JP6443633B2 - Combination lens and imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、CCD型イメージセンサあるいはCMOS型イメージセンサ等の固体撮像素子を有する撮像装置に用いられると好適な組み合わせレンズ及び撮像装置に関するものである。 The present invention relates to a combination lens and an imaging apparatus that are suitable for use in an imaging apparatus having a solid-state imaging device such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor.
近年、CCD型イメージセンサやCMOS型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が搭載された携帯端末が普及している。このような携帯端末に搭載される撮像装置においても、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ものが市場に供給されるようになってきた。高画素数をもつ撮像素子は大型化をともなっていたが、近年、画素の高細密化が進み、撮像素子が小型化されるようになってきた。これに伴い、撮像装置に搭載されるレンズユニットも、低背化に加え、高精度な組み立てを確保しつつ生産性を向上することが要求されている。 In recent years, portable terminals equipped with an imaging device using a solid-state imaging device such as a CCD type image sensor or a CMOS type image sensor have become widespread. In such an imaging apparatus mounted on a portable terminal, an apparatus using an imaging element having a high pixel number has been supplied to the market so that a higher quality image can be obtained. An image pickup device having a large number of pixels has been accompanied by an increase in size, but in recent years, an increase in the density of pixels has progressed, and the image pickup device has been downsized. Along with this, the lens unit mounted on the imaging apparatus is also required to improve productivity while ensuring high-precision assembly in addition to a reduction in height.
ここで、レンズユニットを複数のレンズからなる組み合わせレンズとしたときに、結像に寄与しない不要な光(不要光)がゴーストやフレアの原因となるが、これを抑制するために、個々のレンズ間に遮光シートを介在させることが行われている(特許文献1参照)。更に、近年では、遮光シートの代わりに、遮光性の塗料を塗布させる技術が提案されている(特許文献2参照)。遮光性の塗料を塗布することで、遮光シートが不要となるので、部品点数削減と共に組立性も向上し、レンズユニットの大量生産化、ひいては低コスト化に寄与する。 Here, when the lens unit is a combination lens composed of a plurality of lenses, unnecessary light (unnecessary light) that does not contribute to image formation may cause ghosting and flare. A light shielding sheet is interposed between them (see Patent Document 1). Furthermore, in recent years, a technique for applying a light-shielding paint instead of the light-shielding sheet has been proposed (see Patent Document 2). By applying a light-shielding paint, a light-shielding sheet is not required, so that the number of parts is reduced and the assemblability is improved, which contributes to mass production of lens units and consequently to cost reduction.
しかし、上述したような従来技術には、新たな課題があることが確認された。まず、レンズの高画素化と低背化及び大量生産化を満足させるため、レンズの枚数が増加しさらに、大量生産化にはなくてはならない組立性(調整工程プロセスを省略できること)を満足させるために、レンズの有効径外のフランジ部はさまざまな工夫を施した形状とされている。しかるに、ゴーストやフレアの対策のため、遮光性塗料の塗布により不要光の抑制を実現しようとしても、フランジ部の形状が障害となって、不要光の抑制効果が薄らぐという問題があることがわかった。 However, it has been confirmed that there are new problems in the conventional technology as described above. First, in order to satisfy the high pixel count, low profile, and mass production of lenses, the number of lenses increases, and further, assembly that is indispensable for mass production (adjustment process can be omitted) is satisfied. For this reason, the flange portion outside the effective diameter of the lens has a shape with various devices. However, as a countermeasure against ghosts and flares, even when trying to suppress unnecessary light by applying a light-shielding paint, it turns out that there is a problem that the shape of the flange part becomes an obstacle and the effect of suppressing unnecessary light is diminished. It was.
本発明は、上記した問題に鑑み、コストを低減しつつも、ゴーストやフレアを招く不要光を有効に抑制できる組み合わせレンズ及び撮像装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a combination lens and an imaging apparatus that can effectively suppress unnecessary light that causes ghost and flare while reducing costs.
本発明による第1の組み合わせレンズは、3枚以上のレンズを同軸的に組み合わせてなる組み合わせレンズにおいて、
各レンズは、有効径外周囲にフランジ部を有しており、あるレンズの前記フランジ部の像側面と、別のレンズの前記フランジ部の物体側面を直接的又は間接的に当接させてなり、
前記フランジ部で互いに当接する前記像側面と前記物体側面の光軸直交方向内側に傾斜面を有し、
前記傾斜面の光軸直交方向内側でかつ有効径の外側において互いに対向する面の双方が前記像側面と前記物体側面に対し同一の光軸方向にシフトしかつ光軸に対して直交する面である場合には、前記直交する面の一方に遮光膜を形成し、
一方の前記レンズの光学面と隣接する他方の前記レンズの光学面とが対向し、前記対向する各光学面側において前記一方のレンズの前記傾斜面が有効径の外側において光軸直交方向に対して物体側に傾きかつ前記他方のレンズの前記傾斜面が有効径の外側において光軸直交方向に対して像側に傾き、これらの傾斜面の双方が光軸に対して光軸直交方向内側に向けて互いに離れるように傾いている場合には、前記傾斜面間に遮光板を配置することを特徴とする。
The first combination lens according to the present invention is a combination lens formed by coaxially combining three or more lenses.
