KR20090113290A - 촬상 렌즈, 촬상 장치, 휴대 단말기, 및 촬상 렌즈의 제조 방법 - Google Patents

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게이지 마쯔사까
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코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드
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Abstract

촬상 렌즈(LN)는 1개 또는 2개 렌즈 블록(BK)을 포함하는 동시에, 개구 조리개(ape)를 포함한다. 이 렌즈 블록(BK)은 다른 재질로 형성되는 평행 평판의 렌즈 기판(LS)과 렌즈(L)를 포함한다.
그리고, 이 촬상 렌즈(LN)에서는, 가장 물체측에 위치하는 제1 렌즈 블록(BK1)이 정 배율을 발휘하고, 제1 렌즈 기판(LS1)의 굴절률과, 제1 렌즈 기판(LS)의 물체측 기판면에 이어지는 렌즈(L[LS1o])의 굴절률의 절대값차로 규정되는 수학식이 만족된다.
Figure P1020097016968
촬상 렌즈, 촬상 장치, 휴대 단말기, 렌즈 블록, 렌즈 기판, 개구 조리개

Description

촬상 렌즈, 촬상 장치, 휴대 단말기, 및 촬상 렌즈의 제조 방법{IMAGING LENS, IMAGING DEVICE, PORTABLE TERMINAL AND METHOD FOR MANUFACTURING IMAGING LENS}
본 발명은 촬상 렌즈, 촬상 장치, 휴대 단말기, 및 촬상 렌즈의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 콤팩트하고 박형의 촬상 장치가, 콤팩트하고 박형의 전자 기기인 휴대 단말기{예를 들어, 휴대 전화기나 PDA(Personal Digital Assistant) 등}에 탑재된다. 그리고, 이와 같은 휴대 단말기와, 예를 들어 원격지의 전자 기기 사이에서는, 음성 정보 및 화상 정보 등의 정보가 양방향에서 전송된다.
그런데, 촬상 장치에 사용되는 촬상 소자로서는, 예를 들어, CCD(Charge Coupled Device)형 이미지 센서 및 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)형 이미지 센서의 고체 촬상 소자를 들 수 있다. 또한, 최근에는, 이들 촬상 소자 상에 피사체상을 형성하는 촬상 렌즈로서, 저렴하게 대량 생산할 수 있는 수지제 렌즈가 저비용화를 위해 사용된다.
이와 같은 촬상 렌즈, 특히, 휴대 단말기에 내장되는 촬상 장치(소위 카메라 모듈)에 사용되는 촬상 렌즈로서는, 플라스틱 렌즈 3매 구성의 타입, 및 유리 렌즈 1매와 플라스틱 렌즈 2매를 포함하는 3매 구성의 타입이, 일반적으로 잘 알려져 있다. 그러나, 이들 촬상 렌즈에 대한 가일층의 초콤팩트화와 높은 양산화는, 기술적인 한계로부터 양립되기 어렵다.
이와 같은 문제점을 극복하는 일 대책으로서, 레플리카법(replica method)을 하기 특허 문헌 1로 들 수 있다. 레플리카법이라 함은, 1개의 렌즈 기판(웨이퍼)에 다수의 렌즈(렌즈 요소)를 동시에 형성하는 방법이다. 이 방법으로 형성되는 렌즈를 복수 배열하여 포함하는 렌즈 기판(렌즈 유닛)은 웨이퍼 형상의 촬상 소자(센서 웨이퍼)에 연결된 후에 분할된다. 이와 같이 하여, 분할된 렌즈 유닛에서, 촬상 소자에 대응하는 촬상 렌즈는 웨이퍼 스케일 렌즈(접합형 복합 렌즈)라 불리는 동시에, 이 웨이퍼 스케일 렌즈와 촬상 소자를 포함하는 모듈은 웨이퍼 스케일 카메라 모듈이라 불린다.
그리고, 특허 문헌 1은 레플리카법으로 형성된 웨이퍼 스케일 렌즈(렌즈 기판의 적어도 1개의 기판면에 렌즈가 이어지는 광학 요소; 렌즈 블록이라고도 칭함)를 포함하는 촬상 렌즈를 개시한다. 또한, 이 촬상 렌즈에 있어서의 웨이퍼 스케일 렌즈에서는, 렌즈 기판 상에 회절면과 굴절면이 동시에 형성되어 있고, 그들에 의해, 이 촬상 렌즈는 색수차를 보정한다.
특허 문헌 1 : 일본 특허 공개 제2006-323365호 공보
그러나, 특허 문헌 1에 기재된 촬상 렌즈와 같이, 렌즈 기판 상에 회절면 및 굴절면을 동시에 형성하는 것은 용이하지 않다. 특히, 비교적 광학 전체 길이(렌즈계에서, 가장 물체측의 입사면으로부터 촬상 소자의 촬상면에 이르기까지의 거리)가 짧은 렌즈계에서는, 굴절면의 중심 두께는 매우 얇아지게 되어, 웨이퍼 스케일 렌즈의 형성이 한층 어려워진다.
또한, 회절면을 포함하는 촬상 렌즈에서는, 설계 파장 이외에서의 파장의 광에 관한 회절 효율은 저하되기 쉽다. 나아가, 회절면으로의 입사광의 각도 특성이 나쁘면, 그 회절면에 대한 입사광의 입사 각도에는 제약이 가해져, 촬상 렌즈는 넓은 화각을 확보할 수 없다.
또한, 웨이퍼 스케일 렌즈라도, 종래의 유리 또는 수지로 형성되는 노멀한 렌즈계(노멀 렌즈)와 동등한 광학 성능을 가져야만 한다. 그러나, 광학 성능상(예를 들어 수차 보정상), 웨이퍼 스케일 렌즈가 메니스커스 형상을 포함해야만 하는 경우, 웨이퍼 스케일 렌즈는 렌즈 기판을 포함하기 위해 광축 상의 두께를 증대시켜야만 한다. 그로 인해, 웨이퍼 스케일 렌즈, 나아가서는 촬상 렌즈의 길이가 증대되기 쉽다.
또한, 최근에는, 카메라 모듈은 IC 칩 등과 함께 페이스트 형상의 땜납의 인쇄된 프린트 기판에 장착된 후, 가열 처리(리플로우 처리)됨으로써, 그 프린트 기판에 실장된다. 이와 같은 실장이면, 카메라 모듈을 포함하는 다양한 장치가 저비용으로 대량으로 생산되기 때문이다. 그러면, 최근의 촬상 렌즈는 리플로우 처리에 견딜 수 있는 내열성도 요구된다.
본 발명은 전술한 상황을 감안하여 이루어진 것이다. 그리고, 본 발명의 목적은, 이하의 점을 만족하는 촬상 렌즈 등을 제공하는 것에 있다.
ㆍ보다 적은 렌즈 블록수밖에 포함하지 않음에도 불구하고, 회절면 등을 포함하지 않고, 상 높이에 대한 광학 전체 길이를 단축한다.
ㆍ양호한 수차 보정의 확보.
ㆍ비용 저감.
<과제를 해결하기 위한 수단>
촬상 렌즈는 평행 평판인 렌즈 기판과, 렌즈 기판의 물체측 기판면 및 상측(像側) 기판면의 적어도 한쪽의 기판면에 이어지는 정(正) 배율(power) 또는 부(負) 배율을 발휘하는 렌즈를 갖는 렌즈 블록을 1개 또는 2개 포함한다. 또한, 촬상 렌즈는 광량을 규제하는 개구 조리개도 포함한다.
또한, 이 촬상 렌즈에서 포함되는 렌즈 블록은 물체측으로부터 상측을 향하는 순서로 제1, 제2의 숫자를 부여한다. 또한, 렌즈 블록에 포함되는 렌즈 기판도 마찬가지로, 제1, 제2의 숫자를 부여한다. 또한, 렌즈 블록에 있어서의 렌즈(L)는 렌즈 기판{LS[제1 렌즈 기판(LS1), 제2 렌즈 기판(LS2)]}에 있어서의 물체측(o)의 렌즈(L) 및 상측(m)의 렌즈(L)라는 의미에서, 렌즈(L[LS1o]), 렌즈(L[LS1m]), 렌즈(L[LS2o]), 렌즈(L[LS2m])로 표현한다.
이상과 같은 촬상 렌즈에서는, 렌즈 블록은 렌즈 기판과는 다른 재질로 형성되는 렌즈를 포함하고, 제1 렌즈 블록이 가장 물체측에 위치하여, 정 배율을 발휘한다. 그리고, 이 제1 렌즈 블록에서는 제1 렌즈 기판이 포함되고, 또한 렌즈(L[LS1o])가 제1 렌즈 기판의 물체측 기판면에 이어진다. 또한, 이 촬상 렌즈에서는, 하기 수학식 C1이 만족된다.
Figure 112009049611464-PCT00001
단,
N[LS1] : 제1 렌즈 기판의 굴절률
N[L[LS1o]] : 렌즈(L[LS1o])의 굴절률이다.
또한, 촬상 렌즈에서는, 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면이 물체측 볼록면이고, 하기 수학식 C2가 만족되면 바람직하다.
Figure 112009049611464-PCT00002
단,
f[L[LS1o]o] : 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면의 초점 거리
f[all] : 촬상 렌즈 전계의 초점 거리이다.
또한, 촬상 렌즈에서는, 하기 수학식 C3이 만족되면 바람직하다.
Figure 112009049611464-PCT00003
단,
N[LS1] : 제1 렌즈 기판의 굴절률
N[L[LS1o]] : 렌즈(L[LS1o])의 굴절률이다.
또한, 촬상 렌즈(LN)에서는, 하기 수학식 C4가 만족되면 바람직하다.
Figure 112009049611464-PCT00004
단,
ν[LS1] : 제1 렌즈 기판의 아베수
ν[L[LS1o]] : 렌즈(L[LS1o])의 아베수이다.
또한, 촬상 렌즈는 이하와 같으면 바람직하다. 즉, 촬상 렌즈에서는, 렌즈 블록은 제1 렌즈 블록뿐이고, 그 제1 렌즈 블록에서는, 렌즈(L[LS1m])가 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고, 그 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 볼록면이다.
또한, 이와 같은 촬상 렌즈에서는, 렌즈(L[LS1m])는 상측 렌즈면을 그 렌즈면에서의 면 정상점을 볼록 형상으로 하는 동시에 최대 상 높이의 주 광선과 교차하는 부분을 오목 형상으로 하는 비구면으로 하면 바람직하다.
또한, 촬상 렌즈는 이하와 같으면 바람직하다. 즉, 촬상 렌즈에서는, 렌즈 블록은 제1 렌즈 블록뿐이고, 그 제1 렌즈 블록에서는, 렌즈(L[LS1m])가 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고, 그 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 오목면이면 바람직하다.
또한, 렌즈 블록은 2개뿐인 촬상 렌즈가, 이하와 같으면 바람직하다. 즉, 제1 렌즈 블록에서는, 렌즈(L[LS1m])가 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고, 그 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 볼록면이다.
게다가, 제2 렌즈 블록이 제1 렌즈 블록의 상측에 위치한다. 그리고, 제2 렌즈 블록에서는, 제2 렌즈 기판이 포함되고, 또한 렌즈(L[LS2o])가 제2 렌즈 기판의 물체측 기판면에 이어지는 동시에, 렌즈(L[LS2m])가 제2 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어진다. 또한, 렌즈(L[LS2o])의 물체측 렌즈면은 물체측 볼록면이며 또한 비구면이고, 렌즈(L[LS2m])의 상측 렌즈면은 비구면이다.
또한, 이와 같은 제1 렌즈 블록 및 제2 렌즈 블록을 포함하는 촬상 렌즈에서는, 렌즈(L[LS1m])는 상측 렌즈면을 그 렌즈면에서의 면 정상점을 볼록 형상으로 하는 동시에 최대 상 높이의 주 광선과 교차하는 부분을 오목 형상으로 하면 바람직하다.
또한, 렌즈 블록은 2개뿐인 촬상 렌즈가, 이하와 같으면 바람직하다. 즉, 제1 렌즈 블록에서는, 렌즈(L[LS1m])가 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고, 그 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 오목면이다.
게다가, 제2 렌즈 블록이 제1 렌즈 블록의 상측에 위치한다. 그리고, 제2 렌즈 블록에서는, 제2 렌즈 기판이 포함되고, 또한 렌즈(L[LS2o])가 제2 렌즈 기판의 물체측 기판면에 이어지는 동시에, 렌즈(L[LS2m])가 제2 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어진다. 또한, 렌즈(L[LS2o])의 물체측 렌즈면은 물체측 볼록면이며 또한 비구면이고, 렌즈(L[LS2m])의 상측 렌즈면은 비구면이다.
또한, 렌즈 블록은 2개뿐인 촬상 렌즈가, 이하와 같으면 바람직하다. 즉, 제1 렌즈 블록에서는, 렌즈(L[LS1m])가 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고, 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 볼록면이다.
게다가, 제2 렌즈 블록이, 제1 렌즈 블록의 상측에 위치한다. 그리고, 제2 렌즈 블록에서는, 제2 렌즈 기판이 포함되고, 또한 렌즈(L[LS2o])가 제2 렌즈 기판의 물체측 기판면에 이어지는 동시에, 렌즈(L[LS2m])가 제2 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어진다. 또한, 렌즈(L[LS2o])의 물체측 렌즈면은 물체측 오목면이고, 렌즈(L[LS2m])의 상측 렌즈면은 비구면이다.
