JP2006178026A

JP2006178026A - 撮影レンズ

Info

Publication number: JP2006178026A
Application number: JP2004368808A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Yamashita; 優年山下; Mayumi Kawada; 真由美川田; Hirohiko Ina; 裕彦伊奈
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-12-21
Filing date: 2004-12-21
Publication date: 2006-07-06

Abstract

【課題】レンズ枚数を増やすことなく、コンパクトかつ収差を良好に補正することができる撮影レンズを提供する。
【解決手段】物体側より順に、開口絞り３、第１レンズ１、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、物体側が凸で正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、前記第２レンズ２は、両凹レンズであり、前記第１レンズ１および第２レンズ２のいずれにおいても、少なくともいずれか一方のレンズ面は、非球面形状を有し、前記レンズ系は、以下の条件を満たすことを特徴とする。
０．６＜ｆ１／ｆ＜１．０・・・（１）
１．８＜（ｎ１−１）ｆ／ｒ１＜２．５・・・（２）
ただし、ｆはレンズ系の焦点距離、ｆ１は第１レンズ１の焦点距離、ｎ１は第１レンズ１の屈折率、ｒ１は第１レンズ１の物体側面Ｒ１の曲率半径である。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影レンズに関し、特に、高画素を有するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を使用した小型撮像装置に用いられる高性能でコンパクトな撮影レンズに関する。

近年、カメラ付き携帯電話やノートＰＣ、ＰＤＡのような携帯通信機器の急速な普及に伴い、高い光学性能が望まれている。そして、このための撮影レンズとして様々なレンズが開発されている（例えば、引用文献１，２参照）。
特開２００２−２５８１５５号公報特開２００４−１７７６２８号公報

しかし、最近は特に、上述した携帯通信機器の小型化に伴い、撮影レンズにおいても、高い光学性能を有すると同時にさらなる小型化および低コスト化の要求が強い。そのため、レンズ枚数を低減し、小型化および構成の簡易化を図りながら従来と同程度以上の高い光学性能を有する撮影レンズが望まれている。また、ガラスはプラスチックよりコストが２倍以上と高く、ガラスレンズへの加工も小径になる程困難になってくる。

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、レンズ枚数を増やすことなく、コンパクトかつ収差を良好に補正することができる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、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、物体側が凸で正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、前記第２レンズは、両凹レンズであり、前記第１レンズおよび第２レンズのいずれにおいても、少なくともいずれか一方のレンズ面は、非球面形状を有し、前記レンズ系は、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。

０．６＜ｆ１／ｆ＜１．０・・・（１）
１．８＜（ｎ１−１）ｆ／ｒ１＜２．５・・・（２）
ただし、ｆはレンズ系の焦点距離、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｎ１は第１レンズの屈折率、ｒ１は第１レンズの物体側面の曲率半径である。

上記構成に係る撮影レンズにおいては、物体側が凸で正の屈折力を有するメニスカス形状であって、少なくともいずれか一方の面が非球面形状を有する第１レンズと、両凹レンズであって、少なくともいずれか一方の面が非球面形状を有する第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）に設けられる。

ここで、本発明における条件式（１）は、第１レンズの焦点距離を規定するものであり、コンパクトかつ良好な収差性能を得るための条件を示すものである。

すなわち、レンズ系の焦点距離に対する第１レンズの焦点距離の比が条件式（１）の下限値以下になると、歪曲収差等の収差の補正が困難となる。一方、条件式（１）の上限値以上になると、装置全体が大型化し、コンパクトなレンズを実現できなくなってしまう。

また、本発明における条件式（２）は、第１レンズの屈折力を規定するものであり、コンパクトかつ良好な収差性能を得るための条件を示すものである。

すなわち、第１レンズの物体側面の曲率半径ｒ１、第１レンズの屈折率ｎ１およびレンズ系の焦点距離ｆに関する所定値（ｎ１−１）ｆ／ｒ１が条件式（２）の下限値以下になると、第１レンズの軸上芯厚を中心に厚みが増大し、コンパクトなレンズを実現できない。一方、条件式（２）の上限値以上になると、第１レンズに軸外光束を十分に通過させることが困難であるとともに、球面収差の補正が困難となってしまう。

本発明に係る撮影レンズによれば、２群２枚という非常にシンプルな構成のレンズ系でありながら、条件式（１）および（２）を満足させることにより、全長が焦点距離の約１．２倍以下と非常に短く、かつ、良好な収差性能を得ることができる。

