JP5434457B2 - 光学ユニットおよび撮像装置 - Google Patents
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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。
しかし、所定のアプリケーションである撮像光学系は、凸凸の場合、収差が取れずに有用ではない。
また、一つのガラス基板の片面にレンズを形成する例しか挙げられておらず、具体的な設計例が無い。
上記第1レンズエレメントの屈折率nL1、上記第1レンズエレメントのアッベ数νL1、上記第2レンズエレメントのアッベ数νL2は下記の条件式を満足し、
1.4 ≦ nL1 ≦ 1.65
38 ≦ νL1 ≦ 80
18 ≦ νL2 ≦ 45
上記ダブレットレンズの焦点距離fL12[mm]は下記の条件式を満足し、
1 ≦ fL12 ≦ 10
上記ダブレットレンズの上記第1レンズエレメントと上記第2レンズエレメントの接合面により形成される第2面の曲率半径R2は下記の条件式を満足し、
−∞ ≦ R2 ≦ −0.5[mm]
上記第2ガラス基板の屈折率ng2およびアッベ数νg2は下記の条件式を満足する。
1.3 ≦ ng2 ≦ 1.82
35 ≦ νg2 ≦ 90
光学ユニット。
上記第1レンズエレメントの屈折率nL1、上記第1レンズエレメントのアッベ数νL1、上記第2レンズエレメントのアッベ数νL2は下記の条件式を満足し、
1.4 ≦ nL1 ≦ 1.65
38 ≦ νL1 ≦ 80
18 ≦ νL2 ≦ 45
上記ダブレットレンズの焦点距離fL12[mm]は下記の条件式を満足し、
1 ≦ fL12 ≦ 10
上記ダブレットレンズの上記第1レンズエレメントと上記第2レンズエレメントの接合面により形成される第2面の曲率半径R2は下記の条件式を満足し、
−∞ ≦ R2 ≦ −0.5[mm]
上記第2ガラス基板の屈折率ng2およびアッベ数νg2は下記の条件式を満足する。
1.3 ≦ ng2 ≦ 1.82
35 ≦ νg2 ≦ 90
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(光学ユニットを採用した撮像レンズの第3の構成例)
4.第4の実施形態(ウエハオプトの概念)
5.第5の実施形態(撮像装置の構成例)
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。
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、第1レンズ群110および第2レンズ群120により光学ユニットが形成される。
そして、第1レンズエレメント111と第2レンズエレメント112は、ダブレットレンズ200を形成している。
バッファ層123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123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。
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3レンズエレメント114の像面側面により形成される。
第3面SF3は第4レンズエレメント121の物体側面により形成され、第4面SF4は第5レンズエレメント124の像面側面により形成される。
カバーガラス130は、第4面SF4と像面140との間に配置されている。第4面SF4と像面140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130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140上に結像される。
第1レンズ群110において、第1レンズエレメント111および第2レンズエレメント112で形成されるダブレットレンズ200は、物体側が凸状で像面側が平状の平凸レンズである。
また、第3レンズエレメント114は物体側が平状で像面側が凹状の平凹レンズである。
第2レンズ群120において、第4レンズエレメント121は物体側が凹状で像面側が平状の平凹レンズである。
第5レンズエレメント124は物体側が平状で像面側が凸状の平凸レンズである。
たとえば、第5レンズエレメント124は、後述するように、物体側が平状で像面側が凸状および凹状が混合する平凸凹レンズである。
第2レンズエレメント112はアッベ数νL2が小さいレンズにより形成される。
第1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(透明基板)により形成される。
第3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像面側が凹形状の非球面レンズにより形成される。
