WO2015151697A1 - レンズ素子、撮像装置、および撮像レンズ - Google Patents

レンズ素子、撮像装置、および撮像レンズ Download PDF

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学道 重光
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Definitions

  • the present invention relates to a lens element, an imaging device, and an imaging lens.
  • an image pickup apparatus As an example of an image pickup apparatus that is low in profile and small in size and has excellent resolving power, an image pickup apparatus including five or six lenses (lens elements) has been attracting attention.
  • Examples of the imaging device including five or six lenses include the imaging devices disclosed in Patent Documents 1 and 2.
  • a configuration is proposed in which a plano-concave lens having a concave surface on the object side (object side surface) and a flat surface on the image side (image side surface) is disposed in the vicinity of the imaging device.
  • Examples of the imaging device include imaging devices disclosed in Patent Documents 3 and 4.
  • Patent Documents 3 and 4 show that this configuration corrects aberrations satisfactorily.
  • an image pickup apparatus As an example of an image pickup apparatus that is low in profile and small in size and has excellent resolving power, an image pickup apparatus including five or six lenses (lens elements) has been attracting attention.
  • Examples of the imaging device including five or six lenses include the imaging devices disclosed in Patent Documents 1 and 2.
  • a configuration is proposed in which a plano-concave lens having a concave surface on the object side (object side surface) and a flat surface on the image side (image side surface) is disposed in the vicinity of the imaging device.
  • Examples of the imaging device include imaging devices disclosed in Patent Documents 3 and 4.
  • Patent Documents 3 and 4 show that this configuration corrects aberrations satisfactorily.
  • image pickup devices mounted on electronic devices are increasing in pixel (higher resolution) and smaller (lower profile).
  • Patent Documents 3 and 4 describe using a lens having a concave surface on the object side and a flat surface on the image surface side.
  • Japanese Patent Publication “JP 2012-163963 A Japanese Patent Publication “Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2014-29547 (Released on February 13, 2014)” Japanese Patent Publication “Japanese Patent Laid-Open No. 2004-302095 (published on October 28, 2004)” Japanese Patent Publication “Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2013-153537 (Released on August 8, 2013)”
  • the external shape of the plano-concave lens according to Patent Documents 3 and 4 is usually a cylindrical shape. This is because, in general, since the concave surface is rotationally symmetric, it is preferable that the plano-concave lens has a cylindrical outer shape in order to perform various processes.
  • the outer shape of the element housing part is relative to the optical axis of the plano-concave lens. Increases in the normal direction. As a result, there arises a problem that the imaging apparatus is increased in size.
  • Patent Document 3 suggests that if a plano-concave lens is disposed immediately above the light receiving portion of the image sensor, the incident angle of light to the light receiving portion increases, which causes a problem of causing a reduction in the peripheral light amount ratio. Has been.
  • Patent Documents 1 and 2 have a problem that sufficient aberration correction performance cannot be obtained although the resolution can be increased by using 5 to 6 lenses.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a lens element capable of realizing a small-sized and excellent resolution imaging apparatus, and an imaging apparatus including the lens element. Is to provide.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to reduce various aberrations while suppressing a decrease in the peripheral light amount ratio in an imaging device including five or six lenses.
  • An object of the present invention is to provide an imaging lens and an imaging apparatus that can be favorably corrected.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to provide an imaging lens that has high productivity, can be downsized, and has high aberration correction performance and a high peripheral light amount ratio. It is in.
  • a lens element according to an aspect of the present invention is directed to an object side and is an aspherical and concave object side surface; and an image side surface and an image side surface that is substantially planar. And the outer shape of the image side surface is substantially rectangular.
  • an imaging lens includes: From the object side to the image plane side, lenses are arranged in the order of the front lens and the rear lens, The front lens is Has positive refractive power, The central part of the surface facing the object side is convex, The peripheral part of the surface facing the object side is concave, The central part of the surface facing the image side is concave, The peripheral part of the surface facing the image surface side is convex, The latter lens is The surface facing the object is concave, The central part of the surface facing the object side, the farther away from the center of the lens surface, the larger the amount of change in shape of the lens surface toward the object side, It is an intermediate part of the surface facing the object side, and has a post-stage object-side intermediate region in which the shape change amount decreases as the distance from the center of the lens surface decreases.
  • the surface facing the image surface side is a schematic plane
  • the distance from the center of the lens surface to the boundary between the rear object side central region and the rear object side intermediate region is the distance from the center of the lens surface to the edge of the lens surface. More than 30% of Assuming that the distance between the image plane and the surface facing the image plane of the rear lens is CAV, and the optical total length of the imaging lens is OTLV, Equation (1) CAV / OTLV ⁇ 0.15 (1) It is characterized by satisfying.
  • an imaging lens is an imaging lens that forms an image of an object on an image plane, the first lens having a positive refractive index that is convex on the object side, and the convex side on the object side.
  • a second lens composed of a meniscus lens, a third lens having a positive refractive index that is convex on the image plane side, and a second lens having a positive refractive index and a shape having an inflection point on the image plane side.
  • An upper lens in which four lenses are arranged in this order from the object side to the image plane side, and a lower portion arranged on the image plane side with respect to the upper lens, the object side being concave and the image plane side being a substantially flat surface
  • the object side surface shape of the lower lens is from the lens center toward the effective diameter end side up to a predetermined distance set to 30% or more of the distance between the lens center and the effective diameter end.
  • the amount of shape change to the side increases, and the predetermined distance Beyond a shape that decreases in shape variation amount to the object side, and wherein a distance between the lower lens and the image plane is less than 0.15 times the total optical length of the imaging lens.
  • an imaging lens that has high productivity, can be miniaturized, and has high aberration correction performance and a high peripheral light amount ratio.
  • (A) is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the imaging device which concerns on Embodiment 1 of this invention
  • (b) is a top view of a laminated substrate
  • (c) is Embodiment 1 of this invention. It is the figure which looked at the lens element which concerns on from the image surface side.
  • FIG. 9 It is a figure which contrasts the example which provides the lens element shown to (a) and (c) of FIG. 9 in an imaging device, and the normal example which provides a cylindrical lens in an imaging device.
  • (A) is the figure which represented the positional relationship of an infrared cut glass, an object side surface, an image side surface, and a light-receiving part on the upper surface of a mounting board
  • (b) and (c) are the shapes of the external shape of an object side surface
  • (A) is a figure which shows the process of shape
  • (b) is a figure which shows the process of shaping
  • (C) is a figure which shows the process of cut
  • (d) is a perspective view which shows the completed product of the lens element shown to (c) of FIG. is there.
  • (A) And (b) is a figure which shows the process of shape
  • (A) is sectional drawing which shows the structure of the imaging device which concerns on Embodiment 7 of this invention, (b) is sectional drawing which shows the structure of another imaging device which concerns on Embodiment 7 of this invention.
  • (A) is a sectional view showing the lens element and the mold shown in (a) of FIG.
  • (b) is a diagram showing the path of light incident on the lens element shown in (a)
  • (C) is sectional drawing which shows the modification of a lens element, and a metal mold
  • (d) is a figure which shows the path
  • (A) And (b) is sectional drawing which shows an example of the structure which an image side surface and an image pick-up element contact
  • (A) is a figure explaining the path
  • (b) is a figure of chief rays when an image side surface and an image pick-up element are in contact. It is a figure explaining a path
  • 20 is a graph comparing defocus MTFs (Modulation Transfer Function) between the case of FIG. 19A and the case of FIG. (A)
  • (b) is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the imaging device which concerns on Embodiment 10 of this invention. It is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the imaging device which concerns on Embodiment 11 of this invention.
  • FIG. 12 It is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the imaging device which concerns on Embodiment 12 of this invention. It is a figure which compares the size of the opening part of the element adhesion part along a normal line direction, and the size of the external shape of a lens element.
  • A)-(d) is sectional drawing which shows the structure of the principal part of the imaging device which concerns on Embodiment 13 of this invention. It is sectional drawing which shows the 1st application example of a lens element.
  • (A) is the top view and sectional drawing which show one of the 2nd application examples of a lens element
  • (b) is a top view which shows another one of the 2nd application examples of a lens element. .
  • FIG. 31 is a graph for explaining a shape change amount of a surface of the rear lens in the imaging lens illustrated in FIG. 30 facing the object side.
  • FIG. It is a table
  • FIG. 31 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens shown in FIG. 30.
  • FIG. FIG. 31 is a graph showing spherical aberration of the imaging lens shown in FIG. 30.
  • FIG. 31 is a graph showing lateral aberration of the imaging lens shown in FIG. 30.
  • FIG. Fig. 31 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens shown in Fig. 30.
  • FIG. 44 is a table showing lens data of the imaging lens shown in FIG. 43.
  • 44 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens shown in FIG. 44 is a graph showing spherical aberration of the imaging lens shown in FIG. 44 is a graph showing lateral aberration of the imaging lens shown in FIG. 43.
  • 44 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens shown in FIG.
  • Fig. 62 is a table showing lens data of the imaging lens shown in Fig. 61. 62 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens shown in FIG. 61.
  • FIG. 62 is a graph showing spherical aberration of the imaging lens shown in FIG. 61.
  • FIG. Fig. 62 is a graph showing lateral aberration of the imaging lens shown in Fig. 61.
  • FIG. 62 is a graph showing lateral aberration of the imaging lens shown in Fig. 61.
  • FIG. 22 is a table for comparing imaging lenses according to Embodiments 14 to 22 of the present invention.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an imaging apparatus including an imaging lens and an imaging element according to Embodiments 14 to 22 of the present invention. It is sectional drawing which shows the structure of the imaging lens which concerns on Embodiment 20 of this invention.
  • 70 is a table showing lens data of the imaging lens shown in FIG. 69.
  • 70 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens shown in FIG. 69.
  • FIG. 70 is a graph showing spherical aberration of the imaging lens shown in FIG. 69.
  • 70 is a graph showing lateral aberration of the imaging lens shown in FIG. 69.
  • 70 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens shown in FIG. 69.
  • It is sectional drawing which shows the structure of the imaging lens which concerns on Embodiment 21 of this invention.
  • 76 is a table showing lens data of the imaging lens shown in FIG. 75.
  • 76 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens shown in FIG. 75.
  • 76 is a graph showing spherical aberration of the imaging lens shown in FIG. 75.
  • 76 is a graph showing lateral aberration of the imaging lens shown in FIG. 75.
  • 76 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens shown in FIG. 75.
  • FIG. 87 is equipped.
  • FIG. 88 is a diagram showing conditions of Embodiments 23 to 27 in a simulation performed for examining the optical characteristics of the imaging lens shown in FIG. 87.
  • 27 shows design data of an imaging lens according to the twenty-third embodiment.
  • 24 is a simulation result regarding the imaging lens according to the twenty-third embodiment.
  • 27 shows design data of an imaging lens according to the twenty-fourth embodiment.
  • 25 is a simulation result regarding the imaging lens according to the twenty-fourth embodiment.
  • FIG. 26 is design data of an imaging lens according to the twenty-fifth embodiment.
  • FIG. 27 is a simulation result regarding the imaging lens according to the twenty-fifth embodiment.
  • 27 shows design data of an imaging lens according to the twenty-sixth embodiment.
  • FIG. 27 is a simulation result regarding the imaging lens according to the twenty-sixth embodiment.
  • 38 shows design data of an imaging lens according to the twenty-seventh embodiment.
  • 28 is a simulation result regarding the imaging lens according to the twenty-seventh embodiment.
  • 7 is design data of an imaging lens according to Comparative Example 1. It is a simulation result regarding the imaging lens concerning the comparative example 1.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the outline of the other structural example of an imaging lens.
  • (A)-(c) is sectional drawing which shows the outline of the structural example of a lower lens.
  • the outer shape of the image side surface is a substantially rectangular shape.
  • the “substantially rectangular” includes a rectangle and a shape other than a rectangle that can be regarded as a rectangle.
  • An example of a shape other than such a rectangle is a rounded rectangle.
  • each embodiment it is possible to suppress an increase in the distance between the lens element and the imaging element while suppressing the outer shape of the element storage portion from increasing in the direction normal to the optical axis of the lens element. . Therefore, it is possible to realize a small-sized imaging device with excellent resolution.
  • the image side surface of the plano-concave lens is a flat surface
  • the image side surface of the lens element according to each embodiment may be a flat surface or a minute (for example, on the order of nm) that reduces the reflectance of light.
  • Concavities and convexities may be formed or slightly curved. These have a common feature that light is transmitted or a change in optical characteristics (refractive power, decentration, etc.) is sufficiently small to be negligible in the optical system of the imaging apparatus.
  • Schematic plane in the present specification.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing various normal examples in which a cylindrical lens is provided in the imaging apparatus. Specifically, FIG. 2 illustrates cross-sectional views of the main part of the imaging device (a), (b), and (c) in association with each other.
  • FIG. 2A shows a state where the cylindrical lens 101 is not provided.
  • the image sensor 102 has a light receiving unit 103.
  • the multilayer substrate (element storage unit) 104 stores the image sensor 102, and an opening 105 is formed above the light receiving unit 103 so that light is appropriately guided to the light receiving unit 103.
  • An infrared cut glass 107 is placed on the upper surface 106 of the multilayer substrate 104 so as to cover the opening 105, and a lens 108 is further provided on the object side of the infrared cut glass 107.
  • the lens 108 is one of five or six lenses constituting the optical system of the imaging apparatus.
  • the image sensor 102 is connected to the multilayer substrate 104 from the back side of the multilayer substrate 104 by flip chip bonding 109.
  • FIG. 2B shows a state in which the cylindrical lens 101 is fitted in the opening 105.
  • the cylindrical lens 101 includes an object side surface L101 directed toward the object side and an image side surface L102 directed toward the image surface side.
  • the object side surface L101 is a concave surface
  • the image side surface L102 is a flat surface.
  • FIG. 2A and 2B are compared, in FIG. 2B, in order to fit the cylindrical lens 101, the size of the opening 105 is larger than (a). Since the size of the opening 105 is increased, in (b), the outer shape of the laminated substrate 104 is larger than that in (a) (see width 110 in FIG. 2). This causes an increase in the size of the imaging device.
  • the side surface of the cylindrical lens 101 is bonded to the inner side surface of the multilayer substrate 104 constituting the opening 105, a similar cross-sectional view is obtained, which causes the increase in the size of the imaging device.
  • FIG. 2 shows a state in which the cylindrical lens 101 is placed on the upper surface 106 so as to cover the opening 105.
  • the infrared cut glass 107 is placed on the cylindrical lens 101 because the cylindrical lens 101 is placed on the upper surface 106.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the imaging device according to the present embodiment
  • FIG. 1B is a top view of the multilayer substrate
  • FIG. 1C is according to the present embodiment. It is the figure which looked at the lens element from the image surface side.
  • a main part (hereinafter, simply referred to as “main part”) 100 of the imaging apparatus shown in FIG. 1A includes a lens element 1, an imaging element 2, a laminated substrate (element storage part) 4, an infrared cut glass 7, and a lens. 8, a flip chip bond 9 and a mounting component 10 are provided. From the side of the object 11 (hereinafter referred to as “object side”) that is the imaging target of the imaging apparatus toward the image plane side (hereinafter referred to as “image plane side”) of the lens element 1, the lens 8 and infrared rays The cut glass 7, the lens element 1, and the imaging element 2 are arranged in this order.
  • the lens element 1 is fitted in the opening 5 or the side surface of the lens element 1 is bonded to the inner surface of the laminated substrate 4 constituting the opening 5.
  • the lens element 1 includes an object side surface L1 that is a surface directed toward the object side, and an image side surface L2 that is a surface directed toward the image surface side.
  • the object side surface L1 is aspheric and concave, and the image side surface L2 is a substantially flat surface.
  • the image side surface L2 is not limited to a flat surface, and may be a surface that transmits light or is small enough that changes in optical characteristics (refractive power, eccentricity, and the like) that are caused can be ignored in the optical system of the imaging apparatus. That's fine.
  • a surface on which minute unevenness (for example, nm order) for reducing the reflectance of light is formed, or a slightly curved surface is given.
  • the imaging device 2 has a light receiving unit 3 that receives light that has passed through the lens device 1.
  • Examples of the imaging device 2 include a CCD (Charge-Coupled Device) and a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor).
  • the multilayer substrate 4 accommodates the image pickup device 2, and an opening 5 is formed above the light receiving unit 3 so that light is appropriately guided to the light receiving unit 3.
  • the multilayer substrate 4 has a predetermined wiring pattern, and can electrically connect the imaging device 2 and the mounting component 10 mounted on the multilayer substrate 4.
  • the laminated substrate 4 has an upper surface 6.
  • the infrared cut glass 7 is placed on the upper surface 6 so as to cover the opening 5.
  • the infrared cut glass 7 has a function of protecting the light receiving unit 3 from infrared rays and suppressing moire.
  • the lens 8 is one of five or six lenses constituting the optical system of the imaging apparatus. An example of lens arrangement will be described later.
  • the imaging device 2 is connected to the multilayer substrate 4 from the back surface side of the multilayer substrate 4 by flip chip bonding 9.
  • the flip chip bond 9 is capable of electrically connecting the image pickup device 2 and the laminated substrate 4 and includes bumps and the like.
  • the mounting component 10 is disposed on the upper surface 6 and is electrically connected to the image sensor 2 via the multilayer substrate 4 and the flip chip bond 9.
  • the mounting component 10 includes electronic components and the like for realizing an autofocus function in the imaging apparatus.
  • the size SL2 of the outer shape of the image side surface L2 is smaller than the size SL1 of the outer shape of the object side surface L1.
  • the lens element 1 further has a step portion 13 provided adjacent to the edge 12 of the image side surface L2.
  • the step portion 13 protrudes from the flange portion 14 in the direction of the optical axis La of the lens element 1, and the end portion 15 closest to the image plane is located on the object side from the image side surface L2.
  • the flange 14 includes a portion in which the object side face L1 protrudes in the normal direction Ln with respect to the optical axis La with respect to the image side face L2.
  • the step 13 is placed on the upper surface 6. Accordingly, the image side surface L2 is disposed on the image surface side (inside the element storage portion) from the upper surface 6 and the object side surface L1 is disposed on the object side from the upper surface 6. In other words, the image side face L ⁇ b> 2 is disposed inside the laminated substrate 4. As a result, the flange portion 14 and the upper surface 6 are separated from each other, and the mounting component 10 is disposed in the separated space 16.
  • the shape of the outer shape of the opening 5 and the upper surface 6 is rectangular in the top view of the multilayer substrate 4.
  • the outer shape of the image side surface L2 is rectangular.
  • the outer shape of the image side surface L2 is not limited to a rectangle, and may be a shape other than a rectangle that can be regarded as a rectangle.
  • An example of a shape other than such a rectangle is a rounded rectangle. That is, the outer shape of the image side surface L2 may be a substantially rectangular shape.
  • the size of the outer shape of the image side surface L2 is determined according to the shape of the light receiving unit 3. Further, the step portion 13 is provided so as to surround the image side surface L2.
  • the outer shape of the object side face L1 is circular.
  • the shape of the outer shape of the object side face L1 is not limited to a circle, and can be appropriately selected according to the design.
  • the size of the opening 5 can be made smaller than the size of the outer shape of the object side face L1. Thereby, the external shape of the multilayer substrate 4 can be reduced. As a result, the image pickup apparatus can be downsized.
  • the image side surface L2 can be arranged on the image surface side from the upper surface 6. Thereby, it can suppress that the space
  • the image side face L2 is disposed in the vicinity of the light receiving part 3.
  • the size of the outer shape of the image side surface L2 is determined according to the shape of the light receiving unit 3.
  • the main part 100 can be configured so that the light receiving part 3 can receive light appropriately while suppressing the size of the outer shape of the image side face L2 from becoming unnecessarily large.
  • the outer shape of the object side surface L1 is circular. Thereby, manufacture of the lens element 1 becomes easy. That is, for the object side surface L1, injection molding using a mold, thermosetting molding, or the like can be applied, and in addition, the mold can be easily processed. For example, by cutting with a cutting tool while rotating the core pin (the details are omitted because it is a well-known technique), the object side face L1 can be easily formed even if it has an aspherical shape. Needless to say, the image side surface L2 is easy to mold because it is not necessary to provide a lens surface.
  • the image side surface L2 is a substantially flat surface, it is easily detached from the mold during molding. Utilizing this fact, if minute irregularities that reduce the reflectance of light are formed on the image side surface L2, reflection of light can be suppressed without coating the image side surface L2. Thereby, dust can be prevented from adhering to the coating portion at the time of coating, so that foreign matter appears in the captured image (the closer the image side surface L2 is to the light receiving portion 3, the more noticeable the reflection is). Can be suppressed.
  • the flange part 14 and the upper surface 6 are separated from each other, and the mounting component 10 is arranged in the space 16.
  • the mounting component 10 can be disposed inside the edge of the object side face L1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the imaging apparatus according to the present embodiment.
  • FIG. 3 for the sake of simplicity of illustration, only the configuration different from the main part 100 shown in FIG.
  • the infrared cut glass 7 is omitted. Thereby, it becomes possible to simplify the structure of an imaging device. Moreover, since the optical total length of the optical system of the imaging device can be shortened, the height of the imaging device can be reduced.
  • the configuration necessary for omitting the infrared cut glass 7 is a configuration in which at least one of the object side surface L1 and the image side surface L2 is processed to block infrared rays (that is, a blocking shape is formed). It is.
  • a thermosetting material as the material of the lens element 1, the processing can be easily performed. This is because thermosetting materials are excellent in heat resistance and can be processed by high temperature vapor deposition.
  • the space for placing the mounting component 10 can be widened above the upper surface 6 (the mounting component 10 is not shown in FIG. 3). ).
  • the lens element 1 shown in FIG. 3 does not include the step portion 13. Accordingly, in the main part 200, the flange part 14 and the upper surface 6 are in close contact with each other, and the space 16 does not exist.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the imaging apparatus according to the present embodiment. 4, in order to simplify the illustration, only the configuration different from the main part 100 shown in FIG. 1 and the configuration related thereto are mainly shown.
  • the main part 300 has the protrusion 17 on the lens element 1.
  • the protrusion 17 extends from the image side surface L2 in the direction along the optical axis La, in other words, from the object side to the image surface side. Further, the end portion 18 of the protruding portion 17 is in contact with the periphery of the light receiving portion 3 in the imaging device 2.
  • the end 18 of the projecting part 17 extending in the direction along the optical axis La from the image side surface L 2 is in contact with the image sensor 2.
  • the position of the image side surface L2 with respect to the image sensor 2 can be determined, and the distance between the image side surface L2 and the image sensor 2 can be controlled.
  • the distance can be easily changed according to the length of the protrusion 17.
  • the lens element 1 shown in FIG. 4 does not include the step portion 13.
  • the side surface of the lens element 1 is shielded from light (that is, has a light shielding side surface).
  • the lens element 1 has at least two side surfaces, a side surface corresponding to the collar portion 14 and a side surface not corresponding to the collar portion 14.
  • the light shielding may be a part or all of the light shielding. Accordingly, it can be said that at least one of the plurality of side surfaces is preferably shielded from light.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an arrangement example of lenses in the imaging apparatus.
  • the aperture stop M0, the first lens M1, the second lens M2, the third lens M3, the fourth lens M4, the lens 8, and infrared rays are sequentially arranged from the object side to the image plane side. Cut glass 7 and lens element 1 are arranged.
  • the first lens M1 has a positive refractive power, and the surface facing the object side is convex.
  • the second lens M2 is a so-called meniscus lens having negative refractive power, having a convex surface on the object side and a concave surface on the image surface side.
  • the third lens M3 has a positive refractive power, and the surface facing the image surface side is a convex shape.
  • the fourth lens M4 is a so-called meniscus lens having negative refractive power, having a concave surface on the object side and a convex surface on the image side.
  • the lens 8 has a positive refractive power, and both the surface facing the object side and the surface facing the image surface side have inflection points.
  • the inflection point is a point where a concave shape and a convex shape are switched within a certain lens surface.
  • the first lens M1, the second lens M2, the third lens M3, and the fourth lens M4 may be referred to as lenses M1 to M4, respectively.
  • FIG. 6 is a top view showing a modification of the lens element.
  • FIG. 6 shows a state where the gate cut at the time of injection molding is performed on the lens element 1 shown in FIG.
  • the illustration of the stepped portion 13 that is not particularly related to the present modification is omitted.
  • the cut portion is the gate cut portion 19.
  • the shape and size of the outer shape of the object side surface L1 include at least a general rectangle that matches the shape and size of the outer shape of the image side surface L2.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the imaging apparatus according to the present embodiment. 7, in order to simplify the illustration, only the configuration different from the main part 100 shown in FIG. 1 and the configuration related thereto are mainly shown.
  • the electrical connection between the image sensor 2 and the multilayer substrate 4 ′ is realized by a wire bonding method using the bonding wires 20.
  • the lens element 1 shown in FIG. 1 is the lens element 1 shown in FIG. 1
  • the main part 400 includes a sensor cover (element storage part) 21.
  • the sensor cover 21 houses the image pickup device 2, and an opening 22 is formed above the light receiving unit 3 so that light is appropriately guided to the light receiving unit 3.
  • the sensor cover 21 includes a flange receiving portion 23 that protrudes from the inner side surface of the sensor cover 21 toward the center of the lens element 1, and the flange portion 14 of the lens element 1 is connected to the upper surface of the flange receiving portion 23 (the element housing portion). (Upper surface) 24.
  • the image side surface L2 is disposed on the image surface side from the upper surface 24, and the object side surface L1 is disposed on the object side from the upper surface 24.
  • the bonding wire 20 is a wire for electrically connecting the image sensor 2 and the multilayer substrate 4 ′ by a well-known wire bonding method.
  • the surface of the image sensor 2 opposite to the light receiving unit 3 is bonded and fixed to the multilayer substrate 4 ′ with an adhesive 25.
  • the technical idea according to the first embodiment can be applied to the wire bonding method.
  • FIG. 8A is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the imaging apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 8B is a top view of the additional laminated substrate.
  • FIG. 8 for the sake of simplicity, only the configuration different from the main part 100 shown in FIG.
  • the main part 500 shown in FIG. 8 is different from the main part 100 in the following configuration.
  • the additional laminated substrate 26 is placed on the laminated substrate 4.
  • the additional laminated substrate 26 an opening 27 is formed above the light receiving unit 3 so that light is appropriately guided to the light receiving unit 3. Further, the additional laminated substrate 26 has a predetermined wiring pattern. The additional laminated substrate 26 is provided adjacent to the side surface 28 corresponding to the flange 14 in the lens element 1.
  • the outer shapes of the opening 5 and the upper surface 6 are rectangular in the top view of the multilayer substrate 4.
  • the outer shape of the upper surface 29 of the additional laminated substrate 26 is rectangular as the outer shape of the upper surface 6.
  • the shape of the outer shape of the opening 27 is circular in the top view of the additional laminated substrate 26.
  • the lens element 1 is fitted into the opening 5 on the side of the image side surface L2 or the side surface of the lens element 1 is bonded to the inner surface of the laminated substrate 4 constituting the opening 5.
  • the side surface of the lens element 1 is bonded to the inner side surface of the additional laminated substrate 26 that is fitted into the opening 27 on the object side surface L ⁇ b> 1 or that forms the opening 27.
  • the mounting component 10 (see FIG. 1 or the like) is provided in the main part 500, the mounting component 10 is disposed on the upper surface 29, for example.
  • the lens element 1 shown in FIG. 8 does not include the step portion 13. Accordingly, in the main portion 500, the flange portion 14 and the upper surface 6 are in close contact with each other, and the space 16 does not exist.
  • the main part 500 is provided with openings 5 and 27 that match the outer shapes of the image side surface L2 and the object side surface L1, respectively.
  • FIG. 9A is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the imaging device according to the present embodiment
  • FIG. 9B is a top view of the mounting substrate
  • FIG. 9C is according to the present embodiment. It is the figure which looked at the lens element from the object side.
  • a main part 600 shown in FIG. 9A includes a lens element 1, an image sensor 2, a mounting substrate 4 ′′, an infrared cut glass 7, a lens (lens constituting the front lens part) 8, a bonding wire 20, and a sensor cover. (Element storage portion) 21, lens barrel 30, and peripheral structure 31 are provided.
  • the lens 8, the infrared cut glass 7, the lens element 1, and the imaging element 2 are arranged in this order from the object side to the image plane side.
  • 9A and 9B has a flat plate shape and does not house the image pickup device 2 (not an element housing portion).
  • the sensor cover 21 shown in FIG. 9A has a flange receiving portion 23 that protrudes from the inner surface of the sensor cover 21 toward the center of the lens element 1, and the flange portion 14 of the lens element 1 is the flange receiving portion. 23 is placed on the upper surface 24. As a result, the image side surface L2 is disposed closer to the image surface side than the upper surface 24.
  • the lens 8 is disposed on the object side from the lens element 1, and has an inflection point 32 that is a boundary between the concave shape and the convex shape on both lens surfaces. is doing. That is, each lens surface of the lens 8 is switched between a concave shape and a convex shape with the inflection point 32 as a boundary.
  • the inflection point 32 may be provided only on one lens surface of the lens 8.
  • the distance between the upper surface of the image sensor 2 and the highest point (most object side position) of the bonding wire 20 along the optical axis La direction is 0.1 to 0.2 mm, 0.3 mm, etc. It is less than 0.15 mm.
  • the lens barrel 30 houses the lenses 8 and other lenses (front lens portions) arranged on the object side from the lens element 1.
  • the lenses M1 to M4 and the lens 8 are housed in the lens barrel 30.
  • the peripheral structure 31 is provided around the lens barrel 30.
  • the peripheral structure 31 includes a housing of the imaging device and a moving mechanism.
  • the moving mechanism is various mechanisms for moving each lens arranged on the object side from the lens element 1 by moving the lens barrel 30. Examples of the moving mechanism include an autofocus mechanism that moves the lens barrel 30 in the optical axis La direction, a camera shake correction mechanism that moves the lens barrel 30 in the normal direction Ln, and the like.
  • the size of the opening 22 of the sensor cover 21 can be made smaller than the size of the outer shape of the object side face L1. Thereby, the external shape of the sensor cover 21 can be reduced. As a result, the image pickup apparatus can be downsized.
  • the image side surface L2 can be arranged on the image surface side from the upper surface 24. Thereby, it can suppress that the space
  • the distance between the upper surface of the image sensor 2 and the highest point (most object side position) of the bonding wire 20 along the optical axis La direction is generally less than 0.15 mm.
  • the separation distance Z1 should be 0.15 mm or more.
  • the lens element 1 is placed on the sensor cover 21.
  • the collar part 14 is placed on the collar receiving part 23.
  • the sensor cover 21 has a protruding portion 33 around the image side surface L2.
  • the protruding portion 33 extends toward the image plane side in the direction of the optical axis La.
  • the end surface of the protrusion part 33 is contact
  • the distance between the image side surface L2 and the image sensor 2 is defined.
  • the image side face L2 can be positioned with a simple configuration and high accuracy.
  • the image side surface L2 has irregularities formed by nanoimprint.
  • the lens element 1 is subjected to an antireflection treatment using an oxide thin film (so-called AR coating).
  • AR coating oxide thin film
  • the image side surface L2 is disposed near the light receiving unit 3, if a foreign object adheres to the image side surface L2, the foreign material shields the light receiving unit 3 over a wide area, and black flaws, spots, etc. occur in the imaging device. Is concerned.
  • an antireflection effect can be obtained by forming irregularities of the order close to the wavelength, and this technique is applied to an antireflection treatment on the surface of a liquid crystal panel, for example.
  • an antireflection treatment using an oxide thin film becomes unnecessary. As a result, a good antireflection effect can be obtained while reducing the possibility of foreign matter adhesion.
  • FIG. 10 is a diagram comparing an example in which the imaging device is provided with the lens element 1 shown in FIGS. 9A and 9C and a normal example in which the imaging device is provided with the cylindrical lens 101.
  • illustration of the lens 8 and the configuration on the object side therefrom is omitted.
  • the size of the imaging element 102 when the cylindrical lens 101 is provided in the imaging apparatus is approximately twice the distance X1 in the normal direction Ln as compared to the size of the imaging element 2 when the lens element 1 is provided in the imaging apparatus. Only get bigger. This is because the bonding wire 120 needs to be provided sufficiently outside the cylindrical lens 101 in order to avoid the bonding wire 120 from hitting the cylindrical lens 101. As a result, when the cylindrical lens 101 is provided in the imaging apparatus, the imaging apparatus is increased in size as compared with the case where the lens element 1 is provided in the imaging apparatus.
  • the size of the outer shape of the image side surface L2 is determined according to the shape of the light receiving unit 3. Accordingly, the main portion 600 can be configured so that the light receiving unit 3 can receive light appropriately while suppressing the size of the outer shape of the image side surface L2 from being increased unnecessarily.
  • FIG. 11A is a diagram showing the positional relationship among the infrared cut glass 7, the object side surface L1, the image side surface L2, and the light receiving unit 3 on the upper surface of the mounting substrate 4 ′′, and FIG. c) is a figure which shows the modification of the external shape of the object side surface L1.
