JP3345410B2 - 撮像用レンズ - Google Patents
撮像用レンズInfo
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Description
レンズ、PDA・PC用モニタレンズ、各CCD用CM
OS用TVカメラ等に用いられる撮像用レンズに関す
る。
て、プラスチックレンズを使用し、コスト低減とコンパ
クト化を図ったレンズが提案されている。
が図られているものの、短光路長にすることに成功して
も、歪曲収差が増大して、被写体がゆがんでしまうレン
ズや、歪曲収差及び他の収差の補正のために、レンズ外
径が大きくなったり、全長が長くなったりして、コンパ
クト化されていないレンズ等が見られる。
のカメラは極端に小さくなり、それにともない光学系の
寸法も非常に短い光路長が望まれる。
ともなう良好な収差を得るための収差補正に充分寄与し
ているとは言えない。
CMOSを使用したカメラが小型化し、携帯電話、PD
A等の小型機用に使用される光学レンズ系は、従来のこ
の種のレンズよりも光学長を短く、また、歪曲収差も補
正しなければ使用することはできない。
明るさをもちながら、2枚構成と少ないレンズ枚数で構
成され、極端に小さくかつ短光路長、低い歪曲収差、高
性能なCCD用CMOS用のカメラ、TV用等に利用で
きる撮像用レンズを提供することにある。
てをプラスチック材料で構成することにより、軽量化を
図った撮像用レンズを提供することにある。
に、本発明では次のようなレンズ系の構成(図1参照)
とする。
物体側から像側に向かって、開口絞り、物体側に凹面を
向けたメニスカス状の正のパワーを有する第1レンズ
(L1)、絞り、および像側に凹面を向けたメニスカス
状の第2レンズ(L2)とで構成されており、レンズ
は、前記第1レンズ(L1)及び前記第2レンズ(L
2)の計2枚からなる。
1)の少なくとも1つの面が非球面、かつ前記第2レン
ズ(L2)の1面以上の面が非球面でレンズ群全体とし
て、少なくとも2つの非球面を採用することにより、前
記構成的特徴とを合わせ、諸収差を良好にすると共に、
プラスチックレンズを使用する場合にはプラスチックを
効果的に使用することを可能にするものである。
次の(1)、(2)、(3)の構成条件を満足すること
が必要となる。 0.01<|f1 |/|f2 |<0.6・ ・ ・ (1) 0.3f<|R2 |<0.6f ・ ・ ・ (2) 0.5f<D<1.5f ・ ・ ・ (3 ) ただし f :レンズ全体の焦点距離 f1 :第1レンズ(L1)の焦点距離 f2 :第2レンズ(L2)の焦点距離 D :開口絞り面から、第2レンズ2面までの距離(レ
ンズ中心全長) R2 :第1レンズ(L1)の像面側曲率半径 本発明では、融記第1および第2のレンズは、ともにガ
ラスでも樹脂でも使用できる。
の両面は非球面、かつ前記第2レンズ(L2)の第2面
は非球面とすることができる。
ンズを2枚構成と少ないレンズ枚数で構成し、なおかつ
小型で相当な明るさを実現するために、2面以上のレン
ズ面に非球面を採用している。
1)と第2レンズ(L2)のパワー配分を定めたもので
あり、|f1 |/|f2 |の値が条件(1)の下限より
小さくなると、第1レンズ(L1)のパワーが強くな
り、第2レンズ(L2)のパワーが弱くなるため、第1
レンズ(L1)で発生する球面収差、コマ収差、歪曲収
差の補正が困難となる。
(1)の上限を越えると、第1レンズ(L1)のパワー
が弱くなり焦点距離(f)と、バックフォーカス(b
f)を短くするために、第2レンズ(L2)のパワーを
強くしなければならず、第2レンズ(L2)で発生する
歪曲収差、コマ収差の補正が困難となり、良い画像を得
る事が出来ない。
適度な光路長を得るためのものである。
球面収差、コマ収差、歪曲収差が増大し、非球面を採用
しても収差補正が困難となる。
曲率半径が小さくなりすぎて加工が不可能となる。
第1レンズ(L1)のパワーが弱くなり、第1レンズ
