(57)【要約】【課題】フレアの発生を防止することができ、ひいては良好な光学特性を得ることができる撮像レンズ及びこれを用いた撮像装置を提供すること。【解決手段】Ｌ≦１．７×ｆ、ＥＸ≦１．２×ｆ、１．３×Φ≦θ≦２．０×ΦおよびΦ＝ｔａｎ−１    （ｙ’／ＥＸ）の各条件式（但し、Ｌ：光学系の全長すなわち最も物体側に配置されたレンズ２における物体側の面から像面までの光軸４上の距離、ｆ：レンズ系全体の焦点距離、ＥＸ：レンズ系の射出瞳１３の中心と像面との間の距離、θ：勾配すなわち絞り３の内周面がレンズ系の光軸４に対してなす傾斜角、Φ：最大画角における主光線ｌ’のセンサ撮像面６への入射角、ｙ’：センサの最大像高）を満足すること。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像面側に向かって順に、少なくとも一枚のレンズと、絞りとを配設した撮像レンズにおいて、
次の（１）〜（４）に示す各条件式、
Ｌ≦１．７×ｆ                      （１）
ＥＸ≦１．２×ｆ                    （２）
１．３×Φ≦θ≦２．０×Φ          （３）
Φ＝ｔａｎ−１    （ｙ’／ＥＸ）                （４）
但し、Ｌ  ：光学系の全長すなわち最も物体側に配置されたレンズにおける物体側の面から像面までの光軸上の距離
ｆ  ：レンズ系全体の焦点距離
ＥＸ：レンズ系の射出瞳の中心と像面との間の距離
θ    ：勾配すなわち絞りの内周面がレンズ系の光軸に対してなす傾斜角
Φ    ：最大画角における主光線のセンサ撮像面への入射角
ｙ’：センサの最大像高
を満足することを特徴とする撮像レンズ。
【請求項２】
物体側から像面側に向かって順に、少なくとも一枚のレンズと、絞りとを配設した撮像レンズと、撮像素子とを有する撮像装置において、前記撮像レンズが、次の（１）〜（４）に示す各条件式、
Ｌ≦１．７×ｆ                      （１）
ＥＸ≦１．２×ｆ                    （２）
１．３×Φ≦θ≦２．０×Φ          （３）
Φ＝ｔａｎ−１    （ｙ’／ＥＸ）                （４）
但し、Ｌ  ：光学系の全長すなわち最も物体側に配置されたレンズにおける物体側の面から像面までの光軸上の距離
ｆ  ：レンズ系全体の焦点距離
ＥＸ：レンズ系の射出瞳の中心と像面との間の距離
θ    ：勾配すなわち絞りの内周面がレンズ系の光軸に対してなす傾斜角
Φ    ：最大画角における主光線のセンサ撮像面への入射角
ｙ’：センサの最大像高
を満足することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、撮像レンズ及び撮像装置に係り、特に、携帯型のコンピュータ、テレビ電話またはカメラ付携帯電話等に搭載されるＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子を利用した撮像装置に用いられ、小型軽量化に好適な撮像レンズおよびこれを用いた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、マルチメディアの進展が著しく、例えば、携帯型のコンピュータやテレビ電話、携帯電話等に搭載するためのＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したカメラの需要が著しく高まっている。このようなカメラは、限られた設置スペースに搭載する必要があることから、小型であり、かつ、軽量であることが望まれている。
【０００３】
そのため、このようなカメラに用いられる撮像レンズにも、同様に、小型軽量であることが要求されており、このような撮像レンズとしては、従来から、１乃至３枚のレンズを使ったＣＣＤやＣＭＯＳ用の撮像レンズユニットが広く用いられている。
【０００４】
このような撮像レンズユニットでは、いわゆるフレアと称される像面に到達した結像に寄与しない光による画像のぼやけの発生を防止するために、レンズの像面側に後絞りを配置する場合がある。
【０００５】
