JP2005242319A - 光学ユニット及び該光学ユニットを備えた撮像装置並びに該撮像装置を備えた携帯端末 - Google Patents

Abstract

【課題】 不要光による被写体画像のコントラストの低下がなく、低コストで焦点位置がばらつかずに安定した、複数枚のレンズで構成された光学ユニットを得ること。
【解決手段】 少なくとも２枚の光透過部を有する光学部材と、光学部材間に配置された開口部を有する遮光部材と、を有する光学ユニットであって、光学部材の少なくとも１枚は、光学有効面以外の部位で、他の光学部材に当接する少なくとも３箇所の突起部が形成され、突起部を除く光学部材の光学有効面以外の部位に、遮光部材の一部が間挿されている光学ユニットとする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、複数枚の光学部材を用いた光学ユニット及びこの光学ユニットを備えた撮像装置並びにこの撮像装置を備えた携帯端末に関するものである。

従来より小型で薄型の撮像装置が、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の小型、薄型の電子機器である携帯端末に搭載されるようになり、これにより遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。

これらの撮像装置に使用される撮像素子としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子が使用されている。

近年、これら携帯端末の普及の増大に伴い、より高画質の画像が得られるよう、高画素数の撮像素子を使用した撮像装置の搭載されたものが市場に供給されつつある。この撮像装置は、高画素数の撮像素子に対応して、解像度の向上を目的として複数枚のレンズを使用した光学系が用いられるようになっている。

これら複数枚のレンズを使用した、携帯端末に用いられる撮像光学系として、プラスチック材料で成形されたレンズを２枚用い、一方のレンズのフランジ部内周部と他方のレンズのフランジ部外周部とを同径で且つ光軸に平行にして係合させ、２枚のレンズの光軸直交方向の位置決めをおこなうものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

また、外部から侵入した不要光によるゴーストやフレアの防止を目的として、撮像素子に当接する支持部を遮光性を有する樹脂で形成し、これに透明樹脂で形成したレンズ部を射出成形で形成して一体化したもの、或いは、像面側に配置されたレンズに形成された脚部の上部外周の段部に、物体側に配置されるレンズに形成された脚部を押し当てて連結し、この光学系の外部に遮光性の支持部材を配置したもの、更に、一方のレンズにピンを形成し、他方のレンズに孔を形成し、絞り板をスペーサとして介在させ、連結して光軸方向と光軸直角方向の位置決めする、光学ユニットが開示されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−３４１２１８号公報（第９図） 特開２００２−１３９６６２号公報（第１０図）

上記の特許文献１に記載の撮像装置は、２枚のレンズの光軸に直交する方向の位置決めはなされるが、光軸方向では絞り板が間に介在し、この絞り板の厚み方向のばらつきにより、２枚のレンズの光軸方向の間隔がばらつき、焦点位置が不安定となる欠点がある。更に、この円周状の係合部から像面側のレンズに形成された脚部へ、被写体光束以外の不要光が伝搬して被写体画像のコントラストを低下させる問題がある。

また、上記の特許文献２に記載の撮像装置のうち、撮像素子に当接する支持部を遮光性を有する樹脂で形成し、これに透明樹脂で形成したレンズ部を射出成形で形成して一体化したものは、不要光の問題は解消できるが、インサート成形によるコストアップに加え、光軸方向では絞り部材が間に介在し、この絞り部材の厚み方向のばらつきにより、２枚のレンズの光軸方向の間隔がばらつき、焦点位置が不安定となる欠点がある。

また、像面側に配置されたレンズに形成された脚部の上部外周の段部に、物体側に配置されるレンズに形成された脚部を押し当てて連結し、この光学系の外部に遮光性の支持部材を配置したものは、支持部材により光学系の外部側面からの不要光は排除できるが、物体側に配置されたレンズの入射面に入射した光のうち、撮影光束以外の不要光が、この円周状の連結部から像面側のレンズに形成された脚部へ、伝搬して被写体画像のコントラストを低下させる問題がある。

