专利名称：透镜单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及将多个透镜压入并固定在镜筒内的透镜单元。
背景技术：
近年来，如带照相机的移动电话这样地相对于原来的电话功能附加安装的透镜单元，如图6所示，形成透镜2a、2b、2c与用于安装在设备本体上的镜筒1一体化的构成。
图6中，在镜筒1中设置贯通孔3。该贯通孔3内依次压入多个透镜2a、2b、2c。通过将各透镜2a、2b、2c卡合固定到贯通孔3内设置的各台阶部4上，从而构成限定透镜间相互距离的结构。
在现有的透镜单元中，对应于构成透镜单元的透镜个数来决定其台阶数。相邻的台阶部4之间的贯通孔3的直径形成为一定。
此处，作为相关的现有技术文献，具有例如日本专利申请特开2004-147032号公报。
但是，在图6中，在使台阶部4之间的贯通孔3的直径一定的情况下，除了最初压入的透镜(例如透镜2a)所生成的应力之外，将之后的透镜(透镜2b)压入时所生成的扩张应力5也作用于贯通孔3使其进一步扩大。其结果，该应力5集中在对先压入的透镜2a进行支承的台阶部4a上，可能会造成镜筒1的破损。因此，现有的透镜单元的制造步骤中，需要非常谨慎地操作。
发明内容
本发明的透镜单元包括具有贯通孔的镜筒，压入到贯通孔中的第一透镜、将第一透镜的外周端部卡合固定到贯通孔中的第一台阶部、在第一透镜的光轴方向压入贯通孔中且直径比第一透镜大的第二透镜、将第二透镜的外周端部卡合固定到贯通孔中的第二台阶部。其中，在第一台阶部和第二台阶部之间还设置第三台阶部和从第一透镜侧向第二透镜侧扩开的倾斜区域中的任一种。
通过该构成，可以抑制后压入的透镜所产生的扩张应力集中在对先压入的透镜进行卡合固定的台阶部上。因此，可以防止透镜单元的破损。其结果，可以提高透镜单元的生产率。
图1为表示本发明实施方式1的透镜单元的剖面图。
图2为表示本发明实施方式2的透镜单元的剖面图。
图3为表示本发明实施方式3的透镜单元的横向剖面图。
图4为表示图3所示的透镜单元的突出部的详细图。
图5为表示在图3所示的透镜单元的突出部设置粘合剂的构成的横向剖面图。
图6为表示现有的透镜单元的剖面图。
附图标记说明6 贯通孔7、14 镜筒8a、13a 第一透镜8b、13b 第二透镜8c 第三透镜9a、15a 第一台阶部9b、15b 第二台阶部9c 第四台阶部10a 第三台阶部10b 第五台阶部12a、12b、17 棱角线部16 倾斜区域19 突出部20 空隙部具体实施方式
下面参照
本发明的实施方式。
(实施方式1)图1为表示本发明实施方式1的透镜单元的剖面图。本实施方式的透镜单元包括具有贯通孔6的镜筒7、压入到贯通孔6中的第一透镜8a、将第一透镜8a的外周端部卡合固定到贯通孔6中的第一台阶部9a、在第一透镜8a的光轴方向上压入到贯通孔6中且直径比第一透镜8a大的第二透镜8b、将第二透镜8b的外周端部卡合固定到贯通孔中的第二台阶部9b。其中，在第一台阶部9a和第二台阶部9b之间还设置第三台阶部10a。该透镜单元主要用于带照相机的移动电话等小型固体摄像系统。
下面详细说明本发明实施方式1的透镜单元的构成。图1中，本实施方式的透镜单元由具有贯通孔6的树脂制的镜筒7、压入贯通孔6并固定的3个透镜即第一透镜8a、第二透镜8b、第三透镜8c构成。在贯通孔6的内壁上形成有第一台阶部9a、第二台阶部9b、第三台阶部10a、以及第四台阶部9c和第五台阶部10b。
第一透镜8a的外周端部通过与第一台阶部9a抵接而卡合固定到贯通孔6中。第二透镜8b的外周端部通过与第二台阶部9b抵接而卡合固定到贯通孔6中。第三透镜8c的外周端部通过与第四台阶部9c抵接而卡合固定到贯通孔6中。于是，限定了各透镜8a、8b和8c各自的插入到贯通孔6中的插入量。
