JP2004145183A

JP2004145183A - 撮像レンズ、撮像ユニット及び携帯端末

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Publication number: JP2004145183A
Application number: JP2002312344A
Authority: JP
Inventors: Susumu Yamaguchi; 山口　進; Masae Sato; 佐藤　正江
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-28
Also published as: DE60310342T2; EP1416306B1; KR20040038692A; EP1416306A2; CN100437328C; DE60310342D1; TWI275889B; CN1515950A; US6885508B2; JP4269334B2; KR101053774B1; TW200422756A; EP1416306A3; US20040105173A1

Abstract

【課題】明るく且つ画角を大きくとれ、レンズ枚数が２枚という簡略な構成にもかかわらず、小型で諸収差が良好に補正された撮像レンズ、及びそれを用いた撮像ユニット、携帯端末を提供する。
【解決手段】正の第１レンズを物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることで、撮像レンズ全系の主点を物体側によせることができるため、撮像レンズ全長の小型化が可能となる。また、最も物体側に開口絞りを配置し、第２レンズの物体側面を物体側に凸とすることで、固体撮像素子を用いた撮像レンズに必要な、像側光束のテレセントリック特性が確保しやすくなる。さらに、第１レンズ及び第２レンズのそれぞれに、少なくとも１面の非球面を用いることにより、より良好な収差補正が可能となる。
【選択図】　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＣＤ型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた、小型の撮像レンズ、撮像ユニット及びそれらを備えた携帯端末に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像ユニットの高性能化、小型化に伴い、撮像ユニットを備えた携帯電話やパーソナルコンピューターが普及しつつある。また、これらの撮像ユニットに搭載される撮像レンズには、さらなる小型化への要求が高まっている。
【０００３】
このような用途の撮像レンズとして、単玉レンズに比べ高性能化が可能な２枚構成のレンズが一般的に適しており、レンズ全長小型化の要求から、最も物体側に正レンズを配置した正レンズ先行の２枚構成の撮像レンズが知られている。このような構成の撮像レンズは、例えば、以下の特許文献１，２に開示されている。
【特許文献１】
特許第３００７６９５号公報
【特許文献２】
特許第３３１１３１７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、特許文献１，２に記載されているタイプのレンズは、Ｆナンバーが２．０と明るく、かつレンズ全長の小型化を達成しているものの、撮像素子対角方向の画角が５２°程度と、例えばカメラ付携帯電話用途の撮像レンズとしてはやや画角が狭いという問題があった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑み、ＦナンバーがＦ２．８程度、撮像素子の有効画面対角方向の画角が５８°以上の仕様を有し、レンズ枚数が２枚という簡略な構成にもかかわらず、小型で諸収差が良好に補正された撮像レンズ、及びそれを用いた撮像ユニット、携帯端末を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の撮像レンズは、物体側より順に、開口絞り、正の屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズ、正または負の屈折力を有し物体側に凸面を向けた第２レンズからなり、
前記第１レンズ及び前記第２レンズはそれぞれ、少なくとも１面の非球面を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする。
ｆ１／｜ｆ２｜　＜　１．０　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
【０００７】
ここで、小型の撮像レンズの尺度であるが、本発明では以下の（８）式を満たすレベルの小型化を目指している。この範囲を満たすことで、撮像レンズ全長を短くでき相乗的にレンズ外径も小さくできる。これにより、撮像ユニット全体の小型軽量化が可能となる。
Ｌ／２Ｙ　＜　１．３０　（８）
ただし、
Ｌ：撮像レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離