  • the size of the outer shape is the order of the infrared cut glass 7 (largest), the object side surface L1, the image side surface L2, and the light receiving unit 3 (smallest). preferable.
  • the outer shape of the object side face L1 is circular in FIG. 9C, but is not limited thereto.
  • the outer shape of the object side face L1 is a shape formed by cutting the circle with one line inscribed in the circle in FIG. 9C (so-called D-shaped cut). ), Or a shape obtained by cutting the circle along the four lines (so-called quadrilateral cut) as shown in FIG.
  • a shape obtained by cutting the circle with the two lines may be used.
  • the outer shape of the object side face L1 may be a shape formed by cutting the circle with at least one line inscribed in the circle.
  • the lens element 1 can be manufactured relatively easily. That is, for the object side surface L1, injection molding using a mold or thermosetting molding can be applied, and the mold can be easily processed. On the other hand, it is needless to say that the image side surface L2 is a substantially flat surface and thus can be easily molded.
  • FIG. 12A is a diagram showing a process of molding the lens element 1 shown in FIG. 9C
  • FIG. 12B is a diagram showing the molding of the lens element 1 shown in FIG. 11C. It is a figure which shows the process to perform
  • (c) is a figure which shows the process of cut
  • (d) is a figure of the lens element 1 shown to (c) of FIG. It is a perspective view which shows a finished product.
  • the resin 35 (thermoplastic resin, thermosetting resin, etc.) is formed by the mold 34 having a shape opposite to the both surfaces of the lens element 1 shown in FIG.
  • the lens element 1 can be manufactured by sandwiching (injection molding).
  • the resin 35 is sandwiched by the mold 34 having a shape opposite to both surfaces of the cylindrical lens 101 (see FIG. 10) (FIG. 12B). ). And the resin molding 36 obtained by this is cut
  • FIG. 13 (a) and 13 (b) are diagrams showing a process of molding the lens element 1 shown in FIG. 11 (c), which is different from FIG. 12 (b) and (c).
  • the mold 34 was formed with a recess having a substantially flat bottom.
  • molding die 37 has the flat plate which consists of glass instead of the metal mold
  • the lens element 1 shown in FIG. 11C By manufacturing the lens element 1 shown in FIG. 11C using the molding die 37, it is possible to manufacture a plurality of lens elements 1 in an array. That is, the base plate 38 is provided on the flat plate, the resin 35 is supplied onto the base plate 38, the shape opposite to the object side face L1 is provided in an array on the mold opposite to the flat plate in the molding die 37, and the resin 35 Then, transfer by the mold 37 is performed.
  • the base material 38 By using the base material 38, it becomes easy to manufacture the lens element 1 having a large thickness deviation ratio.
  • the resin 35 can be irradiated with light through the flat plate, so that an ultraviolet curable resin can be used as the resin 35.
  • Productivity can be improved by manufacturing a plurality of lens elements 1 in an array, but each lens element 1 is manufactured one by one using one lens element in the mold 37. May be.
  • FIG. 14A is a cross-sectional view illustrating a configuration of an imaging apparatus according to the present embodiment
  • FIG. 14B is a cross-sectional view illustrating a configuration of another imaging apparatus according to the present embodiment.
  • the imaging device 601 shown in FIG. 14A includes a main part 600 (see FIG. 9A).
  • the imaging device housing 39, the coil 40, the magnet 41, and the leaf spring 42 correspond to the peripheral structure 31 of the main part 600.
  • the imaging device 601 includes an aperture stop M0 and lenses M1 to M4.
  • 14A and 14B and FIG. 5 are different from each other in the shape of the surface of the lens M1 facing the image surface (a convex shape in FIG. 5, and FIGS. 14A and 14B).
  • b) a concave shape a concave shape
  • the shape of the surface of the lens M1 facing the image surface side is not particularly limited in the first place, and may be any shape. The same applies to the surface of the lens M3 facing the object side (a convex shape in FIG. 5 and a concave shape in FIGS. 14A and 14B).
  • the lenses M1 to M4 are housed in the lens barrel 30 together with the lens 8.
  • the coil 40 is provided on the outer wall of the lens barrel 30.
  • the magnet 41 is provided on the inner wall of the imaging device housing 39.
  • the leaf springs 42 connect the outer wall of the lens barrel 30 and the imaging device housing 39 and are provided at a plurality of locations so that the lens barrel 30 can be supported.
  • an autofocus mechanism moving the coil 40 in the direction of the optical axis La
  • a camera shake correction mechanism moving the coil 40 in the normal direction Ln
  • the object side face L1 is sufficiently close to the light receiving part 3. For this reason, the distance between the lens 8 and the object side surface L1 can be sufficiently increased, and the change in contrast in the imaging device 601 with respect to the relative positional deviation between the lens 8 and the lens element 1 can be reduced. Accordingly, it is possible to reduce the change in contrast with respect to various positional shifts that occur between the lenses M1 to M4 and 8 disposed on the object side of the lens element 1. Further, the size of the optical component increases as it goes from the aperture stop M0 toward the image plane side.
  • the lens element 1 having the largest size among the lenses included in the imaging device 601 is not accommodated in the lens barrel 30, the total of each lens accommodated in the lens barrel 30 that is a movement target of the movement mechanism. Since the weight can be reduced, the performance of the moving mechanism can be improved.
  • a main part 600 ′ in FIG. 14B is obtained by omitting the lens barrel 30 from the main part 600.
  • the lenses M1 to M4 and 8 arranged on the object side with respect to the lens element 1 are attached to each other and constitute a front lens group 43.
  • the coil 40 is provided on the side wall of the front lens group 43.
  • the magnet 41 is provided on the inner wall of the imaging device housing 39.
  • the leaf spring 42 connects the side wall of the front lens group 43 and the imaging device housing 39, and is provided at a plurality of locations so that the front lens group 43 can be supported.
  • the lens barrel 30 is omitted, the lens barrel 30 is excluded from the movement target of the movement mechanism, and the weight of the movement target of the movement mechanism can be further reduced.
  • the front lens group 43 When performing macro photography (close-up photography) with the imaging device 601, the front lens group 43 is moved to the object side during imaging of the object 11 at infinity. At this time, the F-number can be reduced by increasing the distance between the front lens group 43 and the lens element 1.
  • the focal length of the front lens group 43 is f1
  • the focal length of the lens element 1 is f2
  • the distance between the lens 8 and the lens element 1 (distance between main planes) is d.
  • the combined focal length f of the front lens group 43 and the lens element 1 is given by the following mathematical formula (a).
  • the lens element 1 has negative refractive power because the object side surface L1 is concave and the image side surface L2 is substantially flat (that is, f2 ⁇ 0).
  • the front lens group 43 and the lens element 1 constitute an imaging lens as a whole, the front lens group 43 has a positive refractive power (that is, f1> 0).
  • the interval d increases, so the combined focal length f decreases.
  • the imaging apparatus 601 that moves the front lens group 43 and fixes the lens element 1, it is possible to reduce the F number and obtain a bright image.
  • FIG. 15A is a cross-sectional view showing the lens element 1 and the mold shown in FIG. 9A
  • FIG. 15B is a path of light incident on the lens element 1 shown in FIG.
  • C) is a sectional view showing a modified example of the lens element 1 and a mold
  • (d) is a diagram showing a path of light incident on the lens element 1 shown in (c). It is.
  • the side surface portion 44 of the lens element 1 extending from the edge of the image side surface L2 is substantially parallel to the optical axis La.
  • the molded lens element 1 and the mold (lower) 45 are The molded lens element 1 is unlikely to be separated from the mold (lower) 45 due to the resistance between the two. As a result, the lens element 1 may be warped or distorted regardless of whether the mold (lower) 45 is fixed or movable. As shown in FIG.
  • the stray light 46 when the stray light 46 is incident on the lens element 1 from the object side surface L1, the stray light 46 is reflected by the side surface portion 44 when the incident angle of the stray light 46 with respect to the optical axis La is small.
  • the stray light 46 may be received by the light receiving unit 3.
  • FIGS. 15 (c) and 15 (d) it is preferable to incline the side surface portion 44 with respect to the optical axis La as shown in FIGS. 15 (c) and 15 (d).
  • FIG. 15C when molding is performed using a mold (lower) 45 having a shape opposite to the image side surface L ⁇ b> 2, the molded lens element 1 is removed from the mold (lower) 45. It becomes easy to leave. As a result, the possibility that the lens element 1 is warped or distorted can be reduced. Further, as shown in FIG.
  • the stray light 46 when the stray light 46 is incident on the lens element 1 from the object side surface L1, the stray light 46 is reflected by the side surface portion 44 even if the incident angle of the stray light 46 with respect to the optical axis La is small. Since the light is transmitted through the lens element 1, the possibility that the stray light 46 is received by the light receiving unit 3 can be reduced.
  • the lens element 1 has the side surface portion 44 (inclination) adjacent to the edge of the image side surface L2. Thereby, the lens element 1 can be manufactured with high accuracy.
  • the inclination angle of the side surface portion 44 is preferably 40 ° or more with respect to the optical axis La.
  • FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the imaging apparatus according to the present embodiment.
  • a main portion 700 shown in FIG. 16 includes a flip chip substrate (element storage portion) 47 having a predetermined wiring pattern instead of the mounting substrate 4 ′′ and the sensor cover 21 with respect to the main portion 600. Yes. Further, the image pickup device 2 is not electrically connected to the mounting substrate 4 ′′ by the bonding wire 20, but is electrically connected to the flip chip substrate 47 by the bumps 48.
  • the separation distance Z1 between the collar part 14 and the image side surface L2 should be 0.15 mm or more, but the main part 700 does not have this necessity.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of the imaging apparatus according to the present embodiment.
  • 17 is such that the image side face L2 and the image sensor 2 are in contact with the main part 600 in the optical axis La direction.
  • 18A and 18B are cross-sectional views illustrating an example of a configuration in which the image side surface L2 and the image sensor 2 are in contact with each other.
  • the image side surface L2 and the light receiving unit 3 may be in direct contact with each other.
  • the light receiving unit 3 is provided with a microlens group 49.
  • the image side surface L2 and the microlens group 49 may be in direct contact with each other.
  • FIG. 18B On the right side of FIG. 18B, a configuration in which the microlens group 49 is provided in the light receiving unit 3 and the image side face L2 and the microlens group 49 are separated from each other is shown for reference.
  • the object side surface L1 can be further positioned on the image plane side, so that the height of the imaging apparatus can be further reduced.
  • the light can be appropriately imaged by the light receiving unit 3 even when the incident angle of the principal ray on the lens element 1 is small.
  • An imaging device with an excellent ratio can be realized.
  • the peripheral light amount ratio is based on the light amount received by the light receiving unit 3 and is the ratio of the light amount other than the center of the image to the light amount at the center of the image. The same applies to light other than the chief ray. As a result, the depth of focus of the imaging device is widened, and an imaging device that can handle a wide range of object distances can be realized.
  • FIG. 19A is a diagram illustrating the path of the principal ray when the image side surface L2 and the image sensor 2 are not in contact with each other
  • FIG. 19B is a diagram illustrating the path of the principal ray when the image side surface L2 and the image sensor 2 are in contact with each other. It is a figure explaining the path
  • FIG. 20 is a graph comparing defocus MTFs in the case of FIG. 19A and the case of FIG.
  • FIGS. 21A and 21B are cross-sectional views showing the configuration of the main part of the imaging apparatus according to the present embodiment.
  • the main part 900 shown in FIG. 21A has a protrusion 52 on the image side surface L2 with respect to the main part 600.
  • a protrusion 52 is formed on the image side face L2 with respect to the main part 700.
  • the protruding portion 52 protrudes toward the image plane side in the optical axis La direction.
  • the distance between the image side surface L ⁇ b> 2 and the image sensor 2 is defined by the end of the protruding portion 52 coming into contact with the image sensor 2.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of the imaging apparatus according to the present embodiment.
  • the lens element 1 includes a step part 13.
  • the step portion 13 is placed on the upper surface 53 of the flip chip substrate 47.
  • the flange part 14 and the upper surface 53 are separated from each other by the step part 13, and the mounting component 10 is arranged in the separated space 54.
  • the mounting component 10 can be disposed inside the edge of the object side face L1.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing a configuration of a main part of the imaging apparatus according to the present embodiment.
  • the main part 1100 shown in FIG. 23 differs from the main part 900 shown in FIG.
  • the sensor cover 21 has an element bonding portion 55 to which the lens element 1 is bonded from the image surface side.
  • the element bonding portion 55 extends in the center direction of the lens element 1 along the normal direction Ln, and the size of the opening 56 of the element bonding portion 55 along the normal direction Ln is smaller than the size of the outer shape of the lens element 1. (See FIG. 24).
  • the lens element 1 of the main portion 1100 is put into the sensor cover 21 from the image plane side.
  • the main part 1100 has an internal structure of the sensor cover 21 so that the lens element 1 can be inserted into the sensor cover 21 from the image plane side.
  • the size of the opening of the sensor cover 21 along the normal direction Ln other than the element bonding portion 55 is equal to or larger than the outer size of the lens element 1.
  • the sensor cover 21 has an opening 56 that opens in the direction of the optical axis La and is smaller than the size of the object side L 1.
  • the object side L 1 is imaged from the opening 56. It will be arranged on the surface side. Thereby, stray light is blocked by the element bonding portion 55. For this reason, invasion of stray light into the lens element 1 can be suppressed.
  • a light shielding mask may be formed on the infrared cut glass 7.
  • FIG. 25A to 25D are cross-sectional views showing the configuration of the main part of the imaging apparatus according to the present embodiment.
  • the infrared cut glass 7 is omitted from the main part 600.
  • the infrared cut glass 7 is omitted from the main part 700.
  • a film for preventing foreign matter from mixing may be provided instead of the infrared cut glass 7.
  • the main part 1300 shown in FIGS. 25C and 25D is obtained by providing a film 57 with respect to the main part 1200 shown in FIGS.
  • the lens element 1 In order to omit the infrared cut glass 7, the lens element 1 needs to contain a material that absorbs infrared rays.
  • materials that absorb infrared rays include indium tin oxide (ITO), antimony tin oxide (ATO), and organic boron compounds.
  • ITO indium tin oxide
  • ATO antimony tin oxide
  • organic boron compounds organic boron compounds.
  • the infrared cut glass 7 by omitting the infrared cut glass 7, it becomes easy to reduce the height and correct the aberration.
  • the optical system having a relative refractive index of 1 or more when the optical system having a relative refractive index of 1 or more is provided, the total length of the optical system is increased.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view showing a first application example of the lens element 1.
  • the lens element 1 may have an inflection point 58 on the object side surface L1. Depending on the design of the lens element 1, it may be preferable to have the inflection point 58 on the object side face L1, but in each of the above-described embodiments, such a lens element 1 is applied without any problem. Can do.
  • FIG. 27A is a plan view and a cross-sectional view showing one of the second application examples of the lens element 1.
  • FIG. 27B is a plan view showing another one of the second application examples of the lens element 1.
  • the protrusion 52 When the protrusion 52 is provided in the lens element 1, the protrusion 52 may be formed on the entire outer periphery of the image side surface L2, or may be formed only on a part of the outer periphery of the image side surface L2 (the outer periphery of the image side surface L2). (It may not be formed entirely).
  • 27A is a plan view, an AA cross-sectional view, and a BB cross-sectional view of an example in which the protruding portion 52 is formed only on a part of the outer periphery of the image side surface L2, and FIG. A plan view of an example formed entirely is shown in FIG.
  • the protrusion 52 is formed only on a part of the outer periphery of the image side surface L2, so that the distance between the image side surface L2 and the image sensor 2 (particularly, the light receiving unit 3) is constant. This is convenient when it is necessary to provide an interval of. That is, when the bonding wire 20 is provided, the bonding wire 20 may come into contact with the lens element 1 unless the predetermined interval is provided. However, the protrusion 52 is not provided at a place where this possibility is high. In this case, this fear can be suppressed.
  • the protruding portion 52 is formed on the entire outer periphery of the image side surface L2, the light receiving portion 3 can be surrounded by the image side surface L2 and the protruding portion 52. The possibility of foreign matter adhering to 3 can be reduced.
  • FIG. 28 is a plan view showing an example of the lens element 1 manufactured by injection molding.
  • a gate 59 is formed at the end of the object side face L1.
  • FIG. 29 is a plan view and a cross-sectional view showing a third application example of the lens element 1.
  • the end of the image side surface L2 is in the same position as the end of the object side surface L1. Since the outer shape of the object side surface L1 is circular, and the outer shape of the image side surface L2 is substantially rectangular, a part of the image side surface L2 protrudes from the object side surface L1.
  • a part of the image side surface L2 that protrudes from the object side surface L1 functions as, for example, a gate 59 when the lens element 1 is manufactured by injection molding.
  • the image side surface L2 may be asymmetric with respect to the optical axis La so as to be advantageous for manufacturing the lens element 1.
  • FIG. 30 is a cross-sectional view showing a configuration of an imaging lens according to Embodiment 14 described later.
  • the imaging lens 100V shown in FIG. 30 has an aperture stop L0V, a first lens L1V, a second lens L2V, a third lens L3V, a fourth lens L4V, a front lens L5V, an infrared ray in order from the object side to the image plane side.
  • a cut glass CGV and a rear lens LOCV are disposed.
  • the first lens L1V has a surface s1V directed toward the object side and a surface s2V directed toward the image surface side.
  • the second lens L2V has a surface s3V directed toward the object side and a surface s4V directed toward the image surface side.
  • the third lens L3V has a surface s5V directed toward the object side and a surface s6V directed toward the image surface side.
  • the fourth lens L4V has a surface s7V directed toward the object side and a surface s8V directed toward the image surface side.
  • the front lens L5V has a surface s9V directed toward the object side and a surface s10V directed toward the image surface side.
  • the infrared cut glass CGV has a surface s11V directed to the object side and a surface s12V directed to the image surface side.
  • the rear lens LOCV has a surface s13V directed to the object side and a surface s14V directed to the image surface side. Further, the surface defined by the aperture stop L0V is s0V, and the image surface is s15V.
  • the aperture stop L0V limits the amount of light incident on the surface s1V.
  • the first lens L1V has a positive refractive power. Further, the surface s1V has a convex shape.
  • the first lens L1V is preferably made of a low dispersion material.
  • the second lens L2V has a negative refractive power.
  • the second lens L2V is a so-called meniscus lens (a lens having a convex surface on one side and a concave surface on the other side), and the surface s3V is a convex surface.
  • the second lens L2V is preferably made of a highly dispersed material.
  • the third lens L3V has a positive refractive power. Further, the surface s6V has a convex shape.
  • the third lens L3V is preferably made of a low dispersion material.
  • the fourth lens L4V has a negative refractive power.
  • the fourth lens L4V is a so-called meniscus lens, and the surface s7V is a concave surface.
  • the front lens L5V has a positive refractive power. Further, in the surface s9V, the central portion c9V has a convex shape, and the peripheral portion p9V located so as to surround the central portion c9V has a concave shape. On the other hand, in the surface s10V, the central portion c10V has a concave shape, and the peripheral portion p10V located so as to surround the central portion c10V has a convex shape.
  • Both the planes s9V and s10V can be interpreted as planes having inflection points.
  • An inflection point is a boundary where a convex shape and a concave shape are switched in the same lens surface.
  • the infrared cut glass CGV has a function of protecting the image surface from infrared rays and suppressing moire.
  • the surface s13V of the rear lens LOCV has a concave shape when viewed as a whole, but in order from the center ct13V of the lens surface to the edge ed13V of the lens surface, the rear object side central region c13V, the rear object side intermediate region m13V, and It is distinguished by a rear-stage object side peripheral region p13V.
  • the post-stage side central region c13V is a central portion of the surface s13V including the center ct13V. Further, in the rear object side central region c13V, the shape change amount of the lens surface toward the object side increases as the distance from the center ct13V increases.
  • the amount of change in shape is the amount of change in the height (position in the optical axis direction) of the unevenness of the lens surface with respect to the unit distance (however, the length in the normal direction relative to the optical axis) from the center of the lens surface to the edge. This is the amount shown.
  • the post-stage object-side intermediate area m13V is an intermediate portion of the surface s13V located between the post-stage object-side central area c13V and the post-stage object-side peripheral area p13V.
  • the shape change amount decreases as the distance from the center ct13V increases.
  • the post-stage object side peripheral region p13V is a peripheral portion of the surface s13V including the edge ed13V.
  • the distance from the center ct13V to the boundary between the rear article-side central area c13V and the rear article-side intermediate area m13V is 30% or more of the distance from the center ct13V to the edge ed13V. These distances are all along the normal direction LnV with respect to the optical axis LaV of the imaging lens 100V.
  • the surface s13V may have an inflection point.
  • the surface s14V is a schematic plane.
  • the surface s14V is not limited to a flat surface, and may be a surface that transmits light or is sufficiently small that changes in optical characteristics (refractive power, eccentricity, etc.) that can be ignored can be ignored in the optical system of the imaging apparatus. Good.
  • a surface on which minute unevenness (for example, nm order) for reducing the reflectance of light is formed, or a slightly curved surface is given.
  • FIG. 31 is a graph for explaining the shape change amount of the surface s13V in the imaging lens 100V.
  • the horizontal axis represents the position in the lens plane as a ratio, and the position of the center ct13V is “0.0” and the position of the edge ed13V is “1.0”.
  • the vertical axis indicates the amount of change in shape.
  • the height of the irregularities on the lens surface with respect to a displacement of 5.6 ⁇ m in the normal direction LnV.
  • the amount of change is shown.
  • the displacement 5.6 ⁇ m in the normal direction LnV corresponds to about 1/500 of the effective diameter of the surface s13V, and this value is smaller (for example, 1/1000, 1/50000). It is thought that almost the same graph can be obtained.
  • the range from the position 0.0 to a position where the shape change amount shows the maximum value (position 0.4 slightly: shape change amount approximately 1.5 ⁇ m) is the rear object side central region. It corresponds to c13V.
  • the shape change amount increases as the ratio increases, in other words, as the distance from the center ct13V increases.
  • the range from the position where the shape change amount shows the maximum value to the position where the shape change amount shows the minimum value corresponds to the post-stage object-side intermediate region m13V.
  • shape change amount decreases as the ratio increases in the rear-stage object-side intermediate region m13V.
  • the range from the post-stage object side intermediate area m13V to the position 1.0 corresponds to the post-stage object side peripheral area p13V.
  • the position where the above-mentioned shape change amount shows the maximum value is the boundary between the rear object side central region c13V and the rear object side intermediate region m13V, so the distance from the center ct13V to the boundary is the edge from the center ct13V. It is a little less than 40% of the distance to ed13V.
  • the imaging lens 100V is expressed by the following formula (1).
  • optical total length is the length of the entire optical system in the optical axis direction.
  • the surface s14V and the image surface s15V be sufficiently close to each other.
  • the surface s14V and the image surface s15V can be sufficiently close to each other.
  • the incident angle of light from the rear lens LOCV to the image plane s15V is small, it is possible to suppress a decrease in the peripheral light amount ratio and to realize an optical system with a bright image with an F number of about 1.6. It becomes.
  • digital correction is performed on shading characteristics at the time of output according to the peripheral light amount ratio. Since the dynamic range for sensitivity is narrowed by correction, wide sensitivity characteristics can be obtained by suppressing the decrease in the peripheral light amount ratio.
  • the imaging lens 100V can be easily manufactured.
  • the focal length of the imaging lens 100V is fV
  • the focal length of the front lens L5V is f5V
  • the focal length of the rear lens LOCV is fcV
  • f5V / fV When f5V / fV is 5.2 or more, it is advantageous for reducing the height of the imaging lens 100V, but structurally, it is difficult to mount the rear lens LOCV. On the other hand, when f5V / fV is 3.4 or less, the front lens L5V is separated from the image plane s15V, and there is a possibility that correction of various aberrations is insufficient.
  • fcV / fV is ⁇ 1.1 or more, it may be difficult to reduce the incident angle of light on the image plane s15V while properly correcting distortion and field curvature.
  • fcV / fV is ⁇ 1.7 or less, the imaging lens 100V may be increased in size.
  • an interval between the image surface s15V and the center ct10V of the surface s10V is 0.8 mm or more.
  • the lens diameter of the front lens L5V can be reduced, thereby enabling downsizing of peripheral devices such as an AF (autofocus) mechanism. Therefore, it is possible to greatly reduce the size of the image pickup apparatus. Further, the larger the distance between the image plane s15V and the center ct10V, the larger the beam diameter. As a result, it is possible to reduce the possibility that a foreign object existing in the vicinity of the front lens L5V appears in the captured image. Since the rear lens LOCV has a great influence on the correction of the field curvature, the field curvature can be corrected sufficiently satisfactorily even if the front lens L5V is slightly separated from the image surface s15V.
  • an imaging device including an imaging lens
  • an imaging device is arranged on the image plane s15V (an imaging device 1V including an imaging lens 2V and an imaging device 3V described later, see FIG. 68).
  • Equation (4) 0.7 ⁇ OTLV / SDV ⁇ 1.0 (4) Satisfied.
  • OTLV / SDV When OTLV / SDV is 1.0 or more, the angle of view becomes narrow, and there may be cases where various aberrations can be corrected satisfactorily without using the rear lens LOCV. For this reason, an OTLV / SDV of 1.0 or higher cannot be said to be the best choice in view of the technical idea of the present invention. When OTLV / SDV is 0.7 or less, the angle of view becomes too wide, and it may be necessary to reconsider the conditions for correcting various aberrations.
  • the column “element” indicates members that contribute to the optical characteristics.
  • L0V aperture stop L0V
  • L1V first lens L1V
  • L2V second lens L2V
  • L3V third lens L3V
  • L4V The fourth lens L4V
  • L5V front lens L5V
  • CGV infrared cut glass CGV
  • LOCV back lens LOCV
  • the Abbe number is a constant of the optical medium that indicates the ratio of the refractive index to the dispersion. This is the degree of refracting light of different wavelengths in different directions, and a medium with a high Abbe number has little dispersion due to the degree of refraction of light rays for different wavelengths.
  • the column “surface” indicates a surface s1V to a surface s14V and an image surface s15V.
  • curvature indicates the curvature of the surface s1V to the surface s14V and the image surface s15V.
  • the curvature is the reciprocal of the radius of curvature.
  • the column “center thickness” indicates the distance in the optical axis LaV direction from the center of any one of the surfaces s1V to s14V to the center of the next surface (on the image surface s15V side).
  • the column “radius” indicates the radius of a circular area in the surface s1V to the surface s14V and the image surface s15V that can regulate the range of the light flux.
  • the column “Aspheric coefficient” indicates the i-th order aspheric coefficient Ai (i is an even number of 4 or more) from A4 to A16 in the aspheric formula (see FIG. 32) constituting the aspheric surface.
  • Z is a coordinate in the optical axis LaV direction
  • x is a coordinate in the normal direction LnV
  • R is a radius of curvature (the reciprocal of the curvature)
  • K is a Conic coefficient.
  • optical characteristics were measured under the following conditions (A) to (C).
  • Image height is the height from the center of the image.
  • the center of the image is 0 mm.
  • the image height is expressed as a ratio, the center of the image is 0% and the maximum image height is 100%.
  • the S subscript indicates the sagittal image plane characteristic
  • the T subscript indicates the tangential image plane characteristic
  • the horizontal axis is the deviation of light rays in the normal direction LnV (-2% to + 2%), and the vertical axis is the image height (from the bottom, the image height is 0% to 100%).
  • the horizontal axis is the deviation of the light beam in the normal direction LnV ( ⁇ 0.1 mm to +0.1 mm), and the vertical axis is the image height (from the bottom, the image height is from 0% to 100%. ).
  • the horizontal axis Px is the position in the sagittal section ( ⁇ 20 ⁇ m to +20 ⁇ m)
  • the horizontal axis Py is the position in the tangential section ( ⁇ 20 ⁇ m to +20 ⁇ m)
  • the vertical axis ex is the position in the sagittal direction.
  • the vertical axis ey is the position in the tangential direction ( ⁇ 20 ⁇ m to +20 ⁇ m).
  • the number of light rays is 100.
  • the correspondence between the value of IMA and the ratio of the image height is as follows.
  • IMA 0.0000 mm ... center of the image (image height 0%)
  • IMA 0.5867 mm: image height 20%
  • IMA 1.1734 mm ... image height 40%
  • IMA 1.7601 mm ... image height 60%
  • IMA 2.3468 mm ... image height 80%
  • IMA 2.9335 mm ... maximum image height (image height 100%)
  • the horizontal axis is the image height (0 mm to 2.934 mm)
  • the vertical axis is the MTF (0 to 1.0).
  • S1, S2, and S3 are all characteristics on the sagittal image plane, and indicate characteristics when the spatial frequencies are Nyquist frequency / 4, Nyquist frequency / 2, and Nyquist frequency, respectively.
  • T1, T2, and T3 are all characteristics on the tangential image plane, and the characteristics when the spatial frequencies are Nyquist frequency / 4, Nyquist frequency / 2, and Nyquist frequency, respectively. Show.
  • the Nyquist frequency is a value corresponding to the Nyquist frequency of the image sensor, and is a resolvable spatial frequency value calculated from the pixel pitch of the image sensor.
  • the imaging lens 100V shown in FIG. 30 is a typical design.
  • the imaging lens 100V provides a bright image (F number is 1.60) and has a low profile.
  • the configuration of the imaging lens 100V is as shown in FIG.
  • FIG. 32 is a table showing lens data of the imaging lens 100V.
  • FIG. 33 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens 100V.
  • FIG. 34 is a graph showing the spherical aberration of the imaging lens 100V.
  • FIG. 35 is a graph showing the lateral aberration of the imaging lens 100V.
  • the imaging lens 100V corrects aberrations satisfactorily.
  • FIG. 36 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens 100V.
  • an MTF of 0.2 or more can be secured except for the characteristic T3 near the maximum image height (2.934 mm). From this, it can be seen that the resolving power of the imaging lens 100V is high.
  • FIG. 37 is a cross-sectional view showing a configuration of an imaging lens according to Embodiment 15.
  • the imaging lens 200V shown in FIG. 37 has the same basic configuration as the imaging lens 100V, and can be said to have a design in which the imaging lens 100V is further reduced in height (details of further reduction in height will be described later).
  • FIG. 38 is a table showing lens data of the imaging lens 200V.
  • FIG. 39 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens 200V.
  • FIG. 40 is a graph showing the spherical aberration of the imaging lens 200V.
  • FIG. 41 is a graph showing the lateral aberration of the imaging lens 200V.
  • FIG. 42 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens 200V.
  • an MTF of 0.2 or more can be secured except for the characteristic T3 near the maximum image height and a part of the characteristic S3. From this, it can be seen that the resolving power of the imaging lens 200V is high.
  • FIG. 43 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an imaging lens according to Embodiment 16.
  • the imaging lens 300V shown in FIG. 43 is an example in which the basic configuration is the same as that of the imaging lens 100V, and the rear lens LOCV is configured by a general plastic material.
  • FIG. 44 is a table showing lens data of the imaging lens 300V.
  • the rear lens LOCV of the imaging lens 300V has an Abbe number of 1.614 and a refractive index of 25.6, and that of the rear lens LOCV of the imaging lens 100V (Abbe number of 1.544, refractive index). Is different from 55.9).
  • FIG. 45 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens 300V.
  • FIG. 46 is a graph showing the spherical aberration of the imaging lens 300V.
  • FIG. 47 is a graph showing the lateral aberration of the imaging lens 300V.
  • FIG. 48 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens 300V.
  • an MTF of 0.2 or more can be secured except for the characteristic T3 near the maximum image height. From this, it can be seen that the resolving power of the imaging lens 300V is high.
  • FIG. 49 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an imaging lens according to Embodiment 17.
  • the infrared cut glass CGV is omitted from the imaging lens having the same basic configuration as the imaging lens 100V.
  • the infrared cut glass CGV can be omitted.
  • a thermosetting material as the material of the rear lens LOCV, the processing can be easily performed. This is because thermosetting materials are excellent in heat resistance and can be processed by high temperature vapor deposition.
  • FIG. 50 is a table showing lens data of the imaging lens 400V.
  • FIG. 51 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens 400V.
  • FIG. 52 is a graph showing the spherical aberration of the imaging lens 400V.
  • FIG. 53 is a graph showing the lateral aberration of the imaging lens 400V.
  • the imaging lens 400V corrects the aberrations satisfactorily.
  • FIG. 54 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens 400V.
  • an MTF of 0.2 or more can be secured except for the characteristic T3 near the maximum image height. From this, it can be seen that the resolving power of the imaging lens 400V is high.
  • FIG. 55 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an imaging lens according to Embodiment 18.
  • An imaging lens 500V shown in FIG. 55 is an example in which the basic configuration is the same as that of the imaging lens 100V, and the F number is further reduced from 1.60 (details regarding the small F number will be described later).
  • FIG. 56 is a table showing lens data of the imaging lens 500V.
  • FIG. 57 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens 500V.
  • FIG. 58 is a graph showing the spherical aberration of the imaging lens 500V.
  • FIG. 59 is a graph showing the lateral aberration of the imaging lens 500V.
  • FIG. 60 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens 500V.
  • an MTF of 0.2 or more can be secured except for the characteristic T3 in the vicinity of the maximum image height and a part of the characteristic S3. From this, it can be seen that the resolving power of the imaging lens 500V is high.
  • FIG. 61 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an imaging lens according to Embodiment 19.
  • the imaging lens 600V shown in FIG. 61 is an example of an existing imaging lens.
  • the imaging lens 600V has six lenses and an F number of about 1.80.
  • each member of the imaging lens 600V is assigned the same reference numeral as each member of the imaging lens 100V.
  • FIG. 62 is a table showing lens data of the imaging lens 600V.
  • FIG. 63 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens 600V.
  • FIG. 64 is a graph showing the spherical aberration of the imaging lens 600V.
  • FIG. 65 is a graph showing the lateral aberration of the imaging lens 600V.
  • the imaging lens 600V corrects aberrations satisfactorily.
  • FIG. 66 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens 600V.
  • an MTF of 0.2 or more can be secured except for the characteristic T3 in the vicinity of the maximum image height. From this, it can be seen that the resolution of the imaging lens 600V is high.
  • FIG. 69 is a cross-sectional view illustrating a configuration of an imaging lens according to Embodiment 20.
  • the infrared cut glass CGV is omitted from an imaging lens having a low profile and a low F number and having the same basic configuration as the imaging lens 100V.
  • FIG. 70 is a table showing lens data of the imaging lens 700V.
  • FIG. 71 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens 700V.
  • FIG. 72 is a graph showing the spherical aberration of the imaging lens 700V.
  • FIG. 73 is a graph showing the lateral aberration of the imaging lens 700V.
  • FIG. 74 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens 700V.
  • an MTF of 0.2 or more can be secured except for the characteristic T3 in the vicinity of the maximum image height and a part of the characteristics S3 and T2. From this, it can be seen that the resolving power of the imaging lens 700V is high.
  • FIG. 75 is a cross-sectional view showing a configuration of an imaging lens according to Embodiment 21.
  • FIG. 75 is a cross-sectional view showing a configuration of an imaging lens according to Embodiment 21.
