JP2008197584A - Lens unit and imaging module equipped therewith - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズユニット及びそれを備えた撮像モジュールに関するものであり、特に、リフロー工程等の高温時に生じる熱変形による影響が小さいレンズユニット及びそれを備えた撮像モジュールに関するものである。 The present invention relates to a lens unit and an imaging module including the lens unit, and more particularly to a lens unit that is less affected by thermal deformation that occurs at a high temperature, such as a reflow process, and an imaging module including the lens unit.
従来、複数のレンズを鏡筒内で位置決めする場合、個々のレンズ間における光軸方向の距離は、個々のレンズの周辺部を互いに接触させた場合に生じる間隔として決定する。例えば、レンズのコバ部付近に設けた平面、又は、光軸を中心とする円錐側面を互いに接触させて決定する。また、個々のレンズの光軸方向に対する位置は、個々のレンズの外径と、個々のレンズが鏡筒の内面と接触する部分における鏡筒の内径とで決定するか、又は、事前に光軸方向に対する位置を調整した個々のレンズ同士を互いに接触させて鏡筒内に納めて決定する。これにより、複数のレンズを鏡筒内で位置決めする。 Conventionally, when positioning a plurality of lenses in a lens barrel, the distance in the optical axis direction between the individual lenses is determined as an interval generated when the peripheral portions of the individual lenses are brought into contact with each other. For example, a plane provided near the edge of the lens or a conical side surface centered on the optical axis is determined by contacting each other. The position of each lens in the optical axis direction is determined by the outer diameter of each lens and the inner diameter of the lens barrel at the portion where each lens contacts the inner surface of the lens barrel, or the optical axis in advance. Each lens whose position with respect to the direction is adjusted is brought into contact with each other and placed in a lens barrel. As a result, the plurality of lenses are positioned in the lens barrel.
特許文献1には、鏡筒内に2つ以上のレンズを位置決め固定する方法、特に、光学系鏡筒内におけるレンズ同士間の位置決め方法、及び、該位置決め方法を適用した光学系鏡筒に関する技術が示されている。具体的には、光軸方向に互いに当接する少なくとも2つ以上のレンズを有する光学系鏡筒内におけるレンズ位置決め方法であって、レンズを鏡筒の内部に挿入し、このレンズを上記鏡筒内の受け面に当接させて光軸方向に位置決めした状態にする。次に、このレンズに他のレンズを当接させることにより、互いに向き合うレンズ間における光軸方向の距離を位置決めする。そして、鏡筒の挿入部付近で接着剤又は溶着により固定するか、あるいは、最後に挿入するレンズのコバ外周部を弾性体で光軸方向に加圧することにより、各レンズ同士の位置を保持する技術が示されている。 Patent Document 1 discloses a method for positioning and fixing two or more lenses in a lens barrel, in particular, a positioning method between lenses in an optical system lens barrel, and a technique relating to an optical system lens barrel to which the positioning method is applied. It is shown. Specifically, a lens positioning method in an optical system barrel having at least two or more lenses that are in contact with each other in the optical axis direction, wherein the lens is inserted into the barrel and the lens is placed in the barrel. It is made to contact | abut to the receiving surface, and is in the state positioned in the optical axis direction. Next, another lens is brought into contact with this lens, thereby positioning the distance in the optical axis direction between the lenses facing each other. And the position of each lens is hold | maintained by fixing by the adhesive agent or welding in the insertion part vicinity of a lens-barrel, or pressurizing the edge outer periphery part of the lens inserted last in an optical axis direction with an elastic body. Technology is shown.
より具体的には、図3に示すように、レンズユニット100は、主として、合成樹脂製のレンズ101・102、鏡筒103、接着剤104を備えている。鏡筒103は、レンズ101・102を保持するものである。レンズ101は、コバ外周部のリブ内壁部に、光軸110を中心とする円錐120における円錐側面の一部分となるように光軸方向とは傾斜して形成されている面101bを有する。また、レンズ102は、コバ外周部のリブ外壁部に、レンズ101と同様、光軸110を中心とする円錐120における円錐側面の一部分となるように光軸方向とは傾斜して形成されている面102aを有する。そして、面101bと面102aとが面接触し、鏡筒103の中に納まっている。また、接着剤104は、レンズ102と鏡筒103とを固定する接着剤である。また、レンズ101と鏡筒103とは、光軸110方向においてのみレンズ101の面101aと鏡筒103の受け面103aとが面接触している。一方、レンズ101と鏡筒103とは、光軸110と垂直方向(径方向)には僅かにクリアランスを有している。
More specifically, as shown in FIG. 3, the
上記レンズを位置決め固定する方法として、まず、レンズ101を鏡筒103の下側より鏡筒103内に挿入する。次に、他のレンズ102を同じく鏡筒103の下側より鏡筒103内に挿入する。このとき、レンズ101・102をその外周部で鏡筒103に嵌合させたり圧入したりするとレンズ101・102に変形を生じるおそれがある。そこで、レンズ101・102の外径は、鏡筒103の内径より小さく設定してある。このため、鏡筒103内にレンズ101・102をその順に挿入し、レンズ102のコバ外周部に、図3の下側より荷重を加えると、レンズ101の面101bがレンズ102の面102aに規制される。そして、レンズ101は光軸110と垂直の方向へ移動し、レンズ101・102の中心が光軸110と一致した状態となる。その後、鏡筒103の挿入部に接着剤104を注入して、レンズ102のコバ外周部と鏡筒103とを固定することにより、図3に示す状態を得る。
しかしながら、特許文献1に示されるレンズユニットでは、回路基板に表面実装するために半田のリフローを行った場合、リフロー工程では一般に230℃以上の高温に達するので、鏡筒及びレンズに用いる材料の線膨張係数の違い、鏡筒及びレンズの形状の違い等により熱変形が生じる。ここで、特許文献1に示されるレンズユニットにおいて、一般的にレンズに用いる材料の線膨張係数は、5×10−5〜7×10−5/℃程度である。よって、鏡筒に用いる材料としては、線膨張係数が、レンズに用いる材料の線膨張係数に近い材料を選択するのが一般的である。 However, in the lens unit shown in Patent Document 1, when solder reflow is performed for surface mounting on a circuit board, the reflow process generally reaches a high temperature of 230 ° C. or higher. Thermal deformation occurs due to differences in expansion coefficients, differences in the shape of the lens barrel and lens, and the like. Here, in the lens unit shown in Patent Document 1, the linear expansion coefficient of the material generally used for the lens is about 5 × 10 −5 to 7 × 10 −5 / ° C. Therefore, as a material used for the lens barrel, a material having a linear expansion coefficient close to that of the material used for the lens is generally selected.
