JP5318297B2 - Imaging lens for solid-state imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、携帯端末、PDA(Personal Digital Assistance)等の小型で薄型の電子機器に用いられる小型撮像装置に使用される固体撮像素子用撮像レンズに関するものである。 The present invention relates to an imaging lens for a solid-state imaging device used in a small imaging device used in a small and thin electronic device such as a portable terminal or PDA (Personal Digital Assistance).
近年、撮像装置を備えた携帯端末の市場の拡大に伴い、この撮像装置には高画素数で小型の固体撮像素子が搭載されるようになった。 In recent years, with the expansion of the market for portable terminals equipped with an imaging device, a small solid-state imaging device having a high pixel count has been mounted on the imaging device.
このような撮像素子の小型化・高画素化に対応し、撮像レンズについても解像度と画像品位の面でより高い性能が求められ、且つその普及とともに、低コスト化も要求されている。 Corresponding to such downsizing and increase in the number of pixels of the image pickup device, the image pickup lens is also required to have higher performance in terms of resolution and image quality.
高性能化への要求に応えるため、複数枚のレンズで構成された撮像レンズが一般化しており、2枚〜4枚のレンズ構成に比べ、より高性能化が可能な5枚のレンズ構成の撮像レンズも提案されている。 In order to meet the demand for higher performance, imaging lenses made up of multiple lenses have become commonplace, with a five-lens configuration that allows higher performance compared to a two- to four-lens configuration. An imaging lens has also been proposed.
例えば、特許文献1には、物体側から順に、物体側の面が凸形状の正の屈折力を有する第1レンズと、像面側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第2レンズと、像面側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第3レンズと、両面が非球面形状で光軸上において像面側の面が凹形状の負の屈折力を有する第4レンズと、両面が非球面形状の正または負の屈折力を有する第5レンズとの構成をとり、高性能化を目指した撮像レンズが開示されている。 For example, in Patent Document 1, in order from the object side, a first lens having a positive refractive power having a convex surface on the object side and a meniscus-shaped first lens having a negative refractive power with a concave surface facing the image surface side. Two lenses, a meniscus third lens having a positive refractive power with the convex surface facing the image surface side, and a negative refractive power having a concave surface on the optical axis and a concave surface on the optical axis. An imaging lens has been disclosed which has a configuration of a fourth lens having a fifth lens having both positive and negative refractive powers and both surfaces being aspherical and aiming for higher performance.
また、特許文献2には、物体側より順に、開口絞りと、正の屈折力を有する第1レンズと、第1レンズと接合された負の屈折力を有する第2レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第3レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の第4レンズと、少なくとも1面が非球面とされた物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第5レンズとを配置することで、高性能化をめざした撮像レンズが開示されている。 Further, in Patent Document 2, in order from the object side, an aperture stop, a first lens having a positive refractive power, a second lens having a negative refractive power joined to the first lens, and a concave surface on the object side. A meniscus third lens having a concave surface facing the object side, a meniscus fourth lens having a concave surface facing the object side, and a meniscus fifth lens having a convex surface facing the object side and at least one surface being aspheric. An image pickup lens aiming at high performance by disposing is disclosed.
しかしながら、上記特許文献1及び特許文献2記載の撮像レンズは、5枚レンズの構成にすることによる高性能化を目指しているが、光学長という観点から見れば、小型化・薄型化への対応は、不十分であった。 However, the imaging lenses described in Patent Document 1 and Patent Document 2 aim for high performance by using a five-lens configuration. From the viewpoint of optical length, however, the imaging lenses can be made compact and thin. Was insufficient.
本発明は、前述した事情に鑑み、小型且つ高性能で、低コスト化にも対応可能な固体撮像素子用撮像レンズを得ること目的とする。 In view of the above-described circumstances, an object of the present invention is to obtain an imaging lens for a solid-state imaging device that is small in size, high in performance, and can cope with cost reduction.
上記課題は、固体撮像素子用撮像レンズを以下の構成にすることにより解決される。 The said subject is solved by making the imaging lens for solid-state image sensors into the following structures.
請求項1記載の固体撮像素子用撮影レンズは、物体側から順に、光軸上で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第1レンズと、光軸上で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第2レンズと、負の屈折力を有し、光軸上で物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第3レンズと、光軸上で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第4レンズと、光軸上で像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第5レンズとから成り、前記第4レンズの曲率半径に関して、下記条件式(13)を満足する。
1.4<r7/r8<3.0 (13)
ただし、
r7:第4レンズ物体側面の曲率半径
r8:第4レンズ像側面の曲率半径
The imaging lens for a solid-state imaging device according to claim 1, in order from the object side, a first lens having a positive refractive power with a convex surface facing the object side on the optical axis, and a concave surface facing the image side on the optical axis. A second lens having negative refractive power, a third lens having negative refractive power and having a convex surface facing the object side on the optical axis, and a convex surface facing the image side on the optical axis A meniscus fourth lens having a positive refractive power and a meniscus fifth lens having a negative refractive power with the concave surface facing the image side on the optical axis, with respect to the radius of curvature of the fourth lens, The following conditional expression (13) is satisfied.
1.4 <r7 / r8 <3.0 (13)
However,
r7: radius of curvature of the fourth lens object side surface r8: radius of curvature of the fourth lens image side surface
請求項2の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第1レンズ、及び前記第2レンズに使用する材料のアッベ数に関して、下記条件式(1)及び(2)を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
45<ν1<90 (1)
22<ν2<35 (2)
ただし、
ν1:第1レンズのd線におけるアッベ数
ν2:第2レンズのd線におけるアッベ数
The imaging lens for a solid-state imaging device according to claim 2 satisfies the following conditional expressions (1) and (2) with respect to an Abbe number of a material used for the first lens and the second lens. Be a lens.
45 <ν1 <90 (1)
22 <ν2 <35 (2)
However,
ν1: Abbe number of the first lens at the d-line ν2: Abbe number of the second lens at the d-line
上記条件式(1)は、第1レンズのアッベ数を規定するものである。条件式(1)の下限を下回る場合は、第2レンズとの分散値の差が少なくなり、色収差の補正が不十分になる。逆に上限を超える場合は、軸上色収差と倍率色収差のバランスが悪くなり、画面周辺部での性能劣化を生じる。 Conditional expression (1) defines the Abbe number of the first lens. If that falls below the lower limit of condition (1), the difference between the dispersion value and the second lens is reduced, the correction of chromatic aberration becomes insufficient. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the balance between axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration is deteriorated, resulting in performance deterioration at the periphery of the screen.
上記条件式(2)は、第2レンズのアッベ数を規定するものである。条件式(2)の下限を下回る場合は、軸上色収差と倍率色収差のバランスが悪くなり、画面周辺部での性能劣化を生じる。逆に上限を超える場合は、第1レンズとの分散値の差が少なくなり、色収差の補正が不十分になる。 Conditional expression (2) defines the Abbe number of the second lens. If that falls below the lower limit of condition (2), the balance of the axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration becomes worse, resulting in performance degradation at the periphery of the screen. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the difference in dispersion value from the first lens is small, and correction of chromatic aberration is insufficient.
