JPWO2013047653A1 - 撮像レンズユニット及び撮像レンズユニットの製造方法 - Google Patents
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Abstract
レンズの外縁形状にかかわらず、ホルダー部材とレンズとが高精度に位置決めされる撮像レンズユニットを提供すること。レンズ10が位置合わせ部14を有することにより、ホルダー部材40の成形時に第2金型61に対してレンズ10が高精度に位置決めされ、ホルダー部材40とレンズ10とが高精度に位置決めされたものとなる。また、第2光学面13e外に設けた位置合わせ部14を用いて第2金型61に対するレンズ10の位置決めを行うことができるため、ホルダー部材40の成形の際に第2金型61や樹脂に起因して生じる熱や圧力がレンズ10の第2光学面13eに及ぼす影響を緩和することができる。そのため、ホルダー部材40の成形時にレンズ10の第2光学面13eに歪み等の劣化が生じることを防止することができる。
Description
この発明は、ホルダー内にレンズを組み込んだ撮像レンズユニット、及び撮像レンズユニットの製造方法に関する。
携帯電話機等に組み込まれる撮像レンズユニットは、結像用の光学レンズの周囲をホルダーによって保持する構造を有している。光学レンズのホルダーへの組み付けは、非常に位置決め精度が厳しく、画像認識技術を取り入れた自動組立システムで行われるのが通常である。しかし、かかるシステムは、非常に高価であるとともに、ホルダーへのレンズの挿入工程やホルダーへのレンズの接着工程等に工程を分けて製造ラインが構成されるため非常に広い敷地を必要とし、レンズの種類変更ごとに行われる設備の交換が非常に大掛かりになり、多くの工数が必要となる。
このような不具合を解決するための製造方法として、レンズの外縁を基準としてレンズと絞りとを予め金型内で位置決めしてセットしたのち、レンズ等の周囲に射出成形にてホルダーを形成することで、撮像レンズユニットを一括して組み立てる技術が知られている(特許文献1参照)。
しかしながら、特許文献1の製造方法では、ウェハーレベルレンズをダイシングしたレンズの場合、当該レンズの外縁と光学面との偏心量がウェハーレベルレンズのダイシング精度に依存するため、レンズの外縁と光学面との間にずれ(すなわち偏心)が生じると、十分な光学性能を得ることが難しいという問題がある。
本発明は、レンズの外縁形状にかかわらず、ホルダー部材とレンズとが高精度に位置決めされる撮像レンズユニットを提供することを目的とする。
また、本発明は、レンズの外縁形状にかかわらず、金型に対してレンズを位置決めした状態でホルダー部材を成形できる撮像レンズユニットの製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る撮像レンズユニットは、第1光学面と当該第1光学面とは反対側に形成された第2光学面とを有するレンズと、第1及び第2光学面を露出させた状態でレンズを内部に保持するように一体成形されたホルダー部材と、を備える撮像レンズユニットであって、レンズは、ホルダー部材を成形するための成形空間を有する金型内に当該レンズを配置する際に、当該レンズを金型に対して位置決めする位置合わせ部を有し、位置合わせ部は、第1及び第2光学面のいずれか一方の外に設けられており、位置合わせ部の内側の少なくとも一部がホルダー部材から露出している。ここで、位置合わせ部の内側の少なくとも一部がホルダー部材から露出するのは、金型に設けた各位置決め部(支持部を兼ねた位置決め部の場合あり)が位置合わせ部の内側の少なくとも一部と接触することによってレンズを位置合わせした状態でホルダー部材を成形するためである。レンズと金型との位置決め部のクリアランスすなわち隙間が実質ゼロの場合は、すべての位置決め箇所が露出することになる。また、クリアランスが大きくレンズと金型にガタがある場合は、接触している一部のみが露出することになる。このように、露出する箇所により、レンズとホルダー部材との位置決め精度を簡易的に確認することができる。この露出部による反射によりゴースト等の不良が発生しないように、位置決め部の箇所や接触部のサイズは考慮することは言うまでもない。なお、位置合わせ部の内側とは、位置合わせ部において、位置合わせ部の中心を通り、光学面の中心と位置合わせ部の中心とを結ぶ線に垂直な線を引いたときの光学面側の領域のことである(図3C参照)。
上記撮像レンズユニットによれば、レンズが位置合わせ部を有することにより、ホルダー部材の成形時に金型に対してレンズが高精度に位置決めされ、ホルダー部材とレンズとが高精度に位置決めされたものとなる。また、光学面外に設けた位置合わせ部を用いて金型に対するレンズの位置決めを行うことができるため、ホルダー部材の成形の際に金型や樹脂に起因して生じる熱や圧力が光学面に及ぼす影響を緩和することができる。そのため、ホルダー部材の成形時にレンズの光学面に歪み等の劣化が生じることを防止することができる。なお、位置合わせ部の内側で金型に対してレンズを位置決めするため、位置合わせ部の外側でレンズを位置決めするよりも撮像レンズユニットの開口部を小さくすることができる。
本発明の具体的な側面では、上記撮像レンズユニットにおいて、位置合わせ部は、レンズのうち第1又は第2光学面のいずれか一方の外の一部に一体化して形成されている。この場合、位置合わせ部をレンズとともに簡単に形成することができる。
本発明の別の側面では、位置合わせ部は、レンズの第1又は第2光学面以外の表面に対して凸形状及び凹形状の少なくとも一方を有する。この場合、凹形状又は凸形状によってレンズ光軸に垂直な方向のアライメントを容易にすることができる。
本発明のさらに別の側面では、位置合わせ部は、第1又は第2光学面の外縁から延在する外周部の平坦面に対して段差を有する。この場合、第1又は第2光学面の外縁から延在する外周部の平坦面と位置合わせ部との段差により、レンズ光軸に垂直な方向のアライメントを確実にすることができる。
本発明のさらに別の側面では、位置合わせ部は、第1及び第2光学面の少なくともいずれか一方の周囲に少なくとも2つ配置されており、各位置合わせ部が分離している。この場合、位置合わせ部を必要な箇所に限って形成することができる。例えば位置合わせ部が凸形状の場合、位置合わせ部の材料を減らすことができる。
