光学素子、撮影光学系及びカメラモジュール
【課題】大きな角度で入射して撮影に用いられることがない有害光が入射してもゴーストやフレアが発生しないようにする。
【解決手段】第二レンズ２１の外周面３０を、撮影光軸Ｐを中心とする円柱面３０ａと、撮影光軸Ｐに対して傾斜した非平行面３０ｂとから構成する。第二レンズ２１の像面側の面の有効径エリア内の外周部に、物体に向かって凸になった曲面Ｓがあるとき、この曲面Ｓで内面反射した有害光Ｗは非平行面３０ｂに入射する。非平行面３０ｂは、入射した有害光Ｗが小さい角度で入射するように傾斜している。非平行面３０ｂで正反射に近い角度で内面反射した有害光Ｗは、第二レンズ２１の有効径エリアの曲面で内面全反射して撮像素子８には向かわなくなり、ゴーストやフレアの発生が抑えられる。
【解決手段】第二レンズ２１の外周面３０を、撮影光軸Ｐを中心とする円柱面３０ａと、撮影光軸Ｐに対して傾斜した非平行面３０ｂとから構成する。第二レンズ２１の像面側の面の有効径エリア内の外周部に、物体に向かって凸になった曲面Ｓがあるとき、この曲面Ｓで内面反射した有害光Ｗは非平行面３０ｂに入射する。非平行面３０ｂは、入射した有害光Ｗが小さい角度で入射するように傾斜している。非平行面３０ｂで正反射に近い角度で内面反射した有害光Ｗは、第二レンズ２１の有効径エリアの曲面で内面全反射して撮像素子８には向かわなくなり、ゴーストやフレアの発生が抑えられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズやフィルタなどの光学素子、この光学素子を一部に用いた撮影光学系及び、この撮影光学系をレンズ鏡筒に組み込んだレンズユニットと固体撮像素子を保持した撮像ユニットとを一体的に組み合わせたカメラモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラはＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の撮像素子とこの撮像素子の撮像面上に被写体の光学画像を結像する撮影光学系とを備えている。撮像素子はその駆動用あるいは撮像信号処理用のＩＣチップなどとともに回路基板に実装した撮像ユニットとして構成され、また撮影光学系は撮影レンズを鏡筒に組み込んだレンズユニットとして構成されるのが通常で、一般のデジタルカメラでは撮像ユニットとレンズユニットとはカメラ筐体にそれぞれ組み付けられる。一方、デジタルカメラは携帯電話機やＰＤＡなどの携帯機器にも広く内蔵され、このような内蔵型のデジタルカメラにはコンパクト化が要求される。そして、このような内蔵型のデジタルカメラにあっては、レンズユニットと撮像ユニットとを互いに連結してモジュール化し、このカメラモジュールを携帯機器の本体ケースの所要部に組み込むようにしている。
【０００３】
最近では、上述したカメラモジュール型のデジタルカメラに対してさらなるコンパクト化、高画質化が要求されている。高画質化のためには、単に撮像素子の画素数を増やすだけでなく、これに応じて撮影光学系の光学性能を高めなくてはならず、同時にフレアやゴーストなどによる画質の低下を防ぐことも不可欠となっている。フレアやゴーストを低減させるには、撮影光学系を構成する一部のレンズの有効径外、あるいはレンズの外周面に有害光が入射したときに、そこでの内部反射を抑えて撮像素子の有効画面エリアに達することがないように、一般にはコバ面と称されるレンズの外周面に墨塗りして内面反射を抑えることが行われており、そのほかにも所要部に粗面や凹凸を形成し、さらには遮光板を設けるなどの手法が特許文献１、特許文献２で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７５９９２号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、撮影光学系を構成しているレンズの有効径外あるいはコバ面に内面側から有害光が入射したとき、その入射面に墨塗りし、あるいは粗面化処理しておいたとしても、有害光の入射角が小さくしかも十分な強度をもっている場合には、その正反射光を実用上問題のない程度まで減衰させることは難しく、ある程度の強度を保ったまま反射して撮影光学系内に戻されることがある。
【０００６】
図８はその一例を示すもので、破線で示す有害光Ｗは撮影に有効な撮影光Ｇよりも大きな入射角をもって開口絞り２を通って第一レンズ３に入射する。第一レンズ３に大きな入射角をもって入射した有害光Ｗは第二レンズ４の周辺に向かい、特にその部分で物体側に凸面を向けた第二レンズ４の像面側の面で内面全反射され、強度をほとんど減衰させることなく第二レンズ４の外周面４ａに向けられる。なお、撮影光Ｇは第一レンズ３への入射角が有害光Ｗよりも小さく設定されているため、図示のように第一レンズ３の周辺部分から入射しても問題なく撮像素子８に入射することになる。
【０００７】
上記のように外周面４ａに向かう有害光Ｗは、外周面４ａに小さな角度で入射することになるため、外周面４ａが粗面化処理や墨塗り処理によってその反射率が十分に低く抑えられていたとしても、正反射に近い角度範囲の有害光はある程度の強度をもって再び第二レンズ４へと内面反射される。また、第二レンズ４にプラスチック製の成形レンズを用いたり、加熱したガラス製のプリフォームをプレス成形した成形レンズを用いたりする際には、ローコスト化のために外周面４ａへの粗面化処理や墨塗り処理を省略することも少なくない。こうした場合、外周面４ａに入射した有害光の多くは透過してレンズ鏡筒で吸収されるものの、外周面４ａで正反射され第二レンズ４の内部に向かう有害光は未だ十分な強度をもっている。こうした有害光Ｗが第二レンズ４の物体側の面に入射すると、その面が特に物体側に凹面を向けているときには、図示のように像面側に向けて全反射され第三レンズ５に小さな角度で入射する。そして、そのまま第四レンズ６、赤外光カット用のフィルタ７を通って撮像素子８に向かい、ゴーストやフレアを生じさせる原因になる。
【０００８】
本発明は以上のような弊害を考慮してなされたもので、特に、レンズの外周面に入射したときの有害光の強度が大きく、その正反射に近い角度で反射された有害光が十分に減衰せずに撮影光学系内に再入射した場合であっても、こうした有害光が有効光束とともに撮像素子まで達することがないようにした光学素子、撮影光学系及びカメラモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するにあたり、撮影光学系中で用いられるレンズあるいはフィルタなどの光学素子に、物体側の面から入射して像面側の面の前記有効径エリアで反射して外周面に向かい、その外周面で反射した有害光が像面に入射しないように、前記外周面の厚み方向の少なくとも一部、または周方向の少なくとも一部に撮影光軸に対して傾斜した非平行面を形成したものである。
