JP2006301403A - 撮像レンズ、撮像装置及び携帯端末 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 物体側より順に、正の屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズと、開口絞りと、正の屈折力を有し像側に凸面を向けたメニスカス形状の第2レンズと、負の屈折力を有し物体側に凹面を向けた第3レンズとからなる撮像レンズとする。
【選択図】 図5
Description
ただし、
L: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
f:撮像レンズ全系の焦点距離
ここで、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。なお、撮像レンズの最も像側の面と像側焦点位置との間に、光学的ローパスフィルタ、赤外光カットフィルタ、撮像素子パッケージのシールガラス等の平行平板が配置される場合には、平行平板部分は空気換算距離としたうえで、上記Lの値を計算するものとする。
−3.0<(R5+R6)/(R5−R6)<0 (2)
ただし、
R1:第1レンズ物体側面の曲率半径
f:撮像レンズ全系の焦点距離
R5:第3レンズ物体側面の曲率半径
R6:第3レンズ像側面の曲率半径
2) 下記の条件式を満たす1)の撮像レンズ。
ただし、
D12:第1レンズと第2レンズの軸上の空気間隔
f:撮像レンズ全系の焦点距離
3) 下記の条件式を満足する1)又は2)の撮像レンズ。
ただし、
P:撮像レンズ全系の屈折力
Pair:第1レンズの像側面(R2)と第2レンズの物体側面(R3)とにより形成されるいわゆる空気レンズの屈折力
Pairは、下記の(5)式による
Pair=(1−n1)/R2+(n2−1)/R3−{((1−n1)・(n2−1))/(R2・R3)}・D12 (5)
ただし、
n1:第1レンズのd線に対する屈折率
n2:第2レンズのd線に対する屈折率
R2:第1レンズ像側面の曲率半径
R3:第2レンズ物体側面の曲率半径
D12:第1レンズと第2レンズの軸上の空気間隔
4) 前記第1レンズ、前記第2レンズ、及び前記第3レンズは、プラスチック材料から形成されている1)〜3)のいずれかの撮像レンズ。
前記撮像レンズとして1)〜4)のいずれかの撮像レンズを備えた撮像装置。
=f−((f/f12)−1)D (7)
式(7)より、全系の焦点距離fと第1レンズと第2レンズの合成焦点距離f12を一定であるとすると、第1レンズと第2レンズの合成レンズと第3レンズの間隔Dを大きくすると、撮像レンズ全長は短くなる。即ち、第1レンズと第2レンズの合成主点をより物体側に配置するようにすることで、言い換えると第1レンズ物体側面の屈折力を比較的強く設定することで、撮像レンズ全長を短くすることが可能となる。
また、条件式(2)は、第3レンズの形状を適切に設定する条件である。条件式(2)に示す範囲において、第3レンズは物体側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状から、像側面に比べ物体側面の屈折力が大きいような両凹形状まで変化する。
条件式(2)′の範囲では、第3レンズの像側面は平面もしくは像側に凸面を向けた凸面となり、上記の効果に加えて、撮像素子面からの微弱な反射光が第3レンズの像側面で表面反射しても発散し、不要なゴーストの発生を抑える効果も奏するようになる。
上記3)の発明の条件式(4)は、第1レンズと第2レンズで形成される空気レンズの屈折力を適切にすることにより、像面補正およびレンズの加工性を良好にするための条件である。上限を下回れば空気レンズによる負の屈折力を維持できるためペッツバール和が大きくなりすぎず、像面を平坦にすることができる。一方、下限を上回ると空気レンズによる負の屈折力が強くなりすぎないので、絞りを挟む第2面と第3面の曲率半径が大きくでき、レンズの加工性がよくなる。さらに、軸外で第2面と第3面が離れるので、軸上間隔を大きくしなくても絞りを挿入するための空気間隔を十分に確保でき、撮像レンズの小型化に有利になる。また、条件式(4)は、下記の範囲とすることがより望ましい。
