JP2008185811A - Photographic lens and camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子を用いたデジタルカメラ、携帯電話搭載カメラ、車載用カメラ、監視用カメラ等に使用される小型で軽量な撮影レンズおよびそれを用いたカメラに関するものである。 The present invention relates to a small and lightweight photographing lens used for a digital camera using a light receiving element such as a CCD or CMOS, a camera mounted on a mobile phone, a vehicle-mounted camera, a surveillance camera, and the like, and a camera using the same. .
ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子を用いた監視用カメラやデジタルカメラ等に組み込まれている撮影レンズは、忠実な被写体の再現性を備えていることが望ましい。
最近では、ＣＣＤ自体やＣＣＤカメラが小型化されてきており、これに伴って、これらに組み込まれる撮影レンズも必然的に小型化、コンパクト化の要求が高まってきている。
さらに、ＣＣＤ等の受光素子は、ＣＣＤの小型化とは裏腹にメガオーダーの高画素化となってきている。これを用いたカメラに使用される撮影レンズも必然的に高い光学性能を発揮できるものでなければならなくなってきた。
一般的に、たとえば、特許文献1に記載されている技術では、高い光学性能を発揮させるために、多くのレンズ枚数を用いて収差補正を行っている。
It is desirable that a photographing lens incorporated in a surveillance camera or a digital camera using a light receiving element such as a CCD or CMOS has faithful subject reproducibility.
Recently, the CCD itself and the CCD camera have been downsized, and along with this, the photographic lens incorporated in these has inevitably increased the demand for downsizing and downsizing.
Furthermore, light receiving elements such as CCDs have become higher in the order of mega pixels, contrary to the miniaturization of CCDs. The taking lens used for the camera using this must inevitably have high optical performance.
In general, for example, in the technique described in Patent Document 1, aberration correction is performed using a large number of lenses in order to exhibit high optical performance.
ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子の特徴として、各画素に取り込まれる光線角度に制約がある。
これを無視するような光学系が組み込まれたカメラでは周辺光量が減少し、所謂、周辺部の暗いカメラとなってしまう。従来では、これらに対応するため、電気的補正回路を設ける方法、受光素子と一対をなすマイクロレンズを配置するなどして素子面への受光角を拡大するなどの技術が採用されていた。
As a feature of a light receiving element such as a CCD or CMOS, there is a restriction on a light ray angle taken into each pixel.
In a camera in which an optical system that ignores this is incorporated, the amount of peripheral light is reduced, resulting in a so-called dark peripheral camera. Conventionally, in order to cope with these, techniques such as a method of providing an electrical correction circuit and a technique of enlarging the light receiving angle to the element surface by arranging a pair of microlenses with the light receiving element have been adopted.
携帯電話に搭載されるデジタルカメラや薄型のデジタルカメラにおいては、コンパクト化が必須である一方、メガオーダーに高画素に対応することは困難だった。
本発明の課題は、メガオーダーの高画素に対応できるように収差補正が可能であり、且つ軽量コンパクト化を図った撮影レンズおよびそれを用いたカメラを提供することにある。
While digital cameras mounted on mobile phones and thin digital cameras need to be compact, it has been difficult to deal with high pixels on the mega order.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging lens capable of correcting aberrations so as to be compatible with mega pixels on the order of mega, and a light and compact, and a camera using the same.
（請求項１）
請求項１記載の発明は、 被写体側から順に、第一レンズ(L1)、開口絞り(S1)、第二レンズ(L2)、第三レンズ(L3)の順に構成される撮影レンズに係る。
第一レンズ(L1)は、被写体側に凸面を向けた正のパワーを持ち、被写体側を球面とするとともに、被写体とは反対側である像側を近軸から周辺に掛けて変曲点を持たない非球面とするメニスカスレンズである。 第二レンズ(L2)は、像側に凸面を向けた負のパワーを持ち、且つ両面を非球面とするメニスカスレンズである。 第三レンズ(L3)は、被写体側に凸面を向けた正のパワーを持ち、且つ両面を非球面とするメニスカスレンズである。
(Claim 1)
The invention according to claim 1 relates to a photographing lens configured in order of a first lens (L1), an aperture stop (S1), a second lens (L2), and a third lens (L3) in order from the subject side.
The first lens (L1) has a positive power with its convex surface facing the subject, has a spherical surface on the subject side, and an inflection point by multiplying the image side opposite the subject from the paraxial to the periphery. It is a meniscus lens having an aspherical surface that does not have. The second lens (L2) is a meniscus lens having negative power with a convex surface facing the image side and having both surfaces aspherical. The third lens (L3) is a meniscus lens having a positive power with a convex surface facing the subject and having both surfaces aspherical.
