(57)【要約】      （修正有）【課題】諸収差が十分に小さく、良好な結像性能を持った小型の短焦点光学系を提供する。【解決手段】接合レンズＬと、接合レンズＬの像側に配置された、正のパワーを有する回折光学部ＤＯと、を有する。接合レンズＬが、物体側から像側へ順に、ガラス材料からなり、物体側に凹面を有する第一レンズＬ１と、硬化性樹脂材料からなり、像側に凸面を有する第二レンズＬ２と、を有しており、第一レンズＬ１のｄ線での屈折率をＮ１、第二レンズＬ２のｄ線での屈折率をＮ２としたとき、Ｎ１＜Ｎ２、Ｎ２＞１．６を満たす。【選択図】図１
2018132582.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合レンズと、
前記接合レンズの像側に配置された、正のパワーを有する回折光学部と、
を有する光学系であって、
前記接合レンズが、物体側から像側へ順に、
ガラス材料からなり、物体側に凹面を有する第一レンズと、
硬化性樹脂材料からなり、像側に凸面を有する第二レンズと、
を有しており、
前記第一レンズのｄ線での屈折率をＮ１、前記第二レンズのｄ線での屈折率をＮ２としたとき、
Ｎ１  ＜  Ｎ２
Ｎ２  ＞  １．６
を満たすことを特徴とする光学系。
【請求項２】
前記回折光学部は、前記第二レンズの前記凸面に形成された回折構造である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
前記回折光学部は、前記第二レンズと像面との間に配置された部材である
ことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項４】
前記第一レンズのアッベ数をν１、前記第二レンズのアッベ数をν２としたとき、
ν１−ν２  ＞  １５
を満たすことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項５】
前記第一レンズのアッベ数をν１、前記第二レンズのアッベ数をν２、前記第一レンズのｄ線でのパワーをΦ１、前記第二レンズのｄ線でのパワーをΦ２、前記回折光学部のｄ線でのパワーをΦｄｏとしたとき、
｜Φ１／ν１＋Φ２／ν２＋Φｄｏ／（−３．４５）｜  ＜  ０．０１５
を満たすことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項６】
前記接合レンズの物体側に配置された開口絞りを有する
ことを特徴とする請求項１〜５のうちいずれか１項に記載の光学系。
【請求項７】
前記開口絞りから像面までの距離をＤ、前記開口絞りから前記回折光学部までの距離をＤｄｏ、前記開口絞りから前記第二レンズの前記凸面までの距離をＤ２としたとき、
Ｄ２  ≦  Ｄｄｏ  ≦  Ｄ／２
を満たすことを特徴とする請求項６に記載の光学系。
【請求項８】
請求項１〜７のうちいずれか１項に記載の光学系と、
前記光学系によって形成された像を受光する撮像素子と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
光学系の製造方法であって、
ガラス材料からなる平行平板の物体側の面をエッチングすることにより、物体側に凹面を有する第一レンズを形成する工程と、
前記平行平板の像側の面に、硬化性樹脂材料を用いて、像側に凸面を有する第二レンズを形成する工程と、
前記第二レンズの像側に、正のパワーを有する回折光学部を形成する工程と、
を有しており、
前記第一レンズのｄ線での屈折率をＮ１、前記第二レンズのｄ線での屈折率をＮ２としたとき、
Ｎ１  ＜  Ｎ２
Ｎ２  ＞  １．６
を満たすことを特徴とする光学系の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は小型な撮像光学系に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、様々な電子機器に撮像装置が搭載されている。このような撮像装置は、限られた空間に配置する必要があったり、非常に多くの場所に使われたりするため、小型でローコストな光学系が要望されている。
