JP2008299271A - Imaging lens, imaging device having the same, and personal digital assistant - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、デジタルスチルカメラなどの小型カメラに用いられる撮像レンズに関するものであり、特に、携帯型情報端末および携帯電話機に内蔵される小型カメラとして好適なレンズ全長の短い撮像レンズに関する。 The present invention relates to an imaging lens used for a small camera such as a digital still camera, and more particularly to an imaging lens having a short overall lens length suitable as a small camera incorporated in a portable information terminal and a cellular phone.
近年、CCD(Charge Coupled Device)およびCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)に代表される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み、多種多様なデジタルスチルカメラが開発されている。デジタルスチルカメラの小型化は、固体撮像素子における技術の進歩と共に年々進んでいる。その中でも、携帯型情報端末または携帯電話機に搭載されるデジタルスチルカメラは、その筐体における大きさの制限などにより、特に小型化が求められている。 In recent years, digital still cameras using solid-state image sensors represented by CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) have been rapidly spread, and various digital still cameras have been developed. Miniaturization of digital still cameras is progressing year by year with the progress of technology in solid-state imaging devices. Among them, a digital still camera mounted on a portable information terminal or a mobile phone is particularly required to be miniaturized due to the size limitation of the housing.
デジタルスチルカメラの小型化を行う上では、まず、固体撮像素子の画素数を増加させることが有効である。近年、半導体プロセスの技術進歩により、上記固体撮像素子の画素数は飛躍的に大きくなっており、これにより、一画素あたりの面積が小さくなって撮像素子全体の面積が縮小でき、携帯電話機などに搭載可能な大きさで、上述の携帯電話機などに搭載されるカメラにおいても300万〜500万画素のカメラが搭載されている。 In order to reduce the size of a digital still camera, it is effective to increase the number of pixels of a solid-state image sensor first. In recent years, due to technological progress in semiconductor processes, the number of pixels of the solid-state image sensor has increased dramatically, and as a result, the area per pixel can be reduced and the area of the entire image sensor can be reduced. A camera of 3 to 5 million pixels is mounted on the above-described camera mounted on the above-described mobile phone or the like.
次に、デジタルスチルカメラの小型化のために、レンズについても小型化が求められている。固体撮像素子の小型化の比率に応じて、レンズを小型化する、すなわち、レンズの焦点距離を短縮させる場合、レンズ構成枚数を減らすことなくレンズを小型化することは、レンズ1枚あたりの肉厚が薄くなるため製造工程上困難である。一方、レンズ構成枚数を減らす場合、良好な光学性能を得るための収差補正に対して不利となる。 Next, in order to reduce the size of the digital still camera, the lens is also required to be reduced in size. When the lens is downsized in accordance with the ratio of downsizing of the solid-state imaging device, that is, when the focal length of the lens is shortened, downsizing the lens without reducing the number of lens components is the meat per lens. Since the thickness is reduced, it is difficult in the manufacturing process. On the other hand, when the number of lenses is reduced, it is disadvantageous for aberration correction for obtaining good optical performance.
このような現状において、例えば、特許文献1には、2枚のプラスチック非球面レンズによって構成された撮像レンズが開示されている。特許文献1によれば、光学特性が良好であり、小型化された撮像レンズを提供することができる。
しかしながら、上記従来の撮像レンズは、光束の収差を補正するにあたり問題を有している。 However, the conventional imaging lens has a problem in correcting the aberration of the luminous flux.
具体的には、特許文献1に開示された撮像レンズでは、全長の短いコンパクトな光学系を実現しているものの、2枚のレンズによって、光軸以外の光束を含めた全ての光束を補正しなければならないという問題点がある。
Specifically, although the imaging lens disclosed in
本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、光束の収差の補正性能に優れ、小型化された撮像レンズを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide an imaging lens that is excellent in performance for correcting light beam aberration and is miniaturized.
本発明に係る撮像レンズは、上記課題を解決するために、撮像素子に対して被写体像を結像する撮像レンズにおいて、被写体側に配置された、正の屈折力を有する、少なくとも1枚のレンズからなる被写体側レンズと、撮像素子の上記被写体側に配置された撮像素子側レンズ群とを備え、上記撮像素子側レンズ群は、光学特性の互いに異なる材料からなるレンズ層が2層以上積層されてなり、上記レンズ層のうち、最も撮像素子側に配置されているレンズ層は、撮像素子側が平面形状となっていることを特徴としている。 In order to solve the above-described problem, an imaging lens according to the present invention is an imaging lens that forms a subject image on an imaging element, and is arranged on the subject side and has at least one lens having a positive refractive power. And an image sensor side lens group disposed on the object side of the image sensor, and the image sensor side lens group includes two or more lens layers made of materials having different optical characteristics. Thus, among the lens layers, the lens layer disposed closest to the image sensor side is characterized in that the image sensor side has a planar shape.
