JP4483311B2 - レンズ装置及びレンズホルダ用成形金型 - Google Patents

Description

本発明は、鏡筒などに組み込まれる、レンズを収納固定するためのレンズホルダを有するレンズ装置及びレンズホルダ用成形金型に係り、特に、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）あるいはパーソナルコンピュータに内蔵されるような超小型のデジタルカメラのレンズホルダに関する。

銀塩フィルムを用いるコンパクトカメラの代替商品として普及してきたデジタルカメラは、プリンターの高性能化とともに、今やＡ４サイズ程度までの拡大プリントを行っても、銀塩フィルム、例えばカラーリバーサルフィルムによる印画紙へのプリントと遜色ないまで高画質化が進んでいる。また、デジタルカメラでは、上手く写っていない画像ファイルは即、小型のディスプレイ画面上で「ごみ箱」へ捨てることができ、無駄なプリントをしなくて済み、パーソナルコンピュータとの連携によりサムネイル画像での一覧が行えるため画像ファイルの管理がし易いなどの使い勝手の良さから急速に普及している。

一方、携帯電話、携帯情報端末などではデジタルカメラの内蔵が標準とさえいえるような状況となっており、手の平に収まるサイズという限られた大きさに種々の機能が組み込まれ、その高機能化が著しく進展している。そして、携帯電話会社各社にあっては、インターネット関連の情報提供サービスに加え、写真（画像）付電子メールのサービスなども標準的なものとなっている。これに応じてデジタルカメラ付携帯電話で、カメラ有効画素数が１００万画素を越えるような撮像素子を搭載したものも市場に投入されるようになっている。

図８Ａ及びＢは、このようなデジタルカメラ付携帯電話の例を示したものであり、図８Ａは本体に対して蓋体を起こすようにして開いたときの斜視図、図８Ｂは図８Ａの状態からさらに蓋体を開いたときの斜視図である。
この携帯電話を概説すると、図８Ａ及びＢで１００はデジタルカメラ付携帯電話を示し、本体１０１と蓋体１０２から構成され、一端の回動軸で開閉自在となされている。
図８Ａにおいて、本体１０１の上面には複数の番号キー１０３とマイク（送話口）１０４などが設けられ、下面には図示しない電池パックが内蔵される。蓋体１０２の表面側には、図８Ａに示すように、カメラのレンズ部１０７と近接撮影用のマクロスイッチ１０８などが設けられ、裏面側には、図８Ｂに示すように、レシーバー（受話口）１０５とメインディスプレイ１０６などが設けられる。

そして、通常の通話だけでなく、電子メールの送受信、また、レンズ部１０７とその内部に設けられている撮影装置による撮影とこのときの撮影画像の保存、さらには電子メールの添付ファイルの送信などを行うことができる。
なお、本例の携帯電話１００に内蔵されたデジタルカメラには、マクロスイッチ１０８によるマクロ機能、例えば焦点距離切り換え機能が備えられており、この焦点距離切り換え機能により、比較的近くから遠くまでの被写体に対して十分な画質で撮影できるようになっている。

このような携帯電話１００、携帯情報端末などに内蔵されるデジタルカメラを構成する撮像装置５０の例を、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、撮像装置５０の全体外観を示す斜視図であり、図１０は撮像装置５０を構成するレンズ装置１の構成を示す分解斜視図である。

図９は、マクロ機能を有する撮像装置５０の全体構成を示し、撮像装置５０はレンズ装置１と実装基板４０から構成されている。実装基板４０は、図１０に示すように、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）あるいはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの固体撮像素子４３が実装された図示しないパッケージが搭載された多層配線板による実装基板４１、及び携帯電話内での配線引きまわしの自由度を確保するため可撓性を有するフレキシブル配線基板などからなる配線基板４２から構成される。

レンズ装置１は、図９に示すように、鏡筒組立１０及びハウジング３５から構成される。
ハウジング３５は、図１０の分解斜視図に示すように、プラスチック成型などで鏡筒１１と一体に形成されている。また、実装基板４１に設けられたパッケージを覆う面の中央に円形の孔を穿って鏡筒１１が一体に設けられ、固体撮像素子４３に対して鏡筒１１の光軸調整ができるようになされている。
鏡筒組立１０は、図１０の分解斜視図に示すように、ハウジング３５と一体に形成されている鏡筒１１、バネワッシャ１５、レンズが組み込まれたレンズホルダ１３及びフォーカスリング１４から構成されている。

鏡筒１１は、図１０に示すように、ハウジング３５とプラスチックなどで一体に成形された筒体であり、この筒体の先端面から筒体の途中まで筒中心に対して、略１２０°ピッチで３箇所の切欠き１１ａ，１１ａ，１１ａを略同じ長さに設ける。また、筒体の円周部でハウジング３５との接合部に、後述するフォーカスリング１４の外れ止め凸部１４ｄと係合して固定するための係合溝１１ｂ，１１ｂ，１１ｂを３箇所設ける。さらに、１つの切欠き１１ａに対応して筒体の外周でハウジング３５との接合部に、バネワッシャ１５の回り止めとなる突起１１ｃが設けられる。
バネワッシャ１５は、高弾性の金属などで座金状とされたもので座面を波状に成形し、孔の中心軸方向に付勢力を付与したものである。そして、内周の一箇所に切欠き１５ａが設けられる。

フォーカスリング１４は、筒体の一端の外周にフランジを一体に設けた形状をしており、筒体に螺旋状の３箇所のガイド長孔１４ａ，１４ａ，１４ａ、筒体の外周面にマクロレバー１４ｂ、筒体の一端の内周面に３箇所の凹部１４ｃ，１４ｃ，１４ｃ及び３箇所の外れ止め凸部１４ｄ，１４ｄ，１４ｄをプラスチック成形により一括形成する。

レンズホルダ１３は、図１１に示すように、筒体１３ｂの、内径を前レンズ１２より大きく、外径を鏡筒１１の内径よりも僅かに小さくプラスチック成形などによって形成される。
そして、筒体１３ｂの外周面には３本の係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａが、筒体１３ｂの端面から略同一距離で、外周の中心軸に対して略１２０°のピッチとなる位置から、筒体１３ｂの外周法線方向に設けられ、その長さは後述するフォーカスリング１４の筒体の外径と略同じで、外径寸法が鏡筒１１の切欠き１１ａの幅より小さくなるように形成される。

