JP2011232614A - 撮像レンズの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易に大量生産可能な撮像レンズを、鏡枠に対して精度よく固定できる撮像レンズユニットを提供する。
【解決手段】撮像レンズＯＵのレンズ総厚として、外側フランジ面間の間隔を管理することで、バックフォーカスのバラツキを抑えることができる。
【選択図】図２４

Description

本発明は、撮像レンズの製造方法に関し、特に小型で大量生産に好適な撮像レンズの製造方法に関する。

コンパクトで非常に薄型の撮像装置（以下、カメラモジュールとも称す）が、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等のコンパクトで、薄型の電子機器である携帯電話やＰＤＡなどの携帯端末に用いられている。これらの撮像装置に使用される撮像素子としては、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子が知られている。近年では撮像素子の高画素化が進んでおり、高解像、高性能化が図られてきている。

このような携帯端末に内蔵される撮像装置に用いられる撮像レンズの製造方法として、平行平板である数インチのガラス基板上にレプリカ法によってレンズ要素を同時に大量に成形し、これらのレンズ要素が多数形成されたガラス基板（レンズウェハ）をセンサウェハと組み合わせた後、切り離し、レンズモジュールを大量生産する手法が提案されている（特許文献１参照）。こうした製法によって製造されたレンズをウェハスケールレンズ、また、レンズモジュールをウェハスケールレンズモジュールと呼ぶ。

特開2010-054810号公報

ところで、一般的な撮像レンズにおいては、製造誤差によりレンズ芯厚が変化すると、バックフォーカスが変動する。しかるに、従来の比較的低画素で大型の固体撮像素子の場合、比較的ピント位置に鈍感であるため、単焦点の撮像レンズを用いたとしても、このバックフォーカスのバラツキの問題は特に顕在化していなかった。ところが、近年では撮像装置に使用される固体撮像素子のさらなる小型化が進み、VGAのイメージフォーマット（有効画素数６４０×４８０）のセンサでは、１／１０インチサイズ（画素ピッチ２．２μm）や１／１２インチサイズ（画素ピッチ１．７５μm）の固体撮像素子が製品化されている。このような固体撮像素子では、撮像レンズのバックフォーカスのバラツキの許容範囲が狭くなっており、高画質な画像を得るためには、撮像レンズのバックフォーカスに合わせて、撮像面との間隔を精度良く位置決めする必要が生じた。しかしながら、撮像レンズや固体撮像素子は極めて小さいので、組み付け時に撮像レンズと撮像面との間隔をいちいち調整することは製造工数の増大を招くこととなる。

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、大量生産が可能でありながら、バラツキの少ないバックフォーカスを与えることができる撮像レンズの製造方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の撮像レンズの製造方法は、光学面と外側フランジ面とが同一の金型から形成された第１のレンズと、光学面と外側フランジ面とが同一の金型から形成された第２のレンズを、前記外側フランジ面の一方が物体側を他方が像側を向くように配置し、
前記外側フランジ面同士の間隔を調整した後、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズを互いに連結することを特徴とする。

光学面と外側フランジ面とが同一の金型から形成されたレンズがある。ここで、「同一の金型」とは、成形時における型締め及び型開きの際に、一体的に移動し又は固定された金型全体を同一と定義し、複数の部品から形成されている金型（例えば金型にコアピンを挿入したもの）も含む。このようなレンズにおいて、光学面と外側フランジ面との光軸方向の相対位置は、金型の転写面により精度良く形成されているが、レンズの芯厚やフランジ厚は、成形毎に出来成りの値となる。このようなレンズを積層してなる撮像レンズのバックフォーカスは、個々のレンズの芯厚が変化すると、それに応じて変化するので、レンズの芯厚やフランジ厚がばらつく場合、バックフォーカスもばらつくこととなる。

これに対し、本発明者らは、複数のレンズ同士の対向する光学面間距離（レンズ間隔という）を調整することで、バックフォーカスを調整できないか試みた。ここで、レンズ間隔は、フランジ間の接着層の厚みにより変動するから、接着層の厚みを測定して管理すれば良いという考えもある。ところが、接着層の厚みは測定が難しく、量産品での管理は困難である。又、接着層の厚みの管理のみでは、バックフォーカスの厳密な管理は難しい。

そこで、本発明者らは鋭意研究の結果、接着層の厚みを管理する代わりに、レンズ総厚（最も物体側の光学面と最も像側の光学面との光軸方向距離）を管理することに思い至った。レンズ間隔の誤差は、（レンズ総厚誤差−第１レンズの芯厚誤差−第２レンズの芯厚誤差）で表せる。レンズ総厚を一定に管理すれば、例えばレンズの芯厚が厚くなった分、レンズ間隔は減少するので、これによりバックフォーカスの誤差分をキャンセルでき、またレンズ総厚の管理は接着層の厚みの管理よりも容易である。しかしながら、例えばレンズ総厚を機械的に管理しようとすると、光学面に治具等を直接当てることで光学面が傷つく恐れがあり、一方、レンズ総厚を光学的に管理しようとすると、光学測定装置が大がかりとなりコストの上昇を招く恐れがある。

これに対し本発明者らは、光学面と外側フランジ面とが同一の金型から形成された第１のレンズと、光学面と外側フランジ面とが同一の金型から形成された第２のレンズとを組み合わせてなる撮像レンズでは、ほぼ（レンズ総厚の誤差）＝（外側フランジ面間同士の間隔の誤差）であることに着目し、レンズ総厚の代わりに外側フランジ面間同士の間隔を管理することを特徴とする本発明をなしえたのである。本発明によれば、バックフォーカスのバラツキを良好に抑えるというレンズ総厚を管理するのと同じ効果を発揮し、しかも外側フランジ面は傷等が付着しても光学性能に影響が少ないので、治具等を直接当接できて取り扱い性にも優れるという効果をも発揮できる。特に、外側フランジ面が光軸に直交していると、外側フランジ面同士の間隔の管理が更に容易である。