本発明のさらに別の側面では、位置合わせ部の形状は、円柱形、四角柱形、及びレンズ光軸に対して斜面を有する形状のいずれか1つである。ここで、レンズ光軸に対して斜面を有する形状において、斜面は平坦なものに限らず曲面も含む。
本発明のさらに別の側面では、位置合わせ部は、第1及び第2光学面の少なくともいずれか一方の周囲に当該光学面を囲むような形状であって、少なくとも1つ配置されている。この場合、位置合わせ部と金型との接触面積が大きくなり、金型に対してレンズを安定して位置決めすることができる。
本発明のさらに別の側面では、位置合わせ部の形状は、レンズ光軸に平行な面を有する形状及びレンズ光軸に対して斜面を有する形状のいずれか1つである。
本発明のさらに別の側面では、位置合わせ部を光学面よりも高くすることにより、光学面が傷つくことを防止することができる。
本発明のさらに別の側面では、レンズは、樹脂で形成されている。この場合、位置合わせ部をレンズ本体の成形に伴って簡単に形成することができる。
本発明のさらに別の側面では、レンズは、ガラス基板と当該ガラス基板の少なくとも一方の表面に形成された樹脂部とを有し、位置合わせ部は、樹脂部に形成されている。この場合、樹脂部の成形に伴って位置合わせ部を形成することができる。
本発明のさらに別の側面では、レンズは、レンズの表面及び内部の少なくとも一方に絞りを有する。この場合、位置合わせ部等を含むレンズの外周部に光が侵入することを防ぐことができる。これにより、レンズの外周部への入射光によって迷光が発生することを防止できる。
本発明のさらに別の側面では、レンズは、ウェハーレンズをダイシングして個片化したものである。この場合、個片化したレンズの外縁形状と第1及び第2光学面とにずれが生じていても、レンズをホルダー部材に精度良く位置決めさせることができる。
上記課題を解決するため、本発明に係る撮像レンズユニットの製造方法は、第1光学面と第1光学面とは反対側に形成された第2光学面とを有するレンズと、第1及び第2光学面を露出させた状態でレンズを内部に保持するように一体成形されたホルダー部材と、を備える撮像レンズユニットの製造方法であって、ホルダー部材を形成する成形金型は、第1金型と第2金型とを有し、レンズは、第1及び第2光学面のいずれか一方の外に設けられ第1又は第2金型に対してレンズを位置決めする位置合わせ部を有し、第1及び第2金型のいずれか一方は、位置合わせ部に対向し、レンズを位置決めする位置決め部を有し、位置決め部の少なくとも一部がレンズの位置合わせ部の内側の面に接触するようにレンズを第1又は第2金型に挿入する工程と、レンズが第1又は第2金型に対して位置決めされた状態で型締を行う工程と、第1及び第2金型にレンズを内包させた状態で樹脂を流入させてホルダー部材を成形する工程と、第1及び第2金型を相対的に開いて撮像レンズユニットを取り出す工程と、を備える。
上記製造方法によれば、レンズが位置合わせ部を有することにより、ホルダー部材の成形時に金型に対してレンズを高精度に位置決めすることができる。また、光学面外に設けた位置合わせ部を用いて金型に対するレンズの位置決めを行うことができるため、ホルダー部材の成形の際に生じる熱や圧力が位置決め部によって緩和され、ホルダー部材の成形時にレンズの光学面に歪み等の劣化が生じることを防止することができる。なお、位置合わせ部の内側で金型に対してレンズを位置決めするため、位置合わせ部の外側でレンズを位置決めするよりも撮像レンズユニットの開口部を小さくすることができる。
本発明の具体的な側面では、上記撮像レンズユニットの製造方法において、位置合わせ部は、第1及び第2光学面の少なくともいずれか一方の周囲に少なくとも2つ配置されており、各位置合わせ部が分離している。
本発明の別の側面では、位置決め部は、第1又は第2光学面の周囲に位置決め部の内接円よりも外側に突出し、位置合わせ部のレンズ光軸まわりの回転を防ぐ支持面を有する。この場合、レンズの芯ずれや高さ方向(レンズ光軸に平行な方向)だけでなく、レンズの回転も規制することができる。
本発明のさらに別の側面では、位置合わせ部は、第1及び第2光学面の少なくともいずれか一方の周囲に当該光学面を囲むような形状であって、少なくとも1つ配置されている。
本発明のさらに別の側面では、レンズの位置決め部は、レンズを吸引する機構を有する。この場合、レンズを安定して位置決めすることができる。
〔第1実施形態〕
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法やこれによって得られる撮像レンズユニットについて説明する。
以下、図面を参照して、本発明の第1実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法やこれによって得られる撮像レンズユニットについて説明する。
図1A〜図1C、図2A〜図2C等に示すように、撮像レンズユニット100は、複合型又はハイブリッド型のレンズ10と、レンズ10を支持する矩形枠状のホルダー部材40とを備える。
レンズ10は、例えば多数のレンズを2次元的に配列したレンズウェハー又はウェハーレンズ(ウェハー状母材)からダイシングによって切り出された個片化レンズである。図2A〜図2C、図3A〜図3C等に示すように、レンズ10は方形で板状の輪郭を有している。レンズ10は、板状のガラス基板11が樹脂製の第1レンズ層12及び第2レンズ層13で挟まれた構造を有する複合レンズである。
ガラス基板11は、光透過性を有する平板である。ガラス基板11は、ガラスに限らず、樹脂材料等によって形成した基板に置き換えることができる。また、ガラス基板11は、IRカットフィルター等の機能を付随させたものとすることができる。
第1レンズ層12は、レンズ光軸OA周辺の中央部に設けられた円形輪郭のレンズ本体部12aと、このレンズ本体部12aの周囲に延在する方形輪郭の枠部12bとを有する。レンズ本体部12aは、例えば非球面型のレンズ部であり、露出する表面側に第1光学面12dを有している。なお、ここでいう光学面とは、光学機能を有する部分すなわち有効径を有する面を意味する。枠部12bは、平坦層であり、表面側に第1枠面10dを有している。第1枠面10dは、レンズ光軸OAに垂直に延びる平坦面となっている。内側の第1光学面12dと外側の第1枠面10dとは、レンズ10における第1表面となっている。第1レンズ層12は、例えばリフロー耐熱性を有する硬化性樹脂で形成される。なお、硬化性樹脂としては、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、放射線硬化性樹脂等が挙げられる。
