JP2009282423A - 組レンズ、レンズユニット、撮像装置、および、光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】レンズが小型化しても結像に寄与しない不要な光を確実に遮断できる。
【解決手段】第１,第２レンズＬ１,Ｌ２の像面側の有効領域面Ｌ１b,Ｌ２bの最外縁と第１,第２遮光板３０,３１との間隔をＡ,Ａ'とし、第２,第３レンズＬ２,Ｌ３の被写体側の有効領域面Ｌ２a,Ｌ３aの最外縁と第１,第２遮光板３０,３１との間隔をＢ,Ｂ'として、第１遮光板３０をＡ＞Ｂ、第２遮光板３１をＡ'＞Ｂ'となるように配置している。こうして、第１,第２遮光板３０,３１によって、結像に寄与しない不要な光が有効領域面Ｌ２a,Ｌ３aの外側部分Ｌ２c,Ｌ３cに入射するのを確実に遮断し、撮像面２９に到達してゴーストやフレアが発生するのを抑制する。その際、外側部分Ｌ２c,Ｌ３cには結像に寄与しない不要な光を消滅させる機能を設けてはいない。したがって、各レンズＬ１〜Ｌ３が小型化して外側部分Ｌ２c,Ｌ３cが狭くなっても、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断できる。
【選択図】図３

Description

この発明は、主として光学機器に使用される組レンズ、この組レンズを用いたレンズユニット、このレンズユニットを用いた撮像装置、および、上記組レンズ,上記レンズユニットまたは上記撮像装置を用いた光学機器に関する。

近年、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant：パーソナル・デジタル・アシスタント)と呼ばれる携帯情報端末や携帯電話等が普及し、それらの多くにはデジタルカメラ等の撮像装置が搭載されるようになってきている。この撮像装置に対しては、数百万画素等の高い画素数に対応可能な光学系を実現する必要がある一方、機器の小型化や薄型化や軽量化に対する要求も高まっている。また、撮像装置に限らず、複数枚のレンズを用いた光学機器においても、高性能化やサイズの小型化の要望は同様に有り、さらには製造におけるタクトタイムの短縮に対する要望も高まって来ている。

このような撮像装置や光学機器に用いられる光学系では、有効径外に入射してレンズや鏡筒等によって反射・散乱された光が、撮像面に到達することでゴーストやフレアを発生し、画像の質を低下させる原因となっている。

そこで、上記撮像装置や光学機器等に用いられる複数のレンズからなる光学系においては、結像に寄与しない不要な光線が撮像面に到達しないような工夫がなされている。

例えば、特開２００５‐３０９２８９号公報(特許文献１)に開示されたレンズおよび組レンズにおいては、図１０に示すように、組レンズ１を構成する第１のレンズ２に、有効径部３と、この有効径部３の１面における外周に隣接して位置すると共に環状の凹凸形状が形成された環状凹凸部４と、上記１面における環状凹凸部４よりも外部に位置すると共に第２のレンズ５に直接接する平面部６と、を設けている。さらに、第１のレンズ２と第２のレンズ５との間に、リング状の遮光板７を狭持している。

上記構成によれば、上記第１のレンズ２における有効径よりも外周側に入射した光Ｌ１は、環状凹凸部４を通過することによって平面部６に到達することがなく、結果として不要な光が撮像素子８の撮像面８aに到達しないようになっている。

しかしながら、上記特許文献１に開示された従来のレンズおよび組レンズにおいては、以下のような問題がある。すなわち、上述したような構成においては、第１のレンズ２における有効径部３に入射して遮光板７よりも像面側に出射する光Ｌ２は、遮光板７によって遮光されることはない。したがって、光Ｌ２は、遮光板７よりも像面側に配置された第２のレンズ５における被写体側の有効領域面より外側に入射し、例えば図１０に示すような経路で撮像素子８の撮像面８aに到達し、ゴーストやフレアが発生することになる。

また、上記第１のレンズ２における環状凹凸部４に入射した光は、環状凹凸部４によってランダムに反射されるため、環状凹凸部４による反射光の一部が撮像面８aに到達する可能性がある。さらに、光学機器の小型化に伴って第１のレンズ２の外径が小さくなった場合には、上記１面における有効径部３の外周の幅も狭くなり、環状の凹凸形状からなる環状凹凸部４を形成することが困難になり、環状凹凸部４の形成がコスト増加の要因となる。
特開２００５‐３０９２８９号公報

そこで、この発明の課題は、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断すると共にレンズが小型化してもゴーストやフレアの発生を抑制できる組レンズ、この組レンズを用いたレンズユニット、このレンズユニットを用いた撮像装置、および、上記組レンズ,上記レンズユニットまたは上記撮像装置を用いた光学機器を提供することにある。

上記課題を解決するため、この発明の組レンズは、
同一の光軸を有する少なくとも２枚のレンズと、
上記２枚のレンズのうちの被写体側に位置する第１のレンズと上記被写体側とは反対側の像面側に位置する第２のレンズとの間に介設された遮光板と
を備え、
上記遮光板は、上記第１のレンズの上記像面側における結像に寄与する光が通過する面である有効領域面の最外縁と上記遮光板との光軸方向の間隔をＡとし、上記第２のレンズの上記被写体側における上記有効領域面の最外縁と上記遮光板との光軸方向の間隔をＢとして、Ａ＞Ｂなる関係を満たすように配置されている
ことを特徴としている。

ここで、上記第１のレンズおよび上記第２のレンズにおける上記「有効領域面」とは、各レンズの上記被写体側および上記像面側の面において、上記面を通過する光線のうち上記第１のレンズおよび上記第２のレンズを含む本組レンズが作り出す像に寄与する光線が通過する領域のことであり、有効画角内の入射角で上記レンズ系に入射された光が通過する領域のことである。

上記構成によれば、同一の光軸を有する２枚のレンズのうちの被写体側に位置する第１のレンズと像面側に位置する第２のレンズとの間に、Ａ＞Ｂなる関係を満たすように遮光板を介設したので、上記遮光板によって、上記第２のレンズの被写体側における上記有効領域面の外側部分に入射する光を確実に遮光することができる。したがって、上記外側部分に入射する光に起因するゴーストやフレアの発生を抑制することができる。

すなわち、この発明によれば、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断してゴーストやフレアの発生を抑制するに際して、上記有効領域面の外周部分に、結像に寄与しない不要な光が撮像面に入力しないようにする領域を設けてはいない。したがって、本組レンズの小型化に伴って上記第１のレンズおよび上記第２のレンズの外径が小さくなり上記有効領域面の外周部分の幅が狭くなった場合でも、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断することができる。

また、１実施の形態の組レンズでは、
上記遮光板は、上記第１のレンズの上記像面側における上記有効領域面の最外縁と、上記第２のレンズの上記被写体側における上記有効領域面の最外縁との間に、配置されている。

この実施の形態によれば、上記遮光板は、上記第１のレンズの像面側における上記有効領域面の最外縁と、上記第２のレンズの上記被写体側における有効領域面の最外縁との間に、配置されているので、上記遮光板によって、上記第２のレンズの被写体側における上記有効領域面の外側部分に入射する光を確実に遮光することができ、上記外側部分に入射する光に起因するゴーストやフレアの発生を抑制することができる。