請求項3記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第1レンズ,前記第2レンズ,前記第3レンズ、前記第4レンズ及び前記第5レンズは、少なくとも一面が非球面形状を採り、樹脂材料により製作される、所謂プラスチックレンズである。 4. The imaging lens for a solid-state imaging device according to claim 3, wherein at least one of the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens has an aspheric shape, and is made of a resin material. This is a so-called plastic lens.
安価で生産効率の良い樹脂材料を使用し、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズ、及び第5レンズを製作することにより、低コスト化が可能となる。 By using a resin material that is inexpensive and has high production efficiency, and the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens are manufactured, the cost can be reduced.
請求項4記載の固体撮像素子用撮影レンズは、開口絞りを、第1レンズの物体側に配置する。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a photographing lens for a solid-state imaging device, wherein the aperture stop is disposed on the object side of the first lens.
開口絞りを、第1レンズよりも物体側に備えることにより、CRA(Chief Ray Angle)は小さくし易く、光量の低下する像面の周辺部分での光量確保が容易となる。 By providing the aperture stop closer to the object side than the first lens, the CRA (Chief Ray Angle) is easy to make small, and it becomes easy to secure the light quantity in the peripheral part of the image plane where the light quantity decreases.
請求項5記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第5レンズの物体側面と像側面は、レンズ中心部から周辺部に行くに従って少なくとも一つの変曲点を有する非球面形状とする。 The imaging lens for a solid-state imaging device according to claim 5 is configured such that the object side surface and the image side surface of the fifth lens have an aspherical shape having at least one inflection point from the center to the periphery.
上記の第5レンズの物体側面と像側面は、レンズ中心部から周辺部に行くに従って少なくとも一つの変曲点を有する非球面形状にすることにより、軸外性能やCRAの確保を図ることが可能になる。 It is possible to secure off-axis performance and CRA by making the object side surface and the image side surface of the fifth lens have an aspherical shape having at least one inflection point from the center to the periphery of the lens. become.
請求項6記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第1レンズ及び前記第2レンズは、下記条件式(3),(4)を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
0.50<f1/f<1.00 (3)
−1.50<f2/f<−0.65 (4)
ただし、
f:撮像レンズ全系の合成焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
The imaging lens for a solid-state imaging device according to claim 6, wherein the first lens and the second lens satisfy the following conditional expressions (3) and (4).
0.50 <f1 / f <1.00 (3)
−1.50 <f2 / f <−0.65 (4)
However,
f: Composite focal length of the entire imaging lens f1: Focal length of the first lens f2: Focal length of the second lens
上記条件式(3)は、第1レンズの焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものである。条件式(3)の下限を下回る場合は、第1レンズの焦点距離が短くなり過ぎ、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。逆に上限を超える場合は、光学長が長くなり過ぎ、本特許の目的である撮像レンズの薄型化に反する。 Conditional expression (3) defines the focal length range of the first lens with respect to the focal length of the entire system. If that falls below the lower limit of condition (3), the focal length of the first lens becomes short, it becomes difficult to correct spherical aberration and coma. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the optical length becomes too long, which is contrary to the thinning of the imaging lens that is the object of this patent.
上記条件式(4)は、第2レンズの焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものである。条件式(4)の下限を下回る場合は、第2レンズのパワーが不足することになり、色収差の補正が不十分になる。逆に上限を超える場合は、第2レンズの焦点距離が短くなり過ぎ、球面収差やコマ収差の補正が困難になり、製作時の誤差感度も厳しくなる。 Conditional expression (4) defines the focal length range of the second lens with respect to the focal length of the entire system. If that falls below the lower limit of condition (4), will be the power of the second lens is insufficient, correction of chromatic aberration becomes insufficient. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the focal length of the second lens becomes too short, making it difficult to correct spherical aberration and coma aberration, and the error sensitivity at the time of manufacture becomes severe.
請求項7記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第4レンズ及び前記第5レンズは、下記条件式(5),(6)を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
0.9<f4/f<1.50 (5)
−1.70<f5/f<−0.85 (6)
ただし、
f:撮像レンズ全系の合成焦点距離
f4:第4レンズの焦点距離
f5:第5レンズの焦点距離
8. The imaging lens for a solid-state imaging device according to claim 7, wherein the fourth lens and the fifth lens satisfy the following conditional expressions (5) and (6).
0.9 <f4 / f <1.50 (5)
−1.70 <f5 / f <−0.85 (6)
However,
f: Composite focal length of the entire imaging lens f4: Focal length of the fourth lens f5: Focal length of the fifth lens
上記条件式(5)は、第4レンズの焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものである。条件式(5)の下限を下回る場合は、第4レンズの焦点距離が短くなり過ぎ、非点収差やコマ収差の補正が困難になり、製作時の誤差感度も厳しくなる。逆に上限を超える場合は、倍率色収差や非点収差が補正不足になり、所望の性能が得られなくなる。 Conditional expression (5) defines the focal length range of the fourth lens with respect to the focal length of the entire system. If that falls below the lower limit of condition (5), the focal length of the fourth lens becomes short, correction becomes difficult of astigmatism and coma aberration also becomes severe error sensitivity at the time of manufacture. On the other hand, when the upper limit is exceeded, lateral chromatic aberration and astigmatism are insufficiently corrected, and desired performance cannot be obtained.
上記条件式(6)は、第5レンズの焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものである。条件式(6)の下限を下回る場合は、第5レンズのパワーが不足することになり、光学長を短くすることが困難となる。逆に上限を超える場合は、CRAを低角度にすることが困難になったり、低像高での製作時の誤差感度が厳しくなる。 Conditional expression (6) defines the focal length range of the fifth lens with respect to the focal length of the entire system. If that falls below the lower limit of condition (6), will be the power of the fifth lens is insufficient, it becomes difficult to shorten the optical length. On the other hand, when the upper limit is exceeded, it becomes difficult to make the CRA at a low angle, or error sensitivity at the time of production at a low image height becomes severe.
本発明の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第1レンズと前記第3レンズは、下記条件式(7)を満足するものであってもよい。
−0.15<f1/f3<0.37 (7)
ただし、
f1:第1レンズの焦点距離
f3:第3レンズの焦点距離
In the imaging lens for a solid-state imaging device of the present invention, the first lens and the third lens may satisfy the following conditional expression (7).
−0.15 <f1 / f3 <0.37 (7)
However,
f1: Focal length of the first lens f3: Focal length of the third lens
上記条件式(7)は、第1レンズの焦点距離と第3レンズの焦点距離の比を規定するものである。条件式(7)の下限を下回る場合は、第3レンズの焦点距離が負で短くなり過ぎ、収差補正が困難になる。逆に上限を超える場合は、第3レンズの焦点距離が正で短くなり過ぎ、非点収差やコマ収差のバランスが悪くなり、製作時の誤差感度も厳しくなる。 Conditional expression (7) defines the ratio between the focal length of the first lens and the focal length of the third lens. If that falls below the lower limit of condition (7), the focal length of the third lens becomes too short negative, so that it becomes difficult to correct aberrations. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the focal length of the third lens becomes positive and too short, the balance of astigmatism and coma becomes worse, and the error sensitivity at the time of manufacture becomes severe.
請求項8記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第2レンズ、前記第3レンズ及び前記第4レンズは、下記条件式(8)を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
0.0<f2・3・4 (8)
ただし、
f2・3・4:第2レンズ、第3レンズ、第4レンズの合成焦点距離
The imaging lens for a solid-state imaging device according to claim 8, wherein the second lens, the third lens, and the fourth lens satisfy the following conditional expression (8).