請求項２に記載の撮像レンズの製造方法は、請求項１に記載の発明において、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズにおいて、前記外側フランジ面の裏面である内側フランジ面同士を、密着させないことを特徴とする。これにより、外側フランジ面同士の間隔を任意に調整できる。

請求項３に記載の撮像レンズの製造方法は、請求項１又は２に記載の発明において、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズにおいて、前記外側フランジ面の裏面である内側フランジ面同士の間に、接着層を形成することを特徴とする。調整後に内側フランジ面同士を接着することで、外側フランジ面同士の間隔を固定できる。

請求項４に記載の撮像レンズの製造方法は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズにおける前記外側フランジ面をそれぞれ保持する治具を、互いに当接させることで、前記外側フランジ面同士の間隔を調整することを特徴とする。これにより、外側フランジ面同士の間隔を容易に調整できる。

請求項５に記載の撮像レンズの製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記第１のレンズにおける前記外側フランジ面を共通として複数の前記光学面を備えた第１のレンズアレイと、前記第２のレンズにおける前記外側フランジ面を共通として複数の前記光学面を備えた第２のレンズアレイとを成形し、前記外側フランジ面の一方が物体側を他方が像側を向くように配置して、前記外側フランジ面同士の間隔を調整した後に前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとを接着し、更に、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズ毎に切断することで前記撮像レンズを製造することを特徴とする。これにより、撮像レンズの大量生産が可能である。

本発明によれば、大量生産が可能でありながら、バラツキの少ないバックフォーカスを与えることができる撮像レンズの製造方法を提供することができる。

金型を用いた撮像レンズの成形工程を示す図である。 金型を用いた撮像レンズの成形工程を示す図である。 金型を用いた撮像レンズの成形工程を示す図である。 第１ガラスレンズアレイＩＭ１の表側の斜視図である。 第１ガラスレンズアレイＩＭ１の裏側の斜視図である。 第２ガラスレンズアレイＩＭ２の表側の斜視図である。 第２ガラスレンズアレイＩＭ２の裏側の斜視図である。 第１ガラスレンズアレイＩＭ１又は第２ガラスレンズアレイＩＭ２の裏面を保持する治具ＪＺの一部を示す図である。 第３ガラスレンズアレイＩＭ３を形成する工程を示す図である。 第３ガラスレンズアレイＩＭ３を形成する工程を示す図である。 第３ガラスレンズアレイＩＭ３を形成する工程を示す図である。 第３ガラスレンズアレイＩＭ３から得られた撮像レンズユニットの斜視図である。 鏡枠の成形工程を示す図である。 鏡枠４０を図１３の矢印XIV方向に見た図である。 図１４の鏡枠４０をXV-XV線で切断して矢印方向に見た図である。 開口４３の拡大断面図である。 鏡枠４０の組み付け工程を示す図である。 図１４の鏡枠に撮像レンズＯＵとＩＲカットフィルタＦとを組み付けた状態でXVIII-XVIII線で切断して矢印方向に見た図である。 鏡枠４０を軸線方向に見た図である。 本実施の形態にかかる撮像レンズ及び鏡枠を使用した撮像装置５０の斜視図である。 図２０の構成を矢印XXI-XXI線で切断して矢印方向に見た断面図である 撮像装置５０をデジタル機器である携帯端末としての携帯電話機１００に装備した状態を示す図である。 携帯電話機１００の制御ブロック図である。 実施例の撮像レンズの断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。まず、撮像レンズの製造について、図１〜３を用いて説明する。尚、図中、４は金型１２，２２の端部を覆う底板であり、５はコア１３，２３の突き出し量を調整する為のスペーサである。図１において、まずコア２３を上端に取り付けたコア支持部材２１を４つの開口２２ａ内にそれぞれ組み付けた下金型２２を、ガラスを加熱溶融させた貯蔵部（不図示）に連通する白金ノズルＮＺの下方に位置させ、白金ノズルＮＺから溶融したガラスＧＬの液滴を、複数の成形面から等距離の位置に向けて上面２２ｂ上に一括滴下させる。かかる状態では、ガラスＧＬの粘度は低いので、落下したガラスＧＬは、上面２２ｂ上に広がり、コア２３の転写面２３ａ内に容易に進入してその形状を転写すると共に、溝２２ｅの形状も精度良く転写する。

次いで、ガラスＧＬが冷却する前に、コア１３を下端に取り付けたコア支持部材１１を４つの開口１２ａ内にそれぞれ組み付けた上金型１２の下方で対向する位置まで、下金型２２を接近させ、不図示の位置決めガイドを用いて上金型１２に整合させる。更に図２に示すように、上金型１２と下金型２２とを接近させて成形を行う。これにより、コア１３の転写面１３ａ（ここでは凸形状）の形状を転写する。尚、転写面１３ａの周囲には浅い円形段部が形成されているので、これも同時に転写する。このとき、上金型１２の下面１２ｂと下金型２２の上面２２ｂとが、所定の距離で離間するように保持してガラスＧＬを冷却させる。ガラスＧＬは、周囲に回り込んでテーパ部２２ｇを覆った状態で固化する。

