JP5293614B2 - 撮像レンズ、撮像装置、携帯端末、および撮像レンズの製造方法 - Google Patents

撮像レンズ、撮像装置、携帯端末、および撮像レンズの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、撮像レンズ、撮像装置、携帯端末、および撮像レンズの製造方法に関する。
昨今、コンパクトで薄型の撮像装置が、コンパクトで薄型の電子機器である携帯端末{例えば、携帯電話機やPDA(Personal Digital Assistant)等}に搭載される。そして、このような携帯端末と、例えば遠隔地の電子機器との間では、音声情報および画像情報等の情報が双方向で伝送される。
ところで、撮像装置に使用される撮像素子としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサおよびCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型イメージセンサの固体撮像素子が挙げられる。また、昨今では、これらの撮像素子上に被写体像を形成する撮像レンズとして、安価に大量生産できる樹脂製レンズが、低コスト化のために用いられる。
このような撮像レンズ、特に、携帯端末に内蔵される撮像装置(いわゆるカメラモジュール)に使用される撮像レンズとしては、プラスチックレンズ3枚構成のタイプ、および、ガラスレンズ1枚とプラスチックレンズ2枚とを含む3枚構成のタイプが、一般的によく知られている。しかしながら、これらの撮像レンズに対するさらなる超コンパクト化と高い量産化とは、技術的な限界から両立しにくい。
このような問題点を克服する一対策として、レプリカ法(replica method)が特許文献1に挙げられる。レプリカ法は、1つのレンズ平板(ウェハ)に多数のレンズ(レンズ要素)を同時に形成する方法である。そして、特許文献1は、レプリカ法で形成された接合型複合レンズ(レンズブロック)を含む撮像レンズを開示する。また、特許文献2〜5にもレンズブロックを含む撮像レンズが開示される。
特開2006−323365号公報 特許第3929479号公報 特許第3976781号公報 特許第3946245号公報 特許第3976782号公報
しかしながら、特許文献1に記載の撮像レンズでは、回折面が含まれる。そのため、撮像レンズの製造難度が高い。その上、設計波長以外の波長の光に対する回折効率の劣化や、不要次数の回折光に起因するゴーストが問題となる。
また、特許文献2および3の撮像レンズは、2つのレンズブロックしか含まないため、収差補正能力は低くならざるを得ず、撮像素子の高画素化に対応しきれない。
一方、特許文献4および5の撮像レンズは、3つのレンズブロックを含む。しかしながら、最も物体側に位置するレンズブロックのパワーが強すぎるために、そのレンズブロックが若干の製造誤差を有してしまうと、撮像レンズ全体としての光学性能(高品質な光学像を撮像素子に導く能力)が極端に劣化してしまう。そのため、このような撮像レンズは、大量生産しにくい。
なお、最近では、カメラモジュールは、ICチップ等とともに、ペースト状のハンダの印刷されたプリント基板に取り付けられた後、加熱処理(リフロー処理)されることで、そのプリント基板に実装される。このような実装であれば、カメラモジュールを含む種々装置が低コストで大量に生産されるためである。すると、最近の撮像レンズは、リフロー処理に耐え得る耐熱性も要求される。
本発明は、前述の状況を鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、以下の点を満たす撮像レンズ等を提供することにある。
・回折面等を含むことなく、像高に対する光学全長を短縮する。
・良好な収差補正の確保。
・製造誤差感度の抑制。
・コストダウン。
撮像レンズは、平行平板であるレンズ基板と、レンズ基板の物体側基板面および像側基板面の少なくとも一方の基板面に連なる正パワーまたは負パワーを有するレンズと、を備えるレンズブロックを、少なくとも3つ以上含む。
なお、この撮像レンズにて含まれるレンズブロックは、物体側から像側に向かう順番で、第1、第2、第3の数字を付される。また、レンズブロックに含まれるレンズ基板も同様に、第1、第2、第3の数字を付される。さらに、レンズブロックにおけるレンズLは、レンズ基板LS(第1レンズ基板LS1、第2レンズ基板LS2)における物体側(o)のレンズLおよび像側(m)のレンズLという意味で、レンズL[LS1o]、レンズL[LS1m]、レンズL[LS2o]、レンズL[LS2m]、レンズL[LS3o]、レンズL[LS3m]、と表現する。
以上のような撮像レンズは、以下の通りである。すなわち、レンズブロックは、レンズ基板とは異なる材質で形成されるレンズを含み、第1レンズブロックが正パワーを有するとともに、第2レンズブロックが負パワーを有し、下記条件式(G1)が満たされる。
0.7<f[BK1]/f[all]<1.0 … (G1)
ただし、
f[BK1] :第1レンズブロックの合成焦点距離
f[all] :撮像レンズ全体の合成焦点距離
である。
また、撮像レンズにおいて、第1レンズブロックでは、第1レンズ基板が含まれ、かつ、レンズL[LS1o]が第1レンズ基板の物体側基板面に連なるとともに、レンズL[LS1m]が第1レンズ基板の像側基板面に連なっており、下記条件式(G2)が満たされると望ましい。
1.0<(r[L[LS1m]m]+r[L[LS1o]o])/(r[L[LS1m]m]−r[L[LS1o]o])<4.0 …(G2)
ただし、
r[L[LS1m]m] :レンズL[LS1m]における像側レンズ面の曲率半径
r[L[LS1o]o] :レンズL[LS1o]における物体側レンズ面の曲率半径
である。
また、撮像レンズにおいて、第1レンズブロックでは、第1レンズ基板が含まれ、かつ、レンズL[LS1o]が第1レンズ基板の物体側基板面に連なり、下記条件式(G3)が満たされると望ましい。
40<ν[L[LS1o]] … (G3)
ただし、
ν[L[LS1o]] :レンズL[LS1o]のアッベ数
である。
また、撮像レンズでは、下記条件式(G5)が満たされると望ましい。
0.2<|f[BK1]/f[BK2]|<0.6 … (G5)
ただし、
f[BK1] :第1レンズブロックの合成焦点距離
f[BK2] :第2レンズブロックの合成焦点距離
である。
また、撮像レンズにおいて、第2レンズブロックでは、第2レンズ基板が含まれ、かつ、レンズL[LS2o]が第2レンズ基板の物体側基板面に連なり、レンズL[LS2o]の物体側レンズ面は、物体側凹面であり、下記条件式(G6)が満たされると望ましい。
0.4<|r[L[LS2o]o]/f[all]|<2.0 …(G6)
ただし、
r[L[LS2o]o] :レンズL[LS2o]における物体側レンズ面の曲率半径
f[all] :撮像レンズ全体の合成焦点距離
である。
また、撮像レンズでは、最も像側に位置するレンズブロックに含まれるレンズ基板の像側基板面には、レンズが連なり、その連なるレンズの像側レンズ面は、像側凹面であり、レンズ面内に変曲点を有すると望ましい。
また、撮像レンズにおいて、第3レンズブロックは、第2レンズブロックの像側に位置しており、下記条件式(G7)が満たされると望ましい。
2.0<f[BK3]/f[all]<15.0 … (G7)
ただし、
f[BK3] :第3レンズブロックの合成焦点距離
f[all] :撮像レンズ全体の合成焦点距離
である。
また、撮像レンズでは、レンズブロックが、合計で3つ含まれると望ましい。
また、撮像レンズにおいて、第1レンズブロックでは、第1レンズ基板が含まれ、光量を規制する開口絞りが、第1レンズ基板の物体側基板面および像側基板面のいずれか一方の基板面に形成されると望ましい。
また、撮像レンズでは、レンズ基板となる平行平板の厚みが、全て同じ厚みであると望ましい。
また、撮像レンズでは、レンズ基板がガラスで形成されると望ましい。
また、撮像レンズでは、レンズが樹脂で形成されると望ましい。
なお、レンズとなる樹脂には、30nm以下の粒径である無機微粒子が分散すると望ましい。
また、樹脂は、硬化型樹脂であると望ましい。
なお、以上のような撮像レンズと、撮像レンズを通過する光を撮像する撮像素子と、を含む撮像装置も本発明といえる。また、この撮像装置を含む携帯端末も本発明といえる。
また、以上のような撮像レンズの製造方法にあって、複数のレンズブロックを並べて含むユニットを、レンズブロックユニットとすると、以下の工程が含まれると望ましい。すなわち、レンズブロックの周縁の少なくとも一部にスペーサを並べ、複数のレンズブロックユニットを、スペーサを介在させてつなげる連結工程と、つながるレンズブロックユニットを、スペーサに沿って切断する切断工程と、を含む撮像レンズの製造方法が望ましい。
本発明によれば、第1レンズブロックおよび第2レンズブロックのパワー配置により、第2レンズブロックから撮像素子までの間隔が増長する。そのため、この間隔に、収差補正を担う第3レンズブロックが配置可能になり、撮像レンズは高機能を有する。その上、撮像レンズは所定の条件式を満たすことで、第1レンズブロックの正パワーを適切にする。そのため、過剰な正パワーに起因した第1レンズブロックの製造誤差感度の向上は抑えられ、その結果、撮像レンズの製造誤差感度は低くなり、大量生産に適する撮像レンズが実現する。
は、実施例1の撮像レンズの光学断面図である。 は、実施例2の撮像レンズの光学断面図である。 は、実施例3の撮像レンズの光学断面図である。 は、実施例4の撮像レンズの光学断面図である。 は、実施例5の撮像レンズの光学断面図である。 は、実施例6の撮像レンズの光学断面図である。 は、実施例7の撮像レンズの光学断面図である。 は、実施例8の撮像レンズの光学断面図である。 では、実施例1の撮像レンズの収差図を示しており、(A)は球面収差図であり、(B)は非点収差図であり、(C)は歪曲収差図である。 では、実施例2の撮像レンズの収差図を示しており、(A)は球面収差図であり、(B)は非点収差図であり、(C)は歪曲収差図である。 では、実施例3の撮像レンズの収差図を示しており、(A)は球面収差図であり、(B)は非点収差図であり、(C)は歪曲収差図である。 では、実施例4の撮像レンズの収差図を示しており、(A)は球面収差図であり、(B)は非点収差図であり、(C)は歪曲収差図である。 では、実施例5の撮像レンズの収差図を示しており、(A)は球面収差図であり、(B)は非点収差図であり、(C)は歪曲収差図である。 では、実施例6の撮像レンズの収差図を示しており、(A)は球面収差図であり、(B)は非点収差図であり、(C)は歪曲収差図である。 では、実施例7の撮像レンズの収差図を示しており、(A)は球面収差図であり、(B)は非点収差図であり、(C)は歪曲収差図である。 では、実施例8の撮像レンズの収差図を示しており、(A)は球面収差図であり、(B)は非点収差図であり、(C)は歪曲収差図である。 は、携帯端末のブロック図である。 では、(A)はレンズブロックユニットの断面図であり、(B)は撮像レンズの製造工程を示す断面図であり、(C)は撮像レンズの断面図である。
