JP2009093149A

JP2009093149A - 撮像レンズ

Info

Publication number: JP2009093149A
Application number: JP2008177886A
Authority: JP
Inventors: Jin Oh Yang; 鎭五楊
Original assignee: Microptics Co Ltd
Current assignee: Microptics Co Ltd
Priority date: 2007-10-10
Filing date: 2008-07-08
Publication date: 2009-04-30
Also published as: EP2056149A1; US20090097135A1; US7982977B2; KR100933546B1; KR20090036871A

Abstract

【課題】敏感度の高い部分のレンズ面を非球面から球面に変えることにより、組立性を改善して量産性を改善し、収率を向上させることが可能な撮像レンズの提供。
【解決手段】物体側から順次、絞り、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズを備えるが、第１レンズは、正の屈折力を持つ正レンズであり、第２レンズは、負の屈折力を持つ負レンズであり、第３レンズは、少なくとも一面を非球面状とし、正の屈折力を持つ正レンズであり、第４レンズは、像側の面を非球面状とし、物体側の面を球面状とし、負の屈折率を持つ負レンズであり、次の条件式を満足するように構成されていることを特徴とする、本発明の撮像レンズを提供する。
（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＞−０．７・・・（１）
ｖ１−ｖ２＞１５．０・・・（２）
ｖ３−ｖ２＞１５．０・・・（３）
ここで、ｒ３は第２レンズの物体側面の曲率半径であり、ｒ４は第２レンズの像側面の曲率半径であり、ｖ１、ｖ２およびｖ３はそれぞれ第１レンズ、第２レンズ、第３レンズのアッベ定数である。
【選択図】図１

Description

本発明は、小型情報端末機、例えばカメラ付き携帯電話やＰＤＡ(Personal Digital Assistant)などの搭載に適した撮像レンズに関する。

最近、パーソナルコンピュータの一般家庭等への普及に伴い、画像情報をパーソナルコンピュータに入力することが可能なデジタルスチールカメラ(digital still camera)（以下、デジタルカメラという）が急速に普及している。また、携帯電話の高機能化に伴い、小型の撮像モジュールを搭載したカメラ付き携帯電話も急速に普及している。その他、ＰＤＡなどの小型情報端末機器においても撮像モジュールを搭載したものが普及している。

これらの撮像機能を備えた機器では、ＣＣＤ(charge coupled device：電荷結合素子)やＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)などの撮像素子が用いられている。これらの撮像素子は、最近、非常に小型化が進んでいる。そのため、ＣＣＤなどの撮像素子を用いた撮像機器において、機器本体およびそれに搭載されるレンズにも小型軽量化が要求されている。また、最近では、高画質を達成するために画素数の多い撮像素子が開発されており、これによりレンズ系にもより高解像で高コントラストの性能が要求されている。

上述したように、最近の撮像素子は、小型化および高画素化が進んでおり、これにより特にデジタルカメラ用の撮像レンズには高い解像性能と構成のコンパクト化が求められている。一方、例えばカメラ付き携帯電話などの小型情報端末機器用の撮像レンズには、従来では低コストおよびコンパクト性が主に要求されていたが、最近ではカメラ付き携帯電話などにおいても撮像素子の高画素化が進んでいる傾向があり、例えば１００万画素以上のメガピクセル対応のものが実用化されて性能面への要求も高まっている。このため、価格面、性能面およびコンパクト性を総合的に考慮した多種の様々なレンズの開発が要望されている。

このような要求に対しては、例えばコンパクト化および低コスト化を図るためにレンズの枚数を３枚または４枚とし、高性能化を図るために非球面を積極的に使用することが考えられる。

