WO2014132795A1 - 組み合わせレンズ及び撮像装置 - Google Patents

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WO2014132795A1
WO2014132795A1 PCT/JP2014/053166 JP2014053166W WO2014132795A1 WO 2014132795 A1 WO2014132795 A1 WO 2014132795A1 JP 2014053166 W JP2014053166 W JP 2014053166W WO 2014132795 A1 WO2014132795 A1 WO 2014132795A1
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lens
optical axis
flange portion
contact
image
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PCT/JP2014/053166
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伸恭 栗原
宏 梅田
片桐 禎人
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/005Diaphragms
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/021Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/022Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses lens and mount having complementary engagement means, e.g. screw/thread
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
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    • G02OPTICS
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    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0018Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 with means for preventing ghost images

Definitions

  • the present invention relates to a combination lens and an imaging apparatus suitable for use in an imaging apparatus having a solid-state imaging device such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor.
  • the lens unit is a combined lens composed of a plurality of lenses
  • each lens is thinned, and in addition to accurately matching the optical axes of the lenses, the distance between the axes of the lenses can be accurately determined. It is necessary to match.
  • a flat contact portion and a curved contact portion are provided on the outer periphery of the flange portion of the lens.
  • the outer periphery of the curved contact portion of one lens is a single curved surface, or three projecting portions having a spherical curved surface are provided.
  • the distance between the axes is ensured with high accuracy by bringing the planar contact portions of the lenses into contact with each other.
  • the lens is tilted. If this occurs, the tilt correction can be performed by sliding one lens with respect to the other lens, whereby the optical axes of the lenses can be accurately matched.
  • Patent Document 1 has the following problems. According to the technique of Patent Document 1, it is a technical idea to simultaneously achieve the distance between the axes and the coincidence of the optical axes by bringing the flange portion of the lens into contact with each other. However, in order to bring the curved contact portions into contact with each other with the flat contact portions in contact with each other, it is necessary to considerably increase the shape accuracy of the lens. It is difficult to maintain a highly accurate shape because it is easily deformed by an external force or the like. In addition, since it is impossible to visually check whether or not the curved contact portions are in contact with each other at the time of assembly, the curved contact portions are somewhat high when the flat contact portions contact each other in consideration of variations.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide a combination lens and an imaging apparatus that can ensure high-precision assembly and productivity improvement while ensuring optical performance to some extent while using a thin lens. .
  • the combination lens according to the present invention is a combination lens including a first lens and a second lens.
  • the first lens has a first flange portion around the outer periphery of the effective diameter, the first flange portion has a predetermined length in the optical axis direction, and the first flange portion is orthogonal to the optical axis.
  • the second lens has a second flange portion around the outer periphery of the effective diameter, the second flange portion has a predetermined length in the optical axis direction, and the second flange portion is in a direction orthogonal to the optical axis.
  • a second abutting surface extending to the optical axis direction and a second tapered surface having a second inclination angle with respect to the optical axis direction, When the first contact surface and the second contact surface contact each other, the first tapered surface and the second tapered surface extend in a direction along each other and have a predetermined gap.
  • the lens inter-axis distance positioning part for example, the contact surface of the flange part
  • the optical axis alignment part for example, It is conceivable to provide a gap on either one of the tapered surfaces.
  • FIG. 1 a configuration is considered in which tapered surfaces are formed on the flange portions LS1f and LS2f of the lenses LS1 and LS2 and the tapered surfaces are brought into contact with each other.
  • the optical axes can be accurately aligned by fitting the tapered surfaces.
  • the distance between the axes of the lenses LS1 and LS2 is fixed. In the case of line contact, indentation or the like may occur.
  • the first abutment surface and the second abutment surface are designed to abut, thereby preserving the axial distance between the first lens and the second lens with high accuracy. I aimed for that.
  • the flat surfaces By bringing the flat surfaces into contact with each other in this manner, no indentation or the like occurs, and stability after assembly can be ensured.
  • the optical axis of the first taper surface and the second taper surface are designed. The optical axis of the surface varies within the range of the predetermined gap, but the tapered surfaces are limited and do not vary further.
  • the eccentricity of the lens can be suppressed to a certain level or less, and even if the lenses are strongly pressed in the optical axis direction, the impression on the tapered surface and the deformation of the optical surface can be suppressed.
  • the tolerance for decentration of the lens can be increased to some extent by the lens design, the deterioration of the optical performance can be kept to a minimum by using a lens having a high tolerance for decentration.
  • the predetermined gap is preferably 5 ⁇ m or more and 15 ⁇ m or less. However, since this gap can vary depending on the outer diameter and thickness of the lens, the numerical value range that does not affect the imaging performance is preferable. Don't stick to examples.
  • An imaging apparatus includes the above-described combination lens and a solid-state imaging element.
  • the present invention it is possible to provide a combination lens and an imaging apparatus that can ensure high-precision assembly and productivity improvement while using a thin lens while ensuring optical performance to some extent.
  • FIG. 10 It is sectional drawing which shows the example of a combination of a lens. It is sectional drawing along the optical axis of the imaging device 10 concerning this Embodiment. It is a figure which expands and shows the arrow III part of FIG. It is a figure which expands and shows the arrow IV part of FIG. It is a figure which expands and shows the arrow V part of FIG. It is the front view (a) and back view (b) of the smart phone which mounts the imaging device 10. It is a control block diagram of the smart phone of FIG. It is sectional drawing of the lens unit of another embodiment. It is a figure which expands and shows the arrow IX part of FIG. It is a figure which expands and shows the arrow X part of FIG. It is a figure which expands and shows the arrow XI part of FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view along the optical axis of the imaging apparatus 10 according to the present embodiment.
  • the following configuration is a schematic diagram, and some shapes, dimensions, and the like are different from actual ones.
