(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正の光学歪を有する一群のレンズと、
上記一群のレンズの物体側に一つ配置された負のパワーを有する他の一群のレンズと、
上記他の一群のレンズおよび上記一群のレンズを通して結像される撮像素子と、から構成され、
上記一群のレンズは、物体側から像面側から向かって、空気を挟まずに順番に配置された、
物体側面が物体側に凸形状をした正のパワーの第１レンズと、
透明体としてのガラス基板と、
上記第１レンズより弱い正のパワーの第２レンズと、から構成され、
上記撮像素子は、物体側に凹を向けて湾曲しており、当該湾曲により生じる負の光学歪を、上記一群のレンズの正の光学歪により打ち消し、
上記他の一群のレンズの焦点距離ｆＧ１と上記一群のレンズの焦点距離ｆＧ２が、レンズ系の焦点距離をｆとして下記の条件式を満足する
撮像装置。
−１０  ≦  ｆＧ１／ｆ  ≦  −１．０
０．９  ≦  ｆＧ２／ｆ  ≦    ５．０
【請求項２】
上記撮像素子の像面の曲率半径Ｒｉが、レンズ系の焦点距離をｆとして下記の条件式を満足する
請求項１記載の撮像装置。
−４０  ≦  Ｒｉ／ｆ  ≦  −０．６
【請求項３】
上記一群のレンズが、物体側から像面側に向かって、空気を挟まずに順番に配置された、
上記第１レンズとしての第１レプリカレンズと、
ガラス基板と、
上記第２レンズとしての第２レプリカレンズと、から構成された
請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項４】
上記他の一群のレンズが、ガラスモールド、またはプラスチック、またはキャスティング方式のレンズにより形成されている
請求項１から３のいずれか一に記載の撮像装置。
【請求項５】
上記他の一群のレンズが、球面のガラスレンズにレプリカレンズを施したレンズにより形成されている
請求項１から３のいずれか一に記載の撮像装置。
【請求項６】
上記他の一群のレンズが、ガラス基板にレプリカレンズを施したレンズにより形成されている
請求項１から３のいずれか一に記載の撮像装置。
【請求項７】
上記一群のレンズの光学歪が正の４％以上である
請求項１から６のいずれか一に記載の撮像装置。
【請求項８】
上記撮像素子の出力信号に応じた信号処理時にディストーション補正が行われる
請求項１から７のいずれか一に記載の撮像装置。
【請求項９】
撮像装置と、
上記撮像装置の出力信号に対して信号処理を行う信号処理回路と、を有し、
上記撮像装置は、
正の光学歪を有する一群のレンズと、
上記一群のレンズの物体側に一つ配置された負のパワーを有する他の一群のレンズと、
上記他の一群のレンズおよび上記一群のレンズを通して結像される撮像素子と、から構成され、
上記一群のレンズは、物体側から像面側から向かって、空気を挟まずに順番に配置された、
物体側面が物体側に凸形状をした正のパワーの第１レンズと、
透明体としてのガラス基板と、
上記第１レンズより弱い正のパワーの第２レンズと、から構成され、
上記撮像素子は、物体側に凹を向けて湾曲しており、当該湾曲により生じる負の光学歪を、上記一群のレンズの正の光学歪により打ち消し、
上記他の一群のレンズの焦点距離ｆＧ１と上記一群のレンズの焦点距離ｆＧ２が、レンズ系の焦点距離をｆとして下記の条件式を満足する
電子機器。
−１０  ≦  ｆＧ１／ｆ  ≦  −１．０
０．９  ≦  ｆＧ２／ｆ  ≦    ５．０
【請求項１０】
上記撮像素子の像面の曲率半径Ｒｉが、レンズ系の焦点距離をｆとして下記の条件式を満足する
請求項９記載の電子機器。
−４０  ≦  Ｒｉ／ｆ  ≦  −０．６
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像機器に適用される撮像装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の携帯電話やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等に搭載される撮像機器には、高解像度・ローコスト・小型化が強く求められている。
【０００３】
ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子のセルピッチが劇的に小さくなり、光学系には通常光学系よりも光学収差、特に軸上色収差を抑えた高い結像性能が要求される。
【０００４】
ところが、レンズ系のみでこれらを解決しようとすると、レンズ枚数が多くなり、高い組み立て精度が要求される。
レンズを製造不可能なほど小さくしないといけなくなる等の問題が発生する。
【０００５】
これらを解決するには、撮像素子を湾曲させて、光学系での像面補正の必要性を少なくして、レンズを簡易化することが一つの方法である。
これらの例としては、代表的なものに特許文献１に開示された技術が知られている。
この例では、一群２枚構成の光学設計に関する技術が記載されているが、プラスチックモールドの個別成型した２枚を張り合わせ、前絞りで構成されたものである。厳密には、群間に空気間隔があるので２群２枚構成になる。また、赤外線カットフィルタを入れていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１２２３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記した技術では、撮像素子を湾曲させることから、撮像素子を湾曲させて発生する、たる型の光学歪の解決方法を示していない等の問題があり、ＣＩＦ規格、ＶＧＡ規格等の低画素にしか対応できない。
また、広角化も困難である。
【０００８】
本技術は、小型かつ低コストの高解像度で、高画素、広角に対応することが可能な撮像装置および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技術の第１の観点の撮像装置は、一群のレンズと、上記レンズを通して結像される撮像素子と、を有し、上記レンズは、物体側から像面側に向かって、空気を挟まず順番に配置された、物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズと、透明体と、第２レンズと、を含み、上記撮像素子は、物体側に凹を向けて湾曲している。
また、撮像装置は、正の光学歪を有するレンズ群と、上記レンズ群を通して結像される撮像素子と、を含み、上記撮像素子が物体側に凹を向けて湾曲しており、当該湾曲より生じる負の光学歪を、上記レンズ群の正の光学歪により打ち消す。
【００１０】
本技術の第２の観点の電子機器は、撮像装置と、上記撮像装置の出力信号に対して信号処理を行う信号処理回路と、を有し、上記撮像装置は、一群のレンズと、上記レンズを通して結像される撮像素子と、を有し、上記レンズは、物体側から像面側に向かって、空気を挟まず順番に配置された、物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズと、透明体と、第２レンズと、を含み、上記撮像素子は、物体側に凹を向けて湾曲している。
また、電子機器は、撮像装置と、上記撮像装置の出力信号に対して信号処理を行う信号処理回路と、を有し、上記撮像装置は、正の光学歪を有するレンズ群と、上記レンズ群を通して結像される撮像素子と、を含み、上記撮像素子が物体側に凹を向けて湾曲しており、当該湾曲より生じる負の光学歪を、上記レンズ群の正の光学歪により打ち消す。
【発明の効果】
【００１１】
本技術によれば、小型かつ低コストの高解像度で、高画素、広角に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本技術の第１の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】本第１の実施形態に係る撮像装置のレンズおよび基板に対して付与した面番号を示す図である。
【図３】実施例１において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図４】実施例１におけるディストーション格子を示す図である。
【図５】本第２の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図６】本第２の実施形態に係る撮像レンズの各レンズ群を構成する各レンズ、基板、並びに撮像部を構成するカバーガラスに対して付与した面番号を示す図である。
【図７】実施例２において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図８】実施例２におけるディストーション格子を示す図である。
【図９】本第３の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図１０】本第３の実施形態に係る撮像レンズの各レンズ群を構成する各レンズ、基板、並びに撮像部を構成するカバーガラスに対して付与した面番号を示す図である。
【図１１】実施例３において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図１２】実施例３におけるディストーション格子を示す図である。
【図１３】本第４の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図１４】本第４の実施形態に係る撮像レンズの各レンズ群を構成する各レンズ、基板、並びに撮像部を構成するカバーガラスに対して付与した面番号を示す図である。
【図１５】実施例４において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図１６】実施例４におけるディストーション格子を示す図である。
【図１７】本第５の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図１８】本第５の実施形態に係る撮像レンズの各レンズ群を構成する各レンズ、基板、並びに撮像部を構成するカバーガラスに対して付与した面番号を示す図である。
【図１９】実施例５において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図２０】実施例５におけるディストーション格子を示す図である。
【図２１】本第６の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図２２】本第６の実施形態に係る撮像装置のレンズおよび基板に対して付与した面番号を示す図である。
【図２３】実施例６において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図２４】実施例６におけるディストーション格子を示す図である。
【図２５】本第７の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図２６】本第８の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図２７】本第９の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図２８】本第９の実施形態に係る撮像装置のレンズおよび基板に対して付与した面番号を示す図である。
【図２９】実施例９において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図３０】実施例９におけるディストーション格子を示す図である。
【図３１】本第１０の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【図３２】図３１の撮像装置において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。
【図３３】撮像装置におけるディストーション格子を示す図である。
【図３４】第１１の実施形態に係るウエハーレベルオプティクスを概念的に示す図である。
【図３５】本第１２の実施形態に係る撮像装置が採用される電子機器の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本技術の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態（撮像装置の第１の構成例）
