(57)【要約】【課題】４枚構成でありながらレンズ系の全長を短くするとともに、レンズ有効径の小型化を実現することができる撮像レンズ体、及び撮像レンズ体を備えた撮像ユニット、並びに該撮像ユニットを搭載した携帯型情報端末を提供する。【解決手段】本発明の撮像ユニットは、被写体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第１レンズと、撮像面側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、撮像面側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズと、固体撮像装置の結像面３１ａ近傍に配置され、一方の面が平面で、他方の面が曲率を持つ面である、負の屈折力を有する第４レンズと有している。【選択図】図３
2009075466.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像装置の撮像面に被写体の像を形成する撮像レンズ体であって、
４枚のレンズから構成され、被写体側から順に、
被写体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第１レンズと、
撮像面側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、
撮像面側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズと、
一方の面が平面で、他方の面が曲率を持つ面である、負の屈折力を有する第４レンズとが配列されており、
上記第４レンズは、上記第１〜４レンズの合成によって得られる焦点位置の近傍に配置されていることを特徴とする撮像レンズ体。
【請求項２】
上記第１レンズと上記第２レンズとの間に、開口絞りが配置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体。
【請求項３】
上記第４レンズの中心厚をＤ４、上記第１〜４レンズの合成焦点距離をｆとしたとき、上記第４レンズは、下記の式（１）；
０  ＜  Ｄ４／ｆ  ＜  ０．１５    …（１）
を満たすように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像レンズ体。
【請求項４】
上記第４レンズの上記曲率を持つ面の中心と上記焦点位置との距離をＤ、有効像円径の大きさを２Ｙとしたとき、下記の式（２）；
０  ＜  Ｄ／Ｙ  ＜  １．０    …（２）
を満たすように配置されていることを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の撮像レンズ体。
【請求項５】
上記第３レンズの撮像面側の有効径を２Ｙ３、有効像円径の大きさを２Ｙ、上記第１レンズの被写体側の面の中心から上記第３レンズの撮像面側の面の中心までの距離をＤ１３、第１レンズの被写体側の面の中心から上記焦点位置までの距離をＬとしたとき、下記の式（３）及び（４）；
０．３  ＜  Ｙ３／Ｙ  ＜  ０．７    …（３）
０．４  ＜  Ｄ１３／Ｌ  ＜  ０．６  …（４）
を満たすことを特徴とする請求項１から４までの何れか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項６】
上記第４レンズの上記曲率を持つ面は、レンズの中心部に比べ、レンズの周辺部において屈折力が強くなるような非球面形状であることを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の撮像レンズ体。
【請求項７】
上記第１レンズの被写体側の面の中心から上記焦点位置までの距離をＬ、上記第１〜４レンズの合成焦点距離をｆとしたとき、下記の式（５）
０．８  ＜Ｌ／ｆ  ＜  １．５  ・・・（５）
を満たすことを特徴とする請求項１から６までの何れか１項に記載の撮像レンズ体。
【請求項８】
上記第４レンズは、樹脂材料からなることを特徴とする請求項１から７までの何れか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項９】
請求項１から８までの何れか１項に記載の撮像レンズ体と、撮像面を有する固体撮像装置とを備えていることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項１０】
撮像面を有する固体撮像装置と、上記撮像面に被写体の像を形成する撮像レンズ体とを備えた撮像ユニットにおいて、
上記撮像レンズ体は、４枚のレンズから構成され、被写体側から順に、
被写体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第１レンズと、
撮像面側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、
撮像面側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズと、
上記撮像面近傍に配置され、一方の面が平面で、他方の面が曲率を持つ面である、負の屈折力を有する第４レンズとが配列されていることを特徴とする撮像ユニット。
【請求項１１】
上記第１レンズ、上記第２レンズ及び上記第３レンズを保持するためのレンズ保持部と、
遮光性部材からなり、かつ上記レンズ保持部を内壁に固定することができる筐体とを備えていることを特徴とする請求項１０に記載の撮像ユニット。
【請求項１２】
上記第４レンズは、上記固体撮像素子の被写体側の面に直接または間接的に形成されていることを特徴とする請求項１０または１１に記載の撮像ユニット。
【請求項１３】
上記撮像面の被写体側には、透光性部材が設けられており、
上記透光性部材は、第４レンズの上記平面と接触する表面を有していることを特徴とする請求項１１または１２に記載の撮像ユニット。
【請求項１４】
上記透光性部材は、上記撮像面を保護するための保護部材であることを特徴とする請求項１３に記載の撮像ユニット。
【請求項１５】
上記透光性部材は、ガラスからなり、
上記第４レンズは、上記透光性部材の上記表面に形成された光学コーティング膜であることを特徴とする請求項１３または１４に記載の撮像ユニット。
【請求項１６】
上記透光性部材は、上記第４レンズの上記撮像面側に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の撮像ユニット。
【請求項１７】
上記第４レンズは、上記透光性部材の上記撮像面側に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の撮像ユニット。
【請求項１８】
上記第４レンズは、樹脂材料からなることを特徴とする請求項１６または１７に記載の撮像レンズ。
【請求項１９】
請求項１０から１８までの何れか１項に記載の撮像ユニットを備えていることを特徴とする携帯型情報端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像レンズ体、及び、該撮像レンズ体と固体撮像素子とを備えた撮像ユニット、並びに該撮像ユニットを搭載した携帯型情報端末に関し、詳細には、デジタルスチルカメラなどの小型カメラとして好適なレンズ全長の短い撮像レンズ体、及び該撮像レンズ体を備えた撮像ユニット、並びに該撮像ユニットを搭載した携帯型情報端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant : パーソナル・デジタル・アシスタント）と呼ばれる携帯情報端末や携帯電話等が普及し、それらの多くにデジタルカメラ等の撮像装置が搭載されるようになった。これらの撮像装置は、小型のＣＣＤ（Charged Coupled Device : 電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor : コンプリメンタリ・メタル・オキサイド・セミコンダクタ）センサを用いることで小型化を実現している。また、これらの装置の普及に伴い、撮像装置はより小型化が求められると共に、高解像度化、高性能化が求められている。
【０００３】