  • the imaging lens 800V has a low profile and a low F number
  • the basic configuration is the same as that of the imaging lens 100V.
  • FIG. 76 is a table showing lens data of the imaging lens 800V.
  • FIG. 77 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens 800V.
  • FIG. 78 is a graph showing the spherical aberration of the imaging lens 800V.
  • FIG. 79 is a graph showing the lateral aberration of the imaging lens 800V.
  • FIG. 80 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens 800V.
  • an MTF of 0.2 or more can be secured except for the characteristic T3 in the vicinity of the maximum image height and a part of the characteristics S3 and T2. From this, it can be seen that the resolving power of the imaging lens 800V is high.
  • FIG. 81 is a cross-sectional view showing a configuration of an imaging lens according to Embodiment 22.
  • the imaging lens 900V has a low profile and a low F number, and the basic configuration is the same as that of the imaging lens 100V.
  • the imaging lens 900V uses a high dispersion material for the second lens L2V and the fourth lens L4V, and the distance between the surface s14V and the image surface s15V is larger than that of the imaging lens 800V.
  • FIG. 82 is a table showing lens data of the imaging lens 900V.
  • FIG. 83 is a graph showing astigmatism and distortion of the imaging lens 900V.
  • FIG. 84 is a graph showing the spherical aberration of the imaging lens 900V.
  • FIG. 85 is a graph showing the lateral aberration of the imaging lens 900V.
  • FIG. 86 is a graph showing the MTF characteristics with respect to the image height of the imaging lens 900V.
  • an MTF of 0.2 or more can be secured except for the characteristic T3 in the vicinity of the maximum image height and a part of the characteristics S3, T2, S2, and T1. From this, it can be seen that the resolution of the imaging lens 900V is high.
  • the imaging lens 900V a material having a higher refractive index than the imaging lenses 700V and 800V is applied to the fourth lens L4V, so that the distance between the surface s14V and the image surface s15V is increased, and the height is low. Special characteristics can be obtained.
  • FIG. 67 is a table for comparing the imaging lenses according to Embodiments 14 to 22.
  • the row “F number” indicates the F number of the imaging lens.
  • the F number of the imaging lens 100V, the imaging lens 200V, the imaging lens 300V, the imaging lens 400V, the imaging lens 700V, the imaging lens 800V, and the imaging lens 900V is 1.60.
  • the F number of the imaging lens 500V is 1.54, which is smaller than 1.60.
  • the F number of the imaging lens 600V is 1.80.
  • the row “view angle (diagonal) / deg” indicates the view angle (diagonal direction) of the imaging lens.
  • the row “focal length / mm” indicates the focal length.
  • fV is the focal length of the entire imaging lens
  • f5V is the focal length of the front lens L5V
  • fcV is the focal length of the rear lens LOCV.
  • the row “OTLV / mm” indicates the optical total length of the imaging lens.
  • the optical total lengths of the imaging lens 100V, the imaging lens 300V, the imaging lens 400V, the imaging lens 500V, and the imaging lens 600V are all 5 mm or more.
  • the optical total length of the imaging lens 200V, the imaging lens 700V, the imaging lens 800V, and the imaging lens 900V is on the order of 4 mm, and a low profile is realized.
  • the row “CAV / mm” shows the distance between the image plane s15V and the plane s14V.
  • the imaging lens 100V, imaging lens 200V, imaging lens 300V, imaging lens 400V, imaging lens 500V, imaging lens 600V, imaging lens 700V, imaging lens 800V, and imaging lens 900V are all included. It can be seen that Expression (1) is satisfied.
  • the row “FBV / mm” shows the distance between the image plane s15V and the center ct10V of the plane s10V.
  • the imaging lens 100V, imaging lens 200V, imaging lens 300V, imaging lens 400V, imaging lens 500V, imaging lens 600V, imaging lens 700V, imaging lens 800V, and imaging lens 900V are all 0.8 mm or more. I understand.
  • the line “CGV thickness / mm” indicates the thickness of the infrared cut glass CGV. As described above, since the imaging lenses 400V and 700V do not include the infrared cut glass CGV, “None” is displayed in FIG.
  • the line “f5V / fV” indicates the value of f5V / fV used in the above-described equation (2).
  • Imaging lens 100V, imaging lens 200V, imaging lens 300V, imaging lens 400V, imaging lens 500V, imaging lens 600V, imaging lens 700V, imaging lens 800V, and imaging lens 900V all satisfy Expression (2). I understand.
  • the line “fcV / fV” indicates the value of fcV / fV used in the above-described equation (3).
  • Imaging lens 100V, imaging lens 200V, imaging lens 300V, imaging lens 400V, imaging lens 500V, imaging lens 600V, imaging lens 700V, imaging lens 800V, and imaging lens 900V all satisfy Expression (3). I understand.
  • the line “OTLV / SDV” indicates the value of OTLV / SDV used in the above-described equation (4).
  • Imaging lens 100V, imaging lens 200V, imaging lens 300V, imaging lens 400V, imaging lens 500V, imaging lens 600V, imaging lens 700V, imaging lens 800V, and imaging lens 900V all satisfy Expression (4). I understand.
  • FIG. 68 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an imaging apparatus including the imaging lens and the imaging element according to Embodiments 14 to 22.
  • 68 includes an imaging lens 2V and an imaging element 3V.
  • the imaging lens 2V may be any of the imaging lens 100V, the imaging lens 200V, the imaging lens 300V, the imaging lens 400V, the imaging lens 500V, the imaging lens 600V, the imaging lens 700V, the imaging lens 800V, and the imaging lens 900V.
  • the imaging element 3V is disposed on the image plane s15V of the imaging lens 2V.
  • the imaging element 3V receives light that has passed through the imaging lens 2V, and includes a CCD (Charge Coupled Device), a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor), and the like.
  • CCD Charge Coupled Device
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • All the imaging lenses described above are examples of six lenses, but five lenses may be used. However, even when there are five lenses, it is necessary to maintain the configuration of at least the front lens L5V and the rear lens LOCV.
  • FIG. 87 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the imaging lens 1W according to the present embodiment.
  • the imaging lens 1W includes an upper lens 15W including a first lens 11W, a second lens 12W, a third lens 13W, and a fourth lens 14W, an IR cut glass (cover glass) 16W, and a lower portion. These members are arranged in this order from the object side (subject side, left side in FIG. 87) to the image plane 18W side (right side in FIG. 87).
  • An aperture stop 10W is provided in the vicinity of the object side surface of the first lens 11W.
  • the first lens 11W has a convex surface (convex shape) on the object side and a positive refractive index (positive power).
  • the second lens 12W is composed of a meniscus lens (a lens having one convex surface and the other surface concave), and is disposed so that the object side is convex.
  • the third lens 13W is convex on the image surface 18W side and has a positive refractive index.
  • the fourth lens 14W has a positive refractive index, and the shape on the image plane 18W side has an inflection point.
  • the aperture stop 10W is provided so as to surround the effective aperture of the surface on the object side of the first lens 11W, and the imaging lens 1W is provided so that the light incident on the imaging lens 1W appropriately passes through each lens. Limits the diameter of the beam of incident light.
  • the IR cut glass (infrared cut glass) 16W is disposed between the lower lens 17W and the fourth lens 14W, and images are captured by shielding light in the infrared wavelength region from light incident from the object side.
  • the image surface (light receiving surface) 18W of the element (image sensor, not shown) is protected from infrared rays, and moire is suppressed.
  • the IR cut glass 16W may also have a function of protecting the surface of the lower lens 17W from physical damage or the like.
  • the lower lens 17W is a lens having a concave surface on the object side and a flat surface on the image surface 18W side.
  • the object side surface of the lower lens 17W has a concave shape at the center of the lens and has a negative refractive index, and the degree of the negative refractive index decreases from the lens center toward the lens effective diameter end.
  • the shape of the object side surface of the lower lens 17W is a shape having an inflection point. That is, the object-side surface of the lower lens 17W has a concave shape in the vicinity of the center of the lens, and has a convex shape or a planar shape substantially parallel to the image-side surface in the vicinity of the peripheral edge.
  • the lower lens 17W may be a lens on chip (LOC) formed integrally with the IR cut glass 16W.
  • LOC lens on chip
  • the influence of the eccentric error between the lens surfaces can be reduced by using a lens whose image surface 18W side is a flat surface as the lower lens 17W, aberration correction is performed compared with the case of using a double-sided aspheric lens.
  • the aberration correction effect can be improved.
  • the lower lens 17W whose image surface 18W side is a flat surface the lower lens 17W can be brought closer to the image surface 18W independently of the design conditions of the upper lens 15W.
  • an easy configuration can be realized.
  • FIG. 88 is a graph showing an example of the shape change of the object side surface of the lower lens 17W.
  • the horizontal axis is a value representing the position on the lens as a ratio to the distance from the lens center to the lens effective diameter end (lens center).
  • the vertical axis indicates the amount of change in shape in the optical axis direction (normal direction of the image plane 18W in the lower lens 17W) with respect to the lens center. .
  • the shape of the object side surface of the lower lens 17W is a predetermined distance XW from the lens center toward the lens effective diameter end side (in the example of FIG. 88, the lens center and the lens).
  • the amount of change in shape toward the object side with respect to the lens center increases until a position approximately 47% of the distance from the effective diameter end), and when the predetermined distance XW is exceeded, the amount of change in shape toward the object side with respect to the lens center decreases.
  • the predetermined distance XW is preferably set to 30% or more of the distance between the lens center and the lens effective diameter end. That is, when the distance between the lens center and the lens effective diameter end is LW, the predetermined distance XW preferably satisfies the relationship XW / LW ⁇ 0.3. As a result, the peripheral light amount ratio can be kept in a range where no practical problem occurs.
  • the imaging apparatus includes the imaging lens 1W having the above-described configuration, and an imaging element (not shown) that receives the light that has passed through the imaging lens 1W at the image plane 18W and converts it into an electrical signal.
  • the configuration of the image sensor is not particularly limited, and a conventionally known image sensor can be used.
  • the imaging lens 1W may include a mechanism for performing AF (autofocus) or the like.
  • the applicable wavelength in the numerical calculation was set to 550 nm.
  • the imaging lens 1W according to each of the above-described embodiments 23 to 27 forms an image of light on a substantially rectangular light receiving surface (sensor surface) of the image sensor (image sensor).
  • the diagonal length DW was 5.867 mm and the pixel pitch was 1.12 ⁇ m.
  • FIG. 90 shows design data of the imaging lens 1W according to the twenty-third embodiment.
  • FIG. 91 is a simulation result of astigmatism, distortion, spherical aberration, lateral aberration, and MTF (Modulation Transfer Function) regarding the imaging lens 1W according to the twenty-third embodiment.
  • MTF Modulation Transfer Function
  • FIG. 91 As shown in FIG. 91, according to the design conditions shown in FIG. 90, it has a brightness of F number 1.8 and various aberrations (astigmatism, distortion aberration, spherical aberration, lateral aberration, and MTF).
  • a well-corrected imaging lens can be realized.
  • astigmatism can be ⁇ 0.1 mm or less
  • distortion can be ⁇ 2% or less
  • spherical aberration can be ⁇ 0.11 mm or less
  • lateral aberration can be ⁇ 20 ⁇ m or less.
  • FIG. 92 is design data of the imaging lens 1W according to the twenty-fourth embodiment.
  • FIG. 93 is a simulation result of astigmatism, distortion, spherical aberration, lateral aberration, and MTF for the imaging lens 1W according to the twenty-fourth embodiment.
  • a low dispersion material is applied to the fourth lens 14W.
  • an imaging lens having F-number 1.8 brightness and having various aberrations corrected satisfactorily as in Embodiment 23 is realized by the design conditions shown in FIG. it can.
  • FIG. 94 is design data of the imaging lens 1W according to the twenty-fifth embodiment.
  • FIG. 95 is a simulation result of astigmatism, distortion, spherical aberration, lateral aberration, and MTF for the imaging lens 1W according to the twenty-fifth embodiment.
  • the IR cut glass 16W and the lower lens 17W are integrally formed.
  • an imaging lens having F-number 1.8 brightness and various aberrations corrected satisfactorily as in Embodiment 23 is realized by the design conditions shown in FIG. it can.
  • FIG. 96 is design data of the imaging lens 1W according to the twenty-sixth embodiment.
  • FIG. 97 is a simulation result of astigmatism, distortion, spherical aberration, lateral aberration, and MTF for the imaging lens 1W according to the twenty-sixth embodiment.
  • an imaging lens having F-number 1.94 brightness and having various aberrations corrected satisfactorily as in Embodiment 23 is realized by the design conditions shown in FIG. it can.
  • FIG. 98 is design data of the imaging lens 1W according to the twenty-seventh embodiment.
  • FIG. 99 shows simulation results of astigmatism, distortion, spherical aberration, lateral aberration, and MTF for the imaging lens 1W according to the twenty-seventh embodiment.
  • an imaging lens having F-number 1.8 brightness and various aberrations corrected satisfactorily as in Embodiment 23 is realized by the design conditions shown in FIG. it can.
  • [Comparative Example 1] 100 shows design data of the imaging lens according to Comparative Example 1.
  • FIG. in Comparative Example 1 as the lower lens 17W, a lens in which the object-side surface has a concave shape having no inflection point and the image-side surface is a flat surface is used.
  • FIG. 101 shows simulation results of astigmatism, distortion, spherical aberration, lateral aberration, and MTF for the imaging lens according to Comparative Example 1.
  • the ratio dW / OTLW between the lower lens proximity distance dW (the distance between the lower lens 17W and the image surface 18W) and the optical total length OTLW is preferably set to be less than 0.15 (dW / OTLW ⁇ 0.15). .
  • the ratio OTLW / DW between the optical total length OTLW and the diagonal length DW of the light receiving surface of the light receiving element in a range of 0.7 ⁇ OTLW / DW ⁇ 0.9.
  • the ratio f4W / fW between the focal length f4W of the fourth lens 14W and the focal length fW of the entire optical system (the entire imaging lens 1W) is too small, it is difficult to reduce the height, and if it is too large, the lower lens 17W contributes. Becomes small, and a sufficient aberration correction effect cannot be obtained. For this reason, it is preferable to set the ratio f4W / fW to ⁇ 5.7 ⁇ f4W / fW ⁇ 2.9 in order to reduce the height of the imaging lens 1W and improve the aberration correction performance.
  • the ratio fcW / fW is set to ⁇ 1.8 ⁇ fcW / It is preferable to set fW ⁇ 1.2.
  • the focal length FBW of the upper lens 15W is FBW> 0.8 mm.
  • the focal length FBW of the upper lens 15W can be reduced, and the configuration of the imaging lens 1W including a mechanism system such as AF (autofocus) can be reduced in size.
  • the farther from the image plane 18W the larger the beam diameter can be made, and the influence of reflection of foreign matter dust or the like on the upper lens 15W can be reduced.
  • FIG. 102 is a cross-sectional view illustrating an outline of another configuration example of the imaging lens 1W.
  • FIG. 102 shows only the upper lens 15W and the lower lens 17W in the configuration of the imaging lens 1W.
  • the upper lens 15W has a positive refractive power and the lower lens 17W has a negative refractive power.
  • the optical total length OTLW can be further shortened.
  • 103 (a) to 103 (c) are cross-sectional views showing an outline of a configuration example of the lower lens 17W.
  • the lower lens 17W may have a diffraction pattern on the object side surface.
  • 103 (a) shows a configuration in which the object side surface of the lower lens 17W has a diffraction pattern
  • FIG. 103 (b) shows a diffraction pattern with a concave aspherical lens shape on the object side surface of the lower lens 17W.
  • Each of the configurations formed by combining patterns is shown.
  • the surface of the lower lens 17W on the image surface side may have a Fresnel lens shape. Therefore, the chief ray incident angle with respect to the image sensor can be suitably adjusted.
  • the lens element according to aspect 1 of the present invention includes an object side surface that is directed toward the object side and is aspheric and concave, and an image side surface that is directed toward the image surface side and is a substantially flat surface.
  • the outer shape is generally rectangular.
  • the image pickup apparatus can be downsized.
  • the image side surface can be disposed closer to the image surface side than the upper surface of the element storage portion. Therefore, it can suppress that the space
  • the size of the outer shape of the image side surface is determined according to the shape of the light receiving unit that receives light that has passed through the lens element.
  • the imaging device so that the light receiving unit can receive light appropriately while suppressing the size of the outer shape of the image side surface from becoming unnecessarily large.
  • the lens element according to aspect 3 of the present invention is the lens element according to aspect 1 or 2, wherein the shape of the outer shape of the object side surface is a circle or a shape formed by cutting the circle with at least one line inscribed in the circle. is there.
  • the lens element can be manufactured relatively easily. That is, with respect to the object side surface, injection molding or thermosetting molding using a mold can be applied, and processing of the mold is facilitated.
  • the image side surface is a substantially flat surface (no lens surface is required), and needless to say, molding is easy.
  • the lens element according to aspect 4 of the present invention has an inclination (side surface portion 44) adjacent to the edge of the image side surface in any of the above aspects 1 to 3.
  • the inclination angle of the inclination is 40 ° or more with respect to the optical axis of the lens element.
  • the molded lens element when molding is performed using a mold (lower) having a shape opposite to the image side surface, the molded lens element is easily separated from the mold (lower). As a result, the possibility of warping or distortion of the lens element can be reduced. Further, when stray light is incident on the lens element from the object side surface, even if the incident angle of the stray light with respect to the optical axis is small, the stray light is not reflected by the inclination but is transmitted through the lens element, so that the stray light is received by the light receiving unit. The fear can be reduced. Thereby, a lens element can be manufactured with high accuracy.
  • the lens element according to Aspect 6 of the present invention according to any one of Aspects 1 to 5 has unevenness formed by nanoimprinting on the image side surface.
  • an antireflection treatment using an oxide thin film is not required by providing irregularities formed by nanoimprinting on the image side surface. As a result, a good antireflection effect can be obtained while reducing the possibility of foreign matter adhesion.
  • a lens element according to aspect 7 of the present invention includes a material that absorbs infrared rays in any one of the above aspects 1 to 6.
  • the lens element can block infrared rays.
  • an image pickup apparatus with good image quality can be realized.
  • by omitting the infrared cut glass in the image pickup apparatus it becomes easy to reduce the height and correct the aberration.
  • An imaging device stores the lens element according to any one of the aspects 1 to 7, an imaging element having a light receiving unit that receives light that has passed through the lens element, and the imaging element. And the lens element is supported on the object side from the side surface of the image by the element storage part.
  • the size of the opening of the element storage portion can be made smaller than the size of the outer shape of the object side surface.
  • the outer shape of the element storage portion can be reduced.
  • the image pickup apparatus can be downsized.
  • the image side surface can be disposed closer to the image surface side than the upper surface of the element storage portion. Therefore, it can suppress that the space
  • the imaging device according to Aspect 9 of the present invention is the imaging device according to Aspect 8, in which the imaging device fixes the front lens unit including at least one lens disposed on the object side with respect to the lens element, and the lens element.
  • a moving mechanism that moves the front lens unit in a state where the front lens unit is moved, and at least one lens surface of the lens closest to the lens element among the lenses constituting the front lens unit has a concave shape and a convex shape. It has an inflection point that is the boundary.
  • the imaging device according to aspect 10 of the present invention does not include the lens barrel that houses the preceding lens unit in aspect 9 described above.
  • the lens barrel is omitted, the lens barrel is excluded from the moving target of the moving mechanism, and the moving target of the moving mechanism can be further reduced in weight.
  • the lens element protrudes in the normal direction with respect to the optical axis of the lens element with respect to the image side.
  • a flange portion is formed as a portion, and a separation distance between the flange portion and the image side surface along the optical axis direction of the lens element is 0.15 mm or more.
  • the distance between the upper surface of the image sensor and the highest point of the bonding wire along the optical axis direction is about 0.15 mm.
  • the separation distance between the collar portion and the image side surface along the optical axis direction should be 0.15 mm or more.
  • the element storage portion may have a predetermined wiring pattern.
  • the lens element is formed as a portion in which the object side surface protrudes in a direction normal to the optical axis of the lens element with respect to the image side surface. It has a collar part, and the collar part and the element storage part are separated from each other in the optical axis direction of the lens element.
  • the mounting component it is possible to dispose the mounting component to be disposed on the upper surface of the element storage portion on the inner side of the edge of the object side surface.
  • the outer shape of the element storage portion can be further reduced.
  • the image side surface and the imaging element are in contact with each other in the optical axis direction of the lens element.
  • the object side surface can be further positioned on the image plane side, so that the height of the imaging apparatus can be further reduced.
  • the image side and the image sensor are in contact with each other, even if the incident angle of the chief ray on the lens element is small, the light can be appropriately imaged at the light receiving part, so the peripheral light quantity ratio is excellent.
  • An imaging device can be realized. The same applies to light other than the chief ray. As a result, the depth of focus of the imaging device is widened, and an imaging device that can handle a wide range of object distances can be realized.
  • the imaging device according to Aspect 15 of the present invention is the imaging apparatus according to any one of Aspects 8 to 13, wherein a protrusion is formed on the side surface of the image, and the end of the protrusion is in contact with the imaging element.
  • the distance between the image side surface and the image sensor is defined.
  • the imaging device according to Aspect 16 of the present invention is the imaging device according to any one of Aspects 8 to 13, wherein the lens element is mounted on the element storage portion, and the element storage portion is in the optical axis direction of the lens element.
  • the distance between the image side surface and the image sensor is defined by contacting the image sensor.
  • the image side surface can be positioned with a simple configuration and high accuracy.
  • the imaging device is the imaging apparatus according to any one of the aspects 8 to 16, wherein the element storage portion has an opening that is open in the optical axis direction of the lens element and is smaller than the size of the outer shape of the object side surface. And the object side surface is disposed closer to the image plane than the opening.
  • a lens element according to an aspect of the present invention includes an object side surface that is a concave surface that is directed toward the object side, and an image side surface that is directed toward the image surface side and is a substantially flat surface.
  • the size of the outer shape of the image side surface is smaller than the size of the outer shape of the object side surface.
  • the image pickup apparatus can be downsized.
  • the image side surface can be disposed closer to the image surface side than the upper surface of the element storage portion. Therefore, it can suppress that the space
  • the size of the outer shape of the image side surface is determined in accordance with the shape of the light receiving unit that receives light that has passed through the lens element.
  • the light receiving unit can appropriately receive light while suppressing the size of the outer shape of the image side surface from becoming unnecessarily large.
  • the outer shape of the object side surface is circular.
  • the lens element can be easily manufactured. That is, with respect to the object side surface, injection molding or thermosetting molding using a mold can be applied, and in addition, the mold can be easily processed. Needless to say, since it is not necessary to provide a lens surface for the image side surface, molding is easy.
  • a blocking shape that blocks infrared rays is formed on at least one of the object side surface and the image side surface.
  • the infrared cut glass can be omitted in the imaging apparatus. Therefore, it becomes possible to simplify the structure of an imaging device. Moreover, since the optical total length of the optical system of the imaging device can be shortened, the height of the imaging device can be reduced.
  • minute irregularities that reduce the reflectance of light are formed on the image side surface.
  • the image side surface is a substantially flat surface, it is easily detached from the mold during molding. Utilizing this fact, if minute irregularities that reduce the reflectance of light are formed on the side surface of the image, reflection of light can be suppressed without coating the side surface of the image. Thereby, it is possible to prevent dust from adhering to the coating portion during the coating, and thus it is possible to suppress foreign matter from appearing in the captured image.
  • the lens element has at least one light shielding side surface that is at least partially shielded from light.
  • An imaging apparatus includes any one of the lens elements described above, an imaging element having a light receiving unit that receives light that has passed through the lens element, and an element that houses the imaging element.
  • a storage section (laminated substrate 4 and sensor cover 21) is provided, and the image side surface is disposed inside the element storage section.
  • the size of the opening of the element storage portion can be made smaller than the size of the outer shape of the object side surface.
  • the outer shape of the element storage portion can be reduced.
  • the image pickup apparatus can be downsized.
  • the image side surface can be disposed closer to the image surface side than the upper surface of the element storage portion. Therefore, it can suppress that the space
  • the lens element includes a step portion provided adjacent to an edge of the image side surface, and the object side surface of the lens element is And a step formed on a portion projecting in a direction normal to the optical axis, the stepped portion is placed on the element storage portion, and the flange portion and the element storage portion are separated from each other. Yes.
  • the mounting component it is possible to dispose the mounting component to be disposed on the upper surface of the element storage portion on the inner side of the edge of the object side surface.
  • the outer shape of the element storage portion can be further reduced.
  • an imaging apparatus includes a protruding portion that extends from the image side surface in a direction along the optical axis of the lens element, and an end portion of the protruding portion is in contact with the imaging element. ing.
  • the position of the image side surface with respect to the image sensor can be determined, and the distance between the image side surface and the image sensor can be controlled.
  • the interval can be easily changed according to the length of the protrusion.
  • An imaging lens includes: From the object side to the image plane side, lenses are arranged in the order of the front lens and the rear lens, The front lens is Has positive refractive power, The central part of the surface facing the object side is convex, The peripheral part of the surface facing the object side is concave, The central part of the surface facing the image side is concave, The peripheral part of the surface facing the image surface side is convex, The latter lens is The surface facing the object is concave, The central part of the surface facing the object side, the farther away from the center of the lens surface, the larger the amount of change in shape of the lens surface toward the object side, It is an intermediate part of the surface facing the object side, and has a post-stage object-side intermediate region in which the shape change amount decreases as the distance from the center of the lens surface decreases.
  • the surface facing the image surface side is a schematic plane
  • the distance from the center of the lens surface to the boundary between the rear object side central region and the rear object side intermediate region is the distance from the center of the lens surface to the edge of the lens surface. More than 30% of Assuming that the distance between the image plane and the surface facing the image plane of the rear lens is CAV, and the optical total length of the imaging lens is OTLV, Equation (1) CAV / OTLV ⁇ 0.15 (1) Satisfied.
  • the image surface and the surface of the rear lens facing the image surface side be sufficiently close to each other.
  • Expression (1) the image plane and the surface of the rear lens facing the image plane side can be made sufficiently close to each other.
  • the incident angle of light from the rear lens to the image plane is small, it is possible to suppress a reduction in the peripheral light amount ratio, and it is possible to realize an optical system having a bright image with an F number of about 1.6. .
  • a rear lens instead of an aspherical lens on both sides can prevent a decrease in resolution caused by decentration between both surfaces of the lens, and the rear lens can be brought closer to the image plane alone. It becomes. Therefore, it is possible to suppress variations in optical characteristics due to manufacturing tolerances of the imaging lens. In other words, the imaging lens can be easily manufactured.
  • the imaging lens which concerns on different aspect 2 of this invention is the said different aspect 1,
  • the focal length of the imaging lens is fV
  • the focal length of the front lens is f5V
  • the focal length of the rear lens is fcV
  • Equations (2) and (3) 3.4 ⁇ f5V / fV ⁇ 5.2 (2) -1.7 ⁇ fcV / fV ⁇ -1.1 (3) Satisfied.
  • f5V / fV When f5V / fV is equal to or greater than 5.2, it is advantageous for reducing the height of the imaging lens, but structurally, it is difficult to mount the rear lens. On the other hand, when f5V / fV is 3.4 or less, the front lens moves away from the image plane, and there is a possibility that correction of various aberrations becomes insufficient.
  • fcV / fV is ⁇ 1.1 or more, it may be difficult to reduce the incident angle of light on the image plane while satisfactorily correcting distortion and curvature of field. On the other hand, if fcV / fV is ⁇ 1.7 or less, the imaging lens may be increased in size.
  • the imaging lens which concerns on different aspect 3 of this invention is the said different aspect 1 or 2
  • the distance between the image plane and the center of the front lens surface facing the image plane is 0.8 mm or more.
  • the lens diameter of the front lens it is possible to reduce the lens diameter of the front lens, and thus it is possible to reduce the size of peripheral devices such as the AF mechanism. Therefore, it is possible to greatly reduce the size of the image pickup apparatus.
  • the larger the interval the larger the light beam diameter.
  • the rear lens greatly affects the correction of the field curvature, the field curvature can be corrected sufficiently satisfactorily even if the front lens is slightly separated from the image surface.
  • An imaging device includes: The imaging lens according to any one of the different aspects 1 to 3, An imaging device including an imaging element disposed on an image plane of the imaging lens, In order from the object side to the image surface side, an aperture stop, a first lens, a second lens, a third lens, a fourth lens, the front lens, and the rear lens are arranged,
  • the first lens is Has positive refractive power, The surface facing the object is convex
  • the second lens is A meniscus lens having negative refractive power, The surface facing the object is convex
  • the third lens is Has positive refractive power, The surface facing the image side is convex
  • the fourth lens is A meniscus lens having negative refractive power, The surface facing the object is concave, Assuming that the diagonal sensor size of the image sensor is SDV, Equation (4) 0.7 ⁇ OTLV / SDV ⁇ 1.0 (4) Satisfied.
  • OTLV / SDV When OTLV / SDV is 1.0 or more, the angle of view becomes narrow, and there may be cases where various aberrations can be corrected satisfactorily without using a rear lens. For this reason, an OTLV / SDV of 1.0 or higher cannot be said to be the best choice in view of the technical idea of the present invention. When OTLV / SDV is 0.7 or less, the angle of view becomes too wide, and it may be necessary to reconsider the conditions for correcting various aberrations.
  • the imaging device which concerns on different aspect 5 of this invention is the said different aspect 4,
  • the Abbe number of the second lens is 30 or less,
  • the refractive index of the fourth lens is 1.6 or more.
  • An imaging lens 1W is an imaging lens 1W that forms an image of an object on an image plane 18W, and includes a first lens 11W having a positive refractive index that is convex on the object side, and an object A second lens 12W composed of a meniscus lens having a convex side, a third lens 13W having a positive refractive index which is convex on the image surface 18W side, and an inflection of the shape on the image surface 18W side having a positive refractive index.
  • An upper lens 15W in which a fourth lens 14W having a point is arranged in this order from the object side toward the image plane 18W, and an object arranged on the image plane 18W side with respect to the upper lens 15W.
  • Distance The shape change amount toward the object side increases until the predetermined distance XW set to 30% or more of the above, and the shape change amount toward the object side decreases when the predetermined distance XW is exceeded.
  • the distance dW from the image plane 18W is less than 0.15 times the optical total length OTLW of the imaging lens 1W.
  • the upper lens 15W has a double-sided aspheric surface.
  • the aberration correction effect can be improved as compared with the case of correcting aberration by adding a lens.
  • the lower lens 17W whose image plane 18W side is a substantially flat surface the lower lens 17W can be brought closer to the image plane independently of the design conditions of the upper lens 15W, so that the influence on the manufacturing error is small and the manufacturing is performed. Can be realized with a high productivity.
  • the configuration of the imaging lens 1W can be reduced (downsized) by configuring the upper lens 15W to be composed of four lenses.
  • the shape of the object side surface of the lower lens 17W is directed toward the object side up to a predetermined distance XW set to 30% or more of the distance between the lens center and the effective diameter end from the center toward the effective diameter end side.
  • the shape change amount increases, and when the predetermined distance XW is exceeded, the shape change amount to the object side decreases, thereby increasing the incident angle of light with respect to the image plane 18W and suppressing the decrease in the peripheral light amount ratio. be able to.
  • the lower lens 17W can effectively correct the field curvature.
  • the imaging lens 1W that has high productivity, can be downsized, and has high aberration correction performance and high peripheral light amount ratio.
  • An imaging lens 1W according to a further different aspect 2 of the present invention is the imaging lens 1W according to the further different aspect 1, in which the image surface 18W is a light receiving surface of an image sensor, and the light receiving surface has a substantially rectangular shape with a diagonal length of DW (mm).
  • the overall optical length of the imaging lens 1W is OTLW (mm)
  • the focal length of the entire imaging lens 1W is fW (mm)
  • the focal length of the fourth lens 14W is f4W (mm)
  • the lower lens When the focal length of 17 W is fcW (mm), 0.7 ⁇ OTLW / DW ⁇ 0.9, ⁇ 5.7 ⁇ f4W / fW ⁇ 2.9, and ⁇ 1.8 ⁇ fcW / fW ⁇ .
  • the configuration satisfies the relationship 1.2.
  • the imaging lens 1W can be reduced in height (downsized).
  • the ratio f4W / fW to ⁇ 5.7 ⁇ f4W / fW ⁇ 2.9, it is possible to reduce the height of the imaging lens 1W and improve the aberration correction performance.
  • the ratio fcW / fW to ⁇ 1.8 ⁇ fcW / fW ⁇ 1.2, the imaging lens 1W can be downsized, the field curvature correction performance can be improved, and the incident angle of light with respect to the image plane 18W. Can be reduced.
  • the imaging lens 1W according to a further different aspect 3 of the present invention has a configuration in which the distance from the upper lens 15W to the image plane 18W is less than 0.8 mm.
  • the lens diameter is reduced, and the imaging lens 1W can be further downsized. Further, since the light beam diameter can be increased as the distance from the image surface 18W increases, the influence of reflection of foreign particles on the upper lens 15W can be reduced.
  • An imaging lens 1W according to a further different aspect 4 of the present invention is the imaging lens 1W according to any one of the further different aspects 1 to 3, wherein an aperture stop 10W is provided at a position surrounding the effective aperture of the object side surface of the first lens 11W. It is a configuration provided.
  • the diameter of the beam bundle of the light incident on the imaging lens 1W can be limited by the aperture stop 10W so that the light incident on the imaging lens 1W appropriately passes through each lens.
  • An imaging device includes the imaging lens 1W according to any one of the different aspects 1 to 4, and an imaging element that receives the light that has passed through the imaging lens 1W and converts it into an electrical signal. It is characterized by having.
  • an imaging apparatus including the imaging lens 1W that has high productivity, can be downsized, and has high aberration correction performance and a high peripheral light amount ratio.
  • the present invention can be used for a lens element, an imaging device, and an imaging lens.
  • the present invention can be applied to an imaging lens and an imaging device, and can be particularly preferably applied to an imaging device mounted on an electronic device such as a mobile device.