（ただし、最も物体側に開口絞りが配置される場合は、開口絞りから像側焦点までの距離）
２Ｙ：撮像素子の有効画面対角線長
ここで、像側焦点とはレンズに光軸と平行な平行光線が入射した場合の像点をいう。また、レンズの最も像側の面と像側焦点位置との間に平行平板が配置される場合には、平行平板部分は空気換算長とする。
【０００８】
小型で収差の良好に補正された撮像レンズを得るための、本発明の基本構成は、最も物体側に開口絞りを配置し、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第１レンズと、物体側に凸面を向けた正または負の第２レンズからなる。正の第１レンズを物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることで、撮像レンズ全系の主点を物体側によせることができるため、条件式（８）を満たすような撮像レンズ全長の小型化が可能となる。また、最も物体側に開口絞りを配置し、前記第２レンズの物体側面を物体側に凸とすることで、固体撮像素子を用いた撮像レンズに必要な、像側光束のテレセントリック特性が確保しやすくなる。
【０００９】
さらに、前記第１レンズ及び前記第２レンズのそれぞれに、少なくとも１面の非球面を用いることにより、より良好な収差補正が可能となる。正の第１レンズに非球面を用いると、球面収差、コマ収差の補正に効果がある。一方、第２レンズは、開口絞りから離れて最も像側に配置されているため、軸上光束と画面周辺部の軸外光束で通過高さに差があり、非球面を用いることで、像面湾曲や歪曲収差といった、画面周辺部の諸収差を良好に補正することができる。
【００１０】
条件式（１）は、第１レンズと第２レンズの焦点距離に関するもので、この条件を満たすことで撮像レンズ全系の主点を物体側によせることができ、撮像レンズ全長の小型化に寄与することができる。なお、以下の（１’）式を満たすとより好ましい。
ｆ１／｜ｆ２｜　＜　０．８　　　　　　　　　　　　　　　　（１’）
【００１１】
請求項２に記載の撮像レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．８０　＜　ｆ１／ｆ　＜　１．８０　　　　　　　　　　　　（２）
−１．９０　＜　Ｒ２／（（１−Ｎ１）・ｆ）　＜　−０．６０　　　　　　（３）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
Ｒ２：前記第１レンズの像側面の曲率半径
Ｎ１：前記第１レンズのｄ線に対する屈折率
ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
【００１２】
ここで、条件式（２）は、第１レンズの屈折力を適切に設定するための条件を規定する。ｆ１／ｆが下限を上回ることで、前記第１レンズの正の屈折力が必要以上に大きくなりすぎず、前記第１レンズの物体側面で発生する、高次の球面収差やコマ収差を小さく抑えることができる。一方、ｆ１／ｆが上限を下回ることで、前記第１レンズの正の屈折力を適度に確保でき、撮像レンズ全長の短縮が可能となる。なお、以下の（２’）式を満たすとより好ましい。
１．００　＜　ｆ１／ｆ　＜　１．６０　　　　　　　　　　　（２’）
【００１３】
更に、条件式（３）は、第１レンズ像側面の負の屈折力を適切に設定するための条件を規定する。かかる条件を満たすことで、像面湾曲の補正を容易にし、像面を平坦にすることができる。ここで、前記第１レンズ像側面の焦点距離は、曲率半径（Ｒ２）と前記第１レンズの屈折率（Ｎ１）を用いてＲ２／（１−Ｎ１）で計算されるため、条件式（３）は、第２レンズ物体側面の焦点距離と、撮像レンズ全系の焦点距離の比を表す式である。より具体的には、Ｒ２／（（１−Ｎ１）・ｆ）が下限を上回ることで、前記第１レンズ像側面の負の屈折力を適度に維持できるため、正のペッツバール和が減少し、像面湾曲の補正が容易になる。一方、Ｒ２／（（１−Ｎ１）・ｆ）が上限を下回ることで、第１レンズ像側面の負の屈折力が必要以上に大きくなりすぎず、軸外光束のコマフレアや、糸巻き型の歪曲収差の発生を抑制することができ、良好な画質が得られる。なお、以下の（３’）式を満たすとより好ましい。
−１．７０　＜　Ｒ２／（（１−Ｎ１）・ｆ）　＜　−０．８０　　　（３’）
【００１４】
請求項３に記載の撮像レンズは、前記第２レンズが正の屈折力を有することを特徴とする。前記第２レンズを正レンズとすることで、画面周辺部でのテレセントリック特性がより確保しやすい構成となる。
【００１５】
請求項４に記載の撮像レンズは、前記第２レンズの像側面が、最大有効半径をｈｍａｘとするとき、ｈｍａｘ×０．７＜ｈ＜ｈｍａｘなる任意の光軸垂直方向の高さｈにおいて、以下の条件式を満足する非球面を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮像レンズ。
Ｘ−Ｘ０　＜　０　　　　　　　　（４）
ただし、ＸおよびＸ０は面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数５」、「数６」式で算出される値である。
Ｘ：非球面変位量
【数５】

