JP2015001644A - Image capturing lens and image capturing device - Google Patents

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JP2015001644A
JP2015001644A JP2013126472A JP2013126472A JP2015001644A JP 2015001644 A JP2015001644 A JP 2015001644A JP 2013126472 A JP2013126472 A JP 2013126472A JP 2013126472 A JP2013126472 A JP 2013126472A JP 2015001644 A JP2015001644 A JP 2015001644A
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lens
imaging
image
projection
conditional expression
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JP2013126472A
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中村 健太郎
Kentaro Nakamura
中村  健太郎
将司 古後
Shoji Kogo
将司 古後
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
Konica Minolta Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image capturing lens which is compact, high-performing, and bright with an F-number of F2.8 or less, and to provide an image capturing device having the same.SOLUTION: An image capturing lens consists of four or more lenses comprising, in order from the object side, a positive group, consisting of a first lens L1 having negative refractive power and a second lens L2 having positive refractive power, and a negative group, and satisfies the following conditional expressions: νd2-νd1>20...(1), |P1/P2|<0.5...(2), L/2Y<0.76...(3), where νd1 represents an Abbe number of a material constituting the first lens, νd2 represents an Abbe number of a material constituting the second lens, P1 represents refractive power of the first lens, P2 represents refractive power of the second lens, L represents a distance (mm) from a most object side lens surface of the entire image capturing lens system to an image-side focal point along an optical axis, and 2Y represents a diagonal length (mm) of a projection surface of a solid-state image sensor (a diagonal length of a rectangular effective pixel area of the solid-state image sensor).