第2レンズ層13も、レンズ光軸OA周辺の中央部に設けられる円形輪郭のレンズ本体部13aと、このレンズ本体部13aの周囲に延在する方形輪郭の枠部13bとを有する。レンズ本体部13aは、例えば非球面型のレンズ部であり、露出する表面側に第2光学面13eを有している。枠部13bは、平坦層であり、表面側に第2枠面10eを有している。第2枠面10eは、レンズ光軸OAに垂直に延びる平坦面となっている。内側の第2光学面13eと外側の第2枠面10eとは、レンズ10における第2表面となっている。第2レンズ層13は、第1レンズ層12と同様に、例えばリフロー耐熱性を有する硬化性樹脂で形成される。
以上のレンズ10において、上側のレンズ本体部12aと、下側のレンズ本体部13aと、これらに挟まれたガラス基板11の中央側部分とは、レンズとして機能する中央光学部10aを構成する。また、レンズ10において、上側の枠部12bと、下側の枠部13bと、これらに挟まれたガラス基板11の周辺側部分とは、中央光学部10aの周囲に広がるとともに内側円形で外側方形のフランジ部10b(外周部)を構成している。
なお、第1レンズ層12や第2レンズ層13は、硬化性樹脂に代えて熱可塑性樹脂で形成することもできる。ただし、この場合、第1レンズ層12や第2レンズ層13は、後述するホルダー部材40の成形に際して熱的に安定していることが望ましく、ホルダー部材40の成形時の熱で軟化しくにい熱特性を有することが望ましい。
レンズ10は、第2レンズ層13の枠部13b上に枠部13bと一体化された位置合わせ部14を有する。具体的には、位置合わせ部14は、第2光学面13eの外側すなわち有効径の外側であってレンズ10の対角線上の4箇所に設けられており、円周に沿った4箇所に等間隔で配置されている。つまり、位置合わせ部14は、分割された複数の位置合わせ部14が組み合わさったものとなっている。各位置合わせ部14は、第2光学面13e外の表面(第2枠面10e)に立設された例えば円柱状の凸形状を有する突起である。言い換えれば、位置合わせ部14は、第2光学面13eの外縁から延在する外周部である枠部13bの第2枠面10eに対して第2光学面13eの外で突出する段差を有する。これにより、複数一組の位置合わせ部14を用いてレンズ光軸OAに垂直な方向のアライメントを容易かつ確実に行うことができる。これらの位置合わせ部14は、第2光学面13eの外側の一部に一体化して第2レンズ層13と同様の樹脂材料で形成されている。
図2Cに示すように、レンズ10がホルダー部材40の射出成形によって内包された状態の撮像レンズユニット100において、位置合わせ部14の内側の一部がホルダー部材40から露出している。詳細は後述するが、これは、ホルダー部材40を成形するための第2金型61(図6参照)がレンズ10の支持のために位置合わせ部14の側面14bのうち内側の側面14b(図3B、図3C参照)の一部である露出部14aと接触した状態でホルダー部材40を成形することに起因する。
図1A〜図1C、図2A〜図2Cに戻って、レンズ10を支持するホルダー部材40は、少なくとも後述する加熱処理に耐え得る耐熱性を有する樹脂からなり、好ましくは、例えばリフロー耐熱性を有する熱可塑性樹脂(例えばLCP(Liquid Crystal Polymer)、PPA(Polyphthalamide)等)で形成されている。このとき、ホルダー部材は黒色に着色されていてもよく、このような場合、外周部の余計な光を遮断できる効果を有する。ホルダー部材40は、方形板状の輪郭を有する上部41と、方形筒状の輪郭を有する側壁部43とを備える。ホルダー部材40の内部には、レンズ10が嵌め込むように保持され固定されている。ホルダー部材40は、後に詳述するが、樹脂の射出成形によって成形され、一体的な単一部材として形成される。なお、レンズ10及びホルダー部材40がリフロー耐熱性を有する材料で形成されることにより、耐熱性を有する撮像レンズユニット100をリフロー工程で処理することが可能となる。
ホルダー部材40は、レンズ10のフランジ部10bを周囲から包むように保持している。つまり、ホルダー部材40のうち上部41は、レンズ10の上側の第1枠面10dに対向してレンズ10のレンズ光軸OAに沿った上方向への移動を制限している。側壁部43は、レンズ10の4つの側面10fに対向してレンズ10のレンズ光軸OAに垂直な横方向に関する移動を制限するとともに、レンズ10の下側の第2枠面10eに対向してレンズ10のレンズ光軸OAに沿った下方向への移動を制限している。このように、単一の部材であるホルダー部材40が、レンズ10のフランジ部10bの周囲に密着しているため、ホルダー部材40に対するレンズ10の移動を確実に防止することができる。また、ホルダー部材40がレンズ表面と隙間なく密着しているので、隙間から入射する光によって発生するゴーストを抑制することができる。
上部41のうち、下側の内面41gは、レンズ10の第1枠面10dの周辺側領域に密着している。上部41の中央には、円形の開口部OP1が形成されており、この開口部OP1を囲む環状の縁部40iは、レンズ10の第1光学面12dの周囲を遮蔽するように配置されることにより、一種の絞りとして機能している。
側壁部43は、四角筒状の壁体部43aと、壁体部43aの内側に設けられた方形の固定部43bとを備える。前者の壁体部43aは、上端で上部41と一体的に連結されている。壁体部43aの上側部分の内面43fは、レンズ10の側面10fに密着している。後者の固定部43bは、壁体部43aのレンズ光軸OAに沿った上下の中央部分から内側に延びるように設けられており、内側円形で外側方形の板状体となっている。固定部43bのうち、上側の内面43gは、レンズ10の第2枠面10eの周辺側領域に密着している。固定部43bの中央に形成された開口部OP2を囲む環状の縁部40jは、レンズ10の光学面13eの周囲を遮蔽するように配置されることにより、一種の絞りとして機能している。