また、１実施の形態の組レンズでは、
上記第２のレンズの上記被写体側の面における上記有効領域面の外側部分の形状は、上記像面側に向かって窪んだ凹形状になっている。

この実施の形態によれば、上記第２のレンズの上記被写体側の面における上記有効領域面の外側部分の形状は、上記像面側に向かって窪んだ凹形状になっているので、上記遮光板を、上記第１のレンズにおける像面側の上記有効領域面の最外縁と上記第２のレンズにおける被写体側の上記有効領域面の最外縁との間であって、尚且つ、上記第２のレンズにおける被写体側の上記有効領域面の最外縁に近接した位置に配置することが、容易に可能となる。したがって、上記遮光板によって、上記第２のレンズの被写体側における上記有効領域面の外側部分に入射する光を確実に遮光することができ、上記外側部分に入射する光に起因するゴーストやフレアの発生を抑制することができる。

また、１実施の形態の組レンズでは、
上記第２のレンズの上記被写体側における上記有効領域面の最外縁近傍の形状は、上記被写体側に向かって突出した凸形状になっている。

この実施の形態によれば、上記第１のレンズと上記第２のレンズとの間隔を調整するスペーサーを設けたり、本組レンズを含んで構成されるレンズユニットの形状や上記遮光板の形状を工夫したりすることによって、上記遮光板を、上記第１のレンズにおける像面側の上記有効領域面の最外縁と上記第２のレンズにおける被写体側の上記有効領域面の最外縁との間であって、尚且つ、上記第２のレンズにおける被写体側の上記有効領域面の最外縁に近接した位置に配置することができる。したがって、上記遮光板によって、上記第２のレンズの被写体側における上記有効領域面の外側部分に入射する光を確実に遮光することができ、上記外側部分に入射する光に起因するゴーストやフレアの発生を抑制することができる。

また、１実施の形態の組レンズでは、
上記第２のレンズの上記被写体側における上記有効領域面の最外縁近傍の形状が、上記被写体側に向かって突出した凸形状になっている組レンズにおいて、
上記第２のレンズの上記被写体側における上記有効領域面の外側部分の面の形状は、上記像面側に向かって窪んだ凹形状になっている。

この実施の形態によれば、上記第２のレンズの被写体側における上記有効領域面の最外縁近傍の形状が、上記被写体側に向かって突出した凸形状になっている場合であっても、上記有効領域面の外側部分の面の形状は、上記像面側に向かって窪んだ凹形状になっているので、上記遮光板を、上記第１のレンズにおける像面側の上記有効領域面の最外縁と上記第２のレンズにおける被写体側の上記有効領域面の最外縁との間であって、尚且つ、上記第２のレンズにおける被写体側の上記有効領域面の最外縁に近接した位置に配置することが、容易に可能となる。したがって、上記遮光板によって、上記第２のレンズの被写体側における上記有効領域面の外側部分に入射する光を確実に遮光することができ、上記外側部分に入射する光に起因するゴーストやフレアの発生を抑制することができる。

また、１実施の形態の組レンズでは、
上記第１のレンズの上記像面側の面における上記有効領域面の外側部分の形状は、曲面になっている。

この実施の形態によれば、上記第１のレンズの像面側の面における上記有効領域面の外側部分に入射した光は、曲面になっている上記外側部分で屈折されて上記第２のレンズに向かって出射され、結果的に上記遮光板によって遮光される。したがって、上記外側部分に入射した光に起因するゴーストやフレアの発生を抑制することができる。

また、この発明のレンズユニットは、
この発明の組レンズを鏡筒内に収納した
ことを特徴としている。

上記構成によれば、小型化に伴って第１のレンズおよび第２のレンズの外径が小さくなって上記有効領域面の外周部分の幅が狭くなった場合でも、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断することができる組レンズを鏡筒内に収納しているので、レンズが小型化しても、撮像において、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断してゴーストやフレアの発生を抑制することができるレンズユニットを提供することができる。

また、この発明の撮像装置は、
この発明のレンズユニットと、
撮像面を有する固体撮像装置と
を備え、
有効画角内の入射角で上記レンズユニットに入射された光を上記固体撮像装置の上記撮像面に導く
ことを特徴としている。

上記構成によれば、レンズが小型化した場合でも、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断することができるレンズユニットを備えているので、レンズが小型化しても、撮像において、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断してゴーストやフレアの発生を抑制することができる撮像装置を提供することができる。

また、この発明の光学機器は、この発明の組レンズ、この発明のレンズユニット、あるいは、この発明の撮像装置を備えた
ことを特徴としている。

上記構成によれば、小型化に伴って第１のレンズおよび第２のレンズの外径が小さくなって上記有効領域面の外周部分の幅が狭くなった場合でも、結像に寄与しない不要な光線を確実に遮断することができる組レンズ、この組レンズを鏡筒内に収納したレンズユニット、あるいは、上記レンズユニットを備えた撮像装置を、備えているので、レンズが小型化しても、撮像において、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断してゴーストやフレアの発生を抑制できる光学機器を提供することができる。

以上より明らかなように、この発明の組レンズは、同一の光軸を有する２枚のレンズのうちの被写体側に位置する第１のレンズと像面側に位置する第２のレンズとの間に、Ａ＞Ｂなる関係を満たすように遮光板を介設している。ここで、上記「Ａ」は、上記第１のレンズの像面側における有効領域面の最外縁と上記遮光板との光軸方向の間隔であり、上記「Ｂ」は、上記第２のレンズの被写体側における上記有効領域面の最外縁と上記遮光板との光軸方向の間隔である。したがって、上記遮光板によって、上記第２のレンズの被写体側における上記有効領域面の外側部分に入射する光を確実に遮光することができ、上記外側部分に入射する光に起因するゴーストやフレアの発生を抑制することができる。

すなわち、この発明によれば、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断してゴーストやフレアの発生を抑制するに際して、上記有効領域面の外周部分に、結像に寄与しない不要な光が撮像面に入力しないようにする領域を設けてはいない。したがって、本組レンズの小型化に伴って上記第１のレンズおよび上記第２のレンズの外径が小さくなり上記有効領域面の外周部分の幅が狭くなった場合でも、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断することができる。

また、この発明のレンズユニットは、小型化に伴って第１のレンズおよび第２のレンズの外径が小さくなって上記有効領域面の外周部分の幅が狭くなった場合でも、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断することができる組レンズを鏡筒内に収納しているので、レンズが小型化しても、撮像において、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断してゴーストやフレアの発生を抑制することができるレンズユニットを提供することができる。

また、この発明の撮像装置は、レンズが小型化した場合でも、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断することができるレンズユニットを備えているので、レンズが小型化しても、撮像において、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断してゴーストやフレアの発生を抑制することができる撮像装置を提供することができる。

また、この発明の光学機器は、小型化に伴って第１のレンズおよび第２のレンズの外径が小さくなって上記有効領域面の外周部分の幅が狭くなった場合でも、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断することができる組レンズ、この組レンズを鏡筒内に収納したレンズユニット、あるいは、上記レンズユニットを備えた撮像装置を、備えているので、レンズが小型化しても、撮像において、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断してゴーストやフレアの発生を抑制することができる光学機器を提供することができる。

以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。尚、以下の説明では、この発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、この発明の範囲は以下の実施の形態および図面に限定されるものではない。

・第１実施の形態
図１は、本実施の形態の光学機器としての携帯型電話機(携帯型情報端末)における構成を示す。但し、図１(a)は携帯型電話機１１の正面図であり、図１(b)は携帯型電話機１１の背面図であり、図１(c)は携帯型電話機１１の側面図である。

