(57)【要約】【課題】  遮光パターンによる絞りが、レンズ面に高い寸法精度で正確に形成され、従来に比べてフレアの改善や小型化等を図ることができる撮像レンズを提供する。【解決手段】  面Ｓ２が、入射光束を透過する透光領域１０と、入射光束を遮断する遮光領域２０と、透光領域１０と遮光領域２０との境界を規定する面Ｓ２の法線方向における段差３０とを有し、段差３０を境界として、遮光性を有する塗膜が遮光領域２０全体に形成されるように構成したので、より高精度な寸法を有する開口絞りを容易に得ることができる。これにより、小型化を図りつつ、フレアやゴーストの発生を抑制することができる。【選択図】      図２
2005250089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単レンズまたは複数のレンズからなる撮像レンズであって、
前記単レンズまたは複数のレンズにおける少なくとも１つのレンズ面が、
入射光束を透過する透光領域と、
入射光束を遮断する遮光領域と、
前記透光領域と前記遮光領域との境界を規定する前記レンズ面の法線方向における段差と
を有し、
前記段差を境界として、遮光性を有する塗膜が前記遮光領域全体に形成されている
ことを特徴とする撮像レンズ。
【請求項２】
前記レンズ面の前記遮光領域全体が、前記段差を境界として前記透光領域のレンズ面に対して法線方向に突出した形状、または窪んだ形状となっている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
【請求項３】
前記レンズ面の前記遮光領域の一部に、前記透光領域のレンズ面に対して法線方向に突出した凸部、または窪んだ凹部が形成され、前記凸部または凹部により、前記段差が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
【請求項４】
前記遮光領域は、開口絞りとして機能するものである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項５】
入射光束を透過する透光領域と入射光束を遮断する遮光領域とを有するレンズを製造する方法であって、
前記レンズ面の法線方向に、前記透光領域と前記遮光領域との境界を規定する段差を設けた後、前記段差を境界として、遮光性を有する塗膜を前記遮光領域全体に形成する
ことを特徴とするレンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、比較的小型の撮像装置への搭載に適した撮像レンズ、およびその撮像レンズを構成するレンズの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、銀塩カメラやデジタルカメラ、あるいはビデオカメラなどの撮像装置に搭載される撮像レンズは、入射光束の一部を遮断する遮光手段としての絞りを１箇所または複数箇所に備えている。絞りには、例えば、集光力の大きさを規定する開口絞りや、視野の範囲を規定する視野絞りがある。開口絞りは、虹彩絞りや明るさ絞りとも呼ばれ、レンズを通過するのを可能にする軸上光束の直径を制限し、明るさ、分解能またはコントラストなどの調整を行うように機能する。一方、視野絞りは、結像性能的に使用に耐えられる視野を限定し、視野に対して鮮明な縁を形成して像の大きさおよび形状を規定するように機能するものである。さらに、上記の開口絞りや視野絞りのほか、フレアやゴーストを防止するための絞りもある。これは一般にフレアカット絞りなどと呼ばれている。以下、レンズ系において入射光束を制限する機能を有するものを総称して単に「絞り」という。
【０００３】
通常、これらの絞り、特に開口絞りについては機械的な部品で構成され、レンズとは別部品として構成されている。視野絞りやフレアカット絞りも、レンズとは別部品のマスク部材で構成されていることが多い。一方、例えば特許文献１，２には、マスク部材を別途設けることなくフレアカット絞りの機能を実現する方法が提案されている。特許文献１には、レンズ面に直接印刷もしくは塗装により、フレアカット絞りとしての遮光パターンを形成した対物レンズに関する発明が記載されている。また特許文献２には、レンズ面にフレアカット絞りとしての遮光パターンが印刷された投射レンズを備えた、投射型テレビジョン装置に関する発明が記載されている。
【特許文献１】実開平６−６４２１８号公報
【特許文献２】特許第２５０７１６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような撮像装置は、近年、コンパクト化が著しいことから、レンズ系においても小型化が進み、その全長および外径が縮小されてきている。特に急速に普及しつつある携帯電話等に搭載された画像入力用モジュールカメラ（単に、携帯用カメラという。）の撮像レンズは、極めて小型である。このような携帯用カメラの撮像レンズでは、入射光束の光束径が極めて細いので、通常の撮像レンズに比べて絞りを構成する部材の厚みが入射光束径に対して相対的に大きくなってしまい、その開口部分の端面における反射等に起因してフレアやゴーストが発生しやすくなる。また特に、近年の小型化の進んだ撮像レンズの場合には、開口絞りなどの機械的な部材の厚みが小型化の点から無視できなくなってきている。
