JP2012225946A - レンズモジュール、撮影装置、レンズモジュールの製造方法 - Google Patents
レンズモジュール、撮影装置、レンズモジュールの製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】筐体の精度にかかわらず、各光学レンズの光軸を合わすことができるレンズモジュールを提供する。
【解決手段】レンズモジュール13は、光軸方向に積層された複数の光学レンズ11a〜11cと、前記複数の光学レンズ11a〜11cが挿入された筐体12とを備えるレンズモジュールである。前記複数の光学レンズ11a〜11cは、該複数の光学レンズ11a〜11c間に延設された接続部材16を介して接続されるとともに一体化されてレンズ積層体が形成されており、前記レンズ積層体が前記筐体に固定されている。
【選択図】図4
【解決手段】レンズモジュール13は、光軸方向に積層された複数の光学レンズ11a〜11cと、前記複数の光学レンズ11a〜11cが挿入された筐体12とを備えるレンズモジュールである。前記複数の光学レンズ11a〜11cは、該複数の光学レンズ11a〜11c間に延設された接続部材16を介して接続されるとともに一体化されてレンズ積層体が形成されており、前記レンズ積層体が前記筐体に固定されている。
【選択図】図4
Description
本発明は、レンズモジュールに関し、特にレンズ積層体を備えたレンズモジュール、及び該レンズモジュールを備えた撮影装置に関する。また、光軸を一致させることが容易なレンズモジュールの製造方法に関する。
現在使用されている撮影装置として、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサあるいはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを撮像素子として備えるデジタルカメラがある。この撮像素子の集積度の向上に伴い、コンパクトカメラや携帯電話に内蔵される小型のレンズモジュールであっても、画質の向上が求められている一方で、小型化の要請は当然に強い。更に、コンパクトカメラや携帯電話に内蔵される小型のレンズモジュールは、比較的安価に供給される商品であるため、製造コストを低く抑えることができる構成であることも重要となる。
ここで、画質を向上させるためには、レンズモジュールを構成する複数の光学レンズの各々の光軸を正確に合わせることが重要となる。そこで複数のレンズ群を有する高精度に組み付けることが可能な鏡筒装置が提示されている(例えば、特許文献1、参照)。特許文献1には、「レンズ群間の芯精度がよく、高精度の鏡筒装置を提供することができる。(〔0078〕)」と記載されている。
しかし、特許文献1の発明により、レンズ群間の光軸を合わせる精度(芯精度)が向上するとしても、レンズモジュールを構成する光学レンズそれぞれを個別に光軸合わせすることは困難である。
特に樹脂の筐体を用いたレンズモジュールにおいて、筐体の精度には限界があり、筐体のばらつきを原因とする光学レンズ間の光軸ずれが問題となっている。以下に具体的に説明する。
図7に示すように、カメラモジュール101は、レンズモジュールに入射した光を基板131上に設けられた光学素子103上に結像させ、記録する構造となっている。一例を説明する。基板131上にはCCDイメージセンサあるいはCMOSイメージセンサからなる光学素子103が固定され、配線135により基板131に電気的に接続されている。この光学素子103は同じく基板131に固定されたカバー140により覆われることにより保護されている。このカバー140は大径の有蓋筒型の下部141と小径の筒型の上部142を組み合わせた形状であるとともに蓋部143中央の上部との接合部分は貫通孔144となっている。この貫通孔144を覆うように、蓋部143の内側にカバーガラス102が固定されている。また、小径の筒型の上部142の内周面には雌ねじが切られており、外周面112aに対応する雄ねじが切られたレンズモジュール113を固定できるようになっている。
図8に示すように、レンズモジュール113は外周面112aに上述の雄ねじが切られた有底筒状の筐体112と、光学レンズ111a〜111cを備えている。具体的には、底部112bに貫通孔112dを有する筐体112の内部に、略円盤状の光学レンズ111a〜111cおよび光学レンズ111aと光学レンズ11bの光軸方向の間隔を調節するための略円環状のスペーサ115が積層された構造をレンズモジュール113は有している。光学レンズ111a〜111cは各々光学的機能を有するレンズ本体111a1〜111c1と、その周辺に形成されたコバ111a2〜111c2を有している。このコバ111a2〜111c2同士が互いに接するように積層されることにより、111a1〜111c1同士の光軸方向の距離が規定されている。また、光軸方向の距離必要に応じてスペーサを光学レンズ間に介在させることにより調整することもできる。例えば上述のように、光学レンズ111aと光学レンズ111bの間にスペーサ115が介在している。また、光学レンズ111bと光学レンズ111cとの間には開口絞り114が一体的に挟みこまれている。
