(57)【要約】  量産性を確保し、吸水による近軸像点位置の変動による画質劣化を防止した低コストの撮像レンズ、撮像装置、デジタル機器、及び撮像レンズの製造方法を提供するために、平行平板であるレンズ基板の物体側面及び像側面のうち少なくとも一方に、正又は負のパワーを有するレンズ部が形成されたレンズブロックを少なくとも１つ有し、レンズ部は、レンズ基板と材質が異なるエネルギー硬化型樹脂材料で形成され、レンズ部のうち少なくとも１つは、吸水による寸法変化率が、レンズ基板の吸水による寸法変化率よりも大きく、且つ、以下の条件式を満足する撮像レンズとする。０．０  ≦  ｄｎ  ≦  １５０×１０−５但し、ｄｎはエネルギー硬化型樹脂材料を９５℃絶乾状態に３日間置き測定した屈折率ｄｎ１と、６０℃９０％ＲＨに６日間置き測定した屈折率ｄｎ２との差
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行平板であるレンズ基板の物体側面及び像側面のうち少なくとも一方に、正のパワーを有するレンズ部が形成されたレンズブロックを少なくとも１つ有し、前記レンズ部は、前記レンズ基板と材質が異なるエネルギー硬化型樹脂材料で形成され、前記レンズ部のうち少なくとも１つの正のパワーを持つレンズ部は、吸水による寸法変化率が、前記レンズ基板の吸水による寸法変化率よりも大きく、且つ、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
０．０  ≦  ｄｎ  ≦  １５０×１０−５        （１）
但し、ｄｎとは、前記エネルギー硬化型樹脂材料を９５℃絶乾状態に３日間置き測定した屈折率ｄｎ１と、６０℃９０％ＲＨに６日間置き測定した屈折率ｄｎ２との差（ｄｎ２−ｄｎ１）をいう。
【請求項２】
前記レンズ部のうち少なくとも１つは、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像レンズ。
０．５  ≦  ｜ｆ１／ｆ｜  ≦  １．１          （２）
但し、ｆ１は前記レンズ部の物体側と像側が空気に接しているとしたときの焦点距離であり、ｆは前記撮像レンズ全系の合成焦点距離である。
【請求項３】
前記条件式（１）を満足するレンズ部は、前記撮像レンズにおいて最も物体側に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像レンズ。
【請求項４】
前記条件式（２）を満足するレンズ部は、前記撮像レンズにおいて最も物体側に配置されていることを特徴とする請求の範囲第２項に記載の撮像レンズ。
【請求項５】
前記レンズ部のうち少なくとも１つは、以下の条件式（３）を満足し、凹面形状を有することを特徴とする請求の範囲第１項から第４項までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
ｌ／ｈ  ≦  ３．５                              （３）
但し、ｌは前記レンズ部の光学面部最外周から前記レンズ部の外径までの半径方向の長さであり、ｈは前記レンズ部の有効半径である。
【請求項６】
前記レンズ部の少なくとも１つに用いる前記エネルギー硬化型樹脂材料の吸水による寸法変化率αは、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求の範囲第１項から第５項までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
｜α｜  ≦  ３．０％                      （４）
但し、寸法変化率αとは、前記エネルギー硬化型樹脂材料を９５℃絶乾状態に３日間置き測定した寸法ｗ１と、６０℃９０％ＲＨに６日間置き測定した寸法ｗ２との差（ｗ２−ｗ１）における、絶乾時寸法ｗ１に対する変化量の割合（ｗ２−ｗ１）／ｗ１×１００［％］をいう。
【請求項７】
前記レンズ部の少なくとも１つに用いる前記エネルギー硬化型樹脂材料は、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求の範囲第１項から第６項までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
ρ  ≦  ４．５％                          （５）
但し、ρは吸水率であり、前記エネルギー硬化型樹脂材料を９５℃絶乾状態に３日間置き測定した重量ｍ１と、６０℃９０％ＲＨに６日間置き測定した重量ｍ２との差（ｍ２−ｍ１）における、絶乾時重量ｍ１に対する変化量の割合（ｍ２−ｍ１）／ｍ１×１００［％］をいう。
【請求項８】
前記エネルギー硬化型樹脂材料は、ＵＶ硬化型樹脂材料であることを特徴とする請求の範囲第１項から第７項までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項９】
前記レンズ部の少なくとも１つに用いる前記エネルギー硬化型樹脂材料に最大長３０ナノメートル以下の無機微粒子を分散させたことを特徴とする請求の範囲第１項から第８項までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項１０】
前記レンズ部の少なくとも１つは、レンズ中心を除く、有効径内の領域において、レンズ面形状の傾きの符号が同じであることを特徴とする請求の範囲第１項から第９項までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項１１】
前記レンズ部の空気と接する全ての面が非球面形状であることを特徴とする請求の範囲第１項から第１０項までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項１２】
前記レンズ基板と、少なくとも１つの前記レンズ部とが、光学薄膜及び接着剤のうち少なくとも一方を介して間接的に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１項から第１１項までのいずれか一項に記載の撮像レンズ。
【請求項１３】
請求の範囲第１項から第１２項までのいずれか一項に記載の撮像レンズと光学像を電気的な信号に変換する撮像素子を有し、前記撮像レンズにより前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成することを特徴とする撮像装置。
【請求項１４】
請求の範囲第１３項に記載の撮像装置を含み、被写体の静止画撮影、動画撮影のうちの少なくとも一方の機能が付加されていることを特徴とするデジタル機器。
【請求項１５】
前記デジタル機器は、携帯端末であることを特徴とする請求の範囲第１４項に記載のデジタル機器。
【請求項１６】
請求の範囲第１項から第１２項までのいずれか１項に記載の撮像レンズの製造方法であって、
前記レンズブロックが複数並べられたレンズブロックユニットを形成する工程と、
複数の前記レンズブロックユニットを、間隔規定部を介在させてつなげる連結工程と、
連結された前記レンズブロックユニットを前記間隔規定部に沿って切断することにより、前記レンズブロック毎に分離する切断工程と、を含むことを特徴とする撮像レンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅｓ）型イメージセンサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置の撮像レンズに関するものであり、より詳しくは、大量生産に適するウェハスケールのレンズを用いた光学系における撮像レンズ、撮像レンズを用いた撮像装置、デジタル機器、並びに撮像レンズの製造方法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（以下、カメラモジュールとも称す）が、携帯電話機やＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）等のコンパクトで、薄型の電子機器である携帯端末に搭載されるようになり、これにより遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能となっている。【０００３】
