(57)【要約】【課題】撮像素子の微小な画素ピッチに対応可能であって、短焦点距離化・広角化してもカバーガラスの厚みを維持しうるバックフォーカスの確保と高い光学性能の確保とが可能であり、しかも低コストでの大量生産に適した撮像レンズ、撮像装置、携帯端末を提供する。【解決手段】撮像レンズＬＮは、パワーを有する光学要素として、物体側から順に第１，第２ブロックＣ１，Ｃ２を含む２ブロック構成になっており、第１ブロックＣ１より像側に光学絞りＳＴが存在し、第１ブロックＣ１の最も物体側の光学面が物体側に概ね凸の形状を有し、第２ブロックＣ２の最も像面側の光学面が像面側に概ね凸の形状を有する。【選択図】図１
2011017764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パワーを有する光学要素として、物体側から順に第１ブロック及び第２ブロックを含む２ブロック構成の撮像レンズであって、
前記第１，第２ブロックが、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、でそれぞれ構成されており、前記レンズ基板と前記レンズ部とは材質が異なり、前記第１ブロックより像側に光学絞りが存在し、前記第１ブロックの最も物体側の光学面が物体側に概ね凸の形状を有し、前記第２ブロックの最も像面側の光学面が像面側に概ね凸の形状を有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)及び(2)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；
0＜S(s1F-st)／r_1F＜3.0  …(1)
0＜S(s2R-st)／r_2R＜3.0  …(2)
ただし、
S(s1F-st)：第１ブロックの最も物体側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
S(s2R-st)：第２ブロックの最も像面側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
r_1F：第１ブロックの最も物体側の光学面の近軸曲率半径、
r_2R：第２ブロックの最も像面側の光学面の近軸曲率半径、
である。
【請求項３】
以下の条件式(3)及び(4)を満足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；
0＜{2×S(s1F-st)}／{f_s1F(0.6)＋f_s1F(0.8)}＜3  …(3)
0＜{2×S(s2R-st)}／{f_s2R(0.6)＋f_s2R(0.8)}＜3  …(4)
ただし、
S(s1F-st)：第１ブロックの最も物体側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
S(s2R-st)：第２ブロックの最も像面側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
f_s1F(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s1F(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
である。
【請求項４】
前記光学絞りが前記第２ブロックのレンズ基板の平面部に位置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。
【請求項５】
以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
0.05＜{f_s2R(0.6)＋f_s2R(0.8)}／{f_s1F(0.6)＋f_s1F(0.8)}＜3.0  …(5)
ただし、
f_s1F(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s1F(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
である。
【請求項６】
前記第１ブロックの最も像面側の光学面が負のパワーを有し、以下の条件式(6)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；
-5.0＜φ_s1R／φ_all＜-0.01  …(6)
ただし、
φ_s1R：第１ブロックの最も像面側の光学面のパワー、
φ_all：全系のパワー、
である。
【請求項７】
前記第１ブロックが全体として負のパワーを有し、以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
-2＜φ_s1_all／φ_all＜0  …(7)
ただし、
φ_s1_all：第１ブロックのパワー、
φ_all：全系のパワー、
である。
【請求項８】
パワーを有する光学要素として、物体側から順に第１ブロック及び第２ブロックを含む２ブロック構成の撮像レンズであって、
前記第１ブロックが、略均質な媒質から成る１枚のレンズで構成されており、前記第２ブロックが、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、で構成されており、前記レンズ基板と前記レンズ部とは材質が異なり、前記第１ブロックより像側に光学絞りが存在し、前記第１ブロックの最も物体側の光学面が物体側に概ね凸の形状を有し、前記第２ブロックの最も像面側の光学面が像面側に概ね凸の形状を有することを特徴とする撮像レンズ。
【請求項９】
前記略均質な媒質から成る１枚のレンズが、ガラスレンズ又はガラスモールドレンズであることを特徴とする請求項８記載の撮像レンズ。
【請求項１０】
前記略均質な媒質から成る１枚のレンズが、プラスチックレンズであることを特徴とする請求項８記載の撮像レンズ。
【請求項１１】
以下の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
0＜S(s1F-st)／r_1F＜3.0  …(1)
0＜S(s2R-st)／r_2R＜3.0  …(2)
ただし、
S(s1F-st)：第１ブロックの最も物体側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
S(s2R-st)：第２ブロックの最も像面側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
r_1F：第１ブロックの最も物体側の光学面の近軸曲率半径、
r_2R：第２ブロックの最も像面側の光学面の近軸曲率半径、
である。
【請求項１２】
以下の条件式(3)及び(4)を満足することを特徴とする請求項８〜１１のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
0＜{2×S(s1F-st)}／{f_s1F(0.6)＋f_s1F(0.8)}＜3  …(3)
0＜{2×S(s2R-st)}／{f_s2R(0.6)＋f_s2R(0.8)}＜3  …(4)
ただし、
S(s1F-st)：第１ブロックの最も物体側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
S(s2R-st)：第２ブロックの最も像面側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
f_s1F(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s1F(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
である。
【請求項１３】
前記光学絞りが前記第２ブロックのレンズ基板の平面部に位置することを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１４】
以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
0.05＜{f_s2R(0.6)＋f_s2R(0.8)}／{f_s1F(0.6)＋f_s1F(0.8)}＜3.0  …(5)
ただし、
f_s1F(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s1F(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
である。
【請求項１５】
前記第１ブロックの最も像面側の光学面が負のパワーを有し、以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項８〜１４のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
-5.0＜φ_s1R／φ_all＜-0.01  …(6)
ただし、
φ_s1R：第１ブロックの最も像面側の光学面のパワー、
φ_all：全系のパワー、
である。
【請求項１６】
前記第１ブロックが全体として負のパワーを有し、以下の条件式(7)を満足することを特徴とする請求項８〜１５のいずれか１項に記載の撮像レンズ；
-2＜φ_s1_all／φ_all＜0  …(7)
ただし、
φ_s1_all：第１ブロックのパワー、
φ_all：全系のパワー、
である。
【請求項１７】
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１〜１６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１８】
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１〜１７のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項１９】
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１８記載の撮像レンズ。
【請求項２０】
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１８又は１９記載の撮像レンズ。
【請求項２１】
