JP3717482B2 - Single focus lens - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に小型の撮像装置への搭載に適した単焦点レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子を用いた撮像装置が知られている。このような撮像装置では、撮像素子上に被写体像を結像させて、その画像を電子的に読み取ることで撮影がなされる。このような撮像装置は、近年、撮像素子の小型化が進んでいることから、装置全体としても非常に小型化が図られてきている。特に、携帯電話における画像入力用のモジュールカメラやデジタルスチルカメラ（以下、単にデジタルカメラという。）などは、近年、小型化が著しい。
【０００３】
従来、小型の撮像装置で使用可能な撮像レンズとしては、例えば以下の公報記載のものがある。特許文献１記載のレンズは、３枚構成のレンズとなっている。特許文献２記載のレンズは、２枚構成のレンズとなっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−３０１０２２号公報
【特許文献２】
特開２０００−２５８６８４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、撮像素子の性能が向上し、素子全体のサイズを大きくすることなく、小型で高画素化が図られたものが開発されてきている。このような高画素化に伴い、それに使用される撮像レンズについても、従来より高い光学性能が要求されてきている。
【０００６】
撮像素子の高画素化に耐えうる光学性能を得るためには、レンズの枚数を増やすことが考えられる。しかしながら、上記特許文献１記載の３枚構成のレンズのように、レンズ枚数を増やすことで結像性能を向上させることができる一方、全長の点で不利となり、撮像装置に搭載した場合に、小型・携帯性が失われてしまうおそれがある。そこで、必要な光学性能を満足しつつ、小型・携帯性のために、バックフォーカスも短く、全長のコンパクト化の図られた撮像レンズの開発が求められている。特許文献２記載のレンズは、２枚構成で簡易化が図られているものの、これよりもさらに高性能なレンズの開発が望まれている。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、バックフォーカスが短く、全長のコンパクト化を図ることができる単焦点レンズを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による単焦点レンズは、撮像レンズとして用いられる単焦点レンズであって、物体側より順に、絞りと、両面が非球面形状で正のパワーを有する第１レンズと、両面が非球面形状で正のパワーを有する第２レンズとを備え、第１レンズは、物体側の面が、周辺に行くにつれて正のパワーが強くなる非球面形状であり、像側の面が、近軸近傍では凹面形状であり周辺部に行くにつれて凸面形状となる非球面形状で構成され、第２レンズは、物体側の面が、近軸近傍では凸面形状で周辺に行くにつれて負のパワーが強くなる非球面形状であり、像側の面が、近軸近傍では凹面形状で周辺部に行くにつれて凸面形状となる非球面形状で構成され、かつ、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されているものである。
【０００９】
ｆ１／ｆ２＜１．０ ……（１）
３．０＜Ｒ２／Ｒ１ ……（２）
ただし、ｆ１は、第１レンズの近軸焦点距離を示し、ｆ２は、第２レンズの近軸焦点距離を示し、Ｒ１は、第１レンズの前側（物体側）の面の近軸曲率半径を示し、Ｒ２は、第１レンズの後側（像側）の面の近軸曲率半径を示している。
【００１０】
本発明による単焦点レンズでは、すべての面を非球面形状にすることで、２枚という少ないレンズ枚数でありながら、全長のコンパクト化を図りつつ、良好な光学性能を得やすくしている。特に、式（１）を満足することで、第１レンズの正のパワーが第２レンズよりも大きくなり、バックフォーカスを短くし易くなっている。また特に、式（２）を満足することで、像面湾曲の補正がし易くなっている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る単焦点レンズの構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図３）のレンズ構成に対応している。また、図２は、本実施の形態に係る単焦点レンズの他の構成例を示している。図２の構成例は、後述の第２の数値実施例（図４）のレンズ構成に対応している。なお、図１，図２において、符号Ｒｉは、絞りＳｔも含めて最も物体側の構成要素の面を０番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝０〜６）の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では、図１に示した単焦点レンズの構成を基本にして説明する。
【００１３】
この単焦点レンズは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を用いた小型の撮像装置用の撮像レンズとして使用されるものである。この単焦点レンズは、光軸Ｚ１に沿って、物体側より順に、絞りＳｔと、両面が非球面形状で正のパワーを有する第１レンズＧ１と、両面が非球面形状で正のパワーを有する第２レンズＧ２とを備えている。この単焦点レンズの結像面（撮像面）には、図示しないＣＣＤなどの撮像素子が配置される。ＣＣＤの撮像面付近には、撮像面を保護するためのカバーガラスＣＧが配置されている。その他、第２レンズＧ２と結像面（撮像面）との間には、カバーガラスＣＧのほか、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの光学部材が配置されていても良い。