これら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。近年では撮像素子の高画素化が進んでおり、高解像・高性能化が図られてきている。また、これら撮像素子上に被写体像を形成するためのレンズは、低コスト化のために、安価に大量生産できる樹脂材料で形成されるレンズが用いられるようになってきた。樹脂材料によって構成されるレンズは、加工性が良いにも関わらず複雑な非球面形状を精度良く転写形成できるため、高解像・高性能化された撮像素子にも対応できる。【０００４】
ここで、撮像装置に用いる撮像レンズとして、樹脂材料レンズで構成される光学系や、ガラスレンズと樹脂材料レンズで構成される光学系が従来からよく知られている。しかるに、特に携帯端末の撮像装置に用いるためには、従来の光学系では不十分であり、これらの光学系の更なる超コンパクト化と携帯端末に求められる量産性を両立することが強く求められているが、かかる両立を低コストで実現することは困難であった。【０００５】
このような問題点を克服するため、数インチのウェハ上にレプリカ法によってレンズ要素を同時に大量に並べて成形し、それらのウェハをセンサウェハと組み合わせた後、切り離すことにより、カメラモジュールを大量生産する手法が提案されている。こうした製法によって製造されたレンズはウェハスケールレンズ、また、カメラモジュールはウェハスケールカメラモジュールと呼ばれることもある。このような技術に関して、特許文献１、特許文献２にレンズ基板上にレンズ部を備えた撮像レンズが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−３２３３６５号公報
【特許文献２】特許第３９２９４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、一般的な光学素子に用いられる樹脂材料は、湿気のある環境下に置かれた場合にガラス材料と比べて吸水しやすく、それにより屈折率変化が生じるという特性がある。一方、ウェハスケールレンズは、熱硬化型樹脂材料やＵＶ硬化型樹脂材料などのエネルギー硬化型樹脂材料から形成されるのが一般的であるが、エネルギー硬化型樹脂材料においても同様に、吸水によって屈折率が変化するという特性があり、かかる屈折率変化によって光学系全体のパワーが変化すると、近軸像点位置の変化（ピントずれ）が生じてしまうため、このようなウェハスケールレンズを撮像レンズとして用いた結果、画質劣化を招くという問題があった。また、ウェハスケールレンズを吸水しやすい樹脂材料を用いて成形をしようとすると、成形品の発泡や、シルバーストリーク（銀条）等が発生してしまい、収率が悪化することによるコストの増大や生産性の低下等を招いていた。さらに、製品に組み込まれたウェハスケールレンズの使用時にも、吸水によって白濁が生じるといった問題もあった。【０００７】
本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、量産性を確保し、吸水による近軸像点位置の変動による画質劣化を防止した低コストの撮像レンズ、撮像装置、デジタル機器、及び撮像レンズの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求の範囲第１項に記載の撮像レンズは、平行平板であるレンズ基板の物体側面及び像側面のうち少なくとも一方に、正のパワーを有するレンズ部が形成されたレンズブロックを少なくとも１つ有し、前記レンズ部は、前記レンズ基板と材質が異なるエネルギー硬化型樹脂材料で形成され、前記レンズ部のうち少なくとも１つの正のパワーを持つレンズ部は、吸水による寸法変化率が、前記レンズ基板の吸水による寸法変化率よりも大きく、且つ、以下の条件式（１）を満足する。
０．０  ≦  ｄｎ  ≦  １５０×１０−５            （１）
但し、ｄｎとは、前記エネルギー硬化型樹脂材料を９５℃絶乾状態に３日間置き測定した屈折率ｄｎ１と、６０℃９０％ＲＨに６日間置き測定した屈折率ｄｎ２との差（ｄｎ２−ｄｎ１）をいう。尚、本明細書中において、「絶乾状態」とは、雰囲気中に水分を含まない状態をいい、「ＲＨ」とは、相対湿度（ｒｅｌａｔｉｖｅ  ｈｕｍｉｄｉｔｙ）のことであり、ある温度（ここでは６０℃）で雰囲気中に含まれる水蒸気の量（質量絶対湿度）を、その温度の飽和水蒸気量（質量絶対湿度）で割ったもの（単位：％）である。【０００９】
ｄｎの値を条件式（１）の下限以上とすることで、吸水による屈折率変化が正（上昇）になるので、前記レンズ部が正のパワーを有している場合は、使用時に吸水によって届折率が設計値よりも高くなっていたとしても、近軸像点位置は物体側方向に変化するため、撮像レンズ全体を光軸方向に移動させるフォーカシング機能を有する場合では、フォーカシングを行った際に、撮像レンズが像側に移動することなり、設計全長を超えることが無く、ピントが合わないといった不具合を避けることができる。また、フォーカシング機能を有さず、撮像レンズ全体と固体撮像素子を固定した揚合（固定焦点レンズ）でも、物体距離が無限遠から至近距離の範囲内にピント位置が存在するため、吸水により全くピントが合わなくなるという不具合を避けることができる。【００１０】
これに対し、吸水による屈折率変化が負（減少）の場合（ｄｎ＜０）は、吸水によってバックフォーカスが増大してしまうため、予め吸水の影響を考慮し、フォーカシングのための繰り出し余裕量を確保する必要性があり、これにより撮像装置が大きくなってしまうという問題がある。また、フォーカシング機能を有さず、撮像レンズ全体と固体撮像素子を固定した場合は、吸水によりピントの合う物体距離を確保できなくなり、常に画面がボケた状態になってしまう恐れがある。本発明によれば、かかる不具合を解消できる。【００１１】
尚、「エネルギー硬化型樹脂材料」としては、例えば、紫外線エネルギーを加えることで硬化するＵＶ硬化型樹脂であれば、エポキシ系を含むＵＶ硬化型樹脂などがあり、またアクリル系を含むＵＶ硬化樹脂など、熱エネルギーを加えることで硬化する熱硬化型樹脂であれば、エポキシ系を含む熱硬化型樹脂あるいはアクリル系を含む熱硬化型樹脂などがある。【００１２】
以下の条件式（１’）を満足すると望ましい。
０．０  ≦  ｄｎ  ≦  １００×１０−５      （１’）
ｄｎの値を条件式（１’）の上限以下とすることで、吸水による屈折率変化をより抑えることで、屈折率による近軸像点位置の変動を更に低減することができる。【００１３】
以下の条件式（１”）を満足すると更に望ましい。
０．０  ≦  ｄｎ  ≦  ５０×１０−５        （１”）
ｄｎの値を条件式（１”）の上限以下とすることで、吸水による屈折率変化をより有効に抑えることで、屈折率による近軸像点位置の変動を一層低減することができる。【００１４】
請求の範囲第２項に記載の撮像レンズは、請求の範囲第１項に記載の発明において、前記レンズ部のうち少なくとも１つは、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする。
０．５  ≦  ｜ｆ１／ｆ｜  ≦  １．１      （２）
但し、ｆ１は前記レンズ部の物体側と像側が空気に接しているとしたときの焦点距離であり、ｆは前記撮像レンズ全系の合成焦点距離である。【００１５】
｜ｆ１／ｆ｜の値を条件式（２）の下限以上となるようにすることで、前記レンズ部のパワーが強くなりすぎず、吸水に伴う屈折率変化による近軸像点位置の変化が大きくなりすぎることを防止することができる。一方で、前記レンズ部のパワーが小さければ、吸水に伴う屈折率変化による近軸像点位置を小さくできるから、｜ｆ１／ｆ｜の値を条件式（２）の上限以下となるようにすることで、前記レンズ部のパワーが弱くなりすぎず、全長が大きくなってしまうという不具合を防止できる。【００１６】
以下の条件式（２’）を満足すると、より望ましい。
