JP2012103529A - レンズユニット - Google Patents

Abstract

【課題】製造工程を簡略化するとともに耐久性を高めた、２つの部材からなるバレルを用いたレンズユニットを提供する。
【解決手段】下部バレル２に形成した載置用フランジ２ａにプラスチックレンズ３４、遮光板３６、プラスチックレンズ３３、遮光板３５、プラスチックレンズ３２、３１を順次重ねていき、その上から上部バレル１を被せるように組み付ける。上部バレル１の傾斜部１ｂと下部バレル２の傾斜部２ｄから形成される断面形状が略Ｖ字状の接着剤溜まりに接着剤Ｄを流し入れ、上部バレル１と下部バレル２を接着固定することで下部バレル２に収納される各プラスチックレンズ３１〜３４を上部バレル１によって挟持することができる。
【選択図】図９

Description

本発明は、携帯電話、ＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等の小型で薄型の電子機器に用いられるレンズユニットのバレル構造に関する。

近年、撮像装置を備えた携帯端末の市場の拡大に伴い、撮像装置には高画素で小型の固体撮像素子が搭載されており、このような撮像素子の小型化・高画素化に対応した複数枚のレンズで構成したレンズモジュールが一般化している。高品質のレンズモジュールを得るためには、複数枚のレンズの光軸を高い精度で軸合わせした光学系レンズユニットが求められるが、このような複数枚のレンズをバレル（鏡筒）に固定する際、バレルが単一の部材から形成される場合は、レンズ枚数の多さや各々の部材形状が非常に小さくなってきていることから、その作業工程は複雑なものとなっている。レンズの調芯作業が必要な場合には、その工程内でレンズにごみや汚れなどが付着する危険性もあり、組立工程におけるレンズ精度管理の面でも問題があった。

そこで本願出願人は特許文献１のように、レンズを収納する鏡筒（下部バレル）と、レンズを鏡筒（下部バレル）と挟持固定する固定保持部材（上部バレル）の２つの部材に分けたバレル構成を開示している。特許文献１は、バレルの開口部からプラスチックレンズや遮光板を順次挿入するものであり、各プラスチックレンズにはコバ部にテーパ面が備えてあり、このテーパ面を相互に当接させて各プラスチックレンズの光軸を合わせ、最後に挿入する上段プラスチックレンズをバレルに圧入することによって、鏡筒に対する各プラスチックレンズの光軸を合わせた後、上段プラスチックレンズとガラスレンズとの光軸の調芯を行った状態で組み込み、このようにしてすべてのレンズの調芯を行った後、固定保持部材を螺着して各プラスチックレンズを光軸方向に押さえるという構成を開示したものである。この構成によって、複数のレンズを鏡筒内に固定する際、順次、鏡筒にレンズを組み込みながら複数のレンズと鏡筒の光軸合わせを高精度に、正確且つ容易に行うことができる。

特開２００７−１６３６５６号公報

しかしながら、近年、携帯電話などの携帯型端末の小型化は著しく、携帯型端末に搭載される光学系レンズユニットも小型化の要求に応じて、部品単位での小型化も必然的に要求されて来ており、特許文献１のように固定保持部材を螺着する構造ではその製造に係る作業性は非常に低く、作業中にネジ部を破損したりする場合もあり、生産性が高いとはいえなかった。そこで螺着に代えて接着剤等を用いてバレルに固定保持部材を固定することが考えられるが、特許文献１の構成では上段プラスチックレンズに接着剤が付着する虞があった。またレンズユニットのフォーカス調整は、固定保持部材を回転させることによって行うが、その際に鏡筒の雄ネジ部に生じる摩擦力によって、固化した接着剤に負荷がかかり、接着剤の剥離等を起こしてしまうといった、レンズユニットの品質、耐久性に係わる問題があった。

