(57)【要約】【課題】光学系の収差を小さくする。【解決手段】撮像レンズは、物体側レンズ群、透明体、および、像側レンズ群を具備する。また、上述の撮像レンズにおいて、これらの物体側レンズ群、透明体、および、像側レンズ群は、物体側から像側へ、空気を挟まずに順に配置されている。さらに、上述の撮像レンズにおいて、空気を挟まずに順に配置された物体側レンズ群、透明体、および、像側レンズ群のうち、像側レンズ群は像側ダブレットレンズから構成される。【選択図】図２
2016033542.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側へ空気を挟まずに順に配置された物体側レンズ群、透明体、および、像側レンズ群を具備し、
前記像側レンズ群は像側ダブレットレンズから構成される
撮像レンズ。
【請求項２】
前記物体側レンズ群の前記物体側の面の曲率半径Ｒtop1と前記撮像レンズの焦点距離ｆとが、以下の条件式（ａ）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
条件式（ａ）：−５．０≦Ｒtop1／ｆ≦−０．１
【請求項３】
以下の条件式（ａ１）をさらに満足する請求項２記載の撮像レンズ。
条件式（ａ１）：−０．５０≦Ｒtop1／ｆ≦−０．１４
【請求項４】
前記像側ダブレットレンズは、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとから構成され、
前記正の屈折率を有するレンズの前記物体側の面の曲率半径Ｒreverse2と前記撮像レンズの焦点距離ｆとが、以下の条件式（ｂ）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
条件式（ｂ）：０．０９≦Ｒreverse2／ｆ≦０．５０
【請求項５】
以下の条件式（ｂ１）をさらに満足する請求項４記載の撮像レンズ。
条件式（ｂ１）：０．１２≦Ｒreverse2／ｆ≦０．２２
【請求項６】
前記像側ダブレットレンズは、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとから構成され、
前記正の屈折力を有するレンズの前記像側の面の曲率半径Ｒreverse１と前記撮像レンズの焦点距離ｆが、以下の条件式（ｃ）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
条件式（ｃ）：−５．０≦Ｒreverse１／ｆ≦−０．２
【請求項７】
以下の条件式（ｃ１）をさらに満足する請求項６記載の撮像レンズ。
条件式（ｃ１）：−１．０≦Ｒreverse１／ｆ≦−０．５
【請求項８】
前記物体側レンズ群は、負の屈折力を有する１枚のレンズから構成される
請求項１記載の撮像レンズ。
【請求項９】
前記物体側レンズ群は、物体側ダブレットレンズから構成される
請求項１記載の撮像レンズ。
【請求項１０】
前記像側ダブレットレンズは、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとから構成され、
前記負の屈折力を有するレンズの前記像側の面の曲率半径Ｒtop2と前記撮像レンズの焦点距離ｆとが、以下の条件式（ｄ）を満足する請求項９記載の撮像レンズ。
条件式（ｄ）：０．０８≦Ｒtop2／ｆ≦２．００
【請求項１１】
以下の条件式（ｄ１）をさらに満足する請求項１０記載の撮像レンズ。
条件式（ｄ１）：０．２１≦Ｒtop2／ｆ≦０．４０
【請求項１２】
前記物体側レンズ群および前記透明体の間において特定個所の光を遮光する遮光部をさらに具備する
請求項１記載の撮像レンズ。
【請求項１３】
前記撮像レンズの最大像高Ｙｍと前記撮像レンズの光学全長ＴＴとが、以下の条件式（ｅ）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
条件式（ｅ）：２≦ＴＴ／Ｙｍ≦８
【請求項１４】
以下の条件式（ｅ１）をさらに満足する請求項１３記載の撮像レンズ。
条件式（ｅ１）：２≦ＴＴ／Ｙｍ≦４
【請求項１５】
物体側から像側へ空気を挟まずに順に配置された物体側レンズ群、透明体、および、像側レンズ群を具備し、前記像側レンズ群は像側ダブレットレンズから構成される撮像レンズと、
前記撮像レンズにより集光された光を電気信号に変換して画像を撮像する撮像部と
を具備する撮像装置。
【請求項１６】
前記撮像レンズに生じた光学歪みを前記画像に対する画像処理により補正する歪み補正部をさらに具備する
請求項１５記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、撮像レンズおよび撮像装置に関する。詳しくは、小型の機器に用いられる撮像レンズおよび撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年において、スマートフォンやタブレット端末などの小型の電子機器には、カメラモジュールが搭載されることが多い。このような小型の電子機器向けのカメラモジュールは、一般に低コスト且つ省スペースであることが求められる。このカメラモジュールのコストを低減するために、一枚のガラス基板から複数の撮像レンズを同時に製造する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。この従来技術では、円盤状のガラス基板の一方の面に複数の凹レンズが形成され、他方の面に複数の凸レンズが形成される。そして、レンズが形成された部分のそれぞれがガラス基板から撮像レンズとして分離される。この方法によれば、光軸上において各レンズの位置関係の調整などを行わなくてよいため、ガラス基板の両面にレンズが形成された撮像レンズを低コストで量産することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８１１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の従来技術では、理想的な結像からの像点のズレ（すなわち、収差）を十分に小さくすることができないという問題がある。撮像レンズ（言い換えれば、光学系）の収差を小さくするには、ガラス基板の両面の凹レンズおよび凸レンズに加えて、調整用のレンズをさらに設ければよいが、レンズの追加により、光学系の製造コストが上昇してしまうおそれがある。また、レンズの追加により、光学系の厚みが増加してしまうおそれがある。したがって、光学系の収差を小さくすることが困難である。