この場合、非球面はコンパクト化および高性能化に寄与するが、製造性の面で不利であるうえ、価格が高くなり易いという欠点がある。

また、非球面を積極的に使用する場合、レンズの敏感度が増加して組立性が低下し、これにより量産性が低下するという問題点があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、敏感度の高い部分のレンズ面を非球面から球面に変えることにより、組立性を改善して量産性を改善し、収率を向上させることが可能な撮像レンズを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明の撮像レンズは、物体側から順次、絞り、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズを備えるが、第１レンズは、正の屈折力を持つ正レンズであり、第２レンズは、負の屈折力を持つ負レンズであり、第３レンズは、少なくとも一面を非球面状とし、正の屈折力を持つ正レンズであり、第４レンズは、像側の面を非球面状とし、物体側の面を球面状とし、負の屈折率を持つ負レンズであり、次の条件式を満足するように構成される。

（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＞−０．７・・・（１）
ｖ１−ｖ２＞１５．０・・・（２）
ｖ３−ｖ２＞１５．０・・・（３）
ここで、ｒ３は第２レンズの物体側面の曲率半径であり、ｒ４は第２レンズの像側面の曲率半径であり、ｖ１、ｖ２およびｖ３はそれぞれ第１レンズ、第２レンズ、第３レンズのアッベ定数である。このように構成することにより、組立性が改善し、撮像レンズの製造が容易になり、また、敏感度の高い部分のレンズ面を球面レンズにすることで、撮像レンズの量産性が改善する。

また、本発明に係る撮像レンズは、次の条件式を満足するように構成されている。

０＞Ｒ_3R＞Ｒ_4F ・・・（４）
ここで、Ｒ_3Rは第３レンズの像側面の中心における曲率半径を示し、Ｒ_4Fは第４レンズの物体側面の中心における曲率半径を示す。このように撮像レンズを構成することにより、各レンズの形状を最適化することができる。

また、第１レンズのパワーに関しては下記（５）の条件式を満足させ、光軸に沿って、全体レンズの寸法に関しては下記（６）の条件式を満足させるように構成される。

０＜ｆ１／ｆ＜０．８・・・（５）
ＴＬ／ｆ＜１．７・・・（６）
ここで、ｆは全体撮像レンズの焦点距離を示し、ｆ１は第１レンズの焦点距離を示し、ＴＬは絞りの物体側と撮像面間の距離を示す。このように撮像レンズを構成することにより、各レンズのパワー配分を最適化することができる。

上述した本発明の撮像レンズによれば、第３レンズの少なくとも一面を非球面状にし、第４レンズは像側の面を非球面状にし、物体側の面を球面状にするとともに、所定の条件式（１）〜（６）を満足させて各レンズの形状、パワー配分などを最適化するようにしたので、少ないレンズ枚数でありながら非球面を有効に使用し、敏感度の高い部分のレンズ面を非球面から球面に変えることにより、組立性を改善して量産性を改善し、収率を向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

また、以下の記載において、各レンズのパワーまたは各レンズ面の凸凹形状と言及するときは、原則的に光軸上の状態を示すものとする。

図１に示す実施形態の撮像レンズは、物体側から順次、絞り２、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第４レンズＬ４を備え、光軸に沿って入射する光線を撮像素子（撮像面）３の結像位置に効率よくフォーカシングするようにした撮像レンズである。

ここで、絞り２は、第１レンズＬ１の物体側の面に配置され、撮像レンズと撮像素子３との間にはカバーガラス１が配置されている。

また、第１レンズＬ１は、正の屈折率を持つ正レンズであり、第２レンズＬ２は、負の屈折率を持つ負レンズである。

本発明において、第３レンズＬ３は、正の屈折率を持つ正レンズであり、少なくとも一面が非球面状になっている。

本実施の形態において、第３レンズＬ３の像側の面は非球面からなり、敏感度の高い第３レンズＬ３の物体側の面は球面からなることが好ましい。

また、第４レンズＬ４は、負の屈折力を持つ負レンズであって、像側の面が非球面からなり、物体側の面が球面からなる。

このような第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４からなる本発明の撮像レンズは以下の条件式を満足する。

