JP5434450B2 - 光学ユニットおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像機器に適用される光学ユニットおよび撮像装置に関するものである。

近年の携帯電話やパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等に搭載される撮像機器には、高解像度・ローコスト・小型化が強く求められている。

ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等の撮像素子のセルピッチが劇的に小さくなり、光学系には通常光学系よりも光学収差、特に軸上色収差を抑えた高い結像性能が要求される。
また、価格要求に対して、ウエハー状に多数個のレンズを一度に作りコストを削減するという技術が知られている。
ウエハー状に多数個のレンズを一度に作る例としては、たとえば特許文献１に記載された技術に代表されるものがある。

特開２００３−１５５０号公報

上述した特許文献１では、一群構成の光学設計が述べられているが、非点収差が±０．５ｍｍ、球面収差も±０．５ｍｍ程度と大きい。またＦ値Ｆｎｏも６．６と暗く、有効像円も半径０．２５ｍｍと小さく、いかなるカメラモジュール規格でも使えない。

本発明は、１群構成で諸収差を十分減らすことが可能で、ＶＧＡ規格等で最適なレンズを実現することが可能な光学ユニットおよび撮像装置を提供することにある。

本発明の第１の観点の光学ユニットは、透明体としてのガラス基板を挟んで配置された複数のレンズエレメントを含む接合体により形成された一つのレンズ群からなり、上記レンズ群は、物体側から像面側に向かって順番に配置された、物体側が凹状で像面側が平状の平凹レンズである第１レンズエレメントと、バッファ層と、上記ガラス基板と、物体側が平状で像面側が凸状の平凸レンズである第２レンズエレメントと、を含み、上記第１レンズエレメントのアッベ数ν_L1および上記第２レンズエレメントのアッベ数ν_L2は下記の条件を満足し、
３０ ≦ ν_L1 ≦ ８０
１８ ≦ ν_L2 ≦ ４５
上記第１レンズエレメントの物体側面の曲率半径Ｒ１とレンズ群の有効焦点距離ｆは下記の条件を満足し、
−３ ≦ Ｒ１／ｆ ≦ −０．７
上記第２レンズエレメントの物体側面の曲率半径Ｒ２とレンズ群の有効焦点距離ｆは下記の条件を満足する。
−１．５ ≦ Ｒ２／ｆ ≦ −０．２５

本発明の第２の観点の光学ユニットは、透明体としてのガラス基板を挟んで配置された複数のレンズエレメントを含む接合体により形成された一つのレンズ群からなり、上記レンズ群は、物体側から像面側に向かって順番に配置された、物体側が凹状で像面側が平状の平凹レンズである第１レンズエレメントと、バッファ層と、上記ガラス基板と、物体側が平状で像面側が凸状の平凸レンズである第２レンズエレメントと、を含み、上記バッファ層は、レンズ材質と同様の材料でレンズの一部として上記ガラス基板の厚みの誤差を吸収するため上記第１レンズエレメントの像面側面と上記ガラス基板の物体側面との間に配置され、上記第１レンズエレメントのアッベ数ν_L1および上記第２レンズエレメントのアッベ数ν_L2は下記の条件を満足し、
３０ ≦ ν_L1 ≦ ８０
１８ ≦ ν_L2 ≦ ４５
上記第１レンズエレメントの物体側面の曲率半径Ｒ１とレンズ群の有効焦点距離ｆは下記の条件を満足し、
−３ ≦ Ｒ１／ｆ ≦ −０．７
上記第２レンズエレメントの物体側面の曲率半径Ｒ２とレンズ群の有効焦点距離ｆは下記の条件を満足する。
−１．５ ≦ Ｒ２／ｆ ≦ −０．２５