【０００３】
ローコストな光学系として、単レンズとその面上に回折光学部を有することで色収差を低減した光学系が特許文献１に開示されている。また、小型でローコストな光学系を製造する方法として、ウエハレベルオプティクスと呼ばれる技術が知られている。ウエハレベルオプティクスとは、半導体製造技術を利用してウエハ上に多数のレンズを作成し、複数のウエハを重ね合わせて接着した後、切断し、多数の光学系を一度に製造する技術である。このような技術を適用した小型でローコストな光学系は、特許文献２〜４に開示されるように、１枚の接合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】特開平１０−７３７６０号公報
【特許文献２】特開２０１１−０８１１０２号公報
【特許文献３】特開２０１１−１９７６２３号公報
【特許文献４】特開２０１０−１７５６０３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に記載の撮像光学系は、簡単でローコストな構成であるが、像面湾曲が補正されていなかった。また、一種類の材質で構成されていることから二次の軸上色収差を補正することが難しく、収差補正が十分ではない。また、特許文献１の技術を直径が１ｍｍ〜２ｍｍ程度の光学系に適用すると、小さすぎて組み立てが非常に困難であるという問題があった。
【０００６】
特許文献２〜４に記載の撮像光学系は、小型で簡単な構成であるが、非点収差や軸上色収差が大きく、収差補正が十分ではない。これは、ウエハレベルオプティクスを適用した際のレンズ材料が硬化性樹脂材料であるため、特性の異なる材料を選択する余地が少ないことが大きな理由である。また、ウエハの厚みは０．２ｍｍ〜０．３ｍｍ程度が限界に近いため、ウエハの両面に樹脂レンズを形成する従来例では、レンズ肉厚が大きくなり、収差補正が難しいという問題が生じる。
【０００７】
図９は、メニスカス単レンズのレンズ肉厚とコマ収差係数の関係を示す。図９では、屈折率１．５の硝材からなり、下記式で表されるシェイプファクターＸが−２、焦点距離が１ｍｍのレンズを想定している。開口絞りはレンズの物体側に配置される。シェイプファクターＸは、単レンズがベンディングにしたがってとる形状を表現するものであり、物体側に絞りを配置した広角単レンズの撮像光学系としては−２程度のものが一般的である。
Ｘ  ＝  （Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２−Ｒ１）
ただし、Ｒ１は物体側のレンズ面の曲率半径であり、Ｒ２は像側のレンズ面の曲率半径である。
【０００８】
図９を見て分かるように、レンズ肉厚が０．３ｍｍ〜０．４ｍｍでコマ収差係数が０となるため、焦点距離１ｍｍのレンズではレンズ肉厚を０．３ｍｍ〜０．４ｍｍにすることが望ましい。しかしながら、上述のようにウエハの厚みは少なくとも０．２ｍｍ〜０．３ｍｍであるため、ウエハの両面に樹脂レンズを形成する構成では、レンズ肉厚を０．３ｍｍ〜０．４ｍｍにすることは難しい。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされるものであり、諸収差が十分に小さく、良好な結像性能を持った小型な短焦点光学系を簡単な構成で達成する技術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】
【００１０】
本発明の第一態様は、接合レンズと、前記接合レンズの像側に配置された、正のパワーを有する回折光学部と、を有する光学系であって、前記接合レンズが、物体側から像側へ順に、ガラス材料からなり、物体側に凹面を有する第一レンズと、硬化性樹脂材料からなり、像側に凸面を有する第二レンズと、を有しており、前記第一レンズのｄ線での屈折率をＮ１、前記第二レンズのｄ線での屈折率をＮ２としたとき、
Ｎ１  ＜  Ｎ２
Ｎ２  ＞  １．６
を満たすことを特徴とする光学系を提供する。
【００１１】