Ｘ０：非球面の回転２次曲面成分変位量
【数６】

ただし、
Ａｉ：前記第２レンズ像側面のｉ次の非球面係数
Ｒ４：前記第２レンズ像側面の曲率半径
Ｋ４：前記第２レンズ像側面の円錐定数
上述の条件式（４）を満たす非球面形状とすることで、特に高画角の光束におけるテレセントリック特性の確保が容易となる。
【００１６】
請求項５に記載の撮像レンズは、前記第１レンズ及び前記第２レンズが、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする。
【００１７】
近年では、撮像ユニット全体の小型化を目的とし、同じ画素数の撮像素子であっても、画素ピッチが小さく、結果として受光部（光電変換部）の画面サイズの小さいものが開発されている。このような画面サイズの小さい撮像素子向けの撮像レンズは、同じ画角を確保するためには、全系の焦点距離を短くする必要があるため、各レンズの曲率半径や外径がかなり小さくなってしまう。従って、研磨加工により製造されるガラスレンズでは加工が困難となる。したがって、前記第１レンズ、前記第２レンズを、射出成形により製造されるプラスチックレンズで構成することにより、曲率半径や外径の小さなレンズであっても大量生産が可能となる。また、非球面化が容易なため、収差補正上も有利である。ここで、小径レンズであっても比較的容易に製造できるレンズとして、ガラスモールドレンズの採用も考えられるが、現在の技術では金型の耐久性等の問題もあり、プラスチックレンズの方が製造コストを抑えた大量生産に向いているといえる。
【００１８】
さらに、プラスチックレンズを用いるもう一つのメリットとしては、レンズ有効径外側のフランジ部の形状を自由に設計できるため、例えば、後述する説明で参照する図２に示すごとく、フランジ部（環状部）の内径部または外径部を利用して、２枚のレンズの光軸を容易に一致させることができる構造をとることができる。この例では、フランジ部はレンズの間隔を規定するスペーサーの機能も持ち合わせているため、部品点数の削減になり好ましい構成である。なお、「プラスチック材料から形成されている」とは、プラスチック材料を母材として、その表面に反射防止や表面硬度向上を目的としてコーティング処理を行った場合を含むものとする。
【００１９】
請求項６に記載の撮像レンズは、物体側より順に、開口絞り、正の屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズ、正または負の屈折力を有し物体側に凸面を向けた第２レンズからなり、以下の条件式を満足し、
０．４０　＜　Ｄ_２４／ｆ　＜　１．００　　　　　　　（５）
ただし、
Ｄ_２４：前記第１レンズの像側面から前記第２レンズ像側面までの距離
ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
且つ前記第２レンズの像側面は、最大有効半径をｈｍａｘとするとき、ｈｍａｘ×０．７＜ｈ＜ｈｍａｘなる任意の光軸垂直方向の高さｈにおいて、以下の条件式を満足する非球面を有することを特徴とする。
Ｘ−Ｘ０　＜　０　　　　　　　　（６）
ここで、ＸおよびＸ０は面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数７」、「数８」式で算出される値であり、
Ｘ：非球面変位量
【数７】

