JP2008129506A - 撮像レンズおよび携帯情報機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】高解像を実現できて、しかも、各収差の補正が容易であって、小型化できる撮像レンズおよびこれを備えたおよび携帯情報機器を提供する。
【解決手段】撮像レンズでは、物体側から像面16側に向かって、開口絞り10、正の屈折力を有する第1レンズ11、負の屈折力を有する第2レンズ12、像面側が凸形状を有する正の屈折力を有する第3レンズ13、物体側に凹形状を有し像面16側が非球面形状を有する負の屈折力を有するメニスカス形状の第4レンズ14が配置することにより、小型な光学系を実現し、第3,第4レンズ13,14の構成により非点収差を良好に補正し、第4レンズ14の像面16側の非球面形状により歪曲収差を良好に補正する。また、撮像レンズは、レンズの偏芯ずれや傾きによる性能劣化を小さくすることが可能であり、量産性に優れる。
【選択図】図1A
【解決手段】撮像レンズでは、物体側から像面16側に向かって、開口絞り10、正の屈折力を有する第1レンズ11、負の屈折力を有する第2レンズ12、像面側が凸形状を有する正の屈折力を有する第3レンズ13、物体側に凹形状を有し像面16側が非球面形状を有する負の屈折力を有するメニスカス形状の第4レンズ14が配置することにより、小型な光学系を実現し、第3,第4レンズ13,14の構成により非点収差を良好に補正し、第4レンズ14の像面16側の非球面形状により歪曲収差を良好に補正する。また、撮像レンズは、レンズの偏芯ずれや傾きによる性能劣化を小さくすることが可能であり、量産性に優れる。
【選択図】図1A
Description
本発明は小型オートフォーカスカメラレンズに関するものであり、例えばデジタルスチルカメラ、携帯情報端末および携帯電話などに内蔵されるレンズ全長の短いレンズ光学系に関する。
近年、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子))やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor:相補型金属酸化物半導体)といった固体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラの普及が急速に進んでおり、多種多様なデジタルスチルカメラが存在している。その中で、携帯型情報端末や携帯電話に搭載されるカメラにおいては筐体の制限等により、特に小型化や軽量化が要求されている。
また、近年ではCCDやCMOSといった固体撮像素子の画素数が飛躍的に大きくなり、携帯電話に搭載するカメラであっても画素数が100万画素を超えることが多く、一般向けのデジタルスチルカメラにおいては300万画素〜500万画素のものが広く普及しだしている。
撮像素子の画素数の上昇に伴い、結像光学系に要求される解像力は大きくなる。特に一般向けのデジタルスチルカメラにおいてはCCDチップサイズの小型化が進んでおり画素ピッチは年々小さくなっている。例えば、130万画素クラスのCCD等では画素ピッチはおよそ4.2μm程度であるが、300万画素では画素ピッチはおよそ2.8μm、500万画素においては約2.2μmとなり、要求される解像力は大きくなる。
上記のことから、デジタルスチルカメラの撮像光学系としては、非常に高解像の光学特性が要求されている。
しかしながら、小型・軽量が望まれているデジタルスチルカメラにおいては、高解像を実現するためにレンズ枚数を多くすることはできない。よって、4枚程度のレンズを用いて高解像と各収差の補正を行なった結像光学系が用いられている。このような撮像光学系は、特許第3424030号号公報、特開2005−292559号公報、特開2006−2993324で開示されている。
小型・軽量が望まれている撮像光学系においては、開口絞りが物体に最も近くなるように、開口絞りおよび複数のレンズを配置することにより、小型化を図っている。
しかしながら、上記開口絞りを物体に最も近くすると、各収差の補正が困難になるという問題があった。
また、小径化に伴い、各レンズの作製が困難になりつつあり、特に非球面形状が形成しにくくなるという問題が生じる。つまり、量産性に劣ることになる。