【０００５】
本技術はこのような状況に鑑みて生み出されたものであり、光学系の収差を小さくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術は、上述の問題点を解消するためになされたものであり、その第１の側面は、物体側から像側へ空気を挟まずに順に配置された物体側レンズ群、透明体、および、像側レンズ群を具備し、上記像側レンズ群は像側ダブレットレンズから構成される撮像レンズである。これにより、像側ダブレットレンズから構成される像側レンズ群によって収差が小さくなるという作用をもたらす。
【０００７】
また、この第１の側面において、上記物体側レンズ群の上記物体側の面の曲率半径Ｒtop1と上記撮像レンズの焦点距離ｆが、以下の条件式（ａ）を満足するようにしてもよい。これにより、条件式（ａ）を満たす撮像レンズによって収差が小さくなるという作用をもたらす。
条件式（ａ）：−５≦Ｒtop1／ｆ≦−０．１
【０００８】
また、この第１の側面において、以下の条件式（ａ１）をさらに満足するようにしてもよい。これにより、条件式（ａ１）を満たす撮像レンズによって収差が小さくなるという作用をもたらす。
条件式（ａ１）：−０．５０≦Ｒtop1／ｆ≦−０．１４
【０００９】
また、この第１の側面において、上記像側ダブレットレンズは、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとから構成され、
上記正の屈折率を有するレンズの上記物体側の面の曲率半径Ｒreverse2と上記撮像レンズの焦点距離ｆとが、以下の条件式（ｂ）を満足するようにしてもよい。これにより、条件式（ｂ）を満たす撮像レンズによって収差が小さくなるいう作用をもたらす。
条件式（ｂ）：０．０９≦Ｒreverse2／ｆ≦０．５０
【００１０】
また、この第１の側面において、以下の条件式（ｂ１）をさらに満足するようにしてもよい。これにより、条件式（ｂ１）を満たす撮像レンズによって収差が小さくなるという作用をもたらす。
条件式（ｂ１）：０．１２≦Ｒreverse2／ｆ≦０．２２
【００１１】
また、この第１の側面において、上記像側ダブレットレンズは、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとから構成され、
上記正の屈折力を有するレンズの上記像側の面の曲率半径Ｒreverse１と上記撮像レンズの焦点距離ｆが、以下の条件式（ｃ）を満足するようにしてもよい。これにより、条件式（ｃ）を満たす撮像レンズによって収差が小さくなるという作用をもたらす。
条件式（ｃ）：−５．０≦Ｒreverse１／ｆ≦−０．２
【００１２】
また、この第１の側面において、以下の条件式（ｃ１）をさらに満足するようにしてもよい。これにより、条件式（ｃ１）を満たす撮像レンズによって収差が小さくなるという作用をもたらす。
条件式（ｃ１）：−１．０≦Ｒreverse１／ｆ≦−０．５
【００１３】
また、この第１の側面において、上記物体側レンズ群は、負の屈折力を有する１枚のレンズから構成されるようにしてもよい。これにより、負の屈折力を有する１枚のレンズから構成される物体側レンズ群が配置された撮像レンズによって収差が小さくなるという作用をもたらす。
【００１４】
また、この第１の側面において、上記物体側レンズ群は、物体側ダブレットレンズから構成されるようにしてもよい。これにより、物体側ダブレットレンズから構成される物体側レンズ群が配置された撮像レンズによって収差が小さくなるという作用をもたらす。
【００１５】
また、この第１の側面において、前記像側ダブレットレンズは、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとから構成され、
前記負の屈折力を有するレンズの前記像側の面の曲率半径Ｒtop2と前記撮像レンズの焦点距離ｆとが、以下の条件式（ｄ）を満足するようにしてもよい。これにより、条件式（ｄ）を満たす撮像レンズによって収差が小さくなるという作用をもたらす。
条件式（ｄ）：０．０８≦Ｒtop2／ｆ≦２．００
【００１６】
また、この第１の側面において、以下の条件式（ｄ１）をさらに満足するようにしてもよい。これにより、条件式（ｄ１）を満たす撮像レンズによって収差が小さくなるという作用をもたらす。
条件式（ｄ１）：０．２１≦Ｒtop2／ｆ≦０．４０
【００１７】
また、この第１の側面において、上記物体側レンズ群および上記透明体の間において特定個所の光を遮光する遮光部をさらに具備してもよい。これにより、遮光部をさらに具備する撮像レンズによって光が集光されるという作用をもたらす。
【００１８】
また、この第１の側面において、前記撮像レンズの最大像高Ｙｍと前記撮像レンズの光学全長ＴＴとが、以下の条件式（ｅ）を満足するようにしてもよい。これにより、条件式（ｅ）を満たす撮像レンズによって収差が小さくなるという作用をもたらす。
条件式（ｅ）：２≦ＴＴ／Ｙｍ≦８
【００１９】
また、この第１の側面において、以下の条件式（ｅ１）をさらに満足するようにしてもよい。これにより、条件式（ｅ１）を満たす撮像レンズにより収差が小さくなるという作用をもたらす。
条件式（ｅ１）：２≦ＴＴ／Ｙｍ≦４
【００２０】
また、本技術の第２の側面は、物体側から像側へ空気を挟まずに順に配置された物体側レンズ群、透明体、および、像側レンズ群を具備し、上記像側レンズ群は像側ダブレットレンズから構成される撮像レンズと、上記撮像レンズにより集光された光を電気信号に変換して画像を撮像する撮像部とを具備する撮像装置である。これにより、像側ダブレットレンズから構成される像側レンズ群によって収差が小さくなるという作用をもたらす。
【００２１】
また、この第１の側面において、上記撮像レンズに生じた光学歪みを上記画像に対する画像処理により補正する歪み補正部をさらに具備してもよい。これにより、光学歪みが補正されるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００２２】
