(57)【要約】【課題】フランジ部の前面（物体側の面）での光の反射に起因して結像面に結像される像の品質が劣化すること。【解決手段】撮像素子２上に設けられるレンズモジュールであって、物体側から入射する光を前記撮像素子の撮像面に結像するレンズ部及びレンズ部の外周に設けられたフランジ部を有するレンズ４と、レンズ４のフランジ部を保持する保持部材５と、を備え、フランジ部は、レンズ部と保持部材５との間で露出する露出面を有し、露出面は、レンズ部から保持部材側に離間するに従って、物体側から離間する方向に傾斜する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子上に設けられるレンズモジュールであって、
物体側から入射する光を前記撮像素子の撮像面に結像するレンズ部及び当該レンズ部の外周に設けられたフランジ部を有するレンズと、
前記レンズの前記フランジ部を保持する保持部材と、
を備え、
前記フランジ部は、前記レンズ部と前記保持部材との間で露出する露出面を有し、
当該露出面は、前記レンズ部から前記保持部材側に離間するに従って、物体側から離間する方向に傾斜する、レンズモジュール。
【請求項２】
前記保持部材は、物体側から前記レンズ部に向かって内径が大きくなる開口を有する筒状部材であることを特徴とする請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項３】
前記フランジ部は、前記レンズ部から離間するに従って肉厚が薄くなる部分を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項４】
前記レンズ部は、物体側の第１凸部及び前記撮像素子側の第２凸部を有することを特徴とする請求項１に記載のレンズモジュール。
【請求項５】
撮像素子及び当該撮像素子上に設けられるレンズモジュールを備えるカメラモジュールであって、
前記レンズモジュールは、
物体側から入射する光を前記撮像素子の撮像面に結像するレンズ部及び当該レンズ部の外周に設けられたフランジ部を有するレンズと、
前記レンズの前記フランジ部を保持する保持部材と、
を備え、
前記フランジ部は、前記レンズ部と前記保持部材との間で露出する露出面を有し、
当該露出面は、前記レンズ部から前記保持部材側に離間するに従って、物体側から離間する方向に傾斜する、カメラモジュール。
【請求項６】
物体側から入射する光を撮像素子の撮像面に結像するレンズであって、
レンズ部と、
当該レンズ部の外周に設けられたフランジ部と、
を備え、
前記フランジ部は、前記レンズ部から離間するに従って物体側から離間する方向に傾斜する傾斜面を有し、
当該傾斜面は、前記レンズ部に連結している、レンズ。
【請求項７】
前記フランジ部は、前記レンズ部から離間するに従って肉厚が薄くなる部分を有することを特徴とする請求項６に記載のレンズ。
【請求項８】
前記レンズ部は、物体側の第１凸部及び前記撮像素子側の第２凸部を有することを特徴とする請求項６に記載のレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ、レンズモジュール、及びカメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話（移動体通信端末）といった小型な電子機器にデジタルカメラが組み込まれることが一般的になっている。携帯電話の薄型化に応じて、携帯電話に組み込まれるデジタルカメラも小型化している。
【０００３】
デジタルカメラを小型化するためには、撮像素子の上方に固定されるレンズモジュールを小型化する必要がある。しかしながら、レンズモジュールを単純に小さくしたとしても、撮像面にて輝度むらが生じてしまう場合がある。
【０００４】
特許文献１及び２には、物体側に絞りを配置した３枚構成のレンズが開示されている。３枚構成のレンズを採用することで、レンズモジュールの小型化を図りつつ、上述の輝度むらの問題点を回避している。
【特許文献１】特開２００６−２４３０９３号公報
【特許文献２】特開２００６−３０９１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
レンズを鏡筒に固定する方法としては、レンズのフランジ部を鏡筒に保持させ、レンズを鏡筒に固定する方法がある。また、一般的に、対物レンズの上方（物体側）に絞りを設ける。
【０００６】