Abstract

 小型で優れた解像力の撮像装置を実現することを可能とするレンズ素子、およびこのレンズ素子を備えている撮像装置を提供する。像側面(L2)の外形の形状が、概略矩形である。

Description

レンズ素子、撮像装置、および撮像レンズ
 本発明は、レンズ素子、撮像装置、および撮像レンズに関する。
 近年、小型の電子機器に搭載される撮像装置の、高画素化および小型化が進んでいる。つまり、低背かつ小型であると共に、優れた解像力を有している撮像装置の実現が求められている。
 低背かつ小型であると共に、優れた解像力を有している撮像装置の一例として、5枚または6枚のレンズ(レンズ素子)を備えた撮像装置が注目されている。
 優れた解像力を実現するためには、レンズの枚数を増やして収差をより良好に補正することが好ましい。一方で、レンズの枚数が増えるほど、光学系の光学全長が長くなることに起因して、撮像装置の高背化を招く。また、レンズの枚数が増えるほど、製造公差が発生する要因が増えると共に、隣接するレンズ間の距離が小さくなることでレンズ間の相対的な位置ずれに対する光学特性の変動が大きくなる。このため、レンズの枚数が多すぎることは、撮像装置の生産性の低下を招くことになるため、好ましくない。以上のことを鑑みて、近年、5枚または6枚のレンズを備えた撮像装置が主流となっている。
 5枚または6枚のレンズを備えた撮像装置として、特許文献1および2に開示されている撮像装置が挙げられる。
 ところで、撮像装置において、物体側に向けた面(物側面)が凹面であり、像面側に向けた面(像側面)が平面である平凹レンズを、撮像素子の近傍に配置した構成が提案されている。該撮像装置として、特許文献3および4に開示されている撮像装置が挙げられる。特許文献3および4には、該構成により、収差が良好に補正されることが示されている。
 また、近年、小型の電子機器に搭載される撮像装置の、高画素化および小型化が進んでいる。つまり、低背かつ小型であると共に、優れた解像力を有している撮像装置の実現が求められている。
 低背かつ小型であると共に、優れた解像力を有している撮像装置の一例として、5枚または6枚のレンズ(レンズ素子)を備えた撮像装置が注目されている。
 優れた解像力を実現するためには、レンズの枚数を増やして収差をより良好に補正することが好ましい。一方で、レンズの枚数が増えるほど、光学系の光学全長が長くなることに起因して、撮像装置の高背化を招く。また、レンズの枚数が増えるほど、製造公差が発生する要因が増えると共に、隣接するレンズ間の距離が小さくなることでレンズ間の相対的な位置ずれに対する光学特性の変動が大きくなる。このため、レンズの枚数が多すぎることは、撮像装置の生産性の低下を招くことになるため、好ましくない。以上のことを鑑みて、近年、5枚または6枚のレンズを備えた撮像装置が主流となっている。
 5枚または6枚のレンズを備えた撮像装置として、特許文献1および2に開示されている撮像装置が挙げられる。
 ところで、撮像装置において、物体側に向けた面(物側面)が凹面であり、像面側に向けた面(像側面)が平面である平凹レンズを、撮像素子の近傍に配置した構成が提案されている。該撮像装置として、特許文献3および4に開示されている撮像装置が挙げられる。特許文献3および4には、該構成により、収差が良好に補正されることが示されている。
 さらに、近年、電子機器(例えばモバイル機器等)に搭載される撮像装置の高画素化(高解像度化)および小型化(低背化)が進んでいる。
 高解像度化の要求を満たすための方法としては、例えば、レンズ枚数を増やして収差を補正することが考えられる。
 ところが、レンズ枚数を増加させると、(1)レンズ系の全長が長くなって高背化を招いてしまうという問題、および(2)誤差要因の増加やレンズ間の距離の近接化などによりレンズ間の相対的な位置ズレの影響が大きくなって生産性が低下してしまうという問題が生じる。
 このため、近年の電子機器用の撮像装置としては、サイズと光学特性とを考慮し、5枚~6枚のレンズを備えたものが主流になっている。なお、5~6枚のレンズを備えた撮像装置は、例えば特許文献1,2などに開示されている。
 また、優れた収差補正効果を得るための技術として、例えば特許文献3,4には、物体側が凹面であり像面側が平面であるレンズを用いることが記載されている。
日本国公開特許公報「特開2012-163963号公報(2012年8月30日公開)」 日本国公開特許公報「特開2014-29547号公報(2014年2月13日公開)」 日本国公開特許公報「特開2004-302095号公報(2004年10月28日公開)」 日本国公開特許公報「特開2013-153537号公報(2013年8月8日公開)」
 特許文献3および4に係る平凹レンズの外形は通常、円筒形状である。なぜなら、一般に、凹面が回転対称であることから、各種の加工を施すために該平凹レンズが円筒形状の外形を有していることが好ましいためである。
 ここで、撮像素子を収納する素子収納部(積層基板、センサカバー等)に設けた開口部に、上記平凹レンズを嵌め込む構造とする場合、素子収納部の外形が該平凹レンズの光軸に対する法線方向に大きくなる。この結果、撮像装置の大型化を招くという問題が発生する。
 上記開口部を覆うように、上記素子収納部に上記平凹レンズを載せる構造とする場合、該平凹レンズと撮像素子との間隔が大きくなり過ぎ、この結果、所望の収差補正効果を得ることが難しいという問題が発生する。
 また、特許文献3には、平凹レンズを撮像素子の受光部の直上に配置すると、受光部への光の入射角度が大きくなるため、周辺光量比の低下を招くという問題が発生することが示唆されている。
 5枚または6枚のレンズを備えた撮像装置において、平凹レンズを撮像素子の近傍に配置することで小型化と高解像力化とを両立する場合、各種収差の補正は勿論、上記の周辺光量比の低下に注意を払う必要がある。
 さらに、上記特許文献1,2の技術には、レンズ枚数を5~6枚にすることで高解像度化を図ることができるものの、十分な収差補正性能を得ることができないという問題がある。
 また、上記特許文献3,4の技術には、単純に物体側が凹面であり像面側が平面であるレンズを用いるだけでは、受光素子の受光面に対する光の入射角度が大きくなって周辺光量比が低下してしまうという問題がある。
 本発明は、上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、小型で優れた解像力の撮像装置を実現することを可能とするレンズ素子、およびこのレンズ素子を備えている撮像装置を提供することにある。
 また、本発明は、上記の課題に鑑みて為されたものであり、その目的は、5枚または6枚のレンズを備えた撮像装置において、周辺光量比の低下を抑制しつつ、各種収差を良好に補正することを可能とする、撮像レンズおよび撮像装置を提供することにある。
 さらに、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、生産性が高く、小型化が可能であり、収差補正性能および周辺光量比が高い撮像レンズを提供することにある。
 上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係るレンズ素子は、物体側に向けられ、非球面かつ凹面である物側面と、像面側に向けられ、概略平面である像側面とを備えており、上記像側面の外形の形状が、概略矩形であることを特徴としている。
 また、上記の課題を解決するために、本発明の異なる態様に係る撮像レンズは、
 物体側から像面側へと向かって、前段レンズ、後段レンズの順にレンズが配置されており、
 上記前段レンズは、
  正の屈折力を有しており、
  物体側に向けた面の中央部分が凸形状であり、
  物体側に向けた面の周辺部分が凹形状であり、
  像面側に向けた面の中央部分が凹形状であり、
  像面側に向けた面の周辺部分が凸形状であり、
 上記後段レンズは、
  物体側に向けた面が凹形状であり、
  物体側に向けた面の中央部分であり、レンズ面の中心から離れるほど、該レンズ面の物体側への形状変化量が大きくなる後段物側中央領域と、
  物体側に向けた面の中間部分であり、レンズ面の中心から離れるほど、上記形状変化量が小さくなる後段物側中間領域とを有しており、
  像面側に向けた面が概略平面であり、
 上記後段レンズの物体側に向けた面では、レンズ面の中心から上記後段物側中央領域と上記後段物側中間領域との境界までの距離が、レンズ面の中心からレンズ面の縁までの距離の3割以上であり、
 像面と上記後段レンズの像面側に向けた面との間隔をCAV、撮像レンズの光学全長をOTLVとすると、数式(1)
  CAV/OTLV<0.15                  ・・・(1)
を満足することを特徴としている。
 さらに、本発明のさらに異なる態様にかかる撮像レンズは、物体の像を像面に結像させる撮像レンズであって、物体側が凸である正の屈折率を有する第1レンズと、物体側が凸であるメニスカスレンズからなる第2レンズと、像面側が凸である正の屈折率を有する第3レンズと、正の屈折率を有しかつ像面側の形状が変曲点を有する形状である第4レンズとが物体側から像面側に向かってこの順で配置された上部レンズと、上記上部レンズに対して像面側に配置された、物体側が凹であり像面側が概略平面である下部レンズとを備え、上記下部レンズにおける物体側の面の形状は、レンズ中心から有効径端側に向かって、レンズ中心と有効径端との距離の30%以上に設定される所定距離までは物体側への形状変化量が増加し、上記所定距離を超えると物体側への形状変化量が減少する形状であり、上記下部レンズと上記像面との距離が当該撮像レンズの光学全長の0.15倍未満であることを特徴としている。
 本発明の一態様によれば、小型で優れた解像力の撮像装置を実現することが可能となる。
 また、本発明の異なる態様によれば、5枚または6枚のレンズを備えた撮像装置において、周辺光量比の低下を抑制しつつ、各種収差を良好に補正することが可能となる。
 さらに、本発明のさらに異なる態様によれば、生産性が高く、小型化が可能であり、収差補正性能および周辺光量比が高い撮像レンズを提供することができる。
(a)は本発明の実施の形態1に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図であり、(b)は積層基板の上面図であり、(c)は本発明の実施の形態1に係るレンズ素子を像面側から見た図である。 撮像装置に円筒形状のレンズを設ける各種通常例を示す断面図である。 本発明の実施の形態2に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態3に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。 撮像装置におけるレンズの配置例を示す図である。 レンズ素子の変形例を示す上面図である。 本発明の実施の形態4に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。 (a)は本発明の実施の形態5に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図であり、(b)は追加積層基板の上面図である。 (a)は本発明の実施の形態6に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図であり、(b)は実装基板の上面図であり、(c)は本発明の実施の形態6に係るレンズ素子を物体側から見た図である。 撮像装置に図9の(a)および(c)に示すレンズ素子を設ける例と、撮像装置に円筒形状のレンズを設ける通常例とを対比する図である。 (a)は、赤外線カットガラス、物側面、像側面、および受光部の位置関係を、実装基板の上面に表した図であり、(b)および(c)は、物側面の外形の形状の変形例を示す図である。 (a)は、図9の(c)に示すレンズ素子の成形を行う工程を示す図であり、(b)は、図11の(c)に示すレンズ素子の成形を行う工程を示す図であり、(c)は、(b)の成形により得られたものを切断する工程を示す図であり、(d)は、図11の(c)に示すレンズ素子の完成品を示す斜視図である。 (a)および(b)は、図12の(b)および(c)とは別の、図11の(c)に示すレンズ素子の成形を行う工程を示す図である。 (a)は本発明の実施の形態7に係る撮像装置の構成を示す断面図であり、(b)は本発明の実施の形態7に係る別の撮像装置の構成を示す断面図である。 (a)は、図9の(a)に示すレンズ素子、および金型を示す断面図であり、(b)は、(a)に示すレンズ素子に入射する光の経路を示す図であり、(c)は、レンズ素子の変形例、および金型を示す断面図であり、(d)は、(c)に示すレンズ素子に入射する光の経路を示す図である。 本発明の実施の形態8に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態9に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。 (a)および(b)は、像側面と撮像素子とが接する構成の一例を示す断面図である。 (a)は、像側面と撮像素子とが接していない場合の、主光線の経路を説明する図であり、(b)は、像側面と撮像素子とが接している場合の、主光線の経路を説明する図である。 図19の(a)の場合と、図19の(b)の場合とのデフォーカスMTF(Modulation Transfer Function:変調伝達関数)を比較するグラフである。 (a)および(b)は、本発明の実施の形態10に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態11に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態12に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。 法線方向に沿った素子接着部の開口部のサイズと、レンズ素子の外形のサイズとを比較する図である。 (a)~(d)は、本発明の実施の形態13に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。 レンズ素子の第1の応用例を示す断面図である。 (a)は、レンズ素子の第2の応用例の1つを示す平面図および断面図であり、(b)は、レンズ素子の第2の応用例の別の1つを示す平面図である。 射出成形によって製造されたレンズ素子の一例を示す平面図である。 レンズ素子の第3の応用例を示す平面図および断面図である。 本発明の実施の形態14に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。 図30に示す撮像レンズにおける後段レンズの物体側に向けた面の形状変化量を説明するグラフである。 非球面式、および図30に示す撮像レンズのレンズデータを示す表である。 図30に示す撮像レンズの非点収差および歪曲を示すグラフである。 図30に示す撮像レンズの球面収差を示すグラフである。 図30に示す撮像レンズの横収差を示すグラフである。 図30に示す撮像レンズの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態15に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。 図37に示す撮像レンズのレンズデータを示す表である。 図37に示す撮像レンズの非点収差および歪曲を示すグラフである。 図37に示す撮像レンズの球面収差を示すグラフである。 図37に示す撮像レンズの横収差を示すグラフである。 図37に示す撮像レンズの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態16に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。 図43に示す撮像レンズのレンズデータを示す表である。 図43に示す撮像レンズの非点収差および歪曲を示すグラフである。 図43に示す撮像レンズの球面収差を示すグラフである。 図43に示す撮像レンズの横収差を示すグラフである。 図43に示す撮像レンズの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態17に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。 図49に示す撮像レンズのレンズデータを示す表である。 図49に示す撮像レンズの非点収差および歪曲を示すグラフである。 図49に示す撮像レンズの球面収差を示すグラフである。 図49に示す撮像レンズの横収差を示すグラフである。 図49に示す撮像レンズの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態18に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。 図55に示す撮像レンズのレンズデータを示す表である。 図55に示す撮像レンズの非点収差および歪曲を示すグラフである。 図55に示す撮像レンズの球面収差を示すグラフである。 図55に示す撮像レンズの横収差を示すグラフである。 図55に示す撮像レンズの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態19に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。 図61に示す撮像レンズのレンズデータを示す表である。 図61に示す撮像レンズの非点収差および歪曲を示すグラフである。 図61に示す撮像レンズの球面収差を示すグラフである。 図61に示す撮像レンズの横収差を示すグラフである。 図61に示す撮像レンズの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。 本発明の各実施の形態14~22に係る撮像レンズの比較を行う表である。 本発明の各実施の形態14~22に係る撮像レンズと撮像素子とを備えた撮像装置の概略構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態20に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。 図69に示す撮像レンズのレンズデータを示す表である。 図69に示す撮像レンズの非点収差および歪曲を示すグラフである。 図69に示す撮像レンズの球面収差を示すグラフである。 図69に示す撮像レンズの横収差を示すグラフである。 図69に示す撮像レンズの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態21に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。 図75に示す撮像レンズのレンズデータを示す表である。 図75に示す撮像レンズの非点収差および歪曲を示すグラフである。 図75に示す撮像レンズの球面収差を示すグラフである。 図75に示す撮像レンズの横収差を示すグラフである。 図75に示す撮像レンズの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。 本発明の実施の形態22に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。 図81に示す撮像レンズのレンズデータを示す表である。 図81に示す撮像レンズの非点収差および歪曲を示すグラフである。 図81に示す撮像レンズの球面収差を示すグラフである。 図81に示す撮像レンズの横収差を示すグラフである。 図81に示す撮像レンズの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。 本発明の一実施形態にかかる撮像レンズの概略構成を示す説明図である。 図87に示した撮像レンズに備えられる下部レンズにおける物体側の面の形状変化の一例を示すグラフである。 図87に示した撮像レンズの光学特性を調べるために行ったシミュレーションにおける実施の形態23~27の条件を示す図である。 実施の形態23にかかる撮像レンズの設計データである。 実施の形態23にかかる撮像レンズに関するシミュレーション結果である。 実施の形態24にかかる撮像レンズの設計データである。 実施の形態24にかかる撮像レンズに関するシミュレーション結果である。 実施の形態25にかかる撮像レンズの設計データである。 実施の形態25にかかる撮像レンズに関するシミュレーション結果である。 実施の形態26にかかる撮像レンズの設計データである。 実施の形態26にかかる撮像レンズに関するシミュレーション結果である。 実施の形態27にかかる撮像レンズの設計データである。 実施の形態27にかかる撮像レンズに関するシミュレーション結果である。 比較例1にかかる撮像レンズの設計データである。 比較例1にかかる撮像レンズに関するシミュレーション結果である。 撮像レンズのその他の構成例の概略を示す断面図である。 (a)~(c)は、下部レンズの構成例の概略を示す断面図である。
 〔発明の概要1〕
 上述したとおり、物体側に向けた面(物側面)が凹面であり、像面側に向けた面(像側面)が平面である平凹レンズを、撮像素子の近傍に設ける構成によって、効果的に収差を補正することができる。凹面が非球面であれば、より効果的な補正が可能となる。
 そして、以下の各実施の形態に係るレンズ素子では、像側面の外形の形状を概略矩形とする。本願明細書において、「概略矩形」とは、矩形、および矩形とみなすことに差支えない矩形以外の形状を含む。このような矩形以外の形状の一例としては、角丸長方形が挙げられる。
 各実施の形態によれば、素子収納部の外形がレンズ素子の光軸に対する法線方向に大きくなることを抑制しつつ、レンズ素子と撮像素子との間隔が大きくなることを抑制することができる。従って、小型で優れた解像力の撮像装置を実現することが可能となる。
 なお、上記平凹レンズの像側面は平面であるが、各実施の形態に係るレンズ素子の像側面は、平面であってもよいし、光の反射率を低減させる微小な(例えばnmオーダーの)凹凸が形成されていてもよいし、わずかに湾曲していてもよい。これらは、光を透過させる、もしくは、もたらされる光学特性(屈折力、偏芯等)の変化が撮像装置の光学系において無視できる程度に十分小さい、という共通の特徴点を有している。平面に限らず、この特徴点を有している面を、本願明細書では「概略平面」と総称している。
 〔円筒形状のレンズと撮像装置の大きさおよび解像力との関係〕
 図2は、撮像装置に円筒形状のレンズを設ける各種通常例を示す断面図である。具体的に、図2は、(a)、(b)、および(c)の、撮像装置の要部断面図を、相互に関連付けて図示したものである。
 図2の(a)は、円筒形状のレンズ101が設けられていない状態を示している。
 撮像素子102は、受光部103を有している。積層基板(素子収納部)104は、撮像素子102を収納しており、受光部103に適切に光が導かれるよう、受光部103の上方に開口部105が形成されている。開口部105を覆うように、積層基板104の上面106に赤外線カットガラス107が載せられており、赤外線カットガラス107よりさらに物体側にレンズ108が設けられている。レンズ108は、撮像装置の光学系を構成する、5枚または6枚のレンズのうちの1枚である。撮像素子102は、フリップチップボンド109によって、積層基板104の裏面の側から、積層基板104に接続されている。
 図2の(b)は、開口部105に、円筒形状のレンズ101を嵌め込んだ状態を示している。
 円筒形状のレンズ101は、物体側に向けられた物側面L101と、像面側に向けられた像側面L102とを備えている。物側面L101は凹面であり、像側面L102は平面である。
 図2の(a)と(b)とを比較すると、(b)では、円筒形状のレンズ101を嵌め込むために、開口部105のサイズが(a)より大きい。開口部105のサイズが大きくなった分、(b)では積層基板104の外形が(a)より大きくなっている(図2中、幅110参照)。このことが、撮像装置の大型化の原因となる。開口部105を構成する積層基板104の内側面に、円筒形状のレンズ101の側面を接着する場合も同様の断面図となり、撮像装置の大型化の原因を有する。
 図2の(c)は、開口部105を覆うように、上面106に円筒形状のレンズ101を載せた状態を示している。
 円筒形状のレンズ101が上面106に載せられている関係上、赤外線カットガラス107は円筒形状のレンズ101に載せられている。
 図2の(b)と(c)とを比較すると、(b)では、像側面L102が上面106より像面側に位置している一方、(c)では、像側面L102が上面106より物体側に位置している。この結果、(c)では、像側面L102と撮像素子102との間隔が(b)より大きくなっている(図2中、幅111参照)。このことが、所望の収差補正効果を得ることを妨げ、撮像装置の解像力低下の原因となる。
 〔実施の形態1〕
 図1において、(a)は本実施の形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図であり、(b)は積層基板の上面図であり、(c)は本実施の形態に係るレンズ素子を像面側から見た図である。
 図1の(a)に示す撮像装置の主要部(以下、単に「主要部」と称する)100は、レンズ素子1、撮像素子2、積層基板(素子収納部)4、赤外線カットガラス7、レンズ8、フリップチップボンド9、および実装部品10を備えている。撮像装置の撮像対象である物体11の側(以下、「物体側」と称する)からレンズ素子1の像面の側(以下、「像面側」と称する)へと向かって、レンズ8、赤外線カットガラス7、レンズ素子1、撮像素子2の順に配置されている。
 レンズ素子1は、開口部5に嵌め込まれている、または開口部5を構成する積層基板4の内側面に、レンズ素子1の側面が接着されている。レンズ素子1は、物体側に向けられた面である物側面L1と、像面側に向けられた面である像側面L2とを備えている。物側面L1は非球面かつ凹面であり、像側面L2は概略平面である。すなわち、像側面L2は、平面に限定されず、光を透過させる、もしくは、もたらされる光学特性(屈折力、偏芯等)の変化が撮像装置の光学系において無視できる程度に十分小さい面であればよい。このような面の一例として、光の反射率を低減させる微小な(例えばnmオーダーの)凹凸が形成された面、わずかに湾曲した面が挙げられる。
 撮像素子2は、レンズ素子1を通過した光を受光する受光部3を有している。撮像素子2の一例として、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化膜半導体)が挙げられる。
 積層基板4は、撮像素子2を収納しており、受光部3に適切に光が導かれるよう、受光部3の上方に開口部5が形成されている。また、積層基板4は、所定の配線パターンを有しており、撮像素子2と、積層基板4に実装された実装部品10とを電気的に接続することが可能なものである。積層基板4は、上面6を有している。
 赤外線カットガラス7は、開口部5を覆うように、上面6に載せられている。赤外線カットガラス7は、赤外線から受光部3を保護したり、モアレを抑制したりする機能を有している。
 レンズ8は、撮像装置の光学系を構成する、5枚または6枚のレンズのうちの1枚である。レンズの配置例については後述する。
 撮像素子2は、フリップチップボンド9によって、積層基板4の裏面の側から、積層基板4に接続されている。フリップチップボンド9は、撮像素子2と積層基板4とを電気的に接続することが可能なものであり、バンプ等が挙げられる。
 実装部品10は、上面6に配置されており、積層基板4およびフリップチップボンド9を介して、撮像素子2に電気的に接続されている。実装部品10は、撮像装置においてオートフォーカス機能を実現するための電子部品等を含んでいる。
 ここで、図1の(a)から明らかであるとおり、レンズ素子1において、像側面L2の外形のサイズSL2が、物側面L1の外形のサイズSL1より小さい。
 また、レンズ素子1はさらに、像側面L2の縁12に隣接して設けられた段差部13を有している。段差部13は、鍔部14から、レンズ素子1の光軸La方向に突出しており、最も像面側の端部15は像側面L2より物体側に位置する。鍔部14は、像側面L2に対して物側面L1が、光軸Laに対する法線方向Lnに突出した部分を含む。
 そして、段差部13が上面6に載せられている。これにより、像側面L2が上面6より像面側(素子収納部の内側)に配置されていると共に、物側面L1が上面6より物体側に配置されている。換言すれば、像側面L2が積層基板4の内側に配置されている。またこれにより、鍔部14と上面6とが離間されており、この離間されたスペース16に実装部品10が配置されている。
 図1の(b)に示すとおり、積層基板4の上面視において、開口部5および上面6の外形の形状は矩形である。
 図1の(c)に示すとおり、レンズ素子1を像面側から見ると、像側面L2の外形の形状は矩形である。但し、像側面L2の外形の形状は矩形に限定されず、矩形とみなすことに差支えない矩形以外の形状であってもよい。このような矩形以外の形状の一例としては、角丸長方形が挙げられる。すなわち、像側面L2の外形の形状は、概略矩形であればよい。受光部3の形状に応じて、像側面L2の外形のサイズが定められている。また、段差部13は、像側面L2を囲むように設けられている。
 一方、図1の(c)によれば、物側面L1の外形の形状は円形である。但し、物側面L1の外形の形状は円形に限定されず、設計に応じて適宜選択することが可能である。
 主要部100では、開口部5のサイズを、物側面L1の外形のサイズより小さくすることが可能となる。これにより、積層基板4の外形の小型化が可能である。この結果、撮像装置の小型化が可能となる。
 また、主要部100では、図1の(a)からも明らかであるとおり、像側面L2を上面6より像面側に配置することが可能となる。これにより、像側面L2と撮像素子2(より具体的には受光部3)との間隔が大きくなることを抑制することができる。この結果、所望の収差補正効果を得ることができ、優れた解像力の撮像装置を実現することが可能となる。
 すなわち、主要部100では、像側面L2が受光部3の近傍に配置されている。これにより、レンズ素子1自体の製造誤差、レンズ素子1の実装に関する各種精度に対する光学特性の変動度合を小さくすることができる。一般に、レンズ素子1が像面に近い程、該変動の度合が小さくなる。
 また、レンズ素子1では、受光部3の形状に応じて、像側面L2の外形のサイズが定められている。これにより、像側面L2の外形のサイズが無駄に大きくなることを抑制しつつ、受光部3が適切に受光できるように、主要部100を構成することができる。
 また、レンズ素子1では、物側面L1の外形の形状が、円形である。これにより、レンズ素子1の製造が容易となる。すなわち、物側面L1に関しては、金型を用いた射出成形または熱硬化成形等が適用でき、加えて金型の加工が容易である。例えば、コアピンを回転させながらバイトにより切削を行う(周知の技術であるため、詳細については省略する)ことによって、たとえ非球面形状を有していても、物側面L1の成形は容易である。また、像側面L2に関しては、レンズ面を設ける必要がないため、成形が容易であることは言うまでもない。
 また、像側面L2は概略平面であるため、成形時に金型から外れやすい。このことを利用して、像側面L2に、光の反射率を低減させる微小な凹凸を形成すれば、像側面L2をコーティングすることなく、光の反射を抑制することが可能となる。これにより、該コーティングのときに、該コーティング部分にゴミが付着することを防ぐことができるため、異物が撮像画像に写り込むこと(像側面L2が受光部3に近い程、写り込みが顕著となる)を抑制することができる。
 また、主要部100では、鍔部14と上面6とが離間されており、スペース16に実装部品10が配置されている。換言すれば、実装部品10を、物側面L1の縁より内側に配置することが可能となっている。実装部品10を、物側面L1の縁より内側に配置することにより、積層基板4の外形をより小型化することが可能となる。
 〔実施の形態2〕
 図3は、本実施の形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。図3では、図示を簡潔にするために、図1に示す主要部100と異なる構成およびそれに関連する構成のみを重点的に示している。
 図3に示す主要部200は、主要部100と下記の構成が異なっている。
 すなわち、主要部200では、赤外線カットガラス7が省略されている。これにより、撮像装置の構成を簡素化することが可能となる。また、撮像装置の光学系の光学全長を短くすることができるため、撮像装置の低背化が可能となる。
 赤外線カットガラス7を省略するために必要な構成は、物側面L1および像側面L2の少なくとも一方に、赤外線を遮断するための加工が施されている(すなわち、遮断形状が形成されている)構成である。レンズ素子1の材料として熱硬化性の材料を用いることにより、容易に該加工を施すことが可能となる。熱硬化性の材料は、耐熱性に優れており、高温蒸着によって該加工を施すことができるためである。
 さらに、赤外線カットガラス7が省略されていることにより、上面6の上方において、実装部品10を配置するための空間を広くすることができる(図3では、実装部品10の図示は省略している)。
 また、図3に示すレンズ素子1は、段差部13を備えていない。これに伴い、主要部200では、鍔部14と上面6とが密着しており、スペース16が存在していない。
 〔実施の形態3〕
 図4は、本実施の形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。図4では、図示を簡潔にするために、図1に示す主要部100と異なる構成およびそれに関連する構成のみを重点的に示している。
 図4に示す主要部300は、主要部100と下記の構成が異なっている。
 すなわち、主要部300は、レンズ素子1に、突出部17を有している。
 突出部17は、像側面L2から光軸Laに沿う方向に、換言すれば、物体側から像面側へと向かって延びている。さらに、突出部17は、その端部18が、撮像素子2における受光部3の周りに当接している。
 主要部300では、像側面L2から光軸Laに沿う方向に延びる突出部17の端部18が、撮像素子2に当接している。これにより、撮像素子2に対する像側面L2の位置を決めることができ、像側面L2と撮像素子2との間隔を制御することが可能となる。突出部17の丈に応じて、容易に該間隔を変化させることができる。