【００１４】
第１レンズＧ１は、前側（物体側）の面が、周辺に行くにつれて正のパワーが強くなる非球面形状であり、後側（像側）の面が、近軸近傍では凹面形状であり周辺部に行くにつれて凸面形状となる非球面形状で構成されている。
【００１５】
第２レンズＧ２は、物体側の面が、周辺に行くにつれて負のパワーが強くなる非球面形状であり、像側の面が、近軸近傍では凹面形状で周辺部に行くにつれて凸面形状となる非球面形状で構成されている。第２レンズＧ２の物体側の面は、近軸近傍では、凸面形状となっている。
【００１６】
この単焦点レンズは、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている。ただし、式（１），（２）において、ｆ１は、第１レンズＧ１の焦点距離（近軸上の焦点距離）を示し、ｆ２は、第２レンズＧ２の焦点距離（近軸上の焦点距離）を示し、Ｒ１は、第１レンズＧ１の前側（物体側）の面の近軸曲率半径を示し、Ｒ２は、第１レンズＧ１の後側（像側）の面の近軸曲率半径を示している。
ｆ１／ｆ２＜１．０ ……（１）
３．０＜Ｒ２／Ｒ１ ……（２）
【００１７】
なお、本実施の形態において、「近軸近傍」とは、後述の非球面式（Ａ）において、係数Ｋに係る部分のみ（係数Ａ_iに係る多項式部分を除いた部分）によって表される形状部分のことをいう。
【００１８】
次に、以上のように構成された単焦点レンズの作用および効果を説明する。
【００１９】
この単焦点レンズでは、第１レンズＧ１および第２レンズＧ２共に、両面を独特な非球面形状にしているので、球面レンズのみで構成した場合に比べて、２枚という少ないレンズ枚数でありながら、全長のコンパクト化を図りつつ、像面湾曲、歪曲収差、およびコマ収差をバランス良く補正し、良好な光学性能が得られる。例えば、第２レンズＧ２の像側の面を、近軸近傍では凹面形状で周辺部に行くにつれて凸面形状となるような非球面形状にしていることにより、像面湾曲が補正し易くなる。
【００２０】
条件式(１）は、第１レンズＧ１と第２レンズＧ２との焦点距離ｆ１，ｆ２の比に関するものである。条件式（１）の数値範囲を満足することで、第１レンズＧ１の正のパワーが第２レンズＧ２よりも大きくなり、バックフォーカスを短くし易くなる。一方、条件式(１）の数値範囲を外れると、バックフォーカスが長くなり、全長をコンパクトにすることが困難になる。
【００２１】
条件式(２）は、第１レンズＧ１の形状に関するものである。条件式(２）の数値範囲を満足することで、像面湾曲の補正がし易くなる。一方、条件式(２）の数値範囲を外れると、像面湾曲を補正するのが困難となる。
【００２２】
このように、本実施の形態に係る単焦点レンズによれば、２枚という少ないレンズ枚数でありながら、良好な光学性能を維持しつつ、バックフォーカスが短く、全長のコンパクト化を図ることができる。これにより、特に、小型の撮像装置への搭載に適した撮像レンズを提供できる。
【００２３】
【実施例】
次に、本実施の形態に係る単焦点レンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１および第２の数値実施例（実施例１，２）をまとめて説明する。図３（Ａ），（Ｂ）は、図１に示した単焦点レンズの構成に対応する具体的なレンズデータ（実施例１）を示している。また、図４（Ａ），（Ｂ）は、図２に示した単焦点レンズの構成に対応する具体的なレンズデータ（実施例２）を示している。図３（Ａ）および図４（Ａ）には、その実施例のレンズデータのうち基本的なデータ部分を示し、図３（Ｂ）および図４（Ｂ）には、その実施例のレンズデータのうち非球面形状に関するデータ部分を示す。
【００２４】
各図に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、各実施例の単焦点レンズについて、絞りＳｔも含めて最も物体側の構成要素の面を０番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝０〜６）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１，図２で付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、図１，図２で付した符号に対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示す。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。Ｎdｊ，νdｊの欄には、それぞれ、カバーガラスＣＧも含めて、物体側からｊ番目（j＝１〜３）のレンズ要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。なお、カバーガラスＣＧの両面の曲率半径Ｒ５，Ｒ６の値が０（ゼロ）となっているが、これは、平面であることを示す。
【００２５】
図３（Ａ）および図４（Ａ）にはまた、諸データとして、全系の焦点距離ｆ（ｍｍ）、Ｆナンバー（ＦＮＯ．）、画角２ω（ω：半画角）の値を同時に示す。
【００２６】
図３（Ａ）および図４（Ａ）の各レンズデータにおいて、面番号の左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。各実施例共に、第１レンズＧ１の両面（第１面および第２面）と第２レンズＧ２の両面（第３面および第４面）とが非球面形状となっている。基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍（近軸近傍）の曲率半径の数値を示している。
【００２７】
図３（Ｂ）および図４（Ｂ）の各非球面データの数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０^-2」であることを示す。