第1レンズ群110は、第1透明体(第1ガラス基板)113の物体側面に第2レンズエレメント112が形成され、さらに物体側OBJSに第1レンズエレメント111が接合してダブレットレンズ200が形成されている。
そして、第1透明体(第1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。
また、絞りは、第1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2透明体122は、アッベ数νg1が大きく屈折率ng2が低い平板状のガラス基板により形成される。
第2透明体(第2ガラス基板)122の物体側面に第4レンズエレメント121が接合して形成されている。
第2透明体(第2ガラス基板)122の像面側面に第2バッファ層123が形成され、第2バッファ層123のさらに像面側に第5レンズエレメント124が接合して形成されている。
第5レンズエレメント124は、第4面SF4を形成する像面側の面が凸形状または凸凹混合の凸凹形状の非球面レンズにより形成されている。
図2においては、第2レンズ群120が、第2バッファ層を省略して示されている。
第5レンズエレメント124は、光軸OXを含む光軸の周辺部が凹状に形成された凹状部1241と、凹状部1241のさらに外周側の周辺部が凸状に形成された凸状部1242と、を有する。
さらに、第5レンズエレメント124は、凸状部1242のさらに外周側の周辺部が平状に形成された平状部1243を有する。
ここで、バッファ層123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。
本実施形態では、バッファ層を第2レンズ群120に配置した例を示しているが、必要に応じて第1レンズ群110に配置することも可能である。
第1レンズ群110が、物体側から像面側に向かって、凸形状でアッベ数νs1が大きい非球面レンズの第1面SF1、アッベ数νg1が小さく屈折率ng1が高い第1透明体(第1ガラス基板)113、および凹形状の非球面レンズの第2面SF2により形成される。
第2レンズ群120が、物体側から像面側に向かって、凹形状の非球面レンズの第3面SF3、アッベ数νg2が大きく屈折率ng2が低い第2透明体(第2ガラス基板)122、非球面レンズの第4面SF4により形成される。
1.4 ≦ nL1 ≦ 1.65 ・・・(1)
38 ≦ νL1 ≦ 80 ・・・(2)
18 ≦ νL2 ≦ 45 ・・・(3)
1 ≦ fL12 ≦ 10 ・・・(4)
ここでは、光学全長が短いことが要求されるので、第1レンズ群110が正のパワー、第2レンズ群120が負のパワーになることが望ましい。
また、全体では第3レンズエレメント114、第4レンズエレメント121が負のパワーで向き合うほうが収差を良く補正する。
そのため第1レンズエレメント111と第2レンズエレメント112で構成するダブレットレンズ200は、程よい正のパワーである必要がある。この条件が条件式(4)である。
−∞ ≦ R2 ≦ −0.5 ・・・(5)
基本的に第2レンズエレメント112が負のパワーになるほうが、正弦条件をより満たす。その最適条件が条件式(5)である。
ΔCTE ≡ |CTEg 1 - CTE g2|
ΔCTE < 1.0e-6 ・・・(6)
このときに、第1レンズ群110と第2レンズ群120の基板(透明体)の膨張係数が違うと、レンズに歪が生ずる。この最適条件が条件式(6)である。
1.2 ≦ fg1 ≦ 8 ・・・(7)
−10 ≦ fg2 ≦ −1.2 ・・・(8)
ここでは、光学全長が短いことが要求されるので、第1レンズ群110が正のパワー、第2レンズ群120が負のパワーになることが望ましい。
ところが、この条件が行き過ぎると非常に小さい群間偏芯でも大きく特性に影響を及ぼすようになり、製造トレランスが狭くなる。この最適条件が条件式(7)および(8)である。
1.3 ≦ ng2 ≦ 1.82 ・・・(9)
35 ≦ νg2 ≦ 90 ・・・(10)
上限がこのために決まり、下限は上記同様材料の制約で決まる。この最適条件が条件式(9)である。
Rs5 ≦ −3 または Rs5 ≧ 5 ・・・(11)
同時に、こういった場合、周辺の光をより周辺に跳ね上げることになるので、センサに対する入射角度がきつくなり、好ましくない。
さらに突出部によりバックフォーカスが短くなってしまうという問題も起こる。また、負の曲率がきつくなりすぎると、像面湾曲がマイナスになり補正が困難となる。
十分なバックフォーカスを確保し、望ましいイメージャ入射角を満たし、望ましいカメラ性能を得る最適条件が条件式(11)である。
0.2 ≦Tg1≦ 0.7[mm] ・・・(12)
