JP2009244531A - 光学素子 - Google Patents

Abstract

【課題】高解像度を確保しつつ、高輝度の被写体を撮像する場合でもゴーストやフレアを抑えることができるよう不要光の発生を抑制し、更には低コストで大量生産が可能な光学素子を提供する。
【解決手段】ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１〜Ｆｎ３は、それぞれ光透過率を減少させる機能があるので、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１の内側近傍を通過する光束の光量が最も高く、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ２の内側近傍を通過する光束の光量、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ３の内側近傍を通過する光束の光量、絞り膜Ｍｓの内側近傍を通過する光束の光量の順に、光量が低下するようになっている。最も外側の絞り膜Ｍｓは、光の透過率がほぼゼロであるので、開口絞りＳとしての機能を発揮できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮像用の光学素子に関し、例えばCCD型イメージセンサあるいはCMOS型イメージセンサ等の固体撮像素子に対して光学像を結像させるための光学系に用いられると好適な光学素子に関する。

近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を備えた監視カメラ等が開発されている。

ところで、撮像レンズを用いて固体撮像素子の受光面に被写体像を結像させる場合において、適正露出を確保すべく、被写体光量に応じて絞り径を調整している。ところが、撮影シーンによっては、ヘッドライトや太陽など高輝度の被写体が撮影画角内に入り込むことを避けられない場合もあるが、絞り径を自動的に調整すると極度の小絞りとなり、光の回折による回り込みによって、解像度が低下する恐れがある。かかる問題は、夕日などの高輝度被写体を意図的に撮影しようとする場合にも生じる。これに対し、特許文献１では、ＮＤフィルタを用いて被写体光量を低下させ、極度の小絞りを抑制することで、解像度を向上させている。
特開平０６−１６７７３８号公報 特開平０５−２８１５９０号公報 特開２００２−２２９０９５号公報 特開２００７−１７８８２３号公報

一方、絞りやＮＤフィルタは板材からなるので、ある程度の厚みが存在するために、その光軸側の側縁に、物体側からの光が当たって反射すると、絞りやＮＤフィルタより像側に侵入してしまい、迷光となってゴーストやフレアを発生させ、画質の低下を招く恐れがある。特に、監視カメラ等においては、その性質上、ヘッドライトや太陽など高輝度の被写体が撮影画角内に入り込むことを避けられないため、無視できないゴーストが発生する恐れが大きい。

これに対し特許文献２においては、絞り羽根の内側縁に微小凹凸を設けることで、内側縁の反射光を拡散させてゴースト等の発生を抑制している。又、特許文献３においては、絞り羽根の内側縁を、物体側に向かうにつれて広がるように傾斜させ、且つ微細な階段を設けることで、内側縁の反射光を拡散させてゴースト等の発生を抑制している。更に、特許文献４においては、絞りやＮＤフィルタの縁部の稜線に非周期性の凹凸を形成して、縁部の反射光を拡散させてゴースト等の発生を抑制している。

しかしながら、特許文献２〜４の技術では、いずれも厚さ数百μｍ程度の樹脂板材である絞りやＮＤフィルタの縁部に、微小な凹凸を形成するものであり、凹凸の加工処理に手間がかかりコストが増大するという問題がある。又、凹凸の加工精度を所定の公差内に抑えようとすると、更にコストが増大する。加えて、絞りやＮＤフィルタの縁部に微小な凹凸を加工したとしても、一定量の反射光が内部に侵入することは許容せざるを得ないが、これは高輝度の被写体であっても回避できない監視カメラ等の場合には、大きな問題となる。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、高解像度を確保しつつ、高輝度の被写体を撮像する場合でもゴーストやフレアを抑えることができるよう不要光の発生を抑制し、更には低コストで大量生産が可能な光学素子を提供することを目的とする。

請求項１に記載の光学素子は、光学面の少なくとも一部に被膜を形成した撮像用の光学素子において、
前記被膜は、光軸に向かって光の透過率が増大するように形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、光学面の少なくとも一部に、光軸に向かって光の透過率が増大するように被膜を形成したので、かかる被膜に例えばＮＤフィルタや絞り等の機能を持たせることで、回折現象による解像度低下を招く小絞りとする必要がなくなり、更には従来のＮＤフィルタや絞りと比べて、膜厚が非常に薄いため、内側の縁部の面積低減により反射光の発生を効果的に抑制でき、これにより不要光の発生を抑えてゴーストやフレアの不具合を可否できる。