例えば、鏡筒及びレンズに用いる材料としてポリカーボネート材料(以下、「PC材料」という)を用いた場合、レンズ成型後の最小厚さ0.5mm程度必要となる。また、レンズ成型後の厚みは光軸付近で最小となるため、コバ外周部の厚さは1mm程度必要となる。ここで、PC材料の線膨張係数は、5×10−5/℃であり、リフロー工程では200℃程度上昇するので、厚さの変形量は、10μm程度生じる。また、鏡筒及びレンズに用いる材料としてシクロオレフィンポリマー材料(以下、「COP材料」という)を用いた場合、COP材料の線膨張係数は、7×10−5/℃であるので、厚さの変形量は、14μm程度生じる。 For example, when a polycarbonate material (hereinafter referred to as “PC material”) is used as a material for the lens barrel and the lens, a minimum thickness of about 0.5 mm after the lens molding is required. Further, since the thickness after lens molding is minimized near the optical axis, the thickness of the outer periphery of the edge is required to be about 1 mm. Here, the linear expansion coefficient of the PC material is 5 × 10 −5 / ° C. and increases by about 200 ° C. in the reflow process, so that the thickness deformation amount is about 10 μm. Further, when a cycloolefin polymer material (hereinafter referred to as “COP material”) is used as a material for the lens barrel and the lens, the linear expansion coefficient of the COP material is 7 × 10 −5 / ° C. The amount of deformation is about 14 μm.
したがって、レンズユニットとして、従来のレンズ同士を勘合させた場合、レンズのコバ外周部同士の接触面積が大きくなる。さらに、レンズのコバ外周部同士の接触面積が増加するに伴い摩擦抵抗も増加する。このため、その摩擦抵抗により、熱変形後にレンズが熱変形前の状態に戻らない。これにより、熱変形後には、個々のレンズ同士の光軸方向における距離が変化する。その結果、特許文献1に示されるレンズユニットは、熱変形後にレンズの光学性能が劣化するという問題点を有している。 Therefore, when conventional lenses are fitted together as a lens unit, the contact area between the outer peripheral portions of the lens edges increases. Further, the frictional resistance increases as the contact area between the outer peripheral portions of the lens edges increases. For this reason, due to the frictional resistance, the lens does not return to the state before the thermal deformation after the thermal deformation. Thereby, after thermal deformation, the distance in the optical axis direction between individual lenses changes. As a result, the lens unit shown in Patent Document 1 has a problem that the optical performance of the lens deteriorates after thermal deformation.
さらに、個々のレンズに用いる材料が異なる場合には、リフロー等の高温時に生じる熱変形による影響がより大きい。これにより、熱変形後には、個々のレンズ同士の光軸方向における距離がより一層変化する。その結果、熱変形後のレンズの光学性能がより劣化するという問題点を有している。 Furthermore, when the material used for each lens is different, the influence of thermal deformation that occurs at high temperatures, such as reflow, is greater. Thereby, after thermal deformation, the distance in the optical axis direction between the individual lenses further changes. As a result, there is a problem that the optical performance of the lens after thermal deformation is further deteriorated.
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、リフロー等の高温時に生じる熱変形による影響がより小さく、熱変形後のレンズの光学性能が劣化しないレンズユニット及びそれを備えた撮像モジュールを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the purpose thereof is a lens unit that is less affected by thermal deformation that occurs at high temperatures, such as reflow, and that does not deteriorate the optical performance of the lens after thermal deformation. An object is to provide an imaging module including the same.