【０００５】
一方、携帯用カメラなどの撮像レンズにおける開口絞りは、構成の簡素化の点などから固定絞りとなっていることが多い。そこで、機械的な絞り部材に代えて、小型化の妨げやフレア等の原因となる固定絞り全般を、上記特許文献１，２に記載されているような遮光パターンで構成することが考えられる。この場合、絞り部材を用いることなく、レンズ面に直接、遮光性の塗料などを塗布し所定形状となるよう描画して絞りとなる遮光パターンを形成するので、フレアやゴーストの発生を抑えることができる。また、絞り部材を用いないので、小型化にも寄与できる。
【０００６】
しかしながら、携帯用カメラの撮像レンズはますます小型化が進んでいる。このため、レンズ面に遮光性の塗料などを直接印刷または塗布するにあたっては、正確に遮光パターンを形成することが困難となりつつあり、製造性の点で問題となるおそれがある。なお、上記特許文献１，２に記載されている発明では、一眼レフカメラや投射レンズなど、携帯用カメラなどに比べて比較的大きいレンズ系を対象としており、上記した小型の撮像レンズに特有の問題は特に考慮されていない。
【０００７】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、遮光パターンによる絞りが、レンズ面に高い寸法精度で正確に形成され、従来に比べてフレアの改善や小型化等を図ることができる撮像レンズ、およびその撮像レンズを構成するレンズを容易に製造することができるレンズの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による撮像レンズは、単レンズまたは複数のレンズからなる撮像レンズであって、単レンズまたは複数のレンズにおける少なくとも１つのレンズ面が、入射光束を透過する透光領域と、入射光束を遮断する遮光領域と、透光領域と遮光領域との境界を規定するレンズ面の法線方向における段差とを有し、段差を境界として、遮光性を有する塗膜が遮光領域全体に形成されているものである。
【０００９】
本発明によるレンズの製造方法は、入射光束を透過する透光領域と入射光束を遮断する遮光領域とを有するレンズを製造する方法であって、レンズ面の法線方向に、透光領域と遮光領域との境界を規定する段差を設けた後、段差を境界として、遮光性を有する塗膜を遮光領域全体に形成するようにしたものである。
【００１０】
本発明による撮像レンズでは、透光領域と遮光領域との境界を規定するレンズ面の法線方向における段差を有するようにしたので、段差により規定される高精度な開口部分を有する絞りが得られる。
【００１１】
本発明による撮像レンズでは、レンズ面の遮光領域全体が、段差を境界として透光領域のレンズ面に対して法線方向に突出した形状、または窪んだ形状となっていてもよいし、レンズ面の遮光領域の一部に、透光領域のレンズ面に対して法線方向に突出した凸部、または窪んだ凹部が形成され、凸部または凹部により段差が形成されるようにしてもよい。さらに、遮光領域が、開口絞りとして機能するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明による撮像レンズによれば、レンズまたは複数のレンズからなる撮像レンズであって、単レンズまたは複数のレンズにおける少なくとも１つのレンズ面が、入射光束を透過する透光領域と、入射光束を遮断する遮光領域と、透光領域と遮光領域との境界を規定するレンズ面の法線方向における段差とを有し、段差を境界として、遮光性を有する塗膜が遮光領域全体に形成されるように構成したので、十分に薄い厚みを有すると共に段差により規定される高精度な開口部分を有する絞りを得ることができる。これにより、小型化を図りつつ、フレアやゴーストの発生を抑制することができる。
【００１３】
本発明によるレンズの製造方法によれば、レンズ面の法線方向に、透光領域と遮光領域との境界を規定する段差を設けた後、段差を境界として、遮光性を有する塗膜を遮光領域全体に形成するようにしたので、十分に薄い厚みを有すると共に段差により規定される高精度な開口部分を有する絞りを得ることができる。これにより、小型化を図りつつ、フレアやゴーストの発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの一構成例を示している。符号Ｓｉは、物体側からｉ番目のレンズ面を示す。
【００１６】