Description

本発明は、固体撮像素子によって検出される被写体像を結像させるための小型の撮像レンズ及びかかる撮像レンズを備える撮像装置に関する。   The present invention relates to a small imaging lens for forming a subject image detected by a solid-state imaging device and an imaging apparatus including the imaging lens.
近年、CCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサーあるいはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型イメージセンサー等の固体撮像素子を用いた小型の撮像装置が、携帯電話やPDA(Personal Digital Assistant)等の携帯端末、更にはノートパソコン等にも搭載されるようになり、遠隔地へ音声情報だけでなく画像情報も相互に伝送することが可能になっている。   In recent years, small-sized imaging devices using solid-state imaging devices such as CCD (Charge Coupled Device) type image sensors or CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensors have become portable terminals such as mobile phones and PDAs (Personal Digital Assistants), Furthermore, it is also installed in notebook personal computers and the like, and it is possible to transmit not only audio information but also image information to a remote place.
このような撮像装置に用いられる固体撮像素子においては、近年、画素サイズの小型化が進み、撮像素子の高画素化や小型化が図られている。さらに、撮像面を湾曲させることも可能になり、そのような撮像素子に最適な、小型で高性能を有する撮像レンズが求められるようになっている。   In the solid-state imaging device used in such an imaging apparatus, in recent years, the pixel size has been reduced, and the imaging device has been increased in size and size. Further, it is possible to curve the imaging surface, and there is a demand for a compact and high-performance imaging lens that is optimal for such an imaging device.
小型で高性能なレンズとして、3枚あるいは4枚構成のレンズに比べ収差補正機能が高く高性能化が可能であるという理由で、5枚構成の撮像レンズが提案されている。   As a small and high-performance lens, an imaging lens having a five-lens configuration has been proposed because of its high aberration correction function and higher performance compared to a three- or four-lens configuration.
特許文献1に、物体側から順に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、正の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズで構成し撮像レンズ全長(撮像レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離)の小型化を目指した、いわゆるテレフォトタイプの撮像レンズが開示されている。   In Patent Document 1, in order from the object side, a first lens having positive refractive power, a second lens having negative refractive power, a third lens having positive refractive power, a fourth lens having positive refractive power, a negative lens Of a so-called telephoto type that aims to reduce the overall length of the imaging lens (distance on the optical axis from the most object-side lens surface to the image-side focal point of the entire imaging lens system). An imaging lens is disclosed.
しかしながら、特許文献1に記載の撮像レンズは、光学全長の短縮化も不十分でF値もF3.0程度と暗いという問題がある。   However, the imaging lens described in Patent Document 1 has a problem that the optical total length is not sufficiently shortened and the F value is as dark as about F3.0.
一方、特許文献2には、固体撮像素子を湾曲させた撮像装置が開示されている。特許文献2によれば、固体撮像素子を多項式面形状に湾曲させることにより、レンズで発生する像面湾曲、歪曲収差をバランスよく補正し、小型で解像度の高い撮像装置を提供している。しかしながら、撮像レンズは1枚構成であるため色収差は十分に補正おらず、固体撮像素子はCIFサイズ(352画素×288画素)であることから、さらに高画素の固体撮像素子を用いて高性能を有する撮像装置を得ることは望めない。   On the other hand, Patent Document 2 discloses an imaging device in which a solid-state imaging element is curved. According to Patent Document 2, a solid-state imaging device is curved into a polynomial surface shape, thereby correcting the field curvature and distortion generated by the lens in a well-balanced manner, and providing a compact and high-resolution imaging apparatus. However, since the imaging lens has a single lens configuration, the chromatic aberration is not sufficiently corrected, and the solid-state imaging device has a CIF size (352 pixels × 288 pixels). It is not possible to obtain an imaging device having this.
特開2011−95513号公報JP 2011-95513 A 特開2004−356175号公報JP 2004-356175 A
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、小型かつ高性能で、F2.8以下と明るい撮像レンズ及び撮像装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the background art described above, and an object thereof is to obtain an imaging lens and an imaging apparatus that are small and have high performance and are bright at F2.8 or less.
ここで、小型の撮像レンズの尺度であるが、本発明では、以下の条件式(3)を満たすレベルの小型化を目指している。この範囲を満たすことで、撮像装置全体の小型軽量化が可能となる。
L/2Y<0.76 (3)
ただし、
L:撮像レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離(mm)
2Y:固体撮像素子の被投影面対角線長(固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長)(mm)
ここで、「像側焦点」とは、撮像レンズに光軸と平行な平行光線が入射した場合の像点をいう。
Here, although it is a scale of a small image pickup lens, the present invention aims at downsizing at a level satisfying the following conditional expression (3). By satisfying this range, the entire imaging apparatus can be reduced in size and weight.
L / 2Y <0.76 (3)
However,
L: Distance on the optical axis (mm) from the lens surface closest to the object side to the image-side focal point of the entire imaging lens system
2Y: Diagonal length of the projection surface of the solid-state imaging device (diagonal length of the rectangular effective pixel region of the solid-state imaging device) (mm)
Here, the “image side focus” refers to an image point when a parallel light beam parallel to the optical axis is incident on the imaging lens.
なお、撮像レンズの最も像側の面と像側焦点位置との間に、光学的ローパスフィルター、赤外線カットフィルター、又は固体撮像素子パッケージのシールガラス等の平行平板が配置される場合には、平行平板部分は空気換算距離としたうえで上記Lの値を計算するものとする。また、被投影面が湾曲している場合には、被投影面対角線長2Yは光軸からの高さではなく、湾曲した被投影面に沿った弧の長さを言うものとする。   When a parallel plate such as an optical low-pass filter, an infrared cut filter, or a seal glass of a solid-state imaging device package is disposed between the most image-side surface of the imaging lens and the image-side focal position, it is parallel. The flat plate portion is calculated as the above L value after the air conversion distance. When the projection surface is curved, the projected surface diagonal length 2Y is not the height from the optical axis, but the length of the arc along the curved projection surface.
また、本発明は、より望ましくは、以下の条件式(3)’を満たすような撮像レンズを対象としている。
L/2Y<0.70 (3)’
The present invention more preferably targets an imaging lens that satisfies the following conditional expression (3) ′.
L / 2Y <0.70 (3) '
上記課題を解決するため、本発明に係る撮像レンズは、固体撮像素子の被投影面に被写体像を結像させるための撮像レンズであって、前記撮像レンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズとからなる正群と、負群とから構成された4枚以上のレンズからなり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
νd2−νd1>20 (1)
|P1/P2|<0.5 (2)
L/2Y<0.76 (3)
ただし、
νd1:前記第1レンズを構成する材料のアッベ数
νd2:前記第2レンズを構成する材料のアッベ数
P1:前記第1レンズの屈折力
P2:前記第2レンズの屈折力
L:撮像レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離(mm)
2Y:固体撮像素子の被投影面対角線長(固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長)(mm)
In order to solve the above problems, an imaging lens according to the present invention is an imaging lens for forming a subject image on a projection surface of a solid-state imaging device, and the imaging lens is negatively refracted in order from the object side. It consists of four or more lenses composed of a first lens having power, a second lens having positive refractive power, and a negative group, and satisfies the following conditional expression: To do.
νd2-νd1> 20 (1)
| P1 / P2 | <0.5 (2)
L / 2Y <0.76 (3)
However,
νd1: Abbe number of the material constituting the first lens νd2: Abbe number of the material constituting the second lens P1: Refracting power of the first lens P2: Refracting power L of the second lens L: Entire imaging lens system Distance on the optical axis from the lens surface closest to the object side to the focal point on the image side (mm)
2Y: Diagonal length of the projection surface of the solid-state imaging device (diagonal length of the rectangular effective pixel region of the solid-state imaging device) (mm)
本発明の撮像レンズは、上記のように、物体側より順に、比較的弱い負の屈折力を有する第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズからなる正群と、それ以降のレンズからなる負群の配置となる、いわゆるテレフォトタイプである。このレンズ構成は、撮像レンズ全長の短縮すなわち撮像レンズや撮像装置の小型化に有利な構成である。   As described above, the imaging lens of the present invention includes, in order from the object side, a first lens having a relatively weak negative refractive power, a positive lens composed of a second lens having a positive refractive power, and subsequent lenses. This is a so-called telephoto type in which a negative group consisting of This lens configuration is advantageous for shortening the overall length of the imaging lens, that is, for reducing the size of the imaging lens and the imaging apparatus.
条件式(1)は、光学系の色収差を適切に補正するための条件式である。具体的には、条件式(1)の値が下限を上回ることで、負の屈折力を有する第1レンズの分散が正の屈折力を有する第2レンズの分散よりも小さく、かつレンズ材料の分散に十分な差を持たせられるため色収差の補正に有利となる。   Conditional expression (1) is a conditional expression for appropriately correcting the chromatic aberration of the optical system. Specifically, when the value of conditional expression (1) exceeds the lower limit, the dispersion of the first lens having negative refractive power is smaller than the dispersion of the second lens having positive refractive power, and the lens material Since there is a sufficient difference in dispersion, it is advantageous for correcting chromatic aberration.
条件式(2)は、負の屈折力を有する第1レンズと正の屈折力を有する第2レンズからなる正群が、いわゆるテレフォトタイプを実現するために、十分な正の屈折力を有するための条件式である。具体的には、条件式(2)の値が上限を下回ることで、正群に十分な正の屈折力を持たせることができ、テレフォト性が強まり全長を短縮化できる。   Conditional expression (2) indicates that the positive group consisting of the first lens having negative refractive power and the second lens having positive refractive power has sufficient positive refractive power to realize a so-called telephoto type. Is a conditional expression. Specifically, when the value of conditional expression (2) is below the upper limit, the positive group can have a sufficient positive refractive power, the telephoto property can be enhanced, and the overall length can be shortened.