Ｘ０：非球面の回転２次曲面成分変位量
【数８】

ただし、
Ａｉ：前記第２レンズ像側面のｉ次の非球面係数
Ｒ４：前記第２レンズ像側面の曲率半径
Ｋ４：前記第２レンズ像側面の円錐定数
【００２０】
小型で収差の良好に補正された撮像レンズを得るための、本発明の基本構成は、最も物体側に開口絞りを配置し、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第１レンズと、物体側に凸面を向けた正または負の第２レンズからなる。正の第１レンズを物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることで、撮像レンズ全系の主点を物体側によせることができるため、条件式（８）を満たすような撮像レンズ全長の小型化が可能となる。また、最も物体側に開口絞りを配置し、第２レンズの物体側面を物体側に凸とすることで、固体撮像素子を用いた撮像レンズに必要な、像側光束のテレセントリック特性が確保しやすくなる。
【００２１】
条件式（５）は、像側光束のテレセントリック特性を確保するために、第１レンズ像側面と第２レンズ像側面の間隔Ｄ_２４を最適化するための条件を規定する。本発明のレンズタイプにおいて、撮像レンズ全長の小型化と像側光束のテレセントリック特性の確保を両立するためには、負の屈折作用をする前記第１レンズ像側面で軸外光束を跳ね上げ、前記第２レンズ物体側面の凸面の作用、および前記第２レンズ像側面の非球面の作用で、跳ね上げられた光束を光軸とできるだけ平行になるように屈折させることが必要である。
【００２２】
より具体的には、Ｄ_２４／ｆが条件式（５）の下限を上回ることで、Ｄ_２４が極端に小さくなり過ぎることが回避される。これにより前記第１レンズ像側面の負のパワーをそれほど強くすることなく、軸外光束を跳ね上げることができるので、像側光束のテレセントリック特性を確保しながら軸外収差補正を良好に行うことができる。一方、Ｄ_２４／ｆが上限を下回ることで、Ｄ_２４が極端に大きくなり過ぎることが回避され、必要なレンズ厚やバックフォーカスを確保しながら撮像レンズ全長の小型化が可能となる。なお、以下の（５’）式を満たすとより好ましい。
０．５０　＜　Ｄ_２４／ｆ　＜　０．８０　　　　　　　　　　　　　（５’）
更に、上述の条件式（６）を満たす非球面形状とすることで、特に高画角の光束におけるテレセントリック特性の確保が容易となる。
【００２３】
請求項７に記載の撮像レンズは、以下の条件式を満足することを特徴とする。
０．８０　＜　ｆ１／ｆ　＜　１．８０　　　　　　　　（７）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
【００２４】
条件式（７）は、第１レンズの屈折力を適切に設定するための条件を規定する。ｆ１／ｆが下限を上回ることで、前記第１レンズの正の屈折力が必要以上に大きくなりすぎず、前記第１レンズの物体側面で発生する、高次の球面収差やコマ収差を小さく抑えることができる。一方、ｆ１／ｆが上限を下回ることで、前記第１レンズの正の屈折力を適度に確保でき、撮像レンズ全長の短縮が可能となる。なお、以下の（７’）式を満たすとより好ましい。
１．００　＜　ｆ１／ｆ　＜　１．６０　　　　　　　　　　　（７’）
【００２５】
請求項８に記載の撮像レンズは、前記第２レンズが正の屈折力を有することを特徴とする。請求項３に記載の撮像レンズに関連して説明した効果と同じである。
【００２６】
請求項９に記載の撮像レンズは、前記第１レンズ及び前記第２レンズが、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする。請求項５に記載の撮像レンズに関連して説明した効果と同じである。
【００２７】
請求項１０に記載の撮像ユニットは、光電変換部を備えた撮像素子と、前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる、請求項１乃至９のいずれかに記載の撮像レンズと、前記撮像素子を保持すると共に電気信号の送受を行う外部接続用端子を有する基板と、物体側からの光入射用の開口部を有し遮光性部材からなる筐体と、が一体的に形成された撮像ユニットであって、前記撮像ユニットの前記撮像レンズ光軸方向の高さが１０［ｍｍ］以下であることを特徴とする。
【００２８】
本発明の撮像レンズを用いることで、より小型かつ高性能な前記撮像ユニットを得ることができる。ここで、「光入射用の開口部」とは、必ずしも孔等の空間を形成するものに限らず、物体側からの入射光を透過可能な領域が形成された部分を指すものとする。又、「前記撮像ユニットの前記撮像レンズ光軸方向の高さが１０［ｍｍ］以下」とは、上記全ての構成を備えた撮像ユニットの光軸方向に沿った全長を意味するものとする。従って、例えば、基板の表の面に筐体が設けられ、基板の背面に電子部品等が実装された場合にあっては、筐体の物体側となる先端部から背面上で突出する電子部品の先端部までの距離が１０［ｍｍ］以下となることを意味する。
【００２９】
請求項１１に記載の携帯端末は、請求項１０記載の撮像ユニットを備えることを特徴とする。本発明の撮像ユニットを用いることで、より小型かつ高性能な携帯端末を得ることができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本実施の形態にかかる撮像ユニット５０の斜視図であり、図２は、撮像ユニット５０の撮像光学系の光軸に沿った断面図である。
【００３１】