更に、一方のレンズにピンを形成し、他方のレンズに孔を形成し、絞り板をスペーサとして介在させて連結して光軸方向と光軸直角方向の位置決めするものに関しても、光軸方向では絞り板が間に介在し、この絞り板の厚み方向のばらつきにより、２枚のレンズの光軸方向の間隔がばらつき、焦点位置が不安定となる欠点がある。更に、撮影光束以外の不要光が、光学有効面以外の相対する面間を伝搬して被写体画像のコントラストを低下させる問題がある。

本発明は上記問題に鑑み、不要光による被写体画像のコントラストの低下がなく、低コストで、焦点位置がばらつかずに安定した、複数枚の光学部材で構成された光学ユニットを得ることを目的とし、更に、この光学ユニットを備えた撮像装置及び、この撮像装置を備えた携帯端末を得ることを目的とするものである。

上記の目的は、以下のような構成で達成される。

１） 光学有効面とその周囲の少なくとも一部に保持部を有する少なくとも２枚の光学部材と、該光学部材間に配置された開口部を有する遮光部材と、を有する光学ユニットであって、前記光学部材の少なくとも１枚は、少なくとも一方の面の光学有効面以外の部位で、他の光学部材に当接する少なくとも３箇所の突起部が形成され、前記突起部を除く前記光学部材の光学有効面以外の部位に、前記遮光部材の一部が間挿されていることを特徴とする光学ユニット。

２） 前記突起部は、光軸方向と光軸に垂直な方向で当接し、双方の位置決めをおこなう１）の光学ユニット。

３） 前記遮光部材の外径を、前記遮光部材に相対した２つの光学部材の少なくとも一方の外径と同じ又はそれより大きくした１）又は２）の光学ユニット。

４） 前記遮光部材の前記開口部を略矩形に形成した１）〜３）のいずれかの光学ユニット。

５） 前記光学ユニットは少なくとも３枚の光学部材を有し、前記光学ユニットを構成する前記光学部材の面のうち、少なくとも２つの面の光学有効面以外の部位のそれぞれに前記突起部を有し、一方の面の前記突起部と、他方の面の前記突起部とが円周方向で異なる位相の位置となるよう組み付けられている１）〜４）のいずれかの光学ユニット。

６） １）〜５）のいずれかの光学ユニットを備えたことを特徴とする撮像装置。

７） ６）の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。

本発明の、光学有効面とその周囲の少なくとも一部に保持部を有する少なくとも２枚の光学部材と、光学部材間に配置された開口部を有する遮光部材と、を有する光学ユニットであって、光学部材の少なくとも１枚は、少なくとも一方の面の光学有効面以外の部位で、他の光学部材に当接する少なくとも３箇所の突起部が形成され、突起部を除く光学部材の光学有効面以外の部位に、遮光部材の一部が間挿されている光学ユニット、とすることにより、部品を増加することなく、不要光による被写体画像のコントラストの低下がなく、低コストで焦点位置がばらつかずに安定した、複数枚の光学部材で構成された光学ユニットを得ることが可能となる。

また、突起部は、光軸方向と光軸に垂直な方向で当接し、双方の位置決めをおこなうようにすることが望ましく、これにより、簡単な構成で他の部品の介在なしに光軸方向及び光軸直交方向の位置決めが可能となり、低コストで焦点位置がばらつかない光学ユニットを得ることができる。

また、遮光部材の外径を、遮光部材に相対した２つの光学部材の少なくとも一方の外径と同じ又はそれより大きくすることが望ましく、これにより、光学部材の光学有効面以外を伝搬する不要光が像面側の光学部材へ伝搬するのを防止できる。

また、遮光部材の前記開口部を略矩形に形成することが望ましく、これにより必要な撮影光束のみを撮像面側へ導くことができ、被写体画像のコントラストをより向上させることができる。

また、少なくとも３枚の光学部材を有し、光学ユニットを構成する光学部材の面のうち、少なくとも２つの面の光学有効面以外の部位のそれぞれに突起部を有し、一方の面の突起部と、他方の面の突起部とが円周方向で異なる位相の位置となるよう組み付けられていることが望ましく、これにより、突起部を伝搬する不要光も遮断することができる。