(L1)での収差補正及び焦点距離(f)、光路長の調
整が困難となる。
収差補正が困難となり、やはり良い画像を得ることがで
きない。
と同時に周辺光量を保つものであって、レンズ全長
(D)が条件(3)の下限より小さくなると、メニスカ
ス形状の場合ペッツバール和が大きくなってしまい好ま
しくない。 またレンズ系全体の焦点距離(f)が長くな
るために、第1レンズ(L1)の第2面(R2)の曲率
半径を小さくして焦点距離を補正しても、球面収差、コ
マ収差、歪曲収差が増大し良い画像が得られない。
を越えると、レンズ全体が長くなり、周辺光量比が少な
くなる。 これの補正のために第2レンズ(L2)の外径
を大きくしなければならず、レンズ全長及び、レンズ外
毎ともに小型化が困難となる。
小型で特性の優れた撮像レンズが実現した。
に凸面を向けた両凸状の正のパワーを有するレンズとす
ることもできる。この場合、第1レンズ(L1)と第2
レンズ(L2)との間には絞りは配設しない。その他の
構成及び条件は前記本発明の場合のものが適用になる。
レンズの実施例について詳細に説明する。
である。表1から表4に本発明の第1〜第4の実施例の
構成データを示す。
各レンズ等の対応する面番号を示す。
いて、Riはi面の曲率半径(非球面においては軸上曲
率半径); diはi面からi+1面までの距離;niはdiに存在
する媒質の屈折率;νiはdiに存在する媒質の分散;
をそれぞれ示す。
の一番下の欄に面番号とともに示した。
が無限大であることを示している。
る屈折率を、アッベ数は分散を示す。
おいて、1は587.56nm, 2は480. 0nm,
3は650. 0nmの波長の場合である。
端は中心から、1. 315mmの位置にある。
線の先端は中心から2.25mmの位置にある。
端は中心から2.24mmの位置にある。
られる。
2 h2 }+1/ 2 〕 +Ah4 +Bh6 +Ch8 +Dh10 ただし、 Z:面頂点に対する接平面からの深さ c:面の近軸的曲率 h: 光軸からの高さ K:円錐定数 A:4次の非球面係数 B:6次の非球面係数 C: 8次の非球面係数 D: 10次の非球面係数 この明細書中の各表において、非球面係数を示す数値の
表示において、〔例えば、e−1〕の表示は、10の−
1乗を示すものである。
第1の実施例レンズは、第1レンズ(L1)、第2レン
ズ(L2)に耐熱樹脂であるゼオネックス(480R)
を採用している。
(L2)の両面は非球面である。
m 開口絞り面から、第2レンズ2面までの距離(レンズ中
心全長)D=2. 35mm 第1レンズ(L1)の像面側曲率半径 R2=−0.
9533mm 上記(1)〜(3)の各条件式にあてはめると、 0.01<|f1 |/|f2 |<0.6→0.0 1<
0.2 2<0.6 0.3f<|R2 |<0.6f→0.6159<0.9
533<1.2318 0.5f<D<1.5f→1.0265<2.35<
3.0795 第1の実施例レンズでは、諸収差が図2に示すデータの
ようになっており、良い画像が得られる。
施例2は、全てのレンズ材料としてアクリル(PMM
A)樹脂を採用している。
(L2)の両面は非球面である。
心全長)D=2.4mm 第1レンズ(L1)の像面側曲率半径 R2=−1.
4641mm 上記(1)〜(3)の各条件式にあてはめてみると、 0.01<|f1 |/|f2 |<0.6→0.0 1<
0.587<0.6 0.3f<|R2 |<0.6f→0.9879<1.4
641<1.9758 0.5f<D<1.5f→1.6465<2.4<4.
9395 第2の実施例レンズでは、諸収差が図3に示すデータの
ようになっており、良い画像が得られる。
す第3の実施例レンズは、全てのレンズ材料として、ア
クリル(PMMA)樹脂を採用している。
(L2)の両面は非球面である。
mm 開口絞り面から、第2レンズ2面までの距離(レンズ中
心全長)D=2.4mm 第1レンズ(L1)の像面側曲率半径 R2=−1.
