JP2004163850A

JP2004163850A - Imaging lens

Info

Publication number: JP2004163850A
Application number: JP2003023100A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Isono; 雅史磯野
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-06-10

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging lens for a solid-state imaging device having excellent optical performance and made inexpensive and compact. <P>SOLUTION: The imaging lens for forming an image on a solid-state imaging device is provided with two positive lenses (L1 and L2) and at least one negative lens (L3) in order from an object side. The lens surface (r7) nearest to an image side is an aspherical surface whose concave surface is faced to the image side, and the aspherical surface has an inflection point. Then, the imaging lens has an aperture diaphragm (ST) between the first and the second lenses (L1 and L2). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像レンズに関するものであり、更に詳しくは被写体の映像を固体撮像素子で取り込むデジタル入力機器(デジタルスチルカメラ，デジタルビデオカメラ等)に適した小型の撮像レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ等の普及に伴い、手軽に画像情報をデジタル機器に取り込むことができるデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等(以下単に「デジタルカメラ」という。)が個人ユーザーレベルで普及しつつある。このようなデジタルカメラは、今後も画像情報の入力機器として益々普及することが予想される。
【０００３】
また、デジタルカメラに搭載されるＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子の小型化が進展してきており、それに伴ってデジタルカメラにも一層の小型化が求められている。このため、デジタル入力機器において最大の容積を占める撮像レンズにも、コンパクト化が強く要望されている。撮像レンズを小型化するには固体撮像素子のサイズを小さくするのが最も容易な方法ではあるが、そのためには受光素子のサイズを小さくする必要があり、固体撮像素子の製造難易度が上がるとともに撮像レンズに要求される性能も高くなる。
【０００４】
一方、固体撮像素子のサイズをそのままにして撮像レンズのサイズを小さくすると、必然的に射出瞳位置が像面に近づいてしまう。射出瞳位置が像面に近づくと、撮像レンズから射出された軸外光束が像面に対して斜めに入射するため、固体撮像素子の前面に設けられているマイクロレンズの集光性能が十分に発揮されず、画像の明るさが画像中央部と画像周辺部とで極端に変化するという問題が生じることになる。この問題を解決するために撮像レンズの射出瞳位置を遠くに離そうとすると、どうしても撮像レンズ全体の大型化が避けられなくなる。
【０００５】
さらに近年の低価格化競争のため、撮像レンズにも低コスト化の要望が強くなってきている。また、近年の固体撮像素子の高密度化により撮像レンズに要求される性能もより高いものになってきている。以上のような要望に対し、コンパクト化を目指した固体撮像素子用撮像レンズが特許文献１，２で提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１８０７１９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２８９２２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１記載の撮像レンズは、画角が５０度以下であり、撮像レンズとして使用するには画角が不充分である。一方、特許文献２記載の撮像レンズは、画角が６０度以上であり、撮像レンズとして使用するのに充分な画角といえる。しかし、開口絞りの位置がレンズ系の前方に位置しているため、周辺性能に対する製造誤差が厳しくなりやすい構成になっている。したがって、周辺性能を維持するのは困難である。また、特許文献１，２記載の撮像レンズは、いずれも物体側から順に正レンズ，負レンズの並びになっている。これらのように負レンズがレンズ系の前方に位置する構成では、コンパクト化が困難になってしまう。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、光学性能が良好で低コストかつコンパクトな固体撮像素子用の撮像レンズを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の撮像レンズは、固体撮像素子に像を形成する撮像レンズであって、物体側から順に、２枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを有し、最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持つことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明の撮像レンズは、固体撮像素子に像を形成する撮像レンズであって、物体側から順に、正レンズと、開口絞りと、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズが像側に凹面を向けた負レンズであり、その負レンズの像側のレンズ面が非球面であり、その非球面が変曲点を持つことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明の撮像レンズは、固体撮像素子に像を形成する撮像レンズであって、物体側から順に、正レンズと、開口絞りと、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持ち、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
1.1＜f／Y'＜1.9 …(1)
ただし、
f：全系の焦点距離、
Y'：最大像高、
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る撮像レンズの実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１〜図５に、第１〜第５の実施の形態のレンズ構成をそれぞれ光学断面で示す。第１〜第５の実施の形態の撮像レンズはいずれも、固体撮像素子(例えばＣＣＤ)に対して光学像を形成する撮像用(例えばデジタルカメラ用)の単焦点レンズであって、物体側から順に、正の第１レンズ(L1)，開口絞り(ST)，正の第２レンズ(L2)及び負の第３レンズ(L3)のレンズ３枚構成になっている。３枚のレンズ(L1〜L3)はいずれもプラスチックレンズであり、各レンズ面(r1,r2,r4〜r7)は非球面である。また第３レンズ(L3)の像側には、光学的ローパスフィルター等に相当する平行平面板状のガラスフィルター(GF)が配置されている。
【００１３】
第１，第２の実施の形態(図１，図２)では、第１レンズ(L1)が弱い正のパワー(焦点距離の逆数で定義される量)を有しており、第２レンズ(L2)が像側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有しており、第３レンズ(L3)が像側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有している。このように、物体側から順に、弱いパワーの正レンズから成る第１レンズ(L1)と、開口絞り(ST)と、像側に凸の正メニスカスレンズから成る第２レンズ(L2)と、像側に凹の負メニスカスレンズから成る第３レンズ(L3)と、でパワー配置が正・正・負のレンズタイプを構成することは、撮像レンズの光学性能，コスト及びコンパクト性を良好にバランスさせる上で好ましい。
【００１４】
第３〜第５の実施の形態(図３〜図５)では、第１レンズ(L1)が正のパワーを有しており、第２レンズ(L2)が像側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有しており、第３レンズ(L3)が像側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有している。このように、物体側から順に、正レンズから成る第１レンズ(L1)と、開口絞り(ST)と、像側に凸の正メニスカスレンズから成る第２レンズ(L2)と、像側に凹の負メニスカスレンズから成る第３レンズ(L3)と、でパワー配置が正・正・負のレンズタイプを構成することは、撮像レンズの光学性能，コスト及びコンパクト性を良好にバランスさせる上で好ましい。
【００１５】
先に述べたように、第１〜第５の実施の形態に用いられている第１〜第３レンズ(L1〜L3)はいずれもプラスチックレンズであり、各レンズ面(r1,r2,r4〜r7)は非球面である。このように、全てのレンズ(L1〜L3)をプラスチックレンズで構成することが望ましく、また、全てのレンズ(L1〜L3)の少なくとも１面を非球面で構成することが望ましい。全てのレンズ(L1〜L3)をプラスチックレンズで構成することは、撮像レンズの低コスト化を達成する上で有効であり、また、各レンズ(L1〜L3)に非球面を少なくとも１面用いることは、球面収差，コマ収差及び歪曲収差の補正に大きな効果がある。
【００１６】
