JP2006098504A

JP2006098504A - 撮影レンズ

Info

Publication number: JP2006098504A
Application number: JP2004281830A
Authority: JP
Inventors: Mayumi Kawada; 真由美川田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-09-28
Filing date: 2004-09-28
Publication date: 2006-04-13
Also published as: CN101031836A

Abstract

【課題】レンズ系の全長を短くし、かつ、高性能な撮影レンズを提供する。
【解決手段】物体側より順に、第１レンズ１、開口絞り３、および第２レンズ２を具備するレンズ系から構成される撮影レンズであって、前記第１レンズ１は、物体側レンズ面Ｒ１に凸面を有する正のメニスカスレンズであり、前記第２レンズ２は、像側レンズ面Ｒ４に凸面を有する正のメニスカスレンズであり、前記レンズ系は、以下の条件を満たすものである。
０．５＜ｆ１／ｆ＜１．５・・・（１）
１．０＜ｆ／ｒ１＜４．０・・・（２）
ただし、ｆ１は第１レンズ１の焦点距離、ｆはレンズ系の焦点距離、ｒ１は第１レンズ１の物体側レンズ面Ｒ１の曲率半径である。
【選択図】図１

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ等のカメラに搭載される撮影レンズに関する。

近年、ＣＣＤ等の固体撮像素子が採用されたデジタルスチルカメラやビデオカメラ等の普及率が伸びている。また、携帯電話やノート型パソコン等の携帯通信機器に上記固体撮像素子および撮影レンズが搭載されたものが増えていることもあり、これに用いる撮影レンズの需要も急速に高まっている。このような携帯通信機器の小型化・薄型化、高性能化に伴い、これらに搭載される撮影レンズの小型化・薄型化、高性能化が求められるとともに、普及させるための低コスト化が求められている。

このような要求に対し、従来から２枚程度のレンズを利用したものがある（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
特開２００１−１７４７０１号公報特開２００２−２９６４９５号公報

しかし、このような撮影レンズにおいては、以下のような問題があった。すなわち、上記特許文献の撮影レンズは、いずれも２枚構成であるが、第１レンズを構成するレンズが、負のパワー（負の屈折力、負の焦点距離ともいい、単に負のレンズともいう）あるいは弱いパワーであるため、レンズ系の焦点距離に対するレンズ全長の比が特許文献１では約２.３倍、特許文献２では約１．６倍と大きく、特に薄型化が要求される携帯電話等に用いられる撮影レンズとしては、依然としてコンパクト性に欠ける問題があった。

本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するべくなされたもので、レンズ系の全長を短くし、かつ、高性能な撮影レンズを提供することを目的とする。

本発明に係る撮影レンズは、物体側より順に、第１レンズ、開口絞り、および第２レンズを具備するレンズ系から構成される撮影レンズであって、前記第１レンズは、物体側レンズ面に凸面を有する正のメニスカスレンズであり、前記第２レンズは、像側レンズ面に凸面を有する正のメニスカスレンズであり、前記レンズ系は、以下の条件を満たすものである。

０．５＜ｆ１／ｆ＜１．５・・・（１）
１．０＜ｆ／ｒ１＜４．０・・・（２）
ただし、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆはレンズ系の焦点距離、ｒ１は第１レンズの物体側レンズ面の曲率半径である。

あるいは、物体側より順に、開口絞り、第１レンズ、および第２レンズを具備するレンズ系から構成される撮影レンズであって、前記第１レンズは、物体側レンズ面に凸面を有する正のメニスカスレンズであり、前記第２レンズは、像側レンズ面に凸面を有する正のメニスカスレンズであり、前記レンズ系は、以下の条件を満たすものである。

上記構成に係る撮影レンズにおいては、物体側レンズ面に凸面を有する正の（パワー、屈折力または焦点距離を有する）メニスカスレンズである第１レンズと、像側レンズ面に凸面を有する正のメニスカスレンズである第２レンズとの２枚のレンズによりレンズ系が構成される。また、開口絞りは、第１レンズの前（物体側）もしくは後（像側）に設けられる。

ここで、本発明における条件式（１）は、レンズ系に対する第１レンズ（前群）のパワー配置を規定するものであり、小型化を達成しつつ諸収差の補正を良好に行い得る条件を示すものである。

すなわち、レンズ系の焦点距離ｆに対する第１レンズの焦点距離ｆ１の比が条件式（１）の上限を超えると、レンズ系に対する前群のパワー配置が弱くなり、レンズ系の全長が長くなってしまう。一方、条件式（１）の下限を超えると、レンズ系に対する前群のパワー配置が強くなるので、前群で発生した諸収差を後群（第２レンズ）で補正することができない。