２．第２の実施形態（撮像装置の第２の構成例）
３．第３の実施形態（撮像装置の第３の構成例）
４．第４の実施形態（撮像装置の第４の構成例）
５．第５の実施形態（撮像装置の第５の構成例）
６．第６の実施形態（撮像装置の第６の構成例）
７．第７の実施形態（撮像装置の第７の構成例）
８．第８の実施形態（撮像装置の第８の構成例）
９．第９の実施形態（撮像装置の第９の構成例）
１０．第１０の実施形態（撮像装置の第１０の構成例）
１１．第１１の実施形態（ウエハーオプトの概念）
１２．第１２の実施形態（電子機器の構成例）
【００１４】
＜１．第１の実施形態＞
図１は、本第１の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【００１５】
本第１の実施形態の撮像装置１００は、図１に示すように、物体側ＯＢＪＳから像面側に向かって順番に配置された、レンズ群（以下、レンズという場合もある）１１０、および撮像素子１２０を有する。
このレンズ１１０は、単焦点レンズとして形成されている。
【００１６】
本撮像装置１００は、基本的に、物体側に凹を向けて湾曲している撮像素子１２０と一群のレンズ１１０により構成される。
レンズ１１０は、物体側から像面側に向かって、空気を挟まず順番に配置された、物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズ１１１と、絞りと赤外線カットフィルタを施した透明体としてのガラス基板１１２と、第２レンズ１１３により構成される。
【００１７】
第１レンズ１１１は、ガラス基板１１２上に紫外線（ＵＶ）硬化レプリカレンズを施すことによって実現することが望ましい。
また、異なるレプリカ硝材を２回施しダブレット構成、もしくは、３回施しトリプレット構成にし、高性能化を実現することもできる。トリプレット構成以上の構成も可能である。
【００１８】
第２レンズ１１３は、ガラス基板１１２の第１レンズ１１１の裏側にＵＶ硬化レプリカレンズを施すことによって実現することが望ましい。
また、異なるレプリカ硝材を２回施しダブレット構成、もしくは、３回以上施し、トリプレット構成以上にしてもよい。
【００１９】
パワー構成は、第１レンズ１１１が強い正のパワーをとり、第２レンズ１１３が弱い正、もしくは、弱い負のパワーとなる。
第１レンズ１１１と第２レンズ１１３の間に絞り１１４がある。
このために、上記パワー構成の影響によりレンズ群で強い正（糸巻き型）の光学歪を発生して、撮像素子を湾曲することにより発生する負（たる型）の光学歪を打ち消し、撮像素子全体として、好ましい光学歪が実現される。
なお、レンズ群の光学ディストーションが正の４％以上である。
【００２０】
単焦点レンズであるレンズ１１０において、像面ＩＭＧは、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子の撮像面（受像面）が配置されることを想定している。
また、像側最終面と結像面の間、もしくは物体側の最初の面の前には、樹脂またはガラスで形成されるカバーガラスや赤外カットフィルタやローパスフィルタなどの他、光学部材が配置されていてもよい。
なお、本実施形態では、図１において、左側が物体側（前方）であり、右側が像面側（後方）である。
そして、物体側から入射した光束は撮像素子１２０の像面ＩＭＧ上に結像される。
【００２１】
以下、本実施形態の撮像レンズの構成とその作用について説明する。
【００２２】
単焦点レンズである本実施形態の撮像レンズ１１０は、以下の条件式（１)〜(３)を満足するように構成されている。
【００２３】
条件式（１）では、第１レンズ１１１のパワーに関する条件が規定されている。
【００２４】
１．０  ≦  ｆＬ１／ｆ  ≦  １００．０              （１）
ｆＬ１は第１レンズ１１１の焦点距離を、ｆはレンズ系の焦点距離を示している。
【００２５】
条件式（１）は以下の理由で必要となる。
上限を超えると正（糸巻き型）の光学歪が出なくなり、システムとして光学歪が出てしまうことと、像高ごとに物体側入射第１面への入射角が異なり、色収差が出てしまい望ましい光学特性が取れなくなるので必要となる。
下限を超えると物体側入射第１面の面形状が強い曲面になり製造できなくなり必要となる。
【００２６】
条件式（２）では、第２レンズ１１３のパワーに関する条件が規定されている。
【００２７】
１．５  ≦  ｆＬ２／ｆ  または  ｆＬ２  ≦  −３．０  （２）
ｆＬ２は第１レンズ１１２の焦点距離を、ｆはレンズ系の焦点距離を示している。
【００２８】
条件式（２）は以下の理由で必要となる。
マイナスに関する式の上限を超えると、撮像素子に入射する光の角度が大きくなり望ましいカメラ特性が取れなくなるため必要となる。
プラスに関する式の下限を超えると、正（糸巻き型）の光学歪が出なくなり、システムとして光学歪が出てしまうことにより必要となる。
【００２９】
条件式（３）では、撮像素子１２０の湾曲に関する条件が規定されている。
【００３０】
−５  ≦  Ｒｉ／ｆ  ≦  −０．６                        （３）
Ｒｉは像面ＩＭＧの曲率半径を示している。
【００３１】
条件式（３）は以下の理由で必要となる。
上限を超えるとレンズで像面湾曲を補正しきれなくなり、像高が高くなるに従ってＭＴＦが劣化するために必要となる。
下限を超えると像面湾曲が過補正になり、像高が高くなるに従ってＭＴＦが劣化し、かつ、製造上、曲げることが困難であるために必要となる。
【００３２】
上記の条件式（１）〜（３）は、以下で取り扱う第１〜第５の実施形態に係る実施例１，２，３，４，５に共通するものであり、必要に応じて適宜採用することで、個々の撮像素子または撮像装置に適したより好ましい結像性能とコンパクトな光学系が実現される。
【００３３】
なお、レンズの非球面の形状は、物体側から像面側へ向かう方向を正とし、ｋを円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを非球面係数、ｒを中心曲率半径としたとき次式で表される。ｙは光軸からの光線の高さ、ｃは中心曲率半径ｒの逆数（１／ｒ）をそれぞれ表している。
ただし、Ｘは非球面頂点に対する接平面からの距離を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【００３４】
【数１】
0006288168.tif 000002
【００３５】
図２は、本第１の実施形態に係る撮像装置のレンズおよび基板に対して付与した面番号を示す図である。
【００３６】
具体的には、第１レンズ１１１の物体側面（凸面）に第１番、第１レンズ１１１の像面側面とガラス基板１１２の物体側面との境界面（接合面）に第２番の面番号が付与されている。
ガラス基板１１２の像面側面と第２レンズ１１３の物体側面との境界面(接合面)に第３番の面番号が付与され、第２レンズ１１３の像面側面に第４番の面番号が付与されている。
【００３７】
また、図２に示すように、本実施形態のレンズ１１０において、第１レンズ１１１の物体側面（第１番）１の中心曲率半径はＲ１に設定される。
第１レンズ１１１の像面側面とガラス基板１１２の物体側面との境界面（接合面）２の中心曲率半径はＲ２に設定される。
ガラス基板１１２の像面側面と第２レンズ１１３の物体側面との境界面(接合面)３の中心曲率半径はＲ３に設定される。
第２レンズ１１３の像面側面４の中心曲率半径はＲ４に設定される。
なお、面２，３の中心曲率半径Ｒ２，Ｒ３は無限（ＩＮＦＩＮＩＴＹ）である。
【００３８】
また、図２に示すように、第１レンズ１１１の厚さとなる面１と面２間の光軸ＯＸ上の距離がｄ１に、ガラス基板１１２の厚さとなる面２と面３間の光軸ＯＸ上の距離がｄ２に設定される。
第２レンズ１１３の厚さとなる面３と面４間の光軸ＯＸ上の距離がｄ３、第２レンズ１１３の像面側面と像面ＩＭＧ間の光軸ＯＸ上の距離がｄ４に設定される。
【００３９】
以下に、撮像装置１００のレンズ１１０の具体的な数値による実施例１を示す。なお、実施例１においては、レンズ１１０の各レンズ、ガラス基板に対して、図２に示すような面番号が付与されている。
【００４０】
［実施例１］
表１、表２、表３、および表４に実施例１の各数値が示されている。実施例１の各数値は図１のレンズ１１０に対応している。
実施例１は、１／６サイズ、１．１μｍピッチの３メガピクセル（Mage pixel）ＣＭＯＳイメージャ用の設計例である。
本実施例１は、前述したように、物体側に凹を向けて湾曲している撮像素子１２０と一群のレンズ１１０より構成される。
レンズ１１０は、物体側から像面側に向かって、空気を挟まず順番に配置された、物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズ１１１と、絞りと赤外線カットフィルタを施したガラス基板１１２と、第２レンズ１１３により構成される。
第１レンズ１１１は、ガラス基板１１２上にＵＶ硬化レプリカレンズを施すことによって実現することが望ましい。第２レンズ１１３は、ガラス基板１１２の第１レンズ１１１の裏側にＵＶ効果レプリカレンズを施すことによって実現することが望ましい。
第１レンズ１１１と第２レンズ１１３は、たとえば、日東電工社製ＮＴ３３硝材を使用してレプリカプロセスでショット社Ｄ２６３Ｔガラス基板上に形成することができる。
パワー構成は、第１レンズ１１１が強い正のパワーで焦点距離が４．１ｍｍ、第２レンズ１１３が弱い正で焦点距離が９．９ｍｍとなる。
撮像素子１２０が半径３．１１４ｍｍの湾曲によって大きいたる型の光学歪発生の要因となりながら、第１レンズ１１１と第２レンズ１１３の間に絞り１１４がある。このために、上記パワー構成の影響により、レンズで正（糸巻き型）の１７．３％の光学歪を発生させ、システムとしてＴＶ歪が図４に示すように負（たる型）の２．０％に抑えられている。
そして、Ｆ値Ｆｎｏ２．８と明るく、半画角３２度という広角を有しながら、図３に示すように光学諸収差をよく補正した、光学全長３．２３ｍｍと短いコンパクトな撮像システムを実現している。
【００４１】
表１は、実施例１におけるレンズ１１０の各面番号に対応した各レンズ、ガラス基板（透明体）の曲率半径（Ｒ：ｍｍ），間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎｄ）、および分散値（νｄ）を示している。
【００４２】
【表１】
0006288168.tif 000003
【００４３】
表２は、実施例１における非球面を含む第１レンズ１１１の面１、第２レンズ１１３の面４の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。
表２において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【００４４】
【表２】
0006288168.tif 000004
【００４５】
表３は、実施例１におけるレンズ１１０の焦点距離ｆ、開口数Ｆ、半画角ω、レンズ長Ｈが具体的に示されている。
ここで、焦点距離ｆは２．３６［ｍｍ］に、開口数Ｆは２．８に、半画角ωは３２．０ｄｅｇに、レンズ長Ｈは３．２３［ｍｍ］に設定されている。
【００４６】
【表３】
0006288168.tif 000005
【００４７】
表４は、実施例１においては、上記各条件式（１）〜（３）を満足することを示す。
【００４８】
【表４】
0006288168.tif 000006
【００４９】
表４に示すように、実施例１では、第１レンズ１１１のパワー（ｆＬ１／ｆ）が１．７２に設定され、条件式（１）で規定される条件を満足している。
第２レンズ１１３のパワー（ｆＬ２／ｆ）が４．２１に設定され、条件式（２）で規定される正側の条件を満足している。
撮像素子１２０の像面ＩＭＧの曲率半径（Ｒｉ）が−１．３１に設定され、条件式（３）で規定される条件を満足している。
【００５０】
図３は、実施例１において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図３（Ａ）が球面収差（色収差）、図３（Ｂ）が非点収差を、図３（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。
