JP5129700B2 - 撮像装置および光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、レンズユニット、特に、コンパクトデジタルカメラやモバイル用カメラ等の光学機器に使用されれば好適なレンズユニットを備えたカメラモジュール等の撮像装置、光学機器に関する。また、本発明は、特に、複数の駆動レンズ群を有するレンズユニットを備えたカメラモジュール等の撮像装置、光学機器に関する。

ズームカメラモジュールは、例えば、コンパクトデジタルカメラやモバイル用カメラ等の光学機器に用いられ、複数の可動レンズ群と、レンズ群を保持するレンズホルダと、複数のレンズ群を光軸方向へ案内するガイド軸と、ガイド軸を保持するためのガイドベースからなっている。

ここで、上記可動レンズ群は、従来、ガイドベースに直接固定されたり、良好な光学性能が得られるように、ガイド軸を調整しながら、ガイドベースに固定されたりしてきた。

また、ガイドベースに直接固定を行う場合には、ガイドベースに、ガイド軸径より小さな穴径を有するガイド穴を設け、そのガイド穴にガイド軸を圧入して、ガイド軸を位置決め保持し、その後、ガイドベースにガイド軸を接着固定している。

また、ガイド軸を調整する場合には、ガイド軸の一端を固定し、他端を調整している。例えば、特開２００７−３８４２号公報（特許文献１）には、カメラモジュールを組み立てる方法として、可動レンズ群を光軸方向に案内するガイド軸を光学的な性能を観測しながら調整する方法が開示され、この方法によって、カメラモジュールにおいて良好な光学性能を実現できる旨記載されている。

図１３は、上記特許文献１に開示されたレンズ装置（カメラモジュール）を説明する図である。

このレンズ装置は、レンズ鏡筒１０１と、第１の固定レンズ群１０２と、第２の固定レンズ群１０３と、変倍用のレンズ群１０５と、焦点調節用のレンズ群１０７と、２本のガイドポール１０８と、撮像素子固定枠１１０とを備える。

上記第１の固定レンズ群１０２は、レンズ鏡筒１０１における前端部に嵌め込まれて固定されている。上記第２の固定レンズ群１０３は、レンズ鏡筒１０１内における後方寄りの位置に、固定支持枠１１１を介して固定されている。

上記変倍用のレンズ群１０５は、第１保持枠１０４に保持され、光軸Ｐに沿って移動可能になっている。上記焦点調節用のレンズ群１０７は、第２保持枠１０６により保持され、光軸Ｐに沿って移動可能になっている。上記２本のガイドポール１０８は、レンズ鏡筒１０１内における筒状部分の内周面に沿った位置において、光軸Ｐと略平行に延在している。

上記撮像素子固定枠１１０は、レンズ鏡筒１０１の後面部１０１ｃに接触した状態で、後方に配設されている。上記撮像素子固定枠１１０は、固定枠としての機能を有し、撮像素子固定枠１１０に、ＣＣＤ等の撮像素子１０９を固定して保持するようになっている。

上記第１の固定レンズ群１０２、変倍用のレンズ群１０５、第２の固定レンズ群１０３および焦点調節用のレンズ群１０７は、レンズ鏡筒１０１内に、前方から、この準に配置されて収容されている。

上記第１の固定レンズ群１０２の光軸、変倍用のレンズ群１０５の光軸、第２の固定レンズ群１０３の光軸、および、焦点調節用のレンズ群１０７の光軸は、各部品の精度および組立精度に問題が無ければ、同一直線上に位置し、光軸Ｐは、この直線により構成されている。

上記各ガイドポール１０８の前端部は、レンズ鏡筒１０１における第１の固定レンズ群１０２の保持部分に嵌め込まれている。上記各ガイドポール１０８は、第１の固定レンズ群１０２に対する傾きを調整可能な状態で、第１の固定レンズ群１０２に立設されている。

上記ガイドポール１０８は、レンズ鏡筒１０１の後面部１０１ｃに設けられた貫通孔１１９を通過している。上記ガイドポール１０８の後端部は、撮像素子固定枠１１０に設けられた取付け孔１１３に挿入されて支持されている。

このレンズ装置は、上記撮像素子固定枠１１０が固定ねじ１１２で固定されていない状態では、撮像素子固定枠１１０の位置を移動させることで、ガイドポール１０８を傾倒自在に調整可能な構造となっている。

上記レンズ鏡筒１０１の後面部１０１ｃには、ガイドポール１０８の後端部を通すための貫通孔１１９が設けられ、ガイドポール１０８の後方側部分が、後面部１ｃによって支持されるようになっている。上記貫通孔１１９は、貫通孔１１９の内壁面とガイドポール１０８の外周面との間に、２０μｍから５０μｍの範囲内の隙間Ｌが空くように形成されている。このことから、上記ガイドポール１０８に対するレンズ鏡筒１０１の後面部１０１ｃの相対位置を、上記隙間Ｌ分だけ調整できるようになっている。

このようにして、上記第１の固定レンズ群１０２、撮像素子１０９、ガイドポール１０８により支持された変倍用のレンズ群１０５および焦点調節用のレンズ群１０７を一体化し、この一体化によって、上記光軸Ｐを画定している。

一方、上記レンズ鏡筒１０１に固定された第２の固定レンズ群１０３は、後述する光軸Ｐの調整によって、各部品の動きとは無関係に固定される。つまり、上記固定ねじ１１２を緩めた状態において、撮像素子固定枠１１０の位置をずらして、光軸Ｐを傾けることにより、光軸Ｐに対する第２の固定レンズ群１０３の相対位置を調整するようになっている。

組立精度や部品精度のバラツキにより、映像検査で解像度の問題が検出された場合には、レンズ装置の光軸Ｐに対する調芯が不良であるとみなして、調芯に関する調整方法を行うようになっている。

このレンズ装置では、ガイド軸が、駆動レンズを光軸方向に案内するが、このガイド軸の位置を、光学的な手法を用いて調整するようになっている。また、この光学的な手法を用いた調整（調芯）は、一般的に撮像用のチャートを用いて行われている。

しかしながら、撮像チャートを用いた調整において、調整者によりバラツキが発生することを避けがたい。

また、撮像チャートを用いる場合、中央付近を解像度と周辺部の解像度を評価しながら、中心部の解像度が高く、周辺部は中央部に対して解像度が低くなるように調整し、更に、この調整に加えて、周辺部（例えば、四隅）の解像度のバラツキを一定範囲内に抑える必要があるため、調整に多大な時間が必要不可欠である。