本発明のレンズユニットは、上記課題を解決するために、鏡筒と、該鏡筒内に配置された複数のレンズと、該鏡筒内に配置され、該レンズのうち2枚のレンズと接しかつ上記2枚のレンズの間隔を一定にする位置決め部材とを備え、前記位置決め部材は、前記鏡筒に固定され、さらに、前記位置決め部材及び前記鏡筒は、非熱膨張性部材からなっていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a lens unit of the present invention is provided with a lens barrel, a plurality of lenses arranged in the lens barrel, and a lens barrel in contact with two of the lenses. And a positioning member that makes the interval between the two lenses constant, the positioning member is fixed to the lens barrel, and the positioning member and the lens barrel are made of a non-thermally expandable member. It is characterized by that.
上記の発明によれば、前記位置決め部材が、前記鏡筒に固定され、前記レンズのうち2枚のレンズと接しかつ上記2枚のレンズの間隔を一定にするため、該レンズの位置が決まる。これにより、各レンズの線膨張係数の違いを考慮しなくてよい。その結果、レンズ設計時に選択できるレンズ材料の種類が多くなり、設計の自由度が上がる。 According to the above invention, the positioning member is fixed to the lens barrel, is in contact with two of the lenses, and the distance between the two lenses is constant, so that the position of the lens is determined. Thereby, it is not necessary to consider the difference in the linear expansion coefficient of each lens. As a result, the number of types of lens materials that can be selected during lens design increases, and the degree of freedom in design increases.
また、前記位置決め部材及び前記鏡筒が、非熱膨張性部材からなっているため、リフロー時における該位置決め部材及び該鏡筒の熱変形を小さくすることができる。これにより、リフロー工程の前後において、レンズ間隔の変化を小さくすることができる。その結果、レンズの光学性能の劣化を防止することができる。 Moreover, since the positioning member and the lens barrel are made of a non-thermally expandable member, thermal deformation of the positioning member and the lens barrel during reflow can be reduced. Thereby, the change of a lens space | interval can be made small before and after a reflow process. As a result, deterioration of the optical performance of the lens can be prevented.
また、本発明のレンズユニットでは、前記鏡筒と前記位置決め部材とは一体成型されていることが好ましい。 In the lens unit of the present invention, it is preferable that the lens barrel and the positioning member are integrally formed.
これにより、前記レンズユニットの製造工程を簡略化することができる。その結果、前記レンズユニットの製造コストが低減し、さらに、該レンズユニットの品質向上を図ることができる。 Thereby, the manufacturing process of the lens unit can be simplified. As a result, the manufacturing cost of the lens unit can be reduced, and the quality of the lens unit can be improved.
また、本発明のレンズユニットでは、前記位置決め部材は、前記2枚のレンズにそれぞれ接する当接面を有していると共に、前記当接面は、互いに平行となっていることが好ましい。 In the lens unit according to the aspect of the invention, it is preferable that the positioning member has contact surfaces that contact the two lenses, and the contact surfaces are parallel to each other.
これにより、レンズ間に相対的なチルトが発生することを抑えることができる。その結果、リフロー工程の前後において、レンズ間隔の変化をより一層小さくすることができ、レンズの光学性能の劣化をより一層防止することができる。 Thereby, it is possible to suppress the occurrence of relative tilt between the lenses. As a result, the change in the lens interval can be further reduced before and after the reflow process, and the deterioration of the optical performance of the lens can be further prevented.
また、本発明のレンズユニットでは、前記当接面は、光軸を中心とする円錐における円錐側面の一部分となるように、光軸方向とは傾斜して形成されていることが好ましい。 In the lens unit according to the aspect of the invention, it is preferable that the contact surface is formed to be inclined with respect to the optical axis direction so as to be a part of a conical side surface of a cone having the optical axis as a center.
これにより、リフロー等の高温時において、前記レンズが光軸方向に熱変形した場合であっても、該レンズは、光軸をずらさない。その結果、本発明のレンズユニットは、リフロー工程の前後において、光軸のずれを防止することができる。 Thereby, even when the lens is thermally deformed in the optical axis direction at a high temperature such as reflow, the lens does not shift the optical axis. As a result, the lens unit of the present invention can prevent the optical axis from shifting before and after the reflow process.
また、本発明のレンズユニットでは、前記鏡筒と前記レンズとの間にクリアランスが設けられていることが好ましい。 In the lens unit of the present invention, it is preferable that a clearance is provided between the lens barrel and the lens.
これにより、前記レンズが熱変形しても、前記レンズが前記鏡筒の内径面に接触することがない。そして、前記レンズの熱変形によっても、該レンズと前記鏡筒との間に応力が発生することがない。その結果、レンズの変形、及び、鏡筒の変形を防止することができる。 Thereby, even if the lens is thermally deformed, the lens does not contact the inner diameter surface of the lens barrel. Further, no stress is generated between the lens and the lens barrel due to thermal deformation of the lens. As a result, deformation of the lens and deformation of the lens barrel can be prevented.
また、本発明のレンズユニットでは、前記クリアランスに、前記鏡筒と前記レンズとを固定する弾性部材が挿入されていることが好ましい。 In the lens unit of the present invention, it is preferable that an elastic member for fixing the lens barrel and the lens is inserted into the clearance.
これにより、前記弾性部材によって前記鏡筒と前記レンズとが固定されている。そして、前記弾性部材は、前記鏡筒と前記レンズとの緩衝層としての役割を果たしている。その結果、弾性部材がリフロー時の熱変形を吸収するので、レンズの変形、及び、鏡筒の変形を防止することができる。 Thereby, the lens barrel and the lens are fixed by the elastic member. The elastic member serves as a buffer layer between the lens barrel and the lens. As a result, since the elastic member absorbs thermal deformation during reflow, it is possible to prevent lens deformation and lens barrel deformation.