Each lens has a flange portion around the outer periphery of the effective diameter, and the image side surface of the flange portion of one lens and the object side surface of the flange portion of another lens are brought into direct or indirect contact. ,
An inclined surface on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the image side surface and the object side surface that are in contact with each other at the flange portion,
Both of the surfaces that are on the inner side of the inclined surface in the direction orthogonal to the optical axis and that are opposite to each other outside the effective diameter shift in the same optical axis direction with respect to the image side surface and the object side surface and are orthogonal to the optical axis. In some cases, a light shielding film is formed on one of the orthogonal surfaces,
The optical surface of the one lens and the optical surface of the other lens adjacent to each other face each other, and the inclined surface of the one lens on the opposite optical surface side is outside the effective diameter with respect to the optical axis orthogonal direction. The inclined surface of the other lens is inclined to the image side with respect to the optical axis orthogonal direction outside the effective diameter, and both of these inclined surfaces are inward of the optical axis orthogonal to the optical axis. In the case of tilting away from each other, a light shielding plate is disposed between the tilted surfaces.
本発明者らは、鋭意研究の結果、レンズのフランジ部に遮光膜を形成しただけでは、不要光の抑制が十分に行われないことを見いだした。又、それが、フランジ部の複雑な形状の影響によるものであることを見いだした。まず、製造工程の工数低減を図る方策として、隣接するレンズの光学面の有効径外周囲に延在してなり、且つ光軸方向にシフトしたフランジ部の像側面と物体側面とを互いに当接させることで、レンズの軸間距離を精度良く調整でき、且つ偏心を抑制できる技術がある。このような構成においては、互いに当接する像側面と物体側面との間に遮光膜を設けると、その膜厚バラツキによって、レンズの軸間距離のバラツキが増大する恐れがある。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that unnecessary light is not sufficiently suppressed only by forming a light shielding film on the flange portion of the lens. It has also been found that this is due to the influence of the complicated shape of the flange. First, as a measure to reduce the number of man-hours in the manufacturing process, the image side surface and the object side surface of the flange portion that extends outside the effective diameter of the optical surface of the adjacent lens and is shifted in the optical axis direction are brought into contact with each other. By doing so, there is a technique that can adjust the inter-axis distance of the lens with high accuracy and suppress eccentricity. In such a configuration, if a light-shielding film is provided between the image side surface and the object side surface that are in contact with each other, the variation in the interaxial distance of the lens may increase due to the variation in the film thickness.
これに対し、像側面と物体側面の光軸直交方向内側であって、且つ有効径の外側に形成される遷移面に遮光膜を設けることで、レンズの軸間距離を精度良く確保しつつ、不要光の抑制を行うことができる。ところが、遷移面の形状によっては、遮光膜を形成しても不要光を遮光できない場合があることがわかった。つまり、遷移面は、レンズの光学面と、フランジ部の像側面又は物体側面との間に形成される面であるから、光学面の形状に依存して、遷移面の形状が変化する。ここで、例えば光軸直交方向に延在して対向する遷移面同士が接近している場合には、一方の遷移面に遮光膜を設けることで不要光を有効に捕捉できる。ところが、一対の遷移面の双方が光軸側に口を開いたように互いに対して傾いている場合、有効径内を通過した不要光が、遮光膜を設けていない遷移面側から入射して通過が許容されてしまう恐れがある。 In contrast, by providing a light-shielding film on the transition surface formed on the inner side of the image side surface and the object side surface in the direction orthogonal to the optical axis and outside the effective diameter, the distance between the axes of the lenses is accurately secured, Unwanted light can be suppressed. However, depending on the shape of the transition surface, it has been found that unnecessary light may not be shielded even if a light shielding film is formed. That is, since the transition surface is a surface formed between the optical surface of the lens and the image side surface or object side surface of the flange portion, the shape of the transition surface changes depending on the shape of the optical surface. Here, for example, when the transition surfaces that extend in the direction perpendicular to the optical axis and face each other are close to each other, unnecessary light can be effectively captured by providing a light shielding film on one of the transition surfaces. However, when both of the pair of transition surfaces are inclined with respect to each other as if they opened their mouths on the optical axis side, unnecessary light that has passed through the effective diameter enters from the transition surface side where no light shielding film is provided. There is a risk of passage.
そこで、本発明においては、前記傾斜面の光軸直交方向内側でかつ有効径の外側において互いに対向する面の双方が前記像側面と前記物体側面に対し同一の光軸方向にシフトしかつ光軸に対して直交する面である場合には、遮光膜を設けることで有効に機能を発揮するので、前記直交する面の一方に遮光膜を形成して不要光を抑制するようにし、これにより低コスト化を図ることとした。一方、前記傾斜面の双方が有効径の外側において光軸に対して互いに離れるように傾いている場合には、遮光膜を設けても有効な機能を発揮することができないので、その代わりに前記傾斜面間に遮光板を配置することにより、不要光の抑制効果を高めているのである。又、遮光板の厚みを精度良く管理することで、レンズの軸間距離を精度良く確保できる。尚、「黒色膜の形成」とは、インクジェットによる黒色インクの塗布、黒色インクのスタンプ、黒色膜のコート、黒色テープの貼り付けなどがある。
Therefore, in the present invention, both the surfaces that face each other on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the inclined surface and on the outer side of the effective diameter shift in the same optical axis direction with respect to the image side surface and the object side surface, and the optical axis In the case where the surface is perpendicular to the surface , the light shielding film effectively functions, so that a light shielding film is formed on one of the orthogonal surfaces so as to suppress unnecessary light. We decided to reduce costs. On the other hand, when said both of the inclined surface is inclined away from one another with respect to the optical axis in the outside of the effective diameter, it is impossible to exert effective provided a light shielding film function, the instead By arranging the light shielding plate between the inclined surfaces, the effect of suppressing unnecessary light is enhanced. Further, by controlling the thickness of the light shielding plate with high accuracy, the distance between the axes of the lenses can be ensured with high accuracy. “Formation of black film” includes application of black ink by inkjet, black ink stamp, black film coating, black tape application, and the like.