次に、正・正・負タイプの撮像レンズの他の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図６〜図８に、第６〜第８の実施の形態のレンズ構成をそれぞれ光学断面で示す。第６〜第８の実施の形態の撮像レンズはいずれも、固体撮像素子(例えばＣＣＤ)に対して光学像を形成する撮像用(例えばデジタルカメラ用)の単焦点レンズである。そして、物体側から順に、正の第１レンズ(L1)と、開口絞り(ST)と、正の第２レンズ(L2)と、像面側に凹面を向けた負の第３レンズ(L3)と、のレンズ３枚構成になっており、その像面側には光学的ローパスフィルター等に相当する平行平面板状のガラスフィルター(GF)が配置されている。また、第６〜第８の実施の形態において、すべてのレンズ面(r1,r2,r4〜r7)は非球面になっている。
【００１７】
第６〜第８の実施の形態のレンズ構成を更に詳しく説明する。第６の実施の形態において、第１レンズ(L1)は像面側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するプラスチックレンズであり、第２レンズ(L2)は像面側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するガラスレンズであり、第３レンズ(L3)は像面側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有するプラスチックレンズである。第７の実施の形態において、第１レンズ(L1)は物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するガラスレンズであり、第２レンズ(L2)は像面側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するプラスチックレンズであり、第３レンズ(L3)は両凹形状を有する負のプラスチックレンズである。第８の実施の形態において、第１レンズ(L1)は物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するガラスレンズであり、第２レンズ(L2)は像面側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するプラスチックレンズであり、第３レンズ(L3)は像面側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有するプラスチックレンズである。
【００１８】
第６〜第８の実施の形態のように、パワー配置が正・正・負のレンズタイプにおいて、第１，第２レンズ(L1,L2)のうちのいずれか一方をガラスレンズ、他方をプラスチックレンズとし、第３レンズ(L3)を像面側に凹面を向けたプラスチックレンズとすることにより、固体撮像素子用の撮像レンズに必要な射出瞳位置，光学性能，コスト，コンパクト性及び製造性を良好にバランスさせることが可能となる。
【００１９】
次に、正・正・負・負タイプの撮像レンズの実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図９〜図１２に、第９〜第１２の実施の形態のレンズ構成をそれぞれ光学断面で示す。第９〜第１２の実施の形態の撮像レンズはいずれも、固体撮像素子(例えばＣＣＤ)に対して光学像を形成する撮像用(例えばデジタルカメラ用)の単焦点レンズである。そして、物体側から順に、正の前群(GrF)と、開口絞り(ST)と、負又は正の後群(GrR)とから成っており、その像側には光学的ローパスフィルター等に相当する平行平面板状のガラスフィルター(GF)が配置されている。前群(GrF)は、正レンズから成る第１レンズ(L1)１枚で構成されており、後群(GrR)は、物体側から順に、正レンズから成る第２レンズ(L2)と、負レンズから成る第３レンズ(L3)と、負レンズから成る第４レンズ(L4)との３枚で構成されている。つまり第９〜第１２の実施の形態の撮像レンズは、物体側から順に、正の第１レンズ(L1)と、開口絞り(ST)と、正の第２レンズ(L2)と、負の第３レンズ(L3)と、負の第４レンズ(L4)と、のレンズ４枚構成になっている。なお、各レンズ構成図(図９〜図１２)中、ri(i=1,2,3,...)が付された面は物体側から数えてi番目の面であり、riに*印が付された面は非球面である。
【００２０】
第９〜第１２の実施の形態のレンズ構成を更に詳しく説明する。第９〜第１１の実施の形態において、第１レンズ(L1)は物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正のガラスレンズであり、第２レンズ(L2)は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正のプラスチックレンズであり、第３レンズ(L3)は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負のプラスチックレンズであり、第４レンズ(L4)は両凹形状を有する負のプラスチックレンズである。そして、前群(GrF)は正のパワーを有しており、後群(GrR)は負のパワーを有している。第１２の実施の形態において、第１レンズ(L1)は両凸形状を有する正のガラスレンズであり、第２レンズ(L2)は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正のプラスチックレンズであり、第３レンズ(L3)は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負のプラスチックレンズであり、第４レンズ(L4)は両凹形状を有する負のプラスチックレンズである。そして、前群(GrF)，後群(GrR)共に正のパワーを有している。
【００２１】
第９〜第１２の実施の形態のように、物体側から順に、物体側に凸の正レンズと、開口絞り(ST)と、像側に凸の正メニスカスレンズと、像側に凸の負メニスカスレンズと、少なくとも像側面が非球面で像側に凹の負レンズと、のレンズ４枚構成を採用することにより、高い光学性能と適正な射出瞳位置を実現しながらレンズ系のコンパクト化及び低コスト化を達成することができる。また、第９〜第１２の実施の形態のようにガラスレンズとプラスチックレンズを適切に配置すること、つまり第１レンズ(L1)のみをガラスレンズで構成し、それ以外のレンズ(L2〜L4)をすべてプラスチックレンズで構成することによって、光学性能が良好で低コストかつコンパクトな撮像レンズを実現することができる。また、第１レンズ(L1)のみをガラスレンズで構成することにより、温度変化に対して性能劣化が少なくなり広い温度範囲で光学性能が良好となる。
【００２２】
上述した第１〜第８の実施の形態(正・正・負のレンズ３枚)，第９〜第１２の実施の形態(正・正・負・負のレンズ４枚)の構成、つまり物体側から正・正・負の順にレンズを有するレンズ３枚以上のレンズタイプの構成を採用することにより、前記特許文献１，２記載の撮像レンズの問題点を解消することが可能である。つまり、レンズを適切に配置することによりコンパクトにしながらも、最終レンズ面形状を最適にすることにより射出瞳位置をより遠くに位置させることができ、光学性能が良好で低コストかつコンパクトな固体撮像素子用の撮像レンズを提供することが可能である。その特徴的構成を以下に詳述する。
【００２３】
第１〜第１２の実施の形態は、固体撮像素子に像を形成する撮像レンズであって、物体側から順に、２枚の正レンズ{第１，第２レンズ(L1,L2)に相当する。}と、少なくとも１枚の負レンズ{第３レンズ(L3)や第４レンズ(L4)に相当する。}とを有し、最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点(point of inflection)を持つことに特徴がある。最も像側のレンズ面の非球面形状は、レンズ構成図が示すレンズ面の断面形状から分かるように、光軸(AX)付近において凹面形状を成しており、中帯域から最外周部では凸面形状を成している。そして、その凹面から凸面へと変化する点が変曲点である。
【００２４】
上記のように、光軸(AX)付近のレンズ面形状を像側に凹面形状とすることによって、レンズ全長を小さくすることが可能となる。レンズ面全体が凹面形状では周辺部での射出瞳位置が近くなってしまうが、中帯域から最外周部にかけてのレンズ面形状を凸面にすることにより、射出瞳位置をより遠くに位置させることが可能となる。その中帯域から最外周部にかけて凸面形状は、像側に凹面を向けた非球面が変曲点を持つことにより構成される。このように特徴的な形状の非球面を最も像側のレンズ面に用いることにより、レンズ全長が小さいにもかかわらず射出瞳位置の遠い撮像レンズを実現することができる。そして、物体側から正・正・負と続くレンズの並びを採用することにより、レンズ全長をより一層効果的に小さくすることができる。
【００２５】
上記のような場合に最適な開口絞り位置が、第１レンズ(L1)と第２レンズ(L2)との間である。つまり、第１〜第１２の実施の形態のように、物体側から順に、正レンズ{第１レンズ(L1)に相当する。}と、開口絞り(ST)と、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群{第２，第３レンズ(L2,L3)や第２〜第４レンズ(L2〜L4,GrR)に相当する。}と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズが像側に凹面を向けた負レンズ{第３レンズ(L3)又は第４レンズ(L4)に相当する。}であり、その負レンズの像側のレンズ面が非球面であり、その非球面が変曲点を持つことが望ましい。第１レンズの物体側に開口絞りを有する前絞りタイプでは、各レンズを通過する周辺部の光線高さの変化が非常に大きいため、製造誤差に対する敏感度が高くなってしまい、その結果、製造誤差による性能劣化が大きくなってしまう。一方、最も像側のレンズ(すなわち最終レンズ)の像側に開口絞りを有する後絞りタイプでは、射出瞳位置が極端に近くなるため、固体撮像素子用の撮像レンズには適さない。この製造誤差と射出瞳位置とをバランスさせる上で最適な開口絞り位置が、第１レンズ(L1)と第２レンズ(L2)との間である。
【００２６】