条件式(3)は、条件式(1)、(2)による色収差の補正と全長短縮とを両立させるのに適した光学全長と最大像高の関係を規定している。具体的には、条件式(3)の値が上限を下回ることで、いわゆる携帯電話に搭載されるような小型の撮像装置に最適な低背の撮像レンズを提供できる。   Conditional expression (3) defines the relationship between the optical total length and the maximum image height suitable for achieving both the correction of chromatic aberration according to conditional expressions (1) and (2) and the shortening of the total length. Specifically, when the value of conditional expression (3) is less than the upper limit, it is possible to provide a low-profile imaging lens that is optimal for a small-sized imaging device mounted on a so-called mobile phone.
請求項2に記載の撮像レンズは、請求項1に記載の発明において、前記第1レンズは、像側が凹面であり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.12<Dc<0.25 (4)
1.0<De/Dc<1.5 (5)
ただし、
De:前記第1レンズの光学面最周辺部における光軸方向の厚み(mm)
Dc:前記第1レンズの光学面中心部における光軸方向の厚み(mm)
According to a second aspect of the present invention, there is provided the imaging lens according to the first aspect, wherein the first lens has a concave surface on the image side and satisfies the following conditional expression.
0.12 <Dc <0.25 (4)
1.0 <De / Dc <1.5 (5)
However,
De: thickness in the optical axis direction (mm) at the outermost peripheral portion of the optical surface of the first lens
Dc: thickness in the optical axis direction at the center of the optical surface of the first lens (mm)
条件式(4)は、最適な第1レンズの厚みと、全長の短縮に有利となる条件を規定する式である。具体的には、条件式(4)の値が下限を上回ると第1レンズが薄くなりすぎず、成形性が良好となる。一方、条件式(4)の値が上限を下回ると第1レンズが厚くなりすぎず、全長の短縮に有利となる。   Conditional expression (4) is an expression that defines the optimum thickness of the first lens and conditions that are advantageous for shortening the overall length. Specifically, if the value of conditional expression (4) exceeds the lower limit, the first lens will not be too thin and the moldability will be good. On the other hand, if the value of conditional expression (4) is below the upper limit, the first lens will not be too thick, which is advantageous for shortening the overall length.
また、条件式(5)は、第1レンズの形状を規定する条件式である。条件式(5)を満たすことにより適切な屈折力を与えることができ、色収差と全長短縮の両立を図ることができる。具体的に、条件式(5)の値が下限を上回ると、色収差の補正が良好となる。一方、条件式(5)の値が上限を下回ると、負の屈折力が大きくなりすぎず、結果として第1レンズと第2レンズからなる正群の屈折力が大きくなり、いわゆるテレフォト性が強くなることで全長短縮に有利となる。   Conditional expression (5) is a conditional expression that defines the shape of the first lens. By satisfying conditional expression (5), appropriate refractive power can be given, and both chromatic aberration and overall length reduction can be achieved. Specifically, when the value of conditional expression (5) exceeds the lower limit, the correction of chromatic aberration is good. On the other hand, if the value of conditional expression (5) is less than the upper limit, the negative refractive power does not increase too much, and as a result, the refractive power of the positive group consisting of the first lens and the second lens increases, and so-called telephoto property is strong. This is advantageous for shortening the overall length.
請求項3に記載の撮像レンズは、請求項1又は2に記載の発明において、前記第3レンズは、像側に凹面を向けた形状であり、以下の条件式を満足することを特徴とする。
1.0<(r5+r6)/(r5−r6)<8.0 (6)
ただし、
r5:前記第3レンズ物体側面の曲率半径(mm)
r6:前記第3レンズ像側面の曲率半径(mm)
According to a third aspect of the present invention, in the image pickup lens according to the first or second aspect, the third lens has a shape with a concave surface facing the image side, and satisfies the following conditional expression: .
1.0 <(r5 + r6) / (r5-r6) <8.0 (6)
However,
r5: radius of curvature (mm) of the side surface of the third lens object
r6: radius of curvature (mm) of the side surface of the third lens image
条件式(6)は、第3レンズのシェーピングファクターを適切に設定するための条件式である。条件式(6)の下限値を上回ることによって、第3レンズの主点位置が像側に移動し、第1レンズと第2レンズとの主点間隔が広くなり、第2レンズと第3レンズとの合成焦点距離を保ちつつ、第2レンズと第3レンズの屈折力を低下することができるので、各収差の発生を抑えることができ、さらに製造誤差の影響を小さくすることができるので、量産性が良くなる。一方、条件式(6)の上限値を下回ることによって、像側面の曲率半径の増大によるコマ、フレア等の高次収差の発生を抑えることができる。   Conditional expression (6) is a conditional expression for appropriately setting the shaping factor of the third lens. When the lower limit of conditional expression (6) is exceeded, the principal point position of the third lens moves to the image side, the distance between the principal points of the first lens and the second lens increases, and the second lens and the third lens. Since the refractive power of the second lens and the third lens can be reduced while maintaining the combined focal length with the above, the occurrence of each aberration can be suppressed, and the influence of manufacturing errors can be reduced. Mass productivity is improved. On the other hand, by falling below the upper limit value of conditional expression (6), it is possible to suppress the occurrence of higher-order aberrations such as coma and flare due to an increase in the radius of curvature of the image side surface.
上述のような観点から、より望ましくは、以下の式を満たすことである。
1.1<(r5+r6)/(r5−r6)<3.0 (6)’
From the above viewpoint, it is more desirable to satisfy the following expression.
1.1 <(r5 + r6) / (r5-r6) <3.0 (6) ′
請求項4に記載の撮像レンズは、請求項1〜3のいずれかに記載の発明において、以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.7<Y/f<1.30 (7)
ただし、
Y:最大像高(mm)
f:撮像レンズ全系の焦点距離(mm)
The imaging lens of Claim 4 satisfies the following conditional expressions in the invention of any one of Claims 1-3.
0.7 <Y / f <1.30 (7)
However,
Y: Maximum image height (mm)
f: Focal length of the entire imaging lens system (mm)
条件式(7)は、撮像レンズとしての高性能低背光学系に最適な全系の焦点距離と最大像高の比率の条件を規定する式である。条件式(7)の値が上限を下回ると焦点距離が短くなりすぎず、画角が大きくなりすぎないため、倍率色収差の補正が良好となり高性能を維持することができる。一方、条件式(7)の値が下限を上回ると焦点距離が長くなりすぎず、低背化に有利な構成となる。   Conditional expression (7) is an expression that prescribes the condition of the ratio between the focal length of the entire system and the maximum image height that is optimal for a high-performance low-back optical system as an imaging lens. If the value of conditional expression (7) is less than the upper limit, the focal length will not become too short and the angle of view will not become too large, so that correction of lateral chromatic aberration will be good and high performance can be maintained. On the other hand, if the value of conditional expression (7) exceeds the lower limit, the focal length will not be too long, and the configuration will be advantageous for reducing the height.
請求項5に記載の撮像レンズは、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記第1レンズと前記第2レンズとの間に、開口絞りが配置されていることを特徴とする。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the imaging lens according to any one of the first to fourth aspects, wherein an aperture stop is disposed between the first lens and the second lens. .
第1レンズと第2レンズとの間に開口絞りを配置することで、第1レンズの物体側面を通過する周辺マージナル光線の屈折角が大きくなりすぎず、撮像レンズの小型化と良好な収差補正とを両立することができる。   By arranging an aperture stop between the first lens and the second lens, the refraction angle of the peripheral marginal ray passing through the object side surface of the first lens does not become too large, and the imaging lens is downsized and good aberration correction is performed. And both.
請求項6に記載の撮像レンズは、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、前記第1レンズの物体側面の面頂点より像側であって、前記第1レンズの物体側面の最周辺部より物体側に、開口絞りが配置されていることを特徴とする。   According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the imaging lens according to any one of the first to fourth aspects, wherein the imaging lens is located on the image side from the surface apex of the object side surface of the first lens, and is closest to the object side surface of the first lens. An aperture stop is arranged closer to the object side than the periphery.
第1レンズの物体側面の光軸上の位置より像側であって、第1レンズの物体側面の最周辺部より物体側に、開口絞りを配置することで、第1レンズの物体側面での屈折角を小さくすることができるので、第1レンズで発生する高次の球面収差やコマ収差の発生を抑えることができる。また、第1レンズを通過する光線高さを小さくすることができるので、第1レンズの縁厚を確保しやすくすることができ、成形性を向上させることが可能となる。   By disposing an aperture stop closer to the image side than the position on the optical axis of the object side surface of the first lens and closer to the object side than the most peripheral part of the object side surface of the first lens, Since the refraction angle can be reduced, the occurrence of higher-order spherical aberration and coma generated in the first lens can be suppressed. In addition, since the height of the light beam passing through the first lens can be reduced, the edge thickness of the first lens can be easily ensured, and the moldability can be improved.
請求項7に記載の撮像装置は、請求項1から6までのいずれか1項に記載の撮像レンズと、固体撮像素子とを有することを特徴とする。   An imaging apparatus according to a seventh aspect includes the imaging lens according to any one of the first to sixth aspects and a solid-state imaging element.
本発明に係る撮像装置は、上述の撮像レンズを有する。本発明の撮像レンズを用いることで、小型かつ高性能な撮像装置を提供することができる。   An imaging apparatus according to the present invention has the above-described imaging lens. By using the imaging lens of the present invention, a small and high-performance imaging device can be provided.
上述した本発明の撮像レンズは、被投影面が、従来のフィルムカメラのような長辺方向のみの湾曲ではなく、画面周辺部に向かう任意の断面で物体側へ倒れるような3次元的な湾曲面である場合にも最適な構成をとることができる。   In the imaging lens of the present invention described above, the projection surface is not curved only in the long side direction as in a conventional film camera, but is three-dimensionally curved such that it falls to the object side at an arbitrary cross section toward the periphery of the screen. Even in the case of a plane, an optimum configuration can be taken.