このように構成される鏡筒組立１０は、図１０に示すように、先ず鏡筒１１の突起１１ｃにバネワッシャ１５の切欠き１５ａを合わせ鏡筒１１にバネワッシャ１５を組み込む。
次に、鏡筒１１の切欠き１１ａ，１１ａ，１１ａにレンズホルダ１３の係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａを合わせるようにして鏡筒１１内にレンズホルダ１３を組み込む。このとき、係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａの先端部分が、鏡筒１１の外周面から突出するようになされる。

次に、図１０に示すように、フォーカスリング１４の凹部１４ｃ、１４ｃ，１４ｃを鏡筒１１の切欠き１１ａ，１１ａ，１１ａと合わせてから、レンズホルダ１３の係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａの先端部に被せるようにして押し込む。
最後に、このフォーカスリング１４を反時計回りに回動して、外れ止め凸部１４ｄを鏡筒１１の係合溝１１ｂ，１１ｂ，１１ｂと係合させ、所定角度の回動ではフォーカスリング１４が外れないようにする。

このように組み込まれた鏡筒組立１０は、図９に示すように、バネワッシャ１５でハウジング３０に対してフォーカスリング１４が、がたがないように光軸方向に付勢される。そして、螺旋状に設けられたフォーカスリング１４のガイド長孔１４ａ，１４ａ，１４ａの中に係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａが配され、さらにこの係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａの先端部が鏡筒１１の切欠き１１ａ，１１ａ，１１ａと係合するものとなっている。
このため、マクロレバー１４ｂを操作してフォーカスリング１４を回動すると、フォーカスリング１４が鏡筒１１の周りを回転するとともに、係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａの先端を鏡筒１１の切欠き１１ａ，１１ａ，１１ａに沿って光軸方向に摺動させ、レンズの繰出し動作をさせることができる。これにより、レンズの焦点位置を変化させることができる。

上述のように、鏡筒組立１０の構成部品は、レンズ鏡筒の小型軽量化、低コスト化のためにプラスチック成形で作製されている。
しかし、例えば、プラスチック成形によるレンズ鏡筒の作製においては、鏡筒の内周を形成する金型の形状が真円であっても成形によって出来上がったプラスチック鏡筒の円周がわずかに変形し、特に、出来上がった製品が対称形状でないときには、成形時の「ひけ」の影響で変形が大きくなるという不都合があった。そして、この現象は、プラスチック成形によるレンズホルダなどの作製においても同様であった。

以下、従来のレンズ装置１において、後レンズが圧入で組み込まれるレンズホルダ１３について図１１及び図１２を参照して説明する。図１１は、従来のレンズホルダ１３の例でレンズ及び光学フィルタが組み込まれた状態の側断面図を示し、図１２は、レンズホルダ１３の斜視図を示している。
以下では、この図１１及び図１２を説明するに図１０に対応する部分には同一の符号を付しその説明を省略する。

図１１は、従来のレンズホルダ１３を示し、前レンズ１２、後レンズ１６、光学フィルタ１７が組込み済みの断面を示し、後レンズ１６を取り付ける際に「がた」を避けるため圧入を用いたものである。
レンズホルダ１３は係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａが設けられる筒体１３ｂの内側に、後レンズ１６の載置面１３ｃ、前レンズ１２の載置面１３ｇ、光学フィルタ１７の載置面１３ｆが、光軸に垂直となるように所定の段差をもって形成される。

特に、後レンズ１６の載置面１３ｃの形状は、図１２の斜視図に示すように、後レンズ１６の固定を載置面１３ｃの周囲の側壁１３ｅのうちの３箇所の平面領域１３ｅ-1で行い、それ以外の非ストレート領域１３ｅ-2で後レンズ１６と接することがないようにしている。さらに、レンズホルダ１３の平面領域１３ｅ-1での弾性変形によって後レンズ１６を固定している。
なお、ここで用いられる前レンズ１２と後レンズ１６は、例えば光学ガラスの成形などにより形成されるものである。

次に、レンズホルダ１３の筒体１３ｂの外径部分に凹部１３ｄを設けるようにしたレンズホルダ１３の成形金型構造の例を図１３〜図１７を参照して説明する。

図１３は、レンズホルダ１３を成形するための金型２０の断面構造を示すものである。金型２０は、上金型２１、下金型２２、挿入金型２３及び凹部１３ｄ（図１１参照）を形成するための３本の挿入ピン２４，２４，２４から構成される。上金型２１と下金型２２は、レンズホルダ１３の係合ピン１３ａの軸中心を通る面で上下に２分割して作製される。
略円柱形に形成される挿入金型２３は、その中心軸が上下金型２１，２２の中心軸上の1点に略一致するように形成され、成形時には図１３に示す位置まで矢印Ｂの方向に上昇し、成形品の取り出しのとき矢印Ａの方向に下降するように動作する。

さらに、３本の挿入ピン２４，２４，２４は、３本の軸中心が上下金型２１，２２の中心軸の一点に略一致し、挿入ピン２４の軸中心が下金型２２の上面よりも僅か下となる位置で、係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａと略対向するように設けられる。そして、挿入ピン２４の先端形状は、「ひけ」の影響がないように、例えば図１３に示す山形状の凸などに決められる。

図１４は、図１３に示す金型２０を開放した状態の上金型２１を斜め下方から見た一部断面斜視図の上下を反転して示した図である。
上金型２１は、円柱状の金属で作製され、その上面の中心に大きな円形の穴２１ａを設ける。そして、その穴底に、中心を一致させて外径がこの穴より小さく厚さがこの穴の深さより少し小さい円板２１ｂを載置する。さらに、この円板２１ｂの上に、円板２１ｂより小さい外径の底面をもつ円錐で下部のみを残してこの上に薄い円板を載せたような突起２１ｄを形成する。