上記の発明によれば、被写体側レンズによって補正することができない光束の収差を撮像素子側レンズ群によって効率良く補正することができる。すなわち、光軸外の光束の収差を補正するため、光学特性の互いに異なる材料からなるレンズを積層することにより、小さなスペースに収差補正に必要な非球面を少ない多数配置できる。これにより、光束の収差の補正性能に優れ、小型化された撮像レンズを提供することができる。 According to the above invention, the aberration of the luminous flux that cannot be corrected by the subject side lens can be efficiently corrected by the imaging element side lens group. That is, in order to correct the aberration of the light beam off the optical axis, by stacking lenses made of materials having different optical characteristics, a large number of aspheric surfaces necessary for aberration correction can be arranged in a small space. Thereby, it is possible to provide a downsized imaging lens that is excellent in the correction performance of the aberration of the light beam.
また、本発明に係る撮像レンズでは、上記最も撮像素子側に配置されているレンズ層の平面形状に接して、平面板が備えられていることが好ましい。 In the imaging lens according to the present invention, it is preferable that a planar plate is provided in contact with the planar shape of the lens layer disposed closest to the imaging element.
これにより、平面板は撮像側レンズ群に接触して備えられているので、撮像レンズ群を保持する際、鏡筒に新たなレンズ保持機構を設ける必要がない。すなわち、本発明に係る撮像レンズでは、レンズ保持機構を設ける必要のあるレンズの枚数を減らすことができ、撮像レンズの小型をさらに実現することが可能である。 As a result, since the flat plate is provided in contact with the imaging lens group, it is not necessary to provide a new lens holding mechanism in the lens barrel when holding the imaging lens group. That is, in the imaging lens according to the present invention, the number of lenses that need to be provided with a lens holding mechanism can be reduced, and the imaging lens can be further reduced in size.
さらに、本発明に係る撮像素子側レンズ群は、光学特性の互いに異なる材料からなるレンズ層が2層以上積層されており、さらに最も撮像素子側のレンズ層に接触して平面板が備えられている。このような構成のため、撮像素子側レンズ群と平面板とを一体して取り扱うことができ、平面板と撮像素子とが、一体のパッケージとして取り扱うことができることと同様に、本撮像レンズが撮像素子を備える場合、撮像素子側レンズ群、平面板および撮像素子を一体のパッケージとして取り扱うことが可能である。 Furthermore, the image pickup device side lens group according to the present invention includes two or more lens layers made of materials having different optical characteristics, and further includes a flat plate in contact with the lens layer closest to the image pickup device. Yes. Due to such a configuration, the imaging element side lens group and the plane plate can be handled as a single unit, and the plane imaging unit and the imaging element can be handled as an integrated package. When an element is provided, the image sensor side lens group, the plane plate, and the image sensor can be handled as an integrated package.
また、本発明に係る撮像レンズでは、上記撮像レンズ群は、曲面形状を有しており、上記レンズ層は、当該撮像素子側レンズ群の中心から周辺までに亘って、正の屈折力が増加する構成であることが好ましい。 In the imaging lens according to the present invention, the imaging lens group has a curved surface shape, and the lens layer has a positive refractive power that increases from the center to the periphery of the imaging element side lens group. It is preferable that it is the structure to perform.
上記の構成によって、上記の構成によって、撮像レンズ群の中央部の厚さを薄くし、光軸外部の厚さを厚くすることができる。これによって、光学長が長くなることを抑制でき、光学外の光束を効果的に補正することができる。 With the above configuration, the thickness of the central portion of the imaging lens group can be reduced and the thickness outside the optical axis can be increased by the above configuration. Accordingly, it is possible to suppress an increase in the optical length and to effectively correct a light beam outside the optical.
また、本発明に係る撮像レンズでは、上記レンズ層のうちの少なくとも1層の材料が樹脂材料であることが好ましい。 In the imaging lens according to the present invention, it is preferable that at least one of the lens layers is made of a resin material.
これにより、上記撮像レンズを製造するにあたり、量産性およびコスト面において有利となる。 This is advantageous in terms of mass productivity and cost in manufacturing the imaging lens.
また、本発明に係る撮像レンズでは、上記最も撮像素子側に配置されているレンズ層の材料が樹脂材料であることが好ましい。 In the imaging lens according to the present invention, it is preferable that a material of the lens layer arranged closest to the imaging element is a resin material.
これにより、上記撮像レンズを製造するにあたり、例えば、2P法などの公知の方法によって容易に製造することが可能となる。また、樹脂材料が用いられるので、上記撮像レンズを製造するにあたり、量産性およびコスト面において有利となる。 Thereby, when manufacturing the said imaging lens, it becomes possible to manufacture easily by well-known methods, such as 2P method, for example. Moreover, since a resin material is used, it is advantageous in terms of mass productivity and cost in manufacturing the imaging lens.