好ましくは、前記第１レンズおよび第２レンズは、ともに樹脂材料が使用される。すべてのレンズが樹脂材料を使用していることにより、コストも低く、容易に生産することができる。

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。

＜第１実施形態＞
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、開口絞り３、第１レンズ１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側）が凸で正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、前記第２レンズ２は、両凹レンズである。本実施形態においては、第１レンズ１および第２レンズ２ともに樹脂材料が使用され、いずれのレンズ面Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４も非球面形状を有している。

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番目のレンズの屈折率、νｄはｄ番目のレンズのアッベ数、ｆはレンズ系の焦点距離（ｍｍ）、Ｆｎｏ．は開放Ｆナンバーを意味する。

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，…，１２）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＋ａ₁₀ｈ¹⁰＋ａ₁₂ｈ¹²…（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＝４．２１であり、レンズ系の焦点距離ｆ＝４．６４であるので、０．６＜ｆ１／ｆ＝０．９１＜１．０となり、条件式（１）を満足している。また、第１レンズ１の屈折率ｎ１＝１．５２４７であり、台レンズ１の物体側面Ｒ１の曲率半径ｒ１＝１．３３２であるので、１．８＜（ｎ１−１）ｆ／ｒ１＝１．８３＜２．５となり、条件式（２）を満足している。

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。

図２に示すように、２群２枚という非常にシンプルな構成のレンズ系でありながら、条件式（１）および（２）を満足させることにより、焦点距離の約１．２倍以下と非常に短く、かつ、良好な収差性能を得ることができている。また、すべてのレンズが樹脂材料を使用していることにより、コストも低く、容易に生産することができる。

＜第２実施形態＞
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。

第２実施形態においても第１実施形態と同様のレンズ系から構成される。本実施形態における撮影レンズの各パラメータ値（非球面係数を含む）は、以下に示す通りである。

なお、本実施形態においては、第１レンズ１の焦点距離ｆ１＝３．３１６であり、レンズ系の焦点距離ｆ＝４．１１であるので、０．６＜ｆ１／ｆ＝０．８１＜１．０となり、条件式（１）を満足している。また、第１レンズ１の屈折率ｎ１＝１．５２４７であり、台レンズ１の物体側面Ｒ１の曲率半径ｒ１＝１．１５４であるので、１．８＜（ｎ１−１）ｆ／ｒ１＝１．８７＜２．５となり、条件式（２）を満足している。

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。

本実施形態においても、図４に示すように、図２に示すように、２群２枚という非常にシンプルな構成のレンズ系でありながら、条件式（１）および（２）を満足させることにより、焦点距離の約１．２倍以下と非常に短く、かつ、良好な収差性能を得ることができている。また、すべてのレンズが樹脂材料を使用していることにより、コストも低く、容易に生産することができる。

なお、以上の実施形態においては、第１レンズ１および第２レンズ２ともにいずれのレンズ面についても非球面形状で構成される例について説明したが、これに限られるものではなく、第１レンズ１のレンズ面Ｒ１またはＲ２の少なくともいずれか一方が非球面形状であり、かつ、第２レンズ２のレンズ面Ｒ３またはＲ４の少なくともいずれか一方が非球面形状であればよい。

本発明に係る撮影レンズは、２群２枚という非常にシンプルな構成のレンズ系でありながら、条件式（１）および（２）を満足させることにより、全長が焦点距離の約１．２倍以下と非常に短く、かつ、良好な収差性能を得ることができるという効果を奏し、撮影レンズ、特に、高画素を有するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を使用した小型撮像装置に用いられる高性能でコンパクトな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、２群２枚という非常にシンプルな構成のレンズ系でありながら、条件式（１）および（２）を満足させることにより、全長が焦点距離の約１．２倍以下と非常に短く、かつ、良好な収差性能を得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、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、物体側が凸で正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、
前記第２レンズは、両凹レンズであり、
前記第１レンズおよび第２レンズのいずれにおいても、少なくともいずれか一方のレンズ面は、非球面形状を有し、
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。
０．６＜ｆ１／ｆ＜１．０・・・（１）
１．８＜（ｎ１−１）ｆ／ｒ１＜２．５・・・（２）
ただし、ｆはレンズ系の焦点距離、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｎ１は第１レンズの屈折率、ｒ１は第１レンズの物体側面の曲率半径である。
前記第１レンズおよび第２レンズは、ともに樹脂材料が使用されることを特徴とする請求項１記載の撮影レンズ。