(57)【要約】【課題】角度依存性の高いコートが施されたときに十分な効果を発揮することの可能な光学面を有する撮像レンズ、それを備えた撮像装置及び携帯端末を提供する。【解決手段】撮像レンズＬＮは、第１，第２レンズブロックＣ１，Ｃ２を含む。絞りＳＴより物体側に負パワーの面が少なくとも１面位置し、絞りＳＴより像面側であって第２レンズブロックＣ２のレンズ基板Ｌ２２より物体側に正パワーの面が少なくとも１面位置する。【選択図】図１
2010271340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行平板であるレンズ基板と、その物体側面及び像側面のうちの少なくとも一方に形成され、正又は負のパワーを有するレンズ部と、を備える光学要素をレンズブロックと呼ぶとき、前記レンズ基板と前記レンズ部とは材質が異なり、前記レンズブロックを２ブロック含む撮像レンズであって、
前記レンズブロックを、物体側から順に、第１レンズブロック、第２レンズブロックと呼ぶとき、絞りより物体側に負パワーの面が少なくとも１面位置し、絞りより像面側であって前記第２レンズブロックのレンズ基板より物体側に正パワーの面が少なくとも１面位置することを特徴とする撮像レンズ。
【請求項２】
以下の条件式(1)を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ；
｜θs_pt｜＜15  …(1)
ただし、
θs_pt：第２レンズブロックのレンズ基板の平面のうち、主光線の入射角度又は射出角度の最大値が小さい方の面における、主光線の入射角度又は射出角度の最大値(°)、
である。
【請求項３】
前記第１レンズブロック内に絞りが位置することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像レンズ。
【請求項４】
前記負パワーの面が以下の条件式(2)を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
-0.6＜φ_sm／φ_all＜-0.02  …(2)
ただし、
φ_sm：絞りより物体側に位置する負パワーの面の近軸のパワー、
φ_all：全系の近軸のパワー、
である。
【請求項５】
前記絞りより物体側に位置する負パワーの面が、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
-0.6＜(φ_sm(0.5)＋φ_sm(0.7)＋φ_sm(0.9))／(φ_all(0.5)＋φ_all(0.7)＋φ_all(0.9))＜-0.02  …(3)
ただし、
φ_sm(0.5)：最大画角の５割の画角の主光線に関する負パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_sm(0.7)：最大画角の７割の画角の主光線に関する負パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_sm(0.9)：最大画角の９割の画角の主光線に関する負パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.5)：最大画角の５割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.7)：最大画角の７割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.9)：最大画角の９割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
である。
【請求項６】
前記正パワーの面が以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
0.2＜φ_sp／φ_all＜2.5  …(4)
ただし、
φ_sp：絞りより像面側であって第２レンズブロックのレンズ基板より物体側に位置する正パワーの面の近軸のパワー、
φ_all：全系の近軸のパワー、
である。
【請求項７】
前記絞りより像面側であって第２レンズブロックのレンズ基板より物体側に位置する正パワーの面が、以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
0.2＜(φ_sp(0.5)＋φ_sp(0.7)＋φ_sp(0.9))／(φ_all(0.5)＋φ_all(0.7)＋φ_all(0.9))＜2.5  …(5)
ただし、
φ_sp(0.5)：最大画角の５割の画角の主光線に関する正パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_sp(0.7)：最大画角の７割の画角の主光線に関する正パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_sp(0.9)：最大画角の９割の画角の主光線に関する正パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.5)：最大画角の５割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.7)：最大画角の７割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.9)：最大画角の９割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
である。
【請求項８】
前記第２レンズブロックのレンズ基板の平面のいずれか一方又は両方にＩＲカットコートが設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項９】
前記負パワーの面が以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
nd_sm＞1.50  …(6)
ただし、
nd_sm：絞りより物体側に位置する負パワーの面を構成するレンズ部の材料の屈折率、
である。
【請求項１０】
前記正パワーの面を２面有することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１１】
最大画角の７割の画角の主光線について、前記第２レンズブロックの最も物体側の光学面の光線高さと、前記第１レンズブロックの最も像面側の光学面の光線高さとの差が、以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
0.0＜(H_2f−H_1r)／f_all＜0.5  …(7)
ただし、
H_2f：第２レンズブロックの最も物体側の光学面での光線高さ、
H_1r：第１レンズブロックの最も像面側の光学面での光線高さ、
f_all：全系の近軸の焦点距離、
である。
【請求項１２】
前記レンズ基板がガラス材料から成ることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１３】
前記レンズ部が樹脂材料から成ることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１４】
前記樹脂材料がエネルギー硬化型の樹脂材料であることを特徴とする請求項１３記載の撮像レンズ。
【請求項１５】
前記樹脂材料に３０ナノメートル以下の無機微粒子を分散させた状態で含むことを特徴とする請求項１３又は１４記載の撮像レンズ。
【請求項１６】
格子状のスペーサ部材を介して前記レンズ基板同士又は前記レンズブロック同士をシールする工程と、一体化された前記レンズ基板及び前記スペーサ部材を前記スペーサ部材の格子枠で切断する工程と、を含む製造方法により、前記レンズブロックが製造されることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の撮像レンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記撮像レンズが設けられていることを特徴とする撮像装置。
【請求項１８】