一方、径方向の位置は、コバ111a2〜111c2の外縁部111a5〜111c5を筐体112の内周面112cに接触させることにより規定されている。従って、筐体112の精度が不十分な場合、図8中に一点差線で示した光学レンズ毎の光軸が一致せず、光軸ずれが発生しうる。特に樹脂製の筐体112とプラスチック(樹脂)レンズの組み合わせにおいてこの問題は大きくなる。図9に示すように、樹脂製の筐体112においては、径方向に筐体112が撓み、光軸方向に垂直な断面の真円度が低下し、楕円形となることがある。一方、射出成型させたプラスチックレンズには、樹脂材料を射出するために必要となるゲート跡111a4がコバ111a2の外縁部111a5に残ることを防止するための切り欠け部111a3を形成する必要がある。図9(a)に示すように、筐体112断面の楕円形の長径方向にプラスチックレンズの切り欠け部111a3が位置した場合には、コバ111a2の外縁部111a5が楕円の短径部分に接触し、筐体112の撓みを修正するため光軸のずれは最小限となる。一方図9(b)に示すように、筐体断面の楕円形の短径方向にプラスチックレンズの切り欠け部111a3が位置した場合には、短径部分にコバ111a2の外縁部111a5の一方が接触しないため筐体112の歪が修正されず、光軸のずれが最大となる。
また、筐体112の微細な撓み方向を測定し、プラスチックレンズの切り欠け部111a3の向きを調整することは困難であるし、コストアップとなる。また、小型化の要請を鑑みると、筐体や光学レンズの径を大きくして精度を出すことも困難である。更に、製造コスト圧縮および軽量化の要請から小型のレンズモジュールにおいては樹脂製の筐体が主流となっており、高精度の筐体を用いることも困難である。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、筐体の精度にかかわらず、各光学レンズの光軸を合わすことができるレンズモジュール、該レンズモジュールを備えた撮影装置、及びレンズモジュールの製造方法を提供することを目的とする。
本発明にかかるレンズモジュールは、光軸方向に積層された複数の光学レンズと、前記複数の光学レンズが挿入された筐体とを備えるレンズモジュールである。前記複数の光学レンズは、該複数の光学レンズ間に延設された接続部材を介して接続されるとともに一体化されてレンズ積層体が形成されており、前記レンズ積層体が前記筐体に固定されている。
上記構成によると、複数の光学レンズは、複数の光学レンズ間に延設された接続部材を介して接続されるとともに一体化されているため、筐体の形状に影響されて各光学レンズの光軸がずれることが抑制される。
なお、接続部材は、複数の光学レンズ間に延設されているのであるから、接続部材は通常は光軸方向に延設されているのであるが、光学レンズを互いに接続できれば良いのであり、必ずしも直線的に光軸方向に延設されている必要はない。従って、光学レンズを互いに接続する機能を害さない限度において、光軸方向に対して傾いた方向に延設されていても、延設方向が折れ曲がっていても、複数の光学レンズ間に延設されているといえる。
本発明にかかるレンズモジュールにおける前記接続部材は、前記複数の光学レンズの各々の径方向における外縁部に接するように配置されていることが好ましい。
上記構成によると、接続部材は、複数の光学レンズの各々の径方向における外縁部に接するように配置されているため、複数の光学レンズの各々の外縁部を接続部材によって接続するとともに複数の光学レンズを一体化することができる。従って、レンズ積層体を容易に形成することができる。
上記構成によると、接続部材は、複数の光学レンズの各々の径方向における外縁部に接するように配置されているため、複数の光学レンズの各々の外縁部を接続部材によって接続するとともに複数の光学レンズを一体化することができる。従って、レンズ積層体を容易に形成することができる。
本発明にかかるレンズモジュールは、前記複数の光学レンズの各々は、物側および像側に開口する貫通孔、または物側および像側のいずれか一方に開口する有底孔を有しており、前記接続部材は前記貫通孔または前記有底孔内に配置されていることが好ましい。
上記構成によると、接続部材が貫通孔または有底孔内に配置されているため、複接続部材を、光学レンズの外縁部に配置する必要がない。従って、レンズ積層体を径方向に小型化することができ、ひいては筐体も小型化しうる。
本発明にかかるレンズモジュールは、前記接続部材が、複数備えられており、前記複数の前記接続部材の各々が、光軸に対して周方向において等間隔に配置されていることが好ましい。