本発明の第３の観点の撮像装置は、撮像素子と、撮像素子に被写体像を結像する光学ユニットと、を有し、上記光学ユニットは、透明体としてのガラス基板を挟んで配置された複数のレンズエレメントを含む接合体により形成された一つのレンズ群からなり、上記レンズ群は、物体側から像面側に向かって順番に配置された、物体側が凹状で像面側が平状の平凹レンズである第１レンズエレメントと、バッファ層と、上記ガラス基板と、物体側が平状で像面側が凸状の平凸レンズである第２レンズエレメントと、を含み、上記第１レンズエレメントのアッベ数ν_L1および上記第２レンズエレメントのアッベ数ν_L2は下記の条件を満足し、
３０ ≦ ν_L1 ≦ ８０
１８ ≦ ν_L2 ≦ ４５
上記第１レンズエレメントの物体側面の曲率半径Ｒ１とレンズ群の有効焦点距離ｆは下記の条件を満足し、
−３ ≦ Ｒ１／ｆ ≦ −０．７
上記第２レンズエレメントの物体側面の曲率半径Ｒ２とレンズ群の有効焦点距離ｆは下記の条件を満足する。
−１．５ ≦ Ｒ２／ｆ ≦ −０．２５

本発明によれば、ウエハーレベルオプティクスの利点を生かし、１群構成で諸収差を十分減らすことが可能で、ＶＧＡ規格等で最適なレンズを実現することができる。

本発明の第１の実施形態に係る撮像レンズの構成例を示す図である。 本実施形態に係る撮像レンズの各レンズ群を構成する各レンズ、基板、並びに撮像部を構成するカバーガラスに対して付与した面番号を示す図である。 実施例１において、球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。 本発明の第２の実施形態に係る撮像レンズの構成例を示す図である。 実施例２において、球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。 本発明の第３の実施形態に係るウエハーレベルオプティクを概念的に示す図である。 本実施形態に係る撮像レンズが採用される撮像装置の構成例を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態（光学ユニットを採用した撮像レンズの第１の構成例）
２．第２の実施形態（光学ユニットを採用した撮像レンズの第２の構成例）
３．第３の実施形態（ウエハーレベルオプティクの概念）
４．第４の実施形態（撮像装置の構成例）

＜１．第１の実施形態＞
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光学ユニットを採用した撮像レンズの構成例を示す図である。

本第１の実施形態の撮像レンズ１００は、図１に示すように、物体側ＯＢＪＳから像面側に向かって順番に配置されたレンズ群１１０、カバーガラス１２０、および像面１３０を有する。
この撮像レンズ１００は、単焦点レンズとして形成されている。そして、レンズ群１１０により光学ユニットが形成される。

レンズ群は、透明体を挟んで配置された２つのレンズエレメントを含む接合体により形成されている。

具体的には、レンズ群１１０は、物体側ＯＢＪＳから像面１３０側に向かって順番に配置された、第１レンズエレメント１１１、バッファ層１１２、透明体１１３、および第２レンズエレメント１１４と、を含み、これらの接合体により形成されている。
バッファ層は、レンズの一部であり、レンズ材と同じ材料により形成されている。バッファ層１１２は、精度が別々にバッファ層として得られない部分を定めて設計され、製造される。

このように、レンズ群１１０は、レンズエレメントと透明体との接合体により形成されていることから、撮像レンズ１００は、全体としてのレンズ面は、第１面ＳＦ１、および第２面ＳＦ２を有している。
第１面ＳＦ１は第１レンズエレメント１１１の物体側面により形成され、第２面ＳＦ２は第２レンズエレメント１１４の像面側面により形成される。

単焦点レンズである撮像レンズ１００において、像面１３０は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子の撮像面（受像面）が配置されることを想定している。
カバーガラス１２０は、第２面ＳＦ２と像面１３０との間に配置されている。第２面ＳＦ２と像面１３０との間には、樹脂またはガラスで形成されるカバーガラス１２０や赤外カットフィルタやローパスフィルタなどの他、光学部材が配置されていてもよい。
なお、本実施形態では、図１において、左側が物体側（前方）であり、右側が像面側（後方）である。
そして、物体側から入射した光束は像面１３０上に結像される。