また、近年では、撮像装置全体の小型化を目的とし、同画素数の固体撮像素子であっても、画素ピッチが小さく、結果として撮像面サイズが小さいものが開発されている。このような撮像面サイズの小さい固体撮像素子向けの撮像レンズは、全系の焦点距離を短くする必要があるため、各レンズの曲率半径や外径が非常に小さくなってしまうことになる。従って、工数の掛かる研磨加工により製造されるガラスレンズと比較して、上記4)の発明の、第1レンズ、第2レンズ及び第3レンズを、射出成形により製造されるプラスチックレンズで構成することにより、曲率半径や外径の小さなレンズであっても低コストで大量に生産することが可能となる。また、プラスチックレンズは成形温度、プレス温度を低くできることから、成形金型の損耗を抑える事ができ、その結果、成形金型の交換回数やメンテナンス回数を減少させることができ、よりコスト低減を図ることができる。
fB:バックフォーカス
F :Fナンバー
2Y:固体撮像素子の撮像面対角線長
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
νd:レンズ材料のアッベ数
各実施例において非球面の形状は、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)で表す。
Ai:i次の非球面係数
R :曲率半径
K :円錐定数
また、以降(表のレンズデータを含む)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)を用いて表すものとする。また、レンズデータの面番号は第1レンズの物体側を1面として順に付与した。
実施例1の撮像レンズのレンズデータを表1、表2に示す。
実施例2の撮像レンズのレンズデータを表3、表4に示す。
実施例3の撮像レンズのレンズデータを表5、表6に示す。
実施例4の撮像レンズのレンズデータを表7、表8に示す。
実施例5の撮像レンズのレンズデータを表9、表10に示す。
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
F 赤外光カットフィルタ
S 開口絞り
50 撮像装置
51 撮像素子
52 基板
53 筐体
55 鏡枠
Claims (6)
- 固体撮像素子に被写体像を結像する撮像レンズであって、物体側より順に、正の屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第1レンズと、開口絞りと、正の屈折力を有し像側に凸面を向けたメニスカス形状の第2レンズと、負の屈折力を有し物体側に凹面を向けた第3レンズとからなり、下記の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
0.20<R1/f<0.40 (1)
−3.0<(R5+R6)/(R5−R6)<0 (2)
ただし、
R1:第1レンズ物体側面の曲率半径
f:撮像レンズ全系の焦点距離
R5:第3レンズ物体側面の曲率半径
R6:第3レンズ像側面の曲率半径 - 下記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。
0.1<D12/f<0.3 (3)
ただし、
D12:第1レンズと第2レンズの軸上の空気間隔
f:撮像レンズ全系の焦点距離 - 下記の条件式を満足す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。
−5.0<Pair/P<−1.3 (4)
ただし、
P:撮像レンズ全系の屈折力
Pair:第1レンズの像側面(R2)と第2レンズの物体側面(R3)とにより形成されるいわゆる空気レンズの屈折力
Pairは、下記の(5)式による
Pair=(1−n1)/R2+(n2−1)/R3−{((1−n1)・(n2−1))/(R2・R3)}・D12 (5)
ただし、
n1:第1レンズのd線に対する屈折率
n2:第2レンズのd線に対する屈折率
R2:第1レンズ像側面の曲率半径
R3:第2レンズ物体側面の曲率半径
D12:第1レンズと第2レンズの軸上の空気間隔 - 前記第1レンズ、前記第2レンズ、及び前記第3レンズは、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
- 光電変換部を備えた固体撮像素子と、前記固体撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる撮像レンズと、前記固体撮像素子を保持すると共に電気信号の送受を行う外部接続用端子を有する基板と、物体側からの光入射用の開口部を有し遮光性部材からなる筐体と、が一体的に形成され、前記撮像レンズの光軸方向の高さが10(mm)以下の撮像装置であって、
前記撮像レンズとして請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。 - 請求項5に記載の撮像装置を備えたことを特徴とする携帯端末。
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