図１に示す撮像ユニット５０は、光電変換部５１ａを有する撮像素子としてのＣＭＯＳ型イメージセンサ５１（図１では不図示、図２参照）と、このイメージセンサ５１の光電変換部５１ａに被写体像を撮像させる撮像光学系１０（鏡筒５４を含む）と、イメージセンサ５１を保持すると共にその電気信号の送受を行う外部接続用端子５９を有する基板５２と、基板５２に取り付けられ撮像光学系１０を保持する筐体５３とを備え、これらが一体的に形成されている。尚、本発明でいう「撮像レンズ」は、本実施の形態では後述する第１レンズＬ１と第２レンズＬ２と開口絞りＳとから構成され、本発明でいう「筐体」は、本実施の形態では筐体５３及び鏡筒５４とから構成され、物体側からの光入射用の開口部５４ａは鏡筒５４に形成されている。
【００３２】
図２に示すように、イメージセンサ５１には、その受光側の平面の中央部に、画素（光電変換素子）が２次元的に配置された、受光部としての光電変換部５１ａが形成されており、その周囲には信号処理回路部５１ｂが形成されている。かかる信号処理回路部５１ｂは、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、このデジタル信号を用いて画像信号出力を形成する信号処理部等から構成されている。また、イメージセンサ５１の受光側の平面の外縁近傍には、多数のパッド（図示略）が配置されており、ワイヤＷを介して基板５２に接続されている。イメージセンサ５１は、光電変換部５１ａからの信号電荷をデジタルＹＵＶ信号等の画像信号等に変換し、ワイヤＷを介して基板５２上の所定の回路に出力する。ここで、Ｙは輝度信号、Ｕ（＝Ｒ−Ｙ）は赤と輝度との色差信号、Ｖ（＝Ｂ―Ｙ）は青と輝度信号との色差信号である。なお、撮像素子は上記ＣＭＯＳ型のイメージセンサに限定されるものではなく、ＣＣＤ等の他のものを使用しても良い。
【００３３】
基板５２は、その一平面上で上記イメージセンサ５１及び筐体５３を支持する支持平板５２ａと、支持平板５２ａの背面（イメージセンサ５１と反対側の面）にその一端部が接続されたフレキシブル基板５２ｂとを備えている。支持平板５２ａは、表裏面に設けられた多数の信号伝達用パッドを有しており、その一平面側で前述したイメージセンサ５１のワイヤＷと接続され、背面側でフレキシブル基板５２ｂと接続されている。
【００３４】
フレキシブル基板５２ｂは、上記の如くその一端部が支持平板５２ａと接続され、その他端部に設けられた外部出力端子５９を介して支持平板５２ａと外部回路（例えば、撮像ユニットを実装した上位装置が有する制御回路）とを接続し、外部回路からイメージセンサ５１を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けたり、また、デジタルＹＵＶ信号を外部回路へ出力したりすることを可能とする。さらに、フレキシブル基板５２ｂの長手方向の中間部が可撓性又は変形性を備え、その変形により、支持平板５２ａに対して外部出力端子の向きや配置に自由度を与えている。
【００３５】
次に、筐体５３及び撮像光学系１０について説明する。筐体５３は、基板５２の支持平板５２ａにおけるイメージセンサ５１が設けられた平面上に当該イメージセンサ５１をその内側に格納した状態で接着により固定装備されている。そして、撮像光学系１０は筐体５３の内部に格納保持されている。尚、図２においては、図面上方側が物体側であり、図面下方側が像側である。
【００３６】
図２において、円形内孔を有する略四角柱状の筐体５３が、支持平板５２ａ上に、イメージセンサ５１を囲う位置に載置されている。筐体５３の円形内孔の内周面には、雌ネジ５３ａが形成されている。筐体５３の内方に配置された鏡筒５４は、中央に開口部５４ａを有する天板５４ｂと、外周面に雄ネジ５４ｄを形成した円筒部５４ｃとを有する。筐体５３及び鏡筒５４は、各々遮光性部材から形成されている。
【００３７】
鏡筒５４の天板５４ｂの上面には、中央に開口を形成した遮光マスク２１が接着剤で固定されている。又、天板５４ｂの上面において開口部５４ａの周囲に形成された段部５４ｅには、物体側からの赤外線の入射を阻止するＩＲカットフィルタ２４が配置され、接着剤Ｂにより固定されている。ＩＲカットフィルタ２４の像側に向かうにつれて、天板５４ｂの開口部５４ａが徐々に縮径しており、最小径の部分が開口絞りＳとなっている。
【００３８】
天板５４ｂの下面に形成された段部５４ｇの内周には、第１レンズＬ１のフランジ部外周が嵌合しており、それにより鏡筒５４の開口部５４ａの中心と第１レンズＬ１の光軸とが精度良く位置合わせされる。第１レンズＬ１は、そのフランジ部の像側に第１環状部Ｌ１ａを有している。第１レンズＬ１の像側に配置された第２レンズＬ２は、そのフランジ部の物体側に第２環状部Ｌ２ａを有している。第１環状部Ｌ１ａの外周に第２環状部Ｌ２ａの内周を嵌合させることで、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とで精度良く光軸（Ｌ）合わせが成される。第２レンズＬ２の物体側には、遮光マスク２２が載置されている。遮光マスク２２は、第１レンズＬ１の第１環状部Ｌ１ａと、第２レンズＬ２の上面との間の隙間に配置されているが、かかる隙間より薄い幅を有しているため、後述する第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とのレンズ間距離に影響を与えない。
【００３９】
