JP2002040234A - レンズ光学装置 - Google Patents

レンズ光学装置

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JP2002040234A
JP2002040234A JP2000224666A JP2000224666A JP2002040234A JP 2002040234 A JP2002040234 A JP 2002040234A JP 2000224666 A JP2000224666 A JP 2000224666A JP 2000224666 A JP2000224666 A JP 2000224666A JP 2002040234 A JP2002040234 A JP 2002040234A
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JP
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lens
optical device
pigment
dye
lens element
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Takayuki Nagahara
孝行 永原
Yoshio Mochida
省郎 持田
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 部品数を削減して小型化が実現できるレンズ
光学装置を提供する。 【解決手段】 レンズ素子1aのレンズ内に、近紫外線
カット機能や赤外線カット機能が得られるよう特定波長
に対して吸収や反射機能を持つ染料や顔料を分散して、
レンズ光学装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、CCD、C−MO
Sなどを使用したビデオカメラの光学系に用いられるレ
ンズ光学装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、ビデオカメラやデジタルカメ
ラなどには、撮像素子への光入射経路にレンズ素子を配
置したレンズ光学装置が使用されている。
【0003】図5と図6は、従来のレンズ光学装置を示
す。ここでは、ホルダ4とこれに塔載されたレンズ6
a,6b、ローパスフィルタ2との間に隙間が形成され
ているが、これはレンズ光学装置の構成を模式的に示し
たものであり、実際には各部品は隙間なくホルダ4に保
持されている。
【0004】図5に示すように、CCD3とC−MOS
部品(図示せず)が搭載されたボード9には、レンズ6
aがマウントされたホルダ4が取り付けられてボードカ
メラが構成されている。
【0005】ホルダ4には、CCD3のノイズ対策とし
て、レンズ6aからボード9へ向かう光入射経路におい
て、レンズ6aの側から順に光学的ローパスフィルタ2
と近赤外線カット機能(650〜1100nm程度)を
持った視感度補正フィルタ7aとが介装されている。
【0006】最近の民生用ビデオカメラや携帯端末、パ
ソコン、ゲーム機などのモバイル機器は、小型化・軽量
化が進んでおり、それらに搭載されるCCDカメラにお
いても、その小型化は必須条件になっている。そのた
め、カメラに使用される各種部品の小型化が進んでいる
のはもちろんのこと、カメラの光学系に使用される光学
的ローパスフィルタ2や視感度補正フィルタ7aに対し
ても小型化が強く求められている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】現行の視感度補正フィ
ルタ7aには、ガラスや樹脂製の板に反射膜コートを施
したものや、樹脂製の板自身にその機能を持たせたもの
がある。
【0008】また、光学的ローパスフィルタ2には、図
6(a)に示すように、水晶10と一体に接着された視
感度補正フィルタ7bや、図6(c)に示すように、位
相格子8とともに使用される視感度補正フィルタ7cが
ある。
【0009】しかしながら、上記のように構成されたレ
ンズ光学装置では、装置全体の厚さが厚くなり小型化が
図れない、という問題がある。さらに、水晶10や位相
格子8など多くの部品を必要とするという問題もある。
【0010】本発明は前記問題点を解決し、部品数を削
減して小型化が実現できるレンズ光学装置を提供するこ