0.0 <f2 · 3 · 4 (8)
However,
f2, 3 and 4: Composite focal length of the second lens, the third lens and the fourth lens
上記条件式(8)は、第2レンズ、第3レンズ及び第4レンズの合成焦点距離を規定するものである。条件式(8)の下限を下回る場合は、第2レンズの負のパワーが強くなり過ぎ、製作時の誤差感度が厳しくなり過ぎるか、第4レンズの正のパワーが弱くなり過ぎ、非点収差や歪曲収差の補正が困難になる。 Conditional expression (8) defines the combined focal length of the second lens, the third lens, and the fourth lens. If that falls below the lower limit of condition (8), too strong negative power of the second lens, or error sensitivity at the time of production becomes too severe, too weak positive power of the fourth lens, the non Correction of point aberration and distortion becomes difficult.
請求項9記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第1レンズ、前記第2レンズ、前記第3レンズ、前記第4レンズ及び前記第5レンズは、下記条件式(9),(10),(11)を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
f1<|f2|<|f3| (9)
f1<f4<|f3| (10)
f1<|f5|<|f3| (11)
ただし、
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f3:第3レンズの焦点距離
f4:第4レンズの焦点距離
f5:第5レンズの焦点距離
The imaging lens for a solid-state imaging device according to claim 9, wherein the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens have the following conditional expressions (9), (10), It is an imaging lens characterized by satisfying (11).
f1 <| f2 | <| f3 | (9)
f1 <f4 <| f3 | (10)
f1 <| f5 | <| f3 | (11)
However,
f1: focal length of the first lens f2: focal length of the second lens f3: focal length of the third lens f4: focal length of the fourth lens f5: focal length of the fifth lens
上記条件式(9)は、第1レンズ、第2レンズ、及び第3レンズのそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定するものである。条件式(9)の下限を下回る場合は、第2レンズの負のパワーが強くなり過ぎ、光学長が長くなったり、製作時の誤差感度が厳しくなる。逆に上限を超える場合は、第3レンズのパワーが強くなり過ぎ、軸外性能の確保が困難になる。 The conditional expression (9) defines the magnitude relationship between the powers of the first lens, the second lens, and the third lens, that is, the focal length. If that falls below the lower limit of condition (9), the negative power becomes too strong in the second lens, or is an optical length is long, the error sensitivity at the time of production becomes severe. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the power of the third lens becomes too strong, and it becomes difficult to ensure off-axis performance.
上記条件式(10)は、第1レンズ、第3レンズ、及び第4レンズのそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定するものである。条件式(10)の下限を下回る場合は、第4レンズのパワーが強くなり過ぎ、光学長が長くなったり、非点収差や歪曲収差の補正が困難になる。逆に上限を超える場合は、第3レンズのパワーが強くなり過ぎ、軸外性能の確保が困難になる。 The conditional expression (10) defines the magnitude relationship between the powers of the first lens, the third lens, and the fourth lens, that is, the focal length. If that falls below the lower limit of condition (10), only the power of the fourth lens becomes too strong, or it optical length is long, the correction of astigmatism and distortion aberration becomes difficult. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the power of the third lens becomes too strong, and it becomes difficult to ensure off-axis performance.
上記条件式(11)は、第1レンズ、第3レンズ、及び第5レンズのそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定するものである。条件式(11)の下限を下回る場合は、第5レンズの負のパワーが強くなり過ぎ、コマ収差や非点収差の補正が困難になる。逆に上限を超える場合は、第3レンズのパワーが強くなり過ぎ、軸外性能の確保が困難になる。 Conditional expression (11) defines the magnitude relationship between the powers of the first lens, the third lens, and the fifth lens, that is, the focal length. If that falls below the lower limit of condition (11), too strong negative power of the fifth lens, it becomes difficult to correct coma and astigmatism. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the power of the third lens becomes too strong, and it becomes difficult to ensure off-axis performance.
ここで、第3レンズは最も弱いパワーであるが、前後面の非球面が第2レンズで発生した収差を緩和するのに有効に働いている。特に4次の非球面係数が有効な働きをし、5枚構成ならではの性能を得るのに重要な役割を果たしている。 Here, although the third lens has the weakest power, the aspherical surfaces on the front and rear surfaces work effectively to alleviate the aberration generated in the second lens. In particular, the fourth-order aspheric coefficient plays an effective role and plays an important role in obtaining the performance unique to the five-element configuration.
請求項10記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第1レンズの曲率半径に関して、下記条件式(12)を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
−0.40<r1/r2<0.10 (12)
ただし、
r1:第1レンズ物体側面の曲率半径
r2:第1レンズ像側面の曲率半径
The imaging lens for a solid-state imaging device according to claim 10 is an imaging lens that satisfies the following conditional expression (12) with respect to a radius of curvature of the first lens.
−0.40 <r1 / r2 <0.10 (12)
However,
r1: radius of curvature of the first lens object side surface r2: radius of curvature of the first lens image side surface
上記条件式(12)は、第1レンズのレンズ形状を規定するものである。条件式(12)の下限を下回る場合は、光学長の短縮化に不利になると共に、第1レンズの製作時の誤差感度も厳しくなる。逆に上限を超える場合は、収差バランスを保つのが困難になり、所望の性能が得られなくなる。 The conditional expression (12) defines the lens shape of the first lens. If that falls below the lower limit of condition (12), it becomes disadvantageous to shortening the optical length, also becomes severe error sensitivity at the time of manufacture of the first lens. Conversely, when the upper limit is exceeded, it becomes difficult to maintain the aberration balance, and desired performance cannot be obtained.
上記条件式(13)は、第4レンズのレンズ形状を規定するものである。条件式(13)の下限を下回る場合は、第4レンズのパワーが弱くなり過ぎ、諸収差の補正が困難になり性能劣化を来たす。逆に上限を超える場合は、第4レンズのパワーが強くなり過ぎるか、メニスカス度の少ないレンズになり、この場合も収差バランスを保つのが困難になり、所望の性能が得られなくなる。 Conditional expression (13) defines the lens shape of the fourth lens. If that falls below the lower limit of the condition (13) becomes too weak power of the fourth lens, the correction of aberrations cause performance degradation becomes difficult. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the power of the fourth lens becomes too strong or the lens has a low meniscus degree. In this case, it becomes difficult to maintain the aberration balance, and desired performance cannot be obtained.
請求項11記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記撮像レンズ全系の光学長と焦点距離に関して、下記条件式(14)を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
1.05<L/f<1.30 (14)
ただし、
L:第1レンズ前面より像面までの距離
f:撮像レンズ全系の合成焦点距離
The imaging lens for a solid-state imaging device according to claim 11 is an imaging lens that satisfies the following conditional expression (14) with respect to the optical length and focal length of the entire imaging lens system.