本発明の第二態様は、本発明の第一態様に係る光学系と、前記光学系によって形成された像を受光する撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置を提供する。
【００１２】
本発明の第三態様は、光学系の製造方法であって、ガラス材料からなる平行平板の物体側の面をエッチングすることにより、物体側に凹面を有する第一レンズを形成する工程と、前記平行平板の像側の面に、硬化性樹脂材料を用いて、像側に凸面を有する第二レンズを形成する工程と、前記第二レンズの像側に、正のパワーを有する回折光学部を形成する工程と、を有しており、前記第一レンズのｄ線での屈折率をＮ１、前記第二レンズのｄ線での屈折率をＮ２としたとき、
Ｎ１  ＜  Ｎ２
Ｎ２  ＞  １．６
を満たすことを特徴とする光学系の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、諸収差が十分に小さく、良好な結像性能を持った小型な短焦点光学系を簡単な構成で達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施例１におけるレンズ断面図
【図２】実施例１における諸収差図
【図３】実施例２におけるレンズ断面図
【図４】実施例２における諸収差図
【図５】実施例３におけるレンズ断面図
【図６】実施例３における諸収差図
【図７】撮像装置および電子機器の模式図
【図８】グレイスケールリソグラフィによるエッチング加工説明図
【図９】レンズ肉厚とコマ収差係数の関係
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、撮像装置の光学系に関し、特に、ウエハレベルオプティクスと呼ばれる技術
を用いて製造し得る極めて小型の光学系に関する。なお、この種の光学系はウエハレベルレンズと呼ばれ、ウエハレベルレンズを撮像光学系として用いた撮像装置はウエハレベルカメラとも呼ばれる。本発明に係る光学系および撮像装置は、一般的なデジタルカメラやデジタルビデオカメラにももちろん適用できるが、小型かつローコストであるという特徴から、様々な電子機器の組み込み用カメラに好ましく適用できる。電子機器としては、例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット端末、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、ウェアラブル端末などが挙げられる。以下、本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００１６】
図７は、本発明の実施形態に係る光学系および撮像装置と、その撮像装置が組み込まれた電子機器（スマートフォン）を模式的に示している。図７の例では、スマートフォン７０のフロントカメラモジュールとして、本実施形態の撮像装置７１が用いられている。撮像装置７１は、概略、光学系１と、光学系１によって形成された像を受光する撮像素子２とを有している。光学系１は、光学的な構成として、開口絞り、凹レンズ（第一レンズ）、凸レンズ（第二レンズ）、回折光学部を有する（光学系１の具体的な構成については後述する）。撮像素子２としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの固体撮像素子（光電変換素子）が用いられる。
【００１７】
図１、図３、図５に、本発明の実施形態に係る光学系１の具体的な実施例を示す。図１は実施例１における光学系１のレンズ断面図であり、図３は実施例２における光学系１のレンズ断面図であり、図５は実施例３における光学系１のレンズ断面図である。図１、図３、図５の各レンズ断面図において、左方が被写体側（物体側）、右方が像側である。ＩＭＧは像面であり、上述した撮像素子２の受光面が配置される。
【００１８】
接合レンズＬは、物体側から像側へ順に、第一レンズＬ１と第二レンズＬ２を有している。第一レンズＬ１は、ガラス材料からなり、物体側に凹面を有する平凹レンズである。第二レンズＬ２は、硬化性樹脂材料からなり、像側に凸面を有する平凸レンズである。