（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＞−０．７・・・（１）
ｖ１−ｖ２＞１５．０・・・（２）
ｖ３−ｖ２＞１５．０・・・（３）
ここで、ｒ３は第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径であり、ｒ４は第２レンズＬ２の像側面の曲率半径であり、ｖ１、ｖ２およびｖ３はそれぞれ第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３のアッベ定数である。

また、本実施の形態の撮像レンズは、次の条件式を満足するように構成されている。

０＞Ｒ_3R＞Ｒ_4F ・・・（４）
ここで、Ｒ_3Rは第３レンズＬ３の像側面の中心における曲率半径を示し、Ｒ_4Fは第４レンズＬ４の物体側面の中心における曲率半径を示す。

また、第１レンズＬ１のパワーに関しては下記（５）の条件式を満足させ、光軸に沿って、全体レンズの寸法に関しては下記（６）の条件式を満足させるように構成される。

０＜ｆ１／ｆ＜０．８・・・（５）
ＴＬ／ｆ＜１．７・・・（６）
ここで、ｆは全体撮像レンズの焦点距離を示し、ｆ１は第１レンズの焦点距離を示し、ＴＬは絞り２の物体側と撮像面３間の距離を示す。

次に、本実施例形態による作用効果について説明する。

第３レンズＬ３は、一面が非球面からなり、他の面は球面からなることにより、非球面に起因し、像面湾曲または球面収差を始めとした各収差が良好であるという効果があり、敏感度の高い一面を球面化することにより、レンズの組立性を改善することができる。

また、第４レンズＬ４は、像側の面が非球面からなり、物体側の面が球面からなることにより、敏感度を低下させ、組立性を改善して収率を向上させることができる。

このような本発明の撮像レンズは、様々な形態の変更を加えることが可能である。例えば、各レンズの曲率半径、レンズ間隔（或いはレンズ厚さ）、および非球面の形状を適切に変更することが可能である。

また、レンズ材料としてプラスチック材を用いて構成することにより、コストダウンを図ることもできる。

本発明の実施の形態に係る撮像レンズの構成例を示すレンズ断面図である。

符号の説明

１カバーガラス
２絞り
３撮像面
Ｌｊ物体側から第ｊ番目のレンズ
ｒ３第２レンズの物体側面の曲率半径
ｒ４第２レンズの像側面の曲率半径
ｖｉ物体側から第ｉ番目のレンズのアッベ定数

Claims

物体側から順次、絞り、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズを備えるが、
前記第１レンズは、正の屈折力を持つ正レンズであり、
前記第２レンズは、負の屈折力を持つ負レンズであり、
前記第３レンズは、少なくとも一面を非球面状とし、正の屈折力を持つ正レンズであり、
前記第４レンズは、像側の面を非球面状とし、物体側の面を球面状とし、負の屈折率を持つ負レンズであり、
次の条件式を満足するように構成されていることを特徴とする、撮像レンズ。
（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＞−０．７・・・（１）
ｖ１−ｖ２＞１５．０・・・（２）
ｖ３−ｖ２＞１５．０・・・（３）
（式中、ｒ３は第２レンズの物体側面の曲率半径であり、ｒ４は第２レンズの像側面の曲率半径であり、ｖ１、ｖ２およびｖ３はそれぞれ第１レンズ、第２レンズ、第３レンズのアッベ定数である。）
次の条件式を満足するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の撮像レンズ。
０＞Ｒ_3R＞Ｒ_4F ・・・（４）
（式中、Ｒ_3Rは第３レンズの像側面の中心における曲率半径を示し、Ｒ_4Fは第４レンズの物体側面の中心における曲率半径を示す。）
前記第１レンズのパワーに関しては下記（５）の条件式を満足させ、光軸に沿って、全体レンズの寸法に関しては下記（６）の条件式を満足させるように構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の撮像レンズ。
０＜ｆ１／ｆ＜０．８・・・（５）
ＴＬ／ｆ＜１．７・・・（６）
（式中、ｆは全体撮像レンズの焦点距離を示し、ｆ１は前記第１レンズの焦点距離を示し、ＴＬは前記絞りの物体側と撮像面間の距離を示す。）