さらに、近年の撮像光学系においてはオートフォーカス機構を有するものがある。オートフォーカスの方法としては撮像光学系のなかの1枚もしくは複数のレンズを駆動させることでなされる。よって、レンズ重量が大きいと駆動力も大きくなるため、各レンズをさらに小さく軽くすることが望まれている。
特許第3424030号公報
特開2005−292559号公報
特開2006−2993324号公報
そこで、本発明の課題は、高解像を実現できて、しかも、各収差の補正が容易であって、小型化できる撮像レンズおよびこれを備えたおよび携帯情報機器を提供することにある。
上記課題を解決するため、本発明の撮像レンズは、
開口絞りと、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズとを含み、上記開口絞り、上記第1レンズ、第2レンズ、第3レンズおよび第4レンズが物体側から像面側へ向かってこの順で配置された撮像レンズであって、
上記開口絞り、上記第1レンズ、第2レンズ、第3レンズおよび第4レンズのうち、上記開口絞りが上記物体に最も近く、
上記第3レンズの上記像面側の表面は上記像面側に向かって突出する凸形状であり、
上記第4レンズの上記物体側の表面は上記像面側に向かって窪む凹形状であり、
上記第4レンズの上記像面側の表面は、非球面形状であり、かつ、中心部が上記物体側に向かって窪む凹形状であり、かつ、上記中心部の周縁部が上記像面側に向かって突出する凸形状であることを特徴としている。
開口絞りと、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズとを含み、上記開口絞り、上記第1レンズ、第2レンズ、第3レンズおよび第4レンズが物体側から像面側へ向かってこの順で配置された撮像レンズであって、
上記開口絞り、上記第1レンズ、第2レンズ、第3レンズおよび第4レンズのうち、上記開口絞りが上記物体に最も近く、
上記第3レンズの上記像面側の表面は上記像面側に向かって突出する凸形状であり、
上記第4レンズの上記物体側の表面は上記像面側に向かって窪む凹形状であり、
上記第4レンズの上記像面側の表面は、非球面形状であり、かつ、中心部が上記物体側に向かって窪む凹形状であり、かつ、上記中心部の周縁部が上記像面側に向かって突出する凸形状であることを特徴としている。
上記構成の撮像レンズによれば、上記物体と像面との間に第1〜第4レンズを配置するので、高解像度を実現することができる。
また、上記第3レンズの像面側の表面が凸形状であり、かつ、第4レンズの物体側の表面が凹形状であり、かつ、第4レンズの像面側の表面が非球面形状であるので、第3,第4レンズにより非点収差の補正を容易に行うことができ、第4レンズの像面側の曲面により像面への入射角を抑えながら歪曲収差を補正することができる。
また、上記物体側より像面へ向かって順に、開口絞り、正の屈折力を有する第1レンズ、負の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズを配置しているので、レンズ全長の小型化を図ることができ、第1レンズの小径化を実現できる。
一実施形態の撮像レンズでは、
上記第4レンズの上記像面側の表面におけるレンズ有効径の最外円周部と上記像面との最短距離をD1、上記第4レンズの上記像面側の光軸中心と上記像面との最短距離をD2とすると、上記D2は上記D1よりも小さく、かつ、上記光軸中心から上記最外円周部までの間に上記像面との最短距離が上記D2よりも小さくなる部位が存在する。
上記第4レンズの上記像面側の表面におけるレンズ有効径の最外円周部と上記像面との最短距離をD1、上記第4レンズの上記像面側の光軸中心と上記像面との最短距離をD2とすると、上記D2は上記D1よりも小さく、かつ、上記光軸中心から上記最外円周部までの間に上記像面との最短距離が上記D2よりも小さくなる部位が存在する。
上記実施形態の撮像レンズによれば、上記D2はD1よりも小さく、かつ、上記光軸中心から最外円周部までの間に像面との最短距離がD2よりも小さくなる部位が存在するので、第4レンズの像面側の曲面により、歪曲収差だけでなく第4レンズの物体側の曲面までで補正できなかった非点収差を効率的に補正することが可能である。