또한, 이와 같은 제1 렌즈 블록 및 제2 렌즈 블록을 포함하는 촬상 렌즈에서는, 렌즈(L[LS1m])는 상측 렌즈면을 그 렌즈면에서의 면 정상점을 볼록 형상으로 하는 동시에 최대 상 높이의 주 광선과 교차하는 부분을 오목 형상으로 하는 비구면으로 하면 바람직하다.
또한, 렌즈 블록은 2개뿐인 촬상 렌즈가, 이하와 같으면 바람직하다. 즉, 제1 렌즈 블록에서는, 렌즈인 렌즈(L[LS1m])가 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고, 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 오목면이다.
게다가, 제2 렌즈 블록이 제1 렌즈 블록의 상측에 위치하고, 그 제2 렌즈 블록에서는, 제2 렌즈 기판이 포함되고, 또한 렌즈(L[LS2o])가 제2 렌즈 기판의 물체측 기판면에 이어지는 동시에, 렌즈(L[LS2m])가 제2 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어진다. 또한, 렌즈(L[LS2o])의 물체측 렌즈면은 물체측 오목면이고, 렌즈(L[LS2m])의 상측 렌즈면은 비구면이다.
또한, 촬상 렌즈는 이하와 같으면 바람직하다. 즉, 촬상 렌즈에서는, 렌즈 블록으로서는 제1 렌즈 블록뿐이고, 그 제1 렌즈 블록에서는, 렌즈(L[LS1o])가 제1 렌즈 기판의 물체측 기판면에 이어지는 동시에, 렌즈(L[LS1m])가 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어진다. 그리고, 이 촬상 렌즈에서는, 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면은 물체측 오목면이고, 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면은 상측 볼록면이고, 하기 수학식 C5가 만족되면 바람직하다.
Figure 112009049611464-PCT00005
단,
f[L[LS1m]m] : 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면의 초점 거리
f[all] : 촬상 렌즈 전계의 초점 거리이다.
또한, 촬상 렌즈에서는, 하기 수학식 C6이 만족되면 바람직하다.
Figure 112009049611464-PCT00006
단,
d[LS1] : 제1 렌즈 기판의 광축 상의 두께
TL : 촬상 렌즈에서 가장 물체측의 면으로부터 결상면에 이르기까지의 광축 상의 길이이다.
또한, 촬상 렌즈에서는, 하기의 수학식 C7이 만족되면 바람직하다.
Figure 112009049611464-PCT00007
단,
Ar : 촬상 렌즈에서, 인접하는 렌즈 블록끼리의 공기 간격의 총합(단, 렌즈 블록을 제외한 배율을 갖지 않는 광학 소자의 두께는 공기 환산한 후 공기 간격에 포함함)
TL : 촬상 렌즈에서 가장 물체측의 면으로부터 결상면에 이르기까지의 광축 상의 길이이다.
또한, 촬상 렌즈에서는, 렌즈 기판이 유리로 형성되면 바람직하다.
또한, 촬상 렌즈에서는, 렌즈가 수지로 형성되면 바람직하다.
또한, 렌즈로 되는 수지에는, 30㎚ 이하의 입경인 무기 미립자가 분산되면 바람직하다.
또한, 수지는 경화형 수지이면 바람직하다.
또한, 이상과 같은 촬상 렌즈와, 촬상 렌즈를 통과하는 광을 촬상하는 촬상 소자를 포함하는 촬상 장치도 본 발명이라 할 수 있다. 또한, 이 촬상 장치를 포함하는 휴대 단말기도 본 발명이라 할 수 있다.
또한, 이상과 같은 촬상 렌즈의 제조 방법에 있어서, 복수의 렌즈 블록을 배열하여 포함하는 유닛을 렌즈 블록 유닛으로 하면, 이하의 공정이 포함되면 바람직하다. 즉, 렌즈 블록의 주연의 적어도 일부에 스페이서를 배열하고, 복수의 렌즈 블록 유닛을 스페이서를 개재시켜 연결하는 연결 공정과, 연결되는 렌즈 블록 유닛을 스페이서를 따라 절단하는 절단 공정을 포함하는 촬상 렌즈의 제조 방법이 바람직하다.
<발명의 효과>
본 발명에 따르면, 촬상 렌즈는 콤팩트화를 위해 1개 또는 2개의 렌즈 블록을 포함한다. 특히, 가장 물체측에 위치하는 렌즈 블록은 정 배율을 발휘하고, 그 렌즈 블록에 있어서의 렌즈 기판과 렌즈(L[LS1o])의 굴절률차로부터, 촬상 렌즈에서의 색수차가 적절하게 보정된다. 또한, 평행 평판 상에 동시에 다수개 렌즈가 제작되는 점에서 촬상 렌즈의 생산 및 조립이 용이해지고, 그 결과, 저비용으로 촬상 렌즈가 제조된다.
도 1은 실시예 1의 촬상 렌즈의 광학 단면도.
도 2는 실시예 2의 촬상 렌즈의 광학 단면도.
도 3은 실시예 3의 촬상 렌즈의 광학 단면도.
도 4는 실시예 4의 촬상 렌즈의 광학 단면도.
도 5는 실시예 5의 촬상 렌즈의 광학 단면도.
도 6은 실시예 6의 촬상 렌즈의 광학 단면도.
도 7은 실시예 7의 촬상 렌즈의 광학 단면도.
도 8은 실시예 8의 촬상 렌즈의 광학 단면도.
도 9A는 실시예 1의 촬상 렌즈의 구면 수차도.
도 9B는 실시예 1의 촬상 렌즈의 비점 수차도.
도 9C는 실시예 1의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도.
도 10A는 실시예 2의 촬상 렌즈의 구면 수차도.
도 10B는 실시예 2의 촬상 렌즈의 비점 수차도.
도 10C는 실시예 2의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도.
도 11A는 실시예 3의 촬상 렌즈의 구면 수차도.
도 11B는 실시예 3의 촬상 렌즈의 비점 수차도.
도 11C는 실시예 3의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도.
도 12A는 실시예 4의 촬상 렌즈의 구면 수차도.
도 12B는 실시예 4의 촬상 렌즈의 비점 수차도.
도 12C는 실시예 4의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도.
도 13A는 실시예 5의 촬상 렌즈의 구면 수차도.
도 13B는 실시예 5의 촬상 렌즈의 비점 수차도.
도 13C는 실시예 5의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도.
도 14A는 실시예 6의 촬상 렌즈의 구면 수차도.
도 14B는 실시예 6의 촬상 렌즈의 비점 수차도.
도 14C는 실시예 6의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도.
도 15A는 실시예 7의 촬상 렌즈의 구면 수차도.
도 15B는 실시예 7의 촬상 렌즈의 비점 수차도.
도 15C는 실시예 7의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도.
도 16A는 실시예 8의 촬상 렌즈의 구면 수차도.
도 16B는 실시예 8의 촬상 렌즈의 비점 수차도.
도 16C는 실시예 8의 촬상 렌즈의 왜곡 수차도.
도 17은 휴대 단말기의 블록도.
도 18A는 렌즈 블록 유닛의 단면도.
도 18B는 촬상 렌즈의 제조 공정을 도시하는 단면도.
도 18C는 촬상 렌즈의 단면도.
도 19는 설명에 사용하는 렌즈 블록의 단면도.
도 20은 도 19와는 다른 설명에 사용하는 렌즈 블록의 단면도.
[부호의 설명]
BK : 렌즈 블록
L : 렌즈
LS : 렌즈 기판
ape : 개구 조리개
s : 렌즈면ㆍ기판면
* : 비구면
PT : 평행 평판
LN : 촬상 렌즈
SR : 촬상 소자
IM : 상면(광학상)
SS : 수광면
AX : 광축
LU : 촬상 장치
CU : 휴대 단말기
1 : 신호 처리부
2 : 제어부
3 : 메모리
4 : 조작부
5 : 표시부
[실시 형태 1]
[■ 촬상 장치 및 휴대 단말기에 대해]
통상, 촬상 렌즈는 화상 입력 기능을 구비한 디지털 기기(예를 들어 휴대 단말기)에의 사용에 적합하다. 왜냐하면, 촬상 렌즈와 촬상 소자 등을 조합하여 포함하는 디지털 기기는 피사체의 영상을 광학적으로 도입하여 전기적인 신호로서 출력하는 촬상 장치가 되기 때문이다.
촬상 장치는 피사체의 정지 화상 및 동화상을 촬영하는 카메라의 주된 구성 요소(광학 장치)이고, 예를 들어, 물체(즉 피사체)측으로부터 차례로, 물체의 광학상을 형성하는 촬상 렌즈와, 그 촬상 렌즈에 의해 형성된 광학상을 전기적인 신호로 변환하는 촬상 소자를 포함한다.
카메라의 예로서는, 디지털 카메라, 비디오 카메라, 감시 카메라, 차량 탑재 카메라, 및 텔레비전 전화용 카메라를 들 수 있다. 또한, 카메라는, 퍼스널 컴퓨터, 휴대 단말기(예를 들어, 휴대 전화, 모바일 컴퓨터 등의 콤팩트하고 휴대 가능 한 정보 기기 단말기), 이들의 주변 기기(스캐너, 프린터 등), 및 그 밖의 디지털 기기 등에 내장 또는 외측 부착되어도 된다.
이들의 예로부터 알 수 있는 바와 같이, 촬상 장치를 탑재함으로써 카메라가 구성될 뿐만 아니라, 촬상 장치를 탑재함으로써 카메라 기능을 갖는 각종 기기가 구성된다. 예를 들어, 카메라를 구비한 휴대 전화 등의 화상 입력 기능을 구비한 디지털 기기가 구성된다.
도 17은 화상 입력 기능을 구비한 디지털 기기의 일례인 휴대 단말기(CU)의 블록도이다. 이 도면에서의 휴대 단말기(CU)에 탑재되어 있는 촬상 장치(LU)는 촬상 렌즈(LN), 평행 평면판(PT), 및 촬상 소자(SR)를 포함한다.
촬상 렌즈(LN)는 물체(즉 피사체)측으로부터 차례로 물체의 광학상(상면)(IM)을 형성한다. 상세하게 설명하면, 촬상 렌즈(LN)는 예를 들어 렌즈 블록(BK)(상세한 것은 후술)을 포함하고, 촬상 소자(SR)의 수광면(SS) 상에 광학상(IM)을 형성한다.
또한, 촬상 렌즈(LN)에서 형성되어야 할 광학상(IM)은, 예를 들어, 촬상 소자(SR)의 화소 피치에 의해 결정되는 소정의 차단 주파수 특성을 갖는 광학적 저역 통과 필터[도 17에서의 평행 평면판(PT)]를 통과한다. 이 통과에 의해, 전기적인 신호로 변환되는 경우에 발생하는 소위 반향 노이즈가 최소화되도록, 공간 주파수 특성이 조정된다.
그리고, 이 공간 주파수 특성의 조정에 의해, 색 모아레의 발생이 억제된다. 단, 해상 한계 주파수 주변의 성능이 억제되면, 광학적 저역 통과 필터를 사용하지 않아도, 노이즈가 발생하지 않는다. 또한, 노이즈의 그다지 눈에 뜨지 않는 표시계(예를 들어, 휴대 전화의 액정 화면 등)를 사용하여, 유저가 촬영이나 감상을 행하는 경우, 광학적 저역 통과 필터는 불필요하다.
평행 평면판(PT)은, 예를 들어, 필요에 따라서 배치되는 광학적 저역 통과 필터, 적외 커트 필터 등의 광학 필터이다[또한, 평행 평판(PT)은, 촬상 소자(SR)의 커버 유리 등에 상당하는 것도 있음].
촬상 소자(SR)는 촬상 렌즈(LN)에 의해 수광면(SS) 상에 형성된 광학상(IM)을 전기적인 신호로 변환한다. 예를 들어, 복수의 화소를 갖는 CCD(Charge Coupled Device)형 이미지 센서 및 CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)형 이미지 센서를 촬상 소자(고체 촬상 소자)로서 들 수 있다. 또한, 촬상 렌즈(LN)는 촬상 소자(SR)의 수광면(SS) 상에 피사체의 광학상(IM)을 형성시키도록 위치한다. 그로 인해, 촬상 렌즈(LN)에 의해 형성된 광학상(IM)은, 촬상 소자(SR)에 의해 전기적인 신호로 효율적으로 변환된다.
또한, 이와 같은 촬상 장치(LU)가 화상 입력 기능을 구비한 휴대 단말기(CU)에 탑재되는 경우, 통상, 휴대 단말기(CU)의 본체 내부에 촬상 장치(LU)가 배치된다. 단, 휴대 단말기(CU)가 카메라 기능을 발휘하는 경우에는, 촬상 장치(LU)가 필요에 따른 형태가 된다. 예를 들어, 유닛화한 촬상 장치(LU)가 휴대 단말기(CU)의 본체에 대해 착탈 가능 또는 회전 가능하게 되어 있어도 된다.
그런데, 휴대 단말기(CU)는 촬상 장치(LU) 외에 신호 처리부(1), 제어부(2), 메모리(3), 조작부(4), 및 표시부(5)를 포함한다.