更に、上記のいずれかの光学ユニットを備えたことを特徴とする撮像装置、この撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末、とすることにより、上述の効果を奏する撮像装置或いは携帯端末を得ることができるようになる。

以下、実施の形態により本発明を詳しく説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１は、本発明に係る撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機Ｔの外観図である。

同図に示す携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄを備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＰを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。撮像装置Ｓは、上筐体７１内の表示画面Ｄの下方に内蔵されており、上筐体７１の外表面側から被写体光を取り込めるよう配置されている。また、上筐体７１内の表示画面Ｄの下方には、手動操作部材７５が配置されている。

なお、この撮像装置Ｓの位置は上筐体７１内の表示画面Ｄの上方に配置してもよい。また携帯電話機は折りたたみ式に限るものではない。

図２は、本発明に係る光学ユニットを備えた撮像装置１００の斜視図である。この撮像装置１００が図１に示す撮像装置Ｓの位置に内蔵されるものである。

同図に示すように撮像装置１００の外表面は、撮像素子の実装されたプリント基板１１と、携帯端末のその他の基板と接続するためのコネクタ１７、ベース部材１２、透光性の防塵プレート２１、蓋部材１３と化粧板１４、操作部１５ｓが形成された回動部材１５で構成されている。操作部１５ｓは、図１に示す手動操作部材７５と内部で機械的に連結され、手動操作部材７５に連動して回動部材１５は回動するよう構成されている。またプリント基板１１上には、図示しないが各種の抵抗、コンデンサ等の電気部品が実装されている。

図３は、本発明に係る光学ユニットを備えた撮像装置１００の内部構造を示す概略の断面図である。同図は図２に示すＧ−Ｇ線で切断して、その断面を示したものである。以下の図においては、説明の重複を避けるため、同機能部品には同符号を付与し説明する。

同図に示すように、撮像装置１００の内部は、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第１レンズ１と第２レンズ２の間に配置された絞り４、第２レンズ２と第３レンズ３の間に配置された絞り５、及び第１レンズ１の物体側と第３レンズ３の像面側にそれぞれ固着された絞りで構成された光学ユニット５０と、第３レンズの光学有効面以外の像面側に一体で形成された３箇所の凸部３ｄと当接する位置にカム部７ｃを形成したカム部材７、プリント基板１１に実装された撮像素子８が配置されている。

後に詳しく説明するが、一体にユニット化された光学ユニット５０は、第３レンズ３のフランジ部が付勢部材である圧縮コイルバネ９により撮像素子８方向に付勢される。これにより、光学ユニット５０は、カム部材７を介し、撮像素子８との光軸方向の間隔が決められている。

カム部材７は、透光性の材料が用いられ、撮像素子の光電変換面側を覆うように形成された被写体光束の透光部７ａを有し、透光部７ａの一方の面には赤外光カットコーティングが施されている。また、カム部材７には脚部７ｄが複数箇所に一体で形成され、撮像素子８の光電変換面側の光電変換面以外の領域に当接している。

カム部材７は、ベース部材１２の内側で嵌合して接着剤により接着され保持されている。また、ベース部材１２には、光学ユニット５０を内包する外枠部材１６が組み付けられる。この外枠部材１６の外側面には、回動部材１５が回動可能に組み付けられる。この回動部材１５は、内側に一体で形成された係合部１５ｔが第３レンズ３の係合部３ｋと係合するよう組み付けられる。蓋部材１３は、圧縮コイルバネ９の組み込み後に外枠部材１６に組み付けられる。また、外枠部材１６の側面には開口部が形成され、回動部材１５に形成された係合部１５ｔが回動する領域となっている。

即ち、外枠部材１６の外側で支持された回動部材１５の操作部１５ｓを回動させることにより回動部材１５に形成された係合部１５ｔは回動する。これに伴い係合部１５ｔに係合する第３レンズ３、即ち光学ユニット５０も回動し、第３レンズ３の凸部３ｄが、カム部材７のカム部７ｃ上のカム面に沿って移動することにより、圧縮コイルバネ９の付勢力に抗して、光軸Ｏ方向に移動し、近距離に焦点の合ったマクロ撮影を可能としている。