固体撮像素子の撮像面を湾曲させる試みがある。湾曲した撮像面を被投影面として用いることで、撮像装置の小型化と高性能化とを両立させることができる。より具体的には、被投影面を撮像レンズ側に湾曲させると、被投影面に入射する光束の主光線入射角の補正、いわゆるテレセントリック特性の補正に有利となる。つまり、被投影面が平面の場合より、周辺で撮像レンズ側に向かって湾曲している場合の方が、被投影面に入射する光束の主光線入射角が小さくなるため、撮像レンズでテレセントリック特性の補正を十分に行わなくても、開口効率が減少せずシェーディングの発生を抑えることができる。また、像面湾曲、歪曲収差、コマ収差等の補正が容易になり、小型化も可能になる。ここで、被投影面を湾曲形状とする場合、被投影面の湾曲形状が、画面の長辺方向と短辺方向のどちらも同様に画面周辺部に向かって物体側へ倒れるように湾曲していることを前提としているが、その形状は球必ずしも球面形状である必要はなく、非球面形状、放物面形状、XY多項式面形状等、任意の数式で表現できる面形状であればいずれでもよく、レンズ系で発生する像面湾曲の形状にフィットするような形状とすることで、画面全体にわたり性能を向上させることが可能となる。   There is an attempt to curve the imaging surface of the solid-state imaging device. By using a curved imaging surface as the projection surface, both downsizing and high performance of the imaging device can be achieved. More specifically, curving the projection surface toward the imaging lens is advantageous for correcting the chief ray incident angle of a light beam incident on the projection surface, that is, correcting so-called telecentric characteristics. In other words, the chief ray incidence angle of the light beam incident on the projection surface is smaller when the projection surface is curved toward the imaging lens side than when the projection surface is flat, so the telecentric characteristics of the imaging lens Even if this correction is not performed sufficiently, the aperture efficiency is not reduced and the occurrence of shading can be suppressed. In addition, correction of field curvature, distortion, coma, etc. is facilitated, and miniaturization is also possible. Here, when the projection surface has a curved shape, the curved shape of the projection surface is curved so that both the long side direction and the short side direction of the screen are tilted toward the object side toward the periphery of the screen. However, the shape of the sphere is not necessarily a spherical shape, and any surface shape can be used as long as it can be expressed by an arbitrary mathematical expression such as an aspherical shape, a parabolic shape, or an XY polynomial surface shape. By adopting a shape that fits the shape of the curvature of field generated in the lens system, the performance can be improved over the entire screen.
請求項8に記載の撮像装置は、請求項7に記載の発明において、前記固体撮像素子における被投影面が3次元的に湾曲しており、以下の条件式を満足する。
−8.0<RI/Y<−1.0 (8)
ただし、
RI:前記被投影面の曲率半径(mm)
Y:最大像高(mm)
According to an eighth aspect of the present invention, in the invention of the seventh aspect, the projection surface of the solid-state imaging device is curved three-dimensionally and satisfies the following conditional expression.
−8.0 <RI / Y <−1.0 (8)
However,
RI: radius of curvature of the projection surface (mm)
Y: Maximum image height (mm)
被投影面(撮像面)を球面形状とすることで、被投影面が複雑な形状とならず、被投影面又は撮像面を湾曲させる製造プロセスの難易度を低減させることができる。条件式(8)は、被投影面の湾曲量を適切に設定するための条件を規定する式である。条件式(8)の値が下限を上回ると、被投影面の湾曲量を適度に維持することができ、撮像レンズでのテレセントリック特性や像面湾曲の補正負担が増大することを防げるため、ペッツバール和が小さくなり過ぎず、コマ収差や色収差を良好に補正できる。一方、条件式(8)の値が上限を下回ると、被投影面の湾曲量が大きくなり過ぎず、像面湾曲の補正過剰を防ぐことができる。また、撮像レンズの最終面と被投影面とが近づきすぎるのを防ぎ、IRカットフィルター等の平行平板を挿入するための空気間隔を充分に確保できる。ここで、最大像高Yは光軸からの高さではなく、湾曲した被投影面又は撮像面に沿った弧の長さを言うものとする。   By making the projection surface (imaging surface) spherical, the projection surface does not have a complicated shape, and the difficulty of the manufacturing process for bending the projection surface or the imaging surface can be reduced. Conditional expression (8) is an expression that defines conditions for appropriately setting the amount of curvature of the projection surface. If the value of conditional expression (8) exceeds the lower limit, the amount of curvature of the projection surface can be maintained moderately, and the telecentric characteristics and the field curvature correction burden on the imaging lens can be prevented from increasing. The sum does not become too small, and coma and chromatic aberration can be corrected well. On the other hand, if the value of conditional expression (8) is below the upper limit, the amount of curvature of the projection surface does not become too large, and it is possible to prevent overcorrection of field curvature. Further, it is possible to prevent the final surface of the imaging lens from being too close to the projection surface, and to sufficiently secure an air space for inserting a parallel plate such as an IR cut filter. Here, the maximum image height Y is not the height from the optical axis, but the length of the arc along the curved projection surface or imaging surface.
上述のような観点から、より望ましくは以下の式を満たすことである。
−7.0<RI/Y<−1.5 (8)’
From the above viewpoint, it is more desirable to satisfy the following expression.
−7.0 <RI / Y <−1.5 (8) ′
請求項9に記載の撮像装置は、請求項7に記載の発明において、前記固体撮像素子における被投影面が3次元的に湾曲しており、前記被投影面の湾曲量が、以下の条件式を満足する。
0.05<SAGI/Y<1.50 (9)
ただし、
SAGI:前記被投影面の光軸方向の最大変位量(mm)
Y:最大像高(mm)
The imaging apparatus according to a ninth aspect is the invention according to the seventh aspect, wherein the projection surface of the solid-state imaging element is three-dimensionally curved, and the amount of curvature of the projection surface is expressed by the following conditional expression: Satisfied.
0.05 <SAGI / Y <1.50 (9)
However,
SAGI: Maximum displacement of the projection surface in the optical axis direction (mm)
Y: Maximum image height (mm)
条件式(9)は、被投影面の湾曲量を適切に設定するための条件を規定する式である。条件式(9)の値が下限を上回ると、被投影面又は撮像面の湾曲量を適度に維持することができ、撮像レンズでのテレセントリック特性や像面湾曲の補正負担が増大することを防げるため、ペッツバール和が小さくなり過ぎず、コマ収差や色収差を良好に補正できる。一方、条件式(9)の値が上限を下回ると、被投影面又は撮像面の湾曲量が大きくなり過ぎることによって像面湾曲の補正が過剰となることを防ぐことができる。また、撮像レンズの最終面と被投影面とが近づきすぎるのを防ぎ、IRカットフィルター等を挿入するための空気間隔を充分に確保できる。ここで、最大像高Yは光軸からの高さではなく、湾曲した被投影面又は撮像面に沿った弧の長さを言うものとする。   Conditional expression (9) is an expression that defines conditions for appropriately setting the amount of curvature of the projection surface. When the value of conditional expression (9) exceeds the lower limit, the amount of curvature of the projection surface or the imaging surface can be maintained moderately, and it is possible to prevent an increase in the telecentric characteristics and the field curvature correction burden on the imaging lens. Therefore, the Petzval sum does not become too small, and coma and chromatic aberration can be corrected well. On the other hand, if the value of conditional expression (9) is less than the upper limit, it is possible to prevent the field curvature from being excessively corrected due to an excessively large curvature amount of the projection surface or the imaging surface. Further, it is possible to prevent the final surface of the imaging lens from being too close to the projection surface, and to sufficiently secure an air space for inserting an IR cut filter or the like. Here, the maximum image height Y is not the height from the optical axis, but the length of the arc along the curved projection surface or imaging surface.
上述のような観点から、より望ましくは以下の式を満たすことである。
0.10<SAGI/Y<1.20 (9)’
From the above viewpoint, it is more desirable to satisfy the following expression.
0.10 <SAGI / Y <1.20 (9) '
本発明によれば、小型かつ高性能で、F2.8以下と明るい撮像レンズ及び撮像装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide an imaging lens and an imaging apparatus that are small and have high performance and are bright at F2.8 or less.
本実施の形態にかかる撮像ユニット50の斜視図である。It is a perspective view of the imaging unit 50 concerning this Embodiment. 撮像ユニット50の撮像光学系の光軸に沿った断面を模式的に示した図である。3 is a diagram schematically showing a cross section along the optical axis of an imaging optical system of the imaging unit 50. FIG. 撮像ユニットを適用した携帯端末としてのスマートフォンの正面図(a)、及び撮像ユニットを適用したスマートフォンの背面図(b)である。It is the front view (a) of the smart phone as a portable terminal to which an imaging unit is applied, and the back view (b) of the smart phone to which the imaging unit is applied. 図3のスマートフォンの制御ブロック図である。It is a control block diagram of the smart phone of FIG. 実施例1の撮像レンズの光軸方向断面図である。3 is a cross-sectional view in the optical axis direction of the imaging lens of Example 1. FIG. 実施例1の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。FIG. 4 is an aberration diagram of Example 1 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)). 実施例2の撮像レンズの光軸方向断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view in the optical axis direction of the imaging lens of Example 2. 実施例2の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 2 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)).
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態にかかる撮像ユニット(撮像装置)50の斜視図であり、図2は、撮像ユニット50の撮像レンズの光軸に沿った断面を模式的に示した図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an imaging unit (imaging device) 50 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section along the optical axis of the imaging lens of the imaging unit 50.
図1、2に示すように、撮像ユニット50は、光電変換部51aを有する固体撮像素子としてのCMOS型撮像素子51と、この撮像素子51の光電変換部51aに被写体像を撮像させる撮像レンズ10と、撮像素子51を保持すると共にその電気信号の送受を行う基板52と、物体側からの光入射用の開口部を有し遮光部材からなる鏡筒としての筐体53とを備え、これらが一体的に形成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the imaging unit 50 includes a CMOS type imaging device 51 as a solid-state imaging device having a photoelectric conversion unit 51 a and an imaging lens 10 that causes the photoelectric conversion unit 51 a of the imaging device 51 to image a subject image. A substrate 52 that holds the image sensor 51 and transmits / receives an electric signal thereof, and a housing 53 as a lens barrel that has an opening for light incidence from the object side and is made of a light shielding member. It is integrally formed.