신호 처리부(1)는, 촬상 소자(SR)에서 생성된 신호에 대해, 예를 들어, 소정의 디지털 화상 처리 및 화상 압축 처리를 필요에 따라서 실시한다. 그리고, 처리가 실시된 신호는, 디지털 영상 신호로서 메모리(3)(반도체 메모리, 광 디스크 등)에 기록되거나, 케이블을 통해 적외선 신호로 변환되어, 다른 기기에 전송된다.
제어부(2)는 마이크로 컴퓨터이며, 촬영 기능, 화상 재생 기능 등의 기능 제어, 즉, 포커싱을 위한 렌즈 이동 기구의 제어 등을 집중적으로 행한다. 예를 들어, 제어부(2)는 피사체의 정지 화상 촬영 및 동화상 촬영 중 적어도 한쪽을 행하도록, 촬상 장치(LU)를 제어한다.
메모리(3)는, 예를 들어, 촬상 소자(SR)에서 생성되는 동시에 신호 처리부(1)에서 처리된 신호를 기억한다.
조작부(4)는, 조작 버튼(예를 들어 릴리즈 버튼), 조작 다이얼(예를 들어 촬영 모드 다이얼) 등의 조작 부재를 포함하는 부분이며, 조작자가 조작 입력한 정보를 제어부(2)에 전달한다.
표시부(5)는 액정 모니터 등의 디스플레이를 포함하는 부분이며, 촬상 소자(SR)에 의해 변환된 화상 신호 또는 메모리(3)에 기록되어 있는 화상 정보를 사용하여 화상 표시를 행한다.
[■ 촬상 렌즈에 대해]
여기서, 촬상 렌즈(LN)에 대해 상세하게 설명한다. 촬상 렌즈(LN)는 복수의 광학 요소를 이은 렌즈 블록(BK)을 포함한다(후술하는 도 1 등 참조). 그리고, 이 렌즈 블록(접합형 복합 렌즈)(BK)은, 예를 들어, 렌즈 기판(LS)에서 대향하는 2면 (물체측 기판면 및 상측 기판면) 중 적어도 한쪽의 기판면에 렌즈(L)를 잇는다[또한, 이 렌즈(L)는 정 배율 또는 부 배율을 발휘함].
또한, "잇는다"라 함은, 렌즈 기판(LS)의 기판면과 렌즈(L)가 직접 접착 상태에 있는 것, 또는 렌즈 기판(LS)의 기판면과 렌즈(L)가 별도 부재를 개재하면서 간접 접착 상태에 있는 것을 의미한다.
[■ 촬상 렌즈의 제조 방법에 대해]
그런데, 도 18A의 단면도에 도시한 바와 같은, 복수의 렌즈 블록(BK)을 배열하여 포함하는 렌즈 블록 유닛(UT)은, 예를 들어, 다수의 렌즈(L)를 동시에 제작할 수 있는 동시에 저비용인 리플로우법 또는 레플리카법으로 제조된다[또한, 렌즈 블록 유닛(UT)에 포함되는 렌즈 블록(BK)의 수는 단수라도 복수라도 됨].
리플로우법은, CVD(Chemical Vapor Deposition)법에 의해, 유리 기판에 저연화점 유리를 성막시킨다. 그리고, 이 저연화점 유리 성막은 리소그래피 및 드라이 에칭에 의해 미세 가공된다. 또한, 가열됨으로써, 저연화점 유리 성막은 용융되어 렌즈 형상이 된다. 즉, 이 리플로우법에서는, 유리 기판 상에 다수의 렌즈가 동시에 제작된다.
또한, 레플리카법은 렌즈 웨이퍼 상에 금형을 사용하여 경화성의 수지를 렌즈 형상으로 하여 전사한다. 이에 의해, 이 레플리카법에서는, 렌즈 웨이퍼 상에, 다수의 렌즈가 동시에 제작된다.
그리고, 이들과 같은 방법에 의해 제조된 렌즈 블록 유닛(UT)으로부터 촬상 렌즈(LN)가 제조된다. 이 촬상 렌즈의 제조 공정의 일례를 도 18B의 개략 단면도 로 도시한다.
제1 렌즈 블록 유닛(UT1)은 평행 평판인 제1 렌즈 기판(LS1)과, 그 한쪽의 평면에 접착된 복수의 제1 렌즈(L1)와, 다른 쪽의 평면에 접착된 복수의 제2 렌즈(L2)로 구성된다.
제2 렌즈 블록 유닛(UT2)은 평행 평판인 제2 렌즈 기판(LS2)과, 그 한쪽의 평면에 접착된 복수의 제3 렌즈(L3)와, 다른 쪽의 평면에 접착된 복수의 제4 렌즈(L4)로 구성된다.
격자 형상의 스페이서 부재(스페이서)(B1)는 제1 렌즈 블록 유닛(UT1)과 제2 렌즈 블록 유닛(UT2) 사이[구체적으로는, 제1 렌즈 기판(LS1)과 제2 렌즈 기판(LS2) 사이]에 개재하고, 양 렌즈 블록 유닛(UT1ㆍUT2)의 간격을 일정하게 유지한다. 또한, 스페이서 부재(B1)는 기판(2)과 제2 렌즈 블록 유닛(2) 사이에 개재하고, 기판(2)과 렌즈 블록 유닛(UT2)의 간격을 일정하게 유지한다[즉, 스페이서 부재(B1)는 2단 격자라 할 수 있음]. 그리고, 스페이서 부재(B1)의 격자의 구멍의 부분에 각 렌즈(L)가 위치한다.
또한, 기판(B2)은, 마이크로 렌즈 어레이를 포함하는 웨이퍼 스케일의 센서 칩 사이즈 패키지, 혹은 센서 커버 유리 또는 IR 커트 필터 등의 평행 평면판[도 17에서의 평행 평면판(PT)에 상당하는 것]이다.
그리고, 스페이서 부재(B1)가 제1 렌즈 블록 유닛(UT1)과 제1 렌즈 블록 유닛(UT2) 사이, 및 제2 렌즈 유닛(UT2)과 제2 기판(B2) 사이에 개재됨으로써, 렌즈 기판(LS)끼리[제1 렌즈 기판(LS1)과 제2 렌즈 기판(LS2)] 밀봉되어 일체화된다.
그리고, 일체화된 제1 렌즈 기판(LS1), 제2 렌즈 기판(LS2), 스페이서 부재(B1) 및 기판(2)이 스페이서 부재(B1)의 격자 프레임[파선(Q)의 위치]을 따라 절단되면, 도 18C에 도시한 바와 같이, 2매 렌즈 구성의 복수의 촬상 렌즈(LN)가 얻어진다.
이와 같이, 복수의 렌즈 블록(BK)[제1 렌즈 블록(BK1) 및 제2 렌즈 블록(BK2)]이 조립된 부재가 분리됨으로써, 촬상 렌즈(LN)가 제조되면, 촬상 렌즈(LN)마다의 렌즈 간격의 조정 및 조립이 불필요해진다. 그로 인해, 촬상 렌즈(LN)의 대량 생산이 가능해진다.
게다가, 스페이서 부재(B1)가 격자 형상이다. 그로 인해, 이 스페이서 부재(B1)가, 복수의 렌즈 블록(BK)이 조립된 부재로부터 촬상 렌즈(LN)를 분리하는 경우의 표시로도 된다. 따라서, 복수의 렌즈 블록(BK)이 조립된 부재로부터 촬상 렌즈(LN)가 간단히 분리되어, 수고가 들지 않는다. 그 결과, 촬상 렌즈를 저렴하게 대량 생산할 수 있다.
이상을 근거로 하면, 촬상 렌즈(LN)의 제조 방법은 렌즈 블록(BK)의 주연의 적어도 일부에 스페이서 부재(B1)를 배열하고, 복수의 렌즈 블록 유닛(UT)을 스페이서 부재(B1)를 개재시켜 연결하는 연결 공정과, 연결되는 렌즈 블록 유닛(UT)을 스페이서 부재(B1)를 따라 절단하는 절단 공정을 포함한다. 그리고, 이와 같은 제조 방법은 저렴한 렌즈계의 양산에 적합하다.
[■ 촬상 렌즈에 관한 렌즈 구성에 대해]
다음에, 전체 실시예(EX)인 실시예 1 내지 8의 촬상 렌즈(LN)에 관한 렌즈 구성에 대해, 도 1 내지 도 8의 광학 단면도를 사용하여 설명한다.
광학 단면 등에 있어서의 부재 부호에 대해서는, 이하와 같이 된다.
ㆍLi : 렌즈(L)
ㆍLSi : 렌즈 기판(LS)[또한, 전체 실시예의 렌즈 기판(LS)은 평행 평판임]
ㆍBKi : 렌즈 블록(BK)
ㆍPTi : 평행 평판[또한, 렌즈(L)를 잇지 않는 평행 평판에 한하여 PTi를 부여함]
ㆍsi : 렌즈면 및 기판면
ㆍi : "Li" 등에 부여되는 숫자이며, 각 부재에서의 물체측으로부터 상측에 이르기까지의 순서.
ㆍ* : 비구면[또한, 렌즈 기판(LS)에 인접하지 않고, 공기에 접하는 렌즈면은 비구면임]
ㆍape : 개구 조리개
ㆍAX : 광축
또한, 물체측으로부터 상측에 배열되는 순서에 합치한 숫자가 부여된 렌즈(L)를 별도 표현하는 경우가 있다. 구체적으로는, 렌즈 기판(LS)[제1 렌즈 기판(LS1)ㆍ제2 렌즈 기판(LS2)]에 있어서의 물체측(o)의 렌즈(L) 및 상측(m)의 렌즈(L)라는 의미에서, 렌즈(L[LS1o]), 렌즈(L[LS1m]), 렌즈(L[LS2o]), 렌즈(L[LS2m])로 표현하는 경우가 있다.
[● 실시예 1]
실시예 1의 촬상 렌즈(LN)에서는, 물체측으로부터 상측을 향해 배열되는 2개의 렌즈 블록(BK1ㆍBK2)을 포함하는 동시에, 개구 조리개(ape)를 포함한다.
가장 물체측에 위치하는 제1 렌즈 블록(BK1)은 제1 렌즈 기판(LS1)을 포함한다. 그리고, 이 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면에는 제1 렌즈{L1[렌즈(L[LS1o])]}가 이어지고, 제1 렌즈 기판(LS1)의 상측 기판면에는 제2 렌즈{L2[렌즈(L[LS1m])]}가 이어진다. 상세하게 설명하면, 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)는 이하와 같이 된다. 또한, 개구 조리개(ape)는 제1 렌즈(L1)와 제1 렌즈 기판(LS1)의 경계면에 형성된다.
ㆍ제1 렌즈(L1) : 물체측 볼록의 평볼록 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면)
ㆍ제2 렌즈(L2) : 상측 오목의 평오목 렌즈(또한, 상측 렌즈면은 비구면)
제2 렌즈 블록(BK2)은 제1 렌즈 블록(BK1)의 상측에 위치하고, 제2 렌즈 기판(LS2)을 포함한다. 그리고, 이 제2 렌즈 기판(LS2)의 물체측 기판면에는 제3 렌즈{L3[렌즈(L[LS2o])]}가 이어지고, 제2 렌즈 기판(LS2)의 상측 기판면에는 제4 렌즈{L4[렌즈(L[LS2m])]}가 이어진다. 상세하게 설명하면, 제3 렌즈(L3) 및 제4 렌즈(L4)는, 이하와 같이 된다.
ㆍ제3 렌즈(L3) : 물체측 오목의 평오목 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면)
ㆍ제4 렌즈(L4) : 상측 오목의 평오목 렌즈(또한, 상측 렌즈면은 비구면)
[● 실시예 2]
실시예 2의 촬상 렌즈(LN)는 제1 렌즈 블록(BK1), 제2 렌즈 블록(BK2), 및 개구 조리개(ape)를 포함한다.
제1 렌즈 블록(BK1)에서는, 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면에 이어지는 제1 렌즈{L1[렌즈(L[LS1o])]} 및 상측 기판면에 이어지는 제2 렌즈{L2[렌즈(L[LS1m])]}는, 이하와 같이 된다. 또한, 개구 조리개(ape)는 제1 렌즈(L1)와 제1 렌즈 기판(LS1)의 경계면에 형성된다.
ㆍ제1 렌즈(L1) : 물체측 볼록의 평볼록 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면)
ㆍ제2 렌즈(L2) : 상측 오목의 평오목 렌즈(또한, 상측 렌즈면은 비구면)
제2 렌즈 블록(BK2)에서는, 제2 렌즈 기판(LS2)의 물체측 기판면에 이어지는 제3 렌즈{L3[렌즈(L[LS2o])]} 및 상측 기판면에 이어지는 제4 렌즈{L4[렌즈(L[LS2m])]}는, 이하와 같이 된다.