０．５  ≦  ｜ｆ１／ｆ｜  ≦  ０．７        （２’）
条件式（２’）を満足することにより、吸水に伴う屈折率変化による近軸像点位置の変動を、より効果的に低減することができる。【００１７】
請求の範囲第３項に記載の撮像レンズは、請求の範囲第１項に記載の発明において、前記条件式（１）を満足するレンズ部は、前記撮像レンズにおいて最も物体側に配置されていることを特徴とする。【００１８】
請求の範囲第４項に記載の撮像レンズは、請求の範囲第２項に記載の発明において、前記条件式（２）を満足するレンズ部は、前記撮像レンズにおいて最も物体側に配置されていることを特徴とする。【００１９】
最も物体側のレンズ部が全長短縮のために、撮像レンズのパワーを主に負担しており、このレンズ部の吸水にともなう屈折率変化で生じる近軸像点位置の変動を低減することで、撮像レンズ系全体の吸水に伴う近軸像点位置の変動を効果的に抑制できる。【００２０】
請求の範囲第５項に記載の撮像レンズは、請求の範囲第１項から第４項までのいずれか一項に記載の発明において、前記レンズ部のうち少なくとも１つは、以下の条件式（３）を満足し、凹面形状を有することを特徴とする。
ｌ／ｈ  ≦  ３．５                        （３）
但し、ｌは前記レンズ部の光学面部最外周から前記レンズ部の外径までの半径方向の長さであり、ｈは前記レンズ部の有効半径である。【００２１】
ｌ／ｈの値が条件式（３）の上限以下となるようにすることで、前記レンズ部の有効径から外径までの樹脂材料の体積が、前記レンズ部の有効径内の樹脂材料の体積に比べて大きくなりすぎず、吸水に伴う寸法変化によって、レンズ部の有効径外の樹脂材料から有効径内の樹脂材料が押し出されることにより、吸水に伴う寸法変化による近軸像点位置の変動が大きくなりすぎることを防止することができる。【００２２】
以下の条件式（３’）を満足すると、より望ましい。
ｌ／ｈ  ≦  １．５                        （３’）
条件式（３’）を満足することで、吸水に伴う寸法変化による近軸像点位置の変動が大きくなりすぎることを、より効果的に防止することができる。【００２３】
請求の範囲第６項に記載の撮像レンズは、請求の範囲第１項から第５項までのいずれか一項に記載の発明において、前記レンズ部の少なくとも１つに用いる前記エネルギー硬化型樹脂材料の吸水による寸法変化率αは、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする。
｜α｜  ≦  ３．０％                      （４）
但し、寸法変化率αとは、前記エネルギー硬化型樹脂材料を９５℃絶乾状態に３日間置き測定した寸法ｗ１と、６０℃９０％ＲＨに６日間置き測定した寸法ｗ２との差（ｗ２−ｗ１）における、絶乾時寸法ｗ１に対する変化量の割合（ｗ２−ｗ１）／ｗ１×１００［％］をいう。【００２４】
寸法変化率の絶対値｜α｜を条件式（４）の上限以下とすることで、前記レンズ部が吸水によって寸法変化を繰り返した結果、前記レンズ基板部から剥離してしまうという不具合を防ぐことができる。【００２５】
以下の条件式（４’）を満足すると、より望ましい。
｜α｜  ≦  １．５％                      （４’）
寸法変化率の絶対値｜α｜を条件式（４’）の上限以下とすることで、前記レンズ部の吸水による寸法変化がより小さくなり、前記レンズ部の曲率が変化することによる近軸像点位置の変化を低減できる。【００２６】
以下の条件式（４”）を満足すると、更に望ましい。
｜α｜  ≦  １．０％                      （４”）
寸法変化率の絶対値｜α｜を条件式（４”）の上限以下とすることで、前記レンズ部の吸水による寸法変化が一層小さくなり、前記レンズ部の曲率が変化することによる近軸像点位置の変化をより有効に低減できる。【００２７】
請求の範囲第７項に記載の撮像レンズは、請求の範囲第１項から第６項までのいずれか一項に記載の発明において、前記レンズ部の少なくとも１つに用いる前記エネルギー硬化型樹脂材料は、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする。
ρ  ≦  ４．５％                          （５）
但し、ρは吸水率であり、前記エネルギー硬化型樹脂材料を９５℃絶乾状態に３日間置き測定した重量ｍ１と、６０℃９０％ＲＨに６日間置き測定した重量ｍ２との差（ｍ２−ｍ１）における、絶乾時重量ｍ１に対する変化量の割合（ｍ２−ｍ１）／ｍ１×１００［％］をいう。【００２８】
吸水率ρを条件式（５）の上限以下とすることで、前記レンズ部の成形時に発泡したり、シルバーストリーク（銀条）等が発生したりすることを防ぐことができる。これらの欠陥が前記レンズ部に発生してしまうと、製品の収率を低下させることとなり、これは大量生産を目的とするウェハレベルレンズにとって、非常に大きなデメリットとなるからである。【００２９】
以下の条件式（５’）を満足すると、より望ましい。
ρ  ≦  ３．５％                          （５’）
吸水率ρを条件式（５’）の上限以下とすることで、前記レンズ部の成形時に発泡したり、シルバーストリーク（銀条）等が発生したりすることを、より効果的に防ぐことができる。【００３０】
以下の条件式（５”）を満足すると、更に望ましい
ρ  ≦  ２．０％                          （５”）
吸水率ρを条件式（５”）の上限以下とすることで、前記レンズ部の成形時に発泡したり、シルバーストリーク（銀条）等が発生したりすることを、一層効果的に防ぐことができる。【００３１】
請求の範囲第８項に記載の撮像レンズは、請求の範囲第１項から第７項までのいずれか一項に記載の発明において、前記エネルギー硬化型樹脂材料は、ＵＶ硬化型樹脂材料であることを特徴とする。【００３２】
前記レンズ部をＵＶ硬化型の樹脂材料で構成することにより、硬化時間を短くでき量産性を改善できる。また、近年では耐熱性に優れた樹脂および硬化型の樹脂材料が開発されており、実装電子部品のハンダ付けのために高温下に曝される、いわゆるリフロー処理にも耐えることができる。【００３３】
請求の範囲第９項に記載の撮像レンズは、請求の範囲第１項から第８項までのいずれか一項に記載の発明において、前記レンズ部の少なくとも１つに用いる前記エネルギー硬化型樹脂材料に最大長３０ナノメートル以下の無機微粒子を分散させたことを特徴とする。【００３４】
樹脂材料にて構成される少なくとも１つの前記レンズ部に、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でき、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提供できる。【００３５】
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ったが、微粒子の大きさを透過光束の波長より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できる。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。【００３６】
具体的には、母材となる樹脂材料に３０ナノメートル以下、なお、望ましくは、母材となる樹脂材料に２０ナノメートル以下、さらに望ましくは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できる。さらに、樹脂材料は湿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あ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、なお、望ましくは、母材となる樹脂材料に２０ナノメートル以下、さらに、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できる。【００３７】