本技術によれば、光学系の収差を小さくすることができるという優れた効果を奏し得る。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１の実施の形態における撮像装置の一構成例を示すブロック図である。
【図２】第１の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図３】第１の実施の形態における撮像レンズの球面収差、非点収差および歪曲収差の一例を示す収差図である。
【図４】第１の実施の形態における撮像レンズのＭＴＦ（Modulation Transfer Function）曲線の一例を示すグラフである。
【図５】第１の実施の形態の変形例における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図６】第２の実施の形態における撮像レンズのレンズ構成を示す図である。
【図７】第２の実施の形態における撮像レンズの球面収差、非点収差および歪曲収差の一例を示す収差図である。
【図８】第２の実施の形態における撮像レンズのＭＴＦ曲線の一例を示すグラフである。
【図９】第３の実施の形態における撮像レンズの球面収差、非点収差および歪曲収差の一例を示す収差図である。
【図１０】第３の実施の形態における撮像レンズのＭＴＦ曲線の一例を示すグラフである。
【図１１】第４の実施の形態における撮像レンズの製造方法を説明するための図である。
【図１２】第５の実施の形態における画像処理部の一構成例を示すブロック図である。
【図１３】第５の実施の形態における歪み補正前後のフレームの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（物体側レンズ、透明基板、ダブレットレンズの順に配置した例）
２．第２の実施の形態（ダブレットレンズからなる物体側レンズ、透明基板、ダブレットレンズの順に配置した例）
３．第３の実施の形態（光学パラメータを変更してダブレットレンズからなる物体側レンズ、透明基板、ダブレットレンズの順に配置した例）
４．第４の実施の形態（物体側レンズ、透明基板、ダブレットレンズの順に配置した例撮像レンズを製造する例）
５．第５の実施の形態（物体側レンズ、透明基板、ダブレットレンズの順に配置し、歪みを補正する例）
【００２５】
＜１．第１の実施の形態＞
［撮像装置の構成例］
図１は、第１の実施の形態における撮像装置１００の一構成例を示すブロック図である。この撮像装置１００は、画像を撮像するための装置であり、撮像レンズ２００、撮像素子１１０、画像処理部１２０、制御部１３０および記録部１４０を備える。撮像装置１００としては、スマートフォン等の携帯電話機器や、モバイル機器、ウェアラブル端末などの小型の電子装置が想定される。
【００２６】
撮像レンズ２００は、光を集光して撮像素子１１０に導くものである。撮像素子１１０は、制御部１３０の制御に従って、撮像レンズ２００からの光を電気信号に変換して画像（フレーム）を撮像するものである。撮像素子１１０は、撮像したフレームを画像処理部１２０に信号線１１９を介して供給する。例えば、ＣＭＯＳ（Complementary MOS）センサや、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサなどが撮像素子１１０として用いられる。なお、撮像素子１１０は、特許請求の範囲に記載の撮像部の一例である。
【００２７】
画像処理部１２０は、フレームに対して所定の画像処理を行うものである。例えば、デモザイク処理、ホワイトバランス処理、および、ガンマ補正処理などが画像処理として行われる。画像処理後のフレームは、信号線１２９を介して記録部１４０に供給される。記録部１４０は、画像処理後のフレームを記録するものである。
【００２８】
制御部１３０は、撮像装置１００全体を制御するものである。この制御部１３０は、例えば、撮像を開始させるための所定の操作が行われると、フレームの撮像を撮像素子１１０に開始させる。
【００２９】
なお、撮像装置１００は、フレームを記録部１４０に記録しているが、フレームを表示部に表示したり、インターフェースを介して外部へ出力してもよい。また、撮像レンズ２００、撮像素子１１０、画像処理部１２０、制御部１３０および記録部１４０を１つの撮像装置１００内に設けているが、これらを別々の装置に分散して設けてもよい。例えば、撮像レンズ２００、撮像素子１１０、制御部１３０および記録部１４０を撮像装置１００に設け、画像処理部１２０を画像処理装置に設けてもよい。
【００３０】
［撮像レンズの構成例］
図２におけるａは、第１の実施の形態における撮像レンズ２００のレンズ構成を示す図である。この撮像レンズ２００は、物体側から像側へ、空気を挟まずに順に配置された物体側レンズ群２１０、透明基板２２０および像側レンズ群２３０を備える。また、撮像レンズ２００は、像側レンズ群２３０と像面との間に配置されたカバーガラス２４０を備える。ここで、像面は、撮像素子１１０の受光面に該当する。物体側は、同図の左側であり、像側は、同図の右側である。なお、撮像レンズ２００は、実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに具備してもよい。
【００３１】
物体側レンズ群２１０は、例えば、物体側凹レンズ２１１から構成される。この物体側レンズ群２１０は、例えば、レプリカプロセス（樹脂成型）により、透明基板２２０の物体側の面に形成される。このレプリカプロセスでは、樹脂材料からなる薄い膜を透明基板２２０上に成形加工することにより、物体側レンズ群２１０が形成される。なお、レプリカプロセスを用いずに、硝子材料の加工および研磨などにより物体側レンズ群２１０を製造して透明基板２２０に張り合わせてもよい。
【００３２】
透明基板２２０は、ガラスや樹脂などにより形成された透明な基板であり、その両面が光軸に対して垂直となる位置に配置される。なお、透明基板２２０は、特許請求の範囲に記載の透明体の一例である。
【００３３】