以上が、本発明に係る光学ユニット５０を備えた撮像装置１００の内部構造概略である。

次に、本発明に係る光学ユニット５０について詳しく説明する。なお、以下の説明においては、結像のために形成された面を光学有効面、その周囲に形成された結像に寄与しない部位をフランジ部（保持部）と称して説明する。なお、本例においては、開口部を有する遮光部材には絞り４及び絞り５が相当している。

図４は、第１レンズ１、第２レンズ２、及び第１レンズ１と第２レンズ２の間に配置された絞り４の構造を示す分解斜視図である。同図に示す第１レンズ１及び絞り４は像面側方向から見た斜視図であり、第２レンズ２は物体側方向から見た斜視図である。

同図において、第１レンズ１は、光学有効面１ｒと、その外周に形成されたフランジ部１ｆを、透光性の材料で一体に形成したものであり、第２レンズ２は、光学有効面２ｒと、その外周に形成されたフランジ部２ｆ及びこのフランジ部２ｆから突出、即ち光学有効面以外の部位から突出した４箇所の突起部２ｔを、透光性の材料で一体に形成したものである。この突起部２ｔは図示のように４箇所の場合は、略９０度間隔で形成されていることが好ましい。一方、絞り４は撮影のための被写体光束が通過する開口部４ｋと、円周上の第２レンズ２の突起部２ｔに対応した位置に４箇所の切り欠き部４ｎを有し、遮光性の材料で形成したものである。この遮光部材である絞り４の円弧部４ｆの外径は、図３に示したように、第１レンズ１の外径と同じ又はそれより大きく形成されている。

この第１レンズ１、第２レンズ２、及び遮光部材である絞り４は、以下のように組み付けられる。

第２レンズ２に形成された４箇所の突起部２ｔは、絞り４に形成された切り欠き部４ｎから、それぞれ第１レンズ１側へ突出し、突起部２ｔの側面部２ｓ（図示ハッチング部）が第１レンズ１のフランジ部１ｆの側面部１ｓ（図示ハッチング部）に当接し、突起部２ｔの頂部２ｐが第１レンズ１のフランジ部１ｆの外側の面１ｐに当接して組み付けられる。また、絞り４は第１レンズ１と第２レンズ２の間で、微小な隙間を有して保持されるよう形成されている。

これにより、レンズ間に配置された絞り４の厚みに関わることなく、第１レンズ１と第２レンズ２は、第２レンズ２の突起部２ｔの側面部２ｓ及び頂部２ｐと第１レンズ１のフランジ部１ｆの側面部１ｓ及び外側の面１ｐの相互の当接により、光軸方向及び光軸に直交する方向の位置決めがなされる。

更に、第１レンズ１と第２レンズ２の光学有効面以外の部位は、遮光部材である絞り４の切り欠き部４ｎ以外の部位に形成された円弧部４ｆが間挿され介在している。これにより、撮影光束以外の不要光が、相対する第１レンズ１と第２レンズ２の光学有効面以外の面間を伝搬することを防止することができ、この遮光部材である絞り４の円弧部４ｆの外径が、第１レンズ１の外径と同じ又はそれより大きく形成することで、第１レンズ１の光学有効面以外を伝搬する不要光が像面側の光学部材である第２レンズ２へ伝搬するのをより効果的に防止することができる。

図５は、第２レンズ２、第３レンズ３、及び第２レンズ２と第３レンズ３の間に配置される絞り５の構造を示す分解斜視図である。同図に示す第２レンズ２は像面側方向から見た部分斜視図であり、絞り５及び第３レンズ３は物体側方向から見た斜視図である。

