JP2010117669A - Single focus lens - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、単焦点レンズに係り、特に、カメラモジュールを搭載した携帯電話や携帯型コンピュータ等に搭載されるCCD、CMOS等の固体撮像素子の撮像面に物体像を結像させる単焦点レンズに関する。 The present invention relates to a single-focus lens, and more particularly to a single-focus lens that forms an object image on an imaging surface of a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS mounted in a mobile phone or a portable computer equipped with a camera module. .
近年、例えば、CCD、CMOS等の固体撮像素子を利用したカメラモジュールを搭載した携帯電話、携帯型のコンピュータ等の小型化、低コスト化が急速に進められている。それに伴い、それらに搭載される撮像レンズにもさらなる小型化、低コスト化が求められている。このような撮像レンズとしては、従来、1枚のレンズを用いた1枚構成のレンズ系が用いられていた。 In recent years, for example, mobile phones and portable computers equipped with a camera module using a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS have been rapidly reduced in size and cost. Along with this, further miniaturization and cost reduction are required for imaging lenses mounted on them. As such an imaging lens, a single lens system using a single lens has been conventionally used.
しかし、1枚構成のレンズ系では、小型化、低コスト化は可能であるが、近年の固体撮像素子の解像力を十分に発揮するための各収差補正が困難である。それゆえ、最近では、2枚以上のレンズを用いた光学系が提案されている。例えば、特許文献1及び特許文献2に記載の光学系は、2枚のレンズを用いている例である。
However, with a single lens system, it is possible to reduce the size and cost, but it is difficult to correct each aberration in order to sufficiently display the resolution of a recent solid-state imaging device. Therefore, recently, an optical system using two or more lenses has been proposed. For example, the optical systems described in
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の光学系では、現在の要請に従って光学系の全長を短くしようとすると、諸収差が大きくなってしまい、高画質に対する要請に応えることができなくなってしまうという問題がある。また、3枚以上のレンズを用いた光学系では、良好な光学性能は得られやすいものの、全長を短くするという視点からは、2枚構成の光学系よりも更に困難になるという問題がある。
However, in the optical systems described in
本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、光学系の全長に対する要請、高画質に対する要請及び低コストに対する要請を十分に満たすことのできる単焦点レンズを提供することを目的とする。 The present invention has been made under the above-described background, and an object of the present invention is to provide a single focus lens that can sufficiently satisfy the demand for the total length of the optical system, the demand for high image quality, and the demand for low cost. To do.
上述の課題を解決するための手段は、以下の通りである。
物体側より順に、物体側の面を凸面形状とした正のパワーを有するメニスカス形状の第1レンズと、
両面を非球面形状とされ、正のパワーを有する物体側に凸面を向けた中心近傍の形状と、周辺に行くに従い正のパワーが次第に弱まり周辺部で負のパワーを有する物体側に凹面を向けた形状とを有する第2レンズとを備え、
かつ、以下の条件式(1)、(2)を満足するように構成されていることを特徴とする単焦点レンズ。
1.65<L/Ih<1.89 ‥(1)
0.88<|h1/h2| ‥‥(2)
ただし、
L:光学全長
Ih:イメージサークル半径
h1:第2レンズの物体側面の変曲点の光軸からの高さ
h2:第2レンズの像側面の変曲点の光軸からの高さ
Means for solving the above-described problems are as follows.
In order from the object side, a meniscus first lens having a positive power with the object-side surface convex,
Both sides are aspherical, the shape near the center with the convex surface facing the object with positive power, and the positive power gradually weakens toward the periphery, with the concave surface facing the object side with negative power at the periphery A second lens having a shape,
In addition, the single focus lens is configured to satisfy the following conditional expressions (1) and (2).
