JP2004029554A - 撮像レンズユニットおよび撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】撮像装置に用いることができる撮像レンズユニットにおいて、小型で高性能でありながら、安価に製作することができるようにする。
【解決手段】パワーを備えるレンズ１１、１２、１３を光軸方向に重ねて、レンズ１１、１２の間に空気間隔を設けてフランジ部１１ｄ、１２ｄを接合し、レンズ１２、１３の間を光学面同士で接合する。それぞれのフランジ部に設けられた位置決め部で、光軸方向には適宜の間隔を設ける。
【選択図】 図３
【解決手段】パワーを備えるレンズ１１、１２、１３を光軸方向に重ねて、レンズ１１、１２の間に空気間隔を設けてフランジ部１１ｄ、１２ｄを接合し、レンズ１２、１３の間を光学面同士で接合する。それぞれのフランジ部に設けられた位置決め部で、光軸方向には適宜の間隔を設ける。
【選択図】 図３
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像レンズユニットおよび撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばカメラレンズなどの複数のレンズを用いる撮像レンズユニットは、レンズを研磨または成形した後、金属などで精度よく加工された鏡枠に配置することにより相互の位置合わせを行って固定する構成が一般的であった。これに対して、特開平４−９７１１０号公報および特開平７−２０９７１４号公報には、合成樹脂成形を用いて鏡枠状のレンズ保持構造をレンズに一体成形して部品点数を低減した撮像レンズユニットおよびそれを用いた撮像装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の撮像レンズユニットおよび撮像装置は、レンズ交換が可能なビデオカメラ用固定焦点レンズおよび普及型のカメラレンズに関するものであった。そのため、光学系は、レンズ径が大きいものであって、鏡枠状のレンズ保持構造はカメラへの取り付けを考慮した複雑で大型のものとなっていた。
したがって、複雑な金型を必要とし、成形時間も長くなるので製作が容易でないという問題があった。また、光学系を小型にするために、光学系を接合レンズのみで構成する方法もあるが、より高い性能には対応しづらいという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、小型で収差が良好に補正されていながら、安価に製作することができる撮像レンズユニットおよび撮像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、撮像レンズユニットは、少なくとも１つの空気レンズを形成する空気間隔を設けて配置された少なくとも３つの光学素子を備え、該光学素子が、光軸方向に隣接する他の光学素子または該他の光学素子との間に配置された挟持部材との間で、相互に接合されることにより、一体化されている。
この発明によれば、そのような空気レンズを形成する空気間隔を備えるので、空気界面における屈折率差を利用して大きなパワーを得ることができ、これを利用して像面の倒れを良好に補正することができる。
また、光学素子は、光軸方向に隣接する他の光学素子、または光軸方向に隣接する他の光学素子との間に配置された挟持部材と接合されることになる。よって、各々の光学素子を保持する鏡枠部材が不要になる。また、鏡枠部材を保持するためのものであって、光軸方向に延設された形状を有する鏡枠構造も不要になる。このように本発明によれば、鏡枠部材および鏡枠構造を用いることなく光学素子を一体化することができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の撮像レンズユニットにおいて、前記光学素子の側面が、光軸に沿う方向に直線状に延びる同一面内に配されている構成を用いる。
この発明によれば、各々の光学素子の側面が直線状に延びる同一面内に配されているので、撮像レンズユニットはある程度の広さを持った取り付け面を備えることになる。したがって、鏡枠部材あるいは鏡枠構造がなくても撮像装置への取り付けや収納が安定かつ容易に行える。
また、光学素子の側面に伸縮性を有しないシートで覆うことができる。その結果、取り付けが容易で安価な、伸縮性を有しない遮光シートで光学素子の側面を覆って、光学素子の側面を遮光することができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の撮像レンズユニットにおいて、ＴＤを前記光学素子が接合されて構成される光学系の第１面から最終面までの光軸上の面間隔（すなわち、光学系の全長）、ＳＴを前記空気間隔の光軸上における長さの総和（すなわち、空気間隔和）、ＭＴを前記空気間隔の光軸上における長さの最大値（すなわち、最大空気間隔）と定義したときに、撮像レンズユニットが、以下の関係式を同時に満足する構成を用いる。
ＳＴ／ＴＤ＜０．７
ＭＴ／ＴＤ＜０．５
この発明によれば、上記関係を満足しているので、空気間隔が大きすぎる場合に起こる光学素子の接合時の偏芯を低減することができる。よって、撮像レンズユニットを高精度で製作することが容易となる。
また、各光学素子に、例えば突起などを設けて、光学面の間隔を規制する場合に、突起などの光軸方向の厚みが制限される。よって、個々の光学素子の成形がしやすくなり、寸法精度も向上する。
なお、より製作を容易で安価なものとするためには、空気間隔は全光学系の性能を損なわない範囲で小さくすることが望ましい。そこで、撮像レンズユニットは、
ＳＴ／ＴＤ＜０．６
ＭＴ／ＴＤ＜０．４
の関係を満足することが好ましい。さらには、
ＳＴ／ＴＤ＜０．５
ＭＴ／ＴＤ＜０．３
の関係を満足することがより好ましい。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の撮像レンズユニットにおいて、光学素子の光学面を除く面に光吸収性部材を設ける処理が施された構成を用いる。
この発明によれば、光学面を除く面での反射光が吸収されるから、ゴーストやフレアの発生を抑制することができる。その結果、画質を向上することができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の撮像レンズユニットにおいて、傾斜角θを、前記光学素子の光学面における光軸と光学面の法線のなす角と定義したときに、前記光学素子の各光学面において、傾斜角θの最大値が６０度より小さい構成を用いる。
この発明によれば、上記関係を満足しているので、例えばフォームタリサーフなどの接触型形状測定装置によって、光学面の形状を容易に測定することができる。すなわち、各光学素子の製作誤差を直接的に得ることができるので、部品としての良否判定が容易に行える。また、迅速に測定できるから、検査時間が短縮でき、ひいては製作時間が短縮できる。
また、傾斜角θは小さい方が、測定装置のプローブが光学面に対して、より直交するような角度で接する。よって、周辺部においても測定誤差を小さくすることができるので、より高精度の測定が可能となる。
そのような観点から、傾斜角θの最大値は、５５度より小さい構成がより好ましい。さらには、傾斜角θの最大値が５０度より小さい構成であることが一層好ましい。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の撮像レンズユニットにおいて、前記光学素子は、少なくと１組の光学素子が光学面を接合された接合レンズとされた構成を用いる。
この発明によれば、そのような接合レンズの構成によって、屈折率の異なる光学素子を接合して色収差の補正を行うことができる。したがって、より高性能な撮像レンズユニットとすることができる。
また、接合面にすることで、ゴーストやフレアといった迷光の原因となる界面反射を低減することができる。
【００１１】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の撮像レンズユニットにおいて、φを前記接合レンズの接合面におけるパワーの最大値、φＡを一体化された光学素子の全光学系のパワーとしたときに、以下の関係式を満足する構成を用いる。
０＜｜φ／φＡ｜＜０．５
ここで、記号｜ａ｜はａの絶対値を表す。
この発明によれば、上記関係を満足しているので、接合面を構成する光学素子のパワーが過度に大きくなることがない。したがって、接合面で補正している色収差および像面湾曲が、製造時の偏心により、急激に悪化することを防ぐことができる。すなわち、生産性を向上させることができる。
なお接合面の曲率半径は、大きいほど偏心感度が減少するため、
０＜｜φ／φＡ｜＜０．４
の関係式を満足するようにすることがより好ましい。さらには、
０＜｜φ／φＡ｜＜０．３
の関係式を満足するようにすることが一層好ましい。
【００１２】
請求項８に記載の発明では、請求項１〜７のいずれかに記載の撮像レンズユニットにおいて、前記光学素子に、光学フィルター部材が接合されている構成を用いる。
この発明によれば、光学フィルター部材を撮像レンズユニットに一体化できるので撮像レンズユニットの機能を向上できるとともに、小型化することができる。また、光学フィルター部材を他の光学素子と同様に接合することができるから工程が簡素化され、生産性が向上する。
【００１３】
請求項９に記載の発明では、請求項１〜８のいずれかに記載の撮像レンズユニットを備えたことを特徴とする撮像装置を用いる。
この発明によれば、請求項１〜８のいずれかに記載の発明と同様の作用効果を備えた撮像装置とすることができる。
【００１４】
請求項１０に記載の発明では、請求項１０に記載の撮像装置において、前記撮像レンズユニットに撮像素子が接合された構成を用いる。
この発明によれば、撮像レンズユニットに撮像素子が接合されているので、撮像レンズユニットを支持する部材を設けることなく撮像レンズユニットを撮像素子に接合することができる。その結果、製作コストを低減することができる。
また、光学素子と撮像素子の位置決め精度を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る撮像レンズユニットおよび撮像装置について、添付図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
まず本発明に係る第１の実施形態の撮像レンズユニットについて説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係る撮像レンズユニット１００を説明するための概略斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
撮像レンズユニット１００は３つのレンズ１、２、４および光学フィルター４を有する。３つのレンズ１、２、４をそれぞれの光軸を合わせた状態で光軸方向に重ねられている。そして、レンズ２とレンズ４の間に、光学素子としてパワーを有していないフィルター面を備える光学フィルター３（光学フィルター部材）を挟む構成になっている。それぞれの光学素子は、光軸方向に隣接された光学素子同士が接合されることにより一体化されている。
【００１７】
レンズ１は、凹面からなるレンズ面１ａと凸面からなるレンズ面１ｂを中央部に備え、その外周部にはレンズ面１ａ、１ｂの光軸に直交する方向に延びるフランジ部１ｄが設けられている。フランジ部１ｄの外周は、平面視でほぼ正方形状に形成され、光軸とほぼ平行な４つのフランジ側面１ｃ（側面）を備えている。また、フランジ部１ｄのレンズ２側の面上には、矩形断面を有する円筒状の位置決め突起１ｅが複数設けられている。
【００１８】
レンズ２、光学フィルター３およびレンズ４は、レンズ１と同様に、フランジ部２ｄ、３ｄおよび４ｄを備えている。また、各々４つのフランジ側面２ｃ、３ｃおよび４ｃ（側面）を備えている。同一方向に配されるフランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃおよび４ｃは、それぞれ光軸方向に沿う同一平面中に配置されている（接している）。なお、フランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄの外周部は、重ねて接合された状態で、光軸方向に互いにすきまを形成する形状とされている。
【００１９】
また、レンズ２、光学フィルター３およびレンズ４は、光学面として、それぞれ、凸面のレンズ面２ａ、２ｂ、表面にフィルター処理を施されたフィルター面３ａ、３ｂ、凹面のレンズ面４ａおよび平面のレンズ面４ｂを備えている。したがって、レンズ１、２は正のパワーを有する正レンズであり、レンズ４は負のパワーを有する負レンズである。
【００２０】
また、フランジ部２ｄのレンズ１側には、位置決め突起１ｅに嵌合する凹溝から形成された位置決め溝２ｆが位置決め突起１ｅの数と同じだけ設けられている。そして、これら位置決め突起１ｅと位置決め溝２ｆにより、位置決め部が構成されている。位置決め突起１ｅと位置決め溝２ｆは、レンズ１とレンズ２の光軸が一致する位置で、光軸に直交する方向にガタなく嵌合するように、それぞれ形成されている。
また位置決め溝２ｆの光軸方向の先端面は、フランジ部１ｄに突き当たるように形成されている。これにより、レンズ面１ｂとレンズ面２ａとの間に空気間隔が設けられた状態で、レンズ１とレンズ２が光軸方向に正確に位置決めされている。この空気間隔は、パワーを有するレンズ面１ｂ、２ａで挟まれており、パワーを有する空気レンズとして機能するものである。
【００２１】
同様に、フランジ部２ｄのレンズ３側、フランジ部３ｄのレンズ２側、レンズ４側、およびフランジ部４ｄの光学フィルター３側に、それぞれ位置決め部である位置決め突起２ｅ、位置決め溝３ｆ、位置決め突起３ｅ、位置決め溝４ｆが設けられている。そしてそれぞれの光軸が一致させられ、それぞれの光学面の間に適宜の空気間隔が設けられるように位置決めされている。
【００２２】
なお、図１では見易くするために位置決め部の形状の一例を誇張して描いているが、光軸方向、ならびに光軸に直交する方向に、位置を規制できればどのような大きさ、形状であってもかまわない。例えば、互いに嵌合する形状では、図１（ｂ）に示した位置決め突起１ｅおよび位置決め溝２ｆの他に、Ｖ字突起とＶ字溝でもよいし、ピンとピン穴でもよく、球と球穴でもよい。また、それぞれの位置決め方向に基準面を有する突起を設け、基準面同士を押し当てて位置決めする構成によってもよい。
【００２３】
レンズ１、２、光学フィルター３、レンズ４の接合手段は、適宜の手段が採用できる。例えば、ＵＶ硬化樹脂などの接着剤による接着やレーザ溶着などの手段が採用できる。
【００２４】
それぞれの光学素子は、ガラスまたは合成樹脂をモールド成形することによって製造することができる。特に、パワーを有する光学素子は、より安定した光学特性を実現し、より小型化を図るために、材料としてガラスを用いるのが好ましい。これは、ガラスは屈折率が大きく面精度に優れ硝材の均一性や温度安定性に優れるからである。
【００２５】
また、撮像レンズユニット１００は、次のようにして製作される。まず、レンズ１、レンズ２、光学フィルター３およびレンズ４を、同一ピッチで２次元格子状に配列したアレイ１０１、１０２、１０３、１０４（光学素子アレイ）として製作する。このとき、位置決め突起と位置決め溝も形成しておく。次に、それぞれのアレイを光軸を一致させて位置決めして接合する。そして、図２に示すように、その状態で切断線６に沿ってカッター５などの切断手段で切断する。この場合、フランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃは、切断線６に沿った切り口として形成される。なお、必要に応じて、切断後、ラップ処理などによって、それぞれのフランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃに面仕上げを施してもよい。
【００２６】
なお、各アレイ１０１、１０２、１０３、１０４の、光軸に直交する方向の位置決めは、少なくとも２箇所の位置決め孔８ａを設け、それらに位置決めピン８ｂを貫通させることにより行うことができる。また例えば、各アレイ１０１、１０２、１０３、１０４を光軸に直交する方向に移動可能に保持する製造治具を用いて行ってもよい。
【００２７】
なお、上記に説明した撮像レンズユニット１００で、光学面を除く面、すなわちフランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄやフランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃには、塗装や蒸着などの手段により、光吸収性部材を設ける処理を施すことが好ましい。特に、そのような処理は、フランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃでは、光吸収性を有する薄膜部材をそれらの面に巻きつけて固定して行ってもよい。その場合、例えば、ゴム・熱収縮チューブなどの収縮性薄膜部材をかぶせて固定してもよい。また、紙や合成樹脂などからなる非収縮性薄膜部材を接着材や粘着材などによりフランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃに巻きつけて固定してもよい。
【００２８】
次に、本実施形態に係る撮像レンズユニット１００の作用について説明する。本実施形態に係る撮像レンズユニット１００によれば、レンズ１、２、４、光学フィルター３などの光学素子が、光軸方向に隣接する光学素子同士で位置決めされて接合されているので、光学素子を取り付けて保持する鏡枠部材などの別部材が不要である。その結果、部品点数が削減できて製造コストを低減することができ、合わせて軽量化、小型化を図ることができる利点がある。
【００２９】