図2に示すように、撮像素子51は、その受光側の平面の中央部に、画素(光電変換素子)が2次元的に配置された、受光部としての光電変換部51aが形成されており、その周囲には信号処理回路(不図示)が形成されている。かかる信号処理回路は、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等から構成されている。また、撮像素子51の受光側の平面の外縁近傍には、多数のパッド(図示略)が配置されており、ワイヤ(不図示)を介して基板52に接続されている。撮像素子51は、光電変換部51aからの信号電荷をデジタルYUV信号等の画像信号等に変換し、ワイヤ(不図示)を介して基板52上の所定の回路に出力する。ここで、Yは輝度信号、U(=R−Y)は赤と輝度信号との色差信号、V(=B−Y)は青と輝度信号との色差信号である。なお、撮像素子は上記CMOS型のイメージセンサに限定されるものではなく、CCD等の他のものを使用しても良い。尚、撮像素子51の被投影面としての光電変換部51aは湾曲していても良い。   As shown in FIG. 2, the imaging element 51 has a photoelectric conversion part 51 a as a light receiving part in which pixels (photoelectric conversion elements) are two-dimensionally arranged at the center of the plane on the light receiving side. A signal processing circuit (not shown) is formed around the periphery. Such a signal processing circuit includes a drive circuit unit that sequentially drives each pixel to obtain a signal charge, an A / D conversion unit that converts each signal charge into a digital signal, and a signal that forms an image signal output using the digital signal. It consists of a processing unit and the like. A number of pads (not shown) are arranged in the vicinity of the outer edge of the plane on the light receiving side of the image sensor 51, and are connected to the substrate 52 via wires (not shown). The image sensor 51 converts the signal charge from the photoelectric conversion unit 51a into an image signal such as a digital YUV signal, and outputs it to a predetermined circuit on the substrate 52 via a wire (not shown). Here, Y is a luminance signal, U (= R−Y) is a color difference signal between red and the luminance signal, and V (= BY) is a color difference signal between blue and the luminance signal. Note that the image sensor is not limited to the above CMOS image sensor, and other devices such as a CCD may be used. Note that the photoelectric conversion unit 51a as the projection surface of the image sensor 51 may be curved.
基板52は、その上面で撮像素子51及び筐体53を支持している。図示していないが、基板52は多数の信号伝達用パッドを有しており、不図示の配線を介して撮像素子51と接続されている。   The substrate 52 supports the image sensor 51 and the housing 53 on the upper surface thereof. Although not shown, the substrate 52 has a large number of signal transmission pads, and is connected to the image sensor 51 via wiring (not shown).
図2において、基板52は、外部回路(例えば、撮像ユニットを実装した上位装置が有する制御回路)とを接続し、外部回路から撮像素子51を駆動するための電圧やクロック信号の供給を受けたり、また、デジタルYUV信号を外部回路ヘ出力したりすることを可能とする。   In FIG. 2, a substrate 52 is connected to an external circuit (for example, a control circuit included in a host device on which an imaging unit is mounted), and receives a voltage and a clock signal for driving the imaging element 51 from the external circuit. In addition, the digital YUV signal can be output to an external circuit.
図2において、筐体53は、基板52における撮像素子51が設けられた面上に、撮像素子51を覆うようにして固定配置されている。即ち、筐体53は、撮像素子51側の部分が撮像素子51を囲むように広く開口されると共に、他端部(物体側端部)が小開口を有するフランジ部53aを形成しており、基板52上に撮像素子51側の端部(像側端部)が当接固定されている。   In FIG. 2, the housing 53 is fixedly disposed on the surface of the substrate 52 on which the image sensor 51 is provided so as to cover the image sensor 51. That is, the casing 53 is wide open so that the part on the image sensor 51 side surrounds the image sensor 51, and the other end (object side end) forms a flange 53a having a small opening. An end on the image sensor 51 side (image side end) is abutted and fixed on the substrate 52.
尚、撮像レンズ10と撮像素子51との間において、IRカットフィルタ(又はカバーガラス)を設けてもよい。又、図示していないが、開口絞りは、第1レンズL1と第2レンズL2との間、もしくは第1レンズL1の物体側面の面頂点より像側であって、第1レンズL1の物体側面の最周辺部より物体側に配置されていると好ましい。   Note that an IR cut filter (or cover glass) may be provided between the imaging lens 10 and the imaging element 51. Although not shown, the aperture stop is located between the first lens L1 and the second lens L2 or on the image side from the surface vertex of the object side surface of the first lens L1, and the object side surface of the first lens L1. It is preferable that it is disposed closer to the object side than the outermost peripheral part.
筐体53内に配置された撮像レンズ10は、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズL1と、正の屈折力を有する第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と第5レンズL5とを有する。レンズL1,L2が正群を構成し、レンズL3,L4,L5が、負群を構成する。更に、以下の条件式を満足する。
νd2−νd1>20 (1)
|P1/P2|<0.5 (2)
L/2Y<0.76 (3)
ただし、
νd1:第1レンズL1を構成する材料のアッベ数
νd2:第2レンズL2を構成する材料のアッベ数
P1:第1レンズL1の屈折力
P2:第2レンズL2の屈折力
L:撮像レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離(mm)
2Y:固体撮像素子の被投影面対角線長(固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長)(mm)
The imaging lens 10 disposed in the housing 53 includes, in order from the object side, a first lens L1 having a negative refractive power, a second lens L2 having a positive refractive power, a third lens L3, and a fourth lens. It has a lens L4 and a fifth lens L5. The lenses L1 and L2 constitute a positive group, and the lenses L3, L4 and L5 constitute a negative group. Furthermore, the following conditional expression is satisfied.
νd2-νd1> 20 (1)
| P1 / P2 | <0.5 (2)
L / 2Y <0.76 (3)
However,
νd1: Abbe number of the material constituting the first lens L1 νd2: Abbe number of the material constituting the second lens L2 P1: refractive power P2 of the first lens L1: refractive power L of the second lens L2: entire imaging lens system Distance on the optical axis from the lens surface closest to the object side to the focal point on the image side (mm)
2Y: Diagonal length of the projection surface of the solid-state imaging device (diagonal length of the rectangular effective pixel region of the solid-state imaging device) (mm)
各レンズのフランジ間、及び第5レンズL5と基板52間には、スペーサSPが配置されてなり、光軸間距離を適正に維持している。   Spacers SP are arranged between the flanges of the lenses and between the fifth lens L5 and the substrate 52, and the distance between the optical axes is properly maintained.
上述した撮像ユニット50の動作について説明する。図3は、撮像ユニット50を携帯端末としてのスマートフォン100に装備した状態を示す図である。また、図4はスマートフォン100の制御ブロック図である。   The operation of the imaging unit 50 described above will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the imaging unit 50 is mounted on the smartphone 100 as a mobile terminal. FIG. 4 is a control block diagram of the smartphone 100.
撮像ユニット50は、例えば、筐体53の物体側端面がスマートフォン100の背面(図3(b)参照)に設けられ、タッチパネル70の裏側に相当する位置に配設される。   In the imaging unit 50, for example, the object-side end surface of the housing 53 is provided on the back surface of the smartphone 100 (see FIG. 3B), and is disposed at a position corresponding to the back side of the touch panel 70.
撮像ユニット50は、スマートフォン100の制御部101と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部101側に出力する。   The imaging unit 50 is connected to the control unit 101 of the smartphone 100 and outputs an image signal such as a luminance signal or a color difference signal to the control unit 101 side.
一方、スマートフォン100は、図4に示すように、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部(CPU)101と、番号等をキーにより指示入力するための入力部60と、所定のデータの他に撮像した映像等を表示する液晶表示部70と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部80と、携帯電話機100のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ID等の必要な諸データを記憶している記憶部(ROM)91と、制御部101によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像ユニット50により得られた撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる及び一時記憶部(RAM)92とを備えている。   On the other hand, as shown in FIG. 4, the smartphone 100 performs overall control of each unit, and also inputs a control unit (CPU) 101 that executes a program corresponding to each process, and inputs a number and the like with a key. Unit 60, a liquid crystal display unit 70 for displaying captured images in addition to predetermined data, a wireless communication unit 80 for realizing various information communication with an external server, a system program for mobile phone 100, Obtained by a storage unit (ROM) 91 storing various processing programs and necessary data such as a terminal ID, and various processing programs and data executed by the control unit 101, or processing data, or the imaging unit 50 And a temporary storage unit (RAM) 92 that is used as a work area for temporarily storing imaging data and the like.
スマートフォン100は、入力キー部60の操作によって動作し、タッチパネル(表示部)70に表示されたアイコン71等をタッチすることで、撮像ユニット50を動作させて撮像を行うことができる。撮像ユニット50から入力された画像信号は、制御部101で後述する画像処理を施され、上記スマートフォン100の制御系により、記憶部92に記憶されたり、或いはタッチパネル70で表示され、さらには、無線通信部80を介して映像情報として外部に送信される。   The smartphone 100 operates by operating the input key unit 60, and touches an icon 71 or the like displayed on the touch panel (display unit) 70, whereby the imaging unit 50 can be operated to perform imaging. The image signal input from the imaging unit 50 is subjected to image processing to be described later in the control unit 101, stored in the storage unit 92 or displayed on the touch panel 70 by the control system of the smartphone 100, and wirelessly It is transmitted to the outside as video information via the communication unit 80.
[実施例]
以下、本発明の撮像レンズの実施例を示す。各実施例において、非球面係数が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にX軸をとり、光軸と垂直方向の高さをhとして以下の「数1」で表す。
[Example]
Examples of the imaging lens of the present invention will be shown below. In each example, the surface on which the aspheric coefficient is described is a surface having an aspheric shape, and the aspheric shape has an apex at the surface as an origin, an X axis in the optical axis direction, and is perpendicular to the optical axis. The height of the direction is represented by the following “Equation 1” where h.
ただし、
Ai:i次の非球面係数
R :曲率半径
K :円錐定数
However,
Ai: i-order aspheric coefficient R: radius of curvature K: conic constant
(実施例1)
実施例1のレンズデータを表1に示す。なお、これ以降(表のレンズデータを含む)において、10のべき乗数(たとえば2.5×10-02)を、E(たとえば2.5E−02)を用いて表すものとする。
Example 1
Table 1 shows lens data of Example 1. In the following (including the lens data in the table), a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −02 ) is expressed using E (for example, 2.5E-02).
[表1]
実施例1