1.65 <L / Ih <1.89 (1)
0.88 <| h1 / h2 | (2)
However,
L: Optical total length Ih: Image circle radius h1: Height from the optical axis of the inflection point on the object side surface of the second lens h2: Height from the optical axis of the inflection point on the image side surface of the second lens
上記手段によれば、光学系の全長を短く抑えながら、同時に各収差を小さく抑えることを可能にしている。
すなわち、第1レンズ、第2レンズ共に正レンズで構成することで、レンズ全長の長さを小さくできる。正負構成では全長を短くするために正レンズにパワーが集中するが、正正構成にすることでパワー配分の偏りが避けられ、製造誤差を小さくできる。また、第2レンズを、物体側に凸を向けた正レンズよりなり、両面を非球面とされ、レンズ中心から周辺にいくに従い正のパワーが次第に弱まり周辺部で負のパワーを有するような形状の正レンズとすることで、周辺部での負のパワーを有効に活用し、像面を揃えてフラットにすることができ、収差補正に好適となる。
第2レンズが全域で正のパワーだと、像面が物体側に倒れ、光学性能が劣化してしまうが、上記の形状にすることで、有効な収差補正が可能になる。
また、上記手段にかかる単焦点レンズのようなレンズ全長が非常に短い光学系においては、撮像素子への入射角が大きくなるが、第2レンズは、その中心部が正のパワーで、周辺に行くに従い、正のパワーが次第に弱まり、周辺部で負のパワーを有するような形状になっているので、撮像素子への入射角を小さくする効果を得ることができる。特に、第2レンズは両側の面が変曲点を有する形状になっており、像側面は主に撮像素子への入射角を小さくする役割を担っていて、物体側の面は主に第2レンズの周辺部における負のパワーの量を調節する役割と像側面の補助の役割を担っていると考えられ、下記条件式(1)において、第2レンズが条件式(2)を満足する形状とされていることが好ましい。
1.66<L/Ih<1.89…(1)
0.88<h1/h2 ……(2)
上述したとおり、光学系が小さくなると、撮像素子への入射角が大きくなるので、第2レンズの像側面で撮像素子への入射角を必要十分に小さくするためには、像側面だけでは十分な効果を得られない。そのため、像側面の補助として物体側面で光線を光軸の方に少し曲げておく必要があり、光線を光軸の方に少し曲げつつ、像面の倒れを補正するためには上記の条件式(2)のように設定することで、物体側面で必要十分に撮像素子への入射角を小さくでき、かつ諸収差を補正するための最良の負のパワーを得ることが可能になる。
しかし、上記の条件式(2)のh1/h2が0.88より小さくなると、相対的にH2よりH1が光軸に近づくことになり、周辺部において像面を補正するための最良の負のパワーが得られなくなり、非点収差を含む諸収差の補正が困難になる。
つまり、h1/h2が0.88以上の場合、物体側の面で光線を少し曲げておいて、撮像素子への入射角度を低くする本来の像側の面で光線を大きく曲げる。しかし、h1/h2が0.88以下になると、物体側の面で光線を大きく曲げて、像側面では本来の役割が出来ず、光線を曲げる役割が弱まってしまう。また、像側と物体側が持つべき役割が崩れることにより、周辺の負のパワーのバランスが崩れ、収差補正も困難になる。
According to the above means, each aberration can be suppressed at the same time while keeping the entire length of the optical system short.
That is, by configuring both the first lens and the second lens with positive lenses, the total length of the lens can be reduced. In the positive / negative configuration, power is concentrated on the positive lens in order to shorten the overall length. However, by using the positive / negative configuration, bias in power distribution can be avoided and manufacturing errors can be reduced. In addition, the second lens is a positive lens having a convex surface facing the object side, both surfaces are aspherical, and the positive power gradually decreases from the center of the lens to the periphery, and has a negative power at the periphery. By using this positive lens, it is possible to effectively utilize the negative power at the peripheral portion, align the image plane and make it flat, and it is suitable for aberration correction.
If the second lens has a positive power over the entire area, the image plane falls to the object side and the optical performance deteriorates. However, effective aberration correction is possible by using the above shape.