【００１９】
本実施形態では、小型でローコストな光学系を達成するために、ウエハレベルオプティクスにより接合レンズＬを製造する。すなわち、ガラス材料からなる平行平板のウエハの物体側の面にエッチング加工により凹面（第一レンズＬ１に相当）を形成すると共に、ウエハの像側の面に硬化性樹脂材料からなるレンズ層（第二レンズＬ２に相当）を形成する。その後、切断することで、多数の接合レンズＬを作製する。
【００２０】
回折光学部ＤＯは、接合レンズＬの像側に配置された、正のパワーをもつ（つまり、回折により光を集光する機能をもつ）回折構造である。例えば、回折光学部ＤＯは、光軸を中心とする同心円状の微細パターンにより構成される。回折光学部ＤＯは、図１および図３のように、第二レンズＬ２の凸面に形成された回折構造であってもよいし、図５のように、第二レンズＬ２と像面ＩＭＧとの間に配置された回折光学素子であってもよい。
【００２１】
第一レンズＬ１と第二レンズＬ２の材料は、以下の条件式１〜２を満たすように選択される。
Ｎ１  ＜  Ｎ２      ・・・式１
Ｎ２  ＞  １．６    ・・・式２
ただし、Ｎ１は第一レンズＬ１のｄ線での屈折率、Ｎ２は第二レンズＬ２のｄ線での屈折率である。
【００２２】
式１は像面湾曲の補正に関する条件式である。式１に示すように、凹レンズである第一レンズＬ１の屈折率Ｎ１を凸レンズである第二レンズＬ２の屈折率Ｎ２よりも小さくすることで、よりよく像面湾曲を補正することができる。
【００２３】
式２の条件式は、非点収差の補正に関する条件式である。第二レンズＬ２の屈折率Ｎ２が小さいと、所望のパワーを得るために第二レンズＬ２の曲率を大きくしなければならず、最軸外での非点収差が大きくなってしまう。それゆえ、サジタル像面のフォーカスズレを許容範囲に収めるためには、第二レンズＬ２の屈折率Ｎ２を１．６より大きくする（つまり、屈折率Ｎ２が１．６より大きい材料により第二レンズＬ２を形成する）ことが望ましい。
【００２４】
しかし、一般に硬化性樹脂材料は屈折率を大きくすると波長の分散（波長毎の屈折率の差）が大きくなるため、第二レンズＬ２（凸レンズ）の屈折率Ｎ２を１．６より大きくすると軸上色収差の補正が難しくなる。特に凸レンズと凹レンズが一枚ずつしかない小型の接合レンズの場合には、そのような軸上色収差の補正は極めて難しい。そこで本実施形態では、接合レンズＬの像側に回折光学部ＤＯを配置している。第二レンズＬ２による屈折作用では波長の短い光線ほど近くに集光するのに対し、回折光学部ＤＯによる回折作用では波長の長い光線ほど近くに集光するため、回折光学部ＤＯにより第二レンズＬ２の色収差を補正することができる。したがって、像面湾曲、非点収差、色収差のいずれも十分に補正された、高性能かつ小型の光学系をローコストで実現することができる。
【００２５】
開口絞りＳＴＯは、接合レンズＬの物体側に配置される。このとき、第一レンズＬ１の直前に開口絞りＳＴＯを配置することが好ましい。このような配置をとることにより、凹レンズ（第一レンズＬ１）のパワーを大きくでき、像面湾曲を補正しやすくなる。この配置の場合、レンズ肉厚を薄くする必要がある。この点に関し、本実施形態のようにウエハの片面にエッチングで凹面を形成する方法であれば、レンズ肉厚を十分に薄くすることができるため、有利である。
【００２６】
さらに、第一レンズのアッベ数をν１、第二レンズのアッベ数をν２としたとき、以下の条件式３を満たすことが好ましい。
ν１−ν２  ＞  １５    ・・・式３
式３を満たすことで、第一レンズＬ１、第二レンズＬ２、回折光学部ＤＯのパワーを全体的に緩めながら色収差を補正することができる。それゆえ、特許文献１に記載されているような単レンズの面上に回折構造を付けた場合と比較して、よりよく諸収差を補正することができる。
【００２７】
さらに、第一レンズＬ１、第二レンズＬ２、回折光学部ＤＯは、以下の条件式４を満たすことが好ましい。
｜Φ１／ν１＋Φ２／ν２＋Φｄｏ／（−３．４５）｜  ＜  ０．０１５  ・・・式４
