JP2009042489A - Imaging lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は撮像レンズに関する。特に、高画素用ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を使用した小型撮像装置、光センサー、携帯用モジュールカメラ、ＷＥＢカメラなどに好適な、小型で良好な光学特性を有する２枚のレンズで構成される撮像レンズに関する。 The present invention relates to an imaging lens. In particular, it is composed of two small lenses with good optical characteristics, suitable for small image pickup devices using solid-state image pickup devices such as CCD and CMOS for high pixels, optical sensors, portable module cameras, and WEB cameras. The present invention relates to an imaging lens.
近年、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子を使用した各種撮像装置が広く普及している。これら撮像素子の高性能化、小型化にともない、従来以上に、小型、軽量で、良好な光学特性を有する撮像レンズが求められている。 In recent years, various imaging devices using a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS have been widely used. As these image pickup devices have higher performance and smaller size, there is a demand for an image pickup lens that is smaller, lighter, and has good optical characteristics than ever.
従来、小型化と良好な光学特性とをともに満足させる撮像レンズに関し、多くの研究開発が行われている。ＣＣＤなどの固体撮像素子の高性能化により、求められる小型化や光学特性のレベルは高くなっている。撮像レンズを小型化するには、構成するレンズの枚数は少ないほど有利となる。一方、光学特性はレンズ枚数が多くなるほど、諸収差の補正が容易となり、良好な光学特性を有する撮像レンズを得ることができる。これらを考慮して、小型化と良好な光学特性とをバランスさせた２枚のレンズで構成される撮像レンズが提案されている。 Conventionally, much research and development has been conducted on an imaging lens that satisfies both miniaturization and good optical characteristics. With the improvement in performance of solid-state image sensors such as CCDs, the required level of miniaturization and optical characteristics is increasing. In order to reduce the size of the imaging lens, the smaller the number of lenses, the more advantageous. On the other hand, as the number of lenses increases, it becomes easier to correct various aberrations, and an imaging lens having good optical characteristics can be obtained. In consideration of these, an imaging lens composed of two lenses that balances downsizing and good optical characteristics has been proposed.
特許文献１に示された撮像レンズは、第１レンズが両凸の正のパワーを有するレンズ、第２レンズが物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである。開示されている撮像レンズは、第１レンズおよび第２レンズの厚さが厚く、小型化という点で不十分であった。なお、本発明でいうパワーは焦点距離の逆数で表される値である。 In the imaging lens disclosed in Patent Document 1, a first lens is a biconvex positive lens, and a second lens is a meniscus lens having a concave surface facing the object side. The disclosed imaging lens is insufficient in terms of miniaturization because the first lens and the second lens are thick. The power referred to in the present invention is a value represented by the reciprocal of the focal length.
特許文献２に示された撮像レンズは、第１レンズが像側に凸面を向けた正のパワーを有するレンズ、第２レンズが像側に凸面を向けた負のパワーのメニスカスレンズである。開示されている撮像レンズは、第１レンズは正のパワーを大きく設定して、小型化を図っているが、第２レンズの負のパワーは比較的弱く設定されている。そのため、球面収差などの補正が不十分となることがある。 The imaging lens disclosed in Patent Document 2 is a lens having a positive power in which a first lens has a convex surface facing the image side, and a meniscus lens having a negative power in which the second lens has a convex surface facing the image side. In the disclosed imaging lens, the first lens is set to have a large positive power to reduce the size, but the negative power of the second lens is set to be relatively weak. Therefore, correction of spherical aberration and the like may be insufficient.
特許文献３に示された撮像レンズは、第１レンズが像側に凸面を向けた正のパワーを有するレンズ、第２レンズが像側に凸面を向けた負のパワーのレンズである。第１レンズの物体側面と像側面の曲率半径の比が大きく設定されており、また、第１レンズと第２レンズの屈折率の差が大きいため、収差の補正が不十分となることがある。
The imaging lens disclosed in
本発明は、上記従来例の問題点を解決するためになされたものであり、２枚のレンズで構成される、小型で、光学特性が良好な撮像レンズの提供を目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the conventional example, and an object of the present invention is to provide a small imaging lens having good optical characteristics, which is composed of two lenses.
上記目的を解決するため、第１レンズと第２レンズとのパワー配分およびレンズ形状を、鋭意検討した結果、目的の撮像レンズが得られることを見出し、本発明に到達した。 In order to solve the above object, as a result of intensive studies on the power distribution and the lens shape of the first lens and the second lens, it was found that the target imaging lens can be obtained, and the present invention has been achieved.