【００２８】
各非球面データには、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａ_i，Ｋの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さｈの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。
【００２９】
Ｚ＝Ｃ・ｈ²／｛１＋（１−Ｋ・Ｃ²・ｈ²）^1/2｝＋Ａ₃・ｈ³＋Ａ₄・ｈ⁴＋Ａ₅・ｈ⁵＋Ａ₆・ｈ⁶＋Ａ₇・ｈ⁷＋Ａ₈・ｈ⁸＋Ａ₉・ｈ⁹＋Ａ₁₀・ｈ¹⁰ ……（Ａ）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
Ｋ：離心率
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ａ_i：第ｉ次（ｉ＝３〜１０）の非球面係数
【００３０】
図５は、上述の条件式（１），（２）に対応する値を、各実施例についてまとめて示したものである。図５に示したように、各実施例の値が、条件式（１），（２）の数値範囲内となっている。
【００３１】
図６（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例１の単焦点レンズにおける球面収差、非点収差、およびディストーション（歪曲収差）を示している。各収差図には、ｄ線を基準波長とした収差を示すが、球面収差図には、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。同様に、実施例２についての諸収差を図７（Ａ）〜（Ｃ）に示す。
【００３２】
以上の各レンズデータおよび各収差図から分かるように、各実施例について、良好に収差補正がなされている。また、バックフォーカスが短く、全長のコンパクト化が図られている。
【００３３】
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の単焦点レンズによれば、物体側より順に、絞りと、両面が非球面形状で正のパワーを有する第１レンズと、両面が非球面形状で正のパワーを有する第２レンズとを備え、第１レンズの物体側の面を、周辺に行くにつれて正のパワーが強くなる非球面形状にし、像側の面を、近軸近傍では凹面形状であり周辺部に行くにつれて凸面形状となる非球面形状にし、第２レンズの物体側の面を、周辺に行くにつれて負のパワーが強くなる非球面形状にし、像側の面を、近軸近傍では凹面形状で周辺部に行くにつれて凸面形状となる非球面形状にし、かつ、各レンズの焦点距離に関して所定の条件式（１）を満足し、第１レンズの両面の近軸曲率半径に関して所定の条件式（２）を満足するようにしたので、球面レンズのみで構成した場合に比べて、２枚という少ないレンズ枚数でありながら、全長のコンパクト化を図りつつ、良好な光学性能を得ることができる。特に、条件式（１）を満足することで、第１レンズの正のパワーが第２レンズよりも大きくなり、バックフォーカスを短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る単焦点レンズの構成例を示すものであり、実施例１に対応するレンズ断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る単焦点レンズの他の構成例を示すものであり、実施例２に対応するレンズ断面図である。
【図３】実施例１に係る単焦点レンズのレンズデータを示す図である。
【図４】実施例２に係る単焦点レンズのレンズデータを示す図である。
【図５】各実施例に係る単焦点レンズが満たす条件式の値を示す図である。
【図６】実施例１に係る単焦点レンズの球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。
【図７】実施例２に係る単焦点レンズの球面収差、非点収差、およびディストーションを示す収差図である。
【符号の説明】
ＣＧ…カバーガラス、Ｇｊ…物体側から第ｊ番目のレンズ、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a single focus lens particularly suitable for mounting on a small-sized imaging device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging device using an imaging element such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) is known. In such an image pickup apparatus, an image of a subject is formed on an image pickup element, and photographing is performed by electronically reading the image. In recent years, such an imaging apparatus has been miniaturized as the entire apparatus because the imaging element has been miniaturized. In particular, module cameras for image input and digital still cameras (hereinafter simply referred to as digital cameras) in mobile phones have been remarkably miniaturized in recent years.