また、光学的な手法を用いる場合、複数のレンズを有するカメラモジュールにおいては、すべてのレンズを用いることによって、良好な光学性能が得られるように設計されているため、調整時においても、全てのレンズの調整が必要となる。ここで、カメラモジュールの調整行程において、すべてのレンズ群を構成した状態で調整を行う場合において、非常に緻密な調整が必要不可欠であり、調整不良による欠陥品の発生を避けがたい。このような背景において、製品の歩留まりを大きくしたいという要請が存在する。
特開２００７−３８４２号公報（第１図）

そこで、この発明の課題は、複数の可動レンズ群とレンズ群を光軸方向に案内するガイド軸と、ガイド軸を保持するガイドベースとを有し、かつ、光学的な手法を用いて複数のレンズ群間の位置を調整する必要のないレンズユニットを備える撮像装置および光学機器を提供することにある。

また、調整行程を簡略化できるレンズユニットの組立方法および撮像装置の組立方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の撮像装置、光学機器が包含するレンズユニットは、
可動レンズ群と、
上記可動レンズ群を保持するレンズホルダと、
上記レンズホルダを光軸方向に案内する第１のガイド軸および第２のガイド軸と、
上記第１のガイド軸および上記第２のガイド軸を保持するガイドベースと
を備え、
上記ガイドベースは、上記第１のガイド軸の外径よりも大きい内径を有する第１のガイド穴と、上記第２のガイド軸の外径よりも大きい内径を有する第２のガイド穴とを有し、
上記第１のガイド軸は、上記第１のガイド穴の内周面に対して間隔をおいた状態で上記第１のガイド穴に挿通され、
上記第２のガイド軸は、上記第２のガイド穴の内周面に対して間隔をおいた状態で上記第２のガイド穴に挿通されている。

本発明によれば、ガイド軸とガイドベースに設けたガイド穴とが当接することがないから、レンズユニットに、ガイドベースの成形精度の影響がおよぶことがなくて、レンズユニットの光学性能を良好なものにすることができる。

また、この発明の撮像装置、光学機器が包含するレンズユニットは、
上記可動レンズ群は、第１の可動レンズ群と、第２の可動レンズ群とを有し、
上記レンズホルダは、上記第１の可動レンズを保持する第１のレンズホルダと、上記第２の可動レンズを保持する第２のレンズホルダとを有し、
上記第１ガイド軸は、上記第１のレンズホルダを上記第１ガイド軸の軸方向に案内する一方、上記第２ガイド軸は、上記第２のレンズホルダを上記第２ガイド軸の軸方向に案内し、
上記第１ガイド軸は、上記第１のガイド穴から突出する突出部を有し、上記第２のガイド軸は、上記第２のガイド穴から突出する突出部を有する。

本発明によれば、第１の可動レンズと、第２の可動レンズとを、互いにと独立に動作させることができる。

また、この発明の撮像装置、光学機器が包含するレンズユニットは、
上記第１のガイド軸の外周面と上記第１のガイド穴の内周面との間に介在する接着剤と、上記第２のガイド軸の外周面と上記第２のガイド穴の内周面との間に介在する接着剤とを備える。

本発明によれば、各ガイド軸をガイドベースに確実に固定できる。

また、この発明の撮像装置、光学機器が包含するレンズユニットは、
上記ガイドベースは、上記第１のガイド穴に対して上記第１ガイド軸の上記突出部側とは反対側の内面に第１の接着剤塗布用の凹部を有すると共に、上記第２のガイド穴に対して上記第２ガイド軸の上記突出部側とは反対側の内面に第２の接着剤塗布用の凹部を有し、
上記第１の接着剤塗布用の凹部に収容されると共に、上記第１ガイド軸の外周面に接触する接着剤と、上記第２の接着剤塗布用の凹部に収容されると共に、上記第２ガイド軸の外周面に接触する接着剤とを備える。

本発明によれば、ガイドベースに各ガイド軸を容易かつ確実に固定することができる。

また、この発明の撮像装置、光学機器が包含するレンズユニットは、
上記第１ガイド軸は、上記第１のガイド穴から突出する突出部を有し、上記第２のガイド軸は、上記第２のガイド穴から突出する突出部を有し、
光学部材と、
この光学部材を保持する光学部材ホルダと
を備え、
上記光学部材ホルダと上記第１ガイド軸の上記突出部とが係合していると共に、上記光学部材ホルダと上記第２ガイド軸の上記突出部とが係合している。

本発明によれば、光学部材と容易かつ確実にガイドベースに固定することができる。

また、本発明の撮像装置は、上述のレンズユニットを備えるから、レンズユニットの光学特性を良好なものにすることができる。

上記撮像装置には、カメラモジュールが含まれる。

また、本発明の光学機器は、上述のレンズユニットを備えるから、レンズユニットの光学特性を良好なものにすることができる。

また、本発明の組立で採用できるレンズユニットの組立方法は、
第１のガイド軸の外径よりも大きい内径を有する第１のガイド穴と、第２のガイド軸の外径よりも大きい内径を有する第２のガイド穴とを有するガイドベースの上記第１のガイド穴に上記第１のガイド軸を挿通すると共に、上記第２のガイド穴に上記第２のガイド軸を挿通し、
上記第１のガイド軸と上記第２のガイド軸とが略平行になるように、上記第１ガイド軸および上記第２ガイド軸の夫々を、上記ガイドベースに対して位置決めし、
その後、上記第１ガイド軸および上記第２ガイド軸の夫々を、上記ガイドベースに固定することを特徴とする。

この方法によれば、ガイド軸とガイドベースに設けたガイド穴とが当接しない状態で、上記第１のガイド軸と上記第２のガイド軸とを略平行にでき、その後、各ガイド軸を、ガイドベースに固定するから、レンズユニットに、ガイドベースの成形精度の影響がおよぶことがなくて、レンズユニットの光学性能を良好なものにすることができる。

また、本発明の組立で採用できるレンズユニットの組立方法では、
上記第１のガイド軸が、上記第１のガイド穴から突出すると共に、上記第２のガイド軸が、上記第２のガイド穴から突出している状態で、上記第１のガイド軸および上記第２のガイド軸が、上記ガイドベースに固定される。