在该透镜单元中，相对于镜筒7向贯通孔6中依次压入直径小的透镜8a、透镜8b及透镜8c。通过使各透镜8a，8b，8c的外周端部卡合固定在与各透镜8a、8b、8c的直径相对应的台阶部9a、9b、9c上，从而限定了相邻的透镜间的距离。
在透镜单元中，台阶部9a与台阶部9b之间还形成有台阶部10a。在台阶部9b与台阶部9c之间还形成有台阶部10b。这样，通过设置台阶部10a或台阶部10b，抑制后压入的透镜(例如透镜8b)产生的扩张应力11集中在对先压入的透镜8a进行卡合固定的台阶部9a上。从而，抑制由于该扩张应力11引起的镜筒7的破损。其结果，可以提高透镜单元的生产效率。
可以抑制破损是因为通过在相邻的透镜、例如透镜8a、8b之间设置第三台阶部10a，改变了台阶部10a前后的镜筒7的厚度，从而改变了强度。即，在透镜8a被先压入的状态下，在之后压入透镜8b时，通过透镜8b的压入应力，以支承先压入的透镜8a的台阶部9a的基部作为支点，作用扩开镜筒7的力。通过在先前的透镜8a和之后的透镜8b之间设置台阶部10a，可以在该台阶部分有意地改变镜筒7的强度。
这样，伴随于之后的透镜8b的压入的扩张应力11首先作用在比台阶部10a更靠近透镜8b侧的镜筒部分31，使其扩张。伴随着该扩张，扩张应力11进而作用在比台阶部10a更靠近透镜8a侧的镜筒部分33，使其扩张。
即，如图6所示的现有的构造中，由之后压入的透镜2b所产生的扩张应力5全部集中在对之前的透镜2a进行卡合固定的台阶部4a上。对此，在本实施方式中，通过在卡合固定第一透镜8a的第一台阶部9a与卡合固定第二透镜8b的第二台阶部9b之间设置另一个第三台阶部10a，使得之后压入透镜8b所产生的扩张应力11得以分散。因此可以抑制伴随着透镜压入的扩张应力11对镜筒7的损坏。
另外，可以降低施加在对先压入的透镜8a进行卡合固定的台阶部9a上的扩张应力11的影响，随之，也可以抑制由该扩张应力11引起的先压入透镜8a的光轴23的偏离(deviation)。因此，可以抑制由于透镜单元的组合而产生的光学特性的波动(variations)。
另外，也可以使通过第三台阶部10a而形成在贯通孔6内的棱角线部12a成为曲面。也可以使通过第五台阶部10b而形成在贯通孔6内的棱角线部12b成为曲面。
本发明的透镜单元相对于射入在贯通孔6内配置的透镜8a、8b、8c的光线形成光路。由于在光路内设置台阶部10a、10b，产生由该部分引起的漫反射(diffused reflection)而容易引起杂散光。作为对策，在成为漫反射的主要原因的、向贯通孔6内突出的台阶部10a、10b中，可以使棱角线部12a、12b成为曲面。因此，可以抑制漫反射，并抑制透镜单元中光学特性的劣化。
(实施方式2)图2为表示本发明实施方式2中透镜单元的剖面图。本实施方式的透镜单元包括具有贯通孔的镜筒、压入到贯通孔中的第一透镜13a、将第一透镜13a的外周端部卡合固定到贯通孔中的第一台阶部15a、在第一透镜13a的光轴23方向压入到贯通孔中且直径比第一透镜13a大的第二透镜13b、将第二透镜13b的外周端部卡合固定到贯通孔中的第二台阶部15b。其中，设置从第一透镜13a侧向第二透镜13b侧扩大的倾斜区域16。
可以使倾斜区域16的上下两端部与第一台阶部15a和第二台阶部15b的端部一致。也可以使倾斜区域16的上端部和下端部中的至少一个端部成为曲面。
下面详细说明本发明实施方式2的透镜单元的构成。图2中，使卡合固定第一透镜13a的第一台阶部15a与卡合固定第二透镜13b的第二台阶部15b之间的倾斜区域16斜面化，以使第一透镜13a与第二透镜13b之间的镜筒14的厚度连续变化。从而，在该倾斜区域16中可使扩张应力连续地分散。其结果，可起到与图1所示的实施方式1的第三台阶部10a和第五台阶部10b相同的作用效果。