請求項１の発明の撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、絞り、両凸の正のパワーを有する第1レンズ、像側面に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカス形状の第2レンズを配設し、
−０．７＜ｆ１／ｆ２＜−０．３ （１）
−４．５０＜Ｒ１／Ｒ２＜−２．０ （２）
０．３０＜（ｄ１＋ｄ３）／ｆ＜０．７５ （３）
ただし、
ｆ ：撮像レンズ全体の焦点距離、
ｆ１：第１レンズの焦点距離、
ｆ２：第２レンズの焦点距離、
Ｒ１：第１レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ２：第１レンズの像側面の曲率半径、
ｄ１：第１レンズの芯厚、
ｄ３：第２レンズの芯厚
の条件を満足することを特徴とする。
The imaging lens according to the first aspect of the present invention includes, in order from the object side to the image side, a diaphragm, a first lens having a biconvex positive power, and a meniscus-shaped first lens having a negative power with a convex surface facing the image side surface. 2 Arrange the lens,
−0.7 <f1 / f2 <−0.3 (1)
−4.50 <R1 / R2 <−2.0 (2)
0.30 <(d1 + d3) / f <0.75 (3)
However,
f: focal length of the entire imaging lens,
f1: focal length of the first lens,
f2: focal length of the second lens,
R1: radius of curvature of the object side surface of the first lens,
R2: radius of curvature of the image side surface of the first lens,
d1: Core thickness of the first lens,
d3: The condition of the core thickness of the second lens is satisfied.
請求項２の発明の撮像レンズは、請求項１記載の撮像レンズにおいて、第１レンズの屈折率をｎ１、第２レンズの屈折率をｎ２として、
０．０４０＜ｎ２−ｎ１＜０．０９０ （４）
の条件を満足することを特徴とする。
The imaging lens of the invention of claim 2 is the imaging lens of claim 1, wherein the refractive index of the first lens is n1, and the refractive index of the second lens is n2.
0.040 <n2-n1 <0.090 (4)
It satisfies the following conditions.
請求項１の発明によれば、物体側から像側に向かって順に、絞り、両凸の正のパワーを有する第1レンズ、像側面に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカス形状の第2レンズを配設し、上記条件式（１）〜（３）を満足することにより、２枚レンズ構成の小型で、光学特性の良好な撮像レンズを得ることができる。 According to the first aspect of the present invention, in order from the object side to the image side, the stop, the first lens having a positive biconvex power, and the second meniscus shape having a negative power with the convex surface facing the image side surface. By arranging the lens and satisfying the conditional expressions (1) to (3), it is possible to obtain an imaging lens having a small two-lens configuration and good optical characteristics.
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の撮像レンズにおいて、第１レンズの屈折率と第２レンズの屈折率との関係が、０．０４０＜ｎ２−ｎ１＜０．０９０の条件を満足することで、第１レンズと第２レンズのパワーの調整が容易となり、小型で、かつ収差が良好に補正された撮像レンズを得ることができる。 According to the invention of claim 2, in the imaging lens of the invention of claim 1, the relationship between the refractive index of the first lens and the refractive index of the second lens is such that 0.040 <n2-n1 <0.090. By satisfying the above, it is easy to adjust the power of the first lens and the second lens, and it is possible to obtain a small imaging lens in which aberrations are favorably corrected.
本発明に係る撮像レンズの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明の一実施形態にかかる撮像レンズの構成図を図１に示す。この撮像レンズＬＡは、物体側（図示せず）から像面に向かって順に、絞りＳ１、第1レンズＬ１、第2レンズＬ２が配列された２枚構成のレンズ系である。第２レンズＬ２と像面との間に、ガラス平板ＧＦが置かれる。このガラス平板ＧＦは、カバーガラス、IRカットフィルタ、又は、ローパスフィルタ等の機能を有するものを使用することができる。 An embodiment of an imaging lens according to the present invention will be described with reference to the drawings. The block diagram of the imaging lens concerning one Embodiment of this invention is shown in FIG. The imaging lens LA is a two-lens lens system in which an aperture S1, a first lens L1, and a second lens L2 are arranged in order from the object side (not shown) toward the image plane. A glass flat plate GF is placed between the second lens L2 and the image plane. As the glass flat plate GF, a glass plate having a function such as a cover glass, an IR cut filter, or a low-pass filter can be used.
絞りＳ１を第1レンズＬ１より物体側（図示せず）へ配置することにより、入射瞳位置を像面から遠い位置にとることができる。これにより、高いテレセントリック性を確保することが可能となり、像面に対する入射角を好適にすることが可能となる。 By disposing the stop S1 on the object side (not shown) from the first lens L1, the entrance pupil position can be set at a position far from the image plane. As a result, high telecentricity can be ensured, and the incident angle with respect to the image plane can be made suitable.