一実施形態の撮像レンズでは、
下記条件式(1),(2),(3)を満足する。
0.5<f3/f<1.0 …(1)
0.5<|f4|/f<1.0 …(2)
DL/D<0.55 …(3)
f3:上記第3レンズの焦点距離
f4:上記第4レンズの焦点距離
f:上記第1〜第4レンズからなる光学系の焦点距離
DL:上記第1〜第4レンズのそれぞれの中心厚の和
D:上記開口絞りから上記像面までの距離
下記条件式(1),(2),(3)を満足する。
0.5<f3/f<1.0 …(1)
0.5<|f4|/f<1.0 …(2)
DL/D<0.55 …(3)
f3:上記第3レンズの焦点距離
f4:上記第4レンズの焦点距離
f:上記第1〜第4レンズからなる光学系の焦点距離
DL:上記第1〜第4レンズのそれぞれの中心厚の和
D:上記開口絞りから上記像面までの距離
上記実施形態の撮像レンズによれば、上記式(1),(2)を満足することによって、第3,第4レンズのパワーを比較的大きくすることで、本来、開口絞りよりも像面側に配置されて第1〜第4レンズからなる光学系で問題となる第1,第2レンズの製造・組み立て公差のきつさを第3,第4レンズに振り分けることができ、光学系の小型化に伴って課題となる公差を緩和することができる。
また、上記式(3)を満足することによって、第1〜第4レンズの薄肉化が可能であり、光学系に対する第1〜第4レンズの重量を軽くすることができる。
また、上記式(3)はレンズ間の間隔の範囲を規定するものであり、式(3)の範囲においてはレンズ間隔が十分に保たれることにより、レンズ間の軸ずれおよびチルトの公差を緩和することができる。
上記実施形態の撮像レンズでは、上記式(1)および式(2)のみを満足し、上記式(3)を満足しなくてもよい。
上記実施形態の撮像レンズでは、上記式(3)のみを満足し、上記式(1)および式(2)を満足しなくてもよい。
上記実施形態の撮像レンズにおいて、上記式(1)〜(3)の全てを満足するのが好ましいことは言うまでもない。
一実施形態の撮像レンズでは、
上記第1〜第4レンズにおいて少なくとも4つの表面が非球面形状を有し、上記第1レンズが光学ガラスからなる。
上記第1〜第4レンズにおいて少なくとも4つの表面が非球面形状を有し、上記第1レンズが光学ガラスからなる。
上記実施形態の撮像レンズによれば、上記第1〜第4レンズにおいて少なくとも4つの表面が非球面形状を有し、第1レンズが光学ガラスからなるので、各種収差の補正を十分に行うことができ、光学系の小型化を達成することができる。
また、上記非球面形状をさらに増やすことで、より効果的な収差補正が可能であり、更なる小型化の効果がある。
本発明の携帯情報機器は、
本発明の撮像レンズと、
上記撮像レンズによって形成される像を受光する電子撮像素子と
を有することを特徴としている。
本発明の撮像レンズと、
上記撮像レンズによって形成される像を受光する電子撮像素子と
を有することを特徴としている。
本発明の撮像レンズによれば、各種収差の補正が十分になされた小型の光学系を構成可能であり、製造公差および組立公差を緩和させ性能劣化をとどめてレンズ撮像系を得ることが可能である。
また、各レンズを薄肉化することにより、光学系の総重量を軽くすることができ、例えば合焦させるためにレンズを駆動したりする場合にその駆動力を小さくすることが可能であり、駆動部の負担を軽くすることができる。
また、軽くなることにより落下等による衝撃の影響をより少なくすることも可能である。
以下、本発明の撮像レンズを図示の第1実施形態〜第4実施形態により詳細に説明する。この第1実施形態〜第4実施形態のいずれもが、最も物体に近い位置に開口絞りを有し、物体側から像面側に向かって順に、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、第4レンズが配置されている。この第4レンズと像面との間にはガラスが配置されている。このガラスはフィルター等であるが、本発明の光学的性能には影響をおよぼさない。
但し、上記非球面式において、Kは円錐定数、A、B、C、D、Eは非球面係数、Zは光軸から高さRの非球面上の点に対する非球面頂点からの垂直方向の距離である。
(第1実施形態)
図1Aに、本発明の第1実施形態の撮像レンズの概略構成図を示す。