1.05 <L / f <1.30 (14)
However,
L: Distance from the front surface of the first lens to the image plane f: Composite focal length of the entire imaging lens system
上記条件式(14)は、撮像レンズ全系の光学長と焦点距離との関係で規定するものである。条件式(14)の下限を下回る場合は、光学長が短くなり過ぎ、諸収差の補正が困難になると共に、製作時の誤差感度も厳しくなり過ぎる。逆に上限を超える場合は、光学長が長くなり過ぎることとなり、撮像レンズの薄型化が困難となる。 The conditional expression (14) is defined by the relationship between the optical length of the entire imaging lens system and the focal length. If that falls below the lower limit of the condition (14), the optical length is too short, the correction of aberrations becomes difficult, the error sensitivity at the time of manufacture may become too severe. Conversely, when the upper limit is exceeded, the optical length becomes too long, making it difficult to reduce the thickness of the imaging lens.
請求項12記載の固体撮像素子用撮影レンズは、前記第1レンズの有効径に関して、下記条件式(15)を満足することを特徴とする撮像レンズであること。
0.30<CA1/f<0.50 (15)
ただし、
CA1:開口絞りの直径
f:撮像レンズ全系の合成焦点距離
The imaging lens for a solid-state imaging device according to claim 12, wherein the effective diameter of the first lens satisfies the following conditional expression (15):
0.30 <CA1 / f <0.50 (15)
However,
CA1: Aperture stop diameter f: Total focal length of the entire imaging lens system
上記条件式(15)は、撮像レンズの明るさ、Fnoを規定するものである。条件式(15)の下限を下回る場合は、Fnoが大きくなり過ぎ、要求される明るさを満たさないことが多い。逆に上限を超える場合は、Fnoが小さくなり過ぎるか、絞り(Fno光束規制板)と第1レンズ前面との距離が長くなり過ぎ、何れの場合も所望の光学性能が得られなくなる。 Conditional expression (15) defines the brightness and Fno of the imaging lens. If that falls below the lower limit of the condition (15), Fno becomes too large, often do not meet the required brightness. On the other hand, when the upper limit is exceeded, Fno becomes too small, or the distance between the stop (Fno light flux regulating plate) and the first lens front becomes too long, and in any case, desired optical performance cannot be obtained.
本発明によれば、第1レンズ乃至第5レンズを備えた5枚レンズ構成にし、第3レンズに従来の4枚レンズ構成に無かった役割を与えることにより、高解像化に伴った撮像素子の大型化や画素の高細密化にも対応できるように諸収差が良好に補正された高性能なレンズをコンパクトな構成で、安価に提供できる。 According to the present invention, an image sensor with high resolution can be obtained by providing a five-lens configuration including the first lens to the fifth lens and giving the third lens a role that is not in the conventional four-lens configuration. A high-performance lens in which various aberrations are well corrected so as to cope with an increase in size and a high-definition pixel can be provided at a low cost with a compact configuration.
以下に、本発明の実施例を具体的な数値を示し説明する。実施例1から実施例6は、物体側から開口絞りS、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、及び第5レンズL5、平行平面ガラスIR、像面の順の配列で構成されている。 Examples of the present invention will be described below with specific numerical values. In the first to sixth embodiments, the aperture stop S, the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5 from the object side, the parallel plane glass IR, and the image plane It consists of an ordered array.
また、実施例1から実施例6において、第2レンズL2,第3レンズL3、第4レンズL4及び前記第5レンズL5は、少なくとも一面が非球面形状を採り、樹脂材料により製作される、所謂プラスチックレンズであるとともに、開口絞りSは、第1レンズL1の物体側に配置される。また、以下の実施例1、2、3、4、6は第3レンズが正の屈折力を有しており、実施例5は第3レンズが負の屈折力を有しており、実施例1、2、3、4、6は参考例として示す。 In the first to sixth embodiments, at least one of the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5 has an aspherical shape and is made of a resin material. In addition to being a plastic lens, the aperture stop S is disposed on the object side of the first lens L1. In the following Examples 1, 2, 3, 4, and 6, the third lens has a positive refractive power, and in Example 5, the third lens has a negative refractive power. 1, 2, 3, 4, and 6 are shown as reference examples.
前記第5レンズL5の物体側面と像側面は、レンズ中心部から周辺部に行くに従って少なくとも一つの変曲点を有する非球面形状であるとともに、各実施例における非球面の形状については、面の頂点を原点とし、光軸方向にZ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをhとして、以下の非球面式で表す。
The object side surface and the image side surface of the fifth lens L5 have an aspherical shape having at least one inflection point from the center of the lens to the peripheral portion. The following aspherical expression is used, where the vertex is the origin, the Z axis is taken in the direction of the optical axis, and the height in the direction perpendicular to the optical axis is h.
ただし、上記非球面式及び各実施例に使用する記号は下記の通りである。
Ai:i次の非球面係数
r:曲率半径
K:円錐定数
f:撮像レンズ全系の焦点距離
F:Fナンバー
d:軸上面間隔
nd:レンズ材料のd線に対する屈折率
ν:レンズ材料のアッベ数
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、4.5×10−04)をE(例えば、4.5E−04)を用いて表し、レンズデータの面番号は第1レンズL1の物体側を1面とし順に付与した。
However, the symbols used in the above aspheric type and each example are as follows.
Ai: i-order aspherical coefficient r: radius of curvature K: conical constant f: focal length F: F-number d: axial distance nd: refractive index of lens material with respect to d-line ν: Abbe of lens material In the following (including lens data in the table), a power of 10 (for example, 4.5 × 10 −04 ) is expressed using E (for example, 4.5E-04), and the surface number of the lens data Were given in order with the object side of the first lens L1 as one surface.
実施例1の撮像レンズについて、数値データを表1に示す。また、図1は撮像レンズの断面図、図2は諸収差図である。 Numerical data of the imaging lens of Example 1 is shown in Table 1. 1 is a sectional view of the imaging lens, and FIG. 2 is a diagram showing various aberrations.
実施例2の撮像レンズについて、数値データを表2に示す。また、図3は撮像レンズの断面図、図4は諸収差図である。 Table 2 shows numerical data of the imaging lens of Example 2. 3 is a sectional view of the imaging lens, and FIG. 4 is a diagram showing various aberrations.
実施例3の撮像レンズについて、数値データを表3に示す。また、図5は撮像レンズの断面図、図6は諸収差図である。 Table 3 shows numerical data of the imaging lens of Example 3. 5 is a sectional view of the imaging lens, and FIG. 6 is a diagram showing various aberrations.
実施例4の撮像レンズについて、数値データを表4に示す。また、図7は撮像レンズの断面図、図8は諸収差図である。 Table 4 shows numerical data of the imaging lens of Example 4. FIG. 7 is a sectional view of the imaging lens, and FIG. 8 is a diagram showing various aberrations.
実施例5の撮像レンズについて、数値データを表5に示す。また、図9は撮像レンズの断面図、図10は諸収差図である。 Numerical data of the imaging lens of Example 5 is shown in Table 5. FIG. 9 is a sectional view of the imaging lens, and FIG. 10 is a diagram showing various aberrations.
実施例6の撮像レンズについて、数値データを表6に示す。また、図11は撮像レンズの断面図、図12は諸収差図である。 Table 6 shows numerical data of the imaging lens of Example 6. FIG. 11 is a sectional view of the imaging lens, and FIG. 12 is a diagram showing various aberrations.
前記実施例1から実施例6に関し、下記の条件式(1)〜条件式(17)に対応する値を下記表7に示す。 With respect to Example 1 to Example 6, values corresponding to the following conditional expressions (1) to (17) are shown in Table 7 below.