本実施の形態における上記携帯型電話機１１は、撮像機能(カメラ機能)を備えている。そのため、携帯型電話機１１は、図１(a)〜図１(c)に示すように、少なくとも、筐体１２と、撮像装置１３と、スピーカ部１４と、マイク部１５と、入力部１６と、モニター部１７と、ライト部１８と、シャッターボタン１９とを含んでいる。尚、本実施の形態においては、入力部１６およびモニター部１７が設けられている図１(a)に示す面を、正面と称することにする。

上記スピーカ部１４およびマイク部１５は、音声情報を入出力するために用いられる。モニター部１７は、映像情報を出力するために用いられ、本実施の形態においては、撮像装置１３から得られた情報を表示するためにも用いられる。ライト部１８は、撮像装置１３によって被写体を撮像する際に上記被写体を照らすための照明装置として用いられる。

上記撮像装置１３による被写体の撮像は、シャッターボタン１９あるいは入力部１６を操作することによって行うことができる。撮像された画像は、携帯型電話機１１内において信号処理されて、モニター部１７に表示される。さらに、上記撮像された画像は、電子データとして携帯型電話機１１内に保存することができ、外部記録装置に保存することもできる。

以下、上記撮像装置１３について詳細に説明する。図２は、撮像装置１３の断面図である。尚、図２は、図１(c)に示す撮像装置１３を、図１(c)に描かれた携帯型電話機１１の側面と平行(つまり紙面と平行)に切断した状態を表している。撮像装置１３は、図２に示すように、固体撮像部(固体撮像装置)１３aと、ユニットパッケージ１３bと、レンズユニット１３cと、を含んでいる。

上記固体撮像部１３aは、レンズユニット１３cを通過した光線を電気信号に変換するための電気変換部を含む固体撮像素子２０と、支持基板２１と、フレキシブルプリント基板２２とを有している。

上記固体撮像素子２０における受光側の面の中央部には、画素が２次元に配置されてなる上記電気変換部が形成されている。さらに、上記電気変換部の周囲には、信号処理回路が形成されている。この信号処理回路は、上記各画素を順次駆動して信号電荷を得る駆動回路部と、上記各信号電荷をデジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換部と、上記デジタル信号を用いて画像信号を形成する信号処理部等を含んで構成されている。本実施の形態では、固体撮像素子２０における受光側の面の外縁近傍には多数のパッド(図示せず)が設けられており、固体撮像素子２０は支持基板２１に接続されて支持されている。尚、固体撮像素子２０の種類は特に限定されるものではない。具体的には、ＣＣＤ(電荷結合素子)センサあるいはＣＭＯＳ(相補性金属酸化膜半導体)センサ等を用いることができる。

上記支持基板２１は、一方の面において固体撮像素子２０およびユニットパッケージ１３bを支持することが可能なように、硬質の板状体で構成されている。そして、支持基板２１における他方の面(固体撮像素子２０を支持する面とは反対側の面)には、フレキシブルプリント基板２２が取り付けられている。ここで、支持基板２１の表裏両面には多数の信号伝達用パッドが設けられており、上記一方の面に設けられた信号伝達用パッドには固体撮像素子２０が接続され、上記他方の面に設けられた信号伝達用パッドにはフレキシブルプリント基板２２が接続されている。

上記フレキシブルプリント基板２２は、外部の回路（例えば、撮像装置１３を搭載している装置(つまり、携帯型電話機１１)が有する制御回路）から固体撮像素子２０を駆動するための電圧信号およびクロック信号の供給を受けたり、デジタルＹＵＶ信号を外部へ出力したりすることが可能な基板である。ここで、上記ＹＵＶ信号の「Ｙ」は輝度信号であり、「Ｕ」は赤と輝度信号との色差信号であり、「Ｖ」は青と輝度信号との色差信号である。

また、上記ユニットパッケージ１３bは、遮光体２３と赤外光カットフィルタ２４とを有している。

上記遮光体２３は、上記支持基板２１における固体撮像素子２０側の面に、固体撮像素子２０を覆うように固定されて配置されている。具体的には、遮光体２３は、概略有底の円筒形をなし、その開口端が固体撮像素子２０を取り囲んで支持基板２１に当接して固定されている。さらに、上記有底の円筒形における底部の中央部には小開口が設けられている。また、遮光体２３は、上記有底の円筒形における円筒部の内部に、レンズユニット１３cを収納することができる。

上記赤外光カットフィルタ２４は、ユニットパッケージ１３bにおける光線の入射部分に配置されており、具体的には、遮光体２３における上記底部の中央部に設けられた上記小開口を塞ぐように配置されて固定されている。尚、赤外光カットフィルタ２４は、レンズユニット１３cと固体撮像素子２０との間に配置しても一向に差し支えない。また、赤外光カット機能を付加したカバーガラスを、赤外光カットフィルタ２４として用いてもよい。

また、上記レンズユニット１３cは、鏡筒２５と、開口絞り２６と、組レンズ２７と、を有している。

上記鏡筒２５は、組レンズ２７を保持し、遮光体２３の内壁に設けられたフランジ(図示せず)を用いて、遮光体２３の内部に取り付け固定されている。尚、鏡筒２５は、光を吸収する材料、例えば遮光樹脂等を用いた成型等によって形成されている。

上記開口絞り２６は、本実施の形態においては、組レンズ２７よりも被写体側に配置されているが、組レンズ２７の間に配置することも可能である。

上記組レンズ２７は、以下のように構成されている。図３は、組レンズ２７の光軸２８に沿った断面図である。図３において、紙面左側が被写体側であり、紙面右側が固体撮像素子２０側である。尚、図３において、２９は、組レンズ２７の結像面(撮像面)である。結像面２９の位置は、組レンズ２７の焦点位置であると共に、固体撮像素子２０の上記電気変換部の位置に相当する。

上記組レンズ２７は、結像に寄与する光線が通過する領域である光学的な有効領域面が互いに異なる第１レンズＬ１,第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の３枚のレンズを、光軸方向に組み合わせた構成を有している。ここで、上記組レンズとは、複数枚のレンズにおいて、レンズ外周部の面を光軸方向に重ね合わせたり、レンズ外周部の面をスペーサを介して重ね合わせたり、レンズ外周部を嵌合させて重ね合わせたりしたものを指す。レンズは、硝子や樹脂材料を用いて成型等によって形成されており、光学設計によって最適な屈折率や曲率半径を適宜選択して形成されたものである。尚、図３に示すような複雑なレンズ形状や周辺構造を有する場合には、樹脂材料を用いて成型によって形成されたものを用いるのが好ましい。また、上述したように、本実施の形態においては、開口絞り２６は、組レンズ２７よりも被写体側に配置されている。

上記第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間には、第１遮光板３０が配置されている。この第１遮光板３０は、光を吸収する材料、例えば、遮光性樹脂の材料や黒色ＰＥＴフィルム等を用いて成型等によって形成したものであり、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁に近接して配置されている。具体的には、図３に示すように、第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と第１遮光板３０との光軸方向の間隔をＡとし、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁と第１遮光板３０との光軸方向の間隔をＢとした場合に、第１遮光板３０は、Ａ＞Ｂとなるように配置されている。

また、上記第１遮光板３０の内周縁は、第１レンズＬ１の像面側の有効領域面Ｌ１bにおける最外縁と、第２レンズＬ２の被写体側の有効領域面Ｌ２aにおける最外縁とを、最短で結ぶ直線を母線とする円錐台の側面上にあるのが好ましい。その理由は、第１遮光板３０の内周縁が上記円錐台の側面よりも光軸側にある場合には、第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bを透過して撮像面(結像面)２９に結像する有効な光線を遮光してしまうからである。また、第１遮光板３０の内周縁が上記円錐台の側面よりも外側(光軸側とは反対側)にある場合には、有効画角外の入射角度で組レンズ２７に入射した光を遮光することができないため、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cに入射することになり、結果的に撮像面２９に到達した場合にはゴーストやフレアが発生するからである。