その後、図３に示すように上金型１２と下金型２２とを離間させ、ガラスＧＬを取り出すことで、第１ガラスレンズアレイＩＭ１が形成される。同様にして別な金型により、第２ガラスレンズアレイＩＭ２を形成できる。図４は、第１ガラスレンズアレイＩＭ１の表側の斜視図であり、図５は裏側の斜視図である。

図４，５に示すように、第１ガラスレンズアレイＩＭ１は、全体として円盤形状であって、上金型１２の下面１２ｂにより転写成形された高精度な平面である表面（内側フランジ面）ＩＭ１ａと、表面ＩＭ１ａに同じ金型の転写面１３ａにより転写形成された４つの凹状光学面ＩＭ１ｂと、その周囲で円形段部により転写された浅い円形溝ＩＭ１ｃとを有する。この円形溝ＩＭ１ｃは、後述する遮光部材ＳＨを収容するためのものである。

また、第１ガラスレンズアレイＩＭ１は、下金型２２の上面２２ｂにより転写成形された高精度な平面である裏面（外側フランジ面）ＩＭ１ｄと、裏面ＩＭ１ｄに転写面２３ａにより転写形成された４つの凸状光学面ＩＭ１ｅと、溝２２ｅにより転写形成された凸部ＩＭ１ｆとを有する。尚、方向を示す凸状マークＩＭ１ｇを同時に形成しても良い。光学面ＩＭ１ｂと光学面ＩＭ１ｅとで、第１レンズ部Ｌ１を構成する。尚、凸部ＩＭ１ｆは、第１レンズ部Ｌ１の光軸に対して平行であり、ｘ方向に対向する第１基準面部ＩＭ１ｘと、ｙ方向に対向する第２基準面部ＩＭ１ｙとで構成されている。裏面ＩＭ１ｄが第１傾き基準面を構成し、第１基準面部ＩＭ１ｘと第２基準面部ＩＭ１ｙとで第１シフト基準面が構成されている。

図６は、別な金型により転写形成される第２ガラスレンズアレイＩＭ２の表側の斜視図であり、図７は裏側の斜視図である。第１ガラスレンズアレイと同様に成形された第２ガラスレンズアレイＩＭ２は、図６，７に示すように、全体として円盤形状であって、不図示の金型により転写成形された高精度な平面である表面（内側フランジ面）ＩＭ２ａと、表面ＩＭ２ａに同じ金型の転写面により転写形成された４つの凹状光学面ＩＭ２ｂを有する。尚、第２ガラスレンズアレイＩＭ２では、後述する遮光部材ＳＨを収容するために用いる光学面ＩＭ２ｂの周囲における浅い溝は省略しているが、これを設けても良い。

また、第２ガラスレンズアレイＩＭ２は、不図示の金型により転写成形された高精度な平面である裏面（外側フランジ面）ＩＭ２ｄと、裏面ＩＭ２ｄに転写形成された４つの凸状光学面ＩＭ２ｅと、凸部ＩＭ２ｆとを有する。尚、方向を示す凸状マークＩＭ２ｇを同時に形成しても良い。光学面ＩＭ２ｂと光学面ＩＭ２ｅとで、第２レンズ部Ｌ２を構成する。尚、凸部ＩＭ２ｆは、第２レンズ部Ｌ２の光軸に対して平行であり、ｘ方向に対向する第３基準面部ＩＭ２ｘと、ｙ方向に対向する第４基準面部ＩＭ２ｙとを有する。裏面ＩＭ２ｄが第２傾き基準面を構成し、第３基準面部ＩＭ２ｘと第４基準面部ＩＭ２ｙが第２シフト基準面を構成する。

次に、第１ガラスレンズアレイＩＭ１と第２ガラスレンズアレイＩＭ２とを貼り合わせて、第３ガラスレンズアレイＩＭ３を形成する工程を説明する。図８は、第１ガラスレンズアレイＩＭ１又は第２ガラスレンズアレイＩＭ２の裏面を保持する治具ＪＺの一部を示す図である。図８において、治具ＪＺの円径の端面は、十字型に切り込まれている。即ち、治具ＪＺの端面には、一様な高さの４つのランド部ＪＺａが形成されており、その端面ＪＺｂは平面となっており、また端面ＪＺｂには、不図示の負圧源に連通する吸引孔ＪＺｃが形成されている。ランド部ＪＺａは、切り込まれた部位に、ｘ方向に対向する基準保持面ＪＺｘとｙ方向に対向する基準保持面ＪＺｙとを有する。更に、治具ＪＺは、保持するガラスレンズアレイをｘ方向に付勢するバネＳＰｘ（簡略図示）と、ｙ方向に付勢するバネＳＰｙ（簡略図示）とを有する。尚、図８では図示していないが、ランド部ＪＺａの半径方向外方において、第１ガラスレンズアレイＩＭ１又は第２ガラスレンズアレイＩＭ２を囲うように形成された外側円筒部ＪＺｏ（図９参照）を、治具ＪＺは一体的に形成している。