0.2 ≦Tg2≦ 2.5[mm] ・・・(13)
また、ここの厚みは全体光学長にも依存する。厚すぎると特にコマ収差が発生しすぎて特性が劣化し、薄すぎると、収差補正が十分でなくなる。もしくは上記同様に基板が反り製造できなくなる。よってこの最適条件が条件式(13)である。
厚さTg1, Tg2の下限は、はり合わせ幅があることから、0.2[mm]としている。はり合わせ幅がなければ、0.1[mm]程度も許容範囲内である。
0.005 ≦ Tbuf ≦ 0.20[mm]・・・(14)
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(14)である。
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。
第2レンズエレメント112の像面側面と第1透明体(第1ガラス基板)113の物体側面との境界面(接合面)に第3番の面番号が付与されている。
第1透明体(第1ガラス基板)113の像面側面と第3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3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。
第4レンズエレメント121の物体側面(凹面)に第6番、第4レンズエレメント121の像面側面と第2透明体(第2ガラス基板)122の物体側面との境界面(接合面)に第7番の面番号が付与されている。
第2透明体(第2ガラス基板)122の像面側面と第2バッファ層123の物体側面との境界面(接合面)に第8番、第2バッファ層123の像面側面と第5レンズエレメント124の物体側面との境界面(接合面)に第9の面番号が付与されている。
第5レンズエレメント124の像面側面(非球面)に第10番、カバーガラス130の物体側面に第11番の面番号が付与されている。また、カバーガラス130の像面側面に第12番の面番号が付与されている。
第1レンズエレメント111の像面側面と第2レンズエレメント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。
第2レンズエレメント112の像面側面と第1透明体(第1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。
第1透明体(第1ガラス基板)113の像面側面と第3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3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。
第4レンズエレメント121の物体側面(凹面)6の中心曲率半径はR6に、第4レンズエレメント121の像面側面と第2透明体(第2ガラス基板)122の物体側面との境界面(接合面)7の中心曲率半径はR7に設定される。
第2透明体(第2ガラス基板)122の像面側面と第2バッファ層123の物体側面との境界面(接合面)8の中心曲率半径はR8に設定される。
第2バッファ層123の像面側面と第5レンズエレメント124の物体側面との境界面(接合面)9の中心曲率半径はR9に設定される。
第5レンズエレメント124の像面側面(非球面)10の中心曲率半径はR10に、カバーガラス130の物体側面11の中心曲率半径はR11に設定される。カバーガラス130の像面側面12の中心曲率半径はR12に設定される。像面140の面13の中心曲率半径はR13に設定される。
なお、面3,4,7,8,9,11,12、および13の中心曲率半径R3,R4,R7,R8,R9,R11,R12、およびR13は無限(INFINITY)である。
第1透明体(第1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3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3レンズエレメント114の像面側面5と第4レンズエレメント121の物体側面6間の光軸OX上の距離がd5に設定される。
第4レンズエレメント121の厚さとなる面6と面7間の光軸OX上の距離がd6に、第2透明体(第2ガラス基板)122の厚さとなる面7と面8間の光軸OX上の距離がd7に設定される。
第2バッファ層123の厚さとなる面8と面9間の光軸OX上の距離がd8に、第5レンズエレメント124の厚さとなる面9と面10間の光軸OX上の距離がd9に設定される。
第5レンズエレメント124の像面側面10とカバーガラス130の物体側面11間の光軸OX上の距離がd10に、カバーガラス130の厚さとなる物体側面11と像面側面間の光軸OX上の距離がd11に設定される。
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。
