JP2011197622A

JP2011197622A - 撮像レンズ及び撮像装置

Info

Publication number: JP2011197622A
Application number: JP2010099059A
Authority: JP
Inventors: Kazumasa Matsui; 一生松井; Yasunari Fukuda; 泰成福田
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-04-22
Publication date: 2011-10-06

Abstract

【課題】接合型複合レンズの基板の像側面に絞りを設けることで周辺でのコマ収差をカットし、周辺まで良好な性能を保持した小型の撮像レンズを提供する。
【解決手段】本発明のようなレトロフォーカスタイプの撮像レンズは開口効率が高いため、第１絞りＳＨ１に入射またはＳＨ１を通過した外周側の光線をカットしても、周辺まで十分明るいレンズを得ることができる。一方、第２レンズＬ２の物体側又は像側面に条件式（１）を満たすような第２絞りＳＨ２を配置することで、性能に有害な軸外でのコマ収差や高次収差をカットすることができるため、周辺まで良好に収差が補正された被写体像を得ることができるのである。このように第２レンズ物体側又は像側面に第２絞りを配置することで、より低い像高からコマ収差、高次収差をカットすることができ周辺まで良好な性能を得ることができる。
Ｒa＜Ｈ_S3 (１)
但し、
Ｒa：前記第２絞りの半径、Ｈ_S3：最大像高の最も外側の光線が、前記第２絞りが形成される面を通過する点の光軸からの距離
【選択図】図５

Description

本発明は、小型で薄型であり、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅｄＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ或いはＣＭＯＳ（ＣｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙＭｅｔａｌＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適な撮像レンズ及び該撮像レンズを備えた撮像装置に関する。

近年、ＣＣＤ型イメージセンサ或いはＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置を備えた携帯電話や携帯情報端末が普及しつつある。特に最近では、これらの撮像装置に使用される固体撮像素子の更なる小型化が進み、ＶＧＡのイメージフォーマット（有効画素数６４０×４８０）のセンサでは、１／１０インチサイズ（画素ピッチ２．２μｍ）や１／１２インチサイズ（画素ピッチ１．７５μｍ）の固体撮像素子が製品化されている。それに伴い、撮像装置に搭載される撮像レンズにも更なる小型化、低コスト化への要求が高まっている。

このような用途の撮像レンズとしては、小型化が可能であり低コスト化の観点から２枚玉構成のものよりも有利な１枚玉構成の撮像レンズが提案されている。また近年ではこのような小型の撮像レンズを撮像センサのウエハ技術と同様、複数個を一括で形成し、それらを切断して個片化する事で更なる低コスト化を図る方法が提案されている。

このように一括形成、個片化される撮像レンズは、予め半田がポッテングされた基板に対し、ICチップどの他の電子部品とリフロー処理を用いて同時実装する事が低コスト化を図る上で有効である。そのためガラス基板の表面に光硬化型樹脂や熱硬化性樹脂等のエネルギー硬化性樹脂を接着した接合型複合レンズを用いた複数撮像レンズ一括形成が低コスト化とリフロー化を両立している点で注目されている。

このような接合型複合レンズはガラスモールドレンズに比べて低コストで製造できる
点、樹脂一体レンズに比べて強度の点で優れている点、ガラスと樹脂という複数種の材料からなる接合レンズである事から、光学特性をレンズ形状だけでなく接合する材料の選定により自由度を持って調整する事ができ、これにより光学特性の更なる向上や小型化を図る事ができる点でメリットが大きい。このような接合型複合レンズからなる撮像レンズの先行技術として以下が知られている。

特開２００８−２８７００５号公報特開２００９−２２２７３２号公報

ここに提案されている撮像レンズは上述したメリットを有する接合型複合レンズではあるものの、小型化と高い光学性能、特にVGAのようなイメージフォーマットセンサにおいて小型ながら周辺に亘って良好な撮影画像を得るという点では問題がある。当該先行技術では中間から軸外の像面湾曲や非点収差を補正するために、物体側に凹面のメニスカス形状をとることが考えられるが、コマ収差補正については不十分である。従って、携帯電話の撮像素子として通常求められる対角５７度〜６５度という広角なレンズでの周辺に亘る画質向上には到底対応できておらず、その配慮も何ら示されていない。結果、高精細な画像を形成するVGAのイメージフォーマットのセンサの撮像面に、被写体像を結像する用途には適していない。