In addition, in an optical system having a very short total lens length such as a single focus lens according to the above means, the incident angle to the image pickup device is large. However, the second lens has a positive power at the center and a peripheral portion. Since the shape is such that the positive power is gradually weakened as it goes, and the peripheral portion has negative power, an effect of reducing the incident angle to the image sensor can be obtained. In particular, the second lens has a shape in which both surfaces have inflection points, the image side surface mainly serves to reduce the incident angle to the image sensor, and the object side surface mainly includes the second surface. It is considered that it plays the role of adjusting the amount of negative power at the periphery of the lens and the role of assisting the image side surface, and in the following conditional expression (1), the second lens satisfies the conditional expression (2). It is preferable that
1.66 <L / Ih <1.89 (1)
0.88 <h1 / h2 (2)
As described above, the smaller the optical system, the larger the incident angle to the image sensor. Therefore, the image side surface alone is sufficient to reduce the incident angle to the image sensor on the image side surface of the second lens. The effect cannot be obtained. Therefore, it is necessary to bend the light beam slightly toward the optical axis on the object side surface as an aid to the image side surface, and the above conditional expression is used to correct the tilt of the image surface while slightly bending the light beam toward the optical axis. By setting as in (2), it is possible to reduce the incident angle to the image sensor sufficiently and sufficiently on the object side surface, and to obtain the best negative power for correcting various aberrations.
However, when h1 / h2 in the above conditional expression (2) is smaller than 0.88, H1 is relatively closer to the optical axis than H2, and the best negative for correcting the image plane in the peripheral portion. Power cannot be obtained, and correction of various aberrations including astigmatism becomes difficult.
That is, when h1 / h2 is 0.88 or more, the light beam is bent slightly on the object side surface, and the light beam is bent largely on the original image side surface that lowers the incident angle to the image sensor. However, when h1 / h2 is 0.88 or less, the light ray is greatly bent on the object side surface, the original role cannot be achieved on the image side surface, and the role of bending the light beam is weakened. In addition, since the roles that the image side and the object side should have are lost, the balance of the negative power in the periphery is lost, and aberration correction becomes difficult.
