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

レンズホルダ及びそれを備えた撮像装置 Download PDF

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JP2013105049A JP2011249215A JP2011249215A JP2013105049A JP 2013105049 A JP2013105049 A JP 2013105049A JP 2011249215 A JP2011249215 A JP 2011249215A JP 2011249215 A JP2011249215 A JP 2011249215A JP 2013105049 A JP2013105049 A JP 2013105049A
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錬三郎 三木
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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。
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