（作用）
以上のような構成の撮影レンズによって、メガオーダーの高画素に対応できるように収差補正が可能であり、且つ軽量コンパクト化が実現できる。
また、第一レンズ(L1)において、被写体側を球面とすることで偏芯感度を緩和するとともに、量産工程における歩留まりを向上させることが容易となる。このため、コストダウンに寄与する。
(Function)
With the photographic lens having the above-described configuration, aberration correction can be performed so as to be compatible with mega pixels on the mega order, and light weight and compactness can be realized.
Further, in the first lens (L1), by making the subject side spherical, the decentering sensitivity is eased, and the yield in the mass production process can be easily improved. For this reason, it contributes to cost reduction.
（請求項２）
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の撮影レンズを限定したものである。
すなわち、第一レンズ(L1)の物体側面から結像面までの距離をΣｄ、合成焦点距離をｆ、第一レンズ(L1)の焦点距離をf1、第三レンズ(L3)の焦点距離をf3としたとき、以下の条件を満たすことを特徴とする。
1.0＜Σｄ／f＜1.4 （条件１）
0.9＜Σｄ／f1＜1.4 （条件２）
３＜f3／ｆ （条件３）
(Claim 2)
The invention described in claim 2 limits the photographic lens described in claim 1.
That is, the distance from the object side surface of the first lens (L1) to the imaging surface is Σd, the combined focal length is f, the focal length of the first lens (L1) is f1, and the focal length of the third lens (L3) is f3. The following conditions are satisfied.
1.0 <Σd / f <1.4 (Condition 1)
0.9 <Σd / f1 <1.4 (Condition 2)
3 <f3 / f (Condition 3)
（作用）
上記の条件１および条件２を上回ると、メガオーダーの高画素に対応しようとした場合にコンパクト化が困難である。
また、上記の条件１および条件２を上回ると、撮像レンズの諸性能が低下し、撮像レンズまたはそれを用いたカメラなどにおいて要求される高性能化に対応できない。
更に、上記の条件３を下回ると、偏芯感度がきつくなるため、第一レンズ(L1)および第二レンズ(L2)の生産性が落ち、量産工程における歩留まりが悪化してしまう。
(Function)
If the above condition 1 and condition 2 are exceeded, it is difficult to achieve compactness when trying to cope with mega-order high pixels.
Moreover, when the above conditions 1 and 2 are exceeded, various performances of the imaging lens deteriorate, and it is impossible to cope with the high performance required for the imaging lens or a camera using the imaging lens.
Further, if the condition is less than the above condition 3, the decentering sensitivity becomes so tight that the productivity of the first lens (L1) and the second lens (L2) is lowered and the yield in the mass production process is deteriorated.
（請求項３）
請求項３記載の発明は、第一レンズ(L1)と第二レンズ(L2)との距離をd2、第一レンズ(L1)の焦点距離をf1としたとき、
0.2＜d2／f1＜0.3
を満たすように形成したことを特徴とする。
(Claim 3)
In the invention of claim 3, when the distance between the first lens (L1) and the second lens (L2) is d2, and the focal length of the first lens (L1) is f1,
0.2 <d2 / f1 <0.3
It is formed so that it may satisfy | fill.
上記の条件範囲から外れると、像面湾曲の収差などが原因となって適切なバランスが得られないからである。 This is because if the above condition is not satisfied, an appropriate balance cannot be obtained due to aberrations of field curvature.
（請求項４）
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の撮影レンズを限定したものである。
すなわち、第三レンズ(L3)は、撮像素子に対する主光線入射角度が最大25度以下となるように形成したことを特徴とする。
(Claim 4)
The invention according to
That is, the third lens (L3) is formed so that the chief ray incident angle with respect to the image sensor is 25 degrees or less at maximum.
ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子には、各画素に取り込まれる光線角度に制約がある。そのため、第三レンズの像側面の両端が像面に凸面を向けた非球面レンズでなければならない。たとえば、画面周辺部に生じるシェーディングを防ぐ必要があるからである。
撮像素子に対する主光線入射角度が最大25度以下となるように形成すれば、第三レンズの外径寸法を抑えることができ、撮像レンズ全体をコンパクトにすることができる。
In a light receiving element such as a CCD or a CMOS, there is a restriction on a light ray angle taken into each pixel. Therefore, both ends of the image side surface of the third lens must be aspherical lenses with convex surfaces facing the image surface. This is because, for example, it is necessary to prevent shading that occurs around the screen.