条件式(1)は第1レンズL1、条件式(2)は第2レンズL2に使用する材料のアッベ数に関するものである。
45<ν1<90 条件式(1)
22<ν2<35 条件式(2)
ただし、
ν1:第1レンズのd線におけるアッベ数
ν2:第2レンズのd線におけるアッベ数
Conditional expression (1) relates to the Abbe number of the material used for the first lens L1, and conditional expression (2) relates to the second lens L2.
45 <ν1 <90 Conditional Expression (1)
22 <ν2 <35 Conditional expression (2)
However,
ν1: Abbe number of the first lens at the d-line ν2: Abbe number of the second lens at the d-line
条件式(3)は、第1レンズL1の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものであり、条件式(4)は、第2レンズL2の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものである。
0.5<f1/f<1.00 条件式(3)
−1.50<f2/f<−0.65 条件式(4)
ただし、
f:撮像レンズ全系の合成焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
Conditional expression (3) defines the focal length range of the first lens L1 with respect to the focal length of the entire system, and conditional expression (4) defines the focal length range of the second lens L2 as the focal length of the entire system. It is specified for distance.
0.5 <f1 / f <1.00 Conditional Expression (3)
−1.50 <f2 / f <−0.65 Conditional Expression (4)
However,
f: Composite focal length of the entire imaging lens f1: Focal length of the first lens f2: Focal length of the second lens
条件式(5)は、第4レンズL4の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものであり、条件式(6)は、第5レンズL5の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものである。
0.9<f4/f<1.50 条件式(5)
−1.70<f5/f<−0.85 条件式(6)
ただし、
f:撮像レンズ全系の合成焦点距離
f4:第4レンズの焦点距離
f5:第5レンズの焦点距離
Conditional expression (5) defines the focal length range of the fourth lens L4 with respect to the focal length of the entire system, and conditional expression (6) defines the focal length range of the fifth lens L5 as the focal length of the entire system. It is specified for distance.
0.9 <f4 / f <1.50 Conditional Expression (5)
−1.70 <f5 / f <−0.85 Conditional Expression (6)
However,
f: Composite focal length of the entire imaging lens f4: Focal length of the fourth lens f5: Focal length of the fifth lens
条件式(7)は、第1レンズL1の焦点距離と第3レンズL3の焦点距離の比を規定するものである。
−0.15<f1/f3<0.37 条件式(7)
ただし、
f1:第1レンズの焦点距離
f3:第3レンズの焦点距離
Conditional expression (7) defines the ratio of the focal length of the first lens L1 and the focal length of the third lens L3.
−0.15 <f1 / f3 <0.37 Conditional Expression (7)
However,
f1: Focal length of the first lens f3: Focal length of the third lens
条件式(8)は、第2レンズL2、第3レンズL3及び第4レンズL4の合成焦点距離を規定するものである。
0.0<f2・3・4 条件式(8)
Conditional expression (8) defines the combined focal length of the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4.
0.0 <f2 · 3 · 4 Conditional Expression (8)
条件式(9)は、第1レンズL1、第2レンズL2、及び第3レンズL3のそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定するものであり、条件式(10)は、第1レンズL1、第3レンズL3、及び第4レンズL4のそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定し、条件式(11)は、第1レンズL1、第3レンズL3、及び第5レンズL5のそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定するものである。
ただし、
f1<|f2|<|f3| 条件式(9)
f1<f4<|f3| 条件式(10)
f1<|f5|<|f3| 条件式(11)
Conditional expression (9) defines the power of each of the first lens L1, the second lens L2, and the third lens L3, that is, the relationship between the focal lengths. The conditional expression (10) is the first lens. The respective powers of L1, the third lens L3, and the fourth lens L4, that is, the relationship between the focal lengths, are defined, and the conditional expression (11) indicates that the first lens L1, the third lens L3, and the fifth lens L5. It defines the magnitude relationship between each power, that is, the focal length.
However,
f1 <| f2 | <| f3 | Conditional expression (9)
f1 <f4 <| f3 | Conditional expression (10)
f1 <| f5 | <| f3 | Conditional expression (11)
条件式(12)は、第1レンズL1のレンズ形状を規定するものである。
−0.40<r1/r2<0.10 条件式(12)
ただし、
r1:第1レンズ物体側面の曲率半径
r2:第1レンズ像側面の曲率半径
Conditional expression (12) defines the lens shape of the first lens L1.
−0.40 <r1 / r2 <0.10 Conditional Expression (12)
However,
r1: radius of curvature of the first lens object side surface r2: radius of curvature of the first lens image side surface
条件式(13)は、第4レンズL4のレンズ形状を規定するものである。
1.4<r7/r8<3.0 条件式(13)
ただし、
r7:第4レンズ物体側面の曲率半径
r8:第4レンズ像側面の曲率半径
Conditional expression (13) defines the lens shape of the fourth lens L4.
1.4 <r7 / r8 <3.0 Conditional Expression (13)
However,
r7: radius of curvature of the fourth lens object side surface r8: radius of curvature of the fourth lens image side surface
条件式(14)は、撮像レンズ全系の光学長と焦点距離との関係で規定するものである。
1.05<L/f<1.30 条件式(14)
ただし、
L :第1レンズ前面より像面までの距離
f :撮像レンズ全系の合成焦点距離
Conditional expression (14) is defined by the relationship between the optical length of the entire imaging lens system and the focal length.
1.05 <L / f <1.30 Conditional Expression (14)
However,
L: Distance from the front surface of the first lens to the image plane f: Composite focal length of the entire imaging lens system
条件式(15)は、撮像レンズの明るさ、Fnoを規定するものである。
0.30<CA1/f<0.50 条件式(15)
ただし、
CA1:開口絞りの直径
f :撮像レンズ全系の合成焦点距離
Conditional expression (15) defines the brightness and Fno of the imaging lens.
0.30 <CA1 / f <0.50 Conditional Expression (15)
However,
CA1: Aperture stop diameter f: Composite focal length of the entire imaging lens system
条件式(16)は、前記第2レンズL2の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定するものであり、条件式(4)より厳しい条件を満たす場合を規定したものである。
−1.30<f2/f<−0.75 条件式(16)
ただし、
f:撮像レンズ全系の合成焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
Conditional expression (16) defines the focal length range of the second lens L2 with respect to the focal length of the entire system, and defines a case where conditions more severe than conditional expression (4) are satisfied.
−1.30 <f2 / f <−0.75 Conditional Expression (16)
However,
f: Composite focal length of the entire imaging lens system f2: Focal length of the second lens
条件式(17)は、前記第4レンズL4のレンズ形状を規定する条件式(13)より厳しい条件を満たす場合を規定したものである。
1.45<r7/r8<2.0 条件式(17)
ただし、
r7:第4レンズ物体側面の曲率半径
r8:第4レンズ像側面の曲率半径
Conditional expression (17) defines a case where conditions more severe than the conditional expression (13) that defines the lens shape of the fourth lens L4 are satisfied.