像側レンズ群２３０は、レプリカプロセス（樹脂成型）などにより、透明基板２２０の像側の面に形成されたレンズである。この像側レンズ群２３０は、像側ダブレットレンズ２３１から構成される。そして、像側ダブレットレンズ２３１は、像側凹レンズ２３２および像側凸レンズ２３３からなる。像側凹レンズ２３２は、透明基板２２０の像側の面に設けられ、像側凸レンズ２３３は、像側凹レンズ２３２の像側の面に設けられる。
【００３４】
カバーガラス２４０は、撮像素子１１０を保護するための部品である。カバーガラス２４０は、像側レンズ群２３０と像面との間において、その面が光軸と垂直になる位置に配置される。また、像側レンズ群２３０およびカバーガラス２４０の間には空気が存在し、カバーガラス２４０および像面の間には、空気より高い屈折率（例えば、約１．５）の媒質がされる。
【００３５】
なお、像側レンズ群２３０と像面との間には、カバーガラス２４０のみを配置しているが、これらの間に、赤外線カットフィルタや、ローパスフィルタなどの光学部材をさらに配置してもよい。
【００３６】
このように、透明基板２２０の像側に像側ダブレットレンズ２３１を形成することにより、透明基板２２０の像側に１枚の凸レンズを設けた、上述の特許文献１の撮像レンズと比較して、収差を小さくすることができる。
【００３７】
図２におけるｂは、撮像レンズ２００の面番号を説明するための図である。撮像レンズ２００において、物体側凹レンズ２１１の物体側の面に面番号１が割り当てられ、その像側の面に面番号２が割り当てられる。また、像側凹レンズ２３２の物体側の面に面番号３が割り当てられ、その像側の面に面番号４が割り当てられる。また、像側凸レンズ２３３の像側の面に面番号５が割り当てられ、カバーガラス２４０の物体側の面に面番号６が割り当てられる。
【００３８】
また、これらの面のうち非球面の形状は、物体側から像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。
Ｘ＝ｃｙ２／｛１＋（１−（１＋ｋ）ｃ２ｙ２）｝１／２
＋Ａｙ４＋Ｂｙ６＋Ｃｙ８＋Ｄｙ１０                            ・・・式１
上式において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。また、Ｘは非球面頂点に対する接平面からの距離である。
【００３９】
また、物体側凹レンズ２１１の物体側の面（面番号１）の曲率半径を以下、「Ｒtop１」と称する。また、像側凸レンズ２３３の物体側の面（面番号４）の曲率半径を以下、「Ｒreverse1」と称し、像側の面（面番号５）の曲率半径を以下、「Ｒreverse2」と称する。
【００４０】
撮像レンズ２００は、撮像レンズの焦点距離をｆとし、最大像高をＹｍとし、光学全長をＴＴとして、各光学パラメータが次の各式を満たすように設計されている。
−５．０≦Ｒtop1／ｆ≦−０．１                                  ・・・式２
０．０９≦Ｒreverse2／ｆ≦０．５０                               ・・・式３
−５．０≦Ｒreverse1／ｆ≦−０．２                               ・・・式４
２≦ＴＴ／Ｙｍ≦８                                            ・・・式５
【００４１】
式２乃至式４において、各曲率半径および焦点距離ｆのそれぞれの単位は、例えば、ミリメートル（ｍｍ）である。また、式５において最大像高Ｙｍおよび光学全長ＴＴのそれぞれの単位は、例えば、ミリメートル（ｍｍ）である。
【００４２】
式２は、物体側レンズ群２１０の物体側の面の曲率半径に関する条件式で、この面が物体側に凹状になることを表す。１群構成でより良いカメラ特性を得るためには、中心より周辺の方がレンズの中を通る光路が長くなるようにし、像面湾曲を効率よく補正することが必要である。Ｒtop1／ｆが式２の下限より小さいと補正不足、上限を超えると過補正となるために、この式を満たすことが必要である。なお、Ｒtop1／ｆは、−０．５０乃至−０．１４であることが、より望ましい。
【００４３】
全体のパワー構成としては、上述の理由により、物体側レンズ群２１０が負の屈折力、像側レンズ群２３０が正の屈折力で構成され、所望の正の屈折力を成立させる。このように像側レンズ群２３０が正の屈折力を有するためには、式４を満たすことが必要となる。
【００４４】
式３は、像側レンズ群２３０の物体側の面の曲率半径に関する条件式であり、色収差低減および非点収差補正を効率よく行うために必要となる。像側ダブレットレンズ２３１の効果を最大限に出すためには、アッベ数の小さい凹レンズ（２３２）とアッベ数の大きい凸レンズ（２３３）とを組み合わせることが望ましい。像側の面（面番号５）が像側に凸形状をしているため、その手前の面（面番号４）が像側に凹形状となり、式２は、像側に強い凸レンズ（２３３）を形成することにより、最も効率よく収差を補正できることを表す。Ｒreverse2／ｆが式３の下限より小さいと、補正不足となり、上限を超えると曲率がきつくなりすぎて製造に適さないという製造条件のため、この式３を満たすことが必要となる。なお、Ｒreverse2／ｆは、０．１２乃至０．２２であることが、より望ましい。
【００４５】
式４は、像側レンズ凸レンズ２３３の物体側の面の曲率半径に関する条件式である。Ｒreverse1／ｆが式４の下限より小さいと、像側および物体側の屈折力が緩くなり、像面湾曲の補正不足となるために、この下限を満たすことが必要である。一方、Ｒreverse1／ｆが式４の上限を超えると、逆に過補正となるため、この上限を満たすことが必要である。なお、Ｒreverse1／ｆは、−１．０乃至−０．５であることが、より望ましい。
【００４６】
式５は、最大像高Ｙｍと光学全長ＴＴとの関係を表す。式５の下限は、物体側レンズ群２１０の負の作用により収差補正が行われているために、光学全長ＴＴを短くすることができる限界があることに起因して設けられる。式５の上限は、撮像レンズ２００の使用目的が小型モジュールのために、光学長が長いものを目的としないために設けられる。なお、ＴＴ／Ｙｍは、２乃至４であることが、より望ましい。
【００４７】
