ２１、鏡筒２２及び固定部材２３を備えて構成される。レンズ２１は光学部材の一例を構成し、円形状を成している。光学部材にはレンズ２１の他に絞り部品や、アパーチャ（遮光）部品等が含まれる。レンズ２１には第１の実施例と同様にしてガラスやプラスティック等を素材とする凹レンズや凸レンズが使用される。レンズ２１は、固定部材２３の開口部３１と対峙する側であって、当該固定部材２３と当接させる側が凸型に突出した形状を有すると共に台錐形状を成しており、その台錐形状の外周部が傾斜面Ｉを成している。傾斜面Ｉは、固定部材２３の開口部３１と対峙する部分を除く部位に設けられる。

鏡筒２２は第１の実施例と同様にしてつば付き円筒（ハット）状を成しており、レンズ２１を収納して保持する。鏡筒２２には受光用の開口部２２ａや、レンズ２１を収納する穴部２４等が設けられる。鏡筒２２の材質には、アルミダイキャストや、黄銅、ＳＵＳ等の金属又は合金が使用される。固定部材２３は環状を成し、内側に開口部３１を有している。固定部材２３は鏡筒２２の内部に収納されたレンズ２１を固定するものである。

これまでは第１の実施例と同様であるが、固定部材２３は、図７に示すように開口部３１を除くレンズ２１と当接する側が、凹型の円形状に落ち込んだ段差部３２を有している。固定部材２３において、段差部３２の外周縁上には凸形状の突起部３３が設けられる。突起部３３は、少なくとも、当該固定部材２３の段差部３２の外周縁上に略等間隔に３箇所に設けられる。これを突起部３３ａ〜３３ｃとする。

この例では突起部３３ａ〜３３ｃが１２０°置きに段差部３２の外周縁上に設けられ、レンズ２１の凸型の台錐形状の傾斜面Ｉと、固定部材２３の段差部３２の外周縁上の凸形状の突起部３３ａ〜３３ｃとが当接される。段差部３２の平坦部位は、レンズ２１の縁部を受け止めるレンズ縁部受止面IIIとなされている。固定部材２３には樹脂成形部品や炭素繊維含有の樹脂成形部品等が使用される。

図８は、レンズ固定構造２の構成例を補足する断面図である。この実施例では、鏡筒２２に挿入されるレンズ２１（光学部材）等は一様な傾斜形状を形成しており、レンズ２１の傾斜面Ｉを固定部材２３の突起部３３で押し支えるという、面を点で押さえる点接触保持構造を採っている。

図８に示すレンズ固定構造２によれば、鏡筒２２に対して、光軸０と垂直方向に位置規制された固定部材２３を用いて、それが押し込まれた時に光軸中心へ力が働く方向に傾斜面Ｉを持ったレンズ２１を固定し、光軸０と同時にそれと垂直方向の遊びを抑制する。

上述の鏡筒２２には、レンズ２１及び固定部材２３を収納する凹状の穴部２４が設けられる。ここに穴部２４の内径をφ１とし、レンズ２１及び／又は固定部材２３の外径をφ２としたとき、この例では、穴部２４の内径φ１と、レンズ２１及び／又は固定部材２３の外径φ２とが略等しく設定される。

この例で、レンズ２１の凸型の台錐形状と固定部材２３の凸形状の突起部３３ａ〜３３ｃとがレンズ２１の光軸０を中心にして回転対称となっている。このように構成すると、鏡筒２２の幾何学中心軸がレンズ２１の光軸０に一致する位置で落ち着くようになる。

図９は、図８の波線円内図に示したレンズ２１、鏡筒２２及び固定部材２３の当接例を示す拡大図であり、３部品が固定された部分を拡大した図である。
図９に示すレンズ２１、鏡筒１及び固定部材２３の当接例によれば、鏡筒２２内において、レンズ２１の凸型の台錐形状の傾斜面Ｉと、固定部材２３の凸形状の突起部３３ａ等とが当接される。突起部３３ａの凸形状には、例えば、球状又は半球状が採用される。

図中、突起部３３ａは段差部３２の外周部の内側寄りに立設され、その頭部は半球体状を有している。レンズ２１の台錐形状の傾斜面Ｉは、突起部３３ａの半球状（球状等）の一点に接触するようになされる。このように構成すると、突起部３３ａが傾斜面Ｉを点で支えるようになる。この例では、第１の実施例と異なり、突起部３３ａと、他の２つの突起部３３ｂ，３３ｃの合計３点でレンズ２１を支持する３点接触保持構造を採ることができるようになる。