また近年では、ＣＣＤ及びＣＭＯＳに代表される固体撮像素子の画素数が飛躍的に大きくなっている。これによって、上述の携帯電話などに搭載されるカメラにおいても１００万画素を超える画素数であることが多くなっており、製品によっては３００万〜５００万画素のカメラが搭載されている。一方で、小型・軽量化を優先する携帯電話などでは、依然１００万画素以下の低画素のカメラが搭載されている。しかしながら、高画素のカメラに対しても小型・軽量化が強く要求されており、重く大きいレンズを多数枚使用することなく、カメラの性能を向上させる必要がある。
【０００４】
そこで、従来においては、小型のプラスチックレンズを使用すると共に、高次の非球面レンズを用いることにより小型・軽量化を図る試みがなされており、レンズの枚数は３枚ないし４枚構成としていることが多い。
【０００５】
例えば、特許文献１においては、３枚のレンズを用いて、各レンズの屈折力を最適にすることで、小型化及び性能の向上を図っている。
【特許文献１】特開２００６−３０１４０３号公報（２００６年１１月２日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、近年では小型・軽量であり、かつ高解像度を有する撮像レンズ（レンズ光学系）が求められている。また、撮像レンズのさらなる性能向上を実現するためには、特に光軸外の光束の収差の劣化を抑制しなければならない。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載の撮像レンズは、３枚のレンズにより小型化を図る撮像レンズであるが、ＣＣＤやＣＭＯＳといった固体撮像素子を使用する場合では、光線を固体撮像素子に導く第３レンズの径が小さくなると像面である固体撮像素子への軸外光線の光軸に対する入射角が大きくなるため軸外の特性の劣化は避けられない。一方で、軸外光線の光軸に対する入射角を小さくするために第３レンズを大きくすると小型化の妨げとなる問題がある。
【０００８】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、４枚構成でありながらレンズ系の全長を短くするとともに、レンズ有効径の小型化を実現することができる撮像レンズ体、及び撮像レンズ体を備えた撮像ユニット、並びに該撮像ユニットを搭載した携帯型情報端末を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る、固体撮像装置の撮像面に被写体の像を形成する撮像レンズ体は、上述した課題を解決するために、４枚のレンズから構成され、被写体側から順に、被写体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第１レンズと、撮像面側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、撮像面側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズと、一方の面が平面で、他方の面が曲率を持つ面である、負の屈折力を有する第４レンズとが配列されており、上記第４レンズは、上記第１〜４レンズの合成によって得られる焦点位置の近傍に配置されていることを特徴としている。
【００１０】
上記の構成を採用することにより、本発明に係る撮像レンズ体は、４枚構成でありながらレンズ系の全長を短くするとともに、レンズ有効径の小型化を実現することができる。
【００１１】
具体的には、本発明は、上記のように構成することによって、
（ａ）第１レンズで発生するコマ収差を抑制しながら、第２レンズの正の屈折力を強くすることで、２枚の正レンズの合成屈折力を比較的強くすると共に、第３レンズに比較的強い負の屈折力を与えることで、レンズ系の全長を短くすることができる。
【００１２】
（ｂ）また、第３レンズを被写体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズとすることで、像面湾曲を補正することができ、高い光学性能を得ながらレンズ系の全長を短くすることができる。
【００１３】
（ｃ）また、第４レンズを負の屈折力を有するレンズとし、上記第１〜４レンズの合成によって得られる焦点位置の近傍に、すなわち、第４レンズを撮像面近傍に配置することで、軸外光束の撮像面への入射角の緩和とディストーション補正の働きのみを第４レンズに持たせることができる。また、これにより、第３レンズは強い負の屈折力を与えることができ、且つ第１レンズと第２レンズの正の屈折力を強くすることができるため、全体としてレンズ系の全長を短くすることができると共に、高い光学特性を得ることができる。
【００１４】
（ｄ）また、第４レンズを、上記第１〜４レンズの合成によって得られる焦点位置の近傍に配置することにより、第４レンズで光線を曲げても非点収差がほとんど発生しないため、第４レンズで入射角を強く補正することができる。よって、４枚構成でありながら、レンズ系の全長を短くすることができる。
【００１５】
（ｅ）また、第４レンズは一方の面が平面であるため、組立て時のレンズの偏芯ズレ及び傾きによる性能の劣化を少なくすることができる。また、組立て時において、上記平面を組立て基準面として利用することも可能であり、組立ての簡素化ができ、量産効率を上げることができる。
【００１６】
（ｆ）また、第４レンズの一方の面が平面であるため、各種光学コーティング膜を形成することが容易であり、その他の光学素子・部品を取り付けることができる。例えば、遮光部材・シャッタ・各種フィルタ、光学フィルム、プリズムなどを取り付けることが容易である。
【００１７】
（ｇ）また、第４レンズの一方の面を平面とすることで、第４レンズの中心厚さを薄くすることができ、レンズ系の小型化に寄与することができる。
【００１８】
（ｈ）また、第４レンズの一方の面を平面とすることで、固体撮像装置を第４レンズの平面に配置することが可能である。これにより第４レンズと撮像素子を一体として取り扱うことができ撮像光学系の小型・軽量化に寄与する。撮像素子と一体とすることで第４レンズのための保持機構を設ける必要がなく、撮像レンズ体をより一層小型・軽量化することができる。
【００１９】
具体的には、本発明に係る撮像レンズ体は、上記第４レンズの中心厚をＤ４、上記第１〜４レンズの合成焦点距離をｆとしたとき、上記第４レンズは、下記の式（１）；
０  ＜  Ｄ４／ｆ  ＜  ０．１５    …（１）
を満たすように構成されている。
【００２０】
上記の式（１）を満たすことにより、撮像レンズの光学長の伸びを抑えて、光学性能の向上を実現することが可能となる。
【００２１】
また、本発明に係る撮像レンズ体は、上記の構成に加えて、上記第４レンズの上記曲率を持つ面の中心と上記焦点位置との距離をＤ、有効像円径の大きさを２Ｙとしたとき、下記の式（２）；
０  ＜  Ｄ／Ｙ  ＜  １．０    …（２）
を満たすように配置されていることが好ましい。
【００２２】
上記の式（２）を満たすことにより、像面近傍に配置された第４レンズによって、軸外光束の像面への入射角緩和とディストーション補正ができるとともに、第４レンズでの非点収差の発生を抑制することも可能となる。
【００２３】
また、本発明に係る撮像レンズ体は、上記の構成に加えて、上記第３レンズの撮像面側の有効径を２Ｙ３、有効像円径の大きさを２Ｙ、上記第１レンズの被写体側の面の中心から上記第３レンズの撮像面側の面の中心までの距離をＤ１３、第１レンズの被写体側の面の中心から上記焦点位置までの距離をＬとしたとき、下記の式（３）及び（４）；
０．３  ＜  Ｙ３／Ｙ  ＜  ０．７    …（３）
０．４  ＜  Ｄ１３／Ｌ  ＜  ０．６  …（４）
を満たすことが好ましい。
【００２４】
上記式（３）（４）を満たすことにより、第１レンズから第３レンズのレンズ径を小さくし、第３レンズと第４レンズの間に十分なスペースを設けることが可能である。
【００２５】
また、レンズ径を小さくすることが可能であるので、第１レンズから第３レンズまでのレンズ群の軽量化を図ることが可能である。それによって、例えば、第１レンズから第３レンズを駆動させることでオートフォーカスを実現する場合、駆動に必要な力が小さくても良いという効果がある。
【００２６】
また、第３レンズと第４レンズの間に十分なスペースを設けることが可能であるため、そのスペースに各種の光学素子・部品を配置することが可能である。
【００２７】
また、本発明に係る撮像レンズ体は、上記の構成に加えて、上記第１レンズと上記第２レンズとの間に、開口絞りが配置されていることが好ましい。