例えば、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。【００３８】
請求の範囲第１０項に記載の撮像レンズは、請求の範囲第１項から第９項までのいずれか一項に記載の発明において、前記レンズ部の少なくとも１つは、レンズ中心を除く、有効径内の領域において、レンズ面形状の傾きの符号が同じであることを特徴とする。【００３９】
吸水による寸法変化が生じると、レンズ中心を除く有効径内の面形状において、特に、凸形状及び凹形状といった箇所に内部応力が生じ易い。ところが、内部応力が発生してしまうと、複屈折や屈折率分布が生じ、光学性能劣化を引き起こしてしまう恐れがある。ここで、レンズ面形状の傾きの符号を同じにすることにより、吸水による寸法変化が生じた際にも、内部応力が少なく性能劣化を抑えた光学系を実現できる。尚、「レンズ面形状の傾きの符号を同じにする」とは、撮像レンズにおいて光軸を含む断面をとり、光軸直交方向を基準方向としたときに、レンズ面形状に沿って光軸から有効径側に向かう間に、レンズ面形状の各点における接線の方向が、基準方向に対して常に同じ側（基準方向に向かって左側もしくは右側）を向いていることをいうものとする。例えば、後述の実施例１である図６のレンズ部Ｌ１ａ〜Ｌ２ｂの形状は該当するが、レンズ部Ｌ３ａ、Ｌ３ｂの形状は該当しない。【００４０】
請求の範囲第１１項に記載の撮像レンズは、請求の範囲第１項から第１０項までのいずれか一項に記載の発明において、前記レンズ部の空気と接する全ての面が非球面形状であることを特徴とする。このようにすることで、空気と接している面と前記レンズ部の境界面において、最も屈折率差が大きく非球面の効果を最大限活用できる。また、レンズ面をすべて非球面形状とすることで、諸収差の発生を最小限に押さえることができ、高性能化が容易に可能となる。【００４１】
請求の範囲第１２項に記載の撮像レンズは、請求の範囲第１項から第１１項までのいずれか一項に記載の発明において、前記レンズ基板と、少なくとも１つの前記レンズ部とが、光学薄膜及び接着剤のうち少なくとも一方を介して間接的に形成されていることを特徴とする。【００４２】
前記レンズ部と前記レンズ基板との間に、開口絞りや赤外線カットフィルタといった機能を有する光学薄膜を配置して形成することにより、光学部材の簡略化が可能となり、低コスト化が実現できる。また、接着剤等で前記レンズ基板と前記レンズ部を固着することによって、前記レンズ部の樹脂材料のみでは密着性の悪い素材であっても、光学特性を優先して選択することが可能となり、高性能化、高機能化が実現できる。更に、光学薄膜及び接着剤のいずれの場合においても極めて薄いため、光学薄膜及び接着の吸水による寸法変化率はほぼ無視できることから、前記レンズ部と前記レンズ基板との吸水による寸法変化率の差が、光学薄膜や接着剤などを介して間接的に固着されるレンズブロックにおいても、重要なファクターとなる。【００４３】
請求の範囲第１３項に記載の撮像装置は、請求の範囲第１項から第１２項までのいずれか一項に記載の撮像レンズと、光学像を電気的な信号に変換する撮像素子を有し、前記撮像レンズにより前記撮像素子の受光面上に被写体の光学像を形成することを特徴とする。これにより、低コストかつ湿度の高い環境でも使用に耐えうる撮像装置を提供することができる。【００４４】
請求の範囲第１４項に記載のデジタル機器は、請求の範囲第１３項に記載の撮像装置を含み、被写体の静止画撮影、動画撮影の内の少なくとも一方の機能が付加されていることを特徴とする。これにより、低コストかつ湿度の高い環境でも使用に耐えうる、撮像機能を有したデジタル機器を提供することができる。【００４５】
請求の範囲第１５項に記載のデジタル機器は、請求の範囲第１４項に記載の発明において、携帯端末であることを特徴とする。これにより、低コストかつ湿度の高い環境においても使用に耐えうる撮像機能を有した携帯端未を提供することができる。【００４６】
請求の範囲第１６項に記載の撮像レンズの製造方法は、請求の範囲第１項から第１２項までのいずれか一項に記載の撮像レンズの製造方法であって、前記レンズブロックが複数並べられたレンズブロックユニットを形成する工程と、複数の前記レンズブロックユニットを、間隔規定部を介在させてつなげる連結工程と、連結された前記レンズブロックユニットを前記間隔規定部に沿って切断することにより、前記レンズブロック毎に分離する切断工程と、を含むことを特徴とする。これにより、撮像レンズをより低コストで大量生産できるようになる。
【発明の効果】
【００４７】
本発明によれば、量産性を確保し、吸水による近軸像点位置の変動による画質劣化を防止した低コストの撮像レンズ、撮像装置、デジタル機器、及び撮像レンズの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本実施の形態にかかる撮像装置５０の斜視図である。
【図２】図１の構成を矢印ＩＩ−ＩＩ線で切断して矢印方向に見た断面図である。
【図３】撮像装置５０を携帯端末としての携帯電話機１００に装備した状態を示す図である。
【図４】携帯電話機１００の制御ブロック図である。
【図５】本実施の形態に用いる撮像レンズを製造する工程を示す図である。
【図６】実施例１の断面図である。
【図７】実施例１にかかる撮像レンズの球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、及び歪曲収差（ｃ）の収差図である。
【図８】実施例２の断面図である。
【図９】実施例２にかかる撮像レンズの球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、及び歪曲収差（ｃ）の収差図である。
【図１０】実施例３の断面図である。
【図１１】実施例３にかかる撮像レンズの球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、及び歪曲収差（ｃ）の収差図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０  撮像レンズ
５０  撮像装置
５１  イメージセンサ
５１ａ  光電変換部
５２  基板
６０  入力部
７０  表示部
８０  無線通信部
９２  記憶部
１００  携帯電話機
１０１  制御部
ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３  レンズ基板
Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ、Ｌ３ａ、Ｌ３ｂ  レンズ部
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態にかかる撮像装置５０の斜視図であり、図２は、図１の構成を矢印ＩＩ−ＩＩ線で切断して矢印方向に見た断面図である。図２に示すように、撮像装置５０は、光電変換部５１ａを有する固体撮像素子としてのＣＭＯＳ型イメージセンサ５１と、このイメージセンサ５１の光電変換部５１ａに被写体像を撮像させる撮像レンズ１０と、イメージセンサ５１を保持すると共にその電気信号の送受を行う外部接続用端子（不図示）を有する基板５２とを備え、これらが一体的に形成されている。尚、撮像レンズ１０は、第１レンズブロックＢＫ１と、第２レンズブロックＢＫ２と、第３レンズブロックＢＫ３とを有する。【００５１】
上記イメージセンサ５１は、その受光側の平面の中央部に、画素（光電変換素子）が２次元的に配置された、受光部としての光電変換部５１ａが形成されており、不図示の信号処理回路に接続されている。かかる信号処理回路は、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等から構成されている。また、イメージセンサ５１の受光側の平面の外縁近傍には、多数のパッド（図示略）が配置されており、不図示のワイヤを介して基板５２に接続されている。イメージセンサ５１は、光電変換部５１ａからの信号電荷をデジタルＹＵＶ信号等の画像信号等に変換し、ワイヤ（不図示）を介して基板５２上の所定の回路に出力する。ここで、Ｙは輝度信号、Ｕ（＝Ｒ−Ｙ）は赤と輝度信号との色差信号、Ｖ（＝Ｂ−Ｙ）は青と輝度信号との色差信号である。なお、固体撮像素子は上記ＣＭＯＳ型のイメージセンサに限定されるものではなく、ＣＣＤ等の他のものを使用しても良い。【００５２】