第1レンズＬ１は１面以上が非球面、好ましくは両面が非球面の両凸の正のパワーを有するレンズであり、第２レンズ゛Ｌ２は１面以上が非球面、好ましくは両面が非球面の像面側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカス形状のレンズである。第１レンズＬ１の正のパワーを大きくすると、主点が物体側となるため、撮像レンズＬＡの小型化には有利である。しかし、第１レンズＬ１の正のパワーが大きくなりすぎると、高次収差が発生しやすくなり、また、第２レンズＬ２とのパワーバランスを調整することが難しくなり、収差の補正、特に、球面収差（軸上色収差）の補正が不十分となりやすい。本発明では、第１レンズＬ１をレンズ両面で収斂作用を有する両凸レンズとし、かつ、レンズ両面の曲率半径Ｒ１、Ｒ２およびレンズの中心厚ｄ１を特定範囲の値とすることにより、第１レンズＬ１に比較的大きなパワーを持たせ、かつ、収差を好適に補正することを可能とした。 The first lens L1 is a biconvex positive lens having one or more aspheric surfaces, preferably both aspheric surfaces, and the second lens L2 has one or more aspheric surfaces, preferably both surfaces aspheric. This is a meniscus lens having a negative power with its convex surface facing the image surface side. Increasing the positive power of the first lens L1 is advantageous for downsizing the imaging lens LA because the principal point is on the object side. However, if the positive power of the first lens L1 becomes too large, higher-order aberrations are likely to occur, and it becomes difficult to adjust the power balance with the second lens L2, and correction of aberrations, particularly spherical surfaces. Correction of aberration (axial chromatic aberration) tends to be insufficient. In the present invention, the first lens L1 is a biconvex lens having a converging action on both surfaces of the lens, and the curvature radii R1 and R2 of the both surfaces of the lens and the center thickness d1 of the lens are set to values in a specific range. A comparatively large power can be provided, and aberrations can be corrected appropriately.
第２レンズＬ２は、撮像レンズＬＡの諸収差の補正を好適化するため、第１レンズＬ１の正のパワーを制御して、パワーバランスを図っている。さらに、第２レンズＬ２の形状を、一方の面に収斂作用、他方の面に発散作用を有するメニスカス形状とするとともに、第２レンズＬ２の中心厚ｄ３を特定範囲の値とすることにより、第１レンズＬ１とのパワー調整を容易とし、諸収差の補正の好適化が図られている。 The second lens L2 controls the positive power of the first lens L1 in order to optimize the various aberrations of the imaging lens LA, thereby achieving power balance. Furthermore, the shape of the second lens L2 is a meniscus shape having a converging action on one surface and a diverging action on the other surface, and the center thickness d3 of the second lens L2 is set to a value within a specific range, Adjustment of power with one lens L1 is facilitated, and correction of various aberrations is optimized.
本発明の撮像レンズＬＡは、物体側から像側に向かって順に、絞り、両凸の正のパワーを有する第1レンズＬ１、像側面に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカス形状の第2レンズＬ２を配設し、撮像レンズＬＡ全体の焦点距離をｆ、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２、第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径をＲ１、第１レンズＬ１の像側面の曲率半径Ｒ２、第１レンズＬ１の中心厚をｄ１、第２レンズＬ２の中心厚をｄ３としたとき、条件式（１）、（２）および（３）、より好ましくは、条件式（１−Ａ）、（２−Ａ）および（３−Ａ）を満足させることにより、小型で、かつ、光学特性の良好な２枚レンズ構成の撮像レンズを得ることが出来る。
−０．７＜ｆ１／ｆ２＜−０．３ （１）
−０．６＜ｆ１／ｆ２＜−０．３ （１−Ａ）
−４．５０＜Ｒ１／Ｒ２＜−２．０ （２）
−３．５０＜Ｒ１／Ｒ２＜−２．５０ （２−Ａ）
０．３０＜（ｄ１＋ｄ３）／ｆ＜０．７５ （３）
０．５０＜（ｄ１＋ｄ３）／ｆ＜０．７５ （３−Ａ）
The imaging lens LA of the present invention includes, in order from the object side to the image side, a stop, a first lens L1 having a biconvex positive power, a second meniscus shape having a negative power with a convex surface facing the image side surface. The lens L2 is disposed, the focal length of the entire imaging lens LA is f, the focal length of the first lens L1 is f1, the focal length of the second lens L2 is f2, the radius of curvature of the object side surface of the first lens L1 is R1, Conditional expressions (1), (2) and (3), where the curvature radius R2 of the image side surface of the first lens L1, the center thickness of the first lens L1 is d1, and the center thickness of the second lens L2 is d3. Preferably, by satisfying conditional expressions (1-A), (2-A), and (3-A), it is possible to obtain an imaging lens having a two-lens configuration that is small and has good optical characteristics. .