  • the imaging device 10 causes a CMOS type imaging device 11 as a solid-state imaging device including a photoelectric conversion unit (light receiving surface) 11 a and the photoelectric conversion unit 11 a of the imaging device 11 to capture a subject image.
  • An imaging lens (combination lens) 12, a lens frame 13 that holds the imaging lens 12, an IR cut filter 14 that has a parallel plate shape, and a substrate 15 that supports the imaging element 11 are included.
  • the image pickup device 11 is an image pickup device in which pixels (photoelectric conversion elements) are two-dimensionally arranged at the center of the light receiving side (upper surface in FIG. 1) on a parallel plate chip.
  • a photoelectric conversion unit 11a as a surface is formed, and a signal processing circuit (not shown) is formed around the photoelectric conversion unit 11a.
  • Such a signal processing circuit includes a drive circuit unit that sequentially drives each pixel to obtain a signal charge, an A / D conversion unit that converts each signal charge into a digital signal, and a signal that forms an image signal output using the digital signal. It consists of a processing unit and the like.
  • the image sensor 11 converts the signal charge from the photoelectric conversion unit 11a into an image signal such as a digital YUV signal, and transmits the image signal to an external circuit (not shown) (for example, a control circuit included in a host device on which the image pickup device is mounted). It is like that. In addition, it is possible to receive power and a clock signal for driving the image sensor 11 from an external circuit.
  • Y is a luminance signal
  • the image sensor is not limited to the above CMOS image sensor, and other devices such as a CCD may be used.
  • an imaging lens 12 having a five-lens configuration is provided inside the lens frame 13.
  • the imaging lens 12 and the lens frame 13 constitute a lens unit.
  • the imaging lens 12 includes, in order from the object side, a first lens L1, a second lens L2, a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens L5, each having a flange portion outside the effective diameter.
  • An image side surface (first contact surface) L1f1 that is a plane orthogonal to the optical axis of the flange portion (first flange portion) L1f provided on the outer periphery of the effective diameter of the first lens (first lens) L1 projects toward the image side.
  • the object side surface (second contact) that is an optical axis orthogonal plane shifted to the image side Surface) Contacted L1f2.
  • a donut-shaped plate-shaped first light shielding plate AP1 is arranged on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the flange portion L1f of the first lens L1.
  • the first light shielding plate AP1 extends to the outside of the effective diameter of the first lens L1, but is not in contact with the first lens L1.
  • FIG. 3 is an enlarged view of an arrow III part in FIG.
  • an inclined surface (first tapered 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.
  • the inclination angle ⁇ 1 with respect to the optical axis of the inclined surface L1f3 is 20 to 35 degrees.
  • a connection portion between the image side surface L1f1 and the inclined surface L1f3 is a curved surface L1f5.
  • An inclined surface (second tapered 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.
  • the inclination angle ⁇ 2 with respect to the optical axis of the inclined surface L2f9 is 40 to 60 degrees.
  • the image side surface L2f2 and the inclined surface L2f9 are directly connected, but the connecting portion may be a curved surface.
  • the inclined surfaces L1f3 and L2f9 that are not in contact with the first light shielding plate AP1 extend in directions along each other and face each other with a slight gap.
  • the optical axes of the inclined surfaces L1f3 and L2f9 vary within a predetermined gap, but the inclined surfaces are limited and do not vary further. Accordingly, the eccentricity of the lenses L1 and L2 can be suppressed to a certain extent, and even when the lenses are strongly pressed in the optical axis direction, indentation on the tapered surface, deformation of the optical surface, and the like can be suppressed.
  • optical axes are aligned using an image analyzer that reads lens alignment marks using the fact that the inclined surfaces L1f3 and L2f9 can be relatively displaced in the direction orthogonal to the optical axis. Also good.
  • the image side surface L2f1 of the flange portion L2f of the second lens L2 protrudes toward the image side and contacts the object side surface L3f2 shifted to the image side in the flange portion L3f of the third lens L3.
  • a donut-plate-shaped second light shielding plate AP2 is disposed on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the flange portion L2f of the second lens L2.
  • the second light shielding plate AP2 extends to the outside of the effective diameter of the second lens L2.
  • FIG. 4 is an enlarged view of an arrow IV part in FIG.
  • an inclined surface (first tapered surface as defined in claim 1) L2f9 is formed so as to be connected to the image side surface L2f1 of the flange portion L2f of the second lens L2 (first lens as defined in claim 1). Yes.
  • the inclination angle ⁇ 1 with respect to the optical axis of the inclined surface L2f3 is 20 to 35 degrees.
  • a connecting portion between the image side surface L2f1 and the inclined surface L2f3 is a curved surface L2f5.
  • An inclined surface (second tapered surface as defined in claim 1) L3f9 is formed so as to be connected to the object side surface L3f2 of the flange portion L3f of the third lens L3 (second lens as defined in claim 1).
  • the inclination angle ⁇ 2 with respect to the optical axis of the inclined surface L3f9 is 40 to 60 degrees.
  • the image side surface L3f2 and the inclined surface L3f9 are directly connected, but the connecting portion may be a curved surface.
  • the inclined surfaces L2f3 and L3f9 that are not in contact with the second light shielding plate AP2 extend in directions along each other and face each other with a slight gap.
  • the optical axes of the inclined surfaces L2f3 and L3f9 vary within a predetermined gap, but the inclined surfaces are limited and do not vary further. Therefore, the eccentricity of the lenses L2 and L3 can be suppressed to a certain level or less, and even if the lenses are strongly pressed in the optical axis direction, indentation on the tapered surface, deformation of the optical surface, and the like can be suppressed.
  • optical axis alignment using an image analysis device or the like that reads a lens alignment mark is performed using the fact that the inclined surfaces L2f3 and L3f9 can be relatively displaced in the direction orthogonal to the optical axis. Also good.