以下、本実施形態の撮像レンズの構成とその作用について説明する。

レンズ群１１０において、透明体１１３は、たとえばアッベ数νｇ１が小さく屈折率ｎｇ１が高い、平板状のガラス基板により形成される。
透明体（ガラス基板）１１３の物体側面にバッファ層１１２が形成され、バッファ層１１２のさらに物体側ＯＢＪＳに第１レンズエレメント１１１が接合して形成されている。
第１レンズエレメント１１１は、第１面ＳＦ１を形成する物体側の面が凹形状でアッベ数νｓ１が大きい非球面レンズにより形成されている。
透明体（ガラス基板）１１３の像面側面に第２レンズエレメント１１４が接合して形成されている。
第２レンズエレメント１１４は、第２面ＳＦ２を形成する像面側の面が凸形状の非球面レンズにより形成されている。
また、絞りは、透明体１１３の物体側にクロム膜等の遮光作用を有する物質として付けられている。
第１レンズエレメント１１１の焦点距離ｆＬ１は−２０〜−２［ｍｍ］、第２レンズエレメント１１４の焦点距離ｆＬ２は０．４〜５［ｍｍ］に設定される。

なお、以下の説明では、透明体１１３を同じ符号を用いてガラス基板として表す場合がある。

第１レンズエレメント１１１、および第２レンズエレメント１１４は、紫外線（ＵＶ）硬化樹脂や熱硬化樹脂、あるいはプラスチック等により形成される。
ここで、バッファ層１１２は、レンズ材質と同様の硝材で基本的にレンズの一部であるが、精度の出ない部分を別枠バッファ層として定義して、設計、製造しているものである。
精度が出ない理由は、ＵＶ硬化樹脂や熱硬化樹脂、もしくはプラスッチック等は、硬化時に５％から７％の収縮が生じ、このことと、基板に貼り付けることとの兼ね合せにより、収縮の振る舞いが予想できないことによる。また、バッファ層は透明体（透明基板）の厚みの誤差を吸収するために使用される。

このように、本第１の実施形態の撮像レンズ１００は、１群３枚構成のレンズで形成されている。
レンズ群１１０が、物体側から像面側に向かって、凹形状でアッベ数νｓ１が大きい非球面レンズの第１面ＳＦ１、透明体（ガラス基板）１１３、および凸形状の非球面レンズの第２面ＳＦ２により形成される。

そして、単焦点レンズである本実施形態の撮像レンズ１は、以下の条件式（１)〜(６)を満足するように構成されている。

条件式（１）および（２）では、レンズ群１１０の第１レンズエレメント１１１のアッベ数ν_Ｌ１、および第２レンズエレメント１１４のアッベ数ν_Ｌ２の条件が規定されている。

［数１］
３０ ≦ ν_L1 ≦ ８０ ・・・（１）

［数２］
１８ ≦ ν_L2 ≦ ４５ ・・・（２）

第１レンズエレメント１１１と第２レンズエレメント１１４は、アッベ数が大きい第１レンズエレメント１１１、アッベ数が小さい第２レンズエレメント１１４で色収差を消す。この最適条件が条件式（１）および（２）である。

条件式（３）では、第１レンズエレメント１１１の物体側面の曲率半径Ｒ１とレンズ群１１０の有効焦点距離ｆとの条件が規定されている。

［数３］
−３ ≦ Ｒ１／ｆ ≦ −０．７ ・・・（３）

条件式（４）では、第２レンズエレメント１１４の物体側面の曲率半径Ｒ２とレンズ群の有効焦点距離ｆとの条件が規定されている。

［数４］
−１．５ ≦ Ｒ２／ｆ ≦ −０．２５・・・（４）

水平画角５０度程度の広角レンズにおいて、望ましいレンズ構成として、レトロフォーカスというレンズ構成が知られている。
これはおおよそ、物体側から凹レンズ、絞り、凸レンズの構成を取り、収差補正と周辺光量が有利になる。
これと同様に本レンズ構成は、凹レンズの第１レンズエレメント１１１、絞りガラス基板１１３、凸レンズの第２レンズエレメント１１４を張り合わせた構成をとっており、それぞれのレンズの張り合わせ面が平面である。したがって、第１レンズエレメント１１１の曲率半径と第２レンズエレメント１１４の曲率半径に望ましい条件が必要になる。
それぞれ、曲率半径が小さくなりすぎると、製造トレランスが悪くなり、大きすぎると収差が補正できず望ましい特性が得られない。この最適条件が条件式（３）および（４）である。