図1は第1実施形態にかかる単焦点レンズの構成を示す図、図2は図1における第2レンズの説明図、図3は第1実施形態にかかる単焦点レンズの各収差を示す図である。以下、これらの図を参照にしながら第1実施形態にかかる単焦点レンズを説明する。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a single focus lens according to the first embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram of the second lens in FIG. 1, and FIG. 3 is a diagram illustrating each aberration of the single focus lens according to the first embodiment. is there. The single focus lens according to the first embodiment will be described below with reference to these drawings.
第1実施形態にかかる単焦点レンズは、図1に示すように、物体側から像面側に向かって順に、第1レンズ1、第2レンズ2、光学部材3及び撮像面4がそれぞれ光軸O上に配置されている。第1レンズ1は、物体側に凸面を向けた正のパワーを有する非球面のメニスカスレンズである。第2レンズ2は、少なくともレンズ中心から周辺に向かう領域を含む一定領域では、物体側の面が物体側に凸の面であり、像面側の面が像面側に凹の面であ
る正のレンズである。そして、レンズ中心から周辺にいくに従って正のパワーが次第に弱まり、周辺部で負のパワーを有する非球面レンズである。
As shown in FIG. 1, the single focus lens according to the first embodiment includes the
光学部材3は、透明な薄板状をなしたもので、本実施の形態では、透過光から赤外光をカットするIRカットフィルタを用いている。また、撮像面4は、CCDあるいはCMOS等の撮像素子の受光面である。なお、光学部材3としては、IRフィルタのほかに、カバーガラスやローパスフィルタ等が配置される場合もある。
The
ここで、第1レンズ1、第2レンズ2、光学部材3及び撮像面4の各面、並びに各面の間の距離の符号を、図1に示したように、以下の通りとする。すなわち、第1レンズ1の物体側面をM1とし、像側面をM2とする。また、第2レンズ2の物体側面をM3とし、像側面をM4とする。さらに、光学部材3の物体側面をM5とし、像側面をM6とする。
Here, as shown in FIG. 1, the surfaces of the
また、上記面M1とM2との距離をd1とする。なお、ここで、面M1とM2との距離とは、第1レンズ1の光軸Oと上記面M1及びM2との交点をそれぞれ11,12としたとき、点11と点12との距離をいい、これはまた、第1レンズの中心厚さでもある。同様に、面M2とM3との距離(点12と点21との距離;レンズ間の空気間隔))をd2とし、面M3とM4との距離(点21と点22との距離;第2レンズの中心厚さ)をd3
とし、面M4とM5との距離(点22と点31との距離;レンズ間の空気間隔))をd4
とし、面M5とM6との距離(点31と点32との距離;光学部材3の中心厚さ)をd5
とし、面M6と撮像面4との距離(点32と点41との距離;光学部材3と撮像面4との間の空気間隔)をd6とする。
Further, the distance between the surfaces M1 and M2 is d1. Here, the distance between the surfaces M1 and M2 is the distance between the
And the distance between the surfaces M4 and M5 (the distance between the
And the distance between the surfaces M5 and M6 (the distance between the
And a distance between the surface M6 and the imaging surface 4 (a distance between the
さらに、各面M1〜M6の曲率半径をr1〜r6とし、各レンズ等のd線の屈折率をnd、アッベ数をνdとすると、第1の実施例にかかる光学系は、表1に示した値を有する。
そして、各面M1〜M6の面形状は、以下の非球面式によって表される。
Z=Ch2/[1+(1−KC2h2)1/2]+A4h4
+A6h6+A8h8+A10h10+A12h12・・・(4)
但し、
Zは、光軸Oから高さhにある非球面上の点から、非球面頂点における接平面に対して下ろした垂直線の長さであり、
Cは、曲率(1/r)であり、
hは、光軸からの高さであり、
Kは円錐定数であり、
A4、A6、A8、A10、A12は、第4,6,8,10,12次の非球面係数である。
And the surface shape of each surface M1-M6 is represented by the following aspherical formulas.
Z = Ch 2 / [1+ (1-KC 2 h 2 ) 1/2 ] + A 4 h 4
+ A 6 h 6 + A 8 h 8 + A 10 h 10 + A 12 h 12 (4)
However,
Z is the length of a vertical line drawn from a point on the aspheric surface at a height h from the optical axis O to the tangential plane at the apex of the aspheric surface,
C is the curvature (1 / r),
h is the height from the optical axis,
K is the conic constant,
A 4 , A 6 , A 8 , A 10 , and A 12 are fourth , sixth , eighth , tenth , and twelfth -order aspheric coefficients.
各面M1〜M4ついての式(4)の各定数K、A4、A6、A8、A10、A12の各
値は、表2に示した通りである。
上記光学系において、第1レンズ1の焦点距離f1、第1レンズ1のパワーP1、第2レンズ2の焦点距離f2、第2レンズ2のパワーP2、光学系の全長L、Fナンバー、光学系全体の焦点距離f、イメージサークル半径Ih、及びL/Ihの各値は、以下の通りである。
f1;1.72mm
P1;0.58
f2;3.92mm
P2;0.25
L;1.53mm
Fナンバー;2.80
f;1.31mm
Ih;0.90
L/Ih=1.7(1.65<L/Ih<1.89を満たす)
In the optical system, the focal length f1 of the
f1; 1.72 mm
P1; 0.58
f2; 3.92 mm
P2; 0.25
L; 1.53mm
F number: 2.80
f; 1.31 mm
Ih; 0.90
L / Ih = 1.7 (satisfy 1.65 <L / Ih <1.89)