また、物体側から順に、正レンズ{第１レンズ(L1)に相当する。}と、開口絞り(ST)と、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群{第２，第３レンズ(L2,L3)や第２〜第４レンズ(L2〜L4,GrR)に相当する。}と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持ち、以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
1.1＜f／Y'＜1.9 …(1)
ただし、
f：全系の焦点距離、
Y'：最大像高、
である。
【００２７】
条件式(1)は、レンズ全長と前玉径とをバランスさせるための条件範囲を規定している。条件式(1)の下限を越えると、前玉径が大きくなり、撮像レンズ装置の径方向の大型化を招くとともに、歪曲収差の補正が困難になる。逆に、条件式(1)の上限を越えると、光学系の全長が大きくなり、撮像レンズ装置の光軸(AX)方向の大型化を招いてしまう。
【００２８】
以下の条件式(1a)を満足することが望ましく、条件式(1b)を満足することが更に望ましい。条件式(1a),(1b)は、上記条件式(1)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等からより一層好ましい条件範囲を規定している。
1.3＜f／Y'＜1.8 …(1a)
1.4＜f／Y'＜1.7 …(1b)
【００２９】
第１〜第１２の実施の形態のように、全てのレンズの少なくとも１面が非球面であることが望ましい。第１〜第３レンズ(L1〜L3)又は第１〜第４レンズ(L1〜L4)のそれぞれに非球面を少なくとも１面設けることは、球面収差，コマ収差及び歪曲収差の補正に大きな効果がある。また、第１〜第１２の実施の形態の撮像レンズは、入射光線を屈折作用により偏向させる屈折型レンズ(つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ)のみで構成されているが、使用可能なレンズはこれに限らない。例えば、回折作用により入射光線を偏向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等を用いてもよい。ただし、媒質内で屈折率が変化する屈折率分布型レンズは、その複雑な製法がコストアップを招くため、用いるレンズはすべて均質素材レンズであることが望ましい。
【００３０】
また、絞り(ST)のほかに不要光をカットするための光束規制板等を必要に応じて配置してもよく、プリズム類(例えば直角プリズム)，ミラー類(例えば平面ミラー)等を光路中に配置することにより、その光学的なパワーを有しない面(例えば、反射面，屈折面，回折面)で撮像レンズの前，後又は途中で光路を折り曲げてもよい{例えば、光軸(AX)を約９０度折り曲げるようにして光束を反射させてもよい。}。その折り曲げ位置は必要に応じて設定すればよく、光路の適正な折り曲げにより、撮像レンズが搭載されるデジタル入力機器(デジタルカメラ等)の見かけ上の薄型化やコンパクト化を達成することが可能である。
【００３１】
第１〜第１２の実施の形態の撮像レンズは、デジタル入力機器用の小型撮像レンズとしての使用に適しており、これを光学的ローパスフィルターや固体撮像素子と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像レンズ装置を構成することができる。撮像レンズ装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラ{例えば、デジタルカメラ；ビデオカメラ；デジタルビデオユニット，パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，携帯情報端末(ＰＤＡ：Personal Digital Assistant)，これらの周辺機器(マウス，スキャナー，プリンター，その他のデジタル入出力機器)等に内蔵又は外付けされるカメラ}の主たる構成要素であり、例えば、物体(被写体)側から順に、物体の光学像を形成する撮像レンズと、光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルターと、撮像レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する固体撮像素子と、で構成される。
【００３２】
したがって、上述した第１〜第１２の実施の形態には以下の構成を有する発明(I)〜(V)が含まれており、その構成により、良好な光学性能を有し低コストでコンパクトな撮像レンズ装置を実現することができる。そして、これをデジタルカメラ等に適用すれば、当該カメラの高性能化，高機能化，低コスト化及びコンパクト化に寄与することができる。
(I) 光学像を形成する撮像レンズと、その撮像レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記撮像レンズが、物体側から順に、２枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを有し、最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持つことを特徴とする撮像レンズ装置。
(II) 光学像を形成する撮像レンズと、その撮像レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記撮像レンズが、物体側から順に、正レンズと、開口絞りと、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズが像側に凹面を向けた負レンズであり、その負レンズの像側のレンズ面が非球面であり、その非球面が変曲点を持つことを特徴とする撮像レンズ装置。
(III) 光学像を形成する撮像レンズと、その撮像レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記撮像レンズが、物体側から順に、正レンズと、開口絞りと、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持ち、前記条件式(1),(1a),(1b)のうちの少なくとも１つを満足することを特徴とする撮像レンズ装置。
(IV) すべてのレンズがそれぞれ非球面を少なくとも１面有することを特徴とする上記(I)〜(III)のいずれか１つに記載の撮像レンズ装置。
(V) すべてのレンズが均質素材レンズで構成されていることを特徴とする上記(I)〜(IV)のいずれか１つに記載の撮像レンズ装置。
【００３３】
撮像素子としては、例えば複数の画素から成るＣＣＤやＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の固体撮像素子が用いられ、撮像レンズにより形成された光学像は固体撮像素子により電気的な信号に変換される。撮像レンズで形成されるべき光学像は、固体撮像素子の画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的ローパスフィルターを通過することにより、電気的な信号に変換される際に発生するいわゆる折り返しノイズが最小化されるように、空間周波数特性が調整される。固体撮像素子で生成した信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されて、デジタル映像信号としてメモリー(半導体メモリー，光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送される。なお、撮像レンズの最終面と固体撮像素子との間に配置される光学的ローパスフィルターは、各実施の形態ではガラスフィルター(GF)で構成されているが、使用されるデジタル入力機器に応じたものであればよい。例えば、所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルターや、必要とされる光学的な遮断周波数の特性を回折効果により達成する位相型ローパスフィルター等が適用可能である。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明を実施した撮像レンズを、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜１２は、前述した第１〜第１２の実施の形態にそれぞれ対応しており、第１〜第１２の実施の形態を表すレンズ構成図(図１〜図１２)は、対応する実施例１〜１２のレンズ構成をそれぞれ示している。各実施例のコンストラクションデータにおいて、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面の曲率半径(mm)、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の軸上面間隔(mm)を示しており、Ni(i=1,2,3,...),νi(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の光学要素のｄ線に対する屈折率(Nd),アッベ数(νd)を示している。全系の焦点距離(f,mm)及びＦナンバー(FNO)を他のデータとあわせて示し、また、各条件式の対応値を表１に示す。
【００３５】
曲率半径riに*印が付された面は、非球面形状の屈折光学面又は非球面と等価な屈折作用を有する面であることを示し、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義されるものとする。各実施例の非球面データを他のデータとあわせて示す。
X(H)＝(C0・H²)／{1+√(1-ε・C0²・H²)}＋Σ(Ai・Hⁱ) …(AS)
ただし、式(AS)中、
X(H)：高さHの位置での光軸(AX)方向の変位量(面頂点基準)、
H：光軸(AX)に対して垂直な方向の高さ、
C0：近軸曲率(=1／曲率半径)、
ε：２次曲面パラメータ、
Ai：i次の非球面係数(Ai=0の場合のデータは省略する。)、
である。
【００３６】
図１３〜図２４は、実施例１〜実施例１２に対応する収差図であり、図１３〜図２４中、(Ａ)は球面収差図，(Ｂ)は非点収差図，(Ｃ)は歪曲収差図である{FNO:Ｆナンバー，Y':最大像高(mm)}。球面収差図において、実線(d)はｄ線、一点鎖線(g)はｇ線、二点鎖線(c)はｃ線に対する各球面収差量(mm)を表しており、破線(SC)は正弦条件不満足量(mm)を表している。非点収差図において、破線(DM)はメリディオナル面でのｄ線に対する非点収差(mm)を表しており、実線(DS)はサジタル面でのｄ線に対する非点収差(mm)を表わしている。また、歪曲収差図において実線はｄ線に対する歪曲(％)を表している。
【００３７】