【００１０】
前記非平行面は前記外周面の厚み方向の全域にわたって形成することも可能であるが、レンズ鏡筒への組み込みを考慮するなら、厚み方向の２／３以下の幅で形成して残りの部分は撮影光軸を中心とする円柱面にしておくことが好ましい。また、周方向については、太陽光や照明光などの有害光が入射しやすい部分に選択的に形成することも可能であるが、光学素子の全周にわたって非平行面を設けてもよい。非平行面は、撮影光軸に対して一定の角度で傾いた傾斜面のみならず、撮影光軸を含む縦断面に関して連続的に傾きが変化する曲線で表される曲面形状であってもよい。さらに、光学素子を例えばプラスチックの二色成形品あるいは多色成形品で構成する場合では、異色成形の境界面が有効径外エリアに収めるように成形することにより、この境界面を撮影光軸に対して傾斜した非平行面として用いることが可能となり、外周面については撮影光軸を中心とする円柱面にしておくこともできる。
【００１１】
本発明の光学素子は、物体側から大きな角度で入射してくる有害光に対して効果的であり、したがって結像面近くで用いるよりも物体側に近い二枚目または三枚目のレンズとして利用するのが有利である。さらに、像面側の面の有効径エリア内の少なくとも一部に物体側に凸面となる形状をもつレンズ面を有する光学素子に本発明はより効果的に用いることができる。なお、携帯電話機のような携帯機器に内蔵されるカメラモジュールとしては、そのコンパクト化や薄型化のためにレンズの枚数をあまり多くすることは難しいので、フィルタなどの光学素子を含めた全体のレンズ枚数としては多くても６〜７枚程度に抑えておくのが好ましい。
【００１２】
本発明はまた、上記光学素子を含む撮影光学系としても適用可能で、物体側から順に配置された絞り、第一レンズ、第二レンズ、第三レンズを含む撮影光学系にあっては、第二レンズまたは第三レンズとして上記光学素子を好適に用いることができる。さらに、この撮影光学系が組み込まれたレンズ鏡筒の後端に、固体撮像素子を保持した撮像ユニットを一体化したカメラモジュールの形態でも本発明は適用可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の適用により、撮影に寄与する光線よりも大きな角度で入射してくる有害光が外周面に入射してそこで内面反射されるときに、反射される有害光の反射の方向が非平行面によって変えられるため、撮像素子に向かうことがなくなる。この結果、たとえ外周面に粗面化処理や墨塗り処理のような低反射処理を施さない場合であっても、外周面で内面反射された有害光によるゴーストやフレアを、実用上問題にならない程度にまで低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示す要部断面図である。
【図２】本発明を用いたレンズの部分破断斜視図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示す正面図及び断面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態を示す要部断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す要部断面図である。
【図６】第三レンズに本発明を用いた場合の第一実施形態を示す要部断面図である。
【図７】第三レンズに本発明を用いた場合の別の実施形態を示す要部断面図である。
【図８】従来のカメラモジュールの要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示すように、本発明を用いた携帯電話機用のカメラモジュール１０は、レンズユニット１２と撮像ユニット１４とを組み合わせて構成され、両者は精密な位置決めの後に光硬化性の接着剤などを用いて一体に連結されている。撮像ユニット１４は、ホルダ１５にフィルタ７及び、撮像素子８を実装した回路基板１６を組み込んで構成され、フィルタ７には紫外線や赤外線をカットする波長選択性フィルタや、オプティカルローパスフィルタなどが用いられる。回路基板１６には撮像素子８の駆動用ＩＣや画像信号処理用のＩＣなどを実装することも可能で、回路基板１６はさらにコネクタやフレキシブル配線板などを介して適宜の処理回路に接続される。
【００１６】
レンズユニット１２は、レンズ鏡筒１８に物体側から順に第一レンズ２０、第二レンズ２１、第三レンズ２２、第四レンズ２３を組み込むとともに、第一レンズ２０の前面側に開口絞り２４を設けたもので、この開口絞り２４はレンズ鏡筒１８に組み付けられたアクチュエータ２５を作動させることにより開口径を変えることができるようにしてある。アクチュエータ２５は、撮像素子８から得られる撮像信号の輝度レベルに応じてフィードバック制御され、これによりＡＥ制御ができるようにしてある。なお、開口絞り２４を固定絞りとし、撮像信号をその輝度レベルに応じてゲイン調節し、あるいは撮像素子８の電荷蓄積時間を制御する方式でＡＥ制御を行うことも可能である。
【００１７】
また、図示の例ではレンズユニット１２の小型化及びローコスト化のために、第一〜第四レンズ２０〜２３は全てレンズ鏡筒１８に固定され、パンフォーカス型の撮影光学系を構成している。これらのレンズは、第一レンズ２０から順にレンズ鏡筒１８の後端側から組み込まれ、最後に押え環２７を嵌めることによりこれらのレンズはレンズ鏡筒１８に固定される。なお、撮像信号から画素ごとに得られるコントラスト情報を監視しながら一部のレンズをボイスコイルモータなどで移動させることにより、インナーフォーカス方式やリアフォーカス方式のオートフォーカス機能をもたせることも可能である。
【００１８】
第二レンズ２１は透明なプラスチック材を用いて一体成形した成形レンズで構成され、図２に示すように、物体側の面に、物体側に凹面を向けた有効径エリア２１ａと、その周囲を囲む有効径外エリア２１ｂとを有し、同様に像面側の面に非球面で形成された有効径エリア２１ｃと、その周囲を囲む有効径外エリア２１ｄとが形成されている。有効径エリア２１ａ，２１ｃは、それぞれ撮影に寄与する有効光束を通過させる。また、有効径外エリア２１ｂ，２１ｄの表面は金型の転写面によって撮影光軸Ｐに直交する鏡面に成形されているが、撮影に寄与する有効光束は通過しない。
【００１９】