この方法によれば、上記第１のガイド軸において上記第１のガイド穴から突出する部分に、撮像部品や光学部品等の別部材を係合固定することができる。

また、本発明の組立で採用できるレンズユニットの組立方法では、
上記第１のガイド穴の内周面と、上記第１のガイド軸の外周面との間に接着剤を介在させると共に、上記第２のガイド穴の内周面と、上記第２のガイド軸の外周面との間に接着剤を介在させる。

この方法によれば、各ガイド軸をガイドベースに確実に固定できる。

また、本発明の組立で採用できるレンズユニットの組立方法では、
ガイドベースの外面は、上記第１のガイド穴に略平行に延在すると共に、上記第１のガイド穴に略垂直な方向に広がる端面を有する突出部を有し、
上記第１のガイド軸および上記第２のガイド軸を保持するためのガイド軸保持部材を、上記突出部の上記端面に当接する。

この方法によれば、上記第１のガイド軸および上記第２のガイド軸を保持するためのガイド軸保持部材を、ガイドベースの外面にから突出する突出部の端面に当接するから、ガイドベースの外面とガイド軸保持部材との間に隙間を形成でき、この隙間により、埃等の異物がガイドベースとガイド軸保持部材との間に位置することがない。したがって、上記ガイドベースとガイド軸保持部材との間に上記異物の挟み込みことにより、レンズユニットの光学特性が低下することがない。

また、本発明の組立で採用できるレンズユニットの組立方法では、
光学部材を保持する光学部材ホルダを、上記第１のガイド軸において上記第１のガイド穴から突出している突出部に係合すると共に、上記第２のガイド軸において上記第２のガイド穴から突出している突出部に係合する。

この方法によれば、光学部材ホルダを、容易かつ精密にレンズユニットに固定できる。

また、本発明の撮像装置の組立で採用できる組立方法は、
第１のガイド軸の外径よりも大きい内径を有する第１のガイド穴と、第２のガイド軸の外径よりも大きい内径を有する第２のガイド穴とを有するガイドベースの上記第１のガイド穴に上記第１のガイド軸を挿通すると共に、上記第２のガイド穴に上記第２のガイド軸を挿通し、
上記第１のガイド軸と上記第２のガイド軸とが略平行になるように、上記第１ガイド軸および上記第２ガイド軸の夫々を、上記ガイドベースに対して位置決めし、
その後、上記第１ガイド軸および上記第２ガイド軸の夫々を、上記ガイドベースに固定し、
上記ガイドベースにおける上記第１のガイド軸の延在方向の一方の側の端部に、撮像素子を固定する。

この方法によれば、撮像装置の光学特性を良好なものにすることができる。

また、本発明の撮像装置の組立で採用できる組立方法では、
上記第１のガイド軸が、上記第１のガイド穴から突出すると共に、上記第２のガイド軸が、上記第２のガイド穴から突出している状態で、上記第１のガイド軸および上記第２のガイド軸が、上記ガイドベースに固定され、
上記第１のガイド軸において上記第１のガイド穴から突出している部分を、上記撮像素子を保持しているセンサー保持部材と係合する。

この方法によれば、撮像素子を正確に位置決めでき、かつ、撮像素子を容易に撮像装置に搭載できる。

本発明が包含するレンズユニットによれば、複数の可動レンズを光軸方向に案内するガイド軸と、そのガイド軸を保持するガイドベースに設けたガイド穴との間にクリアランスが存在している状態で組立を行うため、レンズユニットの光学特性に、ガイドベースの成型精度に依存する精度誤差が生じることがなくて、レンズユニットの光学特性を優れたものにすることができる。

また、本発明の撮像装置（例えば、撮像モジュール）によれば、本発明のレンズユニットと、撮像素子とを備えるから、複数の可動レンズを有するレンズユニットを、ガイドベースの成型部材の成型精度の影響を受けることなく組み立てることができて、良好な光学性能を獲得することができる。

また、本発明の光学機器は、本発明のレンズユニットを備えるから、複数の可動レンズを有するレンズユニットを、ガイドベースの成型部材の成型精度の影響を受けることなく組み立てることができて、良好な光学性能を獲得することができる。

以下、本発明を図示の形態により詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態が包含するレンズユニット１０を示す斜視図である。

このレンズユニット１０は、第１のレンズ１と、第１のレンズホルダ２と、第２のレンズ３と、第２のレンズホルダ４と、第１のガイド軸５と、第２のガイド軸６と、第３のガイド軸７と、ガイドベース８とを備える。

上記第１のレンズホルダ２は、第１のレンズ１を保持し、第２のレンズホルダ４は、第２のレンズ３を保持する。上記第１のガイド軸５は、第１のレンズホルダ２を光軸方向（第１のガイド軸５の軸方向、図１にＺで示す方向）に案内し、第２のガイド軸６は、第２のレンズホルダ４を光軸方向（第２のガイド軸６の軸方向、図１にＺで示す方向）に案内している。

上記第３のガイド軸７は、第１のレンズホルダ２が第１のガイド軸５の中心に対して回転することを抑制し、かつ、第２のレンズホルダ４が第２のガイド軸６の中心に対して回転することを抑制している。上記第１のガイド軸５、第２のガイド軸６および第３のガイド軸７の軸径は、０.５〜１ｍｍ程度であることが好ましい。また、上記ガイドベース８は、第１のガイド軸５、第２のガイド軸６および第３のガイド軸７を保持している。

上記第１のレンズ１は、第１のレンズホルダ２に挿入後、第１のレンズホルダ２に接着剤にて固定されている。また、上記第２のレンズ２は、第２のレンズホルダ４に挿入後、第２のレンズホルダ４に接着剤にて固定されている。尚、上記第１のレンズ１および第２のレンズ２は、必ずしも単体でなく複数のレンズを組合せたレンズ群からなっていても良い。

撮像装置は、良好な光学性能が得られるように光学設計がされている。例えば、上記第１のレンズ１および第２のレンズ３の材料としては、光学設計に応じて、ガラス材料やプラスチック材料など良好の光学性能を満足できる材料が適時選択されている。

上記第１のレンズホルダ２は、リング部２１と、ブラケット部２２、２３とを有し、上記リング部２１は、第１のレンズ１を保持し、上記ブラケット部２２、２３は、リング部２１の光軸方向と直角方向（図１にＹで示す方向）に広がっている。