請求項２に記載の光学素子は、請求項１に記載の発明において、前記被膜は、複数の層を重ねて形成されていることを特徴とする。

請求項３に記載の光学素子は、請求項２に記載の発明において、前記複数の層は、光軸に向かうにつれて、重ねる数を減少させていることを特徴とする。

請求項４に記載の光学素子は、請求項２又は３に記載の発明において、前記複数の層は、互いに透過率が異なることを特徴とする。

請求項５に記載の光学素子は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記被膜は、光軸を含む開口を有していることを特徴とする。

請求項６に記載の光学素子は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、前記被膜は、多層膜コーティング、インクジェット、又は蒸着により形成されることを特徴とする。

請求項７に記載の光学素子は、請求項１〜６のいずれかに記載の発明において、前記被膜の膜厚は５０μｍ以下であることを特徴とする。

請求項８に記載の光学素子は、請求項１〜７のいずれかに記載の発明において、開口絞り径をφＳ、前記被膜の膜厚をＴｓとしたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。尚、本明細書中、φＳとは直径Ｓであることを意味する。
Ｔｓ／φＳ≦０．１ （１）

ここで、値Ｔｓ／φＳが（１）式の上限を上回ると、被膜のエッジ面での不要光反射や回折現象が顕著となり、画質が低下する恐れがある。

請求項９に記載の光学素子は、請求項１〜８のいずれかに記載の発明において、 開口絞り径をφＳ、前記被膜の最小開口径をφ１としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする。
φＳ／φ１≧１．１ （２）

ここで、値Ｔｓ／φ１が（２）式の下限を下回ると、従来の絞り部材と同様に回折強度が高まり、強い光源の回りに放射状の輝線が発生する恐れがある。

請求項１０に記載の光学素子は、請求項１〜９のいずれかに記載の発明において、前記光学素子は、開口絞りの近傍に配置されていることを特徴とする。

請求項１１に記載の光学素子は、請求項１〜１０のいずれかに記載の発明において、前記光学面には反射防止手段が形成されており、前記被膜は前記反射防止手段の上に形成されていることを特徴とする。尚、反射防止手段としては、ＡＲコートやナノ反射防止構造ＡＲＳなどがある。

図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態にかかる光学系を搭載した撮像装置１００について説明する。撮像装置１００は、携帯電話に用いると好適であるが、監視カメラや車載用カメラにも応用できる。図１は、撮像装置１００のブロック図である。

図１に示すように、撮像装置１００は、光学系１０１と、固体撮像素子１０２と、Ａ／Ｄ変換部１０３と、制御部１０４と、光学系駆動部１０５と、タイミング発生部１０６と、撮像素子駆動部１０７と、画像メモリ１０８と、画像処理部１０９と、画像圧縮部１１０と、画像記録部１１１と、表示部１１２と、動作部１１３とを備えて構成される。

光学系１０１は、被写体像を固体撮像素子１０２の撮像面に結像させる機能を有する。固体撮像素子１０２は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子であり、入射光をＲ、Ｇ、Ｂ毎に光電変換してそのアナログ信号を出力する。Ａ／Ｄ変換部１０３は、アナログ信号をデジタルの画像データに変換する。

制御部１０４は、撮像装置１００の各部を制御する。制御部１０４は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を含み、ＲＯＭから読み出されてＲＡＭに展開された各種プログラムと、ＣＰＵとの協働で各種処理を実行する。

光学系駆動部１０５は、制御部１０４の制御により、変倍、合焦（後述する第２レンズ群Ｇ２、第４レンズ群Ｇ４及び第５レンズ群Ｇ５の移動）、露出等において、光学系１０１を駆動制御する。タイミング発生部１０６は、アナログ信号出力用のタイミング信号を出力する。撮像素子駆動部１０７は、固体撮像素子１０２を走査駆動制御する。

画像メモリ１０８は、画像データを読み出し及び書き込み可能に記憶する。画像処理部１０９は、画像データに各種画像処理を施す。画像圧縮部１１０は、ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）等の圧縮方式により、撮像画像データを圧縮する。画像記録部１１１は、図示しないスロットにセットされた、メモリカード等の記録メディアに画像データを記録する。

表示部１１２は、カラー液晶パネル等であり、撮影後の画像データ、撮影前のスルー画像、各種操作画面等を表示する。動作部１１３は、レリーズボタン、各種モード、値を設定するための各種操作キーを含み、ユーザにより操作入力された情報を制御部１０４に出力する。