また、上金型２１の上面の円形の穴２１ａの周りには、図１４に示すように、上金型２１の外周面から円形の穴２１ａまで通して円弧溝２１ｆ、及び上面の途中から円形の穴２１ａまで半円溝２１ｅが、３箇所ずつ設けられている。そして、半円溝２１ｅ，２１ｅ，２１ｅと円弧溝２１ｆ，２１ｆ，２１ｆが１２０°ピッチで、上金型２１の中心に対して対向し半径方向に設けられる。
なお、円弧溝２１ｆは、その円弧の中心が、この上金型２１が組み合わされる、後述する下金型２２の円弧溝２２ｄの円弧の中心と一致するように形成される。
さらに、上金型２１の上面には位置合わせ用の穴２１ｇ、２１ｇが設けられる。

上金型２１は、大きな円形の穴２１ａと円板２１ｂとで構成される円環状溝２１ｃが、図１１及び図１３に示すように、レンズホルダ１３の筒体１３ｂ-1を形成し、円板２１ｂの上面が、図１１に示すように、レンズホルダ１３の光学フィルタ１７の載置面１３ｆを形成する。そして、突起２１ｄがレンズホルダ１３のレンズ開口孔を形成する。
また、半円溝２１ｅは、後述の下金型２２の半円溝２２ｃ（図１５参照）とともに係合ピン１３ａを形成するための空間をなし、円弧溝２１ｆは、後述の下金型２２の円弧溝２２ｄ（図１５参照）とともに挿入ピン２４の挿入孔を形成する。
なお、上金型２１は、図１７に示すように、成形時は上下を反転して成形装置に取付けられる。

図１５は、図１３に示す下金型２２を斜め上方から見た一部断面斜視図と挿入ピン２４の斜視図である。
下金型２２は、円柱状の金属で作製され、中心から底面まで円形の穴２２ａが、上面から底面に到る途中で径を小さくして加工され段差２２ｂを設けている。
ここで、この穴２２ａの上部での内径を、上金型２１の穴２１ａの内径と略一致させ、下部の内径を、上金型２１の円板２１ｂの外径に略一致するように形成する。

そして、上金型２１と同様に、下金型２２の上面の円形の穴２２ａの周りには、図１５に示すように、下金型２２の外周面から円形の穴２２ａまで通して円弧溝２２ｄ、及び上面の途中から円形の穴２１ａまで半円溝２２ｃが、３箇所ずつ設けられている。そして、半円溝２２ｃ，２２ｃ，２２ｃと円弧溝２２ｄ，２２ｄ，２２ｄが１２０°ピッチで、下金型２２の中心に対して対向し半径方向に設けられる。
また、下金型２２の上面には、位置決めピン２２ｅ，２２ｅが２箇所埋設される。
さらに、図１５に示すように、下金型２２の周りには挿入ピン２４が円弧溝２２ｄにおいて矢印の方向に、摺動自在に配設される。挿入ピン２４は先端が滑らかな曲面をもつ山形をなし、軸部の径が下金型２２の円弧溝２２ｄと上金型２１の円弧溝２１ｆで形成される摺動孔より僅かに小さく形成されている。

図１６は、レンズホルダ１３を形成するための挿入金型２３を示す斜視図である。
挿入金型２３は、図１６に示すように、下部が太く上部をそれより細く段差をもつように加工した金属の円柱２３ａに、薄い円板２３ｄを載せた板２３ｂを、円柱の上面２３ａ-1に載せ一体に形成したものである。図１３に示すように、円柱上部の外径が下金型２２の穴２２ａの下部の内径より僅かに小さく形成されている。
そして、板２３ｂは、円柱２３ａの上面２３ａ-1の径より小さく外周３箇所の円弧部分を弦状に削除した形状となっており、弦部とした側面２３ｂ-1と、円板の外周面（円弧部分）が残っている曲面２３ｂ-2が３箇所ずつ設けられている。

成形のとき、図１３に示すように、この挿入金型２３が、下金型２２の中央の穴２２ａに挿入され、さらに、挿入ピン２４，２４，２４が下金型２２の上面に形成された円弧溝２２ｄ，２２ｄ，２２ｄに挿入された状態でレンズホルダ１３の成形が行われる。
そして、図１１及び図１６に示すように、挿入金型２３の上面２３ａ-1がレンズホルダ１３の前レンズ１２の載置面１３ｇを形成し、板２３ｂの上面が後レンズ１６の載置面１３ｃを形成する。また、挿入金型２３の上面２３ａ-1に設けられている板２３ｂの側面２３ｂ-1，２３ｂ-1，２３ｂ-1，２３ｂ-1が、図１２Ａ及びＢに示す、レンズホルダ１３の側壁１３ｅの平面領域１３ｅ-1，１３ｅ-1，１３ｅ-1を形成し、板２３ｂの曲面２３ｂ-2，２３ｂ-2，２３ｂ-2が、図１２Ａ及びＢに示す、レンズホルダ１３の側壁１３ｅの曲面領域１３ｅ-2，１３ｅ-2，１３ｅ-2を形成する。

そして、挿入金型２３が下金型２２に挿入された状態で、下金型２２の穴２２ａの上部の内周面と段差２２ｂ及び挿入金型２３の外周面によって、図１１に示すレンズホルダ１３の筒体１３ｂ-2が形成される。
さらに、上金型２１、下金型２２及び挿入金型２３が組合されて、円板２３ｄがレンズホルダ１３のレンズ開口孔を形成するようにしている。

図１７は、図１２に示す従来のレンズホルダ１３を形成するための金型２０（図１３参照）の分解斜視図である。成形のとき、挿入金型２３は、下金型２２の孔２２ａを所定位置まで上昇して位置決め固定され、その後上金型２１が下降し位置決め穴２１ｇ，２１ｇが、下金型２２の位置決めピン２２ｅ，２２ｅと嵌合して上金型２１が位置決め固定される。
それから、上金型２１が下金型２２に対して高圧で押し付けられた状態で、挿入ピン２４，２４，２４が、円弧溝２１ｆと２２ｄとにより形成された孔を中心に向って所定位置まで摺動され挿入固定される。

その後、金型２０が所定温度まで昇温されてから、適宜設けられた樹脂注入用の孔から成形樹脂が、上金型２１、下金型２２、挿入金型２３及び挿入ピン２４，２４，２４で形成された空間に注入される。そして、所定温度まで冷却されてから、下金型２２から各金型が解除（図１７に示す退避状態）され、成形されたレンズホルダ１３が取り出される。