図１に示した撮像レンズは、例えば、ＣＣＤ（Charged Coupled Device：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子を用いた携帯用モジュールカメラやデジタルカメラ等に搭載されて使用されるものである。この撮像レンズは、光軸Ｚ１に沿って、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３が物体側より順に配設された構成となっている。この撮像レンズの結像面（撮像面）には、図示しないＣＣＤなどの撮像素子が配置される。ＣＣＤの撮像面付近には、撮像面を保護するためのカバーガラスＣＧが配置されている。さらに、第３レンズＬ３と結像面（撮像面）との間には、カバーガラスＣＧのほか、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなど、他の光学部品が配置されていてもよい。ここでは、カバーガラスＣＧの像側の面Ｓ８が、この撮像レンズの結像面（撮像面）と一致する。
【００１７】
第１レンズＬ１は、近軸近傍において物体側に凸面を向けた平凸形状をなしており、正のパワーを有している。物体側の面Ｓ１が非球面形状であってもよい。第２レンズＧ２は、物体側の面Ｓ３が物体側に凹であるメニスカス形状をなしており、例えば負のパワーを有している。また、面Ｓ３および面Ｓ４のうち少なくとも一方が非球面形状であってもよい。第３レンズＬ３は、例えば、両面が非球面形状で、かつ近軸近傍における形状が物体側に凸をなす正のメニスカス形状となっている。
【００１８】
また、この撮像レンズは、第１〜第３レンズＬ１〜Ｌ３のうちの少なくとも１つのレンズ面が、入射光束を透過する透光領域と、この透光領域を連続的に取り囲み、入射光束の周縁部を遮断する遮光領域と、透光領域と遮光領域との境界を規定するレンズ面の法線方向における段差とを有している。以下、具体的に説明する。
【００１９】
図２（Ａ）は、図１に示した第１レンズＬ１の詳細な構成を示すものである。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）における矢視方向ＩＩ（Ｂ）から眺めた平面図である。図２（Ａ），（Ｂ）に示したように、第１レンズＬ１の像側の面Ｓ２は、光軸Ｚ１を中心とする円形の透光領域１０と、この透光領域１０を取り囲む環状の遮光領域２０と、透光領域１０と遮光領域２０との境界を規定する段差３０とを有している。遮光領域２０には、遮光性を有する塗膜が形成されている。塗膜に用いられる材料としては、例えば、黒色のラッカー塗料が挙げられる。また、面Ｓ２の法線方向における段差３０の高さ（ギャップ）は、０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度が好ましい。遮光領域２０は、段差３０を境界とし、面Ｓ２の法線方向において透光領域１０よりも像側に突出した凸部となっている。これにより、透光領域１０に塗布することなく、比較的容易に遮光領域２０のみに塗膜を形成することができる。この遮光領域２０は、入射光束の周縁部が面Ｓ２から射出するのを遮断する開口絞りとして機能する。なお、第１レンズＬ１は、光学ガラスにより構成されたものでもよいし、あるいはプラスチック材料により構成されたものでもよい。但し、面Ｓ２における加工上の容易さの観点から、プラスチック材料により構成されたものであることが望ましい。
【００２０】
以上のように構成された撮像レンズの第１レンズＬ１は、面Ｓ２の法線方向に、透光領域１０と遮光領域２０との境界を規定する段差３０を設けたのち、この段差３０を境界として遮光性を有する塗膜を遮光領域２０全体に亘って形成することにより製造する。
【００２１】
次に、以上のように構成された撮像レンズの作用および効果を説明する。
【００２２】
本実施の形態の撮像レンズでは、図１に示したように、物体側から第１レンズＬ１の面Ｓ１に入射した入射光は、その周縁部が面Ｓ２における遮光領域２０によって遮断される。遮光領域２０によって遮断されずに透光領域１０から射出した光は、集束しつつ第２レンズＬ２に向かう。ここで、面Ｓ２を通過することにより、フレアやゴーストを発生することなく軸上の光束径が制限され、明るさ、分解能またはコントラストなどの調整が行われる。透光領域１０からの射出光は第２レンズＬ２を透過し、発散しながら第３レンズＬ３に向かう。第２レンズＬ２を透過した光は、さらに第３レンズＬ３を透過し像側の面Ｓ６を経て結像面（Ｓ８）上に集束する。
【００２３】
このように、本実施の形態の撮像レンズによれば、面Ｓ２に、透光領域１０と遮光領域２０との境界を規定する面Ｓ２の法線方向における段差３０を予め設けるようにしたので、段差を設けない場合と比べて、より高精度な寸法を有する開口絞りを容易に形成することができる。すなわち、段差のないレンズ面に直接、所定形状の開口部を有する塗膜をパターニングすることにより開口絞りを形成する場合に比べ、予めレンズ面を加工して高精度な寸法の段差を形成しておくことにより、この段差を利用して高精度な寸法の開口絞りを形成することが可能となる。また、面Ｓ２に直接、遮光領域２０を設けるようにしたので、別体の光学部材として開口絞りを設けた場合よりも、全体の部品点数を削減できるので小型化および低コスト化に有利である。さらに、厚みの十分に薄い塗膜を遮光領域２０に形成することができるので、開口絞りの開口端面における反射などに起因するフレアやゴーストの発生が抑制され、良好な像を得ることができる。さらに、開口絞りの開口端面における周辺光束のケラレがなくなり、周辺光量比が改善される。