上記構成によると、接続部材が、複数備えられているため複数の光学レンズの各々を接続部材によって接続するとともに複数の光学レンズを一体化することが一層確実にできる。従って、レンズ積層体を一層容易に形成することができる。また、複数の接続部材の各々が、光軸に対して周方向において等間隔に配置されているため、接続箇所も周方向において等間隔に形成されることとなり、各接続箇所にかかる応力バランスが改善される。
本発明にかかるレンズモジュールは、前記レンズ積層体を形成している前記光学レンズのうち、光軸方向において最も物側の光学レンズおよび最も像側の光学レンズのいずれか一方が前記筐体と当接をされ、他の一方が前記筐体に固定をされていることが好ましい。
光軸方向において最も物側の光学レンズおよび最も像側の光学レンズのいずれか一方が筐体と当接をされ他の一方が筐体に固定をされているため、筐体の形状に影響されて他のレンズの光軸がずれることが防止される。また、複数の光学レンズは一体化されてレンズ積層体を形成しているため、最も物側の光学レンズおよび最も像側の光学レンズのいずれか一方が筐体と当接され他の一方が筐体に固定されることにより、光学レンズが全体として固定される。
本発明にかかるレンズモジュールは、前記光学レンズの光軸方向の移動を規制することにより、前記固定が行われることが好ましい。かかる規制は最も物側の光学レンズおよび最も像側の光学レンズのいずれか一方を直接筐体に固定するか、固定部材を介して間接的に固定することにより容易に可能である。また、最も物側の光学レンズおよび最も像側の光学レンズのうち、筐体に固定されない光学レンズは筐体に当接されているため、光軸方向の移動を規制する固定によりレンズ積層体が固定される。
本発明にかかる撮影装置は、上記レンズモジュールを備えた撮影装置である。上述のレンズモジュールは筐体の精度にかかわらず各光学レンズの光軸を合わせることが可能なレンズモジュールであるため、安価かつ小型のレンズモジュールとすることが容易であって、筐体の制限もない。従って特に安価に製造する必要がある小型の撮影装置に好適に用いることができる。
なお、本明細書における撮影装置とは、レンズモジュールに入射された光線を静止画および動画として記録媒体に記録する装置、ディスプレイ等の表示装置に表示する装置であって、いわゆるカメラやビデオカメラを含む概念である。
本発明にかかるレンズモジュールの製造方法は、略円筒形の光軸合せ冶具の内周面に外縁部が接触する態様で複数の光学レンズを挿入することにより、前記複数の光学レンズの光軸を同一方向に合わせる光軸合せ工程を有する。また、前記光軸合せされた前記複数の光学レンズを、光学レンズ間に延設された接続部材を介して接続するとともに一体化する一体化工程を有する。更に、一体化された前記複数の光学レンズを略円筒状の筐体に挿入し、該筐体に固定する固定工程とを有する。
上記構成によると、略円筒形の光軸合せ冶具の内周面に外縁部が接触する態様で複数の光学レンズを挿入することにより、複数の光学レンズの光軸を同一方向に合わせる光軸合せ工程を有するため、筐体の精度にかかわらず各光学レンズの光軸を合わせることが可能となる。また、光軸合せ冶具は最終製品ではなく何度も使用することができるため、光軸合せ冶具の工作精度を向上させても大きなコストアップとなることはない。
また、光軸合せされた複数の光学レンズを、光学レンズ間に延設された接続部材を介して互いに接続するとともに一体化する一体化工程を有するため、光学レンズは光軸合せされた状態で一体化される。また、一体化された複数の光学レンズを略円筒状の筐体に挿入し、該筐体に固定する固定工程とを有するため、光軸合せされた状態を保ったまま筐体内へ挿入されるとともに、固定される。従って、製造されたレンズモジュールは、筐体の精度にかかわらず、光軸合せされたレンズモジュールとなる。
本発明によれば、筐体の精度にかかわらず、各光学レンズの光軸を合わすことができるレンズモジュール、該レンズモジュールを備えた撮影装置、及びレンズモジュールの製造方法を提供することができる。
(第1の実施形態)
以下、本発明を具体化した撮影装置の一実施形態である携帯電話を図面を用いて説明する。図1に示すように、係る撮影装置はヒンジHを中心に折り畳む構成の携帯電話である。図1は折り畳んだ状態を示す図であり前面にはカメラモジュールの一部であるカバーガラス9が露出している。図2(a)は、この携帯電話を開いて表示部81、操作部82を前面にした図である。図2(b)は、開いた携帯電話を背面から見た図である。撮影者は、このように携帯電話を開いた状態でカバーガラス9を撮影したい対象に向けて、表示部81で画像を確認しつつ、操作部82を操作することによりシャッターを切り、対象物を撮影することができる。
以下、本発明を具体化した撮影装置の一実施形態である携帯電話を図面を用いて説明する。図1に示すように、係る撮影装置はヒンジHを中心に折り畳む構成の携帯電話である。図1は折り畳んだ状態を示す図であり前面にはカメラモジュールの一部であるカバーガラス9が露出している。図2(a)は、この携帯電話を開いて表示部81、操作部82を前面にした図である。図2(b)は、開いた携帯電話を背面から見た図である。撮影者は、このように携帯電話を開いた状態でカバーガラス9を撮影したい対象に向けて、表示部81で画像を確認しつつ、操作部82を操作することによりシャッターを切り、対象物を撮影することができる。