請求項１７記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像レンズ，撮像装置及び携帯端末に関するものである。更に詳しくは、被写体の映像を撮像素子(例えば、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)型イメージセンサ，ＣＭＯＳ(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等の固体撮像素子)で取り込む撮像装置と、それを搭載した携帯端末と、例えば大量生産に適したウェハレベルレンズを含み、撮像素子の受光面上に光学像を形成する撮像レンズと、に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コンパクトで薄型の撮像装置が、コンパクトで薄型の電子機器である携帯端末(例えば、携帯電話機やＰＤＡ(Personal Digital Assistant)等)に搭載されるようになり、これにより遠隔地との相互の情報伝送が音声情報だけでなく画像情報についても可能となっている。その撮像装置に使用される撮像素子としては、ＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子が使用されている。
【０００３】
近年、携帯端末に搭載される広画角を有する撮像装置には、その小型化を目的として、微小な画素ピッチを有する撮像素子が採用されている。その傾向は、ますます加速の一途にある。このような撮像装置に用いられる撮像レンズが、特許文献１〜４で提案されている。それらは全て、標準からやや広角系の撮像レンズであり、大量生産の実現を狙ったウェハレベルレンズで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３２３３６５号公報
【特許文献２】特許第３９２９４７９号公報
【特許文献３】特許第３９７６７８１号公報
【特許文献４】特開２００８−２３３８８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１〜４で提案されているような撮像レンズは、例えば携帯端末に搭載されるため、非常に大きなコスト競争力が要求される。そして、コストを低く抑えるために、光学系のサイズを小型化したり体積を小さくすることにより、部品費を減らすことが行われている。また、部品点数を減らすために、光学系の構成要素であるレンズを削減することも行われている。そして、部品点数を削減することにより、大きなコスト競争力を持つことが可能になる。
【０００６】
例えば、ＩＲ(InfraRed)カットフィルターは、赤外の有害光をカットするために必要な部品であるが、これを削減するために光学部品のいずれかにＩＲカットコートを施せば、部品費の削減が可能である。しかしながら、ＩＲカットコートは角度依存性が高いため、従来の撮像レンズのように入射角度や射出角度の大きい光学面を有する構成では、像性能の劣化を招いてしまう。仮に、そのような光学面にＩＲカットコートを施しても十分なＩＲカット効果は得られず、像には大きなムラが生じてしまう。
【０００７】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、角度依存性の高いコートが施されたときに十分な効果を発揮することの可能な光学面を有する撮像レンズ、それを備えた撮像装置及び携帯端末を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、第１の発明の撮像レンズは、平行平板であるレンズ基板と、その物体側面及び像側面のうちの少なくとも一方に形成され、正又は負のパワーを有するレンズ部と、を備える光学要素をレンズブロックと呼ぶとき、前記レンズ基板と前記レンズ部とは材質が異なり、前記レンズブロックを２ブロック含む撮像レンズであって、前記レンズブロックを、物体側から順に、第１レンズブロック、第２レンズブロックと呼ぶとき、絞りより物体側に負パワーの面が少なくとも１面位置し、絞りより像面側であって前記第２レンズブロックのレンズ基板より物体側に正パワーの面が少なくとも１面位置することを特徴とする。
【０００９】
第２の発明の撮像レンズは、上記第１の発明において、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
｜θs_pt｜＜15  …(1)
ただし、
θs_pt：第２レンズブロックのレンズ基板の平面のうち、主光線の入射角度又は射出角度の最大値が小さい方の面における、主光線の入射角度又は射出角度の最大値(°)、
である。
【００１０】
第３の発明の撮像レンズは、上記第１又は第２の発明において、前記第１レンズブロック内に絞りが位置することを特徴とする。
【００１１】
第４の発明の撮像レンズは、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記負パワーの面が以下の条件式(2)を満足することを特徴とする。
-0.6＜φ_sm／φ_all＜-0.02  …(2)
ただし、
φ_sm：絞りより物体側に位置する負パワーの面の近軸のパワー、
φ_all：全系の近軸のパワー、
である。
【００１２】
第５の発明の撮像レンズは、上記第１〜第３のいずれか１つの発明において、前記絞りより物体側に位置する負パワーの面が、以下の条件式(3)を満足することを特徴とする。
-0.6＜(φ_sm(0.5)＋φ_sm(0.7)＋φ_sm(0.9))／(φ_all(0.5)＋φ_all(0.7)＋φ_all(0.9))＜-0.02  …(3)
ただし、
φ_sm(0.5)：最大画角の５割の画角の主光線に関する負パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_sm(0.7)：最大画角の７割の画角の主光線に関する負パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_sm(0.9)：最大画角の９割の画角の主光線に関する負パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.5)：最大画角の５割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.7)：最大画角の７割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.9)：最大画角の９割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
である。
【００１３】
第６の発明の撮像レンズは、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記正パワーの面が以下の条件式(4)を満足することを特徴とする。
0.2＜φ_sp／φ_all＜2.5  …(4)
ただし、
φ_sp：絞りより像面側であって第２レンズブロックのレンズ基板より物体側に位置する正パワーの面の近軸のパワー、
φ_all：全系の近軸のパワー、
である。
【００１４】
第７の発明の撮像レンズは、上記第１〜第５のいずれか１つの発明において、前記絞りより像面側であって第２レンズブロックのレンズ基板より物体側に位置する正パワーの面が、以下の条件式(5)を満足することを特徴とする。
0.2＜(φ_sp(0.5)＋φ_sp(0.7)＋φ_sp(0.9))／(φ_all(0.5)＋φ_all(0.7)＋φ_all(0.9))＜2.5  …(5)
ただし、
φ_sp(0.5)：最大画角の５割の画角の主光線に関する正パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_sp(0.7)：最大画角の７割の画角の主光線に関する正パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_sp(0.9)：最大画角の９割の画角の主光線に関する正パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.5)：最大画角の５割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.7)：最大画角の７割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.9)：最大画角の９割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
である。
【００１５】
第８の発明の撮像レンズは、上記第１〜第７のいずれか１つの発明において、前記第２レンズブロックのレンズ基板の平面のいずれか一方又は両方にＩＲカットコートが設けられていることを特徴とする。
【００１６】
第９の発明の撮像レンズは、上記第１〜第８のいずれか１つの発明において、前記負パワーの面が以下の条件式(6)を満足することを特徴とする。