図1Aに、本発明の第1実施形態の撮像レンズの概略構成図を示す。
上記撮像レンズは、開口絞り10と、正の屈折力を有する第1レンズ11と、負の屈折力を有する第2レンズ12と、正の屈折力を有する第3レンズ13と、負の屈折力を有する第4レンズ14とを含んでいる。この第1レンズ11は光学ガラスからなっている。また、上記第4レンズ14はメニスカスレンズである。
上記第1レンズ11、第2レンズ12、第3レンズ13および第4レンズ14は、物体側(図1A中左側)から像面16側(図1A中右側)へ向かってこの順で配置されている。
上記第1レンズ11の物体側の表面S11と、第3レンズ13の像面16側の表面S16と、第4レンズ14の物体側の表面S17と、第4レンズ14の像面16側の表面S18とは、それぞれ、非球面形状となっている。
上記第1レンズ11の像面16側の表面S12と、第2レンズ12の物体側の表面S13と、第2レンズ12の像面16側の表面S14と、第3レンズ13の物体側の表面S15とは、それぞれ、球面形状となっている。
上記第3レンズ13の物体側の表面S15と、第3レンズ13の像面16側の表面S16とは、それぞれ、凸面となっている。
上記第4レンズ14の物体側の表面S17は凹面となっている。また、上記第4レンズ14の像面16側の表面S18は、中心部が物体側に向かって窪む凹形状であり、かつ、その中心部の周縁部が像面16側に向かって突出する凸形状である。より詳しくは、上記第4レンズ14の光軸中心部から周縁部までの間に部位17が存在する。この部位17と像面16との最短距離D3は、第4レンズ14の像面16側の光軸中心18と像面16との最短距離D2よりも小さくなっている。また、上記最短距離D2は、第4レンズ14の像面16側の表面S18におけるレンズ有効径の最外円周部19と像面16との最短距離をD1よりも小さくなっている。
上記最外円周部19は、最大像高の光束が通過する部位であって、第4レンズ14の径方向の最も外側の部分である。
上記第1〜第4レンズ11〜14からなる光学系において、f3を第3レンズ13の焦点距離、f4を第4レンズ13の焦点距離、fを上記光学系の焦点距離、DLを第1〜第4レンズ11〜14のそれぞれの中心厚の和、Dを開口絞り10から像面16までの距離とすると、f3/f=0.76、|f4|/f=0.97、DL/D=0.52となります。このf3/f、|f4|/fおよびDL/Dは、下記の条件式(1)(2)(3)を満足します。
0.5<f3/f<1.0 …(1)
0.5<|f4|/f<1.0 …(2)
DL/D < 0.55 …(3)
0.5<f3/f<1.0 …(1)
0.5<|f4|/f<1.0 …(2)
DL/D < 0.55 …(3)
なお、図1Aの15は、フィルタの一例としてのガラスである。
図1Bに、上記撮像レンズの収差図を示す。なお、図1Bにおいて、球面収差図中におけるc線、d線、g線はそれぞれの波長における収差曲線であり、非点収差図中における実線はサジタル、点線はタンジェンシャルを示す。
下表1A,1Bに、上記撮像レンズのレンズ群の数値例を示す。なお、下表1Aにおいて、fは上記レンズ系の焦点距離、FNOはFナンバー、2ωはレンズの全画角を表す。また、下表1B中の浮動小数点形式の表現では、指数底10は記号Eで表わしかつ掛け算記号*は省略しており、例えば、1.0177*10(−2乗)は、1.0177E−02で表わされている。
上記構成の撮像レンズによれば、物体と像面16との間に、第1レンズ11、第2レンズ12、第3レンズ13および第4レンズ14を配置するので、高解像度を実現することができる。
また、上記第3レンズ13の像面16側の表面S16が凸形状であり、かつ、第4レンズ14の物体側の表面S17が凹形状であり、かつ、第4レンズ14の像面16側の表面S18が非球面形状であるので、第3レンズ13および第4レンズ14により非点収差の補正を容易に行うことができ、第4レンズ14の像面16側の曲面により像面16への入射角を抑えながら歪曲収差を補正することができる。
また、上記物体側より像面16へ向かって順に、開口絞り10、正の屈折力を有する第1レンズ11、負の屈折力を有する第2レンズ12、正の屈折力を有する第3レンズ13、負の屈折力を有する第4レンズ14を配置しているので、レンズ全長の小型化を図ることができ、第1レンズ11の小径化を実現できる。