ただし、Φ１は第一レンズＬ１のd線でのパワーであり、Φ２は第二レンズＬ２のd線でのパワーであり、Φｄｏは回折光学部ＤＯのd線でのパワーである。
【００２８】
式４は、第一レンズＬ１と第二レンズＬ２と回折光学部ＤＯのパワーをバランスよく配置し、色収差を低減するための条件式である。式４に含まれる−３．４５という値は、回折光学部ＤＯのアッベ数である。式４の左辺が０．０１５以上になると、回折光学部ＤＯのパワーが弱くなりすぎ、レンズで生じた色収差を補正できなくなるか、もしくは回折光学部ＤＯのパワーが強くなりすぎ、過剰に色収差が補正され性能を悪化させる。
【００２９】
さらに、開口絞りＳＴＯから像面ＩＭＧまでの距離をＤ、開口絞りＳＴＯから回折光学部ＤＯまでの距離をＤｄｏ、開口絞りＳＴＯから第二レンズＬ２の凸面までの距離をＤ２としたとき、以下の条件式５を満たすことが好ましい。
Ｄ２  ≦  Ｄｄｏ  ≦  Ｄ／２      ・・・式５
【００３０】
式５は、軸上色収差と倍率色収差をバランスよく補正するための条件式である。軸上像高の周辺光線が回折光学部ＤＯに入射するときの光軸からの距離をｈ、周辺像高の主光線が回折光学部ＤＯに入射するときの光軸からの距離をｈバー（ｈの上に横棒で表記）、回折光学部ＤＯのパワーをΦｄｏ、回折光学部ＤＯのアッベ数をνｄｏとする。このとき、軸上色収差係数Ｌと倍率色収差係数Ｔは以下のように式Ｌ、式Ｔで表すことができる。
【数１】
2018132582.tif 000003
【００３１】
このとき、ｈは開口絞りＳＴＯの位置で大きな値を持ち像面ＩＭＧに近づくにつれて小さくなる一方、ｈバーは開口絞りＳＴＯの位置で０の値を持ち像面ＩＭＧに近づくにつれて大きな値を持つ。よって、軸上色収差係数Ｌと倍率色収差係数Ｔにバランスよく寄与するよう式５を満たすことが好ましい。式５のＤｄｏが上限を上回ると軸上色収差を補正することが難しく、下限を下回ると倍率色収差を補正することが難しくなる。
【００３２】
以上説明したように、本実施形態の光学系の構成によれば、諸収差が十分に小さく、良好な結像性能を持った小型な短焦点光学系を簡単な構成で達成することができる。またそのような光学系を用いることにより、小型で画質のよい撮像装置をローコストで製造することができる。
【００３３】
＜実施例１＞
図１および図２Ａ〜図２Ｃを参照して、実施例１に係る光学系について詳細に説明する。図１は実施例１に係る光学系１のレンズ断面図であり、図２Ａ〜図２Ｃはそれぞれ実施例１に係る光学系１の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図である。収差図はミリメートル単位で示しており、球面収差図においては、波長６５６ｎｍ、５８７ｎｍ、４８６ｎｍ、４３５ｎｍに関する収差を示し、非点収差図においては、ｍとｓはメリディオナル像面、サジタル像面を表している。後掲する実施例２および実施例３の収差図も同様である。
【００３４】
実施例１の光学系１は、ガラス材料からなり物体側に凹面を有する平凹レンズである第一レンズＬ１と、硬化性樹脂材料からなり像側に凸面を有する平凸レンズである第二レンズＬ２とからなる接合レンズＬを有する。第一レンズＬ１の物体側に開口絞りＳＴＯが配置されている。また、第二レンズＬ２の凸面に回折光学部ＤＯが形成されている。実施例１において、焦点距離は０．８ｍｍ、Ｆｎｏは２．８、撮像領域（イメージサークル）の直径は１．２ｍｍである。
【００３５】
第一レンズＬ１は、グレイスケールリソグラフィ工程を用いて形成することが好ましい。図８Ａ〜図８Ｄを用いてグレイスケールリソグラフィについて説明する。まず、図８Ａに示すように、ガラス材料からなる平行平板であるウエハ８０上に厚みのあるレジスト８１を塗布する。次に、図８Ｂに示すように、レジスト８１の場所によって露光量を変えて紫外線８２で露光した後、現像することで、図８Ｃに示すような凹面形状のレジスト８３を形成する。次に、図８Ｄに示すように、エッチングすることでレジスト８３の形状をウエハ８０に転写することで、凹面８４を有する第一レンズＬ１を得る。なお図８Ａ〜図８Ｄには１つのレンズの製造工程のみ示したが、実施例には一枚のウエハ８０上に多数の凹面８４が一度に形成される。