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】

【００４６】

【００４７】

【００４８】

【００４９】

【００５０】

【００５１】

【００５２】

【００５３】

【００５４】

【００５５】

【００５６】

【００５７】

【００５８】

【００５９】

【００６０】

【００６１】
【表１】

【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光学性能が良好で低コストかつコンパクトな固体撮像素子用の撮像レンズを実現することができる。そして、本発明に係る撮像レンズを携帯電話搭載のカメラやデジタルカメラ等のデジタル入力機器に用いれば、当該機器の高性能化，高機能化，低コスト化及びコンパクト化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。
【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。
【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。
【図４】第４の実施の形態(実施例４)のレンズ構成図。
【図５】第５の実施の形態(実施例５)のレンズ構成図。
【図６】第６の実施の形態(実施例６)のレンズ構成図。
【図７】第７の実施の形態(実施例７)のレンズ構成図。
【図８】第８の実施の形態(実施例８)のレンズ構成図。
【図９】第９の実施の形態(実施例９)のレンズ構成図。
【図１０】第１０の実施の形態(実施例１０)のレンズ構成図。
【図１１】第１１の実施の形態(実施例１１)のレンズ構成図。
【図１２】第１２の実施の形態(実施例１２)のレンズ構成図。
【図１３】実施例１の収差図。
【図１４】実施例２の収差図。
【図１５】実施例３の収差図。
【図１６】実施例４の収差図。
【図１７】実施例５の収差図。
【図１８】実施例６の収差図。
【図１９】実施例７の収差図。
【図２０】実施例８の収差図。
【図２１】実施例９の収差図。
【図２２】実施例１０の収差図。
【図２３】実施例１１の収差図。
【図２４】実施例１２の収差図。
【符号の説明】
L1 …第１レンズ
ST …開口絞り
L2 …第２レンズ
L3 …第３レンズ
GF …ガラスフィルター
AX …光軸[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging lens, and more particularly, to a small-sized imaging lens suitable for a digital input device (digital still camera, digital video camera, or the like) that captures an image of a subject with a solid-state imaging device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of personal computers and the like, digital still cameras, digital video cameras, and the like (hereinafter, simply referred to as “digital cameras”) that can easily capture image information into digital devices have become widespread at the individual user level. Such digital cameras are expected to be increasingly used as image information input devices in the future.
[0003]
Further, miniaturization of solid-state imaging devices such as CCDs (Charge Coupled Devices) mounted on digital cameras has been progressing, and accordingly, digital cameras have been required to be further miniaturized. Therefore, there is a strong demand for a compact imaging lens which occupies the largest volume in a digital input device. In order to reduce the size of the imaging lens, it is easiest to reduce the size of the solid-state imaging device, but for that purpose, it is necessary to reduce the size of the light-receiving device, which increases the difficulty of manufacturing the solid-state imaging device. The performance required for the imaging lens also increases.
[0004]
On the other hand, if the size of the imaging lens is reduced while keeping the size of the solid-state imaging device, the exit pupil position necessarily approaches the image plane. When the position of the exit pupil approaches the image plane, the off-axis luminous flux emitted from the imaging lens is obliquely incident on the image plane, so that the condensing performance of the microlens provided on the front surface of the solid-state imaging device is sufficiently high. This causes a problem that the brightness of the image is extremely changed between the central portion of the image and the peripheral portion of the image. If the exit pupil position of the imaging lens is set far away in order to solve this problem, it is inevitable that the entire imaging lens becomes larger.
[0005]
Furthermore, due to the recent price competition, there has been an increasing demand for lower cost imaging lenses. In addition, the performance required for an imaging lens has been higher due to the recent increase in the density of solid-state imaging devices. In response to the above demands, Patent Documents 1 and 2 propose imaging lenses for solid-state imaging devices aiming at downsizing.
[0006]
[Patent Document 1]
JP 2000-180719 A [Patent Document 2]
JP-A-2002-228922
[Problems to be solved by the invention]
However, the angle of view of the imaging lens described in Patent Document 1 is 50 degrees or less, and the angle of view is insufficient for use as an imaging lens. On the other hand, the imaging lens described in Patent Document 2 has an angle of view of 60 degrees or more, and can be said to be a sufficient angle of view to be used as an imaging lens. However, since the position of the aperture stop is located in front of the lens system, the configuration is such that manufacturing errors with respect to peripheral performance tend to be severe. Therefore, it is difficult to maintain the peripheral performance. Each of the imaging lenses described in Patent Documents 1 and 2 includes a positive lens and a negative lens in order from the object side. In the configuration in which the negative lens is located in front of the lens system as described above, it is difficult to reduce the size.
[0008]
The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a low-cost and compact imaging lens for a solid-state imaging device having good optical performance.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an imaging lens according to a first aspect of the invention is an imaging lens that forms an image on a solid-state imaging device, and includes, in order from an object side, two positive lenses and at least one negative lens. And the lens surface closest to the image side is an aspheric surface with a concave surface facing the image side, and the aspheric surface has an inflection point.
[0010]
An imaging lens according to a second aspect of the invention is an imaging lens that forms an image on a solid-state imaging device, and includes, in order from an object side, a positive lens, an aperture stop, and a lens group including at least one lens. The most image-side lens of the lens group is a negative lens having a concave surface facing the image side, and the image-side lens surface of the negative lens is an aspheric surface, and the aspheric surface has an inflection point. And
[0011]
An imaging lens according to a third aspect of the invention is an imaging lens that forms an image on a solid-state imaging device, and includes, in order from the object side, a positive lens, an aperture stop, and a lens group including at least one lens. The lens surface closest to the image side of the lens group is an aspheric surface having a concave surface facing the image side, the aspheric surface has an inflection point, and satisfies the following conditional expression (1).
1.1 <f / Y '<1.9… (1)
However,
f: focal length of the whole system,
Y ': Maximum image height,
It is.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of an imaging lens according to the present invention will be described with reference to the drawings. 1 to 5 show the lens configurations of the first to fifth embodiments in optical cross sections, respectively. Each of the imaging lenses of the first to fifth embodiments is a single focus lens for imaging (for example, for a digital camera) for forming an optical image on a solid-state imaging device (for example, CCD), and In this order, there are three lenses including a first positive lens (L1), an aperture stop (ST), a second positive lens (L2), and a third negative lens (L3). Each of the three lenses (L1 to L3) is a plastic lens, and each lens surface (r1, r2, r4 to r7) is aspheric. On the image side of the third lens (L3), a glass filter (GF) in the form of a plane-parallel plate corresponding to an optical low-pass filter or the like is arranged.
[0013]
In the first and second embodiments (FIGS. 1 and 2), the first lens (L1) has a weak positive power (an amount defined by the reciprocal of the focal length), and the second lens (L1) L2) has a positive meniscus shape with the convex surface facing the image side, and the third lens (L3) has a negative meniscus shape with the concave surface facing the image side. As described above, in order from the object side, the first lens (L1) composed of a positive lens having low power, the aperture stop (ST), the second lens (L2) composed of a positive meniscus lens convex to the image side, Constructing a positive / positive / negative lens type having a positive / positive / negative power arrangement with the third lens (L3) composed of a negative meniscus lens concave on the side balances the optical performance, cost and compactness of the imaging lens well. Preferred above.