[0003]
Conventionally, as an imaging lens that can be used in a small imaging device, for example, there are those described in the following publications. The lens described in Patent Document 1 has a three-lens configuration. The lens described in Patent Document 2 has a two-lens configuration.
[0004]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-301022 [Patent Document 2]
JP 2000-258684 A [0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in recent years, the performance of the image pickup device has been improved, and a device that has been reduced in size and increased in pixel size without increasing the size of the entire device has been developed. Along with such an increase in the number of pixels, higher optical performance is required for the imaging lens used therefor as well.
[0006]
In order to obtain optical performance that can withstand the increase in the number of pixels of the image sensor, it is conceivable to increase the number of lenses. However, like the three-lens configuration described in Patent Document 1, the imaging performance can be improved by increasing the number of lenses. On the other hand, it is disadvantageous in terms of the total length, and is small when mounted on an imaging apparatus.・ Portability may be lost. Therefore, there is a demand for the development of an imaging lens that satisfies the required optical performance, has a short back focus, and has a reduced overall length for compactness and portability. Although the lens described in Patent Document 2 is simplified by a two-lens configuration, development of a lens with higher performance than this is desired.
[0007]
The present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide a single focus lens that has a short back focus and can achieve a compact overall length.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The single-focus lens according to the present invention is a single-focus lens used as an imaging lens , and in order from the object side, a diaphragm, a first lens having an aspheric shape on both sides and a positive power, and an aspheric shape on both sides. A second lens having a positive power, and the first lens has an aspherical shape in which the object side surface increases in the positive power toward the periphery, and the image side surface is a concave surface in the vicinity of the paraxial axis. The second lens has an aspherical shape that is convex and has a convex shape as it goes to the periphery, and the object side surface is convex in the vicinity of the paraxial shape and negative power increases as it goes to the periphery. So that the image side surface has a concave shape near the paraxial surface and an aspheric shape that becomes convex toward the periphery, and satisfies the following conditional expressions (1) and (2): It is configured.
[0009]
f1 / f2 <1.0 (1)
3.0 <R2 / R1 (2)
Here, f1 represents the paraxial focal length of the first lens, f2 represents the paraxial focal length of the second lens, and R1 represents the paraxial radius of curvature of the front side (object side) surface of the first lens. R2 indicates the paraxial radius of curvature of the rear surface (image side) of the first lens.
[0010]
In the single focus lens according to the present invention, all surfaces are made aspherical, so that it is easy to obtain good optical performance while reducing the total length while reducing the number of lenses to two. In particular, when the expression (1) is satisfied, the positive power of the first lens is larger than that of the second lens, and the back focus is easily shortened. In particular, when the expression (2) is satisfied, the curvature of field can be easily corrected.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0012]
FIG. 1 shows a configuration example of a single focus lens according to an embodiment of the present invention. This configuration example corresponds to the lens configuration of a first numerical example (FIG. 3) described later. FIG. 2 shows another configuration example of the single focus lens according to the present embodiment. The configuration example of FIG. 2 corresponds to the lens configuration of a second numerical example (FIG. 4) described later. In FIGS. 1 and 2, the reference symbol Ri is assigned such that the surface of the component closest to the object side including the stop St is 0, and increases sequentially toward the image side (imaging side). The radius of curvature of the i-th (i = 0 to 6) surface is shown. The symbol Di indicates the surface interval on the optical axis Z1 between the i-th surface and the i + 1-th surface. Since the basic configuration is the same in each configuration example, the following description is based on the configuration of the single focus lens shown in FIG.