nd_sm＞1.50  …(6)
ただし、
nd_sm：絞りより物体側に位置する負パワーの面を構成するレンズ部の材料の屈折率、
である。
【００１７】
第１０の発明の撮像レンズは、上記第１〜第９のいずれか１つの発明において、前記正パワーの面を２面有することを特徴とする。
【００１８】
第１１の発明の撮像レンズは、上記第１〜第１０のいずれか１つの発明において、最大画角の７割の画角の主光線について、前記第２レンズブロックの最も物体側の光学面の光線高さと、前記第１レンズブロックの最も像面側の光学面の光線高さとの差が、以下の条件式(7)を満足することを特徴とする。
0.0＜(H_2f−H_1r)／f_all＜0.5  …(7)
ただし、
H_2f：第２レンズブロックの最も物体側の光学面での光線高さ、
H_1r：第１レンズブロックの最も像面側の光学面での光線高さ、
f_all：全系の近軸の焦点距離、
である。
【００１９】
第１２の発明の撮像レンズは、上記第１〜第１１のいずれか１つの発明において、前記レンズ基板がガラス材料から成ることを特徴とする。
【００２０】
第１３の発明の撮像レンズは、上記第１〜第１２のいずれか１つの発明において、前記レンズ部が樹脂材料から成ることを特徴とする。
【００２１】
第１４の発明の撮像レンズは、上記第１３の発明において、前記樹脂材料がエネルギー硬化型の樹脂材料であることを特徴とする。
【００２２】
第１５の発明の撮像レンズは、上記第１３又は第１４の発明において、前記樹脂材料に３０ナノメートル以下の無機微粒子を分散させた状態で含むことを特徴とする。
【００２３】
第１６の発明の撮像レンズは、上記第１〜第１５のいずれか１つの発明において、格子状のスペーサ部材を介して前記レンズ基板同士又は前記レンズブロック同士をシールする工程と、一体化された前記レンズ基板及び前記スペーサ部材を前記スペーサ部材の格子枠で切断する工程と、を含む製造方法により、前記レンズブロックが製造されることを特徴とする。
【００２４】
第１７の発明の撮像装置は、上記第１〜第１６のいずれか１つの発明に係る撮像レンズと、受光面上に形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備え、前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように前記撮像レンズが設けられていることを特徴とする。
【００２５】
第１８の発明の携帯端末は、上記第１７の発明に係る撮像装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、絞りより物体側に負パワーの面が少なくとも１面位置し、絞りより像面側であって第２レンズブロックのレンズ基板より物体側に正パワーの面が少なくとも１面位置する構成になっているので、角度依存性の高いコートが施されたときに十分な効果を発揮することの可能な光学面を有する撮像レンズを実現することができる。例えば、撮像レンズを構成する光学要素にＩＲカットコートのような角度依存性のあるコートを施すことができ、それによりＩＲカットフィルター等の部品が不要になるので、大幅なコストダウンによりコスト競争力の高い撮像レンズ、それを備えた撮像装置及び携帯端末を実現することができる。また、大量生産の可能なウェハレベルレンズから成る撮像レンズに上記構成を採用することにより、上記効果を更に低コストで実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１の実施の形態(実施例１)の光学構成図。
【図２】第２の実施の形態(実施例２)の光学構成図。
【図３】実施例１の収差図。
【図４】実施例２の収差図。
【図５】撮像装置を搭載した携帯端末の概略構成例を模式的断面で示す図。
【図６】撮像レンズの製造工程の一例を示す概略断面図。
【図７】絞りより物体側に位置する負パワーの面の作用を示す光路図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明に係る撮像レンズ，撮像装置及び携帯端末等を、図面を参照しつつ説明する。本発明に係る撮像レンズは、レンズブロックを２ブロック含むものである。ただし、「レンズブロック」とは、平行平板であるレンズ基板と、その物体側面及び像側面のうちの少なくとも一方に形成され、正又は負のパワーを有するレンズ部と、を備える光学要素をいう。なお、ここで想定しているレンズ基板とレンズ部とは材質が異なっている。
【００２９】
この撮像レンズは、上記のようにレンズブロックを２ブロック含んでいるので、物体側から順に、第１レンズブロック及び第２レンズブロックを有するブロック配置になっている。そして、絞りより物体側に負パワーの面が少なくとも１面位置し、絞りより像面側であって第２レンズブロックのレンズ基板より物体側に正パワーの面が少なくとも１面位置する構成になっている。つまり、物体側から、少なくとも１面の負パワーの光学面、絞り、少なくとも１面の正パワーの光学面、第２レンズブロックのレンズ基板(平行平板)、が光学配置された構成になっている。
【００３０】
従来、この種の光学系は、小型化のために、絞りより物体側の面が正パワーを有するか、又は絞りが最も物体側に位置する構成になっている。絞りより物体側の面が正パワーの場合、軸外の光線はその正パワーによって光線角度が更に強くなる。また、最も物体側に絞りがある場合には、画角の光線角度の光が直接入ってくる。そのため、光学面に入射する光線又は光学面から射出する光線は、光軸に対して急な角度がつくような方向に曲げられる。その結果、例えば、レンズブロックを構成する平行平板上での光学面の法線と主光線との成す角度(つまり入射角度)は、２０度〜４０度程度となり、ＩＲカットコート(すなわちＩＲカットフィルター膜)のような角度依存性の高いコートでは、個々の光線角度が大きく異なるため、像にムラが発生することになる。
【００３１】
本発明では、絞りより物体側に位置する負パワーの面が、物体側から入射してくる光線の角度をゆるくするように作用する。物体側から入射した光は、絞りに向かって(正確には、絞りより物体側の光学系による絞りの像(つまり入射瞳)に向かって)入射するわけであるが、光軸よりも下方から入射してきた光線は、絞りよりも前側の負パワーにより、下側へ曲げられるため、光線は光軸に対してゆるやかになる(つまり光軸に対して平行に近づく。)。そのため、この部分で、まず光線の角度をゆるくすることができる。さらに、絞りより像面側に正パワーの光学面を有しているため、絞りから射出してきた光線(例えば主光線であれば、絞り中心から射出してきた光線)は、絞りより後側の正パワーの面で下方へ曲げられることにより、光線は更にゆるやかな角度になる。そして、その正パワーの面から像面側のレンズ基板(平行平板)に入射し射出することになる。これにより、光線は光軸に対して非常にゆるい角度となって、平行平板に入射し射出することができる。
【００３２】
したがって、絞りより物体側に、少なくとも１面の負のパワーの面を配置し、絞りより像面側であって第２レンズブロックのレンズ基板より物体側に、少なくとも１面の正のパワーの面を配置した構成とすることにより、第２レンズブロックの平行平板部分での光線の角度をゆるくすることができる。つまり、角度依存性の高いコートが施されたときでも十分な効果を発揮することの可能な光学面を有する撮像レンズを実現することができる。例えば、第２レンズブロックのレンズ基板にＩＲカットコートのような角度依存性のあるコートを施すことができ、それによりＩＲカットフィルター、そのフィルターの保持機構部品等の部品が不要になる。したがって、大幅なコストダウンによりコスト競争力の高い撮像レンズ及びそれを備えた撮像装置を実現することが可能である。そして、その撮像レンズを備えた撮像装置を携帯端末等のデジタル機器に用いれば、そのコンパクト化，低コスト化，高性能化等に寄与することができる。また、大量生産の可能なウェハレベルレンズから成る撮像レンズに上記構成を採用することにより、上記効果を更に低コストで実現することが可能となる。こういった効果をバランス良く得るとともに、更に高い光学性能，製造性の向上等を達成するための条件等を以下に説明する。
【００３３】
以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
｜θs_pt｜＜15  …(1)
ただし、
θs_pt：第２レンズブロックのレンズ基板の平面のうち、主光線の入射角度又は射出角度の最大値が小さい方の面における、主光線の入射角度又は射出角度の最大値(°)、