次に、図3に示すように、カメラモジュール1は、レンズモジュールに入射した光を基板31上に設けられた光学素子3上に結像させ、記録する構造となっている。一例を説明する。基板31上にはCCDイメージセンサあるいはCMOSイメージセンサからなる光学素子3が固定され、配線35により基板31に電気的に接続されている。この光学素子3は同じく基板31に固定されたカバー40により覆われることにより保護されている。このカバー40は大径の有蓋筒型の下部41と小径の筒型の上部42を組み合わせた形状であるとともに蓋部43中央の上部との接合部分は貫通孔44となっている。この貫通孔44を覆うように、蓋部43の内側にカバーガラス2が固定されている。また、小径の筒型の上部42の内周面には雌ねじが切られており、外周面12aに対応する雄ねじが切られたレンズモジュール13を固定できるようになっている。
このカメラモジュール1は携帯電話本体に内蔵されたマイコン5と通信可能に接続されているとともに、同マイコン5は操作部82からの信号を受信できる態様で操作部82と接続されている。撮影者が操作部82を操作し、撮影命令がマイコン5に届くと、マイコン5は、光学素子3に結像した画像の情報を、配線35および基板31を介して入手し、必要なシャッター速度等を算出した上で、シャッターを切り、撮影する。
図4(a)に示すように、レンズモジュール13は外周面12aに上述の雄ねじが切られた有底筒状の筐体12と、光学レンズ11a〜11cを備えている。具体的には、底部12bに貫通孔12cを有する筐体12の内部に、略円盤状の光学レンズ11a〜11cおよび光学レンズ11aと光学レンズ11bの光軸方向の間隔を調節するための略円環状のスペーサ15、開口絞り14が積層された構造をレンズモジュール13は有している。光学レンズ11a〜11cは各々光学的機能を有するレンズ本体11a1〜11c1と、その周辺に形成されたコバ11a2〜11c2を有している。このコバ11a2〜11c2同士が互いに接するように積層されることにより、レンズ本体11a1〜11c1間の光軸方向の距離が規定されている。また、光軸方向の距離必要に応じてスペーサを光学レンズ間に介在させることにより調整することもできる。例えば上述のように、光学レンズ11aと光学レンズ11bの間にスペーサ15が介在している。開口絞り14としては光学レンズ11a〜11cと同一の径を有する円盤状に形成されるとともに中心部に必要な径の貫通孔を設けた樹脂フィルムが、用いられる。この樹脂フィルムにはカーボン等の黒色物質が練り込まれているため、貫通孔を除いて光を遮断することができ、絞りとして機能する。この開口絞り14は光学レンズ11bと光学レンズ11cとの間に一体的に挟みこまれている。
この光学レンズ11a〜11cは、複数の光学レンズ11a〜11c間、具体的には光軸方向に延設された接続部材16により互いに接続されるとともに一体化されレンズ積層体を形成している。複数の光学レンズ11a〜11cのうち、光軸方向において最も物側(以下、単に、「物側」とする。)の光学レンズ11cのみが筐体12に当接し、最も像側(以下、単に、「像側」とする。)の光学レンズ11aが筐体12に固定されている。具体的には、光学レンズ11a〜11cの外縁部11a5〜11c5に接続された光軸方向に延設された3つの接続部材16により、光学レンズ11a〜11cは一体化されている。図4(b)に示すように、筐体12と光学レンズ11a〜11cの外縁部11a5〜11c5との間には隙間αが設けられているため、筐体12の形状に影響されて各光学レンズ11a〜11cの光軸がずれることが抑制されている。この一体化された光学レンズにおいて、最も物側の光学レンズ11cが筐体12に当接し、最も像側の光学レンズ11aが、図4(c)に示す固定部材60により固定される。固定部材60は円環状の円環部61と円環部から光軸方向に延設された足部62を有する。筐体12に挿入された光学レンズ11aの像側より足部62を物側に向けて押し付けることにより、円環部61によって、光学レンズ11aの光軸方向の移動が規制される。また、足部62が筐体12と光学レンズ11aの外縁部11a5と隙間αに入り込むため、足部62によって、光学レンズ11aの径方向の移動が規制される。光学レンズ11a〜11cは一体化されレンズ積層体を形成しているため、このように、光学レンズ11aのみ固定すれば、光学レンズ11a〜11cは全て固定される。また、光学レンズ11bおよび11cの外縁部11b5および11c5が筐体12に直接固定されていないため、筐体12の形状に影響されて光学レンズ11bおよび11cの光軸がずれることが抑制される。