第二レンズ２１の外周面３０は、撮影光軸Ｐを中心とする円柱面３０ａと、像面側に外径が大きくなるように傾斜して撮影光軸Ｐに対して傾きをもった非平行面３０ｂとからなり、第二レンズ２１の厚み方向に関して円柱面３０ａは物体側に、非平行面３０ｂは像面側に形成されている。これらの円柱面３０ａと非平行面３０ｂからなる外周面３０も金型の転写により形成された面であり、製造コストを抑えるためにこの外周面３０への粗面化処理や墨処理は省略されている。この実施形態では、外周面３０の撮影光軸Ｐ方向（厚み方向）の幅Ｄに対し、非平行面３０ｂの幅ｔは略１／２にしている。これにより幅Ｄの１／２が撮影光軸Ｐと平行な円柱面３０ａとなるから、図１に示すように、レンズ鏡筒１８の内壁に非平行面３０ｂに対応した傾斜面を設けることなく、通常の円筒状の内壁に円柱面３０ａを摺接させながら第二レンズ２１の組み込み及び芯出しをすることができる。
【００２０】
なお、このような組み込みのためには、円柱面３０ａの幅は１／３以上あれば問題がないので、非平行面３０ｂの幅ｔは（２／３）Ｄ以下にしておくことが望ましい。もちろん、レンズ鏡筒１８の内壁に精度よく傾斜面を形成するのであれば、幅Ｄ全体を非平行面にすることも可能である。また、撮影光軸Ｐに対する非平行面３０ｂの傾斜角θは、５°〜４０°程度であることが好ましく、さらには５°〜２０°程度であることが好ましい。傾斜角θが５°未満になると、内面反射した有害光の向きを変えるには不十分になりやすく、傾斜角θが４０°を越えると非平行面３０ｂの幅ｔをＤ／３〜Ｄ／２程度確保しようとしたとき、像面側の非有効径エリア２１ｄが広がって第二レンズ２１の全体の外径が大きくなる難点がある。そして、非平行面３０ｂの幅ｔを実用的に好ましいＤ／２程度に設定し、同時に像面側の非有効径エリア２１ｄを広げ過ぎないためには、傾斜角θを２０°以下に抑えることが望ましい。
【００２１】
第二レンズ２１の像面側の有効径エリア２１ｃには、特にその周辺部に物体側に凸状曲面Ｓを向けた非球面となっている。光学設計上、この非球面は中央部で物体側に凹面を向けた形状にしてあるが、第二レンズ２１に大きな角度で入射して周辺部で内面全反射した光線が外周面３０側に向かう形状であれば、全体的に物体側に凸面を向けた形状であっても本実施形態は適用が可能である。なお、第一レンズ２０〜第四レンズ２３の各々の物体側，像面側の結像性能上あるいは収差補正上の面形状については、光学設計により適宜に決めればよい。
【００２２】
上記構成による作用について説明する。第一レンズ２０には物体側から様々な角度で光線が入射するが、図１に示すように、ゴーストやフレアの原因となる有害光Ｗのほとんどは撮影に寄与する光線よりも大きな角度で第一レンズ２０に入射する。こうした有害光Ｗは第一レンズ２０を経て第二レンズ２１の有効径エリア内の周辺部に向かい、そこに形成された凸状曲面Ｓに大きな角度で入射する。このため、有害光Ｗはこの凸状曲面Ｓで内面全反射して外周面３０に形成された非平行面３０ｂに入射する。
【００２３】
非平行面３０ｂは物体側に向かって外径が小さくなる方向に傾斜しているため、凸状曲面Ｓで反射された有害光Ｓは相対的に小さな入射角で非平行面３０ｂに入射する。有害光Ｗの多くは非平行面３０ｂを透過してレンズ鏡筒１８の内壁に達するが、反射率が低く抑えられているレンズ鏡筒１８の内壁でほとんどが吸収される。
【００２４】
また、非平行面３０ｂに入射した有害光Ｗの一部はほぼ正反射に近い角度で内面反射されるが、非平行面３０ｂは像面側で撮影光軸Ｐから遠ざかる方向に傾斜がつけられていることから、非平行面３０ｂに対する入射角は相対的に小さくなり、有害光Ｗは第二レンズ２１の反対側の外周面３０に向けられ、像面（撮像素子８の光電面と等価）に入射することはない。また、ここで内面反射した有害光が第二レンズ２１の物体側あるいは像面側の有効径エリアに入射したとしても、その入射角が大きいため内面全反射してやはり第二レンズ２１の反対側の外周面３０に向かい、撮像素子８に入射することはない。こうして外周面３０に２度入射した時点で有害光はその強度が問題のない程度まで減衰され、外周面３０に粗面化処理や墨塗り処理を施さなくてもゴーストやフレアを大幅に低減することができる。
【００２５】
また、図示した有害光Ｗとは多少異なった角度で入射した有害光も、凸状曲面Ｓで内面全反射すると非平行面３０ｂには小さな角度で入射することに変わりがないため、非平行面３０ｂから正反射に近い角度で反射される有害光は第二レンズ２１の反対側の外周面３０に向けられ、像面に入射することはない。したがって、物体側あるいは像面側における有効径エリアまたは有効径外エリアのいずれかに有害光が入射しても、その入射角は大きくなるからそこで内面全反射して反対側の外周面に向けられ、像面に向かうことはない。
【００２６】
図１に示す実施形態では、第二レンズ２１の全周にわたって非平行面３０ｂを設けてあるが、特に強度のある有害光は太陽光や照明光であることが多く、これらの光源は撮影光学系に対して上方から入射するのがほとんどである。したがって、図３に示すように、第二レンズ２１の下方の一部に非平行面３３を形成しておいてもよい。この非平行面３３は、撮影光軸Ｐを中心とする円柱面として作られた外周面３４について、その下側だけを部分的に斜めに切除した形となっているが、これは第二レンズ２１をプラスチック成形するときに用いる金型の形状だけで対応することももちろん可能である。
【００２７】
先の実施形態では、非平行面３０ｂを第二レンズ２１の像面側の面から物体側の面に向かって厚み方向の１／２の幅で形成しているが、図４に示す実施形態では、第二レンズ２１の物体側の面から像面側の面に向かって厚みの２／３程度の幅で形成している。なお、撮像素子８については×印を付して結像面のみを示す。この実施形態は、先の実施形態と比較して有害光Ｗの入射角が小さく、第二レンズ２１の像面側の面で内面全反射する有害光Ｗが、第二レンズ２１の物体側の面に寄った位置で外周面に達する場合に有効である。この実施形態においても、外周面に円柱面３０ａを残しておくことによって、先の実施形態と同様に、レンズ鏡筒の内壁に傾斜面を設けなくても従来のように円柱面３０ａを利用して第二レンズ２１の芯出しを行うことができる。
【００２８】
図５は第二レンズ２１をプラスチックの二色成形品あるいはインサート成形品で製造するときに有効な実施形態を示すものである。第二レンズ２１は、有効径エリアとその外周を囲む有効径外エリアの一部までを含むメインレンズ部２１ａと、このメインレンズ部２１ａの外周を取り囲む円環部２１ｂとから構成され、例えば円環部２１ｂはメインレンズ部２１ａとは異なるプラスチック材料で成形される。メインレンズ部２１ａと円環部２１ｂとの境界面Ｋは図示のように撮影光軸Ｐに対して傾けられ、この境界面Ｋがこれまでの実施形態にいう非平行面３０ｂとして作用する。円環部２１ｂの外周面（円柱面）がそのまま第二レンズ２１の外周面となるから、レンズ鏡筒１８への組み込みはこれまでと同様に簡便に行うことができる。この実施形態は、必要に応じて第二レンズ２１を二色以上の多色成形で作るときに等しく適用可能である。