である。
【００３４】
ＩＲカットコートのようなコートを光学面に施す場合、平面に施す方がコスト的にも品質的にも安定する。例えば、１枚の平行平板にコートを施し、その後、カットすれば、一度に大量の部品にコートを施すことが可能である。そのため、平行平板へのコートが有利である。平行平板へコートを施すために、平行平板への光線の入射角度又は平行平板からの光線の射出角度を小さくする必要がある。この角度が大きいと、角度依存性のあるコートでは、場所等により性能の差ができてしまい、像のムラ等が発生する。条件式(1)は、平行平板等にＩＲカットコート等の角度依存性のあるコートを施すとき、像ムラ等の発生を小さくするための条件を規定している。この条件式(1)の範囲を越えて角度が大きくなると、像ムラ等が発生してしまい実用的でなくなる。
【００３５】
第１レンズブロック内に絞りが位置することが望ましい。絞りより前の面が負パワーの面であり、絞りより像面側で、なおかつ、第２レンズブロックのレンズ基板(平行平板)より物体側に正パワーの面を配置する構成にすると、第２レンズブロックの平行平板における入射角度又は射出角度をゆるくすることができる。第２レンズブロックの平行平板より前の光学面としては、第１レンズブロックの両面、第２レンズブロックの前面の３面がある。このうち、負のパワーの面と正のパワーの面の２面を選択するが、その場合、絞りは、第１レンズブロックの平行平板上か、第１レンズブロックと第２レンズブロックの間に配置することになる。第１レンズブロックと第２レンズブロックとの間に絞りを配置するとなると、絞り部品が必要となり、部品費のコストアップにつながる。そのため、第１レンズブロックの平行平板部に絞りを設けると、新たに絞りの部品費用を発生することなく、絞りの機能を光学系に設けることができる。また、第１レンズブロックに絞りがあることにより、第１レンズブロックの径方向の大きさを小さくすることが可能になる。したがって、体積的に小さく構成することが可能となるため、更にコスト的なメリットがある。
【００３６】
前記負パワーの面は、以下の条件式(2)を満足することが望ましい。
-0.6＜φ_sm／φ_all＜-0.02  …(2)
ただし、
φ_sm：絞りより物体側に位置する負パワーの面の近軸のパワー、
φ_all：全系の近軸のパワー、
である。
【００３７】
図７に、絞りより物体側に位置する負パワーの面の作用を示す。例えば、第１面を負パワーの面ｓｍとすると、軸外主光線ＰＲは斜め下方から入射瞳ＥＰに向かって負パワーの面ｓｍに入射し、負パワーの面ｓｍで光軸ＡＸに対して平行な方向に曲げられる(収差が無い場合)。つまり、負パワーの面ｓｍによって光線角度をゆるやかにすることができる。
【００３８】
収差が無い近軸の領域での負パワーの面ｓｍの作用を、更に詳しく説明する。負パワーの面ｓｍのパワーをφ_sm、負パワーの面ｓｍへの入射換算角度をθ、射出換算角度をθ’、負パワーの面ｓｍと軸外主光線ＰＲとの交点の光軸ＡＸからの高さをｈ＃、負パワーの面ｓｍから入射瞳ＥＰ位置までの距離をＳ＃とすると、
θ’＝θ＋φｈ＃＝θ＋φ_sm・Ｓ＃・θ
よって、
（θ’／θ）＝１＋φ_sm・Ｓ＃
となる。
【００３９】
Ｓ＃は、おおよそ全系の焦点距離と同等から１／２０が普通である。そのため、
Ｓ＃＝ｆ_all〜1/20・ｆ_all  →  1／φ_all〜20／φ_all
よって、
（θ’／θ）＝1＋φＳ＃＝1＋Ａ（φ_sm／φ_all）
であり、Ａは１〜２０ぐらいである。
【００４０】
ここで、左辺は、光線角度をどのくらいゆるやかにするかを示す比であり、０．８から０．４ぐらいが望ましい。よって、左辺が０．４でＡが１の場合、（φ_sm／φ_all）は−０．６となる。また、左辺が０．４で、Ａが２０の場合、（φ_sm／φ_all）は−０．０２となる。この範囲が光線の角度を適切にゆるくする条件であり、この条件を外れて角度をゆるくしようとすると、負のパワーが強くなりすぎるため、収差(特にコマ収差や歪曲)が悪化してしまい、性能が維持できなくなる。
【００４１】
上述した条件範囲を規定しているのが条件式(2)である。条件式(2)の下限を越えて、負のパワーが強くなりすぎると、コマ収差や歪曲収差が悪化して実用性能を確保できなくなる。また、条件式(2)の上限を越えて、負のパワーが弱くなりすぎると、光線の角度を十分にゆるくできなくなる。
【００４２】
次に、パワー(焦点距離の逆数)の計算方法を説明する。通常、共軸系のある面のパワーは、光軸上のある面と光軸との交点での面の局所曲率と、その面の前後の屈折率と、により計算することができる。しかし、軸外の場合は、若干異なる。軸外光線に対する面のパワーは、その画角の主光線と面との交わる位置で、その面の局所曲率と、その主光線のその面への入射角度と、その面の前後の屈折率と、より計算することができる。ある軸外の画角(例えば、最大画角の５割の画角)でのある面でのパワーは、その画角の主光線が、その面と交わる位置(交点)での面の局所曲率と、その面への主光線の入射角度と、その面の前後での屈折率と、により計算することができる。
【００４３】
上記観点から、条件式(2)で近軸のパワーを規定する代わりに軸外のパワーを規定してもよいので、例えば、前記絞りより物体側に位置する負パワーの面は、以下の条件式(3)を満足することが望ましい。
-0.6＜(φ_sm(0.5)＋φ_sm(0.7)＋φ_sm(0.9))／(φ_all(0.5)＋φ_all(0.7)＋φ_all(0.9))＜-0.02  …(3)
ただし、
φ_sm(0.5)：最大画角の５割の画角の主光線に関する負パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_sm(0.7)：最大画角の７割の画角の主光線に関する負パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_sm(0.9)：最大画角の９割の画角の主光線に関する負パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.5)：最大画角の５割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.7)：最大画角の７割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.9)：最大画角の９割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
である。
【００４４】
この条件式(3)は、軸外の中帯から周辺までの主光線に関して、絞りより物体側に位置する負パワーの面のうちの少なくとも１面のパワーを規定するものである。中帯から周辺までの光線は、特に光線の角度が急になる部分であり、この部分のパワーを規定することにより、光線の角度を更にゆるくすることが可能となる。条件式(3)の下限を越えて、負のパワーが強くなりすぎると、コマ収差や歪曲収差が悪化し、実用性能を確保できなくなる。また、条件式(3)の上限を越えて、負のパワーが弱くなりすぎると、光線の角度を十分にゆるくすることができなくなる。
【００４５】
前記正パワーの面は、以下の条件式(4)を満足することが望ましい。
0.2＜φ_sp／φ_all＜2.5  …(4)
ただし、
φ_sp：絞りより像面側であって第２レンズブロックのレンズ基板より物体側に位置する正パワーの面の近軸のパワー、
φ_all：全系の近軸のパワー、
である。
【００４６】
前述した条件式(2)の説明と同様に、絞りより後の面の条件を求めることができる。ただし、この正パワーの面の場合、絞りとの間の光学面、この正パワーの面以降の面との合成パワー等が関係するため、絞りより物体側に位置する負パワーの面よりも条件は複雑になり、収差の発生も複雑になる。したがって、解析的には単純に解くことができない。そのため、設計より求めた条件が本条件式(4)の範囲である。この条件式(4)の下限を越えてパワーが弱くなりすぎると、光線の角度を十分にゆるくすることができなくなる。また、この条件式(4)の上限を越えてパワーが強くなりすぎると、コマ収差が悪化し、性能が悪化する。よって、この条件式(4)の範囲内に設定することにより、結像性能が良好で、しかも平行平板での光線角度を十分にゆるくした撮像レンズを実現することができる。
【００４７】