ここで、撮像装置１００における動作を説明する。被写体撮影では、被写体のモニタリング（スルー画像表示）と、画像撮影実行とが行われる。モニタリングにおいては、光学系１０１を介して得られた被写体の像が、固体撮像素子１０２の受光面に結像される。光学系１０１の撮影光軸後方に配置された固体撮像素子１０２が、タイミング発生部１０６、撮像素子駆動部１０７によって走査駆動され、一定周期毎に結像した光像に対応する光電変換出力としてのアナログ信号を１画面分出力する。

このアナログ信号は、ＲＧＢの各原色成分毎に適宜ゲイン調整された後に、Ａ／Ｄ変換部１０３でデジタルデータに変換される。そのデジタルデータは、画像処理部１０９により、画素補間処理及びγ補正処理を含むカラープロセス処理が行なわれて、デジタル値の輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ、Ｃｒ（画像データ）が生成されて画像メモリ１０８に格納され、定期的にその信号が読み出されてそのビデオ信号が生成されて、表示部１１２に出力される。

この表示部１１２は、モニタリングにおいては電子ファインダとして機能し、撮像画像をリアルタイムに表示することとなる。この状態で、随時、ユーザの動作部１１３を介する操作入力に基づいて、光学系駆動部１０５の駆動により光学系１０１の変倍、合焦、露出等が設定される。

このようなモニタリング状態において、静止画撮影を行ないたいタイミングで、ユーザが動作部１１３のレリーズボタンを操作することにより、静止画像データが撮影される。レリーズボタンの操作に応じて、画像メモリ１０８に格納された１コマの画像データが読み出されて、画像圧縮部１１０により圧縮される。その圧縮された画像データが、画像記録部１１１により記録メディアに記録される。

なお、上記各実施の形態及び各実施例における記述は、本発明に係る好適な光学系及び撮像装置の一例であり、これに限定されるものではない。

例えば、上記各実施の形態及び各実施例において、光学系を搭載した撮像装置として、デジタルスチルカメラの例を説明したがこれに限定されるものではなく、ビデオカメラや、撮像機能付の携帯電話機、ＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等の少なくとも撮像機能を有する携帯端末等の機器としてもよい。

また、光学系を搭載した撮像装置を、上記機器に搭載される撮像ユニットとしてもよい。ここで、図２を参照して、撮像装置１００を搭載した携帯電話機３００の例を説明する。図２は、携帯電話機３００の内部構成を示すブロック図である。

図２に示すように、携帯電話機３００は、各部を統括的に制御すると共に各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）３１０と、番号等をキーにより操作入力するための操作部３２０と、所定のデータの他に撮像した映像等を表示する表示部３３０と、アンテナ３４１を介して外部サーバ等との間の各種情報通信を実現するための無線通信部３４０と、撮像装置１００と、携帯電話機１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）３６０と、制御部３１０によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像装置１００により撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる及び一時記憶部（ＲＡＭ）３７０とを備えている。

尚、撮像装置１００の制御部１０４と、携帯電話機３００の制御部３１０とは通信可能に接続されており、かかる場合、図１に示す表示部１１２，操作部１１３などの機能は、携帯電話機３００側に持たせることができるが、撮像装置１００自体の動作は基本的に同様である。より具体的には、撮像装置１００の外部接続端子（不図示）は、携帯電話機３００の制御部３１０と接続され、携帯電話機３００側から撮像装置１００側にレリーズ信号が送信され、撮像により得られた輝度信号や色差信号等の画像信号は撮像装置１００側から制御部３１０側に出力する。かかる画像信号は、携帯電話機３００の制御系により、記憶部３６０に記憶されたり、或いは表示部３３０で表示され、さらには、無線通信部３４０を介して映像情報として外部に送信されることができる。

また、光学系を搭載した撮像装置は、これと、基板上に配置された制御部及び画像処理部等と、を配置して、コネクタ等により表示部及び操作部等を有する別体に結合され用いられることを前提とするカメラモジュールとして構成してもよい。

図３は、本実施の形態に用いる光学系１０１の断面図であり、（ａ）はワイド端の状態を示し、（ｂ）は中間位置の状態を示し、（ｃ）はテレ端の状態を示す。図２において、光学系１０１は負正の２群ズームレンズであって、物体側から順に、両凹レンズＬ１，物体側凸の正メニスカスレンズＬ２から成る第１群Ｇ１と、開口絞りＳと、両凸レンズＬ２、像側凸の負メニスカスレンズＬ４から成る第２群Ｇ２と、ＩＲカットフィルタＦとを有する。レンズは全てガラス材料で全面非球面となっている。