この後絞りの機能は、最も像面側に配置されるレンズの後ろ側（像面側）に配置された状態で、このレンズの機能面の外周に形成されたフランジ部を像面側から覆うことによって、フランジ部を経て撮像面に有害光が入射することを防止するものである。
【０００６】
このような後絞りは、遮光性の材料からなるプレートに開口部を穿設することによって形成されるものであり、遮光性の材料としては、低コスト、軽量化が可能という利点から樹脂材料が用いられることが多い。
【０００７】
この後絞りは、図４に示すように、撮像レンズ１の後絞り３がレンズ２のフランジ部２ａを完全に覆い切れていない場合には、フランジ部２ａを通って像面側に出射する光がフランジ部２ａにおける像面側の端面から出射する際に拡散光となり、この拡散した光が照明光として撮像面６のセンサに捕捉されてしまうため、これに起因したフレアが発生してしまう。
【０００８】
したがって、後絞り３の開口部３ａの大きさである絞り径は、フランジ部２ａを完全に覆い隠すことができる程度の大きさに止められていることが重要とされていた。
【０００９】
さらに、後絞り３の開口部３ａの内周面３ｂの形状は、光軸４に平行な面形状とされている場合もあるが、物体側から像面側に向かうにしたがって、最大画角における主光線ｌ’のセンサに対する入射角程度の若干の傾斜を有したものもある。
【００１０】
【特許文献１】
特開平６−１７５０１７号公報
【特許文献２】
特開平１１−４４８３９号公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近は、撮像レンズユニットのさらなる小型化が要求されるようにうなっている。
【００１２】
そのような要求に応えるべくレンズ２をさらに小型化するためには、光学設計上、最も像面側に配置されたレンズ２の像面側のレンズ面から撮像面６までの距離が小さくならざるを得ず、また、それにともなって、撮像面６に対する最大画角の主光線ｌ’の入射角が大きくなることを余儀なくされる。
【００１３】
このように、撮像面６に対する最大画角の主光線ｌ’の入射角が大きくなると、たとえ、後絞り３によってフランジ部２ａを完全に覆うようにしたとしても、図５に示すように、開口部３ａの内周面３ｂの傾斜角が、最大画角における主光線ｌ’のセンサに対する入射角程度の傾斜角に過ぎない場合（例えば、最大画角６４°（即ち、半画角３２°）の場合に３２°程度の傾斜面）、有効画角外の光線ｌが内周面３ｂに入射してしまう。そして、この入射光が内周面３ｂによって乱反射されることによって、フレアの原因となってしまう。
【００１４】
また、たとえ、後絞り３の材料としてつや消し材料を採用し、かつ、後絞り３の開口部３ａの内周面３ｂに対して粗面化処理を施した場合においても、なお不充分である。
【００１５】
図６は、画面内周辺部及び画面近傍に輝度の高い、いわゆる高輝度物体が存在する画像を撮影したものを模式的に示したものであるが、図に示すように、高輝度物体７からの光線ｌが開口部３ａの内周面３ｂに入射した場合は、この内周面３ｂが光沢を帯びることによって、やはりフレア９が発生してしまう。
【００１６】
従って、従来の後絞り３の形状では、フレア９の発生を有効に防止することができず、撮像レンズ１として良好な画像が得られないという問題が生じていた。
【００１７】
本発明は、このような問題点に鑑みなされたもので、後絞りの形状を改良することによってフレアの発生を防止することができ、ひいては良好な光学特性を得ることができる撮像レンズ及びこれを用いた撮像装置を提供することを目的とするものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明に係る撮像レンズの特徴は、物体側から像面側に向かって順に、少なくとも一枚のレンズと、絞りとを配設した撮像レンズにおいて、Ｌ≦１．７×ｆ、ＥＸ≦１．２×ｆ、１．３×Φ≦θ≦２．０×ΦおよびΦ＝ｔａｎ−１    （ｙ’／ＥＸ）の各条件式（但し、Ｌは、光学系の全長すなわち最も物体側に配置されたレンズにおける物体側の面から像面までの光軸上の距離、ｆは、レンズ系全体の焦点距離、ＥＸは、レンズ系の射出瞳の中心と像面との間の距離、θは、勾配すなわち絞りの内周面がレンズ系の光軸に対してなす傾斜角、Φは、最大画角における主光線のセンサ撮像面への入射角、ｙ’は、センサの最大像高）を満足する点にある。
