JP4935235B2 - Compact imaging system and imaging apparatus - Google Patents

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Description

本発明は新規な小型撮像系及び撮像装置に関する。詳しくは、小型でありながら良好な光学性能を有する小型撮像系及び該小型撮像系を使用した撮像装置に関する。   The present invention relates to a novel compact imaging system and imaging apparatus. Specifically, the present invention relates to a small imaging system that has a small optical size but good optical performance, and an imaging apparatus that uses the small imaging system.

一般に的に携帯用途の撮像装置用の撮像系には、小型であり、且つ、近距離での撮影範囲の広いことが望まれている。このような要求を満たすために、例えば、特許文献1や特許文献2などで示されている、1枚のプラスチックレンズで構成したF4程度の明るさを有し、水平画角50°程度のものが知られている。   In general, an imaging system for a portable imaging device is desired to be small and have a wide imaging range at a short distance. In order to satisfy such a requirement, for example, as shown in Patent Document 1, Patent Document 2, etc., it has a brightness of about F4 composed of a single plastic lens and has a horizontal field angle of about 50 °. It has been known.

特開2003−131124号公報JP 2003-131124 A 特開2000−24991号公報JP 2000-24991 A

しかしながら、最近の携帯用途の撮像装置では、小型化の要求が強いために撮像素子の小型化が更に進み、光学全長を短くしつつ結像性能を向上させることが望まれており、前記特許文献1や特許文献2で示された撮像系ではこれらの要求を満たすことができない。   However, in recent portable imaging devices, since there is a strong demand for downsizing, the downsizing of the imaging device further proceeds, and it is desired to improve the imaging performance while shortening the optical total length. The imaging system shown in No. 1 and Patent Document 2 cannot satisfy these requirements.

本発明は、前記問題に鑑みて為されたものであり、Fナンバーが小さく、且つ、広い撮影画角を有し収差が良好に補正され小型撮像系を低コストの単玉レンズで構成すること及び該小型撮像系を使用した撮像装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and has a small F-number, a wide shooting angle of view, a well-corrected aberration, and a compact imaging system composed of a low-cost single lens. It is another object of the present invention to provide an image pickup apparatus using the small image pickup system.

本発明の一実施形態による小型撮像系は、両凸形状で両面が非球面で構成された単レンズと該単レンズの物体側面に近接して位置した開口絞りとで構成され、物体側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を強める非球面とし、像面側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を弱める非球面とし、以下の条件式(1)、(2)、(3)、(4)を満足する。
(1)1.10≦r1/f<1.43
(2)0.63<|r2|/f<1.19
(3)0.15<d/D<0.7
(4)50<νd
但し、
r1:物体側の面の近軸曲率半径
r2:像側の面の近軸曲率半径
f:単レンズの焦点距離
d:r1面から開口絞りまでの距離
D:単レンズの厚み
νd:単レンズのd線(λ=587.6nm)に対するアッベ数
とする。
A compact imaging system according to an embodiment of the present invention includes a single lens having a biconvex shape and both surfaces being aspherical, and an aperture stop positioned close to the object side surface of the single lens. The spherical surface is an aspherical surface that increases the positive refractive power as it goes from the optical axis to the periphery, and the aspherical surface on the image plane side is an aspherical surface that decreases the positive refractive power as it goes from the optical axis to the periphery, and the following conditional expression (1) , (2), (3), (4) are satisfied.
(1) 1.10 ≦ r1 / f <1.43
(2) 0.63 <| r2 | / f <1.19
(3) 0.15 <d / D <0.7
(4) 50 <νd
However,
r1: paraxial radius of curvature of object side surface r2: paraxial radius of curvature of image side surface f: focal length of single lens d: distance from r1 surface to aperture stop D: thickness of single lens νd: single lens The Abbe number for the d-line (λ = 587.6 nm).