なお、レンズ10の上側の第1表面のうち、最終的に露出する第1及び第2光学面12d,13eと、ホルダー部材40の成形時に第1及び第2金型51,61が接する第1及び第2光学面12d,13e近傍の領域とを除いた表面部分は、ホルダー部材40の射出成形に際して、固化前の液体状の樹脂に接することになる。このため、樹脂が固化することによって、例えばレンズ10の第1枠面10dにホルダー部材40の上部41の内面41gが付着し、レンズ10の第2枠面10eに固定部43bの内面43gが付着した状態となっている。特に、レンズ10の表面は樹脂製であり、例えばレンズ10の第1枠面10dとホルダー部材40の上部41の内面41gとは、ホルダー部材40の射出成形の際の熱によってレンズ10の第1枠面10dの表面が軟化し互いに溶着によって強固に接合される。つまり、第1枠面10dと内面41gとは、接着剤を用いることなく直接接合された状態となっている。同様に、レンズ10の側面10fと、ホルダー部材40の側壁部43の内面43fとが、接着剤を用いることなく直接接合された状態となり、レンズ10の第2枠面10eと、ホルダー部材40の固定部43bの内面43gとが、接着剤を用いることなく直接接合された状態となっている。また、ホルダー部材40の固定部43bは、図3B、図3C等に示すレンズ10の位置合わせ部14の側面14bの一部(露出部14a)を除いた側面14bと、底面14cとが接着剤を用いることなく直接接合された状態となっている。なお、固定部43bのうち位置合わせ部14の底面14cと接合する部分は肉薄となっている。
このような構成を備える撮像レンズユニット100は、ホルダー部材40がレンズ10周囲に隙間なく密着しているため、レンズ10の側面10fからの光の入射に起因するゴーストやフレアーが発生することを防止することができる。また、レンズ10の側面10f等に不要な隙間がないため、撮像レンズユニット100が小型化され、撮像装置等の最終製品に装着することを想定した場合に要求される外観仕様を満たしやすくなる。従来型のホルダーのような離型時の変形やホルダー部材の収縮に起因する寸法精度の悪化も抑制される。
なお、以上の説明では、レンズ10が複合レンズであるとしたが、レンズ10全体を単一の樹脂材料で形成することもできる。また、レンズ10が複合レンズである場合において、樹脂製のレンズ層12,13が中央側に配置され、レンズ10の最外縁は、ガラス基板11が露出しているものであってもよい。
以下、図4等に示す製造手順を参照して、図1に示す撮像レンズユニット100の製造方法について説明する。
まず、図5Aに示すように、固定側の第1金型(固定金型)51と可動側の第2金型(可動金型)61とを有する成形金型91を備える金型装置90を適宜動作させて第2金型61を退避位置に移動させることで、両金型51,61を開状態にする(図4のステップS11)。
なお、第1金型(固定金型)51には、パーティング面51aに略沿うように第1成形部59が設けられている。第1成形部59は、第1金型51の型板52の孔52cに埋め込むように固定された型部分53の先端部54及び型板52に形成されている。型部分53の先端部54は、レンズ10のための支持部であり、外周側に樹脂阻止部55を有している。一方、第2金型(可動金型)61には、第1成形部59に対向して、パーティング面61aから窪むように第2成形部69が設けられている。第2成形部69は、第2金型61の型板62の孔62cに埋め込むように固定された型部分63の先端部64及び型板62に形成されている。型部分63の先端部64は、レンズ10のための支持部であり、外周側に位置決め部65を有している。位置決め部65は、レンズ10の位置合わせ部14の内側、より詳細には側面14bのうち内側の露出部14aで接触してレンズ10を第2金型61に対して位置決めする。ここで、位置合わせ部14の内側とは、図3Cに示すように、位置合わせ部14において、位置合わせ部14の中心を通り、第2光学面13eの中心と位置合わせ部14の中心とを結ぶ線L1に垂直な線L2を引いたときの第2光学面13e側の領域(内側領域AR1)のことである(同図中のナシ地(すなわち細かなドットのパターン)のハッチング部分参照)。第2金型61には、型部分63に連通するように、排気孔81が形成されている。排気孔81は、型部分63の軸心を貫通しており、金型装置90に付随する不図示の減圧装置に連通している。型部分63の先端部(支持部)64は、排気孔81の先端の開口部を設けたことにより、レンズ10の吸着部として機能する。つまり、排気孔81は、減圧装置によって適当なタイミングで外部に排気可能になっており、第2光学面13eに隣接する空間S2を減圧することで、型部分63の先端部(支持部)64上に載置されたレンズ10を吸引して位置決め部65上に所望の吸着力で固定することができる。なお、例えばレンズ10を第2金型61から取り外す際に、先端部64に対するレンズ10の固定を解除したい場合には、空間S2の減圧を停止すればよい。
なお、両金型51,61のパーティング面51a,61a側には不図示の溝状の樹脂注入路が設けられている。その他、第1及び第2金型51,61を加熱するための加熱機構や第1及び第2金型51,61を背後から押圧するためのプラテン等も設けられているが、理解を容易にするため図示を省略している。
その後、第2金型61に設けた第2成形部69又は型部分63の上方位置にレンズ10を保持した搬送装置70を移動させる(図4のステップS12)。搬送装置70は、レンズ10を着脱可能に保持するアーム71を有している。アーム71は、不図示の制御駆動装置によって遠隔的に駆動され、レンズ10を第2成形部69に対向する位置まで搬送する。アーム71は、レンズ10を機械的に挟むものであってもよいが、例えばレンズ10を負圧で吸引するものであってもよい。