また従来のこの種の成形後の部品形状の適正化に関しては、例えば特許文献１に開示されているものが知られている。特許文献１に開示されている形状適正化策においては、「ひけ」は製品の形状が変わらなければ多数個作っても同じように現れるため、金型を予め補正しておくことにより「ひけ」の影響をなくすようにしている。
また、特許文献１に開示されたものでは、鏡筒の外周部に全周にわたって一様な形状でない、例えばつば部のような膨出部を設けるとき、この膨出部を設けた部分に対応した内径が他の部分より「ひけ」の量が大きくなることから、少なくとも一つの膨出部に対応した部分の金型を予め切削して成形時に鏡筒の内部に突出部を設け、「ひけ」の量を補うようにしている。
特開昭２２−２２１９号公報（第２頁，左上欄）

しかしながら、図１１及び図１２に示すように、後レンズ１６の載置面１３ｃの周りに配設される側壁１３ｅにおいて、後レンズ１６が圧入される平面領域１３ｅ-1とそれ以外の曲面領域１３ｅ-2では、筒体１３ｂの外周面から見たときに肉厚の差が生じることになる。このため、成形部品において、「ひけ」が発生し、レンズホルダ１３の筒体１３ｂにゆがみなどを生じさせるおそれがある。
これに対しては通常、外周面の形状にゆがみなどを生じさせないために、図１１，図１２Ａ及びＢに示す、筒体１３ｂの外径部分に凹部１３ｄを設けることが行われるが、これは金型構造の複雑化を招くことになる。

また、従来のレンズホルダ１３成形用の金型２０では、図１３及び図１７に示すように、下金型２２に対して上下方向に移動してセッティングされる上金型２１及び挿入金型２３と、上金型２１下面及び下金型２２の上面に略平行（レンズホルダ１３の光軸と直角方向）に移動してセッティングされる複数の挿入ピン２４が必要となる。
このため、複数の挿入ピン２４，２４，２４が上金型２１と下金型２２の周りに配されるため、一回の成形作業で複数のレンズホルダ１３を成形するような金型構造にすることは困難であった。このため、多数個を同時に成形することによる低コスト化にとって不都合であった。

すなわち、成形部品を設計する場合においては、極力肉厚を均等に行うことが、各部の寸法を安定させることにつながるが、成形樹脂の圧入を行う場合、圧入後の外形に膨らみが出易いため、圧入後の寸法が安定しないケースがある。そして、レンズホルダの筒体の外周面や後レンズ１６の載置面の形状安定化などのための肉抜き部を形成する場合、金型構造が複雑化し金型費用が増加し、特に一つの金型によって多数個の部品を同時に成形する際の妨げを招くものとなっていた。

また、図１１に示すように、レンズホルダ１３の筒体１３ｂの外周部分に凹部１３ｄを設けなければならないため、この凹部１３ｄの周辺は他形状の突起などを追加係合して他の用途に用いることができなかった。
さらに、後レンズ１６をレンズホルダ１３に圧入（押し込み）によって取り付けるとき、後レンズ１６を変形させてしまい、光学性能を満足できなくなってしまうおそれもあった。これは、後レンズ１６が押し込まれるレンズホルダ１３の側壁１３ｅの平面領域１３ｅ-1における変形できる量が小さいため、後レンズ１６の厚みが小さいものであるとき、後レンズ１６のレンズホルダ１３への圧入よって後レンズ１６そのものが変形するためである。また、後レンズ１６の厚みが大きいとき、レンズホルダ１３の外形そのものが変形して鏡筒１１との間で光軸方向に摺動させることができなくなるためである。

また、特許文献１に開示されている成形後の部品形状適正化も、上述図１１〜図１７例と同様の不具合のおそれがあった。

本発明はかかる点に鑑み、レンズを押し込みにより固定するレンズホルダで、レンズが精度よく位置決めされ外形寸法精度が良好なレンズホルダをもつレンズ装置及びレンズホルダ用成形金型を提案することを目的とする。

上記課題を解決し本発明の目的を達成するため、本発明のレンズ装置は、鏡筒に組み込まれ、同一光軸上に直径の異なる複数のレンズが固定される筒体を備えたレンズホルダを有するレンズ装置において、筒体は、複数のレンズに対応して穴の直径を異ならせることにより段部を設けて連続された複数のレンズ収納部を有し、その段部に、光軸と略平行する方向に延在されて筒体の一面側に開口する複数の肉逃げ部を設け、その複数の肉逃げ部を、筒体の内面に弦部をなすように接する複数のリブを設けることによって形成し、その複数のリブの側壁に、複数のレンズのうち、直径の小さいレンズを内接させるようにした。

このように構成した本発明のレンズ装置によれば、レンズホルダの外周に「ひけ」対策用の凹部（図１１に示す１３ｄ）が不要となるので、レンズホルダの成形用の複数の金型を、それぞれ光軸方向にだけ移動できる構成とすることができる。
また、レンズの周りに配設される複数のリブが弾性を有するため、この弾性力によってリブに接するレンズをレンズホルダに確実に固定することができる。更に、弦部をなす複数のリブにレンズを圧入（押し込み）したときに、レンズが外接する複数のリブが弾性により変形して撓むので、レンズを筒体に容易に組み込むことができる。そして、その後は複数のリブの弾性によってレンズが支持及び固定されるので、レンズホルダの外周面にレンズ圧入に伴う変形を与えないようにでき、これにより、レンズ変形のおそれを大幅に低減することができる。

さらに、本発明は、上記記載のレンズ装置において、筒体の外周に、鏡筒と係合する複数の係合ピンを径方向外側へ突出するように設け、複数の係合ピンは、筒体の複数のリブの隣り合うリブ間に配置した。

このように構成した本発明のレンズ装置によれば、レンズホルダの外周面に設けられる複数の係合ピンを成形する際の「ひけ」の影響を肉逃げ部が設けられていない部分で吸収するものとなり、レンズホルダの筒体及び複数のリブの寸法精度が確保されるため、固定されるレンズの位置精度とレンズホルダの繰り出し精度を確保でき光学性能を満足させることができる。