符号の説明
BK レンズブロック
L レンズ
LS レンズ基板
ape 開口絞り
s レンズ面・基板面
* 非球面
PT 平行平板
LN 撮像レンズ
SR 撮像素子
IM 像面
SS 受光面
AX 光軸
LU 撮像装置
CU 携帯端末
1 信号処理部
2 制御部
3 メモリ
4 操作部
5 表示部
[実施の形態1]
[■撮像装置および携帯端末について]
通常、撮像レンズは、画像入力機能付きデジタル機器(例えば携帯端末)への使用に適する。なぜなら、撮像レンズと撮像素子等とを組み合わせて含むデジタル機器は、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像装置になるためである。
撮像装置は、被写体の静止画および動画を撮影するカメラの主たる構成要素(光学装置)であり、例えば、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像を形成する撮像レンズと、その撮像レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を含む。
カメラの例としては、デジタルカメラ、ビデオカメラ、監視カメラ、車載カメラ、およびテレビ電話用カメラが挙げられる。また、カメラは、パーソナルコンピュータ、携帯端末(例えば、携帯電話、モバイルコンピュータ等のコンパクトで携帯可能な情報機器端末)、これらの周辺機器(スキャナー、プリンター等)、および、その他のデジタル機器等に内蔵または外付けされてもよい。
これらの例からわかるように、撮像装置を搭載することでカメラが構成されるだけでなく、撮像装置を搭載することでカメラ機能を有する各種機器が構成される。例えば、カメラ付き携帯電話等の画像入力機能付きデジタル機器が構成される。
図17は、画像入力機能付きデジタル機器の一例である携帯端末CUのブロック図である。この図での携帯端末CUに搭載されている撮像装置LUは、撮像レンズLN、平行平面板PT、および撮像素子SRを含む(平行平板PTを含めて撮像レンズLNと称す場合もある)。
撮像レンズLNは、物体(すなわち被写体)側から順に、物体の光学像(像面)IMを形成する。詳説すると、撮像レンズLNは、例えばレンズブロックBK(詳細は後述)を含み、撮像素子SRの受光面SS上に光学像IMを形成する。
なお、撮像レンズLNで形成されるべき光学像IMは、例えば、撮像素子SRの画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的ローパスフィルター(図17での平行平面板PT)を通過する。この通過により、電気的な信号に変換される場合に発生するいわゆる折り返しノイズが最小化されるように、空間周波数特性が調整される。
そして、この空間周波数特性の調整により、色モアレの発生が抑えられる。ただし、解像限界周波数周辺の性能が抑えられれば、光学的ローパスフィルターを用いなくても、ノイズが発生しない。また、ノイズのあまり目立たない表示系(例えば、携帯電話の液晶画面等)を用いて、ユーザーが撮影や鑑賞を行う場合、光学的ローパスフィルターは不要である。
平行平面板PTは、例えば、必要に応じて配置される光学的ローパスフィルター、赤外カットフィルタ等の光学フィルタである(なお、平行平板PTは、撮像素子SRのカバーガラス等に相当することもある)。
撮像素子SRは、撮像レンズLNにより受光面SS上に形成された光学像IMを電気的な信号に変換する。例えば、複数の画素を有するCCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサおよびCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)型イメージセンサが撮像素子(固体撮像素子)として挙げられる。なお、撮像レンズLNは、撮像素子SRの受光面SS上に被写体の光学像IMを形成させるように位置する。そのため、撮像レンズLNによって形成された光学像IMは、撮像素子SRによって電気的な信号に効率よく変換される。
なお、このような撮像装置LUが画像入力機能付きの携帯端末CUに搭載される場合、通常、携帯端末CUのボディ内部に撮像装置LUが配置される。ただし、携帯端末CUがカメラ機能を発揮する場合には、撮像装置LUが必要に応じた形態になる。例えば、ユニット化した撮像装置LUが、携帯端末CUの本体に対して着脱自在または回動自在になっていてもよい。
ところで、携帯端末CUは、撮像装置LUの他に、信号処理部1、制御部2、メモリ3、操作部4、および表示部5を含む。
信号処理部1は、撮像素子SRで生成された信号に対して、例えば、所定のデジタル画像処理および画像圧縮処理を必要に応じて施す。そして、処理の施された信号は、デジタル映像信号としてメモリ3(半導体メモリ、光ディスク等)に記録されたり、ケーブルを介して赤外線信号に変換され、他の機器に伝送されたりする。
制御部2は、マイクロコンピュータであり、撮影機能、画像再生機能等の機能制御、すなわち、フォーカシングのためのレンズ移動機構の制御等を集中的に行う。例えば、制御部2は、被写体の静止画撮影および動画撮影のうちの少なくとも一方を行うように、撮像装置LUを制御する。
メモリ3は、例えば、撮像素子SRで生成されるとともに信号処理部1にて処理された信号を記憶する。
操作部4は、操作ボタン(例えばレリーズボタン)、操作ダイヤル(例えば撮影モードダイヤル)等の操作部材を含む部分であり、操作者の操作入力した情報を制御部2に伝達する。
表示部5は、液晶モニター等のディスプレイを含む部分であり、撮像素子SRによって変換された画像信号またはメモリ3に記録されている画像情報を用いて画像表示を行う。
[■撮像レンズについて]
ここで、撮像レンズLNについて詳説する。撮像レンズLNは、複数の光学要素を連ねたレンズブロックBKを含む(後述の図1等参照)。そして、このレンズブロックBKは、例えば、レンズ基板LSにて対向する2面(物体側基板面および像側基板面)のうちの少なくとも一方の基板面にレンズLを連ねる(なお、このレンズLは正パワーまたは負パワーを有する)。
なお、“連なる”とは、レンズ基板LSの基板面とレンズLとが直接接着状態にあること、または、レンズ基板LSの基板面とレンズLとが別部材を介しながら間接接着状態にあることを意味する。
[■撮像レンズの製造方法について]
ところで、図18Aの断面図に示すような、複数のレンズブロックBKを並べて含むレンズブロックユニットUTは、例えば、多数のレンズLを同時に作製できるとともに低コストであるリフロー法またはレプリカ法で製造される(なお、レンズブロックユニットUTに含まれるレンズブロックBKの数は単数であっても複数であってもよい)。
リフロー法は、CVD(Chemical Vapor Deposition)法によって、ガラス基板に、低軟化点ガラスを成膜させる。そして、この低軟化点ガラス成膜は、リソグラフィーおよびドライエッチングによって微細加工される。さらに、加熱されることで、低軟化点ガラス成膜は溶融してレンズ状になる。つまり、このリフロー法では、ガラス基板上に、多数のレンズが同時に作製される。
また、レプリカ法は、レンズウェーハ上に、金型を用いて硬化性の樹脂をレンズ形状にして転写する。これにより、このレプリカ法では、レンズウェーハ上に、多数のレンズが同時に作製される。
そして、これらのような方法によって製造されたレンズブロックユニットUTから、撮像レンズLNが製造される。この撮像レンズの製造工程の一例を、図18Bの概略断面図で示す。
第1のレンズブロックユニットUT1は、平行平板である第1レンズ基板LS1と、その一方の平面に接着された複数の第1レンズL1と、他方の平面に接着された複数の第2レンズL2と、で構成される。
第2のレンズブロックユニットUT2は、平行平板である第2レンズ基板LS2と、その一方の平面に接着された複数の第3レンズL3と、他方の平面に接着された複数の第4レンズL4と、で構成される。
格子状のスペーサ部材(スペーサ)B1は、第1のレンズブロックユニットUT1と第2のレンズブロックユニットUT2との間(具体的には、第1レンズ基板LS1と第2レンズ基板LS2との間)に介在し、両レンズブロックユニットUT1・UT2の間隔を一定に保つ。さらに、スペーサ部材B1は、基板2と第2のレンズブロックユニット2との間に介在し、基板2とレンズブロックユニットUT2との間隔を一定に保つ(つまり、スペーサ部材B1は2段格子といえる)。そして、スペーサ部材B1の格子の穴の部分に、各レンズLが位置する。
なお、基板B2は、マイクロレンズアレイを含むウェーハレベルのセンサーチップサイズパッケージ、あるいはセンサーカバーガラスまたはIRカットフィルタ等の平行平面板(図17での平行平面板PTに相当するもの)である。
そして、スペーサ部材B1が、第1のレンズブロックユニットUT1と第1のレンズブロックユニットUT2との間、および、第2のレンズユニットUT2と第2基板B2との間に介在することで、レンズ基板LS同士(第1レンズ基板LS1と第2レンズ基板LS2と)が、封止され一体化する。
そして、一体化した第1レンズ基板LS1、第2レンズ基板LS2、スペーサ部材B1、および基板2が、スペーサ部材B1の格子枠(破線Qの位置)に沿って切断されると、図18Cに示すように、2枚玉構成の撮像レンズLNが複数得られる。
このように、複数のレンズブロックBK(第1レンズブロックBK1および第2レンズブロックBK2)の組み込まれた部材が切り離されることで、撮像レンズLNが製造されると、撮像レンズLN毎のレンズ間隔の調整および組み立てが不要になる。そのため、撮像レンズLNの大量生産が可能となる。
しかも、スペーサ部材B1が格子形状である。そのため、このスペーサ部材B1が、複数のレンズブロックBKの組み込まれた部材から撮像レンズLNを切り離す場合の印にもなる。したがって、複数のレンズブロックBKの組み込まれた部材から撮像レンズLNが簡単に切り離され、手間がかからない。その結果、撮像レンズが安価に大量生産できる。
以上を踏まえると、撮像レンズLNの製造方法は、レンズブロックBKの周縁の少なくとも一部にスペーサ部材B1を並べ、複数のレンズブロックユニットUTを、スペーサ部材B1を介在させてつなげる連結工程と、つながるレンズブロックユニットUTを、スペーサ部材B1に沿って切断する切断工程と、を含む。そして、このような製造方法は、安価なレンズ系の量産に向いている。
[■撮像レンズに関するレンズ構成ついて]
次に、全実施例である実施例1〜8の撮像レンズLNに関するレンズ構成について、図1〜図8の光学断面図を用いて説明する。
光学断面等における部材符号については、以下のようになる。
・Li :レンズL
・LSi :レンズ基板LS(なお、全実施例のレンズ基板LSは平行平板である)
・BKi :レンズブロックBK
・PTi :平行平板(なお、レンズLを連ねない平行平板に限ってPTiを付す)