本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、接合型複合レンズとして複数の撮像レンズ一括形成に適した形で低コスト化が可能な構成、光学性能の自由度を持ちながらも、小型を維持しつつVGAのようなイメージフォーマットのセンサに対しても広角レンズの画質向上に不可欠なコマ収差を良好に補正でき、周辺まで良好な性能を保持した撮像レンズ及び撮像装置を提供するものである。

本発明の撮像レンズは、固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための第１絞りと、第１絞りよりも開口径が大きな第２絞りと、単一の接合型複合レンズとを有する撮像レンズであって、前記接合型複合レンズは、物体側から順に物体側に、物体側に凹の平凹レンズからなる第１レンズと、平行平板素子である第２レンズと、像側に凸の平凸レンズからなる第３レンズとで構成され、
前記第１絞りは前記第３レンズの像側面より物体側に配置され、
前記第２絞りは前記第２レンズの物体側面又は像側面に形成され、
前記第１レンズ及び前記第３レンズは硬化性樹脂材料で形成され、
前記平行平板素子はガラス材料で形成され、
前記第１レンズと前記第２レンズ、前記第２レンズと前記第３レンズは互いに接合された構成であり、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
Ｒa＜Ｈ_S3 (１)
但し、
Ｒa：前記第２絞りの半径、Ｈ_S3：最大像高の最も外側の光線が、前記第２絞りが形成される面を通過する点の光軸からの距離

小型化された固体撮像素子に対応し、収差が良好に補正された撮像レンズを得るための本発明の基本構成は、物体側から物体側に凹の平凹レンズ、平行平板素子、像側に凸の平凸レンズが直接または間接的に接合された接合型複合レンズから成る。本発明の撮像レンズは、接合型複合レンズの物体側面に凹面を像側に凸面を配置することでいわゆるレトロフォーカスタイプとなり、同じ焦点距離でもより強い凹面を配置することができ非点収差や像面湾曲を補正するのに有利である。また、第１面が凹面であることから開口効率が上昇し周辺まで明るいレンズを得ることができる。

また条件式（１）は、接合型複合レンズの第２レンズ物体側又は像側面に配置された第２絞りの半径を規定するものである。ここで言うＨ_aは、第２絞りを配置しない時に最大像高の光速の最も外側光線が、第２絞りが配置される面を通過する高さであり、一般的な光線追跡によって求めることができる。図１を参照して、本発明について説明する。図１は、第２絞りが第２レンズ像側面に配置された場合を示している。図１において、撮像レンズは、物体側に凹の平凹レンズである第１レンズＬ１、平行平板素子である第２レンズＬ２、像側に凸の平凸レンズである第３レンズＬ３を有している。第２絞りＳＨ２は、ここでは第２レンズ像側面に配置され、Ｆナンバーを決める開口絞りつまり第１絞りＳＨ１は、第２絞りＳＨ２よりも物体側に配置されている。図１に示すように、第２絞りＳＨ２の開口の半径をＲaとし、第１絞りＳＨ１を通過した最も外周側の光線が第２絞りＳＨ２のある位置で光軸と垂直な平面と交わる点aの光軸からの距離をＨ_S3とする。このとき、条件式（１）を満たす場合、第１絞りＳＨ１を通過した外周側の光線は、ダブルハッチングで示すように第２絞りＳＨ２により遮光されることとなる。また、第２絞りは第１絞りよりも物体側に配置される場合もある。Ｆナンバーは開口径が小さい方の絞りによって決定されるため絞り位置が前後しても径の小さな方が第１絞りとなり、径の大きな方が第２絞りとなる。第２絞りが第１絞りよりも物体側に配置された場合には第１絞りＳＨ１へ入射する最も外側の光線が第２絞りＳＨ２により遮光されることとなる。