とを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明のレンズ光学装置
は、レンズ内に近紫外線カット機能や赤外線カット機能
が得られるようにレンズ内に特定波長に対して吸収や反
射機能を持つ染料や顔料が分散していることを特徴とす
る。
【0012】この本発明によると、レンズに視感度補正
フィルタ機能を持たせることで、部品数を削減でき、レ
ンズ光学装置の小型化が実現できる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1記載のレンズ光
学装置は、撮像素子への光入射経路にレンズ素子を配置
したレンズ光学装置であって、前記レンズ素子は、近紫
外線カット機能や赤外線カット機能が得られるようにレ
ンズ内に特定波長に対して吸収や反射機能を持つ染料や
顔料が分散していることを特徴とする。
【0014】この構成によると、レンズ内に分散した染
料や顔料によりレンズ素子に特定の波長に対するフィル
タ効果を付与できるため、他のフィルタを配置する必要
がなくなり、部品数の削減が図れるとともに装置の小型
化が実現できる。
【0015】本発明の請求項2記載のレンズ光学装置
は、請求項1において、前記レンズ素子は、レンズ面有
効範囲における偏肉度が2倍以内に設定されていること
を特徴とする。
【0016】この構成によると、レンズの肉厚の偏りか
ら生じるフィルター効果のばらつきを低減でき、レンズ
面有効範囲で要求されるレンズの光学特性を維持しつつ
レンズに波長選択フィルタ効果を付与できる。
【0017】本発明の請求項3記載のレンズ光学装置
は、撮像素子への光入射経路にレンズ素子を配置したレ
ンズ光学装置であって、前記レンズ素子は、近紫外線カ
ット機能や赤外線カット機能が得られるようにレンズ表
面に特定波長に対して吸収や反射機能を持つ染料や顔料
がコーティングされていることを特徴とする。
【0018】この構成によっても、レンズ素子に特定の
波長に対するフィルター効果を付与でき、上記と同様に
部品数の削減と装置の小型化が図れる。本発明の請求項
4記載のレンズ光学装置は、撮像素子への光入射経路に
レンズ素子を配置したレンズ光学装置であって、前記レ
ンズ素子は、近紫外線カット機能や赤外線カット機能が
得られるようにレンズ内に特定波長に対して吸収や反射
機能を持つ染料や顔料が分散し、レンズ表面が前記染料
もしくは顔料でコーティングされ、レンズ面有効範囲に
おける偏肉度が2倍以内に設定されていることを特徴と
する。
【0019】この構成によると、レンズ内に分散した染
料や顔料だけではフィルタ機能が不十分である場合で
も、その不足波長を補う材料をコーティングすること
で、目標性能が得られる。
【0020】以下、本発明の各実施の形態を図1〜図4
を用いて説明する。なお、従来例を示す図5,図6と同
様の構成をなすものには、同一の符号を付けて説明す
る。また、上記従来例と同様に、ホルダ4とこれに塔載
されたレンズ1a〜1c、ローパスフィルタ2との間に
は隙間が形成されているが、これはレンズ光学装置の構
成を模式的に示したものであり、実際には各部品は隙間
なくホルダ4に保持されている。
【0021】(実施の形態1)図1は、本発明の(実施
の形態1)を示す。この(実施の形態1)では、ホルダ
4にマウントされたレンズ1aに特定波長に対するフィ
ルタ効果を持たせて、レンズ光学装置の小型化を図るよ
うにした点で従来例とは異なる。
【0022】レンズ素子1aは、その内部に特定波長に
対して吸収や反射機能を持つ染料や顔料が分散してお
り、レンズ単体で近紫外線カット機能や赤外線カット機
能が得られるようフィルタ効果が付与されている。
【0023】染料や顔料が分散しているレンズ素子1a
の製造方法としては、例えば、レンズ素子1aが樹脂レ
ンズである場合には、材料となる樹脂ペレットなどに染
料や、顔料を練り込んで、射出成形や押出成形などで成
形する方法が挙げられる。また、レンズ材料の樹脂溶液
などに染料や顔料を混ぜ、紫外線や熱などによる架橋を
利用してレンズ中に染料や顔料を分散させる方法なども
適用できる。
【0024】具体的には、樹脂レンズの材料としては、
例えば、PC、PMMA、オレフィン系樹脂などが挙げ
られ、この材料に分散される染料としては、例えばアン
トラキノン系、フタロシアニン系、アルミニウム系、金