また、ここで、第2レンズ2は、図2に示されるように、物体側面M3及び像側面M4に、それぞれ変曲点H1及びH2を有する。変曲点H1及びH2から光軸Oまでの距離h1、h2とすると、h1、h2、及びh1/h2の値は以下の通りである。
h1;0.35mm
h2;0.38mm
h1/h2;0.91(0.88<|h1/h2|を満たす)
Here, as shown in FIG. 2, the
h1; 0.35 mm
h2; 0.38 mm
h1 / h2; 0.91 (0.88 <| h1 / h2 | is satisfied)
このように、第2レンズ2の物体側面と像面側面に変曲点を設け、変曲点を境に曲率を正から負に変化させることによって、撮像面4への入射角をできるだけ小さく押さえることが可能になる。同時に、周辺にいくほど負のパワーをもたせることができ、正・正レンズ工により、像側に倒れた像面をフラットに戻すことを可能にしている。
Thus, by providing inflection points on the object side surface and the image surface side surface of the
表3は、第1の実施形態にかかる光学系において、第2レンズ2を主光線が通る位置を像高とし、各像高における主光線の撮像面への入射角度を表にしたものである。
また、図4は第1実施形態にかかる光学系において第2レンズ2を主光線が通る位置を像高として横軸にとり、撮像面への入射角度を縦軸にしたグラフである。このグラフから、像高が高くなったレンズ周辺で、入射角度の増大が抑えられている(28°以下)ことがわかる。
FIG. 4 is a graph in which the horizontal axis represents the position where the principal ray passes through the
さらに、第1実施形態にかかる光学系の球面収差、非点収差、デストーションは、図3に示す通りである。球面収差が±0.1mm以内、非点収差が±0.1mm以内、デストーションが5%以内という条件を余裕をもって満たしている。また、2枚の正レンズで構成いたことによって、全長を短くするための大きなパワーを得つつ、一方のレンズにパワーが偏ることを避けることを可能にした。これにより、レンズの製造を容易にし、製造コスト低減を可能にしている。また、第1レンズ1が物体側に凸としたことにより、小さなFナンバー(明るいレンズ)を得ることを可能にしている。
Furthermore, the spherical aberration, astigmatism, and distortion of the optical system according to the first embodiment are as shown in FIG. This satisfies the conditions that the spherical aberration is within ± 0.1 mm, the astigmatism is within ± 0.1 mm, and the distortion is within 5%. In addition, since it is composed of two positive lenses, it is possible to obtain a large power for shortening the overall length and to avoid biasing the power to one lens. This facilitates the production of the lens and enables the production cost to be reduced. Further, since the
図5は第1比較例として示す従来の正・正レンズ構成の光学系を示す図である。図5に示されるように、この光学系は、物体側から像面側に向かって順に、第1レンズ101、第2レンズ102、光学部材103及び撮像面104がそれぞれ光軸O上に配置されたものである。第1の実施の形態と基本的に異なる点は、第2レンズ102が、通常のメニスカスレンズである点である。
FIG. 5 is a diagram showing an optical system having a conventional positive / positive lens configuration shown as a first comparative example. As shown in FIG. 5, in this optical system, the
表4は、第1比較例にかかる光学系において、第2レンズ102を主光線が通る位置を像高とし、各像高における主光線の撮像面への入射角度を表にしたものである。
また、図6は第1比較例にかかる光学系において、第2レンズ102を主光線が通る位置を像高として横軸にとり、撮像面への入射角度を縦軸にしたグラフである。このグラフから、像高が高くなるにしたがって、入射角度がほぼ直線的に増大し、周辺部では30°を超えてしまうことがわかる。また、像面が像側に大きく倒れてしまう。
FIG. 6 is a graph in the optical system according to the first comparative example, in which the horizontal axis is the position where the principal ray passes through the
次に、本発明の第2〜4実施形態にかかる単焦点レンズを説明する。第2〜4実施形態にかかる単焦点レンズは、レンズの基本的配置及び構成は第1実施形態に係る単焦点レンズと同じであるが、具体的レンズ面形状や面間隔等が異なる。表5は、第2実施形態にかかる単焦点レンズにおけるrm(r1〜r6)、dm(d1〜d6)、nd、νdを示す表である。
また、表6は、第2実施形態にかかる単焦点レンズにおける面M1〜M4についての式(4)の各定数K、A4、A6、A8、A10、A12の値を示す表である。
上記第2実施形態の光学系において、第1レンズ1の焦点距離f1、第1レンズ1のパワーP1、第2レンズ2の焦点距離f2、第2レンズ2のパワーP2、光学系の全長L、
Fナンバー、光学系全体の焦点距離f、イメージサークル半径Ih、L/Ih、h1、h2、及びh1/h2の各値は、以下の通りである。
In the optical system of the second embodiment, the focal length f1 of the
The values of the F number, the focal length f of the entire optical system, the image circle radius Ih, L / Ih, h1, h2, and h1 / h2 are as follows.