【００２８】
上記の構成によれば、第１レンズと第２レンズの間で効率的に収差補正を行うことが可能である。
【００２９】
また、本発明に係る撮像レンズ体は、上記の構成に加えて、上記第４レンズの上記曲率を持つ面は、レンズの中心部に比べ、レンズの周辺部において屈折力が強くなるような非球面形状であることが好ましい。
【００３０】
上記の構成によれば、像面への入射角が大きくなる軸外光線を中心より多く曲げることが可能である。
【００３１】
また、これによって、第４レンズの中心の曲率半径を大きく保ちながら周辺部の曲率半径を小さくすることが可能であるため、第４レンズの厚みを薄く保ちながら軸外光線の補正を良好に行うことが可能である。
【００３２】
また、本発明に係る撮像レンズ体は、上記の構成に加えて、上記第１レンズの被写体側の面の中心から上記焦点位置までの距離をＬ、上記第１〜４レンズの合成焦点距離をｆとしたとき、下記の式（５）
０．８  ＜Ｌ／ｆ  ＜  １．５  …（５）
を満たすことが好ましい。
【００３３】
上記の式（５）を満たすことによって、レンズ全長を短縮することが可能であり、より一層の小型化・軽量化が可能となる。
【００３４】
また、本発明に係る撮像レンズ体は、上記の構成に加えて、上記第４レンズが樹脂材料からなることが好ましい。
【００３５】
上記第４レンズが樹脂材料から構成することによって、撮像素子面上もしくは平行平面板上に容易に第４レンズを形成することが可能である。
【００３６】
また、第４レンズの形成の際に平面板または撮像素子が損傷することを防ぐことが可能である。
【００３７】
また、上記した構成の撮像レンズ体と、撮像面を有する固体撮像装置とを備えた撮像ユニットも本発明に含まれる。
【００３８】
また、本発明に係る撮像ユニットは、上述した課題を解決するために、撮像面を有する固体撮像装置と、上記撮像面に被写体の像を形成する撮像レンズ体とを備えた撮像ユニットにおいて、上記撮像レンズ体は、４枚のレンズから構成され、被写体側から順に、被写体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第１レンズと、撮像面側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、撮像面側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズと、上記撮像面近傍に配置され、一方の面が平面で、他方の面が曲率を持つ面である、負の屈折力を有する第４レンズとが配列されていることを特徴としている。
【００３９】
上記の構成を採用することにより、本発明に係る撮像ユニットは、撮像レンズ体に関して、４枚構成でありながらレンズ系の全長を短くするとともに、レンズ有効径の小型化を実現することができる。
【００４０】
具体的には、本発明は、上記撮像レンズ体を上記のように構成することによって、
（ａ）第１レンズで発生するコマ収差を抑制しながら、第２レンズの正の屈折力を強くすることで、２枚の正レンズの合成屈折力を比較的強くすると共に、第３レンズに比較的強い負の屈折力を与えることで、レンズ系の全長を短くすることができる。
【００４１】
（ｂ）また、第３レンズを被写体側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状のレンズとすることで、像面湾曲を補正することができ、高い光学性能を得ながらレンズ系の全長を短くすることができる。
【００４２】
（ｃ）また、第４レンズを負の屈折力を有するレンズとし、上記第１〜４レンズの合成によって得られる焦点位置の近傍に、具体的には、上記第４レンズの上記曲率を持つ面の中心と上記撮像面との距離をＬ、有効像円径の大きさを２Ｙとしたとき、上記撮像レンズ体は、下記の式（１）；
０．０３  ＜  Ｌ／Ｙ  ＜  １．０    …（１）
を満たすように配置することで、軸外光束の撮像面への入射角の緩和とディストーション補正の働きのみを第４レンズに持たせることができる。また、これにより、第３レンズは強い負の屈折力を与えることができ、且つ第１レンズと第２レンズの正の屈折力を強くすることができるため、全体としてレンズ系の全長を短くすることができると共に、高い光学特性を得ることができる。
【００４３】
（ｄ）また、第４レンズを、上記第１〜４レンズの合成によって得られる焦点位置の近傍に、すなわち、撮像面近傍に配置することにより、第４レンズで光線を曲げても非点収差がほとんど発生しないため、第４レンズで入射角を強く補正することができる。よって、４枚構成でありながら、レンズ系の全長を短くすることができる。
【００４４】
（ｅ）また、第４レンズは一方の面が平面であるため、組立て時のレンズの偏芯ズレ及び傾きによる性能の劣化を少なくすることができる。また、組立て時において、上記平面を組立て基準面として利用することも可能であり、組立ての簡素化ができ、量産効率を上げることができる。
【００４５】
（ｆ）また、第４レンズの一方の面が平面であるため、各種光学コーティング膜を形成することが容易であり、その他の光学素子・部品を取り付けることができる。例えば、遮光部材・シャッタ・各種フィルタ、光学フィルム、プリズムなどを取り付けることが容易である。
【００４６】
（ｇ）また、第４レンズの一方の面を平面とすることで、第４レンズの中心厚さを薄くすることができ、レンズ系の小型化に寄与することができる。
【００４７】
（ｈ）また、第４レンズの一方の面を平面とすることで、固体撮像装置を第４レンズの平面に配置することが可能である。これにより第４レンズと撮像素子を一体として取り扱うことができ撮像光学系の小型・軽量化に寄与する。また、一般的な撮像レンズ体系では、レンズは、鏡筒やホルダといった保持機構を別途必要とするが、撮像素子と一体とすることで第４レンズのための保持機構を設ける必要がなく、撮像レンズ体をより一層小型・軽量化することができる。
【００４８】
以上のことから、本発明の構成によれば、レンズ系の全長が短く、小型であっても高い光学性能を実現した撮像レンズ体を備えた撮像ユニットを提供することができる。
【００４９】
また、本発明に係る撮像ユニットは、上記の構成に加えて、上記第１レンズ、上記第２レンズ及び上記第３レンズを保持するためのレンズ保持部と、遮光性部材からなり、かつ上記レンズ保持部を内壁に固定することができる筐体とを備えていることが好ましい。
【００５０】
本発明の構成によれば、第４レンズを単独で固体撮像装置の撮像面近傍に配置し、残りの第１〜３レンズをレンズ保持部によって保持させれば良いため、４枚構成のレンズ群であっても、４枚全てをレンズ保持部に保持させる場合と比較して、レンズ保持部を小型化することができる。
【００５１】
また、遮光性部材からなる筐体を備えることにより、外部からの不都合な光の入射を遮断することができる。これにより、高い結像精度を実現することができる。
【００５２】
また、本発明に係る撮像ユニットは、上記の構成に加えて、上記第４レンズが上記固体撮像素子の被写体側の面に直接または間接的に形成されていることが好ましい。
【００５３】
上記の構成によれば、第４レンズを保持するための保持機構を設ける必要がなくなり、撮像レンズの小型化・軽量化に寄与することが可能である。
【００５４】
また、上記構成によれば、バックフォーカスをゼロもしくは非常に小さくすることができ、光学系を小型化することが可能である。
【００５５】
また、上記の構成によれば、第４レンズと固体撮像素子とを一体として取り扱うことが可能になるため、固体撮像素子に対する第４のレンズの傾きの影響及び、偏芯ズレを抑えることが可能である。
【００５６】
また、本発明に係る撮像ユニットは、上記の構成に加えて、上記撮像面の被写体側には、透光性部材が設けられており、上記透光性部材は、第４レンズの上記平面と接触する表面を有していることが好ましい。
【００５７】
上記の構成によれば、第４レンズを上記透光性部材の一方の面に配置するため、組立て時のレンズの偏芯ズレ及び傾きによる性能の劣化を少なくすることができる。
【００５８】