図４は、実施例１におけるディストーション格子を示す図である。
図からわかるように、実施例１によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れたレンズを含む撮像装置が得られる。
【００５１】
＜２．第２の実施形態＞
図５は、本第２の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【００５２】
図５に示す第２の実施形態に係る撮像装置１００Ａと図１に示す第１の実施形態に係る撮像装置１００とは、次の点が異なる。
撮像装置１００Ａにおいて、第１レンズ１１１Ａが第１レンズエレメント１１１１および第２レンズエレメント１１１２により形成され、ガラス基板１１２Ａが第１ガラス基板１１２１および第２ガラス基板１１２２により形成されている。
第２の実施形態では、第１レンズ１１１Ａは第１ガラス基板１１２１に形成され、第２レンズ１１３Ａが第２ガラス基板１１２２に形成されている。
【００５３】
図６は、本第２の実施形態に係る撮像装置のレンズおよび基板に対して付与した面番号を示す図である。
【００５４】
具体的には、第１レンズエレメント１１１１の物体側面（凸面）に第１番、第１レンズエレメント１１１１の像面側面と第２レンズエレメント１１１２の物体側面との境界面（接合面）に第２番の面番号が付与されている。
第２レンズエレメント１１１２の像面側面と第１ガラス基板１１２１の物体側面との境界面（接合面）に第３番の面番号が付与されている。
第１ガラス基板１１２１の像面側面と第２ガラス基板１１２２の物体側面との境界面（接合面）に第４番の面番号が付与されている。
第２ガラス基板１１２２の像面側面と第２レンズ１１３Ａの物体側面との境界面(接合面)に第５番の面番号が付与され、第２レンズ１１３Ａの像面側面に第６番の面番号が付与されている。
【００５５】
また、図６に示すように、本実施形態のレンズ１１０Ａにおいて、第１レンズエレメント１１１１の物体側面（第１番）１の中心曲率半径はＲ１に設定される。
第１レンズエレメント１１１１の像面側面と第２レンズエレメント１１１２の物体側面との境界面（接合面）２の中心曲率半径はＲ２に設定される。
第２レンズエレメント１１１２の像面側面と第１ガラス基板１１２１の物体側面との境界面（接合面）３の中心曲率半径はＲ３に設定される。
第１ガラス基板１１２１の像面側面と第２ガラス基板１１２２の物体側面との境界面（接合面）４の中心曲率半径はＲ４に設定される。
第２ガラス基板１１２２の像面側面と第２レンズ１１３Ａの物体側面との境界面(接合面)５の中心曲率半径はＲ５に設定される。
第２レンズ１１３Ａの像面側面６の中心曲率半径はＲ６に設定される。
なお、面３，４，５の中心曲率半径Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は無限（ＩＮＦＩＮＩＴＹ）である。
【００５６】
また、図６に示すように、第１レンズエレメント１１１１の厚さとなる面１と面２間の光軸ＯＸ上の距離がｄ１に設定される。
第２レンズエレメント１１１２の厚さとなる面２と面３間の光軸ＯＸ上の距離がｄ２に設定される。
第１ガラス基板１１２１の厚さとなる面３と面４間の光軸ＯＸ上の距離がｄ３に設定される。
第２ガラス基板１１２２の厚さとなる面４と面５間の光軸ＯＸ上の距離がｄ４に設定される。
第２レンズ１１３Ａの厚さとなる面５と面６間の光軸ＯＸ上の距離がｄ５、第２レンズ１１３Ａの像面側面と像面ＩＭＧ間の光軸ＯＸ上の距離がｄ６に設定される。
【００５７】
以下に、撮像装置１００Ａのレンズ１１０Ａの具体的な数値による実施例２を示す。なお、実施例２においては、レンズ１１０Ａの各レンズ、ガラス基板に対して、図６に示すような面番号が付与されている。
【００５８】
［実施例２］
表５、表６、表７、および表８に実施例２の各数値が示されている。実施例２の各数値は図５のレンズ１１０Ａに対応している。
実施例２は、１／５サイズ、１．１μｍピッチの５メガピクセル（Mage pixel）ＣＭＯＳイメージャ用の設計例である。
本実施例２は、前述したように、物体側に凹を向けて湾曲している撮像素子１２０Ａと一群のレンズ１１０Ａより構成される。
レンズ１１０Ａは、物体側から像面側に向かって、空気を挟まず順番に配置された、物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズ１１１Ａと、絞りと赤外線カットフィルタを施したガラス基板１１２Ａと、第２レンズ１１３Ａにより構成される。
ここで第１レンズ１１１Ａはアッベ数５７．３で両凸レンズの第１レンズエレメント１１１１とアッベ数２９．６で凹平形状の第２レンズエレメント１１１２により形成される。
第１レンズ１１１Ａは、ガラス基板１１２１上にＵＶ硬化レプリカレンズを２回施すことによって実現することが望ましい。第２レンズ１１３Ａは、ガラス基板の第１レンズ１１１Ａの裏側にＵＶ硬化レプリカレンズを施すことによって実現することが望ましい。もしくは、図５に示すように、第１レンズ１１１Ａと第２レンズ１１３Ａを別の基板１１２１，１１２２に形成して、基板の平面同士を接着して実現してもよい。
第１レンズ１１１Ａはたとえば、日東電工社製ＮＴ３３硝材と旭化成社製４１４Ｃ硝材を使い、２回レプリカプロセスを行い、ショット社Ｄ２６３Ｔガラス基板上に形成することができる。そして、第１レンズ１１１Ａの裏側に、日東電工社製ＮＴ３３硝材を使い第２レンズ１１３Ａをレプリカプロセスで形成することができる。
パワー構成は、第１レンズ１１１Ａが強い正のパワーで焦点距離が４．９ｍｍ、第２レンズ１１３Ａが弱い正で焦点距離が７１．２ｍｍとなる。
撮像素子１２０Ａが半径４．８ｍｍの湾曲によって大きいたる型の光学歪発生の要因となりながら、第１レンズエレメント１１１１と第２レンズエレメント１１１２の間に絞りがある。このために、上記パワー構成の影響により、レンズで正（糸巻き型）の２４．５％の光学歪を発生させ、システムとしてＴＶ歪が図８に示すように負（たる型）の０．４％に抑えられている。
そして、Ｆ値Ｆｎｏ２．８と明るく、半画角３０．３度という広角を有しながら、図７に示すように光学諸収差をよく補正した、光学全長３．９０ｍｍと短いコンパクトな撮像システムを実現している。
【００５９】
表５は、実施例２におけるレンズ１１０Ａの各面番号に対応した各レンズ、ガラス基板（透明体）の曲率半径（Ｒ：ｍｍ），間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎｄ）、および分散値（νｄ）を示している。
【００６０】
【表５】
0006288168.tif 000007
【００６１】
表６は、実施例２における非球面を含む第１レンズ１１１Ａの面１、面２、第２レンズ１１３Ａの面６の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。
表６において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【００６２】
【表６】
0006288168.tif 000008
【００６３】
表７は、実施例２におけるレンズ１１０Ａの焦点距離ｆ、開口数Ｆ、半画角ω、レンズ長Ｈが具体的に示されている。
ここで、焦点距離ｆは３．１２［ｍｍ］に、開口数Ｆは２．８に、半画角ωは３０．３ｄｅｇに、レンズ長Ｈは３．９０［ｍｍ］に設定されている。
【００６４】
【表７】
0006288168.tif 000009
【００６５】
表８は、実施例２においては、上記各条件式（１）〜（３）を満足することを示す。
【００６６】
【表８】
0006288168.tif 000010
【００６７】
表８に示すように、実施例２では、第１レンズ１１１Ａのパワー（ｆＬ１／ｆ）が１．５６に設定され、条件式（１）で規定される条件を満足している。
第２レンズ１１３Ａのパワー（ｆＬ２／ｆ）が２２．８２に設定され、条件式（２）で規定される正側の条件を満足している。
撮像素子１２０Ａの像面ＩＭＧの曲率半径（Ｒｉ）が−１．５３に設定され、条件式（３）で規定される条件を満足している。
【００６８】
図７は、実施例２において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図７（Ａ）が球面収差（色収差）、図７（Ｂ）が非点収差を、図７（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。
図８は、実施例２におけるディストーション格子を示す図である。
図からわかるように、実施例２によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れたレンズを含む撮像装置が得られる。
【００６９】
＜３．第３の実施形態＞
図９は、本第３の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【００７０】
図９に示す第３の実施形態に係る撮像装置１００Ｂと図１に示す第１の実施形態に係る撮像装置１００とは、次の点が異なる。
撮像装置１００Ｂにおいて、第１レンズ１１１Ｂが第１レンズエレメント１１１１、第２レンズエレメント１１１２、および第３レンズエレメント１１１３により形成されている。
【００７１】
図１０は、本第３の実施形態に係る撮像装置のレンズおよび基板に対して付与した面番号を示す図である。
【００７２】
具体的には、第１レンズエレメント１１１１の物体側面（凸面）に第１番、第１レンズエレメント１１１１の像面側面と第２レンズエレメント１１１２の物体側面との境界面（接合面）に第２番の面番号が付与されている。
第２レンズエレメント１１１２の像面側面と第３レンズエレメント１１１３の物体側面との境界面（接合面）に第３番の面番号が付与されている。
第３レンズエレメント１１１３の像面側面とガラス基板１１２Ｂの物体側面との境界面（接合面）に第４番の面番号が付与されている。
ガラス基板１１２Ｂの像面側面と第２レンズ１１３Ｂの物体側面との境界面(接合面)に第５番の面番号が付与され、第２レンズ１１３Ｂの像面側面に第６番の面番号が付与されている。
【００７３】
また、図１０に示すように、本実施形態のレンズ１１０Ｂにおいて、第１レンズエレメント１１１１の物体側面（第１番）１の中心曲率半径はＲ１に設定される。
第１レンズエレメント１１１１の像面側面と第２レンズエレメント１１１２の物体側面との境界面（接合面）２の中心曲率半径はＲ２に設定される。
第２レンズエレメント１１１２の像面側面と第３レンズエレメント１１１３の物体側面との境界面（接合面）３の中心曲率半径はＲ３に設定される。
第３レンズエレメント１１１３の像面側面とガラス基板１１２Ｂの物体側面との境界面（接合面）４の中心曲率半径はＲ４に設定される。
ガラス基板１１２Ｂの像面側面と第２レンズ１１３Ｂの物体側面との境界面(接合面) ５の中心曲率半径はＲ５に設定される。
第２レンズ１１３Ｂの像面側面６の中心曲率半径はＲ６に設定される。
なお、面３，４，５の中心曲率半径Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５は無限（ＩＮＦＩＮＩＴＹ）である。
【００７４】
また、図１０に示すように、第１レンズエレメント１１１１の厚さとなる面１と面２間の光軸ＯＸ上の距離がｄ１に設定される。
第２レンズエレメント１１１２の厚さとなる面２と面３間の光軸ＯＸ上の距離がｄ２に設定される。
第３レンズエレメント１１１３の厚さとなる面３と面４間の光軸ＯＸ上の距離がｄ３に設定される。
ガラス基板１１２Ｂの厚さとなる面４と面５間の光軸ＯＸ上の距離がｄ４に設定される。
第２レンズ１１３Ｂの厚さとなる面５と面６間の光軸ＯＸ上の距離がｄ５、第２レンズ１１３Ｂの像面側面と像面ＩＭＧ間の光軸ＯＸ上の距離がｄ６に設定される。
【００７５】
以下に、撮像装置１００Ｂのレンズ１１０Ｂの具体的な数値による実施例３を示す。なお、実施例３においては、レンズ１１０Ｂの各レンズ、ガラス基板に対して、図１０に示すような面番号が付与されている。
【００７６】
［実施例３］
表９、表１０、表１１、および表１２に実施例３の各数値が示されている。実施例３の各数値は図１０のレンズ１１０Ｂに対応している。
実施例３は、１／５サイズ、１．１μｍピッチの５メガピクセル（Mage pixel）ＣＭＯＳイメージャ用の設計例である。