このレンズモジュール13の製造方法を以下に説明する。図5(a)および(b)に示すように、略円筒形の光軸合せ冶具20を用意する。光軸合せ冶具20の内径は製造するレンズモジュール13に用いる光学レンズ11a〜11cの径と正確に一致している。また、光軸合せ冶具20の内周面には光軸方向に延設された凹溝21が3つ形成されている。光軸合せ冶具20の製造方法は特に限定されないが、略円筒形であるため、例えば、市販の円筒形金属部材を研削および研磨することにより作成しても良い。冶具であるため高精度を要求され、作成にコストがかかった場合であっても、繰り返し使用することができるため、最終製品1個当たりのコストは小さく抑えることができる。また、光軸合せ冶具20の内周面や光学レンズ11a〜11cの外縁部11a5〜11c5の光軸に垂直な方向の断面形状を必ずしも円形とする必要はなく、光軸合わせが可能であるならば他の形状とすることも可能である。
光軸合せ冶具20の内周面に、外縁部11a5〜11c5が接触する態様で複数の光学レンズ11a〜11cを順に挿入する。また、必要なスペーサ15および開口絞り14も同様に挿入する。この工程が、複数の光学レンズ11a〜11cの光軸を同一方向に合わせる光軸合せ工程である。光軸合せ冶具20の内径は光学レンズ11a〜11cの径と正確に一致しているため、光学レンズ11a〜11cが各々正確に作成され、光軸が中心部にあれば、光軸が互いにずれることがなく、図5(a)中に1点鎖線で示したように、全体として一致した光軸を有することとなる。
次に、矢印にて示したように、物側より凹溝21に沿って光軸方向に接着剤が挿入される。この接着剤が固化することにより接続部材16となる。つまり接続部材16は接着剤により形成される。このように接着剤が光学レンズ11a〜11cの外縁部11a5〜11c5を接着するとともに固化することにより、光学レンズ11a〜11cは光軸合せされた状態を保ったまま、互いに接続されるとともに一体化される。この工程が一体化工程である。
接着剤が完全に固化し、光学レンズ11a〜11cが一体化された後、光学レンズ11a〜11cを光軸合せ冶具20から物側に抜き出し、筐体12内に挿入すると、既に示した図4(a)および(b)の状態となる。既に述べたように、筐体12と光学レンズ11a〜11cの外縁部11a5〜11c5との間には隙間αが設けられているため、筐体12の形状に影響されて各光学レンズ11a〜11cの光軸がずれることが抑制されている。その後、一体化された光学レンズ11a〜11cにおいて、最も像側の光学レンズである光学レンズ11aが、図4(c)に示す固定部材60により固定される。この工程が、固定工程である。この固定工程によって、既に述べたように、光学レンズ11a〜11cは光軸合せされた状態を保ったまま筐体12に固定される。
本実施形態によれば、以下に示す効果を奏することができる。
(1)本実施形態において、略円筒形の光軸合せ冶具20の内周面に外縁部11a5〜11c5が接触する態様で複数の光学レンズ11a〜11cを挿入することにより、複数の光学レンズ11a〜11cの光軸を同一方向に合わせる光軸合せ工程を有する。従って、筐体12の精度にかかわらず各光学レンズ11a〜11cの光軸を合わせることが可能となる。また、光軸合せ冶具20は最終製品ではないため、何度も使用することができるので、精度を向上させても大きなコストアップとなることはない。
(1)本実施形態において、略円筒形の光軸合せ冶具20の内周面に外縁部11a5〜11c5が接触する態様で複数の光学レンズ11a〜11cを挿入することにより、複数の光学レンズ11a〜11cの光軸を同一方向に合わせる光軸合せ工程を有する。従って、筐体12の精度にかかわらず各光学レンズ11a〜11cの光軸を合わせることが可能となる。また、光軸合せ冶具20は最終製品ではないため、何度も使用することができるので、精度を向上させても大きなコストアップとなることはない。
(2)本実施形態において、光軸合せされた複数の光学レンズ11a〜11cを光軸方向に延設された接続部材16により互いに接続するとともに一体化する一体化工程を有するため、光学レンズ11a〜11cは光軸合せされた状態で一体化される。また、一体化された複数の光学レンズ11a〜11cを略円筒状の筐体12に挿入し、該筐体12に固定する固定工程とを有するため、複数の光学レンズ11a〜11cは光軸合せされた状態を保ったまま筐体12内へ挿入されるとともに、固定される。従って、製造されたレンズモジュール13は、筐体12の精度にかかわらず、光軸合せされたレンズモジュールとなる。
(3)本実施形態において、光軸方向に延設された凹溝21に沿って光軸方向に挿入された接着剤により接続部材16が形成されるため、接続部材16の形成が容易である。したがって、光軸合せされた複数の光学レンズ11a〜11cを一体化することも容易となる。また、接着剤は汎用かつ安価な部材であるため、容易かつ低コストで用いることができる。
(4)本実施形態において、凹溝21が複数形成されているため、複数の光学レンズ11a〜11cが複数箇所において接続部材16により接続されることになり、一層確実に一体化させる。また、複数の凹溝21が周方向において等間隔に形成されているため、接続箇所も周方向において等間隔に形成されることとなり、接続箇所にかかる応力バランスが改善される。