面 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数
物体 ∞ ∞
L1-S1 2.0143 0.220 1.6347 23.9
L1-S2 1.4161 0.092
L2-S1 2.0960 0.732 1.5447 56.0
L2-S2 -1.5949 0.050
L3-S1 1.6790 0.170 1.6347 23.9
L3-S2 1.2522 0.665
L4-S1 -4.0584 0.333 1.6347 23.9
L4-S2 -13.2778 0.076
L5-S1 1.5765 0.630 1.5447 56.0
L5-S2 1.0782 0.828
像面 ∞

非球面係数

S1(物体側面) S2(像側面)
L1 K= 1.3772E+00 K= 1.0718E+00
A3= -1.6937E-02 A3= 2.0097E-02
A4= -1.6687E-01 A4= -3.1972E-01
A5= -3.5116E-01 A5= 2.1244E-01
A6= 6.0156E-02 A6= -9.9238E-01
A8= 3.1708E-01 A8= 1.4030E+00
A10= -1.7744E-01 A10= -8.6635E-01
L2 K= 1.0036E+00 K= 1.7133E+00
A4= 1.2374E-01 A4= 1.9554E-01
A6= -5.4492E-01 A6= -2.3209E-01
A8= 7.4008E-01 A8= 2.7978E-01
A10= -6.7191E-01 A10= -2.1712E-01
L3 K= -8.2528E+00 K= -6.4686E+00
A3= 1.0100E-02 A3= 5.6798E-04
A4= 2.0485E-02 A4= 5.7955E-02
A5= 7.9116E-02 A5= 7.3589E-02
A6= 6.9695E-02 A6= 2.2527E-02
A8= -4.4525E-01 A8= -1.4887E-01
A10= 4.6803E-01 A10= 4.9939E-02
A12= -2.6329E-01
L4 K= 5.5738E+00 K= -8.8068E+01
A3= -3.9461E-02 A3= -3.2573E-01
A4= 5.2228E-01 A4= 5.3533E-01
A5= -7.9822E-01 A5= -1.9064E-01
A6= 5.5056E-01 A6= -1.3808E-01
A8= -4.3773E-01 A8= 7.5918E-02
A10= 3.3971E-01 A10= -2.8702E-02
A12= -1.4749E-01 A12= 3.7668E-03
L5 K= -1.6186E+01 K= -3.7341E+00
A3= -3.6451E-01 A3= -4.1610E-02
A4= 3.6001E-01 A4= -3.6236E-01
A5= -6.0413E-01 A5= 4.0560E-01
A6= 2.8704E-01 A6= -1.2982E-01
A7= 9.5778E-02 A7= -5.8343E-02
A8= -9.7662E-02 A8= 4.6848E-02
A10= 2.6047E-02 A10= -5.9326E-03
A12= -5.3902E-03 A12= 6.5927E-04
A14= 4.2231E-05 A14= -3.7393E-05
[Table 1]
Example 1

Surface Curvature radius Interval Refractive index Abbe number object ∞ ∞
L1-S1 2.0143 0.220 1.6347 23.9
L1-S2 1.4161 0.092
L2-S1 2.0960 0.732 1.5447 56.0
L2-S2 -1.5949 0.050
L3-S1 1.6790 0.170 1.6347 23.9
L3-S2 1.2522 0.665
L4-S1 -4.0584 0.333 1.6347 23.9
L4-S2 -13.2778 0.076
L5-S1 1.5765 0.630 1.5447 56.0
L5-S2 1.0782 0.828
Image plane ∞

Aspheric coefficient

S1 (side of object) S2 (side of image)
L1 K = 1.3772E + 00 K = 1.0718E + 00
A3 = -1.6937E-02 A3 = 2.0097E-02
A4 = -1.6687E-01 A4 = -3.1972E-01
A5 = -3.5116E-01 A5 = 2.1244E-01
A6 = 6.0156E-02 A6 = -9.9238E-01
A8 = 3.1708E-01 A8 = 1.4030E + 00
A10 = -1.7744E-01 A10 = -8.6635E-01
L2 K = 1.0036E + 00 K = 1.7133E + 00
A4 = 1.2374E-01 A4 = 1.9554E-01
A6 = -5.4492E-01 A6 = -2.3209E-01
A8 = 7.4008E-01 A8 = 2.7978E-01
A10 = -6.7191E-01 A10 = -2.1712E-01
L3 K = -8.2528E + 00 K = -6.4686E + 00
A3 = 1.0100E-02 A3 = 5.6798E-04
A4 = 2.0485E-02 A4 = 5.7955E-02
A5 = 7.9116E-02 A5 = 7.3589E-02
A6 = 6.9695E-02 A6 = 2.2527E-02
A8 = -4.4525E-01 A8 = -1.4887E-01
A10 = 4.6803E-01 A10 = 4.9939E-02
A12 = -2.6329E-01
L4 K = 5.5738E + 00 K = -8.8068E + 01
A3 = -3.9461E-02 A3 = -3.2573E-01
A4 = 5.2228E-01 A4 = 5.3533E-01
A5 = -7.9822E-01 A5 = -1.9064E-01
A6 = 5.5056E-01 A6 = -1.3808E-01
A8 = -4.3773E-01 A8 = 7.5918E-02
A10 = 3.3971E-01 A10 = -2.8702E-02
A12 = -1.4749E-01 A12 = 3.7668E-03
L5 K = -1.6186E + 01 K = -3.7341E + 00
A3 = -3.6451E-01 A3 = -4.1610E-02
A4 = 3.6001E-01 A4 = -3.6236E-01
A5 = -6.0413E-01 A5 = 4.0560E-01
A6 = 2.8704E-01 A6 = -1.2982E-01
A7 = 9.5778E-02 A7 = -5.8343E-02
A8 = -9.7662E-02 A8 = 4.6848E-02
A10 = 2.6047E-02 A10 = -5.9326E-03
A12 = -5.3902E-03 A12 = 6.5927E-04
A14 = 4.2231E-05 A14 = -3.7393E-05
図5は実施例1の撮像レンズの断面図である。図中、撮像レンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズL1と、正の屈折力を有する第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と第5レンズL5とを有する。Iは撮像面(被投影面)であり、ここでは平面である。図6は実施例1の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。ここで、球面収差図、メリディオナルコマ収差図において、620nmの光線、540nmの光線、460nmの光線に対する球面収差量をそれぞれ表し、非点収差図において、実線Sはサジタル面、点線Mはメリディオナル面を表す(以下、同じ)。図6(a)に示すとおり、色収差は良好である。   5 is a cross-sectional view of the imaging lens of Example 1. FIG. In the drawing, the imaging lens is, in order from the object side, a first lens L1 having a negative refractive power, a second lens L2 having a positive refractive power, a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens. L5. I is an imaging surface (projection surface), which is a plane here. FIG. 6 is an aberration diagram of Example 1 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)). Here, in the spherical aberration diagram and the meridional coma diagram, the amount of spherical aberration with respect to the light beam of 620 nm, the light beam of 540 nm, and the light beam of 460 nm is shown, respectively. Represents a surface (hereinafter the same). As shown in FIG. 6A, the chromatic aberration is good.
実施例1に関し、各値を以下に示す。
F(Fナンバー): 2.4
f(全系の焦点距離): 3.000mm
P1(第1レンズの屈折力): -0.114
P2(第2レンズの屈折力): 0.559
Y(最大像高): 2.921mm
L(最も物体側のレンズ面から像側焦点までの距離): 3.797mm
Dc(第1レンズ光学面の最周辺部の光軸方向厚み): 0.220mm
De(第1レンズ光学面の中心部の光軸方向厚み): 0.297mm
SAGI(被投影面の光軸方向変位量): 0.000mm
Regarding Example 1, each value is shown below.
F (F number): 2.4
f (focal length of the entire system): 3.000 mm
P1 (refractive power of the first lens): -0.114
P2 (refractive power of the second lens): 0.559
Y (maximum image height): 2.921mm
L (distance from the lens surface closest to the object side to the focal point on the image side): 3.797mm
Dc (thickness in the optical axis direction of the outermost periphery of the first lens optical surface): 0.220 mm
De (thickness in the optical axis direction at the center of the first lens optical surface): 0.297 mm
SAGI (optical axis direction displacement of projection surface): 0.000mm
実施例1に関し、条件式の値を以下に示す。
(1)νd2-νd1: 32.1
(2)|P1/P2|: 0.204
(3)L/2Y: 0.650
(5)De/Dc: 1.35
(6)(r5+r6)/(r5-r6): 6.87
(7)Y/f: 0.97
(8)RI/Y:−
(9)SAGI/Y: 0.000
Regarding Example 1, the values of the conditional expressions are shown below.
(1) νd2-νd1: 32.1
(2) | P1 / P2 |: 0.204
(3) L / 2Y: 0.650
(5) De / Dc: 1.35
(6) (r5 + r6) / (r5-r6): 6.87
(7) Y / f: 0.97
(8) RI / Y:-
(9) SAGI / Y: 0.000
(実施例2)
実施例2の撮像レンズのレンズデータを、表2に示す。
(Example 2)
Table 2 shows lens data of the imaging lens of Example 2.
[表2]
実施例2

