(57)【要約】【課題】本発明の目的は、従来よりも薄い光学素子をレンズ枠等に容易に取り付けることである。【解決手段】入射面および出射面に光学機能面を有する光学素子であって、光軸方向から見たとき前記光学機能面内に矩形状の光学有効領域を有し、前記光学有効領域の頂点が前記光学素子の外周近傍に位置しており、前記入射面側の前記光学有効領域の対角線と、前記出射面側の前記光学有効領域の対角線との長さの比が、略１であり、前記光学有効領域の外周部に、当該光学素子が保持される保持部、または、当該光学素子の位置を決定する位置決め部のいずれかを有する、光学素子。【選択図】図１
2010262009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射面および出射面に光学機能面を有する光学素子であって、
光軸方向から見たとき前記光学機能面内に矩形状の光学有効領域を有し、
前記光学有効領域の頂点が前記光学素子の外周近傍に位置しており、
前記入射面側の前記光学有効領域の対角線と、前記出射面側の前記光学有効領域の対角線との長さの比が、略１であり、
前記光学有効領域の外周部に、当該光学素子が保持される保持部、または、当該光学素子の位置を決定する位置決め部のいずれかを有する、
光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置等の光学システムに使用される光学素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学システム、主に撮像装置に使用される光学素子では、予め研磨（研削）加工やプレス加工などによって光学面が仕上げられたのち、外周部を芯取り加工した形状を有しているものが多い。また、プレス加工時に外周部を規制することで芯取り加工を必要としない形状の光学素子も使用されている。
【０００３】
これら光学素子は、レンズ枠へ取り付けられ使用されることが多い。従来、光学素子をレンズ枠へ取り付ける場合は、芯取りや外周規制により形成された側面等を利用している。また、位置決め精度や取り付け容易さの向上、径方向の寸法削減などについて、光学素子の形状を工夫した多くの方法が提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、光学機能面の外側につば部のある光学素子において、光軸から等しい距離に３ヶ所の位置決め部を持つ外周部が自由曲面形状である光学素子の形状が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、光学機能面と外周面とを有し、光学機能面の面精度を高く保って保持される光学素子において、その外周側から保持されるべく外周面に、例えば、Ｖ溝、Ｕ溝またはその外周面に３点以上設けられた係止用突起、または突条によって構成される被保持部を設けたことを特徴とする光学素子の形状が開示されている。
【０００６】
さらに、特許文献３には、光学素子の光学機能面を形成する第１転写部、非光学機能面を形成する第２転写部、及び該第２転写部に設けられた所定の凹部及び／又は凸部を備えた成形型を用いて押圧成形し、光学機能面と、凹部及び／又は凸部に対応したくぼみ及び／又は突起を有する非光学機能面を備えた光学素子を形成する光学素子成形方法が提案されている。
【０００７】
さらに、特許文献４には、光学素子を保持する固定部材に当接する保持手段を光線有効領域外に設けた光学素子であって、この保持手段は、光軸方向に１以上の段差のある保持部を有していることを特徴とする光学素子が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１−１８３６１２号公報
【特許文献２】特開平７−３１８７７４号公報
【特許文献３】特開２００４−２５６３８１号公報
【特許文献４】特開２００３−１４９５１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年の薄型の撮像装置においては、光学素子自体の形状が光学システムの薄型化に大きく影響を及ぼすようになってきている。このため光学素子自体の形状、特に凸レンズや凸メニスカスレンズにおいては、光学素子の中心部や外周部などの光学システムの薄型化に影響を及ぼす厚みをできるかぎり薄くする必要がある。
【００１０】
しかしながら、光学素子を薄くすることで光学素子の側面部も薄くなるので、レンズ枠に保持される領域が小さくなり、レンズ枠へ取り付けにくくなる。このような従来よりも薄い光学素子をレンズ枠へ取り付ける場合、従来の方法や上記特許文献１〜４で提案されている方法などを用いることは困難である。
【００１１】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、従来よりも薄い光学素子をレンズ枠等に容易に取り付けることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する光学素子は、入射面および出射面に光学機能面を有する光学素子であって、光軸方向から見たとき前記光学機能面内に矩形状の光学有効領域を有し、前記光学有効領域の頂点が前記光学素子の外周近傍に位置しており、前記入射面側の前記光学有効領域の対角線と、前記出射面側の前記光学有効領域の対角線との長さの比が、略１であり、前記光学有効領域の外周部に、当該光学素子が保持される保持部、または、当該光学素子の位置を決定する位置決め部のいずれかを有する。