属錯体系などがあり、顔料としては銅、鉄、亜鉛などが
使用できる。これらの顔料や染料は、単独で使用するだ
けでなく、適宜組み合わせて使用してもよい。
【0025】また、レンズ素子1aがガラスレンズであ
る場合には、耐熱性のある顔料であればその中に練りこ
み、プレス成形やキャスティングなどで製造できる。こ
の場合には、顔料として、銅,鉄,亜鉛などが好適に使
用できる。
【0026】上記のように構成されたレンズ素子1aを
用いると、視感度補正フィルタ7a〜7cや位相格子8
が必要でなくなるため、レンズ光学装置の小型化が図れ
る。また、上記のようにレンズ内に染料や顔料が分散さ
れたレンズ素子1aでは、レンズ内に染料や顔料が均一
に分散しているため、レンズ素子1aの肉厚の偏りが大
きいと、レンズ素子1aの有するフィルター効果にばら
つきが生じてしまう。そのため、レンズ素子1aの光学
的有効径Xにおける偏肉度を調整して、フィルター効果
を均一にする必要がある。
【0027】具体的には、図2に示すように、レンズ素
子1aの光学的有効径Xにおいて、有効径内のレンズの
肉厚の最大値bと最小値aの関係は、b≦a×2すなわ
ち2倍以下にすることが好ましい。
【0028】このようにレンズ素子1aの偏肉度を2倍
以内にすることで、レンズの肉厚の偏りから生じるフィ
ルター効果のばらつきを低減でき、レンズの光学特性に
影響を与えることなく、レンズ素子1aに波長選択フィ
ルタ効果を付与できる。
【0029】また、上記従来のカメラ光学系の構成に比
べて、近赤外線カット機能を持った視感度補正フィルタ
7a〜7cを省くことができ、部品数の削減や製品の小
型化が図れる。
【0030】(実施の形態2)図3は、本発明の(実施
の形態2)を示す。この(実施の形態2)では、レンズ
素子1a内に染料や顔料を分散させる代りにレンズ素子
1bの光の出射面にコーティング5aを施した点で上記
(実施の形態1)とは異なる。
【0031】レンズ素子1bには、近紫外線カット機能
や赤外線カット機能が得られるようにレンズ表面に特定
波長に対して吸収や反射機能を持つ染料や顔料がコーテ
ィングされている。
【0032】コーティングに使用される染料としては、
アトラキノン系,フタロシアニン系,金属錯体系などが
挙げられ、顔料としては、銅系,鉄系などが挙げられ
る。染料や顔料のレンズ素子1aへのコーティング法と
しては、蒸着や、染料や顔料を溶媒に溶かしてスピンコ
ートやディッピング、あるいは印刷などを行う方法が適
用できる。
【0033】このような構成によっても、コーティング
された顔料や染料によりレンズ素子1aに特定波長に対
するフィルタ効果が付与されるため、従来のカメラ光学
系の構成に比べて近赤外線カット機能を持った視感度補
正フィルタ7a〜7cを省略でき、部品数の削減や製品
の小型化を実現できる。なお、この(実施の形態2)に
おける構成は上記(実施の形態1)に比べ材料の耐熱性
が低い場合に好適に使用できる。
【0034】(実施の形態3)図4は、本発明の(実施
の形態3)を示す。この(実施の形態3)では、レンズ
素子1cの内部に染料や顔料を分散させるとともに、レ
ンズ素子1cの表面にも染料や顔料をコーティングした
点で上記各実施の形態とは異なる。
【0035】この構成は、レンズ素子1cの内部に分散
された染料や顔料が、耐熱性などの問題で樹脂中への練
りこみが不十分である場合に有効な方法である。このよ
うなレンズ素子1cは、まずレンズ素子1cの中へ顔料
あるいは染料がレンズ材料内に練り込まれ、レンズ素子
1cのフィルタ性能が不十分である場合には、その不足
分を補うように、レンズ素子1cの表面にコーティング
処理が施される。
【0036】例えば、600nm以上の波長をカットし
たい時に、600nm〜800nmの範囲の波長をカッ
トする染料あるいは顔料に耐熱性に劣るものしかない場
合に、800nm以降の波長は、金属錯体系等の耐熱性
のある染料または顔料をレンズ内に練り込み、600n
m〜800nmまでの波長をカットする染料あるいは顔
料をレンズの表面にコーティングすることで、レンズに
600nm以上の波長をカットする機能を付与できる。
【0037】このような構成とすることで、レンズ素子
1c内に分散された染料や顔料による波長選択フィルタ
ー効果の不足分を、コーティングにより形成されたフィ
ルタで補足でき、目標とする性能が得られ、上記各実施