本発明による第2の組み合わせレンズは、3枚以上のレンズを同軸的に組み合わせてなる組み合わせレンズにおいて、
各レンズは、有効径外周囲にフランジ部を有しており、あるレンズの前記フランジ部の像側面と、別のレンズの前記フランジ部の物体側面を直接的又は間接的に当接させてなり、
前記フランジ部で互いに当接する前記像側面と前記物体側面の光軸直交方向内側に傾斜面を有し、
前記傾斜面の光軸直交方向内側でかつ有効径の外側において互いに対向する面の間の光軸方向最大距離が、レンズ間の軸間距離に等しいか、より大きいときは、前記傾斜面間に遮光板を配置し、
前記光軸方向最大距離が、レンズ間の軸間距離より小さいときは、前記互いに対向する面の一方に遮光膜を形成することを特徴とする。
The second combination lens according to the present invention is a combination lens formed by coaxially combining three or more lenses.
Each lens has a flange portion around the outer periphery of the effective diameter, and the image side surface of the flange portion of one lens and the object side surface of the flange portion of another lens are brought into direct or indirect contact. ,
An inclined surface on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the image side surface and the object side surface that are in contact with each other at the flange portion ,
When the maximum distance in the optical axis direction between the surfaces facing each other on the inner side in the direction orthogonal to the optical axis of the inclined surface and outside the effective diameter is equal to or larger than the inter-axis distance between the lenses, between the inclined surfaces Place the shading plate,
When the maximum distance in the optical axis direction is smaller than the inter-axis distance between the lenses, a light shielding film is formed on one of the surfaces facing each other .
第1の組み合わせレンズと同様に、本発明においては、前記傾斜面の光軸直交方向内側でかつ有効径の外側において互いに対向する面の間の光軸方向最大距離が、レンズ間の軸間距離より小さいときは、遮光膜を設けることで有効に機能を発揮するので、前記互いに対向する面の一方に遮光膜を形成して不要光を抑制するようにし、これにより低コスト化を図ることとした。一方、前記光軸方向最大距離が、レンズ間の軸間距離に等しいか、より大きいときは、遮光膜を設けても有効な機能を発揮することができないので、その代わりに前記傾斜面間に遮光板を配置することにより、不要光の抑制効果を高めているのである。
Similar to the first combination lens, in the present invention, the maximum distance in the optical axis direction between the surfaces facing each other on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the inclined surface and on the outer side of the effective diameter is the interaxial distance between the lenses. When smaller, since a function is effectively exhibited by providing a light shielding film, a light shielding film is formed on one of the surfaces facing each other to suppress unnecessary light, thereby reducing costs. did. Meanwhile, the optical axis direction maximum distance is equal to the axial distance between the lens, when greater, since it can not exert effective be provided with a light shielding film function, between the inclined surface instead By arranging the light shielding plate, the effect of suppressing unnecessary light is enhanced.
本発明による撮像装置は、上記第1または第2の組み合わせレンズと、固体撮像素子とを有することを特徴とする。 An imaging device according to the present invention includes the first or second combination lens and a solid-state imaging device.
本発明によれば、コストを低減しつつも、ゴーストやフレアを招く不要光を有効に抑制できる組み合わせレンズ及び撮像装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a combination lens and an imaging apparatus that can effectively suppress unnecessary light that causes ghost and flare while reducing costs.