また、複数枚の光学レンズを用いるようなレンズユニットにおいて、例えば図１０に示すような単一の部材から形成されるバレル１００に光学レンズを収納する場合、第１プラスチックレンズ３１０から順次バレルに落とし込む方法では、第２プラスチックレンズ３２０と第３プラスチックレンズ３３０との間に介在する遮光板３５０、及び第３プラスチックレンズ３３０と第４プラスチックレンズ３４０との間に介在する遮光板３６０が径方向へ規制されない状態で組み込まれてしまうことから、遮光板３５０、又は（及び）遮光板３６０に位置ズレが生じる虞がある。それは、第２プラスチックレンズ３２０と第３プラスチックレンズ３３０、又は（及び）第３プラスチックレンズ３３０と第４プラスチックレンズ３４０との間に軸ズレを生じさせることに繋がるため、性能を著しく劣化させる要因となる。従って、図１０に示すような、複数枚の光学レンズ（第１〜第４プラスチックレンズ３１０〜３４０）を予め組み上げ、そこにバレル１００を被せた後に第４プラスチックレンズ３４０とバレル１００を接着剤Ｄ´によって接着固定する構造も考えられるが、接着固定の際に接着部分を露出させるためにバレル１００を裏返す工程が必要となり、煩雑な工程を取らざるを得ない。更に第１〜第４プラスチックレンズ３１０〜３４０は裏返す時点ではバレル１００内に固定されていないため、移動したり、裏返す工程の際に第１〜第４プラスチックレンズ３１０〜３４０の各々の間にズレが生じたりする虞もある。従って、この方法も作業性がよいとは言い難く、また組立て工程途上で性能劣化を招く虞もある。

本発明は上述した問題点に鑑みてなされたものであり、複数の部材から構成されるバレルを用いたレンズユニットであって、作業性を損なうことなく品質・耐久性を維持することを可能とするレンズユニットを提供することを目的とする。

請求項１のレンズユニットは、１乃至複数のレンズと、内周には載置用フランジが形成され、該載置用フランジに載置して前記レンズを収納保持する下部バレルと、収納した前記レンズを前記下部バレルとともに挟持する上部バレルとを備え、前記下部バレルは、レンズユニットを光軸方向へ移動させるための雄ネジ部と、光軸方向へ移動させる際の動力をレンズユニットに伝達するための掛かり爪を形成したことを特徴とする。

従来、動力による負荷がかかる箇所が上部バレル側、ホルダとの間に摩擦力による負荷がかかる箇所が下部バレル側、というように、２つの負荷がかかる部材がそれぞれ異なるものであった。従って、上部バレル及び下部バレルを接着剤で固定した後、上部バレルに動力を伝達しようとすると、下部バレルには逆方向の摩擦力が働き、その負荷の影響が固化した接着剤に集中し、接着剤の剥離等が発生するなどレンズユニットの耐久性に深刻な影響を与えていた。しかし、請求項１のレンズユニットによれば、動力による負荷とホルダとの間に発生する摩擦力の双方を下部バレル側のみに集中させることができ、接着剤にかかる負荷を著しく低減することができる。また、下部バレルに載置用フランジを形成したことで、レンズを下部バレル内部に収納し、上部バレルと下部バレルを接着固定する作業を容易に行うこともできる。

請求項２のレンズユニットは、請求項１記載のレンズユニットにおいて、前記上部バレルと前記下部バレルは、各々傾斜部を備え、前記上部バレルと前記下部バレルを組み付けた状態で各々の傾斜部が隣接し、断面形状が略Ｖ字状の接着剤溜りを形成することを特徴とする。

請求項２のレンズユニットによれば、上部バレルと下部バレルを接着する際、双方に傾斜部を設け、これを隣接するよう位置決めすることで略Ｖ字状の接着剤溜まりを形成することができ、該接着剤溜まりに接着剤を流入させることで上部バレルと下部バレルを接着固定することができる。

請求項３のレンズユニットは、請求項１又は２記載のレンズユニットにおいて、前記複数のレンズの重ね合わせ面に光軸を中心としたテーパ状の円錐面を形成し、この各円錐面を嵌合させて各レンズの光軸を合わせて位置決めすることを特徴とする。