(5)本実施形態において、一体化された複数の光学レンズ11a〜11cの固定は、複数の光学レンズ11a〜11cのうち光軸方向において最も像側の光学レンズ11aを固定することによって行われるため、筐体12の形状に影響されて他の光学レンズ11b,11cの光軸がずれることが防止される。また、光学レンズ11a〜11cは一体化されているため、最も像側の光学レンズ11aを筐体12に固定することにより全体として筐体12に固定されることとなる。
(6)本実施形態において、光軸方向において最も像側の光学レンズ11aの固定が、該光学レンズ11aの径方向および光軸方向の移動を規制することにより該光学レンズを筐体12に固定する固定部材60を介して行われる。従って、光軸方向において最も像側の光学レンズ11aを直接固定する場合に比して、筐体12の形状に影響されて光軸方向において最も像側の光学レンズ11aの光軸がずれることを一層抑制できる。固定部材60を介して間接的に光軸方向において光学レンズ11aを筐体12に固定するため、その形状を原因とする影響を固定部材60が吸収することができる場合もあるためである。
(7)上述のレンズモジュール13は筐体12の精度にかかわらず各光学レンズ11a〜11cの光軸を合わせることが可能なレンズモジュール13であるため、安価かつ小型のレンズモジュールとすることが容易であって、筐体12の材質が問題となることもない。
(8)上述のカメラモジュールは小型かつ安価に供給されるため、本実施形態において例示した撮影装置である携帯電話に搭載するカメラモジュールとして好適である。
(第2の実施形態)
次に、本発明を具体化した撮影装置の第2の実施形態である携帯電話を図6(a)〜(c)にしたがって説明する。なお、第2の実施形態は、第1の実施形態のレンズモジュール13の構造および製造方法を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
(第2の実施形態)
次に、本発明を具体化した撮影装置の第2の実施形態である携帯電話を図6(a)〜(c)にしたがって説明する。なお、第2の実施形態は、第1の実施形態のレンズモジュール13の構造および製造方法を変更したのみの構成であるため、同様の部分についてはその詳細な説明を省略する。
第2の実施形態において複数の光学レンズ11a〜11cの各々は、光軸に平行な同一直線17上に、物側および像側に開口する貫通孔11hを有しており、接続部材16は貫通孔11h内において、前記直線方向に挿入された接着剤により形成されることを特徴とする。具体的には、図6(b)に示すように、光学レンズ11aのコバ11a2には光軸方向に貫通する貫通孔11hを有している。この貫通孔11hは、図6(a)に示すように、光学レンズ11bのコバ11b2、光学レンズ11cのコバ11c2、スペーサ15および開口絞り14も有しており、光学レンズ11a〜11cが積層された状態において、貫通孔11hは光軸に平行な直線17上に並んでいる。その為、接着剤をこの貫通孔11hに挿入し、固化することにより、接続部材16を形成し、光学レンズ11a〜11cを、スペーサ15および開口絞り14も含めて一体化することが可能となる。この製造方法によれば、図5(a)に示した、光軸合せ冶具20に凹溝21を設ける必要がなく、光軸合せ冶具20の構造を単純化できる。また光学レンズ11a〜11cの外縁部11a5〜11c5に接続部材16が接続されていないため、図6(c)に示すように、固定部材60の足部62を3分割する必要はなく、単純な円筒形とすることができる。
なお、貫通孔11hは複数の光学レンズ11a〜11cの各々に予め設けておき、光軸方向に平行な直線状に貫通孔11hが並ぶように複数の光学レンズ11a〜11cを積層しても良いし、光学レンズ11a〜11cを積層した後に光軸方向に平行な直線状に貫通孔11hが並ぶように開けても良い。
かかる第2の実施形態においても、上述した第1の実施形態と同様の効果を奏することができる。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
なお、本実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、最も像側の光学レンズ11aの固定は、固定部材60を介して行われているが、他の構成であっても良い。例えば、光学レンズ11aの径を筐体12の内径と同じ大きさにし、光学レンズ11aを直接筐体12に固定しても良い。かかる構成とすれば、部品点数および工程の削減ができるため、コストダウンに資する。
・上記実施形態において最も物側の光学レンズ11cを筐体12に当接させ、最も像側の光学レンズ11aを固定したが、他の構成であっても良い。即ち、最も像側の光学レンズ11aを筐体12に当接させ、最も物側の光学レンズ11cを固定しても良い。