【００３６】
レジスト８１を露光する際は、凹面の深さに対応する濃淡をもつグレイスケールマスクを用いるか、もしくは場所に応じて強度変調したレーザーでスキャンすることで、凹面の中心ほど露光量を大きくする。また、エッチング加工としては、薬剤に浸して加工するウェットエッチング加工と反応性のある気体を用いて加工するドライエッチング加工のいずれを用いてもよい。ただし、面形状を精度よく形成できるドライエッチング加工を用いることが好ましい。
【００３７】
第二レンズＬ２は、凹面８４が形成されたウエハ８０の像側の面（図８Ｄでは下面）に硬化性樹脂材料からなる層（膜）を形成し、第二レンズＬ２の凸面に対応する型を押し付けることで成型される。凸面の型の表面に回折光学部ＤＯに対応するパターンを形成しておけば、第二レンズＬ２の凸面の成型と同時に、回折光学部ＤＯの回折構造パターンを凸面上に転写できる。その後、ウエハ８０を個々のレンズユニットに切断することで、数百から数万個の接合レンズを作製することができる。一つの接合レンズの大きさは、数ミリのオーダーである。最終的に、接合レンズと開口絞りと撮像素子をアセンブルし、撮像装置（カメラモジュール）が得られる。
【００３８】
硬化性樹脂材料には光硬化型のものや熱硬化型のものがあり、どちらのタイプを用いてもよい。ただし、ＩＣチップなどの電子部品と一緒に光学系もリフロー処理を行い実装することで低コスト化が達成できるため、熱耐性のある光硬化型の樹脂材料を用いることが好ましい。実施例１では、第一レンズＬ１の材料として石英ガラスを用い、第二レンズＬ２の材料として三菱ガス化学株式会社の商品名ＬＰＢ−１１０２を用いる。
【００３９】
図２Ａ〜図２Ｃの収差図を見て分かるように、可視域において収差を十分に低減することができている。実施例１の光学系１では樽型の歪曲収差は補正できないため、撮像素子により撮影した後、画像処理によって樽型の歪曲収差を補正してもよい。ただし、監視カメラやセンシング目的である場合、樽型の歪曲収差は、歪曲収差がないときより広い角度の光を撮像素子へ取り込む、つまりより広範囲の被写体を写すことができるため、歪曲収差を補正することなく用いてもよい。
【００４０】
＜実施例２＞
図３および図４Ａ〜図４Ｃを参照して、実施例２に係る光学系について詳細に説明する。図３は実施例２に係る光学系１のレンズ断面図であり、図４Ａ〜図４Ｃはそれぞれ実施例２に係る光学系１の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図である。実施例２において、焦点距離は０．６ｍｍ、Ｆｎｏは３．２、撮像領域の直径は１．２ｍｍである。実施例２では、第一レンズＬ１の材料として株式会社オハラの商品名Ｓ−ＢＳＬ７を用い、第二レンズＬ２の材料としてケーエスエム株式会社の商品名ＵＶ−ＲＨ−３８に示すような、樹脂中に無機物を分散させたものを想定している。その他の構成は実施例１と同じである。図４Ａ〜図４Ｃの収差図を見て分かるように、実施例２の構成によっても、可視域において収差を十分に低減することができている。
【００４１】
＜実施例３＞
図５および図６Ａ〜図６Ｃを参照して、実施例３に係る光学系について詳細に説明する。図５は実施例３に係る光学系１のレンズ断面図であり、図６Ａ〜図６Ｃはそれぞれ実施例３に係る光学系１の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図である。実施例３において、焦点距離は１．０ｍｍ、Ｆｎｏは２．８、撮像領域の直径は１．２ｍｍである。
【００４２】
実施例３の構成は実施例１、２と略同じであるが、回折光学部ＤＯの位置が異なっている。実施例３の回折光学部ＤＯは、第二レンズＬ２の凸面上ではなく、第二レンズＬ２と像面ＩＭＧの間に配置した平行平板上に形成されている。実施例１、実施例２と異なり、