【００２９】
図６及び図７に示す実施形態では、第三レンズ２２の外周面に非平行面３０ｂが設けられている。第三レンズ２２の像面側の面における有効エリアの外周部には、やはり物体側に凸面を向けた曲面Ｓが設けられている。したがって、いずれの実施形態にあっても、大きな角度をもって入射してきた有害光Ｗは曲面Ｓに大きな角度で入射しやすくなり、第三レンズ２２の外周面に向かって内面全反射しやすくなる。そこで、図６に示すように第三レンズ２２の外周面全体を撮影光軸Ｐに対して傾けた非平行面３０ｂにしておけばよい。また、非平行面３０ｂは必ずしも光軸と平行な断面に関して直線になるものだけでなく、図７に示すように曲面にすることも可能である。この非平行面３０ｂは、撮影光軸Ｐを含む縦断面に関して傾きが連続的に変化する曲線で表される面として捉えることができ、その曲面の向きとしては、有害光を拡散させることを考慮すれば撮影光軸Ｐに凹面を向けた形状であることが好ましい。図６あるいは図７に示す非平行面３０ｂは第三レンズ２３の周方向全体に形成されているが、図３に示すように、周方向については部分的に形成することももちろん可能である。
【００３０】
以上、図示した実施形態について説明してきたが、本発明は撮影光学系の光学設計上のレンズ構成や諸元によらず実施可能である。これまでの実施形態からわかるように、大きな角度をもって第一レンズに入射する有害光は、物体側に近い第二レンズや第三レンズの像面側に、特にその有効径エリアの周辺部分に物体側に凸面を向けた曲面Ｓがある場合にその曲面Ｓに入射することが多くなる。曲面Ｓは物体側に凸面を向けているため、この部分に入射した有害光の多くは内面全反射してそのレンズの外周面に向かい、その多くは透過してレンズ鏡筒の内壁で吸収されるものの、一部は外周面で内面反射する。
【００３１】
外周面に粗面化処理や墨塗り処理を施した場合には、外周面に入射した有害光を大きく減衰させることができるが、金型を用いて製造される成形レンズでは、粗面化処理のためには成形金型のコストアップが伴い、また墨塗り処理のためには後加工に伴うコストアップが避けられない。この点、本発明では外周面に撮影光軸に対して傾斜させた非平行面を設け、この非平行面で有害光が像面に入射しない方向に向けて反射させるようにしてあるから、成形金型や後加工のためのコストアップを招くことなくゴーストやフレアを大幅に低減させることが可能となる。なお、外周面に粗面化処理や墨塗り処理を施した場合であっても、外周面で正反射に近い角度範囲で内面反射した有害光の強度は十分に減衰しているとは言い難いから、さらに本発明を併用すればゴーストやフレアをより低減させることができる。また、本発明はレンズだけでなくフィルタなどの一般の光学素子にも本発明は適用可能である。
【００３２】
なお、撮影光学系の内部に開口絞りが設けられる場合には、その開口絞りが有害光を遮る作用も有するので必ずしも本発明の非平行面を設けなくても済む場合が多いが、上述した実施形態のように、第一レンズの前面にのみ開口絞りを設けた撮影光学系で本発明はより効果的に用いることができる。また、本発明が適用し得るレンズにしても、ガラス製，プラスチック製のいずれであってもよく、非平行面も成形だけでなく切削などの手法で形成することも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
８ 撮像素子
１０ カメラモジュール
１２ レンズユニット
１４ 撮像ユニット
１５ ホルダ
１６ 回路基板
１８ レンズ鏡筒
２１ 第二レンズ
２３ 第三レンズ
２４ 開口絞り
３０ 外周面
３０ａ 円柱面
３０ｂ 非平行面
Ｐ 撮影光軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズやフィルタなどの光学素子、この光学素子を一部に用いた撮影光学系及び、この撮影光学系をレンズ鏡筒に組み込んだレンズユニットと固体撮像素子を保持した撮像ユニットとを一体的に組み合わせたカメラモジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラはＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の撮像素子とこの撮像素子の撮像面上に被写体の光学画像を結像する撮影光学系とを備えている。撮像素子はその駆動用あるいは撮像信号処理用のＩＣチップなどとともに回路基板に実装した撮像ユニットとして構成され、また撮影光学系は撮影レンズを鏡筒に組み込んだレンズユニットとして構成されるのが通常で、一般のデジタルカメラでは撮像ユニットとレンズユニットとはカメラ筐体にそれぞれ組み付けられる。一方、デジタルカメラは携帯電話機やＰＤＡなどの携帯機器にも広く内蔵され、このような内蔵型のデジタルカメラにはコンパクト化が要求される。そして、このような内蔵型のデジタルカメラにあっては、レンズユニットと撮像ユニットとを互いに連結してモジュール化し、このカメラモジュールを携帯機器の本体ケースの所要部に組み込むようにしている。
【０００３】
最近では、上述したカメラモジュール型のデジタルカメラに対してさらなるコンパクト化、高画質化が要求されている。高画質化のためには、単に撮像素子の画素数を増やすだけでなく、これに応じて撮影光学系の光学性能を高めなくてはならず、同時にフレアやゴーストなどによる画質の低下を防ぐことも不可欠となっている。フレアやゴーストを低減させるには、撮影光学系を構成する一部のレンズの有効径外、あるいはレンズの外周面に有害光が入射したときに、そこでの内部反射を抑えて撮像素子の有効画面エリアに達することがないように、一般にはコバ面と称されるレンズの外周面に墨塗りして内面反射を抑えることが行われており、そのほかにも所要部に粗面や凹凸を形成し、さらには遮光板を設けるなどの手法が特許文献１、特許文献２で知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１７５９９２号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、撮影光学系を構成しているレンズの有効径外あるいはコバ面に内面側から有害光が入射したとき、その入射面に墨塗りし、あるいは粗面化処理しておいたとしても、有害光の入射角が小さくしかも十分な強度をもっている場合には、その正反射光を実用上問題のない程度まで減衰させることは難しく、ある程度の強度を保ったまま反射して撮影光学系内に戻されることがある。
【０００６】