本発明のレンズホルダ用成形金型は、レンズが固定される筒体を備えたレンズホルダの光軸方向の一側を形成する第１の穴を有する第１の金型と、レンズホルダの光軸方向の他側を形成する第２の穴を有すると共に第１の金型と接合・分離可能とされた第２の金型と、第２の金型側に配置されると共に先端部が第２の穴内に挿入可能とされた第３の金型と、を備え、第３の金型の先端部に、光軸と略平行する方向に延在されて筒体の一面側に開口する複数の肉逃げ部を形成するための突起部を設けた。

このように構成した本発明のレンズホルダ用成形金型によれば、レンズホルダとその肉逃げ部の一体成形が、複数の金型をそれぞれ光軸方向に移動させるだけで実施することができる。さらに、外周面に設けられた係合ピンの成形の際の「ひけ」の影響が低減され、レンズホルダの外径及びレンズ装置部分の寸法精度を向上させることができる。

本発明のレンズ装置およびレンズホルダ用成形金型によれば、金型構造が簡単となるので金型費用を抑えることができる。さらに、上下の金型の外周に挿入ピンを配置する必要がないので、１回の成形作業で多数個取りを行うことができる金型構造を採用することができ、金型費用及び部品費用の抑制と、部品製作（成形）時間の短縮化を図ることができる。

また、レンズホルダの外周には係合ピンのみが配設されるため外周面を広く利用でき、必要に応じて、レンズホルダの外周部分に容易に所望の形状を追加できるようになる。また、鏡筒内面との嵌合長を長くすることができるので、外形寸法精度の緩和または取り付け精度の向上を図ることができる。
さらに、レンズホルダの、弾性変形大きい複数のリブにレンズが圧入（押し込み）されるため、圧入力が抑えられ、レンズを変形させたり破壊させることが減るので良品率が向上し、部品単価を抑制することができる。

以下、本発明のレンズ装置を実施するための最良の形態の例を、図１及び図２、図９及び図１０を参照して説明する。以下では、この図１及び図２を説明するに従来例で説明した図１１及び図１２に対応する部分には同一の符号を付して説明する。

本発明のレンズ装置は、図９〜図１２で説明した従来例のレンズ装置と略同一の構成であり、組み込まれるレンズホルダの外形形状は略同一である。ただ、肉逃げ部の構成は、図１１及び１２に示すように、従来のレンズ装置では、外周面に凹部が設けられているのに対し、本発明のレンズ装置では、レンズホルダ筒体の内部に設けられている点が異なる。

レンズ装置１は、図９に示すように、鏡筒組立１０及びハウジング３５から構成される。
ハウジング３５は、図１０の分解斜視図に示すように、プラスチック成型などで鏡筒１１と一体に形成されている。また、実装基板４１に設けられたパッケージを覆う面の中央に円形の孔を穿って鏡筒１１が一体に設けられ、固体撮像素子４３に対して鏡筒１１の光軸調整ができるようになされている。
鏡筒組立１０は、図１０の分解斜視図に示すように、ハウジング３５と一体に形成されている鏡筒１１、バネワッシャ１５、レンズが組み込まれたレンズホルダ１３及びフォーカスリング１４から構成されている。

鏡筒１１は、図１０に示すように、ハウジング３５とプラスチックなどで一体に成形された筒体であり、この筒体の先端面から筒体の途中まで筒中心に対して、略１２０°ピッチで３箇所の切欠き１１ａ，１１ａ，１１ａを略同じ長さに設ける。また、筒体の円周部でハウジング３５との接合部に、後述するフォーカスリング１４の外れ止め凸部１４ｄと係合して固定するための係合溝１１ｂ，１１ｂ，１１ｂを３箇所設ける。さらに、１つの切欠き１１ａに対応して筒体の外周でハウジング３５との接合部に、バネワッシャ１５の回り止めとなる突起１１ｃが設けられる。
バネワッシャ１５は、高弾性の金属などで座金状とされたもので座面を波状に成形し、孔の中心軸方向に付勢力を付与したものである。そして、内周の一箇所に切欠き１５ａが設けられる。

フォーカスリング１４は、筒体の一端の外周にフランジを一体に設けた形状をしており、筒体に螺旋状の３箇所のガイド長孔１４ａ，１４ａ，１４ａ、筒体の外周面にマクロレバー１４ｂ、筒体の一端の内周面に３箇所の凹部１４ｃ，１４ｃ，１４ｃ及び３箇所の外れ止め凸部１４ｄ，１４ｄ，１４ｄをプラスチック成形により一括形成する。

図１及び図２は本例のレンズホルダを示し、図１Ａは正面図、図１Ｂは側断面図、図２は斜視図である。

本例のレンズホルダ１３は、図１に示すように、筒体１３ｂの、内径を図１０に示す前レンズ１２より大きく、外径を鏡筒１１の内径よりも僅かに小さくプラスチック成形などによって形成している。
また、レンズホルダ１３は、図１に示すように、筒体１３ｂの内周面１３ｈに、３枚の板状のリブ１３ｋを設け、肉逃げ部となる凹部１３ｄを、３箇所設ける。
凹部１３ｄの形状は、図１Ａ及びＢ，図２に示すように、筒体１３ｂの内周面１３ｈと３枚の板状のリブ１３ｋとが光軸と略平行に設けられ、凹部１３ｄの底面が、図１Ｂに示すように、後レンズ１６の載置面１３ｃと略同一となるように形成される。

そして、３枚のリブ１３ｋが内周面１３ｈと接続され、筒体１３ｂの３箇所の凹部１３ｄ，１３ｄ，１３ｄに対向させて、筒体１３ｂの外周面に３本の係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａが配設される。
この筒体１３ｂの外周面に設けられる３本の係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａは、筒体１３ｂの端面から略同一距離で、中心軸に対して略１２０°のピッチとなるように、外周面から筒体１３ｂの外周法線方向に設けられる。係合ピン１３ａの長さは、前述のフォーカスリング１４（図９参照）の筒体の外径と略同じで、図１０に示すように、外径寸法が鏡筒１１の切欠き１１ａの幅より小さくなるように形成される。

このように構成される鏡筒組立１０は、図１０に示すように、先ず鏡筒１１の突起１１ｃにバネワッシャ１５の切欠き１５ａを合わせ鏡筒１１にバネワッシャ１５を組み込む。
次に、鏡筒１１の切欠き１１ａ，１１ａ，１１ａにレンズホルダ１３の係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａを合わせるようにして鏡筒１１内にレンズホルダ１３を組み込む。このとき、係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａの先端部分が、鏡筒１１の外周面から突出するように設けられる。