組み付け時において、筐体５３に取り付ける前に、鏡筒５４に、第１レンズＬ１，第２レンズＬ２をこの順序で像側から挿入し、第１レンズＬ１の上面を天板５４ｂの下面に当接させ、且つ第２レンズの第２環状部Ｌ２ａを第１レンズＬ１の下面に当接させ、この状態を維持することで、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とのレンズ間距離が確定することとなる。更に、鏡筒５４の物体側から、円筒部５４ｃ内に圧入リング２３を圧入し、第２レンズＬ２の下面に当接させることで、上記状態を維持しつつ第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが鏡筒５４に固定されることとなる。尚、圧入リング２３と鏡筒５４との間に接着剤を塗布しても良い。
【００４０】
このようにしてレンズが組み込まれた鏡筒５４は、以下のようにして組み付けが成される。まず、筐体５３が不図示の自動組立機械に把持され、基板５２に固定されたイメージセンサ５１上に移動させられた上で、筐体５３の中心と、イメージセンサ５１の中心とが一致するように配置される。更に、基板５２と筐体５３の当接端との間に接着剤Ｂが塗布され、両者は一体化される。その後、鏡筒５４の雄ネジ５４ｄを、筐体５３の雌ネジ５３ａに螺合させることで、鏡筒５４を筐体５３に組み込むことができる。このとき、筐体５３に対する鏡筒５４のねじ込み量を調整することで、撮影光学系１０のピント調整を行う。筐体５３に対し、鏡筒５４が適切な位置にねじ込まれた段階で、天板５４ｂと筐体５３との間に接着剤Ｂが充填され、両者が固定される。
【００４１】
本実施の形態において、筐体５３が基板５２に接着されており、鏡筒５４が筐体５３に接着されており、更に鏡筒５４の開口部５４ａを覆うようにしてＩＲカットフィルタ２４が接着されているため、撮像ユニットの外部に対して、異物が侵入しないよう密封された状態に維持されるため、イメージセンサ５１の光電変換部５１ａに対する異物の悪影響を排除することができる。これらに用いる接着剤は、防湿性を有するのが好ましい。これにより、湿気の侵入による撮像素子やパッドの表面劣化を防ぐことができる。
【００４２】
又、ＩＲカットフィルタ２４を、第１レンズ部Ｌ１より物体側に配置しているので、第１レンズ部Ｌ１を剥き出しにすることなく、その保護が図れると共に、レンズ面への異物の付着防止も図れる。
【００４３】
更に、本実施の形態において、撮像ユニット５０の撮像レンズ光軸方向の高さＨは１０［ｍｍ］以下となっているので、後述する携帯端末に装備するような場合、携帯端末をより薄くすることに貢献できる。
【００４４】
本実施の形態の撮像ユニット５０の動作について説明する。図３は、撮像ユニット５０を装備した携帯端末としての携帯電話機１００の正面図（ａ）及び背面図（ｂ）である。また、図４は、携帯電話機１００の制御ブロック図である。
【００４５】
撮像ユニット５０は、例えば、撮像光学系における筐体５３の物体側端面が携帯電話機１００の背面（液晶表示部側を正面とする）に設けられ、液晶表示部の下方に相当する位置に配設される。そして、撮像ユニット５０の外部接続端子５９は、携帯電話機１００の制御部１０１と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部１０１側に出力するように構成されている。
【００４６】
更に、携帯電話機１００は、図４に示すように、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部（ＣＰＵ）１０１と、番号等をキ―により支持入力するための入力部６０と、所定のデータの他に撮像した映像等を表示する表示部７０と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部８０と、携帯電話機１００のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ＩＤ等の必要な諸データを記憶している記憶部（ＲＯＭ）９１と、制御部１０１によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像ユニット５０により撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる一時記憶部（ＲＡＭ）９２とを備えている。
【００４７】
第１レンズＬ１，第２レンズＬ２を介してイメージセンサ５１の光電変換部５１ａに結像された被写体像は、ここで光電変化された後、信号処理回路５１ｂで処理されて画像信号となる。このようにして得られた画像信号は、撮像ユニット５０から上記携帯電話機１００の制御系により、記憶部９２に記憶されたり、或いは表示部７０で表示され、さらには、無線通信部８０を介して映像情報として外部に送信されることができる。
【００４８】
【実施例】
以下、上記実施の形態に用いることができる撮像レンズの実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
ｆ　　　　　　：撮像レンズ全系の焦点距離
ｆＢ　　　　　　：バックフォーカス
Ｆ　　　　　　：Ｆナンバー
２Ｙ　　　　　　：有効画面対角線長
２ω　　　　　　：有効画面対角方向の画角
Ｒ　　　　　　：曲率半径
Ｄ　　　　　　：軸上面間隔
Ｎｄ　　　　　　：レンズ材料のｄ線に対する屈折率
νｄ　　　　　　：レンズ材料のアッベ数
【００４９】
各実施例において非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数９」で表す。
【数９】