また、本実施形態によれば、光軸方向の位置決め部が光学面の外周部をなすフランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ上に一体に設けられているので、部品積み上げ誤差が減り、高精度に空気間隔を設けることができる。また、空気界面を備える屈折面は屈折率差が少ない接合レンズ面に比べてパワーが大きいから、空気間隔を大きくすることによって、空気間隔が狭い場合（空気間隔がない場合も含む）に比べて、同じ数の光学素子でより高い性能が得られる。
【００３０】
また本実施形態では、光学素子を光学面の外周部にフランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄを設けているので、フランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄに位置決め部を形成することができる。またこのフランジ部を接合面に利用できる。よって、光学面を傷つけたり汚したりする恐れがなくなるから、製作の効率が向上するという利点がある。
また、フランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄの外周部には外側に向かって突起部が形成されている。この突起部は他の光学素子を重ねた時に、光軸方向にすきまが形成される形状になっている。このようにすれば、このすきまを接着剤のにげ部や、切断時の切りくずのにげ部として利用できる。
【００３１】
以上に述べたように、本実施形態に係る撮像レンズユニット１００は、各光学素子の外周部のフランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄに、光軸にほぼ平行な４角柱面に整列するフランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃを備える。よって、このフランジ面の一面を、取り付け面として利用することができる。また、上記に説明したように、本実施形態に係る撮像レンズユニット１００は、光学素子アレイを重ねて接合してからカッター５で切断して製作されたものである。そのように製作すれば、多数の光学素子を含む光学素子アレイ同士をまとめて位置決めして、接合してその位置関係を固定できる。よって、個々の光学素子を位置決めして個々に接合する場合に比べて、格段に生産性を向上することができるという利点がある。このような利点は、各光学素子が小さい場合には、一層顕著であり、小型の撮像レンズユニットの大量生産に好適である。
【００３２】
なお、上記の説明では、パワーを有する光学素子が３枚である例を説明したが、その枚数を増やしてより光学性能を向上させる構成としてもよいことは言うまでもない。その際、正レンズと負レンズをそれぞれ少なくとも１枚ずつ備えることにより、収差補正を行うことが可能となる。
また、パワーを有する光学素子の重ね枚数は、１０枚以下であることが好ましい。そのように構成すれば、位置決め部の加工誤差や光学素子の組立誤差などによって芯ずれ誤差が累積し過ぎることを防ぐことができる。また、パワーを有する光学素子の重ね枚数は、８枚以下とすれば、より好ましく、７枚以下とすれば、さらに一層好ましい。光学素子の重ね枚数は、撮像レンズユニット１００に必要な性能と製作コストとの関係から総合的に決めることができる。
【００３３】
また、上記の説明では、空気間隔の大きさについては、特に制限していないが、空気間隔の大きさに限度を設けるのが好ましい。空気間隔を適度の大きさに留めておけば、位置決め部の光軸方向長さが短くなり、寸法精度のよい加工が容易となる。その結果、組立時に芯ずれ誤差を防止できる。
具体的には、ＴＤを前記光学素子が接合されて構成される光学系の第１面から最終面までの光軸上の面間隔（光学系の全長）、ＳＴを光軸上における空気間隔の長さの総和（空気間隔和）、ＭＴを光軸上における空気間隔の長さの最大値（最大空気間隔）と定義したときに、撮像レンズユニットが、次式を同時に満たすことが好ましい。
ＳＴ／ＴＤ＜０．７ （１）
ＭＴ／ＴＤ＜０．５ （２）
上記各式の上限をうわまわると、空気間隔あるいは光学系の全長が長くなるので芯ずれが大きくなる。その結果、十分な光学性能を得るのが難しくなる。
また、光学素子の組立・加工精度をより向上するためには、式（１）、（２）に代えて、以下の式（３）、（４）を満たすことが好ましい。
ＳＴ／ＴＤ＜０．６ （３）
ＭＴ／ＴＤ＜０．４ （４）
光学素子の組立・加工精度をさらに向上させるためには、式（１）、（２）に代えて、以下の式（５）、（６）を満たすことが好ましい。
ＳＴ／ＴＤ＜０．５ （５）
ＭＴ／ＴＤ＜０．３ （６）
【００３４】
さらに、上記の説明では、光学素子の空気界面の枚数は８枚の例で説明したが、空気界面の枚数に限度を設けた構成としてもよい。そうすれば、空気界面において発生しやすい迷光を低減できる。その結果、ゴーストやフレアの発生を防止して、画質を向上することができる。また、反射防止コート処理を施す必要のある光学面をなくすか、少なくすることができ、低コスト化が可能となる。
そのため、空気界面の枚数を１０枚より少ない枚数に制限することが好ましい。より迷光が低減するためには、空気界面の枚数は８枚より少ないことがより好ましく、６枚より少ないことがさらに好ましい。
【００３５】
また、上記の説明では、光学面の形状に特に制限を設けない例で説明したが、光学素子の曲面形状を制限して傾斜を緩やかにすることが好ましい。これにより、フォームタリサーフなどの接触型形状測定装置での測定が可能となる。接触型形状測定装置を使用することにより、直接的に形状誤差を知ることができる。よって、光学特性を測定することなく部品の良否判定ができる。また、測定結果を製造過程にフィードバックすることで、製造過程の改良ができる。また、迅速な光学面の形状測定ができる。その結果、本実施形態に係るパワーを有する光学面の製作の効率を向上させることができるという利点がある。
具体的には、傾斜角θを、光学素子の光学面における光軸と光学面の法線のなす角と定義したときに、光学素子の各光学面の傾斜角θを、その最大値が６０度より小さくすることが好ましい。また、傾斜角θの最大値を５５度より小さくすれば、形状誤差が大きい場合でもより測定精度が上げることができるから、精度のよい光学面の製作が容易となって好ましい。さらに、傾斜角θの最大値を５０度より小さくすれば、より好ましい。
【００３６】
次に、本実施形態のいくつかの変形例について説明する。いずれも上記に説明した実施形態と異なる点を中心に説明する。また変形例の説明においては、上述した第１の実施形態の説明と共通する部材には同一の符号を付して、説明を省略する。
まず第１の変形例について説明する。図３（ａ）は、本実施形態の第１変形例を説明するための斜視説明図である。図３（ｂ）は、図３（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。図３（ｃ）、（ｄ）は、第１変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
【００３７】
図３（ａ）、（ｂ）に示したように、本変形例に係る撮像レンズユニット１１０は、レンズ１１、１２、１３を備えている。それらはそれぞれ光軸が一致させられ、それぞれ光軸に直交する方向に延びるフランジ部１１ｄ、１２ｄ、１３ｄにより、順次重ねられて接合されている。図１の撮像レンズユニット１００とは異なり、フランジ部１１ｄ、１２ｄ、１３ｄには、位置決め突起や位置決め溝が設けられていない。それらフランジ部は、平面視でほぼ正方形とされ、それぞれ光軸とほぼ平行な４つの平面に整列されたフランジ側面１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ（側面）を備える。同一方向に配されるフランジ側面１１ｃ、１２ｃ、１３ｃは、図３（ａ）に示したように、それぞれ光軸方向に沿う同一平面中に配置されている。
【００３８】
レンズ１１は、凸面からなるレンズ面１１ａと凹面からなるレンズ面１１ｂを備える正レンズである。レンズ１２は、凸面からなるレンズ面１２ａ、１２ｂを備える正レンズである。レンズ１３は、凹面からなるレンズ面１３ａと平面のレンズ面１３ｂからなる負レンズである。
【００３９】
レンズ面１１ｂ側のフランジ部１１ｄと、レンズ面１２ａ側のフランジ部１２ｄとは、それらが互いに当接している。但し、レンズ面１１ｂとレンズ面１２ａの曲率半径が異なるので、レンズ面１１ｂ、１２ａとの間に空気間隔が形成されている。
また、レンズ面１２ｂとレンズ面１３ａとは、同一の曲率半径を備え、それらの間にレンズ接着用接着剤を介して接合されている。その際、接合面であるレンズ面１２ｂ、１３ａのパワーφは、撮像レンズユニット１１０の全光学系のパワーをφＡとしたときに、
０＜｜φ／φＡ｜＜０．５ （７）
を満たすようにする。ここで、｜ａ｜は、ａの絶対値を示す。
【００４０】
本変形例では、撮像レンズユニット１００の場合とは異なり、各光学素子の光軸に直交する方向の位置決め部を備えていない。そこで、レンズ１１、１２、１３単体から撮像レンズユニット１１０を製作する場合は、光軸に直交する方向の位置決めは、適宜の治具により各光学素子を把持して、各光学素子の光軸が一致する位置に移動させることにより行う。または、各光学素子のフランジ側面１１ｃ、１２ｃ、１３ｃを光軸からの距離が精度よく揃うように製作し、フランジ側面１１ｃ、１２ｃ、１３ｃを適宜の基準面に整列させることにより、行ってもよい。また、単体から製作するのではなく、図３（ｃ）、（ｄ）に示したように、レンズ面１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂが配列されたアレイ１１１、１１２、１１３（光学素子アレイ）を製作し、各光学素子アレイを動かして位置決めを行い、接合してから切断する製造方法をとってもよい。なお、図３（ｃ）、（ｄ）は、この方法を本変形例に適用した場合の製造工程の概念図である。接合や切断の手段は、すでに第１の実施形態に説明したのと同様の手段を用いることができる。
【００４１】
本変形例によれば、３つの光学素子を備え、その内の１組が光学面を接合された接合レンズとされている。そのため、接合された光学素子の屈折率をそれぞれ適宜選定することにより色収差の補正を行うことができる。その結果、色収差が少ない高性能の撮像レンズユニットとすることができる。
【００４２】
また、この接合面におけるパワーφが式（７）を満たすように構成するから、接合面の曲率半径を過度に小さくしなくともよいので、接合面の加工が容易となる。その結果、接合面に用いる光学面を安価に製作することができる。
なお、本変形例では接合レンズが１組の例であったが、色収差をさらに向上するために、接合面の数を増やしてもよい。その場合、式（７）におけるφは、それら接合面のパワーの最大値と読み替えるものとする。
【００４３】
また、接合面の加工性をより向上させるには、曲率半径が大きくなるように、式（７）に代えて下式を満足させることが好ましい。
０＜｜φ／φＡ｜＜０．４ （８）
さらに接合面の加工性を向上させるには、式（７）に代えて下式を満足させることが好ましい。
０＜｜φ／φＡ｜＜０．３ （９）
【００４４】
次に、第２の変形例について説明する。図４（ａ）は、本実施形態の第２変形例を説明するための光軸方向の断面図である。図４（ｂ）、（ｃ）は、第２変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
図４（ａ）に示したように、本変形例に係る撮像レンズユニット１２０は、４枚の光学素子としてレンズ２１、２２、２４、１３を備え、レンズ２２、２４の間に、光束を所定の形状に規制する開口絞り２３（挟持部材）が設けられている。それぞれの光学素子には、フランジ側面２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１３ｃ（側面）を備えている。同一方向に配されるフランジ側面２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１３ｃは、それぞれ光軸方向に沿う同一平面中に配置されている。
【００４５】
レンズ２１、２２は、それぞれ平凹、平凸レンズであり、それぞれの平面のレンズ面２１ｂ、２２ａで接合されている。レンズ２２は、凸面のレンズ面２２ｂ側のフランジ部２２ｄ上には、光軸方向に突出された位置決め突起２２ｅが設けられている。
【００４６】
開口絞り２３は、表面が光吸収性とされた合成樹脂、金属などからなり、光学素子のフランジ側面２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１３ｃが整列する平面に揃う端面を備えている。
レンズ２４は、両凸の正レンズで、レンズ面２４ｂがレンズ面１３ａの凹面と接合されている。レンズ面２４ａの側のフランジ部２４ｄには、光軸方向に突出された位置決め突起２４ｅが設けられている。
位置決め突起２２ｅ、２４ｅはそれぞれ対向され、開口絞り２３を挟持した状態で接合されている。そして、レンズ面２２ｂ、２４ａの間には空気間隔が形成されている。
【００４７】
このような撮像レンズユニット１２０は、図４（ｂ）、（ｃ）に示したように、レンズ面２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂが配列されたアレイ１２１、１２２、１２４（光学素子アレイ）とアレイ１１３とを重ねて接合してから切断する方法によって製造することができる。その際、各光学素子の配列ピッチに一致させた開口部を設けた開口絞りシート１２３を、アレイ１２２、１２４の間に挟んで接合することにより、切断後に開口絞り２３が形成される。なお、開口絞りシート１２３の素材としては、合成樹脂や、金属が用いられる。
【００４８】
本変形例によれば、対向する位置決め突起２２ｅ、２４ｅによって、レンズ面２２ｂとレンズ面２４ｂとの間に所定の空気間隔を形成することができる。また、フランジ部で接合しているので、光学素子を一体化したときの形状を簡素にすることができる。その結果、光学素子の成形性が向上し、成形精度を確保しつつ生産性を向上させることができるという利点がある。
また、本変形例によれば、撮像レンズユニット１２０内に開口絞り２３を一体化できる。この場合、開口絞りシート１２３を用いて製造すれば、位置合わせと接合が光学素子アレイと同様の工程によってできるので、容易かつ高精度に組み立てることができるという利点がある。
【００４９】
次に、第３の変形例について説明する。図５（ａ）は、本実施形態の第３変形例を説明するための光軸方向の断面図である。図５（ｂ）、（ｃ）は、第３変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
図５（ａ）に示したように、本変形例に係る撮像レンズユニット１３０は、第２変形例と同じ構成のレンズ２１、２２、２４、１３を備え、同一方向に配されるフランジ側面２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１３ｃは、それぞれ光軸方向に沿う同一平面中に配置されている。
【００５０】
ただし、レンズ２１のレンズ面２１ｂには、遮光膜として、開口絞りコート３１が形成されている。この開口絞りコート３１により所定の大きさの光束がレンズ２１に入射する。また、レンズ１３のレンズ面１３ｂには、遮光膜として、フレア絞りコート３２が形成されている。このフレア絞りコート３２により、有効レンズ径以外の部分から光が入射するのを防止することができる。すなわち、フレア絞りコート３２はフレア防止機能を備える。
【００５１】
開口絞りコート３１、フレア絞りコート３２はいずれも、光吸収性材料による塗装や蒸着などにより形成することができる。光学素子アレイを用いて製造する場合には、図５（ｂ）、（ｃ）に示したように、アレイ１２１、１１３のそれぞれに開口絞りコート３１、フレア絞りコート３２を形成してから、重ねて接合する。
【００５２】
本変形例によれば、開口絞りコート３１、フレア絞りコート３２がそれぞれ光学素子に形成されているので、別部材で絞りを設ける必要がない。そのため、接合に際して位置合わせをする手間が省けるとともに、部品点数が削減できる。その結果、生産性を向上させることができ、製造コストを低減できる。
【００５３】
次に、第４の変形例について説明する。図６（ａ）は、本実施形態の第４変形例を説明するための光軸方向の断面図である。図６（ｂ）、（ｃ）は、第４変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
図６（ａ）に示したように、本変形例に係る撮像レンズユニット１４０は、第２変形例と同じ構成のレンズ２１、２２、２４、１３を備えている。同一方向に配されるフランジ側面２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１３ｃは、それぞれ光軸方向に沿う同一平面中に配置されている。
【００５４】
本変形例では、レンズ２１にフード部材４１が接合されている。
フード部材４１は、少なくとも表面が光吸収性とされた合成樹脂などからなる。フード部材４１は、傾斜した内面４１ａを有する壁体である。内面４１ａは、レンズ２１の有効レンズ径を取り囲んで光軸方向に拡径されながら延びている。このような構造により、フード部材４１は、レンズ２１に入射する外光を規制する機能を有する。外周面４１ｃは、フランジ側面２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１３ｃに整列されている。
本変形例においても、フード部材４１がアレイ状に形成されたフードアレイ部材１４１を製作して、光学素子アレイとともに重ねて接合してから、切断する製造方法が採用できる。
【００５５】
本変形例によれば、フード部材４１を各光学素子と一体に接合するので、外光が入射しにくく画質が向上された撮像レンズユニットを容易、安価に製作することができる。
【００５６】
なお、以上に説明した第１の実施形態では、光学素子の側面が、ほぼ正方形断面の４角柱面に整列される例で説明したが、そのような角柱面に限るものではない。撮像レンズユニットの製造上の理由や組付・搬送などの取り扱いの都合によって他の種々の形状を採用できる。