請求項３のレンズユニットによれば、下部バレルにレンズを組み付ける際、最下段のレンズを下部バレルの前記載置用フランジに載置し、該最下段のレンズに順次レンズを重ねることによって、各レンズの円錐面が嵌合して各レンズの光軸が相互に一致した状態になる。この状態で最上段のレンズの上から上部バレルを被せ、上部バレルと下部バレルを接着固定する。

本発明によれば、上部バレル及び下部バレルの２つの部材から構成されるバレルを用い、下部バレルに光軸方向へ移動させる際の動力を伝達するための掛かり爪を形成することによって、その２つのバレルの固定方法に接着剤を用いても、接着剤の剥離等による耐久性の低下を防止することができる。また、その製造工程についても、下部バレルにレンズを収納する際、下部バレルの開口部からレンズを載せ、その上から上部バレルを載せて接着固定するので、従来のレンズユニットのように上部バレルを螺着させたり裏返してレンズを接着するといった作業が必要なく、製造に係る手順を簡略化でき工数の削減が見込める。

実施例１を示す、レンズユニットの分解斜視図である。 同上、レンズユニットの分解断面図である。 同上、プラスチックレンズを重ねた状態を示す（ａ）断面図、（ｂ）斜視図である。 同上、上部バレルを示す（ａ）斜視図、（ｂ）下方からの斜視図、（ｃ）断面図である。 同上、下部バレルを示す（ａ）斜視図、（ｂ）下方からの斜視図、（ｃ）（ａ）のＡ−Ａ面における断面図である。 同上、下部バレルに図５に示すプラスチックレンズを収納した状態を示す（ａ）断面図、（ｂ）斜視図である。 同上、図６に示すプラスチックレンズを収納した状態の下部バレルに上部バレルを組み付けた状態を示す（ａ）斜視図、（ｂ）下方からの斜視図、（ｃ）側面図、（ｄ）（ａ）のＡ−Ａ面における断面図である。 同上、図７（ａ）に示すレンズユニットのＡ−Ａ面における部分拡大断面図である。 同上、上部バレルと下部バレルを接着固定した状態のレンズユニットの断面図である。 従来におけるレンズユニットを示す断面図である。

以下、本発明の実施例を図１から図９を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例を示すレンズユニットの分解斜視図であり、図２は図１に示すレンズユニットの分解断面図を示しており、同図において、１は上部バレル、２は下部バレル、下部バレル２内に収納される４枚の第１〜第４プラスチックレンズ３１〜３４を示しており、第１〜第４プラスチックレンズ３１〜３４を収納した下部バレル２に上部バレル１を組み付けることでレンズユニットが構成される。なお、第２及び第３プラスチックレンズ３２,３３の間及び第３及び第４プラスチックレンズ３３，３４の間に遮光板３５,３６が介在している。

各プラスチックレンズの配置について図２に基づいて説明する。最上段に位置する第１プラスチックレンズ３１は、物体側（図示上方）と像側（図示下方）を凸面とするレンズ部３１ａと、そのレンズ部３１ａの最大有効径の外側に位置するフランジ状のコバ部３１ｂとから構成され、コバ部３１ｂの外径を上部バレル１の内径より小さく形成して上部バレル１との間にクリアランスを保って遊嵌自在に組み込まれる。また、コバ部３１ｂの物体側に上部バレル１の受け面１ａと当接する当接面３１ｃを形成するとともに、コバ部３１ｂの像側に環状突部３１ｄを形成し、その環状突部３１ｄの内周面にテーパ状の円錐状傾斜面３１ｅを形成している。