次に、図１０に示すように、フォーカスリング１４の凹部１４ｃ、１４ｃ，１４ｃを鏡筒１１の切欠き１１ａ，１１ａ，１１ａと合わせてから、レンズホルダ１３の係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａの先端部に被せるようにして押し込む。
最後に、このフォーカスリング１４を反時計回りに回動して、外れ止め凸部１４ｄを鏡筒１１の係合溝１１ｂ，１１ｂ，１１ｂと係合させ、所定角度の回動ではフォーカスリング１４が外れないようにする。

このように組み込まれた鏡筒組立１０は、図９に示すように、バネワッシャ１５でハウジング３０に対してフォーカスリング１４が、がたがないように光軸方向に付勢される。そして、螺旋状に設けられたフォーカスリング１４のガイド長孔１４ａ，１４ａ，１４ａの中に係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａが配され、さらにこの係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａの先端部が鏡筒１１の切欠き１１ａ，１１ａ，１１ａと係合するものとなっている。
このため、マクロレバー１４ｂを操作してフォーカスリング１４を回動すると、フォーカスリング１４が鏡筒１１の周りを回転するとともに、係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａの先端を鏡筒１１の切欠き１１ａ，１１ａ，１１ａに沿って光軸方向に摺動させ、レンズの繰出し動作をさせることができる。これにより、レンズの焦点位置を変化させることができる。

図１Ｂは、本例のレンズホルダ１３の断面図を示し、後レンズ１６、光学フィルタ１７を２点鎖線で示している。
レンズホルダ１３は係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａが設けられる筒体１３ｂの内側に、後レンズ１６の載置面１３ｃ、前レンズ１２の載置面１３ｇ、光学フィルタ１７の載置面１３ｆが、光軸に垂直となるように所定の段差をもって形成される。

このように構成された本例のレンズホルダ１３では、内部に設けられる載置面１３ｃの周りの側壁１３ｅをなす３つのリブ１３ｋの光軸側の平面領域１３ｅ-1で後レンズ１６を固定及び保持することができる。
また、レンズホルダ１３の外周には３本の係合ピン１３ａ，１３ａ，１３ａのみが配設され、図１１例の従来のレンズホルダに示すような凹部が外周面にないため、外周面を広く利用でき、鏡筒内面との嵌合長を長くすることができる。このため、外形寸法精度の緩和または取り付け精度の向上を図ることができ、必要に応じて、レンズホルダの外周部分に容易に所望の形状を追加できるようになる。

さらに、後レンズ１６が固定されるレンズホルダ１３のリブ１３ｋの平面領域１３ｅ-1は、図１１例の従来のレンズホルダにおける平面領域と比べて弾性変形を大きくすることができるので、圧入力を抑えることができ、レンズを変形させたり破壊させることが減らせ、また、レンズホルダ１３の外形形状を変形させるようなことも減らせるたり良品率を向上させることができる。

本例のレンズホルダ１３を用いたレンズ装置は、図９〜図１０に示した従来のレンズ装置と同様に構成することができる。また、このレンズ装置によれば、薄いレンズを圧入しても後レンズ１６自体の変形を生じさせることがなくなり、例え後レンズ１６が厚いものであっても、圧入によるレンズホルダ１３の変形がその筒体１３ｂの外周面の形状にまで影響を及ぼすことがなくなる。このため、光学的精度を向上させることができるとともに、良品率を向上させることができ、レンズ装置を低コスト化することができる。

次に、本発明のレンズホルダ１３（図１及び図２参照）の成形金型構造を実施するための最良の形態の例を、図３〜図７を参照して説明する。以下では、この図３〜図７を説明するに図１３〜図１７例に対応する部分には同一の符号を付して説明する。

すなわち、本例の金型で成形するレンズホルダ１３は、このレンズホルダ１３の筒体内の、内周面とレンズの固定部との間に、光軸と略平行な複数の肉逃げ部を設けた形状のものである。
図３は、本例のレンズホルダ１３を成形するための金型２０の断面構造を示すものである。金型２０は、第１の金型である上金型２１と第２の金型である下金型２２と第３の金型である挿入金型２３から構成され、レンズホルダ１３の光軸の方向に移動できる金型のみで構成され、従来の図１３〜図１７例の金型構造と比べ挿入ピンを配設する必要がないものとなっている。

上金型２１と下金型２２は、レンズホルダ１３の係合ピン１３ａの軸中心を通る面で上下に２分割して作製される。略円柱形に形成される挿入金型２３は、その中心軸が上下金型２１，２２の中心軸に略一致するように形成され、成形ときには図３に示す位置まで矢印Ｂの方向に上昇し、成形品の取り出しのとき矢印Ａの方向に下降するように動作する。

図４は、図３に示す金型２０を開放した状態の上金型２１を斜め下方からみた一部断面斜視図の上下を反転して示した図である。
上金型２１は、円柱状の金属で作製され、その上面の中心に大きな円形の穴２１ａを設ける。そして、その穴底に、中心を一致させて外径がこの穴より小さく厚さがこの穴の深さより少し小さい円板２１ｂを載置する。さらに、この円板２１ｂの上に、円板２１ｂより小さい外径の底面をもつ円錐で下部のみを残してこの上に薄い円板を載せたような突起２１ｄを形成する。

また、上金型２１の上面の円形の穴２１ａの周りには、図４に示すように、上面の途中から円形の穴２１ａまで半円溝２１ｅが３箇所設けられている。そして、半円溝２１ｅ，２１ｅ，２１ｅが１２０°ピッチで、上金型２１の中心に対して半径方向に設けられる。
さらに、上金型２１の上面には位置合わせ用の穴２１ｇ、２１ｇが設けられる。