【００５７】
例えば、製造上は直線状加工が容易である。よって、特に光学素子アレイから切り出す場合に、工程数が少なくなるので、この加工法を用いれば生産効率がよい。また、加工に際して、撮像レンズユニットの外形は、正方形断面である必要はなく、例えば、図７（ａ）に示したようにひし形断面の４角柱面でもよい。この場合、正方形断面の場合とは異なり、光学面４０を切断可能に最密に並べたとき、光学面４０の互いの外周部が接しないので、光学面が精度よく成形できる利点がある。また図７（ｂ）に示したのは、６角形断面の例である。この場合、フランジ部４１が小さいため軽量の撮像レンズユニットとすることができるという利点がある。
【００５８】
また、特に、レーザおよびウォータージェットなどを使った切断工法を用いれば、光軸に沿う方向に直線状に延びる平面・曲面が容易に形成できるので、図７（ｃ）に示したように円断面で切り出してもよい。このような円筒面に整列した撮像レンズユニットは、整列面を取り付けの受け基準面に用いる場合に、光軸周りに方向性がないので取り付けがきわめて容易となる。
【００５９】
また、上記の説明では、光学素子の側面が、光軸にほぼ平行な例で説明したが、光軸に対して傾斜していてもよい。例えば、切断時の加工誤差で傾斜が生じてもよいし、所定の錘面に整列させるために傾斜を設けてもよい。
【００６０】
また、上記の説明では、各光学素子は、側面としてフランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ、１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ、２１ｄ、２２ｄ、２４ｄに設けられたフランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃ、１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ、２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１５２ｃを備える例で説明したが、光学素子の側面は、光学素子のコバ面からなるものであってもよい。
【００６１】
また、上記の説明では、製造に好都合な例として、光学素子の側面が整列する例で説明した。但し、単に鏡枠部材を省略した撮像レンズユニットを構成するという目的を達成するためには、光学素子の側面が整列していなくてもよい。それは、各光学素子は、フランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ、１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ、２１ｄ、２２ｄ、２４ｄの光軸方向の面で接合することができるからである。
【００６２】
また、上記の説明では、光学素子アレイとして２次元配列の例を図示して説明したが、１次元配列であってもよいことは言うまでもない。
また、光学素子アレイから切り出して製造する場合、配列方向に複数の光学素子を切り出して、複数の平行光軸を有する撮像レンズユニットとしてもよい。その際、配列方向の複数の光学素子は、光学面の種類が異なるものであってもよい。
【００６３】
以上に説明した第１の実施形態に係る撮像レンズユニットに用いることができる光学系の具体的な数値実施例を以下に説明する。
なお、以下では、各実施例に共通して、記号ωは対角全画角、Ｆは有効Ｆナンバー、Ｓｏは物点距離、ＩＨは像高を表す。また、ＳＴ／ＴＤ、ＭＴ／ＴＤ、傾斜角θ、｜φ／φＡ｜と表した量は、上記の説明の中で用いたのと同じ名称・定義である。
また後述する数値データの表において、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄは屈折率、νｄはアッベ数を表す。ｒｉ、ｄｉ、ｎｉ、νｉ（ｉは整数）は、曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数である。後述する各光路図には、数値データの表のｒｉ、ｄｉ、ｎｉとの対応が示されている。
【００６４】
［実施例１］
図８に示したのは、第１の数値実施例の光路図である。図９は、本実施例の収差図である。図９（ａ）は、波長６５６．２７ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４８６．１３ｎｍ、４３５．８４ｎｍに対して計算された球面収差を、横軸に球面収差（単位ｍｍ）、縦軸に開口比をとって表した収差図である。図９（ｂ）は、横軸に非点収差（単位ｍｍ）、縦軸に画角（単位°）をとって表した収差図である。ΔＭはメリディオリナル像面のずれ量、ΔＳはサジタル像面のずれ量を表す。図９（ｃ）は、横軸に歪曲収差（単位％）、縦軸に画角（単位°）をとって表した収差図である。
【００６５】
本実施例の構成は、物体側から順に、正パワーを有する第１レンズ５１、正パワーを有する第２レンズ５２、負パワーを有する第３レンズ５３およびフィルター部材５４、５５を備えている。第１レンズ５１と第２レンズ５２との間には空気間隔が設けられている。第２レンズ５２と第３レンズ５３とは光学面同士が接合されている。なお、図示していないが、第１レンズ５１の像側面には蒸着によって絞りが形成されている。
第１レンズ５１と第２レンズ５２との空気間隔は、図１０（ａ）に示したように、第１レンズ５１と第２レンズ５２にそれぞれ位置決め突起５１ａ、５２ａを設けてそれぞれを光軸方向に当接させてもよいし、図１０（ｂ）に示したように、第１レンズ５１と第２レンズ５２の間にスペーサ５６（挟持部材）を挟んでよい。
なお、以下に説明する、他の数値実施例の空気間隔はすべて、上記いずれかの手段によって形成することができる。
【００６６】
本実施例は、物点距離Ｓｏ＝９６０ｍｍとして、過焦点距離に設定している。対角全画角は、ω＝４０°、有効Ｆナンバーは、Ｆ２．８、像高は、ＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は６枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．４２、ＭＴ／ＴＤ＝０．２０、傾斜角θは３３°、｜φ／φＡ｜＝０．０８である。
第１レンズ５１と第２レンズ５２の間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００６７】
【００６８】
図９から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。
【００６９】
［実施例２］
図１１に示したのは、第２の数値実施例の光路図である。図１２は、本実施例の収差図である。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。
【００７０】
本実施例の構成は、物体側から順に、正パワーを有する第１レンズ５７、正パワーを有する第２レンズ５８、負パワーを有する第３レンズ５９およびフィルター部材５４、５５を備えている。第１レンズ５７と第２レンズ５８との間には空気間隔が設けられている。第２レンズ５８と第３レンズ５９とは光学面同士が接合されている。なお、図示していないが、第１レンズ５７の物体側面には蒸着によって絞りが形成されている。
【００７１】
本実施例は、物点距離Ｓｏ＝９６０ｍｍとして、過焦点距離に設定している。対角全画角はω＝４０°、有効ＦナンバーはＦ２．８、像高はＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は６枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．１４、ＭＴ／ＴＤ＝０．０９、傾斜角θは３７°、｜φ／φＡ｜＝０．０９である。
第１レンズ５７と第２レンズ５８との間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００７２】
【００７３】
図１２から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。
【００７４】
［実施例３］
図１３に示したのは、第３の数値実施例の光路図である。図１４は、本実施例の収差図である。図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。
【００７５】
本実施例の構成は、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ６０、正パワーを有する第２レンズ６１、正パワーを有する第３レンズ６２、負パワーを有する第４レンズ６３およびフィルター部材５４、５５を備えている。第１レンズ６０および第２レンズ６１、ならびに第３レンズ６２および第４レンズ６３はそれぞれ光学面同士が接合されている。第２レンズ６１と第３レンズ６２との間には空気間隔が設けられている。なお、図示していないが、第１レンズ６０の像側面には蒸着によって絞りが形成されている。
【００７６】
本実施例は、物点距離はＳｏ＝１０ｍｍ、対角全画角はω＝９０°、有効ＦナンバーはＦ３．０、像高はＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は６枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．０７、ＭＴ／ＴＤ＝０．０４、傾斜角θは４６°、｜φ／φＡ｜＝０．０７である。
第２レンズ６１と第３レンズ６２との間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００７７】
【００７８】
図１４から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。特に、図１４（ａ）を見ると、接合レンズを２組使用しているため、第１、２実施例と比較して色収差が良好に補正されていることが分かる。さらに図１４（ｂ）に示したように、非点収差もきわめて良好に補正されている。
【００７９】
［実施例４］
図１５に示したのは、第４の数値実施例の光路図である。図１６は、本実施例の収差図である。図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。
【００８０】
本実施例の構成は、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ６５、正パワーを有する第２レンズ６６、正パワーを有する第３レンズ６７、負パワーを有する第４レンズ６８およびフィルター部材５４、５５を備えている。第１レンズ６５および第２レンズ６６、ならびに第３レンズ６７および第４レンズ６８はそれぞれ光学面同士が接合されている。第２レンズ６６と第３レンズ６７との間には空気間隔が設けられている。なお、図示していないが、第１レンズ６５の物体側面には蒸着によって絞りが形成されている。
【００８１】
本実施例は、物点距離はＳｏ＝１０ｍｍ、対角全画角はω＝９０°、有効ＦナンバーはＦ３．０、像高はＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は４枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．０９、ＭＴ／ＴＤ＝０．０４、傾斜角θは４５°、｜φ／φＡ｜＝０．０４である。
第２レンズ６１と第３レンズ６２との間に、空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００８２】
【００８３】
図１６から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。特に、図１４（ａ）を見ると、接合レンズを２組使用しているため、第１、２実施例と比較して色収差が良好に補正されていることが分かる。さらに図１４（ｂ）に示したように、非点収差もきわめて良好に補正されている。
【００８４】
［実施例５］
図１７に示したのは、第５の数値実施例の光路図である。図１８は、本実施例の収差図である。図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。
【００８５】
本実施例の構成は、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ６９、正パワーを有する第２レンズ７０、正パワーを有する第３レンズ７１、負パワーを有する第４レンズ７２およびフィルター部材５４、５５を備えている。第１レンズ６９および第２レンズ７０、ならびに第３レンズ７１および第４レンズ７２はそれぞれ光学面同士が接合されている。第２レンズ６６と第３レンズ６７との間には空気間隔が設けられている。なお、図示していないが、第１レンズ６９の像側面には蒸着によって絞りが形成されている。
【００８６】
本実施例は、物点距離はＳｏ＝１０ｍｍ、対角全画角はω＝９０°、有効ＦナンバーはＦ３．０、像高はＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は６枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．０７、ＭＴ／ＴＤ＝０．０３、傾斜角θは４１°、｜φ／φＡ｜＝０．０６である。
第２レンズ６１と第３レンズ６２との間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００８７】
【００８８】
図１８から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。特に、図１８（ａ）を見ると、接合レンズを２組使用しているため、第１、２実施例と比較して色収差が良好に補正されていることが分かる。さらに図１８（ｂ）に示したように、非点収差もきわめて良好に補正されている。
【００８９】
［実施例６］
図１９に示したのは、第６の数値実施例の光路図である。図２０は、本実施例の収差図である。図２０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。
【００９０】
本実施例の構成は、物体側から順に、正パワーを有する第１レンズ７３、正パワーを有する第２レンズ７４、負パワーを有する第３レンズ７５およびフィルター部材５４、５５を備えている。第２レンズ７４と第３レンズ７５とは光学面同士が接合されている。第１レンズ７３と第２レンズ７５との間には空気間隔が設けられている。なお、図示していないが、第１レンズ７３の物体側面には蒸着によって絞りが形成されている。
【００９１】
本実施例では、第３レンズ７５にポリカーボネート樹脂を使用している。
本実施例は、物点距離Ｓｏ＝９６０ｍｍとして、過焦点距離に設定している。対角全画角はω＝４０°、有効ＦナンバーはＦ２．８、像高はＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は６枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．１４、ＭＴ／ＴＤ＝０．０９、傾斜角θは３８°、｜φ／φＡ｜＝０．２０である。
第１レンズ７３と第２レンズ７４との間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００９２】
【００９３】
図２０から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、比較的屈折率の小さいポリカーボネート製の合成樹脂レンズを用いているにもかかわらず、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。このように本実施例では、合成樹脂であるポリカーボネート製のレンズを使用して安価なレンズを製作できるので、低コストな撮像レンズユニットとすることができるという利点を有する。合成樹脂成形を用いると空気間隔を設けるための位置決め突起を容易に設けることができる利点もある。
【００９４】
［実施例７］
図２１に示したのは、第７の数値実施例の光路図である。図２２は、本実施例の収差図である。図２２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。
【００９５】
本実施例の構成は、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ７６、正パワーを有する第２レンズ７７、正パワーを有する第３レンズ７８、負パワーを有する第４レンズ７９およびフィルター部材５４、５５を備えている。第１レンズ７６および第２レンズ７７、ならびに第３レンズ７８および第４レンズ７９はそれぞれ光学面同士が接合されている。第２レンズ７７と第３レンズ７８との間には空気間隔が設けられている。なお、図示していないが、第１レンズ７６の像側面には蒸着によって絞りが形成されている。
【００９６】
本実施例では、第３レンズ７８には、合成樹脂であるＺＥＯＮＥＸ（登録商標）を、第４レンズ７９には、ポリカーボネート樹脂を使用している。
本実施例は、物点距離はＳｏ＝１０ｍｍ、対角全画角はω＝９０°、有効ＦナンバーはＦ３．０、像高はＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は６枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．０７、ＭＴ／ＴＤ＝０．０３、傾斜角θは４６°、｜φ／φＡ｜＝０．２０である。
第２レンズ６１と第３レンズ６２との間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００９７】
【００９８】
図２２から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、屈折率が比較的小さい合成樹脂レンズを２枚使用して構成しているにもかかわらず、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。特に、図１８（ａ）を見ると、接合レンズを２組使用しているため、第１、２実施例と比較して色収差が良好に補正されていることが分かる。