以下、本発明による実施形態を図面に基づいて説明する。図1は、本実施形態にかかる撮像装置10の光軸に沿った断面図である。以下に示す構成は概略図であり、形状や寸法等は実際と異なるものがある。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view along the optical axis of the
図1(a)に示すように、撮像装置10は、光電変換部(受光面)11aを備えた固体撮像素子としてのCMOS型撮像素子11と、この撮像素子11の光電変換部11aに被写体像を撮像させる撮像レンズ(組み合わせレンズ)12と、撮像レンズ12を保持する鏡枠13と、平行平板状であるIRカットフィルタ14と、撮像素子11を支持する基板15とを有する。
As shown in FIG. 1A, an
図1(a)に示すように、撮像素子11は、平行平板状のチップ上において、その受光側(図1で上面)の中央部に、画素(光電変換素子)が2次元的に配置された、撮像面としての光電変換部11aが形成されており、その周囲には信号処理回路(不図示)が形成されている。かかる信号処理回路は、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信号に変換するA/D変換部と、このデジタル信号を用いて画像信号出力を形成する信号処理部等から構成されている。
As shown in FIG. 1A, the
また、撮像素子11のチップにおける受光面側の外縁近傍に形成された複数のパッドは、不図示のワイヤにより基板15に接続されている。撮像素子11は、光電変換部11aからの信号電荷をデジタルYUV信号等の画像信号等に変換し、不図示の外部回路(例えば、撮像装置を実装した上位装置が有する制御回路)へと送信するようになっている。又、外部回路から撮像素子11を駆動するための電力やクロック信号の供給を受けることもできる。ここで、Yは輝度信号、U(=R−Y)は赤と輝度信号との色差信号、V(=B−Y)は青と輝度信号との色差信号である。なお、撮像素子は上記CMOS型のイメージセンサに限定されるものではなく、CCD等の他のものを使用しても良い。
In addition, a plurality of pads formed in the vicinity of the outer edge on the light receiving surface side of the chip of the
図1(a)において、鏡枠13の内部には、5枚レンズ構成の撮像レンズ12が設けられている。撮像レンズ12と鏡枠13とでレンズユニットを構成する。撮像レンズ12は物体側より順に、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5からなり、それぞれ有効径外にフランジ部を有する。
In FIG. 1A, an
図1(b)において、第1レンズL1の有効径外に設けられたフランジ部L1fの光軸直交平面である像側面L1f1は、像側に突出しており、第2レンズL2の有効径外に設けられたフランジ部L2fにおける、像側にシフトした光軸直交平面である物体側面L2f2に直接(接着剤を介在させることなく)面当たりしている。第1レンズL1の像側面L1f1の光軸直交方向内側であって、且つ像側面L1f1に隣接する傾斜面L1f3と交差する位置から有効径まで、物体側面L1f1に対して光軸方向物体側にシフトした第1像側遷移面L1f6が形成されている。第1像側遷移面L1f6は光軸直交方向に延在している。又、第2レンズL2の物体側面L2f2の光軸直交方向内側であって、且つ物体側面L2f2に隣接する傾斜面L2f9と交差する位置から有効径まで、物体側面L2f2に対して光軸方向物体側にシフトした第2物体側遷移面L2f7が形成されている。第2物体側遷移面L2f7の一部は光軸直交方向に延在している。第1像側遷移面L1f6と、第2物体側遷移面L2f7との光軸方向最大距離Δ1は、第1レンズL1と第2レンズL2の軸間距離Δ2より小さくなっている。第1像側遷移面L1f6には、黒色膜BKMが形成されている。 In FIG. 1B, an image side surface L1f1, which is a plane orthogonal to the optical axis of the flange portion L1f provided outside the effective diameter of the first lens L1, protrudes toward the image side, and is outside the effective diameter of the second lens L2. In the provided flange portion L2f, the surface directly contacts the object side surface L2f2, which is an optical axis orthogonal plane shifted to the image side (without interposing an adhesive). Shifting from the position intersecting with the inclined surface L1f3 adjacent to the image side surface L1f1 to the effective diameter on the inner side in the optical axis direction of the image side surface L1f1 of the first lens L1 from the object side surface L1f1 toward the object side in the optical axis direction The first image-side transition surface L1f6 is formed. The first image side transition surface L1f6 extends in the direction perpendicular to the optical axis. Also, the object side in the optical axis direction with respect to the object side surface L2f2 from the position that is inside the object side surface L2f2 of the second lens L2 in the direction orthogonal to the optical axis and intersects the inclined surface L2f9 adjacent to the object side surface L2f2 to the effective diameter. A second object-side transition surface L2f7 shifted to is formed. A part of the second object side transition surface L2f7 extends in the direction perpendicular to the optical axis. The maximum optical axis direction distance Δ1 between the first image side transition surface L1f6 and the second object side transition surface L2f7 is smaller than the inter-axis distance Δ2 between the first lens L1 and the second lens L2. A black film BKM is formed on the first image-side transition surface L1f6.
図2は、図1の矢印II部を拡大して示す図である。図2において、第1レンズL1のフランジ部L1fの像側面L1f1につながるようにして傾斜面L1f3が形成され、第2レンズL2のフランジ部L2fの物体側面L2f2につながるようにして傾斜面L2f9が形成されている。傾斜面L1f3は、遷移面L1f6と交差し、傾斜面L2f9は、遷移面L2f7と交差する。傾斜面L1f3,L2f9はわずかな隙間を空けており、第1レンズL1と第2レンズL2の光軸は、この隙間の範囲内のばらつきに抑えられ、光学性能を確保できる。 FIG. 2 is an enlarged view showing an arrow II part of FIG. In FIG. 2, an inclined surface L1f3 is formed so as to be connected to the image side surface L1f1 of the flange portion L1f of the first lens L1, and an inclined surface L2f9 is formed so as to be connected to the object side surface L2f2 of the flange portion L2f of the second lens L2. Has been. The inclined surface L1f3 intersects with the transition surface L1f6, and the inclined surface L2f9 intersects with the transition surface L2f7. The inclined surfaces L1f3 and L2f9 have a slight gap, and the optical axes of the first lens L1 and the second lens L2 are suppressed to variations within the gap range, and optical performance can be ensured.