ここでは第２ガラスレンズアレイＩＭ２を鉛直に抗して保持するものとする。治具ＪＺの天地を逆にして、吸引孔ＪＺｃから空気を吸引しながら、ランド部ＪＺａの端面ＪＺｂを第２ガラスレンズアレイＩＭ２の裏面ＩＭ２ｄに突き当てる。このとき、治具ＪＺのランド部ＪＺａの端面ＪＺｂが裏面ＩＭ２ｄに密着することで、治具ＪＺに対する第２ガラスレンズアレイＩＭ２の傾きを精度良く設定できる。又、バネＳＰｘに付勢されることで、ランド部ＪＺａの基準保持面ＪＺｘが第３基準面部ＩＭ２ｘに当接し、且つバネＳＰｙに付勢されることで、基準保持面ＪＺｙが第４基準面部ＩＭ２ｙに当接する。このときマークＩＭ２ｇは、第３基準面部ＩＭ２ｘと第４基準面部ＩＭ２ｙの位置がいずれかを示す指標となる。これにより治具ＪＺに対する第２ガラスレンズアレイＩＭ２のｘｙ方向の位置決めを精度良く行える。第３基準面部ＩＭ２ｘと第４基準面部ＩＭ２ｙが、それぞれレンズ部を挟んで両側に形成されているので、長いスパンを有効に利用して高精度な位置決めを行える。

同様にして、別の治具ＪＺにより第１ガラスレンズアレイＩＭ１の裏面ＩＭ１ｄを、傾き方向及びｘｙ方向に精度良く保持することができる。即ち、治具ＪＺのランド部ＪＺａの端面ＪＺｂが裏面ＩＭ１ｄに密着することで、治具ＪＺに対する第１ガラスレンズアレイＩＭ１の傾きを精度良く設定できる。又、バネＳＰｘに付勢されることで、ランド部ＪＺａの基準保持面ＪＺｘが第１基準面部ＩＭ１ｘに当接し、且つバネＳＰｙに付勢されることで、基準保持面ＪＺｙが第２基準面部ＩＭ１ｙに当接する。このときマーク（第１マーク）ＩＭ１ｇは、第１基準面部ＩＭ１ｘと第２基準面部ＩＭ１ｙの位置がいずれかを示す指標となる。以上により２つの治具ＪＺの相対位置を精度良く決めることで、第１ガラスレンズアレイＩＭ１と第２ガラスレンズアレイＩＭ２の位置決めを精度良く行うことができる。

図９に示すように、各治具ＪＺの外側円筒部ＪＺｏの端面は、吸着面であるランド部ＪＺａの端面ＪＺｂよりも、長さΔ（治具毎に異ならせても良い）だけ光軸方向に突き出している。上述のようにして治具ＪＺのランド部ＪＺａにより精度良く保持した第１ガラスレンズアレイＩＭ１の表面ＩＭ１ａと、別の治具ＪＺのランド部ＪＺａにより精度良く保持した第２ガラスレンズアレイＩＭ２の表面ＩＭ２ａとを対向させ、両者間に４つのドーナツ板状の遮光部材ＳＨを配置した上で接近させる。すると、図１０に示すように、まず２つの治具ＪＺの外側円筒部ＪＺｏの端面同士が当接し合う。かかる状態では、第１ガラスレンズアレイＩＭ１の裏面ＩＭ１ｄと、第２ガラスレンズアレイＩＭ２の表面ＩＭ２ｄとが当接することなく、所定の間隔（長さΔ及びガラスレンズアレイの厚さで決まる値）で保持されることとなる。その後、治具ＪＺに形成された不図示の孔からノズルＮＺＬを差し込んで、第１ガラスレンズアレイＩＭ１と第２ガラスレンズアレイＩＭ２の間に、ノズルＮＺＬの先端から接着剤ＢＤを吐出させ、その固化を待つ。接着剤ＢＤが固化して所定の厚さの接着層が形成されると共に、円形の溝ＩＭ１ｃに遮光部材ＳＨが嵌合して固定される。これにより、第１ガラスレンズアレイＩＭ１と第２ガラスレンズアレイＩＭ２とを貼り合わせた第３ガラスレンズアレイＩＭ３が形成される。

その後、上方の治具ＪＺの吸引を停止し、且つ離間させることで、下方の治具ＪＺに保持された第３ガラスレンズアレイＩＭ３を取り出すことができるので、図１１に示すように、ダイシングブレードＤＢにより、第３ガラスレンズアレイＩＭ３を切断して、図１２に示すような撮像レンズＯＵを得ることができる。撮像レンズＯＵは、光学面Ｓ１，Ｓ２を有する第１レンズＬ１と、光学面Ｓ３，Ｓ４を有する第２レンズＬ２と、第１レンズＬ１の周囲の矩形板状フランジ部Ｆ１（第１ガラスレンズＩＭ１の面ＩＭ１ａ、ＩＭ１ｄの一部で構成）と、第２レンズＬ２の周囲の矩形板状フランジ部Ｆ２（第２ガラスレンズＩＭ２の面ＩＭ２ａ、ＩＭ２ｄの一部で構成）と、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間に配置された遮光部材ＳＨとを有する。本実施の形態によれば、レンズＬ１、Ｌ２の光学面Ｓ１〜Ｓ４に対し、フランジ部Ｆ１，Ｆ２の光軸直交度及び光軸方向位置は精度良く形成されている。又、フランジ部Ｆ１，Ｆ２において、物体側と像側を向いた外側フランジ面同士の間隔を管理することで、撮像レンズＯＵの総厚のバラツキを抑えている。

図１３は、鏡枠の成形工程を示す図である。鏡枠４０の外周面は、中空角筒状の上型Ｍ１から形成され、鏡枠４０の内周面は、角柱状の下型Ｍ２から形成される。ここで、下型Ｍ２の外周面下部には、図１３に示すようにテーパ面ＴＰが形成され、かかるテーパ面の表面は、ショットブラスト処理により面粗度が悪くなっている。