上記第２レンズＬ２における像面側の有効領域面Ｌ２bの最外縁と、第３レンズＬ３における被写体側の有効領域面Ｌ３aの最外縁との間には、第２遮光板３１が配置されている。この第２遮光板３１は、光を吸収する材料、例えば、遮光性樹脂の材料や黒色ＰＥＴフィルム等を用いて成型等によって形成したものであり、第３レンズＬ３における被写体側の有効領域面Ｌ３aの最外縁に近接して配置されている。具体的には、図３に示すように、第２レンズＬ２における像面側の有効領域面Ｌ２bの最外縁と第２遮光板３１との光軸方向の間隔をＡ'とし、第３レンズＬ３における被写体側の有効領域面Ｌ３aの最外縁と第２遮光板３１との光軸方向の間隔をＢ'とした場合に、第２遮光板３１は、Ａ'＞Ｂ'となるように配置されている。

また、上記第２遮光板３１の内周縁は、第２レンズＬ２の像面側の有効領域面Ｌ２bにおける最外縁と、第３レンズＬ３の被写体側の有効領域面Ｌ３aにおける最外縁とを、最短で結ぶ直線を母線とする円錐台の側面上にあるのが好ましい。その理由は、第２遮光板３１の内周縁が上記円錐台の側面よりも光軸側にある場合には、第２レンズＬ２における像面側の有効領域面Ｌ２bを透過して撮像面２９に結像する有効な光線を遮光してしまうからである。また、第２遮光板３１の内周縁が上記円錐台の側面よりも外側(光軸側とは反対側)にある場合には、有効画角外の入射角度で組レンズ２７に入射した光を遮光することができないため、第３レンズＬ３における被写体側の有効領域面Ｌ３aの外側部分Ｌ３cに入射することになり、結果的に撮像面２９に到達した場合にはゴーストやフレアが発生するからである。

ここで、上記第１レンズＬ１,第２レンズＬ２および第３レンズＬ３夫々の形状について説明する。

最も被写体側(光入射側)に位置する上記第１レンズＬ１は、被写体側の面および被写体側とは反対側(像面側)の面において、結像に寄与する光線が通過する有効領域面(被写体側の有効領域面Ｌ１aおよび像面側の有効領域面Ｌ１b)の外側に、有効領域面Ｌ１a,Ｌ１bに滑らかに連なる面を有している。

尚、図３において、上記第１レンズＬ１の被写体側および像面側における有効領域面Ｌ１a,Ｌ１bと、この有効領域面Ｌ１a,Ｌ１bに滑らかに連なる外側部分の面との境界の位置に、この境界の位置が分かるように光軸に平行な極短い仮想の線分を描いている。他のレンズ,他の実施の形態および他の図においても同様である。

上記第１レンズＬ１に隣接してこの第１レンズＬ１の像面側に位置する第２レンズＬ２は、被写体側の面および像面側の面において、結像に寄与する光線が通過する有効領域面(被写体側の有効領域面Ｌ２aおよび像面側の有効領域面Ｌ２b)の外側に、上記有効領域面Ｌ２a,Ｌ２bに滑らかに連なる面を有している。すなわち、被写体側の有効領域面Ｌ２aにおける最外縁近傍の形状は、像面側に向かって窪んだ凹形状になっている。さらに、被写体側の面における有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cの形状は、像面側に向かって窪んだ凹形状になっている。被写体側の面をこのような形状にすることによって、第１遮光板３０を、第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間であって、尚且つ、有効領域面Ｌ２aの最外縁に近接した位置に配置することが、容易に可能となる。

また、上記第２レンズＬ２の像面側の面における有効領域面Ｌ２bの外側部分Ｌ２dの形状は、有効領域面Ｌ２bに滑らかに連なる曲面になっている。像面側の面をこのような形状にすることによって、第２レンズＬ２の像面側の面における有効領域面Ｌ２bよりも外側に至った光は、図３の経路(イ)で示すように、曲面を成す外側部分Ｌ２dで屈折されて（本実施の形態の場合には光軸方向に屈折される)出射し、第２遮光板３１によって遮光されることになる。

上記第２レンズＬ２に隣接してこの第２レンズＬ２の像面側に位置する第３レンズＬ３は、被写体側の面および像面側の面において、結像に寄与する光線が通過する有効領域面(被写体側の有効領域面Ｌ３aおよび像面側の有効領域面Ｌ３b)の外側に、上記有効領域面Ｌ３a,Ｌ３bに滑らかに連なる面を有している。すなわち、被写体側の有効領域面Ｌ３aにおける最外縁近傍の形状は、像面側に向かって窪んだ凹形状になっている。さらに、被写体側の面における有効領域面Ｌ３aの外側部分Ｌ３cの形状は、像面側に向かって窪んだ凹形状になっている。被写体側の面をこのような形状にすることによって、第２遮光板３１を、第２レンズＬ２における像面側の有効領域面Ｌ２bの最外縁と第３レンズＬ３における被写体側の有効領域面Ｌ３aの最外縁との間であって、尚且つ、有効領域面Ｌ３aの最外縁に近接した位置に配置することが、容易に可能となる。

次に、上記第１遮光板３０および第２遮光板３１の配置位置を、図３に示すように、Ａ＞ＢおよびＡ'＞Ｂ'になるようにする理由について説明する。

光学機器に用いられるレンズ系においては、光学設計によって最適な屈折率や曲率半径が適宜選択されて、当該レンズ系に取り込まれる光の有効画角が決定される。そして、上記有効画角内の入射角度でレンズ系に入射した光が、当該レンズ系を伝搬して撮像面に至ることによって、所望の像が得られるのである。

しかしながら、図３に示すように、上記レンズ系としての組レンズ２７に有効画角外の入射角度αで入射する光も存在し、そのような光が撮像面２９に至ることによってゴーストやフレアが発生する。そこで、第１遮光板３０をＡ＞Ｂとなるように配置することで、画角外光が、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cに入射するのを遮光することができ、ゴーストやフレアの発生を抑えることができる。同様に、第２遮光板３１をＡ'＞Ｂ'となるように配置することで、有効画角外の入射角度βで組レンズ２７に入射した光が、第３レンズＬ３における被写体側の有効領域面Ｌ３aの外側部分Ｌ３cに入射するのを遮光することができ、ゴーストやフレアの発生を抑えることができるのである。以下、具体例を上げて説明する。

図４は、図３に示す組レンズ２７とは異なる組レンズ２７'の断面図である。この組レンズ２７'は、有効領域面Ｌ１a,Ｌ１b,Ｌ２a,Ｌ２b,Ｌ３a,Ｌ３bの屈折率,曲率半径,レンズ間隔等の光学性能を決める数値が図３に示すレンズＬ１,Ｌ２,Ｌ３と同じであって、有効領域面Ｌ２a,Ｌ２b,Ｌ３aの外側部分Ｌ２c',Ｌ２d',Ｌ３c'の形状がレンズＬ１,Ｌ２,Ｌ３とは異なるようなレンズＬ１',Ｌ２',Ｌ３'で構成されている。

図４において、有効画角内で組レンズ２７'に入射した光が作る像は、図３の組レンズ２７で得られる像と同一である。また、図４に示す組レンズ２７'においては、第１遮光板３０は、図３の組レンズ２７の場合と同様に、第１レンズＬ１'における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と、第２レンズＬ２'における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間に配置されている。しかしながら、Ａ＜Ｂとなるように配置されている点で、図３の組レンズ２７の場合とは異なる。