・si :レンズ面および基板面
・i :“Li”等に付される数字であり、各部材での物体側から像側に至るまでの順番。
・* :非球面(なお、レンズ基板LSに隣接せず、空気に接するレンズ面は非球面である)
・ape :開口絞り
・AX :光軸
なお、物体側から像側に並ぶ順番に合致した数字を付されたレンズLを別表現する場合がある。具体的には、レンズ基板LS(第1レンズ基板LS1〜第3レンズ基板LS3)における物体側(o)のレンズLおよび像側(m)のレンズLという意味で、レンズL[LS1o]、レンズL[LS1m]、レンズL[LS2o]、レンズL[LS2m]、レンズL[LS3o]、レンズL[LS3m]、と表現する場合がある。
[●実 施 例 1]〜[●実 施 例 3](図1〜図3参照)
実施例1〜3の撮像レンズLNでは、物体側から像側に向かって並ぶ3つのレンズブロックBK1〜BK3を含むとともに、開口絞りapeおよび平行平板PT1を含む。
最も物体側に位置する第1レンズブロックBK1は、第1レンズ基板LS1を含む。そして、この第1レンズ基板LS1の物体側基板面には第1レンズL1(レンズL[LS1o])が連なり、第1レンズ基板LS1の像側基板面には第2レンズL2(レンズL[LS1m])が連なる。詳説すると、第1レンズL1および第2レンズL2は、以下のようになる。なお、開口絞りapeは、第1レンズL1と第1レンズ基板LS1との境界面に形成される。
・第1レンズL1 :物体側凸の平凸レンズ
・第2レンズL2 :像側凹の平凹レンズ
第2レンズブロックBK2は、第1レンズブロックBK1の像側に位置し、第2レンズ基板LS2を含む。そして、この第2レンズ基板LS2の物体側基板面には第3レンズL3(レンズL[LS2o])が連なり、第2レンズ基板LS2の像側基板面には第4レンズL4(レンズL[LS2m])が連なる。詳説すると、第3レンズL3および第4レンズL4は、以下のようになる。
・第3レンズL3 :物体側凹の平凹レンズ
・第4レンズL4 :像側凸の平凸レンズ
第3レンズブロックBK3は、第2レンズブロックBK2の像側に位置し、第3レンズ基板LS3を含む。そして、この第3レンズ基板LS3の物体側基板面には第5レンズL5(レンズL[LS3o])が連なり、第3レンズ基板LS3の像側基板面には第6レンズL6(レンズL[LS3m])が連なる。詳説すると、第5レンズL5および第6レンズL6は、以下のようになる。
・第5レンズL5 :物体側凸の平凸レンズ
・第6レンズL6 :像側凹の平凹レンズ
平行平板PT1は、物体側面および像側面を平面とする。そして、この平行平板PT1は、撮像素子SRの撮像面(受光面)を保護してもよい(要は、平行平板PT1がカバーガラスになってもよい)。なお、以降の実施例における平行平板PT1は、この実施例1での平行平板PT1と同様である。
[●実 施 例 4](図4参照)
実施例4の撮像レンズLNは、第1レンズブロックBK1〜第3レンズブロックBK3、開口絞りape、および平行平板PT1を含む。
第1レンズブロックBK1では、第1レンズ基板LS1の物体側基板面に連なる第1レンズL1(レンズL[LS1o])および像側基板面に連なる第2レンズL2(レンズL[LS1m])は、以下のようになる。なお、開口絞りapeは、第1レンズL1と第1レンズ基板LS1との境界面に形成される。
・第1レンズL1 :物体側凸の平凸レンズ
・第2レンズL2 :像側凸の平凸レンズ
第2レンズブロックBK2では、第2レンズ基板LS2の物体側基板面に連なる第3レンズL3(レンズL[LS2o])および像側基板面に連なる第4レンズL4(レンズL[LS2m])は、以下のようになる。
・第3レンズL3 :物体側凹の平凹レンズ
・第4レンズL4 :像側凸の平凸レンズ
第3レンズブロックBK3では、第3レンズ基板LS3の物体側基板面に連なる第5レンズL5(レンズL[LS3o])および像側基板面に連なる第6レンズL6(レンズL[LS3m])は、以下のようになる。
・第5レンズL5 :物体側凸の平凸レンズ
・第6レンズL6 :像側凹の平凹レンズ
[●実 施 例 5]〜[●実 施 例 7](図5〜図7参照)
実施例5〜7の撮像レンズLNは、第1レンズブロックBK1〜第3レンズブロックBK3、開口絞りape、および平行平板PT1を含む。
第1レンズブロックBK1では、第1レンズ基板LS1の物体側基板面に連なる第1レンズL1(レンズL[LS1o])および像側基板面に連なる第2レンズL2(レンズL[LS1m])は、以下のようになる。なお、開口絞りapeは、第1レンズL1と第1レンズ基板LS1との境界面に形成される。
・第1レンズL1 :物体側凸の平凸レンズ
・第2レンズL2 :像側凹の平凹レンズ
第2レンズブロックBK2は、第2レンズ基板LS2を含み、その第2レンズ基板LS2の物体側基板面にのみレンズL{第3レンズL3(レンズL[LS2o])}を連ねる。詳説すると、第3レンズL3は以下のようになる。
・第3レンズL3 :物体側凹の平凹レンズ
第3レンズブロックBK3では、第3レンズ基板LS3の物体側基板面に連なる第4レンズL4(レンズL[LS3o])および像側基板面に連なる第5レンズL5(レンズL[LS3m])は、以下のようになる。
・第4レンズL4 :物体側凸の平凸レンズ
・第5レンズL5 :像側凹の平凹レンズ
[●実 施 例 8](図8参照)
実施例8の撮像レンズLNは、第1レンズブロックBK1〜第3レンズブロックBK3、開口絞りape、および平行平板PT1を含む。この実施例の撮像レンズLNでは、開口絞りapeは、第1レンズブロックBK1に含まれない。詳説すると、開口絞りapeは第1レンズブロックBK1よりも物体側に位置する(なお、開口絞りapeの物体側面をs1、像側面をs2とする)。したがって、この点で実施例8は本発明の単なる参考例であり、本発明に属さないものである。
第1レンズブロックBK1では、第1レンズ基板LS1の物体側基板面に連なる第1レンズL1(レンズL[LS1o])および像側基板面に連なる第2レンズL2(レンズL[LS1m])は、以下のようになる。
・第1レンズL1 :物体側凸の平凸レンズ
・第2レンズL2 :像側凹の平凹レンズ
第2レンズブロックBK2は、第1レンズブロックBK1の像側に位置し、第2レンズ基板LS2を含む。そして、この第2レンズ基板LS2の物体側基板面には第3レンズL3(レンズL[LS2o])が連なり、第2レンズ基板LS2の像側基板面には第4レンズL4(レンズL[LS2m])が連なる。詳説すると、第3レンズL3および第4レンズL4は、以下のようになる。
・第3レンズL3 :物体側凹の平凹レンズ
・第4レンズL4 :像側凸の平凸レンズ
第3レンズブロックBK3は、第2レンズブロックBK2の像側に位置し、第3レンズ基板LS3を含む。そして、この第3レンズ基板LS3の物体側基板面には第5レンズL5(レンズL[LS3o])が連なり、第3レンズ基板LS3の像側基板面には第6レンズL6(レンズL[LS3m])が連なる。詳説すると、第5レンズL5および第6レンズL6は、以下のようになる。
・第5レンズL5 :物体側凸の平凸レンズ
・第6レンズL6 :像側凹の平凹レンズ
[■撮像レンズに関するレンズのデータついて]
次に、実施例1〜8の撮像レンズLNの撮像レンズLNにおける各種データ、コンストラクションデータ、および非球面データを以下に示す。
なお、各種データにおける符号については、以下のようになる。
・f :焦点距離[単位;mm]
なお、f[all]は撮像レンズLN全系の焦点距離、f[BK1]〜f[BK3]
はレンズブロックBK1〜BK3の焦点距離である。
・Fno :Fナンバー
・ω :半画角[単位;°](ただし、画角は歪曲込みの値)
・Y’ :像高[単位;mm](ただし、歪曲込みの値)
・TL :撮像レンズLNの全長[単位;mm]
・BF :バックフォーカス(ただし、空気換算長。また、撮像レンズLNの全長である光学全長に含まれるバックフォーカスも同様である)。
ただし、レンズ基板LSの物体側基板面に連なるレンズLの焦点距離は、そのレンズLの物体側が空気で満たされる一方、像側がレンズ基板LSの媒質で満たされるという状態のもとで求められる。また、レンズ基板LSの像側基板面に連なるレンズの焦点距離は、そのレンズLの物体側がレンズ基板LSの媒質で満たされる一方、像側が空気で満たされるという状態のもとで求められる。
また、接合されていないレンズLの物体側レンズ面の焦点距離は、そのレンズLの物体側が空気で満たされる一方、像側がレンズ基板LSの媒質で満たされるという状態のもとで求められる。もちろん、接合されていないレンズLの像側レンズ面の焦点距離は、そのレンズLの物体側がレンズ基板LSの媒質で満たされる一方、像側が空気で満たされるという状態のもとで求められる。
コンストラクションデータにおける符号については、以下のようになる。
・si :数字は物体側から像側に向かうレンズ面および基板面の順番
・i :“si”等に付される数字であり、物体側から像側に至るまでの順番。
・* :非球面
・ape :開口絞り
・r :レンズ面または基板面の曲率半径[単位;mm]
・d :軸上面間隔[単位;mm]
・Nd :d線(波長587.56nm)に対して媒質が有する屈折率
・νd :d線に対して媒質が有するアッベ数
非球面データは、非球面における面頂点を原点とするローカルな直交座標系(x,y,z)を用いた以下の式(AS)で定義される。そして、以下のKと、非球面(si)毎のAjとが示される(ただし、表記のない項はゼロである)。なお、すべてのデータに関して、“e−n”=“×10-n”である。
z=(h2/r)/(1+√[1-(1+K)・h2/r2])+ΣAjhj … (AS)
ただし、
h :z軸(光軸AX)に対して垂直な方向の高さ(h2=x2+y2)
z :高さhの位置での光軸AX方向のサグ量(面頂点基準)
r :曲率半径
K :円錐定数
Aj :j次の非球面係数
である。
[●実 施 例 1](図9参照)
f[all] 2.647
f[BK1] 2.252
f[BK2] -4.572
f[BK3] 29.024
Fno 2.880
ω 34.111
Y’ 1.750
TL 2.890
BF 0.675
si r d Nd υd
1* 0.811 0.250 1.52000 57.00
2 (ape) infinity 0.300 1.47400 56.40
3 infinity 0.050 1.55000 32.00
4* 2.075 0.346
5* -2.283 0.050 1.55000 32.00
6 infinity 0.300 1.47400 56.40
7 infinity 0.241 1.52000 57.00
8* -25.652 0.100
9* 1.312 0.137 1.52000 57.00
10 infinity 0.300 1.47400 56.40
11 infinity 0.141 1.55000 32.00
12* 1.289 0.399
13 infinity 0.300 1.51633 64.14
14 infinity 0.079