・上記実施形態において固定部材60は円環状の円環部61と円環部61から光軸方向に延設された足部62を有し、筐体12に挿入された光学レンズ11aの像側より足部62を物側に向けて押し付けることにより、円環部61によって、光学レンズ11aの光軸方向の移動を規制しているが、他の構成であっても良い。例えば、光学レンズ11a〜11cの一体化が強固であるとともに筐体12への挿入が正確であって、光軸方向への移動を規制するだけで光軸のずれが抑制できるのであれば、固定部材60は円環部61のみを有し、足部62を有さない構成であっても良い。足部62を有さない固定部材60を用いれば、足部62を挿入する隙間が必要ないため、隙間αを小さくでき、更にはレンズモジュールを小型化しうる。
・また、レンズ積層体を筐体12に挿入した状態、即ち、最も像側の光学レンズ11aおよび最も物側の光学レンズ11cのいずれか一方の光学レンズを筐体12に当接させた状態で、他方の光学レンズと、足部62を有さない固定部材60と、筐体12とを接着剤で固定しても良い。この構成によれば、他方の光学レンズの光軸方向への移動のみならず、径方向の移動も規制することができる。また、上記同様に、隙間αを小さくでき、更にはレンズモジュールを小型化しうる。
・上記実施形態において、接続部材16は3箇所に構成されているが、他の構成であっても良い。各光学レンズの径方向の移動を止める意味では3箇所以上設けるのが良いが、接着強度が十分であり、光学レンズ11a〜11cを一体化する目的を果たすのであれば、1箇所または2箇所に設けても良い。また、3箇所で不十分であれば、4箇所以上設けても良い。
・第1の実施形態において、接続部材16は接着剤を固化することにより構成しているが、他の構成であっても良い。光学レンズ11a〜11cを一体化できれば良いのであるから、例えば、始めから外縁部11a5〜11c5に対応する面に接着性を有する棒状の部材で接続部材16を構成し、外縁部11a5〜11c5に接着しても良い。
・上記実施形態において、接続部材16は光軸方向に延設されているのであるが、光学レンズ11a〜11cを互いに接続できれば良いのであり、必ずしも直線的に光軸方向に延設されている必要はない。光学レンズ11a〜11cを互いに接続する機能を害さない限度において、例えば、光軸方向に対して傾いた方向に延設されている場合や、延設方向が折れ曲がっていても良い。
・第2の実施形態において、光学レンズ11a〜11cの各々は、光軸に平行な同一直線17上に、光軸方向に貫通する貫通孔11hを有しており、接続部材16は貫通孔11h内において、前記直線方向に挿入された接着剤により形成されているが、他の構成であっても良い。上述のように、接続部材16は光軸方向に延設されているのであるが、光学レンズ11a〜11cを互いに接続できれば良いのであり、必ずしも直線的に光軸方向に延設されている必要はない。光学レンズ11a〜11cを互いに接続する機能を害さない限度において、例えば、光軸方向に対して傾いた方向に延設されている場合や、延設方向が折れ曲がっていても良い。従って、各光学レンズの貫通孔11hについても互に連絡していれば良いのであって、光軸に平行な同一直線17上に正確に設けられていなくても良い。
・また、第2の実施形態において、光学レンズ11a〜11cの各々は、光軸に平行な同一直線17上に、光軸方向に貫通する貫通孔11hを有しているが、他の構成であっても良い。上述のように、光学レンズ11a〜11cを互いに接続できればよいのであるから、光学レンズ11a〜11cの全てが貫通孔を有している必要はない。例えば、光学レンズ11cが貫通孔に換えて有底孔を有していても良い。この場合であっても、挿入された接着剤は光学レンズ11cの有する有底孔内に到達するため、接着剤が固化することにより光学レンズ11a〜11cは互いに接続され、一体化される。一方、貫通孔11hに挿入された接着剤は有底孔によって物側への移動が規制されるため、光軸合せ冶具20の底部に到達することがない。従って、光軸合せ冶具20の底部に到達した接着剤が光軸合せ冶具20をも接着してしまう可能性を排除できる。
・第2の実施形態において、開口絞り14に貫通孔11hを設けたが、開口絞り14には貫通孔11hを設けない態様としても良い。具体的には、光軸合せ冶具20に光学レンズ11cを挿入後、光学レンズ11cの貫通孔11hに接着剤を挿入するとともに硬化させて接続部材16を形成することにより光学レンズ11cと開口絞り14とを一体化させる。次いで、光学レンズ11b、スペーサ15および光学レンズ11aを順次挿入後、各々の貫通孔11hに接着剤を挿入するとともに硬化させて接続部材16を形成することにより光学レンズ11a、スペーサ15、光学レンズ11bおよび開口絞り14を一体化させる。ここで、光学レンズ11cと開口絞り14と歯既に一体化しているのであるから、光学レンズ11a、スペーサ15、光学レンズ11b、開口絞り14および光学レンズ11cを一体化し、レンズ積層体を形成することができる。この構成によれば、樹脂フィルムである開口絞り14に貫通孔11hを形成するという困難な工程を割愛できるため、コストダウンに資する。