本発明のようなレトロフォーカスタイプの撮像レンズは開口効率が高いため、第１絞りＳＨ１に入射またはＳＨ１を通過した外周側の光線をカットしても、周辺まで十分明るいレンズを得ることができる。一方、第２レンズＬ２の物体側又は像側面に条件式（１）を満たすような第２絞りＳＨ２を配置することで、性能に有害な軸外でのコマ収差や高次収差をカットすることができるため、周辺まで良好に収差が補正された被写体像を得ることができるのである。このように第２レンズ物体側又は像側面に第２絞りを配置することで、より低い像高からコマ収差、高次収差をカットすることができ周辺まで良好な性能を得ることができる。周辺のコマ収差を抑えることができれば、凸面の曲率半径をきつくすることができるため焦点距離を小さくし、より広角なレンズを得ることが出来る他全長短縮にも有利である。また、第２絞りがより第１絞りに近い方が低像高から徐々に光線をカットすることができるようになるため周辺光量の急激な低下を防ぐことができ、小型ながら周辺に亘って高品質な撮影画像を提供できるという利点を有する。ここで、「第1レンズと第２レンズ、第２レンズと第３レンズは互いに接合される」とは、第１レンズと第２レンズ同士、第２レンズと第３レンズ同士が直接的に接合される場合は勿論、上記各レンズ間に第１絞りや他の絞り、IRカットコート等の遮光部材を介して間接的に接合される場合をも含む意味である。

また上記態様によれば、前記撮像レンズは、以下の条件式を満たすことが好ましい。
−１．５＜ｒＬ１１／ｆ＜−２２．０ (２)
但し、
ｒ１：前記第１レンズ物体側面の曲率半径、ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離

条件式（２）は、接合型複合レンズの物体側面に配置された凹面の曲率半径を規定している。条件式（２）を満たすことで非点収差や像面湾曲が良好に補正されたレンズを得ることができる。具体的には、図２に示されるようなｒＬ１１／ｆが条件式（２）の上限値を下回ることでペッツパール和が小さくなり非点収差や像面湾曲を補正できる。また、ｒＬ１１／ｆが条件式（２）の下限値を上回ることでコマ収差が大きくなりすぎるのを防ぐことができる他、全長を小さく保つことができる。

ここで言う凹面とは、φｍを最大光線高の位置における撮像レンズのパワー、φｐを近軸における撮像レンズのパワーとしたときに、φｍ／φｐが負となるような凹面のことである（特開２００４−３２６０９７参照）。

また、ここでいう「曲率半径」は超高精度三次元測定機UA3P（パナソニック株式会社製）などによる接触式の方法や非接触式の方法を用いて測定されたサグ量から、下記のような式で与えられる局所曲率半径の近似値を以て曲率半径とする。
ｒＬ１１＝｛（ｈ１）²＋（ｓ１）²｝／（２ｓ１）
但し、
ｈ１：第１レンズ物体側面における有効半径の１／１０、ｓ１：レンズ面の高さｈ１における面頂点からの光軸平行方向への変位量（図１５参照）である。
ここで、レンズ面の有効半径とは、最大像高に結像する全光線のうち最も外側（レンズの光軸から最も離れた位置）を通る光線がこのレンズ面とが交わる点から、光軸までの、光軸と垂直方向への距離とする事が可能である。

また上記態様によれば、前記第１絞りが前記第２レンズ物体側面に配置され、前記第２絞りが前記第２レンズ像側面に形成されていることが好ましい。

第２レンズの物体側面に第１絞りを配置することで、接合型複合レンズの第１面よりも物体側に第１絞りを配置した場合よりも開口効率が上昇し、より第２絞り径を小さくすることが出来るため良好な性能を得ることが出来る。また、より物体側に第１絞りを配置する方がセンサー入射角度を小さくすることができるという利点がある。この時、第２絞りを第２レンズの像側に配置すると、平行平板上に絞りを形成することになり、より精度よく絞りを形成することができる。

また上記態様によれば、前記第１絞りが前記第２レンズ像側面に配置され、前記第２絞りが前記第２レンズ物体側面に形成されていることが好ましい。

第２レンズの像側面に第１絞りを配置することで、接合型複合レンズの第１面よりも物体側に第１絞りを配置した場合よりも開口効率が上昇し、より第２絞り径を小さくすることが出来るため良好な性能を得ることが出来る。また、より像側に第１絞りを配置する方が第３レンズ像側面に低く光線が入ることになり倍率色収差を低減することができる。この時、第２絞りを第２レンズの物体側に配置すると、平行平板上に絞りを形成することになり、より精度よく絞りを形成することができる。