上記ブラケット部２２は、光軸方向に延在する筒状体２４を有する。この筒状体２４は、光軸方向に貫通する貫通穴２４ａを有し、この貫通穴２４ａに、第１のガイド軸５を挿通している。また、上記ブラケット部２３は、光軸方向に貫通する貫通穴２３ａを有し、この貫通穴２３ａに、第３のガイド軸７を挿通している。上記第１のレンズホルダ２は、ブラケット部２２、２３に挿通した第１および第３のガイド軸５、７上を光軸方向に移動可能になっている。

上記第２のレンズホルダ４は、リング部４１と、ブラケット部４２、４３とを有する。上記リング部４１は、ブラケット部４２の光軸方向の一端部に位置して、第２のレンズ３を保持している。上記ブラケット部４２、４３は、リング部４１の光軸と直角方向（図１にＹで示す方向）に広がっている。上記ブラケット部４２は、光軸方向の端部に、光軸方向に延在する筒状体４４を有している。

上記筒状体４４は、筒状体４４を光軸方向に貫通する貫通穴４４ａを有し、第２のガイド軸６は、この貫通穴４４ａに挿通されている。また、上記ブラケット部４３は、ブラケット部４３を光軸方向に貫通する貫通穴（図示せず）を有し、第３のガイド軸７は、この貫通穴に挿通されている。

上記第２のレンズホルダ４は、ブラケット部４２、４３に挿通した第２のガイド軸６、７上を光軸方向に移動可能になっている。

上記第１のレンズホルダ２および第２のレンズホルダ４の材料としては、プラスチック材料が選択されることが好ましく、特に、耐落下衝撃性能が必要な場合は、ポリカーボネート材料が選択されることが好ましい。また、上記第１のレンズホルダ２および第２のレンズホルダ４の材料としては、ポリカーボネートにガラスフィラー等の強度を向上させる添加物を含んだ材料も好適に使用できる。

上記ガイドベース８は、第１のガイド軸５、第２のガイド軸６および第３のガイド軸７を固定支持するものであり、中空で略直方体状の形状を有する。上記ガイドベース８において光軸方向に垂直な方向の一方の側面は、開口部９を有する。この開口部９は、レンズユニットを組立てる際に、レンズホルダ２や、レンズホルダ４等を、ガイドベース８内に挿入するため等に使用される。

上記ガイドベース８の軸方向（光軸方向）の一方の対物側の側面８１は開口（図示せず）を有し、また、他方の像面側の側面８２も、開口８３を有する。上記ガイドベース８の材料としては、プラスチック材料を使用することが好ましい。特に、耐落下衝撃性能が必要な場合は、ポリカーボネート材料を使用することが好ましく、または、ポリカーボネートにガラスフィラー等の強度を向上させる添加物を含んだ材料を使用することが好ましい。

図２Ａ、図２Ｂは、本発明が搭載可能なレンズユニットの組立方法を説明する図である。詳しくは、図２Ａは、レンズユニットの組立において、ガイドベース８に対して、第１のレンズホルダ２、第２のレンズホルダ４、第１のガイド軸５および第２のガイド軸６を挿入する工程を説明する図である。また、図２Ｂは、レンズユニットの組立において、上記ガイドベース８を、第１のガイド軸保持部材２０と第２のガイド軸保持部材２１で保持する工程を説明する図である。

レンズユニットの組立は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、第１のガイド軸保持部材２０と第２のガイド軸保持部材２１からなる組立装置を用いて行う。上記第１のガイド軸保持部材２０および第２のガイド軸保持部材２１の夫々には、第１ガイド穴、第２ガイド穴および第３ガイド穴が設けられ、第１ガイド穴には、第１のガイド軸５が挿通され、第２ガイド穴には、第２のガイド軸６が挿通され、第３ガイド穴には、第３ガイド軸７が挿通されるようになっている。

各ガイド穴は、そのガイド穴に挿通するガイド軸５,６,７の直径に対して、プラス公差で設けてある。上記ガイド軸５,６,７の直径に対して、＋1μｍ〜＋5μｍの範囲の公差であれば、ガイド軸５,６,７がガイド穴に挿入され、公差により発生するクリアランスに対して、ガタが発生した場合においても、光学性能に影響する光軸方向に対してチルト（傾き）を発生することがない。

組立装置は、一方のガイド軸保持部材２０が光軸方向へ移動可能な構成である。例えば、上記第２のガイド軸保持部材２１が治具（図示せず）に固定される一方、第１のガイド軸保持部材２０が光軸方向へ移動可能な構成である。尚、上記第１のガイド軸保持部材２０が上記治具に固定される一方、第２のガイド軸保持部材２１が光軸方向へ移動可能な構成であっても良いことは、言うまでもない。

光軸方向の移動については、ベアリング（直動軸受）を利用したガイドレールを用いて移動させる等の構成が考えられる。

第１のガイド軸保持部材２０において、第１のガイド軸５に対応したガイド穴と、第２のガイド軸６に対応したガイド穴との距離は、第２のガイド軸保持部材２１において、第１のガイド軸５に対応したガイド穴と、第２のガイド軸６に対応したガイド穴との距離と、略同一になっている。この構成により、治具を製作する際に、それぞれの位置関係を調整して、組立を行うことによって、第１のガイド軸５と、第２のガイド軸６とを平行に保持することができる。

続いて、上記組立装置を用いたレンズユニットの組立について説明する。

初めに、固定側のガイド軸保持部材としての第１のガイド軸保持部材２０に、ガイドベース８を設置して、第１のガイド軸保持部材２０に対してガイドベース８を位置決めする。

この際、ガイド軸保持部材に設けたガイド穴と、ガイドベース８に設けたガイド穴との位置が一致する場所に、ガイドベース８を位置決めするように、上記治具や、上記治具とは別の組立装置にチャッキング機構（図示せず）が設けられることが望ましい。

上記第１のガイド軸保持部材２０にガイドベース８を設置した後、ガイドベース８に設けた開口部９から、第１のレンズホルダ２および第２のレンズホルダ４を挿入する。

その後、光軸方向から第１のガイド軸５、第２のガイド軸６および第３のガイド軸７を挿入する。このとき、各ガイド軸５,６,７は、ガイドベース８のガイド穴（本実施例では、物体側）を通した後、レンズホルダ２,４のガイド挿入部に挿入し、他方のガイド穴（本実施例では、像面側）に挿入する。