1.45 <r7 / r8 <2.0 Conditional Expression (17)
However,
r7: radius of curvature of the fourth lens object side surface r8: radius of curvature of the fourth lens image side surface
本発明の実施例1〜6は表7に示すように、前記条件式(1)〜(17)の全ての条件を満たすものであって、第1レンズL1、第2レンズL2のアッベ数を規定する条件式(1),(2)に関しては条件式(1),(2)の下限を超える場合は、第2レンズL2との分散値の差が少なくなり、色収差の補正が不十分となり、逆に上限を超える場合は、軸上色収差と倍率色収差のバランスが悪くなり、画面周辺部での性能劣化を生じるが、条件式(1),(2)を満たすことによって、軸上色収差と倍率色収差のバランスも良好となり、画面周辺部での性能劣化を防止できるとともに、色収差の補正も良好となる。 As shown in Table 7, Examples 1 to 6 of the present invention satisfy all the conditions of the conditional expressions (1) to (17), and the Abbe numbers of the first lens L1 and the second lens L2 are set as follows. Regarding the conditional expressions (1) and (2) to be specified, if the lower limit of the conditional expressions (1) and (2) is exceeded, the difference in the dispersion value with the second lens L2 becomes small, and the correction of chromatic aberration becomes insufficient. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the balance between the axial chromatic aberration and the lateral chromatic aberration is deteriorated and the performance is deteriorated at the peripheral portion of the screen. However, if the conditional expressions (1) and (2) are satisfied, The balance of lateral chromatic aberration is also good, performance deterioration at the periphery of the screen can be prevented, and chromatic aberration correction is also good.
また、第1レンズL1と第2レンズL2それぞれの焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定する条件式(3),(4)に関し、条件式(3)の下限を下回る場合は、第1レンズL1の焦点距離が短くなり過ぎ、球面収差やコマ収差の補正が困難になる。逆に上限を超える場合は、光学長が長くなり過ぎて撮像レンズの薄型化が困難となるとともに、条件式(4)の下限を下回る場合は、第2レンズL2のパワーが不足することになり、色収差の補正が不十分になり、逆に上限を超える場合は、第2レンズL2の焦点距離が短くなり過ぎ、球面収差やコマ収差の補正が困難になり、製作時の誤差感度も厳しくなるが、条件式(3),(4)を満たすことによって、球面収差やコマ収差の補正も良好となり、また、第2レンズL2のパワーも充分であり、色収差の補正が良好となるとともに、球面収差やコマ収差の補正も良好となる。 The conditional expression for specifying the first lens L1 and second lens L2 each focal length range for the focal length of the entire system (3), relates to (4), if that falls below the lower limit of condition (3) Since the focal length of the first lens L1 becomes too short, it becomes difficult to correct spherical aberration and coma. Exceeding the upper limit on the contrary, with thinning of the image pickup lens optical length is too long it becomes difficult, if that falls below the lower limit of condition (4), the power of the second lens L2 becomes insufficient If the correction of chromatic aberration becomes insufficient and the upper limit is exceeded, the focal length of the second lens L2 becomes too short, making it difficult to correct spherical aberration and coma, and the error sensitivity at the time of manufacture is also low. Although it becomes severe, satisfying conditional expressions (3) and (4) makes it possible to correct spherical aberration and coma aberration well, and also the power of the second lens L2 is sufficient, so that correction of chromatic aberration is good. Also, the correction of spherical aberration and coma aberration is improved.
第4レンズL4の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定する条件式(5)に関し、条件式(5)の下限を下回る場合は、第4レンズL4の焦点距離が短くなり過ぎ、非点収差やコマ収差の補正が困難になり、製作時の誤差感度も厳しくなり、逆に上限を超える場合は、倍率色収差や非点収差が補正不足になり、所望の性能が得られなくなるが、条件式(5)の条件を満たすことによって、非点収差やコマ収差の補正が容易となるとともに、倍率色収差や非点収差の補正が容易となり、所望の性能が得られる。 Condition the focal length range defined with respect to the focal length of the entire system relates (5) of the fourth lens L4, if that falls below the lower limit of condition (5), the focal length of the fourth lens L4 becomes shorter However, correction of astigmatism and coma becomes difficult, and error sensitivity at the time of manufacture becomes severe. Conversely, if the upper limit is exceeded, lateral chromatic aberration and astigmatism are insufficiently corrected, and the desired performance is obtained. However, by satisfying the condition of the conditional expression (5), astigmatism and coma can be easily corrected, and lateral chromatic aberration and astigmatism can be easily corrected, and desired performance can be obtained.
第5レンズL5の焦点距離範囲を全系の焦点距離に対して規定する条件式(6)に関し、条件式(6)の下限を下回る場合は、第5レンズL5のパワーが不足することになり、光学長を短くすることが困難となり、逆に上限を超える場合は、CRAを低角度にすることが困難になったり、低像高での製作時の誤差感度が厳しくなるが、条件式(6)の条件を満たすことによって、第5レンズL5のパワー不足を解消して光学長を短くすることが可能となるとともに、CRAを低角度に設定することが容易となり、低像高での製作時の誤差感度も向上する。 Conditional expression that defines the focal length range of the fifth lens L5 with respect to the focal length of the entire system relates (6), if that falls below the lower limit of condition (6) is that the power of the fifth lens L5 is insufficient It becomes difficult to shorten the optical length, and conversely, if the upper limit is exceeded, it becomes difficult to make the CRA at a low angle or the error sensitivity at the time of production at a low image height becomes severe. By satisfying the condition of Expression (6), it becomes possible to eliminate the power shortage of the fifth lens L5 and shorten the optical length, and it is easy to set the CRA at a low angle, and the low image height. The error sensitivity at the time of manufacturing is also improved.
第1レンズL1の焦点距離と第3レンズL3の焦点距離の比を規定する条件式(7)に関し、条件式(7)の下限を下回る場合は、第3レンズL3の焦点距離が負で短くなり過ぎて収差補正が困難になり、逆に上限を超える場合は、第3レンズL3の焦点距離が正で短くなり過ぎて非点収差やコマ収差のバランスが悪くなり、製作時の誤差感度も厳しくなるが、条件式(7)の条件を満たすことによって、収差補正も容易となるとともに、第3レンズL3の焦点距離が正で短くなり過ぎることもなく、非点収差やコマ収差のバランスも良好となる。 Conditional expression that defines the focal length and the ratio of the focal length of the third lens L3 of the first lens L1 relates (7), if that falls below the lower limit of condition (7) is the focal length of the third lens L3 is a negative If the upper limit of the third lens L3 exceeds the upper limit, the focal length of the third lens L3 becomes too short and the balance of astigmatism and coma becomes worse, resulting in manufacturing errors. Although the sensitivity becomes severe, aberrations can be corrected easily by satisfying the condition of the conditional expression (7), and the focal length of the third lens L3 is not excessively shortened. The balance is also good.
第2レンズL2、第3レンズL3及び第4レンズL4の合成焦点距離を規定する条件式(8)に関し、条件式(8)の下限を下回る場合は、第2レンズL2の負のパワーが強くなり過ぎ、製作時の誤差感度が厳しくなり過ぎるか、第4レンズL4の正のパワーが弱くなり過ぎて非点収差や歪曲収差の補正が困難になるが、条件式(8)の条件を満たすことによって、非点収差や歪曲収差の補正が容易となる。 The second lens L2, the conditional expression for defining the composite focal length of the third lens L3 and fourth lens L4 relates (8), if that falls below the lower limit of condition (8), the negative power of the second lens L2 Becomes too strong and the error sensitivity at the time of manufacture becomes too severe, or the positive power of the fourth lens L4 becomes too weak and it becomes difficult to correct astigmatism and distortion, but the condition of conditional expression (8) By satisfying the above, astigmatism and distortion can be easily corrected.