また、本発明の一実施形態による撮像装置は、小型撮像系と、該小型撮像系によって形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備え、前記小型撮像系は、両凸形状で両面が非球面で構成された単レンズと該単レンズの物体側面に近接して位置した開口絞りとで構成され、物体側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を強める非球面とし、像面側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を弱める非球面とし、条件式(1)1.10≦r1/f<1.43、(2)0.63<|r2|/f<1.19、(3)0.15<d/D<0.7、(4)50<νdを満足する。 An image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention includes a small image pickup system and an image pickup element that converts an optical image formed by the small image pickup system into an electric signal. Is composed of a single lens composed of an aspherical surface and an aperture stop located close to the object side surface of the single lens, and the aspherical surface increases the positive refractive power as the aspherical surface on the object side moves from the optical axis to the periphery And the aspherical surface on the image plane side is an aspherical surface whose positive refractive power is weakened from the optical axis toward the periphery, and conditional expressions (1) 1.10 ≦ r1 / f <1.43, (2) 0.63 < | R2 | / f <1.19, (3) 0.15 <d / D <0.7, and (4) 50 <νd are satisfied.

本発明によれば、小型に構成しつつ小さいFナンバーと広い撮影画角を有し、さらに、収差が良好に補正される。   According to the present invention, it has a small F number and a wide shooting angle of view while being compact, and aberrations are corrected well.

以下に、本発明小型撮像系及び撮像装置を実施するための最良の形態について図面及び表を参照して説明する。   The best mode for carrying out the small imaging system and imaging apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings and tables.

本発明小型撮像系は、両凸形状で両面が非球面で構成された単レンズと該単レンズの物体側面に近接して位置した開口絞りとで構成され、物体側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を強める非球面とし、像面側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を弱める非球面とし、以下の条件式(1)、(2)、(3)、(4)を満足する。
(1)1.10≦r1/f<1.43
(2)0.63<|r2|/f<1.19
(3)0.15<d/D<0.7
(4)50<νd
但し、
r1:物体側の面の近軸曲率半径
r2:像側の面の近軸曲率半径
f:単レンズの焦点距離
d:r1面から開口絞りまでの距離
D:単レンズの厚み
νd:単レンズのd線(λ=587.6nm)に対するアッベ数
とする。
The small imaging system of the present invention is composed of a single lens having a biconvex shape and both surfaces being aspherical, and an aperture stop positioned close to the object side surface of the single lens, and the object-side aspherical surface from the optical axis. An aspheric surface that increases the positive refractive power toward the periphery, and an aspheric surface that decreases the positive refractive power toward the periphery from the optical axis to the aspheric surface on the image plane side. The following conditional expressions (1), (2), Satisfy (3) and (4).
(1) 1.10 ≦ r1 / f <1.43
(2) 0.63 <| r2 | / f <1.19
(3) 0.15 <d / D <0.7
(4) 50 <νd
However,
r1: paraxial radius of curvature of object side surface r2: paraxial radius of curvature of image side surface f: focal length of single lens d: distance from r1 surface to aperture stop D: thickness of single lens νd: single lens The Abbe number for the d-line (λ = 587.6 nm).

小型の撮像素子を用いるのに適した単玉からなる全長の短い撮像系を得ようとした場合、レンズの物体側の面はそれより前に配置した開口絞りに対して、凹面とせずに凸面とし、両凸レンズを採用することが望ましい。これによって、物体側の面を凹面とする場合に比較してレンズの焦点距離を短くすることができるので、撮像系の全長を短くすることができる。   When trying to obtain a short-length imaging system consisting of a single lens suitable for using a small image sensor, the object-side surface of the lens is convex instead of concave with respect to the aperture stop placed in front of it. It is desirable to employ a biconvex lens. Accordingly, the focal length of the lens can be shortened as compared with the case where the object side surface is a concave surface, so that the total length of the imaging system can be shortened.