【発明の効果】
【００１３】
上記光学素子によれば、従来よりも薄い光学素子をレンズ枠等に容易に取り付けることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（ａ）実施の形態１に係る光学素子の上面図、（ｂ）実施の形態１に係る光学素子を対角線ｘｘ’で切断したときの断面図、（ｃ）実施の形態１に係る光学素子を対角線以外の場所ｙｙ’の断面図
【図２】実施の形態２に係る光学素子の上面および側面図
【図３】本発明の他の実施形態に係る薄形光学素子の上面図
【図４】他の実施形態に係る薄形光学素子の上面および側面図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態において同様の動作を行う構成要素に同じ符号を付し、再度の説明を省略する場合がある。また、本明細書における「光学機能面」とは、光学素子に要求される光学特性を生み出すために必要な面のことであり、光線の経路になる面を意味する。
【００１６】
また、本明細書における「光学有効領域」とは、光学機能面内に存在する領域であり、例えば光学素子が撮像装置等に搭載された場合に、光学機能面の中で実際に使用される領域を意味する。
【００１７】
また、本明細書における「光学有効長」とは、両端点が少なくとも光学機能面上にある線分の長さを意味する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１（ａ）は、本実施形態に係る光学素子１を入射面側から見たときの概略上面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の光学素子１をｘ−ｘ'で切断したときの断面図であり、図１（ｃ）は、図１（ａ）の光学素子をｙ−ｙ'で切断したときの断面図である。
【００１９】
図１に示すように、光学素子１は、両凸形状の光学素子である。
【００２０】
光学素子１は、光が入射する入射面２と、入射した光が出射する出射面３とを有する。この入射面２および出射面３は、ほぼ全面が光学機能を有する光学機能面である。
【００２１】
通常、撮像装置における撮像素子は、矩形状の撮像領域を有している。したがって、撮像装置における光学素子の光学機能面も矩形状になることが多い。
【００２２】
そこで、図１（ａ）に示すように、光学素子１の入射面２は、矩形状の光学有効領域（以下、単に光学有効領域と称する場合もある。）５と、光学有効領域５の外周に設けられた外周面４を有する。外周面４は、外周部の一例である。
【００２３】
なお、図は省略しているが、出射面３も矩形の光学有効領域と、その外周に設けられた外周面を有している。
【００２４】
なお、本実施形態に係る光学素子１は、少なくとも矩形の光学有効領域５が光学機能を有する面であればよいので、外周面４は光学機能面でなくてもよい。
【００２５】
光学有効領域５の各頂点は、光学素子１の外周近傍に設けられている。したがって、図１（ｂ）に示すように、光学有効領域５の対角線の長さＡ（以下、光学有効長Ａと称する場合もある。）と、光学素子１の外径Ｃとが略同一（Ｃ≒Ａ）の関係を有する。
【００２６】
また、出射面３も同様に、出射面３の光学有効領域の対角線の長さＣ（以下、光学有効長Ａ'と称する場合もある。）と、光学素子１の外径Ｃとが略同一（Ａ'≒Ｃ）の関係を有する。
【００２７】
さらに、入射面２の光学有効長Ａと、出射面３の光学有効長Ａ'との比は、略１（Ａ／Ａ'≒１）となる。言い換えると、入射面および出射面の光学有効領域の対角線を含む線（図１（ａ）のｘ−ｘ'）で切断したときの断面に垂直な方向から見たとき（図１（ｂ））、入射面２に入射する入射光の径と、出射面３から出射する出射光の径とが略同一の径となる。
【００２８】
このような構成は、外周近傍に光学有効領域の各頂点を有する光学素子１の外周部分における光軸方向の厚さを薄くすることで実現できる。
【００２９】
具体的に説明すると、光学素子１の外周部分が薄くなることで、入射面２の光学有効領域の頂点と出射面３の光学有効領域の頂点とが近くなる。入射面２の光学有効領域の頂点と出射面３の光学有効領域の頂点とが近くなると、入射面２の光学有効領域の頂点から出射面３の光学有効領域の頂点までの光路が短くなる。光路が短いので、入射面２の光学有効領域の頂点に入射した光は、すぐに出射面３の光学有効領域の頂点に到達する。したがって、光軸方向から見たとき、入射面２の光学有効領域の頂点と、出射面３の光学有効領域の頂点とがほぼ同じ位置になる。したがって、入射面２の光学有効長Ａと、出射面３の光学有効長Ａ'との比は、略１（Ａ／Ａ'≒１）となる。
【００３０】
一方、光学有効領域５の対角線以外の線（図１（ａ）のｙ−ｙ'）で切断したときの断面に垂直な方向から見たとき（図１（ｃ））、入射面２の光学有効長Ｂに対して、出射面３の光学有効長Ｂ’は短い。つまり、対角線以外の光学有効長どうしの比は略１とはならない。このことについて説明する。