上述のようにレンズモジュールの小型化を図る場合、対物レンズの上方に絞りを配置したとしても、レンズのフランジ部に外来光が入射してしまう場合がある。フランジ部は、レンズ部を鏡筒へ固定させるために設けられ、何らかのレンズ作用を付加する部分ではない。フランジ部の前面で外来光が反射してしまうと、レンズモジュール内で光が乱反射し、結像面に結像される像の品質が劣化してしまう場合がある。
【０００７】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、フランジ部の前面での光の反射に起因して結像面に結像される像の品質が劣化することを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明にかかるレンズモジュールは、撮像素子上に設けられるレンズモジュールであって、物体側から入射する光を前記撮像素子の撮像面に結像するレンズ部及び当該レンズ部の外周に設けられたフランジ部を有するレンズと、前記レンズの前記フランジ部を保持する保持部材と、を備え、前記フランジ部は、前記レンズ部と前記保持部材との間で露出する露出面を有し、当該露出面は、前記レンズ部から前記保持部材側に離間するに従って、物体側から離間する方向に傾斜する。
【０００９】
露出面を物体側から離間する方向に傾斜させることで、露出面に入射する入射光をより高角度で反射させることができる。従って、露出面からの反射光に含まれる所定の波長成分の光が保持体の内側面で再び反射したとしても、この再反射光が、レンズ部に入射し、レンズ部を介して撮像素子の撮像面に結像することは抑制される。結果的に、撮像素子の撮像面に結像される像にフレアが生じることが抑制される。
【００１０】
前記保持部材は、物体側から前記レンズ部に向かって内径が大きくなる開口を有する筒状部材である、と良い。
【００１１】
前記フランジ部は、前記レンズ部から離間するに従って肉厚が薄くなる部分を有する、と良い。
【００１２】
前記レンズ部は、物体側の第１凸部及び前記撮像素子側の第２凸部を有する、と良い。
【００１３】
本発明にかかるカメラモジュールは、撮像素子及び当該撮像素子上に設けられるレンズモジュールを備えるカメラモジュールであって、前記レンズモジュールは、物体側から入射する光を前記撮像素子の撮像面に結像するレンズ部及び当該レンズ部の外周に設けられたフランジ部を有するレンズと、前記レンズの前記フランジ部を保持する保持部材と、を備え、前記フランジ部は、前記レンズ部と前記保持部材との間で露出する露出面を有し、当該露出面は、前記レンズ部から前記保持部材側に離間するに従って、物体側から離間する方向に傾斜する。
【００１４】
本発明にかかるレンズは、物体側から入射する光を撮像素子の撮像面に結像するレンズであって、レンズ部と、当該レンズ部の外周に設けられたフランジ部と、を備え、前記フランジ部は、前記レンズ部から離間するに従って物体側から離間する方向に傾斜する傾斜面を有し、当該傾斜面は、前記レンズ部に連結している。
【００１５】
前記フランジ部は、前記レンズ部から離間するに従って肉厚が薄くなる部分を有する、と良い。
【００１６】
前記レンズ部は、物体側の第１凸部及び前記撮像素子側の第２凸部を有する、と良い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、フランジ部の前面での光の反射に起因して結像面に結像される像の品質が劣化することを抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。なお、各実施の形態は、説明の便宜上、簡略化されている。図面は簡略的なものであるから、図面の記載を根拠として本発明の技術的範囲を狭く解釈してはならない。図面は、もっぱら技術的事項の説明のためのものであり、図面に示された要素の正確な大きさ等は反映していない。同一の要素には、同一の符号を付し、重複する説明は省略するものとする。上下左右といった方向を示す言葉は、図面を正面視した場合を前提として用いるものとする。
【００１９】
〔第１の実施の形態〕
以下、図１乃至図６を参照して、本発明の第１の実施の形態について説明する。図１は、カメラモジュールの概略的な斜視図である。図２は、カメラモジュールの概略的な断面構成を示す模式図である。図３は、レンズの形状を示す模式図である。図４は、傾斜角、入射角、及び反射角を説明するための説明図である。図５は、傾斜角、入射角、及び反射角の関係を説明するための表である。図６は、傾斜角、入射角、及び反射角の関係を説明するためのグラフである。