また、本発明のレンズユニットでは、前記非熱膨張性部材は、線膨張係数が1×10−5/℃以下であることが好ましい。 In the lens unit of the present invention, it is preferable that the non-thermally expandable member has a linear expansion coefficient of 1 × 10 −5 / ° C. or less.
これにより、前記位置決め部材及び前記鏡筒が線膨張係数の小さい材料からなっているので、高温時の熱変形の影響は小さい。その結果、リフロー工程の前後において、レンズ間隔の変化を確実に小さくすることができる。そして、レンズの光学性能の劣化を確実に防止することができる。 Thereby, since the positioning member and the lens barrel are made of a material having a small linear expansion coefficient, the influence of thermal deformation at a high temperature is small. As a result, the change in the lens interval can be reliably reduced before and after the reflow process. And deterioration of the optical performance of a lens can be prevented reliably.
また、本発明のレンズユニットでは、前記非熱膨張性部材は、液晶ポリマーを含有する材料であることが好ましい。 In the lens unit of the present invention, it is preferable that the non-thermally expandable member is a material containing a liquid crystal polymer.
これにより、液晶ポリマーは線膨張係数が小さいため、前記位置決め部材及び前記鏡筒が線膨張係数の小さい材料からなっていることになる。その結果、本発明のレンズユニットは、リフロー工程の前後において、熱変形の影響が小さい。 Thereby, since the liquid crystal polymer has a small coefficient of linear expansion, the positioning member and the lens barrel are made of a material having a small coefficient of linear expansion. As a result, the lens unit of the present invention is less affected by thermal deformation before and after the reflow process.
また、本発明のレンズユニットでは、前記レンズは、耐熱性を有する樹脂からなっていることが好ましい。 In the lens unit of the present invention, it is preferable that the lens is made of a heat-resistant resin.
これにより、前記レンズは、リフロー温度でも熱変形が小さくなる。その結果、リフロー工程の前後で、レンズ自体の光学性能の劣化を防止することができる。 As a result, the lens is less subject to thermal deformation even at the reflow temperature. As a result, deterioration of the optical performance of the lens itself can be prevented before and after the reflow process.
また、本発明の撮像モジュールは、前記レンズユニットと、撮像素子とを備えていることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the imaging module of the present invention includes the lens unit and an imaging element.
これにより、前記レンズユニットはレンズの光学性能の劣化を防止することができるので、前記レンズユニットを備えた撮像モジュールは、解像度等の光学性能の劣化が小さい。その結果、前記撮像モジュールの組立工程でのコストが低減し、製品の品質向上を図ることができる。 Thereby, since the lens unit can prevent the optical performance of the lens from being deteriorated, the image pickup module including the lens unit has little deterioration in the optical performance such as resolution. As a result, the cost in the assembly process of the imaging module can be reduced and the quality of the product can be improved.
本発明のレンズユニットは、以上のように、鏡筒と、該鏡筒内に配置された複数のレンズと、該鏡筒内に配置され、該レンズのうち2枚のレンズと接しかつ上記2枚のレンズの間隔を一定にする位置決め部材とを備え、前記位置決め部材は、前記鏡筒に固定され、さらに、前記位置決め部材及び前記鏡筒は、非熱膨張性部材からなっているものである。 As described above, the lens unit of the present invention has a lens barrel, a plurality of lenses arranged in the lens barrel, and is arranged in the lens barrel, in contact with two of the lenses, and the above 2 A positioning member that keeps the distance between the lenses constant, the positioning member is fixed to the lens barrel, and the positioning member and the lens barrel are made of a non-thermally expandable member. .
それゆえ、リフロー等の高温時に生じる熱変形による影響がより小さく、熱変形後のレンズの光学性能が劣化しないレンズユニット及びそれを備えた撮像モジュールを提供するという効果を奏する。 Therefore, there is an effect of providing a lens unit that is less affected by thermal deformation that occurs at a high temperature, such as reflow, and that does not deteriorate the optical performance of the lens after thermal deformation, and an imaging module that includes the lens unit.