上金型２１は、大きな円形の穴２１ａと円板２１ｂとで構成される円環状溝２１ｃが、図１及び図３に示すように、レンズホルダ１３の筒体１３ｂ-1を形成し、円板２１ｂの上面が、図１に示すように、レンズホルダ１３の光学フィルタ１７の載置面１３ｆを形成する。そして、突起２１ｄがレンズホルダ１３のレンズ開口孔を形成する。
また、半円溝２１ｅは、後述の下金型２２の半円溝２２ｃ（図１５参照）とともに係合ピン１３ａを形成するための空間を形成する。
なお、上金型２１は、成形時は上下を反転して成形装置に取付けられる。

図５は、図３に示す下金型２２を斜め上方から見た一部断面斜視図である。
下金型２２は、円柱状の金属で作製され、中心から底面まで円形の穴２２ａが、上面から底面に到る途中で径を小さくして加工し段差２２ｂを設けている。
ここで、この穴２２ａの上部での内径を、上金型２１の穴２１ａの内径と略一致させ、下部の内径を、上金型２１の円板２１ｂの外径に略一致するように形成する。

そして、上金型２１と同様に、下金型２２の上面の円形の穴２２ａの周りには、図５に示すように、上面の途中から円形の穴２１ａまで半円溝２２ｃが３箇所設けられている。そして、半円溝２２ｃ，２２ｃ，２２ｃが１２０°ピッチで、下金型２２の中心に対して半径方向に設けられる。
また、下金型２２の上面には、位置決めピン２２ｅ，２２ｅが２箇所埋設されている。

図６は、図２に示すレンズホルダ１３を形成するための挿入金型２３を示す斜視図である。
挿入金型２３は、図６に示すように、下部が太く上部をそれより細く段差をもつように加工した金属の円柱２３ａに、薄い円板２３ｄを載せた板２３ｂを、円柱２３ａの上面２３ａ-1に載せ一体に形成したものである。図３に示すように、円柱上部の外径が下金型２２の孔２２ａの下部の内径より僅かに小さく形成されている。
そして、板２３ｂは、円柱２３ａの上面２３ａ-1の径より小さく外周３箇所の円弧部分を弦状に削除した形状となっており、弦部とした側面２３ｂ-1と、円板の外周面（円弧部分）が残っている曲面２３ｂ-2が３箇所ずつ設けられている。

そして、挿入金型２３の円柱２３ａの上面２３ａ-1には、さらに凹部１３ｄを形成するための突起部である３個のブロック２３ｃ，２３ｃ，２３ｃが、円柱２３ａの上面２３ａ-1の板２３ｂの３箇所の弦部の側面２３ｂ-1に対向するように一体に突設されている。

ブロック２３ｃは、上面が板金２３ｂの上面と略同じ高さで、側面２３ｃ-1が円柱２３ａの外周面２３ａ-2から延設され、この側面２３ｃ-1と対向する面２３ｃ-2が平面をなし、これら曲面と平面をより曲率の小さい２つの曲面で滑らかに形成したような形状としている。
そして、板金２３ｂの弦部の側面２３ｂ-1と、ブロック２３ｃの平面とした側面２３ｃ-2間隙が、成型後のレンズホルダ１３のリブ１３ｋ（図２参照）を形成するものとなる。

成形のとき、図３に示すように、この挿入金型２３が上述の下金型２２の中央の穴２２ａに挿入された状態でレンズホルダ１３の成形が行われる。
そして、図１及び図６に示すように、挿入金型２３の上面２３ａ-1がレンズホルダ１３の前レンズ１２の載置面１３ｇを形成し、板２３ｂの上面が後レンズ１６の載置面１３ｃを形成する。また、挿入金型２３の板２３ｂの側面２３ｂ-1，２３ｂ-1，２３ｂ-1が、図１Ａ及びＢ，図２に示す、レンズホルダ１３の側壁１３ｅの平面領域１３ｅ-1，１３ｅ-1，１３ｅ-1を形成する。また、板２３ｂの曲面２３ｂ-2，２３ｂ-2，２３ｂ-2が、図１Ａ及びＢ,図２に示す、レンズホルダ１３の側壁１３ｅの曲面領域１３ｅ-2，１３ｅ-2，１３ｅ-2を形成する。

そして、図３に示すように、挿入金型２３が下金型２２に挿入された状態で、下金型２２の穴２２ａの上部の内周面と段差２２ｂ及び挿入金型２３の外周面によって、図１Ａ及びＢに示すレンズホルダ１３の筒体１３ｂを形成する。
また、挿入金型２３の上面２３ａ-1に設けられた３個のブロック２３ｃ，２３ｃ，２３ｃが、図１Ａ及びＢ, 図２に示すレンズホルダ１３の３箇所の凹部１３ｄ，１３ｄ，１３ｄを形成する。
さらに、上金型２１、下金型２２及び挿入金型２３が組合された図３に示す状態で、上金型２１の円板２１ｄと挿入金型２３の円板２３ｄがレンズホルダ１３のレンズ開口孔を形成するようにしている。

図７は、図１Ａ及びＢ,図２に示す本例のレンズホルダ１３を形成するための金型２０（図３参照）の分解斜視図である。成形のとき、挿入金型２３は、下金型２２の穴２２ａを所定位置まで上昇して位置決め固定され、その後上金型２１が下降し位置決め穴２１ｇ，２１ｇが、下金型２２の位置決めピン２２ｅ，２２ｅと嵌合して上金型２１が位置決め固定される。

それから、上金型２１が下金型２２に対して高圧で押し付けられた状態で、金型２０が所定温度まで昇温される。そして、適宜設けられた樹脂注入用の孔から成形樹脂が、上金型２１、下金型２２、挿入金型２３及び挿入ピン２４，２４，２４で形成された空間に注入される。そして、所定温度まで冷却されてから、下金型２２から各金型が図７に示す矢印とは逆方向に駆動されて図７に示す退避状態にされ、成形されたレンズホルダ１３が取り出される。

このように構成されたレンズホルダ１３の金型２０では、図３及び図７に示すように、下金型２２に対して上下方向に移動してセッティングされる上金型２１及び挿入金型２３だけで構成できる。
すなわち、図１７に示す従来例のような下金型２２の上面に平行に移動してセッティングされる挿入ピン２４が不要となり、３本の挿入ピンを上下金型２１，２２の周りに配する必要がなくなるので、金型構造が簡便とすることができる。
そして、複数の金型２０を同一平面上に配設しても成形に支障をきたすことがないので、一回の成形作業で複数のレンズホルダ１３を成形する、いわゆる多数個取りの金型を作製することが容易に実現でき、成形における低コスト化が達成できる。