f1;1.77mm
P1;0.56
f2;3.60mm
P2;0.28
L;1.52mm
Fナンバー;2.80
f;1.32mm
Ih;0.90
L/Ih=1.7(1.65<L/Ih<1.89を満たす)
h1;0.37mm
h2;0.40mm
h1/h2;0.93(0.88<|h1/h2|を満たす)
f1; 1.77 mm
P1; 0.56
f2; 3.60 mm
P2; 0.28
L; 1.52mm
F number: 2.80
f; 1.32 mm
Ih; 0.90
L / Ih = 1.7 (satisfy 1.65 <L / Ih <1.89)
h1; 0.37 mm
h2; 0.40 mm
h1 / h2; 0.93 (0.88 <| h1 / h2 | is satisfied)
さらに、第2実施の形態にかかる光学系の球面収差、非点収差、デストーションは、図7に示す通りである。球面収差が±0.1mm以内、非点収差が±0.1mm以内、デストーションが5%以内という条件を余裕をもって満たしている。 Furthermore, the spherical aberration, astigmatism, and distortion of the optical system according to the second embodiment are as shown in FIG. It satisfies the conditions that the spherical aberration is within ± 0.1 mm, the astigmatism is within ± 0.1 mm, and the distortion is within 5%.
表7は、第3実施形態にかかる単焦点レンズにおけるrm(r1〜r6)、dm(d1〜d6)、nd、νdを示す表である。
また、表8は、第3実施形態にかかる単焦点レンズにおける面M1〜M4についての式(4)の各定数K、A4、A6、A8、A10、A12の値を示す表である。
上記第3実施形態の光学系において、第1レンズ1の焦点距離f1、第1レンズ1のパワーP1、第2レンズ2の焦点距離f2、第2レンズ2のパワーP2、光学系の全長L、Fナンバー、光学系全体の焦点距離f、イメージサークル半径Ih、L/Ih、h1、h2、及びh1/h2の各値は、以下の通りである。
In the optical system of the third embodiment, the focal length f1 of the
f1;1.73mm
P1;0.58
f2;3.83mm
P2;0.26
L;1.51mm
Fナンバー;2.80
f;1.31mm
Ih;0.90
L/Ih=1.68(1.65<L/Ih<1.89を満たす)
h1;0.36mm
h2;0.40mm
h1/h2;0.90(0.88<|h1/h2|を満たす)
f1; 1.73 mm
P1; 0.58
f2; 3.83 mm
P2; 0.26
L; 1.51mm
F number: 2.80
f; 1.31 mm
Ih; 0.90
L / Ih = 1.68 (satisfy 1.65 <L / Ih <1.89)
h1; 0.36 mm
h2; 0.40mm
h1 / h2; 0.90 (0.88 <| h1 / h2 | is satisfied)
さらに、第3実施の形態にかかる光学系の球面収差、非点収差、デストーションは、図8に示す通りである。球面収差が±0.1mm以内、非点収差が±0.1mm以内、デストーションが5%以内という条件を余裕をもって満たしている。 Furthermore, the spherical aberration, astigmatism, and distortion of the optical system according to the third embodiment are as shown in FIG. It satisfies the conditions that the spherical aberration is within ± 0.1 mm, the astigmatism is within ± 0.1 mm, and the distortion is within 5%.