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第１，第２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、前記ブロックが製造されることを特徴とする請求項１〜２０のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
【請求項２２】
請求項１〜２１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２３】
請求項２２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】
撮像素子のサイズ及び、同じ画素数で画素ピッチのみが小さくなると、同じ画角の撮影を行うためには、焦点距離を短くする必要が生じる。また、より広い範囲を撮影するためには、更なる広角化が必要となる。焦点距離を短くすると、バックフォーカスは当然短くなる。しかしながら、カバーガラスをある一定の厚みよりも薄くすることは、強度，加工性，コスト等を考慮すると困難である。また、カバーガラスの厚みは焦点距離の短縮化には比例せず、そのままの厚みが必要となるため、カバーガラスの厚みを維持しようとすれば、必要なバックフォーカスを確保することができなくなる。したがって、特許文献１〜４で提案されているような撮像レンズでは、撮像素子の微小な画素ピッチに対応することは困難である。
【０００６】
しかも、特許文献１〜４で提案されているような従来の撮像レンズは、標準からやや広角よりであるため、更に広角化しようとすると、バックフォーカスの確保や小型化のために絞りに対して非対称な構成になる。レンズタイプが非対称な構成になると、各種の収差(例えば歪曲収差等)の補正が困難になる。広角化を進めるほど撮像レンズは絞りに対して更に非対称な形状となるため、高性能の確保は困難になる。
【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、撮像素子の微小な画素ピッチに対応可能であって、短焦点距離化・広角化してもカバーガラスの厚みを維持しうるバックフォーカスの確保と高い光学性能の確保とが可能であり、しかも低コストでの大量生産に適した撮像レンズ、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、パワーを有する光学要素として、物体側から順に第１ブロック及び第２ブロックを含む２ブロック構成の撮像レンズであって、前記第１，第２ブロックが、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、でそれぞれ構成されており、前記レンズ基板と前記レンズ部とは材質が異なり、前記第１ブロックより像側に光学絞りが存在し、前記第１ブロックの最も物体側の光学面が物体側に概ね凸の形状を有し、前記第２ブロックの最も像面側の光学面が像面側に概ね凸の形状を有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)及び(2)を満足することを特徴とする。
0＜S(s1F-st)／r_1F＜3.0  …(1)
0＜S(s2R-st)／r_2R＜3.0  …(2)
ただし、
S(s1F-st)：第１ブロックの最も物体側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
S(s2R-st)：第２ブロックの最も像面側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
r_1F：第１ブロックの最も物体側の光学面の近軸曲率半径、
r_2R：第２ブロックの最も像面側の光学面の近軸曲率半径、
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、以下の条件式(3)及び(4)を満足することを特徴とする。
0＜{2×S(s1F-st)}／{f_s1F(0.6)＋f_s1F(0.8)}＜3  …(3)
0＜{2×S(s2R-st)}／{f_s2R(0.6)＋f_s2R(0.8)}＜3  …(4)
ただし、
S(s1F-st)：第１ブロックの最も物体側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
S(s2R-st)：第２ブロックの最も像面側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
f_s1F(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s1F(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
である。
【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、前記光学絞りが前記第２ブロックのレンズ基板の平面部に位置することを特徴とする。
【００１２】
第５の発明の撮像レンズは、上記第１〜第４のいずれか１つの発明において、以下の条件式(5)を満足することを特徴とする。
0.05＜{f_s2R(0.6)＋f_s2R(0.8)}／{f_s1F(0.6)＋f_s1F(0.8)}＜3.0  …(5)
ただし、
f_s1F(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s1F(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
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、前記第１ブロックの最も像面側の光学面が負のパワーを有し、以下の条件式(6)を満足することを特徴とする。
-5.0＜φ_s1R／φ_all＜-0.01  …(6)
ただし、
φ_s1R：第１ブロックの最も像面側の光学面のパワー、
φ_all：全系のパワー、
である。
【００１４】
第７の発明の撮像レンズは、上記第１〜第６のいずれか１つの発明において、前記第１ブロックが全体として負のパワーを有し、以下の条件式(7)を満足することを特徴とする。
-2＜φ_s1_all／φ_all＜0  …(7)
ただし、
φ_s1_all：第１ブロックのパワー、
φ_all：全系のパワー、
である。
【００１５】
第８の発明の撮像レンズは、パワーを有する光学要素として、物体側から順に第１ブロック及び第２ブロックを含む２ブロック構成の撮像レンズであって、前記第１ブロックが、略均質な媒質から成る１枚のレンズで構成されており、前記第２ブロックが、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、で構成されており、前記レンズ基板と前記レンズ部とは材質が異なり、前記第１ブロックより像側に光学絞りが存在し、前記第１ブロックの最も物体側の光学面が物体側に概ね凸の形状を有し、前記第２ブロックの最も像面側の光学面が像面側に概ね凸の形状を有す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８の発明において、前記略均質な媒質から成る１枚のレンズが、ガラスレンズ又はガラスモールドレンズであることを特徴とする。
【００１７】
第１０の発明の撮像レンズは、上記第８の発明において、前記略均質な媒質から成る１枚のレンズが、プラスチックレンズであ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８〜第１０のいずれか１つの発明において、以下の条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とする。
0＜S(s1F-st)／r_1F＜3.0  …(1)
0＜S(s2R-st)／r_2R＜3.0  …(2)
ただし、
S(s1F-st)：第１ブロックの最も物体側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
S(s2R-st)：第２ブロックの最も像面側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
r_1F：第１ブロックの最も物体側の光学面の近軸曲率半径、
r_2R：第２ブロックの最も像面側の光学面の近軸曲率半径、
である。
【００１９】
第１２の発明の撮像レンズは、上記第８〜第１１のいずれか１つの発明において、以下の条件式(3)及び(4)を満足することを特徴とする。
0＜{2×S(s1F-st)}／{f_s1F(0.6)＋f_s1F(0.8)}＜3  …(3)
0＜{2×S(s2R-st)}／{f_s2R(0.6)＋f_s2R(0.8)}＜3  …(4)
ただし、
S(s1F-st)：第１ブロックの最も物体側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
S(s2R-st)：第２ブロックの最も像面側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
f_s1F(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s1F(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
である。
【００２０】
第１３の発明の撮像レンズは、上記第８〜第１２のいずれか１つの発明において、前記光学絞りが前記第２ブロックのレンズ基板の平面部に位置す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８〜第１３のいずれか１つの発明において、以下の条件式(5)を満足することを特徴とする。
0.05＜{f_s2R(0.6)＋f_s2R(0.8)}／{f_s1F(0.6)＋f_s1F(0.8)}＜3.0  …(5)
ただし、
f_s1F(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s1F(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
である。
【００２２】
第１５の発明の撮像レンズは、上記第８〜第１４のいずれか１つの発明において、前記第１ブロックの最も像面側の光学面が負のパワーを有し、以下の条件式(6)を満足することを特徴とする。