[0014]
In the third to fifth embodiments (FIGS. 3 to 5), the first lens (L1) has a positive power, and the second lens (L2) has a positive surface with the convex surface facing the image side. The third lens (L3) has a negative meniscus shape with the concave surface facing the image side. Thus, in order from the object side, the first lens (L1) composed of a positive lens, the aperture stop (ST), the second lens (L2) composed of a positive meniscus lens convex on the image side, and the concave lens on the image side. It is preferable to form a positive / positive / negative lens type having a positive / positive / negative power arrangement with the third lens (L3) including the negative meniscus lens in order to well balance the optical performance, cost and compactness of the imaging lens. .
[0015]
As described above, the first to third lenses (L1 to L3) used in the first to fifth embodiments are all plastic lenses, and each lens surface (r1, r2, r4 to r7) is an aspherical surface. As described above, it is desirable that all the lenses (L1 to L3) are formed of plastic lenses, and that at least one surface of all the lenses (L1 to L3) is formed of an aspheric surface. Constructing all lenses (L1 to L3) with plastic lenses is effective in achieving low cost of the imaging lens, and using at least one aspheric surface for each lens (L1 to L3) Has a great effect on correcting spherical aberration, coma and distortion.
[0016]
Next, another embodiment of a positive / positive / negative type imaging lens will be described with reference to the drawings. 6 to 8 show the lens configurations of the sixth to eighth embodiments in optical cross sections, respectively. Each of the imaging lenses of the sixth to eighth embodiments is a single focus lens for imaging (for example, for a digital camera) for forming an optical image on a solid-state imaging device (for example, CCD). Then, in order from the object side, a positive first lens (L1), an aperture stop (ST), a positive second lens (L2), and a negative third lens (L3) having a concave surface facing the image plane side A three-plane glass filter (GF) corresponding to an optical low-pass filter or the like is disposed on the image plane side. In the sixth to eighth embodiments, all lens surfaces (r1, r2, r4 to r7) are aspherical.
[0017]
The lens configurations of the sixth to eighth embodiments will be described in more detail. In the sixth embodiment, the first lens (L1) is a plastic lens having a positive meniscus shape with a convex surface facing the image surface side, and the second lens (L2) is a positive lens with a convex surface facing the image surface side. The third lens (L3) is a plastic lens having a negative meniscus shape with the concave surface facing the image surface side. In the seventh embodiment, the first lens (L1) is a glass lens having a positive meniscus shape with the convex surface facing the object side, and the second lens (L2) is a positive lens with the convex surface facing the image surface side. The plastic lens has a meniscus shape, and the third lens (L3) is a negative plastic lens having a biconcave shape. In the eighth embodiment, the first lens (L1) is a glass lens having a positive meniscus shape with the convex surface facing the object side, and the second lens (L2) is a positive lens with the convex surface facing the image surface side. The third lens (L3) is a plastic lens having a negative meniscus shape with the concave surface facing the image surface side.
[0018]
As in the sixth to eighth embodiments, in a lens type having a positive / positive / negative power arrangement, one of the first and second lenses (L1, L2) is a glass lens and the other is a plastic lens. The lens and the third lens (L3) are plastic lenses with the concave surface facing the image plane side, so that the exit pupil position, optical performance, cost, compactness and manufacturability required for the imaging lens for the solid-state imaging device can be improved. Good balance can be achieved.
[0019]
Next, an embodiment of a positive / positive / negative / negative type imaging lens will be described with reference to the drawings. 9 to 12 show the lens configurations of the ninth to twelfth embodiments in optical cross sections, respectively. Each of the imaging lenses of the ninth to twelfth embodiments is a single focus lens for imaging (for example, for a digital camera) for forming an optical image on a solid-state imaging device (for example, CCD). Then, in order from the object side, it comprises a positive front group (GrF), an aperture stop (ST), and a negative or positive rear group (GrR) .The image side corresponds to an optical low-pass filter or the like. A glass filter (GF) in the shape of a parallel flat plate is disposed. The front group (GrF) includes one first lens (L1) including a positive lens, and the rear group (GrR) includes, in order from the object side, a second lens (L2) including a positive lens and a negative lens. It is composed of three lenses: a third lens (L3) composed of a lens and a fourth lens (L4) composed of a negative lens. That is, the imaging lenses of the ninth to twelfth embodiments sequentially include, from the object side, a positive first lens (L1), an aperture stop (ST), a positive second lens (L2), and a negative second lens (L2). It has four lenses of three lenses (L3) and a negative fourth lens (L4). Note that in each lens configuration diagram (FIGS. 9 to 12), the surface with ri (i = 1, 2, 3,...) Is the i-th surface counted from the object side, The marked surface is aspheric.
[0020]
The lens configurations of the ninth to twelfth embodiments will be described in more detail. In the ninth to eleventh embodiments, the first lens (L1) is a positive glass lens having a meniscus shape whose convex surface faces the object side, and the second lens (L2) has a convex surface facing the image side. The third lens (L3) is a negative plastic lens having a meniscus shape with the convex surface facing the image side, and the fourth lens (L4) is a negative plastic lens having a biconcave shape. It is a plastic lens. The front group (GrF) has a positive power, and the rear group (GrR) has a negative power. In the twelfth embodiment, the first lens (L1) is a positive glass lens having a biconvex shape, and the second lens (L2) is a positive plastic lens having a meniscus shape with the convex surface facing the image side. The third lens (L3) is a negative plastic lens having a meniscus shape with the convex surface facing the image side, and the fourth lens (L4) is a negative plastic lens having a biconcave shape. The front group (GrF) and the rear group (GrR) both have positive power.
[0021]
As in the ninth to twelfth embodiments, in order from the object side, a positive lens convex to the object side, an aperture stop (ST), a positive meniscus lens convex to the image side, and a negative meniscus lens convex to the image side. By adopting a four-lens configuration of a meniscus lens and a negative lens having an aspherical surface on the image side and concave on the image side, the lens system can be made compact while achieving high optical performance and an appropriate exit pupil position. Cost reduction can be achieved. Further, as in the ninth to twelfth embodiments, the glass lens and the plastic lens are appropriately arranged, that is, only the first lens (L1) is formed of a glass lens, and the other lenses (L2 to L4) Are made of plastic lenses, it is possible to realize a low-cost and compact imaging lens with good optical performance. In addition, when only the first lens (L1) is formed of a glass lens, performance degradation is reduced with respect to temperature change, and optical performance is improved over a wide temperature range.