(第2実施形態)
図2Aに、本発明の第2実施形態の撮像レンズの概略構成図を示す。
図2Aに、本発明の第2実施形態の撮像レンズの概略構成図を示す。
上記撮像レンズは、開口絞り20と、正の屈折力を有する第1レンズ21と、負の屈折力を有する第2レンズ22と、正の屈折力を有する第3レンズ23と、負の屈折力を有する第4レンズ24とを含んでいる。この第1レンズ21は光学ガラスからなっている。また、上記第4レンズ24はメニスカスレンズである。
上記第1レンズ21、第2レンズ22、第3レンズ23および第4レンズ24が、物体側(図2A中左側)から像面26側(図2A中右側)へ向かってこの順で配置されている。
上記第1レンズ21の物体側の表面S21と、第3レンズ23の物体側の表面S25と、第3レンズ23の像面26側の表面S26と、第4レンズ24の物体側の表面S27と、第4レンズ24の像面26側の表面S28とは、それぞれ、非球面形状となっている。
上記第1レンズ21の像面26側の表面S22と、第2レンズ22の物体側の表面S23と、第2レンズ22の像面26側の表面S24とは、それぞれ、球面形状となっている。
上記第3レンズ23の物体側の表面S25と、第3レンズ13の像面26側の表面S26とは、それぞれ、凸面となっている。
上記第4レンズ24の物体側の表面S27は、凹面となっている。また、上記第4レンズ24の像面26側の表面S28は、中心部が物体側に向かって窪む凹形状であり、かつ、その中心部の周縁部が像面26側に向かって突出する凸形状である。より詳しくは、上記第4レンズ24の光軸中心部から周縁部までの間に部位27が存在する。この部位27と像面26との最短距離D3は、第4レンズ24の像面26側の光軸中心28と像面26との最短距離D2よりも小さくなっている。また、上記最短距離D2は、第4レンズ24の像面26側の表面S28におけるレンズ有効径の最外円周部29と像面26との最短距離をD1よりも小さくなっている。
上記最外円周部29は、最大像高の光束が通過する部位であって、第4レンズ24の径方向の最も外側の部分である。
上記第1〜第4レンズ21〜24からなる光学系において、f3を第3レンズ23の焦点距離、f4を第4レンズ23の焦点距離、fを上記光学系の焦点距離、DLを第1〜第4レンズ11〜14のそれぞれの中心厚の和、Dを開口絞り20から像面26までの距離とすると、f3/f=0.73、|f4|/f=0.64、DL/D =0.41となります。このf3/f、|f4|/fおよびDL/Dは、下記の条件式(1),(2),(3)を満足します。
0.5<f3/f<1.0 …(1)
0.5<|f4|/f<1.0 …(2)
DL/D < 0.55 …(3)
0.5<f3/f<1.0 …(1)
0.5<|f4|/f<1.0 …(2)
DL/D < 0.55 …(3)
なお、図2Aの25は、フィルタの一例としてのガラスである。
図2Bに、上記撮像レンズの収差図を示す。なお、図2Bにおいて、球面収差図中におけるc線、d線、g線はそれぞれの波長における収差曲線であり、非点収差図中における実線はサジタル、点線はタンジェンシャルを示す。
下表2A,2Bに、上記撮像レンズのレンズ群の数値例を示す。なお、下表2Aにおいて、fは上記レンズ系の焦点距離、FNOはFナンバー、2ωはレンズの全画角を表す。また、下表2B中の浮動小数点形式の表現では、指数底10は記号Eで表わしかつ掛け算記号*は省略しており、例えば、−3.7265*10(−3乗)は、−3.7265E−03で表わされている。
上記構成の撮像レンズによれば、物体と像面26との間に、第1レンズ21、第2レンズ22、第3レンズ23および第4レンズ24を配置するので、高解像度を実現することができる。
また、上記第3レンズ23の像面26側の表面S26が凸形状であり、かつ、第4レンズ24の物体側の表面S27が凹形状であり、かつ、第4レンズ24の像面26側の表面S28が非球面形状であるので、第3レンズ23および第4レンズ24により非点収差の補正を容易に行うことができ、第4レンズ24の像面26側の曲面により像面26への入射角を抑えながら歪曲収差を補正することができる。