-5.0＜φ_s1R／φ_all＜-0.01  …(6)
ただし、
φ_s1R：第１ブロックの最も像面側の光学面のパワー、
φ_all：全系のパワー、
である。
【００２３】
第１６の発明の撮像レンズは、上記第８〜第１５のいずれか１つの発明において、前記第１ブロックが全体として負のパワーを有し、以下の条件式(7)を満足することを特徴とする。
-2＜φ_s1_all／φ_all＜0  …(7)
ただし、
φ_s1_all：第１ブロックのパワー、
φ_all：全系のパワー、
である。
【００２４】
第１７の発明の撮像レンズは、上記第１〜第１６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。
【００２５】
第１８の発明の撮像レンズは、上記第１〜第１７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。
【００２６】
第１９の発明の撮像レンズは、上記第１８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。
【００２７】
第２０の発明の撮像レンズは、上記第１８又は第１９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。
【００２８】
第２１の発明の撮像レンズは、上記第１〜第２０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第１，第２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、前記ブロックが製造されることを特徴とする。
【００２９】
第２２の発明の撮像装置は、上記第１〜第２１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。
【００３０】
第２３の発明の携帯端末は、上記第２２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】
【００３１】
撮像レンズ系を広角化すると、バックフォーカスの確保のために第１ブロックのパワーが負の傾向になり、非対称性が強くなる。それに対し、最も物体側の光学面が物体側に凸の形状を有し、最も像面側の光学面が像面側に凸の形状を有し、さらに、光学絞りを第１ブロックより像面側に配置することにより、撮像レンズをできるだけ対称系に近づけて、高い光学性能の確保を可能としている。
【００３２】
したがって、本発明によれば、撮像素子の微小な画素ピッチに対応可能であって、短焦点距離化・広角化してもカバーガラスの厚みを維持できる程度の実現可能なバックフォーカスの確保と高い光学性能の確保とが可能であり、しかも低コストでの大量生産に適した撮像レンズ、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。例えば、例えば大量生産の可能なウェハレベルレンズの採用により、低コスト化とともにバックフォーカスの確保、高性能化及びコンパクト化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【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】第３の実施の形態(実施例３)の光学構成図。
【図４】第４の実施の形態(実施例４)の光学構成図。
【図５】第５の実施の形態(実施例５)の光学構成図。
【図６】第６の実施の形態(実施例６)の光学構成図。
【図７】第７の実施の形態(実施例７)の光学構成図。
【図８】第８の実施の形態(実施例８)の光学構成図。
【図９】第９の実施の形態(実施例９)の光学構成図。
【図１０】第１０の実施の形態(実施例１０)の光学構成図。
【図１１】実施例１の収差図。
【図１２】実施例２の収差図。
【図１３】実施例３の収差図。
【図１４】実施例４の収差図。
【図１５】実施例５の収差図。
【図１６】実施例６の収差図。
【図１７】実施例７の収差図。
【図１８】実施例８の収差図。
【図１９】実施例９の収差図。
【図２０】実施例１０の収差図。
【図２１】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２２】撮像レンズの製造工程の一例を示す概略断面図。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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説明する。本発明に係る撮像レンズは、パワーを有する光学要素として、物体側から順に第１ブロック及び第２ブロックを含む２ブロック構成になっている。第１，第２ブロックのうち、少なくとも第２ブロックは、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、で構成されている。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が、レンズ基板とレンズ部との材質が同じであれば、それは略均質な媒質から成る１枚のレンズと等価である。したがって、本発明に係る撮像レンズは、第１，第２ブロックがそれぞれ前記レンズ基板と前記レンズ部とで構成されるタイプ１と、第１ブロックが略均質な媒質から成るレンズ１枚で構成され、第２ブロックが前記レンズ基板と前記レンズ部とで構成されるタイプ２と、に分けられる。
【００３５】
タイプ１の撮像レンズは、第１，第２ブロックが、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、でそれぞれ構成されており、レンズ基板とレンズ部とは材質が異なり、第１ブロックより像側に光学絞りが存在し、第１ブロックの最も物体側の光学面が物体側に概ね凸の形状を有し、第２ブロックの最も像面側の光学面が像面側に概ね凸の形状を有する構成になっている。
【００３６】
タイプ２の撮像レンズは、第１ブロックが、略均質な媒質から成る１枚のレンズで構成されており、第２ブロックが、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、で構成されており、レンズ基板とレンズ部とは材質が異なり、第１ブロックより像側に光学絞りが存在し、第１ブロックの最も物体側の光学面が物体側に概ね凸の形状を有し、第２ブロックの最も像面側の光学面が像面側に概ね凸の形状を有する構成になっている。
【００３７】
ところで、本発明に係る光学系のような撮像レンズを備えた撮像装置や携帯端末等には、低コスト化が強く求められる。最もコストの低い構成としては、１ブロックから成る光学系が考えられる。その場合でも、本発明に係る光学系のように、平行平板であるレンズ基板の両側にレンズ部で光学面を形成することが可能であり、両方のレンズ部の材質を変えることが可能である。また、レンズ基板の材質と光学面を形成するレンズ部の材質とを異なったものにすることも可能である。そのため、その材質の違いにより、色収差を補正できる可能性がある。しかし、光学面が２面しかないため、軸上と軸外の色補正、像面のペッツバール補正、コマ収差補正を行おうとしても２面では困難であり、高画素化には対応することができない。それに対し、３ブロック以上を備える光学系ではその収差補正能力が高い。しかし、３ブロックの加工コストはもちろんのこと、それらを所定の位置に(特に偏芯が少なくなるように)組み立てるにはかなりのコストが必要であり、製造コストがかかりすぎてしまう。そのため、低コストでの大量生産には向かない。
【００３８】
以上の理由により、高性能であり、かつ、低コストである要件を満たそうとすると、２ブロックで構成するのが最適である。２ブロックで構成する場合、光学面は４面となり、平行平板が２枚となる。したがって、２面を正のパワーとし２面を負のパワーとするか、あるいは、３面を正のパワーとし１面を負のパワーとすることが可能である。この構成によると、色収差補正だけでなく、その他の収差補正についても、十分に補正可能であり、高い光学性能を確保することができる。また、２ブロック構成であれば、その加工や組立てが低コストで済むため、コスト的にも有利である。
【００３９】
近年、撮像素子の画素ピッチが小さくなり、高密度化に関わらず、画素サイズが小型化してきている。画素サイズが小さくなり、撮像素子のサイズが小さくなると、同じ画角の仕様を維持しようとすると、焦点距離を短くする必要がある。また、製品のラインナップの一つとして、より広い画角を撮影する光学系が望まれており、その点からも、広角化が望まれている。通常、焦点距離が短くなると、それにつれてバックフォーカスも短くなる。しかしながら、撮像素子を保護するカバーガラス等の厚みは、強度やコストの点から、ある一定の厚みより薄くするのは困難である。そのため、焦点距離が短くなっても、ある程度のバックフォーカスを確保することが必要となる。バックフォーカスを光学系により確保しようとすると、例えば、負のパワーが先行するレトロフォーカス光学系が有利になる。レトロフォーカス光学系では、物体側から負・正のパワー配置となる。
【００４０】
また、本発明に係る光学系のような撮像レンズを備えた撮像装置や携帯端末等では、撮像レンズの小型化を更に進める必要がある。撮像レンズの小型化をはかるには、光学系の中で絞りをより物体側に配置することが有利である。より物体側に光学絞りが位置すれば、例えば径方向の大きさをかなり小さく構成することが可能になる。しかし、光学系の中で光学絞りがより物体側に存在し、レトロフォーカスのようなパワー配置をとった場合、光学系は非常に非対称な配置になり、光学性能の確保が困難になってくる。ときには、光学系の非対称的な配置により、対称的な収差(歪曲収差，倍率色収差等)の補正が難しくなり、その結果、光学系の広角化が困難になる。
【００４１】
上記の問題点を解消するため、本発明では各タイプの撮像レンズのように、第１ブロックより像側に光学絞りが存在し、第１ブロックの最も物体側の光学面が物体側に概ね凸の形状(例えば略凸の形状)を有し、第２ブロックの最も像面側の光学面が像面側に概ね凸の形状(例えば略凸の形状)を有する構成を採用している。この構成により、光学系の対称性をできるだけ確保することが可能になるため、以下に説明するように高い光学性能の確保が可能となる。
【００４２】