図８はその一例を示すもので、破線で示す有害光Ｗは撮影に有効な撮影光Ｇよりも大きな入射角をもって開口絞り２を通って第一レンズ３に入射する。第一レンズ３に大きな入射角をもって入射した有害光Ｗは第二レンズ４の周辺に向かい、特にその部分で物体側に凸面を向けた第二レンズ４の像面側の面で内面全反射され、強度をほとんど減衰させることなく第二レンズ４の外周面４ａに向けられる。なお、撮影光Ｇは第一レンズ３への入射角が有害光Ｗよりも小さく設定されているため、図示のように第一レンズ３の周辺部分から入射しても問題なく撮像素子８に入射することになる。
【０００７】
上記のように外周面４ａに向かう有害光Ｗは、外周面４ａに小さな角度で入射することになるため、外周面４ａが粗面化処理や墨塗り処理によってその反射率が十分に低く抑えられていたとしても、正反射に近い角度範囲の有害光はある程度の強度をもって再び第二レンズ４へと内面反射される。また、第二レンズ４にプラスチック製の成形レンズを用いたり、加熱したガラス製のプリフォームをプレス成形した成形レンズを用いたりする際には、ローコスト化のために外周面４ａへの粗面化処理や墨塗り処理を省略することも少なくない。こうした場合、外周面４ａに入射した有害光の多くは透過してレンズ鏡筒で吸収されるものの、外周面４ａで正反射され第二レンズ４の内部に向かう有害光は未だ十分な強度をもっている。こうした有害光Ｗが第二レンズ４の物体側の面に入射すると、その面が特に物体側に凹面を向けているときには、図示のように像面側に向けて全反射され第三レンズ５に小さな角度で入射する。そして、そのまま第四レンズ６、赤外光カット用のフィルタ７を通って撮像素子８に向かい、ゴーストやフレアを生じさせる原因になる。
【０００８】
本発明は以上のような弊害を考慮してなされたもので、特に、レンズの外周面に入射したときの有害光の強度が大きく、その正反射に近い角度で反射された有害光が十分に減衰せずに撮影光学系内に再入射した場合であっても、こうした有害光が有効光束とともに撮像素子まで達することがないようにした光学素子、撮影光学系及びカメラモジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は上記目的を達成するにあたり、撮影光学系中で用いられるレンズあるいはフィルタなどの光学素子に、物体側の面から入射して像面側の面の前記有効径エリアで反射して外周面に向かい、その外周面で反射した有害光が像面に入射しないように、前記外周面の厚み方向の少なくとも一部、または周方向の少なくとも一部に撮影光軸に対して傾斜した非平行面を形成したものである。
【００１０】
前記非平行面は前記外周面の厚み方向の全域にわたって形成することも可能であるが、レンズ鏡筒への組み込みを考慮するなら、厚み方向の２／３以下の幅で形成して残りの部分は撮影光軸を中心とする円柱面にしておくことが好ましい。また、周方向については、太陽光や照明光などの有害光が入射しやすい部分に選択的に形成することも可能であるが、光学素子の全周にわたって非平行面を設けてもよい。非平行面は、撮影光軸に対して一定の角度で傾いた傾斜面のみならず、撮影光軸を含む縦断面に関して連続的に傾きが変化する曲線で表される曲面形状であってもよい。さらに、光学素子を例えばプラスチックの二色成形品あるいは多色成形品で構成する場合では、異色成形の境界面が有効径外エリアに収めるように成形することにより、この境界面を撮影光軸に対して傾斜した非平行面として用いることが可能となり、外周面については撮影光軸を中心とする円柱面にしておくこともできる。
【００１１】
本発明の光学素子は、物体側から大きな角度で入射してくる有害光に対して効果的であり、したがって結像面近くで用いるよりも物体側に近い二枚目または三枚目のレンズとして利用するのが有利である。さらに、像面側の面の有効径エリア内の少なくとも一部に物体側に凸面となる形状をもつレンズ面を有する光学素子に本発明はより効果的に用いることができる。なお、携帯電話機のような携帯機器に内蔵されるカメラモジュールとしては、そのコンパクト化や薄型化のためにレンズの枚数をあまり多くすることは難しいので、フィルタなどの光学素子を含めた全体のレンズ枚数としては多くても６〜７枚程度に抑えておくのが好ましい。
【００１２】
本発明はまた、上記光学素子を含む撮影光学系としても適用可能で、物体側から順に配置された絞り、第一レンズ、第二レンズ、第三レンズを含む撮影光学系にあっては、第二レンズまたは第三レンズとして上記光学素子を好適に用いることができる。さらに、この撮影光学系が組み込まれたレンズ鏡筒の後端に、固体撮像素子を保持した撮像ユニットを一体化したカメラモジュールの形態でも本発明は適用可能である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の適用により、撮影に寄与する光線よりも大きな角度で入射してくる有害光が外周面に入射してそこで内面反射されるときに、反射される有害光の反射の方向が非平行面によって変えられるため、撮像素子に向かうことがなくなる。この結果、たとえ外周面に粗面化処理や墨塗り処理のような低反射処理を施さない場合であっても、外周面で内面反射された有害光によるゴーストやフレアを、実用上問題にならない程度にまで低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態を示す要部断面図である。
【図２】本発明を用いたレンズの部分破断斜視図である。
【図３】本発明の別の実施形態を示す正面図及び断面図である。
【図４】本発明のさらに別の実施形態を示す要部断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示す要部断面図である。
【図６】第三レンズに本発明を用いた場合の第一実施形態を示す要部断面図である。
【図７】第三レンズに本発明を用いた場合の別の実施形態を示す要部断面図である。
【図８】従来のカメラモジュールの要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１に示すように、本発明を用いた携帯電話機用のカメラモジュール１０は、レンズユニット１２と撮像ユニット１４とを組み合わせて構成され、両者は精密な位置決めの後に光硬化性の接着剤などを用いて一体に連結されている。撮像ユニット１４は、ホルダ１５にフィルタ７及び、撮像素子８を実装した回路基板１６を組み込んで構成され、フィルタ７には紫外線や赤外線をカットする波長選択性フィルタや、オプティカルローパスフィルタなどが用いられる。回路基板１６には撮像素子８の駆動用ＩＣや画像信号処理用のＩＣなどを実装することも可能で、回路基板１６はさらにコネクタやフレキシブル配線板などを介して適宜の処理回路に接続される。