また、上記物体側より像面26へ向かって順に、開口絞り20、正の屈折力を有する第1レンズ21、負の屈折力を有する第2レンズ22、正の屈折力を有する第3レンズ23、負の屈折力を有する第4レンズ24を配置しているので、レンズ全長の小型化を図ることができ、第1レンズ21の小径化を実現できる。
(第3実施形態)
図3Aに、本発明の第1実施形態の撮像レンズの概略構成図を示す。
図3Aに、本発明の第1実施形態の撮像レンズの概略構成図を示す。
上記撮像レンズは、開口絞り30と、正の屈折力を有する第1レンズ31と、負の屈折力を有する第2レンズ32と、正の屈折力を有する第3レンズ33と、負の屈折力を有する第4レンズ34とを含んでいる。この第1レンズ31は光学ガラスからなっている。また、上記第4レンズ34はメニスカスレンズである。
上記第1レンズ31、第2レンズ32、第3レンズ33および第4レンズ34が、物体側(図3A中左側)から像面36側(図3A中右側)へ向かってこの順で配置されている。
上記第1レンズ31の物体側の表面S31と、第3レンズ33の像面36側の表面S36と、第2レンズ32の物体側の表面S33と、第2レンズ32の像面36側の表面S34と、第4レンズ34の物体側の表面S37と、第4レンズ34の像面36側の表面S38とは、それぞれ、非球面形状となっている。
上記第1レンズ31の像面36側の表面S32と、第3レンズ33の物体側の表面S35とは、それぞれ、球面形状となっている。
上記第3レンズ33の物体側の表面S35と、第3レンズ33の像面36側の表面S36とは、それぞれ、凸面となっている。
上記第4レンズ34の物体側の表面S37は凹面となっている。また、上記第4レンズ34の像面36側の表面S38は、中心部が物体側に向かって窪む凹形状であり、かつ、その中心部の周縁部が像面36側に向かって突出する凸形状である。より詳しくは、上記第4レンズ34の光軸中心部から周縁部までの間に部位37が存在する。この部位37と像面36との最短距離D3は、第4レンズ34の像面36側の光軸中心38と像面36との最短距離D2よりも小さくなっている。また、上記最短距離D2は、第4レンズ34の像面36側の表面S28におけるレンズ有効径の最外円周部39と像面36との最短距離をD1よりも小さくなっている。
上記最外円周部39は、最大像高の光束が通過する部位であって、第4レンズ34の径方向の最も外側の部分である。
上記第1〜第4レンズ31〜34からなる光学系において、f3を第3レンズ33の焦点距離、f4を第4レンズ33の焦点距離、fを上記光学系の焦点距離、DLを第1〜第4レンズ31〜34のそれぞれの中心厚の和、Dを開口絞り30から像面36までの距離とすると、f3/f=0.61、|f4|/f=0.71、DL/D =0.49となります。このf3/f、|f4|/fおよびDL/Dは、下記の条件式(1),(2),(3)を満足します。
0.5<f3/f<1.0 …(1)
0.5<|f4|/f<1.0 …(2)
DL/D<0.55 …(3)
0.5<f3/f<1.0 …(1)
0.5<|f4|/f<1.0 …(2)
DL/D<0.55 …(3)
なお、図3Aの35は、フィルタの一例としてのガラスである。
図3Bに、上記撮像レンズの収差図を示す。なお、図3Bにおいて、球面収差図中におけるc線、d線、g線はそれぞれの波長における収差曲線であり、非点収差図中における実線はサジタル、点線はタンジェンシャルを示す。
下表3A,3Bに、上記撮像レンズのレンズ群の数値例を示す。なお、下表1Aにおいて、fは上記レンズ系の焦点距離、FNOはFナンバー、2ωはレンズの全画角を表す。また、下表1B中の浮動小数点形式の表現では、指数底10は記号Eで表わしかつ掛け算記号*は省略しており、例えば、4.4645*10(−3乗)は、4.4645E−03で表わされている。
上記構成の撮像レンズによれば、物体と像面36との間に、第1レンズ31、第2レンズ32、第3レンズ33および第4レンズ34を配置するので、高解像度を実現することができる。
また、上記第3レンズ33の像面36側の表面S36が凸形状であり、かつ、第4レンズ34の物体側の表面S37が凹形状であり、かつ、第4レンズ34の像面36側の表面S38が非球面形状であるので、第3レンズ33および第4レンズ34により非点収差の補正を容易に行うことができ、第4レンズ34の像面36側の曲面により像面36への入射角を抑えながら歪曲収差を補正することができる。