【００２０】
図１に、カメラモジュール５０を示す。図１に示すように、カメラモジュール５０は、略円柱状の部材である。カメラモジュール５０は、鏡筒５及び筐体６を有する。鏡筒５の前面５ａには開口ＯＰ１が設けられる。鏡筒５は、筐体６に保持される。
【００２１】
図２に、図１のｘ１−ｘ１のカメラモジュール５０の断面構成を示す。図２に示すように、カメラモジュール５０は、配線基板１、撮像素子２、カバーガラス３、レンズ（対物レンズ）４、鏡筒（保持体）５、及び筐体６を有する。なお、撮像素子２の前方（上方）に配置されるレンジモジュールは、レンズ４及び鏡筒５によって形成される。
【００２２】
カメラモジュール５０は、レンズ４を介して、撮像素子２の撮像面２ａに結像する画像を取得する。後述の説明から明らかなように、開口ＯＰ１が設けられた鏡筒５は絞りとして機能する。このような形状の鏡筒５を採用することで、前絞り型のレンズモジュールを簡素な構成で実現できる。前絞り型のレンズモジュールを採用することで、カメラモジュールの薄型化を図ることができる。なお、筐体５は、可視光に対して実質的に不透明である。
【００２３】
はじめに、カメラモジュール５０を構成する各要素の配置関係について説明する。図２に示すように、撮像素子２は、配線基板１上に実装される。筐体６は、撮像素子２が実装された配線基板１上に実装される。カバーガラス３は、筐体６に支持され、撮像素子２の上方に配置される。鏡筒５は、レンズ４を保持した状態で筐体６に保持される。鏡筒５は、カバーガラス３の上方に配置される。このようにして、物体側から撮像素子２の撮像面２ａへ、レンズ４、カバーガラス３が順次配置される。なお、撮像素子２の撮像面２ａは結像面でもある。
【００２４】
以下、カメラモジュール５０を構成する各要素について説明する。
【００２５】
配線基板１は、通常のガラスエポキシ基板に金属配線が施された板状部材である。配線基板１は、カメラモジュール５０が実装される基板に電気的に接続される。なお、配線基板１を可撓性基板（例えば、フィルム配線）としても良い。
【００２６】
撮像素子２は、マトリクス状に画素が配置された撮像面２ａを有する。撮像素子２は、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)センサー、ＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)センサーといった一般的な固体撮像素子である。なお、撮像素子２の具体的な構成は任意である。個々の画素の形状及び画素の配置態様は任意である。
【００２７】
カバーガラス３は、透明な板状のガラス板である。
【００２８】
レンズ４は、耐熱性材料（例えば、ガラス、シリコーン樹脂等）がモールド成形された光学素子である。レンズ４は、最も物体寄りに位置する対物レンズである。
【００２９】
レンズ４の構成を図３に示す。なお、図３（ａ）は、レンズ４の概略的な断面構成を示す。図３（ａ）は、レンズ４の概略的な前面構成を示す。
【００３０】
図３（ａ）に示すように、レンズ４は、レンズ部１０及びフランジ部１１を有する。
【００３１】
レンズ部１０は、光学的に機能する部分である。レンズ部１０は、フランジ部１１に対して前方に突出した凸部１０ａ、及びフランジ部１１に対して後方に突出した凸部１０ｂを有する。凸部１０ａは、レンズ面１０ｃを有する。凸部１０ｂは、レンズ面１０ｄを有する。レンズ部１０に入射する光は、凸部１０ａ及び１０ｂにてレンズ作用を受けて、上述の撮像素子２の撮像面２ａに結像される。なお、凸部１０ａの光軸ＡＸと凸部１０ｂの光軸ＡＸは一致する。なお、レンズ面１０ｃ、１０ｄには、反射防止膜が形成されている。
【００３２】
フランジ部１１は、レンズ部１０の外周に形成される板状の部分である。フランジ部１１は、鏡筒５に取り付けられる部分である。なお、フランジ部１１は、前面１１ａ、背面１１ｂ、及び先端面１１ｃを有する。前面１１ａには、反射防止膜は形成されていない。
【００３３】
フランジ部１１は、レンズ部１０に連結された基部から先端に向けて先細りの形状を有する。換言すると、フランジ部１１は、光軸ＡＸから離間するに従って肉厚が薄くなる。
【００３４】
具体的には、図３（ａ）に模式的に示すように、フランジ部１１の基部の厚みをＴ１とし、フランジ部１１の中間部の厚みをＴ２とし、フランジ部１１の先端部の厚みをＴ３とすると、Ｔ１＞Ｔ２＞Ｔ３の関係が成立する。