条件式（５）では、透明体（ガラス基板）１１３の厚さＴｇ１が規定されている。

［数５］
０．１ ≦Ｔｇ１≦ ０．７［ｍｍ］ ・・・（５）

レンズ群１１０で発生する非点収差とコマ収差を減らすには、透明体（ガラス基板）１１３が薄い方がよい、よって上限が発生する。また、薄すぎる場合、基板が反り製造できなくなる。このため下限が存在する。よって、この最適条件が条件式（５）である。
なお、張り合わせにより工程がないことから、透明体（ガラス基板）１１３の厚さＴｇ１は０．１ｍｍ程度の薄い基板であっても問題とならない。

条件式（６）では、バッファ層１１２の厚さＴｂｕｆが規定されている。

［数６］
０．００５ ≦ Ｔｂｕｆ ≦ ０．２０［ｍｍ］・・・（６）

凸形状もしくは周辺が凸形状に類するもののとき、バッファ層が必要になる。
これは、基板にレンズを貼り付けるときに、基板近くのレンズの形状精度が出にくいことによる。厚すぎると収差が発生して光学特性、特に非点収差とコマ収差を劣化させ、薄すぎると境界近傍の形状精度が出なくなる。
よってこの最適条件が条件式（６）である。

上記の条件式（１）〜（６）は、以下で取り扱う実施例１，２に共通するものであり、必要に応じて適宜採用することで、個々の撮像素子または撮像装置に適したより好ましい結像性能とコンパクトな光学系が実現される。

なお、レンズの非球面の形状は、物体側から像面側へ向かう方向を正とし、ｋを円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを非球面係数、ｒを中心曲率半径としたとき次式で表される。ｙは光軸からの光線の高さ、ｃは中心曲率半径ｒの逆数（１／ｒ）をそれぞれ表している。
ただし、Ｘは非球面頂点に対する接平面からの距離を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数を、Ｅは１２次の非球面係数を、Ｆは１４次の非球面係数をそれぞれ表している。

図２は、本実施形態に係る撮像レンズの各レンズ群を構成する各レンズ、基板、並びに撮像部を構成するカバーガラスに対して付与した面番号を示す図である。

具体的には、第１レンズエレメント１１１の物体側面（凸面）に第１番、第１レンズエレメント１１１の像面側面とバッファ層１１２の物体側面との境界面（接合面）に第２番の面番号が付与されている。
バッファ層１１２の像面側面と透明体（ガラス基板）１１３の物体側面との境界面(接合面)に第３番、透明体（ガラス基板）１１３の像面側面と第２レンズエレメント１１４の物体側面との境界面（接合面）に第４番の面番号が付与されている。第２レンズエレメント１１４の像面側面（凹面）に第５番の面番号が付与されている。
カバーガラス１２０の物体側面に第６番、カバーガラス１２０の像面側面に第７番、像面１３０に第８番の面番号が付与されている。

また、図２に示すように、本実施形態の撮像レンズ１００において、第１レンズエレメント１１１の物体側面（第１番）１の中心曲率半径はＲ１に設定される。
第１レンズエレメント１１１の像面側面とバッファ層１１２の物体側面との境界面（接合面）２の中心曲率半径はＲ２に設定される。
バッファ層１１２の像面側面と透明体（ガラス基板）１１３の物体側面との境界面(接合面)３の中心曲率半径はＲ３に設定される。
透明体（ガラス基板）１１３の像面側面と第２レンズエレメント１１４の物体側面との境界面（接合面）４の中心曲率半径はＲ４に、第２レンズエレメント１１４の像面側面（凹面）５の中心曲率半径はＲ５に設定される。
カバーガラス１２０の物体側面６の中心曲率半径はＲ６に、カバーガラス１２０の像面側面の中心曲率半径はＲ７に、像面１３０の中心曲率半径はＲ８に設定される。
なお、面２，３，４，６，７，および８の中心曲率半径Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ７，Ｒ８は無限（ＩＮＦＩＮＩＴＹ）である。