  • the image side surface L3f1 of the flange portion L3f of the third lens L3 protrudes toward the image side and contacts the object side surface L4f2 shifted to the image side in the flange portion L4f of the fourth lens L4.
  • a donut-plate-shaped third light-shielding plate AP3 is disposed inside the flange portion L3f of the third lens L3 in the direction perpendicular to the optical axis.
  • the third light shielding plate AP3 extends to the outside of the effective diameter of the third lens L3.
  • the relationship between the third lens L3 and the fourth lens L4 is the same as in FIG.
  • FIG. 5 is an enlarged view of an arrow V portion in FIG.
  • an inclined surface (first tapered surface as defined in claim 1) L3f3 is formed so as to be connected to the image side surface L3f1 of the flange portion L3f of the third lens L3 (first lens as defined in claim 1). Yes.
  • the inclination angle ⁇ 1 with respect to the optical axis of the inclined surface L3f3 is 20 to 35 degrees.
  • a connecting portion between the image side surface L3f1 and the inclined surface L3f3 is a curved surface L3f5.
  • An inclined surface (second tapered surface as defined in claim 1) L4f9 is formed so as to be connected to the object side surface L4f2 of the flange portion L4f of the fourth lens L4 (second lens as defined in claim 1).
  • the inclination angle ⁇ 2 with respect to the optical axis of the inclined surface L4f9 is 40 to 60 degrees.
  • the image side surface L4f2 and the inclined surface L4f9 are directly connected, but the connecting portion may be a curved surface.
  • the inclined surfaces L3f3 and L4f9 that are not in contact with the third light shielding plate AP3 extend in directions along each other and face each other with a slight gap.
  • the optical axes of the inclined surfaces L3f3 and L4f9 vary within a predetermined gap, but the inclined surfaces are limited and do not vary further. Therefore, the eccentricity of the lenses L3 and L4 can be suppressed to a certain level or less, and even if the lenses are strongly pressed in the optical axis direction, indentation on the tapered surface and deformation of the optical surface can be suppressed.
  • optical axis alignment is performed using an image analysis apparatus that reads a lens alignment mark using the fact that the inclined surfaces L3f3 and L4f9 can be relatively displaced in the direction orthogonal to the optical axis. Also good.
  • a donut-shaped plate-shaped fourth light-shielding plate AP4 is sandwiched between the image side surface L4f1 of the flange portion L4f of the fourth lens L4 and the object side surface L5f2 of the flange portion of the fifth lens L5. Yes.
  • the outer periphery of the fourth light shielding plate AP4 is in contact with the inner periphery of the lens frame 13, and extends in a cantilever manner to a position away from the outside of the effective diameter of the fourth lens L4.
  • the fourth lens L4 is shifted from the position shifted from the fourth light shielding plate AP4 to the object side (the position not in contact with the fourth light shielding plate AP4).
  • the outside of the effective diameter is a functional surface L4f3, where black ink is applied or roughened.
  • a surface outside the effective diameter of the fifth lens L5 and inside the object side surface L5f2 of the flange portion L5f in the direction perpendicular to the optical axis (not in contact with the fourth light shielding plate AP4) is defined as an optical function surface L5f3, and black ink is used here. Can be applied or roughened.
  • 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 wall portion 13a having the opening of the lens frame 13, and the outer peripheral surface L1f4 of the flange portion L1f is the small diameter portion 13b adjacent to the wall portion 13a. It is in contact with the inner peripheral surface.
  • the outer peripheral surface of the flange portion L5f of the fifth lens L5 is in contact with the inner peripheral surface of the lens frame 13 adjacent to the fourth light shielding plate AP4.
  • the IR cut filter 14 is disposed on the imaging element 11 side of the flange portion L5f of the fifth lens L5 via an annular spacer SP.
  • the lower end of the lens frame 13 is in contact with the substrate 15 via an annular holder 16 that holds the IR cut filter 14.
  • the flange 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 lens frame 13. When assembled, the contact surfaces facing each other of the flange portions come into contact with each other, so that the relative position in the optical axis direction from the first lens L1 to the fourth lens L4 is accurately adjusted.
  • the thickness of the fourth light shielding plate AP4 is controlled with high accuracy, when the fifth lens L5 is assembled with the fourth light shielding plate AP4 interposed therebetween, the relative relationship in the optical axis direction between the fourth lens L4 and the fifth lens L5. The position is adjusted with high accuracy.
  • 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 FIGS. Further, the optical axes of the first lens L1 and the fifth lens L5 are accurately aligned via the lens frame 13.
  • FIG. 6 shows a state in which the imaging device 10 is mounted on a smartphone 100 as a mobile terminal.
  • FIG. 7 is a control block diagram of the smartphone 100.
  • the object side end surface of the lens frame 13 is provided on the back surface of the smartphone 100 (see FIG. 6B), and is disposed at a position corresponding to the lower side of the liquid crystal display unit.
  • the imaging device 10 is connected to the control unit 101 of the smartphone 100 via an external connection terminal (arrow in FIG. 7), and outputs an image signal such as a luminance signal or a color difference signal to the control unit 101 side.
  • the smartphone 100 performs overall control of each unit, and a control unit (CPU) 101 that executes a program corresponding to each process, a switch such as a power source, a number, and the like using a touch pad.
  • a control unit CPU
  • a switch such as a power source, a number, and the like using a touch pad.
  • ROM storage unit
  • the smartphone 100 operates by operating the input unit 60, drives the imaging lens 12 by an actuator (not shown) to perform an autofocus operation, and presses the release button 71 or the like to operate the imaging device 10 to perform imaging. It can be performed.
  • the image signal input from the imaging device 10 is stored in the storage unit 92 or displayed on the touch panel 70 by the control system of the smartphone 100, and further transmitted to the outside as video information via the wireless communication unit 80. Is done.
  • FIG. 8 is a sectional view showing a five-lens lens unit according to another embodiment.