撮像レンズ２００の具体例として、１／２０サイズ、１．１２マイクロメートル（μｍ）ピッチ、ＶＧＡ解像度のＣＭＯＳイメージャを撮像素子１１０として用いる際の設計例を示す。この設計例において光学全長は１．７０ミリメートル（ｍｍ）であり、半画角は３７度である。また、焦点距離は１．１０２３ミリメートル（ｍｍ）であり、Ｆ値は、２．８である。
【００４８】
式２乃至式５の条件に従って、例えば、Ｒtop1／ｆは−０．９３４に、Ｒreverse2／ｆは０．１７２に、Ｒreverse1／ｆは−０．５３７に、ＴＴ／Ｙｍは３．８６になるように設計される。
【００４９】
また、上述の設計例のレンズ構成データを次の表に示す。
【表１】
2016033542.tif 000003
【００５０】
また、式１の各係数の一例を非球面データとして次の表に示す。
【表２】
2016033542.tif 000004
【００５１】
撮像レンズ２００の採用により、解像度および感度が高く、１乃至２ミリメートル（ｍｍ）程の厚みの撮像装置１００を提供することができる。このため、撮像レンズ２００は、モバイル機器やウェアラブル端末などに搭載される超小型のカメラモジュールに適している。撮像レンズ２００では、物体側レンズ群２１０、透明基板２２０および像側レンズ群２３０を一体化しているため、それらのレンズを個々に組み立てる必要がなく、生産性が高い。レンズを個別に製造して組み立てる方法では、フォーカス調整の機構が小さすぎて調整しづらく、また、傾き等のメカ要因が制御することができないなどの問題が生じ、小型化が困難となる。また、プラスチックレンズを使ってレンズをバレルにアッセンブリーする構成も考えられるが、この構成では光学長が１ミリメートル（ｍｍ）程度のサイズになると小さすぎて組み立てが困難となる。これに対して、撮像レンズ２００では、各レンズを一体化しているため、小さな光学長の光学系を容易に実現することができる。
【００５２】
また、構造が簡易であるため、撮像レンズ２００を複数設けて、複眼レンズとすることも容易である。
【００５３】
また、物体側レンズ群２１０の負の作用により、像面の湾曲を効率よく補正することができる。これは、中心より周辺の方がレンズの中心を通る光路が長くなるためである。
【００５４】
また、負群始まりで、周辺光量落ちがコサイン４乗則により緩やかになるため、周辺光量を維持するのに有利である。
【００５５】
また、像側レンズ群２３０をダブレット構造としたため、色収差の補正と像面の湾曲の補正とのそれぞれの効果を高くすることができる。
【００５６】
また、絞りを設けていないため、絞りの組み立てを行う必要が無く、誤差要因を少なくすることができる。
【００５７】
また、屈折力のあるレンズと空気との界面が２つ（面番号１および５）しかなく、反射が生じる要因が少ない。また、反射防止膜のコーティングを行う面が２つ（面番号１および５）で済む。
【００５８】
また、撮像レンズ２００は、スマートフォンに搭載するセカンドカメラによく用いられるＣＳＰ（Chip Size Package）の汎用センサに用いることができる。
【００５９】
図３は、第１の実施の形態における撮像レンズ２００の球面収差、非点収差および歪曲収差の一例を示す収差図である。同図におけるａは、撮像レンズ２００の球面収差の収差図であり、同図におけるｂは、非点収差の収差図である。同図のａおよびｂにおいて、点線は波長５８７．５６ナノメートル（ｎｍ）の光に対する特性を示し、実線は波長５４６．０７ナノメートル（ｎｍ）の光に対する特性を示す。また、一点鎖線は波長４８６．１３ナノメートル（ｎｍ）の光に対する特性を示す。
【００６０】
図３におけるｃは、撮像レンズ２００の歪収差の収差図である。同図に例示するように、像側レンズ群に凸レンズのみを設けた特許文献１の各収差（同文献の図３）と比較して、特に球面収差および非点収差が小さくなる。
【００６１】
図４は、第１の実施の形態における撮像レンズ２００のＭＴＦ曲線の一例を示すグラフである。同図における縦軸は、ＭＴＦを示し、横軸は実像高を示す。また、実線は法線方向の曲線を示し、一点鎖線は接線方向の曲線を示す。ここで、ＭＴＦは、画質の高さを表す指標の一つであり、ＭＴＦが高いほど、画像のボケが少なく、画質が高いことを示す。同図に例示するように、撮像レンズ２００のＭＴＦは、十分に高い値となる。
【００６２】
このように、本技術の第１の実施の形態によれば、透明基板２２０の像側にダブレットレンズを設けたため、収差を小さくすることができる。
【００６３】
［変形例］
第１の実施の形態では、撮像レンズ２００に絞りを設けていなかったが、絞りをさらに設けることもできる。変形例の撮像レンズ２００は、絞りを設けた点において第１の実施の形態と異なる。
【００６４】
図５は、第１の実施の形態の変形例における撮像レンズ２００のレンズ構成を示す図である。変形例の撮像レンズ２００は、遮光部２５０をさらに備える点において第１の実施の形態と異なる。
【００６５】
遮光部２５０は、光の一部を遮るものであり、絞りとして用いられる。遮光部２５０は、例えば、透明基板２２０の特定個所に遮光塗料を塗布することにより、形成される。
【００６６】
このように、変形例によれば、絞り（遮光部２５０）をさらに設けたため、光量を調整することができる。
【００６７】
＜２．第２の実施の形態＞
第１の実施の形態では、物体側レンズ群２１０が物体側凹レンズ２１１から構成されていたが、物体側凹レンズ２１１の代わりにダブレットレンズを設けることもできる。第２の実施の形態の撮像レンズ２００は、物体側レンズ群２１０がダブレットレンズから構成される点において第１の実施の形態と異なる。
【００６８】
図６におけるａは、第２の実施の形態における撮像レンズ２００のレンズ構成を示す図である。第２の実施の形態の物体側レンズ群２１０は、物体側ダブレットレンズ２１２から構成される。この物体側ダブレットレンズ２１２は、物体側凹レンズ２１３および物体側凸レンズ２１４からなる。物体側凸レンズ２１４は、透明基板２２０の物体側の面に設けられ、物体側凹レンズ２１３は、物体側凸レンズ２１４の物体側の面に設けられる。物体側レンズ群２１０もダブレット構成とした方が、軸外周差を効率よく補正することができる。
【００６９】