また、本発明における条件式（２）は、レンズ系に対する第１レンズの物体側レンズ面のパワー配置を規定するものであり、高いレンズ性能を有しつつ、加工性を良好にすることができる条件を示すものである。

すなわち、レンズ系の焦点距離ｆに対する第１レンズの物体側レンズ面の曲率半径ｒ１の比が条件式（２）の上限を超えると、第１レンズの物体側レンズ面の曲率が大きくなり過ぎ、第１レンズの加工が困難となる。一方、条件式（２）の下限を超えると、歪曲収差の補正が困難になるとともに、最大画角での像面の入射角が大きくなるため、特に、固体撮像素子を使用する撮影レンズにおいては、シェーディング（周辺減光等）が生じ、レンズ性能を高くすることができない。

以上より、本発明の発明者は、鋭意研究の末、レンズ系を２枚のレンズで構成し、レンズ系の各パラメータが条件式（１）を満足させることにより、小型化を達成し、条件式（１）（２）を満足させることにより、諸収差の補正を良好に行うことができ、加えて、条件式（２）を満足させることにより、加工性のよい撮影レンズを開発した。
このようなレンズ系を用いることにより、小型化を達成することができるとともに、諸収差を良好に補正することができる。

本発明に係る撮影レンズによれば、レンズ系を２枚のレンズで構成し、レンズ系の各パラメータが条件式（１）を満足させることにより、小型化を達成し、条件式（１）（２）を満足させることにより、諸収差の補正を良好に行うことができ、加えて、条件式（２）を満足させることにより、加工性をよくすることができる。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明の第１実施形態における撮影レンズの断面図である。

本実施形態に係る撮影レンズは、図１に示すように、物体側より順に、第１レンズ１、開口絞り３、および第２レンズ２を具備するレンズ系から構成される。前記第１レンズ１は、物体側レンズ面Ｒ１に凸面を有する正のメニスカスレンズであり、前記第２レンズ２は、像側レンズ面Ｒ４に凸面を有する正のメニスカスレンズである。また、第２レンズ２の像側レンズ面Ｒ４と撮像面ＩＭＡとの間にＣＣＤ等の固体撮像素子におけるフェイスプレートまたはフィルタ等の光学部材４が配置される。

以上の構成を有する本実施形態における撮影レンズの各パラメータ値は、以下に示す通りである。ここで、ｒｊは物体側から順にｊ番目の面番号Ｒｊにおける曲率半径（ｍｍ）、ｄｊは物体側から順にｊ番目の面中心間隔（ｍｍ）、Ｎｄはｄ線における各レンズの屈折率、νｄはｄ線における各レンズのアッベ数、ｆはレンズ系の焦点距離（ｍｍ）、Ｆｎｏ．はＦナンバー、Ｌはレンズ系の全長（ｍｍ）を意味する。なお、面番号横の＊は非球面であることを示すものである。

また、非球面形状は、面頂点の接平面からの光軸方向の距離（サグ量）をｘ、光軸からの高さｈとして、ｒを近軸曲率半径、κを円錐定数、ａ_m（ｍ＝４，６，８）を第ｍ次の非球面係数としたとき、次式で表される。

ｘ＝｛（１／ｒ）ｈ²｝／〔１＋｛１−（１＋κ）（１／ｒ）²ｈ²｝^1/2〕
＋ａ₄ｈ⁴＋ａ₆ｈ⁶＋ａ₈ｈ⁸・・・（Ｘ）
したがって、以下では、上記式（Ｘ）におけるａ_mの値を示し、非球面形状を特定している。

なお、本実施形態においては、第１レンズ１の焦点距離ｆ１＝３．５４２ｍｍであり、レンズ系の焦点距離ｆ＝２．６２８ｍｍであるので、０．５＜ｆ１／ｆ＝１．３４＜１．５となり、条件式（１）を満足している。また、第１レンズ１の物体側レンズ面Ｒ１の曲率半径ｒ１＝０．７００ｍｍであるので、１．０＜ｆ／ｒ１＝３．７５＜４．０となり、条件式（２）を満足している。なお、レンズ系の全長Ｌをレンズ系の焦点距離ｆで正規化した値Ｌ／ｆ＝１．２６となり、レンズ系の全長Ｌがレンズ系の焦点距離ｆの１．３倍以下と非常にコンパクトな撮影レンズを実現している。