また、上記の構成によれば、第４レンズを上記透光性部材に接して形成させるため、第４レンズの厚さを薄くすることが可能である。つまり第４レンズを２Ｐ(Photoreplication Process)成形などにより透光性部材上に形成することによって、単体では保持が不可能な薄い第４レンズを平面板上に形成することが可能である。例えば、レンズ肉厚が極めて薄くても形成することが可能であり、単体では製造不可能なレンズであっても光学系の構成要素として利用可能であり、光学長の伸びを抑えて所望の光学特性を得ることが可能である。
【００５９】
具体的には、上記透光性部材は、上記撮像面を保護するための保護部材であり、より好ましくは、上記透光性部材は、ガラスからなり、上記第４レンズは、上記透光性部材の上記表面に形成された光学コーティング膜であることが好ましい。
【００６０】
また、本発明に係る撮像ユニットは、上記透光性部材を備えた場合、上記透光性部材が、第４レンズの撮像面側に配置されていてもよく、または、第４レンズが、上記透光性部材の撮像面側に配置されていてもよい。
【００６１】
また、本発明に係る撮像ユニットは、上記の構成に加えて、上記第４レンズは、樹脂材料からなることが好ましい。
【００６２】
上記の構成を採用することにより、本発明に係る撮像ユニットは、第４レンズを上記透光性部材上に容易に形成することができる。これによって、第４レンズ形成の際に上記透光性部材が損傷することを防ぐことができる効果を奏する。
【００６３】
また、本発明に係る携帯型情報端末は、上述した課題を解決するために、上記した構成の撮像ユニットを備えていることを特徴としている。
【００６４】
上記の構成を採用することにより、本発明に係る携帯型情報端末は、上述した効果を奏する撮像ユニットを備え、高性能な撮像ユニットを備えた小型の携帯型情報端末を得ることができる。
【発明の効果】
【００６５】
本発明に係る、固体撮像装置の撮像面に被写体の像を形成する撮像レンズ体は、以上のように、４枚のレンズから構成され、被写体側から順に、被写体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第１レンズと、撮像面側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、撮像面側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズと、一方の面が平面で、他方の面が曲率を持つ面である、負の屈折力を有する第４レンズとが配列されており、上記第４レンズは、上記第１〜４レンズの合成によって得られる焦点位置の近傍に配置されていることを特徴としている。また、本発明に係る撮像ユニットは、以上のように、撮像面を有する固体撮像装置と、上記撮像面に被写体の像を形成する撮像レンズ体とを備えた撮像ユニットにおいて、上記撮像レンズ体は、４枚のレンズから構成され、被写体側から順に、被写体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第１レンズと、撮像面側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズと、撮像面側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズと、上記撮像面近傍に配置され、一方の面が平面で、他方の面が曲率を持つ面である、負の屈折力を有する第４レンズとが配列されていることを特徴としている。また、本発明に係る携帯型情報端末は、以上のように、上記した構成の撮像ユニットを備えていることを特徴としている。
【００６６】
以上の構成とすれば、レンズの組立てを容易にすると共に、４枚構成でありながらレンズ系の全長を短くすることができる撮像レンズ体を備えた撮像ユニット、及び該撮像ユニットを搭載した携帯型情報端末を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６７】
〔実施の形態１〕
本発明の一実施形態を図１から図４に基づいて説明する。尚、以下の説明では、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は以下の実施の形態及び図面に限定されるものではない。
【００６８】
（携帯型電話機）
図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態の携帯型電話機（携帯型情報端末）の構成を示した図である。図１（ａ）は、携帯型電話機１の正面側であり、図１（ｂ）は、携帯型電話機１の背面側であり、図１（ｃ）は、携帯型電話機１の側面側である。
【００６９】
本実施形態の携帯型電話機１は、撮像機能（カメラ機能）を備えている。そのため、携帯型電話機１は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、筐体２と、撮像ユニット３ａと、スピーカ部４、マイク部５、入力部６、モニター部７、ライト部８、及びシャッターボタン９とを少なくとも備えている。尚、本実施の形態では、入力部６及びモニター部７が設けられている図１（ａ）に示した面を、正面と称することとする。
【００７０】
スピーカ部４及びマイク部５は、音声情報を入出力するために用いられる。モニター部７は、映像情報を出力するために用いられ、本実施の形態においては、撮像ユニット３ａから得られた情報を表示するためにも用いられる。ライト部８は、撮像ユニット３ａによって被写体を撮像する際に該被写体を照らすための照明装置として用いられる。
【００７１】
シャッターボタン９または入力部６を操作することによって、撮像ユニット３ａによる被写体の撮像を行うことができる。撮像された画像は、携帯型電話機１内において信号処理されモニター部７に表示される。また、撮像した画像は、電子データとして携帯型電話機１内に保存、または外部記録装置への保存することができる。
【００７２】
撮像ユニット３ａについては、図２を用いて詳述する。
【００７３】
（撮像ユニット）
図２は、撮像ユニット３ａの断面図であり、図１（ｃ）に示した撮像ユニット３ａを、図１（ｃ）に示した携帯型電話機１の側面と平行に切断した状態を示している。撮像ユニット３ａは、図２に示すように、固体撮像部（固体撮像装置）３０ａと、ユニットパッケージ３０ｂと、撮像レンズ体３０ｃとを有している。
【００７４】
上記固体撮像部３０ａは、撮像レンズ体３０ｃを通過した光線を電気信号に変換するための電気変換部を備えた電子部品である固体撮像素子３１と、支持基板３２と、フレキシブルプリント基板３３と、カバーガラス（透光性カバー部材）３８とを有している。
【００７５】
固体撮像素子３１には、その受光側の面の中央部に画素が２次元的に配置された電気変換部が形成されており、その周囲に信号処理回路が形成されている。上記信号処理回路は、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などから構成されている。本実施の形態における固体撮像素子３１の受光側の面の外縁近傍には、多数のパッド（図示しない）が設けられており、固体撮像素子３１は、支持基板３２に接続されている。固体撮像素子３１の種類は、特に限定されるものではない。具体的には、ＣＣＤセンサ及びＣＭＯＳセンサなどを用いることができる。
【００７６】
支持基板３２は、その一方の面において固体撮像素子３１及びユニットパッケージ３０ｂを支持する硬質の基板である。また、支持基板３２の他方の面（固体撮像素子３１が支持されている面と反対側の面）には、その一端部が接続されたフレキシブルプリント基板３３が備えられている。支持基板３２には、表裏両面に多数の信号伝達用パッドが設けられており、一方の面ではボンディングワイヤ３２´を介して固体撮像素子３１と接続され、他方の面はフレキシブルプリント基板３３と接続されている。
【００７７】
フレキシブルプリント基板３３は、外部の回路（例えば、撮像ユニット３ａを搭載した装置が有する制御回路）から固体撮像素子３１を駆動するための電圧及びクロック信号の供給を受けたり、また、デジタルＹＵＶ信号を外部へ出力したりすることを可能にする基板である。尚、Ｙは輝度信号を、Ｕは赤と輝度信号との色差信号、Ｖは青と輝度信号との色差信号である。
【００７８】
カバーガラス３８は、固体撮像素子３１の撮像レンズ体３０ｃ側の表面に設けられており、後述する４枚構成のレンズ群のうちの最も固体撮像素子３１側に位置する第４レンズＬ４が、上記カバーガラス３８の撮像レンズ体３０ｃ側の表面に形成されている。
【００７９】
上記ユニットパッケージ３０ｂは、遮光体３４と、赤外光カットフィルタ３５と、レンズ保持部３６とを有している。