同図において、第２レンズ２の像面側は、２ｇで示す像面側の光学有効面と２ｈで示す像面側のフランジ部があり、第３レンズ３は、光学有効面３ｒと、その外周に形成されたフランジ部３ｆ及びこのフランジ部３ｆから内周方向に突出した４箇所の突起部３ｔ、前述の係合部３ｋを、透光性の材料で一体に形成したものである。この突起部３ｔは図示のように４箇所の場合は、略９０度間隔で形成されていることが好ましい。一方、絞り５は撮影のための被写体光束が通過する開口部５ｋと、円周上の第３レンズ３の突起部３ｔに対応した位置に４箇所の切り欠き部５ｎを有し、遮光性の材料で形成したものである。

この第２レンズ２、第３レンズ３、及び絞り５は、以下のように組み付けられる。

第３レンズ３に形成された４箇所の突起部３ｔは、絞り５に形成された切り欠き部５ｎから、それぞれ第２レンズ２側へ突出し、突起部３ｔの側面部３ｓ（図示ハッチング部）が第２レンズ２のフランジ部２ｈの側面部２ｑ（図示ハッチング部）に当接し、突起部３ｔの頂部３ｐが第２レンズ２のフランジ部２ｈの外側の面２ｊに当接して組み付けられる。また、絞り５は第２レンズ２と第３レンズ３の間で、微小な隙間を有して保持されるよう形成されている。

これにより、レンズ間に配置された絞り５の厚みに関わることなく、第２レンズ２と第３レンズ３は、第３レンズ３の突起部３ｔの側面部３ｓ及び頂部３ｐと第２レンズ２のフランジ部２ｈの側面部２ｑ及び外側の面２ｊの相互の当接により、光軸方向及び光軸に直交する方向の位置決めがなされる。

更に、第２レンズ２と第３レンズ３の光学有効面以外の部位は、絞り５の切り欠き部５ｎ以外の部位に形成された円弧部５ｆが間挿され介在している。これにより、撮影光束以外の不要光が、相対する第２レンズ２と第３レンズ３の光学有効面以外の面間を伝搬することを防止することができる。更に、この遮光部材である絞り５の円弧部５ｆの外径を、第２レンズ２の外径と同じ又はそれより大きく形成することにより、撮影光束以外の不要光の伝搬防止の効果を、より高めることができる。

このように第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３は、光学有効面以外に形成された突起部２ｔ及び３ｔにより相対するレンズの光学有効面以外の部位に当接され、接着剤等で互いに固着することで一体にユニット化され、介在する絞りの影響を受けないよう構成することで、光軸方向のレンズ間隔及び光軸直角方向の光軸のずれを極小にして組み立てることができ、焦点位置のばらつきの個体差がなく、且つ不要光の伝搬防止による被写体画像のコントラストの低下のない、複数枚のレンズで構成された光学ユニットを得ることができる。

更に、不要光の防止を、レンズ間に配置した遮光部材である絞りでおこなうことにより、部品点数の増加や、インサート成型による対策をおこなう必要がなく、低コスト化した光学ユニットを得ることができる。

図６は、本発明に係る光学ユニット５０の断面図である。同図は光軸Ｏを境にして、左側は第２レンズ２の突起部２ｔを含む部位で切断した断面を示し、右側は第３レンズ３の突起部３ｔを含む部位で切断した断面を示している。

同図左側に示すように、第１レンズ１と第２レンズ２が当接する部位の断面では、第２レンズ２と第３レンズ３の間に絞り５の円弧部５ｆが位置し、第１レンズ１から当接部２ｔを経由して伝搬する不要光が第３レンズ３へ伝搬するのを防止するようになっている。また同様に、同図右側に示すように、第２レンズ２と第３レンズ３が当接する部位の断面では、第１レンズ１と第２レンズ２の間に絞り４の円弧部４ｆが位置している。

このように、第２レンズ２に形成した突起部２ｔと第３レンズ３に形成した突起部３ｔは、光学ユニットとした時、円周方向で異なる位相の位置となるよう組み付けられることが望ましく、これにより、第２レンズ２の突起部２ｔを伝搬した不要光は絞り５の円弧部５ｆ（図５参照）によって第３レンズ３への伝搬を防止することができる。