〔実施の形態1〕
本発明の一実施形態について図1に基づいて説明すれば以下の通りである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
図1は、本発明の実施形態を示すものであり、撮像モジュール20の装置構成を説明する断面図である。図1において、撮像モジュール20は、主として、レンズユニット10、ベース6、IR(Infrared)カットフィルター7、撮像素子8を備えている。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view for explaining a device configuration of an
レンズユニット10は、第1のレンズ1、第2のレンズ2、鏡筒3、弾性部材4、絞り5、位置決め部材11を備えている。
The
レンズ1及びレンズ2は、特に限定されるものではないが、耐熱性を有する樹脂からなっていることが好ましい。ここで、耐熱性を有するとは、電子部品の実装工程で用いられる半田のリフロー工程において230℃以上、260℃以下で加熱した後、常温に戻した場合であっても、樹脂の性能が劣化しないことをいう。
The lens 1 and the
鏡筒3及び位置決め部材11は、レンズ1及びレンズ2を保持するためのものである。具体的には、レンズユニット10において、鏡筒3内にレンズ1及びレンズ2を配置し、鏡筒3に位置決め部材11を固定する。そして、レンズ1及びレンズ2を、位置決め部材11に接するように固定し、レンズ1及びレンズ2の位置を決める。鏡筒3は、ベース6に固定されている。
The
特に、位置決め部材11は、鏡筒3内に配置され、レンズ1及びレンズ2と接し、かつ、レンズ1及びレンズ2の間隔が一定になるようにレンズ1及びレンズ2を位置決めするためのものである。具体的には、位置決め部材11は、レンズ1及びレンズ2と接する当接面を有している。これにより、レンズ1及びレンズ2が、前記当接面において、位置決め部材11と当接して固定される。また、位置決め部材11は、レンズ1及びレンズ2が互いに接しないように、レンズ1及びレンズ2を位置決めする。ここで、レンズ1及びレンズ2と、位置決め部材11との固定方法は、特に限定されない。例えば、レンズ1及びレンズ2と、位置決め部材11とを、弾性部材4で固定する方法等が挙げられる。
In particular, the positioning
さらに、位置決め部材11及び鏡筒3は、非熱膨張性部材からなっているものである。ここで、非熱膨張性部材とは、線膨張係数が0/℃である完全非熱膨張部材だけでなく、線膨張係数が0/℃でなくても、線膨張係数が小さい低熱膨張部材も含む。つまり、非熱膨張性部材とは、熱膨張が大きくない部材を意味する。
Further, the positioning
また、非熱膨張性部材は、線膨張係数が1×10−5/℃以下であることが好ましい。線膨張係数が1×10−5/℃を超える場合、レンズ1及びレンズ2の材料によっては、リフロー工程の前後において、レンズの光学性能の劣化を生じるおそれがある。
Further, the non-thermally expandable member preferably has a linear expansion coefficient of 1 × 10 −5 / ° C. or less. When the linear expansion coefficient exceeds 1 × 10 −5 / ° C., the optical performance of the lens may be deteriorated before and after the reflow process depending on the materials of the lens 1 and the
非熱膨張性部材としては、例えば、液晶ポリマーを含有する材料(以下、「LCP:Liquid Crystal Polymer 材料」という)が挙げられる。LCP材料は、線膨張係数が小さい材料である。また、LCP材料は、耐熱温度が200℃以上であり、一般的に耐熱性が優れた材料として知られている。また、液晶ポリマーは、パラヒドロキシ安息香酸等を基本構造としている。 Examples of the non-thermally expandable member include a material containing a liquid crystal polymer (hereinafter referred to as “LCP: Liquid Crystal Polymer material”). The LCP material is a material having a small linear expansion coefficient. Further, the LCP material has a heat resistant temperature of 200 ° C. or higher, and is generally known as a material having excellent heat resistance. The liquid crystal polymer has a basic structure of parahydroxybenzoic acid or the like.
また、鏡筒3と位置決め部材11とは一体成型されていることが好ましい。鏡筒3と位置決め部材11とが一体成型されていない場合には、鏡筒3と位置決め部材11との固定方法は、特に限定されない。鏡筒3及び位置決め部材11の詳細については後述する。
Moreover, it is preferable that the
弾性部材4は、レンズ1及びレンズ2を、鏡筒3に接着固定するためのものである。また、弾性部材4は、レンズ1又はレンズ2と、鏡筒3との間に設けられているクリアランスに挿入されている。
The
絞り5は、被写体の像を、撮像素子8上の受光部に結像するためのものである。また、絞り5は、レンズ1の上面に固定されている。ここで、結像とは、1点(物点)から出た光が、ある光学系において反射・屈折を受けた後、再び1点(像点)で交わるように、物点から出た光の束が像点を通る光の束に変換されることをいう。
The
ベース6は、レンズユニット10を保持するためのものである。具体的には、鏡筒3とベース6とが固定されることにより、ベース6は、レンズユニット10を保持している。
The
IRカットフィルター7は、赤外光の波長を遮断するためのものである。IRカットフィルター7は、ベース6に固定されている。
The IR cut
撮像素子8は、結像した像を光電変換し、電気信号として出力するためのものである。撮像素子8は、ベース6に固定されている。また、撮像素子8には、受光部として、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサーやCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサーが搭載されている。ここで、撮像素子とは、半導体素子の製造技術を用いて集積回路化された光電変換素子のことをいう。
The