【００８０】
遮光体３４は、上記支持基板３２の固体撮像素子３１側の面に固体撮像素子３１を覆うように固定配置されている。具体的には、遮光体３４は、固体撮像素子３１側においては固体撮像素子３１を囲むように広く開口されて支持基板３２に当接されており、他端側においては小開口を有するフランジ付きの筒状に形成されている。遮光体３４は、内部に撮像レンズ体３０ｃを配置させることができる。
【００８１】
赤外光カットフィルタ３５は、ユニットパッケージ３０ｂにおける光線の入射部分に配置されており、遮光体３４に固定配置されている。なお、赤外光カットフィルタ３５は、撮像レンズ体３０ｃと固体撮像素子３１との間に固定配置されていてもよい。なお、カバーガラスに赤外光カット機能を付加していてもよい。
【００８２】
レンズ保持部３６は、後述する４枚構成のレンズ群のうちの上記第４レンズを除いた３枚のレンズと、開口絞りとを保持し、上記遮光体３４の内壁に設けられたフランジを用いて、遮光体３４の内部に固定されている。
【００８３】
上記撮像レンズ体３０ｃは、４枚構成のレンズ群と、開口絞り３７とを有している。
【００８４】
上記４枚構成のレンズ群は、被写体側から順に第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４からなる。レンズ群については、図３に基づいて詳述する。
【００８５】
図３は、撮像レンズ体３０ｃのレンズ群を光軸中心に沿って切断した状態を示した断面図である。図３において、紙面左側が被写体側であり、紙面右側が図２に示した固体撮像素子３１側である。図３には、レンズ群の結像面（撮像面）の位置を３１ａとして示している。結像面は、固体撮像素子３１の上記電気変換部の位置に相当する。
【００８６】
上記４枚構成のレンズ群は、被写体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第１レンズ、結像面側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズ、結像面側に凸面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズ、結像面３１ａ近傍に配置され、一方の面が平面で、他方の面が曲率を持つ面である、負の屈折力を有する第４レンズＬ４、によって構成されている。
【００８７】
開口絞り３７は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に配設されている。このように、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に開口絞りを配置することにより、第１レンズと第２レンズの間で効率的に収差補正を行うことが可能となる。
【００８８】
各レンズの材料は、プラスチック、ガラスなどの光学材料を用いることができ、量産性及びコストの観点からプラスチックであることが好ましく、光学系の安定性及び特性（例えば屈折率、分散特性、耐熱性など）の観点からは、ガラスであることが好ましい。
【００８９】
上記構成において、第１レンズＬ１を被写体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状とすることによって、第１レンズで発生するコマ収差を抑制し、また第２レンズＬ２の強い屈折力で光束を収束させる。また、第３レンズＬ３は、負の屈折力を有するレンズであり、像面湾曲に係るペッツバール和を小さくする働きをしている。また第３レンズＬ３を負の屈折力とすることで発散してしまう軸外光線を、結像面近傍に配置された第４レンズＬ４で修正する。第４レンズＬ４を結像面近傍に配置することで軸外光線の結像面への入射角を緩和すると共に、ディストーションを補正することができる。この効果により第３レンズＬ３の負の屈折力を比較的強くすることができる。
【００９０】
また本実施形態の第４レンズＬ４は、固体撮像素子３１を保護するために固体撮像素子３１上に設けられたカバーガラス３８上に、第４レンズＬ４の平面を接して配置されている。第４レンズＬ４をカバーガラス３８上に直接固定することで、第４レンズＬ４を保持するレンズ保持機構を別途設ける必要がない。従って、第４レンズＬ４のレンズ保持機構を省けるため、撮像ユニットを小型・軽量化することができる。また、第４レンズＬ４を光軸に対しての位置決め部とした場合、第１〜３レンズの傾きの影響を抑えることができ、偏芯ズレについても抑制することができる。
【００９１】
また、第４レンズＬ４を結像面近傍に配置することによって、第４レンズＬ４の機能を上記の通りに限定し、第４レンズＬ４における非点収差等の発生を抑制することができる。このため第４レンズＬ４の一方の面を平面にすることができる。第４レンズＬ４の一方の面を平面としたことによって、レンズ組立時の偏芯ズレ及び傾きによる性能の劣化を少なくすることができる。さらに、第４レンズＬ４の一方の面を平面としたことによって、第４レンズＬ４の中心厚さを薄くすることができ、レンズ系の小型化に寄与することができる。
【００９２】
また、特に、第４レンズＬ４の材質を樹脂とすることによって、カバーガラス３８上に第４レンズＬ４を容易に形成することができ、第４レンズＬ４の形成の際にカバーガラス３８が損傷することを防ぐことができる。第４レンズＬ４をカバーガラス３８上に形成するための形成方法としては、従来公知の方法を用いることができる。具体的には、第４レンズＬ４が樹脂からなる場合には、２Ｐ（Photoreplication Process）法を用いた成形を挙げることができる。あるいは、ガラスや樹脂により形成した第４レンズＬ４を貼り付けても構わない。
【００９３】
次に、上記レンズ群の構成条件について説明する。
【００９４】
ます、本実施形態における第４レンズＬ４は、下記の式（１）；
０  ＜  Ｄ４／ｆ  ＜  ０．１５…（１）
ただし、
Ｄ４：第４レンズの中心厚
ｆ：第１〜４レンズの合成によって得られる焦点の焦点距離
を満たすように構成されている。これにより、撮像レンズの光学長の伸びを抑えて、光学性能の向上を実現することが可能となる。
【００９５】
また、レンズ群は、下記の式（２）；
０  ＜  Ｄ／Ｙ  ＜  １．０    …（２）
ただし、
Ｄ：第４レンズの上記曲率を持つ面の中心と上記焦点位置との距離
２Ｙ：有効像円径の大きさ
を満たすように配置されている。上記式（２）は、第４レンズＬ４の位置を規定するための式である。上記式（２）を満たすことによって、第４レンズＬ４を結像面近傍に配置することができ、軸外光束の結像面への入射角緩和及びディストーション補正ができるとともに、非点収差の発生を抑制することができる。尚、式（２）の下限を下回ると第４レンズＬ４におけるディストーション補正の効果が十分とは言えず、式（２）の上限を上回ると第４レンズＬ４で非点収差等の収差が発生し、十分な特性を得ることができない。
【００９６】
また、レンズ群は、下記の式（３）及び（４）； 
０．３  ＜  Ｙ３／Ｙ  ＜  ０．７    …（３）
０．４  ＜  Ｄ１３／Ｌ  ＜  ０．６  …（４）
ただし、
２Ｙ３：第３レンズの撮像面側の有効径
２Ｙ：有効像円径の大きさ
Ｄ１３：第１レンズの被写体側の面の中心から第３レンズの撮像面側の面の中心までの距離
Ｌ：第１レンズの被写体側の面の中心から焦点位置までの距離
を満たすようにも構成されている。上記式（３）及び（４）を満たすことにより第１レンズから第３レンズのレンズ径を小さくし、第３レンズと第４レンズの間に十分なスペースを設けることが可能である。
【００９７】
また、レンズ径を小さくすることが可能であるので、第１レンズから第３レンズまでのレンズ群の軽量化を図ることが可能である。それによって、例えば、第１レンズから第３レンズを駆動させることでオートフォーカスを実現する場合、駆動に必要な力が小さくても良いという効果がある。
【００９８】
また、第３レンズと第４レンズの間に十分なスペースを設けることが可能であるため、そのスペースに各種の光学素子・部品を配置することが可能である。
【００９９】
また、また、レンズ群は、下記の式（５）；
０．８  ＜Ｌ／ｆ  ＜  １．５  …（５）
ただし、
Ｌ：第１レンズの被写体側の面の中心から上記焦点位置までの距離
ｆ：上記第１〜４レンズの合成焦点距離