【００１９】
そして、このような構成によれば、（１）および（２）の各条件式を満足することにより、レンズ系の全長を短縮化することが可能となり、さらに、（３）および（４）の各条件式を満足することにより、製造性を充分に確保しつつフレアの発生を有効に防止することが可能となる。
【００２０】
また、本発明に係る撮像装置の特徴は、物体側から像面側に向かって順に、少なくとも一枚のレンズと、絞りとを配設した撮像レンズと、撮像素子とを有する撮像装置において、前記撮像レンズが、Ｌ≦１．７×ｆ、ＥＸ≦１．２×ｆ、１．３×Φ≦θ≦２．０×ΦおよびΦ＝ｔａｎ−１    （ｙ’／ＥＸ）の各条件式（但し、Ｌは、光学系の全長すなわち最も物体側に配置されたレンズにおける物体側の面から像面までの光軸上の距離、ｆは、レンズ系全体の焦点距離、ＥＸは、レンズ系の射出瞳の中心と像面との間の距離、θは、勾配すなわち絞りの内周面がレンズ系の光軸に対してなす傾斜角、Φは、最大画角における主光線のセンサ撮像面への入射角、ｙ’は、センサの最大像高）を満足する点にある。
【００２１】
そして、このような構成によれば、撮像レンズが（１）および（２）の各条件式を満足することにより、レンズ系の全長を短縮化することが可能となり、さらに、（３）および（４）の各条件式を満足することにより、製造性を充分に確保しつつフレアの発生を有効に防止することが可能となり、小型で且つ良好な光学性能を持つ撮像装置が実現できる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る撮像レンズ及び撮像装置の実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態における撮像レンズ１は、物体側から像面側に向かって順に、機能面の外周にフランジ部２ａが形成された少なくとも一枚のレンズ２と、開口部３ａを備えた後絞り３とを有しており、これら各光学系２，３は、光軸４を中心とした軸対称形状に形成されている。
【００２４】
また、後絞り３の開口部３ａの径寸法である絞り径は、後絞り３がフランジ部２ａを像面側から完全に覆い切れる寸法とされている。
【００２５】
さらに、後絞り３の像面側には、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳ等の撮像素子のセンサの受光面である撮像面６が配設されている。
【００２６】
なお、図１においては、１枚のみのレンズ２が図面上に表されているが、このレンズ２の物体側に、他の１枚以上のレンズを配置してもよいことは勿論である。
【００２７】
そして、本実施形態においては、次の（１）乃至（４）の各条件式を満足するようにする。
【００２８】
Ｌ≦１．７×ｆ                      （１）
ＥＸ≦１．２×ｆ                    （２）
１．３×Φ≦θ≦２．０×Φ          （３）
Φ＝ｔａｎ−１    （ｙ’／ＥＸ）                （４）
但し、（１）式におけるＬは、光学系の全長すなわち最も物体側に配置されたレンズ（一枚構成であれば図１に示されたレンズ２）における物体側の面から像面までの光軸上の距離である。ｆは、レンズ系全体の焦点距離であり、また、ＥＸは、射出瞳（図２において符号１３で示す）すなわち像面側から見た撮像レンズ１の光量絞り（後述する図２における前絞り１０）の像の中心と、像面との間の距離である。なお、像面は、理想像面またはノミナル像面であってもよい。θは、勾配すなわち後絞り３の内周面がレンズ系の光軸４に対してなす傾斜角である。Φは、最大画角における主光線ｌ’のセンサに対する入射角である。ｙ’は、センサの最大像高である。
【００２９】
ここで、Ｌの値が、（１）式に示す値（１．７×ｆ）を超えて大きくなるか、または、ＥＸの値が、（２）式に示す値（１．２ｆ）を超えて大きくなると、レンズ系の全長が長くなり過ぎ、小型化の要請に反することとなる。
【００３０】