また、図３に示すように、第１レンズエレメント１１１の厚さとなる面１と面２間の光軸ＯＸ上の距離がｄ１に、バッファ層１１２の厚さとなる面２と面３間の光軸ＯＸ上の距離がｄ２に設定される。
透明体（ガラス基板）１１３の厚さとなる面３と面４間の光軸ＯＸ上の距離がｄ３、第２レンズエレメント１１４の厚さとなる面４と面５間の光軸ＯＸ上の距離がｄ４に設定される。
第２レンズエレメント１１４の像面側面５とカバーガラス１２０の物体側面６間の光軸ＯＸ上の距離がｄ５に設定される。
カバーガラス１２０の厚さとなる物体側面６と像面側面間の光軸ＯＸ上の距離がｄ６に設定される。カバーガラス１２０の像面側面７と像面１３０間の光軸ＯＸ上の距離がｄ７に設定される。

以下に、撮像レンズの具体的な数値による実施例１を示す。なお、実施例１においては、撮像レンズ１００の各レンズエレメント、バッファ層、ガラス基板（透明体）、撮像部を構成するカバーガラス１２０に対して、図２に示すような面番号が付与されている。

［実施例１］
表１、表２、表３、および表４に実施例１の各数値が示されている。実施例１の各数値は図１の撮像レンズ１００に対応している。

表１は、実施例１における撮像レンズの各面番号に対応した各レンズエレメント、バッファ層、ガラス基板（透明体）、撮像部を構成するカバーガラスの曲率半径（Ｒ：ｍｍ），間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎｄ）、および分散値（νｄ）を示している。

表２は、実施例１における非球面を含む第１レンズエレメント１１１の面１、第２レンズエレメント１１４の面５の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。
表２において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。

表３は、実施例１における撮像レンズ１００の焦点距離ｆ、開口数Ｆ、半画角ω、レンズ長Ｈが具体的に示されている。
ここで、焦点距離ｆは１．２８［ｍｍ］に、開口数Ｆは２．８に、半画角ωは３２．０ｄｅｇに、レンズ長Ｈは２．０７［ｍｍ］に設定されている。

表４は、実施例１においては、上記各条件式（１）〜（６）を満足することを示す。

表４に示すように、実施例１では、レンズ群１１０の第１レンズエレメント１１１のアッベ数ν_Ｌ１は５３．１５に設定され、条件式（１）で規定される条件を満足している。
第２レンズエレメント１１４のアッベ数ν_Ｌ２は２９．０に設定され、条件式（２）で規定される条件を満足している。
第１レンズエレメント１１１の物体側面の曲率半径Ｒ１とレンズ群１１０の有効焦点距離ｆとの関係Ｒ１／ｆが−１．５４２に設定され、条件式（３）で規定される条件を満足している。
第２レンズエレメント１１４の像面側面の曲率半径Ｒ２とレンズ群１１０の有効焦点距離ｆとの関係Ｒ２／ｆが−０．４７８に設定され、条件式（４）で規定される条件を満足している。
ガラス基板１１３の厚さＴｇ１は０．３［ｍｍ］に設定され、条件式（５）で規定される条件を満足している。
バッファ層１１２の厚さＴｂｕｆは０．０５［ｍｍ］に設定され、条件式（６）で規定される条件を満足している。

図３は、実施例１において、球面収差(色収差)、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図３（Ａ）が球面収差（色収差）、図３（Ｂ）が非点収差を、図３（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。
図３からわかるように、実施例１によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた光学ユニットを含む撮像レンズが得られる。

＜２．第２の実施形態＞
図４は、本発明の第２の実施形態に係る撮像レンズの構成例を示す図である。

図４に示す第２の実施形態に係る撮像レンズ１００Ａと図１に示す第１の実施形態に係る撮像レンズ１００とは、基本的な構成は同じであり、以下に実施例２として示すように、各構成要素のパラメータ等の設定値が異なる。
したがって、ここでは、撮像レンズ１００Ａの詳細な説明は省略する。
以下に、撮像レンズの具体的な数値による実施例２を示す。なお、実施例２においては、撮像レンズ１００Ａの各レンズエレメント、バッファ層、ガラス基板（透明体）、撮像部を構成するカバーガラス１２０に対して、図２に示すような面番号が付与されている。