ただし、
Ａｉ：ｉ次の非球面係数
Ｒ：曲率半径
Ｋ：円錐定数
【００５０】
実施例１の撮像レンズにかかるレンズデータを表１、２に示す。尚、これ以降（表のレンズデータ含む）において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０^−３）を、Ｅ（例えば、２．５×Ｅ―３）を用いて表すものとする。
【表１】

【表２】

【００５１】
図５は実施例１の撮像レンズの断面図である。図中Ｌ１は第１レンズ、Ｌ２は第２レンズ、Ｓは開口絞りを示す。図６は実施例１の撮像レンズにおける収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、メリディオナルコマ収差）である。
【００５２】
実施例２の撮像レンズにかかるレンズデータを表３、４に示す。
【表３】

【表４】

【００５３】
図７は実施例２の撮像レンズの断面図である。図中Ｌ１は第１レンズ、Ｌ２は第２レンズ、Ｓは開口絞り、ＧはＩＲカットフィルタ等の平行平板を示す。図８は実施例２の撮像レンズにおける収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、メリディオナルコマ収差）である。
【００５４】
実施例３の撮像レンズにかかるレンズデータを表５、６に示す。
【表５】

【表６】

【００５５】
図９は実施例３の撮像レンズの断面図である。図中Ｌ１は第１レンズ、Ｌ２は第２レンズ、Ｓは開口絞り、ＧはＩＲカットフィルタ等の平行平板を示す。図１０は実施例３の撮像レンズにかかる収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、メリディオナルコマ収差）である。
【００５６】
各条件式に対応する各実施例の値を表７に示す。
【表７】

【００５７】
上述の実施例１〜３において、第１レンズおよび第２レンズは、ポリオレフィン系のプラスチック材料から形成され、飽和吸水率は０．０１％以下である。プラスチックレンズはガラスレンズに比べ、飽和吸水率が大きいため、急激な湿度変化があると過渡的に吸水量の不均一分布が発生し、屈折率が均一にならず良好な結像性能が得られなくなる傾向にある。湿度変化による性能劣化を抑えるためには、飽和吸水率がすべて０．７％以下のプラスチック材料を用いることが望ましい。
【００５８】
また、プラスチック材料は温度変化時の屈折率変化が大きいため、第１レンズ、第２レンズ共にプラスチックレンズで構成すると、温度によりレンズ全体の像点位置が変動してしまうという問題を抱えている。この像点位置変動が無視できない撮像ユニットにおいては、正の屈折力の大きい第１レンズをガラス材料にて形成されるレンズ（例えばガラスモールド非球面レンズ）とすれば、この温度特性の問題を軽減できる構成となる。
【００５９】
なお、本実施例は、像側光束のテレセントリック特性については必ずしも十分な設計にはなっていない。テレセントリック特性とは、各像点に対する光束の主光線が、レンズ最終面を射出した後、光軸とほぼ平行になることをいい、換言すれば光学系の射出瞳位置が像面から十分離れることである。テレセントリック特性が悪くなると、光束が撮像素子に対し斜めより入射し、画面周辺部において実質的な開口効率が減少する現象（シェーディング）が生じ、周辺光量不足となってしまう。しかし、最近の技術では、固体撮像素子の色フィルタやマイクロレンズアレイの配列の見直し等によって、前述のシェーディング現象を軽減することができる。従って、本実施例は、テレセントリック特性の要求が緩和された分について、より小型化を目指した設計例となっている。
【００６０】
【発明の効果】
本発明によれば、明るく且つ画角を大きくとれ、レンズ枚数が２枚という簡略な構成にもかかわらず、小型で諸収差が良好に補正された撮像レンズ、及びそれを用いた撮像ユニット、携帯端末を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態にかかる撮像ユニット５０の斜視図である。
【図２】撮像ユニット５０の撮像光学系の光軸に沿った断面図である。
【図３】撮像ユニット５０を装備した携帯端末としての携帯電話機１００の正面図（ａ）及び背面図（ｂ）である。
【図４】携帯電話機１００の制御ブロック図である。
【図５】実施例１の撮像レンズの断面図である。
【図６】実施例１の撮像レンズにおける収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、メリディオナルコマ収差）である。
【図７】実施例２の撮像レンズの断面図である。
【図８】実施例２の撮像レンズにおける収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、メリディオナルコマ収差）である。
【図９】実施例３の撮像レンズの断面図である。
【図１０】実施例３の撮像レンズにおける収差図（球面収差、非点収差、歪曲収差、メリディオナルコマ収差）である。
【符号の説明】
Ｌ１　第１レンズ
Ｌ２　第２レンズ
５０　撮像ユニット
５１　イメージセンサ
５２　基板
５３　筐体
５４　鏡筒
１００　携帯電話機（携帯端末）