 また、図4に示すレンズ素子1は、段差部13を備えていない。
 〔レンズ素子の側面の遮光〕
 各実施の形態に係る撮像装置では、レンズ素子1の側面が遮光されている(すなわち、遮光側面を有している)のが好ましい。ここで、レンズ素子1は厳密には、鍔部14に該当する側面と、鍔部14に該当しない側面との、少なくとも2つの側面を有している。また、各側面に関し、遮光は一部であってもよいし、全部であってもよい。従って、複数の側面の少なくとも1つは、少なくとも一部が遮光されているのが好ましいと言える。
 これにより、ゴーストフレア等の迷光を防ぐことができる。
 〔レンズの配置例〕
 図5は、撮像装置におけるレンズの配置例を示す図である。
 図5に示すレンズの配置例では、物体側から像面側へと向かって順に、開口絞りM0、第1レンズM1、第2レンズM2、第3レンズM3、第4レンズM4、レンズ8、赤外線カットガラス7、およびレンズ素子1が配置されている。
 第1レンズM1は、正の屈折力を有しており、物体側に向けた面が凸形状である。
 第2レンズM2は、負の屈折力を有しており、物体側に向けた面が凸形状、像面側に向けた面が凹形状である、いわゆるメニスカスレンズである。
 第3レンズM3は、正の屈折力を有しており、像面側に向けた面が凸形状である。
 第4レンズM4は、負の屈折力を有しており、物体側に向けた面が凹形状、像面側に向けた面が凸形状である、いわゆるメニスカスレンズである。
 レンズ8は、正の屈折力を有しており、物体側に向けた面および像面側に向けた面の両方が変曲点を有している。変曲点とは、ある1つのレンズ面内において凹形状と凸形状とが切り替わる点である。
 以下、第1レンズM1、第2レンズM2、第3レンズM3、および第4レンズM4をそれぞれ、レンズM1~M4と呼ぶ場合もある。
 〔レンズ素子の変形例〕
 図6は、レンズ素子の変形例を示す上面図である。
 図6には、図1の(c)に示すレンズ素子1に対して、射出成形時のゲートカットを行った状態を示している。但し、図示の便宜上、本変形例とは特に関連の無い段差部13の図示は省略している。カットされた箇所は、ゲートカット部19である。
 なお、物側面L1の外形の形状が円形でなくとも、像側面L2の全面に適切に光を導くことに支障が無い場合もある。つまり、物側面L1の外形の形状およびサイズは、最低限、像側面L2の外形の形状およびサイズに合わせた概略矩形を含んでいれば十分である。
 〔実施の形態4〕
 図7は、本実施の形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。図7では、図示を簡潔にするために、図1に示す主要部100と異なる構成およびそれに関連する構成のみを重点的に示している。
 図7に示す主要部400は、主要部100と下記の構成が異なっている。
 すなわち、主要部400では、撮像素子2と積層基板4´との電気的接続が、ボンディングワイヤ20を用いたワイヤボンディング方式によって実現されている。
 図7に示すレンズ素子1は、段差部13を備えていない。
 図7に示す積層基板4´は、平板状であり、撮像素子2を収納するものではない(素子収納部でない)。その他の積層基板4´の構成は、積層基板4の構成と同じである。
 一方、主要部400は、センサカバー(素子収納部)21を備えている。
 センサカバー21は、撮像素子2を収納しており、受光部3に適切に光が導かれるよう、受光部3の上方に開口部22が形成されている。センサカバー21は、センサカバー21の内側面からレンズ素子1の中心方向に突出した鍔受け部23を有しており、レンズ素子1の鍔部14が鍔受け部23の上面(素子収納部の上面)24に載せられている。この結果、像側面L2が上面24より像面側に配置されていると共に、物側面L1が上面24より物体側に配置されている。
 ボンディングワイヤ20は、周知のワイヤボンディング方式によって、撮像素子2と積層基板4´とを電気的に接続するためのワイヤである。
 撮像素子2における受光部3と反対側の面は、接着剤25により、積層基板4´に接着固定されている。
 上記の構成によれば、実施の形態1に係る技術的思想を、ワイヤボンディング方式に適用することが可能となる。
 〔実施の形態5〕
 図8において、(a)は本実施の形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図であり、(b)は追加積層基板の上面図である。図8では、図示を簡潔にするために、図1に示す主要部100と異なる構成およびそれに関連する構成のみを重点的に示している。
 図8に示す主要部500は、主要部100と下記の構成が異なっている。
 すなわち、主要部500では、積層基板4に、追加積層基板26が載せられている。
 追加積層基板26は、受光部3に適切に光が導かれるよう、受光部3の上方に開口部27が形成されている。また、追加積層基板26は、所定の配線パターンを有している。追加積層基板26は、レンズ素子1における鍔部14に該当する側面28に隣接して設けられている。
 上述したとおり、図1の(b)に示すとおり、積層基板4の上面視において、開口部5および上面6の外形の形状は矩形である。
 一方、図8の(b)に示すとおり、追加積層基板26の上面視において、追加積層基板26の上面29の外形の形状は、上面6の外形の形状と同じく矩形である。一方、図8の(b)に示すとおり、追加積層基板26の上面視において、開口部27の外形の形状は、円形である。
 そして、レンズ素子1は、像側面L2の側において、開口部5に嵌め込まれている、または開口部5を構成する積層基板4の内側面に、レンズ素子1の側面が接着されている。レンズ素子1は、物側面L1の側において、開口部27に嵌め込まれている、または開口部27を構成する追加積層基板26の内側面に、レンズ素子1の側面が接着されている。
 主要部500に実装部品10(図1等参照)を設ける場合、実装部品10は例えば上面29に配置される。
 また、図8に示すレンズ素子1は、段差部13を備えていない。これに伴い、主要部500では、鍔部14と上面6とが密着しており、スペース16が存在していない。
 主要部500は、像側面L2および物側面L1の外形の形状にそれぞれ合わせた、開口部5および27を設けたものであると言える。
 〔実施の形態6〕
 図9において、(a)は本実施の形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図であり、(b)は実装基板の上面図であり、(c)は本実施の形態に係るレンズ素子を物体側から見た図である。
 図9の(a)に示す主要部600は、レンズ素子1、撮像素子2、実装基板4´´、赤外線カットガラス7、レンズ(前段レンズ部を構成するレンズ)8、ボンディングワイヤ20、センサカバー(素子収納部)21、レンズバレル30、および周辺構造体31を備えている。物体側から像面側へと向かって、レンズ8、赤外線カットガラス7、レンズ素子1、撮像素子2の順に配置されている。
 図9の(a)に示すレンズ素子1は、段差部13を備えていない。
 図9の(a)および(b)に示す実装基板4´´は、平板状であり、撮像素子2を収納するものではない(素子収納部でない)。
 図9の(a)に示すセンサカバー21は、センサカバー21の内側面からレンズ素子1の中心方向に突出した鍔受け部23を有しており、レンズ素子1の鍔部14が鍔受け部23の上面24に載せられている。この結果、像側面L2が上面24より像面側に配置されている。
 レンズ8は、図9の(a)に示すとおり、レンズ素子1より物体側に配置されているが、その両方のレンズ面に、凹形状と凸形状との境界である変曲点32を有している。すなわち、レンズ8の各レンズ面は、変曲点32を境に、凹形状と凸形状とが切り替わっている。レンズ8の一方のレンズ面のみに変曲点32を有していてもよい。
 光軸La方向に沿った、撮像素子2の上面と、ボンディングワイヤ20の最高点(最も物体側の位置)との距離は、0.1~0.2mm、0.3mm等があるが、概ね0.15mm未満である。
 レンズバレル30は、レンズ8をはじめとする、レンズ素子1より物体側に配置される各レンズ(前段レンズ部)を収納するものである。具体例を挙げると、撮像装置のレンズ構成が図5に示す構成である場合、レンズM1~M4およびレンズ8が、レンズバレル30に収納されることとなる。
 周辺構造体31は、レンズバレル30の周囲に設けられている。図9の(a)では詳細に図示していないが、周辺構造体31は、撮像装置の筐体、および移動機構を含んでいる。移動機構とは、レンズバレル30を移動させることで、レンズ素子1より物体側に配置される各レンズを移動させる種々の機構である。移動機構としては、光軸La方向にレンズバレル30を移動させるオートフォーカス機構、法線方向Lnにレンズバレル30を移動させる手振れ補正機構等が挙げられる。
 主要部600では、センサカバー21の開口部22のサイズを、物側面L1の外形のサイズより小さくすることが可能となる。これにより、センサカバー21の外形の小型化が可能である。この結果、撮像装置の小型化が可能となる。
 また、主要部600では、図9の(a)からも明らかであるとおり、像側面L2を上面24より像面側に配置することが可能となる。これにより、像側面L2と撮像素子2(より具体的には受光部3)との間隔が大きくなることを抑制することができる。この結果、所望の収差補正効果を得ることができ、優れた解像力の撮像装置を実現することが可能となる。
 また、上述したとおり、光軸La方向に沿った、撮像素子2の上面と、ボンディングワイヤ20の最高点(最も物体側の位置)との距離は、概ね0.15mm未満である。このことを考慮すると、ボンディングワイヤ20が直上のレンズ素子1部分(図9の(a)では鍔部14)に当たることを避けるため、光軸La方向に沿った、鍔部14と像側面L2との離間距離Z1を0.15mm以上とすべきである。これにより、ボンディングワイヤ20の変形、およびワイヤボンディングの不良を抑制することができる。
 また、主要部600においては、レンズ素子1がセンサカバー21に載せられている。具体的には、鍔部14が鍔受け部23に載せられている。また、センサカバー21は、像側面L2の周囲に突出部33を有している。突出部33は、光軸La方向に、像面側に延びている。そして、突出部33の端面は、光軸La方向に、撮像素子2の上面に当接している。該当接により、像側面L2と撮像素子2との間隔が規定されている。これにより、簡単な構成で、精度良く、像側面L2の位置決めを行うことができる。
 また、像側面L2に、ナノインプリントによって形成された凹凸を有しているのが好ましい。
 通常、明るい像を得るため、および迷光の発生を抑制するため、レンズ素子1には、酸化物薄膜を用いた反射防止処理(いわゆる、ARコート)が施される。この反射防止処理において、酸化物薄膜の成膜時に、酸化物薄膜に異物が付着することがしばしば問題となる。特に、像側面L2は受光部3の近くに配置されるため、像側面L2に異物が付着すると、この異物が受光部3を広範囲に亘って遮光し、撮像装置では黒キズ、シミ等の発生が懸念される。
 波長に近いオーダーの凹凸を形成することで、反射防止効果が得られることは知られており、この技術は例えば液晶パネルの表面の反射防止処理に適用されている。像側面L2に、ナノインプリントによって形成された凹凸を設けることで、酸化物薄膜を用いた反射防止処理が不要となる。この結果、異物付着の虞を低減しつつ、良好な反射防止効果を得ることができる。
 図10は、撮像装置に図9の(a)および(c)に示すレンズ素子1を設ける例と、撮像装置に円筒形状のレンズ101を設ける通常例とを対比する図である。図示の便宜上、図10では、レンズ8およびそこから物体側の構成の図示を省略した。
 撮像装置に円筒形状のレンズ101を設けた場合の撮像素子102のサイズは、撮像装置にレンズ素子1を設けた場合の撮像素子2のサイズに比べ、法線方向Lnに距離X1のおよそ2倍だけ大きくなる。これは、ボンディングワイヤ120が円筒形状のレンズ101に当たることを避けるため、ボンディングワイヤ120を円筒形状のレンズ101より十分外側に設ける必要があることによる。この結果、撮像装置に円筒形状のレンズ101を設けた場合、撮像装置にレンズ素子1を設けた場合に比べ、撮像装置の大型化を引き起こすことになる。
 なお、レンズ素子1では、受光部3の形状に応じて、像側面L2の外形のサイズが定められている。これにより、像側面L2の外形のサイズが無駄に大きくなることを抑制しつつ、受光部3が適切に受光できるように、主要部600を構成することができる。
 図11において、(a)は、赤外線カットガラス7、物側面L1、像側面L2、および受光部3の位置関係を、実装基板4´´の上面に表した図であり、(b)および(c)は、物側面L1の外形の形状の変形例を示す図である。
 受光部3において適切に受光を行うために、外形の大きさは、赤外線カットガラス7(一番大きい)、物側面L1、像側面L2、受光部3(一番小さい)の順とするのが好ましい。
 物側面L1の外形は、図9の(c)では円形であったが、これに限定されない。すなわち、物側面L1の外形は、図11の(b)に示すように、図9の(c)での円形に内接する1つの線で該円形を切断してなる形状(いわゆる、D形カット)であってもよいし、図11の(c)に示すように、同4つの線で該円形を切断してなる形状(いわゆる、四角形カット)であってもよい。さらに、図示はしていないが、同2つの線で該円形を切断してなる形状(いわゆる、I形カット)であってもよい。このように、物側面L1の外形の形状が、該円形に内接する少なくとも1つの線で該円形を切断してなる形状であってもよい。
 これにより、レンズ素子1を比較的容易に製造することができる。すなわち、物側面L1に関しては、金型を用いた射出成形または熱硬化成形等が適用でき、また、該金型の加工が容易となる。一方、像側面L2に関しては、概略平面であるため、成形が容易であることは言うまでも無い。
 図12において、(a)は、図9の(c)に示すレンズ素子1の成形を行う工程を示す図であり、(b)は、図11の(c)に示すレンズ素子1の成形を行う工程を示す図であり、(c)は、(b)の成形により得られたものを切断する工程を示す図であり、(d)は、図11の(c)に示すレンズ素子1の完成品を示す斜視図である。
 図12の(a)に示す工程によれば、図9の(c)に示すレンズ素子1の両面と反対の形状を持つ金型34によって樹脂35(熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等)を挟み込み、該レンズ素子1を製造することができる(射出成形)。
 図12の(b)および(c)に示す工程によれば、円筒形状のレンズ101(図10参照)の両面と反対の形状を持つ金型34によって樹脂35を挟み込む(図12の(b))。そして、これによって得られた樹脂被成形物36を、上述したとおり外形(円形)の内接する4つの線で切断する(図12の(c))。これによって、図11の(c)に示すレンズ素子1を製造することができる。
 図13の(a)および(b)は、図12の(b)および(c)とは別の、図11の(c)に示すレンズ素子1の成形を行う工程を示す図である。
 金型34は、樹脂35に像側面L2を転写するために、底が概略平面の窪みが形成されていた。一方、成形型37は、該窪みを持つ金型の替わりに、例えばガラスからなる平板を有している。
 成形型37を用いて、図11の(c)に示すレンズ素子1を製造することによって、このレンズ素子1をアレイ状に複数一括して製造することが可能となる。すなわち、上記平板に基材38を設け、基材38の上に樹脂35を供給し、成形型37における該平板と反対側の型に物側面L1と反対の形状をアレイ状に設け、樹脂35に成形型37による転写を行う。
 基材38を用いることで、偏肉比の大きなレンズ素子1を製造することが容易となる。また、上記平板をガラスとした場合、樹脂35に対して該平板越しに光を照射することが可能となるため、樹脂35として紫外線硬化性樹脂を用いることが可能となる。レンズ素子1をアレイ状に複数一括して製造することで、生産性の向上を図ることができるが、成形型37のうちレンズ素子1一つ分を用いて、レンズ素子1を一つずつ製造してもよい。
 〔実施の形態7〕
 図14において、(a)は本実施の形態に係る撮像装置の構成を示す断面図であり、(b)は本実施の形態に係る別の撮像装置の構成を示す断面図である。
 図14の(a)に示す撮像装置601は、主要部600(図9の(a)参照)を備えている。なお、撮像装置筐体39、コイル40、マグネット41、および板バネ42が、主要部600の周辺構造体31に対応する。また、撮像装置601は、開口絞りM0、およびレンズM1~M4を備えている。なお、図14の(a)および(b)と図5とで、レンズM1の像面側に向けた面の形状が互いに異なっている(図5では凸形状、図14の(a)および(b)では凹形状)。しかしながら、レンズM1の像面側に向けた面の形状についてはそもそも特に限定されるものではなく、いずれの形状であってもよい。レンズM3の物体側に向けた面(図5では凸形状、図14の(a)および(b)では凹形状)についても同様である。
 レンズM1~M4は、レンズ8と共に、レンズバレル30に収納されている。
 コイル40は、レンズバレル30の外壁に設けられている。マグネット41は、撮像装置筐体39の内壁に設けられている。板バネ42は、レンズバレル30の外壁と撮像装置筐体39とを連結しており、レンズバレル30を支持できるよう、複数箇所に設けられている。
 コイル40に電流を供給すると、コイル40に流れる電流がマグネット41から発生する磁界と作用することによって、コイル40を移動させる推力が発生する。この結果、レンズバレル30がコイル40の移動方向に追従して移動する。こうして、オートフォーカス機構(コイル40を光軸La方向に移動させる)や手振れ補正機構(コイル40を法線方向Lnに移動させる)を、移動機構として実現することが可能である。
 物側面L1は、受光部3と十分近い。このため、レンズ8と物側面L1との距離を十分大きくすることができ、レンズ8とレンズ素子1との相対的な位置ズレに対する、撮像装置601におけるコントラストの変化を小さくすることができる。これに伴い、レンズ素子1より物体側に配置される各レンズM1~M4および8間で生じる種々の位置ズレに対する、該コントラストの変化を小さくすることができる。また、開口絞りM0から像面側に向かう程、光学部品のサイズは大きくなる。撮像装置601が備えているレンズの中で最もサイズの大きいレンズ素子1をレンズバレル30に収納しない構成とすることで、移動機構の移動対象である、レンズバレル30に収納された各レンズの総重量を軽くすることができるため、移動機構のパフォーマンスを向上させることが可能である。
 図14の(b)に示す撮像装置601は、図14の(a)に示す撮像装置601から、レンズバレル30を省いたものである。すなわち、図14の(b)に示す撮像装置601は、レンズ素子1より物体側に配置される各レンズを収納するレンズバレル30を備えていない。図14の(b)の主要部600´は、主要部600からレンズバレル30を省いたものである。
 レンズ素子1より物体側に配置される各レンズM1~M4および8は、互いに貼り付けられており、前段レンズ群43を構成している。コイル40は、前段レンズ群43の側壁に設けられている。マグネット41は、撮像装置筐体39の内壁に設けられている。板バネ42は、前段レンズ群43の側壁と撮像装置筐体39とを連結しており、前段レンズ群43を支持できるよう、複数箇所に設けられている。
 図14の(b)に示す撮像装置601では、レンズバレル30が省略されているため、移動機構の移動対象からレンズバレル30が排除され、移動機構の移動対象のさらなる軽量化が可能である。
 移動機構において、前段レンズ群43を移動させると共にレンズ素子1を固定する、すなわち、レンズ素子1を移動機構による移動対象に含めないことによる効果について詳細に説明する。
 撮像装置601によってマクロ撮影(接写)を行う場合、無限遠の物体11の撮像時に対して、前段レンズ群43を物体側に移動させる。このとき、前段レンズ群43とレンズ素子1との間隔が大きくなることによって、Fナンバーを小さくすることが可能である。
 前段レンズ群43の焦点距離をf1、レンズ素子1の焦点距離をf2、レンズ8とレンズ素子1との間隔(主平面間距離)をdとする。このとき、前段レンズ群43およびレンズ素子1の合成焦点距離fは、下記数式(a)で与えられる。
  1/f = 1/f1 + 1/f2 - d/(f1×f2)   ・・・(a)
 ここで、レンズ素子1は、物側面L1が凹面、像側面L2が概略平面であるため、負の屈折力を有する(すなわち、f2<0)。一方、前段レンズ群43およびレンズ素子1が全体で結像レンズを構成するため、前段レンズ群43は、正の屈折力を有する(すなわち、f1>0)。マクロ撮影の際、間隔dは大きくなるので、合成焦点距離fは小さくなる。
 一方、FナンバーをFとすると、合成焦点距離fと開口絞りM0の開口径Dとによって、下記数式(b)が与えられる。
  F = f/D   ・・・(b)
 開口径Dが一定である場合、FナンバーFは合成焦点距離fに比例する。
 以上のことから、前段レンズ群43を移動させると共にレンズ素子1を固定する撮像装置601では、Fナンバーを小さくし、明るい像を得ることが可能である。
 図15において、(a)は、図9の(a)に示すレンズ素子1、および金型を示す断面図であり、(b)は、(a)に示すレンズ素子1に入射する光の経路を示す図であり、(c)は、レンズ素子1の変形例、および金型を示す断面図であり、(d)は、(c)に示すレンズ素子1に入射する光の経路を示す図である。
 図9の(a)に示すレンズ素子1は、像側面L2の縁から延びるレンズ素子1の側面部分44が、光軸Laと略平行となっている。この場合、図15の(a)に示すとおり、像側面L2と反対の形状を有する金型(下)45を用いて成形を行うと、成形済のレンズ素子1と金型(下)45との間の抵抗に起因して、成形済のレンズ素子1が金型(下)45から離れにくくなる。この結果、金型(下)45が固定されるか可動であるかにかかわらず、レンズ素子1に反りまたは歪みが発生する虞がある。また、図15の(b)に示すとおり、レンズ素子1に物側面L1から迷光46が入射した場合、光軸Laに対する迷光46の入射角度が小さいと、側面部分44にて迷光46が反射され、受光部3によって迷光46が受光されてしまう虞がある。
 これらの虞を低減するために、図15の(c)および(d)に示すとおり、側面部分44を、光軸Laに対して傾斜させるのが好ましい。この場合、図15の(c)に示すとおり、像側面L2と反対の形状を有する金型(下)45を用いて成形を行うと、成形済のレンズ素子1が金型(下)45から離れやすくなる。この結果、レンズ素子1に反りまたは歪みが発生する虞を低減することができる。また、図15の(d)に示すとおり、レンズ素子1に物側面L1から迷光46が入射した場合、光軸Laに対する迷光46の入射角度が小さくても、側面部分44にて迷光46が反射されずレンズ素子1を透過するため、受光部3によって迷光46が受光されてしまう虞を低減することができる。
 以上のとおり、レンズ素子1は、像側面L2の縁に隣接する側面部分44(傾斜)を有しているのが好ましい。これにより、レンズ素子1を精度良く製造することができる。
 なお、側面部分44の傾斜角度は、光軸Laに対して40°以上であるのが好ましい。
 〔実施の形態8〕
 図16は、本実施の形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。
 図16に示す主要部700は、主要部600に対して、実装基板4´´およびセンサカバー21の替わりに、所定の配線パターンを有しているフリップチップ基板(素子収納部)47を備えている。また、撮像素子2は、ボンディングワイヤ20によって実装基板4´´に電気的に接続されておらず、バンプ48によってフリップチップ基板47に電気的に接続されている。
 上記の構成によっても、主要部600と同様の効果を得ることができる。
 なお、主要部600では、鍔部14と像側面L2との離間距離Z1を0.15mm以上とすべきであったが、主要部700ではこの必然性は無い。
 〔実施の形態9〕
 図17は、本実施の形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。
 図17に示す主要部800は、主要部600に対して、光軸La方向に、像側面L2と撮像素子2とが接している。
 図18の(a)および(b)は、像側面L2と撮像素子2とが接する構成の一例を示す断面図である。
 図18の(a)に示すとおり、像側面L2と受光部3とが直接接する構成としてもよいし、図18の(b)の左側に示すとおり、受光部3にマイクロレンズ群49を設け、像側面L2とマイクロレンズ群49とが直接接する構成としてもよい。図18の(b)の右側には、受光部3にマイクロレンズ群49を設け、像側面L2とマイクロレンズ群49とを離間する構成を参考に示した。
 これにより、物側面L1をさらに像面側に位置させることができるため、撮像装置のさらなる低背化が可能である。
 また、像側面L2と撮像素子2とが接している場合、レンズ素子1への主光線の入射角度が小さくても、光を適切に受光部3にて結像させることができるため、周辺光量比に優れた撮像装置を実現することができる。周辺光量比とは、受光部3によって受光される光量に基づいており、像の中心の光量に対する、像の中心以外の光量の比率である。主光線以外の光についても同様である。この結果、撮像装置の焦点深度が広がり、幅広い物体距離に対応可能な撮像装置を実現することができる。
 図19において、(a)は、像側面L2と撮像素子2とが接していない場合の、主光線の経路を説明する図であり、(b)は、像側面L2と撮像素子2とが接している場合の、主光線の経路を説明する図である。図20は、図19の(a)の場合と、図19の(b)の場合とのデフォーカスMTFを比較するグラフである。
 図19の(a)と(b)とを比較すると、図19の(b)のほうが、図19の(a)より、レンズ素子1を通過する光線50の広がりが小さい。このため、図19の(b)のほうが、より遠い物体11からの光を適切に受光部3に導くことができる。換言すれば、図20に示すとおり、空気51無し(図19の(b)の場合)のほうが、空気51有り(図19の(a)の場合)より、フォーカスシフト量(横軸)の変化に対するMTF(縦軸)の低下量が小さい。
 さらに、空気51の存在に起因する迷光の発生を抑制することができるため、撮像装置の画質向上も期待できる。
 〔実施の形態10〕
 図21の(a)および(b)は、本実施の形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。
 図21の(a)に示す主要部900は、主要部600に対して、像側面L2に突出部52が形成されている。図21の(b)に示す主要部900は、主要部700に対して、像側面L2に突出部52が形成されている。
 突出部52は、光軸La方向に像面側に向けて突出している。そして、突出部52の端部が撮像素子2に当接することで、像側面L2と撮像素子2との間隔が規定されている。
 これにより、簡単な構成で、精度良く、像側面L2の位置決めを行うことができる。
 〔実施の形態11〕
 図22は、本実施の形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。
 図22に示す主要部1000は、主要部700に対して、レンズ素子1は段差部13を備えている。段差部13は、フリップチップ基板47の上面53に載せられている。
 また、主要部1000では、段差部13によって、鍔部14と上面53とが離間されており、この離間されたスペース54に実装部品10が配置されている。換言すれば、実装部品10を、物側面L1の縁より内側に配置することが可能となっている。実装部品10を、物側面L1の縁より内側に配置することによって、フリップチップ基板47の外形をより小型化することが可能となる。
 〔実施の形態12〕
 図23は、本実施の形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。
 図23に示す主要部1100は、図21の(a)に示す主要部900に対して、下記の点が異なる。
 すなわち、センサカバー21は、像面側からレンズ素子1が接着される素子接着部55を有している。素子接着部55は、法線方向Lnに沿ってレンズ素子1の中心方向に延び、法線方向Lnに沿った素子接着部55の開口部56のサイズが、レンズ素子1の外形のサイズより小さい(図24参照)。
 またこのとき、主要部1100のレンズ素子1は、像面側からセンサカバー21に入れられる。このため、主要部1100では、レンズ素子1を像面側からセンサカバー21に入れられるような、センサカバー21の内部構造を有している。ここでは、センサカバー21は、素子接着部55以外、法線方向Lnに沿ったセンサカバー21の開口のサイズが、レンズ素子1の外形のサイズ以上である。
 換言すれば、主要部1100において、センサカバー21は、光軸La方向に開口した、物側面L1の外形のサイズより小さい開口部56を有しており、物側面L1は、開口部56より像面側に配置されていることになる。これにより、迷光が、素子接着部55によって遮られる。このため、レンズ素子1への迷光の侵入を抑制することができる。
 なお、フリップチップ基板47を備える形態、すなわち、図21の(b)に示す主要部900に対して素子接着部55を設けてもよい。
 また、赤外線カットガラス7に遮光マスクを形成してもよい。
 〔実施の形態13〕
 図25の(a)~(d)は、本実施の形態に係る撮像装置の主要部の構成を示す断面図である。
 図25の(a)に示す主要部1200は、主要部600に対して、赤外線カットガラス7が省かれている。図25の(b)に示す主要部1200は、主要部700に対して、赤外線カットガラス7が省かれている。
 なお、赤外線カットガラス7の替わりに、異物混入防止用のフィルムを設けてもよい。図25の(c)および(d)に示す主要部1300は、それぞれ(a)および(b)に示す主要部1200に対して、フィルム57を設けたものである。
 赤外線カットガラス7を省くためには、レンズ素子1は、赤外線を吸収する材料を含んでいる必要がある。赤外線を吸収する材料として、インジウム錫酸化物(ITO)、アンチモン錫酸化物(ATO)、または有機ホウ素化合物等が挙げられる。レンズ素子1にこれらの材料を含ませることによって、レンズ素子1が赤外線を遮断することが可能となる。この結果、良好な画質の撮像装置を実現することができる。
 また、赤外線カットガラス7を省くことによって、低背化および収差補正が容易となる。一般に、光学系に比屈折率が1以上のものを設けると、光学系の全長が増大するためである。
 〔応用例1〕
 図26は、レンズ素子1の第1の応用例を示す断面図である。
 レンズ素子1は、物側面L1に変曲点58を有していてもよい。レンズ素子1の設計次第では、物側面L1に変曲点58を有することが好適である場合が考えられるが、上記の各実施の形態では、このようなレンズ素子1についても問題無く適用することができる。
 〔応用例2〕
 図27の(a)は、レンズ素子1の第2の応用例の1つを示す平面図および断面図である。図27の(b)は、レンズ素子1の第2の応用例の別の1つを示す平面図である。
 レンズ素子1に突出部52を設ける場合、突出部52は、像側面L2の外周全体に形成されてもよいし、像側面L2の外周の一部のみに形成されても(像側面L2の外周全体に形成されなくても)よい。図27では、突出部52が像側面L2の外周の一部のみに形成されている例の平面図、AA断面図、およびBB断面図を(a)に、突出部52が像側面L2の外周全体に形成されている例の平面図を(b)に、それぞれ示している。
 図27の(a)に示すとおり、突出部52が像側面L2の外周の一部のみに形成されていることによって、像側面L2と撮像素子2(特に、受光部3)との間に一定の間隔を設ける必要がある場合に都合がよい。すなわち、ボンディングワイヤ20を設ける場合、該一定の間隔を設けなければ、ボンディングワイヤ20がレンズ素子1に接触してしまう虞があるが、この虞が高い箇所において突出部52を設けないようにすれば、この虞を抑制することができる。
 一方、図27の(b)に示すとおり、突出部52が像側面L2の外周全体に形成されていることによって、像側面L2および突出部52により受光部3を囲むことができるため、受光部3に異物が付着する虞を低減することができる。
 〔応用例3〕
 図28は、射出成形によって製造されたレンズ素子1の一例を示す平面図である。
 レンズ素子1を射出成形によって製造すると、物側面L1の端部にゲート59が形成される。
 図29は、レンズ素子1の第3の応用例を示す平面図および断面図である。
 図29に示すレンズ素子1は、像側面L2の端部が、物側面L1の端部と同じ位置になっている。物側面L1の外形が円形である一方、像側面L2の外形が概略矩形であるため、像側面L2の一部が、物側面L1からはみ出している。
 物側面L1からはみ出した像側面L2の一部は、例えばレンズ素子1を射出成形によって製造する際のゲート59として機能する。
 このように、レンズ素子1の製造に有利となるように、像側面L2を、光軸Laに対して非対称な形状としてもよい。
 〔発明の概要2〕
 撮像装置では、物体側に向けた面(物側面)が凹面であり、像面側に向けた面(像側面)が平面である平凹レンズを、撮像素子の近傍に配置した構成により、効果的に収差を補正することができる。
 上記構成を、5枚のレンズと組み合わせることにより、Fナンバー1.6程度を確保しつつ、撮像装置の低背化を実現することができる。
 〔撮像レンズの基本構成〕
 撮像レンズの基本構成について、図30を参照して説明する。
 図30は、後述する実施の形態14に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。
 図30に示す撮像レンズ100Vは、物体側から像面側へと向かって順に、開口絞りL0V、第1レンズL1V、第2レンズL2V、第3レンズL3V、第4レンズL4V、前段レンズL5V、赤外線カットガラスCGV、後段レンズLOCVが配置されている。