さらに、図示のように、レンズ10が第2成形部69に近接するまで搬送装置70のアーム71を近接させる。アーム71に把持されたレンズ10を、レンズ10の位置合わせ部14の内側と第2金型61の型部分63の先端部(支持部)64に設けた位置決め部65の外側とが接触するように嵌め込む。具体的には、図6A、図6Bに示すように、レンズ10の第2枠面10eのうち位置合わせ部14より第2光学面13e側の当接領域A1と、位置決め部65の支持端面65aとを当接するように嵌め込む。なお、位置合わせ部14の底面14cは、位置合わせ部14のレンズ光軸OAに平行な方向の長さが対向する第2成形部69の深さよりも短いため、型板62の端面(第2成形部69に相当)に当接しない。レンズ10を位置決め部65に嵌め込むと、位置合わせ部14と位置決め部65とは線接触の状態となっている。具体的には、レンズ10の位置合わせ部14の側面14bのうち露出部14aと第2金型61の位置決め部65の支持側面65bとが線状に接触する。以上のように、第2成形部69上に嵌め込まれたレンズ10に対して位置決め部65によって芯出しが行われる。これにより、レンズ10のレンズ光軸OAと型部分63又は第2成形部69の軸AXとが略一致する。次に、不図示の減圧装置を動作させ、レンズ10を第2金型61に吸引させる。吸引後、アーム71をリリース状態に切り替え、アーム71による把持が解除されたレンズ10は、第2成形部69上に載置されるとともに、第2成形部69上でアライメントされた状態で支持される(設置工程;図4のステップS13)。位置合わせ部14と位置決め部65との嵌合により、先端部(支持部)64に載置されたレンズ10は、芯出し後に傾きが防止され、レンズ光軸OAが軸AXに平行に保たれる。この後、図5Bに示すように、搬送装置70を両金型51,61間から退避させる。
次に、図7Aに示すように、第2金型61を移動させて型閉じ及び型締めを行うことによって、第1金型51と第2金型61との間にホルダー部材40用の型空間であるキャビティーCAを形成する(型空間形成工程;図4のステップS14)。この際、第1金型51に設けた第1成形部59と、第2金型61に設けた第2成形部69とが位置合わせされて係合される。ここで、第1成形部59には、図1A〜図1Cに示すホルダー部材40の外形面41sや内側面41t等を成形するための転写面59s,59t等が形成されている。また、第2金型61側の第2成形部69には、ホルダー部材40の外形面43pや内側面43r等を成形するための転写面69p,69r等が形成されている。なお、レンズ10を位置決め部65に嵌め込む際に、吸引をしながらレンズ10をアーム71からリリースし、吸引によってレンズ10を位置決め部65に引き込み、位置決めを行ってもよい。
ここで、第1金型51に設けた第1成形部59側には、型部分53の先端部(支持部)54において、環状の樹脂阻止部55が形成されている。樹脂阻止部55は、後述する成形工程に際して、レンズ10のフランジ部10bの最内周部分に密着して光学面12dに隣接する空間S1への流動樹脂MPの流れ込みを阻止する(図7B参照)。なお、樹脂阻止部55は、型締め後は、レンズ10を第2成形部69側に押さえることになり、レンズ10をキャビティーCA内で安定させてガタツキを防止する役割も有している。
一方、第2金型61に設けた第2成形部69側には、型部分63の先端部(支持部)64において、環状の位置決め部65が形成されている(図6B参照)。位置決め部65は、レンズ10を第2金型61に対して位置決めするとともに、レンズ10のフランジ部10bに密着して光学面13eに隣接する空間S2への流動樹脂MPの流れ込みを阻止する。なお、位置決め部65は、型締めによって成形空間としてのキャビティーCAを形成した際に、レンズ10のフランジ部10bの最内周部分に接してレンズ10を第1金型51側に優しく押すことで、レンズ10をキャビティーCA内で安定させてガタツキを防止している。
次に、図7Bに示すように、成形空間であるキャビティーCA中に不図示のランナーを介してホルダー部材40の材料となるべき流動樹脂MPを充填する。これにより、レンズ10のフランジ部10bのうち、第1枠面10dと側面10fと第2枠面10eとをそれぞれ樹脂で覆う。そして、温度調節によって固化させることで、ホルダー部材40を成形する(成形工程;図4のステップS15)。これにより、図1A〜図1C等に示したような、ホルダー部材40の開口部OP1,OP2間にレンズ10を支持した状態で固定した撮像レンズユニット100が完成する。この際、第1及び第2成形部59,69に設けた樹脂阻止部55、位置決め部65は、空間S1,S2に流動樹脂MPが流れ込むことを防止することで、結果的にホルダー部材40に開口部OP1,OP2を形成する役割を有する。
次に、図8Aに示すように、第2金型61を第1金型51から離間させる型開きによって第2金型61を退避状態にする(図4のステップS16)。その後、空間S2を減圧し、第2金型61に設けた不図示のエジェクターピン等を利用して第2金型61に残った撮像レンズユニット100を突き出して離型する。これにより、第2金型61から完成品としての撮像レンズユニット100を取り出すことができる(図4のステップS17)。この際、撮像レンズユニット100を第2成形部69から押し出す動作に伴って、撮像レンズユニット100のホルダー部材40から不図示のランナー部が分離される。第2金型61から離型された撮像レンズユニット100は、図8Bに示すように、搬送装置70によって金型装置90外に搬出される。
上記第1実施形態の撮像レンズユニット100によれば、レンズ10が位置合わせ部14を有することにより、ホルダー部材40の成形時に第2金型61に対してレンズ10が高精度に位置決めされ、ホルダー部材40とレンズ10とが高精度に位置決めされたものとなる。また、第2光学面13e外に設けた位置合わせ部14を用いて第2金型61に対するレンズ10の位置決めを行うことができるため、ホルダー部材40の成形の際に第2金型61や樹脂に起因して生じる熱や圧力がレンズ10の第2光学面13eに及ぼす影響を緩和することができる。そのため、ホルダー部材40の成形時にレンズ10の第2光学面13eに歪み等の劣化が生じることを防止することができる。なお、位置合わせ部14の内側で第2金型61に対してレンズ10を位置決めするため、位置合わせ部14の外側でレンズ10を位置決めするよりも撮像レンズユニット100の開口部OP2を小さくすることができる。
なお、本実施形態のように位置決め部14を設けず、第2光学面13eの外縁に屈曲部を設けて、この屈曲部で第2金型61によって位置決めを行う方法が考えられる。しかし、この方法の場合、レンズ10の第2光学面13eと屈曲部とが連続している形状であるため、ホルダー部材40の形成時に金型でレンズ10を押さえつけた際に光学面に歪みが発生してしまうおそれがある。
〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第2実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第1実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
以下、第2実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第2実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第1実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
図9A〜図9Dに示すように、第2実施形態の場合、レンズ10の位置合わせ部214は、凸形状であり、レンズ光軸OAに対して斜面を有する形状を有する。具体的には、位置合わせ部214は、半球状であり、斜面が曲面214bとなっている。図10A、図10Bに示すように、第2金型61の位置決め部265は、環状であり、先端部65cが先細り形状となっている。図10A等に示すように、レンズ10を第2金型61に対して位置決めする際に、位置合わせ部214の曲面214bのうち内側の露出部14aと位置決め部265の外側の支持側面65bとは点接触する。第2実施形態の場合、点接触で位置決めされるため、他の実施形態等と比較して第2金型61(位置決め部265)の加工精度が高くなくても(角度が多少急又は緩やかであっても)位置決めすることができる。
〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第3実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第1実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
以下、第3実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第3実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第1実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
図11A〜図11Dに示すように、第3実施形態の場合、レンズ10の位置合わせ部314は、凸形状であり、レンズ光軸OAに対して斜面を有する形状を有する。具体的には、位置合わせ部314は、円錐台であり、斜面が平坦面(特定の方向について曲率のない面)314bとなっている。図12A、図12Bに示すように、第2金型61の位置決め部365は、環状であり、先端部65cが先細り形状となっている。図12A等に示すように、レンズ10を第2金型61に対して位置決めする際に、位置合わせ部314の平坦面314bのうち内側の露出部14aと位置決め部365の外側の支持側面65bとは線接触する。第3実施形態の場合、位置合わせ部314の平坦面314bが第2金型61の位置決め部365の支持側面65bの誘いになるため、第1実施形態等よりもレンズ10を第2金型61へ容易に挿入することができる。
〔第4実施形態〕
以下、第4実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第4実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第1実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
以下、第4実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第4実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第1実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
図13A〜図13Dに示すように、第4実施形態の場合、レンズ10の位置合わせ部414は、レンズ10の第2光学面13eの外側において第2光学面13eの周囲を囲むように設けられている。位置合わせ部414は、環状の凸形状であり、レンズ光軸OAに対して斜面を有する形状を有している。具体的には、図13A等に示すように、位置合わせ部414は、レンズ光軸OAに平行な断面が三角形となっている。図14A、図14Bに示すように、第2金型61の位置決め部465は、環状であり、先端部65cが先細り形状となっている。図14A等に示すように、レンズ10を第2金型61に対して位置決めする際に、位置合わせ部414の内側の露出部14aと位置決め部465の外側の支持側面65bとは面接触する。第4実施形態の場合、露出部14aが支持側面65bと面で接触するため、第1実施形態等よりもレンズ10を第2金型61に対してより安定して位置決めすることができる。
〔第5実施形態〕
以下、第5実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第5実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第4実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第4実施形態と同様であるものとする。
以下、第5実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第5実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第4実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第4実施形態と同様であるものとする。