また、θの値が、（３）式に示す値（１．３×Φ）よりも小さくなると、有効画角外の光線ｌが後絞り３の開口部３ａの内周面３ｂに入射し、この入射した光によって発生した反射光が有害光として撮像面６に入射することにより、フレア９を発生させてしまう。
【００３１】
一方、θの値が（３）式に示す値（２．０×Φ）を超えて大きくなると、開口部３ａの内周面３ｂの先端部（光軸４側で且つレンズ２側の先端部）が薄肉になり過ぎて樹脂材料の射出成形法によって形成することが困難となってしまう。
【００３２】
なお、（３）式におけるΦは、ｙ’とＥＸとを用いて（４）式のように定義される。
【００３３】
従って、本実施形態においては、Ｌの値を（１）の条件式を満足するようにし、ＥＸの値を（２）の条件式を満足するようにし、θの値を（３）の条件式を満足するようにし、Φの値を（４）の条件式を満足するようにすることによって、レンズ系の全長を短縮化して小型化の要請に応える一方で、充分な製造性を確保しながら、小型化にともなう弊害（フレアの発生）を有効に防止することが可能となる。
【００３４】
なお、好ましくは、前記後絞り３は、プラスチック等の樹脂材料によって形成され、さらに、後絞り３における開口部３ａの内周面３ｂは、粗面化によるつや消し処理、またはつや消し材料による処理が施されていることが望ましい。
【００３５】
次に、本実施形態の作用について図２を用いて説明する。
【００３６】
なお、図２は、一例として撮像レンズ１が２枚のレンズにより構成されている場合を示すものである。
【００３７】
本実施形態における撮像レンズ１は、レンズ２の物体側に配置された他の一枚のレンズ５とともに、前絞り１０が形成された筒状の胴体部１１内に収容されることによってカメラ１２（撮像装置）を構成するようになっている。
【００３８】
そして、カメラ１２を用いて物体を撮像する場合、前絞り１０を経て物体側から胴体部１１内に入射された光線ｌは、二枚のレンズ５，２によって集光された後に後絞り３を通る。
【００３９】
このとき、後絞り３における開口部３ａの内周面３ｂの傾斜角は、（３）の条件式に示すように、最大画角における主光線ｌ’のセンサ受光面への入射角よりも大きな角度に形成されている（例えば、最大画角６４°（即ち、半画角３２°）の場合であれば、傾斜角θは４５°〜６０°）。
【００４０】
これにより、開口部の３ａの内周面３ｂに有効画角外の光線ｌが入射することを回避することができ、内周面３ｂに対する入射光を原因とした有害光の発生を防止することができる。
【００４１】
従って、撮像面６には、有害光の除去された良好な光線が入射することとなる。
【００４２】
この結果、例えば、図３に示すように、高輝度物体７が存在する画像を撮影した場合でも、フレア９の低減された良好な画像を撮像することができる。
【００４３】
なお、本発明は前記実施形態のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように本発明に係る撮像レンズ及びこれを用いた撮像装置によれば、製造性を確保しつつ光学特性に優れた小型軽量の撮像レンズ及び撮像装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像レンズの実施形態を示す概略構成図
【図２】本発明に係る撮像レンズの実施形態において撮像レンズを搭載したカメラ（撮像装置）を示す概略構成図
【図３】本発明に係る撮像レンズの実施形態において、撮像状態を模式的に示す説明図
【図４】従来から採用されていた撮像レンズの問題点を示す説明図
【図５】従来から採用されていた撮像レンズの問題点を示す図４と異なる説明図
【図６】従来の撮像レンズによる撮像状態を模式的に示す説明図
【符号の説明】
１  撮像レンズ
２  レンズ
３  後絞り
３ａ  開口部
３ｂ  内周面
４  光軸
６  撮像面
９  フレア
１０  前絞り
１３  レンズ系の射出瞳
ｌ  有効画角外の光線
ｌ’最大画角における主光線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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