を満たすようにも構成されている。式（５）を満たすことによって、レンズ全長を短縮することが可能であり、より一層の小型化・軽量化が可能となる。尚、式（５）の下限を下回ると光学長に対して焦点距離が長くなりすぎる系となり、同程度の画角を得るためにはより大きな撮像素子が必要になるため、小型化（光学系の体積）に寄与せず、式（５）の上限を上回ると、焦点距離に対して光学長が長くなりすぎる系となり、撮像素子の大きさに対して光学長が長くなるため光学系の小型化に反する。また、焦点距離が長くなるにつれて画角は狭くなり実用的でなくなる。
【０１００】
以下に、本実施形態のレンズ群について、数値実施例を示して詳細に説明する。
（数値実施例１）
表１及び表２は、本実施形態に係るレンズ群の具体的な数値データを示したものである。表１に面データを、表２には表１の面データのうち非球面形状に関するデータを示す。
【０１０１】
表１及び表２に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、最も被写体側の構成要素の面を１番目として、結像面側に向かうに従って順次増加するように番号を付したｉ番目（ｉ＝１〜９）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、被写体側からｉ番目の面の曲率半径の値を示している。面間隔Ｄｉの欄には、被写体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示している。Ｒｉ及びＤｉの値の単位はｍｍ（ミリメートル）である。屈折率及びアッベ数の欄には、レンズ要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率及びアッベ数の値を示している。
【０１０２】
また本明細書等における非球面形状は、光軸方向にＺ軸、光軸と直交する方向にＹ軸をとるとき、下記の非球面式（Ａ）を用いて表される。
【０１０３】
【数１】
2009075466.tif 000003
【０１０４】
ただし、
Ｋ：円錐定数
Ｒ：曲率半径
Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ：それぞれ第４次、第６次、第８次及び第１０次の非球面係数
Ｚ：光軸から高さＹの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ
を示す。
【０１０５】
また、本願明細書における各非球面データの数値は、１０のべき乗数を「Ｅ」を用いて表すものとする。すなわち、例えば、２．５×１０−０２は、２．５Ｅ−０２と表すものとする。
【０１０６】
【表１】
2009075466.tif 000004
【０１０７】
【表２】
2009075466.tif 000005
【０１０８】
表１において示している「ｆ」は、レンズ群全体の合成焦点距離であり、「ＦＮＯ」は撮像レンズのＦナンバー（Ｆ値）である。また、ωは、光学系の対角での半画角である。
【０１０９】
本例においては、第４レンズの中心厚Ｄ４＝０．２９７、全系の焦点距離ｆ＝２．８４であるので、
Ｄ４／ｆ  ＝  ０．１０５
となり、上記式（１）を満足する。
【０１１０】
上記式（１）を満たすことにより、第４レンズで軸外光線の像面への入射角緩和及びディストーションの補正を行いつつ、撮像レンズの光学長の伸びを抑えることが可能である。
【０１１１】
また、第４レンズの曲率を持つ面の中心と結像面との距離Ｄ＝０．８４７、有効像円径の大きさ２Ｙ＝３．６０であることから、
Ｄ／２Ｙ  ＝  ０．４７
となり、上記式（２）を満足する。
【０１１２】
上記式（２）を満たすことにより、結像面近傍に配置された第４レンズによって、軸外光束の像面への入射角緩和とディストーション補正ができるとともに、第４レンズでの非点収差の発生を抑制することも可能である。式（２）の下限を下回ると第４レンズによるディストーション効果を十分に得ることができない。式（２）の上限を上回ると第４レンズで非点収差等の収差が大きくなり、十分な光学特性を得ることができない。
【０１１３】
また、第３レンズの結像面側の有効径２Ｙ３＝１．９２、有効像円径の大きさ２Ｙ＝３．６０、第１レンズの物体側面の中心から第３レンズの結像面側面の中心までの距離Ｄ１３＝１．５８７、第１レンズの物体側面の中心から結像面までの距離までの距離Ｌ＝３．１５であることから、
Ｙ３／Ｙ  ＝  ０．５３
Ｄ１３／Ｌ  ＝  ０．５０
となり、上記式（３）及び式（４）を満足する。
【０１１４】
上記式（３）（４）を満たすことにより、第１レンズから第３レンズのレンズ径を小さくし、レンズ光学系の小型化を行うことが可能である。また、レンズ径を小さくすることが可能であるので、第１レンズから第３レンズまでのレンズ群の軽量化を図ることが可能である。また、第３レンズと第４レンズの間に十分なスペースを設けることが可能であるため、そのスペースに各種の光学素子・部品を配置することが可能である。
【０１１５】
また本例においては、Ｌ＝３．１５、ｆ＝２．８４であることから、Ｌ／ｆ＝１．１１となり、上記式（５）を満たす。式（５）を満たすことによって、レンズ全長を短縮することが可能であり、より一層の小型化・軽量化が可能となる。
【０１１６】
表１に示すように、本例において、第１面〜第２面、第３面〜第８面は非球面形状である。
【０１１７】
また、本例における球面収差、非点収差及び歪曲収差（ディストーション）を図４に示す。各収差図には、球面収差においては４４０ｎｍ、５９０ｎｍ、６６０ｎｍの各波長での収差を示す。非点収差図においては、実線はサジタル方向の収差を示し、点線はタンジェンシャル（メリディオナル）方向の収差を示す。
【０１１８】
図４から分かるように、結像面近傍に第４レンズＬ４を配置することによって、撮像レンズ全体の屈折力配置の最適化を行うことが可能であり、十分な収差補正を実現することができる。
【０１１９】
従って、上記の構成を採用することにより、小型で高性能なレンズ群を備えた撮像ユニットを実現することができる。
【０１２０】
尚、本実施の形態において、撮像ユニット３ａは、図１に示すモニター部７の背面に配置されているが、配置方法及び撮像ユニット３ａの向きについては、これに限定されるわけではない。
【０１２１】
また、本実施形態の携帯型電話機１は、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示すように、上部の筐体と下部の筐体とがヒンジを介して接続されている、いわゆる折りたたみ式の携帯型電話機１を例として挙げているが、撮像ユニット３ａを搭載することができる携帯型電話機１は、もちろん折りたたみ式に限るものではない。
【０１２２】
〔実施の形態２〕
本発明に係る他の実施形態について、図５及び図６に基づいて説明すれば以下の通りである。尚、本実施形態では、上記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【０１２３】
図５は、本実施形態における携帯型電話機に設けられた撮像ユニットのレンズ群の構成について示した断面図である。上記した実施の形態１では、カバーガラス３８の上に形成された第４レンズＬ４の被写体側の面は、図３及び表１に示したような非球面形状であった。これに対して、図５に示す本実施の形態のレンズ群では、詳細は後述するが、第４レンズＬ４の被写体側の面（曲率を持つ面）は、レンズの中心部に比べ、レンズの周辺部において屈折力が強くなるような非球面形状となっている。以下、図５に基づいて本実施の形態のレンズ群を説明する。
【０１２４】
本実施形態では、図５に示すように、第１レンズＬ１を物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状とすることで第１レンズで発生するコマ収差を抑制し、また第２レンズＬ２の強い屈折力で光束を収束させる。また、第３レンズＬ３は、負の屈折力を有するレンズであり、像面湾曲に係るペッツバール和を小さくする働きをしている。また第３レンズＬ３を負の屈折力とすることで発散してしまう軸外光線を、結像面近傍に配置された負の屈折力を有する第４レンズＬ４で修正する。第４レンズＬ４を結像面近傍に配置することで軸外光線の結像面への入射角を緩和すると共に、ディストーションを補正することができる。この効果により第３レンズＬ３の負の屈折力を比較的強くすることができる。
【０１２５】