15 infinity
s1*
K = 3.11773e-001
A4 =-1.11952e-001 A6 = 4.12697e-001 A8 =-1.99639e+000
A10= 2.22217e+000 A12= 0.00000e+000
s4*
K = 9.03066e+000
A4 = 1.67139e-001 A6 =-9.10089e-001 A8 = 5.35290e+000
A10=-1.18243e+001 A12= 0.00000e+000
s5*
K = 1.75991e+001
A4 = 1.57954e-001 A6 =-1.80218e+000 A8 = 3.70982e+000
A10=-4.16011e+000 A12=-6.91572e+000
s8*
K = 6.93862e+000
A4 =-3.19503e-001 A6 = 9.94179e-002 A8 = 1.22816e-001
A10= 1.05558e-002 A12=-1.02995e-001
s9*
K =-1.08476e+000
A4 =-6.91146e-001 A6 = 4.07236e-001 A8 =-6.63633e-003
A10=-6.23921e-002 A12= 1.49033e-002
s12*
K =-6.06038e+000
A4 =-2.10718e-001 A6 = 7.31124e-002 A8 =-3.38434e-002
A10= 1.12053e-002 A12=-7.11384e-004
[●実 施 例 2](図10参照)
f[all] 3.704
f[BK1] 3.003
f[BK2] -690.938
f[BK3] -5.985
Fno 2.880
ω 31.350
Y’ 2.240
TL 4.124
BF 0.914
si r d Nd υd
1* 1.252 0.250 1.52000 57.00
2 (ape) infinity 0.500 1.47400 56.40
3 infinity 0.050 1.52000 57.00
4* 4.909 0.442
5* -1.885 0.050 1.52000 57.00
6 infinity 0.500 1.47400 56.40
7 infinity 0.250 1.52000 57.00
8* -2.175 0.424
9* 3.265 0.156 1.52000 57.00
10 infinity 0.500 1.47400 56.40
11 infinity 0.088 1.55000 32.00
12* 1.551 0.531
13 infinity 0.500 1.51633 64.14
14 infinity 0.054
15 infinity
s1*
K = 3.05958e-001
A4 =-1.30816e-002 A6 =-3.81369e-003 A8 =-7.05497e-003
A10=-1.52999e-002 A12= 0.00000e+000
s4*
K = 2.02241e+001
A4 = 2.10611e-002 A6 =-1.71489e-001 A8 = 5.18291e-001
A10=-8.31280e-001 A12= 0.00000e+000
s5*
K = 5.15349e+000
A4 =-1.46432e-003 A6 =-1.41202e-002 A8 = 3.20063e-001
A10=-3.56834e-001 A12= 4.11694e-002
s8*
K = 2.05378e+000
A4 =-4.35175e-002 A6 = 8.80698e-002 A8 = 5.60302e-002
A10= 1.74354e-003 A12=-1.20205e-002
s9*
K = 3.24213e-002
A4 =-2.92113e-001 A6 = 1.22510e-001 A8 =-3.35706e-003
A10=-7.41606e-003 A12= 1.19605e-003
s12*
K =-6.34748e+000
A4 =-9.61452e-002 A6 = 2.67900e-002 A8 =-6.67033e-003
A10= 8.92508e-004 A12=-1.39287e-005
[●実 施 例 3](図11参照)
f[all] 2.753
f[BK1] 2.169
f[BK2] -6.443
f[BK3] -13.667
Fno 2.880
ω 33.086
Y’ 1.750
TL 2.978
BF 0.653
si r d Nd υd
1* 0.807 0.250 1.52000 57.00
2 (ape) infinity 0.350 1.47400 56.40
3 infinity 0.050 1.55000 32.00
4* 2.163 0.290
5* -1.866 0.050 1.55000 32.00
6 infinity 0.350 1.47400 56.40
7 infinity 0.250 1.52000 57.00
8* -4.203 0.156
9* 2.063 0.066 1.52000 57.00
10 infinity 0.350 1.47400 56.40
11 infinity 0.162 1.55000 32.00
12* 1.527 0.345
13 infinity 0.350 1.51633 64.14
14 infinity 0.077
15 infinity
s1*
K = 2.85078e-001
A4 =-8.77126e-002 A6 = 2.12975e-001 A8 =-1.43963e+000
A10= 1.45839e+000 A12= 0.00000e+000
s4*
K = 9.77741e+000
A4 = 2.54893e-002 A6 =-6.10318e-001 A8 = 3.09263e+000
A10=-1.83224e+001 A12= 0.00000e+000
s5*
K = 1.42335e+001
A4 =-7.06514e-002 A6 =-1.07883e+000 A8 = 1.08555e+000
A10=-5.40220e+000 A12= 3.07207e+000
s8*
K = 1.13365e+001
A4 =-2.69008e-001 A6 = 1.52602e-001 A8 = 6.12113e-002
A10=-3.18793e-002 A12=-1.05795e-002
S9*
K =-2.03169e-001
A4 =-6.20108e-001 A6 = 4.03870e-001 A8 =-1.66137e-002
A10=-6.50318e-002 A12= 1.71489e-002
s12*
K =-6.91474e+000
A4 =-2.08104e-001 A6 = 8.20763e-002 A8 =-3.69054e-002
A10= 1.02771e-002 A12=-3.69935e-004
[●実 施 例 4](図12参照)
f[all] 2.973
f[BK1] 2.487
f[BK2] -69.641
f[BK3] -8.465
Fno 2.880
ω 30.835
Y’ 1.750
TL 3.573
BF 1.002
si r d Nd υd
1* 1.517 0.165 1.52000 57.00
2 (ape) infinity 0.300 1.51633 64.14
3 infinity 0.089 1.52000 57.00
4* -7.691 0.411
5* -1.239 0.050 1.55000 32.00
6 infinity 0.300 1.51633 64.14
7 infinity 0.200 1.52000 57.00
8* -1.405 0.375
9* 2.059 0.131 1.52000 57.00
10 infinity 0.500 1.51633 64.14
11 infinity 0.050 1.52000 57.00
12* 1.244 0.396
13 infinity 0.500 1.51633 64.14
14 infinity 0.277
15 infinity
s1*
K = 2.81651e+000
A4 =-1.64911e-001 A6 =-3.50486e-002 A8 =-4.00426e-001
A10=-1.08833e-001 A12= 0.00000e+000
s4*
K = 3.00000e+001
A4 =-6.97529e-002 A6 =-6.73186e-003 A8 =-1.17936e-002
A10= 2.68305e-001 A12= 0.00000e+000
s5*
K =-6.19072e+000
A4 =-3.26269e-001 A6 = 6.84134e-001 A8 = 4.05781e-001
A10=-1.08216e+000 A12= 6.22134e-001
s8*
K = 2.99275e-001
A4 =-5.61372e-002 A6 = 4.73054e-001 A8 = 6.17604e-004
A10= 2.22352e-002 A12= 8.31253e-002
S9*
K =-1.95861e+001
A4 =-2.69021e-001 A6 = 1.30888e-001 A8 =-1.04330e-002
A10=-6.07503e-002 A12= 3.70017e-002
s12*
K =-6.46040e+000
A4 =-1.50034e-001 A6 = 7.58932e-002 A8 =-4.42902e-002
A10= 1.30184e-002 A12=-1.57213e-003
[●実 施 例 5](図13参照)
f[all] 2.890
f[BK1] 2.416
f[BK2] -4.455
f[BK3] 16.593
Fno 2.880
ω 30.894
Y’ 1.750
TL 3.142
BF 0.702
si r d Nd υd
1* 0.882 0.237 1.52000 57.00
2 (ape) infinity 0.400 1.47400 56.40
3 infinity 0.068 1.52000 57.00
4* 2.141 0.368
5* -2.317 0.050 1.52000 57.00
6 infinity 0.400 1.47400 56.40
7 infinity 0.073
8* 2.224 0.241 1.52000 57.00
9 infinity 0.400 1.47400 56.40
10 infinity 0.203 1.55000 32.00
11* 2.754 0.389
12 infinity 0.400 1.51633 64.14
13 infinity 0.050
14 infinity
s1*
K = 2.87192e-001
A4 =-5.84488e-002 A6 = 8.46640e-002 A8 =-3.91741e-001