【００１６】
レンズユニット１２は、レンズ鏡筒１８に物体側から順に第一レンズ２０、第二レンズ２１、第三レンズ２２、第四レンズ２３を組み込むとともに、第一レンズ２０の前面側に開口絞り２４を設けたもので、この開口絞り２４はレンズ鏡筒１８に組み付けられたアクチュエータ２５を作動させることにより開口径を変えることができるようにしてある。アクチュエータ２５は、撮像素子８から得られる撮像信号の輝度レベルに応じてフィードバック制御され、これによりＡＥ制御ができるようにしてある。なお、開口絞り２４を固定絞りとし、撮像信号をその輝度レベルに応じてゲイン調節し、あるいは撮像素子８の電荷蓄積時間を制御する方式でＡＥ制御を行うことも可能である。
【００１７】
また、図示の例ではレンズユニット１２の小型化及びローコスト化のために、第一〜第四レンズ２０〜２３は全てレンズ鏡筒１８に固定され、パンフォーカス型の撮影光学系を構成している。これらのレンズは、第一レンズ２０から順にレンズ鏡筒１８の後端側から組み込まれ、最後に押え環２７を嵌めることによりこれらのレンズはレンズ鏡筒１８に固定される。なお、撮像信号から画素ごとに得られるコントラスト情報を監視しながら一部のレンズをボイスコイルモータなどで移動させることにより、インナーフォーカス方式やリアフォーカス方式のオートフォーカス機能をもたせることも可能である。
【００１８】
第二レンズ２１は透明なプラスチック材を用いて一体成形した成形レンズで構成され、図２に示すように、物体側の面に、物体側に凹面を向けた有効径エリア２１ａと、その周囲を囲む有効径外エリア２１ｂとを有し、同様に像面側の面に非球面で形成された有効径エリア２１ｃと、その周囲を囲む有効径外エリア２１ｄとが形成されている。有効径エリア２１ａ，２１ｃは、それぞれ撮影に寄与する有効光束を通過させる。また、有効径外エリア２１ｂ，２１ｄの表面は金型の転写面によって撮影光軸Ｐに直交する鏡面に成形されているが、撮影に寄与する有効光束は通過しない。
【００１９】
第二レンズ２１の外周面３０は、撮影光軸Ｐを中心とする円柱面３０ａと、像面側に外径が大きくなるように傾斜して撮影光軸Ｐに対して傾きをもった非平行面３０ｂとからなり、第二レンズ２１の厚み方向に関して円柱面３０ａは物体側に、非平行面３０ｂは像面側に形成されている。これらの円柱面３０ａと非平行面３０ｂからなる外周面３０も金型の転写により形成された面であり、製造コストを抑えるためにこの外周面３０への粗面化処理や墨処理は省略されている。この実施形態では、外周面３０の撮影光軸Ｐ方向（厚み方向）の幅Ｄに対し、非平行面３０ｂの幅ｔは略１／２にしている。これにより幅Ｄの１／２が撮影光軸Ｐと平行な円柱面３０ａとなるから、図１に示すように、レンズ鏡筒１８の内壁に非平行面３０ｂに対応した傾斜面を設けることなく、通常の円筒状の内壁に円柱面３０ａを摺接させながら第二レンズ２１の組み込み及び芯出しをすることができる。
【００２０】
なお、このような組み込みのためには、円柱面３０ａの幅は１／３以上あれば問題がないので、非平行面３０ｂの幅ｔは（２／３）Ｄ以下にしておくことが望ましい。もちろん、レンズ鏡筒１８の内壁に精度よく傾斜面を形成するのであれば、幅Ｄ全体を非平行面にすることも可能である。また、撮影光軸Ｐに対する非平行面３０ｂの傾斜角θは、５°〜４０°程度であることが好ましく、さらには５°〜２０°程度であることが好ましい。傾斜角θが５°未満になると、内面反射した有害光の向きを変えるには不十分になりやすく、傾斜角θが４０°を越えると非平行面３０ｂの幅ｔをＤ／３〜Ｄ／２程度確保しようとしたとき、像面側の非有効径エリア２１ｄが広がって第二レンズ２１の全体の外径が大きくなる難点がある。そして、非平行面３０ｂの幅ｔを実用的に好ましいＤ／２程度に設定し、同時に像面側の非有効径エリア２１ｄを広げ過ぎないためには、傾斜角θを２０°以下に抑えることが望ましい。
【００２１】
第二レンズ２１の像面側の有効径エリア２１ｃには、特にその周辺部に物体側に凸状曲面Ｓを向けた非球面となっている。光学設計上、この非球面は中央部で物体側に凹面を向けた形状にしてあるが、第二レンズ２１に大きな角度で入射して周辺部で内面全反射した光線が外周面３０側に向かう形状であれば、全体的に物体側に凸面を向けた形状であっても本実施形態は適用が可能である。なお、第一レンズ２０〜第四レンズ２３の各々の物体側，像面側の結像性能上あるいは収差補正上の面形状については、光学設計により適宜に決めればよい。
【００２２】
上記構成による作用について説明する。第一レンズ２０には物体側から様々な角度で光線が入射するが、図１に示すように、ゴーストやフレアの原因となる有害光Ｗのほとんどは撮影に寄与する光線よりも大きな角度で第一レンズ２０に入射する。こうした有害光Ｗは第一レンズ２０を経て第二レンズ２１の有効径エリア内の周辺部に向かい、そこに形成された凸状曲面Ｓに大きな角度で入射する。このため、有害光Ｗはこの凸状曲面Ｓで内面全反射して外周面３０に形成された非平行面３０ｂに入射する。
【００２３】
非平行面３０ｂは物体側に向かって外径が小さくなる方向に傾斜しているため、凸状曲面Ｓで反射された有害光Ｓは相対的に小さな入射角で非平行面３０ｂに入射する。有害光Ｗの多くは非平行面３０ｂを透過してレンズ鏡筒１８の内壁に達するが、反射率が低く抑えられているレンズ鏡筒１８の内壁でほとんどが吸収される。
【００２４】
また、非平行面３０ｂに入射した有害光Ｗの一部はほぼ正反射に近い角度で内面反射されるが、非平行面３０ｂは像面側で撮影光軸Ｐから遠ざかる方向に傾斜がつけられていることから、非平行面３０ｂに対する入射角は相対的に小さくなり、有害光Ｗは第二レンズ２１の反対側の外周面３０に向けられ、像面（撮像素子８の光電面と等価）に入射することはない。また、ここで内面反射した有害光が第二レンズ２１の物体側あるいは像面側の有効径エリアに入射したとしても、その入射角が大きいため内面全反射してやはり第二レンズ２１の反対側の外周面３０に向かい、撮像素子８に入射することはない。こうして外周面３０に２度入射した時点で有害光はその強度が問題のない程度まで減衰され、外周面３０に粗面化処理や墨塗り処理を施さなくてもゴーストやフレアを大幅に低減することができる。
【００２５】
また、図示した有害光Ｗとは多少異なった角度で入射した有害光も、凸状曲面Ｓで内面全反射すると非平行面３０ｂには小さな角度で入射することに変わりがないため、非平行面３０ｂから正反射に近い角度で反射される有害光は第二レンズ２１の反対側の外周面３０に向けられ、像面に入射することはない。したがって、物体側あるいは像面側における有効径エリアまたは有効径外エリアのいずれかに有害光が入射しても、その入射角は大きくなるからそこで内面全反射して反対側の外周面に向けられ、像面に向かうことはない。