ここで、焦点距離fは3.78[mm]に、開口数Fは2.8に、半画角ωは31.9degに、レンズ長Hは4.37[mm]に設定されている。
第1レンズ群110のダブレットレンズ200を形成する第1レンズエレメント111のアッベ数νL1が53.1に設定され、条件式(2)で規定される条件を満足している。
ダブレットレンズ200を形成する第2レンズエレメント112のアッベ数νL2が41.7に設定され、条件式(3)で規定される条件を満足している。
ダブレットレンズ200の焦点距離fL12が3.18に設定され、条件式(4)で規定される条件を満足している。
ダブレットレンズ200の第1レンズエレメント111と第2レンズエレメント112の接合面により形成される第2面の曲率半径R2が−1.5に設定され、条件式(5)で規定される条件を満足している。
第1透明体(第1透明基板)113のCTE値CTEg 1 と、第2透明体(第2透明基板)122のCTE値CTEg 2 との差の絶対値ΔCTEが0に設定され、条件式(6)で規定される条件を満足している。
第1レンズ群110の焦点距離fg1が2.37に設定され、条件式(7)で規定される条件を満足している。
第2レンズ群120の焦点距離fg2が−2.74に設定され、条件式(8)に規定される条件を満足している。
第2レンズ群120の第2透明体(第2透明基板)122の屈折率ng2が1.64に設定され、アッベ数νg2が60.1に設定され、条件式(9)、(10)に規定される条件を満足している。
第2レンズ群120の第5レンズエレメント124の像面側凸面の曲率半径Rs5が11.0[mm]に設定され、条件式(11)に規定される条件を満足している。
第1レンズ群110の第1透明体(第1透明基板)113の厚さTg1が0.459[mm]に設定され、条件式(12)に規定される条件を満足している。
第2レンズ群120の第2透明体(第2透明基板)122の厚さTg2が1.39[mm]に設定され、条件式(13)に規定される条件を満足している。
バッファ層124の厚さTbufが0.1[mm]に設定され、条件式(14)に規定される条件を満足している。
図4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。
図5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。
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130に対して、図3に示すような面番号が付与されている。
表5、表6、表7、および表8に実施例2の各数値が示されている。実施例2の各数値は図5の撮像レンズ100Aに対応している。
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。
ここで、焦点距離fは2.99[mm]に、開口数Fは2.8に、半画角ωは31.8degに、レンズ長Hは3.46[mm]に設定されている。
第1レンズ群110のダブレットレンズ200を形成する第1レンズエレメント111のアッベ数νL1が53.1に設定され、条件式(2)で規定される条件を満足している。
ダブレットレンズ200を形成する第2レンズエレメント112のアッベ数νL2が29.0に設定され、条件式(3)で規定される条件を満足している。
ダブレットレンズ200の焦点距離fL12が2.5に設定され、条件式(4)で規定される条件を満足している。
ダブレットレンズ200の第1レンズエレメント111と第2レンズエレメント112の接合面により形成される第2面の曲率半径R2が−∞に設定され、条件式(5)で規定される条件を満足している。
第1透明体(第1透明基板)113のCTE値CTEg 1 と、第2透明体(第2透明基板)122のCTE値CTEg 2 との差の絶対値ΔCTEが0に設定され、条件式(6)で規定される条件を満足している。
第1レンズ群110の焦点距離fg1が1.96に設定され、条件式(7)で規定される条件を満足している。
第2レンズ群120の焦点距離fg2が−2.34に設定され、条件式(8)に規定される条件を満足している。
第2レンズ群120の第2透明体(第2透明基板)122の屈折率ng2が1.52に設定され、アッベ数νg2が55.0に設定され、条件式(9)、(10)に規定される条件を満足している。
第2レンズ群120の第5レンズエレメント124の像面側凸面の曲率半径Rs5が6.2[mm]に設定され、条件式(11)に規定される条件を満足している。
第1レンズ群110の第1透明体(第1透明基板)113の厚さTg1が0.4[mm]に設定され、条件式(12)に規定される条件を満足している。
第2レンズ群120の第2透明体(第2透明基板)122の厚さTg2が1.00[mm]に設定され、条件式(13)に規定される条件を満足している。