上型Ｍ１と下型Ｍ２とを型締めした上で、その内部空間に樹脂を射出成形することで、鏡枠４０が形成される。テーパ面ＴＰが抜き勾配を持つため、成形は比較的容易である。鏡枠４０は、周壁４１と、周壁４１の一端を閉止する頂壁４２と、頂壁４２の中央に形成された円形開口４３とを有する。周壁４１の内周面の頂壁４２側は軸線に略平行な面４１ａとなっており、周壁４１の内周面の開放端側は、粗し面としてのテーパ面４１ｂとなっている。このテーパ面４１ｂには、下型Ｍ２のテーパ面ＴＰの表面形状が転写され、面粗度が悪くなっている。周壁４１の下端には、ＩＲカットフィルタＦを固定するための段部４１ｃが内周全周に形成されている。このように金型を用いて一度の成形で鏡枠４０を形成しているので、後述する当接部４２ａと周壁４１の端面との距離、及び周壁４１に対する開口４３の位置は精度良く形成されている。

図１４は、鏡枠４０を図１３の矢印XIV方向に見た図である。図１５は、図１４の鏡枠４０をXV-XV線で切断して矢印方向に見た図である。図１４，１５に示すように、鏡枠４０の頂壁４２の内面には、開口４３を取り巻くようにして一段盛り上がった輪帯状の当接部（第１当接部）４２ａが形成されている。従って、当接部４２ａと周壁４１との間は、一段下がった（物体側に寄った）頂壁４２の内面であって外側が矩形で内側が円形の平面であり、ここが接着剤の捕獲部４２ｂとなる。更に、周壁４１の段部４１ｃの角部には、対角線上に切欠としての窪み（連通部ともいう）４１ｄが形成されている。

図１６は、頂壁４２の開口４３の断面を、レンズＬ１と共に拡大して示す断面図である。図１６において、第２当接部である開口４３は頂壁４２の内面に隣接して、外方に向かうにつれて縮径するテーパ面４３ａを有している。テーパ面４３ａは、ここではレンズＬ１の凸レンズ面であるＳ１面よりも傾斜がきつく、光軸方向断面上、テーパ面４３ａは、レンズＬ１のＳ１面と接した場合、レンズＬ１のＳ１面に対して一点Ｐで接するようになっている。そして点Ｐを通過するテーパ面４３ａの内径が、点Ｐを通過するＳ１面の外径より僅かに大きく（例えば、１μｍ〜１０μｍ大きく）なるように寸法管理されている。なお、テーパ面４３ａは光軸方向断面上において、レンズＬ１のＳ１面よりも傾斜がきつくなっているのが望ましいが、レンズＬ１のＳ１面に対して一点Ｐで接するようになっていれば傾斜が緩くても良い。

次に、鏡枠４０に、撮像レンズＯＵと、撮像レンズユニットの一部を構成するＩＲカットフィルタＦとを組み付ける工程を説明する。図１７は、鏡枠４０の組み付け工程を示す図である。まず図１７（ａ）に示すように、周壁４１の開放端が上方を向くように鏡枠４０を固定し、その内周面の四隅（全周でも良い）にチューブ状の接着剤塗布部材ＴＢを介して接着剤ＢＤを塗布する。続いて、図１７（ｂ）に示すように、鏡枠４０の上方から撮像レンズＯＵを挿入し、押し治具ＰＺを用いて、撮像レンズＯＵのＳ４面を鏡枠４０の頂壁４２に向かって押圧する。押し治具ＰＺはＳ４面の周囲にのみ当接し、光軸付近には当接しない形状であるため、光軸の傾きを抑えつつ安定して撮像レンズＯＵを押圧することができる。

このとき最初に、撮像レンズＯＵのレンズＬ１のＳ１面が、開口４３のテーパ面４３ａに当接する。図１６を参照して、レンズＬ１の光学面曲面であるＳ１面がテーパ面４３ａに押圧されると、光軸直交方向に反力ｆ（ここでは半径方向成分のみを示す）を受けるので、この反力ｆを利用して（すなわちテーパ面４３ａのガイド機能により）、撮像レンズＯＵを光軸直交方向に移動し、光軸直交方向における撮像レンズＯＵと鏡枠４０との位置決めを、管理された僅かなガタの範囲内（すなわち、前述した点Ｐを通過するテーパ面４３ａの内径と、点Ｐを通過するＳ１面の外径との差で生じるガタの範囲内）で精度良く行うことができる。最終的には、撮像レンズＯＵの第１レンズＬ１のフランジ部Ｆ１が、鏡枠４０の頂壁４２に形成された当接部４２ａに当接して底付きした状態になるので、これにより光軸方向における撮像レンズＯＵと鏡枠４０との位置決めを精度良く行うことができる。なお、鏡枠４０の上方から撮像レンズＯＵを挿入する際、撮像レンズＯＵの光軸と開口４３の光軸とのずれが管理された僅かなガタよりも小さい場合は、撮像レンズＯＵのレンズＬ１のＳ１面と開口４３のテーパ面４３ａは当接しない。

撮像レンズＯＵは、そのフランジ部外周面により接着剤ＢＤを掻き取りながら鏡枠４０の内部へと進入する。本実施の形態によれば、撮像レンズＯＵのフランジ部Ｆ１，Ｆ２と、鏡枠４０の周壁４１との間に比較的大きな隙間があるので、この間に接着剤ＢＤを充填して撮像レンズＯＵと鏡枠４０とを強固に固着できる。又、例え接着剤ＢＤの塗布量が所定量よりも少し多くても、当接部４２ａと周壁４１との間に形成された捕獲部４２ｂが接着剤溜まりとなり、接着剤ＢＤが当接部４２ａに乗り上げたり、更に乗り越えて光学面を汚染することがないように捕獲することができる。尚、撮像レンズＯＵのフランジ部と鏡枠４０は、共に角筒状であるので、図１８を参照すると、鏡枠４０における対角方向の隙間Δが比較的大きくなっており、よって四隅に塗布する接着剤ＢＤの捕獲に有利である。接着剤ＢＤが固化するまで、押し治具ＰＺを用いて撮像レンズＯＵを押圧し続ける。