また、上記物体側より像面36へ向かって順に、開口絞り30、正の屈折力を有する第1レンズ31、負の屈折力を有する第2レンズ32、正の屈折力を有する第3レンズ33、負の屈折力を有する第4レンズ34を配置しているので、レンズ全長の小型化を図ることができ、第1レンズ31の小径化を実現できる。
(第4実施形態)
図4Aに、本発明の第1実施形態の撮像レンズの概略構成図を示す。
図4Aに、本発明の第1実施形態の撮像レンズの概略構成図を示す。
上記撮像レンズは、開口絞り40と、正の屈折力を有する第1レンズ41と、負の屈折力を有する第2レンズ42と、正の屈折力を有する第3レンズ43と、負の屈折力を有する第4レンズ44とを含んでいる。この第1レンズ41は光学ガラスからなっている。また、上記第4レンズ44はメニスカスレンズである。
上記第1レンズ41、第2レンズ42、第3レンズ43および第4レンズ44が、物体側(図4A中左側)から像面46側(図4A中右側)へ向かってこの順で配置されている。
上記第1レンズ41の物体側の表面S41と、第1レンズ41の像面46側の表面S42と、第2レンズ42の物体側の表面S43と、第2レンズ42の像面46側の表面S44と、第3レンズ43の物体側の表面S45と、第3レンズ43の像面46側の表面S46と、第4レンズ44の物体側の表面S47と、第4レンズ44の像面46側の表面S48とは、それぞれ、非球面形状となっている。つまり、上記第1〜第4レンズ41〜44の全表面は非球面形状である。
上記第3レンズ43の物体側の表面S45と、第3レンズ43の像面46側の表面S46とは、それぞれ、凸面となっている。
上記第4レンズ44の物体側の表面S47は凹面となっている。また、上記第4レンズ44の像面46側の表面S48は、中心部が物体側に向かって窪む凹形状であり、かつ、その中心部の周縁部が像面46側に向かって突出する凸形状である。より詳しくは、上記第4レンズ14の光軸中心部から周縁部までの間に部位47が存在する。この部位47と像面46との最短距離D3は、第4レンズ44の像面46側の光軸中心48と像面46との最短距離D2よりも小さくなっている。また、上記最短距離D2は、第4レンズ44の像面46側の表面S48におけるレンズ有効径の最外円周部49と像面46との最短距離をD1よりも小さくなっている。
上記最外円周部49は、最大像高の光束が通過する部位であって、第4レンズ44の径方向の最も外側の部分である。
上記第1〜第4レンズ41〜44からなる光学系において、f3を第3レンズ43の焦点距離、f4を第4レンズ43の焦点距離、fを上記光学系の焦点距離、DLを第1〜第4レンズ41〜14のそれぞれの中心厚の和、Dを開口絞り40から像面46までの距離とすると、f3/f=0.68、|f4|/f=0.77、DL/D =0.47となります。このf3/f、|f4|/fおよびDL/Dは、下記の条件式(1),(2),(3)を満足します。
0.5<f3/f<1.0 …(1)
0.5<|f4|/f<1.0 …(2)
DL/D < 0.55 …(3)
0.5<f3/f<1.0 …(1)
0.5<|f4|/f<1.0 …(2)
DL/D < 0.55 …(3)
なお、図4Aの45は、フィルタの一例としてのガラスである。
図4Bに、上記撮像レンズの収差図を示す。なお、図4Bにおいて、球面収差図中におけるc線、d線、g線はそれぞれの波長における収差曲線であり、非点収差図中における実線はサジタル、点線はタンジェンシャルを示す。
下表4A,1Bに、上記撮像レンズのレンズ群の数値例を示す。なお、下表4Aにおいて、fは上記レンズ系の焦点距離、FNOはFナンバー、2ωはレンズの全画角を表す。また、下表4B中の浮動小数点形式の表現では、指数底10は記号Eで表わしかつ掛け算記号*は省略しており、例えば、4.4974*10(−3乗)は、4.4974E−03で表わされている。
上記構成の撮像レンズによれば、物体と像面46との間に、第1レンズ41、第2レンズ42、第3レンズ43および第4レンズ44を配置するので、高解像度を実現することができる。