If the chief ray incident angle with respect to the image pickup device is formed to be 25 degrees or less at maximum, the outer diameter of the third lens can be suppressed, and the entire image pickup lens can be made compact.
（請求項５）
請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の撮像レンズを限定したものである。 すなわち、画角が45度から75度の間であるように形成したことを特徴とする。
(Claim 5)
The invention according to claim 5 limits the imaging lens according to any one of claims 1 to 4. That is, it is characterized in that the angle of view is formed between 45 degrees and 75 degrees.
（作用）
画角が45度から75度の間であるように形成することで、撮像レンズ全体、ひいては当該撮像レンズを用いたカメラをコンパクトに形成することができる。
(Function)
By forming so that the angle of view is between 45 degrees and 75 degrees, the entire imaging lens, and thus a camera using the imaging lens, can be compactly formed.
（請求項６）
請求項６に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載の撮影レンズを限定したものであり、
レンズ系の明るさを決めるFnoナンバーにおいては、
2.6＜Fno＜3.5
を満たすように形成したことを特徴とする。
(Claim 6)
The invention according to claim 6 limits the photographing lens according to any one of claims 1 to 5,
In the Fno number that determines the brightness of the lens system,
2.6 <Fno <3.5
It is formed so that it may satisfy | fill.
Fnoナンバーが3.5を上回ると、撮像性能が安定するものの、撮像レンズの明るさが不足し、カメラとしての性能は低いとして扱われることとなる。その場合、カメラという商品としての価値は低く扱われてしまう。
Fnoナンバーが2.6を下回ると、撮像レンズの明るさとしては十分でありカメラとしての性能は高いが、撮像性能が不安定となる。また、製造コストも増大してしまう。
When the Fno number exceeds 3.5, the imaging performance is stabilized, but the brightness of the imaging lens is insufficient, and the camera performance is treated as low. In that case, the value as a product of a camera is treated as low.
When the Fno number is less than 2.6, the brightness of the imaging lens is sufficient and the performance as a camera is high, but the imaging performance becomes unstable. In addition, the manufacturing cost increases.
（請求項７）
請求項７に記載の発明は、請求項１から請求項６のいずれかに記載の撮影レンズを限定したものである。
すなわち、 第二レンズ(L2)のアッベ数をνd2としたとき、
25＜νd2＜60
を満たすようにプラスチックにて形成したことを特徴とする。
(Claim 7)
The invention according to claim 7 limits the photographing lens according to any one of claims 1 to 6.
That is, when the Abbe number of the second lens (L2) is νd2,
25 <νd2 <60
It is formed of plastic so as to satisfy
色収差の補正には、アッベ数25〜50のプラスチック材料を用いるのが合理的だからである。
また、所望されるレンズは極めて小さいので、その加工性を重視する必要があり、アッベ数50〜60のプラスチック材料を用いることが合理的だからである。
This is because it is reasonable to use a plastic material having an Abbe number of 25 to 50 for correcting chromatic aberration.
In addition, since the desired lens is extremely small, it is necessary to emphasize its workability, and it is reasonable to use a plastic material having an Abbe number of 50 to 60.
（請求項８）
請求項８に記載の発明は、請求項１から請求項７のいずれかに記載の撮影レンズを用いたことを特徴とするカメラに係る。
カメラとしては、デジタルカメラ、携帯電話搭載カメラ、車載用カメラ、監視用カメラなどである。
(Claim 8)
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a camera using the photographing lens according to any one of the first to seventh aspects.
Examples of the camera include a digital camera, a mobile phone camera, an in-vehicle camera, and a surveillance camera.
請求項１から請求項７によれば、メガオーダーの高画素に対応できるように収差補正が可能であり、且つ軽量コンパクトな撮影レンズを提供することができた。
請求項８によれば、メガオーダーの高画素に対応できるように収差補正が可能であり、且つ軽量コンパクトなカメラを提供することができた。
According to the first to seventh aspects of the present invention, it is possible to provide a light and compact photographic lens capable of correcting aberrations so as to be compatible with mega pixels on the mega order.
According to the eighth aspect of the present invention, it is possible to provide a lightweight and compact camera capable of correcting aberrations so as to be compatible with mega-order high pixels.
以下に、図１および図２を参照して、本発明を適用した３群３枚構成の撮影レンズに係る実施形態を説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 1 and 2, an embodiment according to a photographic lens having a three-group three-element configuration to which the present invention is applied will be described.