２段目に位置する第２プラスチックレンズ３２は、物体側を凸面、像側を凹面とするレンズ部３２ａと、そのレンズ部３２ａの周縁に位置するコバ部３２ｂとから構成され、コバ部３２ｂの外径を上部バレル１の内径より小さく形成して上部バレル１との間にクリアランスを保って遊嵌自在に組み込まれる。また、第２プラスチックレンズ３２は、コバ部３２ｂの物体側と像側にそれぞれ環状突部３２ｃ，３２ｄを形成し、物体側の環状突部３２ｃの外周面に前記第１プラスチックレンズ３１の円錐状傾斜面３１ｅと嵌合する円錐状傾斜面３２ｅを形成し、像側の環状突部３２ｄの外周面にテーパ状に傾斜した円錐状傾斜面３２ｆを形成している。

３段目に位置する第３プラスチックレンズ３３は、前記第２プラスチックレンズ３２と同様、レンズ部３３ａとコバ部３３ｂとから構成され、レンズ部３３ａは、前記第２プラスチックレンズ３２とは逆に物体側を凹面、像側を凸面としている。また、コバ部３３ｂの外径は、下部バレル２の内径より小さく形成して下部バレル２との間にクリアランスを保って遊嵌自在に組み込まれるとともに、コバ部３３ｂの物体側と像側にそれぞれ環状突部３３ｃ，３３ｄを形成し、その環状突部３３ｃの内周面に前記第２プラスチックレンズ３２の円錐状傾斜面３２ｆと嵌合する円錐状傾斜面３３ｅを形成し、環状突部３３ｄの外周面にテーパ状に傾斜した円錐状傾斜面３３ｆを形成している。

最下段の第４プラスチックレンズ３４は、レンズ部３４ａとコバ部３４ｂとから構成され、レンズ部３４ａは物体側を凹面、像側はレンズ中心部が凹面で周辺部が凸面に変化する形状である。また、コバ部３４ｂの外径は、下部バレル２の載置用フランジ２ａと隣接する内壁部の内径より僅かに小さく形成して下部バレル２との間にクリアランスを保ってコバ部３４ｂを下部バレル２の載置用フランジ２ａに載置して位置決めするとともに、コバ部３４ｂの物体側に環状突部３４ｃを形成し、その内周面に前記第３プラスチックレンズ３３の円錐状傾斜面３３ｆと嵌合する円錐状傾斜面３４ｄを形成している。

図３は、上述したレンズユニットを構成する各部材のうち、第１〜第４プラスチックレンズ３１〜３４を重ねた状態を示している。第１〜第４プラスチックレンズ３１〜３４に形成する円錐状傾斜面（３１ｅと３２ｅ、３２ｆと３３ｅ、３３ｆと３４ｄ）が相互に嵌合することで、第１〜第４プラスチックレンズ３１〜３４の光軸Ｓが一致した状態となる。

図４は上部バレル１を示している。上部バレル１は全体として上下を開口した円筒状の周壁部１ｃと、周壁部１ｃの一端開口部周縁（図４において上方、物体側）から内方に向かって一体形成する光軸に対して垂直な受け面１ａとで構成される。

図５は下部バレル２を示している。下部バレル２も上部バレルと同様、全体として上下を開口した円筒状の周壁部２ｆで構成される。前記周壁部２ｆの外周面に図示しないホルダを螺着するためのネジ部を形成している。また、下部バレル２の内周には、基準面を兼ねる、光軸に対して垂直な載置面２ｂを備える載置用フランジ２ａが、内方に向かって一体形成される。

上述のレンズを下部バレル２に収納した状態を図６に基づいて説明する。図６（ａ）、（ｂ）に示すように前記下部バレル２内には前記第１〜第４プラスチックレンズ３１〜３４が図３（ａ）、（ｂ）に示したような重ね合わせた状態で収納されており、最下段に位置する第４プラスチックレンズ３４が下部バレル２の載置用フランジ２ａに載置される。載置用フランジ２ａは、載置する第４プラスチックレンズ３４の底部が下部バレル２の下端から突出することがないよう位置決めされる。