また、上記第3レンズ43の像面46側の表面S46が凸形状であり、かつ、第4レンズ44の物体側の表面S47が凹形状であり、かつ、第4レンズ44の像面46側の表面S48が非球面形状であるので、第3レンズ43および第4レンズ44により非点収差の補正を容易に行うことができ、第4レンズ44の像面46側の曲面により像面46への入射角を抑えながら歪曲収差を補正することができる。
また、上記物体側より像面46へ向かって順に、開口絞り40、正の屈折力を有する第1レンズ41、負の屈折力を有する第2レンズ42、正の屈折力を有する第3レンズ43、負の屈折力を有する第4レンズ44を配置しているので、レンズ全長の小型化を図ることができ、第1レンズ41の小径化を実現できる。
上記第1〜第4実施形態のうちのいずれか1つの撮像レンズを、携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)等の携帯情報機器に搭載してもよい。この携帯情報機器は、その撮像レンズによって形成される像を受光する電子撮像素子を有する。
本発明は、携帯用途に適した小型の撮像機器に適用することが可能である。
10,20,30,40 開口絞り
11,21,31,41 第1レンズ
12,22,32,42 第2レンズ
13,23,33,43 第3レンズ
14,24,34,44 第4レンズ
15,25,35,45 ガラス
19,29,39,49 最外円周部
11,21,31,41 第1レンズ
12,22,32,42 第2レンズ
13,23,33,43 第3レンズ
14,24,34,44 第4レンズ
15,25,35,45 ガラス
19,29,39,49 最外円周部
Claims (5)
- 開口絞りと、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、正の屈折力を有する第3レンズと、負の屈折力を有する第4レンズとを含み、上記開口絞り、上記第1レンズ、第2レンズ、第3レンズおよび第4レンズが物体側から像面側へ向かってこの順で配置された撮像レンズであって、
上記開口絞り、上記第1レンズ、第2レンズ、第3レンズおよび第4レンズのうち、上記開口絞りが上記物体に最も近く、
上記第3レンズの上記像面側の表面は上記像面側に向かって突出する凸形状であり、
上記第4レンズの上記物体側の表面は上記像面側に向かって窪む凹形状であり、
上記第4レンズの上記像面側の表面は、非球面形状であり、かつ、中心部が上記物体側に向かって窪む凹形状であり、かつ、上記中心部の周縁部が上記像面側に向かって突出する凸形状であることを特徴とする撮像レンズ。 - 請求項1に記載の撮像レンズにおいて、
上記第4レンズの上記像面側の表面におけるレンズ有効径の最外円周部と上記像面との最短距離をD1、上記第4レンズの上記像面側の光軸中心と上記像面との最短距離をD2とすると、上記D2は上記D1よりも小さく、かつ、上記光軸中心から上記最外円周部までの間に上記像面との最短距離が上記D2よりも小さくなる部位が存在することを特徴とする撮像レンズ。 - 請求項1に記載の撮像レンズにおいて、
下記条件式(1),(2),(3)を満足することを特徴とする撮像レンズ。
0.5<f3/f<1.0 …(1)
0.5<|f4|/f<1.0 …(2)
DL/D<0.55 …(3)
f3:上記第3レンズの焦点距離
f4:上記第4レンズの焦点距離
f:上記第1〜第4レンズからなる光学系の焦点距離
DL:上記第1〜第4レンズのそれぞれの中心厚の和
D:上記開口絞りから上記像面までの距離 - 請求項1に記載の撮像レンズにおいて、
上記第1〜第4レンズにおいて少なくとも4つの表面が非球面形状を有し、上記第1レンズが光学ガラスからなることを特徴とする撮像レンズ。 - 請求項1乃至4のいずれか1つに記載の撮像レンズと、
上記撮像レンズによって形成される像を受光する電子撮像素子と
を有することを特徴とする携帯情報機器。
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2006
- 2006-11-24 JP JP2006316986A patent/JP2008129506A/ja active Pending
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