[0013]
This single focus lens is used as an imaging lens for a small imaging device using an imaging element such as a CCD or CMOS. This single focus lens, in order from the object side along the optical axis Z1, has a stop St, a first lens G1 having both surfaces aspherical and having positive power, and both surfaces having aspherical shape and having positive power. A second lens G2. An imaging element such as a CCD (not shown) is disposed on the imaging surface (imaging surface) of the single focus lens. A cover glass CG for protecting the imaging surface is disposed near the imaging surface of the CCD. In addition to the cover glass CG, an optical member such as an infrared cut filter or a low-pass filter may be disposed between the second lens G2 and the imaging surface (imaging surface).
[0014]
The first lens G1 has an aspheric shape in which the front (object side) surface has a positive power that increases toward the periphery, and the rear (image side) surface has a concave shape in the vicinity of the paraxial surface. It is comprised by the aspherical surface used as a convex shape as it goes to a part.
[0015]
The second lens G2 has an aspherical shape in which negative power increases as the object side surface goes to the periphery, and the image side surface has a concave shape near the paraxial surface and a convex shape as it goes to the periphery. It is composed of an aspherical shape. The object side surface of the second lens G2 has a convex shape in the vicinity of the paraxial region.
[0016]
This single focus lens is configured to satisfy the following conditional expressions (1) and (2). In equations (1) and (2), f1 represents the focal length of the first lens G1 (focal length on the paraxial axis), and f2 represents the focal length of the second lens G2 (focal length on the paraxial axis). R1 represents the paraxial radius of curvature of the front (object side) surface of the first lens G1, and R2 represents the paraxial radius of curvature of the rear side (image side) of the first lens G1. ing.
f1 / f2 <1.0 (1)
3.0 <R2 / R1 (2)
[0017]
In the present embodiment, “near the paraxial” is a shape represented by only the portion related to the coefficient K (the portion excluding the polynomial portion related to the coefficient A _i ) in an aspherical expression (A) described later. Refers to the part.
[0018]
Next, the operation and effect of the single focus lens configured as described above will be described.
[0019]
In this single focus lens, both the first lens G1 and the second lens G2 have a unique aspheric shape on both sides, so that the number of lenses is as small as two compared to the case where only a spherical lens is used. While reducing the overall length, the field curvature, distortion aberration, and coma aberration are corrected in a well-balanced manner, and good optical performance can be obtained. For example, the surface on the image side of the second lens G2 has a concave shape near the paraxial axis and an aspherical shape that becomes a convex shape as it goes to the periphery, thereby making it easy to correct curvature of field.
[0020]
Conditional expression (1) relates to the ratio of the focal lengths f1 and f2 between the first lens G1 and the second lens G2. By satisfying the numerical range of conditional expression (1), the positive power of the first lens G1 becomes larger than that of the second lens G2, and the back focus can be easily shortened. On the other hand, outside the numerical range of conditional expression (1), the back focus becomes long and it becomes difficult to make the entire length compact.
[0021]
Conditional expression (2) relates to the shape of the first lens G1. Satisfying the numerical range of conditional expression (2) makes it easy to correct curvature of field. On the other hand, if the numerical value range of the conditional expression (2) is not satisfied, it is difficult to correct the curvature of field.
[0022]
Thus, according to the single focus lens according to the present embodiment, the back focal length is short and the overall length can be made compact while maintaining good optical performance while the number of lenses is as small as two. . Thereby, in particular, an imaging lens suitable for mounting on a small imaging device can be provided.
[0023]
【Example】
Next, specific numerical examples of the single focus lens according to the present embodiment will be described. Hereinafter, the first and second numerical examples (Examples 1 and 2) will be described together. FIGS. 3A and 3B show specific lens data (Example 1) corresponding to the configuration of the single focus lens shown in FIG. 4A and 4B show specific lens data (Example 2) corresponding to the configuration of the single focus lens shown in FIG. 3A and 4A show basic data portions of the lens data of the embodiment. FIGS. 3B and 4B show the lens data of the embodiment. The data part regarding an aspherical shape is shown.
