JP2013105049A - レンズホルダ及びそれを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズホルダの強度の低下を抑制しつつ、薄型化を可能にするレンズホルダ及びそれを備えた撮像装置を実現する。
【解決手段】 樹脂製の第２レンズホルダＨ２は、略円筒形状の一部が欠除した形状であり、前記形状により生ずる第２レンズホルダＨ２の間隙を覆うように金属薄板１６が配置されていることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、撮像装置の薄型化が可能となるレンズホルダ及びそれを備えた撮像装置に関するものである。

携帯電話などの携帯端末に使われる撮像装置は、オートフォーカス機能やズーム機能などのような様々な機能を要求され、さらに携帯端末そのものが薄型化、小型化を要求されているため、必然的に撮像装置も薄型化、小型化が望まれている。

例えば特許文献１には、薄型化が実現される撮像装置が開示されており、図６は、レンズ鏡胴の斜視図である。レンズ鏡胴は、１以上のレンズを囲む筐体１０１、鏡枠１０２、１０３を備えており、それぞれのレンズは、外周壁の一部が欠除した形状に形成されている。この欠除している部分は略Ｄ字形であり、欠除した部分の側壁は、光軸を中心に点対称に二つ設けられている。従って、欠除した部分の側壁は互いに平行な側壁になっている。このように各レンズについて欠除することにより、従来の丸いレンズと比較してレンズ鏡胴の厚みを薄くすることができる。

特開２０１０−２４３７６３号公報（平成２２年１０月２８日公開）

しかしながら、携帯端末の薄型化がさらに要求されてくると、特許文献１のようにレンズの一部を欠除しただけではその薄型化の要求に応えられなくなってきている。そのため、レンズホルダも薄型化に向けて工夫をする必要があり、レンズホルダの厚みを薄くしたり、一部を欠除するという方法が考えられる。しかし、上記の方法では、レンズホルダがレンズ等を支える強度が低下してしまうという問題がある。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、さらなる薄型化ができるレンズホルダを実現することにある。

本発明に係る樹脂製のレンズホルダは、略円筒形状の一部が欠除した形状であり、前記形状により生ずるレンズホルダの間隙を覆うように金属薄板が配置されていることを特徴とする。

また、レンズホルダは、アパーチャを有し、アパーチャは、金属薄板と同一の材料により作られ、アパーチャ及び金属薄板が一体化していることを特徴としても良い。また、レンズホルダは、レンズホルダ内を通る光線が金属薄板に照射しない形状であることを特徴としても良い。

前記レンズホルダが、少なくとも１以上のレンズを備えたレンズユニットにおいて、レンズは、レンズホルダに形成されている金属薄板と同じ面の一部を切欠かれていることを特徴としても良い。

前記レンズユニットを備えた撮像装置を構成しても良い。

本発明によれば、レンズホルダの強度の低下を抑制しつつ、薄型化を可能にするレンズホルダ及びそれを備えた撮像装置を実現することができる。

実施形態に係る撮像装置の光学系の構成を示す断面図である。 実施形態に係る第２レンズユニットの分解斜視図である。 実施形態に係る第２レンズユニットの斜視図である。 実施形態に係る第２レンズホルダの正面図である。 実施形態に係るレンズユニットを備えた撮像ユニットの斜視図である。 従来技術に係るレンズ装置及びレンズを含む第１の固定鏡枠部の断面図である。

本発明による実施の形態について、図面に基づき説明する。

図１は、本発明の一つの実施形態における撮像装置の光学系の構成を示す断面図である。図１に示すように、光学系は、第１レンズユニットＧ１、第２レンズユニットＧ２、第３レンズユニットＧ３、第４レンズユニットＧ４から構成されており、第１レンズユニットＧ１、第２レンズユニットＧ２、第３レンズユニットＧ３及び第４レンズユニットＧ４を光軸１１に沿って物体側から撮像素子１２側へ順に配置している。