バッファ層124の厚さTbufが0.1[mm]に設定され、条件式(14)に規定される条件を満足している。
図6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。
図7は、本発明の第3の実施形態に係る撮像レンズの構成例を示す図である。
したがって、ここでは、撮像レンズ100B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3を示す。なお、実施例3においては、撮像レンズ100B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130に対して、図3に示すような面番号が付与されている。
表9、表10、表11、および表12に実施例3の各数値が示されている。実施例3の各数値は図7の撮像レンズ100Bに対応している。
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。
ここで、焦点距離fは3.00[mm]に、開口数Fは2.8に、半画角ωは31.9degに、レンズ長Hは3.50[mm]に設定されている。
第1レンズ群110のダブレットレンズ200を形成する第1レンズエレメント111のアッベ数νL1が41.7に設定され、条件式(2)で規定される条件を満足している。
ダブレットレンズ200を形成する第2レンズエレメント112のアッベ数νL2が29.0に設定され、条件式(3)で規定される条件を満足している。
ダブレットレンズ200の焦点距離fL12が2.59に設定され、条件式(4)で規定される条件を満足している。
ダブレットレンズ200の第1レンズエレメント111と第2レンズエレメント112の接合面により形成される第2面の曲率半径R2が−1.74に設定され、条件式(5)で規定される条件を満足している。
第1透明体(第1透明基板)113のCTE値CTEg 1 と、第2透明体(第2透明基板)122のCTE値CTEg 2 との差の絶対値ΔCTEが0に設定され、条件式(6)で規定される条件を満足している。
第1レンズ群110の焦点距離fg1が1.99に設定され、条件式(7)で規定される条件を満足している。
第2レンズ群120の焦点距離fg2が−2.37に設定され、条件式(8)に規定される条件を満足している。
第2レンズ群120の第2透明体(第2透明基板)122の屈折率ng2が1.523に設定され、アッベ数νg2が55.0に設定され、条件式(9)、(10)に規定される条件を満足している。
第2レンズ群120の第5レンズエレメント124の像面側凸面の曲率半径Rs5が5.75[mm]に設定され、条件式(11)に規定される条件を満足している。
第1レンズ群110の第1透明体(第1透明基板)113の厚さTg1が0.4[mm]に設定され、条件式(12)に規定される条件を満足している。
第2レンズ群120の第2透明体(第2透明基板)122の厚さTg2が1.038[mm]に設定され、条件式(13)に規定される条件を満足している。
バッファ層124の厚さTbufが0.1[mm]に設定され、条件式(14)に規定される条件を満足している。
図8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。
図9は、本発明の第4の実施形態に係るウエハーレベルオプティクスを概念的に示す図である。
次に、この2枚のガラスウエハーを張り合わせ、多数個のレンズ250,260を一度に作製する。
ここで張り合わせのために、スペーサーを挟んだり、上や下にプロテクターや、スペーターを貼ったりすることもある。
第1レンズ群110は、物体側OBJSから像面140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、第2レンズエレメント112、第1透明体113と、第3レンズエレメント114と、を含む。
第2レンズ群120は、物体側OBJSから像面140側に向かって順番に配置された、第4レンズエレメント121と、第2透明体122と、第2バッファ層123と、第5レンズエレメント124と、を含む。
そして、第1レンズ群110の第1レンズエレメント111と第2レンズエレメント112は、ダブレットレンズを形成している。
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。
第1レンズ群110のパワーを強い正、第2レンズ群120を強い負にして、光学収差を極力抑えて光学長を短くすることが可能となっている。
第1レンズ群110、第2レンズ群120のそれぞれで色収差を抑え、最適構成にすることによりよいカメラ性能を出すことが可能となる。