本発明の別な態様によれば、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．０１＜ｒＬ３２／ｒＬ１１＜０．３０ (５)
但し、
ｒＬ３２：以下の式で求められる第３レンズ像側面の局所曲率半径。
ｒＬ３２＝｛（ｈ３）²＋（ｓ３）²｝／（２ｓ３）
ｈ３：第３レンズ像側面における有効半径の１／１０、ｓ３：第３レンズ像側面の高さｈ３における面頂点から光軸に下ろした垂線の足と面の頂点との間隔

条件式（５）は、接合型複合レンズの第１レンズ物体側面の曲率半径と第３レンズ像側面の曲率半径の比を規定するものである。第３レンズ像側面の曲率半径を第１レンズ物体側面の曲率半径に合わせて適切に配置することで、全長を小さく保ちつつコマ収差の発生を抑え良好な性能を確保したレンズを得ることができる。具体的には、条件式の上限を下回る事により全長を小さく保つ事ができ、一方下限を上回る事によりコマ収差の発生が抑制でき、良好な性能を保つことが可能となる。

また上記態様によれば、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．２５＜ｄｃ／ｆ＜０．５０（４）
但し、
ｄｃ：前記平行平板素子の厚さ（但し、平行平板素子が複数枚ある場合はその総和とする）

上記条件式（４）は、平行平板素子と焦点距離の比を規定している。第２レンズと固体撮像素子の間に平行平板素子を配置し、ｄｃ／ｆが条件式（４）の下限値を上回ることによって、非点収差の増大を抑えつつ更に像面湾曲を補正することができる。一方、ｄｃ／ｆが条件式（４）の上限値を下回ることによって、平行平板素子の空気換算長の増大による撮像レンズの全長の増大を抑えることができる。なお、平行平板素子には、光学的ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、または固体撮像素子パッケージのシールガラス等の平行平板を含むものとしても良い。

また上記態様によれば、以下の条件式を満足することが好ましい。
０＜（Ｄ１＋Ｄ３）／Ｄ２＜１ (５)
但し、
Ｄ１：前記第１レンズの光軸上における光軸方向の厚さ、Ｄ２：前記第２レンズの光軸上における光軸方向の厚さ、Ｄ３：前記第３レンズの光軸上における光軸方向の厚さ

条件式（５）は、第１レンズ及び第３レンズに用いる樹脂の総厚みと第２レンズに用いる平行平板素子の厚みの比を規定するものである。接合型複合レンズは、平行平板素子に対して樹脂が厚すぎると成形時に反りや平行平板素子割れが問題となる。平行平板素子が反らないように前後の樹脂厚のバランスをとっても樹脂そのものが厚いと収縮力が強くなるため成形時に平行平板素子が割れてしまう。レンズの厚み比が条件式（５）の条件値を下回ることで、成形時に平行平板素子が反らず、かつ割れないレンズを作ることができる。特に片側が凹面のものは厚みバランスが偏りやすいので、条件式（５）を満たすことが望ましい。なお、小型の撮像レンズである事を考慮すると、第２レンズの光軸厚は０．３≦D2≦０．７を満たす事が好ましく、その場合、小型化を実現するためには樹脂部分に対する基板厚みを薄くする必要があることから反りが生じやすいため、更に下記の（７’）式の範囲を満たすことが望ましい。
０＜（Ｄ１＋Ｄ３）／Ｄ２＜０．８ (７)’

また上記態様によれば、前記第１レンズの物体側面及び前記第３レンズの像側面うちの少なくとも１面に非球面を用いていることが好ましい。

接合型複合レンズの第１レンズ物体側面及び前記第３レンズ像側面のうち少なくとも一方を非球面とすることで、各像高にそれぞれ適切な面形状を配置することが可能となり諸収差を良好に補正することができる。

また上記態様においては、前記第１レンズの物体側面及び前記第３レンズの像側面のうちの少なくとも１面に奇数次項を加えた奇数次非球面を用いる事が好ましい。

接合型複合レンズの第１レンズ物体側面及及び前記第３レンズ像側面のうち少なくとも一方に奇数次項を加えた奇数次非球面を配置することで、特に低像高での面形状をより適切に配置できるようになり、近軸から周辺まで良好に諸収差を補正することができる。