11mm 上記(1)〜(3)の各条件式にあてはめてみると、 0.01<|f1 |/|f2 |<0.6→0.0 1<
0.024<0.6 0.3f<|R2 |<0.6f→0.888<1.11
<1.776 0.5f<D<1.5f→1.48<2.4<4.44 第3の実施例レンズでは、諸収差が図4に示すデータの
ようになっており、良い画像が得られる。
す第4の実施例レンズは、全てのレンズ材料として、ゼ
オネックス(E48R)を採用している。
(L2)の両面は非球面である。
全長)D=2.414mm 第1レンズ(L1)の像面側曲率半径 R2=−1.6
6mm 上記(1)〜(3)の各条件式にあてはめてみると、 0.01<|f1 |/|f2 |<0.6→0.0 1<
0.488<0.6 0.3f<|R2 |<0.6f→1.087<1.66
<2.174 0.5f<D<1.5f→1.812<2.414<
5.436 第4の実施例レンズは、諸収差が図5に示すデータのよ
うになっており、良い画像が得られる。
る撮像レンズは2群2枚と少ない構成であるが、プラス
チックレンズの積極的な使用を可能にし、極端に小さく
かつ短光路長、低い歪曲収差を実現することができ、高
性能なCCD用CMOS用カメラ、TV用等に利用でき
る。 また、撮像レンズの全てをプラスチック材料で構成
できるので、撮像用レンズ全体として軽量化を図ること
ができる。
す光路図及び収差図である。
す光路図及び収差図である。
す光路図及び収差図である。
す光路図及び収差図である。
di…間隔、ni…屈折率、νi…分散(アッベ数)
Claims (4)
- 【請求項1】 物体側から像側に向かって、開口絞り、
第1レンズ、第2絞り、および第2レンズとから構成さ
れる撮像用レンズであって、 前記第1レンズ(L1)は、物体側に凹面を向けたメニ
スカス状の正のパワーを有するレンズからなり、 前記第2レンズ(L2)は、像側に凹面を向けたメニス
カス状のレンズからなり、 前記撮像用レンズは、前記第1レンズ(L1)が少なく
とも1つの面が非球面、かつ前記第2レンズ(L2)の
1面以上の面が非球面で全体として、少なくとも2つの
非球面を有するレンズ系であって、次の(1)、
(2)、(3)の各条件式を満たすように構成されたこ
とを特徴とする撮像用レンズ。 0.01<|f1 |/|f2 |<0.6・ ・ ・ (1) 0.3f<|R2 |<0.6f ・ ・ ・ (2) 0.5f<D<1.5f ・ ・ ・ (3) f :レンズ全体の焦点距離 f1 :第1レンズ(L1)の焦点距離 f2 :第2レンズ(L2)の焦点距離 D :開口絞り面から、第2レンズ2面までの距離(レ
ンズ中心全長) R2 :第1レンズ(L1)の像面側曲率半径 - 【請求項2】 前記第1レンズ及び第2レンズは、共に
プラスチックから構成された請求項1記載の撮像用レン
ズ。 - 【請求項3】 物体側から像側に向って、開口絞り、第
1レンズおよび第2レンズとから構成される撮像用レン
ズであって、 前記第1レンズ(L1)は、物体側に凸面を向けた両凸
状の正のパワーを有するレンズからなり、 前記第2レンズ(L2)は、像側に凹面を向けたメニス
カス状のレンズからなり、 前記撮像用レンズは前記第1レンズ(L1)が少なくと
も1つの面が非球面、かつ前記第2レンズ(L2)の1
面以上の面が非球面で全体として、少なくとも2つの非
球面を有するレンズ系であって、次の(1)、(2)、
(3)の各条件式を満たすように構成されたことを特徴
とする撮像用レンズ。 0.01<|f1 |/|f2 |<0.6・ ・ ・ (1) 0.3f<|R2 |<0.6f ・ ・ ・ (2) 0.5f<D<1.5f ・ ・ ・ (3) f :レンズ全体の焦点距離 f1 :第1レンズ(L1)の焦点距離 f2 :第2レンズ(L2)の焦点距離 D :開口絞り面から、第2レンズ2面までの距離(レ
ンズ中心全長) R2 :第1レンズ(L1)の像面側曲率半径 - 【請求項4】 前記第1レンズ及び第2レンズは、共に
プラスチックから構成された請求項3記載の撮像用レン
ズ。
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