本実施例３は、前述したように、物体側に凹を向けて湾曲している撮像素子１２０Ｂと一群のレンズ１１０Ｂより構成される。
レンズ１１０Ｂは、物体側から像面側に向かって、空気を挟まず順番に配置された、物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズ１１１Ｂと、絞りと赤外線カットフィルタを施したガラス基板１１２Ｂと、第２レンズ１１３Ｂにより構成される。
ここで第１レンズ１１０Ｂはアッベ数５７．３で正のパワーの第１レンズエレメント１１１１とアッベ数２９．６で負のパワーの第２レンズエレメント１１１２とアッベ数５７．３で負のパワーの第３レンズエレメント１１１３により形成される。
第１レンズ１１１Ｂは、ガラス基板１１２Ｂ上にＵＶ硬化レプリカレンズを３回施すことによって実現することが望ましい。第２レンズ１１３Ｂは、ガラス基板１１２Ｂの第１レンズ１１１Ｂの裏側にＵＶ硬化レプリカレンズを施すことによって実現することが望ましい。
第１レンズ１１１Ｂはたとえば、日東電工社製ＮＴ３３硝材と旭化成社製４１４Ｃ硝材と日東電工社製ＮＴ３３を順に３回レプリカプロセスを行い、ショット社Ｄ２６３Ｔガラス基板上に形成することができる。そして、第１レンズ１１１Ｂの裏側に、日東電工社製ＮＴ３３硝材を使い第２レンズ１１３Ｂをレプリカプロセスで形成することができる。
パワー構成は、第１レンズ１１１Ｂが強い正のパワーで焦点距離が５．０ｍｍ、第２レンズ１１３Ｂが弱い正で焦点距離が７．０ｍｍとなる。
撮像素子１２０Ｂが半径３．３４３ｍｍの湾曲によって大きいたる型の光学歪発生の要因となりながら、第１レンズエレメント１１１１と第２レンズエレメント１１１２の間に絞りがある。このために、上記パワー構成の影響により、レンズで正（糸巻き型）の２５．５％の光学歪を発生させ、システムとしてＴＶ歪が図１２に示すように負（たる型）の３．９％に抑えられている。
そして、Ｆ値Ｆｎｏ２．８と明るく、半画角３８．２度という広角を有しながら、図１１に示すように光学諸収差をよく補正した、光学全長３．６０ｍｍと短いコンパクトな撮像システムを実現している。
【００７７】
表９は、実施例３におけるレンズ１１０Ｂの各面番号に対応した各レンズ、ガラス基板（透明体）の曲率半径（Ｒ：ｍｍ），間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎｄ）、および分散値（νｄ）を示している。
【００７８】
【表９】
0006288168.tif 000011
【００７９】
表１０は、実施例３における非球面を含む第１レンズ１１１Ｂの面１、第２レンズ１１３Ｂの面６の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。
表１０において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【００８０】
【表１０】
0006288168.tif 000012
【００８１】
表１１は、実施例３におけるレンズ１１０Ｂの焦点距離ｆ、開口数Ｆ、半画角ω、レンズ長Ｈが具体的に示されている。
ここで、焦点距離ｆは２．６２［ｍｍ］に、開口数Ｆは２．８に、半画角ωは３８．２ｄｅｇに、レンズ長Ｈは３．６０［ｍｍ］に設定されている。
【００８２】
【表１１】
0006288168.tif 000013
【００８３】
表１２は、実施例３においては、上記各条件式（１）〜（３）を満足することを示す。
【００８４】
【表１２】
0006288168.tif 000014
【００８５】
表１２に示すように、実施例３では、第１レンズ１１１Ｂのパワー（ｆＬ１／ｆ）が１．９１に設定され、条件式（１）で規定される条件を満足している。
第２レンズ１１３Ｂのパワー（ｆＬ２／ｆ）が２．６５に設定され、条件式（２）で規定される正側の条件を満足している。
撮像素子１２０Ｂの像面ＩＭＧの曲率半径（Ｒｉ）が−１．２６に設定され、条件式（３）で規定される条件を満足している。
【００８６】
図１１は、実施例３において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図１１（Ａ）が球面収差（色収差）、図１１（Ｂ）が非点収差を、図１１（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。
図１２は、実施例３におけるディストーション格子を示す図である。
図からわかるように、実施例３によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れたレンズを含む撮像装置が得られる。
【００８７】
＜４．第４の実施形態＞
図１３は、本第４の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【００８８】
図１３に示す第４の実施形態に係る撮像装置１００Ｃと図１に示す第１の実施形態に係る撮像装置１００とは、次の点が異なる。
撮像装置１００Ｃにおいて、第１レンズ１１１Ｃが第１レンズエレメント１１１１、第２レンズエレメント１１１２、および第３レンズエレメント１１１３により形成されている。
そして、第２レンズ１１３Ｃが第４レンズエレメント１１３１および第５レンズエレメント１１３２により形成されている。
【００８９】
図１４は、本第４の実施形態に係る撮像装置のレンズおよび基板に対して付与した面番号を示す図である。
【００９０】
具体的には、第１レンズエレメント１１１１の物体側面（凸面）に第１番、第１レンズエレメント１１１１の像面側面と第２レンズエレメント１１１２の物体側面との境界面（接合面）に第２番の面番号が付与されている。
第２レンズエレメント１１１２の像面側面と第３レンズエレメント１１１３の物体側面との境界面（接合面）に第３番の面番号が付与されている。
第３レンズエレメント１１１３の像面側面とガラス基板１１２Ｂの物体側面との境界面（接合面）に第４番の面番号が付与されている。
ガラス基板１１２Ｃの像面側面と第４レンズエレメント１１３１の物体側面との境界面(接合面)に第５番の面番号が付与されている。
第４レンズエレメント１１３１の像面側面と第５レンズエレメント１１３２の物体側面との境界面（接合面）に第６番の面番号が付与され、第５レンズエレメント１１３２の像面側面に第７番の面番号が付与されている。
【００９１】
また、図１４に示すように、本実施形態のレンズ１１０Ｃにおいて、第１レンズエレメント１１１１の物体側面（第１番）１の中心曲率半径はＲ１に設定される。
第１レンズエレメント１１１１の像面側面と第２レンズエレメント１１１２の物体側面との境界面（接合面）２の中心曲率半径はＲ２に設定される。
第２レンズエレメント１１１２の像面側面と第３レンズエレメント１１１３の物体側面との境界面（接合面）３の中心曲率半径はＲ３に設定される。
第３レンズエレメント１１１３の像面側面とガラス基板１１２Ｂの物体側面との境界面（接合面）４の中心曲率半径はＲ４に設定される。
ガラス基板１１２Ｃの像面側面と第４レンズエレメント１１３１の物体側面との境界面(接合面)５の中心曲率半径はＲ５に設定される。
第４レンズエレメント１１３１の像面側面と第５レンズエレメント１１３２の物体側面との境界面（接合面）６の中心曲率半径はＲ６に設定される。
第５レンズエレメント１１３２の像面側面７の中心曲率半径はＲ７に設定される。
なお、面４，５の中心曲率半径Ｒ４，Ｒ５は無限（ＩＮＦＩＮＩＴＹ）である。
【００９２】
また、図１４に示すように、第１レンズエレメント１１１１の厚さとなる面１と面２間の光軸ＯＸ上の距離がｄ１に設定される。
第２レンズエレメント１１１２の厚さとなる面２と面３間の光軸ＯＸ上の距離がｄ２に設定される。
第３レンズエレメント１１１３の厚さとなる面３と面４間の光軸ＯＸ上の距離がｄ３に設定される。
ガラス基板１１２Ｃの厚さとなる面４と面５間の光軸ＯＸ上の距離がｄ４に設定される。
第４レンズエレメント１１３１の厚さとなる面５と面６間の光軸ＯＸ上の距離がｄ５に設定される。
第５レンズエレメント１１３２の厚さとなる面６と面７間の光軸ＯＸ上の距離がｄ６に設定される。
第５レンズエレメント１１３２の像面側面と像面ＩＭＧ間の光軸ＯＸ上の距離がｄ７に設定される。
【００９３】
以下に、撮像装置１００Ｃのレンズ１１０Ｃの具体的な数値による実施例４を示す。なお、実施例４においては、レンズ１１０Ｃの各レンズ、ガラス基板に対して、図１４に示すような面番号が付与されている。
【００９４】
［実施例４］
表１３、表１４、表１５、および表１６に実施例４の各数値が示されている。実施例４の各数値は図１４のレンズ１１０Ｃに対応している。
実施例４は、１／４サイズ、１．１μｍピッチの８メガピクセル（Mega pixel）ＣＭＯＳイメージャ用の設計例である。
本実施例４は、前述したように、物体側に凹を向けて湾曲している撮像素子１２０Ｃと一群のレンズ１１０Ｃより構成される。
レンズ１１０Ｃは、物体側から像面側に向かって、空気を挟まず順番に配置された、物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズ１１１Ｃと、絞りと赤外線カットフィルタを施したガラス基板１１２Ｃと、第２レンズ１１３Ｃにより構成される。
ここで第１レンズ１１１Ｃはアッベ数５７．３で正のパワーの第１レンズエレメント１１１１とアッベ数２９．６で負のパワーの第２レンズエレメント１１１２とアッベ数５７．３で負のパワーの第３レンズエレメント１１１３により形成される。
第２レンズ１１３Ｃは、アッベ数５７．３で負のパワーの第４レンズエレメント１１３１とアッベ数２９．６で正のパワーの第２レンズエレメント１１３２により形成される。
第１レンズ１１１Ｃは、ガラス基板１１２Ｃ上にＵＶ硬化レプリカレンズを３回施すことによって実現することが望ましい。第２レンズ１１３Ｃは、ガラス基板１１２Ｃの第１レンズ１１１Ｃの裏側にＵＶ硬化レプリカレンズを２回施すことによって実現することが望ましい。
第１レンズ１１１Ｃはたとえば、日東電工社製ＮＴ３３硝材と旭化成社製４１４Ｃ硝材と日東電工社製ＮＴ３３を順に３回レプリカプロセスを行い、ショット社Ｄ２６３Ｔガラス基板上に形成することができる。そして、第２レンズ１１３Ｃは、第１レンズ１１１Ｃの裏側に、日東電工社製ＮＴ３３硝材と旭化成社製４１４Ｃを順にレプリカプロセスで形成することができる。
パワー構成は、第１レンズ１１１Ｃが強い正のパワーで焦点距離が５．６ｍｍ、第２レンズ１１３Ｃが弱い正で焦点距離が４０．５ｍｍとなる。
撮像素子１２０Ｃが半径５．２０８ｍｍの湾曲によって大きいたる型の光学歪発生の要因となりながら、第１レンズエレメント１１１１と第２レンズエレメント１１１２の間に絞りがある。このために、上記パワー構成の影響により、レンズで正（糸巻き型）の３５．８％の光学歪を発生させ、システムとしてＴＶ歪が図１６に示すように負（たる型）の０．６％に抑えられている。
そして、Ｆ値Ｆｎｏ２．８と明るく、半画角３３．７度という広角を有しながら、図１５に示すように光学諸収差をよく補正した、光学全長４．２０ｍｍと短いコンパクトな撮像システムを実現している。
【００９５】
表１３は、実施例４におけるレンズ１１０Ｃの各面番号に対応した各レンズ、ガラス基板（透明体）の曲率半径（Ｒ：ｍｍ），間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎｄ）、および分散値（νｄ）を示している。
【００９６】
【表１３】
0006288168.tif 000015
【００９７】
表１４は、実施例４における非球面を含む第１レンズ１１１Ｃの面１、面２、面３、第２レンズ１１３Ｃの面６，７の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。
表１４において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【００９８】
【表１４】
0006288168.tif 000016
【００９９】
表１５は、実施例４におけるレンズ１１０Ｃの焦点距離ｆ、開口数Ｆ、半画角ω、レンズ長Ｈが具体的に示されている。
ここで、焦点距離ｆは３．４８［ｍｍ］に、開口数Ｆは２．８に、半画角ωは３３．７ｄｅｇに、レンズ長Ｈは４．２０［ｍｍ］に設定されている。