平行平板上に回折光学部ＤＯを形成しているため、リソグラフィ工程により作製することができる。リソグラフィ工程により回折光学部ＤＯを作製することで、精度良く回折構造パターンを作ることができる。また、接合レンズＬと回折光学部ＤＯを別の部材にすることで自由度を増やし収差をより低減できるという利点もある。一方、実施例１、実施例２と比べて部品点数が増えるためコストが増える、接合レンズＬと回折光学部ＤＯの相対的な偏芯誤差が製造誤差として新たに加わる、という不利もある。したがって、光学系や撮像装置の要求仕様によって、回折光学部ＤＯを配置する場所を決定すればよい。
【００４３】
実施例３では、第一レンズＬ１の材料として株式会社オハラの商品名Ｓ−ＢＳＬ７を用い、第二レンズＬ２の材料として大阪ガスケミカル株式会社の商品名ＯＫＰ４ＨＴを用いる。その他の構成は実施例１や実施例２と同じである。図６Ａ〜図６Ｃの収差図を見て分かるように、実施例３の構成によっても、可視域において収差を十分に低減することができている。
【００４４】
以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、本実施例では４００〜７００ｎｍの波長範囲を補正した小型光学系を示したが、補正波長範囲を限定するものではなく上記補正波長範囲を狭くあるいは広くした小型光学系にも適用可能である。
【００４５】
＜数値実施例＞
次に、実施例１〜３に対応する数値実施例１〜３を示す。各数値実施例において、面番号は物体面から像面まで数えた光学面の順である。＊は回折光学部を有する面を意味している。ｒは第ｉ番目の光学面の曲率半径である。ｄは第ｉ番目と第ｉ＋１番目の間隔である（符号は物体側から像面側へ測ったときを（光が近行するときを）正、逆方向を負としている）。Ｎｄ、νｄは波長５８７．６ｎｍに対する材料の屈折率とアッベ数をそれぞれ示している。
【００４６】
非球面の形状は、以下の一般的な非球面の式で表される。以下の式において、ｚは光軸方向の座標、ｃは曲率（曲率半径ｒの逆数）、ｈは光軸からの高さ、ｋは円錐係数である。また、Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９・・・は各々、４次、６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次、１８次、２０次・・・の非球面係数である。「Ｅ−Ｘ」は「１０-Ｘ」を、「Ｅ＋Ｘ」は「１０Ｘ」を意味する。
【数２】
2018132582.tif 000004
【００４７】
また、回折光学部の位相関数は以下の式で表わされる。以下の式において、Φは参照波長をλ０とした回折格子の位相関数、Ｃｎは位相関数係数、ｈは光軸からの高さである。本実施例では、参照波長λ０を５８７．６ｎｍとして位相関数係数Ｃｎを記載している。
【数３】
2018132582.tif 000005
【００４８】
（数値実施例１）
ν１−ν２＝３１.８
｜Φ１／ν１＋Φ２／ν２＋Φｄｏ／（−３．４５）｜＝０．００５４
Ｄ２＝０．３８
Ｄｄ＝０．３８
Ｄ／２＝０．６３
【表１】
2018132582.tif 000006
【００４９】
（数値実施例２）
ν１−ν２＝３５．９
｜Φ１／ν１＋Φ２／ν２＋Φｄｏ／（−３．４５）｜＝０．００１４
Ｄ２＝０．３６
Ｄｄ＝０．３６
Ｄ／２＝０．５２
【表２】
2018132582.tif 000007
【００５０】
（数値実施例３）
ν１−ν２＝４１．１
｜Φ１／ν１＋Φ２／ν２＋Φｄｏ／（−３．４５）｜＝０．００８５
Ｄ２＝０．４１
Ｄｄ＝０．５１
Ｄ／２＝０．８４
【表３】
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【符号の説明】
【００５１】
Ｌ：接合レンズ、Ｌ１：第一レンズ、Ｌ２：第二レンズ、ＤＯ：回折光学部、ＳＴＯ：開口絞り、ＩＭＧ：像面
１：光学系、２：撮像素子、７０：電子機器、７１：撮像装置
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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