本実施例によれば、４枚中２枚のレンズに安価な合成樹脂レンズを用いるので、安価な撮像レンズユニットを構成できるという利点がある。
【００９９】
［実施例８］
図２３に示したのは、第８の数値実施例の光路図である。図２４は、本実施例の収差図である。図２４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。ただし、図２４（ａ）では、波長ごとのデータばらつきが少ないので、波長は６５６．２７ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、４８６．１３ｎｍのみの結果を図示している。
【０１００】
本実施例の構成は、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ８０、平行平面板８１、負パワーを有する第２レンズ８２、正パワーを有する第３レンズ８３、負パワーを有する第４レンズおよび正パワーを有する第５レンズ８５を備えている。第２レンズ８２、第３レンズ８３、第４レンズ８４および第５レンズ８５は、それぞれ光学面同士が接合されている。第１レンズ８０の凹面（ｒ２）と平行平面板８１の物体側面（ｒ３）との間には、空気間隔が形成されている。なお、図示していないが、平行平面板８１の像面側面には蒸着によって絞りが形成されている。
本実施例は、物点距離はＳｏ＝∞、対角全画角はω＝１０３°、有効ＦナンバーはＦ４．３、像高はＩＨ＝０．５ｍｍである。
また、空気界面は４枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．０４、ＭＴ／ＴＤ＝０．０３、傾斜角θは４５°、｜φ／φＡ｜＝０．２３である。
第１レンズ８０と平行平面板８１との間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【０１０１】
【０１０２】
図２４から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。
本実施例は、パワーを有する第１レンズ８０とパワーを有しない平行平面板８１との間に空気間隔を設けることによって、空気レンズを形成している例となっている。
【０１０３】
［第２の実施形態］
次に、本発明に係る第２の実施形態の撮像装置について説明する。本実施形態の撮像装置は、第１の実施形態に係る撮像レンズユニットを備えているものである。以下、具体的に例を挙げて説明する。
【０１０４】
図２５は、本実施形態に係る撮像装置の一例であるズームレンズ２００の光学系の概略構成を示す説明図である。
ズームレンズ２００は、物体側から、正パワーを有する第１群Ｇ１、負パワーを有する第２群Ｇ２、正パワーを有する第３群Ｇ３、正パワーを有する第４群Ｇ４、フィルター部材などを含む第５群Ｇ５を備えており、それぞれ不図示の鏡枠に取り付けられ、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３、第４群Ｇ４が第１群Ｇ１に対して可動に保持されている。
可動とされた第２群Ｇ２、第３群Ｇ３は、本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニット２０１、２０２によって構成されている。撮像レンズユニット２０１、２０２は、それぞれ３枚のレンズが鏡枠を用いることなく、光軸方向に隣接するレンズ間が接合された構成とされている。そして、１つの空気間隔と１つの接合面を有している。
【０１０５】
次に、図２６は、本実施形態に係る撮像装置に用いられる撮像ユニット９００の概略構成を示す光軸方向断面図である。
図２６（ａ）に示したように、撮像ユニット９００は、撮像レンズユニット１５０と撮像素子９０１を備えている。
この例では、撮像レンズユニット１５０は３枚のレンズがフランジ部で接合されて一体化されているが、本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットはすべて採用することができる。
撮像素子９０１は、半導体ウエハー上に形成された光電変換デバイスであるＣＣＤ９０２とマイクロレンズ９０３を有する。そして、ＣＣＤ９０２の受光面上にマイクロレンズアレイ９０３が形成されている。
撮像レンズユニット１５０とカバーガラス９０４とは、スペーサ９０５を介して接着剤９０６により接着固定されている。
スペーサ９０５は、例えば、くさび状などの形状を備えることにより、撮像レンズユニット１５０の、光軸方向の位置および傾きと、カバーガラス９０４との間隔とをそれぞれ調整することが可能な構成とされている。
【０１０６】
図２６（ｂ）に示したのは、別の撮像ユニット９００’の例である。撮像ユニット９００’は、撮像レンズユニット１５０に代えて、別の撮像レンズユニット１５１を用いたものである。撮像レンズユニット１５１は、像側最終面に配置された光学素子のフランジ部などに複数の位置決め突起１５１ａを備えている。この位置決め突起５１ａにより、スペーサ９０５を省略している。また、撮像ユニット９００’は、撮像素子９０１に代えて、ＣＣＤ９０２とマイクロレンズアレイ９０３を備え、カバーガラス９０４を有しない撮像素子９１０を用いて構成した例である。
【０１０７】
図２６（ｃ）に示したのは、さらに別の撮像ユニット９００”の例である。撮像ユニット９００”は、像側最終面に配置された光学素子のフランジ部などに位置決め突起１５２ａを備えた撮像レンズユニット１５２と撮像素子９１０を備えている。そして、ＣＣＤ９０２の外周部がフランジ側面１５２ｃ（側面）に整列された構成を有している。
このような構成は、撮像レンズユニット１５２を、光学素子アレイを重ねて接合してから切断する方法を用いれば、容易に製作できる。すなわち、接合済みの光学素子アレイを、ＣＣＤ９０２がアレイ状に形成された半導体ウエハーに対して位置決めして、位置決め突起１５２ａを接着剤９０６によって半導体ウエハーに接着し、光学素子アレイと半導体ウエハーを同時に切断することにより製作できる。
【０１０８】
以下に、撮像ユニット９００を用いた本実施形態に係る撮像装置の具体的な例を説明する。
図２７に示したのは、撮像ユニット９００をカプセル内視鏡３００に用いた例である。
カプセル内視鏡３００は、照明光源３０４、撮像ユニット９００、撮像ユニット９００の撮像素子からの信号を処理する画像処理回路３０２およびそれらに電源を供給するバッテリー３０１を備え、全体がカバー３０３で覆われている。カバー３０３の先端には、透明窓３０５が設けられている。この透明窓３０５を介して、照明光の投射と撮像ユニット９００による反射光の受光が行われる。
【０１０９】
次に、図２８に示したのは、撮像ユニット９００を携帯用端末４００に用いた例である。図２８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ正面図、側面図であり、図２８（ｃ）は図２８（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
携帯用端末４００は、撮像ユニット９００が用いられた撮像部４０５、モニター部４０４、文字記号や指令信号をボタン・ダイヤルなどで入力する入力部４０３、マイク部４０１、スピーカ部４０２および無線通信の授受を行うアンテナ４０６を備えている。
図２８（ｃ）に示したように、携帯用端末４００の内部には、基板取付部４１０に固定された回路基板４０９上に、撮像ユニット９００に含まれるＣＣＤ９０２が電気的に接続されて固定され、撮像部光軸４０７の方向にカバーガラス４０５が設けられて封止されている。
【０１１０】
次に、図２９に示したのは、撮像ユニット９００をパソコン５００に用いた例である。図２９は、パソコン５００の概略構成を説明するための斜視説明図である。
パソコン５００は、キーボード５０１、モニター部５０２および撮像部５０３を備えている。モニター部５０２は、撮像部５０３で撮られた画像も含む画像５０５を表示することができる構成とされている。撮像部５０３は、モニター部５０２の横に設けられている。撮像ユニット９００（不図示）は、撮像部５０３の内部に設けられており、光軸方向断面が、図２８（ｃ）に示したのと同じ構成を備えている。
【０１１１】
次に、図３０に示したのは、撮像ユニット９００を監視カメラ６００に用いた例である。図２９は、監視カメラ６００の概略構成を説明するための側面視説明図である。
監視カメラ６００は、監視カメラ本体をなす回路部６０５と撮像部６０７とを備え、天井６０８に固定された取付部６０１に、軸６０２およびモータ６０３を介して取り付けられている。撮像部６０７の内部には、図示真直矢印方向が撮像可能となるように、撮像ユニット９００が設けられている。撮像ユニット９００は、光軸方向断面が、図２８（ｃ）に示したのと同じ構成を備え、撮像部６０７内に固定されている。基板取付部４１０（図２８（ｃ）参照）は、不図示の回動機構により首振り運動可能に取り付けてもよい。
【０１１２】
次に、図３１に示したのは、撮像ユニット９００を自動車の車載用カメラシステム７００に用いた例である。図３１は、車載用カメラシステム７００の概略構成を説明するための斜視説明図である。
車載用カメラシステム７００は、撮像部７０４ａ、ｂ、ｃを備え、信号処理部７０２および切換制御部７０３を介してそれぞれの撮像部により撮影された画像をモニター部７０１に表示できるようにしたシステムである。撮像部７０４ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、光ファイバ７０５ａ、ｂ、ｃによって結合されている。
撮像ユニット９００は、光軸方向断面が、図２８（ｃ）に示したのと同じ構成を備え、撮像部７０４ａ、ｂ、ｃ内に固定されている。
【０１１３】
以上に説明した本実施形態に係る撮像装置によれば、いずれも本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットを用いているので、第１の実施形態の撮像レンズユニットと同様の作用効果を奏する。
特に、ズームレンズ２００によれば、鏡枠を用いることなく第２群Ｇ２、第３群Ｇ３のレンズ群を一体化しているので、軽量化・小型化を図ることができる。また、撮像ユニット９００によれば、構成部材を重ねて接合するという共通の製造方法によってＣＣＤ９０２に一体化した構成を製作することができるので、製造工程が一貫するために生産性がよいという利点がある。さらに、それぞれをアレイ状の配列のまま接合してから切り出す方法によれば、より生産性が向上し、大量生産と、小型化に適するという利点がある。
【０１１４】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る撮像レンズユニットによれば、空気間隔を備えることによって光学系の性能を向上しながら、鏡枠部材や鏡枠構造を設けることなく光学素子を一体化することによって、小型で安価な撮像レンズユニットが提供できるという効果を奏する。
また、本発明に係る撮像装置によれば、本発明に係る撮像レンズユニットを用いるので、本発明に係る撮像レンズユニットと同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットを説明するための概略斜視図およびそのＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットを製造するための一例を説明するための概略斜視図である。
【図３】同じく第１変形例を説明するための斜視説明図、そのＢ−Ｂ断面図および本変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
【図４】同じく第２変形例を説明するための光軸方向の断面図および本変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
【図５】同じく第３変形例を説明するための光軸方向の断面図および本変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
【図６】同じく第４変形例を説明するための光軸方向の断面図および本変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
【図７】本発明に係る第１の実施形態の光学素子アレイの切断形状の例を示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第１の数値実施例の光路図である
【図９】同じく第１の数値実施例の収差図である。
【図１０】同じく第１の数値実施例の構成における空気間隔の形成手段を説明する光軸方向断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第２の数値実施例の光路図である
【図１２】同じく第２の数値実施例の収差図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第３の数値実施例の光路図である。
【図１４】同じく第３の数値実施例の収差図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第４の数値実施例の光路図である。
【図１６】同じく第４の数値実施例の収差図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第５の数値実施例の光路図である。
【図１８】同じく第５の数値実施例の収差図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第６の数値実施例の光路図である。
【図２０】同じく第６の数値実施例の収差図である。
【図２１】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第７の数値実施例の光路図である。
【図２２】同じく第７の数値実施例の収差図である。
【図２３】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第８の数値実施例の光路図である。
【図２４】同じく第８の数値実施例の収差図である。
【図２５】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の一例であるズームレンズの光学系の概略構成を示す説明図である。
【図２６】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の他の例となる撮像装置の主要部分である撮像ユニットの概略構成を示す光軸方向断面図である。
【図２７】同撮像ユニットを用いたカプセル内視鏡の概略構成を示す断面説明図である。
【図２８】同撮像ユニットを用いた携帯用端末の概略構成を示す正面図、側面図および断面図である。
【図２９】同撮像ユニットを用いたパソコンの概略構成を示す斜視説明図である。
【図３０】同撮像ユニットを用いた監視カメラの概略構成を示す側面視説明図である。
【図３１】同撮像ユニットを用いた自動車の車載用カメラシステムの概略構成を示す斜視説明図である。
【符号の説明】
１、２、４、１１、１２、１３、２１、２２、２４ レンズ（光学素子）
１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、４ａ、４ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂ レンズ面（光学面）
１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃ、１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ、２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１５２ｃ フランジ側面（側面）
１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ、１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ、２１ｄ、２２ｄ、２４ｄ フランジ部
１ｅ、２ｅ、３ｅ、２２ｅ、２４ｅ、５１ａ、５２ａ、１５１ａ 位置決め突起２ｆ、３ｆ、４ｆ 位置決め溝
３ 光学フィルター（光学フィルター部材）
６ 切断線
２３ 開口絞り（挟持部材）
３１ 開口絞りコート
３２ フレア防止コート
４０ 光学面
４１ フード部材
５１、５７、６０、６５、６９、７３、７６、８０ 第１レンズ（光学素子）
５２、５８、６１、６６、７０、７４、７７、８２ 第２レンズ（光学素子）
５３、５９、６２、６７、７１、７５、７８、８３ 第３レンズ（光学素子）
５４、５５ フィルター部材（光学フィルター部材）
５６ スペーサ（挟持部材）
６３、６８、７２、７９、８４ 第４レンズ（光学素子）
８１ 平行平面板
８５ 第５レンズ（光学素子）
１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１５１、１５２、２０１、２０２ 撮像レンズユニット
１０１、１０２、１０３、１０４、１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２４ アレイ（光学素子アレイ）
１２３ 開口絞りシート（挟持部材）
１４１ フードアレイ部材
２００ ズームレンズ（撮像装置）
３００ カプセル内視鏡（撮像装置）
４００ 携帯用端末（撮像装置）
４０５、５０３、６０７、７０４ａ、７０４ｂ、７０４ｃ 撮像部
５００ パソコン（撮像装置）
６００ 監視カメラ（撮像装置）
７００ 車載用カメラシステム（撮像装置）
９００、９００’、９００” 撮像ユニット
９０１、９１０ 撮像素子
９０２ ＣＣＤ