ㆍ제3 렌즈(L3) : 물체측 볼록의 평볼록 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면) [또한, 이 제3 렌즈(L3)는 물체측 렌즈면을 그 렌즈면에서의 면 정상점을 볼록 형상으로 하는 동시에 최대 상 높이의 주 광선과 교차하는 부분을 오목 형상으로 하는 비구면으로 함]
ㆍ제4 렌즈(L4) : 상측 오목의 평오목 렌즈(또한, 상측 렌즈면은 비구면)
[● 실시예 3]
실시예 3의 촬상 렌즈(LN)는 제1 렌즈 블록(BK1) 및 제2 렌즈 블록(BK2)을 포함하고, 그 제2 렌즈 블록(BK2)의 상측에 평행 평판(PT1)을 포함한다[물론, 개구 조리개(ape)도 포함됨]. 즉, 이 촬상 렌즈(LN)는 렌즈 블록(BK)(배율을 갖는 광학 소자)으로서는 제1 렌즈 블록(BK1) 및 제2 렌즈 블록(BK2)만을 포함한다. 또한, 개구 조리개(ape)는 제1 렌즈 블록(BK1)의 물체측에 위치한다[또한, 개구 조리개(ape)에도 면 부호 s1이 부여됨].
제1 렌즈 블록(BK1)에서는, 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면에 이어지는 제1 렌즈{L1[렌즈(L[LS1o])]} 및 상측 기판면에 이어지는 제2 렌즈{L2[렌즈(L[LS1m])]}는, 이하와 같이 된다.
ㆍ제1 렌즈(L1) : 물체측 볼록의 평볼록 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면)
ㆍ제2 렌즈(L2) : 상측 볼록의 평볼록 렌즈(또한, 상측 렌즈면은 비구면)
제2 렌즈 블록(BK2)은, 제2 렌즈 기판(LS2)을 포함하고, 그 제2 렌즈 기판(LS2)의 물체측 기판면에만 렌즈(L)〔제3 렌즈{L3[렌즈(L[LS2o])]}〕를 연결한다. 상세하게 설명하면, 제3 렌즈(L3)는 이하와 같이 된다.
ㆍ제3 렌즈(L3) : 물체측 오목의 평오목 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면)
[● 실시예 4]
실시예 4의 촬상 렌즈(LN)는 제1 렌즈 블록(BK1), 제2 렌즈 블록(BK2), 및 개구 조리개(ape)를 포함한다. 특히, 이 촬상 렌즈(LN)는 실시예 1 내지 3의 촬상 렌즈(LN)와는 달리, 렌즈 기판편(LSPㆍLSP)끼리를 잇는 렌즈 기판(LS)을 포함한다.
제1 렌즈 블록(BK1)은 제1 렌즈 기판(LS1)을 포함한다. 그리고, 이 제1 렌 즈 기판(LS1)은 물체측에 위치하는 렌즈 기판편(LSP1o)과 상측에 위치하는 렌즈 기판편(LSP1m)과의 연결(접합 등)에 의해 형성된다. 또한, 이와 같은 제1 렌즈 기판(LS1)이라도, 물체측 기판면 및 상측 기판면의 양 기판면[렌즈 기판편(LSP1o)의 물체측 기판면 및 렌즈 기판편(LSP1m)의 상측 기판면]은 평면이다. 따라서, 제1 렌즈 기판(LS1)은 평행 평판이다.
또한, 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면에는 제1 렌즈{L1[렌즈(L[LS1o])]}가 이어지고, 제1 렌즈 기판(LS1)의 상측 기판면에는 제2 렌즈{L2[렌즈(L[LS1m])]}가 이어진다. 상세하게 설명하면, 제1 렌즈(L1) 및 제2 렌즈(L2)는 이하와 같이 된다. 또한, 개구 조리개(ape)는 제1 렌즈 기판(LS1)에 있어서의 렌즈 기판편(LSP1o)과 렌즈 기판편(LSP1m)의 경계면에 형성된다.
ㆍ제1 렌즈(L1) : 물체측 볼록의 평볼록 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면)
ㆍ제2 렌즈(L2) : 상측 오목의 평오목 렌즈(또한, 상측 렌즈면은 비구면)
제2 렌즈 블록(BK2)에서는, 제2 렌즈 기판(LS2)의 물체측 기판면에 이어지는 제3 렌즈{L3[렌즈(L[LS2o])]} 및 상측 기판면에 이어지는 제4 렌즈{L4[렌즈(L[LS2m])]}는, 이하와 같이 된다.
ㆍ제3 렌즈(L3) : 물체측 오목의 평오목 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면)
ㆍ제4 렌즈(L4) : 상측 볼록의 평볼록 렌즈(또한, 상측 렌즈면은 비구면)
[● 실시예 5]
실시예 5의 촬상 렌즈(LN)는 렌즈 기판편(LSP1oㆍLSP1m)끼리를 연결하는 제1 렌즈 기판(LS1)을 포함한다. 또한, 이 촬상 렌즈(LN)는 제1 렌즈 블록(BK1), 제2 렌즈 블록(BK2), 및 개구 조리개(ape)를 포함한다.
제1 렌즈 블록(BK1)에서는, 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면에 이어지는 제1 렌즈{L1[렌즈(L[LS1o])]} 및 상측 기판면에 이어지는 제2 렌즈{L2[렌즈(L[LS1m])]}는, 이하와 같이 된다. 또한, 개구 조리개(ape)는 제1 렌즈 기판(LS1)에 있어서의 렌즈 기판편(LSP1o)과 렌즈 기판편(LSP1m)의 경계면에 형성된다.
ㆍ제1 렌즈(L1) : 물체측 볼록의 평볼록 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면)
ㆍ제2 렌즈(L2) : 상측 오목의 평오목 렌즈(또한, 상측 렌즈면은 비구면)
제2 렌즈 블록(BK2)에서는, 제2 렌즈 기판(LS2)의 물체측 기판면에 이어지는 제3 렌즈{L3[렌즈(L[LS2o])]} 및 상측 기판면에 이어지는 제4 렌즈{L4[렌즈(L[LS2m])]}는, 이하와 같이 된다.
ㆍ제3 렌즈(L3) : 물체측 오목의 평오목 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면)
ㆍ제4 렌즈(L4) : 상측 오목의 평오목 렌즈(또한, 상측 렌즈면은 비구면)
[● 실시예 6]
실시예 6의 촬상 렌즈(LN)는 제1 렌즈 블록(BK1)을 포함하고, 그 제1 렌즈 블록(BK1)의 상측에 평행 평판(PT1)을 포함한다[물론, 개구 조리개(ape)도 포함됨 ]. 즉, 이 촬상 렌즈(LN)는 렌즈 블록(BK)으로서는 제1 렌즈 블록(BK1)만을 포함한다.
제1 렌즈 블록(BK1)에서는, 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면에 이어지는 제1 렌즈{L1[렌즈(L[LS1o])]} 및 상측 기판면에 이어지는 제2 렌즈{L2[렌즈(L[LS1m])]}는, 이하와 같이 된다. 또한, 개구 조리개(ape)는 제1 렌즈(L1)와 제1 렌즈 기판(LS1)의 경계면에 형성된다.
ㆍ제1 렌즈(L1) : 물체측 볼록의 평볼록 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면)
ㆍ제2 렌즈(L2) : 상측 오목의 평오목 렌즈(또한, 상측 렌즈면은 비구면)
[● 실시예 7]
실시예 7의 촬상 렌즈(LN)는 렌즈 블록(BK)으로서는 제1 렌즈 블록(BK1)만을 포함하는 동시에, 개구 조리개(ape)를 포함한다. 또한, 개구 조리개(ape)는 제1 렌즈 블록(BK1)의 물체측에 위치한다.
제1 렌즈 블록(BK1)에서는, 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면에 이어지는 제1 렌즈{L1[렌즈(L[LS1o])]} 및 상측 기판면에 이어지는 제2 렌즈{L2[렌즈(L[LS1m])]}는, 이하와 같이 된다.
ㆍ제1 렌즈(L1) : 물체측 볼록의 평볼록 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면)
ㆍ제2 렌즈(L2) : 상측 볼록의 평볼록 렌즈
[또한, 이 제2 렌즈(L2)는 상측 렌즈면을 그 렌즈면에서 의 면 정상점을 볼록 형상으로 하는 동시에 최대 상 높이의 주 광선과 교차하는 부분을 오목 형상으로 하는 비구면으로 함]
[● 실시예 8]
실시예 8의 촬상 렌즈(LN)는 렌즈 블록(BK)으로서는 제1 렌즈 블록(BK1)만을 포함한다[물론, 개구 조리개(ape)도 포함됨]. 또한, 개구 조리개(ape)는 제1 렌즈(L1)와 제1 렌즈 기판(LS1)의 경계면에 형성된다.
제1 렌즈 블록(BK1)에서는, 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면에 이어지는 제1 렌즈{L1[렌즈(L[LS1o])]} 및 상측 기판면에 이어지는 제2 렌즈{L2[렌즈(L[LS1m])]}는, 이하와 같이 된다.
ㆍ제1 렌즈(L1) : 물체측 오목의 평오목 렌즈(또한, 물체측 렌즈면은 비구면)
ㆍ제2 렌즈(L2) : 상측 볼록의 평볼록 렌즈(또한, 상측 렌즈면은 비구면)
[■ 촬상 렌즈에 관한 렌즈의 데이터에 대해]
다음에, 실시예(EX) 1 내지 8의 촬상 렌즈(LN)의 촬상 렌즈(LN)에 있어서의 각종 데이터, 컨스트럭션 데이터, 및 비구면 데이터를 표에 나타낸다.
또한, 각종 데이터에 있어서의 부호에 대해서는, 이하와 같이 된다.
ㆍf : 초점 거리[단위; ㎜]
ㆍFno : F 넘버
ㆍBF : 백 포커스[단, 공기 환산 길이. 또한, 촬상 렌즈(LN)의 전체 길이인 광학 전체 길이에 포함되는 백 포커스도 마찬가지임].
ㆍY' : 상 높이[단위; ㎜](단, 왜곡 없음에서의 값)
ㆍω : 반화각[단위; °](단, 화각은 왜곡 포함의 값)
ㆍTL : 촬상 렌즈(LN)의 전체 길이[단위; ㎜]
단, 렌즈 기판(LS)의 물체측 기판면에 이어지는 렌즈(L)의 초점 거리는 그 렌즈(L)의 물체측이 공기로 채워지는 한편, 상측이 렌즈 기판(LS)이 매질로 채워진다는 상태하에 구해진다. 또한, 렌즈 기판(LS)의 상측 기판면에 이어지는 렌즈의 초점 거리는 그 렌즈(L)의 물체측이 렌즈 기판(LS)이 매질로 채워지는 한편, 상측이 공기로 채워진다는 상태하에 구해진다.
또한, 접합되어 있지 않는 렌즈(L)의 물체측 렌즈면의 초점 거리는 그 렌즈(L)의 물체측이 공기로 채워지는 한편, 상측이 렌즈 기판(LS)이 매질로 채워진다는 상태하에 구해진다. 물론, 접합되어 있지 않는 렌즈(L)의 상측 렌즈면의 초점 거리는 그 렌즈(L)의 물체측이 렌즈 기판(LS)이 매질로 채워지는 한편, 상측이 공기로 채워진다는 상태하에 구해진다.
컨스트럭션 데이터에 있어서의 부호에 대해서는, 이하와 같이 된다.
ㆍsi : 숫자는 물체측으로부터 상측을 향하는 렌즈면 및 기판면의 순서
ㆍi : "si" 등에 부여되는 숫자이며, 물체측으로부터 상측에 이르기까지의 순서
ㆍ* : 비구면
ㆍape : 개구 조리개
ㆍr : 렌즈면 또는 기판면의 곡률 반경[단위; ㎜]
ㆍd : 축 상면 간격[단위; ㎜]
ㆍNd : d선(파장 587.56㎚)에 대해 매질이 갖는 굴절률
ㆍνd : d선에 대해 매질이 갖는 아베수
비구면 데이터는, 비구면에 있어서의 면 정상점을 원점으로 하는 로컬한 직교 좌표계(x, y, z)를 사용한 이하의 수학식으로 정의된다. 그리고, 이하의 K 및 A 내지 I가, 면(si)마다 나타내어진다(단, 표기가 없는 A 내지 I는 제로임). 또한, 모든 데이터에 관해, "E-n"="×10-n"이다.
Figure 112009049611464-PCT00008
단,
ρ : z축[광축(AX)]에 대해 수직인 방향의 높이(ρ2=x2+y2)
z : 높이(ρ)의 위치에서의 광축(AX) 방향의 새그(sag)량(면 정상점 기준)
c : 면 정상점에서의 곡률[곡률 반경(r)의 역수]
K : 원뿔 상수
A 내지 I : 4차, 6차, 8차, 10차, 12차, 14차, 16차, 18차, 20차의 비구면 계수이다.
[● 실시예 1]
Figure 112009049611464-PCT00009
Figure 112009049611464-PCT00010
[● 실시예 2]
Figure 112009049611464-PCT00011
Figure 112009049611464-PCT00012
[● 실시예 3]
Figure 112009049611464-PCT00013
Figure 112009049611464-PCT00014
[● 실시예 4]
Figure 112009049611464-PCT00015
Figure 112009049611464-PCT00016
[● 실시예 5]
Figure 112009049611464-PCT00017
Figure 112009049611464-PCT00018
[● 실시예 6]
Figure 112009049611464-PCT00019
Figure 112009049611464-PCT00020
[● 실시예 7]
Figure 112009049611464-PCT00021
Figure 112009049611464-PCT00022
[● 실시예 8]
Figure 112009049611464-PCT00023
Figure 112009049611464-PCT00024
[■ 촬상 렌즈에 관한 수차에 대해]
실시예(EX) 1 내지 8의 촬상 렌즈(LN)에 관한 수차는, 도9A 내지 도 16C에 나타내어진다. 수차도에서는, 구면 수차(LONGITUDINAL SPHERICAL ABER.), 비점 수차(ASTIGMATIC FIELD CURVES), 및 왜곡 수차(DISTORTION)가 나타내어진다.