第1レンズ群110にダブレットレンズ200を使うことにより、収差補正をより厳密に行うことができるようになる。ここでダブレットレンズは、アッベ数の高い凸とアッベ数の低い凹で構成されている。これによりここで色収差が消せ、その他の部分での設計自由度が増え、全体でより収差を抑えた最適な設計が可能となる利点がある。
最終第5レンズエレメント124の形状を像側に対しおおよそ凸形状にすることによりゴーストが発生しにくくすることができる。
また、この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、十分なバックフォーカスを取れるようになる。
そして、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3群3枚構成の光学系、たとえば、3枚プラスチック構成やガラス‐プラスチック‐プラスチックの3枚構成のものと比べると、この発明の実施形態に係る光学ユニットは、同じ光学長の通常光学系よりも光学特性が優れている。
また、ウエハーオプティクスであるためにイメージャと同じような形に切り出すことができ、小型化ができることからサイズにおいても勝っている。
その上、基板を使うこの技術はより安価に生産できるので、通常光学系よりも同じ光学系性能のものをより安価で生産できる。ウエハーオプティクスはこの発明により、より利点が増える。
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。
図10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。
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。
Claims (19)
- 物体側から像面側に向かって順番に配置された、
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第1レンズ群と、
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第2レンズ群と、からなり、
上記第1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、
第1レンズエレメントと、
第2レンズエレメントと、
第1ガラス基板と、
物体側が平状で像面側が凹状の平凹レンズである第3レンズエレメントと、を含み、
上記第2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4レンズエレメントと、
第2ガラス基板と、
バッファ層と、
物体側が平状で像面側が凸状の平凸レンズである部分を含む第5レンズエレメントと、を含み、
上記第1レンズエレメントと上記第2レンズエレメントが物体側が凸状で像面側が平状の平凸レンズであるダブレットレンズを形成しており、
上記第1レンズエレメントの屈折率nL1、上記第1レンズエレメントのアッベ数νL1、上記第2レンズエレメントのアッベ数νL2は下記の条件式を満足し、
1.4 ≦ nL1 ≦ 1.65
38 ≦ νL1 ≦ 80
18 ≦ νL2 ≦ 45
上記ダブレットレンズの焦点距離fL12[mm]は下記の条件式を満足し、
1 ≦ fL12 ≦ 10
上記ダブレットレンズの上記第1レンズエレメントと上記第2レンズエレメントの接合面により形成される第2面の曲率半径R2は下記の条件式を満足し、
−∞ ≦ R2 ≦ −0.5[mm]
上記第2ガラス基板の屈折率ng2およびアッベ数νg2は下記の条件式を満足する
1.3 ≦ ng2 ≦ 1.82
35 ≦ νg2 ≦ 90
光学ユニット。 - 上記第5レンズエレメントは物体側が平状で像面側が凸状および凹状が混合する平凸凹レンズである
請求項1記載の光学ユニット。 - 上記第1ガラス基板の熱膨張係数(CTE)値CTEg 1 と、上記第2ガラス基板のCTE値CTEg 2 との差ΔCTEの絶対値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。
ΔCTE ≡ |CTEg 1 - CTE g 2|
ΔCTE < 1.0e-6 - 上記第1レンズ群の焦点距離fg1は下記の条件式を満足する
請求項1から3のいずれか一に記載の光学ユニット。
1.2 ≦ fg1 ≦ 8[mm] - 上記第2レンズ群の焦点距離fg2は下記の条件式を満足する
請求項1から4のいずれか一に記載の光学ユニット。
−10 ≦ fg2 ≦ −1.2[mm] - 上記第5レンズエレメントは像面側に凸面を含み、当該凸面の曲率半径Rs5は以下の条件式を満足する
請求項1から5のいずれか一に記載の光学ユニット。
Rs5 ≦ −3 または Rs5 ≧ 5[mm] - 上記第1ガラス基板の厚さTg1は以下の条件を満足する
請求項1から6のいずれか一に記載の光学ユニット。