次に、本発明に係る第２のレンズ固定方法について説明する。図１０Ａ〜Ｃは、レンズ固定例を示す工程図である。

この実施例では、開口部３１を有した環状の固定部材２３を使用して鏡筒２２の内部にレンズ２１を固定する場合を前提とする。

まず、図１０Ａに示す鏡筒２２と、図１０Ｂに示すレンズ２１と、図１０Ｃに示す固定部材２３とを準備する。

レンズ２１に関しては、第１の実施例と同様にして固定部材２３の開口部３１と対峙する部分を除く、当該固定部材２３と当接するレンズ２１の側に、凸型に突出する台錐形状の傾斜面Ｉを形成する。レンズ２１の材質及び形成方法は、第１の実施例と同様であるためその説明を省略する。また、鏡筒２２に関しても第１の実施例と同様であるためその説明を省略する。

固定部材２３に関しては、部材本体の中央に開口部３１を形成し、この開口部３１を除くレンズ２１と当接する固定部材２３の側に凹型の円形状に落ち込む段差部３２を形成すると共に、当該段差部３２の外周縁上に凸形状の突起部３３ａ〜３３ｃを形成する。例えば、樹脂成形部材の本体中央に開口部３１を形成し、この開口部３１を除くレンズ２１と当接する側に、凹型に落ち込む段差部３２を形成し、その外周縁部に突起部３３ａ〜３３ｃを植え込み等により形成する。

もちろん、固定部材２３を象ったコア及びキャビティから成る金型を作成し、当該金型に所望の樹脂部材を封入して当該固定部材２３に開口部３１、段差部３２、その外周縁部に突起部３３ａ〜３３ｃを形成するようにしてもよい。その際の固定部材２３の凸形状用の突起部３３ａ等の凸量は、コア面の削り出し等を伴わないので、第１の実施例に比べて金型の仕様を容易に補正・変更できる。

そして、レンズ２１、鏡筒２２及び、固定部材２３が準備できたら、図１０Ｂに示すレンズ２１の凸型の台錐形状の傾斜面Ｉと、固定部材２３の段差部外周縁上の凸形状の突起部３３とが当接するように組み合わせて、図１０Ａに示す鏡筒２２の内部に当該レンズ２１及び固定部材２３を収納する。このとき、３点の突起部３３ａ〜３３ｃは、積極的にレンズ２１の傾斜面Ｉに突き当るようになる。３箇所固定であれば、レンズ２１の押えの安定化が図れる。これにより、図６に示した第２のレンズ固定構造２を提供することができる。

このように、第２の実施例としてのレンズ固定構造２及びレンズ固定方法によれば、レンズ２１を鏡筒２２の内部に収納する場合に、上述したように、凸形状の突起部３３ａ等が段差部外周縁上に略等間隔（１２０°置き）に、３箇所ほど設けられた環状の固定部材２３が使用され、レンズ２１の凸型の台錐形状の傾斜面Ｉと、固定部材２３の段差部外周縁上の凸形状の突起部３３ａ〜３３ｃとが３点接触する安定化構造を採ることができ、鏡筒２２の内部におけるレンズ２１の姿勢を精度良く保持できるようになる。

しかも、第１の実施例と同様にして、レンズ２１の光軸０を鏡筒２２の幾何学中心軸に自己整合的に合わせ込むことができ、従来方式のレンズ固定構造に比べて撮像素子に対する光軸ズレ（映像ズレ）を防止できるようになる。なお、第２の実施例では、レンズ２１を支持するポイントが３カ所でその位置が明確になっているので、第１の実施例に比べて位置決め調整が容易にできるようになる。これにより、高信頼度のレンズ組み込み部品を提供することができ、当該部品を実装したカメラの信頼性の向上に寄与するところが大きい。

なお、単一のカメラで撮影した映像（図１５Ａ参照）に代わり、映像アプリケーションとして、図１６Ａに示したような複数のカメラ＃１〜＃３等を用いて、それぞれの映像を繋ぎ合わせて利用するような場合が想定される。例えば、図１６Ａに示したように３台のカメラ＃１〜＃３を使用してそれぞれの映像をソフト上で接続して、広角仕様のカメラに見立てる場合である。この場合、第１及び第２の実施例に係るレンズ固定構造１や２等を採ることによって、映像と映像の連続性を確保できるようになる。これにより、映像ズレの許容レベルが数段厳しくなった場合であっても、レンズ固定構造１や２等によって十分対処することが可能となる。