[0022]
Configurations of the above-described first to eighth embodiments (three positive, positive, and negative lenses) and ninth to twelfth embodiments (four positive, positive, negative, and negative lenses), ie, objects By adopting a configuration of three or more lenses having lenses in order of positive, positive, and negative from the side, it is possible to solve the problem of the imaging lens described in Patent Documents 1 and 2. In other words, it is possible to position the exit pupil farther by optimizing the final lens surface shape while keeping the lens compact by properly arranging the lenses, and it is a low-cost and compact solid-state imaging device with good optical performance. It is possible to provide an imaging lens for the element. The characteristic configuration will be described in detail below.
[0023]
The first to twelfth embodiments are imaging lenses that form an image on a solid-state imaging device, and correspond to two positive lenses {first and second lenses (L1, L2) in order from the object side. . } And at least one negative lens {corresponding to the third lens (L3) and the fourth lens (L4). }, And the lens surface closest to the image is an aspheric surface having a concave surface facing the image side, and the aspheric surface is characterized by having a point of inflection. As can be seen from the cross-sectional shape of the lens surface shown in the lens configuration diagram, the aspherical shape of the lens surface closest to the image has a concave shape near the optical axis (AX), and is convex from the middle band to the outermost periphery. It has a shape. The point at which the concave surface changes to the convex surface is the inflection point.
[0024]
As described above, by making the lens surface shape near the optical axis (AX) concave on the image side, it is possible to reduce the overall length of the lens. If the entire lens surface is concave, the exit pupil position in the peripheral area will be close.However, by making the lens surface shape from the middle band to the outermost part convex, the exit pupil position can be located farther. It becomes possible. The convex shape from the middle band to the outermost peripheral portion is formed by an aspheric surface having a concave surface facing the image side having an inflection point. By using an aspherical surface having a characteristic shape as the lens surface closest to the image, it is possible to realize an imaging lens having a far exit pupil position despite the small overall length of the lens. Then, by adopting an array of lenses that continues from the object side in the order of positive, positive, and negative, the overall length of the lens can be more effectively reduced.
[0025]
The optimal aperture stop position in the above case is between the first lens (L1) and the second lens (L2). That is, as in the first to twelfth embodiments, the positive lens {corresponds to the first lens (L1) in order from the object side. }, An aperture stop (ST), and a lens group {a second and a third lens (L2, L3) and a second to a fourth lens (L2 to L4, GrR) composed of at least one lens. }, And the lens closest to the image in the lens group corresponds to the negative lens {the third lens (L3) or the fourth lens (L4) whose concave surface faces the image side. }, The image-side lens surface of the negative lens is preferably an aspheric surface, and the aspheric surface preferably has an inflection point. In the front stop type having an aperture stop on the object side of the first lens, the change in the height of the light rays in the peripheral portion passing through each lens is very large, so that the sensitivity to manufacturing errors increases, and as a result, the manufacturing Performance degradation due to errors will increase. On the other hand, a rear stop type having an aperture stop on the image side of the lens closest to the image (that is, the final lens) is not suitable for an imaging lens for a solid-state imaging device because the exit pupil position is extremely close. The optimal aperture stop position for balancing the manufacturing error and the exit pupil position is between the first lens (L1) and the second lens (L2).
[0026]
Also, in order from the object side, the positive lens {corresponds to the first lens (L1). }, An aperture stop (ST), and a lens group {a second and a third lens (L2, L3) and a second to a fourth lens (L2 to L4, GrR) composed of at least one lens. }, And the most image-side lens surface of the lens group is an aspheric surface having a concave surface facing the image side, and the aspheric surface has an inflection point and satisfies the following conditional expression (1). It is desirable.
1.1 <f / Y '<1.9… (1)
However,
f: focal length of the whole system,
Y ': Maximum image height,
It is.
[0027]
Conditional expression (1) defines a condition range for balancing the total lens length and the front lens diameter. If the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, the diameter of the front lens becomes large, which causes an increase in the diameter of the imaging lens device in the radial direction, and makes it difficult to correct distortion. Conversely, when the value exceeds the upper limit of the conditional expression (1), the overall length of the optical system increases, which causes an increase in the size of the imaging lens device in the optical axis (AX) direction.
[0028]
It is desirable to satisfy the following conditional expressions (1a), and it is more desirable to satisfy the conditional expressions (1b). The conditional expressions (1a) and (1b) define an even more preferable condition range from the above viewpoints among the condition ranges defined by the conditional expression (1).
1.3 <f / Y '<1.8… (1a)
1.4 <f / Y '<1.7… (1b)
[0029]
As in the first to twelfth embodiments, it is desirable that at least one surface of all the lenses is aspherical. Providing at least one aspheric surface on each of the first to third lenses (L1 to L3) or the first to fourth lenses (L1 to L4) has a great effect on correcting spherical aberration, coma aberration, and distortion. is there. Further, the imaging lenses of the first to twelfth embodiments are only refractive lenses that deflect incident light rays by refraction (that is, lenses of a type in which deflection is performed at an interface between media having different refractive indexes). Although it is configured, usable lenses are not limited to this. For example, a diffractive lens that deflects an incident light beam by a diffractive action, a hybrid refraction / diffractive lens that deflects an incident light ray by a combination of a diffractive action and a refracting action, and a refractive index distribution that deflects the incident light ray by a refractive index distribution in a medium A mold lens or the like may be used. However, for a refractive index distribution type lens in which the refractive index changes in a medium, since a complicated manufacturing method causes an increase in cost, it is preferable that all the lenses used are homogeneous material lenses.
[0030]
In addition to the stop (ST), a light flux regulating plate or the like for cutting unnecessary light may be disposed as necessary. Prisms (for example, right-angle prisms) and mirrors (for example, a plane mirror) may be placed in the optical path. , The optical path may be bent before, after, or in the middle of the imaging lens on a surface having no optical power (for example, a reflection surface, a refraction surface, or a diffraction surface) {for example, the optical axis (AX ) May be bent by about 90 degrees to reflect the light beam. }. The bending position can be set as required, and by appropriate bending of the optical path, it is possible to achieve the apparent thinness and compactness of digital input devices (digital cameras, etc.) equipped with an imaging lens. is there.