［実施例２］
表５、表６、表７、および表８に実施例２の各数値が示されている。実施例２の各数値は図４の撮像レンズ１００Ａに対応している。

表５は、実施例２における撮像レンズの各面番号に対応した各レンズエレメント、バッファ層、ガラス基板（透明体）、撮像部を構成するカバーガラスの曲率半径（Ｒ：ｍｍ），間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎｄ）、および分散値（νｄ）を示している。

表６は、実施例２における非球面を含む第１レンズエレメント１１１の面１、ガラス基板１１３の面４、第２レンズエレメント１１４の面５の４次、６次、８次、１０次の非球面係数を示す。
表６において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。

表７は、実施例２における撮像レンズ１００Ａの焦点距離ｆ、開口数Ｆ、半画角ω、レンズ長Ｈが具体的に示されている。
ここで、焦点距離ｆは１．０３［ｍｍ］に、開口数Ｆは２．８に、半画角ωは３３．２ｄｅｇに、レンズ長Ｈは１．７２［ｍｍ］に設定されている。

表８は、実施例２においては、上記各条件式（１）〜（６）を満足することを示す。

表８に示すように、実施例２では、レンズ群１１０の第１レンズエレメント１１１のアッベ数ν_Ｌ１は５３．１５に設定され、条件式（１）で規定される条件を満足している。
第２レンズエレメント１１４のアッベ数ν_Ｌ２は２９．０に設定され、条件式（２）で規定される条件を満足している。
第１レンズエレメント１１１の物体側面の曲率半径Ｒ１とレンズ群１１０の有効焦点距離ｆとの関係Ｒ１／ｆが−１．５６に設定され、条件式（３）で規定される条件を満足している。
第２レンズエレメント１１４の像面側面の曲率半径Ｒ２とレンズ群１１０の有効焦点距離ｆとの関係Ｒ２／ｆが−０．４７７に設定され、条件式（４）で規定される条件を満足している。
ガラス基板１１３の厚さＴｇ１は０．３［ｍｍ］に設定され、条件式（５）で規定される条件を満足している。
バッファ層１１２の厚さＴｂｕｆは０．０４［ｍｍ］に設定され、条件式（６）で規定される条件を満足している。

図５は、実施例２において、球面収差（色収差）、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。図５（Ａ）が球面収差(色収差)、図５（Ｂ）が非点収差を、図５（Ｃ）が歪曲収差をそれぞれ示している。
図５からわかるように、実施例２によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた光学ユニットを含む撮像レンズが得られる。

＜３．第３の実施形態＞
図６は、本発明の第３の実施形態に係るウエハーレベルオプティクを概念的に示す図である。

ガラス基板２００（１１３）上にレプリカレンズを上下に多数個形成し、レンズ群２１０とする。
そして、多数個のレンズ２２０，２３０を一度に作製する。

以上説明した本実施形態の撮像レンズ１００は、物体側ＯＢＪＳから像面１３０側に向かって順番に配置された、レンズ群１１０を有する。
レンズ群１１０は、物体側ＯＢＪＳから像面１３０側に向かって順番に配置された、第１レンズエレメント１１１と、バッファ層１１２、透明体１１３と、第２レンズエレメント１１４と、を含む。
したがって、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。

本実施形態の撮像レンズ１００によれば、ウエハーレベルオプティクスで最適なレンズ（光学設計）を実現することができる。
レトロフォーカスという名前で知られているレンズ構成と似た構成になっており水平画角がおおよそ５０度と比較的広角にできている。物体側から凹レンズ、絞り、凸レンズの構成を取り、収差補正と周辺光量が有利になる。
また、この構成を取ることにより、センサに対する入射角度を緩くして最適な光学性能が得られ、且つ、十分なバックフォーカスをとれる。
ウエハーレベルオプティクスで作るのに最適な構成にして、低コストで大量生産できるようになる。
通常の２群２枚構成の光学系に比べると、以下の利点がある。
（１）ガラス基板に貼り付けられている、１群で構成されているため、複数レンズの組み立てでの問題、組み立て後の信頼性の問題等が起こらない、（２）イメージャと同じ形に切り出すことができ、モジュール自体が小型化できる、という点で勝っている。
そして、本実施形態によれば、全長が短くコンパクトで、諸収差特性に優れた撮像レンズを実現することができる。

