請求の範囲第1項に記載の撮像レンズは、 平行平板であるレンズ基板の物体側面及び像 側面の少なくとも一方にレンズ部が形成され たレンズブロックの少なくとも2つを、間隔� �定部を介して一体化したレンズ群と、樹脂� �料またはガラス材料からなるレンズと、を� �する撮像レンズであって、前記撮像レンズ� �軸上光束の最大光線高となる面が、前記レ� �ズ群内にあることを特徴とする。

 携帯端末に内蔵される撮像レンズの大量� ��産や低コスト化を目的として、数インチの� ��エハ(レンズ基板)上にレプリカ法によって� �ンズ部を同時に大量に成形し、それらをセ� �サウエハと組み合わせた後、切り離し、カ� �ラモジュールを大量生産する手法が知られ� �いる。本明細書においては、レンズ基板と� �該レンズ基板上に大量に形成されたレンズ� �を合わせてレンズブロックユニットと称し� �このレンズブロックユニットから切り離さ� �た一つをレンズブロックと称している。

 一般に、撮像レンズにおいて、軸上光線� ��高い位置を通過するレンズは、製造誤差に� ��り平行偏心(光学系の光軸と垂直方向へのレ ンズの光軸ずれ)すると、像面が倒れてしま� �ことにより撮像素子上での解像力が非対称� �なる、所謂「片ボケ」が生じ、著しく性能� �劣化させる恐れがある。つまり、製造誤差� �よる性能劣化を抑えるためには軸上光線高� �高いレンズの光軸を光学系の光軸と合わせ� �ことが必要となる。

 本発明によれば、撮像レンズの構成要素� ��ある軸上光線高の高いレンズ群を、少なく� ��も2つのレンズブロックをスペーサ等の間隔 規定部を介して一体化することで、このレン ズ群に含まれるレンズブロックの光軸を精度 良く合わせ、平行偏心を小さくすることで、 製造誤差によって生じる性能劣化を小さく抑 えることができる。尚、軸上光束の最大光線 高とは光軸上に結像する光束のうち、光軸か ら最も離れて光学面と交叉する光束の高さ(� �軸からの距離)をいう。また、本明細書中、� ��撮像レンズ」というときは、変倍機能を有� ��る、いわゆるズームレンズも含むものとす� ��。

 また、レンズ基板上にレンズ部が形成さ� ��たレンズブロックでは、レンズ基板が平行� ��板であることなどに起因し形状に制限があ� ��が、複数のレンズブロックで構成されたレ� ��ズ群以外に少なくとも1つのレンズを有する 撮像レンズとすることで、形状の自由度が増 え、より高性能な撮像レンズとすることがで きる。

 請求の範囲第2項に記載の撮像レンズは、 請求の範囲第1項に記載に発明において、前� �レンズ群は、複数の前記レンズブロックが� �成されたレンズブロックユニットの少なく� �も2つを格子状の前記間隔規定部を介して接� ��する工程と、接着された前記レンズブロッ� ��ユニット及び前記間隔規定部を、前記間隔� ��定部の格子枠の位置で切断する工程と、を� ��する製造方法により、製造されていること� ��特徴とする。

 複数のレンズブロックで構成されたレン� ��群を製造する場合、大量にレンズ部が成形� ��れたレンズブロックユニット上にさらに別� ��レンズブロックユニットをスペーサ部材等� ��間隔規定部を介して積層させ接着し、切断� ��る。このように構成することで、レンズブ� ��ックユニットを積層させる際に二つのレン� ��ブロックの光軸を合わせるだけで、他のレ� ��ズブロックの光軸もまとめて合わせること� ��できる。このため、例えば少なくとも2つの ガラスレンズまたはプラスチックレンズから なるレンズ群を一つずつ作成する場合と比較 し、大量のレンズ群を構成するレンズブロッ ク同士の光軸を同時かつ同様の精度で合わせ ることが可能になり、少なくとも2つのレン� �ブロックからなる高精度に光軸が合わせら� �た平行偏心の小さいレンズ群を短時間に大� �かつ安価に生産することができる。さらに� �着固定するため、作成後にレンズブロック� �互の光軸がずれてしまうことを阻止できる� �また、この製造方法は、カメラモジュール� �限ったものではなく、センサウエハを除け� �、複数のレンズブロックを接着したレンズ� �を大量生産することもできる。