また、本発明に係る撮像レンズでは、上記レンズ層のうち最も被写体側に位置するレンズ層は、樹脂材料からなることが好ましい。 In the imaging lens according to the present invention, it is preferable that the lens layer located closest to the subject among the lens layers is made of a resin material.
これにより、上記撮像レンズを製造するにあたり、量産性およびコスト面においてさらに有利となる。 Thereby, when manufacturing the said imaging lens, it becomes further advantageous in terms of mass productivity and cost.
また、本発明に係る撮像レンズでは、上記レンズ層のうち最も被写体側に位置するレンズ層は、無機材料からなることことが好ましい。 In the imaging lens according to the present invention, it is preferable that the lens layer located closest to the subject among the lens layers is made of an inorganic material.
これにより、光学系の安定性および特性に優れた撮像レンズを提供することができる。 Thereby, an imaging lens excellent in stability and characteristics of the optical system can be provided.
また、本発明に係る撮像レンズでは、上記互いに異なる材料からなるそれぞれの層について、レンズ層における任意の少なくとも2層間でのd線による屈折率の差が0.05以上および/またはアッベ数の差が5以上であることが好ましい。 In the imaging lens according to the present invention, for each of the layers made of different materials, a difference in refractive index due to d-line between at least two arbitrary layers in the lens layer is 0.05 or more and / or a difference in Abbe number. Is preferably 5 or more.
上記のような屈折率および/またはアッベ数の差の値であることにより、撮像素子側レンズの非球面の面数を増加させた場合の効果が大きくなる。 By using the difference in refractive index and / or Abbe number as described above, the effect of increasing the number of aspheric surfaces of the imaging element side lens is increased.
また、本発明に係る撮像レンズでは、最も撮像素子側のレンズ層における平面形状部分の面積と、平面板における上記平面形状部分側の面積とが等しい構成にすることができる。 In the imaging lens according to the present invention, the area of the planar shape portion in the lens layer closest to the imaging element and the area of the planar shape portion side of the plane plate can be made equal.
このような構成であれば、平面板のサイズを最小限とすることができ、平面板のサイズをコンパクト化し、製造コストを低減させることができる。 With such a configuration, the size of the flat plate can be minimized, the size of the flat plate can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced.
また、本発明に係る撮像レンズでは、最も撮像素子側のレンズ層における平面形状部分の面積と、平面板における上記平面形状部分に接触している面の面積とが等しいことが好ましい。 In the imaging lens according to the present invention, it is preferable that the area of the planar shape portion in the lens layer closest to the imaging element is equal to the area of the surface in contact with the planar shape portion of the plane plate.
これにより、撮像素子側レンズ群および平面板は、より安定した状態で取り扱われることができる。 Thereby, the image sensor side lens group and the flat plate can be handled in a more stable state.
また、本発明に係る撮像レンズでは、上記平面板は、赤外線カットフィルタおよび光学的ローパスフィルタの少なくとも一方の機能を有することが好ましい。 In the imaging lens according to the present invention, it is preferable that the plane plate has at least one function of an infrared cut filter and an optical low-pass filter.
平面板が上記の機能を有することによって、別途赤外線カットフィルムや、光学的ローパスフィルタを備える必要がなくなるため、それらを備える場合に比べ撮像レンズをさらに小型化することができる。 Since the flat plate has the above function, it is not necessary to separately provide an infrared cut film or an optical low-pass filter. Therefore, the imaging lens can be further downsized as compared with the case where they are provided.
また、本発明に係る撮像装置では、撮像レンズと、上記撮像レンズで結像された被写体像を撮像する撮像素子とを備えることが好ましい。 In addition, the imaging apparatus according to the present invention preferably includes an imaging lens and an imaging element that captures a subject image formed by the imaging lens.
上記撮像装置は、上記の撮像素子側レンズ群に平面板が接触して備えられているので、上記撮像レンズを備える撮像装置においては、平面板と撮像素子が一体のパッケージとできることと同様に、撮像素子と撮像素子側レンズ群とを一体のパッケージとして取り扱うことができる。一般に撮像レンズ系においてレンズ群は鏡胴やホルダといった保持機構を別途必要とするが、撮像素子と撮像素子側レンズ群とを一体とすることで撮像素子側レンズ群のための保持機構を設ける必要がなく、小型化が可能となり、高精度に位置決めが出来、パッケージ化されたものは、温度変化や衝撃などでズレが生じることが少なく、環境変化があっても性能を維持することができる。さらには、撮像装置の小型・軽量化を行うことができ、量産効率の高い撮像装置を提供することができる。また環境変化による性能の劣化を抑制することができる。 Since the imaging device is provided with a flat plate in contact with the imaging element side lens group, in the imaging device provided with the imaging lens, the flat plate and the imaging device can be integrated into a package, The image sensor and the image sensor side lens group can be handled as an integrated package. In general, in the imaging lens system, the lens group requires a separate holding mechanism such as a lens barrel and a holder, but it is necessary to provide a holding mechanism for the imaging element side lens group by integrating the imaging element and the imaging element side lens group. Therefore, it is possible to achieve miniaturization, positioning with high accuracy, and a packaged product is less likely to be displaced due to temperature change, impact, etc., and can maintain performance even when there is an environmental change. Furthermore, the imaging device can be reduced in size and weight, and an imaging device with high mass production efficiency can be provided. In addition, it is possible to suppress performance degradation due to environmental changes.