その後、図２Ｂに示すように、ガイドベース８の両端から突出した各ガイド軸５,６,７のガイド突出部を、第１および第２ガイド軸保持部材２０,２１で保持する。

このように、各ガイド軸５,６,７を、第１および第２ガイド軸保持部材２０,２１により予め調整された位置に保持することによって、第１のガイド軸５と第２のガイド軸６との平行度を、管理して組み立てを行うことができるから、光学性能の影響を与える可動部のレンズ群同士の相対位置を管理しながら、レンズユニットの組み立てを行うことができる。したがって、レンズユニットの光学特性を優れたものにすることができる。

図３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄは、レンズユニット１０の組み立ての際の各レンズ間の位置関係を説明する図である。

以下、図３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄを用いて、ガイド軸を管理して組み立てる際のガイド軸とレンズ群との関係を説明する。

詳しくは、図３Ａおよび図３Ｂは、本発明が搭載可能なレンズユニットを組み立てている最中の各レンズ間の位置関係を説明する図である。一方、図３Ｃおよび図３Ｄは、従来の方法、すなわち、ガイドベースのガイド穴を基準にレンズユニットを組み立てている最中の各レンズ間の位置関係を説明する図である。尚、図３Ｃおよび図３Ｄにおいて、３０５は、第１のガイド軸を示し、３０６は、第２のガイド軸を示し、３０７は、第３のガイド軸を示している。

尚、図３Ａおよび図３Ｃは、第１レンズ１（図１参照）と第２レンズ３（図１参照）との距離が接近して広角な撮影ができるwide（広角）位置での状態を示し、図３Ｂおよび図３Ｄは、第１レンズ１と第２レンズ３との距離が遠くなって望遠撮影ができるレンズのTele（望遠）位置での状態を示している。

図３Ａ,３Ｂ,３Ｃ,３Ｄにおいては、第１のレンズホルダ２,３０２に固定された第１のレンズの主点を白丸、第２のレンズホルダ４,３０４に固定された第２のレンズの主点を黒丸で示し、それぞれの主点間の距離をZwide、Zteleと示している。尚、この例では、レンズ間の距離（主点間距離）が、Zwide＜Zteleになるように設計されているが、光学設計上、反対になってもよい。尚、主点とは、レンズ群の中心をさす。この中心は、物理的な距離の中心ではなく、屈折を基準に決められているから、主点が、レンズ群の外にある場合もある。

図３Ａ、図３Ｂに示すように、この例の場合は、wide位置、tele位置でレンズ間距離Zwide、Zteleが変化しても、それぞれのレンズを通る光軸にオフセットは発生せず、光軸間の相対的な変化は見られない。これは、wide位置、tele位置いずれの場合も良好な光学性能を有することが可能となることを示している。

一方、図３Ｃ、図３Ｄに示すように、従来の組立方法によると、ガイドベースを基準に組立を行うため、ガイドベースに成型誤差が発生した場合に、第１のレンズホルダ３０２と第２のレンズレンズホルダ３０４との間にレンズ間チルト及びレンズ間シフトが発生する。さらに、wide位置、tele位置でレンズ間のシフト量が変化する。すなわち、図３Ｃ、図３Ｄに示すように、wide位置、tele位置でのレンズ間距離の変化が大きくなれば、その距離の増大に比例してシフト量が大きくなる。

このことから、例えば、上記第１のレンズホルダ３０２の主点において、第１レンズの光軸と第２レンズの光軸が一点に交わっている場合において、第２レンズの主点が存在する位置での第１レンズと第２レンズとのwide位置でのＸ方向（図１参照）の距離Xwideは、第１レンズと第２レンズの距離がより大きいtele位置での距離Xteleよりも小さくなる。したがって、Xwideは、光学性能として仕様値を満足していたとしても、Tele位置でのシフト誤差Xteleで、仕様値を満足しない場合が発生し、この場合、レンズユニットが不良品となり、カメラモジュールの歩留まりが悪化することになる。

このように、従来の方法、すなわち、成型品の成型精度に依存する組立方法においてはレンズユニット歩留まりが悪化する一方、この例のように、成型品の成型精度の影響を除去する組立方法を採用した場合、レンズユニットの歩留を良くすることができて、レンズユニットを備えるカメラモジュールの量産性を、格段に向上することができるのである。

ここで、ガイドベース等に発生する成型誤差について簡単に説明する。

ガイドベースは、樹脂成型により作製されるが、樹脂成型では、金型を用いて射出成型により成型されるため、金型精度により成型がばらつくことになる。カメラモジュールに用いる樹脂成型品に求められる精度としては、１０μｍ以下が必要となる。樹脂成型では、コストを低減するために、１回の成型工程で複数の部品を成型するが、複数の成型品すべてを１０μｍ以下に抑えることは困難である。そのため、組立時に成型精度の仕様を満足しない部材が混入することが考えられる。この仕様を満足しない部材を用いて組み立てを行った場合、図３Ｃおよび図３Ｄに示すような状態が発生し、規定の光学性能を獲得できなくなるのである。

図４は、ガイドベース８の対物側の側面８１を、ガイドベース８の軸方向（光軸方向）の外方から見たときの平面図である。

図４に示すように、ガイドベース８には、第１のガイド穴１１、第２のガイド穴１２および第３のガイド穴１３が設けられている。上記第１のガイド穴１１には、第１のガイド軸５が保持され、第２のガイド穴１２には、第２のガイド軸６が保持され、第３のガイド穴１３には、第３の軸７が保持されている。

上記各ガイド穴１１,１２,１３は、各ガイド穴１１,１２,１３に挿入されるガイド軸５,６,７の直径に対して、大きく設定されている。

このことから、上述する組立方法を採用した場合に、ガイド軸とガイドベースに設けたガイド穴とが当接することが無く、ガイドベース８の成型精度の影響を一切受けずに、レンズユニット１０（図１参照）を形成することができる。

尚、この例では、上記第３のガイド穴１３についても、第３のガイド軸７の外径に対して、第３のガイド穴１３の穴径を大きくしているが、第３のガイド軸７は、第１のレンズホルダ２と、第２のレンズホルダ４とを光軸方向に案内するために設けられているのではなく、第１のレンズホルダ２および第２のレンズホルダ４の回転を規制するものであるため、第３のガイド軸が、光軸方向に一致しなくとも、レンズユニットの光学性能に影響しない。そのため、第３のガイド軸の直径は、ガイドベースのガイド穴径と同じであってもよい。