 請求の範囲第3項に記載の撮像レンズは、請 求の範囲第1項又は第2項に記載の発明におい� ��、前記レンズ群の7割像高における平行偏心 敏感度をE、前記レンズブロックのそれぞれ� �7割像高の平行偏心敏感度のうち絶対値の最� ��のものをEmaxとし、前記レンズ群はEmaxと逆� �号の平行偏心敏感度のレンズブロックを含� �、下記条件式を満たすことを特徴とする。
|E/Emax| < 0.5   (1)
ただし、平行偏心敏感度とは、前記撮像レン ズの光軸と垂直方向へのレンズの偏心量δと� ��メリジオナル像面の変化量δMとしたとき、� �M/δの値であり、7割像高とは、固体撮像素子 の矩形実効画素領域の対角線長の1/2の7割の� �さである。

 製造誤差により平行偏心したレンズの平行� ��心敏感度が高いと、小さな平行偏心でもメ� ��ジオナル像面が撮像面に対して倒れが大き� ��、片ボケによる性能劣化も大きくなる。し� ��し、高い平行偏心敏感度を持ったレンズで� ��っても、逆符号の平行偏心敏感度を持った� ��レンズと組み合わせて、レンズ群とするこ� ��で、レンズ群全体としての平行偏心敏感度� ��低くすることが可能である。そこで、本発� ��においては、撮像レンズの構成要素である� ��記レンズ群を、レンズブロックの中で平行� ��心敏感度の絶対値の最も高いものに対し、� ��符号の平行偏心敏感度のレンズブロックを� ��むレンズ群とすることで、レンズ群として� ��平行偏心敏感度を小さく抑えることができ� ��。特に、条件式(1)を満たすことで、レンズ� ��を構成するレンズブロックの平行偏心敏感� ��が高い場合でも、レンズ群の平行偏心によ� ��像面の倒れが小さくなり片ボケによる性能� ��化を小さく抑えることができる。ただし、� ��倍機能を有するレンズに関しては|E/Emax|の� �が最も大きくなるポジションで、条件式(1)� �満たすものとする。以下の条件式(1‘)、
|E/Emax| < 0.3  (1‘)
を満足すると更に望ましい。

 尚、本明細書中、「平行偏心敏感度」と� ��、撮像レンズの光軸と垂直方向へのレンズ� ��偏心量δとのメリジオナル像面の変化量δM� �したとき、δM/δの値をいい、「符号が逆」� �は、光軸と垂直同方向への2つのレンズそれ� ��れの偏心に対しメリジオナル像面が光軸平� ��逆方向に移動することをいい、「メリジオ� ��ル像面」とは、子午光束がもっとも鮮鋭に� ��像する面をいうものとする。

 請求の範囲第4項に記載の撮像レンズは、 請求の範囲第1項~第3項のいずれかに記載の発 明において、前記レンズ群を形成するレンズ ブロックのいずれかのレンズ基板上に開口絞 りを有することを特徴とする。

 レンズ基板の表面に遮光性を有する部材� ��塗布あるいは真空蒸着することで、容易に� ��口絞りをレンズ基板上に形成することがで� ��る。

 請求の範囲第5項に記載の撮像レンズは、 請求の範囲第1項~第4項のいずれかに記載の発 明において、前記レンズ部が樹脂材料からな り、前記レンズ基板がガラス材料からなるこ とを特徴とする。

 平行平板であるレンズ基板をガラス材料� ��することで、研磨加工を容易とし、形状の� ��雑なレンズ部を成形加工性のよい樹脂材料� ��することで、低コストで高性能化が可能な� ��像レンズを形成できる。

 請求の範囲第6項に記載の撮像レンズは、 請求の範囲第1項~第5項のいずれかに記載の発 明において、前記レンズ部の空気と接する面 が非球面であることを特徴とする。

 レンズ部の空気と接するレンズ面を非球� ��形状とすることで、空気とレンズ部の境界� ��において、最も屈折率差が大きく非球面の� ��果を最大限に活用できる。また、レンズ面� ��すべて非球面形状とすることで、諸収差の� ��生を最小限に押さえることができ、高性能� ��が容易に可能となる。