A10= 1.64612e-001 A12= 0.00000e+000
s4*
K = 1.47848e+001
A4 = 9.44161e-002 A6 =-7.19604e-001 A8 = 3.19557e+000
A10=-9.42326e+000 A12= 0.00000e+000
s5*
K = 4.98195e+000
A4 = 8.08230e-002 A6 =-7.67275e-001 A8 =-2.85309e-001
A10= 8.15736e-002 A12=-4.12767e+000
s8*
K = 7.17765e-001
A4 =-3.42193e-001 A6 = 2.61355e-001 A8 =-5.78269e-002
A10=-4.51000e-002 A12= 2.25823e-002
s11*
K = 1.50135e+000
A4 =-1.93316e-001 A6 = 5.19675e-002 A8 =-2.44293e-002
A10= 6.81970e-003 A12=-6.29114e-004
[●実 施 例 6](図14参照)
f[all] 2.774
f[BK1] 2.488
f[BK2] -10.446
f[BK3] -12.416
Fno 2.880
ω 32.365
Y’ 1.750
TL 2.862
BF 0.637
si r d Nd υd
1* 0.769 0.249 1.52000 57.00
2 (ape) infinity 0.300 1.47400 56.40
3 infinity 0.050 1.52000 57.00
4* 1.381 0.309
5* -5.432 0.058 1.52000 57.00
6 infinity 0.300 1.47400 56.40
7 infinity 0.309
8* 2.325 0.163 1.52000 57.00
9 infinity 0.300 1.47400 56.40
10 infinity 0.187 1.55000 32.00
11* 1.634 0.369
12 infinity 0.300 1.51633 64.14
13 infinity 0.071
14 infinity
s1*
K =-3.64146e-003
A4 = 9.17256e-003 A6 = 3.98044e-001 A8 =-1.38951e+000
A10= 3.23599e+000 A12= 0.00000e+000
s4*
K = 2.78669e+000
A4 = 3.98580e-001 A6 = 9.94132e-002 A8 = 3.11542e+000
A10= 1.47065e+001 A12= 0.00000e+000
s5*
K = 1.66617e+001
A4 = 1.79708e-001 A6 =-1.45136e+000 A8 =-1.24731e+000
A10= 1.62642e+001 A12=-1.90430e+001
s8*
K =-5.86554e+001
A4 =-2.72004e-001 A6 = 2.12991e-001 A8 = 2.47318e-002
A10=-6.88733e-002 A12= 1.84259e-002
s11*
K =-1.32049e+001
A4 =-1.74896e-001 A6 = 3.55497e-002 A8 =-1.27413e-002
A10= 6.44311e-003 A12=-1.43766e-004
[●実 施 例 7](図15参照)
f[all] 2.791
f[BK1] 2.662
f[BK2] -5.005
f[BK3] 8.560
Fno 2.880
ω 31.719
Y’ 1.750
TL 3.063
BF 0.797
si r d Nd υd
1* 0.904 0.213 1.52000 57.00
2 (ape) infinity 0.300 1.47400 56.40
3 infinity 0.094 1.52000 57.00
4* 1.999 0.509
5* -2.602 0.106 1.52000 57.00
6 infinity 0.300 1.47400 56.40
7 infinity 0.050
8* 1.330 0.250 1.52000 57.00
9 infinity 0.300 1.47400 56.40
10 infinity 0.143 1.52000 57.00
11* 1.554 0.534
12 infinity 0.300 1.51633 64.14
13 infinity 0.065
14 infinity
s1*
K =-2.98845e-002
A4 =-1.99708e-002 A6 = 5.25030e-001 A8 =-1.79489e+000
A10= 2.88669e+000 A12= 0.00000e+000
s4*
K = 1.02673e-001
A4 = 2.47354e-001 A6 = 4.91375e-001 A8 =-2.01725e+000
A10= 8.23800e+000 A12= 0.00000e+000
s5*
K = 7.26107e+000
A4 = 3.30855e-001 A6 =-2.12706e-001 A8 =-3.78928e+000
A10= 9.73375e+000 A12=-9.11121e+000
s8*
K =-6.24169e+000
A4 =-3.14524e-001 A6 = 1.88800e-001 A8 = 2.98153e-002
A10=-5.92137e-002 A12= 1.50063e-002
s11*
K =-5.65527e+000
A4 =-1.59751e-001 A6 = 3.09534e-002 A8 =-1.55644e-002
A10= 5.97253e-003 A12=-2.95185e-004
[●実 施 例 8](図16参照)
f[all] 3.590
f[BK1] 2.906
f[BK2] -691.105
f[BK3] -6.318
Fno 2.880
ω 30.388
Y’ 2.240
TL 4.048
BF 0.880
si r d Nd υd
1 (ape) infinity 0.050
2 infinity -0.150
3* 1.286 0.291 1.52000 57.00
4 infinity 0.500 1.47400 56.40
5 infinity 0.110 1.52000 57.00
6* 6.524 0.362
7* -1.904 0.110 1.52000 57.00
8 infinity 0.500 1.47400 56.40
9 infinity 0.299 1.52000 57.00
10* -2.232 0.351
11* 3.195 0.135 1.52000 57.00
12 infinity 0.500 1.47400 56.40
13 infinity 0.110 1.55000 32.00
14* 1.574 0.491
15 infinity 0.500 1.51633 64.14
16 infinity 0.059
17 infinity
s3*
K = 3.20296e-001
A4 =-8.97949e-003 A6 =-9.89952e-003 A8 =-8.90108e-003
A10= 1.84459e-002 A12= 0.00000e+000
S6*
K = 2.66973e+001
A4 = 2.78145e-002 A6 =-1.37093e-001 A8 = 5.60951e-001
A10=-7.99838e-001 A12= 0.00000e+000
S7*
K = 5.01531e+000
A4 = 1.52192e-002 A6 = 1.07159e-002 A8 = 3.55772e-001
A10=-3.57875e-001 A12= 4.11694e-002
S10*
K = 1.94675e+000
A4 =-4.18269e-002 A6 = 8.65809e-002 A8 = 5.23893e-002
A10=-1.34577e-004 A12=-1.16270e-002
s11*
K = 1.53342e-001
A4 =-2.91638e-001 A6 = 1.22743e-001 A8 =-3.31126e-003
A10=-7.41786e-003 A12= 1.18997e-003
s14*
K =-5.66679e+000
A4 =-8.50750e-002 A6 = 2.80878e-002 A8 =-6.64778e-003
A10= 8.66315e-004 A12=-2.57527e-005
[■撮像レンズに関する収差ついて]
全実施例である実施例1〜8の撮像レンズLNに関する収差は、図9A〜図16Cに示される。収差図では、球面収差(LONGITUDINAL SPHERICAL ABER.)、非点収差(ASTIGMATIC FIELD CURVES)、および歪曲収差(DISTORTION)が示される。
球面収差図は、d線(波長587.56nm)に対する球面収差量、C線(波長656.28nm)に対する球面収差量、g線(波長435.84nm)に対する球面収差量を、それぞれ近軸像面からの光軸AX方向のズレ量[単位;mm]で示す。また、球面収差図における縦軸は、瞳への入射高さをその最大高さで規格化した値(すなわち、相対瞳高さ)を示す。なお、d線、C線、g線を示す線種は各図を参照するものとする。
非点収差図は、d線に対するタンジェンシャル像面、および、d線に対するサジタル像面を、近軸像面からの光軸AX方向のズレ量[単位;mm]で示す。なお、“T”と付した線がタンジェンシャル像面に対応し、“S”と付した線がサジタル像面に対応している。また、非点収差図における縦軸は像高(IMG HT)である[単位;mm]。
歪曲収差図は、横軸がd線に対する歪曲[単位;%]を示し、縦軸が像高[単位;mm]を示す。なお、像高は結像面における最大像高Y’(撮像素子SRの受光面SSの対角長の半分)に相当する。
[■撮像レンズの詳細について]
以上の撮像レンズLNの詳細は以下の通りである。
撮像レンズLNは、レンズブロックBKを含む。そして、このレンズブロックBKは、前述した通り、安価に大量生産される。この生産にて、材料の選択肢を増やすべく、例えば、加工しやすい材料または安価な材料を選択可能にすべく(簡易かつ低コストな撮像レンズLNを製造すべく)、レンズブロックBKは、材質を異ならせたレンズLとレンズ基板LSとを含む。
さらに、コンパクト化、高性能化(例えば高い収差補正機能)、および低コスト化等の種々のバランスを考慮すると、撮像レンズLNは、3つ以上レンズブロックBKを含む。
また、撮像レンズLNは、図18Bおよび図18Cに示すように、スペーサ部材B1を介して、レンズ基板LSに多数個成型されたレンズLを並べたレンズブロックユニットUT同士、さらには、センサーカバーになり得る基板B2をつなげた後、スペーサ部材B1に沿う切断で製造される。