また本実施形態の第４レンズＬ４は、固体撮像素子３１を保護するために固体撮像素子３１上に設けられたカバーガラス３８上に、第４レンズＬ４の平面を接して配置されている。第４レンズＬ４をカバーガラス３８上に直接固定することで、第４レンズＬ４を保持するレンズ保持機構を別途設ける必要がない。従って、第４レンズＬ４のレンズ保持機構を省けるため、撮像ユニットを小型・軽量化することができる。また、第４レンズＬ４を光軸に対しての位置決め部とした場合、第１〜３レンズの傾きの影響を抑えることができ、偏芯ズレについても抑制することができる。
【０１２６】
また、図５に示すように、第４レンズＬ４を結像面３１ａ近傍に配置できることでレンズの機能を上記の通りに限定し、第４レンズＬ４における非点収差等の発生を抑制することができる。このため第４レンズＬ４の一方の面を平面にすることができる。第４レンズＬ４の一方の面を平面形状としていることによって、レンズ組立て時の偏芯ズレ及び傾きによる性能の劣化を少なくすることができる。さらに、第４レンズＬ４の一方の面を平面形状とすることで、第４レンズＬ４の中心厚さを薄くすることができ、レンズ系の小型化に寄与することができる。
【０１２７】
また、本実施の形態では、第４レンズにおける被写体側の面を非球面形状とし、該面の中心部の曲率半径を大きくし、周辺部の曲率半径を小さくし、周辺部での屈折力が強くなるようにしている。これにより、像面への入射角が大きくなる軸外光線を中心より多く曲げることが可能である。また、これによって、第４レンズの中心の曲率半径を大きく保ちながら周辺部の曲率半径を小さくすることが可能であるため、第４レンズの厚みを薄く保ちながら軸外光線の補正を良好に行うことが可能である。
【０１２８】
レンズ群の構成条件については、上記した実施の形態１と同じであるため、説明は省略する。
【０１２９】
以下に、本実施の形態のレンズ群について、２つの数値実施例を示して詳細に説明する。
（数値実施例２）
表３及び表４は、本実施の形態に係るレンズ群の具体的な数値データを示したものである。表３に面データを、表４には表３の面データのうち非球面形状に関するデータを示す。
【０１３０】
表３及び表４に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉ、曲率半径Ｒｉ、面間隔Ｄｉは、（数値実施例１）において説明した定義と同一である。屈折率及びアッベ数についても、（数値実施例１）において説明した定義と同一である。
【０１３１】
また非球面形状は、上記の非球面式（Ａ）で表される非球面形状である。
【０１３２】
【表３】
2009075466.tif 000006
【０１３３】
【表４】
2009075466.tif 000007
【０１３４】
本例においては、第４レンズの中心厚Ｄ４＝０．１３７、レンズ系の焦点距離ｆ＝２．８５であるので、
Ｄ４／ｆ  ＝  ０．０４８
となり、上記式（１）を満足する。
【０１３５】
上記式（１）を満たすことにより、第４レンズで軸外光線の像面への入射角緩和及びディストーションの補正を行いつつ、撮像レンズの光学長の伸びを抑えることが可能である。
【０１３６】
また、第４レンズの曲率を持つ面の中心と像面との距離Ｄ＝０．６８７、有効像円径の大きさ２Ｙ＝３．６０であることから、
Ｄ／２Ｙ  ＝  ０．３８
となり、上記式（２）を満足する。
【０１３７】
上記式（２）を満たすことにより、像面近傍に配置された第４レンズによって、軸外光束の像面への入射角緩和とディストーション補正ができるとともに、第４レンズでの非点収差の発生を抑制することも可能である。式（２）の下限を下回ると第４レンズによるディストーション効果を得ることができない。式（２）の上限を上回ると第４レンズで非点収差等の収差が大きくなり、十分な光学特性を得ることができない。
【０１３８】
また、第３レンズの像面側の有効径２Ｙ３＝１．９５、有効像円径の大きさ２Ｙ＝３．６０、第１レンズの物体側面の中心から第３レンズの像面側面の中心までの距離Ｄ１３＝１．６８７、第１レンズの物体側面の中心から像面までの距離までの距離Ｌ＝３．２０であることから、
Ｙ３／Ｙ  ＝  ０．５４
Ｄ１３／Ｌ  ＝  ０．５３
となり、上記式（３）及び式（４）を満足する。
【０１３９】
上記式（３）及び式（４）を満たすことにより、第１レンズから第３レンズのレンズ径を小さくし、レンズ光学系の小型化を行うことが可能である。
【０１４０】
また、レンズ径を小さくすることが可能であるので、第１レンズから第３レンズまでのレンズ群の軽量化を図ることが可能である。また、第３レンズと第４レンズの間に十分なスペースを設けることが可能であるため、そのスペースに各種の光学素子・部品を配置することが可能である。
【０１４１】
また本例においては、Ｌ＝３．２０、ｆ＝２．８５であることから、Ｌ／ｆ＝１．１２となり、上記式（５）を満たす。式（５）を満たすことによって、レンズ全長を短縮することが可能であり、より一層の小型化・軽量化が可能となる。
【０１４２】
また、本例における球面収差、非点収差及び歪曲収差（ディストーション）を図６に示す。各収差図には、球面収差においては４４０ｎｍ、５９０ｎｍ、６６０ｎｍの各波長での収差を示す。非点収差図においては、実線はサジタル方向の収差を示し、点線はタンジェンシャル（メリディオナル）方向の収差を示す。
【０１４３】
図６から分かるように、結像面近傍に第４レンズＬ４を配置することによって、撮像レンズ全体の屈折力配置の最適化を行うことが可能であり、十分な収差補正を実現することができる。
【０１４４】
また、第４レンズＬ４をカバーガラス３８上に直接固定することで、第４レンズＬ４を保持する機構が必要ないため、撮像ユニットを小型・軽量にすることができる。また、カバーガラス３８上に直接固定するため、第４レンズＬ４を非常に薄くすることが可能で、光学系を短くする効果もある。
【０１４５】
従って、上記の構成とすることにより、小型で高性能な撮像レンズ、撮像ユニットを得ることができる。
【０１４６】
〔実施の形態３〕
本発明に係る他の実施形態について、図７及び図８に基づいて説明すれば以下の通りである。尚、本実施形態では、上記実施の形態１との相違点について説明するため、説明の便宜上、実施の形態１で説明した部材と同一の機能を有する部材には同一の部材番号を付し、その説明を省略する。
【０１４７】
図７は、本実施形態の携帯型電話機に設けられた撮像ユニットのレンズ群の構成について示した断面図である。上記した実施の形態１では、図３に示したように、カバーガラス３８の第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３配置側の表面に、第４レンズＬ４が、その平面を該表面と接するように配設されている。これに対して、本実施形態の撮像ユニットのレンズ群は、カバーガラス３８の固体撮像素子３１側の表面に、第４レンズＬ４が、その平面を該表面と接するように配設されている。また、第４レンズＬ４は、固体撮像素子３１側の表面が、非球面形状となっている。また、本実施形態のレンズ群では、詳細は後述するが、第４レンズＬ４の固体撮像素子３１側の面（曲率を持つ面）は、レンズの中心部に比べ、レンズの周辺部において屈折力が強くなるような非球面形状となっている。
【０１４８】
本実施形態では、図５に示すように、第１レンズＬ１を物体側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状とすることで第１レンズで発生するコマ収差を抑制し、また第２レンズＬ２の強い屈折力で光束を収束させる。また、第３レンズＬ３は、負の屈折力を有するレンズであり、像面湾曲に係るペッツバール和を小さくする働きをしている。また第３レンズＬ３を負の屈折力とすることで発散してしまう軸外光線を、結像面近傍に配置された負の屈折力を有する第４レンズＬ４で修正する。第４レンズＬ４を結像面近傍に配置することで軸外光線の結像面への入射角を緩和すると共に、ディストーションを補正することができる。この効果により第３レンズＬ３の負の屈折力を比較的強くすることができる。
【０１４９】
また本実施形態の第４レンズＬ４は、固体撮像素子３１を保護するために固体撮像素子３１上に設けられたカバーガラス３８上に、第４レンズＬ４の平面を接して配置されている。第４レンズＬ４をカバーガラス３８上に直接固定することで、第４レンズＬ４を保持するレンズ保持機構を別途設ける必要がない。従って、第４レンズＬ４のレンズ保持機構を省けるため、撮像ユニットを小型・軽量化することができる。また、第４レンズＬ４を光軸に対しての位置決め部とした場合、第１〜３レンズの傾きの影響を抑えることができ、偏芯ズレについても抑制することができる。