 第1レンズL1Vは、物体側に向けられた面s1Vと、像面側に向けられた面s2Vとを有している。第2レンズL2Vは、物体側に向けられた面s3Vと、像面側に向けられた面s4Vとを有している。第3レンズL3Vは、物体側に向けられた面s5Vと、像面側に向けられた面s6Vとを有している。第4レンズL4Vは、物体側に向けられた面s7Vと、像面側に向けられた面s8Vとを有している。前段レンズL5Vは、物体側に向けられた面s9Vと、像面側に向けられた面s10Vとを有している。赤外線カットガラスCGVは、物体側に向けられた面s11Vと、像面側に向けられた面s12Vとを有している。後段レンズLOCVは、物体側に向けられた面s13Vと、像面側に向けられた面s14Vとを有している。また、開口絞りL0Vにより規定される面をs0V、像面をs15Vとする。
 開口絞りL0Vは、面s1Vに入射する光の量を制限する。
 第1レンズL1Vは、正の屈折力を有している。また、面s1Vは凸形状である。
 第1レンズL1Vは、低分散の材料により構成されているのが好ましい。
 第2レンズL2Vは、負の屈折力を有している。第2レンズL2Vはいわゆるメニスカスレンズ(片面が凸面、反対面が凹面のレンズ)であり、面s3Vが凸面となっている。
 第2レンズL2Vは、高分散の材料により構成されているのが好ましい。
 第3レンズL3Vは、正の屈折力を有している。また、面s6Vは凸形状である。
 第3レンズL3Vは、低分散の材料により構成されているのが好ましい。
 第4レンズL4Vは、負の屈折力を有している。第4レンズL4Vはいわゆるメニスカスレンズであり、面s7Vが凹面となっている。
 前段レンズL5Vは、正の屈折力を有している。また、面s9Vは、中央部分c9Vが凸形状であり、中央部分c9Vを囲むように位置する周辺部分p9Vが凹形状である。一方、面s10Vは、中央部分c10Vが凹形状であり、中央部分c10Vを囲むように位置する周辺部分p10Vが凸形状である。
 面s9Vおよびs10Vはいずれも、変曲点を有する面であると解釈することができる。
 変曲点とは、同一レンズ面内において、凸形状と凹形状とが切り替わる境界である。レンズ面に変曲点を有することで、レンズ面の周辺部分の各種収差を好適に補正することが可能となり、また、像側テレセントリック性の確保が容易となる。
 赤外線カットガラスCGVは、赤外線から像面を保護したり、モアレを抑制したりする機能を有している。
 後段レンズLOCVの面s13Vは、全体を見れば凹形状であるが、レンズ面の中心ct13Vからレンズ面の縁ed13Vへと向かって順に、後段物側中央領域c13V、後段物側中間領域m13V、および後段物側周辺領域p13Vに区別される。
 後段物側中央領域c13Vは、中心ct13Vを含む、面s13Vの中央部分である。また、後段物側中央領域c13Vでは、中心ct13Vから離れるほど、レンズ面の物体側への形状変化量が大きくなる。
 形状変化量とは、レンズ面の中心から縁へと向かう単位距離(但し、光軸に対する法線方向の長さ)に対する、レンズ面の凹凸の高さ(光軸方向の位置)の変化量を示す量である。
 後段物側中間領域m13Vは、後段物側中央領域c13Vと後段物側周辺領域p13Vとの間に位置する、面s13Vの中間部分である。また、後段物側中間領域m13Vでは、中心ct13Vから離れるほど、上記形状変化量が小さくなる。
 後段物側周辺領域p13Vは、縁ed13Vを含む、面s13Vの周辺部分である。
 さらに、中心ct13Vから後段物側中央領域c13Vと後段物側中間領域m13Vとの境界までの距離が、中心ct13Vから縁ed13Vまでの距離の3割以上である。なお、これらの距離はいずれも、撮像レンズ100Vの光軸LaVに対する法線方向LnVに沿った距離である。
 なお、面s13Vは、変曲点を有していてもよい。
 面s14Vは、概略平面である。すなわち、面s14Vは、平面に限定されず、光を透過させる、もしくは、もたらされる光学特性(屈折力、偏芯等)の変化が撮像装置の光学系において無視できる程度に十分小さい面であればよい。このような面の一例として、光の反射率を低減させる微小な(例えばnmオーダーの)凹凸が形成された面、わずかに湾曲した面が挙げられる。
 図31は、撮像レンズ100Vにおける面s13Vの形状変化量を説明するグラフである。
 図31に示すグラフにおいて、横軸は、レンズ面内における位置を比率で表したものであり、中心ct13Vの位置を「0.0」、縁ed13Vの位置を「1.0」としている。図31に示すグラフにおいて、縦軸は、形状変化量を示しており、ここでは一例として、法線方向LnVへの変位5.6μmに対する、レンズ面の凹凸の高さ(光軸方向の位置)の変化量を示している。なお、法線方向LnVへの変位5.6μmは、面s13Vの有効径のおよそ1/500に相当し、この値はさらに小さい(例えば、同1/1000、同1/50000)場合であってもほぼ同じグラフが得られると考えられる。
 図31によれば、面s13Vでは、位置0.0から、形状変化量が極大値を示す位置(位置0.4弱:形状変化量およそ1.5μm)までの範囲が、後段物側中央領域c13Vに相当する。図31から明らかであるとおり、後段物側中央領域c13Vでは、比率が大きくなるほど、換言すれば中心ct13Vから離れるほど、形状変化量が大きくなっている。
 図31によれば、面s13Vでは、上記形状変化量が極大値を示す位置から、形状変化量が極小値を示す位置(位置0.8弱:形状変化量およそ-0.3μm)までの範囲が、後段物側中間領域m13Vに相当する。図31から明らかであるとおり、後段物側中間領域m13Vでは、比率が大きくなるほど形状変化量が小さくなっている。
 なお、後段物側中間領域m13Vから、位置1.0までの範囲が、後段物側周辺領域p13Vに相当する。
 またここで、上記形状変化量が極大値を示す位置が、後段物側中央領域c13Vと後段物側中間領域m13Vとの境界となるため、中心ct13Vから該境界までの距離は、中心ct13Vから縁ed13Vまでの距離の4割弱である。
 ここで、像面s15Vと面s14Vとの間隔(撮像レンズの光軸方向の離間距離)をCAV、撮像レンズ100Vの光学全長をOTLVとすると、撮像レンズ100Vは、数式(1)
  CAV/OTLV<0.15                  ・・・(1)
を満足する。
 なお、光学全長とは、光学系全体の光軸方向の長さである。
 一般的に、後段レンズLOCVによる各種収差の補正を効果的に行うためには、面s14Vと像面s15Vとを十分近接させることが好ましい。数式(1)を満足することにより、面s14Vと像面s15Vとを十分近接させることができる。
 また、後段レンズLOCVから像面s15Vへの光の入射角度が小さいため、周辺光量比の低下を抑制することができ、Fナンバー1.6程度の、像の明るい光学系を実現することが可能となる。通常、周辺光量比に応じて出力時のシェーディング特性に対してデジタル補正を行う。補正分、感度に対するダイナミックレンジが狭くなる為、周辺光量比の低下を抑制する事で感度の広い特性を得る事が出来る。
 さらに、両面が非球面のレンズのかわりに、後段レンズLOCVを用いると、レンズの両面間の偏芯に起因する解像力の低下を防ぐことができると共に、後段レンズLOCVを単独で像面s15Vに近づけることが可能となる。従って、撮像レンズ100Vの製造公差に起因する光学特性のばらつきを抑制することが可能となる。換言すれば、容易に撮像レンズ100Vを製造することができる。
 また、撮像レンズ100Vの焦点距離をfV、前段レンズL5Vの焦点距離をf5V、後段レンズLOCVの焦点距離をfcVとすると、数式(2)および(3)
  3.4<f5V/fV<5.2                 ・・・(2)
  -1.7<fcV/fV<-1.1               ・・・(3)
を満足するのが好ましい。
 f5V/fVが5.2以上になると、撮像レンズ100Vの低背化にこそ有利であるが、構造的に、後段レンズLOCVの搭載が困難となる恐れが生じる。一方、f5V/fVが3.4以下になると、前段レンズL5Vが像面s15Vから離れることになり、各種収差の補正が不十分になる恐れが生じる。
 fcV/fVが-1.1以上になると、歪曲および像面湾曲を良好に補正しつつ、像面s15Vへの光の入射角度を小さくさせることが困難となる恐れが生じる。一方、fcV/fVが-1.7以下になると、撮像レンズ100Vの大型化を招く恐れが生じる。
 また、像面s15Vと面s10Vの中心ct10Vとの間隔(撮像レンズの光軸方向の離間距離)が、0.8mm以上であるのが好ましい。
 これにより、前段レンズL5Vのレンズ径を小さくすることが可能となり、これによりAF(オートフォーカス)機構等の周辺機器の小型化も可能となる。従って、撮像装置単位では大幅な小型化が可能となる。また、像面s15Vと中心ct10Vとの間隔が大きいほど、光線の径が大きくなる。この結果、前段レンズL5Vの近傍に存在する異物が撮像画像に写り込む恐れを低減することが可能となる。後段レンズLOCVが像面湾曲の補正に大きな影響を及ぼすことから、前段レンズL5Vを多少像面s15Vから離しても、十分良好に像面湾曲を補正することが可能である。
 さらに、撮像レンズを備えた撮像装置を構成する場合、像面s15Vに撮像素子が配置されることとなる(後述する撮像レンズ2Vおよび撮像素子3Vを備えた撮像装置1V、図68参照)。
 そして、上記撮像素子の対角のセンササイズをSDVとすると、数式(4)
  0.7<OTLV/SDV<1.0               ・・・(4)
を満足する。
 OTLV/SDVが1.0以上になると、画角が狭くなり、後段レンズLOCVを用いるまでもなく各種収差を良好に補正することができるケースが発生し得る。このため、OTLV/SDVが1.0以上であることは、本発明の技術的思想に鑑みると最良の選択であるとは言えない。OTLV/SDVが0.7以下になると、画角が広くなり過ぎ、各種収差を補正するための条件を再考する必要が生じる恐れがある。
 第2レンズL2Vに高分散材料(アッベ数30以下)を適用する事で、色収差補正を良好にし、第4レンズL4Vに高屈折率材料(屈折率1.6以上)を適用する事で光学全長を短くする効果がある。
 〔各実施の形態14~22に係る撮像レンズの各種特性の説明に関する注釈〕
 各実施の形態14~22に係る撮像レンズの各種特性について説明するが、説明に先立って、下記に注釈を述べる。
 レンズデータを示す表にて用いられている文言の定義を以下に列挙する。
 列「要素」は、光学特性に寄与する部材を示しており、L0V(開口絞りL0V)、L1V(第1レンズL1V)、L2V(第2レンズL2V)、L3V(第3レンズL3V)、L4V(第4レンズL4V)、L5V(前段レンズL5V)、CGV(赤外線カットガラスCGV)、LOCV(後段レンズLOCV)、および像面が挙げられている。
 列「νd」は各部材のアッベ数を示しており、列「Nd」は各部材の屈折率を示している。
 アッベ数とは、分散に対する屈折度の比を示した光学媒質の定数である。異なった波長の光を異なった方向へ屈折させる度合いであり、高いアッベ数の媒質は異なった波長に対しての光線の屈折の度合いによる分散は少ない。
 列「面」は、面s1V~面s14Vおよび像面s15Vを示している。
 列「曲率」は、面s1V~面s14Vおよび像面s15Vの曲率を示している。曲率とは、曲率半径の逆数である。
 列「中心厚」は、面s1V~面s14Vのいずれかの中心からその次(像面s15V側)の面の中心までの、光軸LaV方向における距離を示している。
 列「半径」は、面s1V~面s14Vおよび像面s15Vにおける、光束の範囲を規制可能な円領域の半径を示している。
 列「非球面係数」は、非球面を構成する非球面式(図32参照)における、i次の非球面係数Ai(iは4以上の偶数)を、A4からA16まで示している。該非球面式において、Zは光軸LaV方向の座標であり、xは法線方向LnVの座標であり、Rは曲率半径(曲率の逆数)であり、KはConic(円錐)係数である。
 「(定数a)E(+定数B)」の表記は、(定数a)×10(+定数B)乗を示している。同様に、「(定数a)E(-定数B)」の表記は、(定数a)×10(-定数B)乗を示している。
 光学特性は、下記の条件(A)~(C)のもと測定した。
 (A)撮像素子の対角のセンササイズ・・・5.867mm
 (B)撮像素子の画素ピッチ・・・1.12μm
 (C)シミュレーション光源を構成する各波長およびそれらの混合割合・・・450nm:550nm(主波長):650nm=0.16:1:0.56
 非点収差を示すグラフにおいて、横軸は法線方向LnVへの光線のズレ(-0.10mm~+0.10mm)であり、縦軸は像高(下から、像高0割~像高10割)である。
 像高は、像の中心からの高さである。像高を距離で表す場合、像の中心を0mmとしている。像高を割合で表す場合、像の中心を0割、最大像高を10割としている。
 非点収差を示すグラフにおいて、Sの添え字はサジタル像面の特性を、Tの添え字はタンジェンシャル像面の特性を示している。
 歪曲を示すグラフにおいて、横軸は法線方向LnVへの光線のズレ(-2%~+2%)であり、縦軸は像高(下から、像高0割~像高10割)である。
 球面収差を示すグラフにおいて、横軸は法線方向LnVへの光線のズレ(-0.1mm~+0.1mm)であり、縦軸は像高(下から、像高0割~像高10割)である。
 横収差を示すグラフにおいて、横軸Pxはサジタル断面における位置(-20μm~+20μm)であり、横軸Pyはタンジェンシャル断面における位置(-20μm~+20μm)であり、縦軸exはサジタル方向における位置(-20μm~+20μm)であり、縦軸eyはタンジェンシャル方向における位置(-20μm~+20μm)である。また、光線数を100本としている。さらに、グラフ中、IMAの値と像高の割合との対応関係は、下記のとおりである。
  IMA:0.0000mm・・・像の中心(像高0割)
  IMA:0.5867mm・・・像高2割
  IMA:1.1734mm・・・像高4割
  IMA:1.7601mm・・・像高6割
  IMA:2.3468mm・・・像高8割
  IMA:2.9335mm・・・最大像高(像高10割)
 像高に対するMTF(Modulation Transfer Function:変調伝達関数)の特性を示すグラフにおいて、横軸は像高(0mm~2.934mm)であり、縦軸はMTF(0~1.0)である。また、該グラフ中、S1、S2、およびS3は、いずれもサジタル像面における特性であって、空間周波数がそれぞれ、ナイキスト周波数/4、ナイキスト周波数/2、およびナイキスト周波数である場合における特性を示している。また、該グラフ中、T1、T2、およびT3は、いずれもタンジェンシャル像面における特性であって、空間周波数がそれぞれ、ナイキスト周波数/4、ナイキスト周波数/2、およびナイキスト周波数である場合における特性を示している。
 上記ナイキスト周波数は、撮像素子のナイキスト周波数に対応する値とされており、該撮像素子の画素ピッチから計算される、解像可能な空間周波数の値である。具体的に、該撮像素子のナイキスト周波数Nyq.(単位:cyc/mm)は、
  Nyq.=1/(撮像素子の画素ピッチ)/2
により算出される。撮像素子の画素ピッチが1.12μmである場合、ナイキスト周波数はおよそ446.42857cyc/mmとなるため、これの近似値であるナイキスト周波数=446.00cyc/mmとして光学特性を測定した。
 〔実施の形態14〕
 図30に示す撮像レンズ100Vは、代表的な設計であると言える。撮像レンズ100Vは、明るい像が得られ(Fナンバーが1.60)、かつ低背である。
 撮像レンズ100Vの構成は、図30に示すとおりである。
 図32は、撮像レンズ100Vのレンズデータを示す表である。
 図33は、撮像レンズ100Vの非点収差および歪曲を示すグラフである。
 図34は、撮像レンズ100Vの球面収差を示すグラフである。
 図35は、撮像レンズ100Vの横収差を示すグラフである。
 図33~図35によれば、撮像レンズ100Vでは、収差が良好に補正されていることが分かる。
 図36は、撮像レンズ100Vの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。
 図36によれば、最大像高(2.934mm)付近における特性T3を除けば、0.2以上のMTFが確保できている。このことから、撮像レンズ100Vの解像力が高いことが分かる。
 〔実施の形態15〕
 図37は、実施の形態15に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。
 図37に示す撮像レンズ200Vは、基本構成が撮像レンズ100Vと同じであり、撮像レンズ100Vをさらに低背化した設計であると言える(さらなる低背化の詳細については後述する)。
 図38は、撮像レンズ200Vのレンズデータを示す表である。
 図39は、撮像レンズ200Vの非点収差および歪曲を示すグラフである。
 図40は、撮像レンズ200Vの球面収差を示すグラフである。
 図41は、撮像レンズ200Vの横収差を示すグラフである。
 図39~図41によれば、撮像レンズ200Vでは、収差が良好に補正されていることが分かる。
 図42は、撮像レンズ200Vの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。
 図42によれば、最大像高付近における特性T3と、特性S3の一部とを除けば、0.2以上のMTFが確保できている。このことから、撮像レンズ200Vの解像力が高いことが分かる。
 〔実施の形態16〕
 図43は、実施の形態16に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。
 図43に示す撮像レンズ300Vは、基本構成が撮像レンズ100Vと同じであり、一般的なプラスチック材料によって後段レンズLOCVを構成した例である。
 図44は、撮像レンズ300Vのレンズデータを示す表である。
 図44によれば、撮像レンズ300Vの後段レンズLOCVは、アッベ数が1.614、屈折率が25.6であり、撮像レンズ100Vの後段レンズLOCVのそれ(アッベ数が1.544、屈折率が55.9)と異なっている。
 図45は、撮像レンズ300Vの非点収差および歪曲を示すグラフである。
 図46は、撮像レンズ300Vの球面収差を示すグラフである。
 図47は、撮像レンズ300Vの横収差を示すグラフである。
 図45~図47によれば、撮像レンズ300Vでは、収差が良好に補正されていることが分かる。
 図48は、撮像レンズ300Vの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。
 図48によれば、最大像高付近における特性T3を除けば、0.2以上のMTFが確保できている。このことから、撮像レンズ300Vの解像力が高いことが分かる。
 〔実施の形態17〕
 図49は、実施の形態17に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。
 図49に示す撮像レンズ400Vは、基本構成が撮像レンズ100Vと同じ撮像レンズから、赤外線カットガラスCGVを省いた例である。面s13Vおよび/または面s14Vに、赤外線を遮断するための加工を施すことによって、赤外線カットガラスCGVを省くことが可能となる。後段レンズLOCVの材料として熱硬化性の材料を用いることにより、容易に該加工を施すことが可能となる。熱硬化性の材料は、耐熱性に優れており、高温蒸着によって該加工を施すことができるためである。
 図50は、撮像レンズ400Vのレンズデータを示す表である。
 図51は、撮像レンズ400Vの非点収差および歪曲を示すグラフである。
 図52は、撮像レンズ400Vの球面収差を示すグラフである。
 図53は、撮像レンズ400Vの横収差を示すグラフである。
 図51~図53によれば、撮像レンズ400Vでは、収差が良好に補正されていることが分かる。
 図54は、撮像レンズ400Vの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。
 図54によれば、最大像高付近における特性T3を除けば、0.2以上のMTFが確保できている。このことから、撮像レンズ400Vの解像力が高いことが分かる。
 〔実施の形態18〕
 図55は、実施の形態18に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。
 図55に示す撮像レンズ500Vは、基本構成が撮像レンズ100Vと同じであり、Fナンバーを1.60からさらに小さくした例である(Fナンバーが小さいことについての詳細は後述する)。
 図56は、撮像レンズ500Vのレンズデータを示す表である。
 図57は、撮像レンズ500Vの非点収差および歪曲を示すグラフである。
 図58は、撮像レンズ500Vの球面収差を示すグラフである。
 図59は、撮像レンズ500Vの横収差を示すグラフである。
 図57~図59によれば、撮像レンズ500Vでは、収差が良好に補正されていることが分かる。
 図60は、撮像レンズ500Vの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。
 図60によれば、最大像高付近における特性T3と、特性S3の一部とを除けば、0.2以上のMTFが確保できている。このことから、撮像レンズ500Vの解像力が高いことが分かる。
 〔実施の形態19〕
 図61は、実施の形態19に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。
 図61に示す撮像レンズ600Vは、既存の撮像レンズの一例である。撮像レンズ600Vは、レンズが6枚であり、Fナンバーが1.80程度である。説明を簡潔にするために、撮像レンズ600Vの各部材には、撮像レンズ100Vの各部材と同じ符号を付している。
 図62は、撮像レンズ600Vのレンズデータを示す表である。
 図63は、撮像レンズ600Vの非点収差および歪曲を示すグラフである。
 図64は、撮像レンズ600Vの球面収差を示すグラフである。
 図65は、撮像レンズ600Vの横収差を示すグラフである。
 図63~図65によれば、撮像レンズ600Vでは、収差が良好に補正されていることが分かる。
 図66は、撮像レンズ600Vの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。
 図66によれば、最大像高付近における特性T3を除けば、0.2以上のMTFが確保できている。このことから、撮像レンズ600Vの解像力が高いことが分かる。
 〔実施の形態20〕
 図69は、実施の形態20に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。
 図69に示す撮像レンズ700Vは、低背かつ低Fナンバーであり、基本構成が撮像レンズ100Vと同じ撮像レンズから、赤外線カットガラスCGVを省いた例である。
 図70は、撮像レンズ700Vのレンズデータを示す表である。
 図71は、撮像レンズ700Vの非点収差および歪曲を示すグラフである。
 図72は、撮像レンズ700Vの球面収差を示すグラフである。
 図73は、撮像レンズ700Vの横収差を示すグラフである。
 図71~図73によれば、撮像レンズ700Vでは、収差が良好に補正されていることが分かる。
 図74は、撮像レンズ700Vの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。
 図74によれば、最大像高付近における特性T3と、特性S3およびT2の一部とを除けば、0.2以上のMTFが確保できている。このことから、撮像レンズ700Vの解像力が高いことが分かる。
 〔実施の形態21〕
 図75は、実施の形態21に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。
 図75に示す撮像レンズ800Vは、低背かつ低Fナンバーであり、基本構成が撮像レンズ100Vと同じである例である。
 図76は、撮像レンズ800Vのレンズデータを示す表である。
 図77は、撮像レンズ800Vの非点収差および歪曲を示すグラフである。
 図78は、撮像レンズ800Vの球面収差を示すグラフである。
 図79は、撮像レンズ800Vの横収差を示すグラフである。
 図77~図79によれば、撮像レンズ800Vでは、収差が良好に補正されていることが分かる。
 図80は、撮像レンズ800Vの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。
 図80によれば、最大像高付近における特性T3と、特性S3およびT2の一部とを除けば、0.2以上のMTFが確保できている。このことから、撮像レンズ800Vの解像力が高いことが分かる。
 〔実施の形態22〕
 図81は、実施の形態22に係る撮像レンズの構成を示す断面図である。
 図81に示す撮像レンズ900Vは、低背かつ低Fナンバーであり、基本構成が撮像レンズ100Vと同じである例である。また、撮像レンズ900Vでは、第2レンズL2Vおよび第4レンズL4Vに高分散材料を用いており、かつ面s14Vと像面s15Vとの間隔を撮像レンズ800Vより大きくしている。
 図82は、撮像レンズ900Vのレンズデータを示す表である。
 図83は、撮像レンズ900Vの非点収差および歪曲を示すグラフである。
 図84は、撮像レンズ900Vの球面収差を示すグラフである。
 図85は、撮像レンズ900Vの横収差を示すグラフである。
 図83~図85によれば、撮像レンズ900Vでは、収差が良好に補正されていることが分かる。
 図86は、撮像レンズ900Vの像高に対するMTFの特性を示すグラフである。
 図86によれば、最大像高付近における特性T3と、特性S3、T2、S2、およびT1の一部とを除けば、0.2以上のMTFが確保できている。このことから、撮像レンズ900Vの解像力が高いことが分かる。
 撮像レンズ900Vでは、撮像レンズ700Vおよび800Vに比べて屈折率の高い材料を第4レンズL4Vに適用する事により、面s14Vと像面s15Vとの間隔を大きくしたにも関わらず、低背で良好な特性を得ることができる。
 〔撮像レンズ間の比較〕
 図67は、各実施の形態14~22に係る撮像レンズの比較を行う表である。
 光学特性は、下記の条件(A)、(B)、および(D)のもと測定した。
 (A)撮像素子の対角のセンササイズ・・・5.867mm
 (B)撮像素子の画素ピッチ・・・1.12μm
 (D)シミュレーション光源を構成する波長・・・550nm
 行「Fナンバー」には、撮像レンズのFナンバーを示している。撮像レンズ100V、撮像レンズ200V、撮像レンズ300V、撮像レンズ400V、撮像レンズ700V、撮像レンズ800V、および撮像レンズ900VのFナンバーは、1.60となっている。一方、撮像レンズ500VのFナンバーは、1.54となっており、1.60より小さい。なお、撮像レンズ600VのFナンバーは、1.80となっている。
 行「画角(対角)/deg」には、撮像レンズの画角(対角方向)を示している。
 行「焦点距離/mm」には、焦点距離を示している。特に、fVは撮像レンズ全体の焦点距離、f5Vは前段レンズL5Vの焦点距離、fcVは後段レンズLOCVの焦点距離である。
 行「OTLV/mm」には、撮像レンズの光学全長を示している。撮像レンズ100V、撮像レンズ300V、撮像レンズ400V、撮像レンズ500V、および撮像レンズ600Vの光学全長は、いずれも5mm以上となっている。一方、撮像レンズ200V、撮像レンズ700V、撮像レンズ800V、および撮像レンズ900Vの光学全長は、4mm台となっており、低背化が実現されている。
 行「CAV/mm」には、像面s15Vと面s14Vとの間隔を示している。
 行「CAV/OTLV」を参照すれば、撮像レンズ100V、撮像レンズ200V、撮像レンズ300V、撮像レンズ400V、撮像レンズ500V、撮像レンズ600V、撮像レンズ700V、撮像レンズ800V、および撮像レンズ900Vはいずれも、数式(1)を満足していることが分かる。
 行「FBV/mm」には、像面s15Vと面s10Vの中心ct10Vとの間隔を示している。撮像レンズ100V、撮像レンズ200V、撮像レンズ300V、撮像レンズ400V、撮像レンズ500V、撮像レンズ600V、撮像レンズ700V、撮像レンズ800V、および撮像レンズ900Vの全てが、0.8mm以上となっていることが分かる。
 行「CGV厚み/mm」には、赤外線カットガラスCGVの厚みを示している。なお、上述したとおり、撮像レンズ400Vおよび700Vは赤外線カットガラスCGVを備えていないため、図67では“無し”と表示されている。
 行「f5V/fV」には、上述した数式(2)に用いられるf5V/fVの値を示している。撮像レンズ100V、撮像レンズ200V、撮像レンズ300V、撮像レンズ400V、撮像レンズ500V、撮像レンズ600V、撮像レンズ700V、撮像レンズ800V、および撮像レンズ900Vの全てが、数式(2)を満足していることが分かる。
 行「fcV/fV」には、上述した数式(3)に用いられるfcV/fVの値を示している。撮像レンズ100V、撮像レンズ200V、撮像レンズ300V、撮像レンズ400V、撮像レンズ500V、撮像レンズ600V、撮像レンズ700V、撮像レンズ800V、および撮像レンズ900Vの全てが、数式(3)を満足していることが分かる。
 行「OTLV/SDV」には、上述した数式(4)に用いられるOTLV/SDVの値を示している。撮像レンズ100V、撮像レンズ200V、撮像レンズ300V、撮像レンズ400V、撮像レンズ500V、撮像レンズ600V、撮像レンズ700V、撮像レンズ800V、および撮像レンズ900Vの全てが、数式(4)を満足していることが分かる。
 〔撮像装置について〕
 図68は、各実施の形態14~22に係る撮像レンズと撮像素子とを備えた撮像装置の概略構成を示す断面図である。
 図68に示す撮像装置1Vは、撮像レンズ2Vおよび撮像素子3Vを備えている。
 撮像レンズ2Vは、撮像レンズ100V、撮像レンズ200V、撮像レンズ300V、撮像レンズ400V、撮像レンズ500V、撮像レンズ600V、撮像レンズ700V、撮像レンズ800V、および撮像レンズ900Vのいずれであってもよい。
 撮像素子3Vは、撮像レンズ2Vの像面s15Vに配置されている。
 撮像素子3Vは、撮像レンズ2Vを通過した光を受光するものであり、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化膜半導体)等が挙げられる。
 〔付記事項〕
 以上に説明した撮像レンズはいずれもレンズが6枚の例であるが、レンズが5枚であってもよい。但し、レンズが5枚である場合においても、少なくとも前段レンズL5Vおよび後段レンズLOCVの構成が維持されている必要がある。
 〔撮像レンズ1Wの基本構成〕
 図87は、本実施形態にかかる撮像レンズ1Wの概略構成を示す説明図である。この図に示すように、撮像レンズ1Wは、第1レンズ11W、第2レンズ12W、第3レンズ13W、および第4レンズ14Wからなる上部レンズ15Wと、IRカットガラス(カバーガラス)16Wと、下部レンズ17Wとを備えており、これら各部材が物体側(被写体側、図87の左側)から像面18W側(図87の右側)に向かってこの順で配置されている。また、第1レンズ11Wにおける物体側の面の近傍には開口絞り10Wが設けられている。
 第1レンズ11Wは、物体側が凸面(凸形状)であり、正の屈折率(正のパワー)を有している。
 第2レンズ12Wは、メニスカスレンズ(一方の面が凸面、他方の面が凹面のレンズ)からなり、物体側が凸面になるように配置されている。
 第3レンズ13Wは、像面18W側が凸面であり、正の屈折率を有している。
 第4レンズ14Wは、正の屈折率を有しており、かつ像面18W側の形状が変曲点を有する形状になっている。
 開口絞り10Wは、第1レンズ11Wにおける物体側の面の有効口径の周りを取り囲むように設けられており、撮像レンズ1Wに入射した光が各レンズを適切に通過するように、撮像レンズ1Wに入射する光の光線束の直径を制限する。
 IRカットガラス(赤外線カットガラス)16Wは、下部レンズ17Wと第4レンズ14Wとの間に配置さられており、物体側から入射する光のうち赤外波長域の光を遮蔽することにより、撮像素子(イメージセンサ、図示せず)の像面(受光面)18Wを赤外線から保護するとともに、モアレを抑制する。なお、IRカットガラス16Wが下部レンズ17Wの表面を物理的ダメージ等から保護する機能を兼ねていてもよい。
 下部レンズ17Wは、物体側が凹面であり、像面18W側が平面のレンズである。また、下部レンズ17Wにおける物体側の面は、レンズ中心部が凹形状であり、負の屈折率を有しており、レンズ中心からレンズ有効径端に向かって負の屈折率の度合いが弱くなっている。なお、下部レンズ17Wにおける物体側の面の形状は、変曲点を有する形状になっている。すなわち、下部レンズ17Wにおける物体側の面は、レンズ中心部近傍では凹形状であり、周縁部近傍では凸形状または像面側の面と略平行な平面形状になっている。また、下部レンズ17Wは、IRカットガラス16Wと一体的に形成されたレンズオンチップ(LOC;lens on chip)であってもよい。
 なお、下部レンズ17Wとして像面18W側が平面であるレンズを用いることにより、レンズ面間の偏芯誤差の影響を低減することができるので、両面非球面のレンズを用いて収差補正する場合よりも収差補正効果を向上させることができる。また、像面18W側が平面である下部レンズ17Wを用いることにより、下部レンズ17Wを上部レンズ15Wの設計条件とは独立して像面18Wに近づけることができるので、製造誤差に対する影響が小さく、製造が容易な構成を実現できる。
 図88は、下部レンズ17Wにおける物体側の面の形状変化の一例を示すグラフであり、横軸はレンズ上の位置をレンズ中心からレンズ有効径端までの距離に対する比で表した値(レンズ中心を0、レンズ有効径端を1とした場合の各位置の値)、縦軸はレンズ中心に対する光軸方向(下部レンズ17Wにおける像面18Wの法線方向)についての形状変化量を示している。
 図88に示したように、本実施形態では、下部レンズ17Wにおける物体側の面の形状は、レンズ中心からレンズ有効径端側に向かって、所定距離XW(図88の例ではレンズ中心とレンズ有効径端との距離の約47%の位置)まではレンズ中心に対する物体側への形状変化量が増加していき、所定距離XWを超えるとレンズ中心に対する物体側への形状変化量が減少していく。
 下部レンズ17Wにおける物体側の面の形状をこのように設定することにより、物体側が凹面であり、像面18W側が平面であるレンズを用いることで収差補正性能を向上させるとともに、撮像素子(イメージセンサ)の受光面(像面18W)に対する光の入射角度を大きくして周辺光量比の低下を抑制できる。