また上記態様によれば、前記接合型複合レンズは、ガラス製の平行平板素材上に、前記第１レンズ及び前記第３レンズを複数組成形した後、各組に切断することにより製造されている事が好ましい。これにより、撮像レンズを一括大量生産することができる。

本発明の撮像装置は、センサーサイズが１／１０インチサイズ（画素ピッチ２．２μｍ）以下の撮像素子と、上述の撮像レンズを備えることを特徴とする。ここで、小型の撮像レンズの尺度であるが、近年、全長３．０ｍｍ以下の撮像装置が携帯電話メーカーから求められる傾向があり、更には撮像レンズの全長に加えて、固体撮像素子の厚さが０．３ｍｍ、撮像レンズを保護するカバー部材の厚さが０．２ｍｍ必要であることから、本発明における撮像レンズは、条件式（８）、（９）を満たす使用条件の中で、条件式（１０）を満たすレベルの小型化を目指している。但し、条件式（８）〜（１０）によりこの発明が限定されるものではない。
２．４≦Ｆｎｏ≦３．２（８）
１．４μｍ≦Ｐ≦２．２μｍ（９）
１．０ｍｍ＜ＴＴＬ＜２．５ｍｍ（１０）
但し、
Ｆｎｏ：撮像レンズのＦナンバー
Ｐ：固体撮像レンズの画素ピッチ
ＴＴＬ：撮像レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離（但し、「像側焦点」とは、撮像レンズに光軸と平行な平行光線が入射した場合の像点をいう。）

本発明によれば、接合型複合レンズとして低コスト化が可能であり、小型を維持し、VGAのようなイメージフォーマットセンサにおいても高精細な画像、特にコマ収差を良好に補正でき、広角レンズにおいても周辺に亘って良好な画像を提供できる

本発明の原理を説明するための図である。撮像装置の断面図である。携帯電話機の外観図である。撮像レンズの製造方法を示す図である。実施例１の撮像レンズの断面図である。実施例１の収差図である。実施例２の撮像レンズの断面図である。実施例２の収差図である。実施例３の撮像レンズの断面図である。実施例３の収差図である。実施例４の撮像レンズの断面図である。実施例４の収差図である。実施例５の撮像レンズの断面図である。実施例５の収差図である。サグ量を示す図である。

本発明の撮像レンズ及び該撮像レンズを用いた撮像装置について図２を参照して説明する。本撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズである第１レンズＬ１，Ｆナンバーを規定する第１絞りＳＨ１，平行平板素子である第２レンズＬ２、第２絞りＳＨ２、像側に凸の平凸レンズである第３レンズＬ３とから構成される接合型複合レンズＣＬと、光学的ローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子ＰＴと、を有する。尚、第３レンズＬ３は、平行平板素子ＰＴに当接する脚部Ｌ３ａを有する。尚、第１絞りＳＨ１は、第１レンズＬ１の像側又は第２レンズＬ２の物体側に設けても良い。また、第２絞りＳＨ２は第２レンズＬ２の像側に設けてもよい。或いは、第２絞りＳＨ２は、第１レンズＬ１の像側又は第２レンズＬ２の物体側に設けても良い。また、第１絞りＳＨ１は第２レンズＬ２の像側に設けてもよい。尚、撮像レンズは以下の条件式を満たす。
Ｒa＜Ｈ_S3 (１)
但し、
Ｒa：第２絞りＳＨ２の半径
Ｈ_S3：最大像高の最も外側の光線が、第２絞りＳＨが形成される面を通過する点の光軸からの距離

以上の各光学部材はレンズ枠１１に保持されている。また、被写体像を結像する結像面を有する撮像素子Ｃは、センサーサイズが１／１０インチサイズ（画素ピッチ２．２μｍ）以下であり、プリント配線板１２に実装されており、プリント配線板１２はレンズ枠１１に固着されている。以上の如く撮像装置は構成される。

次に、撮像装置を備えた携帯端末の一例として携帯電話機を図３の外観図に基づいて説明する。なお、図３（ａ）は折り畳んだ携帯電話機を開いて内側から見た図であり、図３（ｂ）は折り畳んだ携帯電話機を開いて外側から見た図である。