図1(b)において、第2レンズL2の有効径外に設けられたフランジ部L2fの光軸直交平面である像側面L2f1は、像側に突出しており、第3レンズL3の有効径外に設けられたフランジ部L3fにおける、像側にシフトした光軸直交平面である物体側面L3f2に直接(接着剤を介在させることなく)面当たりしている。第2レンズL2の像側面L2f1の光軸直交方向内側であって、且つ像側面L2f1に隣接する傾斜面L2f3と交差する位置から有効径まで、像側面L2f1に対して光軸方向物体側にシフトした第2像側遷移面L2f6が形成されている。第2像側遷移面L2f6は光軸直交方向に延在している。又、第3レンズL3の物体側面L3f2の光軸直交方向内側であって、且つ物体側面L3f2に隣接する傾斜面L3f9と交差する位置から有効径まで、物体側面L3f2に対して光軸方向物体側にシフトした第3物体側遷移面L3f7が形成されている。第3物体側遷移面L3f7は光軸直交方向に延在している。第2像側遷移面L2f6と、第3物体側遷移面L3f7との光軸方向最大距離Δ3は、第2レンズL2と第3レンズL3の軸間距離Δ4より小さくなっている。第2像側遷移面L2f6には、黒色膜BKMが形成されている。尚、第2レンズL2,第3レンズL3における傾斜面の構成については、図2と同様である。 In FIG. 1B, an image side surface L2f1, which is a plane orthogonal to the optical axis of the flange portion L2f provided outside the effective diameter of the second lens L2, protrudes toward the image side, and is outside the effective diameter of the third lens L3. In the provided flange portion L3f, the surface directly contacts the object side surface L3f2, which is a plane orthogonal to the optical axis shifted to the image side (without interposing an adhesive). Shift from the position that is inside the image side surface L2f1 of the second lens L2 in the direction orthogonal to the optical axis and intersects the inclined surface L2f3 adjacent to the image side surface L2f1 to the effective diameter toward the object side in the optical axis direction with respect to the image side surface L2f1 The second image side transition surface L2f6 is formed. The second image side transition surface L2f6 extends in the direction perpendicular to the optical axis. Also, the object side in the optical axis direction with respect to the object side surface L3f2 from the position that is inside the object side surface L3f2 of the third lens L3 in the direction orthogonal to the optical axis and intersects the inclined surface L3f9 adjacent to the object side surface L3f2 to the effective diameter. A third object-side transition surface L3f7 shifted to is formed. The third object side transition surface L3f7 extends in the direction perpendicular to the optical axis. The optical axis direction maximum distance Δ3 between the second image side transition surface L2f6 and the third object side transition surface L3f7 is smaller than the inter-axis distance Δ4 between the second lens L2 and the third lens L3. A black film BKM is formed on the second image side transition surface L2f6. The configuration of the inclined surfaces of the second lens L2 and the third lens L3 is the same as that shown in FIG.
第3レンズL3の有効径外に設けられたフランジ部L3fの光軸直交平面である像側面L3f1は、像側に突出しており、第4レンズL4の有効径外に設けられたフランジ部L4fにおける、像側にシフトした光軸直交平面である物体側面L4f2に直接(接着剤を介在させることなく)面当たりしている。第3レンズL3の像側面L3f1の光軸直交方向内側であって、且つ像側面L3f1に隣接する傾斜面L3f3と交差する位置から有効径まで、像側面L3f1に対して光軸方向物体側にシフトした第3像側遷移面L3f6が形成されている。第3像側遷移面L3f6は光軸直交方向に延在している。又、第4レンズL4の物体側面L4f2の光軸直交方向内側であって、且つ物体側面L4f2に隣接する傾斜面L4f9と交差する位置から有効径まで、物体側面L4f2に対して光軸方向物体側にシフトした第4物体側遷移面L4f7が形成されている。第4物体側遷移面L4f7は光軸直交方向に延在している。第3像側遷移面L3f6と、第4物体側遷移面L4f7との光軸方向最大距離Δ5は、第3レンズL3と第4レンズL4の軸間距離Δ6より小さくなっている。第3像側遷移面L3f6には、黒色膜BKMが形成されている。尚、第3レンズL3,第4レンズL4における傾斜面の構成については、図2と同様である。 An image side surface L3f1, which is a plane orthogonal to the optical axis of the flange portion L3f provided outside the effective diameter of the third lens L3, protrudes to the image side, and in the flange portion L4f provided outside the effective diameter of the fourth lens L4. The surface directly contacts the object side surface L4f2, which is a plane orthogonal to the optical axis shifted to the image side (without an adhesive). The third lens L3 is shifted to the object side in the optical axis direction with respect to the image side surface L3f1 from the position that is inside the image side surface L3f1 in the direction orthogonal to the optical axis and intersects the inclined surface L3f3 adjacent to the image side surface L3f1 to the effective diameter. The third image-side transition surface L3f6 is formed. The third image side transition surface L3f6 extends in the direction perpendicular to the optical axis. Further, the object side in the optical axis direction with respect to the object side surface L4f2 is located on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the object side surface L4f2 of the fourth lens L4 and from the position intersecting the inclined surface L4f9 adjacent to the object side surface L4f2 to the effective diameter. A fourth object-side transition surface L4f7 shifted to is formed. The fourth object side transition surface L4f7 extends in the direction perpendicular to the optical axis. The maximum optical axis direction distance Δ5 between the third image side transition surface L3f6 and the fourth object side transition surface L4f7 is smaller than the inter-axis distance Δ6 between the third lens L3 and the fourth lens L4. A black film BKM is formed on the third image side transition surface L3f6. The configuration of the inclined surfaces of the third lens L3 and the fourth lens L4 is the same as that shown in FIG.