・上記実施形態においては、筐体12は独立した部材で形成されているが、他の部材と一体的に構成されていても良い。例えば、図2に示す携帯電話の枠体88と一体的に形成されていても良い。かかる構成によれば、部品点数を減少させることができるため、コストダウンに資する。
・上記実施形態において、カメラモジュール1は固定焦点式のものを例示したが、他の構成であっても良い。レンズ移動装置や焦点位置測定装置等を備え、自動焦点方式(オートフォーカス)としても良い。
・上記実施形態において、蓋部43の内側にカバーガラス2が固定されているが、他の構成であっても良い。例えば、赤外線フィルタ等の光学フィルタに換えても良いし、カバーガラスに加えて光学フィルタを用いても良い。
・上記実施形態においてレンズモジュール13は、カメラモジュール1に搭載したが、他の構成であっても良い。例えば、望遠鏡、顕微鏡、双眼鏡等の他の光学機器に搭載しても良い。
・上記実施形態においてカメラモジュール1は撮影装置としての携帯電話に搭載したが、他の構成であっても良い。コンパクトデジタルカメラ、デジタル一眼レフカメラに搭載しても良いし、銀塩写真用のカメラに搭載しても良い。また、動画撮影用のデジタルビデオカメラやフィルムカメラに搭載しても良い。
1…カメラモジュール、2…カバーガラス、3…光学素子、5…マイコン、9…カバーガラス、11a…光学レンズ、11a1…レンズ本体、11a2…コバ、11a5…外縁部、11b…光学レンズ、11b1…レンズ本体、11b2…コバ、11b5…外縁部、11c…光学レンズ、11c1…レンズ本体、11c2…コバ、11c5…外縁部、11h…貫通孔、12…筐体、12a…外周面、12b…底部、12c…貫通孔、13…レンズモジュール、14…開口絞り、15…スペーサ、16…接続部材、20…光軸合せ冶具、21…凹溝、31…基板、35…配線、40…カバー、41…下部、42…上部、43…蓋部、44…貫通孔、60…固定部材、61…円環部、62…足部、81…表示部、82…操作部、88…枠体、101…カメラモジュール、102…カバーガラス、103…光学素子、111a…光学レンズ、1111a1…レンズ本体、111a2…コバ、111a3…切り欠け部、111a4…ゲート跡、111a5…外縁部、11b…光学レンズ、111b1…レンズ本体、111b2…コバ、111b5…外縁部、111c…光学レンズ、111c1…レンズ本体、111c2…コバ、111c5…外縁部、112…筐体、112a…外周面、112c…内周面、112b…底部、112d…貫通孔、113…レンズモジュール、114…開口絞り、115…スペーサ、131…基板、135…配線、140…カバー、141…下部、142…上部、143…蓋部、144…貫通孔、H…ヒンジ、α…隙間。
Claims (8)
- 光軸方向に積層された複数の光学レンズと、
前記複数の光学レンズが挿入された筐体とを備えるレンズモジュールであって、
前記複数の光学レンズは、該複数の光学レンズ間に延設された接続部材を介して接続されるとともに一体化されてレンズ積層体が形成されており、
前記レンズ積層体が前記筐体に固定されているレンズモジュール。 - 前記接続部材は、前記複数の光学レンズの各々の径方向における外縁部に接するように配置されている請求項1に記載のレンズモジュール。
- 前記複数の光学レンズの各々は、物側および像側に開口する貫通孔、または物側および像側のいずれか一方に開口する有底孔を有しており、
前記接続部材は前記貫通孔または前記有底孔内に配置されている請求項1に記載のレンズモジュールの製造方法。 - 前記接続部材が複数備えられており、
前記複数の前記接続部材の各々が、光軸に対して周方向において等間隔に配置されている請求項1〜3のいずれか1項に記載のレンズモジュール。 - 前記レンズ積層体を形成している前記光学レンズのうち、光軸方向において最も物側の光学レンズおよび最も像側の光学レンズのいずれか一方が前記筐体と当接をされ、他の一方が前記筐体に固定をされている請求項1〜4のいずれか1項に記載のレンズモジュール。
- 前記光学レンズの光軸方向の移動を規制することにより、前記固定が行われる請求項5に記載のレンズモジュールの製造方法。
- 請求項1〜請求項6のいずれか一項に記載のレンズモジュールを備えた撮影装置。
- 略円筒形の光軸合せ冶具の内周面に外縁部が接触する態様で複数の光学レンズを挿入することにより、前記複数の光学レンズの光軸を同一方向に合わせる光軸合せ工程と、
前記光軸合せされた前記複数の光学レンズを光軸方向に延設された接続部材を介して接続するとともに一体化する一体化工程と、
一体化された前記複数の光学レンズを略円筒状の筐体に挿入し、該筐体に固定する固定工程とを有するレンズモジュールの製造方法。
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