そのため、レンズ基板LSが平行平板であると、撮像レンズLNの製造過程で、レンズ基板LSに対する加工は簡易または不要になるだけでなく、レンズLが基板平面に形成されるため安定する。そのため、平行平板のレンズ基板LSだと、撮像レンズLNの製造負担が軽減する。
さらに、レンズ基板LSが平行平板であると、基板面とレンズLとの境界面はパワーを有さない。そのため、例えば、レンズ基板LSの基板面における面精度が、撮像レンズLNにおける像面へのピント位置に影響を与えにくい。したがって、撮像レンズLNは、高性能を有する。
また、特に、レンズ基板LSとなる平行平板の厚みが、全て同じ厚みであると、撮像レンズLNの製造過程にて、レンズ基板LSの研磨条件が同条件となり、低コストで大量にレンズ基板LSが製造され、ひいては、撮像レンズLNのコストダウンにもつながる。
また、撮像レンズLNにて、第1レンズブロックBK1は正パワーを有し、第2レンズブロックBK2は負パワーを有する。
このようになっていると、第1レンズブロックBK1の正パワーに起因する軸上色収差が、第2レンズブロックBK2の負パワーによって、効率よく補正される。
その上、レンズブロックBK1・BK2のパワー配置が“正・負”の場合での第2レンズブロックBK2から撮像素子SRまでの間隔は、レンズブロックBK1・BK2のパワー配置が“正・正”の場合での第2レンズブロックBK2から撮像素子SRまでの間隔に比べて、長くなる。そのため、第2レンズブロックBK2と撮像素子SRとの間隔に、収差補正を担う別のレンズブロック(すなわち、第3レンズブロックBK3)が容易に配置される。
そして、この第3レンズブロックBK3には、第1レンズブロックBK1および第2レンズブロックBK2を通過することで、光軸から離れつつ像高毎に分離される光が到達する。すると、この第3レンズブロックBK3は、分離した光束毎に収差を補正する。したがって、撮像レンズLNにて、収差(歪曲収差等)が効率よく補正される。また、歪曲収差が第3レンズブロックBK3によって効率よく補正されるのであれば、その第3レンズブロックBK3は、テレセントリック性確保のための機能も負担可能になる。
また、撮像レンズLNでは、以下の条件式(G1)が満たされる。この条件式(G1)は、第1レンズブロックBK1の合成焦点距離(焦点距離)を撮像レンズLN全体(全系)の合成焦点距離で規定する。
0.7<f[BK1]/f[all]<1.0 … (G1)
ただし、
f[BK1] :第1レンズブロックBK1の合成焦点距離
f[all] :撮像レンズLN全体の合成焦点距離
である。
条件式(G1)の値が下限値を下回る場合、第1レンズブロックBK1の焦点距離が比較的短いことになり、この第1レンズブロックBK1の有する正パワーが強大になる。そのため、撮像レンズLNの全長は短くなりやすくなるものの、強大な正パワーに起因して、諸収差が発生しやすくなる。
また、第1レンズブロックBK1が強大な正パワーを有する場合、その第1レンズブロックBK1における面精度(例えば、レンズL[LS1o]のレンズ面精度、レンズL[LS1m]のレンズ面精度)の要求が極めて高くなる。そのため、撮像レンズLNの製造が難しくなる(すなわち、撮像レンズLNの製造誤差感度が高くなる)。その上、第1レンズブロックBK1が偏心した場合でも、諸収差が発生しやすくなる。
一方、条件式(G1)の値が上限値を上回る場合、第1レンズブロックBK1の焦点距離が比較的長いことになり、この第1レンズブロックBK1の有する正パワーが弱小になる。そのため、正パワーに起因する諸収差が発生しにくくなるものの、撮像レンズLNの全長は長くなりやすい。
以上から、条件式(G1)の値が下限値から上限値までの範囲に収まれば、撮像レンズLNは、諸収差を抑えつつ、製造誤差感度も抑え、さらに、全長までも比較的コンパクトになる。つまり、製造誤差感度の低下から、比較的簡易かつ安価に撮像レンズLNが大量に(要は、歩留まりを高くして)製造され、さらに、製造された撮像レンズLNは、比較的コンパクトでありながら高性能(例えば高い収差補正機能)を有する。
また、レンズL[LS1o]およびレンズL[LS1m]を含む撮像レンズLNでは、以下の条件式(G2)が満たされると望ましい。この条件式(G2)は、第1レンズブロックBK1のシェイプファクタ(Shape Factor)を規定する。
1.0<(r[L[LS1m]m]+r[L[LS1o]o])/(r[L[LS1m]m]−r[L[LS1o]o])<4.0
…(G2)
ただし、
r[L[LS1m]m] :レンズL[LS1m]における像側レンズ面の曲率半径
r[L[LS1o]o] :レンズL[LS1o]における物体側レンズ面の曲率半径
である。
条件式(G2)の値が下限値を下回る場合、レンズL[LS1o]の物体側レンズ面が物体側凸面、レンズL[LS1m]の像側レンズ面が像側凸面であることを意味する。このようになっていると、いわゆるペッツバール和は比較的大きくなる。さらに、第1レンズブロックBK1における物体側および像側の両側に凸面が位置することで、色収差が補正されにくい。
一方、条件式(G2)の値が上限値を上回る場合、レンズ[LS1m]の像側レンズ面の曲率半径が過度に短くなり、球面収差が発生しやすくなる。また、このようなレンズ[LS1m]の像側レンズ面であると、軸外収差(コマ収差および非点収差)も発生しやすくなる。
以上から、条件式(G2)の値が下限値から上限値までの範囲に収まれば、レンズL[LS1m]の像側レンズ面は像側凹面となり、レンズL[LS1o]の物体側レンズ面の物体側凸面と相まって、ベッツバール和が比較的小さくなる。さらに、色収差も補正される。また、レンズ[LS1m]の像側レンズ面の曲率半径が過度に短くならず、球面収差および軸外収差等が抑制される。その結果、撮像レンズLNは、比較的コンパクトでありながら高性能を有する。
なお、第1レンズブロックBK1では、レンズL[LS1o]の物体側レンズ面およびレンズL[LS1m]の像側レンズ面のうち、少なくとも一方のレンズ面が非球面であると望ましい。このようになっていると、非球面が利用されることで、効率よく球面収差等が補正される。
また、撮像レンズLNでは、以下の条件式(G3)が満たされると望ましい。この条件式(G3)は、レンズL[LS1o]のアッベ数が一定値を超えることを示す。
40<ν[L[LS1o]] … (G3)
ただし、
ν[L[LS1o]] :レンズL[LS1o]のアッベ数
である。
アッベ数は、材質の分散を示す値であり、波長486.1nm(F線)の青色の光に対する屈折率nFと波長656.3nm(C線)の赤色の光に対する屈折率nCとの差分と、波長587.6nm(d線)の黄色の光に対する屈折率と空気の屈折率との差分との比である。そして、このアッベ数が大きいということは、F線に対する屈折率とC線に対する屈折率との差(屈折率差)が小さいことになる。
そのため、条件式(G3)が満たされると、例えば、全長をコンパクトにするために、レンズL[LS1o]のパワーが比較的強くなったとしても、光の波長の差異に起因する軸上色収差が抑制される。その結果、撮像レンズLNは、比較的コンパクトでありながら高性能を有する。
なお、条件式(G3)の条件範囲のなかでも、以下の条件範囲を定めた条件式(G3a)が満たされると望ましい。
50<ν[L[LS1o]]<65 … (G3a)
また、撮像レンズLNでは、第1レンズブロックBK1におけるレンズL[LS1m]の像側レンズ面が像側凹面であり、以下の条件式(G4)が満たされると望ましい。
10<ν[L[LS1m]]<40 … (G4)
ただし、
ν[L[LS1m]]: レンズL[LS1m]のアッベ数
である。
このようになっていると、例えば、レンズL[LS1o]にて補正しきれなかった軸上色収差が、レンズL[LS1m]によって補正される。そのため、撮像レンズLNは、より高性能を有する。
また、撮像レンズLNでは、以下の条件式(G5)が満たされると望ましい。この条件式(G5)は、第1レンズブロックBK1の合成焦点距離と第2レンズブロックBK2の合成焦点距離との比率である(ただし、絶対値での比率)。
0.2<|f[BK1]/f[BK2]|<0.6 … (G5)
ただし、
f[BK1] :第1レンズブロックBK1の合成焦点距離
f[BK2] :第2レンズブロックBK2の合成焦点距離
である。
条件式(G5)の値が下限値を下回る場合、例えば、第2レンズブロックBK2の焦点距離が比較的長くなり、その第2レンズブロックBK2のパワーが弱まる。すると、このような第2レンズブロックBK2は、第1レンズブロックBK1の正パワーに起因する諸収差(球面収差および像面湾曲収差等)を補正しきれない。
一方、条件式(G5)の値が上限値を上回る場合、例えば、第2レンズブロックBK2の焦点距離が比較的短くなり、その第2レンズブロックBK2のパワーが強まる。すると、このような第2レンズブロックBK2は、第1レンズブロックBK1の正パワーに起因する諸収差を過剰補正しかねない。
また、第2レンズブロックBK2のパワーが強すぎると、その第2レンズブロックBK2から撮像素子SRまで間隔が狭小になる。すると、第3レンズブロックBK3は、その狭小の間隔に位置しなくてはならず、薄いレンズブロックにならざるを得ない。そのため、このような第3レンズブロックBK3の製造は難しくなり、ひいては撮像レンズLNの製造誤差感度までも高まってしまう(要は、撮像レンズLNが高い収差補正機能を持てない)。
第3レンズブロックBK3がレンズ基板と基板面に連なるレンズで構成された場合、通常レンズより厚くなるので、レンズを配置するスペースがより大きな問題となる。条件式(G5)は、レンズ基板と基板面に連なるレンズで構成されたレンズブロックの厚さを考慮して導いたものである。
以上から、条件式(G5)の値が下限値から上限値までの範囲に収まれば、撮像レンズLNにて、諸収差が適切に補正され、さらに、第3レンズブロックBK3が過剰に薄くならず、撮像レンズLNの製造誤差感度も低くなる。つまり、比較的簡易かつ安価に撮像レンズLNが大量に製造され、さらに、製造された撮像レンズLNは、比較的コンパクトでありながら高性能を有する。
また、撮像レンズLNでは、レンズL[LS2o]の物体側レンズ面は、物体側凹面であり、さらに、以下の条件式(G6)が満たされると望ましい。この条件式(G6)は、レンズL[LS2o]の物体側レンズ面の曲率半径を撮像レンズ全体の合成焦点距離で規定する。
0.4<|r[L[LS2o]o]/f[all]|<2.0 …(G6)
ただし、
r[L[LS2o]o] :レンズL[LS2o]における物体側レンズ面の曲率半径
f[all] :撮像レンズLN全体の合成焦点距離
である。
条件式(G6)の値が下限値を下回る場合、レンズL[LS2o]の物体側レンズ面の曲率半径が短すぎ、そのレンズL[LS2o]の製造が難しくなる。また、ひいては撮像レンズLNの製造誤差感度までも高まってしまう。