第4レンズL4の有効径外周囲に設けられたフランジ部L4fの光軸直交平面である像側に突出した像側面L4f1と、第5レンズL5の有効径外周囲に設けられたフランジ部L5fの光軸直交平面である物体側に突出した物体側面L5f2との間には、ドーナッツ板状の遮光板APが当接挟持されている。遮光板APの外周は、鏡枠13の内周に当接しており、また第4レンズL4の有効径の近傍まで片持ち状に延在している。第4レンズL4の像側面L4f1の光軸直交方向内側であって、且つ像側面L4f1に対して光軸方向物体側にシフトした位置から第4像側遷移面L4f6が形成されている。第4像側遷移面L4f6は遮光板APから離れて、光軸直交方向に対して物体側に傾いて延在した後に、有効径で光学面に接続する。第4レンズL4の光学面は、第5レンズL5に対して凸状である。又、第5レンズL5の物体側面L5f2の光軸直交方向内側であって、且つ物体側面L5f2に対して光軸方向物体側にシフトした第5物体側遷移面L5f7が形成されている。第5物体側遷移面L5f7は遮光板APから離れて、光軸直交方向に対して像側に傾いて延在した後、有効径で光学面に接続する。第4像側遷移面L4f6と、第5物体側遷移面L5f7との光軸方向最大距離Δ7は、第4レンズL4と第5レンズL5の軸間距離Δ8より大きくなっている。
An image side surface L4f1 protruding to the image side which is a plane orthogonal to the optical axis of the flange portion L4f provided around the effective diameter of the fourth lens L4, and a flange portion L5f provided around the effective diameter outside of the fifth lens L5. Between the object side surface L5f2 projecting toward the object side that is the optical axis orthogonal plane, a donut plate-shaped light shielding plate AP is abutted and sandwiched. The outer periphery of the light shielding plate AP is in contact with the inner periphery of the
第1レンズL1のフランジ部L1fの物体側面L1f2は、鏡枠13の開口を有する壁部13aの像側面に当接し、またフランジ部L1fの外周面L1f4は壁部13aに隣接した小径部13bの内周面に当接している。一方、第5レンズL5のフランジ部L5fの外周面は、遮光板APに隣接して鏡枠13の内周面に当接している。
The object side surface L1f2 of the flange portion L1f of the first lens L1 is in contact with the image side surface of the
第5レンズL5のフランジ部L5fの撮像素子11側には、環状のスペーサSPを介してIRカットフィルタ14が配置されている。鏡枠13の下端は、IRカットフィルタ14を保持する環状のホルダ16を介して基板15上に当接している。
An IR cut
各レンズのフランジ部は射出成形によって精度良く形成されている。よって、組み付け時には、鏡枠13に対して、第1レンズL1,第1遮光板AP1、第2レンズL2,第2遮光板AP2、第3レンズL3,第3遮光板AP3、第4レンズL4と組み付けていくと、フランジ部の対向する当接面同士が互いに当接し合うことで、第1レンズL1から第4レンズL4までの光軸方向の相対位置が精度良く調整される。又、第4遮光板AP4の板厚は、精度良く管理されているので、これを介在させて第5レンズL5を組み付けた場合、第4レンズL4と第5レンズL5との光軸方向の相対位置が精度良く調整される。
The flange portion of each lens is accurately formed by injection molding. Accordingly, when assembled, the first lens L1, the first light shielding plate AP1, the second lens L2, the second light shielding plate AP2, the third lens L3, the third light shielding plate AP3, and the fourth lens L4 with respect to the
一方、フランジ部のテーパ面同士が所定の隙間を空けて対向することで、図2に示したとおり、第1レンズL1から第4レンズL4までの光軸が精度良く合わされる。又、第1レンズL1と第5レンズL5は、鏡枠13を介して互いの光軸が精度良く合わされる。
On the other hand, the tapered surfaces of the flange portions face each other with a predetermined gap therebetween, so that the optical axes from the first lens L1 to the fourth lens L4 are accurately aligned as shown in FIG. Further, the optical axes of the first lens L1 and the fifth lens L5 are accurately aligned via the
本実施形態によれば、遷移面が光軸直交方向に延在する場合には黒色膜BKMの形成によりコストを抑えることができ、遷移面が互いに離れていたり、光軸直交方向に対して傾いている場合には、遮光板APを設けることで、不要光の抑制効果を高めることができる。 According to this embodiment, when the transition plane extends in the direction perpendicular to the optical axis, the cost can be reduced by forming the black film BKM, and the transition planes are separated from each other or inclined with respect to the direction perpendicular to the optical axis. In such a case, the effect of suppressing unnecessary light can be enhanced by providing the light shielding plate AP.