このように、上記第１遮光板３０をＡ＜Ｂとなるように配置した場合には、図４に示すように、有効画角外の入射角度αで第１レンズＬ１'に入射した光は、第１遮光板３０で遮光されずに第２レンズＬ２'の被写体側における有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２c'に入射することになる。その結果、経路(ロ)で示すように、反射を繰り返して撮像面２９に到達することになり、ゴーストやフレアが発生するのである。

また、図４において、上記第２遮光板３１は、第２レンズＬ２'における像面側の有効領域面Ｌ２bの最外縁と、第３レンズＬ３'における被写体側の有効領域面Ｌ３aの最外縁との間に配置されてはおらず、且つ、Ａ'＜Ｂ'となるように配置されている点で、図３の組レンズ２７の場合とは異なる。

このように、上記第２遮光板３１をＡ'＜Ｂ'となるように配置した場合には、図４に示すように、有効画角外の入射角度βで第１レンズＬ１'に入射し、第３レンズＬ３'の被写体側における有効領域面Ｌ３aの外側部分Ｌ３c'に入射する光を、遮光することができない。その結果、経路(ハ)で示すように、第３レンズＬ３'に入射して反射を繰り返して撮像面２９に到達することになり、ゴーストやフレアが発生するのである。

以上のことより、上記第１遮光板３０は互いに対向する第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に、上記第２遮光板３１は互いに対向する第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間に、Ａ＞ＢおよびＡ'＞Ｂ'の関係を満たすように配置する必要がある。

次に、上記第２レンズＬ２の像面側の面における有効領域面Ｌ２bの外側部分Ｌ２dの形状を曲面にする理由について説明する。

図３に示すように、上記第２レンズＬ２の像面側の面における有効領域面Ｌ２bの外側部分Ｌ２dの形状は曲面になっている。そのため、有効画角外の入射角度γで第１レンズＬ１に入射し、第２レンズＬ２の像面側における有効領域面Ｌ２bよりも外側に至った光は、経路(イ)で示すように、曲面を成す外側部分Ｌ２dで光軸方向に屈折されて出射されることになる。その結果、第２レンズＬ２の外側部分Ｌ２dから出射された光は、第２遮光板３１によって遮光される。したがって、ゴーストやフレアの発生を抑えることができるのである。尚、このことは、第２レンズＬ２(第１遮光板３０)に対して被写体側に位置する第１レンズＬ１の場合にも当てはまる。

しかしながら、図４に示す組レンズ２７'の場合には、上記第２レンズＬ２'の像面側における有効領域面Ｌ２bの外側部分Ｌ２d'の形状は平面になっている。そのため、有効画角外の入射角度γで第１レンズＬ１'に入射し、第２レンズＬ２'の像面側の面における有効領域面Ｌ２bよりも外側に至った光は、経路(ニ)で示すように、平面を成す外側部分Ｌ２d'で反射されることになる。その結果、第２レンズＬ２'の外側部分Ｌ２d'で反射された光は、第２遮光板３１によって遮光されることなく第２レンズＬ２'および第３レンズＬ３'でさらに反射を繰り返し、撮像面２９に到達してゴーストやフレアが発生する可能性がある。特に、全反射が生じた場合には反射光強度が強くなるため、ゴーストやフレアが発生し易くなる。

以上のごとく、本実施の形態においては、上記第１レンズＬ１,第２レンズＬ２および第３レンズＬ３で構成される組レンズ２７において、第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間に、第１遮光板３０を配置する。さらに、第２レンズＬ２における像面側の有効領域面Ｌ２bの最外縁と、第３レンズＬ３における被写体側の有効領域面Ｌ３aの最外縁との間に、第２遮光板３１を配置している。そして、有効領域面Ｌ１bの最外縁と第１遮光板３０との光軸方向の間隔をＡとする一方、有効領域面Ｌ２aの最外縁と第１遮光板３０との光軸方向の間隔をＢとし、有効領域面Ｌ２bの最外縁と第２遮光板３１との光軸方向の間隔をＡ'とする一方、有効領域面Ｌ３aの最外縁と第２遮光板３１との光軸方向の間隔をＢ'とした場合に、第１遮光板３０をＡ＞Ｂとなるように配置し、第２遮光板３１をＡ'＞Ｂ'となるように配置している。

したがって、上記第１遮光板３０および第２遮光板３１によって、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の被写体側における有効領域面Ｌ２a,Ｌ３aの外側部分Ｌ２c,Ｌ３cに入射する光を確実に遮光することができる。その結果、有効画角外の入射角度で第１レンズＬ１に入射した光が撮像面２９に到達するのを防止し、ゴーストやフレアの発生を抑制することができる。

また、上記第１遮光板３０に対して像面側に位置する第２レンズＬ２および第２遮光板３１に対して像面側に位置する第３レンズＬ３に関して、被写体側の面における有効領域面Ｌ２a,Ｌ３aの外側部分Ｌ２c,Ｌ３cの形状は、像面側に向かって窪んだ凹形状になっている。したがって、第１遮光板３０および第２遮光板３１を、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２における像面側の有効領域面Ｌ１b,Ｌ２bの最外縁と第２レンズＬ２および第３レンズＬ３における被写体側の有効領域面Ｌ２a,Ｌ３aの最外縁との間であって、尚且つ、有効領域面Ｌ２a,Ｌ３aの最外縁に近接した位置に配置することが、容易に可能となる。その結果、上記第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の被写体側における有効領域面Ｌ２a,Ｌ３aの外側部分Ｌ２c,Ｌ３cに入射する光を確実に遮光することができ、ゴーストやフレアの発生を抑制することができる。

また、上記第１遮光板３０に対して被写体側に位置する第１レンズＬ１および第２遮光板３１に対して被写体側に位置する第２レンズＬ２に関して、像面側の面における有効領域面Ｌ１b,Ｌ２bの外側部分Ｌ２dの形状は曲面になっている。そのために、有効領域面Ｌ２bの外側部分Ｌ２dに入射した光は、経路(イ)で示すように、曲面を成す外側部分Ｌ２dで屈折されて第３レンズＬ３に向かって出射され、結果的に第２遮光板３１によって遮光される。したがって、ゴーストやフレアの発生を抑制することができるのである。第１レンズＬ１の場合も同様である。

すなわち、本実施の形態によれば、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断して、ゴーストやフレアの発生を抑制することができる。その際に、上記特許文献１に開示された従来のレンズおよび組レンズの場合のように、上記有効領域面の外周部分に、結像に寄与しない不要な光をランダムに反射させる等して撮像面２９に入力しないようにする領域を設けてはいない。したがって、光学機器の小型化に伴って第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３の外径が小さくなり上記有効領域面の外周部分の幅が狭くなった場合でも、結像に寄与しない不要な光を確実に遮断することができるのである。

尚、本実施の形態においては、上記組レンズ２７を構成する第１レンズＬ１,第２レンズＬ２および第３レンズＬ３のうち、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との組において、被写体側に位置する第１レンズＬ１が請求項１における上記「第１のレンズ」に相当する一方、像面側に位置する第２レンズＬ２が請求項１における上記「第２のレンズ」に相当している。また、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との組において、被写体側に位置する第２レンズＬ２が請求項１における上記「第１のレンズ」に相当する一方、像面側に位置する第３レンズＬ３が請求項１における上記「第２のレンズ」に相当している。