前記条件式(3)と同様の観点から、条件式(4)で近軸のパワーを規定する代わりに軸外のパワーを規定してもよいので、例えば、前記絞りより像面側であって第２レンズブロックのレンズ基板より物体側に位置する正パワーの面は、以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
0.2＜(φ_sp(0.5)＋φ_sp(0.7)＋φ_sp(0.9))／(φ_all(0.5)＋φ_all(0.7)＋φ_all(0.9))＜2.5  …(5)
ただし、
φ_sp(0.5)：最大画角の５割の画角の主光線に関する正パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_sp(0.7)：最大画角の７割の画角の主光線に関する正パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_sp(0.9)：最大画角の９割の画角の主光線に関する正パワーの面のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.5)：最大画角の５割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.7)：最大画角の７割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
φ_all(0.9)：最大画角の９割の画角の主光線に関する全系のサジタル方向のパワー、
である。
【００４８】
この条件式(5)は、軸外の中帯から周辺までの主光線に関して、絞りと第２レンズブロックのレンズ基板との間に位置する少なくとも１面の正パワーの面のパワーを規定するものである。中帯から周辺までの光線は、特に光線の角度が急になる部分であり、この部分のパワーを規定することにより、光線の角度を更にゆるくすることが可能となる。条件式(5)の下限を越えて、正のパワーが弱くなりすぎると、光線の角度を十分にゆるくすることができなくなる。また、条件式(5)の上限を越えて、正のパワーが強くなりすぎると、コマ収差が悪化し、性能が悪化してしまう。したがって、この条件式(5)の範囲内に設定することにより、結像性能が良好で、しかも平行平板での光線角度を十分にゆるくした撮像レンズを実現することができる。
【００４９】
前記第２レンズブロックのレンズ基板の平面のいずれか一方又は両方に、ＩＲカットコートを設けることが望ましい。前述したように、絞りを挟んで負パワーと正パワーを配置することにより、第２レンズブロックの平行平板部での光線角度をゆるくすることができる。そして、その軸外主光線の角度をほぼ１５度以内とすることができるため(条件式(1)の角度範囲に相当する。)、レンズ基板の平面部にＩＲカットコートを施しても、ＩＲカットコート面を通過する光線角度は小さくなる。したがって、角度依存の影響を小さくすることができるため、像のムラを小さくすることができる。レンズ基板に設けるコートはＩＲカットコートに限らず、その他の角度依存性の高いコート等も形成することができ、また、回折光学面を採用することもできる。
【００５０】
前記負パワーの面は、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
nd_sm＞1.50  …(6)
ただし、
nd_sm：絞りより物体側に位置する負パワーの面を構成するレンズ部の材料の屈折率、
である。
【００５１】
面のパワーは、その形状と屈折率により決まる。屈折率が高ければ、その曲率を弱くしてゆるい面とすることができるが、屈折率が低いと、必要なパワーを得るために強い曲率が必要となる。絞りより前の負パワーの面は、その曲率が強くなるとコマ収差が悪化する。この問題を解消するための条件を規定しているのが、条件式(6)である。つまり、この条件式(6)は、平行平板において入射光線又は射出光線を適切なパワーでゆるくするとともに、高い光学性能を保つための条件を規定している。条件式(6)の下限を越えて、屈折率が低くなりすぎると、コマ収差が悪化するため、高い光学性能を維持することが困難になる。
【００５２】
前記正パワーの面を２面有することが望ましい。つまり、絞りより像面側であって第２レンズブロックのレンズ基板より物体側に正パワーの面が２面位置することが望ましい。絞りの最適な位置は、第１レンズブロックの平行平板(レンズ基板)であり、それより像面側であって、第２レンズブロックの平行平板(レンズ基板)より物体側の面は、少なくとも２面存在する。この２面を正パワーの面とすると、この部分で必要なパワーを２面で分けることができ、個々の面の曲率をゆるくすることができる。また、第１レンズブロック側の面は像面側に凸の面となるので非点収差補正に有利であり、しかも、そのパワーを調整すれば最適な補正条件に近づけることが可能となる。一方、第２レンズブロック側の面は物体側に凸の面となるが、この部分のパワーを適切に調整すれば、球面収差やコマ収差を適切に補正することが可能となる。したがって、正のパワーを有する光学面を２面用いて構成する方が性能向上のために好ましい。
【００５３】
最大画角の７割の画角の主光線について、第２レンズブロックの最も物体側の光学面の光線高さと、第１レンズブロックの最も像面側の光学面の光線高さとの差が、以下の条件式(7)を満足することが望ましい。
0.0＜(H_2f−H_1r)／f_all＜0.5  …(7)
ただし、
H_2f：第２レンズブロックの最も物体側の光学面での光線高さ、
H_1r：第１レンズブロックの最も像面側の光学面での光線高さ、
f_all：全系の近軸の焦点距離、
である。また、像高は正の方向(画角がマイナスの方向)とする。
【００５４】
第２レンズブロックの最も物体側の光学面での光線高さと、第１レンズブロックの最も像面側の光学面での光線高さとの差は、第２レンズブロックへ入射する光線の角度の大きさを表す目安となる。この差が大きいと、光軸に対する光線の傾きが大きく、この差が小さいと、光軸に対する光線の傾きは小さくなる。この差が大きく、光軸に対する光線の傾きが大きいと、第２レンズブロックの平面部での光線の傾きをゆるやかにするためには、第２レンズブロックの物体側の面のパワーを強くする必要があるが、この部分のパワーを強くしすぎると、コマ収差の原因となる。また、この差が小さいと、第２レンズブロックの物体側の面での光線高さが低くなり、第２レンズブロックの平面部での光線の傾きをゆるやかにするにはよいが、所定の像高への光線の入射角度、つまり、テレセントリック性を確保するのが困難になる。
【００５５】
以上のことから、この条件式(7)は、第２レンズブロックの平行平板部での光線の傾きをゆるやかにしながら、高性能を保ち、なおかつ、テレセントリック性能も確保するための条件といえる。条件式(7)の下限を越えて、その光線差が小さくなりすぎると、テレセントリック性の確保が困難になる。また、条件式(7)の上限を越えて、その差が大きくなると、コマ収差が悪化して実用性能を確保できなくなる。
【００５６】
レンズ基板はガラス材料から成ることが望ましい。ガラスは樹脂に比べて軟化温度が高いため、レンズ基板をガラスで構成すると、リフロー処理を行っても容易に変異せず、また低コスト化が可能である。高軟化温度のガラスでレンズ基板を構成することが、更に望ましい。レンズ基板に使用する材料がガラスの場合、樹脂に比べて、レンズ内部のひずみに起因する光学特性の劣化(レンズ内の複屈折等)を低減することができる。
【００５７】
レンズ部は樹脂材料から成ることが望ましい。レンズ部に使用する材料として、樹脂材料はガラス材料に比べて加工成形性が良く、また低コスト化も可能である。
【００５８】
上記樹脂材料はエネルギー硬化型の樹脂材料であることが望ましい。レンズ部をエネルギー硬化型の樹脂材料で構成することにより、ウェハ状のレンズ基板に対し金型で大量のレンズ部を同時に硬化させ形成することが可能となる。したがって、量産性を向上させることができる。ここでいうエネルギー硬化型の樹脂材料とは、熱によって硬化する樹脂材料、光によって硬化する樹脂材料等を指し、その硬化には熱，光等のエネルギーを与える種々の手段が使用可能である。
【００５９】
エネルギー硬化型の樹脂材料としては、ＵＶ硬化型の樹脂材料を用いることが望ましい。ＵＶ硬化型の樹脂材料を用いれば、硬化時間の短縮により量産性を改善することができる。また、近年では耐熱性に優れた硬化型の樹脂材料が開発されており、耐熱性の樹脂を用いることでリフロー処理に耐えるカメラモジュールに対応することができ、より安価なカメラモジュールを提供することができる。ここでいうリフロー処理とは、プリント基板(回路基板)上にペースト状のはんだを印刷し、その上に部品(カメラモジュール)を載せてから熱を加えてはんだを溶かし、センサー外部端子と回路基板とを自動溶接する処理のことである。