上述した撮像装置10の動作について説明する。図3は、撮像装置10を携帯端末としてのスマートフォン100に装備した状態を示す。また、図4はスマートフォン100の制御ブロック図である。
The operation of the
撮像装置10は、例えば、鏡枠13の物体側端面がスマートフォン100の背面(図3(b)参照)に設けられ、液晶表示部の下方に相当する位置に配設される。
In the
撮像装置10は、外部接続端子(図4では矢印)を介して、スマートフォン100の制御部101と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部101側に出力する。
The
一方、スマートフォン100は、図4に示すように、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部(CPU)101と、電源等のスイッチ及び番号等をタッチパッドにより指示入力するための入力部60と、所定のデータの他に撮像した映像等を液晶パネルで表示する表示部65(但し、表示部の液晶パネルと入力部のタッチパッドはタッチパネル70が兼用する)と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部80と、スマートフォン100のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末等の必要な諸データを記憶している記憶部(ROM)91と、制御部101によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像装置10により得られた撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる及び一時記憶部(RAM)92とを備えている。
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
スマートフォン100は、入力部60の操作によって動作し、アクチュエータ(不図示)により撮像レンズ12を駆動してオートフォーカス動作を行い、レリーズボタン71等を押圧することで、撮像装置10を動作させて撮像を行うことができる。撮像装置10から入力された画像信号は、上記スマートフォン100の制御系により、記憶部92に記憶されたり、或いはタッチパネル70で表示され、さらには、無線通信部80を介して映像情報として外部に送信される。
The
図5は、別な実施形態にかかる5枚構成のレンズユニットを示す断面図である。撮像素子等は図示を省略している。本実施形態においては、第1レンズL1より第3レンズL3の物体側までの構成、及び第4レンズL4の像側より第5レンズL5までの構成は、図1と同様である。よって、第3レンズL3像側と,第4レンズL4の物体側の構成について説明する。 FIG. 5 is a cross-sectional view showing a five-lens lens unit according to another embodiment. The image sensor and the like are not shown. In the present embodiment, the configuration from the first lens L1 to the object side of the third lens L3 and the configuration from the image side of the fourth lens L4 to the fifth lens L5 are the same as in FIG. Therefore, configurations of the third lens L3 image side and the object side of the fourth lens L4 will be described.
図5(b)において、第3レンズL3の像側面L3f1の光軸直交方向内側において、有効径から光軸直交方向外側に延在する第3像側遷移面L3f6と、像側面L3f1に隣接した傾斜面L3f3との間に、像側面L3f1に対して光軸方向物体側にシフトした第3接続面L3f8が形成されている。第3接続面L3f8は、光軸直交方向に延在しているが、第3像側遷移面L3f6は、光軸に対して傾いている。又、第4レンズL4の物体側面L4f2の光軸直交方向内側において、有効径から光軸直交方向外側に延在する第4物体側遷移面L4f7と、物体側面L4f2に隣接した傾斜面L4f9との間に、第4接続面L4f8が形成されている。第4接続面L4f8は、光軸直交方向に延在しているが、第4像側遷移面L4f7は、光軸に対して傾いている。第3像側遷移面L3f6と、第4物体側遷移面L4f7との光軸方向最大距離Δ5は、第3レンズL3と第4レンズL4の軸間距離Δ6より大きくなっている。 In FIG. 5B, on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the image side surface L3f1 of the third lens L3, adjacent to the image side surface L3f1 and the third image side transition surface L3f6 extending outward from the effective diameter in the optical axis orthogonal direction. A third connection surface L3f8 is formed between the inclined surface L3f3 and the image side surface L3f1 shifted to the object side in the optical axis direction. The third connection surface L3f8 extends in the direction orthogonal to the optical axis, but the third image-side transition surface L3f6 is inclined with respect to the optical axis. Further, on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the object side surface L4f2 of the fourth lens L4, a fourth object side transition surface L4f7 extending from the effective diameter to the outer side in the optical axis orthogonal direction and an inclined surface L4f9 adjacent to the object side surface L4f2 A fourth connection surface L4f8 is formed therebetween. The fourth connection surface L4f8 extends in the direction perpendicular to the optical axis, but the fourth image-side transition surface L4f7 is inclined with respect to the optical axis. The maximum optical axis direction distance Δ5 between the third image side transition surface L3f6 and the fourth object side transition surface L4f7 is larger than the inter-axis distance Δ6 between the third lens L3 and the fourth lens L4.
第3接続面L3f8と第4接続面L4f8との間には、ドーナッツ板状の遮光板AP’が当接挟持されている。遮光板AP’は、第3レンズL3の有効径の近傍まで片持ち状に延在している。第3像側遷移面L3f6と、第4物体側遷移面L4f7は遮光板AP’から離れるよう傾いて延在している。それ以外の構成は上述した実施形態と同様である。
Between the third connection surface L3f8 and the fourth connection surface L4f8, a light shielding plate AP ′ having a donut plate shape is held in contact. The light shielding plate AP ′ extends in a cantilever manner to the vicinity of the effective diameter of the third lens L3. The third image side transition surface L3f6 and the fourth object side transition surface L4f7 extend so as to be separated from the light shielding plate AP ′. Other configurations are the same as those in the above-described embodiment.
以下、好ましい態様についてまとめて説明する。 Hereinafter, preferable embodiments will be described together.
前記遮光板を介して、あるレンズの前記フランジ部の像側面と、別のレンズの前記フランジ部の物体側面が間接的に当接することが好ましい。これにより前記遮光板を鏡枠まで到達させることができるので、フランジ部を導光する不要光の抑制効果が高まる。 It is preferable that the image side surface of the flange portion of a lens and the object side surface of the flange portion of another lens abut indirectly through the light shielding plate. Thereby, since the said light-shielding plate can be reached to a lens frame, the suppression effect of the unnecessary light which guides a flange part increases.