[0024]
In the field of the surface number Si in the lens data shown in each figure, for the single focus lens of each example, the surface of the component closest to the object side including the stop St is set to 0, and sequentially increases toward the image side. The numbers of the i-th (i = 0 to 6) planes with reference numerals are shown. The column of the radius of curvature Ri indicates the value of the radius of curvature of the i-th surface from the object side, corresponding to the symbol Ri attached in FIGS. The column of the surface interval Di also indicates the interval on the optical axis between the i-th surface Si and the i + 1-th surface Si + 1 from the object side, corresponding to the reference numerals given in FIGS. The unit of the value of the curvature radius Ri and the surface interval Di is millimeter (mm). In the columns Ndj and νdj, the values of the refractive index and Abbe number for the d-line (587.6 nm) of the jth lens element (j = 1 to 3) from the object side, including the cover glass CG, are shown. . In addition, although the value of curvature radius R5, R6 of both surfaces of cover glass CG is 0 (zero), this shows that it is a plane.
[0025]
FIGS. 3A and 4A also show values of the focal length f (mm), F number (FNO.), And angle of view 2ω (ω: half angle of view) of the entire system as various data. Show.
[0026]
In each lens data of FIGS. 3A and 4A, the symbol “*” attached to the left side of the surface number indicates that the lens surface is aspherical. In each example, both surfaces (first surface and second surface) of the first lens G1 and both surfaces (third surface and fourth surface) of the second lens G2 are aspherical. In the basic lens data, the numerical value of the radius of curvature near the optical axis (near the paraxial axis) is shown as the radius of curvature of these aspheric surfaces.
[0027]
3B and 4B, the symbol “E” indicates that the next numerical value is a “power exponent” with 10 as the base, This indicates that the numerical value represented by the exponential function as the base is multiplied by the numerical value before “E”. For example, “1.0E-02” indicates “1.0 × 10 ⁻² ”.
[0028]
In each aspheric surface data, the values of the coefficients A _i and K in the aspheric surface expression represented by the following expression (A) are described. More specifically, Z is the length (mm) of a perpendicular line drawn from a point on the aspheric surface at a height h from the optical axis to the tangential plane (plane perpendicular to the optical axis) of the apex of the aspheric surface. Show.
[0029]
Z = C · h ² / {1+ (1−K · C ² · h ² ) ^1/2 } + A ₃ · h ³ + A ₄ · h ⁴ + A ₅ · h ⁵ + A ₆ · h ⁶ + A ₇ · h ⁷ + A ₈・ h ⁸ + A ₉・ h ⁹ + A ₁₀・ h ¹⁰ …… (A)
However,
Z: Depth of aspheric surface (mm)
h: Distance from the optical axis to the lens surface (height) (mm)
K: eccentricity C: paraxial curvature = 1 / R
(R: paraxial radius of curvature)
A _i : i-th (i = 3 to 10) aspheric coefficient
FIG. 5 collectively shows values corresponding to the conditional expressions (1) and (2) described above for the respective examples. As shown in FIG. 5, the values of the respective examples are within the numerical ranges of the conditional expressions (1) and (2).
[0031]
6A to 6C show spherical aberration, astigmatism, and distortion (distortion aberration) in the single focus lens of Example 1. FIG. Each aberration diagram shows aberrations with the d-line as a reference wavelength, while the spherical aberration diagram also shows aberrations for the g-line (wavelength 435.8 nm) and C-line (wavelength 656.3 nm). In the astigmatism diagram, the solid line indicates the sagittal direction and the broken line indicates the tangential direction. Similarly, various aberrations for Example 2 are shown in FIGS.
[0032]
As can be seen from the lens data and aberration diagrams described above, the aberration correction is satisfactorily performed for each example. In addition, the back focus is short and the overall length is made compact.
[0033]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment and each Example, A various deformation | transformation implementation is possible. For example, the radius of curvature, the surface interval, and the refractive index of each lens component are not limited to the values shown in the above numerical examples, and may take other values.