【００３５】
このとき、フランジ部１１の前面１１ａは、光軸ＡＸから離間するに従って、物体側から離間する方向に傾斜する。換言すると、フランジ部１１の前面１１ａには、光軸ＡＸから離間するに従って物体側から離間する傾斜面が形成される。フランジ部１１の前面１１ａを傾斜面とすることによって、後述するように、傾斜面に入射する入射光をより高角度で反射させることができる。結果的に、撮像素子２の撮像面２ａに結像される像にフレアが生じることを抑制することができる。この点は、後述の説明から明らかになる。
【００３６】
なお、フランジ部１１の厚み（光軸ＡＸに沿う幅）は、０．１ｍｍ以上であると良い。これによってレンズ４を鏡筒５に取り付ける際のレンズ芯出しを容易に行えることができる。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように、レンズ部１０の上面視形状は円形状である。同様に、フランジ部１１の上面視形状は円形状である。
【００３８】
フランジ部１１の前面１１ａは、凸部１０ａのレンズ面１０ｃに連結している。従って、フランジ部１１の前面１１ａに一致する傾斜面も、凸部１０ａのレンズ面１０ｃに連結している。前面１１ａとレンズ面１０ｃとの間には境界線１２が形成される。境界線１２は、前面１１ａの内辺に一致する。境界線１２は、レンズ面１０ｃの外周辺に一致する。
【００３９】
再び、図２に戻って説明する。
【００４０】
鏡筒５は、熱可塑性樹脂（例えば、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド樹脂等）がモールド成形された部材である。鏡筒５は、可視光帯域の光を吸収する。黒色樹脂により鏡筒５を製造すると良い。
【００４１】
鏡筒５は、光軸ＡＸに沿って延在する筒状部材である。鏡筒５は、前面５ａ及び背面５ｂを有する。鏡筒５は、前面５ａから背面５ｂに至る開口ＯＰ１を有する。前面５ａから背面５ｂに向かって、開口ＯＰ１の径は次第に拡大する。また、鏡筒５は、レンズ４が係止される凹部７を内側面に有する。
【００４２】
鏡筒５は、上筒部５ｐ、中筒部５ｒ、及び下筒部５ｑを有する。上筒部５ｐのｘ軸（光軸ＡＸに直交する軸線）に沿う幅は、上方から下方へ徐々に狭くなる。中筒部５ｒのｘ軸に沿う幅は、上方から下方にかけて略一定である。下筒部５ｑは、ｘ軸に沿う幅は上方から下方への徐々に薄くなる。上述の凹部７は、中筒部５ｒに対応して形成される。凹部７は、上筒部５ｐの下側面、中筒部５ｒの内側面、及び下筒部５ｑの上側面によって形成される。レンズ４の上方（物体側）には、開口ＯＰ１の径に応じた形状の絞りが設定される。
【００４３】
鏡筒５の凹部７には、レンズ４のフランジ部１１の先端部分が収納される。そして、フランジ部１１の前面１１ａは、レンズ部１０と鏡筒５との間で部分的に露出する。換言すると、フランジ部１１の前面１１ａには、レンズ部１０と鏡筒５との間で露出する露出面が形成される。
【００４４】
このようにフランジ部１１が部分的に露出する場合、外来光がフランジ部１１の露出面で反射し、レンズモジュール内で多重反射することに起因して、撮像素子２の撮像面２ａに結像される像にフレアが生じることが問題になる。
【００４５】
本実施形態においては、この点に鑑みて、上述の露出面を上述の傾斜面としている。従って、露出面に入射する入射光を、より高角度で反射させ、撮像素子２の撮像面２ａに結像される像にフレアが生じることを効果的に抑制することができる。尚、この点は、図４乃至６を参照して後述する。
【００４６】
筐体６は、光軸に沿って延在する筒状部材である。筐体６は、熱可塑性樹脂（例えば、ポリフタルアミド樹脂、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイド樹脂等）がモールド成形された部材である。筐体６は、レンズ４を保持する鏡筒５を保持した状態で、撮像素子２が実装された配線基板１上に実装される。筐体６内には、配線基板１、撮像素子２、カバーガラス３、及び鏡筒５が収納される。
【００４７】
筐体６は、内側に突出した突起部６ｃを有する。カバーガラス３及び鏡筒５は、突起部６ｃの上方に配置される。配線基板１及び撮像素子２は、突起部６ｃの下方に配置される。
【００４８】