撮像モジュール20において、レンズユニット10は、被写体の像を、撮像素子8に結像する位置に調整した後、ベース6に固定されている。ここで、被写体の像は、光学構造体により形成され、絞り5を通り、レンズ1及びレンズ2を介して、撮像素子8上の受光部に結像する。そして、結像した像は、撮像素子8上の受光部で光電変換され、電気信号として出力され、図示しないDSP(Digital Signal Processor)等で画像に変換される。ここで、光学構造体は、被写体の像を形成する撮影光学系である。つまり、光学構造体は、被写体からの光を、撮像素子8に結像するための光学系である。
In the
次に、鏡筒3及び位置決め部材11の詳細について、具体的に説明する。位置決め部材11は、レンズ1側の面3aと、レンズ2側の面3bとが、平行に形成されている。また、レンズ1及びレンズ2は、レンズ1の位置決め部材11側のコバ面1aと、レンズ2の位置決め部材11側のコバ面2aとが、位置決め部材11に接するように固定されている。よって、レンズ1とレンズ2との間にチルトは発生しない。ここで、チルトとは、レンズ等の向きが上下に動くことをいう。また、コバ面とは、レンズ有効面以外の面のことをいう。
Next, details of the
また、本実施の形態では、位置決め部材11の間隔は、レンズ1とレンズ2とが、最良の像を得ることができる間隔に設定されている。このため、光学特性として良好な結果が得られ、撮像モジュール20は、解像度の高い画像を得ることができる。
In the present embodiment, the interval between the positioning
次に、リフロー工程に生じる熱変形による影響について説明する。本実施の形態では、位置決め部材11及び鏡筒3は非熱膨張性部材からなっているので、リフロー工程での高温時においても、熱変形が小さい。さらに、熱変形は、上記非熱膨張性部材の線膨張係数が小さい場合により小さくなるため、上記非熱膨張性部材は、線膨張係数が小さいことが好ましい。また、レンズ1及びレンズ2の線膨張係数が小さいことがより好ましい。
Next, the influence of thermal deformation that occurs in the reflow process will be described. In this embodiment, since the positioning
また、本実施の形態では、レンズ1及びレンズ2は、それぞれ位置決め部材11の面3a・3bに固定され、かつ、互いに接点を有さない。よって、レンズ1のコバ面1aとレンズ2のコバ面2aとが接することはないため、レンズ1とレンズ2との線膨張係数の違いを考慮しなくてよい。そのため、レンズ設計時に選択できるレンズの種類が多くなるため、設計の自由度が上がる。
Further, in the present embodiment, the lens 1 and the
また、本実施の形態において、鏡筒3及び位置決め部材11に非熱膨張性部材であるLCP材料を用いた場合には、LCP材料の線膨張係数は、レンズ1及びレンズ2に用いる材料の線膨張係数よりも小さくなる。これにより、鏡筒3及び位置決め部材11の熱変形は、レンズ1及びレンズ2の熱変形よりも小さくなる。その結果、リフロー工程の前後でレンズ1とレンズ2との間隔の変化が小さくなり、撮像モジュール20は、解像度の劣化を防ぐことができる。具体的には、LCP材料の線膨張係数は、1×10−5/℃以下であるため、リフロー工程での熱変形は、2μm以下となる。これにより、リフロー工程に生じる熱変形による影響は、特許文献1に示されるレンズユニットの1/5以下となる。
In the present embodiment, when the LCP material that is a non-thermally expandable member is used for the
また、リフロー工程に生じるレンズの周方向への熱変形については、レンズ1及びレンズ2と鏡筒3とが熱変形後にも接触しないように、レンズ1又はレンズ2と鏡筒3との間にクリアランスが設けられている。ここで、クリアランスの間隔は、特に限定されない。また、レンズ1及びレンズ2と鏡筒3とが熱変形後にも接触しないようにするには、クリアランスの間隔は、10〜50μmの範囲内であることが好ましい。
In addition, regarding the thermal deformation in the circumferential direction of the lens that occurs in the reflow process, the lens 1 or the
さらに、レンズ1及びレンズ2を鏡筒3に接着固定するために、上記クリアランスに弾性部材4が挿入されている。これにより、レンズ1及びレンズ2と、鏡筒3との、線膨張係数の違いによる熱変形量の違いは、解像度等に影響を与えない。
Further, in order to bond and fix the lens 1 and the
その結果、リフロー工程に投入しても光学特性が低下しない撮像モジュール20を提供することが可能となる。これにより、組立工程でのコストが低減し、製品の品質向上を図ることができる。
As a result, it is possible to provide the
なお、本実施の形態においては、レンズ1又はレンズ2と鏡筒3との間にクリアランスを設けて、上記クリアランスに弾性部材4が挿入されているが、必ずしもこれに限定されず、上記クリアランスを設けないことも可能である。また、本実施の形態においては、位置決め部材11は、面3aと面3bとが平行に形成されているが、必ずしもこれに限定されず、面3aと面3bとが平行に形成されていないとすることも可能である。また、本実施の形態においては、レンズユニット10を備えた撮像モジュール20について説明しているが、必ずしもこれに限定されず、例えば、レンズユニット10を備えた携帯電話用カメラ、車載カメラ等とすることも可能である。
In the present embodiment, a clearance is provided between the lens 1 or the
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について図2に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態において説明すること以外の構成は、前記実施の形態1と同じである。また、説明の便宜上、前記の実施の形態1の図面に示した部材と同一の機能を有する部材については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to FIG. Configurations other than those described in the present embodiment are the same as those in the first embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in the drawings of the first embodiment are given the same reference numerals, and explanation thereof is omitted.