図２は図１の撮影レンズにおける収差図である。図２（ａ）は球面収差を示し、図２（ｂ）は非点収差を示し、図２（ｃ）は歪曲収差を示す。

本実施の形態においては、従来技術に比較して、非常にコンパクトな撮影レンズを実現しているにも関わらず、各収差とも良好に補正されている。

なお、本実施形態のレンズ系においては、レンズ面Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，およびＲ４において非球面であるレンズを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜選択して採用可能である。

次に、本発明に係る撮影レンズの第２実施形態について説明する。図３は本発明の第２実施形態における撮影レンズの断面図である。

本実施形態に係る撮影レンズが第１実施形態と異なる点は、図３に示すように、開口絞り３の位置が第１レンズ１の前方（物体側）にあることである。

以上の構成を有する本実施形態における撮影レンズの各パラメータ値は、以下に示す通りである。ここでも、各値の意味するところは第１実施形態と同じである。

なお、本実施形態においては、第１レンズ１の焦点距離ｆ１＝２．６６９ｍｍであり、レンズ系の焦点距離ｆ＝２．３２３ｍｍであるので、０．５＜ｆ１／ｆ＝０．８６＜１．５となり、条件式（１）を満足している。また、第１レンズ１の物体側レンズ面Ｒ１の曲率半径ｒ１＝０．７８２ｍｍであるので、１．０＜ｆ／ｒ１＝２．９７＜４．０となり、条件式（２）を満足している。なお、レンズ系の全長Ｌをレンズ系の焦点距離ｆで正規化した値Ｌ／ｆ＝１．１３となり、レンズ系の全長Ｌがレンズ系の焦点距離ｆの１．３倍以下と非常にコンパクトな撮影レンズを実現している。

図４は図３の撮影レンズにおける収差図である。図４（ａ）は球面収差を示し、図４（ｂ）は非点収差を示し、図４（ｃ）は歪曲収差を示す。

本実施の形態においても、従来技術に比較して、非常にコンパクトな撮影レンズを実現しているにも関わらず、各収差とも良好に補正されている。

なお、本実施形態のレンズ系においても、レンズ面Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，およびＲ４において非球面であるレンズを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜選択して採用可能である。

本発明に係る撮影レンズは、レンズ系を２枚のレンズで構成し、レンズ系の各パラメータが条件式（１）を満足させることにより、小型化を達成し、条件式（１）（２）を満足させることにより、諸収差の補正を良好に行うことができ、加えて、条件式（２）を満足させることにより、加工性をよくすることができるという効果を奏し、デジタルスチルカメラ等のカメラに搭載される撮影レンズとして有用である。

本発明に係る撮影レンズは、レンズ系を２枚のレンズで構成し、レンズ系の各パラメータが条件式（１）を満足させることにより、小型化を達成し、条件式（１）（２）を満足させることにより、諸収差の補正を良好に行うことができ、加えて、条件式（２）を満足させることにより、加工性をよくすることができるという効果が必要な技術分野等の用途にも適用できる。

本発明の第１実施形態における撮影レンズの断面図図１の撮影レンズにおける収差図本発明の第２実施形態における撮影レンズの断面図図３の撮影レンズにおける収差図

符号の説明

１第１レンズ
２第２レンズ
３開口絞り

Claims

物体側より順に、第１レンズ、開口絞り、および第２レンズを具備するレンズ系から構成される撮影レンズであって、
前記第１レンズは、物体側レンズ面に凸面を有する正のメニスカスレンズであり、
前記第２レンズは、像側レンズ面に凸面を有する正のメニスカスレンズであり、
前記レンズ系は、以下の条件を満たすことを特徴とする撮影レンズ。
０．５＜ｆ１／ｆ＜１．５・・・（１）
１．０＜ｆ／ｒ１＜４．０・・・（２）
ただし、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆはレンズ系の焦点距離、ｒ１は第１レンズの物体側レンズ面の曲率半径である。
物体側より順に、開口絞り、第１レンズ、および第２レンズを具備するレンズ系から構成される撮影レンズであって、
前記第１レンズは、物体側レンズ面に凸面を有する正のメニスカスレンズであり、
前記第２レンズは、像側レンズ面に凸面を有する正のメニスカスレンズであり、
前記レンズ系は、以下の条件を満たすことを特徴とする撮影レンズ。
０．５＜ｆ１／ｆ＜１．５・・・（１）
１．０＜ｆ／ｒ１＜４．０・・・（２）
ただし、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆはレンズ系の焦点距離、ｒ１は第１レンズの物体側レンズ面の曲率半径である。