この発明は、デジタルカメラや、ビデオカメラ、携帯電話機、車載用のカメラ等のカメラモジュール用のレンズユニットに適用して極めて好適である。

本発明に係る第１の実施例としてのレンズ固定構造１の構成例を示す一部破砕の斜視図である。 その固定部材１３の構成例を示す斜視図である。 レンズ固定構造１の構成例を補足する断面図である。 図３の波線円内図に示したレンズ１１、鏡筒１２及び固定部材１３の当接例を示す拡大図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、レンズ固定例を示す工程図である。 本発明に係る第２の実施例としてのレンズ固定構造２の構成例を示す一部破砕の斜視図である。 固定部材２３の構成例を示す斜視図である。 レンズ固定構造２の構成例を補足する断面図である。 図８の波線円内図に示したレンズ２１、鏡筒２２及び固定部材２３の当接例を示す拡大図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、レンズ固定例を示す工程図である。 従来例に係るレンズ固定構造１０の構成例を示す断面図である。 固定部材４３の構成例を示す斜視図である。 図１１の波線円内図に示したレンズ４１、鏡筒４２及び固定部材４３の当接例を示す拡大図である。 レンズ固定構造１０に係るレンズ４１の光軸ズレを説明する断面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、光軸ズレの影響例（その１）を示す被写体映像の概念図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、光軸ズレの影響例（その２）を示す被写体映像の概念図である。

符号の説明

１，２・・・レンズ固定構造、１１，２１・・・レンズ、１２，２２・・・鏡筒、１３，２３・・・固定部材、１２ａ，３１・・・開口部、１４，２４・・・穴部、３２・・・段差部、３３，３３ａ〜３３ｃ・・・突起部

Claims (7)

1. レンズと、
   前記レンズを収納する鏡筒と、
   開口部を有して前記鏡筒内にレンズを固定する環状の固定部材とを備え、
   前記レンズは、
   前記固定部材の開口部と対峙する部分を除く当該固定部材と当接する側が凸型の台錐形状に突出した傾斜面を有しており、
   前記固定部材は、
   当該開口部を除く前記レンズと当接する側が凹型の台錐形状に落ち込んだ傾斜面を有しており、
   前記レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、前記固定部材の凹型の台錐形状の傾斜面とが当接されることを特徴とするレンズ固定構造。
2. 前記レンズの凸型の台錐形状と前記固定部材の凹型の台錐形状とが前記レンズの光軸を中心にして回転対称となっていることを特徴とする請求項１に記載のレンズ固定構造。
3. 前記鏡筒には、前記レンズ及び前記固定部材を収納する凹状の穴部が設けられ、
   前記穴部の内径と、
   前記レンズ及び／又は前記固定部材の外径とが略等しく設定されることを特徴とする請求項１に記載のレンズ固定構造。
4. 開口部を有した環状の固定部材を使用して鏡筒内にレンズを固定する方法であって、
   前記固定部材の開口部と対峙する部分を除く当該固定部材と当接するレンズの側に凸型に突出する台錐形状の傾斜面を形成する工程と、
   当該開口部を除く前記レンズと当接する固定部材の側に凹型に落ち込む台錐形状の傾斜面を形成する工程と、
   前記レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、前記固定部材の凹型の台錐形状の傾斜面とが当接するように当該レンズを鏡筒内に収納する工程とを有することを特徴とするレンズ固定方法。
5. レンズと、
   前記レンズを収納する鏡筒と、
   開口部を有して前記鏡筒内にレンズを固定する環状の固定部材とを備え、
   前記レンズは、
   前記開口部と対峙する部分を除く前記固定部材と当接する側が凸型の台錐形状に突出した傾斜面を有しており、
   前記固定部材は、
   前記開口部を除く前記レンズと当接する側が凹型の円形状に落ち込んだ段差部を有し、かつ、当該段差部の外周縁上には凸状の突起部が設けられ、
   前記レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、前記固定部材の段差部外周縁上の凸状の突起部とが当接されることを特徴とするレンズ固定構造。
6. 前記固定部材の凸状の突起部は、
   少なくとも、当該固定部材の段差部外周縁上に略等間隔に３箇所に設けられることを特徴とする請求項５に記載のレンズ固定構造。
7. 開口部を有した環状の固定部材を使用して鏡筒内にレンズを固定する方法であって、
   前記固定部材の開口部と対峙する部分を除く当該固定部材と当接するレンズの側に凸型に突出する台錐形状の傾斜面を形成する工程と、
   当該開口部を除く前記レンズと当接する固定部材の側に凹型の円形状に落ち込む段差部を形成すると共に、当該段差部外周縁上に凸状の突起部を形成する工程と、
   前記レンズの凸型の台錐形状の傾斜面と、前記固定部材の段差部外周縁上の凸状の突起部とが当接するように当該レンズを鏡筒内に収納する工程とを有することを特徴とするレンズ固定方法。

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