【００２６】
図１に示す実施形態では、第二レンズ２１の全周にわたって非平行面３０ｂを設けてあるが、特に強度のある有害光は太陽光や照明光であることが多く、これらの光源は撮影光学系に対して上方から入射するのがほとんどである。したがって、図３に示すように、第二レンズ２１の下方の一部に非平行面３３を形成しておいてもよい。この非平行面３３は、撮影光軸Ｐを中心とする円柱面として作られた外周面３４について、その下側だけを部分的に斜めに切除した形となっているが、これは第二レンズ２１をプラスチック成形するときに用いる金型の形状だけで対応することももちろん可能である。
【００２７】
先の実施形態では、非平行面３０ｂを第二レンズ２１の像面側の面から物体側の面に向かって厚み方向の１／２の幅で形成しているが、図４に示す実施形態では、第二レンズ２１の物体側の面から像面側の面に向かって厚みの２／３程度の幅で形成している。なお、撮像素子８については×印を付して結像面のみを示す。この実施形態は、先の実施形態と比較して有害光Ｗの入射角が小さく、第二レンズ２１の像面側の面で内面全反射する有害光Ｗが、第二レンズ２１の物体側の面に寄った位置で外周面に達する場合に有効である。この実施形態においても、外周面に円柱面３０ａを残しておくことによって、先の実施形態と同様に、レンズ鏡筒の内壁に傾斜面を設けなくても従来のように円柱面３０ａを利用して第二レンズ２１の芯出しを行うことができる。
【００２８】
図５は第二レンズ２１をプラスチックの二色成形品あるいはインサート成形品で製造するときに有効な実施形態を示すものである。第二レンズ２１は、有効径エリアとその外周を囲む有効径外エリアの一部までを含むメインレンズ部２１ａと、このメインレンズ部２１ａの外周を取り囲む円環部２１ｂとから構成され、例えば円環部２１ｂはメインレンズ部２１ａとは異なるプラスチック材料で成形される。メインレンズ部２１ａと円環部２１ｂとの境界面Ｋは図示のように撮影光軸Ｐに対して傾けられ、この境界面Ｋがこれまでの実施形態にいう非平行面３０ｂとして作用する。円環部２１ｂの外周面（円柱面）がそのまま第二レンズ２１の外周面となるから、レンズ鏡筒１８への組み込みはこれまでと同様に簡便に行うことができる。この実施形態は、必要に応じて第二レンズ２１を二色以上の多色成形で作るときに等しく適用可能である。
【００２９】
図６及び図７に示す実施形態では、第三レンズ２２の外周面に非平行面３０ｂが設けられている。第三レンズ２２の像面側の面における有効エリアの外周部には、やはり物体側に凸面を向けた曲面Ｓが設けられている。したがって、いずれの実施形態にあっても、大きな角度をもって入射してきた有害光Ｗは曲面Ｓに大きな角度で入射しやすくなり、第三レンズ２２の外周面に向かって内面全反射しやすくなる。そこで、図６に示すように第三レンズ２２の外周面全体を撮影光軸Ｐに対して傾けた非平行面３０ｂにしておけばよい。また、非平行面３０ｂは必ずしも光軸と平行な断面に関して直線になるものだけでなく、図７に示すように曲面にすることも可能である。この非平行面３０ｂは、撮影光軸Ｐを含む縦断面に関して傾きが連続的に変化する曲線で表される面として捉えることができ、その曲面の向きとしては、有害光を拡散させることを考慮すれば撮影光軸Ｐに凹面を向けた形状であることが好ましい。図６あるいは図７に示す非平行面３０ｂは第三レンズ２３の周方向全体に形成されているが、図３に示すように、周方向については部分的に形成することももちろん可能である。
【００３０】
以上、図示した実施形態について説明してきたが、本発明は撮影光学系の光学設計上のレンズ構成や諸元によらず実施可能である。これまでの実施形態からわかるように、大きな角度をもって第一レンズに入射する有害光は、物体側に近い第二レンズや第三レンズの像面側に、特にその有効径エリアの周辺部分に物体側に凸面を向けた曲面Ｓがある場合にその曲面Ｓに入射することが多くなる。曲面Ｓは物体側に凸面を向けているため、この部分に入射した有害光の多くは内面全反射してそのレンズの外周面に向かい、その多くは透過してレンズ鏡筒の内壁で吸収されるものの、一部は外周面で内面反射する。
【００３１】
外周面に粗面化処理や墨塗り処理を施した場合には、外周面に入射した有害光を大きく減衰させることができるが、金型を用いて製造される成形レンズでは、粗面化処理のためには成形金型のコストアップが伴い、また墨塗り処理のためには後加工に伴うコストアップが避けられない。この点、本発明では外周面に撮影光軸に対して傾斜させた非平行面を設け、この非平行面で有害光が像面に入射しない方向に向けて反射させるようにしてあるから、成形金型や後加工のためのコストアップを招くことなくゴーストやフレアを大幅に低減させることが可能となる。なお、外周面に粗面化処理や墨塗り処理を施した場合であっても、外周面で正反射に近い角度範囲で内面反射した有害光の強度は十分に減衰しているとは言い難いから、さらに本発明を併用すればゴーストやフレアをより低減させることができる。また、本発明はレンズだけでなくフィルタなどの一般の光学素子にも本発明は適用可能である。
【００３２】
なお、撮影光学系の内部に開口絞りが設けられる場合には、その開口絞りが有害光を遮る作用も有するので必ずしも本発明の非平行面を設けなくても済む場合が多いが、上述した実施形態のように、第一レンズの前面にのみ開口絞りを設けた撮影光学系で本発明はより効果的に用いることができる。また、本発明が適用し得るレンズにしても、ガラス製，プラスチック製のいずれであってもよく、非平行面も成形だけでなく切削などの手法で形成することも可能である。
【符号の説明】
【００３３】
８ 撮像素子
１０ カメラモジュール
１２ レンズユニット
１４ 撮像ユニット
１５ ホルダ
１６ 回路基板
１８ レンズ鏡筒
２１ 第二レンズ
２３ 第三レンズ
２４ 開口絞り
３０ 外周面
３０ａ 円柱面
３０ｂ 非平行面
Ｐ 撮影光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系に組み込まれ、撮影光軸を中心として撮影に寄与する有効光束を通過させる有効径エリアと、この有効径エリアを囲む有効径外エリアと、この有効径外エリアを囲む外周面とを備えた光学素子において、
物体側の面から入射し、像面側の面で反射して前記外周面に入射し、その外周面で反射した光線が像面に入射しないように、前記外周面の厚み方向の少なくとも一部、または周方向の少なくとも一部を、撮影光軸に対して傾きをもつ非平行面にしたことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記非平行面は外周面の厚み方向の２／３以下の幅で形成され、残りの外周面の全部、または一部が撮影光軸を中心とする円柱状の形状をもつことを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