[0031]
The imaging lenses of the first to twelfth embodiments are suitable for use as a small imaging lens for digital input devices. By combining this with an optical low-pass filter or a solid-state imaging device, the imaging It is possible to configure an imaging lens device that captures the image and outputs it as an electrical signal. The imaging lens device is a camera used for capturing a still image or a moving image of a subject {for example, a digital camera; a video camera; a digital video unit, a personal computer, a mobile computer, a mobile phone, a personal digital assistant (PDA), A camera built-in or external to these peripheral devices (mouse, scanner, printer, other digital input / output devices), etc.}, for example, the optical image of an object in order from the object (subject) side. It is composed of an imaging lens to be formed, an optical filter such as an optical low-pass filter and an infrared cut filter, and a solid-state imaging device that converts an optical image formed by the imaging lens into an electric signal.
[0032]
Therefore, the above-described first to twelfth embodiments include inventions (I) to (V) having the following configurations, and the configuration has good optical performance, low cost, and compactness. An imaging lens device can be realized. When this is applied to a digital camera or the like, it is possible to contribute to higher performance, higher function, lower cost and compactness of the camera.
(I) An imaging lens device including: an imaging lens that forms an optical image; and an imaging element that converts an optical image formed by the imaging lens into an electric signal, wherein the imaging lens is provided on an object side. In order, the lens surface has two positive lenses and at least one negative lens, and the lens surface closest to the image is an aspheric surface with a concave surface facing the image side, and the aspheric surface has an inflection point. An imaging lens device characterized by the above-mentioned.
(II) An imaging lens device comprising: an imaging lens that forms an optical image; and an imaging element that converts an optical image formed by the imaging lens into an electric signal, wherein the imaging lens is provided on an object side. In order from the positive lens, an aperture stop, and a lens group composed of at least one lens, and the lens closest to the image side of the lens group is a negative lens whose concave surface faces the image side. An imaging lens device, wherein a lens surface on the image side of the lens is an aspheric surface, and the aspheric surface has an inflection point.
(III) An imaging lens device comprising: an imaging lens that forms an optical image; and an imaging device that converts an optical image formed by the imaging lens into an electric signal, wherein the imaging lens has an object side. In order from the positive lens, an aperture stop, and a lens group composed of at least one lens, and the most image-side lens surface of the lens group is an aspheric surface with a concave surface facing the image side. An imaging lens device wherein the aspheric surface has an inflection point and satisfies at least one of the conditional expressions (1), (1a) and (1b).
(IV) The imaging lens device according to any one of (I) to (III) above, wherein each lens has at least one aspheric surface.
(V) The imaging lens device according to any one of (I) to (IV) above, wherein all the lenses are formed of a homogeneous material lens.
[0033]
As the imaging device, for example, a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) sensor comprising a plurality of pixels is used, and an optical image formed by the imaging lens is converted into an electric signal by the solid-state imaging device. You. An optical image to be formed by the imaging lens is generated when it is converted into an electric signal by passing through an optical low-pass filter having a predetermined cut-off frequency characteristic determined by the pixel pitch of the solid-state imaging device. The spatial frequency characteristics are adjusted so that so-called aliasing noise is minimized. The signals generated by the solid-state imaging device are subjected to predetermined digital image processing and image compression processing as necessary, and are recorded as digital video signals in a memory (semiconductor memory, optical disk, etc.). The signal is transmitted to another device through the device or converted into an infrared signal. Note that the optical low-pass filter disposed between the final surface of the imaging lens and the solid-state imaging device is configured with a glass filter (GF) in each embodiment, but according to the digital input device used. Anything should do. For example, a birefringent low-pass filter made of quartz or the like in which a predetermined crystal axis direction is adjusted, or a phase-type low-pass filter that achieves required optical cutoff frequency characteristics by a diffraction effect can be applied. is there.
[0034]
【Example】
Hereinafter, the imaging lens embodying the present invention will be described more specifically with reference to construction data and the like. Examples 1 to 12 described here respectively correspond to the first to twelfth embodiments described above, and the lens configuration diagrams (FIGS. 1 to 12) representing the first to twelfth embodiments are , And corresponding lens configurations of Examples 1 to 12, respectively. In the construction data of each embodiment, ri (i = 1, 2, 3, ...) is the radius of curvature (mm) of the i-th surface counted from the object side, di (i = 1, 2, 3,. ..) indicates the i-th axial distance (mm) counted from the object side, and Ni (i = 1,2,3, ...), νi (i = 1,2,3, ..). .) Indicate the refractive index (Nd) and Abbe number (νd) of the i-th optical element counted from the object side with respect to the d-line. The focal length (f, mm) and F number (FNO) of the entire system are shown together with other data, and the corresponding values of each conditional expression are shown in Table 1.
[0035]
The surface marked with * in the radius of curvature ri indicates that it is a refractive optical surface having an aspherical shape or a surface having a refractive action equivalent to an aspherical surface, and the following formula (AS) representing the surface shape of the aspherical surface Shall be defined as The aspherical surface data of each example is shown together with other data.
X (H) = (C0 · H ² ) / {1 + √ (1-ε · C0 ² · H ² )} + Σ (Ai · H ⁱ )… (AS)
However, in the formula (AS),
X (H): Displacement in the optical axis (AX) direction at the position of height H (based on the surface vertex),
H: height in the direction perpendicular to the optical axis (AX),
C0: paraxial curvature (= 1 / curvature radius),
ε: quadratic surface parameter,
Ai: i-th order aspherical coefficient (data in case of Ai = 0 is omitted),
It is.
[0036]
13 to 24 are aberration diagrams corresponding to Examples 1 to 12, wherein (A) is a spherical aberration diagram, (B) is an astigmatism diagram, and (C) is an aberration diagram. It is a distortion diagram {FNO: F number, Y ': maximum image height (mm)}. In the spherical aberration diagram, the solid line (d) represents the d-line, the dashed line (g) represents the g-line, the two-dot chain line (c) represents the amount of spherical aberration (mm) with respect to the c-line, and the dashed line (SC) represents the sine It represents the unsatisfied condition (mm). In the astigmatism diagram, the dashed line (DM) represents astigmatism (mm) for the d-line on the meridional surface, and the solid line (DS) represents astigmatism (mm) for the d-line on the sagittal surface. I have. In the distortion diagram, the solid line represents the distortion (%) with respect to the d-line.
[0037]