【０１００】
【表１５】
0006288168.tif 000017
【０１０１】
表１６は、実施例４においては、上記各条件式（１）〜（３）を満足することを示す。
【０１０２】
【表１６】
0006288168.tif 000018
【０１０３】
表１６に示すように、実施例４では、第１レンズ１１１Ｃのパワー（ｆＬ１／ｆ）が１．６１に設定され、条件式（１）で規定される条件を満足している。
第２レンズ１１３Ｃのパワー（ｆＬ２／ｆ）が１１．６４に設定され、条件式（２）で規定される正側の条件を満足している。
撮像素子１２０Ｃの像面ＩＭＧの曲率半径（Ｒｉ）が−１．４４に設定され、条件式（３）で規定される条件を満足している。
【０１０４】
図１５は、実施例４において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図１５（Ａ）が球面収差（色収差）、図１５（Ｂ）が非点収差を、図１５（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。
図１６は、実施例４におけるディストーション格子を示す図である。
図からわかるように、実施例４によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れたレンズを含む撮像装置が得られる。
【０１０５】
＜５．第５の実施形態＞
図１７は、本第５の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【０１０６】
図１７に示す第５の実施形態に係る撮像装置１００Ｄと図１に示す第１の実施形態に係る撮像装置１００とは、次の点が異なる。
撮像装置１００Ｄにおいて、第１レンズ１１１Ｄが第１レンズエレメント１１１１、第２レンズエレメント１１１２、および第３レンズエレメント１１１３により形成されている。
そして、第２レンズ１１３Ｄが第４レンズエレメント１１３１および第５レンズエレメント１１３２により形成されている。
【０１０７】
図１８は、本第５の実施形態に係る撮像装置のレンズおよび基板に対して付与した面番号を示す図である。
【０１０８】
具体的には、第１レンズエレメント１１１１の物体側面（凸面）に第１番、第１レンズエレメント１１１１の像面側面と第２レンズエレメント１１１２の物体側面との境界面（接合面）に第２番の面番号が付与されている。
第２レンズエレメント１１１２の像面側面と第３レンズエレメント１１１３の物体側面との境界面（接合面）に第３番の面番号が付与されている。
第３レンズエレメント１１１３の像面側面とガラス基板１１２Ｄの物体側面との境界面（接合面）に第４番の面番号が付与されている。
ガラス基板１１２Ｄの像面側面と第４レンズエレメント１１３１の物体側面との境界面(接合面)に第５番の面番号が付与されている。
第４レンズエレメント１１３１の像面側面と第５レンズエレメント１１３２の物体側面との境界面（接合面）に第６番の面番号が付与され、第５レンズエレメント１１３２の像面側面に第７番の面番号が付与されている。
【０１０９】
また、図１８に示すように、本実施形態のレンズ１１１Ｄにおいて、第１レンズエレメント１１１１の物体側面（第１番）１の中心曲率半径はＲ１に設定される。
第１レンズエレメント１１１１の像面側面と第２レンズエレメント１１１２の物体側面との境界面（接合面）２の中心曲率半径はＲ２に設定される。
第２レンズエレメント１１１２の像面側面と第３レンズエレメント１１１３の物体側面との境界面（接合面）３の中心曲率半径はＲ３に設定される。
第３レンズエレメント１１１３の像面側面とガラス基板１１２Ｄの物体側面との境界面（接合面）４の中心曲率半径はＲ４に設定される。
ガラス基板１１２Ｄの像面側面と第４レンズエレメント１１３１の物体側面との境界面(接合面)５の中心曲率半径はＲ５に設定される。
第４レンズエレメント１１３１の像面側面と第５レンズエレメント１１３２の物体側面との境界面（接合面）６の中心曲率半径はＲ６に設定される。
第５レンズエレメント１１３２の像面側面７の中心曲率半径はＲ７に設定される。
なお、面４，５の中心曲率半径Ｒ４，Ｒ５は無限（ＩＮＦＩＮＩＴＹ）である。
【０１１０】
また、図１８に示すように、第１レンズエレメント１１１１の厚さとなる面１と面２間の光軸ＯＸ上の距離がｄ１に設定される。
第２レンズエレメント１１１２の厚さとなる面２と面３間の光軸ＯＸ上の距離がｄ２に設定される。
第３レンズエレメント１１１３の厚さとなる面３と面４間の光軸ＯＸ上の距離がｄ３に設定される。
ガラス基板１１２Ｄの厚さとなる面４と面５間の光軸ＯＸ上の距離がｄ４に設定される。
第４レンズエレメント１１３１の厚さとなる面５と面６間の光軸ＯＸ上の距離がｄ５に設定される。
第５レンズエレメント１１３２の厚さとなる面６と面７間の光軸ＯＸ上の距離がｄ６に設定される。
第５レンズエレメント１１３２の像面側面と像面ＩＭＧ間の光軸ＯＸ上の距離がｄ７に設定される。
【０１１１】
以下に、撮像装置１００Ｄのレンズ１１０Ｄの具体的な数値による実施例５を示す。なお、実施例５においては、レンズ１１０Ｄの各レンズ、ガラス基板に対して、図１８に示すような面番号が付与されている。
【０１１２】
［実施例５］
表１７、表１８、表１９、および表２０に実施例５の各数値が示されている。実施例５の各数値は図１８のレンズ１１０Ｄに対応している。
実施例５は、１／４サイズ、１．１μｍピッチの８メガピクセル（Mage pixel）ＣＭＯＳイメージャ用の設計例である。
本実施例５は、前述したように、物体側に凹を向けて湾曲している撮像素子１２０Ｄと一群のレンズ１１０Ｄより構成される。
レンズ１１０Ｄは、物体側から像面側に向かって、空気を挟まず順番に配置された、物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズ１１１Ｄと、絞りと赤外線カットフィルタを施したガラス基板１１２Ｄと、第２レンズ１１３Ｄにより構成される。
ここで第１レンズ１１１Ｄはアッベ数５７．３で正のパワーの第１レンズエレメント１１１１とアッベ数２９．６で負のパワーの第２レンズエレメント１１１２とアッベ数５７．３で負のパワーの第３レンズエレメント１１１３により形成される。
第２レンズ１１３Ｄは、アッベ数５７．３で負のパワーの第４レンズエレメント１１３１とアッベ数２９．６で正のパワーの第５レンズエレメント１１３２により形成される。
第１レンズ１１１Ｄは、ガラス基板１１２Ｄ上にＵＶ硬化レプリカレンズを３回施すことによって実現することが望ましい。第２レンズ１１３Ｄは、ガラス基板１１２Ｄの第１レンズ１１１Ｄの裏側にＵＶ硬化レプリカレンズを２回施すことによって実現することが望ましい。
第１レンズ１１１Ｄはたとえば、日東電工社製ＮＴ３３硝材と旭化成社製４１４Ｃ硝材と日東電工社製ＮＴ３３を順に３回レプリカプロセスを行い、ショット社Ｄ２６３Ｔガラス基板上に形成することができる。そして、第２レンズ１１３Ｄは、第１レンズ１１１Ｄの裏側に、日東電工社製ＮＴ３３硝材と旭化成社製４１４Ｃを順にレプリカプロセスで形成することができる。
パワー構成は、第１レンズ１１１Ｄが強い正のパワーで焦点距離が８．１８ｍｍ、第２レンズ１１３Ｄが弱い負で焦点距離が−６４７．８ｍｍとなる。
撮像素子１２０Ｄが半径８．５ｍｍの湾曲によって大きいたる型の光学歪発生の要因となりながら、第１レンズエレメント１１１１と第２レンズエレメント１１１２の間に絞りがある。このために、上記パワー構成の影響により、レンズで正（糸巻き型）の１３．９％の光学歪を発生させ、システムとしてＴＶ歪が図２０に示すように負（たる型）の１．９％に抑えられている。
そして、Ｆ値Ｆｎｏ２．８と明るく、半画角２８．９度という広角を有しながら、図１９に示すように光学諸収差をよく補正した、光学全長７．６４ｍｍと短いコンパクトな撮像システムを実現している。
【０１１３】
表１７は、実施例５におけるレンズ１１０Ｄの各面番号に対応した各レンズ、ガラス基板（透明体）の曲率半径（Ｒ：ｍｍ），間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎｄ）、および分散値（νｄ）を示している。
【０１１４】
【表１７】
0006288168.tif 000019
【０１１５】
表１８は、実施例５における非球面を含む第１レンズ１１１Ｄの面１、第２レンズ１１３Ｄの面７の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。
表１８において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【０１１６】
【表１８】
0006288168.tif 000020
【０１１７】
表１９は、実施例５におけるレンズ１１０Ｄの焦点距離ｆ、開口数Ｆ、半画角ω、レンズ長Ｈが具体的に示されている。
ここで、焦点距離ｆは５．５６［ｍｍ］に、開口数Ｆは２．８に、半画角ωは２８．９ｄｅｇに、レンズ長Ｈは７．６４［ｍｍ］に設定されている。
【０１１８】
【表１９】
0006288168.tif 000021
【０１１９】
表２０は、実施例５においては、上記各条件式（１）〜（３）を満足することを示す。
【０１２０】
【表２０】
0006288168.tif 000022
【０１２１】
表２０に示すように、実施例５では、第１レンズ１１１Ｄのパワー（ｆＬ１／ｆ）が１．４７に設定され、条件式（１）で規定される条件を満足している。
第２レンズ１１３Ｄのパワー（ｆＬ２／ｆ）が−１１６．５に設定され、条件式（２）で規定される負側の条件を満足している。
撮像素子１２０Ｄの像面ＩＭＧの曲率半径（Ｒｉ）が−１．５３に設定され、条件式（３）で規定される条件を満足している。
【０１２２】
図１９は、実施例５において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図１９（Ａ）が球面収差（色収差）、図１９（Ｂ）が非点収差を、図１９（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。
図２０は、実施例５におけるディストーション格子を示す図である。
図からわかるように、実施例５によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れたレンズを含む撮像装置が得られる。
【０１２３】
以上では、第１から第５の実施形態として、撮像素子が、物体側に凹を向けて湾曲している場合であって、一群のレンズで形成され、レンズは物体側から像面側に向かって空気を挟まずに形成されている場合を例に説明した。
以下では、第６から第１０の実施形態として、撮像素子が、物体側に凹を向けて湾曲している場合であって、２群またはそれ以上の群のレンズで形成されている場合を例に説明する。
【０１２４】
＜６．第６の実施形態＞
図２１は、本第６の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【０１２５】
図２１に示す第６の実施形態に係る撮像装置２００は、基本的に物体側ＯＢＪＳから像面側に向かって順番に配置された第１レンズ群２１０、第２レンズ群２２０の２群のレンズＬＮＳと、物体側に凹を向けて湾曲している撮像素子２３０とを有する
【０１２６】
このように、撮像装置２００は、物体側に凹を向けて湾曲している撮像素子２３０と２群のレンズＬＮＳより構成される。
レンズＬＮＳは、物体側から像面側に向かって順番に配置された、第１レンズ群２１０と、第２レンズ群２２０より構成される。
第２レンズ群２２０は、空気を挟まず順番に配置された、物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズ２２１と、透明体２２２（２２２−１，２２２−２）と、第２レンズ２２３とを有する。
この透明体２２２は，ガラス基板で構成されることが望ましく、絞りや赤外線カットフィルタを施すことが望ましい。
【０１２７】
第１レンズ群２１０は、非球面を使った負のパワーのレンズで構成され、第２レンズ群２２０は次のように構成される。
第２レンズ群２２０の第１レンズ２２１は、強い正のパワーを持ち、ガラス基板上にＵＶ効果レプリカレンズを施すことによって実現することが望ましい。