另外，使该倾斜区域16的上下两端部分与台阶部15a，15b的端部一致也可起到同样的效果。在该倾斜区域16的上端部和下端部形成的棱角线部17中，通过形成上述的曲面构造，可以有效地抑制光路内的漫反射，并且可以抑制透镜单元中光学特性的劣化。
(实施方式3)图3为表示本发明实施方式3的透镜单元的横向剖面图，图4为表示图3所示的透镜单元的突出部的详细图。图5为表示在图3所示的透镜单元的突出部设置粘合剂的构成的横向剖面图。
在上述实施方式1中，作为透镜8a、8b、8c相对于镜筒7压入的方式，虽然没有特别图示，但为贯通孔6的内壁形状与透镜8a、8b、8c的外周形状基本一致，在压入时使透镜的整个外周侧面压接贯通孔的内壁。
另一方面，在本实施方式3中，如图3所示，沿着贯通孔的内壁中透镜8a、8b、8c的外周面所压接的区域18，设置向内侧突出的多个突出部19。通过这些突出部19，使透镜8a、8b、8c与贯通孔6的内壁压接。本实施方式中，通过在上述贯通孔6中设置台阶部10a、10b，能够获得与上述实施方式1或实施方式2同样的作用和效果。
另外，在如图3所示地经由突出部19将透镜8a、8b、8c压入到贯通孔6中的情况下，在相邻的突出部19之间产生空隙。由于该空隙部20的存在，可以抑制将透镜8a、8b、8c压入到镜筒7的贯通孔中时产生的应力所引起的透镜8a、8b、8c的双折射。
如图4所示，由于在压入透镜8a、8b、8c时施加在镜筒7上的压接应力21a，突出部19朝向空隙部20的内侧发生弹性变形。因此，从通过透镜8a、8b、8c的压入而产生的压接应力21a中分配得到该弹性变形所需的应力22。因此，从镜筒7施加到透镜8a、8b、8c的压触应力21b(参照图3)，为从施加到镜筒7的压接应力21a减去伴随于弹性变形的应力22之后的力。其结果，由于透镜8a、8b、8c所产生的双折射减少，故可以抑制透镜单元的组合中的光学特性劣化，进而可提高透镜单元的生产率。
该透镜单元中，图3所示，6个突出部19和由这些突出部19形成的6个空隙部20，相对于透镜8a、8b、8c的光轴23对称地以等间隔设置。因此，在各突出部19和透镜8a、8b、8c的抵接部分产生的压接应力21b的方向朝向等分割透镜8a、8b、8c的方向分散，理论上其矢量和为零。因此，可以防止伴随于从各抵接部分施加到透镜8a、8b、8c的压接应力的透镜8a、8b、8c的光轴偏离，进而可提高透镜单元的生产率。
另外，在通过将透镜8a、8b、8c压入镜筒7中而使之一体化的透镜单元中，为了进一步提高各透镜8a、8b、8c和镜筒7的一体化特性，考虑将各透镜8a、8b、8c和镜筒7粘合固定。该情况下，若如图5所示使用空隙部20进行粘着固定，可以防止在各透镜8a、8b、8c表面上涂布到粘结部24的粘合剂蔓延。因此，可以抑制该粘合剂向各透镜8a，8b，8c的光学表面蔓延而影响光学特性，并可提高透镜单元的生产率。
另外，在这样的透镜单元中，在考虑到透镜8a、8b、8c雾化(condensation)等的情况下，优选在镜筒7内透镜8a、8b、8c的前后部分具有通气性。因此，为了具备该通气性，优选将多个空隙部20内的至少1个空隙部20作为非粘结部25以确保其通气性，在该非粘结部25的设置中只要考虑先前使用图1所述的应力分散即可。从该点出发，通过在空隙部20中交替设置粘结部24和非粘结部25，与以上所述的从突出部19施加的压接应力21b(参照图3)的应力分散相同，能够使伴随着粘着剂的固化收缩的收缩应力26分散。