 請求の範囲第7項に記載の撮像レンズは、 請求の範囲第1項~第6項のいずれかに記載の発 明において、前記レンズ部がエネルギー硬化 性樹脂からなることを特徴とする。

 レンズ部をエネルギー硬化性樹脂材料に� ��って構成することにより、ウエハ状のレン� ��基板に金型によって同時に大量に、レンズ� ��を種々の手段によって硬化させることが可� ��となり、量産性を向上させることができる� ��うになる。エネルギー硬化性樹脂材料とは� ��熱によって硬化する熱硬化性樹脂材料や、� ��によって硬化する紫外線(UV)硬化性樹脂材料 等を指す。なお、エネルギー硬化性樹脂材料 はUV硬化性の樹脂材料によって構成されるこ� ��が望ましい。UV硬化性の樹脂材料で構成さ� �ることにより、硬化時間を短くでき量産性� �改善できる。また、近年では耐熱性に優れ� �樹脂材料が開発されており、リフロー処理� �も耐えることができる。

 請求の範囲第8項に記載の撮像レンズは、 請求の範囲第1項~第7項に記載の発明において 、前記樹脂材料には、長さ30ナノメートル以� ��の無機微粒子が分散されていることを特徴� ��する。

 樹脂材料にて構成されるレンズ部に30ナ� �メートル以下の無機微粒子を分散させるこ� �で、温度が変化しても性能の劣化や、像点� �置変動を低減でき、しかも光透過率を低下� �せることなく、環境変化に関わらず優れた� �学特性を有する撮像レンズを提供できる。

 一般に透明な樹脂材料に微粒子を混合さ� ��ると、光の散乱が生じ透過率が低下するた� ��、光学材料として使用することは困難であ� ��たが、微粒子の大きさを透過光束の波長よ� ��小さくすることにより、散乱が実質的に発� ��しないようにできる。

 また、樹脂材料はガラス材料に比べて屈� ��率が低いことが欠点であったが、屈折率の� ��い無機粒子を母材となる樹脂材料に分散さ� ��ると、屈折率を高くできることがわかって� ��た。具体的には、母材となる樹脂材料に30� �ノメートル以下、なお、望ましくは、母材� �なる樹脂材料に20ナノメートル以下、さらに 望ましくは15ナノメートル以下の無機粒子を� ��散させることにより、任意の温度依存性を� ��する材料を提供できる。

 さらに、樹脂材料は温度が上昇すること� ��より屈折率が低下してしまうが、温度が上� ��すると屈折率が上昇する無機粒子を母材と� ��る樹脂材料に分散させると、これらの性質� ��打ち消しあうように作用するので、温度変� ��に対する屈折率変化を小さくできることも� ��られている。また、逆に、温度が上昇する� ��屈折率が低下する無機粒子を母材となる樹� ��材料に分散させると、温度変化に対する屈� ��率変化を大きくできることも知られている� ��具体的には、母材となる樹脂材料に30ナノ� �ートル以下、なお、望ましくは、母材とな� �樹脂材料に20ナノメートル以下、さらに望ま しくは15ナノメートル以下の無機粒子を分散� ��せることにより、任意の温度依存性を有す� ��材料を提供できる。

 例えば、アクリル系樹脂に酸化アルミニウ� ��(Al ₂ O ₃ )やニオブ酸リチウム(LiNbO ₃ )の微粒子を分散させることにより、高い屈� �率の樹脂材料が得られるとともに、温度に� �する屈折率変化を小さくすることができる� �

 次に、屈折率の温度変化Aについて詳細に 説明する。屈折率の温度変化Aは、ローレン� �・ローレンツの式(数1)に基づいて、屈折率n� ��温度tで微分することにより、以下の式で表 される。

 樹脂材料の場合は、一般に式中第1項に比べ 第2項の寄与が小さく、ほぼ無視できる。例� �ば、PMMA樹脂の場合、線膨張係数αは7×10 ^-5 であり、上記式に代入すると、dn/dt=-1.2×10 ^-4 [/℃]となり、実測値とおおむね一致する。