図３において、携帯電話機Ｔは、表示画面Ｄ１，Ｄ２を備えたケースとしての上筐体７１と、操作ボタンＢを備えた下筐体７２とがヒンジ７３を介して連結されている。カメラモジュールは、上筐体７１内の表示画面Ｄ２の下方に内蔵されていて、上筐体７１の外表面に撮像レンズの第１レンズＬ１が露出している。

なお、この撮像装置を上筐体７１内の表示画面Ｄ２の上方や側面に配置してもよい。また、携帯電話機Ｔは折り畳み式に限定されるものではない。

続いて、接合型複合レンズＣＬの製造方法について図４を参照して説明する。実施例１〜５では第１絞りは第２レンズＬ２の物体側に設けており、第２絞りは第２レンズＬ２の像側に設けており、実施例５では第１絞りは第２レンズの像側に設けており、第２絞りは第２レンズＬ２の物体側に設けている。図４（ａ）に示す如く、第１レンズL1を形成する場合はガラス製の平行平板素材ＧＰの上面に、成膜された遮光性を有する薄膜（ブラックレジストなど）により所定の開口径を複数有する各々が第１絞りとして機能する絞り部材を形成し、当該絞り部材とレンズを成形する成形型M1との間に光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等のエネルギー硬化樹脂を配置した状態でインプリント成形し硬化させて第１レンズL1を形成する。又、第３レンズL3を形成する場合には、平行平板素材ＧＰの下面に、前述した第１絞り同様、成膜された遮光性を有する薄膜により第２絞りとして機能する絞り部材を形成し、当該絞り部材と金型Ｍ１の転写面と光軸を合わせるようにして複数の転写面を同アレイ状に有する金型Ｍ２を対向させ、第１レンズL1と同様に硬化成形して形成する。

その後、金型Ｍ１やＭ２を離型すると、平行平板素材ＧＰの上面には、金型Ｍ１の転写面により成形された第１レンズＬ１がアレイ状に形成され、平行平板素材ＧＰの下面には、金型Ｍ２の転写面により成形された第３レンズＬ３（脚部Ｌ３ａを含む）がアレイ状に形成され、即ち図４（ｂ）に示すように、接合型複合レンズをアレイ状に複数個配置したレンズブロックＬＢが形成されることとなる。

その後、一点鎖線で示す位置をカッターで切断する。即ち図４（ｂ）の上方から見た際に、直交する２方向に切断することになり、切断された接合型複合レンズのレンズ面は円形であるが、外形は四角形になり、かかる状態のまま角筒状のレンズ枠１１（図２参照）に組み付けられる。この様に製造することにより、高精細な画像を形成できる撮像レンズを安価に量産することができる。

以下に本発明の撮像レンズの実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
FL：撮像レンズ全系の焦点距離
Fno：Fナンバー
ｙmax：固体撮像素子の撮像面対角線長
w：半画角
ＴＬ：撮像レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離
BF：バックフォーカス
ｒ：曲率半径
ｄ：軸上面間隔
nd：レンズ材料のd線に対する屈折率
vd：レンズ材料のd線に対するアッベ数
また、有効半径の後に「＊」と記載されている面に第２絞りＳＨ２が形成され、その半径は有効半径と同じ値とし、各面番号の後に「SPS」と記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の数１式で表す。

但し、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数（ｉ＝３，４，５，６，・・・・２０）
Ｒ（レンズデータ表ではｒ）：曲率半径
Ｋ：円錐定数
また、非球面係数において、１０のべき乗数（例えば２．５×１０^-02）をＥ（例えば２．５Ｅ−０２）を用いて表している。

（実施例１）
実施例１のレンズデータを表１に示す。図５は実施例１の撮像レンズの断面図である。図６は実施例１の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。実施例１の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズである第１レンズＬ１，第２レンズＬ２の物体側面に形成されたＦナンバーを規定する第１絞りＳＨ１，平行平板素子である第２レンズＬ２、第２レンズL2の像側面に形成された第２絞りＳＨ２、像側に凸の平凸レンズである第３レンズＬ３、光学的ローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子ＰＴ、を有する。ＩＭは撮像素子の撮像面である。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。