図７は、一体にユニット化された光学ユニット５０の斜視図である。同図は、光学ユニット５０を撮像素子側斜め下方から見た図である。

同図に示すように、光学ユニット５０の第３レンズ３には、撮像素子側の面の光学有効面以外の領域で、図３に示すカム部材７のカム部７ｃに対応した位置に、３箇所の凸部３ｄが形成されている。

図８は、カム部材７の斜視図である。同図は、カム部材７を被写体側斜め上方から見た図である。このカム部材７は透光性の材料で撮像素子８の上面を覆うように透光部７ａが形成されているものである。

同図に示すように、カム部材７の外周には、凸部７ｈが形成されこの凸部７ｈにより、図３に示すベース部材１２の図示しない凹部に嵌合され周方向の位置決めがなされる。また、凸部７ｈと１８０度ずれた位置に形成されたゲート部７ｑは、凸部７ｈよりも幅及び突出量が小さく形成され、ベース部材１２の図示しない他方の凹部に収納される。外周の側面部７ｆは図３に示すベース部材１２の内周と嵌合して組み付けられるようになっている。

カム部材７は、カム部７ｃがその外周近傍に略１２０度間隔で周期的に配置されている。更に、このカム部７ｃは、それぞれ光軸方向の位置の異なる、高い水平面７ｍと低い水平面７ｎ、この水平面７ｍ、７ｎを繋ぐ傾斜面７ｊで形成されている。

図７に示す、３箇所の凸部３ｄが、図８に示すカム部材７の３箇所のカム部７ｃに当接し、低い水平面７ｎから傾斜面７ｊを経由して高い水平面７ｍへ移動することで、遠距離に焦点の合った位置（例えば過焦点位置）からマクロ撮影の位置となり、高い水平面７ｍから傾斜面７ｊを経由して低い水平面７ｎへ移動することにより、マクロ撮影の位置から遠距離に焦点の合った位置へ戻るようになっている。

図９は、撮像装置１００内に配置された光学ユニット５０の、マクロ撮影の位置と遠距離に焦点の合った位置とを示した図である。同図は、光軸Ｏを境に、右側に遠距離に焦点が合った状態を示し、左側にマクロ撮影の時の状態を示している。

同図右側に示すように、低い水平面７ｎに凸部３ｄが当接し、遠距離に焦点が合った状態となり、同図左側に示すように、高い水平面７ｍに凸部３ｄが当接し、光学ユニット５０を所定量だけ物体側へ移動させ、マクロ撮影の状態となる。

なお、第２レンズと第３レンズに突起部を形成した例で説明したが、第２レンズの物体側、像面側の双方に突起部を形成し、それぞれ第１レンズと第３レンズに当接するよう構成してもよいし、第１レンズと第３レンズに突起部を形成し、第２レンズにそれぞれ当接するよう構成してもよいのは、勿論である。

図１０は、本発明に係る光学ユニットを備えた撮像装置１００のその他の例の内部構造を示す概略の断面図である。同図に示す撮像装置１００は、固定焦点タイプに本発明を適用した例を示したものである。本例のような固定焦点タイプの撮像装置は、図１に示す携帯電話に内蔵した場合、手動操作部材７５は不要である。

同図に示すように、撮像装置１００の内部は、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、第１レンズ１と第２レンズ２の間に配置された絞り４、第２レンズ２と第３レンズ３の間に配置された絞り５、及び第１レンズ１の物体側に固着された絞りが一体的に構成された光学ユニット５０は、第３レンズの光学有効面以外の像面側の複数箇所に脚部３ｇが一体で形成され、撮像素子８の光電変換面側の光電変換面以外の領域に当接している。

なお、本例では開口部を有する遮光部材には絞り５が相当している。

また、一体にユニット化された光学ユニット５０は、第２レンズ２のフランジ部が付勢部材である圧縮コイルバネ９により撮像素子８方向に付勢されている。これにより、光学ユニット５０は、撮像素子８との光軸方向の間隔が決められている。プリント基板１１には、光学ユニット５０を内包する外枠部材１６が固着され、蓋部材１３には赤外光カットフィルタ２２が組み込まれている。