一方、条件式(G6)の値が上限値を上回る場合、レンズL[LS2o]の物体側レンズ面の曲率半径が長すぎ、そのレンズL[LS2o]は十分なパワーを有せず、色収差を補正しきれない。また、ペッツバール和という観点から、例えば、レンズL[LS1o]における物体側レンズ面の物体側凸面の焦点距離と、レンズL[LS2o]における物体側レンズ面の物体側凹面の焦点距離とが相殺する関係になるものの、レンズL[LS2o]における物体側レンズ面の物体側凹面の焦点距離が長すぎ、ペッツバール和の値がゼロになりにくい。
以上から、条件式(G6)の値が下限値から上限値までの範囲に収まれば、撮像レンズLNにて、色収差補正に要するパワーを確保しつつペッツバール和が小さくなり、さらに、レンズL[LS2o]の製造誤差感度も低くなる(ひいては、撮像レンズLNの製造誤差感度も低くなる)。つまり、比較的簡易かつ安価に撮像レンズLNが大量に製造され、さらに、製造された撮像レンズLNは、高性能を有する。
なお、条件式(G6)の条件範囲のなかでも、以下の条件範囲を定めた条件式(G6a)が満たされると望ましい。
0.8<|r[L[LS2o]o]/f[all]|<2.0 …(G6a)
また、撮像レンズLNでは、第2レンズブロックBK2は、第2レンズ基板LS2の物体側基板面のみに、レンズL(レンズL[LS2o])を連ねると望ましい。
このようなっていると、第2レンズブロックBK2の像側面は、第2レンズ基板LS2の像側基板面の平面となる。すると、この第2レンズブロックBK2が偏心したとしても、平面である像側面に起因して、撮像素子SRに到達する光学像に与える影響は抑えられる。
また、撮像レンズLNにて、最も像側に位置するレンズブロックBK(例えば第3レンズブロックBK3)では、レンズ基板LSの像側基板面に連なるレンズLの像側レンズ面が、像側凹面であると望ましい。特に、その像側凹面が、レンズ面内に変曲点を有すると望ましい。
変曲点を持つレンズ面の一例としては、そのレンズ面での面頂点を凹状にするとともに、そのレンズ面にて最大像高の主光線と交わる部分を凸状にしたレンズ面が挙げられる。つまり、近軸光線に交わる付近のレンズ面の一部が凹状になり、レンズ面の周縁が凸状になっている。
このような非球面のレンズ面は、撮像素子SRの周縁に向かって発散しつつ進行しようとする光束を収束させる。そのため、この撮像レンズLNでは、歪曲収差が抑制されつつテレセントリック性も確保される。
また、撮像レンズLNでは、以下の条件式(G7)が満たされると望ましい。この条件式(G7)は、第3レンズブロックBK3の合成焦点距離を撮像レンズLN全体の合成焦点距離で規定する。
2.0<f[BK3]/f[all]<15.0 … (G7)
ただし、
f[BK3] :第3レンズブロックBK3の合成焦点距離
f[all] :撮像レンズLN全体の合成焦点距離
である。
条件式(G7)の値が下限値を下回る場合、第3レンズブロックBK3の焦点距離が比較的短いことになり、この第3レンズブロックBK3の有するパワーが強大になる。そのため、撮像レンズLNの全長は短くなりやすくなるものの、強大なパワーに起因して、諸収差が発生しやすくなる。
また、第3レンズブロックBK3が強大なパワーを有する場合、その第3レンズブロックBK3における面精度(例えば、レンズL[LS3o]のレンズ面精度、レンズL[LS3m]のレンズ面精度)の要求が極めて高くなる。そのため、撮像レンズLNの製造が難しくなる。その上、第3レンズブロックBK3が偏心した場合でも、諸収差が発生しやすくなる。
また、第3レンズブロックBK3のパワーが強すぎると、その第3レンズブロックBK3から撮像素子SRまで間隔が狭小になる。すると、例えば、第3レンズブロックBK3の像側に第4レンズブロックBK4が位置する場合、この第4レンズブロックBK4は狭小の間隔に位置しなくてはならず、薄いレンズブロックにならざるを得ない。そのため、このような第4レンズブロックBK4の製造は難しくなり、ひいては撮像レンズLNの製造誤差感度までも高まってしまう。
また、撮像素子SRに、カバーガラス(平行平板PT)が装着される場合、そのカバーガラスが、第3レンズブロックBK3から撮像素子SRまで間隔に位置することになる。すると、第3レンズブロックBK3から撮像素子SRまで間隔が狭小であると、カバーガラスが過剰に薄くならざるを得ない。そのため、撮像レンズLNの製造が難しくなる。
一方、条件式(G7)の値が上限値を上回る場合、第3レンズブロックBK3の焦点距離が比較的長いことになり、この第3レンズブロックBK3の有するパワーが弱小になる。そのため、パワーに起因する諸収差が発生しにくくなるものの、撮像レンズLNの全長は長くなりやすい。
以上から、条件式(G7)の値が下限値から上限値までの範囲に収まれば、撮像レンズLNは、諸収差を抑えつつ、製造誤差感度も抑え、さらに、全長までも比較的コンパクトになる。
また、撮像レンズLNでは、以下の条件式(G8)が満たされると望ましい。この条件式(G8)は、撮像レンズLNの光学全長でレンズブロックBK間における空気間隔の総和を規定する。
Ar/TL<0.4 … (G8)
ただし、
TL :撮像レンズLNにて最も物体側の面から結像面に至るまでの長さ
Ar :撮像レンズLNにて、隣り合うレンズブロックBK同士の空気間隔の総和(ただし、レンズブロックBKを除くパワーを有さない光学素子の厚みは、空気換算した後、空気間隔に含む)
である。
条件式(G8)を満たすコンパクトな撮像レンズLNは、撮像素子SRと一体化したコンパクトなモジュール(カメラモジュール)となる。そして、このカメラモジュールは、ペースト状のハンダの印刷されたプリント基板(回路基板)に取り付けられた後、加熱処理(リフロー処理)されることで、そのプリント基板に実装される。
このような実装過程におけるリフロー処理では、撮像レンズLNは、300℃近く(250〜280℃程度)の環境下に置かれる。すると、図18Cに示すように、スペーサ部材B1を介して密閉されるレンズブロックBK間の空気は膨張する。このような空気膨張が過剰に起きてしまうと、レンズブロック同士が乖離し、撮像レンズLNが破損しかねない。
そこで、このような撮像レンズLNの破損を防止すべく、撮像レンズLNは、条件式(G8)を満たすと望ましい。つまり、撮像レンズLNにおける空気間隔は極力短いと望ましい。
また、撮像レンズLNでは、以下の条件式(G9)が満たされると望ましい。この条件式(G9)は、第1レンズ基板LS1の屈折率とレンズL[LS1m]の屈折率との比であり、要は、レンズL[LS1m]の屈折率が、第1レンズ基板LS1の屈折率より大きいことを示す。
N[LS1]/N[L[LS1m]]<1 … (G9)
ただし、
N[LS1] :第1レンズ基板LS1の屈折率
N[L[LS1m]] :レンズL[LS1m]の屈折率
である。
このようになっていると、第1レンズ基板LS1を通過してきた光がレンズL[LS1m]に入射する場合に、全反射が起きない。そのため、全反射した光(不要光)に起因するゴーストおよびフレアが発生しない。
特に、比較的物体側に近い位置で光が反射し、その反射光(不要光)が撮像素子SRに到達してしまうと、撮像素子SRの受光面全体に不要光が広がってしまう。このような不要光は、撮像画像のコントラスト低下の一因になる。しかしながら、不要光の発生が抑制されれば、このような問題も起きにくくなり、撮像画像は高画質となる。
ところで、以上のような撮像レンズLNに含まれるレンズブロックBKの個数は、特に限定されない。しかしながら、合計で3個のレンズブロックBKが撮像レンズLNに含まれると望ましい。
通常、レンズブロックBKの個数が多いほど、レンズブロックBK毎の光軸が調整されなくてはならない。そのため、レンズブロックBKの個数が多ければ多いほど、撮像レンズLNの製造は煩わしくなり、大量生産されにくくなる。しかしながら、3つのレンズブロックBKを含む撮像レンズLNは、4つのレンズブロックBKを含む撮像レンズLNに比べて、製造負担が軽いので、大量生産されやすい。
また、撮像レンズLNでは、開口絞りapeが、第1レンズ基板LS1の物体側基板面および像側基板面のいずれか一方の基板面に形成されると望ましい。
このように第1レンズ基板LS1の基板面に開口絞りapeが形成される場合、通常、レンズL(レンズL[LS1o]またはレンズ[LS1m])とレンズ基板LSとの境界に位置する。
そして、このような境界に形成される開口絞りapeは、塗布または真空蒸着で形成される。
すると、撮像レンズLNにて、開口絞りape専用のスペースは不要になる。また、IR(Infrared rays)カットコートまたはAR(Anti-Reflection)コートが第1レンズ基板LS1に対して蒸着等で形成される場合に、同時に、開口絞りapeが形成され得る。そのため、撮像レンズLNの製造負担が軽減する。
なお、特に、開口絞りapeが、第1レンズ基板LS1の物体側基板面に形成されると、撮像レンズLNにて、比較的物体側に位置することになるので、射出瞳の位置が撮像素子SRから離れる。すると、テレセントリック性が確保され、撮像レンズLNにて望ましいといえる。
また、撮像レンズLNでは、開口絞りapeが、第1レンズブロックBK1よりも物体側または像側に位置すると望ましい。
このように開口絞りapeが、第1レンズブロックBK1よりも物体側または像側に位置すると(ただし、第2レンズブロックBK2よりも物体側)、撮像レンズLNにて、比較的物体側に位置することになるので、射出瞳の位置が撮像素子SRから離れる。すると、テレセントリック性が確保され、撮像レンズLNにて望ましいといえる。
また、このような開口絞りapeを通過した光は、第1レンズブロックのパワーによって、光軸から離れつつ像高毎に分離される。すると、第2レンズブロックBK2および第3レンズブロックBK3は、分離した光束毎に収差を補正する。したがって、撮像レンズLNにて、収差(歪曲収差等)が効率よく補正される。すなわち、撮像素子SR(像面)から離れた位置に開口絞りapeがあれば、テレセントリック性および収差補正がともに向上する。
なお、特に、開口絞りapeは、第1レンズブロックBK1よりも物体側に位置すると望ましい(例えば、実施例8参照)。このようになっていれば、開口絞りapeが撮像レンズLNの枠体と一体成型可能になり、撮像レンズLNのコストダウンにつながる。
ここで、以下に全ての実施例(実施例1〜8)における条件式(G1〜G9)の結果を示す。ただし、“×”または下線は条件式を満たさないことを意味する。
実施例 1 2 3 4 5 6 7 8
(G1) 0.85 0.81 0.79 0.84 0.84 0.90 0.95 0.81
(G2) 2.28 1.68 2.19 0.67 2.40 3.51 2.65 1.49
(G3) 57.0 57.0 57.0 57.0 57.0 57.0 57.0 57.0
(G4) 32.0 × 32.0 × × × × ×
(G5) 0.49 × 0.34 0.04 0.54 0.24 0.53 ×
(G6) 0.86 0.51 0.68 0.42 0.80 1.96 0.72 0.53
(G7) 10.96 -1.62 -4.96 -2.85 5.74 -4.48 3.07 -1.76