面 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数
物体 ∞ ∞
L1-S1 2.0583 0.200 1.6347 23.9
L1-S2 1.8472 0.123
L2-S1 2.2004 0.612 1.5447 56.0
L2-S2 -2.0944 0.050
L3-S1 11.6532 0.200 1.6347 23.9
L3-S2 4.5835 0.556
L4-S1 -2.7444 0.281 1.6347 23.9
L4-S2 13.4759 0.072
L5-S1 0.8290 0.370 1.5447 56.0
L5-S2 1.0837 1.035
像面 -7.0648

非球面係数

S1(物体側面) S2(像側面)
L1 K= 3.1984E+00 K= 3.7717E+00
A3= -1.6461E-02 A3= 1.1200E-03
A4= -2.1165E-01 A4= -2.7435E-01
A5= -2.8445E-02 A5= 3.8555E-02
A6= -2.5660E-01 A6= -3.2458E-01
A8= 2.7658E-01 A8= 2.9400E-01
A10= -1.2928E-01 A10= -1.7082E-01
L2 K= -1.1636E+00 K= 4.6054E+00
A4= 1.7399E-02 A4= 1.9939E-03
A6= -8.0898E-02 A6= 3.2562E-03
A8= 1.1877E-01 A8= 1.4373E-01
A10= -4.0864E-01 A10= -3.2907E-01
L3 K= -3.4098E+01 K= -2.0014E+01
A3= 1.2385E-02 A3= 3.6624E-02
A4= -8.7829E-02 A4= -4.1278E-02
A5= 2.1450E-02 A5= 1.9908E-03
A6= 7.1392E-02 A6= 1.1008E-01
A8= -3.2622E-02 A8= -3.3316E-02
A10= -7.9945E-02 A10= -1.6964E-02
A12= -1.0019E-01
L4 K= -8.9844E+01 K= 8.4093E+01
A3= 2.2630E-03 A3= -2.6338E-01
A4= 1.7851E-01 A4= 2.5205E-01
A5= -5.5380E-01 A5= -1.0125E-01
A6= 5.4577E-01 A6= 2.3082E-02
A8= -3.7052E-01 A8= -3.7573E-02
A10= 1.8576E-01 A10= 9.9718E-03
A12= -5.3725E-02 A12= -8.9547E-04
L5 K= -7.9694E+00 K= -7.4687E-01
A3= -1.6951E-01 A3= -1.2424E-01
A4= 4.8149E-01 A4= -2.8979E-01
A5= -8.9543E-01 A5= 1.2375E-01
A6= 3.9945E-01 A6= -1.1371E-02
A7= 1.6222E-01 A7= -1.7879E-02
A8= -1.8607E-01 A8= 2.7458E-02
A10= 5.9254E-02 A10= -1.3955E-02
A12= -2.4339E-02 A12= 3.4977E-03
A14= 4.5405E-03 A14= -3.4175E-04
[Table 2]
Example 2

Surface Curvature radius Interval Refractive index Abbe number object ∞ ∞
L1-S1 2.0583 0.200 1.6347 23.9
L1-S2 1.8472 0.123
L2-S1 2.2004 0.612 1.5447 56.0
L2-S2 -2.0944 0.050
L3-S1 11.6532 0.200 1.6347 23.9
L3-S2 4.5835 0.556
L4-S1 -2.7444 0.281 1.6347 23.9
L4-S2 13.4759 0.072
L5-S1 0.8290 0.370 1.5447 56.0
L5-S2 1.0837 1.035
Image plane -7.0648

Aspheric coefficient

S1 (object side) S2 (image side)
L1 K = 3.1984E + 00 K = 3.7717E + 00
A3 = -1.6461E-02 A3 = 1.1200E-03
A4 = -2.1165E-01 A4 = -2.7435E-01
A5 = -2.8445E-02 A5 = 3.8555E-02
A6 = -2.5660E-01 A6 = -3.2458E-01
A8 = 2.7658E-01 A8 = 2.9400E-01
A10 = -1.2928E-01 A10 = -1.7082E-01
L2 K = -1.1636E + 00 K = 4.6054E + 00
A4 = 1.7399E-02 A4 = 1.9939E-03
A6 = -8.0898E-02 A6 = 3.2562E-03
A8 = 1.1877E-01 A8 = 1.4373E-01
A10 = -4.0864E-01 A10 = -3.2907E-01
L3 K = -3.4098E + 01 K = -2.0014E + 01
A3 = 1.2385E-02 A3 = 3.6624E-02
A4 = -8.7829E-02 A4 = -4.1278E-02
A5 = 2.1450E-02 A5 = 1.9908E-03
A6 = 7.1392E-02 A6 = 1.1008E-01
A8 = -3.2622E-02 A8 = -3.3316E-02
A10 = -7.9945E-02 A10 = -1.6964E-02
A12 = -1.0019E-01
L4 K = -8.9844E + 01 K = 8.4093E + 01
A3 = 2.2630E-03 A3 = -2.6338E-01
A4 = 1.7851E-01 A4 = 2.5205E-01
A5 = -5.5380E-01 A5 = -1.0125E-01
A6 = 5.4577E-01 A6 = 2.3082E-02
A8 = -3.7052E-01 A8 = -3.7573E-02
A10 = 1.8576E-01 A10 = 9.9718E-03
A12 = -5.3725E-02 A12 = -8.9547E-04
L5 K = -7.9694E + 00 K = -7.4687E-01
A3 = -1.6951E-01 A3 = -1.2424E-01
A4 = 4.8149E-01 A4 = -2.8979E-01
A5 = -8.9543E-01 A5 = 1.2375E-01
A6 = 3.9945E-01 A6 = -1.1371E-02
A7 = 1.6222E-01 A7 = -1.7879E-02
A8 = -1.8607E-01 A8 = 2.7458E-02
A10 = 5.9254E-02 A10 = -1.3955E-02
A12 = -2.4339E-02 A12 = 3.4977E-03
A14 = 4.5405E-03 A14 = -3.4175E-04
図7は実施例2のレンズの断面図である。図中、撮像レンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズL1と、正の屈折力を有する第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4と第5レンズL5とを有する。Iは撮像面を示し、ここでは3次元に湾曲した面である。図8は実施例2の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。図8(a)に示すとおり、色収差は良好である。   FIG. 7 is a sectional view of the lens of Example 2. In the drawing, the imaging lens is, in order from the object side, a first lens L1 having a negative refractive power, a second lens L2 having a positive refractive power, a third lens L3, a fourth lens L4, and a fifth lens. L5. I denotes an imaging surface, which is a three-dimensionally curved surface here. FIG. 8 is an aberration diagram of Example 2 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)). As shown in FIG. 8A, the chromatic aberration is good.
実施例2に関し、各値を以下に示す。
F(Fナンバー): 2.4
f(全系の焦点距離): 2.700mm
P1(第1レンズの屈折力): -0.022
P2(第2レンズの屈折力): 0.482
Y(最大像高): 2.921mm
L(最も物体側のレンズ面から像側焦点までの距離): 3.500mm
Dc(第1レンズ光学面の最周辺部の光軸方向厚み): 0.200mm
De(第1レンズ光学面の中心部の光軸方向厚み): 0.237mm
SAGI(被投影面の光軸方向変位量): -0.613mm
Regarding Example 2, each value is shown below.
F (F number): 2.4
f (focal length of the entire system): 2.700 mm
P1 (refractive power of the first lens): -0.022
P2 (refractive power of the second lens): 0.482
Y (maximum image height): 2.921mm
L (distance from the lens surface closest to the object side to the image side focal point): 3.500 mm
Dc (thickness in the optical axis direction of the outermost periphery of the first lens optical surface): 0.200 mm
De (thickness in the optical axis direction at the center of the first lens optical surface): 0.237 mm
SAGI (optical axis displacement of the projection surface): -0.613mm
実施例2に関し、条件式の値を以下に示す。
(1)νd2-νd1: 32.1
(2)|P1/P2|: 0.046
(3)L/2Y: 0.599
(5)De/Dc: 1.18
(6)(r5+r6)/(r5-r6): 2.30
(7)Y/f: 1.08
(8)RI/Y: -2.4
(9)SAGI/Y: 0.227
Regarding Example 2, values of conditional expressions are shown below.
(1) νd2-νd1: 32.1
(2) | P1 / P2 |: 0.046
(3) L / 2Y: 0.599
(5) De / Dc: 1.18
(6) (r5 + r6) / (r5-r6): 2.30
(7) Y / f: 1.08
(8) RI / Y: -2.4
(9) SAGI / Y: 0.227
本発明の撮像レンズは、5枚構成に限られず、4枚、もしくは6枚以上のレンズから構成されていても良い。   The imaging lens of the present invention is not limited to the five-lens configuration, and may be configured by four or six or more lenses.
10 撮像レンズ
50撮像ユニット
51撮像素子
51a光電変換部
52基板
53 鏡筒
60 入力部
70 タッチパネル
80 無線通信部
91 記憶部
92 一時記憶部
100 スマートフォン
101 制御部
I 撮像面
L1〜L5 レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Imaging lens 50 Imaging unit 51 Imaging element 51a Photoelectric conversion part 52 Substrate 53 Lens barrel 60 Input part 70 Touch panel 80 Wireless communication part 91 Memory | storage part 92 Temporary memory | storage part 100 Smartphone 101 Control part I Imaging surface L1-L5 Lens