図４は、光学系１０１のレンズＬ３の断面図であるが、理解しやすいように被膜を誇張して示している。図４において、レンズＬ３の光学面両面には、ＡＲコートＭａｒが形成されており、物体側面のＡＲコートＭａｒ上には、３層のＮＤフィルタ膜Ｆｎ１，Ｆｎ２、Ｆｎ３が形成され、更にその上に、固定の開口絞りＳを形成する絞り膜Ｍｓが形成されている。被膜としてのＮＤフィルタ膜Ｆｎ１，Ｆｎ２、Ｆｎ３及び絞り膜Ｍｓは、光軸を含むように、それぞれ異なる径の開口を有している。

より具体的には、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１，Ｆｎ２、Ｆｎ３は、物体側に向かうにつれて開口径が大きく（φ１＜φ２＜φ３）なっており、更に、絞り膜Ｍｓの開口径φＳは、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ３の開口径φ３より大きく（φ３＜φＳ）なっている。即ち、光軸に向かうにつれて、積層されたＮＤフィルタ膜の層数が減少しており、これにより回折光の位相をずらし、強度を弱める効果を得られる。これにより、絞り膜Ｍｓの内側近傍を通過する光束は、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１，Ｆｎ２、Ｆｎ３全てとＡＲコートＭａｒを通過し、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ３の内側近傍を通過する光束は、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１，Ｆｎ２とＡＲコートＭａｒを通過し、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ２の内側近傍を通過する光束は、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１とＡＲコートＭａｒを通過し、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１の内側近傍を通過する光束は、ＡＲコートＭａｒのみを通過するようになっている。

更に、被膜としてのＮＤフィルタ膜Ｆｎ１，Ｆｎ２、Ｆｎ３及び絞り膜Ｍｓの全体の膜厚をＴｓとし、開口絞り径をφＳとし、被膜の最小開口を有するＮＤフィルタ膜Ｆｎ１の開口径をφ１としたときに、以下の式を満たす。
Ｔｓ／φＳ≦０．１ （１）
φＳ／φ１≧１．１ （２）

本実施の形態のように、ＡＲコートＭａｒ上にＮＤフィルタ膜を形成すると、ＡＲコートのクラックや膜剥がれが生じにくく、ＡＲコート時に墨材料がチャンバーを汚染することがなく、ＡＲコートしやすく、インクジェット方式などで絞りを形成することにより、非常に簡単な工程でレンズ作れるという利点がある。

以上から明らかであるが、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１〜Ｆｎ３は、それぞれ光透過率を減少させる機能があるので、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１の内側近傍を通過する光束の光量が最も高く、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ２の内側近傍を通過する光束の光量、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ３の内側近傍を通過する光束の光量、絞り膜Ｍｓの内側近傍を通過する光束の光量の順に、光量が低下するようになっている。最も外側の絞り膜Ｍｓは、光の透過率がほぼゼロであるので、開口絞りＳとしての機能を発揮できる。これにより、レンズ自体のＦｎｏ．を明るく保ちつつ、周辺光量を低下させることができるので、諸収差の補正に有利であるにも関わらず、例えば夕日などの高輝度被写体を撮影する場合でも、小絞りにする必要がなくなり、高解像度を確保できる。又、レンズの光学面に対してコートや印刷等で形成できる絞り膜Ｍｓ及びＮＤフィルタ膜Ｆｎ１〜Ｆｎ３の内周縁の厚さは、従来の板材に比べれば、５０μｍ以下と極めて薄いので、ここで反射した光が像側に向かい、不要光になることを効果的に抑制できる。尚、ＮＤフィルタ膜を用いても、低周波成分の不要光を除去することはできない場合もあるが、これは画像処理等の後処理で画像信号から除去することが可能である。

但し、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１〜Ｆｎ３は３層に限らず、２層以下、又は４層以上も受けられていても良いし、各層毎に異なる透過率であっても良い。又、少なくともＮＤフィルタ膜Ｆｎ１は、開口を有さなくても良い。

被膜としての絞り膜Ｍｓを形成する場合、物体側に設けるのが好ましい。その理由は、光線角度の観点から、物体側に絞りを置く方が、絞り内周縁からの反射により像面に到達する不要光の確率が低いためである。但し、像側、又は両側に形成しても良い。携帯端末カメラ用の光学系と、後述する監視カメラ用の光学系は、物体側に被膜としての絞り膜Ｍｓを形成するのが好ましい。一方、後述する車載カメラ用の光学系は、第３レンズの像側か第４レンズの物体側かいずれか一方に、被膜としての絞り膜Ｍｓを形成するのが好ましく、より望ましいのは第４レンズの物体側である。