另外，透镜8a、8b、8c被压入到突出部19上，粘结部24和非粘结部25通过介于两者之间的突出部19而可靠地分离。因此，设置在粘结部24上的粘合剂不会蔓延到非粘结部25。
该透镜单元中，所使用的构造为在镜筒7中设置6个突出部19以压接透镜8a、8b、8c，但为了相对镜筒7稳定地保持透镜8a、8b、8c，优选该突出部19的数目设置为3个以上。但是，若在空隙部20中将粘结部24和非粘结部25交替设置，则优选设置4个以上突出部19，另外考虑粘结部24中3点以上的支承，则优选设置6个以上。
该镜筒7中，在贯通孔6的形状为多边形的情况下，镜筒7的成形模具形状、特别是贯通孔6侧的模具形状只要将圆柱形的模具侧面直线地切除即可，可使加工性优良并确保高度的成形精度，因此可提高透镜单元的生产率。
工业适用性本发明的透镜单元具有提高生产率的效果，作为小型、高性能的数码相机和移动电话等为代表的各种电子设备的摄像元件是有用的。
权利要求
1.一种透镜单元，包括具有贯通孔的镜筒；压入到所述贯通孔中的第一透镜；将所述第一透镜的外周端部卡合固定到所述贯通孔中的第一台阶部；在所述第一透镜的光轴方向上压入到所述贯通孔中、并且直径比所述第一透镜大的第二透镜；将所述第二透镜的外周端部卡合固定到所述贯通孔中的第二台阶部，其中，在所述第一台阶部与第二台阶部之间还设有第三台阶部和从所述第一透镜侧向所述第二透镜侧扩大的倾斜区域中的任一种。
2.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，使通过所述第三台阶部而形成在所述贯通孔中的棱角线部为曲面。
3.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，使所述倾斜区域的上下两端部与所述第一台阶部和所述第二台阶部的端部一致。
4.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，使所述倾斜区域的上端部和下端部中的至少一个端部为曲面。
5.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，在所述第一透镜和所述第二透镜中的至少一个压接的所述贯通孔的内壁上设置朝向所述贯通孔的中心侧突出的多个突出部，使所述透镜的外周面与所述多个突出部压接，并且在相邻的所述突出部之间设置空隙部。
6.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，在多个所述空隙部内的一部分空隙部设置粘合剂。
7.根据权利要求1所述的透镜单元，其中，还设有在所述第一透镜和所述第二透镜的光轴方向上，压入到所述贯通孔中且直径比所述第二透镜大的第三透镜；将所述第三透镜的外周端部卡合固定到所述贯通孔内的第四台阶部；在所述第二台阶部与第四台阶部之间的第五台阶部。
全文摘要
本发明提供一种透镜单元，该透镜单元包括具有贯通孔(6)的镜筒(7)、压入到贯通孔(6)中的第一透镜(8a)、将第一透镜(8a)的外周端部卡合固定到贯通孔(6)中的第一台阶部(9a)、在第一透镜(8a)的光轴方向压入到贯通孔(6)中且直径比第一透镜(8a)大的第二透镜(8b)、将第二透镜(8b)的外周端部卡合固定到贯通孔(6)中的第二台阶部(9b)。其中，在第一台阶部(9a)和第二台阶部(9b)之间还设置第三台阶部(10a)和从第一透镜侧向第二透镜侧扩开的倾斜区域中的任一种。
文档编号G02B7/02GK101052909SQ20058003660
公开日2007年10月10日 申请日期2005年11月4日 优先权日2004年11月8日
发明者野田俊成, 立畠直树, 辻川义彦, 上田智, 森仲克也 申请人:松下电器产业株式会社