この場合、上金型２１を複数固定した上金型固定ベース、下金型２２を複数固定した下金型固定ベース、及び挿入金型２３を複数固定した挿入金型固定ベースを設け、成形樹脂の注入口を分岐し配設する。そして、所定位置にセッティングされた、樹脂を充填するための複数の金型の空間に、同時に樹脂を注入して複数のレンズホルダ１３を一括で成形を行うことができる。

また、ほかの多数個取りの金型構造として、上金型２１と同じ内部形状を複数刻設した大きな上型金属プレートと、下金型２２と同じ内部形状を複数刻設した別の大きな下型金属プレートと、挿入金型２３が複数取付けられた挿入金型固定ベースとを設ける。そして、上金型と下金型用の金属プレートと挿入金型固定ベースを、レンズホルダ１３の中心軸の方向に移動できるように構成する。さらに、成形樹脂の注入口を分岐して金型内部の複数の樹脂充填空間と接続することで、複数個のレンズホルダ１３を一括で成形することができる。

このように構成された本例のレンズホルダの成形金型構造によれば、金型２０を構成する上金型２１、下金型２２及び挿入金型２３を、図７に示す上下方向にのみに移動させて成形することができるため、金型構造を複雑にすることなく成形樹脂の「ひけ」に起因する外形寸法への影響を大幅に抑制できる。
また、金型２０を複数配設して、容易に多数個取り化ができるため、製造コストの大幅な低減を図ることができる。

さらに、従来は、レンズホルダの外周面に凹部を設けて「ひけ」による影響の低減化を図っていたため、外周に、係合ピンのほかに凹または凸の形状を設けることはできなかったが、本例の成形金型構造では、外周面には係合ピン１３ａ以外の凹凸部はないため、レンズホルダの外周面に必要に応じて新たに凹または凸の形状を追加して機能を付加することができる。

なお、上述の金型構造の例では、下金型２２に対して上金型２１が下降し、挿入金型２３が上昇して所定の組合わせ状態にして成形樹脂を注入する例で説明した。
この代わりに上金型２１に対して下金型２２と挿入金型２３が上昇して所定位置とする、あるいは挿入金型２３に対して上金型２１と下金型２２が下降して所定位置としてもよい。また、全ての金型が、上位置または下位置に移動して所定のセッティング状態としてもよい。さらに、上下の金型及び挿入金型のレイアウトを全く反転するものであってもよい。
さらに、金型を昇降移動させる例で説明したが、金型を横位置にセッティングし、本例の上金型と下金型の開閉動作を横方向としてよいことは勿論である。

また、上述では金型の表面処理について述べていないが、金型内面を鏡面処理した後、浸炭などの表面硬化処理をおこない、耐磨耗性の向上を図ってもよい。
さらに、上下の金型にヒーターを埋設して予備加熱して、１サイクル当たりの成形時間を短縮することができる。

本発明のレンズ装置及びレンズホルダの成形金型構造は、上述例に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成をとりうることは勿論である。

本発明のレンズ装置のレンズホルダの例を示し、Ａ図は正面図、Ｂは側断面図である。 本発明のレンズホルダの斜視図である。 本発明のレンズホルダの成形金型構造の例を示す側断面図である。 本発明の成形金型のうち、上金型の形状の一部断面斜視図である。 本発明の成形金型のうち、下金型の形状の一部断面斜視図である。 本発明の成形金型のうち、挿入金型の形状の斜視図である。 本発明の成形金型の分解斜視図である。 カメラ付携帯電話の例を示す外観斜視図である。 従来及び本発明に共通するレンズ装置の例の説明に供する斜視図である。 従来及び本発明に共通するレンズ装置の例の説明に供する分解斜視図である。 従来のレンズ装置のレンズホルダの例を示す側断面図である。 従来のレンズホルダの斜視図で、Ａ図は僅か傾けた図、Ｂ図は大きく傾けた図である。 従来のレンズホルダの成形金型構造の例を示す側断面図である。 従来の成形金型のうち、上金型の形状の一部断面斜視図である。 従来の成形金型のうち、下金型と挿入ピンの形状の一部断面斜視図である。 従来の成形金型のうち、挿入金型の形状の斜視図である。 従来の成形金型の分解斜視図である。

符号の説明

１・・・・レンズ装置、１０・・・・鏡筒組立、１３・・・・レンズホルダ、１３ａ・・・・係合ピン、１３ｂ・・・・筒体、１３ｄ・・・・凹部、１３ｈ・・・・内周面、１３ｋ・・・・リブ、１６・・・・後レンズ

Claims (3)

1. 鏡筒に組み込まれ、同一光軸上に直径の異なる複数のレンズが固定される筒体を備えたレンズホルダを有するレンズ装置において、
   前記筒体は、前記複数のレンズに対応して穴の直径を異ならせることにより段部を設けて連続された複数のレンズ収納部を有し、
   前記段部に、前記光軸と略平行する方向に延在されて前記筒体の一面側に開口する複数の肉逃げ部を設け、
   前記複数の肉逃げ部を、前記筒体の内面に弦部をなすように接する複数のリブを設けることによって形成し、
   前記複数のリブの側壁に、前記複数のレンズのうち、直径の小さいレンズを内接させるようにした
   レンズ装置。
2. 請求項１に記載のレンズ装置において、
   前記筒体の外周に、前記鏡筒と係合する複数の係合ピンを径方向外側へ突出するように設け、
   前記複数の係合ピンは、前記筒体の前記複数のリブの隣り合うリブ間に配置した
   レンズ装置。
3. レンズが固定される筒体を備えたレンズホルダの光軸方向の一側を形成する第１の穴を有する第１の金型と、
   前記レンズホルダの光軸方向の他側を形成する第２の穴を有すると共に前記第１の金型と接合・分離可能とされた第２の金型と、
   前記第２の金型側に配置されると共に先端部が前記第２の穴内に挿入可能とされた第３の金型と、を備え、
   前記第３の金型の先端部に、前記光軸と略平行する方向に延在されて前記筒体の一面側に開口する複数の肉逃げ部を形成するための突起部を設けた
   レンズホルダ用成形金型。

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