 なお、上記所定距離XWは、レンズ中心とレンズ有効径端との距離の30%以上に設定することが好ましい。すなわち、レンズ中心とレンズ有効径端との距離をLWとすると、上記所定距離XWは、XW/LW≧0.3の関係を満たすことが好ましい。これにより、周辺光量比を実用上問題が生じない範囲に保つことができる。
 また、本実施形態にかかる撮像装置は、上記構成からなる撮像レンズ1Wと、撮像レンズ1Wを通過した光を像面18Wで受光して電気信号に変換する撮像素子(図示せず)とによって構成されている。なお、上記撮像素子の構成は特に限定されるものではなく、従来から公知の撮像素子を用いることができる。
 また、上記撮像レンズ1W(あるいは上記装置)は、上記の構成に加えて、AF(オートフォーカス)等を実行するための機構を備えていてもよい。
 〔撮像レンズ1Wの光学特性〕
 次に、撮像レンズ1Wの光学特性を調べるために行ったシミュレーション結果を以下に示す。このシミュレーションでは、図89に示す実施の形態23~27にかかる撮像レンズ1Wおよび比較例1にかかる撮像レンズについてその光学特性を調べた。
 なお、上記各実施の形態23~27および比較例1に対するシミュレーションでは、数値計算における適用波長を550nmとした。また、上記各実施の形態23~27にかかる撮像レンズ1Wは、撮像素子(イメージセンサ)における略矩形形状の受光面(センサ面)に光を結像させるものとし、上記撮像素子の受光面のサイズを対角線長DWを5.867mm、画素ピッチを1.12μmとした。
 〔実施の形態23〕
 図90は実施の形態23にかかる撮像レンズ1Wの設計データである。また、図91は、実施の形態23にかかる撮像レンズ1Wに関する非点収差、歪曲収差、球面収差、横収差、およびMTF(Modulation Transfer Function)のシミュレーション結果である。
 図91に示したように、図90に示した設計条件により、Fナンバー1.8の明るさを有し、かつ諸収差(非点収差、歪曲収差、球面収差、横収差、およびMTF)が良好に補正された撮像レンズを実現できる。具体的には、非点収差を±0.1mm以下、歪曲収差を±2%以下、球面収差を±0.11mm以下、横収差を±20μm以下にすることができる。
 〔実施の形態24〕
 図92は、実施の形態24にかかる撮像レンズ1Wの設計データである。また、図93は、実施の形態24にかかる撮像レンズ1Wに関する非点収差、歪曲収差、球面収差、横収差、およびMTFのシミュレーション結果である。なお、実施の形態24では第4レンズ14Wに低分散材料を適用した。
 図93に示したように、図92に示した設計条件により、Fナンバー1.8の明るさを有し、かつ、実施の形態23と同様、諸収差が良好に補正された撮像レンズを実現できる。
 〔実施の形態25〕
 図94は、実施の形態25にかかる撮像レンズ1Wの設計データである。また、図95は、実施の形態25にかかる撮像レンズ1Wに関する非点収差、歪曲収差、球面収差、横収差、およびMTFのシミュレーション結果である。なお、実施の形態25では、IRカットガラス16Wと下部レンズ17Wとを一体的に形成した。
 図95に示したように、図94に示した設計条件により、Fナンバー1.8の明るさを有し、かつ、実施の形態23と同様、諸収差が良好に補正された撮像レンズを実現できる。
 〔実施の形態26〕
 図96は、実施の形態26にかかる撮像レンズ1Wの設計データである。また、図97は、実施の形態26にかかる撮像レンズ1Wに関する非点収差、歪曲収差、球面収差、横収差、およびMTFのシミュレーション結果である。
 図97に示したように、図96に示した設計条件により、Fナンバー1.94の明るさを有し、かつ、実施の形態23と同様、諸収差が良好に補正された撮像レンズを実現できる。
 〔実施の形態27〕
 図98は、実施の形態27にかかる撮像レンズ1Wの設計データである。また、図99は、実施の形態27にかかる撮像レンズ1Wに関する非点収差、歪曲収差、球面収差、横収差、およびMTFのシミュレーション結果である。
 図99に示したように、図98に示した設計条件により、Fナンバー1.8の明るさを有し、かつ、実施の形態23と同様、諸収差が良好に補正された撮像レンズを実現できる。
 〔比較例1〕
 図100は、比較例1にかかる撮像レンズの設計データである。比較例1では、下部レンズ17Wとして、物体側の面が変曲点を有さない凹形状であり、像面側の面が平面であるレンズを用いた。また、図101は、比較例1にかかる撮像レンズに関する非点収差、歪曲収差、球面収差、横収差、およびMTFのシミュレーション結果である。
 図101に示したように、図100に示した設計条件の場合、下部レンズ17Wの焦点距離の絶対値|fcW|が非常に大きくなってしまう。
 なお、下部レンズ近接距離dW(下部レンズ17Wと像面18Wとの距離)と光学全長OTLWとの比dW/OTLWを、0.15未満(dW/OTLW<0.15)に設定することが好ましい。上記比dW/OTLWを上記範囲内に設定することにより、下部レンズ17Wによって像面湾曲を効果的に補正することができる。
 また、光学全長OTLWと受光素子の受光面の対角線長DWとの比OTLW/DWを、0.7<OTLW/DW<0.9の範囲に設定することが好ましい。上記比OTLW/DWを上記範囲内に設定することにより、撮像レンズ1Wをより低背化(小型化)することができる。
 また、第4レンズ14Wの焦点距離f4Wと光学系全体(撮像レンズ1W全体)の焦点距離fWとの比f4W/fWが小さすぎると低背化が困難になり、大きすぎると下部レンズ17Wの寄与が小さくなって十分な収差補正効果が得られなくなる。このため、撮像レンズ1Wの低背化を実現するとともに収差補正性能を向上させるためには、上記比f4W/fWを-5.7<f4W/fW<-2.9に設定することが好ましい。
 また、下部レンズ17Wの焦点距離fcWと光学系全体の焦点距離fWとの比fcW/fWが小さすぎるとレンズサイズが大きくなり、大きすぎると像面湾曲補正性能の低下、および撮像素子の受光面に対する光の入射角度の増大を招いてしまう。このため、撮像レンズ1Wの小型化、像面湾曲補正性能の向上、および撮像素子の受光面に対する光の入射角度の低減を図るためには、上記比fcW/fWを-1.8<fcW/fW<-1.2に設定することが好ましい。
 また、上部レンズ15Wの焦点距離FBWをFBW>0.8mmに設定することが好ましい。上部レンズ15Wの焦点距離FBWを上記範囲に設定することにより、レンズ径を小さくすることができ、AF(オートフォーカス)等の機構系を含めた撮像レンズ1Wの構成を小型化できる。また、像面18Wから遠いほど光線径を大きくすることができ、上部レンズ15Wにおける異物ゴミ等の映り込みの影響を低減できる。
 〔その他構成例〕
 図102は、撮像レンズ1Wのその他の構成例の概略を示す断面図である。説明を簡潔にするために、図102には、撮像レンズ1Wの構成のうち、上部レンズ15Wおよび下部レンズ17Wのみを示している。
 撮像レンズ1Wは、上部レンズ15Wが正の屈折力を有しており、下部レンズ17Wが負の屈折力を有していることが好ましい。これにより、図102に示すとおり、光学全長OTLWをより短くすることが可能である。
 図103の(a)~(c)は、下部レンズ17Wの構成例の概略を示す断面図である。
 下部レンズ17Wは、物体側の面に回折パターンを有していてもよい。図103の(a)には下部レンズ17Wの物体側の面が回折パターンからなる構成を、図103の(b)には下部レンズ17Wの物体側の面が凹形状の非球面レンズ形状と回折パターンとを組み合わせてなる構成を、それぞれ示している。
 さらに、下部レンズ17Wを像面18W(または撮像素子)から離して配置する場合、下部レンズ17Wの像面側の面をフレネルレンズ形状としてもよい。これにより、撮像素子に対する主光線入射角度を好適に調整することができる。
 〔まとめ〕
 本発明の態様1に係るレンズ素子は、物体側に向けられ、非球面かつ凹面である物側面と、像面側に向けられ、概略平面である像側面とを備えており、上記像側面の外形の形状が、概略矩形である。
 上記の構成によれば、撮像装置の素子収納部の開口部のサイズを、物側面の外形のサイズより小さくすることが可能となる。これにより、素子収納部の外形の小型化が可能である。この結果、撮像装置の小型化が可能となる。
 また、上記の構成によれば、像側面を素子収納部の上面より像面側に配置することが可能となる。これにより、像側面と撮像素子(より具体的には受光部)との間隔が大きくなることを抑制することができる。この結果、所望の収差補正効果を得ることができ、優れた解像力の撮像装置を実現することが可能となる。
 本発明の態様2に係るレンズ素子は、上記態様1において、上記レンズ素子を通過した光を受光する受光部の形状に応じて、上記像側面の外形のサイズが定められている。
 上記の構成によれば、像側面の外形のサイズが無駄に大きくなることを抑制しつつ、受光部が適切に受光できるように、撮像装置を構成することができる。
 本発明の態様3に係るレンズ素子は、上記態様1または2において、上記物側面の外形の形状が、円形、または、該円形に内接する少なくとも1つの線で該円形を切断してなる形状である。
 上記の構成によれば、レンズ素子を比較的容易に製造することができる。すなわち、物側面に関しては、金型を用いた射出成形または熱硬化成形等が適用でき、また、該金型の加工が容易となる。一方、像側面に関しては、概略平面である(レンズ面を設ける必要が無い)ため、成形が容易であることは言うまでも無い。
 本発明の態様4に係るレンズ素子は、上記態様1から3のいずれかにおいて、上記像側面の縁に隣接する傾斜(側面部分44)を有している。
 本発明の態様5に係るレンズ素子は、上記態様4において、上記傾斜の傾斜角度は、上記レンズ素子の光軸に対して40°以上である。
 上記の構成によれば、像側面と反対の形状を有する金型(下)を用いて成形を行うと、成形済のレンズ素子が金型(下)から離れやすくなる。この結果、レンズ素子に反りまたは歪みが発生する虞を低減することができる。また、レンズ素子に物側面から迷光が入射した場合、光軸に対する迷光の入射角度が小さくても、傾斜にて迷光が反射されずレンズ素子を透過するため、受光部によって迷光が受光されてしまう虞を低減することができる。これにより、レンズ素子を精度良く製造することができる。
 本発明の態様6に係るレンズ素子は、上記態様1から5のいずれかにおいて、上記像側面に、ナノインプリントによって形成された凹凸を有している。
 上記の構成によれば、像側面に、ナノインプリントによって形成された凹凸を設けることで、酸化物薄膜を用いた反射防止処理が不要となる。この結果、異物付着の虞を低減しつつ、良好な反射防止効果を得ることができる。
 本発明の態様7に係るレンズ素子は、上記態様1から6のいずれかにおいて、赤外線を吸収する材料を含んでいる。
 上記の構成によれば、レンズ素子が赤外線を遮断することが可能となる。この結果、良好な画質の撮像装置を実現することができる。また、撮像装置において赤外線カットガラスを省くことによって、低背化および収差補正が容易となる。
 本発明の態様8に係る撮像装置は、上記態様1から7のいずれかのレンズ素子と、上記レンズ素子を通過した光を受光する受光部を有している撮像素子と、上記撮像素子を収納する素子収納部(積層基板4、センサカバー21、フリップチップ基板47)とを備えており、上記素子収納部によって、上記像側面より上記物体側で上記レンズ素子が支持されている。
 上記の構成によれば、素子収納部の開口部のサイズを、物側面の外形のサイズより小さくすることが可能となる。これにより、素子収納部の外形の小型化が可能である。この結果、撮像装置の小型化が可能となる。
 また、上記の構成によれば、像側面を素子収納部の上面より像面側に配置することが可能となる。これにより、像側面と撮像素子(より具体的には受光部)との間隔が大きくなることを抑制することができる。この結果、所望の収差補正効果を得ることができ、優れた解像力の撮像装置を実現することが可能となる。
 本発明の態様9に係る撮像装置は、上記態様8において、上記撮像装置は、上記レンズ素子より上記物体側に配置された、少なくとも1枚のレンズからなる前段レンズ部と、上記レンズ素子を固定した状態で上記前段レンズ部を移動させる移動機構とを備えており、上記前段レンズ部を構成するレンズのうち、最も上記レンズ素子に近いレンズの少なくとも1つのレンズ面は、凹形状と凸形状との境界である変曲点を有している。
 上記の構成によれば、移動機構の移動対象の総重量を軽くすることができるため、移動機構のパフォーマンスを向上させることが可能である。また、マクロ撮影時におけるFナンバーを小さくすることができる。
 本発明の態様10に係る撮像装置は、上記態様9において、上記前段レンズ部を収納するレンズバレルを備えていない。
 上記の構成によれば、レンズバレルが省略されているため、移動機構の移動対象からレンズバレルが排除され、移動機構の移動対象のさらなる軽量化が可能である。
 本発明の態様11に係る撮像装置は、上記態様8から10のいずれかにおいて、上記レンズ素子は、上記像側面に対して上記物側面が、上記レンズ素子の光軸に対する法線方向に突出した部分として形成された鍔部を有しており、上記レンズ素子の光軸方向に沿った、上記鍔部と上記像側面との離間距離が0.15mm以上である。
 光軸方向に沿った、撮像素子の上面と、ボンディングワイヤの最高点との距離は、およそ0.15mmである。このことを考慮すると、ボンディングワイヤが直上のレンズ素子部分に当たることを避けるため、光軸方向に沿った、鍔部と像側面との離間距離を0.15mm以上とすべきである。これにより、ボンディングワイヤの変形、およびワイヤボンディングの不良を抑制することができる。
 本発明の態様12に係る撮像装置は、上記態様8から10のいずれかにおいて、上記素子収納部は、所定の配線パターンを有していてもよい。
 本発明の態様13に係る撮像装置は、上記態様12において、上記レンズ素子は、上記像側面に対して上記物側面が、上記レンズ素子の光軸に対する法線方向に突出した部分として形成された鍔部を有しており、上記レンズ素子の光軸方向において、上記鍔部と上記素子収納部とが離間されている。
 上記の構成によれば、素子収納部の上面に配置すべき実装部品を、物側面の縁より内側に配置することが可能となっている。実装部品を、物側面の縁より内側に配置することにより、素子収納部の外形をより小型化することが可能となる。
 本発明の態様14に係る撮像装置は、上記態様8から13のいずれかにおいて、上記レンズ素子の光軸方向に、上記像側面と上記撮像素子とが接している。
 上記の構成によれば、物側面をさらに像面側に位置させることができるため、撮像装置のさらなる低背化が可能である。
 また、像側面と撮像素子とが接している場合、レンズ素子への主光線の入射角度が小さくても、光を適切に受光部にて結像させることができるため、周辺光量比に優れた撮像装置を実現することができる。主光線以外の光についても同様である。この結果、撮像装置の焦点深度が広がり、幅広い物体距離に対応可能な撮像装置を実現することができる。
 さらに、像側面と撮像素子との間に空気が存在することに起因する迷光の発生を抑制することができるため、撮像装置の画質向上も期待できる。
 本発明の態様15に係る撮像装置は、上記態様8から13のいずれかにおいて、上記像側面に突出部が形成されており、上記突出部の端部が上記撮像素子に当接することで、上記像側面と上記撮像素子との間隔が規定されている。
 本発明の態様16に係る撮像装置は、上記態様8から13のいずれかにおいて、上記レンズ素子が上記素子収納部に載せられており、上記レンズ素子の光軸方向に、上記素子収納部が上記撮像素子に当接することで、上記像側面と上記撮像素子との間隔が規定されている。
 上記の両構成によれば、簡単な構成で、精度良く、像側面の位置決めを行うことができる。
 本発明の態様17に係る撮像装置は、上記態様8から16のいずれかにおいて、上記素子収納部は、上記レンズ素子の光軸方向に開口した、上記物側面の外形のサイズより小さい開口部を有しており、上記物側面は、上記開口部より上記像面側に配置されている。
 上記の構成によれば、迷光が、素子接着部によって遮られる。このため、レンズ素子への迷光の侵入を抑制することができる。
 〔本発明の異なる解釈〕
 本発明は、下記のように解釈することも可能である。
 本発明の一態様に係るレンズ素子は、物体側に向けられ、凹面である物側面と、像面側に向けられ、概略平面である像側面とを備えており、上記像側面の外形の形状が、概略矩形であり、上記像側面の外形のサイズが、上記物側面の外形のサイズより小さい。
 上記の構成によれば、撮像装置の素子収納部の開口部のサイズを、物側面の外形のサイズより小さくすることが可能となる。これにより、素子収納部の外形の小型化が可能である。この結果、撮像装置の小型化が可能となる。
 また、上記の構成によれば、像側面を素子収納部の上面より像面側に配置することが可能となる。これにより、像側面と撮像素子(より具体的には受光部)との間隔が大きくなることを抑制することができる。この結果、所望の収差補正効果を得ることができ、優れた解像力の撮像装置を実現することが可能となる。
 本発明の別の態様に係るレンズ素子は、上記レンズ素子を通過した光を受光する受光部の形状に応じて、上記像側面の外形のサイズが定められている。
 上記の構成によれば、像側面の外形のサイズが無駄に大きくなることを抑制しつつ、受光部が適切に受光できる、撮像装置を実現することができる。
 本発明の別の態様に係るレンズ素子は、上記物側面の外形の形状が、円形である。
 上記の構成によれば、レンズ素子の製造が容易となる。すなわち、物側面に関しては、金型を用いた射出成形または熱硬化成形等が適用でき、加えて金型の加工が容易である。また、像側面に関しては、レンズ面を設ける必要がないため、成形が容易であることは言うまでもない。
 本発明の別の態様に係るレンズ素子は、上記物側面および上記像側面の少なくとも一方に、赤外線を遮断する遮断形状が形成されている。
 上記の構成によれば、撮像装置において、赤外線カットガラスを省略することができる。これにより、撮像装置の構成を簡素化することが可能となる。また、撮像装置の光学系の光学全長を短くすることができるため、撮像装置の低背化が可能となる。
 本発明の別の態様に係るレンズ素子は、上記像側面に、光の反射率を低減させる微小な凹凸が形成されている。
 像側面は概略平面であるため、成形時に金型から外れやすい。このことを利用して、像側面に、光の反射率を低減させる微小な凹凸を形成すれば、像側面をコーティングすることなく、光の反射を抑制することが可能となる。これにより、該コーティングのときに、該コーティング部分にゴミが付着することを防ぐことができるため、異物が撮像画像に写り込むことを抑制することができる。
 本発明の別の態様に係るレンズ素子は、上記レンズ素子は、少なくとも一部が遮光されている遮光側面を少なくとも1つ有している。
 上記の構成によれば、ゴーストフレア等の迷光を防ぐことができる。
 また、本発明の別の態様に係る撮像装置は、上記いずれかのレンズ素子と、上記レンズ素子を通過した光を受光する受光部を有している撮像素子と、上記撮像素子を収納する素子収納部(積層基板4、センサカバー21)とを備えており、上記像側面が上記素子収納部の内側に配置されている。
 上記の構成によれば、素子収納部の開口部のサイズを、物側面の外形のサイズより小さくすることが可能となる。これにより、素子収納部の外形の小型化が可能である。この結果、撮像装置の小型化が可能となる。
 また、上記の構成によれば、像側面を素子収納部の上面より像面側に配置することが可能となる。これにより、像側面と撮像素子(より具体的には受光部)との間隔が大きくなることを抑制することができる。この結果、所望の収差補正効果を得ることができ、優れた解像力の撮像装置を実現することが可能となる。
 また、本発明の別の態様に係る撮像装置は、上記レンズ素子は、上記像側面の縁に隣接して設けられた段差部と、上記像側面に対して上記物側面が、上記レンズ素子の光軸に対する法線方向に突出した部分に形成された鍔部とを有しており、上記段差部が上記素子収納部に載せられており、上記鍔部と上記素子収納部とが離間されている。
 上記の構成によれば、素子収納部の上面に配置すべき実装部品を、物側面の縁より内側に配置することが可能となっている。実装部品を、物側面の縁より内側に配置することにより、素子収納部の外形をより小型化することが可能となる。
 また、本発明の別の態様に係る撮像装置は、上記像側面から上記レンズ素子の光軸に沿う方向に延びる突出部を有しており、上記突出部の端部が上記撮像素子に当接している。
 上記の構成によれば、撮像素子に対する像側面の位置を決めることができ、像側面と撮像素子との間隔を制御することが可能となる。突出部の丈に応じて、容易に該間隔を変化させることができる。
 本発明の異なる態様1に係る撮像レンズは、
 物体側から像面側へと向かって、前段レンズ、後段レンズの順にレンズが配置されており、
 上記前段レンズは、
  正の屈折力を有しており、
  物体側に向けた面の中央部分が凸形状であり、
  物体側に向けた面の周辺部分が凹形状であり、
  像面側に向けた面の中央部分が凹形状であり、
  像面側に向けた面の周辺部分が凸形状であり、
 上記後段レンズは、
  物体側に向けた面が凹形状であり、
  物体側に向けた面の中央部分であり、レンズ面の中心から離れるほど、該レンズ面の物体側への形状変化量が大きくなる後段物側中央領域と、
  物体側に向けた面の中間部分であり、レンズ面の中心から離れるほど、上記形状変化量が小さくなる後段物側中間領域とを有しており、
  像面側に向けた面が概略平面であり、
 上記後段レンズの物体側に向けた面では、レンズ面の中心から上記後段物側中央領域と上記後段物側中間領域との境界までの距離が、レンズ面の中心からレンズ面の縁までの距離の3割以上であり、
 像面と上記後段レンズの像面側に向けた面との間隔をCAV、撮像レンズの光学全長をOTLVとすると、数式(1)
  CAV/OTLV<0.15                  ・・・(1)
を満足する。
 後段レンズによる各種収差の補正を効果的に行うためには、像面と後段レンズの像面側に向けた面とを十分近接させることが好ましい。数式(1)を満足することにより、像面と後段レンズの像面側に向けた面とを十分近接させることができる。
 また、後段レンズから像面への光の入射角度が小さいため、周辺光量比の低下を抑制することができ、Fナンバー1.6程度の、像の明るい光学系を実現することが可能となる。
 さらに、両面が非球面のレンズのかわりに、後段レンズを用いると、レンズの両面間の偏芯に起因する解像力の低下を防ぐことができると共に、後段レンズを単独で像面に近づけることが可能となる。従って、撮像レンズの製造公差に起因する光学特性のばらつきを抑制することが可能となる。換言すれば、容易に撮像レンズを製造することができる。
 本発明の異なる態様2に係る撮像レンズは、上記異なる態様1において、
 上記撮像レンズの焦点距離をfV、上記前段レンズの焦点距離をf5V、上記後段レンズの焦点距離をfcVとすると、数式(2)および(3)
  3.4<f5V/fV<5.2                 ・・・(2)
  -1.7<fcV/fV<-1.1               ・・・(3)
を満足する。
 f5V/fVが5.2以上になると、撮像レンズの低背化にこそ有利であるが、構造的に、後段レンズの搭載が困難となる恐れが生じる。一方、f5V/fVが3.4以下になると、前段レンズが像面から離れることになり、各種収差の補正が不十分になる恐れが生じる。
 fcV/fVが-1.1以上になると、歪曲および像面湾曲を良好に補正しつつ、像面への光の入射角度を小さくさせることが困難となる恐れが生じる。一方、fcV/fVが-1.7以下になると、撮像レンズの大型化を招く恐れが生じる。
 本発明の異なる態様3に係る撮像レンズは、上記異なる態様1または2において、
 像面と上記前段レンズの像面側に向けた面の中心との間隔が、0.8mm以上である。
 上記の構成によれば、前段レンズのレンズ径を小さくすることが可能となり、これによりAF機構等の周辺機器の小型化も可能となる。従って、撮像装置単位では大幅な小型化が可能となる。また、上記間隔が大きいほど、光線の径が大きくなる。この結果、前段レンズの近傍に存在する異物が撮像画像に写り込む恐れを低減することが可能となる。後段レンズが像面湾曲の補正に大きな影響を及ぼすことから、前段レンズを多少像面から離しても、十分良好に像面湾曲を補正することが可能である。
 本発明の異なる態様4に係る撮像装置は、
 上記異なる態様1から3のいずれかの撮像レンズと、
 上記撮像レンズの像面に配置されている撮像素子とを備えている撮像装置であって、
 物体側から像面側へと向かって順に、開口絞り、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、上記前段レンズ、上記後段レンズが配置されており、
 上記第1レンズは、
  正の屈折力を有しており、
  物体側に向けた面が凸形状であり、
 上記第2レンズは、
  負の屈折力を有しているメニスカスレンズであり、
  物体側に向けた面が凸形状であり、
 上記第3レンズは、
  正の屈折力を有しており、
  像面側に向けた面が凸形状であり、
 上記第4レンズは、
  負の屈折力を有しているメニスカスレンズであり、
  物体側に向けた面が凹形状であり、
 上記撮像素子の対角のセンササイズをSDVとすると、数式(4)
  0.7<OTLV/SDV<1.0               ・・・(4)
を満足する。
 OTLV/SDVが1.0以上になると、画角が狭くなり、後段レンズを用いるまでもなく各種収差を良好に補正することができるケースが発生し得る。このため、OTLV/SDVが1.0以上であることは、本発明の技術的思想に鑑みると最良の選択であるとは言えない。OTLV/SDVが0.7以下になると、画角が広くなり過ぎ、各種収差を補正するための条件を再考する必要が生じる恐れがある。
 本発明の異なる態様5に係る撮像装置は、上記異なる態様4において、
 上記第2レンズのアッベ数が30以下であり、
 上記第4レンズの屈折率が1.6以上である。
 第2レンズに高分散材料(アッベ数30以下)を適用する事で、色収差補正を良好に、第4レンズに高屈折率材料(屈折率1.6以上)を適用する事で光学全長を短くする効果がある。
 本発明のさらに異なる態様1にかかる撮像レンズ1Wは、物体の像を像面18Wに結像させる撮像レンズ1Wであって、物体側が凸である正の屈折率を有する第1レンズ11Wと、物体側が凸であるメニスカスレンズからなる第2レンズ12Wと、像面18W側が凸である正の屈折率を有する第3レンズ13Wと、正の屈折率を有しかつ像面18W側の形状が変曲点を有する形状である第4レンズ14Wとが物体側から像面18W側に向かってこの順で配置された上部レンズ15Wと、上記上部レンズ15Wに対して像面18W側に配置された、物体側が凹であり像面18W側が概略平面である下部レンズ17Wとを備え、上記下部レンズ17Wにおける物体側の面の形状は、中心から有効径端側に向かって、レンズ中心と有効径端との距離の30%以上に設定される所定距離XWまでは物体側への形状変化量が増加し、上記所定距離XWを超えると物体側への形状変化量が減少する形状であり、上記下部レンズ17Wと上記像面18Wとの距離dWが当該撮像レンズ1Wの光学全長OTLWの0.15倍未満であることを特徴としている。
 上記の構成によれば、像面18W側が概略平面である下部レンズ17Wを用いることにより、各レンズ間の偏芯誤差の影響を低減することができるので、上部レンズ15Wに対して両面非球面のレンズを追加して収差補正する場合よりも収差補正効果を向上させることができる。また、像面18W側が概略平面である下部レンズ17Wを用いることにより、下部レンズ17Wを上部レンズ15Wの設計条件とは独立して像面に近づけることができるので、製造誤差に対する影響が小さく、製造が容易で生産性の高い構成を実現できる。
 また、上部レンズ15Wが4枚のレンズからなる構成にすることで、撮像レンズ1Wの構成を低背化(小型化)することができる。
 また、下部レンズ17Wにおける物体側の面の形状を、中心から有効径端側に向かって、レンズ中心と有効径端との距離の30%以上に設定される所定距離XWまでは物体側への形状変化量が増加し、上記所定距離XWを超えると物体側への形状変化量が減少する形状にすることにより、像面18Wに対する光の入射角度を大きくして周辺光量比の低下を抑制することができる。
 また、下部レンズ17Wと像面18Wとの距離を撮像レンズ1Wの光学全長OTLWの0.15倍未満にすることにより、下部レンズ17Wによって像面湾曲を効果的に補正することができる。
 すなわち、上記の構成によれば、生産性が高く、小型化が可能であり、収差補正性能および周辺光量比が高い撮像レンズ1Wを提供することができる。
 本発明のさらに異なる態様2にかかる撮像レンズ1Wは、上記さらに異なる態様1において、上記像面18Wは撮像素子の受光面であり、かつ上記受光面は対角線長がDW(mm)の略矩形形状を有しており、当該撮像レンズ1Wの光学全長をOTLW(mm)、当該撮像レンズ1W全体の焦点距離をfW(mm)、上記第4レンズ14Wの焦点距離をf4W(mm)、上記下部レンズ17Wの焦点距離をfcW(mm)とすると、0.7<OTLW/DW<0.9、かつ-5.7<f4W/fW<-2.9、かつ-1.8<fcW/fW<-1.2の関係を満たす構成である。
 上記の構成によれば、上記比OTLW/DWを0.7<OTLW/DW<0.9の範囲に設定することにより、撮像レンズ1Wの低背化(小型化)を図ることができる。また、上記比f4W/fWを-5.7<f4W/fW<-2.9に設定することにより、撮像レンズ1Wの低背化を実現するとともに収差補正性能を向上させることができる。上記比fcW/fWを-1.8<fcW/fW<-1.2に設定することにより、撮像レンズ1Wの小型化、像面湾曲の補正性能の向上、および像面18Wに対する光の入射角度の低減を図ることができる。
 また、本発明のさらに異なる態様3にかかる撮像レンズ1Wは、上記上部レンズ15Wから上記像面18Wまで距離が0.8mm未満である構成である。
 上記の構成によれば、レンズ径が低減し、撮像レンズ1Wをより小型化することができる。また、像面18Wから遠いほど光線径は大きくできるので、上部レンズ15Wにおける異物ゴミの映り込みの影響を低減できる。
 本発明のさらに異なる態様4にかかる撮像レンズ1Wは、上記さらに異なる態様1から3のいずれか1において、上記第1レンズ11Wにおける物体側の面の有効口径の周りを取り囲む位置に開口絞り10Wが備えられている構成である。
 上記の構成によれば、撮像レンズ1Wに入射した光が各レンズを適切に通過するように、開口絞り10Wによって撮像レンズ1Wに入射した光の光線束の直径を制限することができる。
 本発明のさらに異なる態様5にかかる撮像装置は、さらに異なる態様1から4のいずれかの撮像レンズ1Wと、上記撮像レンズ1Wを通過した光を受光して電気信号に変換する撮像素子とを備えていることを特徴としている。
 上記の構成によれば、生産性が高く、小型化が可能であり、収差補正性能および周辺光量比が高い撮像レンズ1Wを備えた撮像装置を実現できる。
 本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。
 本発明は、レンズ素子、撮像装置、および撮像レンズに利用することができる。特に、本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に適用でき、モバイル機器等の電子機器に搭載される撮像装置に特に好適に適用できる。
1 レンズ素子
2 撮像素子
3 受光部
4 積層基板(素子収納部)
4´´ 実装基板
5 開口部
6 積層基板の上面
7 赤外線カットガラス
8 レンズ
9 フリップチップボンド
10 実装部品
11 物体
12 像側面の縁
13 段差部
14 鍔部
15 段差部の端部
16 スペース
17 突出部
18 突出部の端部
19 ゲートカット部
20 ボンディングワイヤ
21 センサカバー(素子収納部)
22 開口部
23 鍔受け部
24 鍔受け部の上面(素子収納部の上面)
25 接着剤
26 追加積層基板
27 開口部
28 レンズ素子の側面
29 追加積層基板の上面
30 レンズバレル
31 周辺構造体
32 変曲点
33 突出部
34 金型
35 樹脂
36 樹脂被成形物
37 成形型
38 基材
39 撮像装置筐体
40 コイル
41 マグネット
42 板バネ
43 前段レンズ群
44 側面部分(傾斜)
45 金型(下)
46 迷光
47 フリップチップ基板(素子収納部)
48 バンプ
49 マイクロレンズ群
50 光線
51 空気
52 突出部
53 フリップチップ基板の上面
54 スペース
55 素子接着部
56 開口部
57 フィルム
58 変曲点
59 ゲート
601 撮像装置
L1 物側面
L2 像側面
La 光軸
Ln 法線方向
M0 開口絞り
M1 第1レンズ
M2 第2レンズ
M3 第3レンズ
M4 第4レンズ
SL1 物側面の外形のサイズ
SL2 像側面の外形のサイズ
Z1 離間距離
1V 撮像装置
2V、100V、200V、300V、400V、500V、600V、700V、800V、900V 撮像レンズ
3V 撮像素子
LOCV 後段レンズ
L1V 第1レンズ
L2V 第2レンズ
L3V 第3レンズ
L4V 第4レンズ
L5V 前段レンズ
c9V 中央部分
p9V 周辺部分
s9V 前段レンズの物体側に向けた面
c10V 中央部分
p10V 周辺部分
s10V 前段レンズの像面側に向けた面
ct10V 前段レンズの像面側に向けた面の中心
c13V 後段物側中央領域
m13V 後段物側中間領域
s13V 後段レンズの物体側に向けた面
ct13V 後段レンズの物体側に向けた面の中心
ed13V 後段レンズの物体側に向けた面の縁
s14V 後段レンズの像面側に向けた面
s15V 像面
 1W 撮像レンズ
11W 第1レンズ
12W 第2レンズ
13W 第3レンズ
14W 第4レンズ
15W 上部レンズ
16W IRカットガラス
17W 下部レンズ
18W 像面
DW 撮像素子の受光面対角線長
FBW 上部レンズの焦点距離
OTLW 撮像レンズの光学全長
dW 下部レンズ近接距離
fW 撮像レンズ全体の焦点距離
f4W 第4レンズの焦点距離
fcW 下部レンズの焦点距離