又、被膜を形成する光学素子の素材はガラスでもプラスチックでも良いが、墨塗りやARコートの密着性（信頼性）を考えると、ガラスの方が望ましい。

図５は、変形例にかかる正のレンズＬ３の断面図である。本変形例においては、図４の実施の形態に対して、正のレンズＬ３の像側面を平面とし、それに成膜したＡＲコートＭａｒ上に、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１，Ｆｎ２、Ｆｎ３及び絞り膜Ｍｓを形成した点が異なる。それ以外の点は共通するので、説明を省略する。

図６は、別な変形例にかかる正のレンズＬ３の断面図である。本変形例においては、図４の実施の形態に対して、正のレンズＬ３の物体側面に、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１，Ｆｎ２、Ｆｎ３及び絞り膜Ｍｓを形成し、更にその上にＡＲコートＭａｒを成膜している点が異なる。それ以外の点は共通するので、説明を省略する。

本実施の形態のように、ＮＤフィルタ膜Ｆｎ１，Ｆｎ２、Ｆｎ３及び絞り膜Ｍｓ上にＡＲコートＭａｒを形成すると、コートの反射が抑えられ、不要光に対する墨塗りの効果が大きくなり、墨材料の制約が少ないというメリットがある。尚、以上に限られず、ＡＲコートＭａｒを設ける位置は任意である。

図７は、変形例にかかる負のレンズＬ４の断面図である。本変形例においては、図４に示すように、正のレンズＬ３にＮＤフィルタ膜Ｆｎ１，Ｆｎ２、Ｆｎ３及び絞り膜Ｍｓを形成する代わりに、負のレンズＬ４の物体側面において、ＡＲコートＭａｒ上にＮＤフィルタ膜Ｆｎ１，Ｆｎ２、Ｆｎ３及び絞り膜Ｍｓを形成している点が異なる。それ以外の点は共通するので、説明を省略する。

本発明のＮＤフィルタでは、光学吸収膜としてニオブ膜と誘電体膜の積層膜 が好適に用いられる。ニオブ膜は、従来用いられている金属膜に比べて屈折率が小さく、光学吸収膜における低濃度部位において従来金属膜より厚い成膜が可能になり、安定した薄膜が形成できる。これにより、低濃度部位の先端での除去部分小さくできる。

図８においては、ＮＤフィルタ膜Ｆｎの模式断面図を示している。レンズＬ上に反射率を低下させるための反射防止膜であるＡｌ₂Ｏ₃膜４１と、透過率を低下させるための光吸収膜であるＴｉＯ_x膜４２とが交互に計８層積層されている。更に、最表層の第９層には、低屈折材料であるＭｇＦ₂膜４３を、光学膜厚ｎ×ｄ（ｎ：屈折率、ｄ：物理膜厚）で１／４λ（λ＝５００〜６００ｎｍ）に蒸着することにより、反射防止効果を更に高めることが可能である。また、本実施例においては、最表層にＭｇＦ₂膜４３を用いたが、ＭｇＦ₂膜４３の代りにＳｉＯ₂膜 を用いることもできる。

ＮＤフィルタ膜Ｆｎの透過率は、第２、４、６、８層の光吸収膜であるＴｉＯｘ膜４２の総膜厚によって変化し、膜厚が厚くなるほど透過率は低下する。また、４００〜７００ｎｍの波長範囲内での透過率のニュートラル性は上述のＴｉＯ_x膜４２の組成のｘによって変化し、適当に選択することにより透過率分布はニュートラルとなる。ｘの好ましい数値は０．５以上〜２．０以下の範囲であり、ｘ＝１．２以下の際に約５５０ｎｍの波長を境界として、波長の短い光の透過率が低くなるように傾く現象が生ずる。また、ｘ＝１．２以上の場合には、逆に波長の短い光の透過率が高くなるため、蒸着時に透過率をモニタリングすることにより、透過率をニュートラルにすることが好ましい。但し、ＮＤフィルタ膜は以上の構成に限られない。また絞り膜については、金属等を蒸着することで得ることができる。