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像レンズユニットおよび撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばカメラレンズなどの複数のレンズを用いる撮像レンズユニットは、レンズを研磨または成形した後、金属などで精度よく加工された鏡枠に配置することにより相互の位置合わせを行って固定する構成が一般的であった。これに対して、特開平４−９７１１０号公報および特開平７−２０９７１４号公報には、合成樹脂成形を用いて鏡枠状のレンズ保持構造をレンズに一体成形して部品点数を低減した撮像レンズユニットおよびそれを用いた撮像装置が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記のような従来の撮像レンズユニットおよび撮像装置は、レンズ交換が可能なビデオカメラ用固定焦点レンズおよび普及型のカメラレンズに関するものであった。そのため、光学系は、レンズ径が大きいものであって、鏡枠状のレンズ保持構造はカメラへの取り付けを考慮した複雑で大型のものとなっていた。
したがって、複雑な金型を必要とし、成形時間も長くなるので製作が容易でないという問題があった。また、光学系を小型にするために、光学系を接合レンズのみで構成する方法もあるが、より高い性能には対応しづらいという問題があった。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、小型で収差が良好に補正されていながら、安価に製作することができる撮像レンズユニットおよび撮像装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、撮像レンズユニットは、少なくとも１つの空気レンズを形成する空気間隔を設けて配置された少なくとも３つの光学素子を備え、該光学素子が、光軸方向に隣接する他の光学素子または該他の光学素子との間に配置された挟持部材との間で、相互に接合されることにより、一体化されている。
この発明によれば、そのような空気レンズを形成する空気間隔を備えるので、空気界面における屈折率差を利用して大きなパワーを得ることができ、これを利用して像面の倒れを良好に補正することができる。
また、光学素子は、光軸方向に隣接する他の光学素子、または光軸方向に隣接する他の光学素子との間に配置された挟持部材と接合されることになる。よって、各々の光学素子を保持する鏡枠部材が不要になる。また、鏡枠部材を保持するためのものであって、光軸方向に延設された形状を有する鏡枠構造も不要になる。このように本発明によれば、鏡枠部材および鏡枠構造を用いることなく光学素子を一体化することができる。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の撮像レンズユニットにおいて、前記光学素子の側面が、光軸に沿う方向に直線状に延びる同一面内に配されている構成を用いる。
この発明によれば、各々の光学素子の側面が直線状に延びる同一面内に配されているので、撮像レンズユニットはある程度の広さを持った取り付け面を備えることになる。したがって、鏡枠部材あるいは鏡枠構造がなくても撮像装置への取り付けや収納が安定かつ容易に行える。
また、光学素子の側面に伸縮性を有しないシートで覆うことができる。その結果、取り付けが容易で安価な、伸縮性を有しない遮光シートで光学素子の側面を覆って、光学素子の側面を遮光することができる。
【０００７】
請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の撮像レンズユニットにおいて、ＴＤを前記光学素子が接合されて構成される光学系の第１面から最終面までの光軸上の面間隔（すなわち、光学系の全長）、ＳＴを前記空気間隔の光軸上における長さの総和（すなわち、空気間隔和）、ＭＴを前記空気間隔の光軸上における長さの最大値（すなわち、最大空気間隔）と定義したときに、撮像レンズユニットが、以下の関係式を同時に満足する構成を用いる。
ＳＴ／ＴＤ＜０．７
ＭＴ／ＴＤ＜０．５
この発明によれば、上記関係を満足しているので、空気間隔が大きすぎる場合に起こる光学素子の接合時の偏芯を低減することができる。よって、撮像レンズユニットを高精度で製作することが容易となる。
また、各光学素子に、例えば突起などを設けて、光学面の間隔を規制する場合に、突起などの光軸方向の厚みが制限される。よって、個々の光学素子の成形がしやすくなり、寸法精度も向上する。
なお、より製作を容易で安価なものとするためには、空気間隔は全光学系の性能を損なわない範囲で小さくすることが望ましい。そこで、撮像レンズユニットは、
ＳＴ／ＴＤ＜０．６
ＭＴ／ＴＤ＜０．４
の関係を満足することが好ましい。さらには、
ＳＴ／ＴＤ＜０．５
ＭＴ／ＴＤ＜０．３
の関係を満足することがより好ましい。
【０００８】
請求項４に記載の発明では、請求項１〜３のいずれかに記載の撮像レンズユニットにおいて、光学素子の光学面を除く面に光吸収性部材を設ける処理が施された構成を用いる。
この発明によれば、光学面を除く面での反射光が吸収されるから、ゴーストやフレアの発生を抑制することができる。その結果、画質を向上することができる。
【０００９】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のいずれかに記載の撮像レンズユニットにおいて、傾斜角θを、前記光学素子の光学面における光軸と光学面の法線のなす角と定義したときに、前記光学素子の各光学面において、傾斜角θの最大値が６０度より小さい構成を用いる。
この発明によれば、上記関係を満足しているので、例えばフォームタリサーフなどの接触型形状測定装置によって、光学面の形状を容易に測定することができる。すなわち、各光学素子の製作誤差を直接的に得ることができるので、部品としての良否判定が容易に行える。また、迅速に測定できるから、検査時間が短縮でき、ひいては製作時間が短縮できる。
また、傾斜角θは小さい方が、測定装置のプローブが光学面に対して、より直交するような角度で接する。よって、周辺部においても測定誤差を小さくすることができるので、より高精度の測定が可能となる。
そのような観点から、傾斜角θの最大値は、５５度より小さい構成がより好ましい。さらには、傾斜角θの最大値が５０度より小さい構成であることが一層好ましい。
【００１０】
請求項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれかに記載の撮像レンズユニットにおいて、前記光学素子は、少なくと１組の光学素子が光学面を接合された接合レンズとされた構成を用いる。
この発明によれば、そのような接合レンズの構成によって、屈折率の異なる光学素子を接合して色収差の補正を行うことができる。したがって、より高性能な撮像レンズユニットとすることができる。
また、接合面にすることで、ゴーストやフレアといった迷光の原因となる界面反射を低減することができる。
【００１１】
請求項７に記載の発明では、請求項６に記載の撮像レンズユニットにおいて、φを前記接合レンズの接合面におけるパワーの最大値、φＡを一体化された光学素子の全光学系のパワーとしたときに、以下の関係式を満足する構成を用いる。
０＜｜φ／φＡ｜＜０．５
ここで、記号｜ａ｜はａの絶対値を表す。
この発明によれば、上記関係を満足しているので、接合面を構成する光学素子のパワーが過度に大きくなることがない。したがって、接合面で補正している色収差および像面湾曲が、製造時の偏心により、急激に悪化することを防ぐことができる。すなわち、生産性を向上させることができる。
なお接合面の曲率半径は、大きいほど偏心感度が減少するため、
０＜｜φ／φＡ｜＜０．４
の関係式を満足するようにすることがより好ましい。さらには、
０＜｜φ／φＡ｜＜０．３
の関係式を満足するようにすることが一層好ましい。
【００１２】
請求項８に記載の発明では、請求項１〜７のいずれかに記載の撮像レンズユニットにおいて、前記光学素子に、光学フィルター部材が接合されている構成を用いる。
この発明によれば、光学フィルター部材を撮像レンズユニットに一体化できるので撮像レンズユニットの機能を向上できるとともに、小型化することができる。また、光学フィルター部材を他の光学素子と同様に接合することができるから工程が簡素化され、生産性が向上する。
【００１３】
請求項９に記載の発明では、請求項１〜８のいずれかに記載の撮像レンズユニットを備えたことを特徴とする撮像装置を用いる。
この発明によれば、請求項１〜８のいずれかに記載の発明と同様の作用効果を備えた撮像装置とすることができる。
【００１４】
請求項１０に記載の発明では、請求項１０に記載の撮像装置において、前記撮像レンズユニットに撮像素子が接合された構成を用いる。
この発明によれば、撮像レンズユニットに撮像素子が接合されているので、撮像レンズユニットを支持する部材を設けることなく撮像レンズユニットを撮像素子に接合することができる。その結果、製作コストを低減することができる。
また、光学素子と撮像素子の位置決め精度を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る撮像レンズユニットおよび撮像装置について、添付図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
まず本発明に係る第１の実施形態の撮像レンズユニットについて説明する。図１（ａ）は、本実施形態に係る撮像レンズユニット１００を説明するための概略斜視図である。図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
撮像レンズユニット１００は３つのレンズ１、２、４および光学フィルター４を有する。３つのレンズ１、２、４をそれぞれの光軸を合わせた状態で光軸方向に重ねられている。そして、レンズ２とレンズ４の間に、光学素子としてパワーを有していないフィルター面を備える光学フィルター３（光学フィルター部材）を挟む構成になっている。それぞれの光学素子は、光軸方向に隣接された光学素子同士が接合されることにより一体化されている。
【００１７】
レンズ１は、凹面からなるレンズ面１ａと凸面からなるレンズ面１ｂを中央部に備え、その外周部にはレンズ面１ａ、１ｂの光軸に直交する方向に延びるフランジ部１ｄが設けられている。フランジ部１ｄの外周は、平面視でほぼ正方形状に形成され、光軸とほぼ平行な４つのフランジ側面１ｃ（側面）を備えている。また、フランジ部１ｄのレンズ２側の面上には、矩形断面を有する円筒状の位置決め突起１ｅが複数設けられている。
【００１８】
レンズ２、光学フィルター３およびレンズ４は、レンズ１と同様に、フランジ部２ｄ、３ｄおよび４ｄを備えている。また、各々４つのフランジ側面２ｃ、３ｃおよび４ｃ（側面）を備えている。同一方向に配されるフランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃおよび４ｃは、それぞれ光軸方向に沿う同一平面中に配置されている（接している）。なお、フランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄの外周部は、重ねて接合された状態で、光軸方向に互いにすきまを形成する形状とされている。
【００１９】
また、レンズ２、光学フィルター３およびレンズ４は、光学面として、それぞれ、凸面のレンズ面２ａ、２ｂ、表面にフィルター処理を施されたフィルター面３ａ、３ｂ、凹面のレンズ面４ａおよび平面のレンズ面４ｂを備えている。したがって、レンズ１、２は正のパワーを有する正レンズであり、レンズ４は負のパワーを有する負レンズである。
【００２０】
また、フランジ部２ｄのレンズ１側には、位置決め突起１ｅに嵌合する凹溝から形成された位置決め溝２ｆが位置決め突起１ｅの数と同じだけ設けられている。そして、これら位置決め突起１ｅと位置決め溝２ｆにより、位置決め部が構成されている。位置決め突起１ｅと位置決め溝２ｆは、レンズ１とレンズ２の光軸が一致する位置で、光軸に直交する方向にガタなく嵌合するように、それぞれ形成されている。
また位置決め溝２ｆの光軸方向の先端面は、フランジ部１ｄに突き当たるように形成されている。これにより、レンズ面１ｂとレンズ面２ａとの間に空気間隔が設けられた状態で、レンズ１とレンズ２が光軸方向に正確に位置決めされている。この空気間隔は、パワーを有するレンズ面１ｂ、２ａで挟まれており、パワーを有する空気レンズとして機能するものである。
【００２１】
同様に、フランジ部２ｄのレンズ３側、フランジ部３ｄのレンズ２側、レンズ４側、およびフランジ部４ｄの光学フィルター３側に、それぞれ位置決め部である位置決め突起２ｅ、位置決め溝３ｆ、位置決め突起３ｅ、位置決め溝４ｆが設けられている。そしてそれぞれの光軸が一致させられ、それぞれの光学面の間に適宜の空気間隔が設けられるように位置決めされている。
【００２２】
なお、図１では見易くするために位置決め部の形状の一例を誇張して描いているが、光軸方向、ならびに光軸に直交する方向に、位置を規制できればどのような大きさ、形状であってもかまわない。例えば、互いに嵌合する形状では、図１（ｂ）に示した位置決め突起１ｅおよび位置決め溝２ｆの他に、Ｖ字突起とＶ字溝でもよいし、ピンとピン穴でもよく、球と球穴でもよい。また、それぞれの位置決め方向に基準面を有する突起を設け、基準面同士を押し当てて位置決めする構成によってもよい。
【００２３】
レンズ１、２、光学フィルター３、レンズ４の接合手段は、適宜の手段が採用できる。例えば、ＵＶ硬化樹脂などの接着剤による接着やレーザ溶着などの手段が採用できる。
【００２４】
それぞれの光学素子は、ガラスまたは合成樹脂をモールド成形することによって製造することができる。特に、パワーを有する光学素子は、より安定した光学特性を実現し、より小型化を図るために、材料としてガラスを用いるのが好ましい。これは、ガラスは屈折率が大きく面精度に優れ硝材の均一性や温度安定性に優れるからである。
【００２５】
また、撮像レンズユニット１００は、次のようにして製作される。まず、レンズ１、レンズ２、光学フィルター３およびレンズ４を、同一ピッチで２次元格子状に配列したアレイ１０１、１０２、１０３、１０４（光学素子アレイ）として製作する。このとき、位置決め突起と位置決め溝も形成しておく。次に、それぞれのアレイを光軸を一致させて位置決めして接合する。そして、図２に示すように、その状態で切断線６に沿ってカッター５などの切断手段で切断する。この場合、フランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃは、切断線６に沿った切り口として形成される。なお、必要に応じて、切断後、ラップ処理などによって、それぞれのフランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃに面仕上げを施してもよい。
【００２６】
なお、各アレイ１０１、１０２、１０３、１０４の、光軸に直交する方向の位置決めは、少なくとも２箇所の位置決め孔８ａを設け、それらに位置決めピン８ｂを貫通させることにより行うことができる。また例えば、各アレイ１０１、１０２、１０３、１０４を光軸に直交する方向に移動可能に保持する製造治具を用いて行ってもよい。
【００２７】
なお、上記に説明した撮像レンズユニット１００で、光学面を除く面、すなわちフランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄやフランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃには、塗装や蒸着などの手段により、光吸収性部材を設ける処理を施すことが好ましい。特に、そのような処理は、フランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃでは、光吸収性を有する薄膜部材をそれらの面に巻きつけて固定して行ってもよい。その場合、例えば、ゴム・熱収縮チューブなどの収縮性薄膜部材をかぶせて固定してもよい。また、紙や合成樹脂などからなる非収縮性薄膜部材を接着材や粘着材などによりフランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃに巻きつけて固定してもよい。
【００２８】
次に、本実施形態に係る撮像レンズユニット１００の作用について説明する。本実施形態に係る撮像レンズユニット１００によれば、レンズ１、２、４、光学フィルター３などの光学素子が、光軸方向に隣接する光学素子同士で位置決めされて接合されているので、光学素子を取り付けて保持する鏡枠部材などの別部材が不要である。その結果、部品点数が削減できて製造コストを低減することができ、合わせて軽量化、小型化を図ることができる利点がある。
【００２９】
また、本実施形態によれば、光軸方向の位置決め部が光学面の外周部をなすフランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ上に一体に設けられているので、部品積み上げ誤差が減り、高精度に空気間隔を設けることができる。また、空気界面を備える屈折面は屈折率差が少ない接合レンズ面に比べてパワーが大きいから、空気間隔を大きくすることによって、空気間隔が狭い場合（空気間隔がない場合も含む）に比べて、同じ数の光学素子でより高い性能が得られる。
【００３０】
また本実施形態では、光学素子を光学面の外周部にフランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄを設けているので、フランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄに位置決め部を形成することができる。またこのフランジ部を接合面に利用できる。よって、光学面を傷つけたり汚したりする恐れがなくなるから、製作の効率が向上するという利点がある。
また、フランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄの外周部には外側に向かって突起部が形成されている。この突起部は他の光学素子を重ねた時に、光軸方向にすきまが形成される形状になっている。このようにすれば、このすきまを接着剤のにげ部や、切断時の切りくずのにげ部として利用できる。