図2は、本発明の実施形態を示すものであり、撮像モジュール40の装置構成を説明する断面図である。図2において、撮像モジュール40は、前記実施の形態1の撮像モジュール20の構成と比べて、位置決め部材31の形状が異なる。具体的には、撮像モジュール40は、位置決め部材31が、光軸9を中心とする円錐32・33における円錐側面の一部分となるように光軸方向とは傾斜して形成されている面3c・3dを有している。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an apparatus configuration of the
なお、光軸9は、図示しない光源から出射された光の光路を示している。そして、光軸9は、鏡筒3の中心軸と一致している。
The optical axis 9 indicates the optical path of light emitted from a light source (not shown). The optical axis 9 coincides with the central axis of the
図2において、撮像モジュール40は、主として、レンズユニット30、ベース6、IRカットフィルター7、撮像素子8を備えている。
In FIG. 2, the
レンズユニット30は、レンズ1、レンズ2、鏡筒3、弾性部材4、絞り5、位置決め部材31を備えている。
The
位置決め部材31は、レンズ1及びレンズ2を保持するためのものである。具体的には、鏡筒3内にレンズ1及びレンズ2を配置し、鏡筒3に位置決め部材31を固定する。そして、レンズ1及びレンズ2を、位置決め部材31に接するように配置し、レンズ1及びレンズ2の位置を決める。鏡筒3は、ベース6に固定されている。
The positioning
特に、位置決め部材31は、鏡筒3内に配置され、レンズ1及びレンズ2と接し、かつ、レンズ1及びレンズ2の間隔が一定になるようにレンズ1及びレンズ2を位置決めするためのものである。具体的には、位置決め部材31は、レンズ1及びレンズ2と接する当接面を有している。これにより、レンズ1及びレンズ2が、前記当接面において、位置決め部材31と当接して固定される。また、位置決め部材31は、レンズ1及びレンズ2が互いに接しないように、レンズ1及びレンズ2を位置決めする。ここで、レンズ1及びレンズ2と、位置決め部材31との固定方法は、特に限定されない。
In particular, the positioning
また、位置決め部材31とレンズ1及びレンズ2とが接する面は、単なる平面ではなく、光軸9を中心とする円錐32・33における円錐側面の一部分となるように光軸方向とは傾斜して形成されている面を有する面である。
Further, the surface where the positioning
位置決め部材31の詳細について、具体的に説明する。位置決め部材31は、光軸9を中心とする円錐32・33における円錐側面の一部分となるように光軸方向とは傾斜して形成されている面3c・3dを有している。ここで、レンズ1側は、面3cであり、レンズ2側は、面3dである。さらに、位置決め部材31のレンズ1側の面3eと、位置決め部材31のレンズ2側の面3fとが、平行である。
Details of the positioning
また、位置決め部材31の形状に合わせて、レンズ1は、リブ内壁部に、面3cと係合するコバ面1b、面3eと係合するコバ面1cを有している。レンズ2は、リブ内壁部に、面3dと係合するコバ面2b、面3fと係合するコバ面2cを有している。これにより、位置決め部材31が、レンズ1及びレンズ2の位置を決めている。ここで、リブとは、円錐のことをいう。
Further, in accordance with the shape of the positioning
また、本実施の形態では、位置決め部材31の間隔は、レンズ1とレンズ2とが、最良の像を得ることができる間隔に設定されている。このため、光学特性として良好な結果が得られ、撮像モジュール40は、解像度の高い画像を得ることができる。
In the present embodiment, the distance between the positioning
次に、リフロー工程に生じる熱変形による影響について説明する。本実施の形態では、位置決め部材31及び鏡筒3は非熱膨張性部材からなっているので、リフロー工程での高温時においても、熱変形が小さい。さらに、熱変形は、上記非熱膨張性部材の線膨張係数が小さい場合により小さくなるため、上記非熱膨張性部材は、線膨張係数が小さいことが好ましい。また、レンズ1及びレンズ2の線膨張係数が小さいことがより好ましい。
Next, the influence of thermal deformation that occurs in the reflow process will be described. In this embodiment, since the positioning
また、本実施の形態では、レンズ1及びレンズ2は、それぞれ位置決め部材31の面3c・3d・3e・3fに固定され、かつ、互いに接点を有さない。よって、レンズ1のコバ面1b・1cとレンズ2のコバ面2b・2cとが接することはないため、レンズ1とレンズ2との線膨張係数の違いを考慮しなくてよい。そのため、レンズ設計時に選択できるレンズの種類が多くなるため、設計の自由度が上がる。
In the present embodiment, the lens 1 and the
また、本実施の形態において、実施の形態1と同様に、鏡筒3及び位置決め部材31に非熱膨張性部材であるLCP材料を用いた場合には、LCP材料の線膨張係数は、レンズ1及びレンズ2に用いる材料の線膨張係数よりも小さい。これにより、鏡筒3及び位置決め部材31の熱変形は、レンズ1及びレンズ2の熱変形よりも小さく、リフロー工程の前後でレンズ1とレンズ2との間隔の変化が小さくなり、解像度の劣化を防ぐことができる。
In the present embodiment, similarly to the first embodiment, when an LCP material that is a non-thermally expandable member is used for the
また、リフロー工程に生じるレンズの周方向への熱変形については、レンズ1及びレンズ2と鏡筒3とが熱変形後にも接触しないように、レンズ1又はレンズ2と鏡筒3との間にクリアランスが設けられており、かつ、レンズ1及びレンズ2を鏡筒3に接着固定するために、上記クリアランスに弾性部材4が挿入されている。これにより、レンズ1及びレンズ2と、鏡筒3との、線膨張係数の違いによる熱変形量の違いは、解像度等に影響を与えない。
In addition, regarding the thermal deformation in the circumferential direction of the lens that occurs in the reflow process, the lens 1 or the
その結果、リフロー工程に投入しても光学特性が低下しない撮像モジュール40を提供することが可能となる。これにより、組立工程でのコストが低減し、製品の品質向上を図ることができる。
As a result, it is possible to provide the
なお、本実施の形態においては、位置決め部材31は、面3eと面3fとが平行に形成されているが、必ずしもこれに限定されず、面3eと面3fとが平行に形成されていないとすることも可能である。また、本実施の形態においては、レンズユニット30を備えた撮像モジュール40について説明しているが、必ずしもこれに限定されず、例えば、レンズユニット30を備えた携帯電話用カメラ、車載カメラ等とすることも可能である。
In the present embodiment, the positioning
このように、本発明のレンズユニットは、例えば、鏡筒と鏡筒内に配置された2枚以上のレンズと前記レンズのレンズ位置を位置決めするための位置決め部からなり、前記鏡筒と位置決め部は非弾性部材であるという構成であってもよい。 Thus, the lens unit of the present invention includes, for example, a lens barrel, two or more lenses arranged in the lens barrel, and a positioning unit for positioning the lens position of the lens, and the lens barrel and the positioning unit. The configuration may be a non-elastic member.