また、本発明に係る携帯型情報端末では、上記撮像装置を備えることが好ましい。 The portable information terminal according to the present invention preferably includes the imaging device.
上記撮像レンズは光学特性が良好であり、小型化されているため、携帯型情報端末の光学特性の向上および小型化を達成することができる。 Since the imaging lens has good optical characteristics and is downsized, the optical characteristics of the portable information terminal can be improved and downsized.
本発明に係る撮像レンズは、以上のように、光学特性の互いに異なる材料からなるレンズ層が2層以上積層されてなり、上記レンズ層のうち、最も撮像素子側に配置されているレンズ層は、撮像素子側が平面形状となっているものである。 As described above, the imaging lens according to the present invention is formed by laminating two or more lens layers made of materials having different optical characteristics, and among the lens layers, the lens layer arranged closest to the imaging element is The imaging element side has a planar shape.
それゆえ、被写体側レンズによって補正することができない光束の収差を撮像素子側レンズ群によって効率良く補正することができる。すなわち、光軸外の光束の収差を補正するため、光学特性の互いに異なる材料からなるレンズを積層することにより、小さなスペースに収差補正に必要な非球面を少ない多数配置できる。これにより、光束の収差の補正性能に優れ、小型化された撮像レンズを提供することができるという効果を奏する。 Therefore, the aberration of the luminous flux that cannot be corrected by the subject side lens can be efficiently corrected by the imaging element side lens group. That is, in order to correct the aberration of the light beam off the optical axis, by stacking lenses made of materials having different optical characteristics, a large number of aspheric surfaces necessary for aberration correction can be arranged in a small space. As a result, there is an effect that it is possible to provide a downsized imaging lens that is excellent in the correction performance of the aberration of the light beam.
本発明に係る撮像レンズの一実施形態について図1ないし図3に基づいて説明すれば、以下の通りである。 An embodiment of an imaging lens according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
<撮像レンズ>
図1は、本実施の形態に係る撮像レンズ1の断面図を示している。同図に示すように、撮像レンズ1は、被写体側(図1においては左手側)から順に、第1レンズ群11、第2レンズ群(撮像素子側レンズ群)12および平面板13によって構成されている。さらに、第1レンズ群11は、2枚の第1レンズ(被写体側レンズ)11aおよび第2レンズ(被写体側レンズ)11bからなっており、第2レンズ群12は、第3レンズ(レンズ層)12aおよび第4レンズ(レンズ層)12bからなっている。
<Imaging lens>
FIG. 1 is a cross-sectional view of the
なお、第1レンズ群11の被写体側には開口絞り10が配置され、平面板13の撮像素子側には撮像素子(固体撮像素子)14が配置されている。開口絞り10および撮像素子14は、撮像レンズ1を構成する要素ではないが、撮像レンズ1を構成する要素の位置関係を明確にするため、便宜上、同図中に図示している。
An
開口絞り10は、撮像レンズ1を通過する光量を調節するための装置である。開口絞り10を備える位置については、特に限定されるものではない。同図においては、被写体側レンズの被写体側に開口絞り10が備えられている構成を図示しているが、第1レンズ11aおよび第2レンズ11bの間に備えられている構成としてもよいし、第1レンズ11aの撮像素子14側に備えられている構成としてもよい。
The
第1レンズ群11は、物体側から入射した光束に対して正の屈折力を有しており、物体からの光を受ける開口絞り10側から順に、第1レンズ11a、および第2レンズ11bによって構成されている。
The
同図に示すように第1レンズ群11は、第1レンズ11aおよび第2レンズ11bの2枚のレンズから構成されているが、この枚数に限定されるものではなく1枚のレンズから構成されていてもよい。しかし、撮像レンズ1の小型・軽量化と球面収差、非点収差および歪曲収差などの各種収差の補正をさらに良好に行えるという観点から、2枚程度であることが好ましい。