図15A〜図15Dに示すように、第5実施形態の場合、レンズ10の位置合わせ部514は、レンズ10の第2光学面13eの外側において第2光学面13eの周囲を囲むように設けられている。位置合わせ部514は、環状の凹形状であり、レンズ光軸OAに対して斜面を有する形状を有している。具体的には、図15A等に示すように、位置合わせ部514は、溝であり、レンズ光軸OAに平行な断面が三角形となっている。図16A、図16Bに示すように、第2金型61の位置決め部565は、環状であり、先端部65cが鋭利な先細り形状となっている。図16A等に示すように、レンズ10を第2金型61に対して位置決めする際に、位置合わせ部514の内側の露出部14aと位置決め部565の外側の支持側面65bとは面接触する。第5実施形態の場合、第4実施形態と同様に、露出部14aが支持側面65bと面で接触するため、第1実施形態等よりもレンズ10を第2金型61に対してより安定して位置決めすることができる。
〔第6実施形態〕
以下、第6実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第6実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第1実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態等と同様であるものとする。
以下、第6実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第6実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第1実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態等と同様であるものとする。
図17に示すように、第6実施形態の場合、レンズ10は、ガラス基板11と第1レンズ層12との間すなわちレンズ10の内部に絞り15を有する。これにより、位置合わせ部14等を含むレンズ10のフランジ部10bに光が侵入することを防ぐことができる。結果的に、レンズ10のフランジ部10bへの入射光によって迷光が発生することを防止できる。なお、第6実施形態のレンズ10において、絞り15を第1レンズ層12の表面上に設けてもよい。また、絞り15を第2レンズ層13側に設けてもよい。
〔第7実施形態〕
以下、第7実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第7実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第1実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
以下、第7実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第7実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第1実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
図18に示すように、第7実施形態の場合、位置決め部765は、位置決め部765の内接円Mよりも外側(軸AXから離れる方向)に突出した部分を設けた支持面65dを有する。支持面65dは、支持側面65bに含まれるものである。第7実施形態の場合、レンズ10を第2金型61に対して位置決めする際に、位置合わせ部14の内側の露出部14aと位置決め部765の外側の支持側面65bとは面接触する。この際、位置決め部765に設けられた支持面65dがストッパーとなり、位置合わせ部14の回転方向の動きが制限される。これにより、レンズ10の芯ずれや高さ方向(レンズ光軸OAに平行な方向)だけでなく、レンズ10の回転も規制することができる。
〔第8実施形態〕
以下、第8実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第8実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第1実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
以下、第8実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等を説明する。なお、第8実施形態に係る撮像レンズユニットの製造方法等は、第1実施形態の撮像レンズユニット100の製造方法等を一部変更したものであり、特に説明しない部分は、第1実施形態と同様であるものとする。
図19A〜図19C、図20A〜図20Dに示すように、第8実施形態の場合、位置合わせ部814が円周に沿った3箇所に等間隔で配置されている。これにより、第1実施形態の場合よりもより少ない樹脂量とすることができる。図21に示すように、レンズ10を第2金型61に対して位置決めする際に、レンズ10は、3箇所の位置合わせ部814の露出部14aと位置決め部65の支持側面65bと線接触する。なお、図20A等に示す撮像レンズユニット100のホルダー部材40は、円筒状の外形を有している。このホルダー部材40の外形は仕様によって適宜変更されるものであり、第1実施形態等のホルダー部材40のように方形筒状であってもよい。また、第1〜第7実施形態において、ホルダー部材40の外形を第8実施形態のように円筒状としてもよい。
以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態において、レンズ10は、ガラス製や樹脂製の単一のレンズを用いてもよい。
また、上記各実施形態において、レンズ10の形状や構造は例示であり、適宜変更することができる。例えば、レンズ10は、平面視方形に限らず平面視円形とすることができる。
また、上記第1実施形態においては、第2金型61を左右方向に移動させる横型の金型装置90としているが、第2金型61を上下方向に移動させる縦型の金型装置90とすることができる。この場合、排気孔81のような吸引機構を設けなくてもよい。
また、上記実施形態において、ホルダー部材40を構成する樹脂材料としては熱可塑性樹脂を用いたが、これに限らず、熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂等の硬化性樹脂を用いることも可能である。
また、上記実施形態において、金型に複数の成形部を設けて複数のレンズに対して同時にホルダー成形を行うようにしてもよい。この場合、2つの金型のアライメントのための部材を各成形部に配置する必要はなく、例えば、金型全体で2箇所にテーパーピン及びそれに嵌合する嵌合穴を各金型に設ける等して、複数の成形部に対して共通のアライメント部材を使用するようにすればよい。