イメージセンサ５１を支持する基板５２は、不図示の配線により、イメージセンサ５１に対して通信可能に接続されている。【００５３】
基板５２は、不図示の外部接続用端子を介して外部回路（例えば、撮像装置を実装した携帯端末の上位装置が有する制御回路）と接続し、外部回路からイメージセンサ５１を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けたり、また、デジタルＹＵＶ信号を外部回路へ出力したりすることを可能とする。【００５４】
イメージセンサ５１の上部は、基板５２の上面に固定された赤外線カットフィルタなどのプレートＰＴにより封止されている。プレートＰＴの上面には、間隔規定部であるスペーサ部材Ｂ３の下端が固定されている。更に、スペーサ部材Ｂ３の上端には、第３レンズブロックＢＫ３が固定され、第３レンズブロックＢＫ３の上面には、間隔規定部である別のスペーサ部材Ｂ２の下端が固定され、スペーサ部材Ｂ２の上端には、第２レンズブロックＢＫ２が固定され、第２レンズブロックＢＫ２の上面には、間隔規定部である別のスペーサ部材Ｂ１の下端が固定され、スペーサ部材Ｂ１の上端には、第１レンズブロックＢＫ１が固定されている。なお、図示では、間隔規定部としてスペーサ部材Ｂ１〜Ｂ３を別部材で構成した例を示しているが、これに限るものでなく、例えばレンズ基板上に形成されるレンズ部Ｌ１ｂ、Ｌ２ａの少なくとも一方に、間隔規定部としてスペーサ部材Ｂ１の機能に相当する形状を一体で形成してもよい。また、レンズ部Ｌ２ｂ、Ｌ３ａの少なくとも一方に、間隔規定部としてスペーサ部材Ｂ２の機能に相当する形状を一体で形成してもよい。また、レンズ部Ｌ３ａに一体で、間隔規定部としてスペーサ部材Ｂ２に相当する形状を形成し、レンズ部Ｌ３ｂに一体で、間隔規定部としてスペーサ部材Ｂ３に相当する形状を形成してもよい。【００５５】
第１レンズブロックＢＫ１は、平行平板であるレンズ基板ＬＳ１と、その物体側及び像面側に形成されたレンズ部Ｌ１ａ、Ｌ１ｂとからなり、第２レンズブロックＢＫ２は、平行平板であるレンズ基板ＬＳ２と、その物体側及び像面側に形成されたレンズ部Ｌ２ａ、Ｌ２ｂとからなり、第３レンズブロックＢＫ３は、平行平板であるレンズ基板ＬＳ３と、その物体側及び像面側に形成されたレンズ部Ｌ３ａ、Ｌ３ｂとからなる。尚、第１レンズ部Ｌ１ａとレンズ基板ＬＳ１との間に、絞りを構成する開口を有する光学薄膜を形成すると好ましい。【００５６】
例えば、後述の実施例１の場合、レンズ部Ｌ１ａ、Ｌ２ｂ及びＬ３ａの吸水による寸法変化率は、レンズ基板の吸水による寸法変化率よりも大きく、且つ、正のパワーを有するレンズ部Ｌ１ａ、Ｌ２ｂ及びＬ３ａが以下の条件式（１）を満足するものである。
０．０  ≦  ｄｎ  ≦  １５０×１０−５        （１）
但し、ｄｎとは、レンズ部Ｌ１ａ〜Ｌ３ａの素材であるＵＶ硬化型樹脂材料を９５℃絶乾状態に３日間置き測定した屈折率ｄｎ１と、６０℃９０％ＲＨに６日間置き測定した屈折率ｄｎ２との差（ｄｎ２−ｄｎ１）をいう。【００５７】
また、後述の実施例１の場合、レンズ部Ｌ１ａ、Ｌ２ａ及びＬ３ｂは、以下の条件式（２）を満足する。
０．５  ≦  ｜ｆ１／ｆ｜  ≦  １．１      （２）
但し、ｆ１はレンズ部Ｌ１ａ、Ｌ２ａ及びＬ３ｂの物体側と像側が空気に接しているとしたときの焦点距離であり、ｆは撮像レンズ１０全系の合成焦点距離である。【００５８】
更に、後述の実施例１の場合、レンズ部Ｌ１ｂ、Ｌ２ａ及びＬ３ｂは、以下の条件式（３）を満足し、凹面形状を有する。
ｌ／ｈ  ≦  ３．５                        （３）
但し、ｌはレンズ部Ｌ１ｂ、Ｌ２ａ及びＬ３ｂの有効径部最外周からレンズ部Ｌ１ｂ、Ｌ２ａ及びＬ３ｂの外径までのそれぞれ半径方向の長さであり、ｈはレンズ部Ｌ１ｂ、Ｌ２ａ及びＬ３ｂの有効半径である。【００５９】
更に、後述の実施例１の場合、レンズ部Ｌ１ａ〜Ｌ３ａの素材であるＵＶ硬化型樹脂材料の吸水による寸法変化率αは以下の条件式（４）を満足する。
｜α｜  ≦  ３．０％                      （４）
但し、寸法変化率αとは、レンズ部Ｌ１ａ〜Ｌ３ａの素材であるＵＶ硬化型樹脂材料を９５℃絶乾状態に３日間置き測定した寸法ｗ１と、６０℃９０％ＲＨに６日間置き測定した寸法ｗ２との差（ｗ２−ｗ１）における、絶乾時寸法ｗ１に対する変化量の割合（ｗ２−ｗ１）／ｗ１×１００［％］をいう。【００６０】
更に、後述の実施例１の場合、レンズ部Ｌ１ａ〜Ｌ３ａの素材であるＵＶ硬化型樹脂材料は以下の条件式（５）を満足する。
ρ  ≦  ４．５％                          （５）
但し、ρは吸水率であり、レンズ部Ｌ１ａ〜Ｌ３ａの素材であるＵＶ硬化型樹脂材料を９５℃絶乾状態に３日間置き測定した重量ｍ１と、６０℃９０％ＲＨに６日間置き測定した重量ｍ２との差（ｍ２−ｍ１）における、絶乾時重量ｍ１に対する変化量の割合（ｍ２−ｍ１）／ｍ１×１００「％］をいう。【００６１】
更に、後述の実施例１の場合、レンズ部Ｌ１ａ〜Ｌ２ｂは、レンズ中心を除く有効径内の領域において、レンズ面形状の傾きの符号が同じである。レンズブロックＢＫ１、ＢＫ２、ＢＫ３において、レンズ基板ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３がガラス材料からなり、空気に接するレンズ面が全て非球面であるレンズ部Ｌ１ａ〜Ｌ３ｂは樹脂材料からなる。尚、レンズ部Ｌ１ａ〜Ｌ３ａは、最大長３０ナノメートル以下の無機微粒子を分散させたＵＶ硬化型樹脂材料からなると好ましい。【００６２】
上述した撮像装置５０の使用態様について説明する。図３は、撮像装置５０をデジタル機器である携帯端末としての携帯電話機１００に装備した状態を示す図である。また、図４は携帯電話機１００の制御ブロック図である。【００６３】
撮像装置５０は、例えば、撮像レンズの物体側端面が携帯電話機１００の背面（液晶表示部側を正面とする）に設けられ、液晶表示部の下方に相当する位置になるよう配設される。【００６４】
撮像装置５０の外部接続用端子（不図示）は、携帯電話機１００の制御部１０１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１０１側に出力する。【００６５】
一方、携帯電話機１００は、図４に示すように、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）１０１と、番号等をキーにより支持入力するための入力部６０と、撮像した画像や映像等を表示する表示部７０と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部８０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）９１と、制御部１０１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５０による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一時記憶部（ＲＡＭ）９２とを備えている。【００６６】
携帯電話機１００を把持する撮影者が、被写体に対して撮像装置５０の撮像レンズ１０を向けると、イメージセンサ５１に静止画又は動画の画像信号が取り込まれる。所望のシャッタチャンスで、図３に示すボタンＢＴを撮影者が押すことでレリーズが行われ、画像信号が撮像装置５０に取り込まれることとなる。撮像装置５０から入力された画像信号は、上記携帯電話機１００の制御系に送信され、記憶部９２に記憶されたり、或いは表示部７０で表示され、さらには、無線通信部８０を介して映像情報として外部に送信されることとなる。【００６７】