 ここで、微粒子、望ましくは無機微粒子を� ��脂材料中に分散させることにより、実質的� ��上記式の第2項の寄与を大きくし、第1項の� �膨張による変化と打ち消しあうようにさせ� �いる。具体的には、従来は-1.2×10 ^-4 程度であった変化を、絶対値で8×10 ^-5 未満に抑えることが望ましい。

 また、第2項の寄与をさらに大きくして、 母材の樹脂材料とは逆の温度特性を持たせる ことも可能である。つまり、温度が上昇する ことによって屈折率が低下するのではなく、 逆に、屈折率が上昇するような素材を得るこ ともできる。また、これと同様にして、樹脂 材料は吸水によって屈折率が上昇してしまう が、逆に、屈折率が低下するような素材を得 ることができる。

 混合させる割合は、屈折率の温度に対す� ��変化の割合をコントロールするために、適� ��増減できるし、複数種類のナノサイズの無� ��粒子をブレンドして分散させることも可能� ��ある。

 請求の範囲第9項に記載の撮像レンズは、 請求の範囲第1項~第8項のいずれかに記載の発 明において、前記レンズ基板と前記レンズ部 が薄膜を介して形成されたレンズブロックを 有することを特徴とする。

 レンズ部とレンズ基板との間に、薄膜で� ��成された開口絞りや赤外線カットフィルタ� ��介して形成することにより、光学部材の簡� ��化が可能となり、低コスト化が実現できる� ��

 請求の範囲第10項に記載の撮像レンズは� �請求の範囲第1項~第9項のいずれかに記載の� �明において、前記レンズ群は、片側のみレ� �ズ部が形成されたレンズブロックを有する� �とを特徴とする。

 レンズ基板が平行平板である場合、設計� ��より曲率を持たない面に収差補正機能を担� ��せることで、その片側に樹脂部を構成せず� ��も収差性能に影響が少なくすることができ� ��。こうした場合良好な収差性能とローコス� ��化のバランスを考えるとレンズ部を形成し� ��い方がよい。また、片側が曲率を持たない� ��であれば、その面に薄膜を蒸着することに� ��り、赤外線カットなどの機能を持たせるこ� ��ができる。

 請求の範囲第11項に記載の撮像レンズは� �請求の範囲第1項~第10項のいずれかに記載の� ��明において、前記レンズブロックは、それ� ��れ前記レンズ部及び前記レンズ基板のいず� ��か一方に光軸合わせのための手段が形成さ� ��ていることを特徴とする。

 光軸合わせのための手段として、たとえ� ��レンズ基板の一部にマークを付与すること� ��より、例えばレプリカ法によりレンズ基板� ��レンズ部を形成する際や、複数のレンズブ� ��ック同士或いは、複数のレンズブロックユ� ��ット同士をスペーサ部材等の間隔規定部を� ��して接着する際に、光軸をより精度良く合� ��せることができ、かつ光軸を合わせるため� ��時間が短縮でき、量産性を向上させること� ��できる。

 請求の範囲第12項に記載の撮像装置は、� �求の範囲第1項~第11項のいずれかに記載の撮� ��レンズを用いたことを特徴とするので、低� ��ストかつ湿度の高い環境でも使用に耐えう� ��撮像装置を提供することができる。

 請求の範囲第13項に記載の撮像レンズの� �造方法は、平行平板であるレンズ基板の物� �側面及び像側面の少なくとも一方にレンズ� �が形成されたレンズブロックが複数形成さ� �たレンズブロックユニットの少なくとも2つ� ��格子状の前記間隔規定部を介して接着する� ��程と、接着された前記レンズブロックユニ� ��ト及び前記間隔規定部を、前記間隔規定部� ��格子枠の位置で切断してレンズ群を得る工� ��と、前記レンズ群を、撮像レンズの軸上光� ��の最大光線高となる面が前記レンズ群内の� ��置となる光軸上の位置に配置する工程、と� ��備えたことを特徴とする。これにより、撮� ��レンズの構成要素である軸上光線高の高い� ��ンズ群を、大量かつ安価に生産でき、製造� ��差によって生じる性能劣化を小さく抑えた� ��像レンズを製造することができる。