  • an object side surface (second contact surface) L2f2 that is a plane orthogonal to the optical axis of the flange portion L2f provided on the outer periphery of the effective diameter of the second lens L2 protrudes toward the object side.
  • the surface abuts on the image side surface (first contact surface) L1f1, which is an optical axis orthogonal plane shifted to the object side.
  • a donut-shaped plate-shaped first light shielding plate AP1 is disposed on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the flange portion L2f of the second lens L2.
  • the first light shielding plate AP1 extends to the outside of the effective diameter of the first lens L1, but is not in contact with the first lens L1.
  • FIG. 9 is an enlarged view showing an arrow IX portion of FIG.
  • an inclined surface (first tapered 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 (first lens).
  • the inclination angle ⁇ 1 with respect to the optical axis of the inclined surface L1f3 is 40 to 60 degrees.
  • the image side surface L1f1 and the inclined surface L1f3 are directly connected, but may be curved surfaces.
  • An inclined surface (second tapered 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 (second lens).
  • the inclination angle ⁇ 2 with respect to the optical axis of the inclined surface L2f9 is 20 to 35 degrees.
  • a connecting portion between the image side surface L2f2 and the inclined surface L2f9 is a curved surface L2f5.
  • the inclined surfaces L1f3 and L2f9 that are not in contact with the first light shielding plate AP1 extend in directions along each other and face each other with a slight gap.
  • the optical axes of the inclined surfaces L1f3 and L2f9 vary within a predetermined gap, but the inclined surfaces are limited and do not vary further. Accordingly, the eccentricity of the lenses L1 and L2 can be suppressed to a certain extent, and even when the lenses are strongly pressed in the optical axis direction, indentation on the tapered surface, deformation of the optical surface, and the like can be suppressed.
  • optical axes are aligned using an image analyzer that reads lens alignment marks using the fact that the inclined surfaces L1f3 and L2f9 can be relatively displaced in the direction orthogonal to the optical axis. Also good.
  • the object side surface L3f2 of the flange portion L3f of the third lens L3 protrudes toward the object side, and contacts the image side surface L2f1 shifted to the object side in the flange portion L2f of the second lens L2.
  • a donut-plate-shaped second light shielding plate AP2 is disposed on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the flange portion L3f of the third lens L3.
  • FIG. 10 is an enlarged view of an arrow X portion in FIG.
  • an inclined surface (first taper surface in the claims) L2f3 is formed so as to be connected to the image side surface L2f1 of the flange portion L2f of the second lens L2 (first lens in the claims).
  • the inclination angle ⁇ 1 with respect to the optical axis of the inclined surface L2f3 is 40 to 60 degrees.
  • the image side surface L2f1 and the inclined surface L2f3 are directly connected, but may be curved surfaces.
  • An inclined surface (second tapered surface in the claims) L3f9 is formed so as to be connected to the object side surface L3f2 of the flange portion L3f of the third lens L3 (second lens in the claims).
  • the inclination angle ⁇ 2 with respect to the optical axis of the inclined surface L3f9 is 20 to 35 degrees.
  • a connection portion between the image side surface L3f2 and the inclined surface L3f9 is a curved surface L3f
  • the inclined surfaces L2f3 and L3f9 that are not in contact with the second light shielding plate AP2 extend in directions along each other and face each other with a slight gap.
  • the optical axes of the inclined surfaces L2f3 and L3f9 vary within a predetermined gap, but the inclined surfaces are limited and do not vary further. Therefore, the eccentricity of the lenses L2 and L3 can be suppressed to a certain level or less, and even if the lenses are strongly pressed in the optical axis direction, indentation on the tapered surface, deformation of the optical surface, and the like can be suppressed.
  • optical axis alignment using an image analysis device or the like that reads a lens alignment mark is performed using the fact that the inclined surfaces L2f3 and L3f9 can be relatively displaced in the direction orthogonal to the optical axis. Also good.
  • the object side surface L4f2 of the flange portion L4f of the fourth lens L4 protrudes toward the object side, and contacts the image side surface L3f1 shifted to the object side in the flange portion L3f of the third lens L3.
  • a donut-plate-shaped third light shielding plate AP3 is disposed on the inner side in the optical axis orthogonal direction of the flange portion L4f of the fourth lens L4.
  • FIG. 11 is an enlarged view of an arrow XI portion in FIG.
  • an inclined surface (first taper surface in the claims) L3f3 is formed so as to be connected to the image side surface L3f1 of the flange portion L3f of the third lens L3 (first lens in the claims).
  • the inclination angle ⁇ 1 with respect to the optical axis of the inclined surface L3f3 is 40 to 60 degrees.
  • the image side surface L3f1 and the inclined surface L3f3 are directly connected, but may be curved surfaces.
  • An inclined surface (second tapered surface in the claims) L4f9 is formed so as to be connected to the object side surface L4f2 of the flange portion L4f of the fourth lens L4 (second lens in the claims).
  • the inclination angle ⁇ 2 with respect to the optical axis of the inclined surface L4f9 is 20 to 35 degrees.
  • a connecting portion between the image side surface L4f2 and the inclined surface L4f9 is a curved surface L4
  • the inclined surfaces L3f3 and L4f9 that are not in contact with the third light shielding plate AP3 extend in directions along each other and face each other with a slight gap.
  • the optical axes of the inclined surfaces L3f3 and L4f9 vary within a predetermined gap, but the inclined surfaces are limited and do not vary further. Therefore, the eccentricity of the lenses L3 and L4 can be suppressed to a certain level or less, and even if the lenses are strongly pressed in the optical axis direction, indentation on the tapered surface and deformation of the optical surface can be suppressed.
  • optical axis alignment is performed using an image analysis apparatus that reads a lens alignment mark using the fact that the inclined surfaces L3f3 and L4f9 can be relatively displaced in the direction orthogonal to the optical axis. Also good.