本実施の形態にかかる撮像レンズの製造方法について説明する。図５は、本実施の形態にかかる撮像レンズを製造する工程を示す図である。まず、図５（ａ）の断面図に示すような、複数のレンズブロックＢＫを二次元的に並べて含むレンズブロックユニットＵＴを製造する。かかるレンズブロックユニットＵＴは、例えば、多数のレンズＬを同時に作製できるとともに低コストであるレプリカ法で製造することができる（なお、レンズブロックユニットＵＴに含まれるレンズブロックＢＫの数は単数であっても複数であってもよい）。【００６８】
また、レプリカ法とは、レンズウェハ上に、金型を用いて硬化性の樹脂をレンズ形状にして転写するものである。つまり、レプリカ法では、レンズウェハ上に、多数のレンズが同時に作製されることとなる。【００６９】
そして、これらのような方法によって製造されたレンズブロックユニットＵＴから、撮像レンズ１０が製造される。この撮像レンズの製造工程の一例を、図５（ｂ）の概略断面図で示す。【００７０】
第１のレンズブロックユニットＵＴ１は、平行平板である第１レンズ基板ＬＳ１と、その一方の平面に形成された複数の第１レンズ部Ｌ１ａと、他方の平面に形成された複数の第２レンズ部Ｌ１ｂと、で構成される。このとき、第１レンズ基板ＬＳ１とレンズ部Ｌ１ａとは、光学薄膜で形成された絞りを介して形成されている。絞りや赤外線カットフィルタをレンズ基板上に設けると、別に設ける場合よりも、構成部材を削減できるので好ましい。更に、レンズ基板上に透明薄膜、例えば、反射防止コートを設ければ、レンズ部とレンズ基板での反射を防止でき、フレアやゴーストを低減できる。尚、レンズ基板ＬＳ１上に、レンズ部Ｌ１ａおよびＬ１ｂを直接形成することが好ましいが、接着剤等を用いて形成されたものでもよい。【００７１】
第２のレンズブロックユニットＵＴ２は、平行平板である第２レンズ基板ＬＳ２と、その一方の平面に形成された複数の第３レンズＬ２ａと、他方の平面に形成された複数の第４レンズＬ２ｂと、で構成される。同様に、レンズ基板上に反射防止コートを設ければ、レンズ部とレンズ基板での反射を防止でき、フレアやゴーストを低減できる。尚、レンズ基板ＬＳ２上に、レンズ部Ｌ２ａおよびＬ２ｂを直接形成することが好ましいが、接着剤等を用いて形成されたものでもよい。【００７２】
第３のレンズブロックユニットＵＴ３は、平行平板である第３レンズ基板ＬＳ３と、その一方の平面に形成された複数の第５レンズＬ３ａと、他方の平面に形成された複数の第６レンズＬ３ｂと、で構成される。同様に、レンズ基板上に反射防止コートを設ければ、レンズ部とレンズ基板での反射を防止でき、フレアやゴーストを低減できる。尚、レンズ基板ＬＳ３上に、レンズ部Ｌ３ａおよびＬ３ｂを直接形成することが好ましいが、接着剤等を用いて形成されたものでもよい。【００７３】
間隔規定部としての格子状のスペーサ部材（スペーサ）Ｂ１を、第１のレンズブロックユニットＵＴ１と第２のレンズブロックユニットＵＴ２との間（具体的には、第１レンズ基板ＬＳ１と第２レンズ基板ＬＳ２との間）に介在させ、両レンズブロックユニットＵＴ１、ＵＴ２の間隔を一定に保つ。さらに、間隔規定部としての別のスペーサ部材Ｂ２を、第２のレンズブロックユニットＵＴ２と第３のレンズブロックユニットＵＴ３との間に介在させ、両レンズブロックユニットＵＴ２、ＵＴ３との間隔を一定に保つ。さらに、間隔規定部としての別のスペーサ部材Ｂ３を、プレートＰＴと第３のレンズブロックユニットＵＴ３との間に介在させ、プレートＰＴとレンズブロックユニットＵＴ３との間隔を一定に保つ（つまり、スペーサ部材Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は３段格子といえる）。かかる状態で、スペーサ部材Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の格子の穴の部分に、各レンズ部Ｌ１ａ〜Ｌ３ｂが位置する。【００７４】
なお、プレートＰＴ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または赤外線カットフィルタ等の平行平面板である。【００７５】
ここで、スペーサ部材Ｂ１が、第１のレンズブロックユニットＵＴ１と第２のレンズブロックユニットＵＴ２との間に介在し、スペーサ部材Ｂ２が、第２のレンズブロックユニットＵＴ２と第３のレンズブロックユニットＵＴ３との間に介在し、スペーサ部材Ｂ３が、第３のレンズブロックユニットＵＴ３とプレートＰＴとの間に介在することで、レンズ基板ＬＳ同士（第２レンズＬ１ｂ〜第６レンズＬ３ｂ）が封止され一体化する。【００７６】
そして、一体化した第１レンズ基板ＬＳ１、第２レンズ基板ＬＳ２、第３レンズ基板ＬＳ３、スペーサ部材Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３及びプレートＰＴが、スペーサ部材Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３の格子枠（破線Ｑの位置）に沿って切断されると、図５（ｃ）に示すように、レンズブロック毎にそれぞれ一体化した３枚玉構成の撮像レンズ１０が複数得られることとなる。プレートＰＴが赤外線カットフィルタ等の平行平面板の場合は、その後、図示していないが、イメージセンサ５１をプレートＰＴと基板５２との間に挟持するようにして、撮像レンズ１０を基板５２に取り付けることで、図２に示す撮像装置を得ることができる。【００７７】
このように、複数のレンズブロックＢＫ（第１レンズブロックＢＫ１、第２レンズブロックＢＫ２および第３レンズブロックＢＫ３）の組み込まれた部材が切り離されることで、撮像レンズ１０が製造されると、撮像レンズ１０毎のレンズ間隔の調整および組み立てが不要になる。そのため、高画質が期待される撮像装置の大量生産が可能となる。【００７８】
しかも、間隔規定部であるスペーサ部材Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が格子形状であるため、このスペーサ部材Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３が、複数のレンズブロックＢＫの組み込まれた部材から撮像レンズ１０を切り離す場合の印にもなる。したがって、複数のレンズブロックＢＫに組み込まれた部材から撮像レンズ１０を容易に切り出すことができ、手間がかからない。その結果、撮像レンズ１０を安価に大量生産できる。【００７９】
以上を踏まえると、撮像レンズ１０の製造方法は、レンズブロックＢＫが複数並べられたレンズブロックユニットＵＴを形成する工程と、レンズブロックユニットＵＴを間隔規定部である格子状のスペーサ部材を介在させてつなげる連結工程と、連結されたレンズブロックユニットＵＴを間隔規定部の格子枠に沿って切断することにより、レンズブロック毎に分離する切断工程と、を含むものといえる。このような製造方法は、安価なレンズ系の量産に向いている。尚、単一のレンズブロックユニットをプレートにつなげるのみでも良い。【００８０】
尚、レンズブロックユニットを、間隔規定部であるスペーサ部材を介して接着する例で説明したが、これに限るものでなく、レンズ基板上に形成されるレンズ部の少なくとも一方の光学有効面以外の部位に、間隔規定部として、スペーサ部材に相当する機能部を一体で形成したものであってもよい。
【実施例】
【００８１】
次に、上述した実施の形態に好適な実施例について説明する。但し、以下に示す実施例により本発明が限定されるものではない。実施例における各符号の意味は以下の通りである。
Ｆｌ    ：撮像レンズ全系の焦点距離
ＢＦ    ：バックフォーカス
Ｆｎｏ  ：Ｆナンバー
Ｙｍａｘ：像面の対角長さ
ｒ      ：レンズ面の近軸曲率半径
ｄ      ：レンズの面間隔
Ｎｄ    ：レンズのｄ線における屈折率
νｄ    ：レンズのｄ線におけるアッベ数
ｗ      ：半画角
ＴＬ    ：レンズ全長
＊      ：非球面位置
ｓｔｏｐ：絞り位置