・第２実施の形態
本実施の形態は、上記第１実施の形態における組レンズ２７の構成が異なっているものに関し、その他の撮像装置を含む携帯型電話機の基本構成は、上記第１実施の形態の場合と同様である。

図５は、本実施の形態における組レンズ３５の構成を示す光軸２８に沿った断面図である。尚、本実施の形態においては、上記第１実施の形態の場合と異なる点について説明する便宜上、上記第１実施の形態で説明した部材と同一の機能を有する部材には上記第１実施の形態の場合と同一番号を付して、その説明は省略する。

本実施の形態においては、図５に示すように、組レンズ３５は第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との２つのレンズによって構成されている。尚、以下の説明においては、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とでなる組レンズ３５の構成についてのみ詳述するが、この発明の範囲は本実施の形態および図面に限定されるものではない。

上記第１実施の形態の場合には、図３に示すように、上記第２レンズＬ２の被写体側の有効領域面Ｌ２aにおける最外縁近傍の形状は、像面側に向かって窪んだ凹形状になっている。これに対し、本実施の形態の第２レンズＬ２では、詳細は後述するが、図５に示すように、第２レンズＬ２の被写体側の有効領域面Ｌ２aにおける最外縁近傍の形状は、被写体側に向かって突出した凸形状になっている。さらに、被写体側の面における有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cの形状は、像面側に向かって窪んだ凹形状になっている。

図５に示すように、上記組レンズ３５は、結像に寄与する光が通過する領域である光学的な有効領域面が互いに異なる第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の２枚のレンズを、光軸方向に組み合わせた構成を有している。各レンズは、硝子や樹脂材料を用いて成型等によって形成されており、光学設計によって最適な屈折率や曲率半径を適宜選択して形成されたものである。尚、図５に示すような複雑なレンズ形状および周辺構造を有する場合には、樹脂材料を用いて成型によって形成されたものを用いるのが好ましい。また、本実施の形態においては、開口絞り２６は、組レンズ３５よりも被写体側に配置されている。

上記第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と、上記第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間には、遮光板３６が配置されている。この遮光板３６は、光を吸収する材料、例えば、遮光性樹脂の材料や黒色ＰＥＴフィルム等を用いて成型等によって形成したものであり、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁に近接して配置されている。具体的には、図５に示すように、第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と遮光板３６との光軸方向の間隔をＡとし、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁と遮光板３６との光軸方向の間隔をＢとした場合に、遮光板３６は、Ａ＞Ｂとなるように配置されている。

また、上記遮光板３６の内周縁は、第１レンズＬ１の像面側の有効領域面Ｌ１bにおける最外縁と、第２レンズＬ２の被写体側の有効領域面Ｌ２aにおける最外縁とを、最短で結ぶ直線を母線とする円錐台の側面上にあるのが好ましい。その理由は、遮光板３６の内周縁が上記円錐台の側面よりも光軸側にある場合には、第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bを透過して撮像面(結像面)２９(図３参照)に結像する有効な光線を遮光してしまうからである。また、遮光板３６の内周縁が上記円錐台の側面よりも外側(光軸側とは反対側)にある場合には、有効画角外の入射角度で組レンズ３５に入射した光を遮光することができないため、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cに入射することになり、結果的に撮像面２９に到達した場合にはゴーストやフレアが発生するからである。

最も被写体側(光入射側)に位置する上記第１レンズＬ１は、被写体側の面および被写体側とは反対側(像面側)の面において、結像に寄与する光線が通過する有効領域面(被写体側の有効領域面Ｌ１aおよび像面側の有効領域面Ｌ１b)の外側に、有効領域面Ｌ１a,Ｌ１bに滑らかに連なる面を有している。

上記第１レンズＬ１に隣接してこの第１レンズＬ１の像面側に位置する第２レンズＬ２は、被写体側の面および像面側の面において、結像に寄与する光線が通過する有効領域面(被写体側の有効領域面Ｌ２aおよび像面側の有効領域面Ｌ２b)の外側に、上記有効領域面Ｌ２a,Ｌ２bに滑らかに連なる面を有している。すなわち、被写体側の有効領域面Ｌ２aにおける最外縁近傍の形状は、被写体側に向かって突出した凸形状になっている。さらに、被写体側の面における有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cの形状は、像面側に向かって窪んだ凹形状になっている。被写体側の面をこのような形状にすることによって、遮光板３６を、第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間であって、尚且つ、有効領域面Ｌ２aの最外縁に近接した位置に配置することが、容易に可能となる。

また、上記第２レンズＬ２の被写体側の面における有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cの形状が、像面側に向かって窪んだ凹形状になっていない場合には、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔を調整するスペーサー(図示せず)を設けたり、レンズユニット１３cの形状や遮光板３６の形状を工夫したりすることによって、遮光板３６を、第１レンズＬ１の像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と、第２レンズＬ２の被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間に配置することができる。

次に、上記遮光板３６の配置位置を、図５に示すように、Ａ＞Ｂになるようにする理由について説明する。

光学機器に用いられるレンズ系においては、光学設計によって最適な屈折率や曲率半径が適宜選択されて、当該レンズ系に取り込まれる光の有効画角が決定される。そして、上記有効画角内の入射角度でレンズ系に入射した光が、当該レンズ系を伝搬して撮像面に至ることによって、所望の像が得られるのである。

しかしながら、図５に示すように、上記レンズ系としての組レンズ３５に有効画角外の入射角度δや入射角εで入射する光も存在し、そのような光が撮像面２９に至ることによってゴーストやフレアが発生する。そこで、遮光板３６をＡ＞Ｂとなるように配置することで、画角外光が、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cに入射するのを遮光することができ、ゴーストやフレアの発生を抑えることができるのである。以下、具体例を上げて説明する。

図６は、図５に示す組レンズ３５とは異なる組レンズ３５'の断面図である。この組レンズ３５'は、有効領域面Ｌ１a,Ｌ１b,Ｌ２a,Ｌ２bの屈折率,曲率半径,レンズ間隔等の光学性能を決める数値が図５に示すレンズＬ１,Ｌ２と同じであって、有効領域面Ｌ１b,Ｌ２aの外側部分Ｌ２c'の形状がレンズＬ１,Ｌ２とは異なるようなレンズＬ１',Ｌ２'で構成されている。

図６において、有効画角内で組レンズ３５'に入射した光が作る像は、図５の組レンズ３５で得られる像と同一である。また、図６に示す組レンズ３５'においては、遮光板３６は、図５の組レンズ３５の場合と同様に、第１レンズＬ１'における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と、第２レンズＬ２'における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間に配置されている。しかしながら、Ａ＜Ｂとなるように配置されている点で、図５の組レンズ３５の場合とは異なる。

このように、上記遮光板３６をＡ＜Ｂとなるように配置した場合には、図６に経路(ホ)で示すように、有効画角外の入射角度δで第１レンズＬ１'に入射した光は、遮光板３６で遮光されずに第２レンズＬ２'の被写体側における有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２c'に入射することになる。その結果、撮像面２９に到達することになり、ゴーストやフレアが発生するのである。

以上のことより、上記遮光板３６は互いに対向する第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に、Ａ＞Ｂの関係を満たすように配置する必要がある。

以上のごとく、本実施の形態においては、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２で構成される組レンズ３５において、第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間に、遮光板３６を配置する。そして、有効領域面Ｌ１bの最外縁と遮光板３６との光軸方向の間隔をＡとする一方、有効領域面Ｌ２aの最外縁と遮光板３６との光軸方向の間隔をＢとした場合に、遮光板３６をＡ＞Ｂとなるように配置している。