  • the first tilt angle and the second tilt angle are different.
  • the first tilt angle different from the second tilt angle it is possible to avoid biting between the tapered surfaces.
  • the inclination angle of the taper outer peripheral surface is smaller than the inclination angle of the taper inner peripheral surface.
  • At least one of the first connecting portion that connects the first contact surface and the first tapered surface and the connecting portion that connects the second contact surface and the second tapered surface is a curved surface.
  • at least one of the connecting portions is a curved surface, stress concentration is less likely to occur, and the force generated when contacting the other tapered surface during assembly is alleviated, and there is little risk of indentation.

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Abstract

薄肉のレンズを用いながらも、光学性能を確保しつつ、高精度な組み立てと生産性向上を確保できる組み合わせレンズ及び撮像装置を提供する。第1レンズ(L1)の有効径外周に設けられたフランジ部(L1f)の平面状の像側面(L1f1)は、像側に突出しており、第2レンズ(L2)の有効径外周に設けられたフランジ部(L2f)における、像側にシフトした平面状の物体側面(L1f2)に面当たりしているので、軸間距離を確保できる。又、傾斜面(L1f3,L2f3)はわずかな隙間を空けて対向しており、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。

Description

組み合わせレンズ及び撮像装置
 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。
 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。
 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、各レンズを薄肉化することは勿論、各レンズの光軸を精度良く一致させることに加え、レンズの軸間距離を精度良く合わせる必要がある。
 このような課題に対し、特許文献1には、レンズのフランジ部の外周に平面当接部と曲面当接部とを設けるようにしている。更に、一方のレンズの曲面当接部の外周は単一曲面とするか、或いは球状曲面を有する突起部位を3つ設けている。ここで、レンズの平面当接部同士を当接させることで、軸間距離が精度良く確保される。又、一方のレンズの曲面当接部の単一曲面又は突起部位を,他方のレンズのフランジ部のすり鉢状円錐面に線接触又は点接触で当接させて組み合わされる際に、レンズ間にチルトが発生していた場合、一方のレンズを他方のレンズに対して摺動させることで、チルト補正を行うことが出来、これによりレンズの光軸を精度良く一致させることができるとされる。
特開2009-80463号公報
 しかし、特許文献1に示された従来技術には、以下に記載するような課題がある。特許文献1の技術によれば、レンズのフランジ部を当接させることで、軸間距離と、光軸の一致とを同時に精度良く達成しようとする技術思想である。しかしながら、平面当接部同士が当接した状態で、曲面当接部同士を当接させるためには、レンズの形状精度を相当に高める必要があるが、特に薄肉のレンズの場合、温度変化や外力などで変形しやすいため高精度な形状を維持することが困難である。又、組み付け時に、曲面当接部が当接したか否かは外部より目視できないから、ばらつきを考慮して、平面当接部同士が当接した際に、曲面当接部同士が、ある程度高い面圧で当接するような公差関係にしておくことが予想されるが、それによりレンズに圧痕が生じたり、また光学面の歪みなども発生する恐れがある。かかる問題は、特に薄肉のレンズ同士を機械的に衝接させたような場合に、より顕著になる。
 本発明は、上記した問題に鑑み、薄肉のレンズを用いながらも、光学性能をある程度確保しつつ、高精度な組み立てと生産性向上を確保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。
 本発明による組み合わせレンズは、第1のレンズ及び第2のレンズを備えている組み合わせレンズにおいて、
 前記第1のレンズは、有効径外周囲に第1フランジ部を有し、該第1フランジ部は、光軸方向に所定長の長さを持ち、前記第1フランジ部は、光軸直交方向に延在する第1当接面と、光軸方向に対して第1の傾斜角を有する第1テーパ面とを備え、
 前記第2のレンズは、有効径外周囲に第2フランジ部を有し、該第2フランジ部は、光軸方向に所定長の長さを持ち、前記第2フランジ部は、光軸直交方向に延在する第2当接面と、光軸方向に対して第2の傾斜角を有する第2テーパ面とを備え、
 前記第1当接面と前記第2当接面が当接したときに、前記第1テーパ面と前記第2テーパ面が互いに沿った方向に延在するとともに、所定の間隙を持つことを特徴とする。
 上述したように、薄肉のレンズに高精度な形状を維持することを期待するのは、現実的でない。そこで、実際にレンズの製品設計を行う場合には、ある程度の形状バラツキがあることを前提とするとともに、レンズの軸間距離位置決め部(例えばフランジ部の当接面)或いは光軸合わせ部分(例えばテーパ面)のいずれか一方に、間隙を与えるようにすることが考えられる。仮に、図1に示すように、レンズLS1,LS2のフランジ部LS1f、LS2fにテーパ面を形成し、このテーパ面同士を当接させる構成を考える。かかる構成の場合、テーパ面同士の嵌合によって光軸合わせを精度良く行うことが可能になるが、テーパ面同士の嵌合では光軸方向位置が安定しないため、レンズLS1,LS2の軸間距離にかなりのバラツキが生じる恐れがあり、また線接触の場合、圧痕などが生じる恐れがある。