光学絞りを第１ブロックよりも像側に配置し、第１ブロックの最も物体側の光学面を物体側に凸の形状にすると、その光学面は絞りに対しおおよそコンセントリックな形状になる。そのため、軸外光線は、この面により大きく収差を発生することなく、光学系へと進入することができる。この面の作用により、歪曲収差の発生は小さくなり、さらに非点収差の発生も小さくすることができる。そのため、全系での歪曲収差や、非点収差による性能の低下をより少なくすることが可能となる。また、第２ブロックの最も像面側の光学面を像面側に略凸の形状にすると、その光学面は絞りに対して略コンセントリックな面となる。それにより、この面での歪曲の発生は小さくなり、さらに非点収差の発生も小さくすることができる。さらに、この２面の光学面が絞りに対し、ある程度対称性のある構成となることにより、両者による歪曲収差，倍率色収差，コマ収差等が打ち消されてより小さい値となるため、高性能な光学系を確保することが可能となる。
【００４３】
ここで、第１，第２ブロックが有する概ね凸の形状を説明する。例えば第１ブロックの最も物体側の光学面のように、物体側に空気が位置し像面側に媒質が位置する光学面の場合を考える。その光学面が球面であって物体側に凸の形状を有していれば、その光学面は正のパワー(正の焦点距離)を有することになる。このとき、曲率半径は正の値である。その光学面が非球面の場合には、物体側に凸の形状とはいっても、近軸の形状をいう場合もあれば、全体のおおよその形をみて物体側に凸の形状をいう場合もある。そこで、上記の概ね凸の形状というものは、以下に説明するような場合をいうものとする。なお、第２ブロックの最も像面側の光学面のように、物体側に媒質が位置し像面側に空気が位置する光学面の場合も同様に考えることが可能である。
【００４４】
近軸の面形状が凸であり、中心から有効径に向かっての面のサグ量が正へ増加する場合、この面は明らかに物体側に凸の形状である。このとき、近軸の曲率半径は正の値であり、面の形状も明らかに凸の形状である。また、近軸の部分が平面ないしは物体側に凹面であって、光軸より有効径の方向へ僅かの部分でサグの符号が正に変わり、もとの面頂点を越えてサグが正へ増加し、有効径に向かって面の形状が像面の方向へ向かうものも、概ね凸の形状と言える。また、近軸での形状が物体側に凸であって、少し有効径の方向に向かったところで、少し物体側に凹面になり、また、物体側に凸の形状に変わり、周辺まで凸の形状が強ければ、これも概ね凸の形状となる。凸の形状は、その焦点距離が正(パワーが正)となるので、概ね凸の形状は、その面全体で焦点距離がほぼ正(パワーがほぼ正)となる場合をいう。厳密に言えば、本発明において概ね凸という場合は、その面の断面図で、半分以上の部分が正のパワーを持つ場合をいうものと考えることができる。
【００４５】
各タイプの撮像レンズでは、上記のように、第１ブロックより像側に光学絞りが存在し、第１ブロックの最も物体側の光学面が物体側に概ね凸の形状を有し、第２ブロックの最も像面側の光学面が像面側に概ね凸の形状を有する特徴的構成により、撮像素子の微小な画素ピッチに対応可能であって、短焦点距離化・広角化してもカバーガラスの厚みを維持できる程度の実現可能なバックフォーカスの確保と高い光学性能の確保とが可能であり、しかも低コストでの大量生産に適した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。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、低コスト化とともにバックフォーカスの確保、高性能化及びコンパクト化を達成することができる。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、その高性能化，高機能化，コンパクト化，低コスト化等に寄与することができる。本発明に係る各タイプの撮像レンズにおいて、上記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。
【００４６】
以下の条件式(1)，(2)のうちの少なくとも一方を満足することが望ましく、その両方を共に満足することが更に望ましい。
0＜S(s1F-st)／r_1F＜3.0  …(1)
0＜S(s2R-st)／r_2R＜3.0  …(2)
ただし、
S(s1F-st)：第１ブロックの最も物体側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
S(s2R-st)：第２ブロックの最も像面側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
r_1F：第１ブロックの最も物体側の光学面の近軸曲率半径、
r_2R：第２ブロックの最も像面側の光学面の近軸曲率半径、
である。
【００４７】
条件式(1)は、最も物体側の光学面の近軸曲率半径の大きさと、この面の絞りからの距離と、の相対関係を規定したものである。軸外の光線は、物体側から絞り(正確には入射瞳)に向かって、最も物体側の光学面に入射する。そのとき、最も物体側の光学面が絞りに対してコンセントリックな形状をしていると、軸外の光線は、大きな収差を発生することなく光学面に入射することができる。特に、歪曲収差，非点収差を抑えて小さくすることができる。その適切な関係を与えるのが、条件式(1)である。この条件式(1)の条件範囲を外れると、歪曲収差，非点収差が大きく発生してしまい、光学性能の確保が困難になる。また、条件式(1)の下限を越えてこの光学面が負パワーの面になると、この面で負の歪曲収差が発生してしまう。このため、光学系全体で大きな負の歪曲が発生しやすくなって、光学性能の確保が困難になる。
【００４８】
条件式(2)は、最も像面側の光学面の近軸曲率半径の大きさと、この面の絞りからの距離との相対関係を規定したものである。軸外の光線は、絞り(正確には射出瞳)から像面に向かって、最も像面側の光学面より射出する。そのとき、最も像面側の光学面が絞りに対してコンセントリックな形状をしていると、軸外の光線は、大きな収差を発生することなく光学面から射出して、像面へと向かう。特に、歪曲収差，非点収差を抑えて小さくすることができる。その適切な関係を与えるのが、条件式(2)である。この条件式(2)の条件範囲を外れると、歪曲収差，非点収差が大きく発生してしまい、光学性能の確保が困難になる。また、条件式(2)の下限を越えてこの光学面が負パワーの面になると、テレセントリック性の確保も困難になる。
【００４９】
以下の条件式(1a)を満足することが更に望ましい。
0＜S(s1F-st)／r_1F＜1.5  …(1a)
この条件式(1a)は、上記条件式(1)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(1a)を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【００５０】
以下の条件式(2a)を満足することが更に望ましい。
0＜S(s2R-st)／r_2R＜1.0  …(2a)
この条件式(2a)は、上記条件式(2)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(2a)を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【００５１】
以下の条件式(3)，(4)のうちの少なくとも一方を満足することが望ましく、その両方を共に満足することが更に望ましい。
0＜{2×S(s1F-st)}／{f_s1F(0.6)＋f_s1F(0.8)}＜3  …(3)
0＜{2×S(s2R-st)}／{f_s2R(0.6)＋f_s2R(0.8)}＜3  …(4)
ただし、
S(s1F-st)：第１ブロックの最も物体側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
S(s2R-st)：第２ブロックの最も像面側の光学面から絞りまでの空気換算距離、
f_s1F(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s1F(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
である。
【００５２】
条件式(3),(4)は、最も物体側の光学面、最も像面側の光学面の各中帯でのパワー(パワーは焦点距離の逆数で定義される。)と絞り位置との関係を規定したものである。広角系の光学系であって非対称な光学系となると、特に軸外の性能の補正が困難になってくる。そのため、最大像高の６割と８割の主光線の光学面での焦点距離と絞り位置との関係を適切に設定することがより望ましい。なお、軸外光線に対する面のパワーは、そ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。
【００５３】
条件式(3)は、最大像高の６割と８割の像高の主光線について最も物体側の光学面が有する焦点距離の平均と、絞りと最も物体側の光学面の相対位置と、の関係を規定するものである。この光学面の焦点距離(パワー)が適切であることにより、この光学面での歪曲収差と非点収差の発生を抑えて小さくすることができる。この条件式(3)の条件範囲を外れると、歪曲収差，非点収差が大きくなり、高性能を確保することが困難になる。特に、条件式(3)の下限を越えてこの光学面が負パワーの面になると、この面で負の歪曲収差が発生してしまう。このため、光学系全体で大きな負の歪曲が発生しやすくなって、光学性能の確保が困難になる。
【００５４】
条件式(4)は、最大像高の６割と８割の像高の主光線について最も像面側の光学面が有する焦点距離の平均と、絞りと最も物体側の光学面の相対位置と、の関係を規定するものである。この光学面の焦点距離(パワー)が適切であることにより、この光学面での歪曲収差と非点収差の発生を抑えて小さくすることができる。この条件式(4)の条件範囲を外れると、歪曲収差，非点収差が大きくなり、高性能を確保することが困難になる。また、条件式(4)の下限を越えてこの光学面が負パワーの面になると、テレセントリック性の確保も困難になる。
【００５５】
以下の条件式(3a)を満足することが更に望ましい。
0＜{2×S(s1F-st)}／{f_s1F(0.6)＋f_s1F(0.8)}＜1  …(3a)