【０１５０】
また、図５に示すように、第４レンズＬ４を結像面３１ａ近傍に配置できることでレンズの機能を上記の通りに限定し、第４レンズＬ４における非点収差等の発生を抑制することができる。このため第４レンズＬ４の一方の面を平面にすることができる。第４レンズＬ４の一方の面を平面形状としていることによって、レンズ組立て時の偏芯ズレ及び傾きによる性能の劣化を少なくすることができる。さらに、第４レンズＬ４の一方の面を平面形状とすることで、第４レンズＬ４の中心厚さを薄くすることができ、レンズ系の小型化に寄与することができる。
【０１５１】
また、本実施の形態では、第４レンズにおける固体撮像素子３１側の面を非球面形状とし、該面の中心部の曲率半径を大きくし、周辺部の曲率半径を小さくし、周辺部での屈折力が強くなるようにしている。これにより、像面への入射角が大きくなる軸外光線を中心より多く曲げることが可能である。また、これによって、第４レンズの中心の曲率半径を大きく保ちながら周辺部の曲率半径を小さくすることが可能であるため、第４レンズの厚みを薄く保ちながら軸外光線の補正を良好に行うことが可能である。
【０１５２】
レンズ群の構成条件については、上記した実施の形態１と同じであるため、説明は省略する。
【０１５３】
以下に、本実施の形態のレンズ群について、２つの数値実施例を示して詳細に説明する。
（数値実施例３）
表５及び表６は、本実施の形態に係るレンズ群の具体的な数値データを示したものである。表５に面データを、表６には表５の面データのうち非球面形状に関するデータを示す。
【０１５４】
表５及び表６に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉ、曲率半径Ｒｉ、面間隔Ｄｉは、（数値実施例１）において説明した定義と同一である。屈折率及びアッベ数についても、（数値実施例１）において説明した定義と同一である。
【０１５５】
また非球面形状は、上記の非球面式（Ａ）で表される非球面形状である。
【０１５６】
【表５】
2009075466.tif 000008
【０１５７】
【表６】
2009075466.tif 000009
【０１５８】
本例においては、第４レンズの中心厚Ｄ４＝０．２２、レンズ系の焦点距離ｆ＝２．９４であるので、
Ｄ４／ｆ  ＝  ０．０７４８
となり、上記式（１）を満足する。
【０１５９】
上記式（１）を満たすことにより、第４レンズで軸外光線の像面への入射角緩和及びディストーションの補正を行いつつ、撮像レンズの光学長の伸びを抑えることが可能である。
【０１６０】
また、第４レンズの曲率を持つ面の中心と像面との距離Ｄ＝０．２８、有効像円径の大きさ２Ｙ＝３．６０であることから、
Ｄ／２Ｙ  ＝  ０．０７７７
となり、上記式（２）を満足する。
【０１６１】
上記式（２）を満たすことにより、像面近傍に配置された第４レンズによって、軸外光束の像面への入射角緩和とディストーション補正ができるとともに、第４レンズでの非点収差の発生を抑制することも可能である。式（２）の下限を下回ると第４レンズによるディストーション効果を得ることができない。式（２）の上限を上回ると第４レンズで非点収差等の収差が大きくなり、十分な光学特性を得ることができない。
【０１６２】
また、第３レンズの像面側の有効径２Ｙ３＝２．１４、有効像円径の大きさ２Ｙ＝３．６０、第１レンズの物体側面の中心から第３レンズの像面側面の中心までの距離Ｄ１３＝１．８５、第１レンズの物体側面の中心から像面までの距離までの距離Ｌ＝３．３０であることから、
Ｙ３／Ｙ  ＝  ０．５９
Ｄ１３／Ｌ  ＝  ０．５６
となり、上記式（３）及び式（４）を満足する。
【０１６３】
上記式（３）及び式（４）を満たすことにより、第１レンズから第３レンズのレンズ径を小さくし、レンズ光学系の小型化を行うことが可能である。
【０１６４】
また、レンズ径を小さくすることが可能であるので、第１レンズから第３レンズまでのレンズ群の軽量化を図ることが可能である。また、第３レンズと第４レンズの間に十分なスペースを設けることが可能であるため、そのスペースに各種の光学素子・部品を配置することが可能である。
【０１６５】
また本例においては、Ｌ＝３．３０、ｆ＝２．９４であることから、Ｌ／ｆ＝１．１２となり、上記式（５）を満たす。式（５）を満たすことによって、レンズ全長を短縮することが可能であり、より一層の小型化・軽量化が可能となる。
【０１６６】
また、本例における球面収差、非点収差及び歪曲収差（ディストーション）を図８に示す。各収差図には、球面収差においては４４０ｎｍ、５９０ｎｍ、６６０ｎｍの各波長での収差を示す。非点収差図においては、実線はサジタル方向の収差を示し、点線はタンジェンシャル（メリディオナル）方向の収差を示す。
【０１６７】
図８から分かるように、結像面近傍に第４レンズＬ４を配置することによって、撮像レンズ全体の屈折力配置の最適化を行うことが可能であり、十分な収差補正を実現することができる。
【０１６８】
また、第４レンズＬ４をカバーガラス３８上に直接固定することで、第４レンズＬ４を保持する機構が必要ないため、撮像ユニットを小型・軽量にすることができる。また、カバーガラス３８上に直接固定するため、第４レンズＬ４を非常に薄くすることが可能で、光学系を短くする効果もある。
【０１６９】
従って、上記の構成とすることにより、小型で高性能な撮像レンズ、撮像ユニットを得ることができる。
【０１７０】
尚、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
本発明の撮像ユニットは、レンズの組立てを容易にすると共に、４枚構成でありながらレンズ系の全長を短くすることができる撮像レンズ部を備えた撮像ユニット、及び該撮像ユニットを搭載した携帯型情報端末を提供することができる。
【０１７２】
従って、デジタルカメラや、撮像機能をもつ携帯電話機といった撮像素子を搭載するあらゆる機器に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７３】
【図１】本発明に係る携帯型電話機の一実施形態の構成を示した断面図である。
【図２】図１に示した携帯型電話機の主要部の一つの構成である撮像ユニットの構成を示した断面図である。
【図３】図１に示した携帯型電話機の主要部の一つの構成を示した断面図である。
【図４】図２に示した撮像ユニットの各収差を示した図である。
【図５】本発明に係る携帯型電話機の他の実施形態に設けられたレンズ群の構成を示した断面図である。
【図６】図５に示したレンズ群を備えた撮像ユニットの各収差を示した図である。
【図７】本発明に係る携帯型電話機の他の実施形態に設けられたレンズ群の構成を示した断面図である。
【図８】図７に示したレンズ群を備えた撮像ユニットの各収差を示した図である。
【符号の説明】
【０１７４】
１  携帯型電話機（携帯型情報端末）
２  筐体
３ａ  撮像ユニット
４  スピーカ部
５  マイク部
６  入力部
７  モニター部
８  ライト部
９  シャッターボタン
３０ａ  固体撮像部
３０ｂ  ユニットパッケージ
３０ｃ  撮像レンズ体
３１  固体撮像素子
３１ａ  結像面（撮像面）
３２  支持基板
３２´  ボンディングワイヤ
３３  フレキシブルプリント基板
３４  遮光体
３５  赤外光カットフィルタ
３６  レンズ保持部
３７  開口絞り
３８  カバーガラス
Ｌ１  第１レンズ
Ｌ２  第２レンズ
Ｌ３  第３レンズ
Ｌ４  第４レンズ
【図１】
2009075466.tif 000010
【図２】
2009075466.tif 000011
【図３】
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【図４】
2009075466.tif 000013
【図５】
2009075466.tif 000014
【図６】
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【図７】
2009075466.tif 000016
【図８】
2009075466.tif 000017