図１１は、第１レンズ１、第２レンズ２、第３レンズ３、及び第１レンズ１と第２レンズ２の間に配置された絞り４、第２レンズ２と第３レンズ３の間に配置された絞り５の構造を示す分解斜視図である。

同図において、第１レンズ１は、光学有効面１ｒと、その外周に形成されたフランジ部１ｆを、透光性の材料で一体に形成したものであり、第２レンズ２は、光学有効面２ｒと、その外周に形成されたフランジ部２ｆを、透光性の材料で一体に形成したものである。

この第１レンズ１、第２レンズ２、及び遮光部材である絞り４は、以下のように組み付けられる。

第１レンズ１のフランジ部１ｆの外周部が第２レンズ２のフランジ部内壁２ｓ（図示ハッチング部）に当接し、第１レンズ１のフランジ部１ｆの下面が第２レンズ２のフランジ部内壁２ｓに形成された段部２ｐに当接して組み付けられる。また、絞り４は第１レンズ１と第２レンズ２の間に組み込まれ、微小な隙間を有して保持されるよう形成されている。これにより、レンズ間に配置された絞り４に干渉されることなく、第１レンズ１と第２レンズ２は、相互の当接により、光軸方向及び光軸に直交する方向の位置決めがなされる。

第３レンズ３は、光学有効面３ｒと、その外周に形成されたフランジ部３ｆ及びこのフランジ部３ｆに形成された４箇所の突起部３ｔを、透光性の材料で一体に形成したものである。この突起部３ｔは図示のように４箇所の場合は、略９０度間隔で形成されていることが好ましい。一方、絞り５は図示の如く、撮影のための被写体光束が通過する略矩形状に形成された開口部５ｋと、第３レンズ３の突起部３ｔに対応した位置に４箇所の切り欠き部５ｎを有し、遮光性の材料で形成したものである。開口部を略矩形状に形成することで、撮影に必要な光束のみを撮像面側へ導くことができ、被写体画像のコントラストをより向上させることができる。

第３レンズ３、及び絞り５は、以下のように組み付けられる。

第３レンズ３に形成された４箇所の突起部３ｔは、絞り５に形成された切り欠き部５ｎから、それぞれ第２レンズ２側へ突出し、突起部３ｔの側面部３ｓ（図示ハッチング部）が第２レンズ２のフランジ部２ｆ下方に形成された側面部２ｑ（図示ハッチング部）に当接し、突起部３ｔの頂部３ｐが第２レンズ２のフランジ部２ｈの下面２ｊに当接して組み付けられる。また、絞り５は第２レンズ２と第３レンズ３の間で、微小な隙間を有して保持されるよう形成されている。

これにより、レンズ間に配置された略矩形状に形成された開口部５ｋを有する遮光部材である絞り５の厚みに影響されることなく、第２レンズ２と第３レンズ３は光軸方向及び光軸に直交する方向の位置決めがなされる。

更に、第２レンズ２と第３レンズ３の光学有効面以外の部位は、絞り５の切り欠き部５ｎ以外の部位に形成された円弧部５ｆが間挿され介在している。これにより、撮影光束以外の不要光が、相対する第２レンズ２と第３レンズ３の光学有効面以外の面間を伝搬することを防止することができる。更に、この遮光部材である絞り５の円弧部５ｆの外径を、第２レンズ２の外径と同じ又はそれより大きく形成することにより、撮影光束以外の不要光の伝搬防止の効果を高めることができる。

なお、この固定焦点タイプの例においても、第１レンズ１、第２レンズ２、絞り４を図４と同様な構成としてもよい。

以上、説明したように、少なくとも１枚のレンズの光学有効面以外の部位に、他のレンズに当接する少なくとも３箇所の突起部を形成し、この突起部を除く光学有効面以外の部位に、遮光部材である絞りの一部が間挿された光学ユニットとすることで、レンズ間隔は遮光部材である絞りの厚みの影響を受けず、焦点位置がばらつかずに安定し、且つ光学有効面以外の部位を伝搬する不要光を遮断することで、被写体画像のコントラストの低下のない、複数枚のレンズで構成された低コストの光学ユニットを得ることが可能となる。