図６におけるｂは、撮像レンズ２００の面番号を説明するための図である。撮像レンズ２００において、物体側凹レンズ２１３の物体側の面に面番号１が割り当てられ、その像側の面に面番号２が割り当てられる。また、物体側凸レンズ２１４の像側の面に面番号３が割り当てられる。また、像側凹レンズ２３２の物体側の面に面番号４が割り当てられ、その像側の面に面番号５が割り当てられる。また、像側凸レンズ２３３の像側の面に面番号６が割り当てられ、カバーガラス２４０の物体側の面に面番号７が割り当てられる。
【００７０】
第２の実施の形態においては、物体側凹レンズ２１３の像側の面（面番号２）を「Ｒtop2」と称し、式２乃至式５と、次の式とを満たすように設計が行われる。
０．０８≦Ｒtop2／ｆ≦２．００                                  ・・・式６
【００７１】
式５は、物体側レンズ群２１０の物体側の面の曲率半径に関する条件式であり、軸外収差の補正を効率よく行うために必要となる。像側ダブレットレンズ２３１の効果を最大限に出すためには、第１の実施の形態の構成が最適であるが、それのみでは、軸上の収差補正のみが強くなり、像高が高くなると、逆に特性が悪化する。ここでは、物体側の入射面（面番号１）に波長分散の大きいアッベ数の小さい硝材を設けると、波長分散の効果が大きくなりすぎて補正できなくなるために、入射面にアッベ数が大きい硝材を設けることが好ましい。また、この入射面は、その負の屈折力が強くなることにより、軸外収差を補正する。
【００７２】
第１の実施の形態と第２の実施の形態との違いは、物体側レンズ群２１０が、単レンズかダブレットかであるが、ダブレットにしたほうが、物体側レンズ群２１０の曲率が強くなり、その結果として軸外収差を良く補正することができる。
【００７３】
この負の効果が大きくなるためには、像側ダブレットレンズ２３１内の物体側のレンズ（２３２）が負のレンズになること、すなわち、面番号２の面が物体側に凸となることが望ましい。式６は、このことを示す。式６の下限は、Ｒtop2／ｆが下限より小さいと曲率がきつくなりすぎて製造に適さないという製造条件のため必要となる。また、式６の上限は、Ｒtop2／ｆが上限を超えると収差補正の効果がなくなるために必要となる。なお、Ｒtop2／ｆは、０．２１乃至０．４０であることが、より望ましい。
【００７４】
第１の実施の形態では、撮像レンズ２００は、強く軸上諸収差を補正する、アッベ数の小さい凹レンズ（２３２）とアッベ数の大きい凸レンズ（２３３）の組み合わせを像側レンズ群２３０で構成していた。一方、第２の実施の形態では、物体側で、その逆パターンで構成している。
【００７５】
第２の実施形態の具体例として、１／２０サイズ、１．１２マイクロメートル（μｍ）ピッチ、ＶＧＡ解像度のＣＭＯＳイメージャを撮像素子１１０として用いる際の設計例を示す。この設計例において光学全長は１．４５ミリメートル（ｍｍ）であり、半画角は３６度である。また、焦点距離は１．１０３５ミリメートル（ｍｍ）であり、Ｆ値は、２．６２である。
【００７６】
式２乃至式６の条件に従って、例えば、Ｒtop1／ｆは−０．４９１に、Ｒreverse2／ｆは０．１２０に、Ｒreverse1／ｆは−０．５２２に、Ｒtop2／ｆは−０．２６８に、ＴＴ／Ｙｍは３．３０になるように設計される。
【００７７】
また、上述の設計例のレンズ構成データを次の表に示す。
【表３】
2016033542.tif 000005
【００７８】
また、上述の設計例の非球面データを次の表に示す。
【表４】
2016033542.tif 000006
【００７９】
図７は、第２の実施の形態における撮像レンズ２００の球面収差、非点収差および歪曲収差の一例を示す収差図である。同図におけるａは、撮像レンズ２００の球面収差の収差図であり、同図におけるｂは、非点収差の収差図である。同図のａおよびｂにおいて、点線は波長５８７．５６ナノメートル（ｎｍ）の光に対する特性を示し、実線は波長５４６．０７ナノメートル（ｎｍ）の光に対する特性を示す。また、一点鎖線は波長４８６．１３ナノメートル（ｎｍ）の光に対する特性を示す。
【００８０】
図７におけるｃは、撮像レンズ２００の歪収差の収差図である。同図に例示するように第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と比較して、球面収差および非点収差がさらに小さくなる。
【００８１】
図８は、第１の実施の形態における撮像レンズ２００のＭＴＦ曲線の一例を示すグラフである。同図における縦軸は、ＭＴＦを示し、横軸は実像高を示す。また、実線は法線方向の曲線を示し、一点鎖線は接線方向の曲線を示す。同図に例示するように、第２の実施の形態のＭＴＦは、第１の実施の形態よりも高くなる。
【００８２】
このように、本技術の第２の実施の形態によれば、透明基板２２０の物体側にもダブレットレンズを設けたため、収差をさらに小さくすることができる。
【００８３】
＜３．第３の実施の形態＞
第３の実施の形態では、光学全長を１ミリメートル（ｍｍ）より大きく設計していたが、光学全長を１ミリメートル（ｍｍ）以下にすることもできる。第３の実施の形態の撮像レンズ２００は、光学系をさらに薄くした点において第２の実施の形態と異なる。
【００８４】
第３の実施の形態の撮像レンズ２００の構成は、光学パラメータが異なる点以外は、第２の実施の形態と同様である。
【００８５】
第３の実施形態の具体例として、１／２４サイズ、０．９マイクロメートル（μｍ）ピッチ、ＶＧＡ解像度のＣＭＯＳイメージャを撮像素子１１０として用いる際の設計例を示す。この設計例において光学長は１．００ミリメートル（ｍｍ）であり、半画角は３９度である。また、焦点距離は０．８２１ミリメートル（ｍｍ）であり、Ｆ値は、２．４４である。
【００８６】
また、式２乃至式６の条件に従って、例えば、Ｒtop1／ｆは−０．７２７に、Ｒreverse2／ｆは０．１４３に、Ｒreverse1／ｆは−０．６９３に、Ｒtop2／ｆは０．２１２にＴＴ／Ｙｍは２．７８になるように設計される。
【００８７】
また、上述の設計例のレンズ構成データを次の表に示す。
【表５】
2016033542.tif 000007
【００８８】
また、上述の設計例の非球面データを次の表に示す。
【表６】
2016033542.tif 000008
【００８９】