第１レンズユニットＧ１は、第１レンズホルダＨ１、第１レンズＬ１、光路変換素子１３、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３から構成され、物体側から順に、物体側に凸面を備えた負のメニスカスレンズ形状の第１レンズＬ１、第１レンズＬ１を介して入射した光線の光路を略９０度Ｘ方向に折り曲げる光路変換素子１３、物体側と撮像素子１２側に対して共に凹面を備えた第２レンズＬ２及び物体側が凸面でかつ撮像素子１２側が略平面の第３レンズＬ３を配置している。この第１レンズユニットＧ１は負の屈折力を有している。第１レンズＬ１、光路変換素子１３、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３は、第１レンズホルダＨ１に保持されており、第１レンズユニットＧ１は、第１レンズホルダＨ１によって撮像装置に固定されている。

第２レンズユニットＧ２は、第２レンズホルダＨ２、アパーチャ１４、第４レンズＬ４、遮光板１５、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６から構成され、物体側から撮像素子１２側に向かって順に、アパーチャ１４、物体側および撮像素子１２側に凸面を備えた第４レンズＬ４、遮光板１５及び物体側に凸面を備えたメニスカスレンズ形状の第５レンズＬ５と物体側に凸面を備えたメニスカスレンズ形状の第６レンズＬ６との貼り合わせからなる接合レンズＬ５６を配置している。この第２レンズユニットＧ２は正の屈折力を有している。第２レンズホルダＨ２の底面の一部は、金属薄板１６から形成されている。また、第４レンズＬ４、遮光板１５及び接合レンズＬ５６は、第２レンズホルダＨ２に保持されており、アパーチャ１４は、第２レンズホルダＨ２の物体側に固定されている。第２レンズユニットＧ２は、第２レンズホルダＨ２によってズーム時に光軸１１に沿って移動する。

第３レンズユニットＧ３は、第３レンズホルダＨ３及び第７レンズＬ７から構成され、物体側に凸面を備えた負のメニスカスレンズ形状の第７レンズＬ７を配置している。この第３レンズユニットＧ３は負の屈折力を有している。第７レンズＬ７は、第３レンズホルダＨ３に保持されており、第３レンズユニットＧ３は、第３レンズホルダＨ３によってズーム時やフォーカス時に光軸１１に沿って移動する。

第４レンズユニットＧ４は、第４レンズホルダＨ４及び第８レンズＬ８から構成され、物体側に凹面および撮像素子１２側に凸面を備えたメニスカスレンズ形状の第８レンズＬ８の１枚を配置している。この第４レンズユニットＧ４は正の屈折力を有している。第８レンズＬ８は、第４レンズホルダＨ４に保持されており、第４レンズユニットＧ４は、第４レンズホルダＨ４によって撮像装置に固定されている。上記第１レンズユニットＧ１から入射した被写体の光線は、第２レンズユニットＧ２、第３レンズユニットＧ３、第４レンズユニットＧ４を介して、撮像素子１２に結像する。撮像素子１２は、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等から構成され、第１レンズユニットＧ１から入射した被写体の光線をデジタルの電気信号に変換している。

第２レンズユニットＧ２及び第３レンズユニットＧ３は、ズーム時に光軸１１に沿って移動する。ズームを望遠側にするとき、第２レンズユニットＧ２と第３レンズユニットＧ３は第１レンズユニットＧ１側に移動することで、高い倍率による撮像を可能にしている。それに対してズームを広角側にするとき、第２レンズユニットＧ２と第３レンズユニットＧ３は第４レンズユニットＧ４側に移動することで、広い範囲の撮像を可能にしている。

通常、レンズホルダは、加工性、汎用性が高いポリカーボネート、ポリスチレン、アクリルなどの樹脂等が用いられ、アパーチャは、ステンレス、銅、アルミニウムなどの金属が用いられる。本実施形態においては、第１レンズホルダＨ１、第３レンズホルダＨ３、第４レンズホルダＨ４はポリカーボネートを、アパーチャ１４はアルミニウムを用いている。また、第２レンズホルダＨ２は、詳細は後述するが、ポリカーボネート及びアルミニウムを用いている。