また、異なるレプリカ硝材を２回施しダブレット構成、もしくは、３回施しトリプレット構成にし、高性能化を実現することもできる。トリプレット構成以上の構成も可能である。
【０１２８】
第２レンズ群２２０の第２レンズ２２３は、弱いパワーの正もしくは負のパワーを持ち、ガラス基板の第１レンズ２２１の裏側にＵＶ効果レプリカレンズを施すことによって実現するのが望ましい。
また、異なるレプリカ硝材を２回施しダブレット構成、もしくは、３回以上施し、トリプレット構成以上にしてもよい。
【０１２９】
第２レンズ群２２０の第１レンズ２２１と第２レンズ２２３の間に絞り２２４がある。
このために、上記パワー構成の影響によりレンズ群で強い正（糸巻き型）の光学歪を発生して、撮像素子２３０を湾曲することにより発生する負（たる型）の光学歪を打ち消し、撮像素子全体として、好ましい光学歪が実現される。
なお、レンズ群の光学ディストーションが正の４％以上である。
【０１３０】
この単焦点レンズにおいても第１の実施形態等と同様に、結像面ＩＭＧは、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子の撮像面（受像面）が配置されることを想定している。
また、像側最終面と結像面の間、もしくは物体側の最初の面の前には、樹脂またはガラスで形成されるカバーガラスや赤外カットフィルタやローパスフィルタなどの他、光学部材が配置されていてもよい。
なお、本実施形態では、図２１において、左側が物体側（前方）であり、右側が像面側（後方）である。
そして、物体側から入射した光束は撮像素子２３０の像面ＩＭＧ上に結像される。
【０１３１】
以下、本実施形態の撮像レンズの構成とその作用について説明する。
【０１３２】
単焦点レンズである本実施形態の撮像レンズは、以下の条件式（１）〜（３）を満足するように構成されている。
【０１３３】
条件式（１）では、第１レンズ群２１０のパワーに関する条件が規定されている。
【０１３４】
−１０  ≦  ｆＧ１／ｆ  ≦  −１．０              （１）
ｆＧ１は第１レンズ群２１０の焦点距離を、ｆはレンズ系の焦点距離を示している。
【０１３５】
条件式（１）は以下の理由で必要となる。
上限を超えると、パワーが強くなりすぎて実際にできる組み立て精度にならなくなり必要となる。
下限を超えると負のパワーが弱くなりすぎて、負のパワーを第１レンズ群２１０に持ってくる利点が得られなくなる。すなわち、下限を超えると、たとえば見かけ上の射出瞳位置を前に持ってきて、撮像素子への主光線入射角を小さくすることや、バックフォーカスを長くとれる、周辺光量の劣化を防ぐ等が弱くなり、十分な光学特性を得られなくなるので必要である。
【０１３６】
条件式（２）では、第２レンズ群２２０のパワーに関する条件が規定されている。
【０１３７】
０．８  ≦  ｆＧ２／ｆ  ≦  ５．０              （２）
ｆＧ２は第２レンズ群２２０の焦点距離を、ｆはレンズ系の焦点距離を示している。
【０１３８】
条件式（２）は以下の理由で必要となる。
上限を超えると、正（糸巻き）の光学ディストーションが出なくなり、システムとして使えなくなるため必要となる。
下限を超えると、パワーが強くなりすぎて実際に出来る組み立て精度にならなくなり必要となる。
【０１３９】
条件式（３）では、撮像素子１２０の湾曲に関する条件が規定されている。
【０１４０】
−４０  ≦  Ｒｉ／ｆ  ≦  −０．６                        （３）
Ｒｉは像面ＩＭＧの曲率半径を示している。
【０１４１】
条件式（３）は以下の理由で必要となる。
上限を超えるとレンズで像面湾曲を補正しきれなくなり、像高が高くなるに従ってＭＴＦが劣化するために必要となる。
下限を超えると像面湾曲が過補正になり、像高が高くなるに従ってＭＴＦが劣化し、かつ、製造上、曲げることが困難であるために必要となる。
【０１４２】
上記の条件式（１）〜（３）は、以下で取り扱う第６〜第９の実施形態に共通するものであり、必要に応じて適宜採用することで、個々の撮像素子または撮像装置に適したより好ましい結像性能とコンパクトな光学系が実現される。
【０１４３】
上述したように、レンズの非球面の形状は、物体側から像面側へ向かう方向を正とし、ｋを円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを非球面係数、ｒを中心曲率半径としたとき前述の［数１］で表される。ｙは光軸からの光線の高さ、ｃは中心曲率半径ｒの逆数（１／ｒ）をそれぞれ表している。
ただし、Ｘは非球面頂点に対する接平面からの距離を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【０１４４】
図２２は、本第６の実施形態に係る撮像装置のレンズおよび基板に対して付与した面番号を示す図である。
【０１４５】
具体的には、第１レンズ群２１０の物体側面に第１番が付与され、第１レンズ群２１０の像面側面に第２番の面番号が付与されている。
第２レンズ群２２０の第１レンズ２２１の物体側（凸面）面に第３番が付与され、第１レンズ２２１の像面側面と透明体２２２−１の物体側面との境界面(接合面)に第４番の面番号が付与されている。
透明体２２２−１の像面側面と透明体２２２−２の物体側面との境界面（接合面）に第５番が付与され、透明体２２２−２の像面側面と第２レンズ２２３の物体側面との境界面（接合面）に第６番が付与されている。
そして、第２レンズ２２３の像面側面に第７番が付与されている。
【０１４６】
また、図２２に示すように、本実施形態の撮像装置２００において、第１レンズ群２１０の物体側面（第１番）１の中心曲率半径はＲ１に設定される。
第１レンズ群２１０の像面側面２の中心曲率半径はＲ２に設定される。
第２レンズ群２２０の第１レンズ２２１の物体側（凸面）面３に中心曲率半径はＲ３に設定され、第１レンズ２２１の像面側面と透明体２２２−１の物体側面との境界面(接合面)４の中心曲率半径はＲ４に設定される。
透明体２２２−１の像面側面と透明体２２２−２の物体側面との境界面（接合面）５の中心曲率半径がＲ５に、透明体２２２−２の像面側面と第２レンズ２２３の物体側面６の中心曲率半径はＲ６に設定される。
そして、第２レンズ２２３の像面側面７の中心曲率半径はＲ７に設定される。
なお、面４，５，６の中心曲率半径Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６は無限（ＩＮＦＩＮＩＴＹ）である。
【０１４７】
また、図２２に示すように、第１レンズ群２１０の厚さとなる面１と面２間の光軸ＯＸ上の距離がｄ１に、第１レンズ群２１０の像側面２と第２レンズ群２２０の第１レンズ２２１の物体側面３間の光軸ＯＸ上の距離がｄ２に設定される。
第１レンズ２２１の厚さとなる面３と面４間の光軸ＯＸ上の距離がｄ３に設定される。
透明体２２２−１の厚さとなる面４と面５間の光軸ＯＸ上の距離がｄ４に設定される。
透明体２２２−２の厚さとなる面５と面６間の光軸ＯＸ上の距離がｄ５に設定される。  第２レンズ２２３の厚さとなる面６と面７間の光軸ＯＸ上の距離がｄ６に設定され、第２レンズ２２３の像面側面と像面ＩＭＧ間の光軸ＯＸ上の距離がｄ７に設定される。
【０１４８】
以下に、撮像装置２００のレンズの具体的な数値による実施例６を示す。なお、実施例６においては、各レンズ、透明体に対して、図２２に示すような面番号が付与されている。
【０１４９】
［実施例６］
表２１、表２２、および表２３に実施例６の各数値が示されている。実施例６の各数値は図２１に対応している。
実施例６は、１／４サイズ、２．８μｍピッチの１．３Ｍ用ＣＭＯＳイメージャ用の、車載カメラ、ＰＣカメラ、監視カメラ等の設計例である。
撮像装置２００は、物体側に凹を向けて湾曲している撮像素子２３０と２群のレンズより構成され、レンズは、第１レンズ群２１０が、負のパワーを持った非球面レンズで構成される。非球面レンズは、ガラスモールド、プラスチック、キャスティング方式レンズ等の材質が適している。
第２レンズ群２２０は、物体側から像面側に向かって、空気を挟まず順番に配置された、物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズ２２１と、絞りと赤外線カットフィルタを施したガラス基板（透明体）２２２と、弱いパワーの第２レンズ２２３により構成される。
第１レンズ２２１は、絞り、または、ＩＲカットフィルタを施したガラス基板上の絞りの反対面にＵＶ効果レプリカレンズを施すことによって実現するのが望ましい。
また、第２レンズ２２３は、ガラス基板にＵＶ効果レプリカレンズを施すことによって実現するのが望ましい。ここでは第１レンズ２２１の裏に第２レンズ２２３を施しても、別のガラス基板上に施し、ガラス基板同士を張り合わせても良い。
第１レンズ２２１と第２レンズ２２３は、たとえば、日東電工ＮＴ３３硝材を使用してレプリカプロセスでショット社Ｄ２６３Ｔガラス基板上に形成することができる。
パワー構成は、第１レンズ群２１０が強い負のパワーで焦点距離が−５．５２ｍｍ、第２レンズ群２２０が弱い正で焦点距離が２．６７ｍｍとなる。
光学系の焦点距離が１．８０ｍｍであるため、条件式（１）は−３．０７、条件式（２）は１．４８となり、条件式の要件を満たしている。
撮像素子２３０が半径−５．５０ｍｍの湾曲によって大きいたる型の光学歪発生の要因となりながら、第１レンズ２２１と第２レンズ２２３の間に絞りがある。このために、上記パワー構成の影響により、レンズで正（糸巻き型）の２５．８％の光学歪を発生させ、システムとしてＴＶ歪が図２４に示すように負（たる型）の３．８％に抑えられている。
そして、Ｆｎｏ２．８と明るく、半画角５２．５度という広角を有しながら、図２３に示すように光学諸収差をよく補正した、光学全長１０ｍｍと短いコンパクトな撮像システムを実現している。
【０１５０】
表２１は、実施例６におけるレンズの各面番号に対応した各レンズ、ガラス基板（透明体）の曲率半径（Ｒ：ｍｍ），間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎｄ）、および分散値（νｄ）を示している。
【０１５１】
【表２１】
0006288168.tif 000023
【０１５２】
表２２は、実施例６における非球面を含む第１レンズ群２１０の第２面、第２レンズ群の第１レンズ２２１の第３面、第２レンズ２２３の第７面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。
表２２において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【０１５３】
【表２２】
0006288168.tif 000024
【０１５４】
表２３は、実施例６におけるレンズの焦点距離ｆ、開口数Ｆ、半画角ω、レンズ長Ｈが具体的に示されている。
ここで、焦点距離ｆは１．８０［ｍｍ］に、開口数Ｆは２．８に、半画角ωは５２．５ｄｅｇに、レンズ長Ｈは１０．０［ｍｍ］に設定されている。
【０１５５】
【表２３】
0006288168.tif 000025
【０１５６】
図２３は、実施例６において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図２３（Ａ）が球面収差（色収差）、図２３（Ｂ）が非点収差を、図２３（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。
図２４は、実施例６におけるディストーション格子を示す図である。
図からわかるように、実施例６によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れたレンズを含む撮像装置が得られる。
【０１５７】
＜７．第７の実施形態＞
図２５は、本第７の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【０１５８】
図２５の撮像装置２００Ａは、基本構成は図２１の撮像装置２００と同様で、第１レンズ群２１０Ａをプラスチックで構成し、前にカバーガラス２４０を配置して、野外で使えるように対応するものである。
なお、この第７の実施形態に対応する実施例７は、光学の基本パラメータは実施例６とほとんど変わらないのでここでの説明は割愛する。
【０１５９】