したがって、上記遮光板３６によって、第２レンズＬ２の被写体側における有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cに入射する光を有効に遮光することができる。その結果、有効画角外の入射角度で第１レンズＬ１に入射した光が撮像面２９に到達するのを防止し、ゴーストやフレアの発生を抑制することができる。

また、上記遮光板３６に対して像面側に位置する第２レンズＬ２に関して、被写体側の有効領域面Ｌ２aにおける最外縁近傍の形状は、被写体側に向かって突出した凸形状になっている。さらに、被写体側の面における有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cの形状は、像面側に向かって窪んだ凹形状になっている。したがって、遮光板３６を、第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間であって、尚且つ、有効領域面Ｌ２aの最外縁に近接した位置に配置することが、容易に可能となる。その結果、第２レンズＬ２の被写体側における有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cに入射する光を確実に遮光することができ、ゴーストやフレアの発生を抑制することができるのである。

・第３実施の形態
本実施の形態は、上記第１実施の形態における組レンズ２７および上記第２実施の形態における組レンズ３５とは異なる構成の組レンズに関するものであり、その他の撮像装置を含む携帯型電話機の基本構成は、上記第１実施の形態の場合と同様である。

図７および図９は、本実施の形態における組レンズ４１および開口絞り４２,４５の構成を示す光軸２８に沿った断面図である。尚、本実施の形態においては、上記第１実施の形態の場合と異なる点について説明する便宜上、上記第１実施の形態で説明した部材と同一の機能を有する部材には上記第１実施の形態の場合と同一番号を付し、その説明は省略する。

本実施の形態においては、図７に示すように、組レンズ４１は第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との２つのレンズによって構成されている。尚、以下の説明においては、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とでなる組レンズ４１および開口絞り４２の構成についてのみ詳述するが、この発明の範囲は本実施の形態および図面に限定されるものではない。

上記第１実施の形態および上記第２実施の形態の場合には、図３および図５に示すように、開口絞り２６を、組レンズ２７および組レンズ３５よりも被写体側、つまり第１レンズＬ１よりも被写体側に配置されている。これに対し、本実施の形態においては、図７に示すように、詳細は後述するが、開口絞り４２は、組レンズ４１における第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配置されている。

図７に示すように、上記組レンズ４１は、結像に寄与する光が通過する領域である光学的な有効領域面が互いに異なる第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の２枚のレンズを、光軸方向に組み合わせた構成を有している。各レンズは、硝子や樹脂材料を用いて成型等によって形成されており、光学設計によって最適な屈折率や曲率半径を適宜選択して形成されたものである。尚、図７に示すような複雑なレンズ形状および周辺構造を有する場合には、樹脂材料を用いて成型によって形成されたものを用いるのが好ましい。

上述したように、本実施の形態においては、上記開口絞り４２は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間に配置されており、より詳細に言えば、第１レンズＬ１側に配置されている。開口絞り４２は、光を吸収する材料、例えば、遮光性樹脂の材料を用いて成型等によって形成したものであり、第１レンズＬ１に接着剤によって接着・固定されている。

上記第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と、上記第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間には、遮光板４３が配置されている。この遮光板４３は、光を吸収する材料、例えば、遮光性樹脂の材料や黒色ＰＥＴフィルム等を用いて成型等によって形成したものであり、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁に近接して配置されている。具体的には、図７に示すように、第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と遮光板４３との光軸方向の間隔をＡとし、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁と遮光板４３との光軸方向の間隔をＢとした場合、遮光板４３は、Ａ＞Ｂとなるように配置されている。

また、上記遮光板４３の内周縁は、第１レンズＬ１の像面側の有効領域面Ｌ１bにおける最外縁と、第２レンズＬ２の被写体側の有効領域面Ｌ２aにおける最外縁とを、最短で結ぶ直線を母線とする円錐台の側面上にあるのが好ましい。その理由は、遮光板４３の内周縁が上記円錐台の側面よりも光軸側にある場合には、第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bを透過して撮像面(結像面)２９(図３参照)に結像する有効な光線を遮光してしまうからである。また、遮光板４３の内周縁が上記円錐台の側面よりも外側(光軸側とは反対側)にある場合には、有効画角外の入射角度で組レンズ４１に入射した光を遮光することができないため、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cに入射することになり、結果的に撮像面２９に到達した場合にはゴーストやフレアが発生するからである。

最も被写体側(光入射側)に位置する上記第１レンズＬ１は、被写体側の面および被写体側とは反対側(像面側)の面において、結像に寄与する光線が通過する有効領域面(被写体側の有効領域面Ｌ１aおよび像面側の有効領域面Ｌ１b)の外側に、有効領域面Ｌ１a,Ｌ１bに滑らかに連なる面を有している。

上記第１レンズＬ１に隣接してこの第１レンズＬ１の像面側に位置する第２レンズＬ２は、被写体側の面および像面側の面において、結像に寄与する光線が通過する有効領域面(被写体側の有効領域面Ｌ２aおよび像面側の有効領域面Ｌ２b)の外側に、上記有効領域面Ｌ２a,Ｌ２bに滑らかに連なる面を有している。すなわち、被写体側の面における有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cの形状は、像面側に向かって窪んだ凹形状になっている。被写体側の面をこのような形状にすることにより、遮光板４３を、第１レンズＬ１における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間であって、尚且つ、有効領域面Ｌ２aの最外縁に近接した位置に配置することが、容易に可能となる。

次に、上記遮光板４３の配置位置を、図７に示すように、Ａ＞Ｂになるようにする理由について説明する。

光学機器に用いられるレンズ系においては、光学設計によって最適な屈折率や曲率半径が適宜選択されて、当該レンズ系に取り込まれる光の有効画角が決定される。そして、上記有効画角内の入射角度でレンズ系に入射した光が、当該レンズ系を伝搬して撮像面に至ることによって、所望の像が得られるのである。

しかしながら、図７に示すように、上記レンズ系としての組レンズ４１に有効画角外の入射角度ζで入射する光も存在し、そのような光が撮像面２９に至ることによってゴーストやフレアが発生する。そこで、遮光板４３をＡ＞Ｂとなるように配置することにより、画角外光が、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cに入射するのを確実に遮光することができ、ゴーストやフレアの発生を抑えることができるのである。以下に、具体例を上げて説明する。

図８は、図７に示す組レンズ４１とは異なる組レンズ４１'の断面図である。この組レンズ４１'は、有効領域面Ｌ１a,Ｌ１b,Ｌ２a,Ｌ２bの屈折率,曲率半径,レンズ間隔等の光学性能を決める数値が図７に示すレンズＬ１,Ｌ２と同じであって、有効領域面Ｌ１b,Ｌ２aの外側部分の形状部分Ｌ２c'の形状がレンズＬ１,Ｌ２とは異なるようなレンズＬ１',Ｌ２'で構成されている。また、図８に示す開口絞り４２'における内周縁の直径は、図７の場合と同じである。

図８において、有効画角内で組レンズ４１'に入射した光が作る像は、図７の組レンズ４１で得られる像と同一である。但し、図８に示す組レンズ４１'においては、特に遮光板は無く、開口絞り４２'が遮光板４３の役割を兼ねている点で、図７の組レンズ４１の場合とは異なる。つまり、図８の組レンズ４１'では、上記遮光板(開口絞り４２')は、図７の組レンズ４１の場合と同様に、第１レンズＬ１'における像面側の有効領域面Ｌ１bの最外縁と、第２レンズＬ２'における被写体側の有効領域面Ｌ２aの最外縁との間に配置されているが、開口絞り４２'の位置に配置されているため、Ａ＜Ｂとなるように配置されているのである。