−0.7 <f1 / f2 <−0.3 (1)
−0.6 <f1 / f2 <−0.3 (1-A)
−4.50 <R1 / R2 <−2.0 (2)
−3.50 <R1 / R2 <−2.50 (2-A)
0.30 <(d1 + d3) / f <0.75 (3)
0.50 <(d1 + d3) / f <0.75 (3-A)
条件式（１）および（１−Ａ）は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２のパワーバランスを規定する条件式である。第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１に対する第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２の割合、すなわちｆ１／ｆ２の値が条件式（１）の下限を下回ると、小型化は容易となるが、諸収差、特に、球面収差および倍率色収差の補正が困難となることがある。一方、ｆ１／ｆ２の値が、条件式（１）の上限を上回ると、諸収差の補正は比較的容易となるが、第１レンズの前方主点位置が像面に近づき、撮像レンズＬＡの光学長が長くなることがあり、小型化が困難となる。 Conditional expressions (1) and (1-A) are conditional expressions that regulate the power balance between the first lens L1 and the second lens L2. If the ratio of the focal length f2 of the second lens L2 to the focal length f1 of the first lens L1, that is, the value of f1 / f2 is less than the lower limit of the conditional expression (1), the size can be easily reduced. In some cases, it is difficult to correct spherical aberration and lateral chromatic aberration. On the other hand, when the value of f1 / f2 exceeds the upper limit of the conditional expression (1), correction of various aberrations is relatively easy, but the front principal point position of the first lens approaches the image plane, and the imaging lens LA The optical length may become long, and miniaturization becomes difficult.
条件式（２）及び（２−Ａ）は、第１レンズＬ１のメニスカス度合いに関する条件式である。Ｒ１／Ｒ２の値が、条件式（２）の上限を上回ると歪曲収差の補正が困難になることがある。一方、下限を下回るとメニスカス度合いがゆるくなるため、第１レンズの前方主点位置が像面に近づき、撮像レンズＬＡの光学長が長くなることがあり、小型化が困難となる。 Conditional expressions (2) and (2-A) are conditional expressions concerning the meniscus degree of the first lens L1. If the value of R1 / R2 exceeds the upper limit of conditional expression (2), it may be difficult to correct distortion. On the other hand, if the value is below the lower limit, the degree of meniscus becomes loose, the front principal point position of the first lens approaches the image plane, and the optical length of the imaging lens LA may become long, making it difficult to reduce the size.
条件式（３）及び（３−Ａ）は、第１レンズＬ１の中心厚ｄ１と第２レンズＬ２の中心厚ｄ３を規定する条件式である。（ｄ１＋ｄ３）／ｆの値が条件式（３）の上限値より大きくなると、撮像レンズＬＡの小型化の達成が困難になることがある。また、（ｄ１＋ｄ３）／ｆの値が条件式（３）の下限値より小さくなると、レンズの厚さが薄くなり、レンズの製作が困難となることがあり、また、収差の補正が不十分となることがある。 Conditional expressions (3) and (3-A) are conditional expressions that define the center thickness d1 of the first lens L1 and the center thickness d3 of the second lens L2. If the value of (d1 + d3) / f is larger than the upper limit value of conditional expression (3), it may be difficult to achieve downsizing of the imaging lens LA. Further, if the value of (d1 + d3) / f is smaller than the lower limit value of conditional expression (3), the thickness of the lens becomes thin, making it difficult to manufacture the lens, and insufficient correction of aberrations. May be.
第1レンズＬ１の屈折率ｎ１は、１．５００〜１．５５０の範囲にあるものが、第２レンズＬ２の屈折率ｎ２は、１．５３０〜１．６５０の範囲にあるものが、好ましく使用される。第２レンズＬ２の屈折率ｎ２は、第１レンズＬ１の屈折率ｎ１より大きく、条件式（４）、より好ましくは、条件式（４−Ａ）の範囲にあることが好ましい。
０．０４０＜ｎ２−ｎ１＜０．０９０ （４）
０．０５５＜ｎ２−ｎ１＜０．０９０ （４−Ａ）
第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の屈折率が条件式（４）の範囲以外では、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２のパワーの調整が不十分となることがあり、小型で良好な光学特性を有する撮像レンズＬＡを得ることが難しくなることがある。
The refractive index n1 of the first lens L1 is preferably in the range of 1.500 to 1.550, and the refractive index n2 of the second lens L2 is preferably in the range of 1.530 to 1.650. Is done. The refractive index n2 of the second lens L2 is larger than the refractive index n1 of the first lens L1, and is preferably in the range of conditional expression (4), more preferably conditional expression (4-A).
0.040 <n2-n1 <0.090 (4)
0.055 <n2-n1 <0.090 (4-A)
When the refractive indexes of the first lens L1 and the second lens L2 are outside the range of the conditional expression (4), the power adjustment of the first lens L1 and the second lens L2 may be insufficient, and a small and good optical It may be difficult to obtain an imaging lens LA having characteristics.