図５は、ガイドベース８に設けた接着剤を塗布するための領域を説明する図である。

上記ガイドベース８は、ガイドベース８の内側に接着剤を塗布してガイド軸５,６を接着固定するための凹部である第１の接着剤塗布領域１４および第２の接着剤塗布領域１５を有する。上記第１のガイド軸５の外周面と第１のガイド穴１１の内周面とを、接着剤で固定すると共に、第２のガイド軸６の外周面と第２のガイド穴１２の内周面とを、接着剤で固定する。また、第１の接着剤塗布領域１４および第２の接着剤塗布領域１５に接着剤を塗布することにより、第１のガイド軸５とガイドベース８との接着および第１のガイド軸６とガイドベース８との接着を強固にする。上記ガイドベース８の内側に第１および第２接着剤塗布領域１４,１５を設けることにより、組立工程の行程時間を短縮することができる。

詳しくは、上記ガイドベースの外側に接着剤を塗布する場合、ガイドベースは、ガイド保持部材（図２Ａ,２Ｂ参照）により挟み込まれる構成であるから、先ず、ガイド軸保持部材を移動させ、ガイドベースとガイド軸保持部材との間に隙間を設け、その後、接着剤を塗布する必要があり、工数が多くなるという課題がある。

さらに、ガイドベースとガイドベース保持部材との間に設けられる隙間は、ガイド軸の長さに依存し、レンズユニットにおいて、ガイド軸長を長くするためには、レンズユニット長を長くする必要がある。

これに対し、この例では、図５に示すように、ガイドベース８の内側に接着剤塗布領域１４、１５を設けているため、容易に接着剤を塗布することができる。

尚、上記接着剤塗布用凹部は、必ずしも設けなくても良く、ガイドベースの内側から接着剤を塗布できる構成でありさえすれば良い。

図６は、ガイドベース８を、ガイドベース８の対物側の側面８１側から見たときの斜視図である。

図６に示すように、上記ガイドベース８の対物側の側面８１は、凸部（基準面）１６,１７,１８を有している。各凸部１６,１７,１８は、厚みが、２０μｍから１００μｍ程度で、直径が、０.５〜１ｍｍ程度である。

この凸部（基準面）１６,１７,１８を設けた理由は、次の通りである。

図２Ａ,図２Ｂに示すように、レンズユニット１０の組立時、ガイドベース８をガイド軸保持部材２０、２１に当接させる必要があるが、この時、ガイド軸保持部材２０とガイドベース８の外周面が面同士で当接する場合、ガイドベース８とガイド軸保持部材２０との間に埃等が存在するとき、ガイド軸保持部材２０とガイドベース８との間にチルトが発生することになる。

ここで、チルト量が、ガイドベース８に設けたガイド穴とガイド軸との間のクリアランス内に収まるチルト量であれば、影響はないが、チルト量が大きい場合、ガイド穴とガイド軸とが干渉し、ガイドベース８を変形させることになり、組立精度に影響を及ぼすことになる。

この例では、図６に示すように、ガイドベース８に厚み20μｍから100μｍ程度、直径0.5〜1mm程度の基準面１６、１７、１８を設けているから、埃等がガイドベース８とガイド軸保持部材２０との間に入ることを低減できて、組立時に第１,第２のガイド軸５,６（図４参照）とガイドベース８に設けた第１,第２ガイド穴１１,１２（図４参照）とが干渉することがない。したがって、組立工程での不良を低減することができる。

図７は、撮像装置の組み立ての一工程を説明する図であり、レンズユニット１０に、レンズ群を駆動させるための駆動ユニットを取り付ける工程を説明する図である。

本撮像装置は、上記レンズユニット１０と、駆動ユニット３０とを備え、駆動ユニット３０は、第１のレンズホルダ２と第２のレンズホルダ４とを独立に駆動させるため、二つのモータが必要で、第１のステッピングモータ３１および第２のステッピングモータ３２を有する。また、上記第１および第２のレンズホルダ２,４の原点位置を検出するための、第１の原点検出器３３と第２の原点検出器３４を有する。

上記レンズユニット１０は、駆動ユニット３０を係合するための基準ピン（図示せず）を有する一方、駆動ユニット３０は、ボス穴を有する。基準ピンとボス穴とを係合させることにより、駆動ユニット３０をレンズユニット１０に対して位置決めして固定している。

尚、上記位置決めの後、ネジや、接着剤等を用いて、駆動ユニット３０をレンズユニット１０に固定すると好ましい。また、この例では、上記駆動ユニット３０として、ステッピングモータを用いたが、駆動ユニットとして、圧電素子を用いた駆動ユニットを用いても良い。

図８は、上記レンズユニットの組み立ての一工程としての光学部材ホルダとしての第３のレンズ４０組み立て工程を説明する図である。

上記光学部材としての第３のレンズ４０は、第３のレンズホルダ４１に挿入され、第３のレンズホルダ４１に接着されて固定されている。上記第３のレンズ４０は、光軸方向に移動しないレンズである。

図８に示すように、上記第３のレンズホルダ４１は、三つのガイド穴を有し、それらの三つのガイド穴には、第１のガイド軸５、第２のガイド軸６および第３のガイド軸７（図１参照）が挿入されるようになっている。

上記各ガイド穴径は、光学設計において、第３のレンズ４０の調整必要精度に合わせて直径を決定する。すなわち、上記第３のレンズホルダ４１を光軸と垂直方向に調整を行う場合は、ガイド軸直径に対して、ガイド穴径を大きく設定する一方、第３のレンズホルダ４１を調整しない場合は、ガイド軸直径とガイド穴とを略同等の径にする。

組立は、上記ガイドベース８からの突出した各ガイド軸５,６,７と、第３のレンズホルダ４１の各ガイド穴とを係合させることにより行う。この例では、上記各ガイド軸５,６,７が、ガイドベース８からの突出する構成を有しているから、ガイド軸がガイドベースから突出しない構成と比較して、落下衝撃に対する強度、耐衝撃力を、格段に大きくすることができる。