この条件式(3a)は、上記条件式(3)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(3a)を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【００５６】
以下の条件式(4a)を満足することが更に望ましい。
0.1＜{2×S(s2R-st)}／{f_s2R(0.6)＋f_s2R(0.8)}＜0.5  …(4a)
この条件式(4a)は、上記条件式(4)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(4a)を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【００５７】
光学絞りは第２ブロックのレンズ基板(平行平板)の平面部に位置することが望ましい。ウェハレベルレンズは、平行平板である数インチのガラス基板上にレプリカ法によってレンズ要素を同時に大量に成形し、これらのレンズ要素が多数形成されたガラス基板(レンズウェハ)をセンサウェハと組み合わせた後、切り離すことにより、製造されるレンズである。したがって、ウェハレベルレンズを用いれば、レンズモジュールを大量生産することができる。レンズ基板となるガラス基板は平行平板であるため、絞りを形成することが容易である。例えば、あらかじめレンズ要素の位置と合うように、絞りの形状の光線を通す部分のみをくり貫いた板状、ないしは、シート状の部品を用意して平行平板上に置き、その上にレンズ要素を形成して切り離すことにより、絞りを一度に大量に形成することができる。また、平行平板自体に、絞りの形状を印刷したり、エッチングをしたり、塗装したりしておくことにより、より安価に大量に絞りを形成することが可能となる。一度に大量の絞りを形成することが可能なのは、基板が平行平板であるためであり、ウェハレベルレンズであることにより達成することができる。よって、第２ブロックの平行平板上に絞りを形成することにより、大幅なコストダウンが可能となる。
【００５８】
以下の条件式(5)を満足することが望ましい。
0.05＜{f_s2R(0.6)＋f_s2R(0.8)}／{f_s1F(0.6)＋f_s1F(0.8)}＜3.0  …(5)
ただし、
f_s1F(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s1F(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第１ブロックの最も物体側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.6)：最大像高の６割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
f_s2R(0.8)：最大像高の８割の像高の主光線に関する第２ブロックの最も像面側の光学面でのサジタル方向の焦点距離、
である。
【００５９】
この条件式(5)は、最も物体側の光学面の焦点距離と、最も像面側の光学面の焦点距離と、の関係を適切に規定するものである。特に、焦点距離は最大像高の６割と８割の位置の像高での主光線についての焦点距離であり、その平均での関係を規定している。つまり、これは最も物体側の光学面と最も像面側の光学面との対称性を規定するものである。この条件式(5)に対応する値が１の場合、パワー(言い換えれば焦点距離)の平均が等しく、完全対称となる。しかしながら、光線の通り具合、絞りとの位置関係、他の光学面との関係等があり、また実際の実用性能を考慮すると、条件式(5)の範囲が適切な範囲となる。条件式(5)の下限側境界値は小さい値となっているが、これは、最も像面側の光学面と像面の距離が短いため、より強いパワーを持つことが望ましいためである。
【００６０】
条件式(5)の条件範囲を外れると、お互いの光学面で発生する収差を打ち消しきれずに、歪曲収差，非点収差が大きくなるため、光学性能の確保が困難になる。例えば、条件式(5)の上限を越えて、第２ブロックの像面側の光学面の焦点距離よりも第１ブロックの物体側の光学面の焦点距離が小さくなり過ぎると(つまり、第１ブロックの物体側面のパワーがより強くなり過ぎると)、正の歪曲が大きくなりすぎてしまう。また、条件式(5)の下限を越えて、第１ブロックの物体側の光学面の焦点距離よりも第２ブロックの像面側の光学面の焦点距離が小さくなりすぎると(つまり、第２ブロックの像側面のパワーがより強くなり過ぎると)、負の歪曲が大きくなりすぎてしまう。
【００６１】
以下の条件式(5a)を満足することが更に望ましい。
0.05＜{f_s2R(0.6)＋f_s2R(0.8)}／{f_s1F(0.6)＋f_s1F(0.8)}＜1.5  …(5a)
この条件式(5a)は、上記条件式(5)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(5a)を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【００６２】
第１ブロックの最も像面側の光学面が負のパワーを有し、以下の条件式(6)を満足することが望ましい。
-5.0＜φ_s1R／φ_all＜-0.01  …(6)
ただし、
φ_s1R：第１ブロックの最も像面側の光学面のパワー、
φ_all：全系のパワー、
である。
【００６３】
短焦点距離化を図りつつ必要なバックフォーカスを確保するためには、できるだけ物体側に負のパワーを配置して、光学系がレトロフォーカスの構成をとるようにすることが望ましい。そのためには第１ブロックの物体側面が負のパワーを有することが望ましいが、光学系の対称性を確保するために、最も物体側の光学面を物体側に凸の面(つまり正のパワーの面)としているので、第１ブロックの像側面に負のパワーを持たせることが望ましい。第１ブロックの像側面が負のパワーをもつと、その面形状は像面側に凹となる。その面形状の場合、画角の大きな軸外光線が入射したとき、光線に対して偏角を小さくすることができるため、コマ収差，歪曲収差の発生を抑えて小さくすることが可能となる。したがって、第１ブロックの像側面が負のパワーを有することは、光学性能を確保する上で望ましい。
【００６４】
しかし、第１ブロックの像側面の負のパワーが強すぎると、凹面の曲率が強くなって、周辺で横収差のローヤー側のフレアーが大きくなる。また、負のパワーが弱いと、バックフォーカスを確保することが困難になる。この観点から第１ブロックの像側面のパワーを規定しているのが、条件式(6)である。条件式(6)を満たすことにより、バックフォーカスを確保しながら性能の良好な光学系を実現することが可能となる。条件式(6)の上限を越えてパワーが弱くなりすぎると、バックフォーカスを確保することが困難になる。また、負のパワーの面ではペッツバールが負になるので、他の正レンズの正のペッツバールを小さくして補正することが可能である。この面の負のパワーが小さくなり過ぎると、ペッツバールの補正が不十分になるため、像面の補正が困難になる。また、条件式(6)の下限を越えて負のパワーが強くなりすぎると、周辺の横収差が悪化して、高性能を確保することが困難になる。
【００６５】
以下の条件式(6a)を満足することが更に望ましい。
-2.5＜φ_s1R／φ_all＜-0.01  …(6a)
この条件式(6a)は、上記条件式(6)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(6a)を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【００６６】
また、タイプ２の撮像レンズの場合、第１ブロックを構成している略均質な媒質から成る１枚のレンズの像側面について、以下の条件式(6b)を満足することが更に望ましい。
-3.5＜φ_s1R／φ_all＜-0.01  …(6b)
この条件式(6b)は、上記条件式(6)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(6b)を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【００６７】
第１ブロックが全体として負のパワーを有し、以下の条件式(7)を満足することが望ましい。
-2＜φ_s1_all／φ_all＜0  …(7)
ただし、
φ_s1_all：第１ブロックのパワー、
φ_all：全系のパワー、
である。
【００６８】
短焦点距離化を図りつつ必要なバックフォーカスを確保するためには、できるだけ物体側に負のパワーを配置して、光学系がレトロフォーカスの構成をとるようにすることが望ましい。そのため、第１ブロックは負のパワーを持つことが望ましい。バックフォーカスをできるだけ確保するためには、この負のパワーが強ければよいわけであるが、やみくもに強くしても、性能を確保することは困難である。特に、負のパワーが最も物体側にあるため、負のパワーが強いと、負の歪曲が大きく発生し、倍率色収差も大きく発生する。高性能を維持しながらバックフォーカスを確保するためには、この負のレンズのパワーを適切に設定する必要がある。その適切な範囲を規定しているのが、条件式(7)である。条件式(7)の条件範囲に入っていれば、適切にバックフォーカスを確保しながら、歪曲，倍率色収差の小さい高性能な光学系を実現することができる。条件式(7)の下限を越えて、第１ブロックのパワーが強くなると、収差(特に歪曲，倍率色収差)が大きく発生して、高性能を達成することが困難になる。また、条件式(7)の上限を越えて、パワーが正になると、レトロフォーカスの構成を維持できず、バックフォーカスの確保が困難となる。
【００６９】
以下の条件式(7a)を満足することが更に望ましい。
-1＜φ_s1_all／φ_all＜0  …(7a)
この条件式(7a)は、上記条件式(7)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等に基づいた更に好ましい条件範囲を規定している。したがって、好ましくは条件式(7a)を満たすことにより、上記効果をより一層大きくすることができる。
【００７０】