以上説明したような特徴を有する撮像レンズ１００，１００Ａは、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を用いたデジタルカメラ、特に、携帯電話等の小型電子機器に搭載されるカメラ用レンズとして適用可能である。

図７は、本実施形態に係る光学ユニットを含む撮像レンズが採用される撮像装置の構成例を示すブロック図である。

本撮像装置３００は、図７に示すように、本実施形態に係る撮像レンズ１００，１００Ａが適用される光学系３１０、およびＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサ（固体撮像素子）が適用可能な撮像デバイス３２０を有する。
光学系３１０は、撮像デバイス３２０の画素領域を含む撮像面に入射光を導き、被写体像を結像する。
撮像装置３００は、さらに、撮像デバイス３２０を駆動する駆動回路(ＤＲＶ)３３０、および撮像デバイス３２０の出力信号を処理する信号処理回路(ＰＲＣ)３４０を有する。
信号処理回路３４０は、ディストーションを補正する機能を含む。

駆動回路３３０は、撮像デバイス３２０内の回路を駆動するスタートパルスやクロックパルスを含む各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ(図示せず)を有し、所定のタイミング信号で撮像デバイス３２０を駆動する。

また、信号処理回路３４０は、撮像デバイス３２０の出力信号に対して所定の信号処理を施す。
信号処理回路３４０で処理された画像信号は、たとえばメモリなどの記録媒体に記録される。記録媒体に記録された画像情報は、プリンタなどによってハードコピーされる。また、信号処理回路３４０で処理された画像信号を液晶ディスプレイ等からなるモニターに動画として映し出される。

上述したように、デジタルスチルカメラ等の撮像装置において、光学系３１０として、先述した撮像レンズ１００，１００Ａを搭載することで、低消費電力で、高精度なカメラが実現できる。

１００，１００Ａ・・・撮像レンズ、１１０，１１０Ａ・・・第１レンズ群、１１１・・・第１レンズエレメント、１１２・・・バッファ層、１１３・・・透明体（ガラス基板）、１１４・・・第２レンズエレメント、１２０・・・カバーガラス、１３０・・・像面、３００・・・撮像装置、３１０・・・光学系、３２０・・・撮像デバイス、３３０・・・駆動回路(ＤＲＶ)、３４０・・・信号処理回路(ＰＲＣ)。

Claims (12)