Claims (9)

  1. 固体撮像素子の被投影面に被写体像を結像させるための撮像レンズであって、
    前記撮像レンズは、物体側より順に、負の屈折力を有する第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズとからなる正群と、負群とから構成された4枚以上のレンズからなり、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
    νd2−νd1>20 (1)
    |P1/P2|<0.5 (2)
    L/2Y<0.76 (3)
    ただし、
    νd1:前記第1レンズを構成する材料のアッベ数
    νd2:前記第2レンズを構成する材料のアッベ数
    P1:前記第1レンズの屈折力
    P2:前記第2レンズの屈折力
    L:撮像レンズ全系の最も物体側のレンズ面から像側焦点までの光軸上の距離(mm)
    2Y:固体撮像素子の被投影面対角線長(固体撮像素子の矩形実効画素領域の対角線長)(mm)
    An imaging lens for forming a subject image on a projection surface of a solid-state imaging device,
    The imaging lens includes, in order from the object side, four or more lenses including a positive group including a first lens having a negative refractive power, a second lens having a positive refractive power, and a negative group. An imaging lens characterized by satisfying the following conditional expression:
    νd2-νd1> 20 (1)
    | P1 / P2 | <0.5 (2)
    L / 2Y <0.76 (3)
    However,
    νd1: Abbe number of the material constituting the first lens νd2: Abbe number of the material constituting the second lens P1: Refracting power of the first lens P2: Refracting power L of the second lens L: Entire imaging lens system Distance on the optical axis from the lens surface closest to the object side to the focal point on the image side (mm)
    2Y: Diagonal length of the projection surface of the solid-state imaging device (diagonal length of the rectangular effective pixel region of the solid-state imaging device) (mm)
  2. 前記第1レンズは、像側が凹面であり、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。
    0.12<Dc<0.25 (4)
    1.0<De/Dc<1.5 (5)
    ただし、
    De:前記第1レンズの物体側光学面最周辺部における光軸方向の厚み(mm)
    Dc:前記第1レンズの光学面中心部における光軸方向の厚み(mm)
    The imaging lens according to claim 1, wherein the first lens has a concave surface on the image side and satisfies the following conditional expression.
    0.12 <Dc <0.25 (4)
    1.0 <De / Dc <1.5 (5)
    However,
    De: Thickness (mm) in the optical axis direction at the outermost peripheral portion of the object-side optical surface of the first lens
    Dc: thickness in the optical axis direction at the center of the optical surface of the first lens (mm)
  3. 前記第3レンズは、像側に凹面を向けた形状であり、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像レンズ。
    1.0<(r5+r6)/(r5−r6)<8.0 (6)
    ただし、
    r3:前記第3レンズ物体側面の曲率半径(mm)
    r4:前記第3レンズ像側面の曲率半径(mm)
    The imaging lens according to claim 1, wherein the third lens has a shape with a concave surface facing the image side, and satisfies the following conditional expression.
    1.0 <(r5 + r6) / (r5-r6) <8.0 (6)
    However,
    r3: radius of curvature of the third lens object side surface (mm)
    r4: radius of curvature (mm) of the side surface of the third lens image
  4. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の撮像レンズ。
    0.7<Y/f<1.30 (7)
    ただし、
    Y:最大像高(mm)
    f:撮像レンズ全系の焦点距離(mm)
    The imaging lens according to any one of claims 1 to 3, wherein the following conditional expression is satisfied.
    0.7 <Y / f <1.30 (7)
    However,
    Y: Maximum image height (mm)
    f: Focal length of the entire imaging lens system (mm)
  5. 前記第1レンズと前記第2レンズとの間に、開口絞りが配置されていることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像レンズ。   The imaging lens according to any one of claims 1 to 4, wherein an aperture stop is disposed between the first lens and the second lens.
  6. 前記第1レンズの物体側面の面頂点より像側であって、前記第1レンズの物体側面の最周辺部より物体側に、開口絞りが配置されていることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項に記載の撮像レンズ。   5. The aperture stop is disposed on the image side from the surface vertex of the object side surface of the first lens and on the object side from the outermost peripheral portion of the object side surface of the first lens. The imaging lens according to any one of the above.
  7. 請求項1から6までのいずれか1項に記載の撮像レンズと、固体撮像素子とを有することを特徴とする撮像装置。   An imaging apparatus comprising: the imaging lens according to claim 1; and a solid-state imaging device.
  8. 前記固体撮像素子における被投影面が3次元的に湾曲しており、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
    −8.0<RI/Y<−1.0 (8)
    ただし、
    RI:前記被投影面の曲率半径(mm)
    Y:最大像高(mm)
    The imaging apparatus according to claim 7, wherein a projection surface of the solid-state imaging device is curved three-dimensionally and satisfies the following conditional expression.
    −8.0 <RI / Y <−1.0 (8)
    However,
    RI: radius of curvature of the projection surface (mm)
    Y: Maximum image height (mm)
  9. 前記固体撮像素子における被投影面が3次元的に湾曲しており、前記被投影面の湾曲量が、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項7に記載の撮像装置。
    0.05<SAGI/Y<1.50 (9)
    ただし、
    SAGI:前記被投影面の光軸方向の最大変位量(mm)
    Y:最大像高(mm)
    The imaging apparatus according to claim 7, wherein a projection surface of the solid-state imaging device is three-dimensionally curved, and a curvature amount of the projection surface satisfies the following conditional expression.
    0.05 <SAGI / Y <1.50 (9)
    However,
    SAGI: Maximum displacement of the projection surface in the optical axis direction (mm)
    Y: Maximum image height (mm)
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