光学系をより低コストで構成しようとする場合には、前記タイプ２の撮像レンズのように、第１ブロックを略均質な媒質から成る１枚のレンズで構成するのが望ましい。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、で構成されたブロック構造では、レンズ基板上にレンズ部を形成することから、その厚みには制約がある。また、強い曲率の形成が困難になる等の制約もある。そして、所定の性能等を確保するために厚いレンズや曲率の強い面が必要な場合には、上記ブロック構造だけでは十分に性能を確保できない場合もある。そのような場合、第１ブロックを略均質な媒質から成る１枚のレンズで構成すれば、良好な光学性能を確保し、更にコストを下げることが可能となる。
【００７１】
前記タイプ２の撮像レンズにおいて、前記略均質な媒質から成る１枚のレンズは、ガラスレンズ又はガラスモールドレンズであることが望ましい。例えば、タイプ２の撮像レンズの場合、第１ブロックをガラスレンズ又はガラスモールドレンズで構成すれば、第１ブロックはより高い屈折率と幅広い分散の値を持つことができるため、収差補正に有利となる。前記レンズ基板及びレンズ部から成るブロック構造(例えば、ウェハレベルレンズ)を構成する材料は、その屈折率，分散ともに、その取り得る範囲がまだ狭いため、特に、高い屈折率のガラスモールドを使用することにより収差補正は容易になる。また、その分散は広いため、第２ブロックの前後の面の光学材料の分散で補正しきれない色収差を補正することが可能となる。
【００７２】
前記タイプ２の撮像レンズにおいて、前記略均質な媒質から成る１枚のレンズは、プラスチックレンズであることが望ましい。例えば、タイプ２の撮像レンズの場合、第１ブロックをプラスチックレンズで構成することにより、ガラス、ないしは、ガラスモールドレンズで構成するよりも、屈折率，分散の範囲は狭くなるものの、コストを低く抑えることが可能となる。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
【数１】
2011017764.tif 000003
…(FA)
【００８２】
ただし、式(FA)中、
α：線膨張係数、
［Ｒ］：分子屈折、
である。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
図２１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２１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，赤外カット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。
【００８８】
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。
【００８９】
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等に変換されたりして他の機器に伝送される(例えば携帯電話の通信機能)。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。
【００９０】
撮像レンズＬＮは、前述したようにブロックを２ブロック含み(物体側から順に、第１ブロックＣ１と第２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２１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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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ブロックとなる。
【００９４】
図２２に、撮像レンズＬＮ(タイプ１)の製造工程の一例を概略断面図で示す。第１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の物体側面又は像側面(例えば、第２レンズ基板Ｌ２２と第２物体側レンズ部Ｌ２１との間、あるいは第２レンズ基板Ｌ２２と第２像側レンズ部Ｌ２３との間)には、後述する絞りＳＴ(図１〜図１０)が設けられている。つまり、前述した各タイプの撮像レンズにおける光学絞りは、第２ブロックＣ２のレンズ基板(平行平板)Ｌ２２上に設けられている。
【００９５】
格子状のスペーサ部材Ｂ１は、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又はＩＲカットフィルタ等の平行平面板(図２１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ブロック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、樹脂層を介したブロック同士をシールしてもよい。このように、第１ブロックＣ１及び第２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。
【００９６】
次に、第１〜第１０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１０に、撮像レンズＬＮの第１〜第１０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２１)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ブロックＣ１と、第２ブロックＣ２と、の２つのブロックで構成されている。第１〜第６，第９，第１０の実施の形態は、タイプ１の撮像レンズであり、第７，第８の実施の形態は、タイプ２の撮像レンズである。
【００９７】
第１〜第６，第９の実施の形態において、各ブロック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の順に配列されている。第２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)には開口絞りＳＴが配置されている。また、物体側から像側に向かってｎ番目(ｎ＝１，２)のブロックを第ｎブロックＣｎとすると、第ｎ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)非球面であり、第ｎ物体側レンズ部Ｌｎ１と第ｎレンズ基板Ｌｎ２とで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とで屈折率が異なっている。
【００９８】
第１０の実施の形態において、各ブロック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の順に配列されている。第２ブロックＣ２では、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像側レンズ部Ｌ２３との境界面)には開口絞りＳＴが配置されている。第１ブロックＣ１は両面とも非球面であり、第１物体側レンズ部Ｌ１１と第１レンズ基板Ｌ１２とで屈折率が異なっており、第１レンズ基板Ｌ１２と第１像側レンズ部Ｌ１３とで屈折率が異なっている。また、第２ブロックＣ２の像側面は非球面であり、第２レンズ基板Ｌ２２と第２像側レンズ部Ｌ２３とで屈折率が異なっている。この実施の形態では、第２ブロックＣ２の物体側部分は第２レンズ基板Ｌ２２であり、このようにブロックの片側を基板面として形成することができる。つまり、レンズ基板の片側のみにレンズ部を設けたものも、ブロックと呼ぶことができる。
【００９９】
第７，第８の実施の形態において、各ブロック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ブロックＣ１は、略均質な媒質から成る１枚の第１レンズＬ１で構成されている。第２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との境界面)には開口絞りＳＴが配置されている。また、物体側から像側に向かってｎ番目(ｎ＝１，２)のブロックを第ｎブロックＣｎとすると、第ｎ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)非球面であり、第ｎ物体側レンズ部Ｌｎ１と第ｎレンズ基板Ｌｎ２とで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とで屈折率が異なっている。
【実施例】
【０１００】
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１〜１０は、前述した第１〜第１０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１０の実施の形態を表す光学構成図(図１〜図１０)は、対応する実施例１〜１０のレンズ構成をそれぞれ示している。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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、第１ブロックＣ１の最も物体側の光学面のパワー(mm-1)、第２ブロックＣ２の最も像面側の光学面のパワー(mm-1)、第１ブロックＣ１のパワー(mm-1)、及び第２ブロックＣ２のパワー(mm-1)を表１及び表２に示す。ただし、表１に示すパワーは近軸でのパワーであり、表２に示すパワーは中帯(最大像高の６割，８割の各像高)の主光線に関する各ブロックＣ１Ｃ２のサジタル方向のパワーである。また、各条件式に対応する値を表３に示す。
【０１０３】
図１１〜図２０は、実施例１〜１０(ＥＸ１〜１０)の収差図(無限遠合焦状態)である。図１１〜図２０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。
【０１０４】
実施例１
単位：mm
面データ
面番号        r         d       nd      vd
物面          ∞        ∞
1*       42.334     0.303   1.51   56.0
2          ∞       0.348   1.52   62.0
3          ∞       0.070   1.57   34.0
4*       46.379     0.362
5*       -7.083     0.060   1.57   34.0