表9は、第4の実施形態にかかる単焦点レンズにおけるrm(r1〜r6)、dm(d1〜d6)、nd、νdを示す表である。
また、表10は、第4実施形態にかかる単焦点レンズにおける面M1〜M4についての式(4)の各定数K、A4、A6、A8、A10、A12の値を示す表である。
上記第4実施形態の光学系において、第1レンズ1の焦点距離f1、第1レンズ1のパワーP1、第2レンズ2の焦点距離f2、第2レンズ2のパワーP2、光学系の全長L、Fナンバー、光学系全体の焦点距離f、イメージサークル半径Ih、L/Ih、h1、h2、及びh1/h2の各値は、以下の通りである。
In the optical system of the fourth embodiment, the focal length f1 of the
f1;1.73mm
P1;0.58
f2;4.20mm
P2;0.24
L;1.69mm
Fナンバー;2.80
f;1.40mm
Ih;0.90
L/Ih=1.88(1.65<L/Ih<1.89を満たす)
h1;0.31mm
h2;0.30mm
h1/h2;1.02(0.88<|h1/h2|を満たす)
f1; 1.73 mm
P1; 0.58
f2; 4.20mm
P2; 0.24
L; 1.69mm
F number: 2.80
f; 1.40 mm
Ih; 0.90
L / Ih = 1.88 (satisfy 1.65 <L / Ih <1.89)
h1; 0.31 mm
h2: 0.30 mm
h1 / h2; 1.02 (0.88 <| h1 / h2 | is satisfied)
さらに、第4実施形態にかかる光学系の球面収差、非点収差、デストーションは、図9に示す通りである。球面収差が±0.1mm以内、非点収差が±0.1mm以内、デストーションが5%以内という条件を余裕をもって満たしている。 Furthermore, the spherical aberration, astigmatism, and distortion of the optical system according to the fourth embodiment are as shown in FIG. It satisfies the conditions that the spherical aberration is within ± 0.1 mm, the astigmatism is within ± 0.1 mm, and the distortion is within 5%.
本発明者は、上述の実施形態1〜4のほかに、同様の多数の例について本願発明を検証しているが、その一部を実施例1〜13、比較例A〜Fとして掲げる。なお、これらの例については、h1、h2、h1/h2、L、及びL/Ihの各値を表11及び図10に掲げ、また、これらの各種収差を図11〜図17に掲げる。
表11並びに図10及びに図11〜図17からも明らかなように、比較例A〜Fとして掲げた例は、0.88<|h1/h2|、及び1.65<L/Ih<1.89の条件のうち、いずれか1以上を満たさない例であり、実施例1〜13として掲げた例は、0.88<|h1/h2|、及び1.65<L/Ih<1.89の両方の条件を満たすことによって、全長を短く抑えつつ、各種収差を所望範囲に収めることできた例である。 As is clear from Table 11 and FIG. 10 and FIGS. 11 to 17, the examples listed as Comparative Examples A to F are 0.88 <| h1 / h2 | and 1.65 <L / Ih <1. .89, any one or more of the conditions is not satisfied, and the examples listed as Examples 1 to 13 are 0.88 <| h1 / h2 | and 1.65 <L / Ih <1. This is an example in which various aberrations can be kept within a desired range while keeping the total length short by satisfying both of the conditions of 89.
図18は物体側面光線出射角度(A)及び像側光線出射角度(B)の説明図である。図19は実施例9及び比較例Dについて第2レンズ像側面の変曲点付近の光線出射角度の変異及び第2レンズ物体側面の変曲点付近の光線出射角度の変異であり、図20は実施例12及び比較例Bについて第2レンズ像側面の変曲点付近の光線出射角度の変異及び第2レンズ物体側面の変曲点付近の光線出射角度の変異であり、図21は実施例13及び比較例
Fついて第2レンズ像側面の変曲点付近の光線出射角度の変異及び第2レンズ物体側面の変曲点付近の光線出射角度の変異である。
FIG. 18 is an explanatory diagram of the object side ray emission angle (A) and the image side ray emission angle (B). FIG. 19 shows variations in the light exit angle near the inflection point on the second lens image side surface and variations in the light exit angle near the inflection point on the second lens object side surface in Example 9 and Comparative Example D. FIG. Example 12 and Comparative Example B are variations in the light exit angle near the inflection point on the second lens image side surface and variations in the light exit angle near the inflection point on the second lens object side surface. FIG. And for Comparative Example F, the variation in the light exit angle near the inflection point on the side surface of the second lens image and the variation in the light exit angle near the inflection point on the side surface of the second lens object.