구면 수차도는 d선(파장 587.56㎚)에 대한 구면 수차량, C선(파장 656.28㎚)에 대한 구면 수차량, g선(파장 435.84㎚)에 대한 구면 수차량을 각각 근축 상면으로부터의 광축(AX) 방향의 어긋남량[단위; ㎜]으로 나타낸다. 또한, 구면 수차도에 있어서의 종축은, 퓨필(pupil)에의 입사 높이를 그 최대 높이에서 규격화한 값(즉, 상대 퓨필 높이)을 나타낸다. 또한, d선, c선, g선을 나타내는 선종은 각 도면을 참조하는 것으로 한다.
비점 수차도는 d선에 대한 탄젠셜 상면 및 d선에 대한 사지탈(sagittal) 상면을, 근축 상면으로부터의 광축(AX) 방향의 어긋남량[단위; ㎜]으로 나타낸다. 또한, "T"로 부여한 선이 탄젠셜 상면에 대응하고, "S"로 부여한 선이 사지탈 상면에 대응하고 있다. 또한, 비점 수차도에 있어서의 종축은 상 높이(IMG HT)이다[단위; ㎜].
왜곡 수차도는 횡축이 d선에 대한 왜곡[단위; ％]을 나타내고, 종축이 상 높이[단위; ㎜]를 나타낸다. 또한, 상 높이는 결상면에 있어서의 최대 상 높이(Y')[촬상 소자(SR)의 수광면(SS)의 대각 길이의 절반 정도]에 상당한다.
[■ 촬상 렌즈의 상세에 대해]
이상의 촬상 렌즈(LN)의 상세한 것은 이하와 같다.
촬상 렌즈(LN)는 렌즈 블록(웨이퍼 스케일 렌즈)(BK)을 포함한다. 그리고, 이 렌즈 블록(BK)은 전술한 바와 같이, 저렴하게 대량 생산된다. 이 생산에서, 재료의 선택지를 늘리기 위해, 예를 들어, 가공하기 쉬운 재료 또는 저렴한 재료를 선택 가능하게 하기 위해[간이 또한 저비용인 촬상 렌즈(LN)를 제조하기 위해], 렌즈 블록(BK)은 재질을 다르게 한 렌즈(L)와 렌즈 기판(LS)을 포함한다.
또한, 콤팩트화, 고성능화(예를 들어 높은 수차 보정 기능), 및 저비용화 등의 다양한 균형을 고려하면, 촬상 렌즈(LN)는 1개 또는 2개의 렌즈 블록(BK)을 포함한다.
또한, 촬상 렌즈(LN)는 도 18B 및 도 18C에 도시한 바와 같이, 스페이서 부재(B1)를 통해, 렌즈 기판(LS)에 다수개 성형된 렌즈(L)를 배열한 렌즈 블록 유닛(UT)끼리, 또한 센서 커버가 될 수 있는 기판(B2)을 연결한 후, 스페이서 부재(B1)를 따르는 절단으로 제조된다.
그로 인해, 렌즈 기판(LS)이 평행 평판이면, 촬상 렌즈(LN)의 제조 과정에서, 렌즈 기판(LS)에 대한 가공은 간이 또는 불필요해질 뿐만 아니라, 렌즈(L)가 기판 평면에 형성되기 때문에 안정된다. 그로 인해, 평행 평판의 렌즈 기판(LS)이면, 촬상 렌즈(LN)의 제조 부담이 경감한다.
또한, 렌즈 기판(LS)이 평행 평판이면, 기판면과 렌즈(L)와의 경계면은 배율을 갖지 않는다. 그로 인해, 예를 들어, 렌즈 기판(LS)의 기판면에 있어서의 면 정밀도가 촬상 렌즈(LN)에 있어서의 상면으로의 핀트 위치에 영향을 미치기 어렵다. 따라서, 촬상 렌즈(LN)는 고성능을 갖는다.
또한, 촬상 렌즈(LN)에서, 가장 물체측에 위치하는 제1 렌즈 블록(BK1)은 정 배율을 발휘한다. 예를 들어, 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면에 렌즈(L[LS1o])가 이어지고, 그 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면이 물체측 볼록면 및 상측 평면을 포함하는 평볼록 렌즈인 것으로, 제1 렌즈 블록(BK1)은 정 배율을 발휘한다.
그리고, 이와 같은 촬상 렌즈(LN)에서는, 색수차 보정의 관점에서, 이하의 수학식 C3 및 C1 중, 적어도 1개의 조건이 만족되면 바람직하다(복수의 수학식이 만족되는 것이 보다 바람직함).
여기서, 우선, 촬상 렌즈(LN)에서의 색수차 보정에 대해, 도 19를 참조하면서 설명한다. 도 19는 제1 렌즈 블록(BK1)을 나타낸다. 그리고, 이 도 19에서의 실선 SW1 및 실선 LW1은 렌즈 기판(LS1)이 존재하지 않는 경우의 단파장 광의 광로 및 장파장 광의 광로(요는, 공기 중을 진행한다고 가정한 광로)를 나타내고, 2점 쇄선 SW2 및 2점 쇄선 LW2는 렌즈 기판(LS1)이 존재하는 경우에서의 단파장 광의 광로 및 장파장 광의 광로를 나타낸다.
도 19에 도시한 바와 같이, 물체측으로부터의 광은 제1 렌즈{L1[렌즈(L[LS1o])]}, 제1 렌즈 기판(LS1), 제2 렌즈{L2[렌즈(L[LS1m])]}의 순으로 통과한다. 제1 렌즈(L1)에 입사되는 광 중, 단파장 광은 장파장 광보다도 크게 굴절하면서 진행한다. 그로 인해, 제1 렌즈(L1)를 통과하는 단파장 광 및 장파장 광이 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면에 입사되는 경우, 단파장 광의 입사 각도는 장파장 광의 입사 각도보다도 커진다.
단, 제1 렌즈 기판(LS1)의 굴절률(N[LS1])의 쪽이, 렌즈(L[LS1o])인 제1 렌즈(L1)의 굴절률(N[L[LS1o]])보다도 크므로, 스넬의 법칙에 의해, 단파장 광이 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면으로부터 출사하는 각도는, 그 물체측 기판면에 입사되는 각도보다도 작다. 물론, 장파장 광의 경우라도 마찬가지이다.
또한, 단파장 광에 대한 제1 렌즈(L1)와 제1 렌즈 기판(LS1)의 굴절률차도, 장파장 광에 대한 제1 렌즈(L1)와 제1 렌즈 기판(LS1)의 굴절률차보다도 크다[요는, 제1 렌즈(L1)로부터 제1 렌즈 기판(LS1)에 입사되는 단파장 광과 장파장 광에서는, 단파장 광의 쪽이 크게 굴절함].
그러면, 제1 렌즈 기판(LS1)에서 진행하는 장파장 광의 광로 LW2는 광로 LW1보다 약간 제1 렌즈 기판(LS1)의 주연에 어긋나도록 굴절 진행한다. 한편, 제1 렌즈 기판(LS1)에서 진행하는 단파장 광의 광로 SW2는 광로 SW1보다도 훨씬 크게 제1 렌즈 기판(LS1)의 주연에 어긋나도록 굴절 진행한다.
그 결과, 제1 렌즈 기판(LS1)에서 진행하는 단파장 광과 장파장 광과의 광로 간격(SW2ㆍLW2 참조)은, 제1 렌즈 기판(LS1)이 없어 공기 중을 진행하는 단파장 광과 장파장 광의 광로 간격(SW1ㆍLW1 참조)에 비해 좁아진다. 그로 인해, 촬상 렌즈(LN)에서는, 이하의 수학식 C3과 같이, 제1 렌즈 기판(LS1)의 굴절률이 렌즈(L[LS1o])의 굴절률보다도 크면(굴절률차가 크면), 광의 파장의 차이에 기인하는 색수차가 보정된다.
<수학식 C3>
Figure 112009049611464-PCT00025
단,
N[LS1] : 제1 렌즈 기판(LS1)의 굴절률
N[L[LS1o]] : 렌즈(L[LS1o])의 굴절률이다.
또한, 분산이 매우 높은 재질 또는 분산이 매우 낮은 재질로 형성되는 렌즈에서는, 수학식 C3이 만족되기 어렵다. 반대로, 이 수학식 C3을 만족하는 촬상 렌즈(LN)는 저렴한 렌즈를 사용할 수 있으므로 저비용으로 제조된다.
또한, 촬상 렌즈(LN)에서는, 이하의 수학식 C1이 만족되면 바람직하다. 이 수학식 C1은 제1 렌즈 기판의 굴절률과 렌즈(L[LS1o])의 굴절률과의 차분(단 절대값)이다.
<수학식 C1>
Figure 112009049611464-PCT00026
단,
N[LS1] : 제1 렌즈 기판(LS1)의 굴절률
N[L[LS1o]] : 렌즈(L[LS1o])의 굴절률이다.
촬상 렌즈(LN)에 포함되는 렌즈 블록(BK)의 개수가 비교적 적은 경우, 컴팩트하게는 되지만, 수차 보정이 어렵다. 그러나, 수학식 C1의 값이 하한값을 상회하고 있으면, 촬상 렌즈(LN)는 색수차를 보정할 수 있다. 따라서, 이와 같은 촬상 렌즈(LN)는 콤팩트하면서, 종래의 유리 또는 수지로 형성되는 노멀한 렌즈계(노멀 렌즈)와 동등한 광학 성능을 갖는다.
또한, 수학식 C1의 조건 범위 중에서도, 이하의 조건 범위를 정한 수학식 C1a가 만족되면 바람직하다.
Figure 112009049611464-PCT00027
또한, 수학식 C3 및 C1{또는 (C1a)} 중 적어도 한쪽의 수학식을 만족하는 촬상 렌즈(LN)에서, 제1 렌즈 블록(BK1)에 있어서의 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면은, 물체측 볼록면이면 바람직하다.
이와 같이 되어 있으면, 렌즈(L[LS1o])의 물체측으로부터 입사해 오는 광(광속)은 집광되고, 렌즈(L[LS1o])보다도 상측에 위치하는 다양한 면에서, 광축으로부터 이격되면서 상 높이마다 분리된다(이와 같은 현상은, 이후에서 "광속이 분리된다"라 칭함). 이와 같이 면(기판면 및 렌즈면)에서 광속이 분리되면, 예를 들어 렌즈면은 분리된 광속마다 수차를 보정한다. 따라서, 촬상 렌즈(LN)에서, 수차가 효율적으로 보정된다.
게다가, 이 촬상 렌즈(LN)에서는, 이하의 수학식 C2가 만족되면 바람직하다. 이 수학식 C2는 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면이 갖는 초점 거리를 촬상 렌즈(LN) 전체(전계)의 초점 거리에서 규정한다.
<수학식 C2>
Figure 112009049611464-PCT00028
단,
f[L[LS1o]o] : 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면의 초점 거리
f[all] : 촬상 렌즈(LN) 전체의 초점 거리이다.
수학식 C2의 값이 하한값을 하회하는 경우, 예를 들어, 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면의 정 배율이 지나치게 강하여, 렌즈(L[LS1o])의 상측 렌즈면으로부터의 광의 출사 각도[나아가서는 제1 블록(BK1)으로부터의 광의 출사 각도]가 과잉으로 커진다. 그로 인해, 상면에 대한 텔레센트릭성이 저하된다. 또한, 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면의 정 배율이 지나치게 강한 것에 기인하여, 촬상 렌즈(LN)에서 수차가 발생하기 쉽다. 예를 들어, 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면의 곡률이 지나치게 강하여, 수차가 비교적 크게 발생하면, 렌즈(L[LS1o])의 상측 렌즈면(평면)에서는 수차를 끝까지 보정할 수 없다.
한편, 수학식 C2의 값이 상한값을 상회하는 경우, 예를 들어, 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면의 정 배율이 지나치게 약하여, 제2 렌즈 블록(BK2) 등에 도달하는 광이 상 높이마다 분리되지 않는다. 그로 인해, 상 높이마다의 광속에 대한 수차 보정이 어렵다. 또한, 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면의 초점 거리가 비교적 긴 것에 기인하여, 촬상 렌즈(LN)의 광학 전체 길이가 증대된다.
이상으로부터, 수학식 C2의 값이 하한값으로부터 상한값까지의 범위에 들어가면, 촬상 렌즈(LN)는 콤팩트하고 고성능(예를 들어, 텔레센트릭성, 높은 수차 보정 기능)을 갖는다.
또한, 촬상 렌즈(LN)에서는, 이하의 수학식 C4가 만족되면 바람직하다. 이 수학식 C4는, 렌즈(L[LS1o])의 아베수가 제1 렌즈 기판(LS1)의 아베수보다도 큰 것을 나타낸다.
<수학식 C4>
Figure 112009049611464-PCT00029
단,
ν[LS1] : 제1 렌즈 기판(LS1)의 아베수
ν[L[LS1o]] : 렌즈(L[LS1o])의 아베수이다.