0.2 ≦Tg1≦ 0.7[mm] - 上記第2ガラス基板の厚さTg2は以下の条件を満足する
請求項1から7のいずれか一に記載の光学ユニット。
0.2 ≦Tg2≦ 2.5[mm] - 上記第2ガラス群における上記第2ガラス基板の像面側面と上記第5ガラスエレメントの物体側面との間に配置されたバッファ層を含み、
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から8のいずれか一に記載の光学ユニット。
0.005 ≦ Tbuf ≦ 0.20[mm] - 上記第1レンズエレメント、上記第2レンズエレメント、上記第3レンズエレメント、上記第4レンズエレメント、および上記第5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または熱硬化樹脂により形成される
請求項1から9のいずれか一に記載の光学ユニット。 - 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、
物体側から像面側に向かって順番に配置された、
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第1レンズ群と、
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第2レンズ群と、からなり、
上記第1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、
第1レンズエレメントと、
第2レンズエレメントと、
第1ガラス基板と、
物体側が平状で像面側が凹状の平凹レンズである第3レンズエレメントと、を含み、
上記第2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4レンズエレメントと、
第2ガラス基板と、
バッファ層と、
物体側が平状で像面側が凸状の平凸レンズである部分を含む第5レンズエレメントと、を含み、
上記第1レンズエレメントと上記第2レンズエレメントが物体側が凸状で像面側が平状の平凸レンズであるダブレットレンズを形成しており、
上記第1レンズエレメントの屈折率nL1、上記第1レンズエレメントのアッベ数νL1、上記第2レンズエレメントのアッベ数νL2は下記の条件式を満足し、
1.4 ≦ nL1 ≦ 1.65
38 ≦ νL1 ≦ 80
18 ≦ νL2 ≦ 45
上記ダブレットレンズの焦点距離fL12[mm]は下記の条件式を満足し、
1 ≦ fL12 ≦ 10
上記ダブレットレンズの上記第1レンズエレメントと上記第2レンズエレメントの接合面により形成される第2面の曲率半径R2は下記の条件式を満足し、
−∞ ≦ R2 ≦ −0.5[mm]
上記第2ガラス基板の屈折率ng2およびアッベ数νg2は下記の条件式を満足する
1.3 ≦ ng2 ≦ 1.82
35 ≦ νg2 ≦ 90
撮像装置。 - 上記第5レンズエレメントは物体側が平状で像面側が凸状および凹状が混合する平凸凹レンズである
請求項11記載の撮像装置。 - 上記第1ガラス基板の熱膨張係数(CTE)値CTEg 1 と、上記第2ガラス基板のCTE値CTEg 2 との差ΔCTEの絶対値は下記の条件式を満足する
請求項11または12記載の撮像装置。
ΔCTE ≡ |CTEg 1 - CTEg 2|
ΔCTE < 1.0e-6 - 上記第1レンズ群の焦点距離fg1は下記の条件式を満足する
請求項11から13のいずれか一に記載の撮像装置。
1.2 ≦ fg1 ≦ 8[mm] - 上記第2レンズ群の焦点距離fg2は下記の条件式を満足する
請求項11から14のいずれか一に記載の撮像装置。
−10 ≦ fg2 ≦ −1.2[mm] - 上記第5レンズエレメントは像面側に凸面を含み、当該凸面の曲率半径Rs5は以下の条件式を満足する
請求項11から15のいずれか一に記載の撮像装置。
Rs5 ≦ −3 または Rs5 ≧ 5[mm] - 上記第1ガラス基板の厚さTg1は以下の条件を満足する
請求項11から16のいずれか一に記載の撮像装置。
0.2 ≦Tg1≦ 0.7[mm] - 上記第2ガラス基板の厚さTg2は以下の条件を満足する
請求項11から17のいずれか一に記載の撮像装置。
0.2 ≦Tg2≦ 2.5[mm] - 上記第2ガラス群における上記第2ガラス基板の像面側面と上記第5ガラスエレメントの物体側面との間に配置されたバッファ層を含み、
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11から18のいずれか一に記載の撮像装置。
0.005 ≦ Tbuf ≦ 0.20[mm]
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