の形態と同様に部品数を削減して、レンズ光学装置の小
型化が図れる。
【0038】なお、使用される染料および顔料について
は上記各実施の形態と同様である。また、この(実施の
形態3)においても、上記(実施の形態1)と同様に、
有効径における偏肉度を2倍以内とすることで、より一
層のフィルタ機能の向上が図れる。
【0039】
【発明の効果】以上のように本発明のレンズ光学装置に
よると、撮像素子への光入射経路に配置したレンズ素子
として、その内部に特定波長に対して吸収や反射機能を
持つ染料や顔料が分散しているレンズ素子を用いる、あ
るいはレンズ表面に前記染料や顔料をコーティングされ
ているフィルタ機能を有するレンズ素子を用いること
で、部品数を削減して装置の小型化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の(実施の形態1)におけるレンズ光学
装置の構成を示す縦断面図
【図2】図1のレンズ素子の要部拡大断面図
【図3】本発明の(実施の形態2)におけるレンズ光学
装置の構成を示す縦断面図
【図4】本発明の(実施の形態3)におけるレンズ光学
装置の構成を示す縦断面図
【図5】従来の(実施の形態3)におけるレンズ光学装
置の構成を示す縦断面図
【図6】図5とは別の例を示すレンズ光学装置の模式図
【符号の説明】
1a〜1c レンズ素子 2 ローパスフィルタ 3 CCD 4 ホルダ 5a,5b コーティング膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】撮像素子への光入射経路にレンズ素子を配
    置したレンズ光学装置であって、 前記レンズ素子は、近紫外線カット機能や赤外線カット
    機能が得られるようにレンズ内に特定波長に対して吸収
    や反射機能を持つ染料や顔料が分散しているレンズ光学
    装置。
  2. 【請求項2】前記レンズ素子は、レンズ面有効範囲にお
    ける偏肉度が2倍以内に設定されている請求項1記載の
    レンズ光学装置。
  3. 【請求項3】撮像素子への光入射経路にレンズ素子を配
    置したレンズ光学装置であって、 前記レンズ素子は、近紫外線カット機能や赤外線カット
    機能が得られるようにレンズ表面に特定波長に対して吸
    収や反射機能を持つ染料や顔料がコーティングされてい
    るレンズ光学装置。
  4. 【請求項4】撮像素子への光入射経路にレンズ素子を配
    置したレンズ光学装置であって、 前記レンズ素子は、近紫外線カット機能や赤外線カット
    機能が得られるようにレンズ内に特定波長に対して吸収
    や反射機能を持つ染料または顔料が分散し、レンズ表面
    が前記染料もしくは顔料でコーティングされ、レンズ面
    有効範囲における偏肉度が2倍以内に設定されているレ
    ンズ光学装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004029676A1 (ja) * 2002-09-25 2004-04-08 Seiko Epson Corporation 赤外カットフィルタ付レンズ及びその製造方法並びに小型カメラ
EP1701182A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-13 Mitsumi Electric Co., Ltd. Camera module comprising an infrared cut filter, said filter comprising ultraviolet cut means
JP2007183333A (ja) * 2006-01-05 2007-07-19 Fujinon Sano Kk 撮像装置
JP2013188989A (ja) * 2012-03-15 2013-09-26 Panasonic Corp インサート成形体
KR20140076396A (ko) * 2012-12-12 2014-06-20 엘지이노텍 주식회사 촬상 렌즈
CN104937449A (zh) * 2013-01-22 2015-09-23 旭硝子株式会社 光学元件、光学***以及摄像装置

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