1. 透明体としてのガラス基板を挟んで配置された複数のレンズエレメントを含む接合体により形成された一つのレンズ群からなり、
   上記レンズ群は、
   物体側から像面側に向かって順番に配置された、
   物体側が凹状で像面側が平状の平凹レンズである第１レンズエレメントと、
   バッファ層と、
   上記ガラス基板と、
   物体側が平状で像面側が凸状の平凸レンズである第２レンズエレメントと、を含み、
   上記第１レンズエレメントのアッベ数ν_L1および上記第２レンズエレメントのアッベ数ν_L2は下記の条件を満足し、
   ３０ ≦ ν_L1 ≦ ８０
   １８ ≦ ν_L2 ≦ ４５
   上記第１レンズエレメントの物体側面の曲率半径Ｒ１とレンズ群の有効焦点距離ｆは下記の条件を満足し、
   −３ ≦ Ｒ１／ｆ ≦ −０．７
   上記第２レンズエレメントの物体側面の曲率半径Ｒ２とレンズ群の有効焦点距離ｆは下記の条件を満足する
   −１．５ ≦ Ｒ２／ｆ ≦ −０．２５
   光学ユニット。
2. 上記透明体の厚さＴｇ１は下記の条件を満足する
   請求項１記載の光学ユニット。
   ０．１ ≦Ｔｇ１≦ ０．７［ｍｍ］
3. 上記第１レンズエレメントの像面側面と上記ガラス基板の物体側面との間に配置されたバッファ層を有し、
   上記バッファ層の厚さＴｂｕｆは下記の条件式を満足する
   請求項１または２記載の光学ユニット。
   ０．００５ ≦ Ｔｂｕｆ ≦ ０．２０［ｍｍ］
4. 上記第１レンズエレメント、および上記第２レンズエレメントのうち少なくとも一のレンズエレメントは紫外線硬化樹脂により形成される
   請求項１から３のいずれか一に記載の光学ユニット。
5. 上記第１レンズエレメント、および上記第２レンズエレメントのうち少なくとも一のレンズエレメントは熱硬化樹脂により形成される
   請求項１から３のいずれか一に記載の光学ユニット。
6. 透明体としてのガラス基板を挟んで配置された複数のレンズエレメントを含む接合体により形成された一つのレンズ群からなり、
   上記レンズ群は、
   物体側から像面側に向かって順番に配置された、
   物体側が凹状で像面側が平状の平凹レンズである第１レンズエレメントと、
   バッファ層と、
   上記ガラス基板と、
   物体側が平状で像面側が凸状の平凸レンズである第２レンズエレメントと、を含み、
   上記バッファ層は、レンズ材質と同様の材料でレンズの一部として上記ガラス基板の厚みの誤差を吸収するため上記第１レンズエレメントの像面側面と上記ガラス基板の物体側面との間に配置され、
   上記第１レンズエレメントのアッベ数ν_L1および上記第２レンズエレメントのアッベ数ν_L2は下記の条件を満足し、
   ３０ ≦ ν_L1 ≦ ８０
   １８ ≦ ν_L2 ≦ ４５
   上記第１レンズエレメントの物体側面の曲率半径Ｒ１とレンズ群の有効焦点距離ｆは下記の条件を満足し、
   −３ ≦ Ｒ１／ｆ ≦ −０．７
   上記第２レンズエレメントの物体側面の曲率半径Ｒ２とレンズ群の有効焦点距離ｆは下記の条件を満足する
   −１．５ ≦ Ｒ２／ｆ ≦ −０．２５
   光学ユニット。
7. 上記透明体の厚さＴｇ１は下記の条件を満足する
   請求項６記載の光学ユニット。
   ０．１ ≦Ｔｇ１≦ ０．７［ｍｍ］
8. 上記バッファ層の厚さＴｂｕｆは下記の条件式を満足する
   請求項６または７記載の光学ユニット。
9. 撮像素子と、
   撮像素子に被写体像を結像する光学ユニットと、を有し、
   上記光学ユニットは、
   透明体としてのガラス基板を挟んで配置された複数のレンズエレメントを含む接合体により形成された一つのレンズ群からなり、
   上記レンズ群は、
   物体側から像面側に向かって順番に配置された、
   物体側が凹状で像面側が平状の平凹レンズである第１レンズエレメントと、
   バッファ層と、
   上記ガラス基板と、
   物体側が平状で像面側が凸状の平凸レンズである第２レンズエレメントと、を含み、
   上記第１レンズエレメントのアッベ数ν_L1および上記第２レンズエレメントのアッベ数ν_L2は下記の条件を満足し、
   ３０ ≦ ν_L1 ≦ ８０
   １８ ≦ ν_L2 ≦ ４５
   上記第１レンズエレメントの物体側面の曲率半径Ｒ１とレンズ群の有効焦点距離ｆは下記の条件を満足し、
   −３ ≦ Ｒ１／ｆ ≦ −０．７
   上記第２レンズエレメントの物体側面の曲率半径Ｒ２とレンズ群の有効焦点距離ｆは下記の条件を満足する
   −１．５ ≦ Ｒ２／ｆ ≦ −０．２５
   撮像装置。
10. 上記透明体の厚さＴｇ１は下記の条件を満足する
    請求項９記載の撮像装置。
    ０．１ ≦Ｔｇ１≦ ０．７［ｍｍ］
11. 上記第１レンズエレメントの像面側面と上記ガラス基板の物体側面との間に配置されたバッファ層を有し、
    上記バッファ層の厚さＴｂｕｆは下記の条件式を満足する
    請求項９または１０記載の撮像装置。
    ０．００５ ≦ Ｔｂｕｆ ≦ ０．２０［ｍｍ］
12. 上記撮像素子の出力信号を処理する信号処理部を有し、
    上記信号処理部は、
    ディストーションを補正する機能を含む
    請求項９から１１のいずれか一に記載の撮像装置。

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