第1レンズＬ１および第２レンズＬ２はガラスあるいは樹脂のいずれかの材料で形成される。レンズ材料としてガラスを使用する場合、ガラス転移温度が、４００℃以下のガラス材料を使用することが好ましい。これにより、金型の耐久性を向上させることが可能となる。 The first lens L1 and the second lens L2 are made of either glass or resin. When glass is used as the lens material, it is preferable to use a glass material having a glass transition temperature of 400 ° C. or lower. Thereby, it becomes possible to improve the durability of the mold.
樹脂材料は複雑な面形状のレンズを効率よく製造することが可能であり、生産性の面から、ガラス材料より好ましい材料である。本発明のレンズ材料として樹脂材料が使用される場合、ＡＳＴＭ Ｄ５４２法に準じて測定されたｄ線の屈折率が１．５００〜１．６５０の範囲にありかつ、波長４５０〜６００ｎｍの範囲での光線透過率が８０％以上、より好ましくは８５％以上の樹脂材料であれば、熱可塑性樹脂であっても、熱硬化性樹脂であっても使用可能である。樹脂材料によるレンズの製造は、射出成形、圧縮成形、注型成形、トランスファー成形など公知の成形加工法により、行うことができる。 A resin material can efficiently manufacture a lens having a complicated surface shape, and is more preferable than a glass material in terms of productivity. When a resin material is used as the lens material of the present invention, the d-line refractive index measured according to the ASTM D542 method is in the range of 1.500 to 1.650, and the wavelength is in the range of 450 to 600 nm. Any resin material having a light transmittance of 80% or more, more preferably 85% or more can be used, whether it is a thermoplastic resin or a thermosetting resin. A lens made of a resin material can be manufactured by a known molding method such as injection molding, compression molding, casting molding, transfer molding or the like.
第1レンズL1に使用される樹脂材料としては、ASTM542法に準じて測定されたd線の屈折率ｎ１が１．５００〜１．５５０の範囲の樹脂材料が使用される。第１レンズL１で使用される樹脂材料の具体例としては、シクロ環や、その他の環状構造を有する非結晶性のポリオレフィン系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂などが挙げられる。これらの中ではシクロオレフィンを含有するポリオレフィンや環状オレフィンを含有するポリオレフィンが好ましい。 As the resin material used for the first lens L1, a resin material having a d-line refractive index n1 measured in accordance with the ASTM 542 method in the range of 1.500 to 1.550 is used. Specific examples of the resin material used in the first lens L1 include a non-crystalline polyolefin-based resin, an epoxy-based resin, and a silicon-based resin having a cyclo ring and other ring structures. Among these, polyolefins containing cycloolefin and polyolefins containing cyclic olefin are preferable.
第２レンズＬ２に使用される樹脂材料としては、ＡＳＴＭ ５４２法に準じて測定されたd線の屈折率ｎ２が１．５３０〜１．６５０の範囲の樹脂材料が使用される。第２レンズＬ２で使用される樹脂材料の具体例としては、シクロ環や、その他の環状構造を有する非結晶性のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、9，9−ビス（４−ヒドロキシンフェニル）フルオレンなどの構造を含む透明性の高いポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂などが挙げられる。これらの中ではシクロオレフィンを含有するポリオレフィンや環状オレフィンを含有するポリオレフィンとポリカーボネート系樹脂が好ましい。 As the resin material used for the second lens L2, a resin material having a d-line refractive index n2 of 1.530 to 1.650 measured according to the ASTM 542 method is used. Specific examples of the resin material used in the second lens L2 include a non-crystalline polyolefin resin, a polystyrene resin, a polycarbonate resin, 9,9-bis (4- Examples thereof include highly transparent polyester-based resins, epoxy-based resins, silicon-based resins, and the like including structures such as hydroxynphenyl) fluorene. Among these, polyolefin containing cycloolefin, polyolefin containing cyclic olefin, and polycarbonate resin are preferable.
なお、樹脂材料は温度変化により屈折率が変動することは良く知られている。この変動を抑えるため、平均粒子径１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下のシリカ、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化アルミなどの微粒子が分散混合された前記の透明性を有する樹脂材料をレンズ材料として使用することができる。 It is well known that the refractive index of a resin material varies with temperature. In order to suppress this variation, the above-described transparent resin material in which fine particles such as silica, niobium oxide, titanium oxide, aluminum oxide having an average particle diameter of 100 nm or less, more preferably 50 nm or less are dispersed and mixed is used as a lens material. be able to.
レンズ材料が樹脂材料の場合、第1レンズＬ１および第２レンズＬ２はレンズ外周部にコバを設けることができる。コバ形状は、レンズの性能を損なわなければ、特に制約は無い。レンズの成形加工性の面から、コバの厚さはレンズ外周部の厚さの７０〜１３０％の範囲にあることが好ましい。レンズ外周部にコバを設けた場合、コバ部に光が入射すると、ゴーストやフレアの原因となることがある。その場合は、必要に応じて、レンズ間に入射光を制限する射光マスクを設ければよい。 When the lens material is a resin material, the first lens L1 and the second lens L2 can be provided with an edge on the outer periphery of the lens. The edge shape is not particularly limited as long as the performance of the lens is not impaired. From the viewpoint of lens moldability, the edge thickness is preferably in the range of 70 to 130% of the thickness of the outer periphery of the lens. When the edge is provided on the outer peripheral portion of the lens, if light enters the edge portion, it may cause ghost or flare. In that case, a light-emitting mask that restricts incident light may be provided between the lenses as necessary.