아베수는, 재질의 분산을 나타내는 값이며, 파장 486.1㎚(F선)의 청색의 광에 대한 굴절률(nF)과 파장 656.3㎚(C선)의 적색의 광에 대한 굴절률(nC)과의 차분과, 파장 587.6㎚(d선)의 황색의 광에 대한 굴절률과 공기의 굴절률과의 차분과의 비이다. 그리고, 이 아베수가 작다는 것은, F선에 대한 굴절률과 C선에 대한 굴절률과의 차(굴절률차)가 큰 것이 된다. 이것은, 단파장의 광이 비교적 크게 굴절하는 것을 의미한다.
따라서, 이와 같이 수학식 C4를 만족하는 촬상 렌즈(LN)이면, 수학식 C3 및 수학식 C1 중 적어도 한쪽의 수학식이 만족되는 경우와 마찬가지로, 색수차가 보정된다. 물론, 수학식 C1 내지 C4 중 복수의 수학식이 모두 만족되면, 한층 바람직하다.
단, 이들 이외의 촬상 렌즈(LN)라도, 간이 또한 저비용으로 제조되면서 색수차를 보정하는 촬상 렌즈(LN)는 있다. 예를 들어, 이하의 수학식 CC1 및 수학식 CC2를 만족하는 촬상 렌즈(LN)이다. 이 수학식 CC1은 제1 렌즈 기판(LS1)의 굴절률과 렌즈(L[LS1o])의 굴절률의 비이고, 요는, 제1 렌즈 기판(LS1)의 굴절률이 렌즈(L[LS1o])의 굴절률보다 작은 것을 나타낸다.
Figure 112009049611464-PCT00030
Figure 112009049611464-PCT00031
단,
N[LS1] : 제1 렌즈 기판(LS1)의 굴절률
N[L[LS1o]] : 렌즈(L[LS1o])의 굴절률
ν[LS1] :제1 렌즈 기판(LS1)의 아베수이다.
이 수학식 CC2에 대해서는, 도 20을 참조하면서 설명한다. 도 20은 도 19와 마찬가지로 렌즈 블록(BK1)을 도시한다. 그리고, 이 도 20에서의 실선 SW1 및 실선 LW1은 렌즈 기판(LS1)이 존재하지 않는 경우에서의 단파장 광의 광로 및 장파장 광의 광로를 나타낸다. 2점 쇄선 SW2 및 2점 쇄선 LW2는 수학식 CC2를 만족하는 렌즈 기판(LS1)이 존재하는 경우에서의 단파장 광의 광로 및 장파장 광의 광로를 나타낸다. 점선 SW3 및 점선 LW3은, 수학식 CC2를 만족하지 않는 렌즈 기판(LS1)이 존재하는 경우에서의 단파장 광의 광로 및 장파장 광의 광로를 나타낸다.
상기와 마찬가지로, 제1 렌즈{L1[렌즈(L[LS1o])]}에 입사되는 광 중, 단파장 광은 장파장 광보다도 크게 굴절하면서 진행하므로, 제1 렌즈(L1)를 통과하는 단파장 광 및 장파장 광이 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면에 입사되는 경우, 단파장 광의 입사 각도는 장파장 광의 입사 각도보다도 커진다.
그리고, 제1 렌즈 기판(LS1)의 굴절률(N[LS1])의 쪽이 제1 렌즈(L1)의 굴절률(N[L[LS1o]])보다도 작으므로, 스넬의 법칙에 의해, 단파장 광이 제1 렌즈 기판(LS1)의 물체측 기판면으로부터 출사하는 각도는 그 물체측 기판면에 입사되는 각도보다도 크다. 물론, 장파장 광의 경우라도 마찬가지이다.
또한, 아베수가 비교적 작으면, 단파장 광의 광로 SW3 및 장파장 광의 광로 LW3에 의해 형성되는 광의 대(帶)는 제1 렌즈 기판(LS1)의 상측에 근접함에 따라서 확대된다(즉, 광로 SW3과 광로 LW3의 광로 간격은 확대됨). 그로 인해, 현저한 색수차가 발생한다.
그러나, 수학식 CC2가 만족되는 경우, 단파장 광의 광로 SW2 및 장파장 광의 광로 LW2에 의해 형성되는 광의 대는 단파장 광의 광로 SW3 및 장파장 광의 광로 LW3에 의해 형성되는 광의 대만큼 확대되지 않는다. 즉, 광로 SW2와 광로 LW2의 광로 간격은 과잉으로는 확대되지 않는다. 따라서, 이 수학식 CC1 및 수학식 CC2 를 만족하는 촬상 렌즈(LN)에서는, 수학식 C1, 수학식 C3 및 수학식 C4 중 적어도 1개의 수학식을 만족하는 촬상 렌즈(LN)와 마찬가지로, 광의 파장의 차이에 기인하는 색수차가 보정된다.
또한, 렌즈 블록(BK)(배율을 갖는 광학 소자)으로서는 제1 렌즈 블록(BK)만을 포함하는 촬상 렌즈(LN)에 있어서, 제1 렌즈 블록(BK1)에서는, 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 볼록면이면 바람직하다[특히, 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면이 물체측 볼록면이면 됨].
이와 같은 제1 렌즈 블록(BK1)은, 예를 들어 물체측 렌즈면을 물체측 볼록면으로 한 렌즈(L[LS1o])와, 상측 렌즈면을 상측 볼록면 이외의 렌즈면으로 한 렌즈(L[LS1m])를 포함하는 제1 렌즈 블록(BK1)과 동일한 정 배율을 발휘하였다고 해도, 렌즈(L[LS1o])의 물체측 볼록면의 배율이 억제된다. 즉, 정 배율을 발휘하는 제1 렌즈 블록(BK1)에 있어서의 배율의 부담이, 렌즈(L[LS1o])의 물체측 볼록면과 렌즈(L[LS1m])의 상측 볼록면에 할당된다.
그러면, 배율 부담이 억제된 렌즈, 예를 들어 렌즈([LS1o])의 곡률 반경이 비교적 커져도 되고, 그 결과, 렌즈([LS1o])의 체적이 작아진다. 그리고, 이와 같이 체적이 작아지면, 예를 들어 렌즈([LS1o])가 고가인 수지로 형성되어 있으면, 렌즈([LS1o])의 비용도 억제된다.
게다가, 곡률 반경이 비교적 큰 렌즈(L)는 비교적 용이하게 제조되고, 또한 제 성능의 평가 난이도(예를 들어, 축외 편심 오차 감도)도 낮아진다. 또한, 배율이 비교적 작은 렌즈에서는, 배율에 기인하는 여러 수차도 작아지고, 그와 같은 렌 즈(L)를 포함하는 촬상 렌즈(LN)는 효율적으로 여러 수차를 보정한다.
또한, 상측 렌즈면을 상측 볼록면으로 하는 렌즈(L[LS1m])를 포함하고, 정 배율을 발휘하는 제1 렌즈 블록(BK1)을 포함하는 촬상 렌즈(LN)에서는, 렌즈(L[LS1m])는 상측 렌즈면을 그 렌즈면에서의 면 정상점을 볼록 형상으로 하는 동시에 최대 상 높이의 주 광선과 교차하는 부분을 오목 형상으로 하는 비구면으로 하면 바람직하다.
이와 같은 촬상 렌즈(LN)의 경우, 예를 들어, 렌즈(L[LS1o])에 있어서의 물체측 렌즈면이 물체측 볼록면이면, 광은 그 렌즈면보다도 상측에 위치하는 다양한 면(기판면 및 렌즈면)에서, 광축으로부터 이격되면서 상 높이마다 분리되고, 렌즈면은 분리된 광속마다 상면 수차 등을 보정한다.
특히, 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상면 수차를 보정하는 경우, 그 상측 렌즈면이, 광축에 교차하는 부분을 볼록 형상으로 하는 동시에 광속의 주연에 겹치는 부분을 오목 형상으로 하는 비구면이면, 광축에 교차하는 렌즈 부분의 발휘하는 배율과 광속의 주연에 교차하는 렌즈 부분(유효 직경 내의 주변부)의 발휘하는 배율이 상반되는 관계가 된다. 그리고, 이와 같은 배율 관계가 성립하면, 상면에 있어서의 주 광선과 축외 광선과의 광로차에 의해 발생하는 상면 수차가 보정된다.
또한, 이와 같은 배율 관계가 성립하면, 적은 렌즈 블록(BK)밖에 포함하지 않는 촬상 렌즈(LN)라도, 효율적으로 상면 수차가 보정된다.
또한, 렌즈 블록(BK)으로서는 제1 렌즈 블록(BK)만을 포함하는 촬상 렌즈(LN)에서는, 그 제1 렌즈 블록(BK1)이 정 배율을 발휘하고, 렌즈(L[LS1m])의 상 측 렌즈면이 상측 오목면이면 바람직하다.
이와 같이 되어 있으면, 전방측 주점이 물체측으로 이동한다. 그러면, 촬상 렌즈(LN)의 전체 길이가 단축된다. 게다가, 이하의 수학식 PS로 정의되는 페츠발(Petzval) 합이 작아진다. 왜냐하면, 예를 들어, 렌즈(L[LS1o])에 있어서의 물체측 렌즈면의 물체측 볼록면의 초점 거리와, 렌즈(L[LS1m])에 있어서의 상측 렌즈면의 상측 오목면의 초점 거리가 상쇄되는 관계가 되기 때문이다. 또한, 페츠발 합의 값이 제로이면, 근축적인 상면의 곡률이 제로, 즉 평면으로 되고, 그 상면이 이상적인 면으로 된다.
Figure 112009049611464-PCT00032
단,
fj : 물체측으로부터 j번째의 렌즈면에 의한 초점 거리
nj : 물체측으로부터 j번째의 렌즈면을 형성하는 렌즈 재료의 굴절률이다.
그런데, 촬상 렌즈(LN)에 포함되는 제2 렌즈 블록(BK2)은, 이하와 같이 되어 있으면 바람직하다(1종류째의 예). 즉, 제2 렌즈 블록(BK2)에 있어서의 렌즈(L[LS2o])의 물체측 렌즈면이 물체측 볼록면이며 또한 비구면이고, 렌즈(L[LS2m])의 상측 렌즈면이 비구면이면 바람직하다.
이와 같이 되어 있으면, 제2 렌즈 블록(BK2)으로부터의 광은 수렴되어 상면 에 대해 대략 수직에 근접하여 입사된다. 즉, 상면에 대한 텔레센트릭성이 확보된다. 게다가, 렌즈(L[LS2o])에 있어서의 물체측 렌즈면의 물체측 볼록면에 의해, 광은 그 렌즈면의 상측에 위치하는 렌즈(L[LS2m])의 상측 렌즈면에서, 광축으로부터 이격되면서 상 높이마다 분리된다. 따라서, 렌즈(L[LS2m])의 상측 렌즈면이 비구면이면, 그 비구면은 분리된 광속마다 수차 보정한다.
특히, 정 배율을 발휘하는 제1 렌즈 블록(BK1)에서, 상측 오목면의 렌즈(L[LS1m])가 포함되어 있으면, 그 렌즈(L[LS1m])의 상측 오목면은, 자신을 통과하는 광을 극히 광축으로부터 이격하면서 상 높이마다 분리시켜 렌즈(L[LS2o])의 물체측 렌즈면에 도달시킨다. 그러면, 렌즈(L[LS2o])에 있어서의 물체측 렌즈면의 비구면은, 예를 들어 왜곡 수차를 효율적으로 보정하고, 렌즈(L[LS2m])에 있어서의 상측 렌즈면의 비구면은, 예를 들어 상면 수차를 효율적으로 보정한다.
또한, 촬상 렌즈(LN)에 포함되는 제2 렌즈 블록(BK2)은, 이하와 같이 되어 있으면 바람직하다(2종류째의 예). 즉, 제2 렌즈 블록(BK2)에 있어서의 렌즈(L[LS2o])의 물체측 렌즈면이 물체측 오목면이며 또한 비구면이고, 렌즈(L[LS2m])의 상측 렌즈면이 비구면이라도 된다.
이와 같이 되어 있으면, 정 배율을 발휘하는 제1 렌즈 블록(BK1)의 초점 거리[특히, 렌즈(L[LS1o])에 있어서의 물체측 렌즈면의 물체측 볼록면의 초점 거리]와, 렌즈(L[LS2o])에 있어서의 물체측 렌즈면의 물체측 오목면의 초점 거리가 상쇄되는 관계가 되어, 페츠발 합의 값이 작아진다.
또한, 렌즈(L[LS2o])의 물체측 오목면은, 예를 들어, 렌즈(L[LS1o])의 물체 측 볼록면(정 배율)에 의해 수렴하는 과정의 광을 받는다. 따라서, 렌즈(L[LS2o])의 물체측 오목면은 극소 사이즈가 되기 전의 각 광속에 대해 수차 보정하므로, 각 광속의 주연의 수차도 보정한다.
또한, 렌즈(L[LS1o])의 물체측 볼록면과 렌즈(L[LS2o])의 물체측 오목면의 간격은 지나치게 가깝지도 않고 지나치게 멀지도 않다. 그로 인해, 렌즈(L[LS2o])의 물체측 오목면의 곡률은 렌즈(L[LS1o])의 물체측 볼록면의 정 배율에 따라서 제약은 가해지지만 자유도는 높다. 따라서, 페츠발 합을 제로에 근접하게 하기 위한 렌즈(L[LS2o])의 렌즈 설계가 쉽다.