このようなＮＤフィルタ膜及び絞り膜は、多層膜コーティング、インクジェット、又は蒸着により、安価に精度良く形成することができる。

図９は、車載カメラに好適な広角の光学系１０１’の断面図である。光学系１０１’は、物体側から順に、物体側凸の負メニスカスレンズＬ１、両凹負レンズＬ２、両凸レンズＬ３、開口絞りＳ、両凸レンズＬ４と両凹レンズＬ５の接合レンズ、両凸レンズＬ６で構成されており、レンズＬ２，Ｌ３がプラ材料からなり、その他のレンズはガラス材料からなる。尚、レンズＬ２の物体側と、レンズＬ３の物体側と、レンズＬ６の両面が非球面となっている。本実施の形態においては、開口絞りＳに最も近いレンズＬ４の物体側面に、図４に示すようなＮＤフィルタ膜が形成されているが、開口絞りＳを設ける代わりに絞り膜を設けてもよい。

図１０は、監視カメラに好適な光学系１０１”の断面図である。光学系１０１”は、物体側から順に、絞り膜からなる開口絞りＳ、両凸レンズＬ１、物体側凸の負メニスカスレンズ２、両凸レンズＬ３、物体側凸の負メニスカスレンズＬ４、ＩＲカットフィルタＦとで構成されており、レンズＬ３，Ｌ４がプラ材料からなり、その他のレンズはガラス材料からなり、レンズＬ２，Ｌ３，Ｌ４の両面が非球面となっている。本実施の形態においては、レンズＬ１の物体側面に、図４に示すようなＮＤフィルタ膜及び絞り膜が形成されているが、絞り膜の代わりに開口絞りを設けても良い。

但し、本発明の被膜として絞りやＮＤフィルタ膜を設けるレンズは、好ましくは高輝度の被写体が移り込む可能性の高い車載用カメラや監視カメラ等であるが、以上の用途に限られないことは言うまでもない。

撮像装置１００のブロック図である。 携帯電話機３００の内部構成を示すブロック図である。 本実施の形態に用いる光学系１０１の断面図である。 光学系１０１のレンズＬ３の一例にかかる断面図である。 光学系１０１のレンズＬ３の一例にかかる断面図である。 光学系１０１のレンズＬ３の一例にかかる断面図である。 光学系１０１のレンズＬ４の一例にかかる断面図である。 ＮＤフィルタ膜Ｆｎの模式断面図である。 車載カメラに好適な広角の光学系１０１’の断面図である。 監視カメラに好適な光学系１０１”の断面図である。

符号の説明

１００撮像装置
１０１光学素子
１０２固体撮像素子
１０３変換部
１０４制御部
１０５光学系駆動部
１０６タイミング発生部
１０７撮像素子駆動部
１０８画像メモリ
１０９画像処理部
１１０画像圧縮部
１１１画像記録部
１１２表示部
１１３動作部
１１３操作部
３００携帯電話機
３１０制御部
３２０操作部
３３０表示部
３４０無線通信部
３４１アンテナ
３６０記憶部
Ｆ ＩＲカットフィルタ
Ｌ１〜Ｌ６レンズ
Ｆｎ１〜Ｆｎ３ ＮＤフィルタ膜
Ｍａｒ絞り膜
Ｓ開口絞り
ＣＣＤ固体撮像素子

Claims (11)

1. 光学面の少なくとも一部に被膜を形成した撮像用の光学素子において、
   前記被膜は、光軸に向かって光の透過率が増大するように形成されていることを特徴とする光学素子。
2. 前記被膜は、複数の層を重ねて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学素子。
3. 前記複数の層は、光軸に向かうにつれて、重ねる数を減少させていることを特徴とする請求項２に記載の光学素子。
4. 前記複数の層は、互いに透過率が異なることを特徴とする請求項２又は３に記載の光学素子。
5. 前記被膜は、光軸を含む開口を有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学素子。
6. 前記被膜は、多層膜コーティング、インクジェット、又は蒸着により形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光学素子。
7. 前記被膜の膜厚は５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の光学素子。
8. 開口絞り径をφＳ、前記被膜の膜厚をＴｓとしたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光学素子。
   Ｔｓ／φＳ≦０．１ （１）
9. 開口絞り径をφＳ、前記被膜の最小開口径をφ１としたときに、以下の式を満たすことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光学素子。
   φＳ／φ１≧１．１ （２）
10. 前記光学素子は、開口絞りの近傍に配置されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光学素子。
11. 前記光学面には反射防止手段が形成されており、前記被膜は前記反射防止手段の上に形成されていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の光学素子。