図１は、第一の実施形態に係る撮影レンズの断面を示している。
第一の実施形態は、撮影レンズの主要部を示したものであり、被写体側から結像面５に向かって、第一レンズＬ１、開口絞りＳ、第二レンズＬ２、第三レンズＬ３、カバーガラス４の順に構成される撮影レンズである。
第一レンズＬ１は、被写体側に凸面を向けた正のパワーを持ち、被写体側を球面とするとともに被写体とは反対側である像側を非球面とするメニスカスレンズである。
第二レンズＬ２は像側に、凸面を向けた負のパワーを持ち、両面を非球面とするメニスカスレンズである。
第三レンズＬ３は、被写体側に凸面を向けた正のパワーを持ち、且つ両面を非球面とするメニスカスレンズである。
FIG. 1 shows a cross section of the taking lens according to the first embodiment.
The first embodiment shows the main part of the photographic lens. The first lens L1, the aperture stop S, the second lens L2, the third lens L3, the cover from the subject side toward the imaging surface 5. The photographing lens is configured in the order of the
The first lens L1 is a meniscus lens having a positive power with a convex surface facing the subject side, a spherical surface on the subject side, and an aspherical surface on the image side opposite to the subject.
The second lens L2 is a meniscus lens having negative power with a convex surface facing the image side and having both surfaces aspherical.
The third lens L3 is a meniscus lens having a positive power with a convex surface facing the subject side and having both surfaces aspherical.
第一レンズＬ１の物体側面から結像面までの距離をΣｄ、第一レンズＬ１の焦点距離をf1、合成焦点距離をｆとしたとき、以下の条件を満たす。
1.0＜Σｄ／f＜1.4 （条件１）
0.9＜Σｄ／f1＜1.4 （条件２）
３＜f3／ｆ （条件３）
When the distance from the object side surface of the first lens L1 to the imaging surface is Σd, the focal length of the first lens L1 is f1, and the combined focal length is f, the following conditions are satisfied.
1.0 <Σd / f <1.4 (Condition 1)
0.9 <Σd / f1 <1.4 (Condition 2)
3 <f3 / f (Condition 3)
以上のような構成の撮影レンズによって、メガオーダーの高画素に対応できるように収差補正が可能であり、且つ軽量コンパクト化が実現できる。
また、第一レンズＬ１において、被写体側を球面とすることで偏芯感度を緩和するとともに、量産工程における歩留まりを向上させることが容易となり、コストダウンにも寄与する。
With the photographic lens having the above-described configuration, aberration correction can be performed so as to be compatible with mega pixels on the mega order, and light weight and compactness can be realized.
Further, in the first lens L1, the object side is made spherical to reduce the eccentricity sensitivity, and it becomes easy to improve the yield in the mass production process, which contributes to cost reduction.
第一レンズＬ１と第二レンズＬ２との距離をd2、前記第一レンズの焦点距離をf1としたとき、
0.2＜d2／f1＜0.3
を満たすように形成している。
条件範囲から外れると、像面湾曲の収差などが原因となって適切なバランスが得られないからである。
When the distance between the first lens L1 and the second lens L2 is d2, and the focal length of the first lens is f1,
0.2 <d2 / f1 <0.3
It is formed to satisfy.
If the condition is not satisfied, an appropriate balance cannot be obtained due to aberrations of field curvature.
第三レンズＬ３は、撮像素子に対する主光線入射角度が最大25度以下となるように形成する。
ＣＣＤやＣＭＯＳ等の受光素子には、各画素に取り込まれる光線角度に制約がある。そのため、第三レンズＬ３の像側面の両端が像面に凸面を向けた非球面レンズとし、画面周辺部に生じるシェーディングを防ぐ必要がある。 撮像素子に対する主光線入射角度が最大25度以下となるように形成すれば、第三レンズＬ３の外径寸法を抑えることができ、撮像レンズ全体をコンパクトにすることができる。
The third lens L3 is formed so that the chief ray incident angle with respect to the image sensor is a maximum of 25 degrees or less.
In a light receiving element such as a CCD or a CMOS, there is a restriction on a light ray angle taken into each pixel. For this reason, it is necessary to use an aspheric lens in which both ends of the image side surface of the third lens L3 are convex on the image surface to prevent shading that occurs in the periphery of the screen. If the chief ray incident angle with respect to the imaging element is formed to be 25 degrees or less at maximum, the outer diameter of the third lens L3 can be suppressed, and the entire imaging lens can be made compact.