【００３１】
以上に述べたように、本実施形態に係る撮像レンズユニット１００は、各光学素子の外周部のフランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄに、光軸にほぼ平行な４角柱面に整列するフランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃを備える。よって、このフランジ面の一面を、取り付け面として利用することができる。また、上記に説明したように、本実施形態に係る撮像レンズユニット１００は、光学素子アレイを重ねて接合してからカッター５で切断して製作されたものである。そのように製作すれば、多数の光学素子を含む光学素子アレイ同士をまとめて位置決めして、接合してその位置関係を固定できる。よって、個々の光学素子を位置決めして個々に接合する場合に比べて、格段に生産性を向上することができるという利点がある。このような利点は、各光学素子が小さい場合には、一層顕著であり、小型の撮像レンズユニットの大量生産に好適である。
【００３２】
なお、上記の説明では、パワーを有する光学素子が３枚である例を説明したが、その枚数を増やしてより光学性能を向上させる構成としてもよいことは言うまでもない。その際、正レンズと負レンズをそれぞれ少なくとも１枚ずつ備えることにより、収差補正を行うことが可能となる。
また、パワーを有する光学素子の重ね枚数は、１０枚以下であることが好ましい。そのように構成すれば、位置決め部の加工誤差や光学素子の組立誤差などによって芯ずれ誤差が累積し過ぎることを防ぐことができる。また、パワーを有する光学素子の重ね枚数は、８枚以下とすれば、より好ましく、７枚以下とすれば、さらに一層好ましい。光学素子の重ね枚数は、撮像レンズユニット１００に必要な性能と製作コストとの関係から総合的に決めることができる。
【００３３】
また、上記の説明では、空気間隔の大きさについては、特に制限していないが、空気間隔の大きさに限度を設けるのが好ましい。空気間隔を適度の大きさに留めておけば、位置決め部の光軸方向長さが短くなり、寸法精度のよい加工が容易となる。その結果、組立時に芯ずれ誤差を防止できる。
具体的には、ＴＤを前記光学素子が接合されて構成される光学系の第１面から最終面までの光軸上の面間隔（光学系の全長）、ＳＴを光軸上における空気間隔の長さの総和（空気間隔和）、ＭＴを光軸上における空気間隔の長さの最大値（最大空気間隔）と定義したときに、撮像レンズユニットが、次式を同時に満たすことが好ましい。
ＳＴ／ＴＤ＜０．７ （１）
ＭＴ／ＴＤ＜０．５ （２）
上記各式の上限をうわまわると、空気間隔あるいは光学系の全長が長くなるので芯ずれが大きくなる。その結果、十分な光学性能を得るのが難しくなる。
また、光学素子の組立・加工精度をより向上するためには、式（１）、（２）に代えて、以下の式（３）、（４）を満たすことが好ましい。
ＳＴ／ＴＤ＜０．６ （３）
ＭＴ／ＴＤ＜０．４ （４）
光学素子の組立・加工精度をさらに向上させるためには、式（１）、（２）に代えて、以下の式（５）、（６）を満たすことが好ましい。
ＳＴ／ＴＤ＜０．５ （５）
ＭＴ／ＴＤ＜０．３ （６）
【００３４】
さらに、上記の説明では、光学素子の空気界面の枚数は８枚の例で説明したが、空気界面の枚数に限度を設けた構成としてもよい。そうすれば、空気界面において発生しやすい迷光を低減できる。その結果、ゴーストやフレアの発生を防止して、画質を向上することができる。また、反射防止コート処理を施す必要のある光学面をなくすか、少なくすることができ、低コスト化が可能となる。
そのため、空気界面の枚数を１０枚より少ない枚数に制限することが好ましい。より迷光が低減するためには、空気界面の枚数は８枚より少ないことがより好ましく、６枚より少ないことがさらに好ましい。
【００３５】
また、上記の説明では、光学面の形状に特に制限を設けない例で説明したが、光学素子の曲面形状を制限して傾斜を緩やかにすることが好ましい。これにより、フォームタリサーフなどの接触型形状測定装置での測定が可能となる。接触型形状測定装置を使用することにより、直接的に形状誤差を知ることができる。よって、光学特性を測定することなく部品の良否判定ができる。また、測定結果を製造過程にフィードバックすることで、製造過程の改良ができる。また、迅速な光学面の形状測定ができる。その結果、本実施形態に係るパワーを有する光学面の製作の効率を向上させることができるという利点がある。
具体的には、傾斜角θを、光学素子の光学面における光軸と光学面の法線のなす角と定義したときに、光学素子の各光学面の傾斜角θを、その最大値が６０度より小さくすることが好ましい。また、傾斜角θの最大値を５５度より小さくすれば、形状誤差が大きい場合でもより測定精度が上げることができるから、精度のよい光学面の製作が容易となって好ましい。さらに、傾斜角θの最大値を５０度より小さくすれば、より好ましい。
【００３６】
次に、本実施形態のいくつかの変形例について説明する。いずれも上記に説明した実施形態と異なる点を中心に説明する。また変形例の説明においては、上述した第１の実施形態の説明と共通する部材には同一の符号を付して、説明を省略する。
まず第１の変形例について説明する。図３（ａ）は、本実施形態の第１変形例を説明するための斜視説明図である。図３（ｂ）は、図３（ｂ）のＢ−Ｂ断面図である。図３（ｃ）、（ｄ）は、第１変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
【００３７】
図３（ａ）、（ｂ）に示したように、本変形例に係る撮像レンズユニット１１０は、レンズ１１、１２、１３を備えている。それらはそれぞれ光軸が一致させられ、それぞれ光軸に直交する方向に延びるフランジ部１１ｄ、１２ｄ、１３ｄにより、順次重ねられて接合されている。図１の撮像レンズユニット１００とは異なり、フランジ部１１ｄ、１２ｄ、１３ｄには、位置決め突起や位置決め溝が設けられていない。それらフランジ部は、平面視でほぼ正方形とされ、それぞれ光軸とほぼ平行な４つの平面に整列されたフランジ側面１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ（側面）を備える。同一方向に配されるフランジ側面１１ｃ、１２ｃ、１３ｃは、図３（ａ）に示したように、それぞれ光軸方向に沿う同一平面中に配置されている。
【００３８】
レンズ１１は、凸面からなるレンズ面１１ａと凹面からなるレンズ面１１ｂを備える正レンズである。レンズ１２は、凸面からなるレンズ面１２ａ、１２ｂを備える正レンズである。レンズ１３は、凹面からなるレンズ面１３ａと平面のレンズ面１３ｂからなる負レンズである。
【００３９】
レンズ面１１ｂ側のフランジ部１１ｄと、レンズ面１２ａ側のフランジ部１２ｄとは、それらが互いに当接している。但し、レンズ面１１ｂとレンズ面１２ａの曲率半径が異なるので、レンズ面１１ｂ、１２ａとの間に空気間隔が形成されている。
また、レンズ面１２ｂとレンズ面１３ａとは、同一の曲率半径を備え、それらの間にレンズ接着用接着剤を介して接合されている。その際、接合面であるレンズ面１２ｂ、１３ａのパワーφは、撮像レンズユニット１１０の全光学系のパワーをφＡとしたときに、
０＜｜φ／φＡ｜＜０．５ （７）
を満たすようにする。ここで、｜ａ｜は、ａの絶対値を示す。
【００４０】
本変形例では、撮像レンズユニット１００の場合とは異なり、各光学素子の光軸に直交する方向の位置決め部を備えていない。そこで、レンズ１１、１２、１３単体から撮像レンズユニット１１０を製作する場合は、光軸に直交する方向の位置決めは、適宜の治具により各光学素子を把持して、各光学素子の光軸が一致する位置に移動させることにより行う。または、各光学素子のフランジ側面１１ｃ、１２ｃ、１３ｃを光軸からの距離が精度よく揃うように製作し、フランジ側面１１ｃ、１２ｃ、１３ｃを適宜の基準面に整列させることにより、行ってもよい。また、単体から製作するのではなく、図３（ｃ）、（ｄ）に示したように、レンズ面１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂが配列されたアレイ１１１、１１２、１１３（光学素子アレイ）を製作し、各光学素子アレイを動かして位置決めを行い、接合してから切断する製造方法をとってもよい。なお、図３（ｃ）、（ｄ）は、この方法を本変形例に適用した場合の製造工程の概念図である。接合や切断の手段は、すでに第１の実施形態に説明したのと同様の手段を用いることができる。
【００４１】
本変形例によれば、３つの光学素子を備え、その内の１組が光学面を接合された接合レンズとされている。そのため、接合された光学素子の屈折率をそれぞれ適宜選定することにより色収差の補正を行うことができる。その結果、色収差が少ない高性能の撮像レンズユニットとすることができる。
【００４２】
また、この接合面におけるパワーφが式（７）を満たすように構成するから、接合面の曲率半径を過度に小さくしなくともよいので、接合面の加工が容易となる。その結果、接合面に用いる光学面を安価に製作することができる。
なお、本変形例では接合レンズが１組の例であったが、色収差をさらに向上するために、接合面の数を増やしてもよい。その場合、式（７）におけるφは、それら接合面のパワーの最大値と読み替えるものとする。
【００４３】
また、接合面の加工性をより向上させるには、曲率半径が大きくなるように、式（７）に代えて下式を満足させることが好ましい。
０＜｜φ／φＡ｜＜０．４ （８）
さらに接合面の加工性を向上させるには、式（７）に代えて下式を満足させることが好ましい。
０＜｜φ／φＡ｜＜０．３ （９）
【００４４】
次に、第２の変形例について説明する。図４（ａ）は、本実施形態の第２変形例を説明するための光軸方向の断面図である。図４（ｂ）、（ｃ）は、第２変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
図４（ａ）に示したように、本変形例に係る撮像レンズユニット１２０は、４枚の光学素子としてレンズ２１、２２、２４、１３を備え、レンズ２２、２４の間に、光束を所定の形状に規制する開口絞り２３（挟持部材）が設けられている。それぞれの光学素子には、フランジ側面２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１３ｃ（側面）を備えている。同一方向に配されるフランジ側面２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１３ｃは、それぞれ光軸方向に沿う同一平面中に配置されている。
【００４５】
レンズ２１、２２は、それぞれ平凹、平凸レンズであり、それぞれの平面のレンズ面２１ｂ、２２ａで接合されている。レンズ２２は、凸面のレンズ面２２ｂ側のフランジ部２２ｄ上には、光軸方向に突出された位置決め突起２２ｅが設けられている。
【００４６】
開口絞り２３は、表面が光吸収性とされた合成樹脂、金属などからなり、光学素子のフランジ側面２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１３ｃが整列する平面に揃う端面を備えている。
レンズ２４は、両凸の正レンズで、レンズ面２４ｂがレンズ面１３ａの凹面と接合されている。レンズ面２４ａの側のフランジ部２４ｄには、光軸方向に突出された位置決め突起２４ｅが設けられている。
位置決め突起２２ｅ、２４ｅはそれぞれ対向され、開口絞り２３を挟持した状態で接合されている。そして、レンズ面２２ｂ、２４ａの間には空気間隔が形成されている。
【００４７】
このような撮像レンズユニット１２０は、図４（ｂ）、（ｃ）に示したように、レンズ面２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂが配列されたアレイ１２１、１２２、１２４（光学素子アレイ）とアレイ１１３とを重ねて接合してから切断する方法によって製造することができる。その際、各光学素子の配列ピッチに一致させた開口部を設けた開口絞りシート１２３を、アレイ１２２、１２４の間に挟んで接合することにより、切断後に開口絞り２３が形成される。なお、開口絞りシート１２３の素材としては、合成樹脂や、金属が用いられる。
【００４８】
本変形例によれば、対向する位置決め突起２２ｅ、２４ｅによって、レンズ面２２ｂとレンズ面２４ｂとの間に所定の空気間隔を形成することができる。また、フランジ部で接合しているので、光学素子を一体化したときの形状を簡素にすることができる。その結果、光学素子の成形性が向上し、成形精度を確保しつつ生産性を向上させることができるという利点がある。
また、本変形例によれば、撮像レンズユニット１２０内に開口絞り２３を一体化できる。この場合、開口絞りシート１２３を用いて製造すれば、位置合わせと接合が光学素子アレイと同様の工程によってできるので、容易かつ高精度に組み立てることができるという利点がある。
【００４９】
次に、第３の変形例について説明する。図５（ａ）は、本実施形態の第３変形例を説明するための光軸方向の断面図である。図５（ｂ）、（ｃ）は、第３変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
図５（ａ）に示したように、本変形例に係る撮像レンズユニット１３０は、第２変形例と同じ構成のレンズ２１、２２、２４、１３を備え、同一方向に配されるフランジ側面２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１３ｃは、それぞれ光軸方向に沿う同一平面中に配置されている。
【００５０】
ただし、レンズ２１のレンズ面２１ｂには、遮光膜として、開口絞りコート３１が形成されている。この開口絞りコート３１により所定の大きさの光束がレンズ２１に入射する。また、レンズ１３のレンズ面１３ｂには、遮光膜として、フレア絞りコート３２が形成されている。このフレア絞りコート３２により、有効レンズ径以外の部分から光が入射するのを防止することができる。すなわち、フレア絞りコート３２はフレア防止機能を備える。
【００５１】
開口絞りコート３１、フレア絞りコート３２はいずれも、光吸収性材料による塗装や蒸着などにより形成することができる。光学素子アレイを用いて製造する場合には、図５（ｂ）、（ｃ）に示したように、アレイ１２１、１１３のそれぞれに開口絞りコート３１、フレア絞りコート３２を形成してから、重ねて接合する。
【００５２】
本変形例によれば、開口絞りコート３１、フレア絞りコート３２がそれぞれ光学素子に形成されているので、別部材で絞りを設ける必要がない。そのため、接合に際して位置合わせをする手間が省けるとともに、部品点数が削減できる。その結果、生産性を向上させることができ、製造コストを低減できる。
【００５３】
次に、第４の変形例について説明する。図６（ａ）は、本実施形態の第４変形例を説明するための光軸方向の断面図である。図６（ｂ）、（ｃ）は、第４変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
図６（ａ）に示したように、本変形例に係る撮像レンズユニット１４０は、第２変形例と同じ構成のレンズ２１、２２、２４、１３を備えている。同一方向に配されるフランジ側面２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１３ｃは、それぞれ光軸方向に沿う同一平面中に配置されている。
【００５４】
本変形例では、レンズ２１にフード部材４１が接合されている。
フード部材４１は、少なくとも表面が光吸収性とされた合成樹脂などからなる。フード部材４１は、傾斜した内面４１ａを有する壁体である。内面４１ａは、レンズ２１の有効レンズ径を取り囲んで光軸方向に拡径されながら延びている。このような構造により、フード部材４１は、レンズ２１に入射する外光を規制する機能を有する。外周面４１ｃは、フランジ側面２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１３ｃに整列されている。
本変形例においても、フード部材４１がアレイ状に形成されたフードアレイ部材１４１を製作して、光学素子アレイとともに重ねて接合してから、切断する製造方法が採用できる。
【００５５】
本変形例によれば、フード部材４１を各光学素子と一体に接合するので、外光が入射しにくく画質が向上された撮像レンズユニットを容易、安価に製作することができる。
【００５６】
なお、以上に説明した第１の実施形態では、光学素子の側面が、ほぼ正方形断面の４角柱面に整列される例で説明したが、そのような角柱面に限るものではない。撮像レンズユニットの製造上の理由や組付・搬送などの取り扱いの都合によって他の種々の形状を採用できる。
【００５７】
例えば、製造上は直線状加工が容易である。よって、特に光学素子アレイから切り出す場合に、工程数が少なくなるので、この加工法を用いれば生産効率がよい。また、加工に際して、撮像レンズユニットの外形は、正方形断面である必要はなく、例えば、図７（ａ）に示したようにひし形断面の４角柱面でもよい。この場合、正方形断面の場合とは異なり、光学面４０を切断可能に最密に並べたとき、光学面４０の互いの外周部が接しないので、光学面が精度よく成形できる利点がある。また図７（ｂ）に示したのは、６角形断面の例である。この場合、フランジ部４１が小さいため軽量の撮像レンズユニットとすることができるという利点がある。
【００５８】
また、特に、レーザおよびウォータージェットなどを使った切断工法を用いれば、光軸に沿う方向に直線状に延びる平面・曲面が容易に形成できるので、図７（ｃ）に示したように円断面で切り出してもよい。このような円筒面に整列した撮像レンズユニットは、整列面を取り付けの受け基準面に用いる場合に、光軸周りに方向性がないので取り付けがきわめて容易となる。
【００５９】