또한, 이상과 같은 2종류의 제2 렌즈 블록(BK2)의 물체측에 위치하는 제1 렌즈 블록(BK1)의 종류는 특별히 한정되지 않는다.
예를 들어, 각각의 종류의 제2 렌즈 블록(BK2)의 물체측에, 물체측 볼록면의 렌즈(L[LS1o]) 및 상측 볼록면의 렌즈(L[LS1m])를 포함하는 제1 렌즈 블록(BK1)이 배열되는 촬상 렌즈(LN)라도 된다[또한, 렌즈 블록(BK)으로서는, 제1 렌즈 블록(BK1) 및 제2 렌즈 블록(BK2)만이 포함되는 촬상 렌즈(LN)라도 됨]. 또한, 이 촬상 렌즈(LN)에 있어서의 렌즈(L[LS1m])가 상측 렌즈면을 그 렌즈면에서의 면 정상점을 볼록 형상으로 하는 동시에 최대 상 높이의 주 광선과 교차하는 부분을 오목 형상으로 하는 비구면이라도 된다.
또한, 각각의 종류의 제2 렌즈 블록(BK2)의 물체측에, 물체측 볼록면의 렌즈(L[LS1o]) 및 상측 오목면의 렌즈(L[LS1m])를 포함하는 제1 렌즈 블록(BK1)이 배열되는 촬상 렌즈(LN)라도 된다[또한, 렌즈 블록(BK)으로서는, 제1 렌즈 블록(BK1) 및 제2 렌즈 블록(BK2)만이 포함되는 촬상 렌즈(LN)라도 됨].
그런데, 렌즈 블록(BK)으로서는 제1 렌즈 블록(BK)만을 포함하는 촬상 렌즈(LN)에서는, 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면이 물체측 오목면이고, 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 볼록면이라도 된다. 이와 같이 되어 있으면, 후방측 주점이 상측으로 이동하고, 촬상 렌즈(LN)에 있어서의 백 포커스가 충분히 확보된다. 게다가, 이 촬상 렌즈(LN)에서는, 이하의 수학식 C5가 만족되면 바람직하다. 이 수학식 C5는, 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 갖는 초점 거리를, 촬상 렌즈(LN) 전체(전계)의 초점 거리에서 규정한다.
<수학식 C5>
Figure 112009049611464-PCT00033
단,
f[L[LS1m]m] : 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면의 초점 거리
f[all] : 촬상 렌즈(LN) 전체의 초점 거리이다.
수학식 C5의 값이 하한값을 하회하는 경우, 예를 들어, 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면의 정 배율이 지나치게 강하고, 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면에서의 광의 출사 각도[나아가서는 제1 블록(BK1)으로부터의 광의 출사 각도]가 과잉으로 커진다. 그로 인해, 상면에 대한 텔레센트릭성이 저하된다. 또한, 렌즈(L[LS1m])의 물체측 렌즈면의 정 배율이 지나치게 강한 것에 기인하여, 촬상 렌즈(LN)에서 수차가 발생하기 쉽다.
한편, 수학식 C5의 값이 상한값을 상회하는 경우, 예를 들어, 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면의 초점 거리가 비교적 긴 것에 기인하여, 촬상 렌즈(LN)의 광학 전체 길이가 증대된다.
이상으로부터, 수학식 C5의 값이 하한값으로부터 상한값까지의 범위에 들어가면, 촬상 렌즈(LN)는 콤팩트하고 고성능(예를 들어, 텔레센트릭성, 높은 수차 보정 기능)을 갖는다.
또한, 이상과 같은 물체측 오목면의 렌즈(L[LS1o]) 및 상측 볼록면의 렌즈(L[LS1m])를 포함하는 촬상 렌즈(LN)에서의 색수차를 일으키는 광의 굴절 방향은, 물체측 볼록면의 렌즈(L[LS1o]) 및 상측 오목면의 렌즈(L[LS1m])를 포함하는 촬상 렌즈(LN)에서의 색수차를 일으키는 광의 굴절 방향과 다르다. 단, 이와 같은 촬상 렌즈(LN)라도, 수학식 C3 및 수학식 C4 중 적어도 한쪽의 수학식이 만족되면, 색수차 보정상 바람직하다.
또한, 촬상 렌즈(LN)에서는, 이하의 수학식 C6이 만족되면 바람직하다. 이 수학식 C6은, 광학 전체 길이에서 제1 렌즈 기판(LS)의 두께를 규정한다.
<수학식 C6>
Figure 112009049611464-PCT00034
단,
d[LS1] : 제1 렌즈 기판(LS1)의 광축 상의 두께
TL : 촬상 렌즈(TL)에서 가장 물체측의 면으로부터 결상면에 이르기까지의 광축 상의 길이이다.
수학식 C6의 값이 하한값을 하회하는 경우, 제1 렌즈 기판(LS1)의 두께가 지나치게 얇아지게 되어, 제1 렌즈 블록(BK1)의 제조가 곤란해진다. 또한, 이 제1 렌즈 기판(LS1)이 시판 유리 평판을 깎음으로써 얇아지는 경우, 깎아지는 양에 상당하는 재료비가 불필요해진다. 또한, 지나치게 얇아진 제1 렌즈 기판(LS1)에 기인하여, 고가인 수지로 렌즈(L[LS1o]) 및 렌즈(L[LS1m])가 두께를 늘려야만 하면, 제1 렌즈 블록(BK1)[나아가서는 촬상 렌즈(LN)]의 비용이 증가한다.
한편, 수학식 C6의 값이 상한값을 상회하는 경우, 제1 렌즈 기판(LS1)의 두께가 지나치게 두꺼워지게 되어, 나아가서는 제1 렌즈 블록(BK1)의 두께가 두꺼워진다. 그리고, 그 두께에 기인한 비점 격차가 증대된다.
또한, 3매 이하의 콤팩트한 광학계에서는, 일본 특허 공개 제2006-91638호 공보 및 일본 특허 공개 제2006-98504호 공보와 같이, 가장 물체측의 렌즈가 물체측 볼록 메니스커스 렌즈가 되어 있으면 바람직하다. 그러나, 이와 같이 제1 렌즈 기판(LS1)이 지나치게 두꺼워지게 되면, 제1 렌즈 블록(BK1)의 형상이, 얇은 메니스커스 형상과 크게 다르다. 그로 인해, 촬상 렌즈(LN)에 있어서의 수차 보정을 위한 설계에 제한이 가해진다[요는, 이와 같은 촬상 렌즈(LN)는 낮은 수차 보정 성능을 가짐]. 게다가, 이와 같은 제1 렌즈 블록(BK1)을 포함하는 촬상 렌즈(LN)는 광각 렌즈계로서 부적합하게 된다.
이상으로부터, 수학식 C6의 값이 하한값으로부터 상한값까지의 범위에 들어가면, 촬상 렌즈(LN)는 저비용으로 제조되고, 또한 콤팩트하고 고성능을 갖는다. 특히, 수학식 C6의 조건 범위 중에서도, 이하의 조건 범위를 정한 수학식 C6a가 만족되면 바람직하다.
Figure 112009049611464-PCT00035
또한, 수학식 C3 및 수학식 C4 중 적어도 1개의 수학식을 만족하는 촬상 렌즈(LN), 및 수학식 CC1 및 수학식 CC2를 만족하는 촬상 렌즈(LN)에서, 수학식 C6의 값이 만족되면, 광이 제1 렌즈 기판(LS1)을 통과하는 과정에서, 단파장 광의 광로 SW2 및 장파장 광의 광로 LW2에 의해 형성되는 광의 대의 확대(광의 분산)는 적절하게 억제된다.
또한, 촬상 렌즈(LN)에서는, 이하의 수학식 C7이 만족되면 바람직하다. 이 수학식 C7은, 광학 전체 길이에서 렌즈 블록(BK) 사이에 있어서의 공기 간격의 총합을 규정한다.
<수학식 C7>
Figure 112009049611464-PCT00036
단,
Ar : 촬상 렌즈(LN)에서, 인접하는 렌즈 블록(BK)끼리의 공기 간격의 총합[단, 렌즈 블록(BK)을 제외한 배율을 갖지 않는 광학 소자의 두께는 공기 환산한 후, 공기 간격에 포함함]
TL : 촬상 렌즈(LN)에서 가장 물체측의 면으로부터 결상면에 이르기까지의 광축 상의 길이이다.
수학식 C7을 만족하는 콤팩트한 촬상 렌즈(LN)는 촬상 소자(SR)와 일체화한 콤팩트한 모듈(카메라 모듈)로 된다. 그리고, 이 카메라 모듈은, 페이스트 형상의 땜납의 인쇄된 프린트 기판(회로 기판)에 장착된 후, 가열 처리(리플로우 처리)됨으로써, 그 프린트 기판에 실장된다.
이와 같은 실장 과정에 있어서의 리플로우 처리에서는, 촬상 렌즈(LN)는 300℃ 근방(250 내지 280℃ 정도)의 환경 하에 두어진다. 그러면, 도 18C에 도시한 바와 같이, 스페이서 부재(B1)를 통해 밀폐되는 렌즈 블록(BK) 사이의 공기는 팽창된다. 이와 같은 공기 팽창이 과잉으로 일어나게 되면, 렌즈 블록끼리가 괴리하고, 촬상 렌즈(LN)가 파손될지도 모른다.
따라서, 이와 같은 촬상 렌즈(LN)의 파손을 방지하기 위해, 촬상 렌즈(LN)는 수학식 C7을 만족하면 바람직하다. 즉, 촬상 렌즈(LN)에 있어서의 공기 간격은 최대한 짧으면 바람직하다. 특히, 수학식 C7의 조건 범위 중에서도, 이하의 조건 범위를 정한 수학식 C7a가 만족되면 바람직하다. 이 수학식의 범위이면, 촬상 렌즈(LN)가 밀폐된 경우에, 가둘 수 있는 공기가 충분히 작아진다.
Figure 112009049611464-PCT00037
또한, 촬상 렌즈(LN)가 고온 환경 하에 두어지는 것을 상정하여, 비교적 내열성이 높은 유리로, 렌즈 기판(LS)이 형성되면 바람직하다. 특히, 그 유리가 고 연화 온도의 유리이면 한층 바람직하다[또한, 렌즈(L)에 대한 내열성 등에 대해서는 후술함].
또한, 이하에, 모든 실시예(EX1 내지 EX8)에 있어서의 수학식 C1 내지 C7의 결과를 표로 하여 나타낸다. 이 표에 있어서는, 밑줄 및 "-"는 조건을 만족하지 않는 것을 의미하고, "○"는 조건을 만족하는 것을 의미한다. 또한, 표에서의 "×"는, 수학식에 대응하는 값을 구할 수 없는 것을 의미한다.
Figure 112009049611464-PCT00038
[실시 형태 2]
실시 형태 2에 대해 설명한다. 또한, 실시 형태 1에서 사용한 부재와 같은 기능을 갖는 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 본 실시 형태에서는, 렌즈(L)를 형성하는 수지에 대해 설명한다.
수지는 가공성이 우수하다. 그로 인해, 실시 형태 1에서 열거해 온 렌즈(L)가 수지로 형성되는 경우, 금형 등으로 간이하게 비구면의 렌즈면이 형성된다.
단, 통상, 투명한 수지(폴리메틸메타크릴레이트 등)에 미립자가 혼합되면, 수지 내에 광의 산란이 발생하여, 투과율이 저하된다. 그로 인해, 미립자를 함유하는 수지는 광학 재료로서 부적합하다고 할 수 있다.
또한, 수지는 온도로 의존하여 굴절률을 바꾼다. 예를 들어, 이하의 로렌츠ㆍ로렌츠의 수학식 LL에서, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)의 굴절률의 온도 의존성, 즉, 온도에 의존하는 굴절률 변화(dn/dt)를 구해 본다.
Figure 112009049611464-PCT00039
단,
n : 수지의 굴절률
t : 온도
α : 선팽창 계수(또한, PMMA의 경우, α=7×10-5임)
[R] : 분자 굴절이다.
그러면, PMMA의 경우, 굴절률 변화가 "-1.2×10-4[/℃]"로 된다. 이 수치는 실측값과 대략 일치한다. 따라서, 수지(플라스틱)만으로 렌즈(L)가 형성되면, 그 렌즈(L)가 갖는 굴절률 변화는 온도에 의존할 수밖에 없다. 게다가, 이와 같은 수지에 단순하게 미립자를 혼재시켜 렌즈(L)가 형성되면, 그 렌즈(L)는 광을 산란시킬 뿐만 아니라, 온도에 따라서 굴절률을 바꾸게 된다.
그러나, 최근, 수지가 적절하게 설계된 미립자를 포함함으로써, 광학 재료로서 사용 가능한 것을 알아 왔다. 왜냐하면, 미립자를 함유하는 수지(혼합 수지)에서는, 그 미립자의 입경이 투과 광속의 파장보다 작게 되어 있으면, 광의 산란이 발생하지 않기 때문이다.