（実施例２）
実施例２のレンズデータを表２に示す。図７は実施例２の撮像レンズの断面図である。図８は実施例２の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。実施例２の撮像レンズは、物体側から順に、Ｆナンバーを規定する第１絞りＳＨ１，物体側に凹の平凹レンズである第１レンズＬ１，平行平板素子である第２レンズＬ２、第２レンズL2の像側面に形成された第２絞りＳＨ２、像側に凸の平凸レンズである第３レンズＬ３、光学的ローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子ＰＴ、を有する。ＩＭは撮像素子の撮像面である。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。

（実施例３）
実施例３のレンズデータを表３に示す。図９は実施例３の撮像レンズの断面図である。図１０は実施例３の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。実施例３の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズである第１レンズＬ１，第２レンズＬ２の物体側面に形成されたＦナンバーを規定する第１絞りＳＨ１，平行平板素子である第２レンズＬ２、第２レンズL2の像側面に形成された第２絞りＳＨ２、像側に凸の平凸レンズである第３レンズＬ３、光学的ローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子ＰＴ、を有する。ＩＭは撮像素子の撮像面である。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。

（実施例４）
実施例４のレンズデータを表４に示す。図１１は実施例４の撮像レンズの断面図である。図１２は実施例４の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。実施例４の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズである第１レンズＬ１，第２レンズＬ２の物体側面に形成されたＦナンバーを規定する第１絞りＳＨ１，平行平板素子である第２レンズＬ２、第２レンズL2の像側面に形成された第２絞りＳＨ２、像側に凸の平凸レンズである第３レンズＬ３、光学的ローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子ＰＴ、を有する。ＩＭは撮像素子の撮像面である。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。

（実施例５）
実施例５のレンズデータを表５に示す。図１３は実施例５の撮像レンズの断面図である。図１４は実施例５の収差図（球面収差（ａ）、非点収差（ｂ）、歪曲収差（ｃ））である。実施例５の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズである第１レンズＬ１，第２レンズＬ２の物体側面に形成された第２絞りＳＨ２，平行平板素子である第２レンズＬ２、第２レンズL2の像側面に形成されたＦナンバーを規定する第１絞りＳＨ１、像側に凸の平凸レンズである第３レンズＬ３、光学的ローパスフィルタ、ＩＲカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子ＰＴ、を有する。ＩＭは撮像素子の撮像面である。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。

各条件式に対応する実施例の値を表６に示す。

公知例との比較の際には、最大像高さが同じ値になるようにスケールを行っている。また、c線、d線、f線（656.2725nm、587.5618nm、486.1327nm）の各波長を同じウエイトにして8割像高での各収差を評価する。またこの時、1/4ナイキスト周波数において軸上ピークをベストに取った時の8像高でのサジタルピーク位置を像面湾曲量とし、1/4ナイキスト周波数における8割像高でのサジタルピーク位置とメジリオナルピーク位置の差を非点収差量とし、8割像高での主光線の結像位置とマージナル光線の結像位置の差をコマ収差量とし、8割像高でのc線とf線の結像位置の差を画素数で割ったものを倍率色収差とする。

実施例１は、公知例に対して高画角であり、コマ収差、倍率色収差がより良好に補正されている。
実施例２は、公知例に対して、非点収差、コマ収差、倍率色収差が良好に補正されている。
実施例３は、公知例に対して、像面湾曲、非点収差、コマ収差、倍率色収差のすべてが良好に補正されている。
実施例４は、公知例に対して、像面湾曲、非点収差、コマ収差、倍率色収差のすべてが良好に補正されている。
実施例５は、公知例に対して、像面湾曲、非点収差、コマ収差、倍率色収差のすべてが良好に補正されている。
よって、本実施例の撮像レンズは公知例の撮像レンズと比較してコマ収差が良好に補正されており、高画角度まで対応が可能となる。また、更に実施例３、４については像面湾曲や非点収差も良好に補正されており、更に高い光学性能を得る撮像レンズが提供できる事が示される。