【００６０】
樹脂材料に３０ナノメートル以下の無機微粒子を分散させた状態で含むことが望ましい。樹脂材料にて構成されるレンズ部に３０ナノメートル以下の無機微粒子を分散させることで、温度が変化しても性能の劣化や像点位置変動を低減させることが可能となる。しかも、光透過率を低下させることなく、環境変化に関わらず優れた光学特性を有する撮像レンズを得ることができる。一般に透明な樹脂材料に微粒子を混合させると、光の散乱が生じて透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であるが、微粒子の大きさを透過光束の波長よりも小さくすることにより、散乱が実質的に発生しないようにすることができる。
【００６１】
また、樹脂材料はガラス材料に比べて屈折率が低いことが欠点であったが、屈折率の高い無機粒子を母材となる樹脂材料に分散させると、屈折率を高くできることがわかってきた。具体的には、母材となる樹脂材料に３０ナノメートル以下、望ましくは２０ナノメートル以下、更に望ましくは１５ナノメートル以下の無機粒子を分散させることにより、任意の温度依存性を有する材料を提供することができる。
【００６２】
さらに、樹脂材料は温度が上昇することにより屈折率が低下してしまうが、温度が上昇すると屈折率が上昇する無機粒子を母材となる樹脂材料に分散させると、これらの性質を打ち消し合うように作用するので、温度変化に対する屈折率変化を小さくできることも知られている。また、逆に、温度が上昇すると屈折率が低下する無機粒子を母材となる樹脂材料に分散させると、温度変化に対する屈折率変化を大きくできることも知られている。具体的には、母材となる樹脂材料に３０ナノメートル以下、望ましくは２０ナノメートル以下、更に望ましくは１５ナノメートル以下の無機粒子を分散させることにより、任意の温度依存性を有する材料を提供することができる。例えば、アクリル系樹脂に酸化アルミニウム(Ａｌ2Ｏ3)やニオブ酸リチウム(ＬｉＮｂＯ3)の微粒子を分散させることにより、高い屈折率の樹脂材料が得られるとともに、温度に対する屈折率変化を小さくすることができる。
【００６３】
次に、屈折率の温度による変化Ａについて詳細に説明する。屈折率の温度による変化Ａは、ローレンツ・ローレンツの式に基づいて、屈折率ｎを温度ｔで微分することにより、以下の式(FA)で表される。
【００６４】
【数１】
2010271340.tif 000003
…(FA)
【００６５】
ただし、式(FA)中、
α：線膨張係数、
［Ｒ］：分子屈折、
である。
【００６６】
樹脂材料の場合は、一般に式(FA)中の第１項に比べ第２項の寄与が小さく、ほぼ無視できる。例えば、ＰＭＭＡ(polymethyl methacrylate)樹脂の場合、線膨張係数αは７×１０-5であり、上記式(FA)に代入すると、ｄｎ／ｄｔ＝−１．２×１０-4［／℃］となり、実測値とおおむね一致する。
【００６７】
ここで、微粒子、望ましくは無機微粒子を樹脂材料中に分散させることにより、実質的に上記式(FA)の第２項の寄与を大きくし、第１項の線膨張による変化と打ち消し合うようにさせている。具体的には、従来は−１．２×１０-4程度であった変化を、絶対値で８×１０-5未満に抑えることが望ましい。また、第２項の寄与を更に大きくして、母材の樹脂材料とは逆の温度特性を持たせることも可能である。つまり、温度が上昇することによって屈折率が低下するのではなく、逆に、屈折率が上昇するような素材を得ることもできる。混合させる割合は、屈折率の温度に対する変化の割合をコントロールするために、適宜増減できるし、複数種類のナノサイズの無機粒子をブレンドして分散させることも可能である。
【００６８】
本発明に係る撮像レンズは、画像入力機能付きデジタル機器(例えば携帯端末)への使用に適しており、これを撮像素子等と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像装置を構成することができる。撮像装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラの主たる構成要素を成す光学装置であり、例えば、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像を形成する撮像レンズと、その撮像レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えることにより構成される。そして、撮像素子の受光面上に被写体の光学像が形成されるように、前述した特徴的構成を有する撮像レンズが配置されることにより、低コストで高い性能を有する撮像装置やそれを備えたデジタル機器(例えば、携帯端末)を実現することができる。
【００６９】
カメラの例としては、デジタルカメラ，ビデオカメラ，監視カメラ，車載カメラ，テレビ電話用カメラ等が挙げられ、また、パーソナルコンピュータ，携帯端末(例えば、携帯電話，モバイルコンピュータ等の小型で携帯可能な情報機器端末)，これらの周辺機器(スキャナー，プリンター等)，その他のデジタル機器等に内蔵又は外付けされるカメラが挙げられる。これらの例から分かるように、撮像装置を用いることによりカメラを構成することができるだけでなく、各種機器に撮像装置を搭載することによりカメラ機能を付加することが可能である。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器を構成することが可能である。
【００７０】
図５に、画像入力機能付きデジタル機器の一例として、携帯端末ＤＵの概略構成例を模式的断面で示す。図５に示す携帯端末ＤＵに搭載されている撮像装置ＬＵは、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像(像面)ＩＭを形成する撮像レンズＬＮ(ＡＸ：光軸)と、平行平面板ＰＴ(必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター等の光学フィルター；撮像素子ＳＲのカバーガラス等に相当する。)と、撮像レンズＬＮにより受光面ＳＳ上に形成された光学像ＩＭを電気的な信号に変換する撮像素子ＳＲと、を備えている。この撮像装置ＬＵで画像入力機能付きの携帯端末ＤＵを構成する場合、通常そのボディ内部に撮像装置ＬＵを配置することになるが、カメラ機能を実現する際には必要に応じた形態を採用することが可能である。例えば、ユニット化した撮像装置ＬＵを携帯端末ＤＵの本体に対して着脱自在又は回動自在に構成することが可能である。
【００７１】
撮像素子ＳＲとしては、例えば複数の画素を有するＣＣＤ型イメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子が用いられる。撮像レンズＬＮは、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に被写体の光学像ＩＭが形成されるように設けられているので、撮像レンズＬＮによって形成された光学像ＩＭは、撮像素子ＳＲによって電気的な信号に変換される。
【００７２】
携帯端末ＤＵは、撮像装置ＬＵの他に、信号処理部１，制御部２，メモリ３，操作部４，表示部５等を備えている。撮像素子ＳＲで生成した信号は、信号処理部１で所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が必要に応じて施され、デジタル映像信号としてメモリ３(半導体メモリ，光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送される。制御部２はマイクロコンピュータから成っており、撮影機能，画像再生機能等の機能制御；フォーカシングのためのレンズ移動機構の制御等を集中的に行う。例えば、被写体の静止画撮影，動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、制御部２により撮像装置ＬＵに対する制御が行われる。表示部５は液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子ＳＲによって変換された画像信号あるいはメモリ３に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。操作部４は、操作ボタン(例えばレリーズボタン)，操作ダイヤル(例えば撮影モードダイヤル)等の操作部材を含む部分であり、操作者が操作入力した情報を制御部２に伝達する。