6          ∞       0.300   1.52   62.0
7(絞り)    ∞       0.558   1.51   56.0
8*       11.062     1.358
9          ∞       0.350   1.47   65.2
10          ∞       0.800
像面          ∞
【０１０５】
非球面データ
第１面
K= 0
A4= 9.1494e-002
A6= 1.9100e-002
A8= 2.4496e-002
A10=-1.1908e-002
第４面
K= 0
A4= 3.3304e-001
A6= 8.7157e-001
A8=-2.8598
A10= 7.5466
第５面
K=-2.3170e+002
A4= 4.8310e-002
A6= 3.5940e-001
A8= 7.1048e-001
A10=-3.0884
第８面
K= 8.8562E+01
A2=-5.2635E-01
A4=-2.3051E-02
A6=-1.4910E-01
A8= 6.2797E-01
A10=-9.1441E-01
A12= 7.6458E-01
【０１０６】
各種データ
f         2.29
Fno.      2.80
ω       34.20
y'max     1.50
TL        4.40
BF        2.40
【０１０７】
実施例２
単位：mm
面データ
面番号        r         d       nd      vd
物面          ∞        ∞
1*       27.922     0.307   1.51   56.0
2          ∞       0.354   1.52   62.0
3          ∞       0.073   1.57   34.0
4*       15.975     0.400
5*       -7.963     0.124   1.57   34.0
6(絞り)    ∞       0.300   1.52   62.0
7          ∞       0.433   1.51   56.0
8*       12.713     1.354
9          ∞       0.350   1.47   65.2
10          ∞       0.800
像面          ∞
【０１０８】
非球面データ
第１面
K= 0
A4= 8.8672e-002
A6= 1.9196e-002
A8= 2.5903e-002
A10=-1.0994e-002
第４面
K= 0
A4= 3.3987e-001
A6= 8.2961e-001
A8=-2.8674e+000
A10= 8.4144e+000
第５面
K=-2.3122e+002
A4= 5.2801e-002
A6= 3.9852e-001
A8= 7.9421e-001
A10=-4.2867
第８面
K= 1.0620E+02
A2=-5.2854E-01
A4=-2.2710E-02
A6=-1.2772E-01
A8= 6.2288E-01
A10=-9.9935E-01
A12= 7.8724E-01
【０１０９】
各種データ
f         2.28
Fno.      2.80
ω       34.34
y'max     1.50
TL        4.38
BF        2.39
【０１１０】
実施例３
単位：mm
面データ
面番号        r         d       nd      vd
物面          ∞        ∞
1*        2.612     0.473   1.51   56.0
2          ∞       0.200   1.52   62.0
3          ∞       0.101   1.57   34.0
4*        2.507     0.268
5*       -4.612     0.088   1.57   34.0
6(絞り)    ∞       0.300   1.52   62.0
7          ∞       0.474   1.51   56.0
8*       -0.870     1.105
9          ∞       0.350   1.47   65.2
10          ∞       0.800
像面          ∞
【０１１１】
非球面データ
第１面
K= 0
A4= 8.0486e-002
A6= 1.1082e-002
A8= 5.3524e-002
A10= 2.0356e-002
第４面
K= 0
A4= 4.8054e-001
A6= 6.9315e-001
A8=-2.3861
A10= 2.5887e+001
第５面
K=-1.7607e+002
A4=-2.4008e-001
A6= 1.1199
A8= 3.8344
A10=-2.2967e+001
第８面
K= 0
A4= 9.2129e-002
A6=-4.2878e-002
A8= 2.9923e-001
A10= 1.1748e-001
【０１１２】
各種データ
f         2.20
Fno.      2.80
ω       34.85
y'max     1.50
TL        4.04
BF        2.14
【０１１３】
実施例４
単位：mm
面データ
面番号        r         d       nd      vd
物面          ∞        ∞
1*        3.490     0.400   1.51   56.0
2          ∞       0.350   1.52   62.0
3          ∞       0.065   1.85   23.8
4*        5.324     0.192
5*       -1.695     0.050   1.57   34.0
6          ∞       0.200   1.52   62.0
7(絞り)    ∞       0.371   1.51   56.0
8*       -0.705     1.275
9          ∞       0.350   1.47   65.2
10          ∞       0.800
像面          ∞
【０１１４】
非球面データ
第１面
K= 0
A4= 3.2081e-002
A6= 1.7037e-001
A8=-1.9368e-001
A10= 1.6059e-001
第４面
K= 0.0000
A4= 3.3106e-001
A6= 7.7466e-001
A8=-3.7496
A10= 2.3889e+001
第５面
K= 1.1138e+001
A4=-5.5347e-002
A6= 1.6705
A8=-7.3490
A10= 1.3307e+001
第８面
K=-4.6577e-002
A4= 5.7456e-002
A6=-2.2996e-001
A8= 5.9818e-001
A10=-2.1731
【０１１５】
各種データ
f         2.20
Fno.      2.80
ω       35.41
y'max     1.50
TL        3.94
BF        2.31
【０１１６】
実施例５
単位：mm
面データ
面番号        r         d       nd      vd
物面          ∞        ∞
1*        4.061     0.400   1.51   56.0
2          ∞       0.332   1.81   33.2
3          ∞       0.050   1.84   23.7
4*        6.074     0.168
5*       -2.173     0.084   1.57   34.0
6(絞り)    ∞       0.300   1.52   62.0
7          ∞       0.384   1.51   56.0
8*       -0.778     1.318
9          ∞       0.350   1.47   65.2
10          ∞       0.800
像面          ∞
【０１１７】
非球面データ
第１面
K= 0
A4= 3.9939e-002
A6= 1.7567e-001
A8=-1.9202e-001
A10= 1.8144e-001
第４面
K= 0
A4= 2.9517e-001
A6= 5.7168e-001
A8=-1.9757
A10= 1.6561e+001
第５面
K= 1.9641e+001
A4= 3.7939e-002
A6= 1.4543
A8=-6.6048
A10= 3.2186e+001
第８面
K= 0
A4= 7.9622e-002
A6=-3.4328e-001
A8= 1.6456e+000
A10=-2.4147
【０１１８】
各種データ
f         2.20
Fno.      2.80
ω       36.15
y'max     1.50
TL        4.07
BF        2.36
【０１１９】
実施例６
単位：mm
面データ
面番号        r         d       nd      vd
物面          ∞        ∞
1*        8.884     0.430   1.51   56.0
2          ∞       0.150   1.52   62.0
3          ∞       0.050   1.57   34.0
4*        6.821     0.600
5*       -5.270     0.065   1.57   34.0
6          ∞       0.201   1.52   62.0
7(絞り)    ∞       0.512   1.51   56.0
8*       -0.930     1.298
9          ∞       0.350   1.47   65.2
10          ∞       0.800