＜８．第８の実施形態＞
図２６は、本第８の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【０１６０】
図２６の撮像装置２００Ｂは、基本構成は図２１の撮像装置２００と同様で、第１レンズ群２１０Ｂを平らなガラス基板２１１Ｂにレプリカレンズ２１２Ｂを施したものを使う。
これにより、リフローに耐えうる耐熱特性を有し、かつ、最も外側がガラスであるために、野外での使用もできる。
さらに、撮像装置２００Ｂでは、第１レンズ群２１０Ｂも第２レンズ群２２０もガラス基板上に多数個のレプリカレンズを施すウエハオプトで製造でき、安価な大量生産に適する。
なお、この第８の実施形態に対応する実施例８は、光学の基本パラメータは実施例６とほとんど変わらないのでここでの説明は割愛する。
【０１６１】
＜９．第９の実施形態＞
図２７は、本第９の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
【０１６２】
図２７の撮像装置２００Ｃは、第１レンズ群２１０Ｃが、負のパワーを持った非球面レンズで構成され、非球面レンズは球面ガラス２１１Ｃの撮像面側にレプリカレンズを施した通常のレプリカレンズ２１２Ｃで実現される。
【０１６３】
図２８は、本第９の実施形態に係る撮像装置のレンズおよび基板に対して付与した面番号を示す図である。
【０１６４】
具体的には、第１レンズ群２１０の球面ガラス２１１Ｃの物体側面に第１番が付与され、球面ガラス２１１の像面側面とレプリカレンズ２１２Ｃの物体側面との境界面（接合面）に第２番の面番号が付与されている。
レプリカレンズ２１２Ｃの像面側面に第３番の面番号が付与されている。
第２レンズ群２２０の第１レンズ２２１の物体側（凸面）面に第４番が付与され、第１レンズ２２１の像面側面と透明体２２２−１の物体側面との境界面(接合面)に第５番の面番号が付与されている。
透明体２２２−１の像面側面と透明体２２２−２の物体側面との境界面（接合面）に第６番が付与され、透明体２２２−２の像面側面と第２レンズ２２３の物体側面との境界面（接合面）に第７番の面番号が付与されている。
そして、第２レンズ２２３の像面側面に第８番が付与されている。
【０１６５】
また、図２８に示すように、本実施形態の撮像装置２００において、第１レンズ群２１０の物体側面（第１番）１の中心曲率半径はＲ１に設定される。
球面ガラス２１１Ｃの像面側面２とレプリカレンズ２１２Ｃの物体側面との境界面（接合面）の中心曲率半径はＲ２に設定される。
第１レンズ群２１０のレプリカレンズ２１２Ｃの像面側面３の中心曲率半径はＲ３に設定される。
第２レンズ群２２０の第１レンズ２２１の物体側（凸面）面４の中心曲率半径はＲ４に設定され、第１レンズ２２１の像面側面と透明体２２２−１の物体側面との境界面(接合面)５の中心曲率半径はＲ５に設定される。
透明体２２２−１の像面側面と透明体２２２−２の物体側面との境界面（接合面）６の中心曲率半径がＲ６に、透明体２２２−２の像面側面と第２レンズ２２３の物体側面７の中心曲率半径はＲ７に設定される。
そして、第２レンズ２２３の像面側面８の中心曲率半径はＲ８に設定される。
なお、面５，６，７の中心曲率半径Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７は無限（ＩＮＦＩＮＩＴＹ）である。
【０１６６】
また、図２８に示すように、第１レンズ群２１０の球面レンズ２１１Ｃの厚さとなる面１と面２間の光軸ＯＸ上の距離がｄ１に、レプリカレンズ２１２Ｃの厚さとなる面２と面３間の光軸ＯＸ上の距離がｄ２に設定される。
第１レンズ群２１０のレプリカレンズ２１２Ｃの像面側面３と第２レンズ群２２０の第１レンズ２２１の物体側面４間の光軸ＯＸ上の距離がｄ３に設定される。
第１レンズ２２１の厚さとなる面４と面５間の光軸ＯＸ上の距離がｄ４に設定される。
透明体２２２−１の厚さとなる面５と面６間の光軸ＯＸ上の距離がｄ５に設定される。
透明体２２２−２の厚さとなる面６と面７間の光軸ＯＸ上の距離がｄ６に設定される。
第２レンズ２２３の厚さとなる面７と面８間の光軸ＯＸ上の距離がｄ７に設定され、第２レンズ２２３の像面側面と像面ＩＭＧ間の光軸ＯＸ上の距離がｄ８に設定される。
【０１６７】
以下に、図２７の撮像装置２００Ｃのレンズの具体的な数値による実施例９を示す。なお、実施例９においては、各レンズ、透明体に対して、図２８に示すような面番号が付与されている。
【０１６８】
［実施例９］
表２４、表２５、および表２６に実施例９の各数値が示されている。実施例９の各数値は図２７に対応している。
実施例９は、１／４サイズ、２．８μｍピッチの１．３Ｍ用ＣＭＯＳイメージャ用の、車載カメラ、ＰＣカメラ、監視カメラ等の設計例である。
本実施例９は、物体側に凹を向けて湾曲している撮像素子２３０と２群のレンズより構成される。レンズは、第１レンズ群２１０Ｃが、負のパワーを持った非球面レンズ２１１で構成され、非球面レンズは球面ガラス２１１Ｃの撮像面側にレプリカレンズ２１２Ｃを施した通常のレプリカレンズ２１２で実現される。
第２レンズ２２０群は、物体側から像面側に向かって、空気を挟まず順番に配置された、物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズ２２１と、絞りと赤外線カットフィルタを施したガラス基板（透明体）２２２と、弱いパワーの第２レンズ２２３により構成される。
第１レンズ２２１は、絞り、または、ＩＲカットフィルタを施したガラス基板上の絞りの反対面にＵＶ効果レプリカレンズを施すことによって実現するのが望ましい。
また、第２レンズ２２３は、ガラス基板２２２にＵＶ効果レプリカレンズを施すことによって実現するのが望ましい。ここでは、第１レンズ２２１の裏に第２レンズ２２３を施しても、別のガラス基板上に施し、ガラス基板同士を張り合わせても良い。
第１レンズ２２１と第２レンズ２２３は、たとえば、日東電工ＮＴ３３硝材を使用してレプリカプロセスでショット社Ｄ２６３Ｔガラス基板上に形成することが出来る。
パワー構成は、第１レンズ群２１０Ｃが強い負のパワーで焦点距離が−５．２０ｍｍ、第２レンズ群が弱い正で焦点距離が２．６４ｍｍとなる。光学系の焦点距離が１．７３５ｍｍであるため、条件式（１）は−３．００、条件式（２）は１．４８となり、条件式の要件を満たしている。
撮像素子２３０が半径−５．７０ｍｍの湾曲によって大きいたる型の光学歪発生の要因となりながら、第１レンズ２２１と第２レンズ２２３の間に絞りがある。このために、上記パワー構成の影響により、レンズで正（糸巻き型）の３４．０％の光学歪を発生させ、システムとしてＴＶ歪が図２９に示すように負（たる型）の２．０％に抑えられている。
そして、Ｆｎｏ２．８と明るく、半画角５１．８度という広角を有しながら、図３０に示すように光学諸収差をよく補正した、光学全長１０ｍｍと短いコンパクトな撮像システムを実現している。
【０１６９】
表２４は、実施例９におけるレンズの各面番号に対応した各レンズ、ガラス基板（透明体）の曲率半径（Ｒ：ｍｍ），間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎｄ）、および分散値（νｄ）を示している。
【０１７０】
【表２４】
0006288168.tif 000026
【０１７１】
表２５は、実施例９における非球面を含む第１レンズ群２１０の第３面、第２レンズ群の第１レンズ２２１の第５面、第２レンズ２２３の第８面の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。
表２５において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。
【０１７２】
【表２５】
0006288168.tif 000027
【０１７３】
表２６は、実施例９におけるレンズの焦点距離ｆ、開口数Ｆ、半画角ω、レンズ長Ｈが具体的に示されている。
ここで、焦点距離ｆは１．７３５［ｍｍ］に、開口数Ｆは２．８に、半画角ωは５１．８ｄｅｇに、レンズ長Ｈは１０．０［ｍｍ］に設定されている。
【０１７４】
【表２６】
0006288168.tif 000028
【０１７５】
図２９は、実施例９において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図２９（Ａ）が球面収差（色収差）、図２９（Ｂ）が非点収差を、図２９（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。
図３０は、実施例９におけるディストーション格子を示す図である。
図からわかるように、実施例９によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れたレンズを含む撮像装置が得られる。
【０１７６】
＜１０．第１０の実施形態＞
図３１は、本第１０の実施形態に係る撮像装置の構成例を示す図である。
図３２は、図３１の撮像装置において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図３２（Ａ）が球面収差（色収差）、図３２（Ｂ）が非点収差を、図３２（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。
図３３は、図３１の撮像装置におけるディストーション格子を示す図である。
【０１７７】
図３１の撮像装置３００は、現在携帯電話向けカメラモジュールのレンズで標準的な４群レンズに湾曲したセンサを用いた例を示している。
本例は、１．１２μｍピッチのセンサを用いた１／３．０６サイズの１３Ｍ用の設計例である。
構成データは、Ｆｎｏ２．８、焦点距離３．６６ｍｍ、光学全長４．０ｍｍ、水平画角６３．０度である。
図３２に示すように正（糸巻き型）の光学歪を有するが、図３３に示すように撮像素子が湾曲することによってＴＶディストーションは低く抑えられる。
撮像装置２００が平らな通常の設計では、光学全長が４．４mmほどでないと、同等の光学性能を出すことができないので、撮像素子が湾曲することにより、全体の収差補正が有利になり、光学全長を短くできた。
基本的に、何群何枚構成であっても、センサ（撮像素子）湾曲と、正の光学ディストーションを出したレンズを用いて、上記と同様の効果を得られる。
【０１７８】
＜１１．第１１の実施形態＞
図３４は、本第１１の実施形態に係るウエハーレベルオプティクスを概念的に示す図である。
【０１７９】
本実施形態のレンズは、ウエハー４００上に多数個同時に作ることが望ましい。図３４は、その概念を示している。
赤外線カットフィルタと遮光絞りを施したガラス基板４１０の上下に、レプリカプロセスで多数個のレンズを同時に施した概念図である。
このようにガラス基板４１０上にレプリカプロセスを使った製造方法で多数個のレンズを作り、個々に切り出すことによって、本実施形態の１群レンズ、２群レンズを作製できる。
また、この上記レンズウエハーと、センサーウエハーをウエハー状態で接着してから、個々に切り出して撮像素子にしてもよい。
【０１８０】
以上のように、本実施形態では、高画素に対応できる撮像素子を湾曲させ一群構成のレンズで構成した撮像装置を実現している。
本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
１）基板上に絞りや赤外線カットフィルタを施すことが可能で、中絞りに出来、光学諸収差を効率よく補正して、赤外線カットフィルタを別部品で置かなくてもいい光学システムを構築できる。
２）ガラス基板に貼り付けられている１群で構成されており、レンズ製造プロセスで精度が決まり、複数レンズの組み立での問題や、レンズ製造後の信頼性の問題等が起こらない。
３)空気間隔を置かずにレンズエレメントを積層することによって高画素対応出来る構造で、基本構造を変えずに容易に高性能化が可能である。
４）撮像素子を湾曲させることによって発生する負の光学歪をレンズ系で発生する正の光学歪で打ち消すことが出来、撮像素子を湾曲させて得られるレンズ簡易化の効果を最大限発揮できる。
そして、光学歪の小さい構造の簡単な広角レンズを実現することができる。