その後、図１７（ｃ）に示すように、鏡枠４０の周壁４１の段部４１ｃに、光学素子としての矩形板状平行平板であるＩＲカットフィルタＦを接着するが、図１９に示すように、接着剤ＢＤは、対角線上にある窪み４１ｄを避けるようにして段部４１ｃに塗布する。後工程で、不図示の基板と共にリフロー炉を通過させて、鏡枠４０に撮像素子を実装するが、このとき、加熱された鏡枠４０の内部の空気が膨張しても、図１５の矢印で示すように、窪み４１ｄを通過して外部にエスケープするので、鏡枠４０等の破壊を抑制できる。又、窪み４１ｄは対角線上に２カ所設けられているので、組み付け時にＩＲカットフィルタＦが一方に片寄ってしまっても、残りの窪み４１ｄを介して空気を逃がすことができる。本実施の形態によれば、特に撮像レンズの接着強度確保のため、フランジ部全周を接着封止する構造にした場合にも、空気のエスケープを確保できる。なお、窪み４１ｄは対角線上に限らず段部４１ｃの対向する辺の一部にもうけるようにしても良い。

図２０は、本実施の形態にかかる撮像レンズ及び鏡枠で構成される撮像レンズユニットを使用した撮像装置５０の斜視図であり、図２１は、図２０の構成を矢印XXI-XXI線で切断して矢印方向に見た断面図である。図２０に示すように、撮像装置５０は、光電変換部５１ａを有する固体撮像素子としてのＣＭＯＳ型イメージセンサ５１と、このイメージセンサ５１の光電変換部５１ａに被写体像を撮像させる撮像レンズＯＵと、イメージセンサ５１を保持すると共にその電気信号の送受を行う外部接続用端子（不図示）を有する基板５２とを備え、これらが一体的に形成されている。

上記イメージセンサ５１は、その受光側の平面の中央部に、画素（光電変換素子）が２次元的に配置された、受光部としての光電変換部５１ａが形成されており、不図示の信号処理回路に接続されている。かかる信号処理回路は、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このデジタル信号を用いて画像信号出力を形成する信号処理部等から構成されている。また、イメージセンサ５１の受光側の平面の外縁近傍には、多数のパッド（図示略）が配置されており、不図示のワイヤを介して基板５２に接続されている。イメージセンサ５１は、光電変換部５１ａからの信号電荷をデジタルＹＵＶ信号等の画像信号等に変換し、ワイヤ（不図示）を介して基板５２上の所定の回路に出力する。ここで、Ｙは輝度信号、Ｕ（＝Ｒ−Ｙ）は赤と輝度信号との色差信号、Ｖ（＝Ｂ−Ｙ）は青と輝度信号との色差信号である。なお、固体撮像素子は上記ＣＭＯＳ型のイメージセンサに限定されるものではなく、ＣＣＤ等の他のものを使用しても良い。

イメージセンサ５１を支持する基板５２は、不図示の配線により、イメージセンサ５１に対して通信可能に接続されている。

基板５２は、不図示の外部接続用端子を介して外部回路（例えば、撮像装置を実装した携帯端末の上位装置が有する制御回路）と接続し、外部回路からイメージセンサ５１を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けたり、また、デジタルＹＵＶ信号を外部回路へ出力したりすることを可能とする。

イメージセンサ５１の上部は、図示しないカバーガラスで封止され、その上方には第２レンズL２との間にIRカットフィルタＦが配置されている。中空角筒状の鏡枠４０は下部が開放しているが、上部は頂壁４２で覆われている。頂壁４２の中央には開口４３が形成されている。鏡枠４０内に撮像レンズＯＵが配置されている。

撮像レンズＯＵは、物体側（図２１で上方）より順に、鏡枠の開口縁が機能する開口絞り、第１レンズ部Ｌ１，不要光を遮光する遮光部材ＳＨ、第２レンズ部Ｌ２を有する。上述したように第１レンズ部Ｌ１、第２レンズ部Ｌ２はガラス製であるので光学特性に優れる。本実施の形態では、撮像レンズＯＵのフランジ部と鏡枠４０の当接部４２ａとを当接させることで、撮像レンズＯＵの光軸方向における位置決めを実現でき、また撮像レンズＯＵの光学面Ｓ１の全周の一部を、鏡枠４０の開口４３のテーパ面４３ａに当接させることで、撮像レンズＯＵの光軸交差方向における位置決めを実現できるので、鏡枠４０を基板５２上に載置するだけで、撮像レンズＯＵの焦点位置にイメージセンサ５１の受光面を精度良く位置決めすることができる。更に、鏡枠４０のテーパ面４１ｂが粗し面となっており、少なくとも像側レンズＬ２のＳ４面を覆う範囲に形成されているため、鏡枠４０と撮像レンズＯＵとの間に隙間が大きく生じても、有効にゴーストを抑制できる。尚、粗し面は周壁４１の内周面全体に設けても良い。

次に、上述した撮像装置５０の使用態様について説明する。図２２は、撮像装置５０をデジタル機器である携帯端末としての携帯電話機１００に装備した状態を示す図である。また、図２３は携帯電話機１００の制御ブロック図である。