撮像レンズＬＡは、撮像モジュールなどに利用される前に、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の物体側及び像面側のレンズ表面に、それぞれ反射防止膜、ＩＲカット膜あるいは表面硬化など公知の表面処理を施してもよい。本発明の撮像レンズＬＡを使用した撮像モジュールは、携帯用モジュールカメラ、WEBカメラ、パソコン、デジタルカメラ、自動車や各種産業機器の光センサー、モニターなどに使用され、これら機器の小型化、高性能化に寄与する。 Before the imaging lens LA is used in an imaging module or the like, a known anti-reflection film, IR cut film, or surface hardening is applied to the object-side and image-side lens surfaces of the first lens L1 and the second lens L2, respectively. A surface treatment may be applied. The imaging module using the imaging lens LA of the present invention is used in portable module cameras, web cameras, personal computers, digital cameras, automobiles and various industrial equipment optical sensors, monitors, etc. Contribute to.
以下、本発明の撮像レンズＬＡの具体的実施例について説明する。各実施例に記載されている記号は以下のことを示す。なお、厚さ、距離、半径の単位はmmである。
ｆ ：撮像レンズＬＡ全体の焦点距離
ｆ１ ：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ２ ：第2レンズＬ２の焦点距離
Ｆｎｏ ：Fナンバー
Ｓ１ ：絞り
Ｒ ：光学面の曲率半径、レンズの場合は中心曲率半径
Ｒ１ ：第1レンズＬ１の物体側面の曲率半径
Ｒ２ ：第1レンズＬ１の像側面の曲率半径
Ｒ３ ：第2レンズＬ２の物体側面の曲率半径
Ｒ４ ：第2レンズＬ２の像側面の曲率半径
Ｒ５ ：ガラス平板ＧＦの物体側面の曲率半径
Ｒ６ ：ガラス平板ＧＦの像側面の曲率半径
ｄ ：レンズの中心厚又はレンズ間距離
ｄ１ ：第1レンズＬ１の中心厚
ｄ２ ：第1レンズＬ１の像面側と第２レンズＬ２の物体側面との距離
ｄ３ ：第２レンズＬ２の中心厚
ｄ４ ：第２レンズＬ２の像面側とガラス平板ＧＦの物体側面との距離
ｄ５ ：ガラス平板ＧＦの中心厚
ｎｄ ：d線の屈折率
ｎ１ ：第１レンズＬ１の屈折率
ｎ２ ：第２レンズＬ２の屈折率
νｄ ：ｄ線でのアッベ数
ν1 ：第1レンズＬ１のアッベ数
ν2 ：第2レンズＬ２のアッベ数
ν4 ：ガラス平板ＧＦのアッベ数
Hereinafter, specific examples of the imaging lens LA of the present invention will be described. The symbols described in each example indicate the following. The unit of thickness, distance, and radius is mm.
f: focal length of the imaging lens LA as a whole f1: focal length of the first lens L1 f2: focal length of the second lens L2 Fno: F number S1: aperture R: radius of curvature of optical surface, central radius of curvature R1 in the case of a lens : Curvature radius R2 of the object side surface of the first lens L1: curvature radius R3 of the image side surface of the first lens L1: curvature radius R4 of the object side surface of the second lens L2: curvature radius R5 of the image side surface of the second lens L2: glass Radius of curvature R6 of object side surface of flat plate GF: Radius of curvature of image side surface of glass flat plate GF d: Center thickness of lens or inter-lens distance d1: Center thickness of first lens L1 d2: Image surface side of first lens L1 Distance d3 between the object side surface of the two lenses L2: Center thickness d4 of the second lens L2: Distance d5 between the image surface side of the second lens L2 and the object side surface of the glass flat plate GF: Center thickness nd of the glass flat plate GF: d line Refractive index n1 : Refractive index n2 of first lens L1: refractive index νd of second lens L2: Abbe number ν1 at d-line: Abbe number ν2 of first lens L1: Abbe number ν4 of second lens L2: Abbe number of glass flat plate GF number
撮像レンズＬＡの第1レンズＬ１および第２レンズＬ２のそれぞれのレンズ面の非球面形状は、yを光の進行方向を正とした光軸に、xを光軸と直交する方向とした軸として、下記の非球面多項式で表される。 The aspheric shape of each lens surface of the first lens L1 and the second lens L2 of the imaging lens LA is such that y is an optical axis with the traveling direction of light as positive and x is an axis perpendicular to the optical axis. The following aspheric polynomial is used.