尚、上記第３のレンズホルダ４１を、各ガイド軸５,６,７に固定する際、ＵＶ接着剤や熱硬化接着剤で接着固定して補強することが好ましい。また、接着剤の塗布は、上記第３のレンズホルダ４１とガイドベース８とのそれぞれに設けた接着剤塗布用の凹部に接着剤を塗布し接着することが好ましい。

図９は、上記レンズユニットの組み立ての一工程としての第４のレンズ５０の組み立て工程を説明する図である。

上記第４のレンズ５０は、第４のレンズホルダ５１に挿入され、第４のレンズホルダ５１に接着されて固定されている。上記第４のレンズ５０は、第１のレンズ１、第２のレンズ３および第３のレンズ４０で構成される光軸の方向に移動しないレンズである。詳しくは、上記第４のレンズホルダ５１は、光軸に移動不可能である一方、光軸に対して垂直な方向に移動可能な構成になっている。

上記第４のレンズ５０は、上記光軸を、光学性能が最良となるように補正する役割を果たしている。上記第４のレンズホルダ５１は、ガイドベース８に取り付けられる。上記第４のレンズホルダ５１を、光軸に対して垂直方向に移動可能にするため、ガイドベース８と第４のレンズホルダ５１との間に、クリアランスを設けてある。このクリアランスの範囲内で、第４のレンズホルダ５１の位置を調整して、カメラモジュールの光学特性が優れたものにしている。

上記第４のレンズホルダ５１とガイドベース８との固定は、ＵＶ接着剤や熱硬化接着剤で固定することが好ましい。また、接着剤の塗布は、第４のレンズホルダ５１およびガイドベース８のそれぞれに設けた接着剤塗布用の凹部に接着剤を塗布して、接着することが好ましい。

図１０は、レンズユニットに、プリズムを係合する工程を説明する図である。

撮像装置は、プリズム６０およびプリズムホルダ６１を備え、プリズム６０は、プリズムホルダ６１に挿入されて、プリズムホルダ６１に接着されて固定される。上記プリズム６０は、レンズユニット１０からの出射光軸の角度を変換する役割を果たしている。

上記プリズムホルダ６１は、三つのガイド穴を有し、三つのガイド穴には、第１のガイド軸５、第２のガイド軸６および３のガイド軸７が挿入されるようになっている。各ガイド穴径の内径は、光学設計において、プリズム６０の調整必要精度に合わせて決定される。すなわち、上記プリズムホルダ６１を光軸と垂直方向に調整を行う場合は、ガイド軸の外径に対して、ガイド穴径を大きく設定する一方、プリズムホルダ６１を光軸と垂直方向に調整しない場合は、ガイド軸の外径とガイド穴の内径とを略同等の径にする。

この例では、各ガイド軸５,６,７が、ガイドベース８からの突出する構成を有し、かつ、組み立てにおいて、各ガイド軸５,６,７におけるガイドベース８からの突出部を、プリズムホルダ６１のガイド穴に係合して固定する構成であるから、ガイド軸がガイドベースから突出しない構成と比較して、落下衝撃に対する強度、耐衝撃力を、格段に大きくすることができる。

尚、上記プリズムホルダ６１を、各ガイド軸５,６,７に固定する際、ＵＶ接着剤や熱硬化接着剤で接着固定して補強することが好ましい。また、接着剤の塗布は、プリズムホルダ６１とガイドベース８それぞれに設けた接着剤塗布用の凹部に接着剤を塗布し接着することが好ましい。

図１１は、本発明が搭載可能なレンズユニットに、センサーユニットを取り付ける工程を説明する図である。

センサーユニット７０は、第３のレンズホルダ５１（図９参照）の像面側に、ＵＶ接着剤や熱硬化接着剤や締結部材等で固定される。上記第３レンズホルダ５１に対するセンサーユニット７０の位置決めをする際、光軸方向へのバックフォーカス調整（レンズ最後端から焦点面までの距離の調整）と、センサーユニットに搭載されている撮像面中心に光軸を合わせるように、光軸に対して垂直な方向の位置決めの調整を行う。

図１２は、レンズユニットを搭載した本発明の一実施形態のズームカメラモジュール８０の構成を示す斜視図である。上述のレンズユニットを搭載したズームカメラモジュール８０を、携帯電話用のカメラやコンパクトデジタルカメラ等の撮像装置に搭載すると、その撮像装置の光学特性を、良好なものにすることができ、さらに、その製造コストを低減することができる。

尚、上述の例では、第１のレンズホルダが第１のガイド軸に案内され、第２のレンズホルダが第２のガイド軸に案内されていたが、一つのレンズホルダが、第１および第２のガイド軸に案内されている構成であっても良い。

本発明が搭載可能なレンズユニットを示す斜視図である。 本発明が搭載可能なレンズユニットの組立方法を説明する図である。 本発明が搭載可能なレンズユニットの組立方法を説明する図である。 レンズユニットの組み立ての際の各レンズ間の位置関係を説明する図である。 レンズユニットの組み立ての際の各レンズ間の位置関係を説明する図である。 レンズユニットの組み立ての際の各レンズ間の位置関係を説明する図である。 レンズユニットの組み立ての際の各レンズ間の位置関係を説明する図である。 ガイドベースの対物側の側面を、ガイドベースの軸方向（光軸方向）の外方から見たときの平面図である。 ガイドベースに設けた接着剤を塗布するための領域を説明する図である。 ガイドベースを、ガイドベースの対物側の側面側から見たときの斜視図である。 撮像装置の組み立ての一工程を説明する図であり、レンズユニットに、レンズ群を駆動させるための駆動ユニットを取り付ける工程を説明する図である。 上記レンズユニットの組み立ての一工程としての第３のレンズの組み立て工程を説明する図である。 上記レンズユニットの組み立ての一工程としての第４のレンズの組み立て工程を説明する図である。 レンズユニットに、プリズムを係合する工程を説明する図である。 本発明が搭載可能なレンズユニットに、センサーユニットを取り付ける工程を説明する図である。 レンズユニットを搭載した本発明の撮像装置の一実施形態のズームカメラモジュールの構成を示す斜視図である。 従来例のレンズ装置であるカメラモジュールを説明する図である。