前記遮光板は、前記遷移面から離れて光軸側に延在することが好ましい。これにより、遮光膜では遮光できない、レンズの有効径内を通過する不要光を捕獲できるので、不要光の抑制効果が高い。 The light shielding plate preferably extends away from the transition surface toward the optical axis. As a result, unnecessary light passing through the effective diameter of the lens, which cannot be shielded by the light shielding film, can be captured, and the effect of suppressing unnecessary light is high.
前記遮光板を挟んでなる一対のレンズのうち少なくとも一方のレンズの光学面は、光軸近傍で対向するレンズに対して凸状であることが好ましい。このような形状であるレンズの場合、対向する遷移面同士が離れることが多いので、前記遮光板を設けることが有効である。 It is preferable that the optical surface of at least one of the pair of lenses sandwiching the light shielding plate is convex with respect to the lens facing in the vicinity of the optical axis. In the case of a lens having such a shape, the facing transition surfaces are often separated from each other, and therefore it is effective to provide the light shielding plate.
本発明は、明細書に記載の実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施形態や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。 The present invention is not limited to the embodiments described in the specification, and other embodiments and modifications are included for those skilled in the art from the embodiments and technical ideas described in the present specification. it is obvious.
10 撮像装置
11 撮像素子
11a 光電変換部
12 撮像レンズ
13 鏡枠
14 IRカットフィルタ
15 基板
16 ホルダ
60 入力部
65 表示部
70 タッチパネル
71 レリーズボタン
80 無線通信部
92 記憶部
100 スマートフォン
101 制御部
L1〜L6 レンズ
AP、AP’ 遮光部材
BKM 遮光膜DESCRIPTION OF
Claims (6)
各レンズは、有効径外周囲にフランジ部を有しており、あるレンズの前記フランジ部の像側面と、別のレンズの前記フランジ部の物体側面を直接的又は間接的に当接させてなり、
前記フランジ部で互いに当接する前記像側面と前記物体側面の光軸直交方向内側に傾斜面を有し、
前記傾斜面の光軸直交方向内側でかつ有効径の外側において互いに対向する面の双方が前記像側面と前記物体側面に対し同一の光軸方向にシフトしかつ光軸に対して直交する面である場合には、前記直交する面の一方に遮光膜を形成し、
一方の前記レンズの光学面と隣接する他方の前記レンズの光学面とが対向し、前記対向する各光学面側において前記一方のレンズの前記傾斜面が有効径の外側において光軸直交方向に対して物体側に傾きかつ前記他方のレンズの前記傾斜面が有効径の外側において光軸直交方向に対して像側に傾き、これらの傾斜面の双方が光軸に対して光軸直交方向内側に向けて互いに離れるように傾いている場合には、前記傾斜面間に遮光板を配置することを特徴とする組み合わせレンズ。 In a combination lens formed by coaxially combining three or more lenses,
Each lens has a flange portion around the outer periphery of the effective diameter, and the image side surface of the flange portion of one lens and the object side surface of the flange portion of another lens are brought into direct or indirect contact. ,
An inclined surface on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the image side surface and the object side surface that are in contact with each other at the flange portion,
Both of the surfaces that are on the inner side of the inclined surface in the direction orthogonal to the optical axis and that are opposite to each other outside the effective diameter shift in the same optical axis direction with respect to the image side surface and the object side surface and are orthogonal to the optical axis. In some cases, a light shielding film is formed on one of the orthogonal surfaces,
The optical surface of the one lens and the optical surface of the other lens adjacent to each other face each other, and the inclined surface of the one lens on the opposite optical surface side is outside the effective diameter with respect to the optical axis orthogonal direction. The inclined surface of the other lens is inclined to the image side with respect to the optical axis orthogonal direction outside the effective diameter, and both of these inclined surfaces are inward of the optical axis orthogonal to the optical axis. When the lens is inclined so as to be separated from each other, a light shielding plate is disposed between the inclined surfaces.
各レンズは、有効径外周囲にフランジ部を有しており、あるレンズの前記フランジ部の像側面と、別のレンズの前記フランジ部の物体側面を直接的又は間接的に当接させてなり、
前記フランジ部で互いに当接する前記像側面と前記物体側面の光軸直交方向内側に傾斜面を有し、
前記傾斜面の光軸直交方向内側でかつ有効径の外側において互いに対向する面の間の光軸方向最大距離が、レンズ間の軸間距離に等しいか、より大きいときは、前記傾斜面間に遮光板を配置し、
前記光軸方向最大距離が、レンズ間の軸間距離より小さいときは、前記互いに対向する面の一方に遮光膜を形成することを特徴とする組み合わせレンズ。 In a combination lens formed by coaxially combining three or more lenses,
Each lens has a flange portion around the outer periphery of the effective diameter, and the image side surface of the flange portion of one lens and the object side surface of the flange portion of another lens are brought into direct or indirect contact. ,
An inclined surface on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the image side surface and the object side surface that are in contact with each other at the flange portion,
When the maximum distance in the optical axis direction between the surfaces facing each other on the inner side in the direction orthogonal to the optical axis of the inclined surface and outside the effective diameter is equal to or larger than the inter-axis distance between the lenses, between the inclined surfaces Place the shading plate,
When the maximum distance in the optical axis direction is smaller than the inter-axis distance between the lenses, a light-shielding film is formed on one of the surfaces facing each other.
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