また、本発明のレンズユニットは、例えば、第1のレンズ及び第2のレンズが接する位置決め部の形状が、互いに平行な面で形成されるという構成であってもよい。 In addition, the lens unit of the present invention may have a configuration in which, for example, the shape of the positioning portion that is in contact with the first lens and the second lens is formed by surfaces parallel to each other.
また、本発明のレンズユニットは、例えば、第1のレンズ及び第2のレンズが接する位置決め部の形状が、光軸を中心とする円錐形状であってもよい。 In the lens unit of the present invention, for example, the shape of the positioning portion in contact with the first lens and the second lens may be a conical shape with the optical axis as the center.
また、本発明のレンズユニットは、例えば、第1のレンズと第2のレンズの最外周部と鏡筒の内径との間にクリアランスが設けられているという構成であってもよい。 Further, the lens unit of the present invention may have a configuration in which a clearance is provided between the outermost peripheral portions of the first lens and the second lens and the inner diameter of the lens barrel, for example.
また、本発明のレンズユニットは、例えば、前記クリアランスに弾性部材を挿入し、鏡筒と第1のレンズと第2のレンズを固定しているという構成であってもよい。 In addition, the lens unit of the present invention may have a configuration in which, for example, an elastic member is inserted into the clearance, and the lens barrel, the first lens, and the second lens are fixed.
また、本発明のレンズユニットは、例えば、前記非弾性部材は、線膨張係数が1×10−5/℃以下であるという構成であってもよい。 In the lens unit of the present invention, for example, the inelastic member may have a linear expansion coefficient of 1 × 10 −5 / ° C. or less.
また、本発明のレンズユニットは、例えば、第1のレンズと第2のレンズは、リフロー温度耐性のある材料を用いているという構成であってもよい。 In addition, the lens unit of the present invention may be configured such that, for example, the first lens and the second lens are made of a material having reflow temperature resistance.
また、本発明の撮像モジュールは、例えば、上記レンズユニットと撮像素子からなるという構成であってもよい。 In addition, the imaging module of the present invention may be configured to include, for example, the lens unit and an imaging element.
本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the embodiments can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. The form is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、リフロー工程で実装する場合においても、リフロー工程の前後で光学特性の劣化が小さい撮像モジュールに適用することができる。具体的には、撮像モジュールとして、例えば、デジタルカメラ、プロジェクター、携帯電話、パソコン(Personal Computer)、カーナビ(Car Navigation System)等の光学機器に利用することができる。 The present invention can be applied to an imaging module in which deterioration of optical characteristics is small before and after the reflow process even when mounted in the reflow process. Specifically, the imaging module can be used for optical devices such as a digital camera, a projector, a mobile phone, a personal computer, and a car navigation system.
1 レンズ
2 レンズ
3 鏡筒
3a 面(当接面)
3b 面(当接面)
3c 面(当接面)
3d 面(当接面)
3e 面(当接面)
3f 面(当接面)
4 弾性部材
5 絞り
6 ベース
7 IRカットフィルター
8 撮像素子
9 光軸
10 レンズユニット
11 位置決め部材
20 撮像モジュール
30 レンズユニット
31 位置決め部材
32 円錐
33 円錐
40 撮像モジュール
1
3b surface (contact surface)
3c surface (contact surface)
3d surface (contact surface)
3e surface (contact surface)
3f surface (contact surface)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記位置決め部材は、前記鏡筒に固定され、
さらに、前記位置決め部材及び前記鏡筒は、非熱膨張性部材からなっていることを特徴とするレンズユニット。 A lens barrel, a plurality of lenses disposed in the lens barrel, a positioning member disposed in the lens barrel and in contact with the two lenses of the lens and making the distance between the two lenses constant With
The positioning member is fixed to the barrel;
Furthermore, the positioning member and the lens barrel are made of a non-thermally expandable member.
前記当接面は、互いに平行となっていることを特徴とする請求項1または2に記載のレンズユニット。 The positioning member has contact surfaces in contact with the two lenses, respectively.
The lens unit according to claim 1, wherein the contact surfaces are parallel to each other.
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