１ 第１のレンズ
２ 第１のレンズホルダ
３ 第２のレンズ
４ 第２のレンズホルダ
５ 第１のガイド軸
６ 第２のガイド軸
７ 第３のガイド軸
８ ガイドベース
９ 開口部
１０ レンズユニット
２０ 第１のガイド軸保持部材
２１ 第２のガイド軸保持部材
３０ 駆動ユニット
４０ 第３のレンズ
４１ 第３のレンズホルダ
５０ 第４のレンズ
５１ 第４のレンズホルダ
６０ プリズム
６１ プリズムホルダ
７０ センサユニット
８０ ズームカメラモジュール

Claims (2)

1. 可動レンズ群と、
   上記可動レンズ群を保持するレンズホルダと、
   上記レンズホルダを光軸方向に案内する第１のガイド軸および第２のガイド軸と、
   上記第１のガイド軸および上記第２のガイド軸を保持するガイドベースと
   を備え、
   上記ガイドベースは、上記第１のガイド軸の外径よりも大きい内径を有する第１のガイド穴と、上記第２のガイド軸の外径よりも大きい内径を有する第２のガイド穴とを有し、
   上記第１のガイド軸は、上記第１のガイド穴の内周面に対して間隔をおいた状態で上記第１のガイド穴に挿通され、
   上記第２のガイド軸は、上記第２のガイド穴の内周面に対して間隔をおいた状態で上記第２のガイド穴に挿通され、
   上記可動レンズ群は、第１の可動レンズ群と、第２の可動レンズ群とを有し、
   上記レンズホルダは、上記第１の可動レンズを保持する第１のレンズホルダと、上記第２の可動レンズを保持する第２のレンズホルダとを有し、
   上記第１ガイド軸は、上記第１のレンズホルダを上記第１ガイド軸の軸方向に案内する一方、上記第２ガイド軸は、上記第２のレンズホルダを上記第２ガイド軸の軸方向に案内し、
   上記第１ガイド軸は、上記第１のガイド穴から突出する突出部を有し、上記第２のガイド軸は、上記第２のガイド穴から突出する突出部を有し、
   上記第１のガイド軸の外周面と上記第１のガイド穴の内周面との間に介在する接着剤と、上記第２のガイド軸の外周面と上記第２のガイド穴の内周面との間に介在する接着剤とを備え、
   上記ガイドベースは、上記第１のガイド穴に対して上記第１ガイド軸の上記突出部側とは反対側の内面に第１の接着剤塗布用の凹部を有すると共に、上記第２のガイド穴に対して上記第２ガイド軸の上記突出部側とは反対側の内面に第２の接着剤塗布用の凹部を有し、
   上記第１の接着剤塗布用の凹部に収容されると共に、上記第１ガイド軸の外周面に接触する接着剤と、上記第２の接着剤塗布用の凹部に収容されると共に、上記第２ガイド軸の外周面に接触する接着剤とを備え、
   上記第１ガイド軸は、上記第１のガイド穴から突出する突出部を有し、上記第２のガイド軸は、上記第２のガイド穴から突出する突出部を有し、
   光学部材と、
   この光学部材を保持する光学部材ホルダと
   を備え、
   上記光学部材ホルダと上記第１ガイド軸の上記突出部とが係合していると共に、上記光学部材ホルダと上記第２ガイド軸の上記突出部とが係合している
   ことを特徴とするレンズユニットを備え、
   上記ガイドベースは、室を画定し、
   上記レンズユニットは、上記室内に配置され、
   上記光学部材は、プリズムであり、
   上記光学部材ホルダは、プリズムホルダであることを特徴とする撮像装置。
2. 可動レンズ群と、
   上記可動レンズ群を保持するレンズホルダと、
   上記レンズホルダを光軸方向に案内する第１のガイド軸および第２のガイド軸と、
   上記第１のガイド軸および上記第２のガイド軸を保持するガイドベースと
   を備え、
   上記ガイドベースは、上記第１のガイド軸の外径よりも大きい内径を有する第１のガイド穴と、上記第２のガイド軸の外径よりも大きい内径を有する第２のガイド穴とを有し、
   上記第１のガイド軸は、上記第１のガイド穴の内周面に対して間隔をおいた状態で上記第１のガイド穴に挿通され、
   上記第２のガイド軸は、上記第２のガイド穴の内周面に対して間隔をおいた状態で上記第２のガイド穴に挿通され、
   上記可動レンズ群は、第１の可動レンズ群と、第２の可動レンズ群とを有し、
   上記レンズホルダは、上記第１の可動レンズを保持する第１のレンズホルダと、上記第２の可動レンズを保持する第２のレンズホルダとを有し、
   上記第１ガイド軸は、上記第１のレンズホルダを上記第１ガイド軸の軸方向に案内する一方、上記第２ガイド軸は、上記第２のレンズホルダを上記第２ガイド軸の軸方向に案内し、
   上記第１ガイド軸は、上記第１のガイド穴から突出する突出部を有し、上記第２のガイド軸は、上記第２のガイド穴から突出する突出部を有し、
   上記第１のガイド軸の外周面と上記第１のガイド穴の内周面との間に介在する接着剤と、上記第２のガイド軸の外周面と上記第２のガイド穴の内周面との間に介在する接着剤とを備え、
   上記ガイドベースは、上記第１のガイド穴に対して上記第１ガイド軸の上記突出部側とは反対側の内面に第１の接着剤塗布用の凹部を有すると共に、上記第２のガイド穴に対して上記第２ガイド軸の上記突出部側とは反対側の内面に第２の接着剤塗布用の凹部を有し、
   上記第１の接着剤塗布用の凹部に収容されると共に、上記第１ガイド軸の外周面に接触する接着剤と、上記第２の接着剤塗布用の凹部に収容されると共に、上記第２ガイド軸の外周面に接触する接着剤とを備え、
   上記第１ガイド軸は、上記第１のガイド穴から突出する突出部を有し、上記第２のガイド軸は、上記第２のガイド穴から突出する突出部を有し、
   光学部材と、
   この光学部材を保持する光学部材ホルダと
   を備え、
   上記光学部材ホルダと上記第１ガイド軸の上記突出部とが係合していると共に、上記光学部材ホルダと上記第２ガイド軸の上記突出部とが係合している
   ことを特徴とするレンズユニットを備え、
   上記ガイドベースは、室を画定し、
   上記レンズユニットは、上記室内に配置され、
   上記光学部材は、プリズムであり、
   上記光学部材ホルダは、プリズムホルダであることを特徴とする光学機器。

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