[0038]

[0039]

[0040]

[0041]

[0042]

[0043]

[0044]

[0045]

[0046]

[0047]

[0048]

[0049]

[0050]

[0051]

[0052]

[0053]

[0054]

[0055]

[0056]

[0057]

[0058]

[0059]

[0060]

[0061]
[Table 1]

[0062]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a low-cost and compact imaging lens for a solid-state imaging device having good optical performance can be realized. When the imaging lens according to the present invention is used for a digital input device such as a camera mounted on a mobile phone or a digital camera, it is possible to contribute to high performance, high function, low cost, and compactness of the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a lens configuration diagram of a first embodiment (Example 1).
FIG. 2 is a lens configuration diagram of a second embodiment (Example 2).
FIG. 3 is a lens configuration diagram of a third embodiment (Example 3).
FIG. 4 is a lens configuration diagram of a fourth embodiment (Example 4).
FIG. 5 is a lens configuration diagram of a fifth embodiment (Example 5).
FIG. 6 is a lens configuration diagram of a sixth embodiment (Example 6).
FIG. 7 is a lens configuration diagram of a seventh embodiment (Example 7).
FIG. 8 is a lens configuration diagram of an eighth embodiment (Example 8).
FIG. 9 is a lens configuration diagram of a ninth embodiment (Example 9).
FIG. 10 is a lens configuration diagram of a tenth embodiment (Example 10).
FIG. 11 is a lens configuration diagram of an eleventh embodiment (Example 11).
FIG. 12 is a lens configuration diagram of a twelfth embodiment (Example 12).
FIG. 13 is an aberration diagram of the first embodiment.
FIG. 14 is an aberration diagram of the second embodiment.
FIG. 15 is an aberration diagram of the third embodiment.
FIG. 16 is an aberration diagram of the fourth embodiment.
FIG. 17 is an aberration diagram of the fifth embodiment.
FIG. 18 is an aberration diagram of the sixth embodiment.
FIG. 19 is an aberration diagram of the seventh embodiment.
FIG. 20 is an aberration diagram of the eighth embodiment.
FIG. 21 is an aberration diagram of the ninth embodiment.
FIG. 22 is an aberration diagram of the tenth embodiment.
FIG. 23 is an aberration diagram of the eleventh embodiment.
FIG. 24 is an aberration diagram of the twelfth embodiment.
[Explanation of symbols]
L1 ... first lens
ST… Aperture stop
L2 ... second lens
L3: Third lens
GF… Glass filter
AX… optical axis

Claims

An imaging lens for forming an image on a solid-state imaging device, comprising, in order from the object side, two positive lenses and at least one negative lens, and the lens surface closest to the image has a concave surface facing the image side. An imaging lens characterized in that the aspheric surface has an inflection point.

An imaging lens for forming an image on a solid-state imaging device, comprising, in order from the object side, a positive lens, an aperture stop, and a lens group including at least one lens. An imaging lens, wherein the lens is a negative lens having a concave surface facing the image side, the image side lens surface of the negative lens is an aspheric surface, and the aspheric surface has an inflection point.

An imaging lens for forming an image on a solid-state imaging device, comprising, in order from the object side, a positive lens, an aperture stop, and a lens group including at least one lens. An imaging lens, wherein the lens surface is an aspheric surface having a concave surface facing the image side, the aspheric surface having an inflection point, and satisfying the following conditional expression (1);
1.1 <f / Y '<1.9… (1)
However,
f: focal length of the whole system,
Y ': Maximum image height,
It is.