【００７３】
撮像レンズＬＮは、前述したようにレンズブロックを２ブロック含み(物体側から順に、第１レンズブロックＣ１と第２レンズブロックＣ２から成る。)、撮像素子ＳＲの受光面ＳＳ上に光学像ＩＭを形成する構成になっている。撮像レンズＬＮで形成されるべき光学像は、例えば、撮像素子ＳＲの画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的ローパスフィルター(図５中の平行平面板ＰＴに相当する。)を通過することにより、電気的な信号に変換される際に発生するいわゆる折り返しノイズが最小化されるように、空間周波数特性が調整される。これにより、色モアレの発生を抑えることができる。ただし、解像限界周波数周辺の性能を抑えてやれば、光学的ローパスフィルターを用いなくてもノイズの発生を懸念する必要がなく、また、ノイズがあまり目立たない表示系(例えば、携帯電話の液晶画面等)を用いてユーザーが撮影や鑑賞を行う場合には、光学的ローパスフィルターを用いる必要はない。
【００７４】
撮像レンズＬＮのフォーカスは、アクチュエータを用いてレンズユニット全体を光軸ＡＸ方向に移動させてもよいし、レンズの一部を光軸ＡＸ方向に移動させてもよい。例えば、第１レンズブロックＣ１のみでフォーカスしてやれば、アクチュエータの小型化が可能である。また、レンズを光軸方向に移動させてフォーカスさせなくても、撮像素子ＳＲに記録された情報から、ソフトウェアによって焦点深度を深くする処理等を行うことによって、フォーカス機能を実現してもよい。その場合、アクチュエータは必要なく、小型化と低コスト化を同時に実現することができる。
【００７５】
撮像レンズＬＮは、格子状のスペーサ部材を介して前記レンズ基板同士又は前記レンズブロック同士をシールする工程と、一体化された前記レンズ基板及び前記スペーサ部材を前記スペーサ部材の格子枠で切断する工程と、を含む製造方法により、前記レンズブロックが製造されることが望ましい。例えば、全てのレンズがレンズブロックから成る撮像レンズＬＮでは、被写体像ＩＭを形成する撮像レンズＬＮ又はそれを含む撮像装置ＬＵを複数製造する製造方法において、格子状のスペーサ部材を介してレンズ基板同士をシールする工程と、一体化されたレンズ基板及びスペーサ部材をそのスペーサ部材の格子枠で切断する工程と、を備えることにより、容易に生産することが可能となる。これにより、安価な撮像レンズの量産が可能となる。
【００７６】
撮像レンズＬＮを複数製造する製造方法には、例えばリフロー法やレプリカ法が用いられる。リフロー法では、ＣＶＤ(Chemical Vapor Deposition)法による低軟化点ガラス成膜を行い、リソグラフィーとドライエッチングによる微細加工を行い、熱処理によるガラスリフローを行うことにより、ガラス基板上に多数のレンズが同時に作製される。レプリカ法では、レンズウェハ上に硬化性の樹脂を用いて金型で同時に大量のレンズ形状を転写することにより、多数のレンズが同時に作製される。いずれの方法によっても、多数のレンズを同時に作製することができるので、低コスト化が可能である。例えば、上述の方法で製造した異なるレンズ(レンズ基板上にレンズ部を作製して、１個ずつ切り離したもので、レンズ部が異なる２つのレンズ)を、平板部分同士で貼り合わせると、第１のレンズ部，第１の平行平板，第２の平行平板，第２のレンズ部の順に配列されたレンズブロックとなる。
【００７７】
図６に、撮像レンズＬＮの製造工程の一例を概略断面図で示す。第１レンズブロックＣ１は、平行平板から成る第１レンズ基板Ｌ１２と、その一方の平面に接着された複数の第１物体側レンズ部Ｌ１１と、他方の平面に接着された複数の第１像側レンズ部Ｌ１３と、で構成されている。第１レンズ基板Ｌ１２は１枚の平行平板で構成してもよく、上述したように２枚の平行平板を貼り合わせて構成してもよい。第２レンズブロックＣ２は、平行平板から成る第２レンズ基板Ｌ２２と、その一方の平面に接着された複数の第２物体側レンズ部Ｌ２１と、他方の平面に接着された複数の第２像側レンズ部Ｌ２３と、で構成されている。第１レンズ基板Ｌ１２と同様、第２レンズ基板Ｌ２２は１枚の平行平板で構成してもよく、上述したように２枚の平行平板を貼り合わせて構成してもよい。また、第２レンズ基板Ｌ２２の片面又は両面には、ＩＲカットコートのような角度依存性の高いコートが施される。
【００７８】
格子状のスペーサ部材Ｂ１は、各レンズブロック間隔を規定して一定に保つものであり、２段格子になっていて、格子の穴の部分に各レンズ部分が配置されている。基板Ｂ２は、マイクロレンズアレイを含むウェハレベルのセンサーチップサイズパッケージ、あるいはセンサーカバーガラス等の平行平面板(図５中の平行平面板ＰＴに相当するもの)である。基板Ｂ２上でスペーサ部材Ｂ１を介してレンズ基板同士をシールし、一体化された第１レンズ基板Ｌ１２，第２レンズ基板Ｌ２２及びスペーサ部材Ｂ１を、スペーサ部材Ｂ１の格子枠(破線Ｑの位置)で切断すると、２枚玉構成の撮像レンズが複数得られる。もちろん、レンズ基板同士をシールせずに、樹脂層を介したレンズブロック同士をシールしてもよい。このように、第１レンズブロックＣ１及び第２レンズブロックＣ２が複数組まれた状態から撮像レンズを切り離すようにすれば、レンズ間隔の調整や組み立てを撮像レンズ毎に行う必要が無いので大量生産が可能となる。しかも、スペーサ部材Ｂ１を格子形状にすることにより、それを切り離す際の印とすることができる。これは本技術分野における趣旨に添うものであり、安価なレンズ系の量産に寄与することができる。
【００７９】
次に、第１，第２の実施の形態を挙げて、撮像レンズＬＮの具体的な光学構成を更に詳しく説明する。図１，図２に、撮像レンズＬＮの第１，第２の実施の形態のレンズ構成をそれぞれ光学断面で示す。各実施の形態の撮像レンズＬＮはいずれも、撮像素子ＳＲ(図５)に対して光学像ＩＭを形成する撮像用(例えば携帯端末用)の単焦点レンズであり、物体側から順に、第１レンズブロックＣ１と、第２レンズブロックＣ２と、の２つのレンズブロックで構成されている。
【００８０】
第１，第２の実施の形態において、各レンズブロックＣ１，Ｃ２は、物体側から順に以下のように構成されている。第１レンズブロックＣ１では、第１物体側レンズ部Ｌ１１，第１レンズ基板Ｌ１２及び第１像側レンズ部Ｌ１３の順に配列されており、第１レンズ基板Ｌ１２の平面部(第１物体側レンズ部Ｌ１１又は第１像側レンズ部Ｌ１３との境界面)には開口絞りＳＴが配置されている。また、第２レンズブロックＣ２では、第２物体側レンズ部Ｌ２１，第２レンズ基板Ｌ２２及び第２像側レンズ部Ｌ２３の順に配列されており、第２レンズ基板Ｌ２２の平面部(第２物体側レンズ部Ｌ２１又は第２像側レンズ部Ｌ２３との境界面)には、ＩＲカットコートのような角度依存性の高いコートが施されている。例えば、ＩＲカットコートを第２レンズ基板Ｌ２２の平面部に施すと、その高い角度依存性にかかわらず、画面全体で均一なＩＲカット特性を得ることが可能となる。したがって、高いＩＲカット効果により、ムラの無い像を得ることができる。
【００８１】
物体側から像側に向かってｎ番目(ｎ＝１，２)のレンズブロックを第ｎレンズブロックＣｎとすると、第ｎレンズブロックＣｎは両面とも(つまり空気と接するレンズ面はすべて)非球面である。また、第ｎ物体側レンズ部Ｌｎ１と第ｎレンズ基板Ｌｎ２とでは屈折率が異なっており、第ｎレンズ基板Ｌｎ２と第ｎ像側レンズ部Ｌｎ３とでは屈折率が異なっている。
【実施例】
【００８２】
以下、本発明を実施した撮像レンズの構成等を、実施例のコンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１，２は、前述した第１，第２の実施の形態にそれぞれ対応する数値実施例であり、第１，第２の実施の形態を表す光学構成図(図１，図２)は、対応する実施例１，２(ＥＸ１，２)のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００８３】
各実施例のコンストラクションデータでは、面データとして、左側の欄から順に、面番号，曲率半径r(mm)，軸上での面間隔d(mm)，ｄ線(波長：587.56nm)に関する屈折率nd，ｄ線に関するアッベ数vdを示す。面番号に*が付された面は非球面であり、その面形状は面頂点を原点とするローカルな直交座標系(x,y,z)を用いた以下の式(AS)で定義される。非球面データとして、非球面係数等を示す。なお、各実施例の非球面データにおいて表記の無い項の係数は０であり、すべてのデータに関してe-n=×10-nである。