ｙ＝（ｘ２／Ｒ）／［１＋｛１−（ｋ＋１）（ｘ／Ｒ２）｝１／２］
＋Ａ４ｘ４＋Ａ６ｘ６＋Ａ８ｘ８＋Ａ１０ｘ１０ （５）
y = (x 2 / R) / [1+ {1- (k + 1) (x / R 2 )} 1/2 ]
+ A4x 4 + A6x 6 + A8x 8 + A10x 10 (5)
ただし、Rは光軸上の曲率半径、ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０は非球面係数である。 Here, R is a radius of curvature on the optical axis, k is a conical coefficient, and A4, A6, A8, and A10 are aspherical coefficients.
各レンズ面の非球面は、便宜上、条件式（５）で表される非球面式を使用して計算されている。しかしながら、特に条件式（５）の非球面多項式に限定されるものではない。 For convenience, the aspheric surface of each lens surface is calculated using an aspherical expression expressed by conditional expression (5). However, it is not particularly limited to the aspherical polynomial in the conditional expression (5).
（実施例1）
図２は、実施例１の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例１の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１および第２レンズＬ２のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径R、レンズの中心厚又はレンズ間の距離d、屈折率nd、アッベ数νdの値を表１に、円錐係数k、非球面係数を表２に示す。
(Example 1)
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating an arrangement of the imaging lens LA according to the first embodiment. The curvature radius R of the object side and the image plane side of each of the first lens L1 and the second lens L2 constituting the imaging lens LA of Example 1, the center thickness of the lens or the distance d between the lenses, the refractive index nd, and the Abbe number Table 1 shows the values of νd, and Table 2 shows the conic coefficient k and the aspheric coefficient.
この条件では、ｆは２．０９ｍｍ、ｆ１は１．１６ｍｍ、ｆ２は−２．５８ｍｍ、ｄ１は１．１７ｍｍ、ｄ２は０．３７ｍｍ、ｄ３は０．３７ｍｍ及び、Ｆｎｏは２．８である。これらの値から、ｆ１／ｆ２＝−０．４５、Ｒ１／Ｒ２＝−２．９６、（ｄ１＋ｄ２）／ｆ＝０．７４、ｎ２−ｎ１＝０．０７６であった。 Under these conditions, f is 2.09 mm, f1 is 1.16 mm, f2 is −2.58 mm, d1 is 1.17 mm, d2 is 0.37 mm, d3 is 0.37 mm, and Fno is 2.8. From these values, f1 / f2 = −0.45, R1 / R2 = −2.96, (d1 + d2) /f=0.74, and n2−n1 = 0.076.
実施例１の撮像レンズの球面収差を図３に、非点収差及び歪曲収差を図4に示す。以上の結果より、実施例１の撮像レンズは、コンパクトで、良好な光学特性を有していることがわかる。なお、球面収差及び非点収差は波長４８６ｎｍ、波長５８８ｎｍ、波長６５６ｎｍの３波長に対する収差の結果であり、図では左から順に、波長４８６ｎｍ、波長５８８ｎｍ、波長６５６ｎｍにおける収差である。歪曲収差は波長５８８ｎｍにおける収差である。又、非点収差のＳはサジタル像面に対する収差、Ｔはタンジェンシャル像面に対する収差である。 The spherical aberration of the image pickup lens of Example 1 is shown in FIG. 3, and astigmatism and distortion are shown in FIG. From the above results, it can be seen that the imaging lens of Example 1 is compact and has good optical characteristics. Note that spherical aberration and astigmatism are the results of aberration for three wavelengths of 486 nm, 588 nm, and 656 nm, and are aberrations at a wavelength of 486 nm, a wavelength of 588 nm, and a wavelength of 656 nm in this order from the left. Distortion is an aberration at a wavelength of 588 nm. Further, astigmatism S is an aberration with respect to the sagittal image surface, and T is an aberration with respect to the tangential image surface.
（実施例２）
図５は、実施例２の撮像レンズの配置を示す構成図である。この実施例２の撮像レンズを構成する第１レンズ及び第２レンズのそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径Ｒ、レンズの中心厚あるいはレンズ間の距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄの値を表３に、円錐係数ｋ、非球面係数の値を、表４に示した。
(Example 2)
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating the arrangement of the imaging lenses of the second embodiment. The curvature radius R on the object side and the image plane side of each of the first lens and the second lens constituting the imaging lens of Example 2, the center thickness of the lens or the distance d between the lenses, the refractive index nd, and the Abbe number νd The values are shown in Table 3, and the conic coefficient k and the aspheric coefficient are shown in Table 4.