第1レンズL1、第2レンズL2、及び第3レンズL3のそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定する条件式(9)に関し、条件式(9)の下限を下回る場合は、第2レンズL2の負のパワーが強くなり過ぎ、光学長が長くなったり、製作時の誤差感度が厳しくなり、逆に上限を超える場合は、第3レンズL3のパワーが強くなり過ぎ、軸外性能の確保が困難になるが、条件式(9)の条件を満たすことによって、光学長を短く設定できるとともに、軸外性能の確保も容易となる。 The first lens L1, each power of the second lens L2, and third lens L3 that is, the conditional expression for defining the magnitude relation of the focal length relates to (9), if that falls below the lower limit of condition (9), If the negative power of the second lens L2 becomes too strong, the optical length becomes long, or the error sensitivity at the time of manufacture becomes severe. On the contrary, if the upper limit is exceeded, the power of the third lens L3 becomes too strong and off-axis. Although it becomes difficult to ensure performance, by satisfying the condition of conditional expression (9), the optical length can be set short and off-axis performance can be easily ensured.
第1レンズL1、第3レンズL3、及び第4レンズL4のそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定する条件式(10)に関し、条件式(10)の下限を下回る場合は、第4レンズのパワーL4が強くなり過ぎて光学長が長くなったり、非点収差や歪曲収差の補正が困難になり、逆に上限を超える場合は、第3レンズのパワーL3が強くなり過ぎ、軸外性能の確保が困難になるが、条件式(10)の条件を満たすことによって、非点収差や歪曲収差の補正が容易となるとともに、軸外性能の確保も容易となる。 The first lens L1, each power of the third lens L3, and the fourth lens L4 that is, relates to conditional expression for specifying the size relationship of the focal length (10), if that falls below the lower limit of condition (10), If the power L4 of the fourth lens becomes too strong and the optical length becomes long, or correction of astigmatism and distortion becomes difficult, and if the upper limit is exceeded, the power L3 of the third lens becomes too strong, Although it is difficult to ensure off-axis performance, satisfying the condition of conditional expression (10) facilitates correction of astigmatism and distortion, and also ensures off-axis performance.
第1レンズL1、第3レンズL3、及び第5レンズL5のそれぞれのパワーすなわち、焦点距離の大小関係を規定する条件式(11)に関し、条件式(11)の下限を下回る場合は、第5レンズL5の負のパワーが強くなり過ぎ、コマ収差や非点収差の補正が困難になり、逆に上限を超える場合は、第3レンズL3のパワーが強くなり過ぎ、軸外性能の確保が困難になるが、条件式(11)の条件を満たすことによって、コマ収差や非点収差の補正が容易となるとともに、軸外性能の確保も容易となる。 The first lens L1, each power of the third lens L3, and the fifth lens L5 that is, relates to conditional expression for specifying the size relationship of the focal length (11), if that falls below the lower limit of condition (11), When the negative power of the fifth lens L5 becomes too strong and it becomes difficult to correct coma and astigmatism. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the power of the third lens L3 becomes too strong to ensure off-axis performance. However, when the condition of the conditional expression (11) is satisfied, correction of coma and astigmatism can be facilitated and off-axis performance can be easily secured.
第1レンズL1のレンズ形状を規定する条件式(12)に関し、条件式(12)の下限を下回る場合は、光学長の短縮化に不利になると共に、第1レンズL1の製作時の誤差感度も厳しくなり、逆に上限を超える場合は、収差バランスを保つのが困難になり、所望の性能が得られなくなるが、条件式(12)の条件を満たすことによって、光学長の短縮化に有利となるとともに、収差バランスを良好に保つことができるとともに、所望の性能が得られる。 It relates conditional expressions that define the lens shape of the first lens L1 (12), in the case that falls below the lower limit of condition (12), it becomes disadvantageous to shortening the optical length, the time of production of the first lens L1 The error sensitivity also becomes severe, and conversely, if the upper limit is exceeded, it becomes difficult to maintain the aberration balance and the desired performance cannot be obtained. However, the optical length can be shortened by satisfying the condition (12). In addition, the aberration balance can be kept good and desired performance can be obtained.
さらに、第4レンズL4のレンズ形状を規定する条件式(13)に関し、条件式(13)の下限を下回る場合は、第4レンズL4のパワーが弱くなり過ぎ、諸収差の補正が困難になり性能劣化を来たし、逆に上限を超える場合は、第4レンズL4のパワーが強くなり過ぎるか、メニスカス度の少ないレンズになり、この場合も収差バランスを保つのが困難になり、所望の性能が得られなくなるが、条件式(13)の条件を満たすことによって、諸収差の補正が容易となるとともに、収差バランスを保つのが容易となり、所望の性能が得られる。 Further, conditional expression for specifying the shape of a lens of the fourth lens L4 relates (13), if that falls below the lower limit of the condition (13), the power is too weak in the fourth lens L4, difficult to correct various aberrations However, if the upper limit is exceeded, the power of the fourth lens L4 becomes too strong, or the lens has a low meniscus degree. Although the performance cannot be obtained, by satisfying the condition of the conditional expression (13), it becomes easy to correct various aberrations, and it becomes easy to maintain the aberration balance, and the desired performance can be obtained.
さらに、撮像レンズ全系の光学長と焦点距離との関係で規定する条件式(14)に関し、条件式(14)の下限を下回る場合は、光学長が短くなり過ぎ、諸収差の補正が困難になると共に、製作時の誤差感度も厳しくなり過ぎ、逆に上限を超える場合は、光学長が長くなり過ぎることであり、撮像レンズの薄型化が困難となるが、条件式(14)の条件を満たすことによって、諸収差の補正が容易となると共に、光学長が短くなり過ぎることもなく撮像レンズの薄型化にも有利である。 Further, conditional expression for specifying the relationship between the optical length and the focal length of the imaging lens system relates to (14), in the case that falls below the lower limit of the condition (14), only the optical length becomes short, the various aberrations corrected However, when the upper limit is exceeded, the optical length is too long, and it is difficult to reduce the thickness of the imaging lens. However, conditional expression (14) By satisfying the above condition, it becomes easy to correct various aberrations, and it is advantageous for reducing the thickness of the imaging lens without making the optical length too short.
さらに、撮像レンズの明るさ、Fnoを規定する条件式(15)に関し、条件式(15)の下限を下回る場合は、Fnoが大きくなり過ぎ、要求される明るさを満たさないことが多く、逆に上限を超える場合は、Fnoが小さくなり過ぎるか、絞り(Fno光束規制板)と第1レンズL1前面との距離が大きくなり過ぎ、何れの場合も所望の光学性能が得られなくなるが条件式(15)の条件を満たすことによって、所望の光学性能が得られ易い。 Furthermore, the brightness of the imaging lens, conditional expression for specifying the Fno relates (15), in the case that falls below the lower limit of the condition (15), Fno becomes too large, it often does not satisfy the required brightness On the contrary, when the upper limit is exceeded, Fno becomes too small, or the distance between the stop (Fno light flux regulating plate) and the first lens L1 becomes too large, and in either case, desired optical performance cannot be obtained. By satisfying the condition of the conditional expression (15), desired optical performance can be easily obtained.