 そこで、本発明においては、前記第1当接面と前記第2当接面を当接させる設計とし、これにより第1のレンズと第2のレンズの軸間距離を優先的に精度良く確保することを目指したのである。このように平面同士を当接させることで、圧痕等が生じることがなく、組み付け後の安定性も確保できる。更に、組み付けた際に、前記第1テーパ面と前記第2テーパ面の間に、所定の間隙を持つような寸法とする設計にしたので、前記第1テーパ面の光軸と前記第2テーパ面の光軸とは、前記所定の隙間の範囲内ではばらつくものの、テーパ面同士が制限となり、それ以上にばらつくことはない。従って、レンズの偏心をある程度以下に抑えることができるとともに、レンズ同士を光軸方向に強く押圧しても、テーパ面への圧痕や光学面の変形などを抑制できる。又、レンズの偏心に対する許容度は、レンズ設計である程度高めることができるから、偏心許容度の高いレンズとすることで、光学性能の劣化を最小限に留めることができる。尚、所定の隙間としては、5μm以上、15μm以下であると好ましいが、この隙間はレンズの外径や厚みなどで変化しうるため、結像性能に影響を及ぼさない数値範囲であれば、この例にこだわらない。
 本発明による撮像装置は、上記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。
 本発明によれば、薄肉のレンズを用いながらも、光学性能をある程度確保しつつ、高精度な組み立てと生産性向上を確保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。
レンズの組み合わせ例を示す断面図である。 本実施の形態にかかる撮像装置10の光軸に沿った断面図である。 図2の矢印III部を拡大して示す図である。 図2の矢印IV部を拡大して示す図である。 図2の矢印V部を拡大して示す図である。 撮像装置10を搭載したスマートフォンの正面図(a)及び背面図(b)である。 図6のスマートフォンの制御ブロック図である。 別な実施の形態のレンズユニットの断面図である。 図8の矢印IX部を拡大して示す図である。 図8の矢印X部を拡大して示す図である。 図8の矢印XI部を拡大して示す図である。
 以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図2は、本実施の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。
 図2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。
 図2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。
 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。
 図2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。
 第1レンズ(第1のレンズ)L1の有効径外周に設けられたフランジ部(第1フランジ部)L1fの光軸直交平面である像側面(第1当接面)L1f1は、像側に突出しており、第2レンズ(第2のレンズ)L2の有効径外周に設けられたフランジ部(第2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(第2当接面)L1f2に面当たりしている。第1レンズL1のフランジ部L1fの光軸直交方向内側には、ドーナッツ板状の第1遮光板AP1が配置されている。第1遮光板AP1は、第1レンズL1の有効径の外側まで延在しているが、第1レンズL1に接していない。
 図3は、図2の矢印III部を拡大して示す図である。図3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(第1テーパ面)L1f3が形成されている。傾斜面L1f3の光軸に対する傾斜角θ1は、20~35度である。像側面L1f1と傾斜面L1f3との接続部は、曲面L1f5となっている。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(第2テーパ面)L2f9が形成されている。傾斜面L2f9の光軸に対する傾斜角θ2は、40~60度である。像側面L2f2と傾斜面L2f9とは直接接続しているが、接続部を曲面としても良い。
 第1遮光板AP1に接していない傾斜面L1f3,L2f9は、互いに沿った方向に延在し、わずかな隙間を空けて対向している。ここで傾斜面L1f3,L2f9の光軸とは、所定の隙間の範囲内ではばらつくものの、傾斜面同士が制限となり、それ以上にばらつくことはない。従って、レンズL1,L2の偏心をある程度以下に抑えることができるとともに、レンズ同士を光軸方向に強く押圧しても、テーパ面への圧痕や光学面の変形などを抑制できる。又、レンズL1,L2の偏心に対する許容度は、レンズ設計である程度高めることができるから、偏心許容度の高いレンズとすることで、光学性能の劣化を最小限に留めることができる。さらなる調整方法の一態様として、傾斜面L1f3,L2f9が光軸直交方向に相対変位可能であることを利用して、レンズの位置合わせマークを読み取る画像解析装置などを用いた光軸合わせを行ってもよい。
 図2において、第2レンズL2のフランジ部L2fの像側面L2f1は、像側に突出しており、第3レンズL3のフランジ部L3fにおける、像側にシフトした物体側面L3f2に面当たりしている。第2レンズL2のフランジ部L2fの光軸直交方向内側には、ドーナッツ板状の第2遮光板AP2が配置されている。第2遮光板AP2は、第2レンズL2の有効径の外側まで延在している。
 図4は、図2の矢印IV部を拡大して示す図である。図4において、第2レンズL2(請求項1でいう第1のレンズ)のフランジ部L2fの像側面L2f1につながるようにして傾斜面(請求項1でいう第1テーパ面)L2f9が形成されている。傾斜面L2f3の光軸に対する傾斜角θ1は、20~35度である。像側面L2f1と傾斜面L2f3との接続部は、曲面L2f5となっている。第3レンズL3(請求項1でいう第2のレンズ)のフランジ部L3fの物体側面L3f2につながるようにして傾斜面(請求項1でいう第2テーパ面)L3f9が形成されている。傾斜面L3f9の光軸に対する傾斜角θ2は、40~60度である。像側面L3f2と傾斜面L3f9とは直接接続しているが、接続部を曲面としても良い。
 第2遮光板AP2に接していない傾斜面L2f3,L3f9は、互いに沿った方向に延在し、わずかな隙間を空けて対向している。ここで傾斜面L2f3,L3f9の光軸とは、所定の隙間の範囲内ではばらつくものの、傾斜面同士が制限となり、それ以上にばらつくことはない。従って、レンズL2,L3の偏心をある程度以下に抑えることができるとともに、レンズ同士を光軸方向に強く押圧しても、テーパ面への圧痕や光学面の変形などを抑制できる。又、レンズL2,L3の偏心に対する許容度は、レンズ設計である程度高めることができるから、偏心許容度の高いレンズとすることで、光学性能の劣化を最小限に留めることができる。さらなる調整方法の一態様として、傾斜面L2f3,L3f9が光軸直交方向に相対変位可能であることを利用して、レンズの位置合わせマークを読み取る画像解析装置などを用いた光軸合わせを行ってもよい。