なお、カメラモジュール５０の製造方法は任意である。配線基板１、撮像素子２、筐体６、カバーガラス３、レンズ４を保持する鏡筒５の順で積層させることでカメラモジュール５０を製造しても良い。鏡筒５内にレンズ４を収納させる方法は任意である。鏡筒５を２つの部分に分離可能な構造とし、２つの分離した部分でレンズ４を挟み込めば、鏡筒５内にレンズ４は好適に収納される。
【００４９】
以下、図４乃至図６を参照して、前面１１ａに形成される露出面を傾斜面とすることの効果について説明する。
【００５０】
図４に模式的に示すように、軸線Ｘ２と前面１１ａとがなす角を傾斜角θ１とする。軸線Ｘ２は、光軸ＡＸに直交する軸線である。また、軸線Ｘ３と入射光の光路がなす角を入射角θ２（度）と設定する。また、軸線Ｘ３と反射光の光路がなす角を反射角θ３（度）とする。なお、軸線Ｘ３は、フランジ部１１の前面１１ａの垂線に一致する。
【００５１】
図５及び図６に示すように、傾斜角θ１を０度から３０度に変化させると、反射角θ３は入射角θ２よりも高い値になる。すなわち、傾斜角θ１＞０に設定することによって、入射光をより高角度で反射させることができる。このように入射光をより高角度で反射させることによって、フランジ部１１の露出面にて反射した光のうち、上筒部５ｐの内側面にて再び反射され、レンズ部１０に入射する成分を効果的に低減させることができる。
【００５２】
なお、傾斜角θ１を０度から−３０度に変化させると、反射角θ３は入射角θ２よりも低い値になる。傾斜角θ１＜０に設定すると、より低角度で入射光を反射させてしまう。従って、フランジ部１１の露出面にて反射した外来光のうち、上筒部５ｐの内側面にて再び反射され、レンズ部１０に入射する成分を増大させてしまう。従って、撮像素子２の撮像面２ａに結像される像にフレアが生じることを抑制するためには、傾斜角θ１＞０に設定する必要がある。
【００５３】
上述の説明から明らかなように、本実施形態においては、フランジ部１１の露出面を物体側から離間する方向に傾斜させる。従って、露出面に入射する入射光の反射角をより高角度に設定することができる。このようにして、フランジ部１１の露出面にて反射した外来光のうち、上筒部５ｐの内側面にて再び反射され、レンズ部１０に入射する成分を効果的に低減させることができる。結果的に、撮像素子２の撮像面２ａに結像される像にフレアが生じることを抑制することができる。
【００５４】
また、本実施形態においては、副次的な効果として、レンズ４を射出形成する場合、金型から取り外しが容易になる。また、レンズを切削により加工する場合、切削バイトがフランジ部同士の境界部分に入り込みやすくなり、切断加工が容易になる。
【００５５】
本発明の技術的範囲は上述の実施形態に限定されない。本発明は、対物レンズ以外のレンズにも適用できる。撮像素子上に配置されるレンズの枚数は任意である。レンズ、鏡筒、及び筐体等の材料は任意である。撮像素子の具体的な構成は任意である。フランジ部をコバ部と称することもある。また、フランジ部の前面１１ａ又は背面１１ｂをコバ面と称することもある。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態にかかるカメラモジュールの概略的な断面構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態にかかるレンズの形状を示す模式図である。
【図４】傾斜角、入射角、及び反射角を説明するための説明図である。
【図５】傾斜角、入射角、及び反射角の関係を説明するための表である。
【図６】傾斜角、入射角、及び反射角の関係を説明するためのグラフである。
【符号の説明】
【００５７】
１    配線基板
２    撮像素子
２ａ    撮像面
３    カバーガラス
４    レンズ
５    鏡筒
５ａ    前面
５ｂ    背面
５ｐ    上筒部
５ｒ    中筒部
５ｑ    下筒部
６    筐体
６ｃ    突起部
７    凹部
１０    レンズ部
１０ａ    凸部
１０ｂ    凸部
１０ｃ    レンズ面
１０ｄ    レンズ面
１１    フランジ部
１１ａ    前面
１１ｂ    背面
１１ｃ    先端面
１２    境界線
θ１    傾斜角
θ２    入射角
θ３    反射角
【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】
2009169147.tif 000007
【図６】
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