z＝(c・h2)／[1＋√{1−(1＋K)・c2・h2}]＋Σ(Aj・hj)  …(AS)
ただし、
h：z軸(光軸ＡＸ)に対して垂直な方向の高さ(h2=x2+y2)、
z：高さhの位置での光軸ＡＸ方向のサグ量(面頂点基準)、
c：面頂点での曲率(曲率半径rの逆数)、
K：円錐定数、
Aj：ｊ次の非球面係数、
である。
【００８４】
各種データとして、焦点距離(f，mm)，Ｆナンバー(Fno.)，半画角(ω，°)，像高(y'max，mm)，レンズ全長(TL，mm)，バックフォーカス(BF，mm)を示す。バックフォーカスは、レンズ最終面から近軸像面までの距離を空気換算長により表記しており、レンズ全長は、レンズ最前面からレンズ最終面までの距離にバックフォーカスを加えたものである。さらに、全系と第１，第２レンズブロックＣ１，Ｃ２の各パワー(mm-1)を表１に示し、絞りより物体側に位置する負パワーの面、及び絞りＳＴと第２レンズ基板Ｌ２２との間に位置する正パワーの面(各レンズブロックＣ１，Ｃ２に１面ずつ存在する。)の各パワー(mm-1)を表２に示す。ただし、近軸でのパワーと、最大画角の５割，７割，９割の画角での各像高Ｙ’（０．５），Ｙ’（０．７），Ｙ’（０．９）に対応する位置でのパワーと、についてそれぞれ示す。また、各条件式に対応する値を表３に示す。ただし、絞りＳＴと第２レンズ基板Ｌ２２との間には各レンズブロックＣ１，Ｃ２に１面ずつ正パワーの面が存在するので、条件式(4)及び(5)については各レンズブロックＣ１，Ｃ２の正パワーの面での対応値を示す。
【００８５】
図３，図４は実施例１，２(ＥＸ１，２)の収差図(無限遠合焦状態)である。図３，図４のそれぞれにおいて、(Ａ)は球面収差図、(Ｂ)は非点収差図、(Ｃ)は歪曲収差図である。球面収差図は、実線で示すｄ線(波長587.56nm)に対する球面収差量、一点鎖線で示すＣ線(波長656.28nm)に対する球面収差量、破線で示すｇ線(波長435.84nm)に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量(単位：mm)で表しており、縦軸は瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値(すなわち相対瞳高さ)を表している。非点収差図において、破線Ｔはｄ線に対するタンジェンシャル像面、実線Ｓはｄ線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸ＡＸ方向のズレ量(単位：mm)で表しており、縦軸は像高(IMG HT，単位：mm)を表している。歪曲収差図において、横軸はｄ線に対する歪曲(単位：％)を表しており、縦軸は像高(IMG HT，単位：mm)を表している。なお、像高IMG HTの最大値は、像面ＩＭにおける最大像高y'max(撮像素子ＳＲの受光面ＳＳの対角長の半分)に相当する。
【００８６】
実施例１
単位：mm
面データ
面番号        r         d       nd      vd
物面          ∞        ∞
1*      -14.021     0.050   1.57   34.0
2(絞り)    ∞       0.300   1.52   62.0
3          ∞       0.300   1.51   56.0
4*       -3.544     0.347
5*        1.128     0.400   1.51   56.0
6          ∞       0.300   1.52   62.0
7          ∞       0.060   1.57   34.0
8*        3.848     0.530
9          ∞       0.350   1.47   65.0
10          ∞       0.800
像面          ∞
【００８７】
非球面データ
第１面
K= 0
A4=-6.0838e-001
A6= 7.2309e+000
A8=-5.3304e+001
A10= 1.2957e+002
A12= 2.1385e+001
第４面
K= 0
A4=-2.8174e-001
A6=-7.6210e-001
A8= 2.5996e+000
A10=-2.0762e+000
A12=-3.8000e+000
第５面
K= 0
A4=-1.0737e-001
A6=-1.2223e-001
A8= 2.1538e-001
A10=-1.3100e-001
A12=-8.1506e-002
第８面
K= 1.5133e+001
A4= 3.0461e-001
A6=-4.1660e-001
A8= 5.3692e-001
A10=-2.9650e-001
A12=-1.0927e-001
【００８８】
各種データ
f         2.23
Fno.      2.88
ω       34.63
y'max     1.50
TL        3.33
BF        1.57
【００８９】
実施例２
単位：mm
面データ
面番号        r         d       nd      vd
物面          ∞        ∞
1*       -4.622     0.050   1.57   34.0
2          ∞       0.600   1.52   62.0
3(絞り)    ∞       1.379   1.51   56.0
4*       -1.692     0.050
5*        1.097     0.549   1.51   56.0
6          ∞       0.300   1.52   62.0
7          ∞       0.060   1.57   34.0
8*        1.230     0.506
9          ∞       0.350   1.47   65.0
10          ∞       0.800
像面          ∞
【００９０】
非球面データ
第１面
K= 0
A4=-1.1778e-001
A6= 2.3470e-001
A8=-4.2525e-001
A10= 3.7649e-001
第４面
K= 0
A4=-3.9604e-002
A6=-2.8383e-001
A8= 6.9308e-001
A10=-7.2680e-001
A12= 2.5357e-001
第５面
K=-4.5130e-001
A4=-4.5150e-002
A6=-6.8186e-002
A8= 1.2514e-001
A10=-1.0532e-001
A12= 1.6948e-002
第８面
K= 3.6728e-001
A4= 1.6389e-001
A6=-2.7609e-001
A8= 2.0617e-001
A10=-1.4262e-001
A12=-5.8064e-002
【００９１】
各種データ
f         2.23
Fno.      2.88
ω       34.90
y'max     1.50
TL        4.53
BF        1.54
【００９２】
【表１】
2010271340.tif 000004
【００９３】
【表２】
2010271340.tif 000005
【００９４】
【表３】
2010271340.tif 000006
【符号の説明】
【００９５】
ＤＵ    携帯端末
ＬＵ    撮像装置
ＬＮ    撮像レンズ
Ｃ１，Ｃ２    第１，第２レンズブロック
Ｌ１１，Ｌ２１    第１，第２物体側レンズ部
Ｌ１２，Ｌ２２    第１，第２レンズ基板
Ｌ１３，Ｌ２３    第１，第２像側レンズ部
ＳＴ    開口絞り(絞り)
ＳＲ    撮像素子
ＳＳ    受光面
ＩＭ    像面(光学像)
ＡＸ    光軸
Ｂ１    スペーサ部材
１    信号処理部
２    制御部
３    メモリ
４    操作部
５    表示部
【図１】
2010271340.tif 000007
【図２】
2010271340.tif 000008
【図３】
2010271340.tif 000009
【図４】
2010271340.tif 000010
【図５】
2010271340.tif 000011
【図６】
2010271340.tif 000012
【図７】
2010271340.tif 000013