また、上記の説明では、光学素子の側面が、光軸にほぼ平行な例で説明したが、光軸に対して傾斜していてもよい。例えば、切断時の加工誤差で傾斜が生じてもよいし、所定の錘面に整列させるために傾斜を設けてもよい。
【００６０】
また、上記の説明では、各光学素子は、側面としてフランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ、１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ、２１ｄ、２２ｄ、２４ｄに設けられたフランジ側面１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃ、１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ、２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１５２ｃを備える例で説明したが、光学素子の側面は、光学素子のコバ面からなるものであってもよい。
【００６１】
また、上記の説明では、製造に好都合な例として、光学素子の側面が整列する例で説明した。但し、単に鏡枠部材を省略した撮像レンズユニットを構成するという目的を達成するためには、光学素子の側面が整列していなくてもよい。それは、各光学素子は、フランジ部１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ、１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ、２１ｄ、２２ｄ、２４ｄの光軸方向の面で接合することができるからである。
【００６２】
また、上記の説明では、光学素子アレイとして２次元配列の例を図示して説明したが、１次元配列であってもよいことは言うまでもない。
また、光学素子アレイから切り出して製造する場合、配列方向に複数の光学素子を切り出して、複数の平行光軸を有する撮像レンズユニットとしてもよい。その際、配列方向の複数の光学素子は、光学面の種類が異なるものであってもよい。
【００６３】
以上に説明した第１の実施形態に係る撮像レンズユニットに用いることができる光学系の具体的な数値実施例を以下に説明する。
なお、以下では、各実施例に共通して、記号ωは対角全画角、Ｆは有効Ｆナンバー、Ｓｏは物点距離、ＩＨは像高を表す。また、ＳＴ／ＴＤ、ＭＴ／ＴＤ、傾斜角θ、｜φ／φＡ｜と表した量は、上記の説明の中で用いたのと同じ名称・定義である。
また後述する数値データの表において、ｒは曲率半径、ｄは面間隔、ｎｄは屈折率、νｄはアッベ数を表す。ｒｉ、ｄｉ、ｎｉ、νｉ（ｉは整数）は、曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数である。後述する各光路図には、数値データの表のｒｉ、ｄｉ、ｎｉとの対応が示されている。
【００６４】
［実施例１］
図８に示したのは、第１の数値実施例の光路図である。図９は、本実施例の収差図である。図９（ａ）は、波長６５６．２７ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、５４６．０７ｎｍ、４８６．１３ｎｍ、４３５．８４ｎｍに対して計算された球面収差を、横軸に球面収差（単位ｍｍ）、縦軸に開口比をとって表した収差図である。図９（ｂ）は、横軸に非点収差（単位ｍｍ）、縦軸に画角（単位°）をとって表した収差図である。ΔＭはメリディオリナル像面のずれ量、ΔＳはサジタル像面のずれ量を表す。図９（ｃ）は、横軸に歪曲収差（単位％）、縦軸に画角（単位°）をとって表した収差図である。
【００６５】
本実施例の構成は、物体側から順に、正パワーを有する第１レンズ５１、正パワーを有する第２レンズ５２、負パワーを有する第３レンズ５３およびフィルター部材５４、５５を備えている。第１レンズ５１と第２レンズ５２との間には空気間隔が設けられている。第２レンズ５２と第３レンズ５３とは光学面同士が接合されている。なお、図示していないが、第１レンズ５１の像側面には蒸着によって絞りが形成されている。
第１レンズ５１と第２レンズ５２との空気間隔は、図１０（ａ）に示したように、第１レンズ５１と第２レンズ５２にそれぞれ位置決め突起５１ａ、５２ａを設けてそれぞれを光軸方向に当接させてもよいし、図１０（ｂ）に示したように、第１レンズ５１と第２レンズ５２の間にスペーサ５６（挟持部材）を挟んでよい。
なお、以下に説明する、他の数値実施例の空気間隔はすべて、上記いずれかの手段によって形成することができる。
【００６６】
本実施例は、物点距離Ｓｏ＝９６０ｍｍとして、過焦点距離に設定している。対角全画角は、ω＝４０°、有効Ｆナンバーは、Ｆ２．８、像高は、ＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は６枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．４２、ＭＴ／ＴＤ＝０．２０、傾斜角θは３３°、｜φ／φＡ｜＝０．０８である。
第１レンズ５１と第２レンズ５２の間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００６７】
図９から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。
【００６９】
［実施例２］
図１１に示したのは、第２の数値実施例の光路図である。図１２は、本実施例の収差図である。図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。
【００７０】
本実施例の構成は、物体側から順に、正パワーを有する第１レンズ５７、正パワーを有する第２レンズ５８、負パワーを有する第３レンズ５９およびフィルター部材５４、５５を備えている。第１レンズ５７と第２レンズ５８との間には空気間隔が設けられている。第２レンズ５８と第３レンズ５９とは光学面同士が接合されている。なお、図示していないが、第１レンズ５７の物体側面には蒸着によって絞りが形成されている。
【００７１】
本実施例は、物点距離Ｓｏ＝９６０ｍｍとして、過焦点距離に設定している。対角全画角はω＝４０°、有効ＦナンバーはＦ２．８、像高はＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は６枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．１４、ＭＴ／ＴＤ＝０．０９、傾斜角θは３７°、｜φ／φＡ｜＝０．０９である。
第１レンズ５７と第２レンズ５８との間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００７２】
図１２から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。
【００７４】
［実施例３］
図１３に示したのは、第３の数値実施例の光路図である。図１４は、本実施例の収差図である。図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。
【００７５】
本実施例の構成は、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ６０、正パワーを有する第２レンズ６１、正パワーを有する第３レンズ６２、負パワーを有する第４レンズ６３およびフィルター部材５４、５５を備えている。第１レンズ６０および第２レンズ６１、ならびに第３レンズ６２および第４レンズ６３はそれぞれ光学面同士が接合されている。第２レンズ６１と第３レンズ６２との間には空気間隔が設けられている。なお、図示していないが、第１レンズ６０の像側面には蒸着によって絞りが形成されている。
【００７６】
本実施例は、物点距離はＳｏ＝１０ｍｍ、対角全画角はω＝９０°、有効ＦナンバーはＦ３．０、像高はＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は６枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．０７、ＭＴ／ＴＤ＝０．０４、傾斜角θは４６°、｜φ／φＡ｜＝０．０７である。
第２レンズ６１と第３レンズ６２との間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００７７】
図１４から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。特に、図１４（ａ）を見ると、接合レンズを２組使用しているため、第１、２実施例と比較して色収差が良好に補正されていることが分かる。さらに図１４（ｂ）に示したように、非点収差もきわめて良好に補正されている。
【００７９】
［実施例４］
図１５に示したのは、第４の数値実施例の光路図である。図１６は、本実施例の収差図である。図１６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。
【００８０】
本実施例の構成は、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ６５、正パワーを有する第２レンズ６６、正パワーを有する第３レンズ６７、負パワーを有する第４レンズ６８およびフィルター部材５４、５５を備えている。第１レンズ６５および第２レンズ６６、ならびに第３レンズ６７および第４レンズ６８はそれぞれ光学面同士が接合されている。第２レンズ６６と第３レンズ６７との間には空気間隔が設けられている。なお、図示していないが、第１レンズ６５の物体側面には蒸着によって絞りが形成されている。
【００８１】
本実施例は、物点距離はＳｏ＝１０ｍｍ、対角全画角はω＝９０°、有効ＦナンバーはＦ３．０、像高はＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は４枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．０９、ＭＴ／ＴＤ＝０．０４、傾斜角θは４５°、｜φ／φＡ｜＝０．０４である。
第２レンズ６１と第３レンズ６２との間に、空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００８２】
図１６から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。特に、図１４（ａ）を見ると、接合レンズを２組使用しているため、第１、２実施例と比較して色収差が良好に補正されていることが分かる。さらに図１４（ｂ）に示したように、非点収差もきわめて良好に補正されている。
【００８４】
［実施例５］
図１７に示したのは、第５の数値実施例の光路図である。図１８は、本実施例の収差図である。図１８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。
【００８５】
本実施例の構成は、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ６９、正パワーを有する第２レンズ７０、正パワーを有する第３レンズ７１、負パワーを有する第４レンズ７２およびフィルター部材５４、５５を備えている。第１レンズ６９および第２レンズ７０、ならびに第３レンズ７１および第４レンズ７２はそれぞれ光学面同士が接合されている。第２レンズ６６と第３レンズ６７との間には空気間隔が設けられている。なお、図示していないが、第１レンズ６９の像側面には蒸着によって絞りが形成されている。
【００８６】
本実施例は、物点距離はＳｏ＝１０ｍｍ、対角全画角はω＝９０°、有効ＦナンバーはＦ３．０、像高はＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は６枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．０７、ＭＴ／ＴＤ＝０．０３、傾斜角θは４１°、｜φ／φＡ｜＝０．０６である。
第２レンズ６１と第３レンズ６２との間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００８７】
図１８から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。特に、図１８（ａ）を見ると、接合レンズを２組使用しているため、第１、２実施例と比較して色収差が良好に補正されていることが分かる。さらに図１８（ｂ）に示したように、非点収差もきわめて良好に補正されている。
【００８９】
［実施例６］
図１９に示したのは、第６の数値実施例の光路図である。図２０は、本実施例の収差図である。図２０（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。
【００９０】
本実施例の構成は、物体側から順に、正パワーを有する第１レンズ７３、正パワーを有する第２レンズ７４、負パワーを有する第３レンズ７５およびフィルター部材５４、５５を備えている。第２レンズ７４と第３レンズ７５とは光学面同士が接合されている。第１レンズ７３と第２レンズ７５との間には空気間隔が設けられている。なお、図示していないが、第１レンズ７３の物体側面には蒸着によって絞りが形成されている。
【００９１】
本実施例では、第３レンズ７５にポリカーボネート樹脂を使用している。
本実施例は、物点距離Ｓｏ＝９６０ｍｍとして、過焦点距離に設定している。対角全画角はω＝４０°、有効ＦナンバーはＦ２．８、像高はＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は６枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．１４、ＭＴ／ＴＤ＝０．０９、傾斜角θは３８°、｜φ／φＡ｜＝０．２０である。
第１レンズ７３と第２レンズ７４との間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００９２】
図２０から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、比較的屈折率の小さいポリカーボネート製の合成樹脂レンズを用いているにもかかわらず、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。このように本実施例では、合成樹脂であるポリカーボネート製のレンズを使用して安価なレンズを製作できるので、低コストな撮像レンズユニットとすることができるという利点を有する。合成樹脂成形を用いると空気間隔を設けるための位置決め突起を容易に設けることができる利点もある。
【００９４】
［実施例７］
図２１に示したのは、第７の数値実施例の光路図である。図２２は、本実施例の収差図である。図２２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。
【００９５】
本実施例の構成は、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ７６、正パワーを有する第２レンズ７７、正パワーを有する第３レンズ７８、負パワーを有する第４レンズ７９およびフィルター部材５４、５５を備えている。第１レンズ７６および第２レンズ７７、ならびに第３レンズ７８および第４レンズ７９はそれぞれ光学面同士が接合されている。第２レンズ７７と第３レンズ７８との間には空気間隔が設けられている。なお、図示していないが、第１レンズ７６の像側面には蒸着によって絞りが形成されている。
【００９６】
本実施例では、第３レンズ７８には、合成樹脂であるＺＥＯＮＥＸ（登録商標）を、第４レンズ７９には、ポリカーボネート樹脂を使用している。
本実施例は、物点距離はＳｏ＝１０ｍｍ、対角全画角はω＝９０°、有効ＦナンバーはＦ３．０、像高はＩＨ＝０．９２４ｍｍである。
また、空気界面は６枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．０７、ＭＴ／ＴＤ＝０．０３、傾斜角θは４６°、｜φ／φＡ｜＝０．２０である。
第２レンズ６１と第３レンズ６２との間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【００９７】
図２２から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、屈折率が比較的小さい合成樹脂レンズを２枚使用して構成しているにもかかわらず、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。特に、図１８（ａ）を見ると、接合レンズを２組使用しているため、第１、２実施例と比較して色収差が良好に補正されていることが分かる。
本実施例によれば、４枚中２枚のレンズに安価な合成樹脂レンズを用いるので、安価な撮像レンズユニットを構成できるという利点がある。
【００９９】
［実施例８］
図２３に示したのは、第８の数値実施例の光路図である。図２４は、本実施例の収差図である。図２４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）で説明したグラフと同様に描かれているので、そのグラフ軸などの説明はする。ただし、図２４（ａ）では、波長ごとのデータばらつきが少ないので、波長は６５６．２７ｎｍ、５８７．５６ｎｍ、４８６．１３ｎｍのみの結果を図示している。
【０１００】
本実施例の構成は、物体側から順に、負パワーを有する第１レンズ８０、平行平面板８１、負パワーを有する第２レンズ８２、正パワーを有する第３レンズ８３、負パワーを有する第４レンズおよび正パワーを有する第５レンズ８５を備えている。第２レンズ８２、第３レンズ８３、第４レンズ８４および第５レンズ８５は、それぞれ光学面同士が接合されている。第１レンズ８０の凹面（ｒ２）と平行平面板８１の物体側面（ｒ３）との間には、空気間隔が形成されている。なお、図示していないが、平行平面板８１の像面側面には蒸着によって絞りが形成されている。