本発明によれば、大量生産性と小型化に最適な撮像レンズを提供できる。携帯端末とは携帯電話機に限られない。

１１レンズ枠
１２プリント配線板
７１上筐体
７２下筐体
７３ヒンジ
Ｂ操作ボタン
Ｃ撮像素子
ＣＬ接合型複合レンズ
Ｄ１，Ｄ２表示画面
ＧＰ平行平板
Ｌ１第１レンズ
Ｌ２第２レンズ
Ｌ３第３レンズ
Ｌ３ａ脚部
ＬＢレンズブロック
Ｍ１金型
Ｍ２金型
ＰＴ平行平板素子
ＳＨ１第１絞り
ＳＨ２第２絞り
ＳＭ１遮光板
ＳＭ２遮光板
Ｔ携帯電話機

Claims

固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための第１絞りと、第１絞りよりも開口径が大きな第２絞りと、単一の接合型複合レンズとを有する撮像レンズであって、
前記接合型複合レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズからなる第１レンズと、平行平板素子である第２レンズと、像側に凸の平凸レンズからなる第３レンズとで構成され、
前記第１絞りは前記第３レンズの像側面より物体側に配置され、
前記第２絞りは前記第２レンズの物体側面又は像側面に形成され、
前記第１レンズ及び前記第３レンズはエネルギー硬化性樹脂材料で形成され、
前記平行平板素子はガラス材料で形成され、
前記第１レンズと前記第２レンズ、前記第２レンズと前記第３レンズは互いに接合された構成であり、以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像レンズ。
Ｒa＜Ｈ_S3 (１)
但し、
Ｒa：前記第２絞りの半径、Ｈ_S3：最大像高の最も外側の光線が、前記第２絞りが形成される面を通過する点の光軸からの距離
前記撮像レンズは、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
−１．５＜ｒＬ１１／ｆ＜−２２．０ (２)
但し、
ｒL11：以下の式で求められる第１レンズ物体側面の局所曲率半径、ｆ：全系の焦点距離
ｒＬ１１＝｛（ｈ１）²＋（ｓ１）²｝／（２ｓ１）
なお、
ｈ１：第１レンズ物体側面における有効半径の１／１０、ｓ１：レンズ面の高さｈにおける面頂点からの光軸平行方向への変位量
前記第１絞りが前記第２レンズ物体側面に、前記第２絞りが前記第２レンズ像側面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
前記第１絞りが前記第２レンズ像側面に、前記第２絞りが前記第２レンズ物体側面に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
前記撮像レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の撮像レンズ。
０．０１＜ｒＬ３２／ｒＬ１１＜０．３０ (３)
但し、
ｒＬ３２：以下の式で求められる第３レンズ像側面の局所曲率半径。
ｒＬ３２＝｛（ｈ３）²＋（ｓ３）²｝／（２ｓ３）
ｈ３：第３レンズ像側面における有効半径の１／１０、ｓ３：第３レンズ像側面の高さｈ３における面頂点から光軸に下ろした垂線の足と面の頂点との間隔
前記撮像レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の撮像レンズ。
０．２５＜ｄｃ／ｆ＜０．５０（４）
但し、
ｄｃ：前記平行平板素子の厚さ（但し、平行平板素子が複数枚ある場合はその総和とする）
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の撮像レンズ。
０＜（Ｄ１＋Ｄ３）／Ｄ２＜１ (５)
但し、
Ｄ１：前記第１レンズの光軸上における光軸方向の厚さ、Ｄ２：前記第２レンズの光軸上における光軸方向の厚さ、Ｄ３：前記第３レンズの光軸上における光軸方向の厚さ
前記第１レンズの物体側面及び前記第３レンズの像側面のうちの少なくとも１面に非球面を用いていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の撮像レンズ。
前記第１レンズの物体側面及び前記第３レンズの像側面のうちの少なくとも１面に奇数次項を加えた奇数次非球面を用いていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の撮像レンズ。
前記接合型複合レンズは、ガラス製の平行平板素材上に、前記第１レンズ及び前記第３
レンズを複数組成形した後、各組に切断することにより製造されたことを特徴とする請求
項１〜９のいずれかに記載の撮像レンズ。
センサーサイズが１／１０インチサイズ（画素ピッチ２．２μｍ）以下の撮像素子と、請求項１〜１０のいずれかに記載の撮像レンズとを備えることを特徴とする撮像装置。