図２は、第２レンズユニットＧ２の分解斜視図であり、図３は、第２レンズユニットＧ２の斜視図である。第２レンズユニットＧ２は、物体側からアパーチャ１４、第４レンズＬ４、遮光板１５、接合レンズＬ５６を配置し、レンズ等を保持する第２レンズホルダＨ２を備えている。

第２レンズホルダＨ２について図４を用いて説明する。図４は、第２レンズホルダＨ２の正面図である。第２レンズホルダＨ２は、薄型化を行うために、略円筒形状の一部が欠除した形状であり、その形状により生ずる第２レンズホルダＨ２の間隙を覆うように金属薄板１６が配置されている。第２レンズホルダＨ２の欠除した部分は、破線で示されている部分である。本実施形態では、金属薄板１６は厚さ０．１５ｍｍでアルミニウム製である。間隙に金属薄板１６を形成することによって、第２レンズホルダＨ２が内側のレンズ等を支える強度の低下を抑えることができる。形成した薄板を、レンズホルダと同じく樹脂製ではなく金属製にする理由は二つある。一つは、樹脂製の場合、０．１５ｍｍ程度の厚さを均一に加工することが困難であることである。もう一つは、樹脂で０．１５ｍｍ程度の厚さで薄板を形成したとしても、薄板自体の強度が弱いため、軽い衝撃で割れてしまうという問題や、レンズホルダがレンズ等を支える強度の低下を抑えることはできないという問題がある。それに対して、アルミニウムなどの金属で形成した場合、０．１５ｍｍ程度の厚さを加工しやすく、この薄さでも薄板自体の強度が強い。さらに、間隙によって生じるレンズホルダがレンズ等を支える強度の低下を抑えることができる。

また、第２レンズホルダＨ２は、第２レンズホルダＨ２内を通る光線の径によって決まり、光線が金属薄板１６に照射しない形状であることが好ましい。また、第２レンズホルダＨ２の内側を通る光線の径が大きい箇所では、間隙に金属薄板を配置し、光線の径が小さい箇所では、ポリカーボネートを形成するのが好ましい。こうすることで、薄型化を実現しつつ、レンズを支える強度の低下を抑制することができる。本実施形態では撮像素子１２側での光線の径が小さくなるため、光線に影響を与えない範囲でポリカーボネートを形成している。

図２、３に戻り、アパーチャ１４は、アルミニウム等の金属でできており、光線の開口を決定している。本実施形態のアパーチャ１４は、爪等の固定手段２１を備えており、第２レンズホルダＨ２に形成された突起２２に固定手段２１をひっかけることで、第２レンズホルダＨ２の物体側に固定される。固定手段２１及び突起２２は、アパーチャ１４が第２レンズホルダＨ２に対してずれずにしっかり固定するために、数か所備えるのが好ましい。このように第２レンズホルダＨ２にアパーチャ１４を固定すると、ズーム時に第２レンズユニットＧ２と共にアパーチャ１４を移動させるので、第１レンズユニットＧ１が負の屈折力を有することによる明るさの低下を抑えることができる。さらに、アパーチャ１４の固定は、切欠きによって生じるレンズホルダがレンズ等を支える強度の低下を抑えることができる。第２レンズホルダＨ２へのアパーチャ１４の固定手段は、本実施形態のようなものに限らず、アパーチャ１４が第２レンズホルダＨ２にしっかり固定されていれば良く、接着剤などで固定しても良い。

さらに、アパーチャ１４は、第２レンズホルダＨ２の金属薄板１６と一体化しても良い。アパーチャ１４及び金属薄板１６は、同一の金属製であり、本実施形態ではアルミニウムで形成されている。そのため、アパーチャ１４と金属薄板１６を別々に作るより、同時に作る方が生産効率の向上につながる。また、アパーチャ１４及び金属薄板１６を一体化する場合、アパーチャ１４は、接着剤などで第２レンズホルダＨ２へ固定することが好ましい。