更に、この光学ユニットを備えた撮像装置及びこの撮像装置を備えた携帯端末とすることにより、低コストで且つ不要光による被写体画像のコントラストの低下のない撮像装置及び携帯端末を得ることが可能となる。

なお、上述の実施の形態ではレンズを３枚用いた構成の光学ユニットで説明したが、これに限るものでなく、２枚構成或いは４枚構成以上の光学ユニットであっても本発明を逸脱するものではない。更に、突起部を一つの面に４箇所設け略９０度間隔に形成した例で説明したが、突起部は少なくとも３箇所あれば良く、略１２０度間隔に配置すれば同様の効果を得ることができる。

また、上述の説明では、レンズと絞りで構成された光学ユニットで説明したが、本発明はフィルタ等の光学有効面が平面で構成された光学部材を有する光学ユニットにも適用可能であり、本発明を逸脱するものではない。

加えて、本発明に係る光学ユニットを、携帯端末に搭載される撮像装置を例にとり説明したが、一般のカメラ等の光学系又は光学系の一部にも適用可能なのは言うまでもない。

本発明に係る撮像装置を備えた携帯端末の一例である携帯電話機の外観図である。 本発明に係る光学ユニットを備えた撮像装置の斜視図である。 本発明に係る光学ユニットを備えた撮像装置の内部構造を示す概略の断面図である。 第１レンズ、第２レンズ、及び第１レンズと第２レンズの間に配置された絞りの構造を示す分解斜視図である。 第２レンズ、第３レンズ、及び第２レンズと第３レンズの間に配置された絞りの構造を示す分解斜視図である。 本発明に係る光学ユニットの断面図である。 一体にユニット化された光学ユニットの斜視図である。 カム部材の斜視図である。 撮像装置内に配置された光学ユニットの、マクロ撮影の位置と遠距離に焦点の合った位置とを示した図である。 本発明に係る光学ユニットを備えた撮像装置のその他の例の内部構造を示す概略の断面図である。 第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、及び第１レンズと第２レンズの間に配置された絞り、第２レンズと第３レンズの間に配置された絞りの構造を示す分解斜視図である。

符号の説明

１ 第１レンズ
２ 第２レンズ
３ 第３レンズ
４ 絞り
５ 絞り
７ カム部材
８ 撮像素子
９ 圧縮コイルバネ
１１ プリント基板
１２ ベース部材
１３ 蓋部材
１４ 化粧板
１５ 回動部材
１６ 外枠部材
２１ 防塵プレート
５０ 光学ユニット
１００ 撮像装置
Ｔ 携帯電話機

Claims (7)

1. 光学有効面とその周囲の少なくとも一部に保持部を有する少なくとも２枚の光学部材と、該光学部材間に配置された開口部を有する遮光部材と、を有する光学ユニットであって、前記光学部材の少なくとも１枚は、少なくとも一方の面の光学有効面以外の部位で、他の光学部材に当接する少なくとも３箇所の突起部が形成され、
   前記突起部を除く前記光学部材の光学有効面以外の部位に、前記遮光部材の一部が間挿されていることを特徴とする光学ユニット。
2. 前記突起部は、光軸方向と光軸に垂直な方向で当接し、双方の位置決めをおこなうことを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。
3. 前記遮光部材の外径を、前記遮光部材に相対した２つの光学部材の少なくとも一方の外径と同じ又はそれより大きくしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学ユニット。
4. 前記遮光部材の前記開口部を略矩形に形成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の光学ユニット。
5. 前記光学ユニットは少なくとも３枚の光学部材を有し、前記光学ユニットを構成する前記光学部材の面のうち、少なくとも２つの面の光学有効面以外の部位のそれぞれに前記突起部を有し、
   一方の面の前記突起部と、他方の面の前記突起部とが円周方向で異なる位相の位置となるよう組み付けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の光学ユニット。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の光学ユニットを備えたことを特徴とする撮像装置。
7. 請求項６に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。

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