前記非平行面が、撮影光軸を含む縦断面に関して傾きが連続的に変化する曲線で表される曲面であることを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項４】
前記有効径エリアと前記外周面を含む有効径外エリアとを一体成形した成形品であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の光学素子。
【請求項５】
撮影光学系に組み込まれ、撮影光軸を中心として撮影に寄与する有効光束を通過させる有効径エリアと、この有効径エリアを囲む有効径外エリアと、この有効径外エリアを囲む外周面とを備えた光学素子において、
前記光学素子が前記有効径外エリアに円環状の境界面をもつ多色成形品で構成され、物体側の面の前記有効径エリアから入射し、像面側の面の前記有効径エリアで内面反射して前記境界面に向かい、その境界面で内面正反射した有害光が前記物体側または像面側の面で内面全反射する入射角となるように、前記境界面の厚み方向の少なくとも一部、かつ周方向の少なくとも一部を撮影光軸に対して傾きをもつ非平行面にするとともに、前記外周面の少なくとも一部を撮影光軸を中心とする円柱面にしたことを特徴とする光学素子。
【請求項６】
前記光学素子は、少なくとも二枚のレンズから構成される撮影光学系の中で、物体側から二枚目以降に用いられるレンズであり、物体側の前記有効径エリア内に凹面の形状を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の光学素子。
【請求項７】
像面側の面に、前記有効径エリア内に像側に凹面となる形状を含むことを特徴とする請求項６記載の光学素子。
【請求項８】
絞りよりも像面側に配置され、物体側の有効径エリアよりも像面側の有効エリアが広いことを特徴とする請求項６または７記載の光学素子。
【請求項９】
物体側から順に配置された絞り、第一レンズ、第二レンズ、第三レンズを含み、前記第二レンズまたは第三レンズのいずれかが請求項６〜８のいずれか記載の光学素子であることを特徴とする撮影光学系。
【請求項１０】
請求項９記載の撮影光学系をレンズ鏡筒に組み込んだレンズユニットと、前記レンズ鏡筒の後端に固定され、前記像面に撮像面が一致するように固体撮像素子を保持した撮像ユニットとからなることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項１】
撮影光学系に組み込まれ、撮影光軸を中心として撮影に寄与する有効光束を通過させる有効径エリアと、この有効径エリアを囲む有効径外エリアと、この有効径外エリアを囲む外周面とを備えた光学素子において、
物体側の面から入射し、像面側の面で反射して前記外周面に入射し、その外周面で反射した光線が像面に入射しないように、前記外周面の厚み方向の少なくとも一部、または周方向の少なくとも一部を、撮影光軸に対して傾きをもつ非平行面にしたことを特徴とする光学素子。
【請求項２】
前記非平行面は外周面の厚み方向の２／３以下の幅で形成され、残りの外周面の全部、または一部が撮影光軸を中心とする円柱状の形状をもつことを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項３】
前記非平行面が、撮影光軸を含む縦断面に関して傾きが連続的に変化する曲線で表される曲面であることを特徴とする請求項１記載の光学素子。
【請求項４】
前記有効径エリアと前記外周面を含む有効径外エリアとを一体成形した成形品であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載の光学素子。
【請求項５】
撮影光学系に組み込まれ、撮影光軸を中心として撮影に寄与する有効光束を通過させる有効径エリアと、この有効径エリアを囲む有効径外エリアと、この有効径外エリアを囲む外周面とを備えた光学素子において、
前記光学素子が前記有効径外エリアに円環状の境界面をもつ多色成形品で構成され、物体側の面の前記有効径エリアから入射し、像面側の面の前記有効径エリアで内面反射して前記境界面に向かい、その境界面で内面正反射した有害光が前記物体側または像面側の面で内面全反射する入射角となるように、前記境界面の厚み方向の少なくとも一部、かつ周方向の少なくとも一部を撮影光軸に対して傾きをもつ非平行面にするとともに、前記外周面の少なくとも一部を撮影光軸を中心とする円柱面にしたことを特徴とする光学素子。
【請求項６】
前記光学素子は、少なくとも二枚のレンズから構成される撮影光学系の中で、物体側から二枚目以降に用いられるレンズであり、物体側の前記有効径エリア内に凹面の形状を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載の光学素子。
【請求項７】
像面側の面に、前記有効径エリア内に像側に凹面となる形状を含むことを特徴とする請求項６記載の光学素子。
【請求項８】
絞りよりも像面側に配置され、物体側の有効径エリアよりも像面側の有効エリアが広いことを特徴とする請求項６または７記載の光学素子。
【請求項９】
物体側から順に配置された絞り、第一レンズ、第二レンズ、第三レンズを含み、前記第二レンズまたは第三レンズのいずれかが請求項６〜８のいずれか記載の光学素子であることを特徴とする撮影光学系。
【請求項１０】
請求項９記載の撮影光学系をレンズ鏡筒に組み込んだレンズユニットと、前記レンズ鏡筒の後端に固定され、前記像面に撮像面が一致するように固体撮像素子を保持した撮像ユニットとからなることを特徴とするカメラモジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１６４７５５（Ｐ２０１０−１６４７５５Ａ）
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６５８８（Ｐ２００９−６５８８）
【出願日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月２９日（２０１０．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月１５日（２００９．１．１５）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
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