게다가, 미립자가 무기 미립자이면, 그 무기 미립자는 온도 상승에 수반하여 굴절률을 상승시킨다. 그로 인해, 혼합 수지에서, 온도 상승에 수반한 수지의 굴절률 저하와, 온도 상승에 수반한 무기 미립자의 굴절률 상승이 동시에 발생한다. 그러면, 양쪽의 온도 의존성(굴절률 저하ㆍ굴절률 상승)이 상쇄되고, 그 결과, 혼합 수지의 굴절률 변화가 온도에 의존하여 일어나기 어려워진다[예를 들어, 렌즈(L)에서, 면 형상 변화에 기인하는 근축 상점 위치로의 영향과 대략 동등한 정도로, 굴절률 변화가 억제됨].
또한, 일본 특허 공개 제2007-126636호에, 이상의 일례인 혼합 수지, 즉, 수지(모재)에 최대 길이 30㎚ 이하의 무기 미립자{소재; 산화니오브(Nb2O5) 등}을 분산시킨 혼합 수지가 개시된다.
이상을 근거로 하면, 렌즈(L)가 30㎚ 이하의 무기 미립자를 분산시킨 수지(혼합 수지)로 형성되면, 그 렌즈(L)를 포함하는 촬상 렌즈(LN)는 온도에 대해 높 은 내구성을 갖는다. 또한, 예를 들어, 혼합 수지에 있어서의 수지와 무기 미립자와의 비율, 무기 미립자의 입경의 길이(예를 들어, 최대 길이 20㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 15㎚ 이하), 모재로 되는 수지의 종류, 및 소재로 되는 무기 미립자의 종류가 적절하게 조정되면, 렌즈(L)가 고굴절률을 발휘한다. 그러면, 혼합 수지로 렌즈(L)가 형성되면, 그 렌즈(L)를 포함하는 촬상 렌즈(LN)가 콤팩트해지거나, 렌즈(L)의 성형 난이도가 저감된다.
또한, 이상과 같은 수지는 경화형 수지이면 바람직하다. 왜냐하면, 이와 같은 경화형 수지이면, 금형 등에 의해, 간이하게 비구면을 포함하는 렌즈(L)가 제조되기 때문이다. 또한, 수지에 접착성이 있으면(또는 수지에 접착제가 혼재되어 있으면), 그 수지제의 렌즈(L)는 렌즈 기판(LS)에 용이하게 접합한다. 즉, 직접 접착된 렌즈 기판(LS) 및 렌즈(L)를 포함하는 렌즈 블록(BK) 블록이 간단히 제조된다.
또한, 이상과 같은 수지가 내열성을 가지면 된다. 예를 들어, 촬상 렌즈(LN) 및 촬상 소자(SR)를 일체화한 모듈(카메라 모듈)은, 페이스트 형상의 땜납의 인쇄된 프린트 기판(회로 기판)에 장착된 후, 가열 처리(리플로우 처리)됨으로써, 그 프린트 기판에 실장된다. 특히, 이와 같은 실장은 오토메이션으로 행해진다. 그러면, 렌즈(L)가 내열성의 경화형 수지이면, 리플로우 처리에 견딜 수 있으므로, 오토메이션에 적합하다[물론, 렌즈 기판(LS)도 내열성이 높은 재료, 예를 들어, 유리이면 바람직함].
또한, 경화형 수지의 일례로서는, 열경화형 수지 및 자외선(UV) 경화형 수지 를 들 수 있다.
그리고, 열경화형 수지의 경우, 렌즈(L)가 비교적 두꺼웠다고 해도, 고정밀도로 제조된다. 또한, UV 경화 수지의 경우, 비교적 단시간에 경화되기 때문에, 렌즈(L)가 단시간에 제조된다.
마지막으로, 본 발명은 상기한 실시 형태에 한정되지 않고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 다양한 변경이 가능하다.

Claims (23)

  1. 평행 평판인 렌즈 기판과, 상기 렌즈 기판의 물체측 기판면 및 상측 기판면의 적어도 한쪽의 기판면에 이어지는 정 배율(positive optical power) 또는 부 배율(negative optical power)을 발휘하는 렌즈를 갖는 렌즈 블록이 1개 또는 2개 포함되는 동시에,
    광량을 규제하는 개구 조리개가 포함되어 있고,
    상기 렌즈 블록은 상기 렌즈 기판과는 다른 재질로 형성되는 상기 렌즈를 포함하고,
    상기 렌즈 블록인 제1 렌즈 블록이 가장 물체측에 위치하여, 정 배율을 발휘하고,
    그 제1 렌즈 블록에서는, 상기 렌즈 기판인 제1 렌즈 기판이 포함되고, 또한 상기 렌즈인 렌즈(L[LS1o])가 상기 제1 렌즈 기판의 물체측 기판면에 이어지고,
    하기 수학식 C1이 만족되는 촬상 렌즈.
    <수학식 C1>
    Figure 112009049611464-PCT00040
    단,
    N[LS1] : 제1 렌즈 기판의 굴절률
    N[L[LS1o]] : 렌즈(L[LS1o])의 굴절률임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면이 물체측 볼록면이고,
    하기 수학식 C2가 만족되는 촬상 렌즈.
    <수학식 C2>
    Figure 112009049611464-PCT00041
    단,
    f[L[LS1o]o] : 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면의 초점 거리
    f[all] : 촬상 렌즈 전계의 초점 거리임.
  3. 제2항에 있어서, 하기 수학식 C3이 만족되는 촬상 렌즈.
    <수학식 C3>
    Figure 112009049611464-PCT00042
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 수학식 C4가 만족되는 촬상 렌즈.
    <수학식 C4>
    Figure 112009049611464-PCT00043
    단,
    ν[LS1] : 제1 렌즈 기판의 아베수
    ν[L[LS1o]] : 렌즈(L[LS1o])의 아베수임.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈 블록이 상기 제1 렌즈 블록뿐이고,
    상기 제1 렌즈 블록에서는, 상기 렌즈인 렌즈(L[LS1m])가 상기 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고,
    상기 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 볼록면인 촬상 렌즈.
  6. 제5항에 있어서, 상기 렌즈(L[LS1m])는 상측 렌즈면을 그 렌즈면에서의 면 정상점을 볼록 형상으로 하는 동시에 최대 상 높이의 주 광선과 교차하는 부분을 오목 형상으로 하는 비구면으로 하는 촬상 렌즈.
  7. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈 블록이 상기 제1 렌즈 블록뿐이고,
    상기 제1 렌즈 블록에서는, 상기 렌즈인 렌즈(L[LS1m])가 상기 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고,
    상기 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 오목면인 촬상 렌즈.
  8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈 블록은 2개뿐이고,
    상기 제1 렌즈 블록에서는, 상기 렌즈인 렌즈(L[LS1m])가 상기 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고,
    상기 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 볼록면이고,
    상기 렌즈 블록인 제2 렌즈 블록이 상기 제1 렌즈 블록의 상측에 위치하고,
    그 제2 렌즈 블록에서는, 상기 렌즈 기판인 제2 렌즈 기판이 포함되고, 또한 상기 렌즈인 렌즈(L[LS2o])가 상기 제2 렌즈 기판의 물체측 기판면에 이어지는 동시에, 상기 렌즈인 렌즈(L[LS2m])가 상기 제2 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고,
    상기 렌즈(L[LS2o])의 물체측 렌즈면은 물체측 볼록면이며 또한 비구면이고,
    상기 렌즈(L[LS2m])의 상측 렌즈면은 비구면인 촬상 렌즈.
  9. 제8항에 있어서, 상기 렌즈(L[LS1m])는 상측 렌즈면을 그 렌즈면에서의 면 정상점을 볼록 형상으로 하는 동시에 최대 상 높이의 주 광선과 교차하는 부분을 오목 형상으로 하는 비구면으로 하는 촬상 렌즈.
  10. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈 블록은 2개뿐이고,
    상기 제1 렌즈 블록에서는, 상기 렌즈인 렌즈(L[LS1m])가 상기 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고,
    상기 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 오목면이고,
    상기 렌즈 블록인 제2 렌즈 블록이 상기 제1 렌즈 블록의 상측에 위치하고,
    그 제2 렌즈 블록에서는, 상기 렌즈 기판인 제2 렌즈 기판이 포함되고, 또한 상기 렌즈인 렌즈(L[LS2o])가 상기 제2 렌즈 기판의 물체측 기판면에 이어지는 동시에, 상기 렌즈인 렌즈(L[LS2m])가 상기 제2 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고,
    상기 렌즈(L[LS2o])의 물체측 렌즈면은 물체측 볼록면이며 또한 비구면이고,
    상기 렌즈(L[LS2m])의 상측 렌즈면은 비구면인 촬상 렌즈.
  11. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈 블록은 2개뿐이고,
    상기 제1 렌즈 블록에서는, 상기 렌즈인 렌즈(L[LS1m])가 상기 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고,
    상기 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 볼록면이고,
    상기 렌즈 블록인 제2 렌즈 블록이 상기 제1 렌즈 블록의 상측에 위치하고,
    그 제2 렌즈 블록에서는, 상기 렌즈 기판인 제2 렌즈 기판이 포함되고, 또한 상기 렌즈인 렌즈(L[LS2o])가 상기 제2 렌즈 기판의 물체측 기판면에 이어지는 동시에, 상기 렌즈인 렌즈(L[LS2m])가 상기 제2 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고,
    상기 렌즈(L[LS2o])의 물체측 렌즈면은 물체측 오목면이고,
    상기 렌즈(L[LS2m])의 상측 렌즈면은 비구면인 촬상 렌즈.
  12. 제11항에 있어서, 상기 렌즈(L[LS1m])는 상측 렌즈면을 그 렌즈면에서의 면 정상점을 볼록 형상으로 하는 동시에 최대 상 높이의 주 광선과 교차하는 부분을 오목 형상으로 하는 비구면으로 하는 촬상 렌즈.
  13. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈 블록은 2개뿐이고,
    상기 제1 렌즈 블록에서는, 상기 렌즈인 렌즈(L[LS1m])가 상기 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고,
    상기 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면이 상측 오목면이고,
    상기 렌즈 블록인 제2 렌즈 블록이 상기 제1 렌즈 블록의 상측에 위치하고,
    그 제2 렌즈 블록에서는, 상기 렌즈 기판인 제2 렌즈 기판이 포함되고, 또한 상기 렌즈인 렌즈(L[LS2o])가 상기 제2 렌즈 기판의 물체측 기판면에 이어지는 동시에, 상기 렌즈인 렌즈(L[LS2m])가 상기 제2 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고,
    상기 렌즈(L[LS2o])의 물체측 렌즈면은 물체측 오목면이고,
    상기 렌즈(L[LS2m])의 상측 렌즈면은 비구면인 촬상 렌즈.
  14. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈 블록이 상기 제1 렌즈 블록뿐이고,
    상기 제1 렌즈 블록에서는, 상기 렌즈인 렌즈(L[LS1m])가 상기 제1 렌즈 기판의 상측 기판면에 이어지고,
    상기 렌즈(L[LS1o])의 물체측 렌즈면은 물체측 오목면이고,
    상기 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면은 상측 볼록면이고,
    하기 수학식 C5가 만족되는 촬상 렌즈.
    <수학식 C5>
    Figure 112009049611464-PCT00044
    단,
    f[L[LS1m]m] : 렌즈(L[LS1m])의 상측 렌즈면의 초점 거리
    f[all] : 촬상 렌즈 전계의 초점 거리임.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 수학식 C6이 만족되는 촬상 렌즈.
    <수학식 C6>
    Figure 112009049611464-PCT00045
    단,
    d[LS1] : 제1 렌즈 기판의 광축 상의 두께
    TL : 촬상 렌즈에서 가장 물체측의 면으로부터 결상면에 이르기까지의 광축 상의 길이임.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 하기의 수학식 C7이 만족되는 촬상 렌즈.
    <수학식 C7>
    Figure 112009049611464-PCT00046
    단,
    Ar : 촬상 렌즈에서, 인접하는 렌즈 블록끼리의 공기 간격의 총합(단, 렌즈 블록을 제외한 배율을 갖지 않는 광학 소자의 두께는 공기 환산한 후 공기 간격에 포함함)
    TL : 촬상 렌즈에서 가장 물체측의 면으로부터 결상면에 이르기까지의 광축 상의 길이임.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈 기판이 유리로 형성되는 촬상 렌즈.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈가 수지로 형성되는 촬상 렌즈.
  19. 제18항에 있어서, 상기 렌즈로 되는 수지에는, 30㎚ 이하의 입경인 무기 미립자가 분산되는 촬상 렌즈.
  20. 제18항 또는 제19항에 있어서, 상기 수지는 경화형 수지인 촬상 렌즈.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈와,
    상기 촬상 렌즈를 통과하는 광을 촬상하는 촬상 소자를 포함하는 촬상 장치.
  22. 제21항에 기재된 촬상 장치를 포함하는 휴대 단말기.
  23. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 기재된 촬상 렌즈의 제조 방법이며,
    복수의 상기 렌즈 블록을 배열하여 포함하는 유닛을 렌즈 블록 유닛으로 하면,
    상기 렌즈 블록의 주연의 적어도 일부에 스페이서를 배열하고, 복수의 상기 렌즈 블록 유닛을 상기 스페이서를 개재시켜 연결하는 연결 공정과,
    상기의 연결되는 렌즈 블록 유닛을 상기 스페이서를 따라 절단하는 절단 공정을 포함하는 촬상 렌즈의 제조 방법.
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