図９は、第３の実施の形態における撮像レンズ２００の球面収差、非点収差および歪曲収差の一例を示す収差図である。同図におけるａは、撮像レンズ２００の球面収差の収差図であり、同図におけるｂは、非点収差の収差図である。同図のａおよびｂにおいて、点線は波長５８７．５６ナノメートル（ｎｍ）の光に対する特性を示し、実線は波長５４６．０７ナノメートル（ｎｍ）の光に対する特性を示す。また、一点鎖線は波長４８６．１３ナノメートル（ｎｍ）の光に対する特性を示す。
【００９０】
図９におけるｃは、撮像レンズ２００の歪収差の収差図である。同図に例示するように、第３の実施の形態においては、第２の実施の形態と同程度に球面収差および非点収差が小さくなる。
【００９１】
図１０は、第１の実施の形態における撮像レンズ２００のＭＴＦ曲線の一例を示すグラフである。同図における縦軸はＭＴＦを示し、横軸は実像高を示す。また、実線は法線方向の曲線を示し、一点鎖線は接線方向の曲線を示す。同図に例示するように、第３の実施の形態のＭＴＦは、十分に高い値となる。
【００９２】
なお、表７の各光学パラメータは、カバーガラス２４０と像面との間に屈折率約１．５の媒質を充填した際の値であるが、そのような媒質を充填せずに、カバーガラス２４０と像面との間に空気が存在する構成とすることもできる。その際の光学パラメータの例を、次の表に示す。
【表７】
2016033542.tif 000009
【００９３】
このように、本技術の第３の実施の形態によれば、光学系の光学全長を１．００ミリメートル（ｍｍ）に薄くしたため、撮像装置１００を薄くすることができる。
【００９４】
＜４．第４の実施の形態＞
第１の実施の形態では、撮像レンズの製造方法について言及していなかったが、簡易な方法により、多数の撮像レンズ２００を同時に製造することができる。
【００９５】
図１１は、第４の実施の形態における撮像レンズ２００の製造方法を説明するための図である。まず、円盤状のガラス基板３００が用意される。製造システムによって、そのガラス基板３００の両面の一方の面に複数の物体側レンズ群２１０が形成され、他方の面に複数の像側レンズ群２３０が形成される。これらのレンズ群は、互いに対向する位置に形成される。
【００９６】
また、ウェハー４００上に複数のカバーガラス２４０が製造システムにより形成される。そして、ウェハー４００のカバーガラス２４０を設けた面と、ガラス基板３００の像側レンズ群２３０を設けた面とが製造システムにより張り合わされる。張り合わせの際には、スペーサを挟んだり、ガラス基板３００やウェハー４００にプロテクターやスペーターを貼ったりしてもよい。多くの場合、ガラス基板３００上にＩＲカットフィルタがさらに設けられる。
【００９７】
ガラス基板３００およびウェハー４００を張り合わせた後に、物体側レンズ群２１０が設けられた箇所のそれぞれが、製造システムによって、ガラス基板３００およびウェハー４００から撮像レンズとして分離される。このような製造方法により、多数の撮像レンズ２００を同時に製造することができる。
【００９８】
仮に、物体側レンズ群２１０および像側レンズ群のそれぞれを個別に製造して、それらを組み立てる方法により製造すると、撮像レンズのサイズが小さくなるほど、組み立てが困難となる。特に、光軸上のそれぞれのレンズの位置の調整や、複数のレンズのそれぞれの光軸のずれの調整が困難となる。調整が可能だとしても、それらの調整によりコストが上昇してしまう。これに対して、第４の実施の形態の製造方法によれば、物体側レンズ群２１０および像側レンズ群２３０のそれぞれが透明基板２２０と一体化して、光軸が揃った状態で撮像レンズが製造される。このため、光軸上のそれぞれのレンズの位置の調整などを行う必要がなくなり、低コストで省スペースの撮像レンズ２００を製造することができる。また、ＣＳＰガラス、レンズおよびＣＳＰ間の足（不図示）、レンズの基板（３００）の厚みに反りを防止する現実味がある。
【００９９】
このように、第４の実施の形態によれば、ガラス基板の両面に複数のレンズを形成するため、簡易な手順により複数の撮像レンズ２００を同時に製造することができる。
【０１００】
＜５．第５の実施の形態＞
第１の実施の形態では、撮像装置１００は、撮像レンズ２００で生じた光学歪みを補正していなかったが、光学歪みを補正してもよい。第５の実施の形態の撮像装置１００は、光学歪みを補正する点において第１の実施の形態と異なる。
【０１０１】
図１２は、第５の実施の形態における画像処理部１２０の一構成例を示すブロック図である。第５の実施の形態の画像処理部１２０は、フレームメモリ１２１および歪み補正部１２２を備える。同図において、デモザイク処理やガンマ補正などの、歪み補正以外の画像処理を行う構成は省略されている。
【０１０２】
フレームメモリ１２１は、撮像素子１１０からのフレームを保持するものである。保持するフレームはデモザイク前のものであってもよいし、デモザイク後のものであってもよい。このフレームは、二次元格子状に配列された複数の画素データを含む。
【０１０３】
歪み補正部１２２は、フレームメモリ１２１に保持されたフレームにおいて光学歪みを補正するものである。例えば、光学歪みを予め測定しておき、歪み補正部１２２内に補正前の各画素の座標と、補正後の各画素の座標とを対応付けたテーブルを記憶しておく。そして、歪み補正部１２２は、そのテーブルを参照して、フレームメモリ１２１から読み出した画素データの座標のそれぞれを、補正後の座標に変換する。そして、歪み補正部１２２は、補正前の座標の画素データを、補正後の座標の画素データとして出力する。これにより、光学歪みが補正されたフレームが生成される。
【０１０４】
なお、歪み補正部１２２は、テーブルを用いず、補正前の座標と補正後の座標との対応関係を示す所定の関数を用いて補正前の座標から補正後の座標を算出してもよい。
【０１０５】
図１３は、第５の実施の形態における歪み補正前後のフレームの一例を示す図である。同図におけるａは、二次元格子状の模様が描かれた被写体を撮像した際の歪み補正前のフレーム５０１の一例であり、同図におけるｂは歪み補正後のフレーム５０２の一例である。同図のａに例示するように、フレーム５０１の外周付近に、光学歪みが生じている。この光学歪みは、歪み補正部１２２の座標変換により、同図のｂに例示するように補正される。