As shown in the figure, the
第1レンズ11aの形状は、被写体側が凸形状であると共に球面形状である。一方、撮像素子14側は凹形状であると共に低次の非球面形状を有するレンズである。
The
第2レンズ11bは、被写体側が凹形状であり、撮像素子14側が凸形状である。また、被写体側面および像面側面の両面とも非球面形状を有するレンズである。
The
第1レンズ11aおよび第2レンズ11bの材料は、特に限定されるものではなく、具体的に、プラスチックなどの樹脂材料、ガラスおよび半導体などの無機材料、また、液晶、液体などをも用いることができる。さらにこれらの中でも、量産性およびコストの観点から樹脂材料(プラスチック)であることが好ましく、光学系の安定性および特性(例えば、屈折率、分散特性、耐熱性など)の観点からは、ガラスであることが好ましい。
The material of the
第1レンズ11aおよび第2レンズ11bの形成方法としては、従来公知の方法を用いることができる。例えば、第1レンズ11aおよび第2レンズ11bがプラスチックからなる場合には、射出成形により形成されることが好ましい。
As a method for forming the
上記のように、第2レンズ群12は、平面板13の被写体側側面部に接するように形成されている曲面形状を有するレンズであることが好ましい。これにより、平面板は撮像側レンズ群に接触して備えられているので、撮像レンズ群を保持する際、鏡筒に新たなレンズ保持機構を設ける必要がない。すなわち、本発明に係る撮像レンズでは、レンズ保持機構を設ける必要のあるレンズの枚数を減らすことができ、撮像レンズの小型をさらに実現することが可能であるからである。
As described above, the
また、第2レンズ群12は、第2レンズ群12の中心から周辺までに亘って、正の屈折力が増加する構成であることが好ましい。これによって、光学長が長くなることを抑制でき、光学外の光束を効果的に補正することができるからである。
The
第2レンズ群12は被写体側の第3レンズ12aおよび撮像素子側の第4レンズ12bが積層されてなっていると共に、それぞれは光学特性の互いに異なる材料からなっているものである。さらに、第3レンズ12aの被写体側は曲面形状であり、第2レンズ群12の中心から周辺までに亘って、正の屈折力が増加する構成となるよう、第3レンズ12aは、第3レンズ12aの中心から周辺までに亘って、正の屈折力が増加する構成となっている。
The
第3レンズ12aの形状については、曲面形状であれば特に限定されるものではないが、非球面形状であることが好ましく、光軸中心部が凹形状を有する非球面形状であることがより好ましい。第3レンズ12aの形状を光軸中心部が凹形状を有する非球面形状とすることによって、光軸中心部の厚さを薄くし、光軸外部の厚さを厚くできる。これによって、光学長を長くすることなく光軸外の光束を効果的に補正できる。なお、第3レンズ12aの形状において、光軸中心の厚さは0であってもよい。これは、光軸中心については、収差を補正する必要がほとんどないためである。なお、第3レンズ12aの周辺部において正の屈折力を有するような非球面形状であることが好ましい。
The shape of the
第4レンズ12bは、第3レンズ12aと積層されてなっており、第4レンズ12bの撮像素子14側は平面形状となっている。このように平面形状となっているため、第4レンズ12bと平面板13とが面接触する構成にすることができる。
The
第3レンズ12aおよび第4レンズ12bの材料は、上述した曲面形状を有するように第3レンズ12aを形成できるものであれば、特に限定されるものではない。具体的には、プラスチックなどの樹脂材料、ガラスおよび半導体などの無機材料、また、液晶、液体なども用いることができる。これらの中でも、量産性およびコストの観点からプラスチックであることが好ましく、光学系の安定性および特性(例えば、屈折率、分散特性および耐熱性など)の観点からは、ガラスであることが好ましい。
The material of the
第4レンズ12bの材料を樹脂とすることによって、平面板13上に第4レンズ12bを容易に形成することができ、さらに第3レンズ12aの形成の際に平面板13が損傷することを防ぐことができる。
By using resin as the material of the
特に、第3レンズ12aおよび第4レンズ12bの材料のうち少なくとも何れかが樹脂であれば、第2レンズ群12を形成することが容易となる。具体的には、成型や研磨などにより得られた第3レンズ12aと平面板13との間に光学樹脂を充填し、2P(Photoreplication Process)法により硬化、接着することによって、第4レンズ12bを形成し、第2レンズ群12を得ることができる。
In particular, if at least one of the materials of the
また、第3レンズ12aおよび第4レンズ12bの両方を2P法によって形成してもよい。第4レンズ12bを平面板13上に2P法で形成した後、第3レンズ12aを第4レンズ12bの上に2P法で形成した後に、第3レンズ12aを第4レンズ12bの上に2P法で形成することによって、第2レンズ群12を得ることができる。
Further, both the
第3レンズ12aおよび第4レンズ12bの光学特性は互いに異なるものであるが、これら2枚のレンズの屈折率またはアッベ数(逆分散率)の差が大きい場合には、上記2枚のレンズが積層される非球面の面数を増やす効果が大きくなるので好ましい。具体的には、屈折率の差が、0.05以上であれば好ましい。また、アッベ数の差が5以上であれば好ましい。
The optical characteristics of the