上述のように構成されるレンズユニットの製造工程の一例について図６〜９に基づいて説明する。下部バレル２の載置用フランジ２ａに第４プラスチックレンズ３４を載置し、以降、遮光板３６、第３プラスチックレンズ３３、遮光板３５、第２プラスチックレンズ３２、第１プラスチックレンズ３１を順次、積み重ねる。あるいは、予め第４プラスチックレンズ３４上に遮光板３６、第３プラスチックレンズ３３、遮光板３５、第２プラスチックレンズ３２、第１プラスチックレンズ３１の順に積み重ねた状態で下部バレル２内に組み込み、第４プラスチックレンズ３４のコバ部３４ｂの周縁を下部バレル２の載置用フランジ２ａの載置面２ｂに載置して位置決めする。その際、隣接するレンズを接着固定してもよい。以上のような手順により、第１〜第４プラスチックレンズ３１〜３４は、図６（ａ）に示すように重ねた状態で下部バレル２に収納される。このように第１〜第４プラスチックレンズ３１〜３４を位置決めして収納した状態の下部バレル２に、図８に示すように、第１プラスチックレンズ３１の当接面３１ｃと上部バレルの受け面１ａとを当接させて上部バレルを載置する。すると、上部バレル１の傾斜部１ｂと下部バレル２の傾斜部２ｄによって断面形状が略Ｖ字状の接着剤溜まり１０が形成される。続いて図９に示すように接着剤溜まり１０に接着剤Ｄを充填し、接着剤Ｄが硬化することで上部バレル１及び下部バレル２によって第１〜第４プラスチックレンズ３１〜３４を挟持固定することができる。

以上のように構成される本実施例は、第１〜第４プラスチックレンズ３１〜３４を下部バレル２に組み込み、上部バレル１を上から被せる構成とすることで、下部バレル２に第１〜第４プラスチックレンズ３１〜３４を収納して上部バレル１を被せて挟持固定させることができ、バレルが単一の部材から形成される構造のレンズユニットと比較し作業性に優れる。更に下部バレル２に雄ネジ部２ｆと掛かり爪２ｅを一体形成し、レンズユニットのフォーカス調整の際の動力伝達機構として掛かり爪２ｅを用いることで、従来の掛かり爪を上部バレル側に、雄ネジ部を下部バレル側に形成して接着固定するような構造の場合に問題であった、掛かり爪に加わる動力と逆方向にかかるネジ部の摩擦力によって発生する接着剤の剥離等を防止することができ、レンズユニットの組み込み後の精度維持・耐久性を著しく向上させることができる。また、下部バレル２の載置用フランジ２ａが遮光性能の効果を兼ねるため、撮像素子に到達する不要な光を遮光してゴーストやフレアの発生を抑えることもできる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズの形状や各レンズの光軸を合わせるための嵌合構造あるいはレンズの枚数や掛かり爪の形状，個数といった基本的構成は適宜選定すればよい。

１ 上部バレル
１ｂ 傾斜部
２ 下部バレル
２ａ 載置用フランジ
２ｄ 傾斜部
２ｅ 掛かり爪
３１〜３４ プラスチックレンズ
１０ 接着剤溜り
Ｄ 接着剤

Claims (3)

1. １乃至複数のレンズと、内周には載置用フランジが形成され、該載置用フランジに載置して前記レンズを収納保持する下部バレルと、収納した前記レンズを前記下部バレルとともに挟持する上部バレルとを備え、
   前記下部バレルは、レンズユニットを光軸方向へ移動させるための雄ネジ部と、光軸方向へ移動させる際の動力をレンズユニットに伝達するための掛かり爪を形成したことを特徴とするレンズユニット。
2. 前記上部バレルと前記下部バレルは、各々傾斜部を備え、前記上部バレルと前記下部バレルを組み付けた状態で各々の傾斜部が隣接し、断面形状が略Ｖ字状の接着剤溜りを形成することを特徴とする請求項１記載のレンズユニット。
3. 前記複数のレンズの重ね合わせ面に位置して光軸を中心としたテーパ状の円錐面を形成し、この各円錐面を嵌合させて各レンズの光軸を合わせて位置決めすることを特徴とする請求項１又は２記載のレンズユニット。

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