Claims

物体側より順に、開口絞り、正の屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズ、正または負の屈折力を有し物体側に凸面を向けた第２レンズからなり、
前記第１レンズ及び前記第２レンズはそれぞれ、少なくとも１面の非球面を有し、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
ｆ１／｜ｆ２｜　＜　１．０　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離
ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
０．８０　＜　ｆ１／ｆ　＜　１．８０　　　　　　　　　　　　（２）
−１．９０　＜　Ｒ２／（（１−Ｎ１）・ｆ）　＜　−０．６０　　　　　　（３）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
Ｒ２：前記第１レンズの像側面の曲率半径
Ｎ１：前記第１レンズのｄ線に対する屈折率
ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
前記第２レンズは正の屈折力を有することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像レンズ。
前記第２レンズの像側面は、最大有効半径をｈｍａｘとするとき、ｈｍａｘ×０．７＜ｈ＜ｈｍａｘなる任意の光軸垂直方向の高さｈにおいて、以下の条件式を満足する非球面を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮像レンズ。
Ｘ−Ｘ０　＜　０　　　　　　　　（４）
ただし、ＸおよびＸ０は面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数１」、「数２」式で算出される値である。
Ｘ：非球面変位量

Ｘ０：非球面の回転２次曲面成分変位量

ただし、
Ａｉ：前記第２レンズ像側面のｉ次の非球面係数
Ｒ４：前記第２レンズ像側面の曲率半径
Ｋ４：前記第２レンズ像側面の円錐定数
前記第１レンズ及び前記第２レンズは、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮像レンズ。
物体側より順に、開口絞り、正の屈折力を有し物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第１レンズ、正または負の屈折力を有し物体側に凸面を向けた第２レンズからなり、以下の条件式を満足し、
０．４０　＜　Ｄ_２４／ｆ　＜　１．００　　　　　　　　　　（５）
ただし、
Ｄ_２４：前記第１レンズの像側面から前記第２レンズ像側面までの距離
ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
且つ前記第２レンズの像側面は、最大有効半径をｈｍａｘとするとき、ｈｍａｘ×０．７＜ｈ＜ｈｍａｘなる任意の光軸垂直方向の高さｈにおいて、以下の条件式を満足する非球面を有することを特徴とする撮像レンズ。
Ｘ−Ｘ０　＜　０　　　　　　　　（６）
ここで、ＸおよびＸ０は面の頂点を原点とし、光軸方向にＸ軸をとり、光軸と垂直方向の高さをｈとして以下の「数３」、「数４」式で算出される値であり、
Ｘ：非球面変位量

Ｘ０：非球面の回転２次曲面成分変位量

ただし、
Ａｉ：前記第２レンズ像側面のｉ次の非球面係数
Ｒ４：前記第２レンズ像側面の曲率半径
Ｋ４：前記第２レンズ像側面の円錐定数
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項６記載の撮像レンズ。
０．８０　＜　ｆ１／ｆ　＜　１．８０　　　　　　　　（７）
ただし、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
前記第２レンズは正の屈折力を有することを特徴とする請求項６又は７に記載の撮像レンズ。
前記第１レンズ及び前記第２レンズは、プラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の撮像レンズ。
光電変換部を備えた撮像素子と、
前記撮像素子の前記光電変換部に被写体像を結像させる、請求項１乃至９のいずれかに記載の撮像レンズと、
前記撮像素子を保持すると共に電気信号の送受を行う外部接続用端子を有する基板と、
物体側からの光入射用の開口部を有し遮光性部材からなる筐体と、が一体的に形成された撮像ユニットであって、
前記撮像ユニットの前記撮像レンズ光軸方向の高さが１０［ｍｍ］以下であることを特徴とする撮像ユニット。
請求項１０記載の撮像ユニットを備えることを特徴とする携帯端末。