また、第4、5実施形態において、レンズ10の位置合わせ部314,414がレンズ光軸OAに対して斜面を有する形状を有するとしたが、図22A、図22Bに示すように、レンズ光軸OAに平行な面を有する形状としてもよい。
また、第7実施形態において、レンズ10の位置合わせ部14は、図23に示すように、4つではなく2つでもよい。また、位置合わせ部14は、4つ以上設けられていてもよい。
また、上記実施形態において、位置合わせ部14が位置決め部65と接触する露出部14aはホルダー部材40が形成されず露出しているが、位置合わせ部14と位置決め部65との間に僅かな隙間がある状態でホルダー部材40が成形された場合、露出部14a上に薄い樹脂が形成されていてもよい。これは、基本的には隙間なく位置合わせする場合が多いが、位置合わせ部14が複数ある場合等は第2金型61の加工精度により一部偏りが出て隙間が出来る場合があるためである。ただし、この場合でも隙間は極僅かであり、また他の一部は隙間がない状態で成形されるため大きな問題は生じない。
また、上記実施形態において、可動側の第2金型61ではなく、固定側の第1金型51に位置決め部65を設けてもよい。
Claims (18)
- 第1光学面と前記第1光学面とは反対側に形成された第2光学面とを有するレンズと、前記第1及び第2光学面を露出させた状態で前記レンズを内部に保持するように一体成形されたホルダー部材と、を備える撮像レンズユニットであって、
前記レンズは、前記ホルダー部材を成形するための成形空間を有する金型内に前記レンズを配置する際に、前記レンズを前記金型に対して位置決めする位置合わせ部を有し、
前記位置合わせ部は、前記第1及び第2光学面のいずれか一方の外に設けられており、前記位置合わせ部の内側の少なくとも一部が前記ホルダー部材から露出している、撮像レンズユニット。 - 前記位置合わせ部は、前記レンズのうち前記第1又は第2光学面のいずれか一方の外の一部に一体化して形成されている、請求項1に記載の撮像レンズユニット。
- 前記位置合わせ部は、前記レンズの前記第1又は第2光学面以外の表面に対して凸形状及び凹形状の少なくとも一方を有する、請求項1及び2のいずれか一項に記載の撮像レンズユニット。
- 前記位置合わせ部は、前記第1又は第2光学面の外縁から延在する外周部の平坦面に対して段差を有する、請求項1及び2のいずれか一項に記載の撮像レンズユニット。
- 前記位置合わせ部は、前記第1及び第2光学面の少なくともいずれか一方の周囲に少なくとも2つ配置されており、
各位置合わせ部が分離している、請求項1から4までのいずれか一項に記載の撮像レンズユニット。 - 前記位置合わせ部の形状は、円柱形、四角柱形、及びレンズ光軸に対して斜面を有する形状のいずれか1つである、請求項5に記載の撮像レンズユニット。
- 前記位置合わせ部は、前記第1及び第2光学面の少なくともいずれか一方の周囲に前記光学面を囲むような形状であって、少なくとも1つ配置されている、請求項1から4までのいずれか一項に記載の撮像レンズユニット。
- 前記位置合わせ部の形状は、レンズ光軸に平行な面を有する形状及び前記レンズ光軸に対して斜面を有する形状のいずれか1つである、請求項7に記載の撮像レンズユニット。
- 前記レンズは、樹脂で形成されている、請求項1から8までのいずれか一項に記載の撮像レンズユニット。
- 前記レンズは、ガラス基板と前記ガラス基板の少なくとも一方の表面に形成された樹脂部とを有し、
前記位置合わせ部は、前記樹脂部に形成されている、請求項1から8までのいずれか一項に記載の撮像レンズユニット。 - 前記レンズは、前記レンズの表面及び内部の少なくとも一方に絞りを有する、請求項1から10までのいずれか一項に記載の撮像レンズユニット。
- 前記レンズは、ウェハーレンズをダイシングして個片化したものである、請求項1から11までのいずれか一項に記載の撮像レンズユニット。
- 第1光学面と前記第1光学面とは反対側に形成された第2光学面とを有するレンズと、前記第1及び第2光学面を露出させた状態で前記レンズを内部に保持するように一体成形されたホルダー部材と、を備える撮像レンズユニットの製造方法であって、
ホルダー部材を形成する成形金型は、第1金型と第2金型とを有し、
前記レンズは前記第1及び第2光学面のいずれか一方の外に設けられ前記第1又は第2金型に対して前記レンズを位置決めする位置合わせ部を有し、
前記第1及び前記第2金型のいずれか一方は、前記位置合わせ部に対向し、前記レンズを位置決めする位置決め部を有し、
前記位置決め部の少なくとも一部が前記レンズの前記位置合わせ部の内側の面に接触するように前記レンズを前記第1又は第2金型に挿入する工程と、
前記レンズが前記第1又は第2金型に対して位置決めされた状態で型締を行う工程と、
前記第1及び第2金型に前記レンズを内包させた状態で樹脂を流入させて前記ホルダー部材を成形する工程と、
前記第1及び第2金型を相対的に開いて前記撮像レンズユニットを取り出す工程と、
を備える、撮像レンズユニットの製造方法。 - 前記位置合わせ部は、前記第1及び第2光学面の少なくともいずれか一方の周囲に少なくとも2つ配置されており、
各位置合わせ部が分離している、請求項13に記載の撮像レンズユニットの製造方法。 - 前記位置決め部は、前記第1又は第2光学面の周辺に前記位置決め部の内接円よりも突出し、前記位置合わせ部のレンズ光軸まわりの回転を防ぐ支持面を有する、請求項14に記載の撮像レンズユニットの製造方法。
- 前記位置合わせ部は、前記第1及び第2光学面の少なくともいずれか一方の周囲に前記光学面を囲むような形状であって、少なくとも1つ配置されている、請求項13に記載の撮像レンズユニットの製造方法。
- 前記レンズの位置決め部は、前記レンズを吸引する機構を有する、請求項13から16までのいずれか一項に記載の撮像レンズユニットの製造方法。
- 前記レンズは、ウェハーレンズをダイシングして個片化したものである、請求項13から17までのいずれか一項に記載の撮像レンズユニットの製造方法。
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