また、本発明における非球面形状は以下のように定義する。すなわち、面頂点の接平面からの光軸方向の距離（サグ量）をＸ、光軸からの高さをｈとして、Ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａｎ（＝４、６、８、…、１４）を第ｎ次の非球面係数としたとき、Ｘは以下の数式［数１］で表せるものとする。【００８２】
【数１】
2009116492.tif 000003
【００８３】
（実施例１）
第１実施例におけるレンズデータを表１に示す。尚、以降の表中では、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０−３）を、ｅ（例えば、２．５×ｅ−０３）を用いて表すものとする。以下の実施例１のコンストラクションデータ表１内に記載したＦ値、半画角、全長、バックフォーカスはすべて、レンズ全長、有限の物体距離、つまり表内の物体距離における実効値である。また、バックフォーカスとは、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、レンズ全長とは、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。【００８４】
【表１】
2009116492.tif 000004
【００８５】
図６は実施例１のレンズの断面図である。図７は、実施例１にかかる撮像レンズの球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、及び歪曲収差（ｃ）の収差図である。ここで、球面収差図において、一点鎖線はｇ線、実線はｄ線、破線はＣ線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリディオナル面をそれぞれ表す。【００８６】
実施例１の撮影レンズは、３つのレンズブロックを有する。より具体的には、物体側から順に、第１レンズ部Ｌ１ａ、光学薄膜からなる開口絞りＳ、第１レンズ基板ＬＳ１、第２レンズ部Ｌ１ｂより、第１レンズブロックＢＫ１が構成され、次に、第３レンズ部Ｌ２ａ、第２レンズ基板ＬＳ２、第４レンズ部Ｌ２ｂより、第２レンズブロックＢＫ２が構成され、最後に、第５レンズ部Ｌ３ａ、第３レンズ基板ＬＳ３、第６レンズ部Ｌ３ｂより、第３レンズブロックＢＫ３が構成される。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。【００８７】
（実施例２）
第２実施例におけるレンズデータを表２に示す。【００８８】
【表２】
2009116492.tif 000005
【００８９】
図８は実施例２のレンズの断面図である。図９は、実施例２にかかる撮像レンズの球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、及び歪曲収差（ｃ）の収差図である。ここで、球面収差図において、一点鎖線はｇ線、実線はｄ線、破線はＣ線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリディオナル面をそれぞれ表す。【００９０】
実施例２の撮影レンズは、２つのレンズブロックを有する。より具体的には、物体側から順に、第１レンズ部Ｌ１ａ、光学薄膜からなる開口絞りＳ、第１レンズ基板ＬＳ１、第２レンズ部Ｌ１ｂより、第１レンズブロックＢＫ１が構成され、次に、第３レンズ部Ｌ２ａ、第２レンズ基板ＬＳ２、第４レンズ部Ｌ２ｂより、第２レンズブロックＢＫ２が構成される。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。【００９１】
（実施例３）
第３実施例におけるレンズデータを表２に示す。【００９２】
【表３】
2009116492.tif 000006
【００９３】
図１０は実施例３のレンズの断面図である。図１１は、実施例３にかかる撮像レンズの球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、及び歪曲収差（ｃ）の収差図である。ここで、球面収差図において、一点鎖線はｇ線、実線はｄ線、破線はＣ線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリディオナル面をそれぞれ表す。【００９４】
実施例３の撮影レンズは、２つのレンズブロックを有する。より具体的には、物体側から順に、第１レンズ部Ｌ１ａ、光学薄膜からなる開口絞りＳ、第１レンズ基板ＬＳ１、第２レンズ部Ｌ１ｂより、第１レンズブロックＢＫ１が構成され、次に、第３レンズ部Ｌ２ａ、第２レンズ基板ＬＳ２、第４レンズ部Ｌ２ｂより、第２レンズブロックＢＫ２が構成される。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。【００９５】
実施例１〜３の各条件式に対応する値を表４に示す。【００９６】
【表４】
2009116492.tif 000007
【００９７】
ここで、実施例１の撮像レンズを例にとり、本発明における、吸水による近軸像点位置の変動を補正する効果のあるレンズ部を有する場合と、有さない場合の吸水時の近軸像点位置の変動量の違いを示す。実施例１の樹脂材料は、Ｎｄが１．５２、νｄが５７のエポキシ系を含むＵＶ硬化樹脂である低分散樹脂材料と、Ｎｄが１．５５、νｄが３２のエポキシ系を含むＵＶ硬化樹脂である高分散樹脂材料を使用している。本実施例では、２種類の樹脂材料を使用しているが、１種類もしくは、３種類以上の樹脂材料を使用しても構わない。【００９８】
実施例１の低分散樹脂材料を、９５℃絶乾状態で３日間置き、屈折率ｄｎ１Ｌを測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き、屈折率ｄｎ２Ｌを測定した。その屈折率ｄｎ２Ｌと、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ１Ｌとの差ｄｎＬは、３０×１０−５であった。又、実施例１の高分散樹脂材料を９５℃絶乾状態で３日間置き、屈折率ｄｎ１Ｈを測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き、屈折率ｄｎ２Ｈを測定した。その屈折率ｄｎ２Ｈと、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ１Ｈとの差ｄｎＨは、２６０×１０−５であった。吸水によって屈折率のみが変化したと仮定すると、近軸像点位置の変動量は−０．００１［ｍｍ］となる。【００９９】
一方、比較例１として、吸水による屈折率変化が条件式（１）を満足しないような既存の低分散樹脂材料を９５℃絶乾状態で３日間置き、屈折率ｄｎ１Ｌ’を測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き、屈折率ｄｎ２Ｌ’を測定した。その屈折率ｄｎ１Ｌ’と、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ２Ｌ’との差ｄｎＬ’は、２００×１０−５であった。又、高分散樹脂材料は、実施例１と同じ９５℃絶乾状態で３日間置き、屈折率ｄｎ１Ｈ’を測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き、屈折率ｄｎ２Ｈ’を測定した。その屈折率ｄｎ２Ｈ’と、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ１Ｈ’との差ｄｎＨ’は、２６０×１０−５であるものを使用した。かかる比較例を使用した場合、吸水によって屈折率のみが変化したと仮定すると、近軸像点位置の変動量は−０．０１７［ｍｍ］となる。【０１００】