画角は、45度から75度の間としている。撮像レンズ全体、ひいては当該撮像レンズを用いたカメラをコンパクトに形成できるからである。 The angle of view is between 45 and 75 degrees. This is because the entire imaging lens, and thus a camera using the imaging lens, can be formed compactly.
実施例として採用したレンズは、以下のような構成である。
Fナンバーが２．８、ｆが３．７４mm、Σｄが４．４５である。
また、Σｄ／f＝1.190、Σｄ／f1=1.349、f3／f1=8.088、最大主光線入射角度=24.96度、とした。
The lens employed as an example has the following configuration.
The F number is 2.8, f is 3.74 mm, and Σd is 4.45.
Further, Σd / f = 1.190, Σd / f1 = 1.349, f3 / f1 = 8.088, and maximum chief ray incident angle = 24.96 degrees.
また、この実施例の光学系データは、以下の通りである。
The optical system data of this example is as follows.
また、各レンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。 In addition, aspherical coefficients for defining the aspherical shape of each lens surface are shown.
レンズ面に採用する非球面形状は、以下のような式で表される。 The aspheric shape adopted for the lens surface is expressed by the following equation.
本願発明は、デジタルカメラや携帯電話などの携帯情報機器の製造業、車載カメラなどの自動車産業、監視用カメラなどの製造業などにおいて、利用可能性がある。 The present invention can be used in the manufacturing industry of portable information devices such as digital cameras and mobile phones, the automobile industry such as in-vehicle cameras, the manufacturing industry of surveillance cameras, and the like.
Ｓ 開口絞り
Ｌ１ 第一レンズ
Ｌ２ 第二レンズ
Ｌ３ 第三レンズ
４ カバーガラス
５ 結像面
S Aperture stop L1 First lens L2 Second lens
Claims (8)
前記第一レンズは被写体側に凸面を向けた正のパワーを持ち、被写体側を球面とするとともに、被写体とは反対側である像側を近軸から周辺に掛けて変曲点を持たない非球面とするメニスカスレンズであり、
前記第二レンズは像側に凸面を向けた負のパワーを持ち、両面を非球面とするメニスカスレンズであり、
前記第三レンズは被写体側に凸面を向けた正のパワーを持ち、両面を非球面とするメニスカスレンズとしたことを特徴とする撮影レンズ。 Consists of the first lens, aperture stop, second lens, third lens from the subject side,
The first lens has a positive power with a convex surface facing the subject side, a spherical surface on the subject side, and a non-inflection point with the image side opposite to the subject multiplied from the paraxial to the periphery. A meniscus lens with a spherical surface,
The second lens is a meniscus lens having negative power with a convex surface facing the image side and having both surfaces aspherical;
The photographic lens according to claim 1, wherein the third lens is a meniscus lens having a positive power with a convex surface facing the subject and having both surfaces aspherical.
1.0＜Σｄ／f＜1.4
0.9＜Σｄ／f1＜1.4
３＜f3／ｆ
を満たす撮像レンズであることを特徴とする請求項１に記載の撮影レンズ。 When the distance from the object side surface of the first lens to the imaging surface is Σd, the combined focal length is f, the focal length of the first lens is f1, and the focal length of the third lens is f3,
1.0 <Σd / f <1.4
0.9 <Σd / f1 <1.4
3 <f3 / f
The imaging lens according to claim 1, wherein the imaging lens satisfies the following conditions.
0.2＜d2／f1＜0.3
を満たすように形成したことを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の撮影レンズ。 When the distance between the first lens and the second lens is d2, and the focal length of the first lens is f1,
0.2 <d2 / f1 <0.3
The photographic lens according to claim 1, wherein the photographic lens is formed so as to satisfy the above.
2.6＜Fno＜3.5
を満たすように形成したことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の撮影レンズ。 In the Fno number that determines the brightness of the lens system,
2.6 <Fno <3.5
The photographic lens according to claim 1, wherein the photographic lens is formed so as to satisfy the above.
25＜νd2＜60
を満たすようにプラスチックにて形成したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の撮影レンズ。 When the Abbe number of the second lens is νd2,
25 <νd2 <60
The photographic lens according to claim 1, wherein the photographic lens is formed of plastic so as to satisfy the above.
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2007
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| JP2012517039A (en) * | 2010-05-28 | 2012-07-26 | ツェージエン サニー オプティックス カンパニー リミテッド | Mini camera lens |
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