Claims (26)

  1.  物体側に向けられ、非球面かつ凹面である物側面と、
     像面側に向けられ、概略平面である像側面とを備えており、
     上記像側面の外形の形状が、概略矩形であることを特徴とするレンズ素子。
  2.  上記レンズ素子を通過した光を受光する受光部の形状に応じて、上記像側面の外形のサイズが定められていることを特徴とする請求項1に記載のレンズ素子。
  3.  上記物側面の外形の形状が、円形、または、該円形に内接する少なくとも1つの線で該円形を切断してなる形状であることを特徴とする請求項1または2に記載のレンズ素子。
  4.  上記像側面の縁に隣接する傾斜を有していることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のレンズ素子。
  5.  上記傾斜の傾斜角度は、上記レンズ素子の光軸に対して40°以上であることを特徴とする請求項4に記載のレンズ素子。
  6.  上記像側面に、ナノインプリントによって形成された凹凸を有していることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のレンズ素子。
  7.  請求項1から6のいずれか1項に記載のレンズ素子と、
     上記レンズ素子を通過した光を受光する受光部を有している撮像素子と、
     上記撮像素子を収納する素子収納部とを備えており、
     上記素子収納部によって、上記像側面より上記物体側で上記レンズ素子が支持されていることを特徴とする撮像装置。
  8.  上記撮像装置は、
      上記レンズ素子より上記物体側に配置された、少なくとも1枚のレンズからなる前段レンズ部と、
      上記レンズ素子を固定した状態で上記前段レンズ部を移動させる移動機構とを備えており、
     上記前段レンズ部を構成するレンズのうち、最も上記レンズ素子に近いレンズの少なくとも1つのレンズ面は、凹形状と凸形状との境界である変曲点を有していることを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
  9.  上記前段レンズ部を収納するレンズバレルを備えていないことを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。
  10.  上記レンズ素子は、上記像側面に対して上記物側面が、上記レンズ素子の光軸に対する法線方向に突出した部分として形成された鍔部を有しており、
     上記レンズ素子の光軸方向に沿った、上記鍔部と上記像側面との離間距離が0.15mm以上であることを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の撮像装置。
  11.  上記素子収納部は、所定の配線パターンを有していることを特徴とする請求項7から9のいずれか1項に記載の撮像装置。
  12.  上記レンズ素子は、上記像側面に対して上記物側面が、上記レンズ素子の光軸に対する法線方向に突出した部分として形成された鍔部を有しており、
     上記レンズ素子の光軸方向において、上記鍔部と上記素子収納部とが離間されていることを特徴とする請求項11に記載の撮像装置。
  13.  上記レンズ素子の光軸方向に、上記像側面と上記撮像素子とが接していることを特徴とする請求項7から12のいずれか1項に記載の撮像装置。
  14.  上記像側面に突出部が形成されており、
     上記突出部の端部が上記撮像素子に当接することで、上記像側面と上記撮像素子との間隔が規定されていることを特徴とする請求項7から12のいずれか1項に記載の撮像装置。
  15.  上記レンズ素子が上記素子収納部に載せられており、
     上記レンズ素子の光軸方向に、上記素子収納部が上記撮像素子に当接することで、上記像側面と上記撮像素子との間隔が規定されていることを特徴とする請求項7から12のいずれか1項に記載の撮像装置。
  16.  上記素子収納部は、上記レンズ素子の光軸方向に開口した、上記物側面の外形のサイズより小さい開口部を有しており、
     上記物側面は、上記開口部より上記像面側に配置されていることを特徴とする請求項7から15のいずれか1項に記載の撮像装置。
  17.  物体側から像面側へと向かって、前段レンズ、後段レンズの順にレンズが配置されており、
     上記前段レンズは、
      正の屈折力を有しており、
      物体側に向けた面の中央部分が凸形状であり、
      物体側に向けた面の周辺部分が凹形状であり、
      像面側に向けた面の中央部分が凹形状であり、
      像面側に向けた面の周辺部分が凸形状であり、
     上記後段レンズは、
      物体側に向けた面が凹形状であり、
      物体側に向けた面の中央部分であり、レンズ面の中心から離れるほど、該レンズ面の物体側への形状変化量が大きくなる後段物側中央領域と、
      物体側に向けた面の中間部分であり、レンズ面の中心から離れるほど、上記形状変化量が小さくなる後段物側中間領域とを有しており、
      像面側に向けた面が概略平面であり、
     上記後段レンズの物体側に向けた面では、レンズ面の中心から上記後段物側中央領域と上記後段物側中間領域との境界までの距離が、レンズ面の中心からレンズ面の縁までの距離の3割以上であり、
     像面と上記後段レンズの像面側に向けた面との間隔をCAV、撮像レンズの光学全長をOTLVとすると、数式(1)
      CAV/OTLV<0.15                  ・・・(1)
    を満足することを特徴とする撮像レンズ。
  18.  上記撮像レンズの焦点距離をfV、上記前段レンズの焦点距離をf5V、上記後段レンズの焦点距離をfcVとすると、数式(2)および(3)
      3.4<f5V/fV<5.2                 ・・・(2)
      -1.7<fcV/fV<-1.1               ・・・(3)
    を満足することを特徴とする請求項17に記載の撮像レンズ。
  19.  像面と上記前段レンズの像面側に向けた面の中心との間隔が、0.8mm以上であることを特徴とする請求項17または18に記載の撮像レンズ。
  20.  請求項17から19のいずれか1項に記載の撮像レンズと、
     上記撮像レンズの像面に配置されている撮像素子とを備えている撮像装置であって、
     物体側から像面側へと向かって順に、開口絞り、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、上記前段レンズ、上記後段レンズが配置されており、
     上記第1レンズは、
      正の屈折力を有しており、
      物体側に向けた面が凸形状であり、
     上記第2レンズは、
      負の屈折力を有しているメニスカスレンズであり、
      物体側に向けた面が凸形状であり、
     上記第3レンズは、
      正の屈折力を有しており、
      像面側に向けた面が凸形状であり、
     上記第4レンズは、
      負の屈折力を有しているメニスカスレンズであり、
      物体側に向けた面が凹形状であり、
     上記撮像素子の対角のセンササイズをSDVとすると、数式(4)
      0.7<OTLV/SDV<1.0               ・・・(4)
    を満足することを特徴とする撮像装置。
  21.  上記第2レンズのアッベ数が30以下であり、
     上記第4レンズの屈折率が1.6以上であることを特徴とする請求項20に記載の撮像装置。
  22.  物体の像を像面に結像させる撮像レンズであって、
     物体側が凸である正の屈折率を有する第1レンズと、物体側が凸であるメニスカスレンズからなる第2レンズと、像面側が凸である正の屈折率を有する第3レンズと、正の屈折率を有しかつ像面側の形状が変曲点を有する形状である第4レンズとが物体側から像面側に向かってこの順で配置された上部レンズと、
     上記上部レンズに対して像面側に配置された、物体側が凹であり像面側が概略平面である下部レンズとを備え、
     上記下部レンズにおける物体側の面の形状は、レンズ中心から有効径端側に向かって、レンズ中心と有効径端との距離の30%以上に設定される所定距離までは物体側への形状変化量が増加し、上記所定距離を超えると物体側への形状変化量が減少する形状であり、
     上記下部レンズと上記像面との距離が当該撮像レンズの光学全長の0.15倍未満であることを特徴とする撮像レンズ。
  23.  上記像面は撮像素子の受光面であり、かつ上記受光面は対角線長がDW(mm)の略矩形形状を有しており、
     当該撮像レンズの光学全長をOTLW(mm)、当該撮像レンズ全体の焦点距離をfW(mm)、上記第4レンズの焦点距離をf4W(mm)、上記下部レンズの焦点距離をfcW(mm)とすると、
     0.7<OTLW/DW<0.9、かつ
     -5.7<f4W/fW<-2.9、かつ
     -1.8<fcW/fW<-1.2
    の関係を満たすことを特徴とする請求項22に記載の撮像レンズ。
  24.  上記上部レンズから上記像面まで距離が0.8mm未満であることを特徴とする請求項22または23に記載の撮像レンズ。
  25.  上記第1レンズにおける物体側の面の有効口径の周りを取り囲む位置に開口絞りが備えられていることを特徴とする請求項22から24のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
  26.  請求項22から25のいずれか1項に記載の撮像レンズと、
     上記撮像レンズを通過した光を受光して電気信号に変換する撮像素子とを備えていることを特徴とする撮像装置。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017003703A (ja) * 2015-06-08 2017-01-05 株式会社オプトロジック 撮像レンズ
JP2018110302A (ja) * 2016-12-28 2018-07-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置および撮像装置の製造方法、並びに、電子機器
WO2019235250A1 (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
WO2019235249A1 (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
WO2019235248A1 (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
US10634875B2 (en) 2016-05-13 2020-04-28 Sharp Kabushiki Kaisha Imaging lens
US11231563B2 (en) 2014-12-30 2022-01-25 Largan Precision Co., Ltd. Imaging optical lens assembly, imaging apparatus and electronic device
US11243382B2 (en) 2015-04-15 2022-02-08 Largan Precision Co., Ltd. Photographing lens assembly, image capturing unit and electronic device
WO2022131257A1 (ja) * 2020-12-15 2022-06-23 Agc株式会社 光学素子

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101829600B1 (ko) 2015-11-23 2018-02-19 삼성전기주식회사 카메라 모듈
WO2018062298A1 (ja) * 2016-09-30 2018-04-05 日本電産株式会社 レンズユニットおよび撮像装置
JP2018125672A (ja) * 2017-01-31 2018-08-09 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 電子部品、カメラモジュール及び電子部品の製造方法
CN208572211U (zh) * 2017-02-08 2019-03-01 宁波舜宇光电信息有限公司 摄像模组及其模塑感光组件以及电子设备
CN110716286A (zh) * 2017-03-24 2020-01-21 玉晶光电(厦门)有限公司 光学成像系统
JP7146376B2 (ja) * 2017-08-31 2022-10-04 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置、および電子機器
JP7244217B2 (ja) * 2018-05-23 2023-03-22 東京晨美光学電子株式会社 光学素子および撮像レンズ
JP2019213151A (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
JP7019535B2 (ja) * 2018-08-28 2022-02-15 京セラ株式会社 電子機器、撮像装置および移動体
US20200191919A1 (en) * 2018-12-12 2020-06-18 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Time-of-flight optical systems including a fresnel surface
JP7218202B2 (ja) * 2019-02-14 2023-02-06 キヤノン株式会社 観察光学系およびそれを備えた画像表示装置
WO2021187091A1 (ja) * 2020-03-17 2021-09-23 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 センサパッケージおよびその製造方法、並びに撮像装置
WO2021196057A1 (en) * 2020-04-01 2021-10-07 Guangdong Oppo Mobile Telecommunications Corp., Ltd. Optical lens, imaging device, electrical device, method of manufacturing the same
CN112596135A (zh) * 2020-12-07 2021-04-02 江西晶超光学有限公司 透镜、镜头模组及电子设备
US20230104190A1 (en) * 2021-10-01 2023-04-06 Visera Technologies Company Limited Image sensor

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11119102A (ja) * 1997-10-14 1999-04-30 Olympus Optical Co Ltd ズーム光学系
JP2009145597A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Sharp Corp 撮像レンズ、撮像ユニット、及び該撮像ユニットを搭載した携帯型情報端末
JP2009544226A (ja) * 2006-07-17 2009-12-10 テッセラ・ノース・アメリカ・インコーポレイテッド カメラシステムおよび関連する方法
US7864454B1 (en) * 2009-08-11 2011-01-04 Largan Precision Co., Ltd. Imaging lens system
JP2011049275A (ja) * 2009-08-26 2011-03-10 Asahi Glass Co Ltd 固体撮像素子パッケージ用窓材並びに撮像装置
US20120300316A1 (en) * 2011-05-26 2012-11-29 Largan Precision Co. Optical Imaging Lens Assembly
WO2012169778A2 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 Lg Innotek Co., Ltd. Imaging lens and camera module
WO2013063097A1 (en) * 2011-10-24 2013-05-02 DigitalOptics Corporation MEMS Optical objective having five lenses with front focusing
JP2013186338A (ja) * 2012-03-08 2013-09-19 Canon Inc レーザエキスパンド光学系、光学素子の製造方法、光学素子成形用金型及び光学素子

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6411443B1 (en) 1997-01-28 2002-06-25 Olympus Optical Co., Ltd. Zoom optical system
US6014265A (en) 1997-01-28 2000-01-11 Olympus Optical Co., Ltd. Zoom optical system
US7092174B2 (en) * 2001-05-18 2006-08-15 Konica Corporation Image pickup lens, image pickup apparatus and method for forming image pickup lens
JP2004302095A (ja) 2003-03-31 2004-10-28 Mitsubishi Electric Corp 撮像装置
WO2004103494A2 (en) * 2003-05-20 2004-12-02 Mattel, Inc. Matching card game
JP2005101911A (ja) 2003-09-25 2005-04-14 Konica Minolta Opto Inc 撮像装置及び携帯端末
JP4874084B2 (ja) * 2006-12-22 2012-02-08 三洋電機株式会社 光学レンズおよびその製造方法、複合レンズおよびその製造方法、ならびに接合レンズおよびその製造方法
JP4153013B1 (ja) * 2007-03-06 2008-09-17 シャープ株式会社 撮像レンズ、撮像ユニットおよびそれを備えた携帯型情報端末
US7969667B2 (en) * 2008-07-30 2011-06-28 Olympus Imaging Corp. Lens assembly
US8035723B2 (en) 2008-08-25 2011-10-11 Konica Minolta Opto, Inc. Image pickup lens, image pickup apparatus and mobile terminal
JP4764941B2 (ja) * 2008-09-25 2011-09-07 シャープ株式会社 光学素子、光学素子ウエハ、光学素子ウエハモジュール、光学素子モジュール、光学素子モジュールの製造方法、電子素子ウエハモジュール、電子素子モジュールの製造方法、電子素子モジュールおよび電子情報機器
JPWO2010047178A1 (ja) * 2008-10-24 2012-03-22 コニカミノルタオプト株式会社 撮像レンズ及び撮像装置並びに携帯端末
JP2011128355A (ja) 2009-12-17 2011-06-30 Sony Corp 撮像レンズ及び撮像レンズを用いたカメラモジュール並びに撮像レンズの製造方法及びカメラモジュールの製造方法
WO2011078023A1 (ja) 2009-12-25 2011-06-30 コニカミノルタオプト株式会社 撮像レンズユニット
JP2013218116A (ja) * 2012-04-09 2013-10-24 Sony Corp レンズユニット及び撮像装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11119102A (ja) * 1997-10-14 1999-04-30 Olympus Optical Co Ltd ズーム光学系
JP2009544226A (ja) * 2006-07-17 2009-12-10 テッセラ・ノース・アメリカ・インコーポレイテッド カメラシステムおよび関連する方法
JP2009145597A (ja) * 2007-12-13 2009-07-02 Sharp Corp 撮像レンズ、撮像ユニット、及び該撮像ユニットを搭載した携帯型情報端末
US7864454B1 (en) * 2009-08-11 2011-01-04 Largan Precision Co., Ltd. Imaging lens system
JP2011049275A (ja) * 2009-08-26 2011-03-10 Asahi Glass Co Ltd 固体撮像素子パッケージ用窓材並びに撮像装置
US20120300316A1 (en) * 2011-05-26 2012-11-29 Largan Precision Co. Optical Imaging Lens Assembly
WO2012169778A2 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 Lg Innotek Co., Ltd. Imaging lens and camera module
WO2013063097A1 (en) * 2011-10-24 2013-05-02 DigitalOptics Corporation MEMS Optical objective having five lenses with front focusing
JP2013186338A (ja) * 2012-03-08 2013-09-19 Canon Inc レーザエキスパンド光学系、光学素子の製造方法、光学素子成形用金型及び光学素子

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11656441B2 (en) 2014-12-30 2023-05-23 Largan Precision Co., Ltd. Imaging optical lens assembly, imaging apparatus and electronic device
US11231563B2 (en) 2014-12-30 2022-01-25 Largan Precision Co., Ltd. Imaging optical lens assembly, imaging apparatus and electronic device
US11243382B2 (en) 2015-04-15 2022-02-08 Largan Precision Co., Ltd. Photographing lens assembly, image capturing unit and electronic device
US11754816B2 (en) 2015-04-15 2023-09-12 Largan Precision Co., Ltd. Photographing lens assembly, image capturing unit and electronic device
JP2017003703A (ja) * 2015-06-08 2017-01-05 株式会社オプトロジック 撮像レンズ
US10634875B2 (en) 2016-05-13 2020-04-28 Sharp Kabushiki Kaisha Imaging lens
JP2018110302A (ja) * 2016-12-28 2018-07-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置および撮像装置の製造方法、並びに、電子機器
JPWO2019235249A1 (ja) * 2018-06-08 2021-07-15 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
WO2019235248A1 (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
JPWO2019235250A1 (ja) * 2018-06-08 2021-07-15 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
JP7237956B2 (ja) 2018-06-08 2023-03-13 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
WO2019235249A1 (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
WO2019235250A1 (ja) * 2018-06-08 2019-12-12 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
JP7446994B2 (ja) 2018-06-08 2024-03-11 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置
US11940602B2 (en) 2018-06-08 2024-03-26 Sony Semiconductor Solutions Corporation Imaging device
WO2022131257A1 (ja) * 2020-12-15 2022-06-23 Agc株式会社 光学素子

Also Published As

Publication number Publication date
CN106164731A (zh) 2016-11-23
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