【００３１】
上述したように、光学有効領域５の各頂点部分は光学素子１０の外周近傍に位置するため、光軸方向の厚さが薄くなっている。しかし、光学有効領域５の各辺における光軸方向の厚さは、光学有効領域５の各頂点における光軸方向の厚さよりも厚い。光軸方向の厚さが厚いので、光路が長くなる。入射面２の光学有効領域５の各辺に入射した光は入射面２で屈折され出射面３に到達するので、光路が長い分、屈折された光は光軸側に寄ることになる。したがって、出射面３の光学有効長ＢＢ’は、入射面２の光学有効長Ｂよりも短くなる。よって、対角線以外の光学有効長どうしの比は略１とはならない（Ｂ／Ｂ’≠１）。
【００３２】
従来の光学素子は、矩形の光学有効領域の頂点が光学素子の外周近傍に位置していなかったので、矩形の光学有効領域以外の領域が無駄になっていた。しかし、本実施形態に係る光学素子１は、矩形の光学有効領域の頂点が光学素子の外周近傍に位置しており、入射面側の光学有効領域の対角線と、出射面側の光学有効領域の対角線との長さの比が、略１となるので、入射面および出射面における光学有効領域が占める割合を多くすることができる。したがって、従来の光学素子よりも光学有効領域以外の領域を少なくすることができるので、光学素子自体の小型化、軽量化を実現することができる。
【００３３】
また、本実施形態に係る光学素子１は、入射面２の光学有効領域の頂点から出射面３の光学有効領域の頂点までの光路が短いので、従来の光学素子よりも外周部分を薄くすることができる。外周部分が薄くなるのに伴い、光学素子１の中心部も薄くすることができる。したがって、光学素子１全体を薄くすることができる。
【００３４】
このような光学素子１を撮像装置等の光学システムに採用することで、光学システムを従来よりも薄型化、小型化することができる。
【００３５】
このような光学素子１を保持させる場合は、外周面４の領域を光学素子１の保持部として用いることができる。
【００３６】
したがって、保持が困難であった従来よりも薄い光学素子であっても、容易に保持することができる。
【００３７】
（実施の形態２）
図２は、本実施形態に係る光学素子１０の上面および断面図である。
【００３８】
本実施形態に係る光学素子１０は、外周面４の一部がカットされている点が実施の形態１に係る光学素子１と異なっている。
【００３９】
図２に示すように、光学素子１０は、光学有効領域５の外周にある外周面４の一部がカットされ、側面８が形成されている。側面８は、外周部の一例である。
【００４０】
光学素子１０を保持部材等で保持する場合は、この側面８を光学素子１０の保持部として用いることができる。また、この側面８は、光学素子１０の位置を決定するための位置決め部としても機能する。
【００４１】
したがって、保持および位置決めをすることが困難であった従来よりも薄い光学素子であっても、容易に保持および位置決めをすることができる。
【００４２】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、光学素子を両凸レンズとしてあるが、これに限らず、例えば、凸メニスカスレンズであってもよい。
【００４３】
上記実施形態では、１箇所のみカットして保持および位置決め部としているが、これに限らず、例えば、図３に示すように２箇所もしくはそれ以上の場所で側面９を形成したものであってもよい。このような構成にすることで、光学素子の保持や位置決めがより容易になる。
【００４４】
また、上記実施形態では、外周面をカットすることで側面を形成し、保持および位置決め部としたが、これに限らず、例えば、図４に示すように光学有効領域１５の外周にある外周面１４に保持および位置決めの穴１６等があるものであってもよい。
【００４５】
また上記実施形態は、製作工法に限りはなく、研磨加工、プレス成形、射出成形等、いずれの工法において形成してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態は、材料に限りはなく、ガラス、プラスチック、セラミックス等、いずれの材料でもよい。
【００４７】
本発明は、実施形態に限定されず、その精神又は主要な特徴から逸脱することなく他の色々な形で実施することができる。
【００４８】
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示すものであって、明細書には何ら拘束されない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明に係る光学素子は、カメラやムービー等の撮像装置に適用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１、１０  光学素子
２  入射面
３  出射面
４  外周面
５、１５  光学有効領域
８、９  保持および位置決め用の側面
１６  保持および位置決め用の穴
Ａ、Ａ’、Ｂ、Ｂ’  光学有効長
Ｃ  光学素子の外径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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