撮像装置５０は、例えば、撮像レンズＯＵの物体側端面が携帯電話機１００の背面（液晶表示部側を正面とする）に設けられ、液晶表示部の下方に相当する位置になるよう配設される。

撮像装置５０の外部接続用端子（不図示）は、携帯電話機１００の制御部１０１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１０１側に出力する。

一方、携帯電話機１００は、図２３に示すように、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１０１と、番号等をキーにより支持入力するための入力部６０と、撮像した画像や映像等を表示する表示部７０と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部８０と、携帯電話機１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１０１によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像装置５０による撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる一時記憶部（ＲＡＭ）９２とを備えている。

携帯電話機１００を把持する撮影者が、被写体に対して撮像装置５０の撮像レンズＯＵを向けると、イメージセンサ５１に静止画又は動画の画像信号が取り込まれる。所望のシャッタチャンスで、図２２に示すボタンＢＴを撮影者が押すことでレリーズが行われ、画像信号が撮像装置５０に取り込まれることとなる。撮像装置５０から入力された画像信号は、上記携帯電話機１００の制御系に送信され、記憶部９２に記憶されたり、或いは表示部７０で表示され、さらには、無線通信部８０を介して映像情報として外部に送信されることとなる。

本発明者らは、実際に撮像レンズを設計し、バックフォーカスに与える影響について検討した。図２４は、設計したレンズの断面図であり、物体側から、開口絞りＳ、レンズｌ１，レンズＬ２からなる。ＩＭは固体撮像素子の撮像面である。表１は、設計した撮像レンズのレンズデータである。ここで使用する記号は下記の通りである。
FL：撮像レンズ全系の焦点距離
Fno：Fナンバー
ｒ：曲率半径
ｄ：軸上面間隔
nd：レンズ材料のd線に対する屈折率
vd：レンズ材料のd線に対するアッベ数
また、有効半径の後に「＊」と記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の数１式で表す。

但し、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数（ｉ＝３，４，５，６，・・・・２０）
Ｒ（レンズデータ表ではｒ）：曲率半径
Ｋ：円錐定数
また、非球面係数において、１０のべき乗数（例えば２．５×１０^-02）をＥ（例えば２．５Ｅ−０２）を用いて表している。

（表１）
SURF DATA
NUM. r d nd vd
OBJ INFINITY 1000.0000
STO INFINITY 0.0500
2 INFINITY -0.1700
3* 0.9400 0.7200 1.58313 59.44
4* 1.6900 0.6400
5* -7.7600 1.2200 1.58313 59.44
6* -1e+018 0.6623
IMG INFINITY 0.0038

ASPHERICAL SURFACE
3、K=-7.90500e+000,A4=1.08300e+000,A6=-1.43200e+000,A8=-2.91200e+000,A10=2.88600e+000,A12=1.63100e+002,A14=-6.75800e+002,A16=7.92700e+002,A18=0.00000e+000,A20=0.00000e+000
4
K=-5.36900e+000,A4=3.09300e-001,A6=4.33000e-001,A8=3.78100e+000,A10=-2.31500e+001,A12=1.10900e+001,A14=2.78400e+002,A16=-5.20000e+002,A18=0.00000e+000,A20=0.00000e+000
5
K=3.93500e+001,A4=-1.73600e-001,A6=-1.13000e+000,A8=4.67400e+000,A10=-8.60900e+000,A12=-9.99000e+000,A14=8.08800e+001,A16=-2.09700e+002,A18=2.98300e+002,A20=-1.93000e+002
6
K=-3.82900e+001,A4=-4.83200e-002,A6=-1.01500e-001,A8=8.81300e-002,A10=-3.52400e-002,A12=-3.73000e-004,A14=-3.55700e-003,A16=5.39700e-003,A18=-1.17700e-003,A20=-1.73600e-004

FL 2.9706
Fno 2.8400

Elem Surfs Focal Length Diameter
1 3- 7 2.970617 3.5093

Elem Surfs Focal Length Diameter
1 3- 4 2.683463 1.1410
2 5- 6 -13.307496 2.7648

表２は、実施例の撮像レンズにおいて、レンズＬ１とレンズＬ２の芯厚をばらつかせた上で、レンズ総厚を設計値である２．５８０ｍｍに設定した状態で、バックフォーカスをそれぞれ求めた結果を示すものである。実施誤差例１では、設計値に対するレンズＬ１の芯厚誤差が−０．００２ｍｍ、レンズＬ２の芯厚誤差が−０．０１２ｍｍであったとき、バックフォーカスの値は設計値に対して−０．００５ｍｍの誤差であった。又、実施誤差例２では、設計値に対するレンズＬ１の芯厚誤差が＋０．００６ｍｍ、レンズＬ２の芯厚誤差が＋０．００９ｍｍであったとき、バックフォーカスの値は設計値に対して−０．００１ｍｍの誤差であった。更に、実施誤差例３では、設計値に対するレンズＬ１の芯厚誤差が−０．００８ｍｍ、レンズＬ２の芯厚誤差が−０．００９ｍｍであったとき、バックフォーカスの値は設計値に対して−０．００５ｍｍの誤差であった。

ここで、芯厚誤差の許容範囲であるが、ＦナンバーをＦとし、許容錯乱円をδとすると、焦点深度は２Ｆδで表せ、更に許容錯乱円を２画素分と仮定し、固体撮像素子の画素ピッチを１．７５μｍとすると、焦点深度は約１０μｍとなるから、これを許容範囲とする。表２の結果によれば、レンズ総厚を設計値である２．５８０ｍｍに設定すると、バックフォーカスの誤差が±０．０１０ｍｍ以内に収まるため、許容範囲といえる。