 図2において、第3レンズL3のフランジ部L3fの像側面L3f1は、像側に突出しており、第4レンズL4のフランジ部L4fにおける、像側にシフトした物体側面L4f2に面当たりしている。第3レンズL3のフランジ部L3fの光軸直交方向内側には、ドーナッツ板状の第3遮光板AP3が配置されている。第3遮光板AP3は、第3レンズL3の有効径の外側まで延在している。第3レンズL3と第4レンズL4との関係は図2と同様である。
 図5は、図2の矢印V部を拡大して示す図である。図5において、第3レンズL3(請求項1でいう第1のレンズ)のフランジ部L3fの像側面L3f1につながるようにして傾斜面(請求項1でいう第1テーパ面)L3f3が形成されている。傾斜面L3f3の光軸に対する傾斜角θ1は、20~35度である。像側面L3f1と傾斜面L3f3との接続部は、曲面L3f5となっている。第4レンズL4(請求項1でいう第2のレンズ)のフランジ部L4fの物体側面L4f2につながるようにして傾斜面(請求項1でいう第2テーパ面)L4f9が形成されている。傾斜面L4f9の光軸に対する傾斜角θ2は、40~60度である。像側面L4f2と傾斜面L4f9とは直接接続しているが、接続部を曲面としても良い。
 第3遮光板AP3に接していない傾斜面L3f3,L4f9は、互いに沿った方向に延在し、わずかな隙間を空けて対向している。ここで傾斜面L3f3,L4f9の光軸とは、所定の隙間の範囲内ではばらつくものの、傾斜面同士が制限となり、それ以上にばらつくことはない。従って、レンズL3,L4の偏心をある程度以下に抑えることができるとともに、レンズ同士を光軸方向に強く押圧しても、テーパ面への圧痕や光学面の変形などを抑制できる。又、レンズL3,L4の偏心に対する許容度は、レンズ設計である程度高めることができるから、偏心許容度の高いレンズとすることで、光学性能の劣化を最小限に留めることができる。さらなる調整方法の一態様として、傾斜面L3f3,L4f9が光軸直交方向に相対変位可能であることを利用して、レンズの位置合わせマークを読み取る画像解析装置などを用いた光軸合わせを行ってもよい。
 図2において、第4レンズL4のフランジ部L4fの像側面L4f1と、第5レンズL5のフランジ部の物体側面L5f2との間に、ドーナッツ板状の第4遮光板AP4が当接して挟持されている。第4遮光板AP4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の有効径の外側から離れた位置まで片持ち状に延在している。第4レンズL4のフランジ部L4fの像側面L4f1の光軸直交方向内側には、第4遮光板AP4から物体側にシフトした位置(第4遮光板AP4に当接しない位置)から第4レンズL4の有効径の外側までを機能面L4f3として、ここに黒色インクを塗布するか粗し面としている。
 第5レンズL5の有効径外であって、フランジ部L5fの物体側面L5f2より光軸直交方向内側(第4遮光板AP4と当接しない)の面を、光学機能面L5f3として、ここに黒色インクを塗布するか粗し面とすることができる。
 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、第4遮光板AP4に隣接して鏡枠13の内周面に当接している。
 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。
 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。
 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3~5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。
 上述した撮像装置10の動作について説明する。図6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7はスマートフォン100の制御ブロック図である。
 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6(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。
 撮像装置10は、外部接続端子(図7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。
 一方、スマートフォン100は、図7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。
 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。
 図8は、別な実施の形態にかかる5枚構成のレンズユニットを示す断面図である。本実施の形態においては、第2レンズL2の有効径外周に設けられたフランジ部L2fの光軸直交平面である物体側面(第2当接面)L2f2は、物体側に突出しており、第1レンズL1の有効径外周に設けられたフランジ部L1fにおける、物体側にシフトした光軸直交平面である像側面(第1当接面)L1f1に面当たりしている。第2レンズL2のフランジ部L2fの光軸直交方向内側には、ドーナッツ板状の第1遮光板AP1が配置されている。第1遮光板AP1は、第1レンズL1の有効径の外側まで延在しているが、第1レンズL1に接していない。
 図9は、図8の矢印IX部を拡大して示す図である。図9において、第1レンズL1(第1のレンズ)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(第1テーパ面)L1f3が形成されている。傾斜面L1f3の光軸に対する傾斜角θ1は、40~60度である。像側面L1f1と傾斜面L1f3とは直接接続しているが、曲面としても良い。第2レンズL2(第2のレンズ)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(第2テーパ面)L2f9が形成されている。傾斜面L2f9の光軸に対する傾斜角θ2は、20~35度である。像側面L2f2と傾斜面L2f9との接続部は、曲面L2f5となっている。