５）撮像素子を湾曲させることによって、レンズでの像面補正の必要が少なくてすむ。よって１群でレンズを構成できる。撮像素子を湾曲させることによって、レンズでの像面補正の必要が少なくてすむ。よって２群で広角レンズを構成でき、通常は３群以上必要だったことから小型化、低コスト化を図ることができる。
６）レンズの物体側入射面が凸で像高によってレンズ入射の角度に差が少なく色収差が出にくい構成をとっている。
７）上記の効果で狭角から広角まで様々な画角に対応可能である。
８）投影面積の小さい、撮像デバイスを実現できる。
９）通常、安価な広角レンズでは困難であった、リフローアブルな硝材で構成でき、リフローアブルな広角カメラ、もしくは車載カメラに最適なシステムを構成できる。
１０）レンズをウエハー状で作ることができ、低コストで大量生産することができる。
１１）一群のレンズで構成しているために、レンズ個々のフォーカス方向のばらつきが少ない。
１２）これらにより、レンズウエハーとセンサーウエハーを張り合わせてカメラモジュールを作ることができ、安価にカメラモジュールを大量生産することができる。
１３）通常の光学系に湾曲させた撮像素子を用いた場合、通常ではできなかった短い光学長を達成できる。
【０１８１】
以上説明したような特徴を有する撮像装置１００，１００Ａ〜１００Ｄ、２００，２００Ａ〜２００Ｃは、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いたデジタルカメラ、特に、携帯電話等の小型電子機器に搭載されるカメラ用レンズとして適用可能である。
【０１８２】
＜１２．第１２の実施形態＞
図３５は、本第１２の実施形態に係る撮像装置が採用される電子機器の構成例を示すブロック図である。
【０１８３】
本電子機器５００は、図３５に示すように、本実施形態に係る撮像レンズ１００，１００Ａ〜１００Ｄ、２００，２００Ａ〜２００Ｃが適用される、光学系５１０、およびＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ（固体撮像素子）が適用可能な撮像デバイス５２０を有する。
光学系５１０は、撮像デバイス５２０の画素領域を含む撮像面に入射光を導き、被写体像を結像する。
電子機器５００は、さらに、撮像デバイス５２０を駆動する駆動回路(ＤＲＶ)５３０、および撮像デバイス５２０の出力信号を処理する信号処理回路(ＰＲＣ)５４０を有する。
【０１８４】
駆動回路５３０は、撮像デバイス５２０内の回路を駆動するスタートパルスやクロックパルスを含む各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ(図示せず)を有し、所定のタイミング信号で撮像デバイス５２０を駆動する。
【０１８５】
また、信号処理回路５４０は、撮像デバイス５２０の出力信号に対して所定の信号処理を施す。信号処理回路５４０は、たとえば撮像デバイス５２０の出力信号に応じた信号処理時にディストーション補正を行うことも可能である。
信号処理回路５４０で処理された画像信号は、たとえばメモリなどの記録媒体に記録される。記録媒体に記録された画像情報は、プリンタなどによってハードコピーされる。また、信号処理回路５４０で処理された画像信号を液晶ディスプレイ等からなるモニターに動画として映し出される。
【０１８６】
上述したように、デジタルスチルカメラ等の撮像装置において、光学系５１０および撮像デバイス５２０として、先述した撮像装置１００，１００Ａ〜１００Ｄ、２００，２００Ａ〜２００Ｃを搭載することで、低消費電力で、高精度なカメラが実現できる。
【０１８７】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）一群のレンズと、
上記レンズを通して結像される撮像素子と、を有し、
上記レンズは、物体側から像面側に向かって、空気を挟まず順番に配置された、
物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズと、
透明体と、
第２レンズと、を含み、
上記撮像素子は、物体側に凹を向けて湾曲している
撮像装置。
（２）上記透明体が、ガラス板もしくはプラスチックに類する板により形成される
上記（１）記載の撮像装置。
（３）絞りがレンズ群の中に配置されている
上記（１）または（２）記載の撮像装置。
（４）赤外線カットフィルタがレンズ群の中に配置されている
上記（１）から（３）のいずれか一に記載の撮像装置。
（５）上記第１レンズが、
物体側から順に配置された第１レンズエレメントと第２レンズエレメントのダブレット構造を有する
上記（１）から（４）のいずれか一に記載の撮像装置。
（６）上記第１レンズエレメントが両凸レンズにより形成されている
上記（５）記載の撮像装置。
（７）上記第１レンズが、
物体側から順に配置された第１レンズエレメントと第２レンズエレメントと第３レンズエレメントのトリプレット構造を有する
上記（１）から（４）のいずれか一に記載の撮像装置。
（８）上記第２レンズエレメントのアッベ数が、上記第１レンズエレメントと上記第３レンズエレメントより小さい
上記（７）記載の撮像装置。
（９）上記第２レンズが少なくとも第４レンズエレメントと第５レンズエレメントのダブレット構造を有する
上記（１）から（８）のいずれか一に記載の撮像装置。
（１０）少なくとも１つのレンズエレメントが紫外線硬化樹脂により形成されている
上記（５）から（９）のいずれか一に記載の撮像装置。
（１１）上記第１レンズの焦点距離ｆＬ１と上記第２レンズの焦点距離ｆＬ２が、レンズ系の焦点距離をｆとして下記の条件式を満足する
上記（１）から（１０）のいずれか一に記載の撮像装置。
１．０  ≦  ｆＬ１／ｆ  ≦  １００．０
１．５  ≦  ｆＬ２／ｆ  または  ｆＬ２  ≦  −３．０
（１２）上記撮像素子の像面の曲率半径Ｒｉが、レンズ系の焦点距離をｆとして下記の条件式を満足する
上記８１）から（１１）のいずれか一に記載の撮像装置。
−５  ≦  Ｒｉ／ｆ  ≦  −０．６
（１３）正の光学歪を有するレンズ群と、
上記レンズ群を通して結像される撮像素子と、を含み、
上記撮像素子が物体側に凹を向けて湾曲しており、当該湾曲より生じる負の光学歪を、上記レンズ群の正の光学歪により打ち消す
撮像装置。
（１４）２群のレンズと、
上記レンズを通して結像される撮像素子と、を有し、
上記レンズは、物体側から像面側に向かって順番に配置された、
第１レンズ群と、
空気を挟まず順番に配置された、物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズと、透明体と、第２レンズとを含む第２レンズ群と、を含む
撮像装置。
（１５）上記第２レンズ群が、物体側から像面側に向かって、空気を挟まずに順番に配置された、
第１レプリカレンズと、
ガラス基板と、
第２レプリカレンズと、を含む
上記（１４）記載の撮像装置。
（１６）上記第１レンズ群が、ガラスモールド、またはプラスチック、またはキャスティング方式のレンズにより形成されている
上記（１４）または（１５）記載の撮像装置。
（１７）上記第１レンズ群が、球面のガラスレンズにレプリカレンズを施したレンズにより形成されている
上記（１４）または（１５）記載の撮像装置。
（１８）上記第１レンズ群が、ガラス板にレプリカレンズを施したレンズにより形成されている
上記（１４）または（１５）記載の撮像装置。
（１９）上記第１レンズ群の焦点距離ｆＧ１と上記第２レンズ群の焦点距離ｆＧ２が、レンズ系の焦点距離をｆとして下記の条件式を満足する
上記（１３）から（１８）のいずれか一に記載の撮像装置。
−１０  ≦  ｆＧ１／ｆ  ≦  −１．０
０．９  ≦  ｆＧ２／ｆ  ≦    ５．０
（２０）上記撮像素子の像面の曲率半径Ｒｉが、レンズ系の焦点距離をｆとして下記の条件式を満足する
上記（１３）から（１９）のいずれか一に記載の撮像装置。
−４０  ≦  Ｒｉ／ｆ  ≦  −０．６
（２１）レンズ群が、
正の光学ディストーションを有し、撮像素子湾曲によって生じる負の光学ディストーションを補正する
上記（１）から（２０）のいずれか一に記載の撮像装置。
（２２）上記レンズ群の光学ディストーションが正の４％以上である
上記（１）から（２１）のいずれか一に記載の撮像装置。
（２３）上記撮像素子の出力信号に応じた信号処理時にディストーション補正が行われる
上記（１）から（２２）のいずれか一に記載の撮像装置。
（２４）撮像装置と、
上記撮像装置の出力信号に対して信号処理を行う信号処理回路と、を有し、
上記撮像装置は、
一群のレンズと、
上記レンズを通して結像される撮像素子と、を有し、
上記レンズは、物体側から像面側に向かって、空気を挟まず順番に配置された、
物体側面が物体側に凸形状をした第１レンズと、
透明体と、
第２レンズと、を含み、
上記撮像素子は、物体側に凹を向けて湾曲している
電子機器。
（２５）撮像装置と、
上記撮像装置の出力信号に対して信号処理を行う信号処理回路と、を有し、
上記撮像装置は、
正の光学歪を有するレンズ群と、
上記レンズ群を通して結像される撮像素子と、を含み、
上記撮像素子が物体側に凹を向けて湾曲しており、当該湾曲より生じる負の光学歪を、上記レンズ群の正の光学歪により打ち消す
電子機器。
【符号の説明】
【０１８８】
１００，１００Ａ〜１００Ｄ・・・撮像装置、１１０，１１０Ａ〜１１０Ｄ・・・レンズ、１１１，１１１Ａ〜１１１Ｄ・・・第１レンズ、１１１１・・・第１レンズエレメント、１１１２・・・第２レンズエレメント、１１１３・・・第３レンズエレメント、１１２，１１２Ａ〜１１２Ｄ・・・ガラス基板、１１３，１１３Ａ〜１１３Ｄ・・・第２レンズ、１１３１・・・第４レンズエレメント、１１３２・・・第５レンズエレメント、１２０，１２０Ａ〜１２０Ｄ・・・撮像装置、２００，２００Ａ〜２００Ｄ・・・撮象装置、２１０・・・第１レンズ群、２１１・・・球面レンズ、２１２・・・レプリカレンズ、２２０・・・第２レンズ群、２２１・・・第１レンズ、２２２・・・透明体（ガラス基板）、２２３・・・第２レンズ、５００・・・撮像装置、５１０・・・光学系、３２０・・・撮像デバイス、５３０・・・駆動回路（ＤＲＶ）、５４０・・・信号処理回路（ＰＲＣ）。
【図１】
0006288168.tif 000029
【図２】
0006288168.tif 000030
【図３】
0006288168.tif 000031
【図４】
0006288168.tif 000032
【図５】
0006288168.tif 000033
【図６】
0006288168.tif 000034
【図７】
0006288168.tif 000035
【図８】
0006288168.tif 000036
【図９】
0006288168.tif 000037
【図１０】
0006288168.tif 000038
【図１１】
0006288168.tif 000039
【図１２】
0006288168.tif 000040
【図１３】
0006288168.tif 000041
【図１４】
0006288168.tif 000042
【図１５】
0006288168.tif 000043
【図１６】
0006288168.tif 000044
【図１７】
0006288168.tif 000045
【図１８】
0006288168.tif 000046
【図１９】
0006288168.tif 000047
【図２０】
0006288168.tif 000048
【図２１】
0006288168.tif 000049
【図２２】
0006288168.tif 000050
【図２３】
0006288168.tif 000051
【図２４】
0006288168.tif 000052
【図２５】
0006288168.tif 000053
【図２６】
0006288168.tif 000054
【図２７】
0006288168.tif 000055
【図２８】
0006288168.tif 000056
【図２９】
0006288168.tif 000057
【図３０】
0006288168.tif 000058
【図３１】
0006288168.tif 000059
【図３２】
0006288168.tif 000060
【図３３】
0006288168.tif 000061
【図３４】
0006288168.tif 000062
【図３５】
0006288168.tif 000063