上記図19〜21において、実施例9、12、13は、いずれも0.88<|h1/h2|、及び1.65<L/Ih<1.89の両方の条件を満たす例であるが、比較例B、D、Fは、いずれも1.65<L/Ih<1.89の条件は満たすが、0.88<|h1/h2|の条件は満たさない例である。これらの図から明らかなように、実施例9、12、13においては、撮像面4への入射角度の調整を像側の変曲点が担っており、光線を大きく曲げている。また、物体側の変曲点は像側変曲点の補助的な役割として、光線を少し曲げるに留まり、主な役割である負のパワーの調整に多くの重みをおくことで、負のパワーバランスが取れ、諸収差の補正が可能になる。
In FIGS. 19 to 21, Examples 9, 12, and 13 are examples that satisfy both the conditions of 0.88 <| h1 / h2 | and 1.65 <L / Ih <1.89. Comparative Examples B, D, and F are examples in which the condition of 1.65 <L / Ih <1.89 is satisfied but the condition of 0.88 <| h1 / h2 | is not satisfied. As is clear from these figures, in Examples 9, 12, and 13, the inflection point on the image side is responsible for adjusting the incident angle to the
これに対して、比較例B、D、Fの場合においては、撮像面4への入射角度の調整を像側の変曲点が担い、光線を大きく曲げてほしいが、物体側で光線を既に大きく曲げてしまい、像側変曲点は本来の役割を失い、ほとんど光線を曲げていないことがわかる。また物体側の変曲点主な役割は負のパワーの調整であるが、光線を曲げることに多くの役割を果たしてしまい、負のパワーバランスも崩れ、諸収差の補正も困難となっている。
On the other hand, in the case of Comparative Examples B, D, and F, the inflection point on the image side is responsible for adjusting the incident angle on the
本発明にかかる単焦点レンズは、特に、カメラモジュールを搭載した携帯電話や携帯型コンピュータ等に搭載されるCCD、CMOS等の固体撮像素子の撮像面に物体像を結像させる単焦点レンズとして利用することができる。 The single-focus lens according to the present invention is used as a single-focus lens for forming an object image on an imaging surface of a solid-state imaging device such as a CCD or CMOS mounted on a mobile phone or a portable computer equipped with a camera module. can do.
1 第1レンズ
2 第2レンズ
3 光学部材
4 撮像面
DESCRIPTION OF
Claims (1)
両面を非球面形状とされ、正のパワーを有する物体側に凸面を向けた中心近傍の形状と、周辺に行くに従い正のパワーが次第に弱まり周辺部で負のパワーを有する物体側に凹面を向けた形状とを有する第2レンズとを備え、
かつ、以下の条件式(1)、(2)を満足するように構成されていることを特徴とする単焦点レンズ。
1.65<L/Ih<1.89 ‥(1)
0.88<|h1/h2| ‥‥(2)
ただし、
L:光学全長
Ih:イメージサークル半径
h1:第2レンズの物体側面の変曲点の光軸からの高さ
h2:第2レンズの像側面の変曲点の光軸からの高さ In order from the object side, a meniscus first lens having a positive power with the object-side surface convex,
Both sides are aspherical, the shape near the center with the convex surface facing the object with positive power, and the positive power gradually weakens toward the periphery, with the concave surface facing the object side with negative power at the periphery A second lens having a shape,
In addition, the single focus lens is configured to satisfy the following conditional expressions (1) and (2).
1.65 <L / Ih <1.89 (1)
0.88 <| h1 / h2 | (2)
However,
L: Optical total length Ih: Image circle radius h1: Height from the optical axis of the inflection point on the object side surface of the second lens h2: Height from the optical axis of the inflection point on the image side surface of the second lens
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2008292494A JP2010117669A (en) | 2008-11-14 | 2008-11-14 | Single focus lens |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN102928963A (en) * | 2011-08-11 | 2013-02-13 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | Taking lens |
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2008
- 2008-11-14 JP JP2008292494A patent/JP2010117669A/en active Pending
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