像面          ∞
【０１２０】
非球面データ
第１面
K= 0
A4= 5.4130e-002
A6= 9.3416e-002
A8=-7.1479e-002
A10= 3.7461e-002
第４面
K= 0
A4= 6.7658e-002
A6= 1.1941
A8=-2.6972
A10= 3.3188
第５面
K= 0
A4=-8.6704e-002
A6=-1.7296e-001
A8= 7.6911e-001
A10=-5.0451
第８面
K= 0
A4= 5.8049e-002
A6=-1.1394e-001
A8= 6.6746e-001
A10=-7.8003e-001
【０１２１】
各種データ
f         2.20
Fno.      2.80
ω       35.27
y'max     1.50
TL        4.34
BF        2.33
【０１２２】
実施例７
単位：mm
面データ
面番号        r         d       nd      vd
物面          ∞        ∞
1*        2.829     1.000   1.70   43.0
2*        1.470     0.400
3*       -3.675     0.185   1.57   34.0
4(絞り)    ∞       0.320   1.52   62.0
5          ∞       0.297   1.51   56.0
6*       -0.733     1.339
7          ∞       0.350   1.47   65.2
8          ∞       0.800
像面          ∞
【０１２３】
非球面データ
第１面
K= 0
A4= 5.3762e-002
A6= 1.3712e-002
A8=-9.6510e-003
A10= 1.0487e-002
第２面
K= 0
A4= 4.6459e-001
A6= 6.5562e-001
A8=-3.0592
A10= 1.6488e+001
第３面
K= 0
A4=-2.6822e-001
A6=-1.3641e-001
A8=-7.6431e-002
A10=-1.8217e+001
第６面
K= 0
A4= 9.7259e-002
A6= 1.2668e-001
A8=-4.9175e-001
A10= 1.6901
【０１２４】
各種データ
f         2.20
Fno.      2.80
ω       34.52
y'max     1.50
TL        4.58
BF        2.38
【０１２５】
実施例８
単位：mm
面データ
面番号        r         d       nd      vd
物面          ∞        ∞
1*        1.228     0.853   1.81   27.0
2*        0.553     0.517
3*        1.832     0.233   1.57   34.0
4(絞り)    ∞       0.200   1.52   62.0
5          ∞       0.734   1.51   56.0
6*       -0.900     1.016
7          ∞       0.350   1.47   65.2
8          ∞       0.800
像面          ∞
【０１２６】
非球面データ
第１面
K= 0
A4= 2.8878e-002
A6=-4.8964e-002
A8= 6.6759e-002
A10=-2.9418e-002
第２面
K= 7.1493e-002
A4= 2.9922e-001
A6=-2.2798e+000
A8= 1.4867e+001
A10=-3.0252e+001
第３面
K= 0
A4= 3.9229e-002
A6= 2.1646
A8=-1.5181e+001
A10= 4.6488e+001
第６面
K=-2.1170e-001
A4= 1.2551e-001
A6= 2.2210e-001
A8=-1.2692e-001
A10= 6.9722e-001
【０１２７】
各種データ
f         2.21
Fno.      2.80
ω       36.18
y'max     1.50
TL        4.59
BF        2.05
【０１２８】
実施例９
単位：mm
面データ
面番号        r         d       nd         vd
物面          ∞        ∞
1*        1.599     0.758   1.51389   56.53
2          ∞       0.300   1.52000   62.00
3          ∞       0.050   1.57207   34.88
4*        0.725     0.264
5*        7.762     0.166   1.57207   34.80
6(絞り)    ∞       0.300   1.52000   62.00
7          ∞       0.400   1.51389   56.53
8*       -0.737     1.095
9          ∞       0.350   1.47140   65.20
10          ∞       0.801
像面          ∞
【０１２９】
非球面データ
第１面
K= 0
A4= 3.1740e-002
A6= 4.4374e-003
A8= 3.8255e-003
A10= 9.1158e-003
第４面
K= 1.5860
A4= 3.0127e-001
A6=-1.5803
A8= 6.3772
A10= 2.0364e+001
第５面
K= 0
A4=-5.1980e-002
A6= 2.2810
A8=-1.1854e+001
A10= 5.1937e+001
第８面
K=-1.5772e-001
A4= 5.7721e-002
A6=-1.0146e-002
A8=-2.4452e-001
A10= 1.8885
【０１３０】
各種データ
f         2.21
Fno.      2.80
ω       36.80
y'max     1.50
TL        4.37
BF        2.13
【０１３１】
実施例１０
単位：mm
面データ
面番号        r         d       nd      vd
物面          ∞        ∞
1*        1.678     0.470   1.51   56.0
2          ∞       0.200   1.52   62.0
3          ∞       0.075   1.57   34.0
4*        1.449     0.300
5          ∞       0.300   1.52   62.0
6(絞り)    ∞       0.610   1.51   56.0
7*       -0.933     0.891
8          ∞       0.350   1.47   65.2
9          ∞       0.805
像面          ∞
【０１３２】
非球面データ
第１面
K= 1.1949
A4= 9.7029e-003
A6= 5.3220e-002
A8=-6.7672e-002
A10= 7.6506e-002
第４面
K= 1.4511
A4= 1.8328e-001
A6= 1.9488
A8=-8.2447
A10= 2.5459e+001
第７面
K=-2.3568e-001
A4= 1.9822e-001
A6=-1.7204
A8= 6.5317
A10=-8.5755
【０１３３】
各種データ
f         2.20
Fno.      2.80
ω       35.78
y'max     1.50
TL        3.89
BF        1.93
【０１３４】
【表１】
2011017764.tif 000004
【０１３５】
【表２】
2011017764.tif 000005
【０１３６】
【表３】
2011017764.tif 000006
【符号の説明】
【０１３７】
ＤＵ    携帯端末
ＬＵ    撮像装置
ＬＮ    撮像レンズ
Ｃ１，Ｃ２    第１，第２ブロック
Ｌ１    第１レンズ(略均質な媒質から成る１枚のレンズ)
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(光学絞り)
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】
2011017764.tif 000007
【図２】
2011017764.tif 000008
【図３】
2011017764.tif 000009
【図４】
2011017764.tif 000010
【図５】
2011017764.tif 000011
【図６】
2011017764.tif 000012
【図７】
2011017764.tif 000013
【図８】
2011017764.tif 000014
【図９】
2011017764.tif 000015
【図１０】
2011017764.tif 000016
【図１１】
2011017764.tif 000017
【図１２】
2011017764.tif 000018
【図１３】
2011017764.tif 000019
【図１４】
2011017764.tif 000020
【図１５】
2011017764.tif 000021
【図１６】
2011017764.tif 000022
【図１７】
2011017764.tif 000023
【図１８】
2011017764.tif 000024
【図１９】
2011017764.tif 000025
【図２０】
2011017764.tif 000026
【図２１】
2011017764.tif 000027
【図２２】
2011017764.tif 000028