本実施例は、物点距離はＳｏ＝∞、対角全画角はω＝１０３°、有効ＦナンバーはＦ４．３、像高はＩＨ＝０．５ｍｍである。
また、空気界面は４枚、ＳＴ／ＴＤ＝０．０４、ＭＴ／ＴＤ＝０．０３、傾斜角θは４５°、｜φ／φＡ｜＝０．２３である。
第１レンズ８０と平行平面板８１との間に空気間隔を設けることで、像面湾曲の補正を行っている。
【０１０１】
図２４から分かるように、本実施例の撮像レンズユニットは、可視光域で良好な収差特性を有するものとなっている。
本実施例は、パワーを有する第１レンズ８０とパワーを有しない平行平面板８１との間に空気間隔を設けることによって、空気レンズを形成している例となっている。
【０１０３】
［第２の実施形態］
次に、本発明に係る第２の実施形態の撮像装置について説明する。本実施形態の撮像装置は、第１の実施形態に係る撮像レンズユニットを備えているものである。以下、具体的に例を挙げて説明する。
【０１０４】
図２５は、本実施形態に係る撮像装置の一例であるズームレンズ２００の光学系の概略構成を示す説明図である。
ズームレンズ２００は、物体側から、正パワーを有する第１群Ｇ１、負パワーを有する第２群Ｇ２、正パワーを有する第３群Ｇ３、正パワーを有する第４群Ｇ４、フィルター部材などを含む第５群Ｇ５を備えており、それぞれ不図示の鏡枠に取り付けられ、第２群Ｇ２、第３群Ｇ３、第４群Ｇ４が第１群Ｇ１に対して可動に保持されている。
可動とされた第２群Ｇ２、第３群Ｇ３は、本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニット２０１、２０２によって構成されている。撮像レンズユニット２０１、２０２は、それぞれ３枚のレンズが鏡枠を用いることなく、光軸方向に隣接するレンズ間が接合された構成とされている。そして、１つの空気間隔と１つの接合面を有している。
【０１０５】
次に、図２６は、本実施形態に係る撮像装置に用いられる撮像ユニット９００の概略構成を示す光軸方向断面図である。
図２６（ａ）に示したように、撮像ユニット９００は、撮像レンズユニット１５０と撮像素子９０１を備えている。
この例では、撮像レンズユニット１５０は３枚のレンズがフランジ部で接合されて一体化されているが、本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットはすべて採用することができる。
撮像素子９０１は、半導体ウエハー上に形成された光電変換デバイスであるＣＣＤ９０２とマイクロレンズ９０３を有する。そして、ＣＣＤ９０２の受光面上にマイクロレンズアレイ９０３が形成されている。
撮像レンズユニット１５０とカバーガラス９０４とは、スペーサ９０５を介して接着剤９０６により接着固定されている。
スペーサ９０５は、例えば、くさび状などの形状を備えることにより、撮像レンズユニット１５０の、光軸方向の位置および傾きと、カバーガラス９０４との間隔とをそれぞれ調整することが可能な構成とされている。
【０１０６】
図２６（ｂ）に示したのは、別の撮像ユニット９００’の例である。撮像ユニット９００’は、撮像レンズユニット１５０に代えて、別の撮像レンズユニット１５１を用いたものである。撮像レンズユニット１５１は、像側最終面に配置された光学素子のフランジ部などに複数の位置決め突起１５１ａを備えている。この位置決め突起５１ａにより、スペーサ９０５を省略している。また、撮像ユニット９００’は、撮像素子９０１に代えて、ＣＣＤ９０２とマイクロレンズアレイ９０３を備え、カバーガラス９０４を有しない撮像素子９１０を用いて構成した例である。
【０１０７】
図２６（ｃ）に示したのは、さらに別の撮像ユニット９００”の例である。撮像ユニット９００”は、像側最終面に配置された光学素子のフランジ部などに位置決め突起１５２ａを備えた撮像レンズユニット１５２と撮像素子９１０を備えている。そして、ＣＣＤ９０２の外周部がフランジ側面１５２ｃ（側面）に整列された構成を有している。
このような構成は、撮像レンズユニット１５２を、光学素子アレイを重ねて接合してから切断する方法を用いれば、容易に製作できる。すなわち、接合済みの光学素子アレイを、ＣＣＤ９０２がアレイ状に形成された半導体ウエハーに対して位置決めして、位置決め突起１５２ａを接着剤９０６によって半導体ウエハーに接着し、光学素子アレイと半導体ウエハーを同時に切断することにより製作できる。
【０１０８】
以下に、撮像ユニット９００を用いた本実施形態に係る撮像装置の具体的な例を説明する。
図２７に示したのは、撮像ユニット９００をカプセル内視鏡３００に用いた例である。
カプセル内視鏡３００は、照明光源３０４、撮像ユニット９００、撮像ユニット９００の撮像素子からの信号を処理する画像処理回路３０２およびそれらに電源を供給するバッテリー３０１を備え、全体がカバー３０３で覆われている。カバー３０３の先端には、透明窓３０５が設けられている。この透明窓３０５を介して、照明光の投射と撮像ユニット９００による反射光の受光が行われる。
【０１０９】
次に、図２８に示したのは、撮像ユニット９００を携帯用端末４００に用いた例である。図２８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ正面図、側面図であり、図２８（ｃ）は図２８（ａ）のＣ−Ｃ断面図である。
携帯用端末４００は、撮像ユニット９００が用いられた撮像部４０５、モニター部４０４、文字記号や指令信号をボタン・ダイヤルなどで入力する入力部４０３、マイク部４０１、スピーカ部４０２および無線通信の授受を行うアンテナ４０６を備えている。
図２８（ｃ）に示したように、携帯用端末４００の内部には、基板取付部４１０に固定された回路基板４０９上に、撮像ユニット９００に含まれるＣＣＤ９０２が電気的に接続されて固定され、撮像部光軸４０７の方向にカバーガラス４０５が設けられて封止されている。
【０１１０】
次に、図２９に示したのは、撮像ユニット９００をパソコン５００に用いた例である。図２９は、パソコン５００の概略構成を説明するための斜視説明図である。
パソコン５００は、キーボード５０１、モニター部５０２および撮像部５０３を備えている。モニター部５０２は、撮像部５０３で撮られた画像も含む画像５０５を表示することができる構成とされている。撮像部５０３は、モニター部５０２の横に設けられている。撮像ユニット９００（不図示）は、撮像部５０３の内部に設けられており、光軸方向断面が、図２８（ｃ）に示したのと同じ構成を備えている。
【０１１１】
次に、図３０に示したのは、撮像ユニット９００を監視カメラ６００に用いた例である。図２９は、監視カメラ６００の概略構成を説明するための側面視説明図である。
監視カメラ６００は、監視カメラ本体をなす回路部６０５と撮像部６０７とを備え、天井６０８に固定された取付部６０１に、軸６０２およびモータ６０３を介して取り付けられている。撮像部６０７の内部には、図示真直矢印方向が撮像可能となるように、撮像ユニット９００が設けられている。撮像ユニット９００は、光軸方向断面が、図２８（ｃ）に示したのと同じ構成を備え、撮像部６０７内に固定されている。基板取付部４１０（図２８（ｃ）参照）は、不図示の回動機構により首振り運動可能に取り付けてもよい。
【０１１２】
次に、図３１に示したのは、撮像ユニット９００を自動車の車載用カメラシステム７００に用いた例である。図３１は、車載用カメラシステム７００の概略構成を説明するための斜視説明図である。
車載用カメラシステム７００は、撮像部７０４ａ、ｂ、ｃを備え、信号処理部７０２および切換制御部７０３を介してそれぞれの撮像部により撮影された画像をモニター部７０１に表示できるようにしたシステムである。撮像部７０４ａ、ｂ、ｃは、それぞれ、光ファイバ７０５ａ、ｂ、ｃによって結合されている。
撮像ユニット９００は、光軸方向断面が、図２８（ｃ）に示したのと同じ構成を備え、撮像部７０４ａ、ｂ、ｃ内に固定されている。
【０１１３】
以上に説明した本実施形態に係る撮像装置によれば、いずれも本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットを用いているので、第１の実施形態の撮像レンズユニットと同様の作用効果を奏する。
特に、ズームレンズ２００によれば、鏡枠を用いることなく第２群Ｇ２、第３群Ｇ３のレンズ群を一体化しているので、軽量化・小型化を図ることができる。また、撮像ユニット９００によれば、構成部材を重ねて接合するという共通の製造方法によってＣＣＤ９０２に一体化した構成を製作することができるので、製造工程が一貫するために生産性がよいという利点がある。さらに、それぞれをアレイ状の配列のまま接合してから切り出す方法によれば、より生産性が向上し、大量生産と、小型化に適するという利点がある。
【０１１４】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明に係る撮像レンズユニットによれば、空気間隔を備えることによって光学系の性能を向上しながら、鏡枠部材や鏡枠構造を設けることなく光学素子を一体化することによって、小型で安価な撮像レンズユニットが提供できるという効果を奏する。
また、本発明に係る撮像装置によれば、本発明に係る撮像レンズユニットを用いるので、本発明に係る撮像レンズユニットと同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットを説明するための概略斜視図およびそのＡ−Ａ断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットを製造するための一例を説明するための概略斜視図である。
【図３】同じく第１変形例を説明するための斜視説明図、そのＢ−Ｂ断面図および本変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
【図４】同じく第２変形例を説明するための光軸方向の断面図および本変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
【図５】同じく第３変形例を説明するための光軸方向の断面図および本変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
【図６】同じく第４変形例を説明するための光軸方向の断面図および本変形例の製造方法の一例を説明するための光軸方向断面の概念図である。
【図７】本発明に係る第１の実施形態の光学素子アレイの切断形状の例を示す説明図である。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第１の数値実施例の光路図である
【図９】同じく第１の数値実施例の収差図である。
【図１０】同じく第１の数値実施例の構成における空気間隔の形成手段を説明する光軸方向断面図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第２の数値実施例の光路図である
【図１２】同じく第２の数値実施例の収差図である。
【図１３】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第３の数値実施例の光路図である。
【図１４】同じく第３の数値実施例の収差図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第４の数値実施例の光路図である。
【図１６】同じく第４の数値実施例の収差図である。
【図１７】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第５の数値実施例の光路図である。
【図１８】同じく第５の数値実施例の収差図である。
【図１９】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第６の数値実施例の光路図である。
【図２０】同じく第６の数値実施例の収差図である。
【図２１】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第７の数値実施例の光路図である。
【図２２】同じく第７の数値実施例の収差図である。
【図２３】本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズユニットの、第８の数値実施例の光路図である。
【図２４】同じく第８の数値実施例の収差図である。
【図２５】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の一例であるズームレンズの光学系の概略構成を示す説明図である。
【図２６】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の他の例となる撮像装置の主要部分である撮像ユニットの概略構成を示す光軸方向断面図である。
【図２７】同撮像ユニットを用いたカプセル内視鏡の概略構成を示す断面説明図である。
【図２８】同撮像ユニットを用いた携帯用端末の概略構成を示す正面図、側面図および断面図である。
【図２９】同撮像ユニットを用いたパソコンの概略構成を示す斜視説明図である。
【図３０】同撮像ユニットを用いた監視カメラの概略構成を示す側面視説明図である。
【図３１】同撮像ユニットを用いた自動車の車載用カメラシステムの概略構成を示す斜視説明図である。
【符号の説明】
１、２、４、１１、１２、１３、２１、２２、２４ レンズ（光学素子）
１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、４ａ、４ｂ、１１ａ、１１ｂ、１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ、２１ａ、２１ｂ、２２ａ、２２ｂ、２４ａ、２４ｂ レンズ面（光学面）
１ｃ、２ｃ、３ｃ、４ｃ、１１ｃ、１２ｃ、１３ｃ、２１ｃ、２２ｃ、２４ｃ、１５２ｃ フランジ側面（側面）
１ｄ、２ｄ、３ｄ、４ｄ、１１ｄ、１２ｄ、１３ｄ、２１ｄ、２２ｄ、２４ｄ フランジ部
１ｅ、２ｅ、３ｅ、２２ｅ、２４ｅ、５１ａ、５２ａ、１５１ａ 位置決め突起２ｆ、３ｆ、４ｆ 位置決め溝
３ 光学フィルター（光学フィルター部材）
６ 切断線
２３ 開口絞り（挟持部材）
３１ 開口絞りコート
３２ フレア防止コート
４０ 光学面
４１ フード部材
５１、５７、６０、６５、６９、７３、７６、８０ 第１レンズ（光学素子）
５２、５８、６１、６６、７０、７４、７７、８２ 第２レンズ（光学素子）
５３、５９、６２、６７、７１、７５、７８、８３ 第３レンズ（光学素子）
５４、５５ フィルター部材（光学フィルター部材）
５６ スペーサ（挟持部材）
６３、６８、７２、７９、８４ 第４レンズ（光学素子）
８１ 平行平面板
８５ 第５レンズ（光学素子）
１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１５１、１５２、２０１、２０２ 撮像レンズユニット
１０１、１０２、１０３、１０４、１１１、１１２、１１３、１２１、１２２、１２４ アレイ（光学素子アレイ）
１２３ 開口絞りシート（挟持部材）
１４１ フードアレイ部材
２００ ズームレンズ（撮像装置）
３００ カプセル内視鏡（撮像装置）
４００ 携帯用端末（撮像装置）
４０５、５０３、６０７、７０４ａ、７０４ｂ、７０４ｃ 撮像部
５００ パソコン（撮像装置）
６００ 監視カメラ（撮像装置）
７００ 車載用カメラシステム（撮像装置）
９００、９００’、９００” 撮像ユニット
９０１、９１０ 撮像素子
９０２ ＣＣＤ
Claims (10)
- 少なくとも１つの空気レンズを形成する空気間隔を設けて配置された少なくとも３つの光学素子を備え、
該光学素子が、光軸方向に隣接する他の光学素子または該他の光学素子との間に配置された挟持部材との間で、相互に接合されることにより、一体化されたことを特徴とする撮像レンズユニット。 - 前記光学素子の側面が、光軸に沿う方向に直線状に延びる同一面内に配されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズユニット。
- ＴＤを前記光学素子が接合されて構成される光学系の第１面から最終面までの光軸上の面間隔、ＳＴを前記空気間隔の光軸上における長さの総和、ＭＴを前記空気間隔の光軸上における長さの最大値と定義したときに、
以下の関係式を同時に満足することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像レンズユニット。
ＳＴ／ＴＤ＜０．７
ＭＴ／ＴＤ＜０．５ - 前記光学素子の光学面を除く面に光吸収性部材を設ける処理が施されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮像レンズユニット。
- 傾斜角θを、前記光学素子の光学面における光軸と光学面の法線のなす角と定義したときに、
前記光学素子の各光学面において、傾斜角θの最大値が６０度より小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像レンズユニット。 - 前記光学素子は、少なくと１組の光学素子が光学面を接合された接合レンズを構成することを特徴とする請求項１〜５に記載の撮像レンズユニット。
- φを前記接合レンズの接合面におけるパワーの最大値、φＡを一体化された光学素子の全光学系のパワーとしたときに、以下の関係式を満足する請求項６に記載の撮像レンズユニット。
０＜｜φ／φＡ｜＜０．５ - 前記光学素子に、光学フィルター部材が接合されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の撮像レンズユニット。
- 請求項１〜８のいずれかに記載の撮像レンズユニットを備えたことを特徴とする撮像装置。
- 前記撮像レンズユニットに撮像素子が接合されたことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
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