なお、撮像レンズ1においては、第2レンズ群12のレンズは2枚である構成としているが、第3レンズ12aと第4レンズ12bとの間にさらにレンズを有する構成とすることができる。その場合、2P法などの従来公知の方法を用いて第2レンズ群を製造することができる。第2レンズ群12が3枚以上のレンズを備えている場合には、第2レンズ群12が備える3枚以上のレンズにおける任意の少なくとも2枚のレンズ間でのd線による屈折率の差が0.05以上および/またはアッベ数の差が5以上であればよい。
In the
平面板13は、通常、撮像素子14の損傷を防止するために用いられるものであり、ゴミ、埃などの異物から撮像素子14を保護するためのものである。撮像レンズ1においては、第2レンズ群12が平面板13の被写体側側面部に形成されていることによって、第3レンズ12aを保持するためのレンズ保持機構を設ける必要がない。また、上記平面板13上に光学特性の互いに異なるレンズを複数積層することにより、光束の収差を補正に必要な非球面を平面上に多数形成でき、第2レンズ群12を小さなスペースに配置させることができる。なお、第2レンズ群12と平面板13とが1つの部材として一体成形されていれば、第2レンズ群と平面板13とを安定して取り扱いうことができるため、さらに好ましい。
The
また、最も撮像素子14側にある第4レンズ12bの平面形状部分の面積と、平面板13における、第4レンズ12bの平面形状部分に接触している面積とを等しい構成にすることができる。これにより、平面板13の大きさを必要最小限の大きさにすることができるため、製造コストを低減させることができる。なお、平面板13の面積と、第4レンズ12bの面積とは、完全に等しくなくとも上記の効果を得ることは可能であり、略等しい面積であってもよい。
In addition, the area of the planar portion of the
平面板13の材料は、特に限定されるものではないが、平面板13自体は、撮像レンズ1に入射した光線に対して何ら影響を及ぼさない必要があるため、光学コーティング膜を有するガラスからなることが好ましい。すなわち、撮像素子14を保護するためのカバーガラスであることが好ましい。なお、本実施形態において、平面板13は、撮像素子14のカバーとしての役割を担っている。
The material of the
また、平面板13は、赤外線カットフィルタおよび光学的ローパスフィルタの少なくとも一方の機能を有することが好ましく、上記の両機能を有していることがさらに好ましい。これにより、撮像レンズ1に、別途赤外線カットフィルムや光学的ローパスフィルタを備える必要がなくなるため、撮像レンズ1をさらに小型化することができる。
The
撮像素子14は、撮像レンズ1を通過した光線を電気信号に変換するための電気変換部を備えた電子部品である。一般的に、撮像素子14には、その受光側の面の中央部に画素が2次元的に配置された電気変換部が形成され、その周囲に信号処理回路が形成されている。信号処理回路は、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信号に変換するA/D変換部と、このデジタル信号を用いて画像信号出力を形成する信号処理部などから構成されている。なお、撮像素子14の種類は、特に限定されるものではない。具体的には、CCDおよびCMOSなどを用いることができる。
The
次に、上記撮像レンズ1の詳細なデータについて説明する。表1および表2は、撮像レンズ1の具体的な撮像レンズのデータを示している。表1は撮像レンズの基本的なデータを示している。
Next, detailed data of the
ここで、本明細書等における「非球面形状」について説明する。本明細書等に係る非球面形状は、光軸方向にZ軸、光軸と直交する方向にY軸をとるとき、数式1に示す非球面式を用いて表すことができる。
Here, the “aspheric shape” in this specification and the like will be described. The aspherical shape according to the present specification and the like can be expressed by using the aspherical expression shown in
ただし、Kは円錐定数、Rは曲率半径、A、B、CおよびDはそれぞれ第4次、第6次、第8次および第10次の非球面係数、Zは光軸から高さYの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面(光軸に垂直な平面)に下ろした垂線の長さを示す。 Where K is the conic constant, R is the radius of curvature, A, B, C and D are the 4th, 6th, 8th and 10th aspherical coefficients, respectively, and Z is the height Y from the optical axis. The length of a perpendicular line drawn from a point on the aspheric surface at the position to the tangent plane (plane perpendicular to the optical axis) of the apex of the aspheric surface is shown.
表1において、「f」は撮像レンズ全体の合成焦点距離、「FNO」は撮像レンズのFナンバー(F値)、「d」は撮像素子の対角長さを示している。 In Table 1, “f” indicates the combined focal length of the entire imaging lens, “FNO” indicates the F number (F value) of the imaging lens, and “d” indicates the diagonal length of the imaging element.