このように、上記遮光板をＡ＜Ｂとなるように配置した場合には、図８に示すように、有効画角外の入射角度ζで第１レンズＬ１'に入射した光は、上記遮光板として機能する開口絞り４２'で遮光されずに第２レンズＬ２'の被写体側における有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２c'に入射することになる。その結果、経路(ヘ)で示すように撮像面２９に到達することになり、ゴーストやフレアが発生するのである。

以上のことより、上記遮光板４３は互いに対向する第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に、Ａ＞Ｂの関係を満たすように配置する必要がある。

尚、図９に示すように、上記組レンズ４１を構成する第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配置される開口絞り４５に厚みを持たせ、開口絞り４５の被写体側の面が図７に示す開口絞り４２の被写体側の面と同じ位置になり、開口絞り４５の像面側の面が図７に示す遮光板４３の像面側の面と同じ位置になるようにすることによって、開口絞り４５によって上記遮光板を兼用することができ、且つ、開口絞り４５のうち上記遮光板として機能する部分をＡ＞Ｂの関係を満たす位置に配置することができる。但し、開口絞り４５の像面側の面の内周縁は、第１レンズＬ１の像面側の有効領域面Ｌ１bにおける最外縁と、第２レンズＬ２の被写体側の有効領域面Ｌ２aにおける最外縁とを、最短で結ぶ直線を母線とする円錐台の側面上にあるのが好ましい。

上記開口絞り４５をこのように構成することによって、有効画角外の入射角度ζで第１レンズＬ１に入射した光が、上記遮光板として機能する開口絞り４５で確実に遮光され、第２レンズＬ２における被写体側の有効領域面Ｌ２aの外側部分Ｌ２cに入射するのを防止でき、ゴーストやフレアの発生を抑えることができるのである。

また、上記開口絞りが、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間であって、第２レンズＬ２側に配置する場合には、図９の場合と同様に上記開口絞りと遮光板とを一体化させることによって、上記遮光板の機能を有する開口絞りの薄膜化を図ることができる。

ところで、図２に示すように、上記各実施の形態における組レンズ２７,３５,４１や、この組レンズ２７,３５,４１と開口絞り２６,４２,４５とを組み合わせて成るレンズユニット１３cは、例えば光学設計によって、固体撮像装置１３aの撮像面２９に結像する光学系として、固体撮像装置１３aと一体化させて用いることができる。また、撮像装置を搭載した光学機器にも適用することができる。

上記撮像装置としては、例えば、デジタルスチルカメラや携帯電話等に搭載されるカメラモジュールが挙げられる。このようなカメラモジュールにおいては、撮像時に結像に寄与しない不要な光を遮断することが要求されている。したがって、上記各実施の形態における組レンズ２７,３５,４１のように、ゴーストやフレアの発生を抑制する構成は益々重要になってきている。

また、上記光学機器としては、上記デジタルスチルカメラや携帯電話の他に、組レンズを搭載した情報読み取りゲーム機、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末等の機器が挙げられる。上記各実施の形態における組レンズ２７,３５,４１によれば、レンズを必要とする全ての光学機器に対して、ゴーストやフレアの発生を抑制することのできる組レンズを提供することができる。

尚、上記各実施の形態においては、各レンズのレンズ外周部を嵌合して成る組レンズの場合を例に挙げて説明しているが、この発明の組レンズは上記各実施の形態および図面の構成に限定されるものではない。

この発明の光学機器としての携帯型電話機における構成を示す図である。 図１における撮像装置の断面図である。 図２における組レンズの光軸に沿った断面図である。 有効画角外での入射光に基づくゴーストやフレアの発生を抑制できない組レンズの断面図である。 図３とは異なる組レンズの光軸に沿った断面図である。 有効画角外での入射光に基づくゴーストやフレアの発生を抑制できない組レンズの断面図である。 図３および図５とは異なる組レンズの光軸に沿った断面図である。 有効画角外での入射光に基づくゴーストやフレアの発生を抑制できない組レンズの断面図である。 図３,図５および図７とは異なる組レンズの光軸に沿った断面図である。 従来の組レンズの光軸に沿った断面図である。

符号の説明

１１…携帯型電話機、
１２…筐体、
１３…撮像装置、
１３a…固体撮像部(固体撮像装置)、
１３b…ユニットパッケージ、
１３c…レンズユニット、
１４…スピーカ部、
１５…マイク部、
１６…入力部、
１７…モニター部、
１８…ライト部、
１９…シャッターボタン、
２０…固体撮像素子、
２１…支持基板、
２２…フレキシブルプリント基板、
２３…遮光体、
２４…赤外光カットフィルタ、
２５…鏡筒、
２６,４２,４５…開口絞り、
２７,３５,４１…組レンズ、
２８…光軸、
２９…結像面(撮像面)、
３０…第１遮光板、
３１…第２遮光板、
３６,４３…遮光板、
Ｌ１…第１レンズ、
Ｌ２…第２レンズ、
Ｌ３…第３レンズ。

Claims (9)

1. 同一の光軸を有する少なくとも２枚のレンズと、
   上記２枚のレンズのうちの被写体側に位置する第１のレンズと上記被写体側とは反対側の像面側に位置する第２のレンズとの間に介設された遮光板と
   を備え、
   上記遮光板は、上記第１のレンズの上記像面側における結像に寄与する光が通過する面である有効領域面の最外縁と上記遮光板との光軸方向の間隔をＡとし、上記第２のレンズの上記被写体側における上記有効領域面の最外縁と上記遮光板との光軸方向の間隔をＢとして、Ａ＞Ｂなる関係を満たすように配置されている
   ことを特徴とする組レンズ。
2. 請求項１に記載の組レンズにおいて、
   上記遮光板は、上記第１のレンズの上記像面側における上記有効領域面の最外縁と、上記第２のレンズの上記被写体側における上記有効領域面の最外縁との間に、配置されている
   ことを特徴とする組レンズ。
3. 請求項１あるいは請求項２に記載の組レンズにおいて、
   上記第２のレンズの上記被写体側の面における上記有効領域面の外側部分の形状は、上記像面側に向かって窪んだ凹形状になっている
   ことを特徴とする組レンズ。
4. 請求項１あるいは請求項２に記載の組レンズにおいて、
   上記第２のレンズの上記被写体側における上記有効領域面の最外縁近傍の形状は、上記被写体側に向かって突出した凸形状になっている
   ことを特徴とする組レンズ。
5. 請求項４に記載の組レンズにおいて、
   上記第２のレンズの上記被写体側における上記有効領域面の外側部分の面の形状は、上記像面側に向かって窪んだ凹形状になっている
   ことを特徴とする組レンズ。
6. 請求項１から請求項５までの何れか一つに記載の組レンズにおいて、
   上記第１のレンズの上記像面側の面における上記有効領域面の外側部分の形状は、曲面になっている
   ことを特徴とする組レンズ。
7. 請求項１から請求項６までの何れか一つに記載の組レンズを鏡筒内に収納した
   ことを特徴とするレンズユニット。
8. 請求項７に記載のレンズユニットと、
   撮像面を有する固体撮像装置と
   を備え、
   有効画角内の入射角で上記レンズユニットに入射された光を上記固体撮像装置の上記撮像面に導く
   ことを特徴とする撮像装置。
9. 請求項１から請求項６までの何れか一つに記載の組レンズ、請求項７に記載のレンズユニット、あるいは、請求項８に記載の撮像装置を
   備えたことを特徴とする光学機器。

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