【０１０６】
このように、第５の実施の形態によれば、撮像装置１００は、光学歪みを補正するため、フレームの画質を向上させることができる。
【０１０７】
なお、上述の実施の形態は本技術を具現化するための一例を示したものであり、実施の形態における事項と、特許請求の範囲における発明特定事項とはそれぞれ対応関係を有する。同様に、特許請求の範囲における発明特定事項と、これと同一名称を付した本技術の実施の形態における事項とはそれぞれ対応関係を有する。ただし、本技術は実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施の形態に種々の変形を施すことにより具現化することができる。
【０１０８】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【０１０９】
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）物体側から像側へ空気を挟まずに順に配置された物体側レンズ群、透明体、および、像側レンズ群を具備し、
前記像側レンズ群は像側ダブレットレンズから構成される
撮像レンズ。
（２）前記物体側レンズ群の前記物体側の面の曲率半径Ｒtop1と前記撮像レンズの焦点距離ｆとが、以下の条件式（ａ）を満足する前記（１）記載の撮像レンズ。
条件式（ａ）：−５．０≦Ｒtop1／ｆ≦−０．１
（３）以下の条件式（ａ１）をさらに満足する前記（２）記載の撮像レンズ。
条件式（ａ１）：−０．５０≦Ｒtop1／ｆ≦−０．１４
（４）前記像側ダブレットレンズは、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとから構成され、
前記正の屈折率を有するレンズの前記物体側の面の曲率半径Ｒreverse2と前記撮像レンズの焦点距離ｆとが、以下の条件式（ｂ）を満足する前記（１）から（３）のいずれかに記載の撮像レンズ。
条件式（ｂ）：０．０９≦Ｒreverse2／ｆ≦０．５０
（５）以下の条件式（ｂ１）をさらに満足する前記（４）のいずれかに記載の撮像レンズ。
条件式（ｂ１）：０．１２≦Ｒreverse2／ｆ≦０．２２
（６）前記像側ダブレットレンズは、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとから構成され、
前記正の屈折力を有するレンズの前記像側の面の曲率半径Ｒreverse１と前記撮像レンズの焦点距離ｆが、以下の条件式（ｃ）を満足する前記（１）から（５）のいずれかに記載の撮像レンズ。
条件式（ｃ）：−５．０≦Ｒreverse１／ｆ≦−０．２
（７）以下の条件式（ｃ１）をさらに満足する前記（６）のいずれかに記載の撮像レンズ。
条件式（ｃ１）：−１．０≦Ｒreverse１／ｆ≦−０．５
（８）前記物体側レンズ群は、負の屈折力を有する１枚のレンズから構成される
前記（１）から（７）のいずれかに記載の撮像レンズ。
（９）前記物体側レンズ群は、物体側ダブレットレンズから構成される
前記（１）から（８）のいずれかに記載の撮像レンズ。
（１０）前記像側ダブレットレンズは、正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとから構成され、
前記負の屈折力を有するレンズの前記像側の面の曲率半径Ｒtop2と前記撮像レンズの焦点距離ｆとが、以下の条件式（ｄ）を満足する前記（９）記載の撮像レンズ。
条件式（ｄ）：０．０８≦Ｒtop2／ｆ≦２．００
（１１）以下の条件式（ｄ１）をさらに満足する前記（１０）記載の撮像レンズ。
条件式（ｄ１）：０．２１≦Ｒtop2／ｆ≦０．４０
（１２）前記物体側レンズ群および前記透明体の間において特定個所の光を遮光する遮光部をさらに具備する
前記（１）から（１１）のいずれかに記載の撮像レンズ。
（１３）前記撮像レンズの最大像高Ｙｍと前記撮像レンズの光学全長ＴＴとが、以下の条件式（ｅ）を満足する前記（１）から（１２）のいずれかに記載の撮像レンズ。
条件式（ｅ）：２≦ＴＴ／Ｙｍ≦８
（１４）以下の条件式（ｅ１）を満足する前記（１３）のいずれかに記載の撮像レンズ。
条件式（ｅ１）：２≦ＴＴ／Ｙｍ≦４
（１５）実質的にレンズパワーを有さないレンズをさらに具備する
前記（１）から（１４）のいずれかに記載の撮像レンズ。
（１６）物体側から像側へ空気を挟まずに順に配置された物体側レンズ群、透明体、および、像側レンズ群を具備し、前記像側レンズ群は像側ダブレットレンズから構成される撮像レンズと、
前記撮像レンズにより集光された光を電気信号に変換して画像を撮像する撮像部と
を具備する撮像装置。
（１７）前記撮像レンズに生じた光学歪みを前記画像に対する画像処理により補正する歪み補正部をさらに具備する
前記（１６）記載の撮像装置。
【符号の説明】
【０１１０】
１００  撮像装置
１１０  撮像素子
１２０  画像処理部
１２１  フレームメモリ
１２２  歪み補正部
１３０  制御部
１４０  記録部
２００  撮像レンズ
２１０  物体側レンズ群
２１１、２１３  物体側凹レンズ
２１２  物体側ダブレットレンズ
２１４  物体側凸レンズ
２２０  透明基板
２３０  像側レンズ群
２３１  像側ダブレットレンズ
２３２  像側凹レンズ
２３３  像側凸レンズ
２４０  カバーガラス
２５０  遮光部
３００  ガラス基板
４００  ウェハー
【図１】
2016033542.tif 000010
【図２】
2016033542.tif 000011
【図３】
2016033542.tif 000012
【図４】
2016033542.tif 000013
【図５】
2016033542.tif 000014
【図６】
2016033542.tif 000015
【図７】
2016033542.tif 000016
【図８】
2016033542.tif 000017
【図９】
2016033542.tif 000018
【図１０】
2016033542.tif 000019
【図１１】
2016033542.tif 000020
【図１２】
2016033542.tif 000021
【図１３】
2016033542.tif 000022