表1および2に示したレンズデータにおける面番号Siの欄には、最も被写体側の構成要素の面を1番目として、撮像素子側に向かうに従って順次増加するように番号を付したi番目(i=1〜9)の面の番号を示している。曲率半径Riの欄には、被写体側からi番目の面の曲率半径の値を示している。面間隔Diの欄には、被写体側からi番目の面Siとi+1番目の面Si+1との光軸上の間隔を示している。RiおよびDiの値の単位はmm(ミリメートル)である。屈折率およびアッベ数の欄には、平面板13も含めたレンズ要素(第1レンズ11a、第2レンズ11b、第3レンズ12a、第4レンズ12bおよび平面板13)のd線(587.6nm)に対する屈折率およびアッベ数の値を示している。前述したとおり、屈折率の違いが、0.05以上、または、アッベ数(逆分散率)の差が5以上あれば好ましい。このような値であれば、撮像素子14側レンズの非球面の面数を増加させた場合の効果が大きくなる。屈折率およびアッベ数の具体的な数値としては、特に限定されるものではないが、屈折率が1.4以上1.8以下であり、アッベ数が45以上60以下である範囲を挙げることができる。
In the column of the surface number Si in the lens data shown in Tables 1 and 2, the surface of the constituent element closest to the subject is the first, and the i-th (i = 1 to 9). In the column of curvature radius Ri, the value of the curvature radius of the i-th surface from the subject side is shown. The column of the surface interval Di indicates the interval on the optical axis between the i-th surface Si and the i + 1-th surface Si + 1 from the subject side. The unit of Ri and Di is mm (millimeter). In the columns of the refractive index and the Abbe number, the d line (587.6 nm) of lens elements including the flat plate 13 (the
また、表2は面番号3〜6の非球面形状に関するデータ(非球面係数)を示している。 Table 2 shows data (aspheric coefficient) related to the aspheric shapes of surface numbers 3 to 6.
本実施の形態に係る撮像レンズ1では、d線での屈折率ndとアッベ数νdは、第3レンズ12a_nd=1.75、νd=45.0、第4レンズ12b_nd=1.45、νd=50.0、平面板13_nd=1.52、νd=64.2であり、それぞれ屈折率の違いが、0.05以上、または、アッベ数(逆分散率)の差が5以上である。
In the
図2において、(a)は、撮像レンズ1の球面収差を、(b)は撮像レンズ1の非点収差を、(c)は撮像レンズ1の歪曲収差を示す収差図である。各収差図には、d線を基準波長とした収差を示すが、球面収差図においては、440nmおよび660nmについての収差も示す。非点収差図において、実線はタンジェンシャル(メリディオナル)方向の収差を示し、点線はサジタル方向の収差を示している。
2A is an aberration diagram illustrating spherical aberration of the
同図から分かるように、平面板13上に第3レンズ12aおよび第4レンズ12bを積層するよう形成することによって、十分に収差補正がなされた撮像レンズ1を実現することができる。
As can be seen from the figure, by forming the
<撮像装置20の構成>
撮像装置20の構成について、図3を参照して以下に説明する。同図は、撮像装置20の断面図である。なお、図4では、撮像レンズとして、撮像レンズ1の構成を採用しているが、もちろんこれに限定されるものではなく、本発明において取り得る範囲で適宜変更することが可能である。
<Configuration of
The configuration of the
図3に示すように、撮像装置20は、撮像レンズ1、撮像素子14、筐体21、支持基板22、フレキシブルプリント基板23、赤外線カットフィルタ24およびレンズ保持部25によって構成されている。
As illustrated in FIG. 3, the
また、本実施の形態における撮像素子14の受光側(被写体側)面の外縁近傍には、多数のパッド(図示しない)が設けられており、ボンディングワイヤWを介して支持基板22に接続されている。なお、撮像素子14の種類は、特に限定されるものではない。具体的には、CCDおよびCMOSなどを用いることができる。
In addition, a large number of pads (not shown) are provided in the vicinity of the outer edge of the light receiving side (subject side) surface of the
支持基板22は、その一方の面において撮像素子14および筐体21を支持する硬質の基板である。また、支持基板22の他方の面(撮像素子14が支持されている面と反対側の面)には、その一端部が接続されたフレキシブルプリント基板23が備えられている。支持基板22には、表裏両面に多数の信号伝達用パッドが設けられており、一方の面ではボンディングワイヤWを介して撮像素子14と接続され、他方の面ではフレキシブルプリント基板23と接続されている。
The
フレキシブルプリント基板23は、外部の回路(例えば、撮像装置20を搭載した装置が有する制御回路)から撮像素子14を駆動するための電圧およびクロック信号の供給を受けたり、また、デジタルYUV信号を外部へ出力したりすることを可能にする基板である。なお、Yは輝度信号を、Uは赤と輝度信号との色差信号、Vは青と輝度信号との色差信号である。
The flexible printed
筐体21は、支持基板22の撮像素子14側の面に撮像素子14を覆うように固定配置された遮光性のものである。具体的には、筐体21は、撮像素子14側においては撮像素子14を囲むように広く開口されて支持基板22に当接されており、他端側においては小開口を有するフランジ付きの筒状に形成されている。
The
筐体21は、その内部にレンズ保持部25を備えている。レンズ保持部25は、第1レンズ11a、第2レンズ11bおよび開口絞り10を保持するための部材である。
The
また、筐体21の上部には、赤外線カットフィルタ24が固定配置されている。なお赤外線カットフィルタ24は、撮像レンズ1と撮像素子14との間に固定配置されていてもよい。なお、平面板13に赤外光カット機能を付加していてもよい。
Further, an
撮像装置20は、上記の第2レンズ群12に平面板13が接触して備えられているので、上記撮像レンズ1を備える撮像装置20においては、平面板13と撮像素子が一体のパッケージとできることと同様に、撮像素子と撮像素子側レンズ群とを一体のパッケージとして取り扱うことができる。
Since the