【００２４】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本実施の形態では、遮光領域が、レンズ面の法線方向において透光領域よりも突出した凸部からなるようにしたが、これとは反対に、遮光領域が、レンズ面の法線方向において透光領域よりも窪んだ凹部からなるように構成することもできる。具体的には、図３に示した第１の変形例（変形例１）のように、面Ｓ２が、面Ｓ２の法線方向において透光領域１０よりも窪んだ遮光領域２０を有するようにしてもよい。
【００２５】
また、本実施の形態では、遮光領域の全面が透光領域よりも突出した凸部からなるようにしたが、遮光領域の一部が透光領域を取り囲むように突出した凸部をなし、段差を形成するようにしてもよい。具体的には、図４（Ａ），（Ｂ）に示した第２の変形例（変形例２）のように、面Ｓ２の遮光領域２０における一部が、光軸Ｚ１を中心軸として周回すると共に面Ｓ２の法線方向において遮光領域１０よりも突出した凸部２１を有するようにしてもよい。ここで凸部２１が、透光領域１０と遮光領域２０との境界を規定する段差３０を形成している。なお、図４（Ａ），（Ｂ）は、図２（Ａ），（Ｂ）にそれぞれ対応する図である。あるいは、図５に示した第３の変形例（変形例３）のように、面Ｓ２の遮光領域２０における一部が、光軸Ｚ１を中心軸として周回すると共に面Ｓ２の法線方向において遮光領域１０よりも窪んだ凹部２２を有するようにしてもよい。この場合、凹部２２が、透光領域１０と遮光領域２０との境界を規定する段差３０を形成している。上記した各変形例１〜３のような構成であっても、段差を設けない場合と比べて、より高精度な寸法を有する絞りを容易に実現することができる。
【００２６】
また、本実施の形態では、遮光領域が、入射光束の周縁部を遮断する開口絞りとして機能する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図６に示した第４の変形例（変形例４）のように、視野絞りとして機能する遮光領域２０Ａを所定のレンズ面に形成するようにしてもよい。この場合、所定のレンズ面は、光軸を中心とし、おおよそ矩形をなす透光領域１０Ａと、この透光領域１０Ａを取り囲む遮光領域２０Ａと、透光領域１０Ａと遮光領域２０Ａとの境界を規定する段差３０Ａとを有している。遮光性を有する塗膜が、遮光領域２０Ａの全体に亘って形成されている。この遮光領域２０Ａは、撮像範囲を規定し、撮像範囲外の余分な光が撮像素子に入射しないように遮断するように機能する。なお、透光領域１０Ａの輪郭形状は、図３（Ｂ）に示したものに限らず、任意に決めることができる。さらに本発明は、フレアカット絞りなど、入射光束を制限する絞り全般に適用可能である。また、遮光領域が透光領域の周囲全体を連続的に取り囲む場合に限らず、不連続な遮光領域を形成する場合においても本発明を適用可能である。
【００２７】
また、段差によって境界が規定される遮光領域および透光領域が設けられるレンズ面は、球面レンズであってもよいし、非球面レンズであってもよい。また、上記実施の形態では、撮像レンズが３枚構成の場合について説明したが、これに限定されるものでもない。単レンズであってもよいし、２枚構成あるいは４枚以上から構成されるものであってもよい。
【００２８】
また、遮光領域に形成される塗膜に用いられる材料としては、遮光性を有し、レンズ面に塗布が可能なものであればラッカー塗料以外の塗料であっても用いることができる。また、塗膜は黒色でなくともよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの一構成例を表す断面図である。
【図２】図１に示した撮像レンズの要部構成を表す断面図および平面図である。
【図３】図１に示した撮像レンズにおける第１の変形例としての要部構成を表す断面図である。
【図４】図１に示した撮像レンズにおける第２の変形例としての要部構成を表す断面図である。
【図５】図１に示した撮像レンズにおける第３の変形例としての要部構成を表す断面図である。
【図６】図１に示した撮像レンズにおける第４の変形例としての要部構成を表す断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ｌ１〜Ｌ３…第１〜第３レンズ、ＣＧ…カバーガラス、Ｓｉ…物体側からｉ番目のレンズ面、Ｚ１…光軸、１０…透光領域、２０…遮光領域、３０…段差。
【図１】
2005250089.tif 000003
【図２】
2005250089.tif 000004
【図３】
2005250089.tif 000005
【図４】
2005250089.tif 000006
【図５】
2005250089.tif 000007
【図６】
2005250089.tif 000008