実施例１の撮像レンズのＦ値は２．８８で、撮像レンズと組み合わされる撮像素子の画素ピッチが１．７０μｍ以上の例えば１．７５μｍの場合、焦点深度はおよそ２εＦ（但し、εは許容錯乱円、ＦはＦ値）で表されることから、許容錯乱円を２画素ピッチと仮定すると、焦点深度は２０．２μｍとなる。この値は、設計値となる像面を略中心とした、光軸方向での範囲であるため、吸水による設計値の近軸像点位置の変動量としては半分の１０．１μｍ以下に納まっていることが望ましい。実施例１の高分散樹脂材料を９５℃絶乾状態で３日間置き屈折率ｄｎ１Ｈを測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き屈折率ｄｎ２Ｈを測定し、その屈折率ｄｎ２Ｈと、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ１Ｈとの差ｄｎＨが２６０×１０−５である場合において、実施例１の低分散樹脂材料を、９５℃絶乾状態で３日間置き屈折率ｄｎ１Ｌを測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き屈折率ｄｎ２Ｌを測定し、その屈折率ｄｎ２Ｌと、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ１Ｌとの差ｄｎＬの値が、３０×１０−５、７０×１０−５、１１０×１０−５、１５０×１０−５、１９０×１０−５、２００×１０−５、２２０×１０−５のとき、吸水によって屈折率のみが変化したと仮定すると、近軸像点位置の変動量は以下の表５の通りである。【０１０１】
【表５】
2009116492.tif 000008
【０１０２】
以上のように、吸水後の屈折率ｄｎ２Ｌと完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ１Ｌとの差ｄｎＬが１５０×１０−５以下であれば、吸湿による近軸像点位置の変動があっても実用上問題ないことがわかる。【０１０３】
なお、今後画素ピッチが狭くなっていくことが予想されるが、例えば画素ピッチが１．０μｍ以上の場合においても、屈折率ｄｎ１Ｌとの差ｄｎＬが１００×１０−５以下であれば吸湿による近軸像点位置の変動による影響による問題は発生しない。【０１０４】
次に、実施例２の撮像レンズを例にとり、本発明における、吸水による近軸像点位置の変動を補正する効果のあるレンズ部を有する場合と、有さない場合の吸水時の近軸像点位置の変動量の違いを示す。【０１０５】
実施例２の樹脂材料は、Ｎｄが１．５１、νｄが５７のエポキシ系を含むＵＶ硬化樹脂である低分散樹脂材料と、Ｎｄが１．５７、νｄが３４のエポキシ系を含むＵＶ硬化樹脂である高分散樹脂材料を使用している。本実施例では、２種類の樹脂材料を使用しているが、１種類もしくは、３種類以上の樹脂材料を使用しても構わない。【０１０６】
実施例２の低分散樹脂材料を、９５℃絶乾状態で３日間置き屈折率ｄｎ１Ｌを測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き、屈折率ｄｎ２Ｌを測定した。その屈折率ｄｎ２Ｌと、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ１Ｌとの差ｄｎＬは、１００×１０−５であった。又、実施例２の高分散樹脂材料を９５℃絶乾状態で３日間置き、屈折率ｄｎ１Ｈを測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き、屈折率ｄｎ２Ｈを測定した。その屈折率ｄｎ２Ｈと、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ１Ｈとの差ｄｎＨは、６０×１０−５であった。吸水によって屈折率のみが変化したと仮定すると、近軸像点位置の変動量は−０．００８［ｍｍ］となる。【０１０７】
一方、比較例２として、吸水による屈折率変化が条件式（１）を満足しないような既存の低分散樹脂材料を９５℃絶乾状態で３日間置き、屈折率ｄｎ１Ｌ’を測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き、屈折率ｄｎ２Ｌ’を測定した。その屈折率ｄｎ１Ｌ’と、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ２Ｌ’との差ｄｎＬ’は、２００×１０−５であった。又、高分散樹脂材料は、実施例２と同じ９５℃絶乾状態で３日間置き、屈折率ｄｎ１Ｈを測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き、屈折率ｄｎ２Ｈを測定した。その屈折率ｄｎ２Ｈと、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ１Ｈとの差ｄｎＨは、６０×１０−５であるものを使用した。かかる比較例を使用した場合、吸水によって屈折率のみが変化したと仮定すると、近軸像点位置の変動量は−０．０１６［ｍｍ］となる。【０１０８】
次に、実施例３の撮像レンズを例にとり、本発明における、吸水による近軸像点位置の変動を補正する効果のあるレンズ部を有する場合と、有さない場合の吸水時の近軸像点位置の変動量の違いを示す。【０１０９】
実施例３の樹脂材料は、Ｎｄが１．５２、νｄが５５のエポキシ系を含むＵＶ硬化樹脂である低分散樹脂材料と、Ｎｄが１．５７、νｄが３４のエポキシ系を含むＵＶ硬化樹脂である高分散樹脂材料を使用している。本実施例では、２種類の樹脂材料を使用しているが、１種類もしくは、３種類以上の樹脂材料を使用しても構わない。【０１１０】
実施例３の低分散樹脂材料を、９５℃絶乾状態で３日間置き、屈折率ｄｎ１Ｌを測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き、屈折率ｄｎ２Ｌを測定した。その屈折率ｄｎ２Ｌと、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ１Ｌとの差ｄｎＬは、１４０×１０−５であった。又、実施例３の高分散樹脂材料を９５℃絶乾状態で３日間置き、屈折率ｄｎ１Ｈを測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き、屈折率ｄｎ２Ｈを測定した。その屈折率ｄｎ２Ｈと、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ１Ｈとの差ｄｎＨは、６０×１０−５であった。吸水によって屈折率のみが変化したと仮定すると、近軸像点位置の変動量は−０．０１１［ｍｍ］となる。【０１１１】
一方、比較例３として、吸水による屈折率変化が条件式（１）を満足しないような既存の低分散樹脂材料を９５℃絶乾状態で３日間置き、屈折率ｄｎ１Ｌ’を測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き、屈折率ｄｎ２Ｌ’を測定した。その屈折率ｄｎ１Ｌ’と、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ２Ｌ’との差ｄｎＬ’は、２００×１０−５であった。又、高分散樹脂材料は、実施例３と同じ９５℃絶乾状態で３日間置き、屈折率ｄｎ１Ｈを測定してから、６０℃９０％ＲＨに６日間置き、屈折率ｄｎ２Ｈを測定した。その屈折率ｄｎ２Ｈと、初めの完全に乾燥させた状態での屈折率ｄｎ１Ｈとの差ｄｎＨは、６０×１０−５であるものを使用した。かかる比較例を使用した場合、吸水によって屈折率のみが変化したと仮定すると、近軸像点位置の変動量は−０．０１７［ｍｍ］となる。【０１１２】
本発明に係るレンズ部を含まない比較例と比較すると、吸水時の屈折率の変化による近軸像点位置の変動量が小さく抑えられていることが分かる。また、各レンズ部に異なった寸法変化率αと屈折率変化ｄｎを有する樹脂材料を使用してもよく、その場合は、それぞれのレンズの吸水時の近軸像点位置の変動の寄与の大きさを考慮して、設計をすることで、撮像レンズ全体で吸水による近軸像点位置の変動をほとんど生じないようにすることも可能となる。
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【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】
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【国際調査報告】
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