 第1遮光板AP1に接していない傾斜面L1f3,L2f9は、互いに沿った方向に延在し、わずかな隙間を空けて対向している。ここで傾斜面L1f3,L2f9の光軸とは、所定の隙間の範囲内ではばらつくものの、傾斜面同士が制限となり、それ以上にばらつくことはない。従って、レンズL1,L2の偏心をある程度以下に抑えることができるとともに、レンズ同士を光軸方向に強く押圧しても、テーパ面への圧痕や光学面の変形などを抑制できる。又、レンズL1,L2の偏心に対する許容度は、レンズ設計である程度高めることができるから、偏心許容度の高いレンズとすることで、光学性能の劣化を最小限に留めることができる。さらなる調整方法の一態様として、傾斜面L1f3,L2f9が光軸直交方向に相対変位可能であることを利用して、レンズの位置合わせマークを読み取る画像解析装置などを用いた光軸合わせを行ってもよい。
 図9において、第3レンズL3のフランジ部L3fの物体側面L3f2は、物体側に突出しており、第2レンズL2のフランジ部L2fにおける、物体側にシフトした像側面L2f1に面当たりしている。第3レンズL3のフランジ部L3fの光軸直交方向内側には、ドーナッツ板状の第2遮光板AP2が配置されている。
 図10は、図8の矢印X部を拡大して示す図である。図10において、第2レンズL2(請求項でいう第1のレンズ)のフランジ部L2fの像側面L2f1につながるようにして傾斜面(請求項でいう第1テーパ面)L2f3が形成されている。傾斜面L2f3の光軸に対する傾斜角θ1は、40~60度である。像側面L2f1と傾斜面L2f3とは直接接続しているが、曲面としても良い。第3レンズL3(請求項でいう第2のレンズ)のフランジ部L3fの物体側面L3f2につながるようにして傾斜面(請求項でいう第2テーパ面)L3f9が形成されている。傾斜面L3f9の光軸に対する傾斜角θ2は、20~35度である。像側面L3f2と傾斜面L3f9との接続部は、曲面L3f5となっている。
 第2遮光板AP2に接していない傾斜面L2f3,L3f9は、互いに沿った方向に延在し、わずかな隙間を空けて対向している。ここで傾斜面L2f3,L3f9の光軸とは、所定の隙間の範囲内ではばらつくものの、傾斜面同士が制限となり、それ以上にばらつくことはない。従って、レンズL2,L3の偏心をある程度以下に抑えることができるとともに、レンズ同士を光軸方向に強く押圧しても、テーパ面への圧痕や光学面の変形などを抑制できる。又、レンズL2,L3の偏心に対する許容度は、レンズ設計である程度高めることができるから、偏心許容度の高いレンズとすることで、光学性能の劣化を最小限に留めることができる。さらなる調整方法の一態様として、傾斜面L2f3,L3f9が光軸直交方向に相対変位可能であることを利用して、レンズの位置合わせマークを読み取る画像解析装置などを用いた光軸合わせを行ってもよい。
 図9において、第4レンズL4のフランジ部L4fの物体側面L4f2は、物体側に突出しており、第3レンズL3のフランジ部L3fにおける、物体側にシフトした像側面L3f1に面当たりしている。第4レンズL4のフランジ部L4fの光軸直交方向内側には、ドーナッツ板状の第3遮光板AP3が配置されている。
 図11は、図8の矢印XI部を拡大して示す図である。図11において、第3レンズL3(請求項でいう第1のレンズ)のフランジ部L3fの像側面L3f1につながるようにして傾斜面(請求項でいう第1テーパ面)L3f3が形成されている。傾斜面L3f3の光軸に対する傾斜角θ1は、40~60度である。像側面L3f1と傾斜面L3f3とは直接接続しているが、曲面としても良い。第4レンズL4(請求項でいう第2のレンズ)のフランジ部L4fの物体側面L4f2につながるようにして傾斜面(請求項でいう第2テーパ面)L4f9が形成されている。傾斜面L4f9の光軸に対する傾斜角θ2は、20~35度である。像側面L4f2と傾斜面L4f9との接続部は、曲面L4f5となっている。
 第3遮光板AP3に接していない傾斜面L3f3,L4f9は、互いに沿った方向に延在し、わずかな隙間を空けて対向している。ここで傾斜面L3f3,L4f9の光軸とは、所定の隙間の範囲内ではばらつくものの、傾斜面同士が制限となり、それ以上にばらつくことはない。従って、レンズL3,L4の偏心をある程度以下に抑えることができるとともに、レンズ同士を光軸方向に強く押圧しても、テーパ面への圧痕や光学面の変形などを抑制できる。又、レンズL3,L4の偏心に対する許容度は、レンズ設計である程度高めることができるから、偏心許容度の高いレンズとすることで、光学性能の劣化を最小限に留めることができる。さらなる調整方法の一態様として、傾斜面L3f3,L4f9が光軸直交方向に相対変位可能であることを利用して、レンズの位置合わせマークを読み取る画像解析装置などを用いた光軸合わせを行ってもよい。
 上記組み合わせレンズにおいて、前記第1傾斜角と前記第2傾斜角とは異なっていることが好ましい。前記第1傾斜角と前記第2傾斜角とを異ならせることで、テーパ面同士の食い込みを回避できる。但し、テーパ外周面の傾き角は、テーパ内周面の傾き角より小さくなっている。
 また、前記第1当接面と前記第1テーパ面とを連結する第1連結部、及び前記第2当接面と前記第2テーパ面とを連結する連結部のうち少なくとも一方は、曲面であることが好ましい。前記連結部のうち少なくとも一方が曲面であると、応力集中が生じにくく、また組み付け時に相手方のテーパ面との当接時に発生する力が緩和され、圧痕などを生じる恐れが少ない。
 本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や技術思想から本分野の当業者にとって明らかである。
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~L5   レンズ

Claims (4)

  1.  第1のレンズ及び第2のレンズを備えている組み合わせレンズにおいて、
     前記第1のレンズは、有効径外周囲に第1フランジ部を有し、該第1フランジ部は、光軸方向に所定長の長さを持ち、前記第1フランジ部は、光軸直交方向に延在する第1当接面と、光軸方向に対して第1の傾斜角を有する第1テーパ面とを備え、
     前記第2のレンズは、有効径外周囲に第2フランジ部を有し、該第2フランジ部は、光軸方向に所定長の長さを持ち、前記第2フランジ部は、光軸直交方向に延在する第2当接面と、光軸方向に対して第2の傾斜角を有する第2テーパ面とを備え、
     前記第1当接面と前記第2当接面が当接したときに、前記第1テーパ面と前記第2テーパ面が互いに沿った方向に延在するとともに、所定の間隙を持つことを特徴とする組み合わせレンズ。
  2.  前記第1傾斜角と前記第2傾斜角とは異なっていることを特徴とする請求項1に記載の組み合わせレンズ。
  3.  前記第1当接面と前記第1テーパ面とを連結する第1連結部、及び前記第2当接面と前記第2テーパ面とを連結する連結部のうち少なくとも一方は、曲面であることを特徴とする請求項1又は2に記載の組み合わせレンズ。
  4.  請求項1~3のいずれかに記載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撮像装置。
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