また、前記第2レンズL2,前記第3レンズL3、前記第4レンズL4及び前記第5レンズL5は、少なくとも一面が非球面形状を採り、樹脂材料により製作される所謂プラスチックレンズであるから、安価で生産効率の良い樹脂材料を使用し、少なくとも、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、及び第5レンズL5を製作することにより、低コスト化が可能となる。 Further, the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4 and the fifth lens L5 is taken at least one surface is aspherical, because a so-called plastic lens fabricated of a resin material, low cost Thus, by using a resin material with good production efficiency and manufacturing at least the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, and the fifth lens L5, the cost can be reduced.
さらに、開口絞りSを、第1レンズL1の物体側に配置することにより、CRA(Chief Ray Angle)は小さくし易く、光量の低下する像面の周辺部分での光量確保が容易となる。 Further, by arranging the aperture stop S on the object side of the first lens L1, the CRA (Chief Ray Angle) can be easily reduced, and the light quantity can be secured in the peripheral portion of the image plane where the light quantity decreases.
また、前記第5レンズL5の物体側面と像側面は、レンズ中心部から周辺部に行くに従って少なくとも一つの変曲点を有する非球面形状とすることにより、軸外性能やCRAの確保を図ることが可能になる。 Further, the object side surface and the image side surface of the fifth lens L5 have an aspherical shape having at least one inflection point from the center to the periphery of the lens, thereby ensuring off-axis performance and CRA. Is possible.
以上、本発明の各実施例について詳述したが、本発明は前記各実施例に限定されるものではなく本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。 As mentioned above, although each Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to each said Example, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention.
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
L5 第5レンズ
S 開口絞り
L1 1st lens L2 2nd lens L3 3rd lens L4 4th lens L5 5th lens S Aperture stop
Claims (12)
光軸上で物体側に凸面を向けた正の屈折力を有する第1レンズと、
光軸上で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第2レンズと、
負の屈折力を有し、光軸上で物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第3レンズと、
光軸上で像側に凸面を向けた正の屈折力を有するメニスカス形状の第4レンズと、
光軸上で像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカス形状の第5レンズとから成り、
前記第4レンズの曲率半径に関して、下記条件式(13)を満足する
ことを特徴とする固体撮像素子用撮像レンズ。
1.4<r7/r8<3.0 (13)
ただし、
r7:第4レンズ物体側面の曲率半径
r8:第4レンズ像側面の曲率半径 A photographic lens for a solid-state image sensor, in order from the object
A first lens having positive refractive power with a convex surface facing the object side on the optical axis;
A second lens having negative refractive power with a concave surface facing the image side on the optical axis;
A meniscus third lens having negative refractive power and having a convex surface facing the object side on the optical axis;
A meniscus fourth lens having a positive refractive power with a convex surface facing the image side on the optical axis;
A meniscus fifth lens having negative refractive power with a concave surface facing the image side on the optical axis,
The imaging lens for a solid-state imaging device, wherein the following conditional expression (13) is satisfied with respect to the radius of curvature of the fourth lens.
1.4 <r7 / r8 <3.0 (13)
However,
r7: radius of curvature of the fourth lens object side surface r8: radius of curvature of the fourth lens image side surface
45<ν1<90 (1)
22<ν2<35 (2)
ただし、
ν1:第1レンズのd線におけるアッベ数
ν2:第2レンズのd線におけるアッベ数 The imaging lens for a solid-state imaging device according to claim 1, wherein the following conditional expressions (1) and (2) are satisfied with respect to an Abbe number of a material used for the first lens and the second lens.
45 <ν1 <90 (1)
22 <ν2 <35 (2)
However,
ν1: Abbe number of the first lens at the d-line ν2: Abbe number of the second lens at the d-line
0.5<f1/f<1.00 (3)
−1.50<f2/f<−0.65 (4)
ただし、
f:撮像レンズ全系の合成焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離 The imaging lens for a solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first lens and the second lens satisfy the following conditional expressions (3) and (4). .
0.5 <f1 / f <1.00 (3)
−1.50 <f2 / f <−0.65 (4)
However,
f: Composite focal length of the entire imaging lens f1: Focal length of the first lens f2: Focal length of the second lens
0.9<f4/f<1.50 (5)
−1.70<f5/f<−0.85 (6)
ただし、
f:撮像レンズ全系の合成焦点距離
f4:第4レンズの焦点距離
f5:第5レンズの焦点距離 The imaging lens for a solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 6, wherein the fourth lens and the fifth lens satisfy the following conditional expressions (5) and (6). .
0.9 <f4 / f <1.50 (5)
−1.70 <f5 / f <−0.85 (6)
However,
f: Composite focal length of the entire imaging lens f4: Focal length of the fourth lens f5: Focal length of the fifth lens
0.0<f2・3・4 (8)
ただし、
f2・3・4:第2レンズ、第3レンズ、第4レンズの合成焦点距離 The imaging for a solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 7, wherein the second lens, the third lens, and the fourth lens satisfy the following conditional expression (8). lens.
0.0 <f2 · 3 · 4 (8)
However,
f2, 3 and 4: Composite focal length of the second lens, the third lens and the fourth lens
f1<|f2|<|f3| (9)
f1<f4<|f3| (10)
f1<|f5|<|f3| (11)
ただし、
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f3:第3レンズの焦点距離
f4:第4レンズの焦点距離
f5:第5レンズの焦点距離 The first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens, and the fifth lens satisfy the following conditional expressions (9), (10), and (11): The imaging lens for a solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 8.
f1 <| f2 | <| f3 | (9)
f1 <f4 <| f3 | (10)
f1 <| f5 | <| f3 | (11)
However,
f1: focal length of the first lens f2: focal length of the second lens f3: focal length of the third lens f4: focal length of the fourth lens f5: focal length of the fifth lens
−0.40<r1/r2<0.10 (12)
ただし、
r1:第1レンズ物体側面の曲率半径
r2:第1レンズ像側面の曲率半径 The imaging lens for a solid-state imaging device according to any one of claims 1 to 9, wherein the following conditional expression (12) is satisfied with respect to a radius of curvature of the first lens.
−0.40 <r1 / r2 <0.10 (12)
However,
r1: radius of curvature of the first lens object side surface r2: radius of curvature of the first lens image side surface
1.05<L/f<1.30 (14)
ただし、
L:第1レンズ前面より像面までの距離
f:撮像レンズ全系の合成焦点距離 11. The imaging lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (14) is satisfied with respect to the optical length and focal length of the entire imaging lens system.
1.05 <L / f <1.30 (14)
However,
L: Distance from the front surface of the first lens to the image plane f: Composite focal length of the entire imaging lens system
0.30<CA1/f<0.50 (15)
ただし、
CA1:開口絞りの直径
f:撮像レンズ全系の合成焦点距離
The imaging lens for a solid-state imaging device according to any one of claims 4 to 11, wherein the following conditional expression (15) is satisfied with respect to a diameter of the aperture stop.
0.30 <CA1 / f <0.50 (15)
However,
CA1: Aperture stop diameter f: Total focal length of the entire imaging lens system
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