[0034]
【The invention's effect】
As described above, according to the single focus lens of the present invention, in order from the object side, the stop, the first lens having both surfaces aspherical and having positive power, and both surfaces having aspherical shape and having positive power. The object side surface of the first lens has an aspherical shape in which positive power increases toward the periphery, and the image side surface has a concave shape in the vicinity of the paraxial axis and has a peripheral portion. The aspherical surface becomes convex as it goes, the object side surface of the second lens becomes aspherical, the negative power increases as it goes to the periphery, and the image side surface is concave in the vicinity of the paraxial periphery. Aspherical shape that becomes convex as it goes to the portion, satisfies a predetermined conditional expression (1) with respect to the focal length of each lens, and a predetermined conditional expression (2) with respect to the paraxial radius of curvature of both surfaces of the first lens Of the spherical lens In compared with the case where the structure, yet small number of lenses as two, while achieving compactness of the entire length, it is possible to obtain a good optical performance. In particular, when the conditional expression (1) is satisfied, the positive power of the first lens becomes larger than that of the second lens, and the back focus can be shortened.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a lens corresponding to Example 1, showing a configuration example of a single focus lens according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a lens cross-sectional view corresponding to Example 2, showing another configuration example of a single focus lens according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating lens data of a single focus lens according to Example 1. FIG.
4 is a diagram illustrating lens data of a single focus lens according to Example 2. FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating values of conditional expressions satisfied by a single focus lens according to each embodiment.
6 is an aberration diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion of the single focus lens according to Example 1; FIG.
7 is an aberration diagram illustrating spherical aberration, astigmatism, and distortion of the single focus lens according to Example 2; FIG.
[Explanation of symbols]
CG ... cover glass, Gj ... j-th lens from the object side, Ri ... radius of curvature of the i-th lens surface from the object side, Di ... surface distance between the i-th and i + 1-th lens surfaces from the object side , Z1... Optical axis.

Claims (1)

撮像レンズとして用いられる単焦点レンズであって、
物体側より順に、絞りと、両面が非球面形状で正のパワーを有する第１レンズと、両面が非球面形状で正のパワーを有する第２レンズとを備え、
前記第１レンズは、物体側の面が、周辺に行くにつれて正のパワーが強くなる非球面形状であり、像側の面が、近軸近傍では凹面形状であり周辺部に行くにつれて凸面形状となる非球面形状で構成され、
前記第２レンズは、物体側の面が、近軸近傍では凸面形状で周辺に行くにつれて負のパワーが強くなる非球面形状であり、像側の面が、近軸近傍では凹面形状で周辺部に行くにつれて凸面形状となる非球面形状で構成され、
かつ、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている
ことを特徴とする単焦点レンズ。
ｆ１／ｆ２＜１．０ ……（１）
３．０＜Ｒ２／Ｒ１ ……（２）
ただし、
ｆ１：第１レンズの近軸焦点距離
ｆ２：第２レンズの近軸焦点距離
Ｒ１：第１レンズの前側（物体側）の面の近軸曲率半径
Ｒ２：第１レンズの後側（像側）の面の近軸曲率半径 A single focus lens used as an imaging lens,
In order from the object side, a diaphragm, a first lens having both surfaces aspherical and having positive power, and a second lens having both surfaces aspherical and having positive power,
The first lens has an aspherical shape in which the object side surface has a positive power that increases toward the periphery, and the image side surface has a concave shape in the vicinity of the paraxial axis and a convex shape as it goes to the periphery. Consisting of an aspherical shape,
The second lens has an aspherical surface in which the object side surface has a convex shape in the vicinity of the paraxial axis and negative power increases toward the periphery, and the image side surface has a concave surface in the vicinity of the paraxial shape and has a peripheral portion. Consists of an aspherical shape that becomes convex as it goes to
In addition, the present invention is configured to satisfy the following conditional expressions (1) and (2).
f1 / f2 <1.0 (1)
3.0 <R2 / R1 (2)
However,
f1: Paraxial focal length of the first lens f2: Paraxial focal length of the second lens R1: Paraxial radius of curvature of the front side (object side) of the first lens R2: Rear side of the first lens (image side) The paraxial radius of curvature of the surface

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