これに対し、表３は、比較例として同じ撮像レンズを用いて、レンズＬ１とレンズＬ２の芯厚を同様にばらつかせた上で、レンズ間隔（接着層の厚み）を設計値である０．６５０ｍｍに設定し、レンズ総厚を出来なりとして、バックフォーカスをそれぞれ求めた結果を示すものである。比較誤差例１では、設計値に対するレンズＬ１の芯厚誤差が−０．００２ｍｍ、レンズＬ２の芯厚誤差が−０．０１２ｍｍであったとき、バックフォーカスの値は設計値に対して＋０．０１３ｍｍの誤差であった。又、比較誤差例２では、設計値に対するレンズＬ１の芯厚誤差が＋０．００６ｍｍ、レンズＬ２の芯厚誤差が＋０．００９ｍｍであったとき、バックフォーカスの値は設計値に対して−０．０２２ｍｍの誤差であった。更に、比較誤差例３では、設計値に対するレンズＬ１の芯厚誤差が−０．００８ｍｍ、レンズＬ２の芯厚誤差が−０．００９ｍｍであったとき、バックフォーカスの値は設計値に対して＋０．０２８ｍｍの誤差であった。このように、レンズ間隔（接着層の厚み）を管理しても、バックフォーカスの誤差が±０．０１０ｍｍを超えてしまうので、好ましくない。

更に、表４は、同じ撮像レンズを用いて、レンズＬ１とレンズＬ２の芯厚を同様にばらつかせた上で、製造誤差を考慮して、更にレンズ総厚をばらつかせた状態でバックフォーカスをそれぞれ求めた結果を示すものである。実施誤差例４では、設計値に対するレンズＬ１の芯厚誤差が−０．００２ｍｍ、レンズＬ２の芯厚誤差が−０．０１２ｍｍで、レンズ総厚誤差が−０．００８ｍｍであったとき、バックフォーカスの値は設計値に対して＋０．００５ｍｍの誤差であった。又、実施誤差例５では、設計値に対するレンズＬ１の芯厚誤差が＋０．００６ｍｍ、レンズＬ２の芯厚誤差が＋０．００９ｍｍで、レンズ総厚誤差が＋０．００５ｍｍであったとき、バックフォーカスの値は設計値に対して−０．００８ｍｍの誤差であった。更に、実施誤差例６では、設計値に対するレンズＬ１の芯厚誤差が−０．００８ｍｍ、レンズＬ２の芯厚誤差が−０．００９ｍｍで、レンズ総厚誤差が＋０．００９ｍｍであったとき、バックフォーカスの値は設計値に対して−０．００７ｍｍの誤差であった。つまり、製造誤差を考慮したレンズ総厚誤差が生じても、バックフォーカスの誤差が±０．０１０ｍｍ以内に収まることがわかるので、実用上も問題がない。

表５に、実施誤差例１〜６，比較誤差例１〜３のレンズ間隔をまとめて示した。

本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。

４０鏡枠
４１ 周壁
４１ａ 略平行な面
４１ｂ テーパ面
４１ｃ 段部
４１ｄ 窪み
４２ 頂壁
４２ａ 当接部
４２ｂ 捕獲部
４３ 開口
４３ａ テーパ面
５０ 撮像装置
５１ イメージセンサ
５１ａ 光電変換部
５２ 基板
６０ 入力部
７０ 表示部
８０ 無線通信部
９２ 記憶部
１００ 携帯電話機
１０１ 制御部
ＢＤ 接着剤
ＢＴ ボタン
Ｆ ＩＲカットフィルタ
Ｆ１、Ｆ２ フランジ部
Ｌ１ レンズ部
Ｌ２ レンズ部
Ｍ１ 上型
Ｍ２ 下型
ＯＵ 撮像レンズ
ＰＺ 押圧用治具
Ｓ１〜Ｓ４ 光学面
ＳＨ 遮光部材
ＴＢ チューブ
ＴＰ テーパ面

Claims (5)

1. 光学面と外側フランジ面とが同一の金型から形成された第１のレンズと、光学面と外側フランジ面とが同一の金型から形成された第２のレンズを、前記外側フランジ面の一方が物体側を他方が像側を向くように配置し、
   前記外側フランジ面同士の間隔を調整した後、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズを互いに連結することを特徴とする撮像レンズの製造方法。
2. 前記第１のレンズ及び前記第２のレンズにおいて、前記外側フランジ面の裏面である内側フランジ面同士を、密着させないことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズの製造方法。
3. 前記第１のレンズ及び前記第２のレンズにおいて、前記外側フランジ面の裏面である内側フランジ面同士の間に、接着層を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像レンズの製造方法。
4. 前記第１のレンズ及び前記第２のレンズにおける前記外側フランジ面をそれぞれ保持する治具を、互いに当接させることで、前記外側フランジ面同士の間隔を調整することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮像レンズの製造方法。
5. 前記第１のレンズにおける前記外側フランジ面を共通として複数の前記光学面を備えた第１のレンズアレイと、前記第２のレンズにおける前記外側フランジ面を共通として複数の前記光学面を備えた第２のレンズアレイとを成形し、
   前記外側フランジ面の一方が物体側を他方が像側を向くように配置して、前記外側フランジ面同士の間隔を調整した後に前記第１のレンズアレイと前記第２のレンズアレイとを接着し、
   更に、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズ毎に切断することで前記撮像レンズを製造することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像レンズの製造方法。