(G8) 0.15 0.21 0.15 0.22 0.14 0.22 0.20 0.18
(G9) 0. 948 0.970 0.948 0.998 0.970 0.970 0.970 0.970
[実施の形態2]
実施の形態2について説明する。なお、実施の形態1で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。この実施の形態では、レンズLを形成する樹脂について説明する。
樹脂は、加工性に優れている。そのため、実施の形態1で列挙してきたレンズLが樹脂で形成される場合、金型等で簡易に非球面のレンズ面が形成される。
ただし、通常、透明な樹脂(ポリメチルメタクリレート等)に微粒子が混合すると、樹脂内に光の散乱が生じ、透過率が低下する。そのため、微粒子を含有する樹脂は、光学材料として不向きといえる。
また、樹脂は、温度に依存して屈折率を変える。例えば、以下のローレンツ・ローレンツの式(LL)で、ポリメチルメタクリレート(PMMA)の屈折率の温度依存性、すなわち、温度に依存する屈折率変化(dn/dt)を求めてみる。
ただし、
n :樹脂の屈折率
t :温度
α :線膨張係数(なお、PMMAの場合、α=7×10-5である)
[R] :分子屈折
である。
すると、PMMAの場合、屈折率変化が“−1.2×10-4[/℃]”となる。この数値は実測値とほぼ一致する。したがって、樹脂(プラスチック)だけでレンズLが形成されると、そのレンズLの有する屈折率変化は、温度に依存せざるを得ない。その上、このような樹脂に単純に微粒子を混在させてレンズLが形成されると、そのレンズLは光を散乱させるだけでなく、温度に応じて屈折率を変えることになる。
しかしながら、最近、樹脂が適切に設計された微粒子を含むことで、光学材料として使用可能であることがわかってきた。なぜなら、微粒子を含有する樹脂(混合樹脂)では、その微粒子の粒径が透過光束の波長より小さくなっていると、光の散乱が発生しない。
その上、微粒子が無機微粒子であると、その無機微粒子は温度上昇にともなって屈折率を上昇させる。そのため、混合樹脂にて、温度上昇にともなった樹脂の屈折率低下と、温度上昇にともなった無機微粒子の屈折率上昇とが同時に発生する。すると、両方の温度依存性(屈折率低下・屈折率上昇)が相殺され、その結果、混合樹脂の屈折率変化が温度に依存して起きにくくなる(例えば、レンズLにて、面形状変化に起因する近軸像点位置への影響とほぼ同程度に、屈折率変化が抑えられる)。
なお、以上の一例となる混合樹脂としては、樹脂(母材)に最大長30nm以下の無機微粒子{子材;酸化アルミニウム(Al23)、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)、等}を分散させた混合樹脂が挙げられる。
以上を踏まえると、レンズLが30nm以下の無機微粒子を分散させた樹脂(混合樹脂)で形成されると、そのレンズLを含む撮像レンズLNは、温度に対して高い耐久性を有する。また、例えば、混合樹脂における樹脂と無機微粒子との比率、無機微粒子の粒径の長さ(例えば、最大長20nm以下、さらに望ましくは15nm以下)、母材となる樹脂の種類、および子材となる無機微粒子の種類、が適切に調整されると、レンズLが高屈折率を有する。すると、混合樹脂でレンズLが形成されると、そのレンズLを含む撮像レンズLNがコンパクトになったり、レンズLの成形難易度が低減したりする。
なお、以上のような樹脂は硬化型樹脂であると望ましい。なぜなら、このような硬化型樹脂であれば、金型等によって、簡易に非球面を含むレンズLが製造されるためである。また、樹脂に接着性があれば(または樹脂に接着剤が混在していれば)、その樹脂製のレンズLはレンズ基板LSに容易に接合する。つまり、直接接着されたレンズ基板LSおよびレンズLを含むレンズブロックBKブロックが簡単に製造される。
さらに、以上のような樹脂が耐熱性を有するとよい。例えば、撮像レンズLNおよび撮像素子SRを一体化したモジュール(カメラモジュール)は、ペースト状のハンダの印刷されたプリント基板(回路基板)に取り付けられた後、加熱処理(リフロー処理)されることで、そのプリント基板に実装される。特に、このような実装はオートメーションで行われる。すると、レンズLが耐熱性の硬化型樹脂であれば、リフロー処理に耐えられるので、オートメーションに適する(もちろん、レンズ基板LSも耐熱性の高い材料、例えば、ガラスだと望ましい)。
なお、硬化型樹脂の一例としては、熱硬化型樹脂および紫外線(UV)硬化型樹脂が挙げられる。
そして、熱硬化型樹脂の場合、レンズLが比較的厚かったとしても、精度よく製造される。また、UV硬化型樹脂の場合、比較的短時間で硬化するため、レンズLが短時間で製造される。
最後に、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。

Claims (15)

  1. 平行平板であるレンズ基板と、前記レンズ基板の物体側基板面および像側基板面の少なくとも一方の基板面に連なる正パワーまたは負パワーを有するレンズと、を各々備える3つのレンズブロックから構成され、
    前記レンズブロックは、前記レンズ基板とは異なる材質で形成される前記レンズを含み、
    最も物体側に位置する前記レンズブロックである第1レンズブロックは、正パワーを有し、
    前記レンズブロックである第2レンズブロックは、前記第1レンズブロックの像側に位置するとともに、負パワーを有し、
    前記第1レンズブロックでは、前記レンズ基板である第1レンズ基板が含まれ、
    光量を規制する開口絞りが、前記第1レンズ基板の物体側基板面および像側基板面のいずれか一方の基板面に形成され、
    下記条件式(G1)が満たされる撮像レンズ。
    0.7<f[BK1]/f[all]<1.0 … (G1)
    ただし、
    f[BK1] :第1レンズブロックの合成焦点距離
    f[all] :撮像レンズ全体の合成焦点距離
  2. 前記第1レンズブロックでは、前記レンズ基板である第1レンズ基板が含まれ、かつ、前記レンズであるレンズL[LS1o]が前記第1レンズ基板の物体側基板面に連なるとともに、前記レンズであるレンズL[LS1m]が前記第1レンズ基板の像側基板面に連なっており、
    下記条件式(G2)が満たされる請求の範囲第1項に記載の撮像レンズ。
    1.0<(r[L[LS1m]m]+r[L[LS1o]o])/(r[L[LS1m]m]−r[L[LS1o]o])<4.0
    …(G2)
    ただし、
    r[L[LS1m]m] :レンズL[LS1m]における像側レンズ面の曲率半径
    r[L[LS1o]o] :レンズL[LS1o]における物体側レンズ面の曲率半径
  3. 前記第1レンズブロックでは、前記レンズ基板である第1レンズ基板が含まれ、かつ、前記レンズであるレンズL[LS1o]が前記第1レンズ基板の物体側基板面に連なり、
    下記条件式(G3)が満たされる請求の範囲第1項または第2項に記載の撮像レンズ。
    40<ν[L[LS1o]] … (G3)
    ただし、
    ν[L[LS1o]] :レンズL[LS1o]のアッベ数
  4. 下記条件式(G5)が満たされる請求の範囲第1項から第3項のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
    0.2<|f[BK1]/f[BK2]|<0.6 … (G5)
    ただし、
    f[BK1] :第1レンズブロックの合成焦点距離
    f[BK2] :第2レンズブロックの合成焦点距離
  5. 前記第2レンズブロックでは、前記レンズ基板である第2レンズ基板が含まれ、かつ、前記レンズであるレンズL[LS2o]が前記第2レンズ基板の物体側基板面に連なり、
    前記レンズL[LS2o]の物体側レンズ面は、物体側凹面であり、
    下記条件式(G6)が満たされる請求の範囲第1項から第4項のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
    0.4<|r[L[LS2o]o]/f[all]|<2.0 …(G6)
    ただし、
    r[L[LS2o]o] :レンズL[LS2o]における物体側レンズ面の曲率半径
    f[all] :撮像レンズ全体の合成焦点距離
  6. 最も像側に位置する前記レンズブロックに含まれる前記レンズ基板の像側基板面には、前記レンズが連なり、
    その連なるレンズの像側レンズ面は、像側凹面であり、レンズ面内に変曲点を有する請求の範囲第1項から第5項のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
  7. 前記レンズブロックである第3レンズブロックは、前記第2レンズブロックの像側に位置しており、
    下記条件式(G7)が満たされる請求の範囲第1項から第6項のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
    2.0<f[BK3]/f[all]<15.0 … (G7)
    ただし、
    f[BK3] :第3レンズブロックの合成焦点距離
    f[all] :撮像レンズ全体の合成焦点距離
  8. 前記レンズ基板となる平行平板の厚みが、全て同じ厚みである請求の範囲第1項から第項のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
  9. 前記レンズ基板がガラスで形成される請求の範囲第1項から第項のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
  10. 前記レンズが樹脂で形成される請求の範囲第1項から第項のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
  11. 前記レンズとなる樹脂には、30nm以下の粒径である無機微粒子が分散する請求の範囲第1項に記載の撮像レンズ。
  12. 前記樹脂は、硬化型樹脂である請求の範囲第1項または第1項に記載の撮像レンズ。
  13. 請求の範囲第1項から第1項のいずれか1項に記載の撮像レンズと、
    前記撮像レンズを通過する光を撮像する撮像素子と、
    を含む撮像装置。
  14. 請求の範囲第1項に記載の撮像装置を含む携帯端末。
  15. 請求の範囲第1項から第1項のいずれか1項に記載の撮像レンズの製造方法であって、
    複数の前記レンズブロックを並べて含むユニットを、レンズブロックユニットとすると、
    前記レンズブロックの周縁の少なくとも一部にスペーサを並べ、複数の前記レンズブロックユニットを、前記スペーサを介在させてつなげる連結工程と、
    前記のつながるレンズブロックユニットを、前記スペーサに沿って切断する切断工程と、
    を含む撮像レンズの製造方法。
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