一般に撮像レンズ系においてレンズ群は鏡胴やホルダといった保持機構を別途必要とするが、撮像素子と撮像素子側レンズ群とを一体とすることで撮像素子側レンズ群のための保持機構を設ける必要がなく、小型化が可能となり、高精度に位置決めが出来、パッケージ化されたものは、温度変化や衝撃などでズレが生じることが少なく、環境変化があっても性能を維持することができる。さらには、撮像装置の小型・軽量化を行うことができ、量産効率の高い撮像装置を提供することができる。また環境変化による性能の劣化を抑制することができる。 In general, in the imaging lens system, the lens group requires a separate holding mechanism such as a lens barrel and a holder, but it is necessary to provide a holding mechanism for the imaging element side lens group by integrating the imaging element and the imaging element side lens group. Therefore, it is possible to achieve miniaturization, positioning with high accuracy, and a packaged product is less likely to be displaced due to temperature change, impact, etc., and can maintain performance even when there is an environmental change. Furthermore, the imaging device can be reduced in size and weight, and an imaging device with high mass production efficiency can be provided. In addition, it is possible to suppress performance degradation due to environmental changes.
また、本実施の形態における携帯型情報端末は、撮像レンズ1を備えるものである。本実施の形態に係る携帯情報端末としては、撮像レンズを備えることができるものであれば特に限定されない。具体的には、携帯型電話機、モバイル機器、ノートパソコンなどが挙げられる。
The portable information terminal in the present embodiment includes the
以上、本発明の具体的な実施例を示したが、本発明は、先に示した実施例の具体的形状および数値に限定されるものではなく、所望の光学特性および光学長を得るために、各パラメータを適宜変更することができる。 As mentioned above, although the specific Example of this invention was shown, this invention is not limited to the specific shape and numerical value of the Example shown previously, In order to obtain a desired optical characteristic and optical length Each parameter can be changed as appropriate.
なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the present invention can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
本発明に係る撮像レンズは、デジタルスチルカメラなどの撮像機器に好適に用いることができ、携帯用途に適した小型の撮像機器に対して特に好適に用いることができる。具体的な撮像機器としては、携帯型情報端末または携帯電話機に搭載されるデジタルカメラを挙げることができる。 The imaging lens according to the present invention can be suitably used for an imaging device such as a digital still camera, and can be particularly suitably used for a small-sized imaging device suitable for portable use. Specific examples of the imaging device include a digital camera mounted on a portable information terminal or a mobile phone.
1 撮像レンズ
10 開口絞り
11 第1レンズ群
11a 第1レンズ
11b 第2レンズ
12 第2レンズ群
12a 第3レンズ
12b 第4レンズ
13 平面板
14 撮像素子
20 撮像装置
DESCRIPTION OF
Claims (13)
被写体側に配置された、正の屈折力を有する、少なくとも1枚のレンズからなる被写体側レンズと、
撮像素子の上記被写体側に配置された撮像素子側レンズ群とを備え、
上記撮像素子側レンズ群は、光学特性の互いに異なる材料からなるレンズ層が2層以上積層されてなり、
上記レンズ層のうち、最も撮像素子側に配置されているレンズ層は、撮像素子側が平面形状となっていることを特徴とする撮像レンズ。 In an imaging lens that forms a subject image on an imaging device,
A subject side lens composed of at least one lens having a positive refractive power and disposed on the subject side;
An image sensor side lens group disposed on the subject side of the image sensor,
The imaging element side lens group is formed by laminating two or more lens layers made of materials having different optical characteristics,
Among the lens layers described above, the lens layer arranged closest to the imaging element has a planar shape on the imaging element side.
上記撮像レンズで結像された被写体像を撮像する撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。 The imaging lens according to any one of claims 1 to 11,
An image pickup apparatus comprising: an image pickup device that picks up a subject image formed by the image pickup lens.
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JP2007148286A JP2008299271A (en) | 2007-06-04 | 2007-06-04 | Imaging lens, imaging device having the same, and personal digital assistant |
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---|---|---|---|---|
WO2016117250A1 (en) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | シャープ株式会社 | Manufacturing method for camera module, image surface-side group lens, manufacturing method for image surface-side group lens, and imaging element |
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2007
- 2007-06-04 JP JP2007148286A patent/JP2008299271A/en active Pending
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