この条件では、ｆは２．４２ｍｍ、ｆ１は１．５０ｍｍ、ｆ２は−４．０７ｍｍ、ｄ１は１．２４ｍｍ、ｄ２は０．６９ｍｍ、ｄ３は０．４１ｍｍ及び、Ｆｎｏは２．８である。これらの値から、ｆ１／ｆ２＝−０．３７、Ｒ１／Ｒ２＝−３．２１、（ｄ１＋ｄ２）／ｆ＝０．６８、ｎ２−ｎ１＝０．０７６であった。 Under these conditions, f is 2.42 mm, f1 is 1.50 mm, f2 is -4.07 mm, d1 is 1.24 mm, d2 is 0.69 mm, d3 is 0.41 mm, and Fno is 2.8. From these values, f1 / f2 = −0.37, R1 / R2 = −3.21, (d1 + d2) /f=0.68, and n2−n1 = 0.076.
実施例２の撮像レンズの球面収差を図６に、非点収差及び歪曲収差を図７に示す。以上の結果より、実施例２の撮像レンズは、コンパクトで、良好な光学特性を有していることがわかる。 The spherical aberration of the imaging lens of Example 2 is shown in FIG. 6, and astigmatism and distortion are shown in FIG. From the above results, it can be seen that the imaging lens of Example 2 is compact and has good optical characteristics.
ＬＡ ：撮像レンズ
Ｓ１ ：絞り
Ｌ１ ：第１レンズ
Ｌ２ ：第２レンズ
ＧＦ ：ガラス平板
Ｒ１ ：第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径
Ｒ２ ：第１レンズＬ１の像側面の曲率半径
Ｒ３ ：第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径
Ｒ４ ：第２レンズＬ２の像側面の曲率半径
Ｒ５ ：ガラス平板ＧＬの物体側面の曲率半径
Ｒ６ ：ガラス平板ＧＬの像側面の曲率半径
ｄ１ ：第１レンズＬ１の中心厚
ｄ２ ：第１レンズＬ１の像側面と第２レンズＬ２の物体側面との光軸上の面間隔
ｄ３ ：第２レンズＬ２の中心厚
ｄ４ ：第２レンズＬ２の像側面とガラス平板ＧＦの物体側面との光軸上の面間隔
ｄ５ ：ガラス平板ＧＦの厚さ
LA: Imaging lens S1: Diaphragm L1: First lens L2: Second lens GF: Glass flat plate R1: Curvature radius R2 of the object side surface of the first lens L1: Curvature radius R3 of the image side surface of the first lens L1: Second lens Radius of curvature R4 of the object side surface of L2: radius of curvature R5 of the image side surface of the second lens L2: radius of curvature R6 of the object side surface of the glass flat plate GL: radius of curvature d1 of the image side surface of the glass flat plate GL: center thickness of the first lens L1 d2: the distance between the image side surface of the first lens L1 and the object side surface of the second lens L2 on the optical axis d3: the center thickness of the second lens L2 d4: the image side surface of the second lens L2 and the object side surface of the glass plate GF The distance d5 on the optical axis with respect to the thickness of the glass flat plate GF
Claims (2)
−０．７＜ｆ１／ｆ２＜−０．３ （１）
−４．５０＜Ｒ１／Ｒ２＜−２．０ （２）
０．３０＜（ｄ１＋ｄ３）／ｆ＜０．７５ （３）
ただし、
ｆ ：撮像レンズ全体の焦点距離、
ｆ１：第１レンズの焦点距離、
ｆ２：第２レンズの焦点距離、
Ｒ１：第１レンズの物体側面の曲率半径、
Ｒ２：第１レンズの像側面の曲率半径、
ｄ１：第１レンズの中心厚、
ｄ３：第２レンズの中心厚
である。 In order from the object side to the image plane side, a diaphragm, a first lens having a biconvex positive power, and a meniscus second lens having a negative power with the convex surface facing the image plane side are arranged, and An imaging lens satisfying conditional expressions (1) to (3).
−0.7 <f1 / f2 <−0.3 (1)
−4.50 <R1 / R2 <−2.0 (2)
0.30 <(d1 + d3) / f <0.75 (3)
However,
f: focal length of the entire imaging lens,
f1: focal length of the first lens,
f2: focal length of the second lens,
R1: radius of curvature of the object side surface of the first lens,
R2: radius of curvature of the image side surface of the first lens,
d1: Center thickness of the first lens,
d3: Center thickness of the second lens.
０．０４０＜ｎ２−ｎ１＜０．０９０ （４）
ただし、
ｎ１：第１レンズの屈折率、
ｎ２：第２レンズの屈折率
である。 2. The imaging lens according to claim 1, wherein the refractive indices of the first lens and the second lens satisfy the following conditional expression (4).
0.040 <n2-n1 <0.090 (4)
However,
n1: refractive index of the first lens,
n2: the refractive index of the second lens.
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