第４レンズＬ４、遮光板１５、接合レンズＬ５６は、第２レンズホルダＨ２の金属薄板１６と同じ面に切欠部２３ａ、２３ｂ、２３ｃを形成している。本実施形態ではすべてに切欠部を形成したが、薄型化に必要である部品だけに、かつ、光線に影響を与えない範囲で切欠部を形成すれば良い。例えば、本実施形態の光学系においては、アパーチャ１４を通った後の第４レンズＬ４位置での光線の径が大きいため、第２レンズユニットＧ２の中では第４レンズＬ４が一番大きいレンズになる。そのため、第４レンズＬ４に切欠部２３ａを形成することで、第２レンズユニットＧ２の薄型化が可能になる。遮光板１５及び接合レンズＬ５６は、各位置での光線の径に応じて、切欠かずに部品の大きさを小さくしても良いし、切欠部２３ｂ、２３ｃを形成しても良い。レンズホルダだけでなくレンズ等にも切欠部を形成することで、さらなる薄型化を実現することが可能となる。

図５は、本実施形態の一つであるレンズユニットを備えた撮像ユニットの斜視図である。図５（ａ）は、上方から見た斜視図であり、図５（ｂ）は、下方から見た斜視図である。図５の撮像ユニットは、物体からの光線を取り込む第１レンズＬ１を２つ備える第１レンズユニットＧ１と、ズーム時に移動する第２レンズユニットＧ２及び第３レンズユニットＧ３と、第４レンズユニットＧ４を含む。第２レンズユニットＧ２は、本実施形態に係るレンズユニットであり、図５（ｂ）に示されるように、レンズホルダの底面の一部に金属薄板１６が配置されている。このようにすることで、レンズホルダがレンズ等を支える強度の低下を抑制しつつ、撮像ユニットの薄型化を可能にしている。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。例えば、本実施形態では物体からの光線を取り込む第１レンズＬ１を２つ備える立体撮像ユニットを記載したが、本発明のレンズユニットを含む撮像ユニットであれば、物体からの光線を取り込むレンズが１つである撮像ユニットでも良い。

本発明に係るレンズユニットは、デジタルスチルカメラなどの撮像機器全般に広く適用することができる。特に、携帯に適した小型の撮像装置に適用することができる。具体的には、携帯型情報端末または携帯電話に搭載される。

Ｇ１ 第１レンズユニット
Ｇ２ 第２レンズユニット
Ｇ３ 第３レンズユニット
Ｇ４ 第４レンズユニット
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ
Ｌ６ 第６レンズ
Ｌ５６ 接合レンズ
Ｌ７ 第７レンズ
Ｌ８ 第８レンズ
Ｈ１ 第１レンズホルダ
Ｈ２ 第２レンズホルダ
Ｈ３ 第３レンズホルダ
Ｈ４ 第４レンズホルダ
１１ 光軸
１２ 撮像素子
１３ 光路変換素子
１４ アパーチャ
１５ 遮光板
１６ 金属薄板
２１ 固定手段
２２ 突起
２３ａ、２３ｂ、２３ｃ 切欠部

Claims (5)

1. 樹脂製のレンズホルダにおいて、
   前記レンズホルダは、略円筒形状の一部が欠除した形状であり、
   前記形状により生ずる前記レンズホルダの間隙を覆うように金属薄板が配置されていることを特徴とするレンズホルダ。
2. 前記レンズホルダは、アパーチャを有し、
   前記アパーチャは、前記金属薄板と同一の材料により作られ、
   前記アパーチャ及び前記金属薄板が一体化していることを特徴とする請求項１に記載のレンズホルダ。
3. 前記レンズホルダは、前記レンズホルダ内を通る光線が前記金属薄板に照射しない形状であることを特徴とする請求項１に記載のレンズホルダ。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のレンズホルダが、少なくとも１以上のレンズを備え、
   前記レンズは、前記レンズホルダに形成されている前記金属薄板と同じ面の一部を切欠かれていることを特徴とするレンズユニット。
5. 請求項４に記載のレンズユニットを備えたことを特徴とする撮像装置。