しかしながら、開口絞りに続く第1面を凸面とすると、物体側から、開口絞り、正レンズの順に配置したことで発生する歪曲収差に加えて、第1面の凸面でさらに負の歪曲を発生させることになる。   However, if the first surface following the aperture stop is a convex surface, in addition to the distortion that occurs when the aperture stop and the positive lens are arranged in this order from the object side, further negative distortion is generated on the convex surface of the first surface. It will be.

そこで、本発明小型撮像系にあっては、像側面、すなわち、第2面の非球面形状を、光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を弱める形状の非球面とした。このような形状の非球面が、周辺光線に対して正の歪曲を加える作用を為し、全系として歪曲収差を良好に補正することができる。   Therefore, in the small imaging system of the present invention, the aspherical shape of the image side surface, that is, the second surface, is an aspherical surface having a shape in which the positive refractive power is weakened from the optical axis toward the periphery. The aspherical surface having such a shape acts to add positive distortion to the peripheral rays, and the distortion aberration can be satisfactorily corrected as a whole system.

また、物体側の面を開口絞りに対してコンセトリック(concentric)な構成としないために、非点収差の補正が難しくなる。そこで、本発明小型撮像系にあっては、物体側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を強めるような非球面とすることで、周辺光束のサジタル、メリジョナル光線の曲率半径の差を小さくし、非点収差の補正を行っている。   In addition, since the object side surface is not concentric with the aperture stop, it is difficult to correct astigmatism. Therefore, in the small imaging system of the present invention, the aspherical surface on the object side is an aspherical surface that increases the positive refractive power as it goes from the optical axis to the periphery, so that the sagittal of the peripheral luminous flux, the radius of curvature of the meridional ray Astigmatism is corrected by reducing the difference between the two.

さらに、第1面、すなわち、単レンズの物体側面を凸面とすることによって、前置絞りの構成、すなわち、開口絞りを光学系の最前部に配置する構成とする場合に有利である。例えば、撮像装置の樹脂製の筐体前面に開口を形成し、該開口を開口絞りとして利用する場合、物体側面の光学有効面から外側への延長部分(レンズフランジとなる部分)が像面側に変位するため、該レンズフランジと筐体の開口絞りに隣接した部分との間に空間が確保され、該空間の分、筐体の肉厚を厚くすることが出来、筐体の開口絞り周辺部分の変形に対する強度が増大し、開口絞りの成形性が良好となるため、開口絞りの寸法精度が向上する。   Furthermore, by making the first surface, that is, the object side surface of the single lens convex, it is advantageous in the case of a configuration of a front diaphragm, that is, a configuration in which the aperture diaphragm is disposed in the forefront of the optical system. For example, when an opening is formed on the front surface of the resin housing of the image pickup device and this opening is used as an aperture stop, the extended portion (the portion that becomes the lens flange) of the object side surface from the optically effective surface is the image surface side. Therefore, a space is secured between the lens flange and the portion adjacent to the aperture stop of the housing, and the thickness of the housing can be increased by the amount of the space. Since the strength against deformation of the portion increases and the aperture stop has good moldability, the dimensional accuracy of the aperture stop is improved.

前記条件式(1)は第1面、すなわち、単レンズの物体側面の近軸曲率半径を規定するものである。   Conditional expression (1) defines the paraxial radius of curvature of the first surface, that is, the object side surface of the single lens.

条件式(1)の上限値を上回ると、物体側面の中心の曲率半径が大きくなりすぎ、レンズフランジと第1面との間の光軸方向における位置の差が小さくなり、前置絞りの構成において、開口絞りを樹脂で形成する場合に、鏡筒の全長を短く構成しようとしたときに、筐体前面と単レンズとの間の間隔を小さくするために、筐体の開口絞り周辺の肉厚を十分に確保することが出来なくなり、成形後の変形が生じる危険が大きくなり、開口絞りの寸法精度を確保しにくくなる。   When the upper limit value of conditional expression (1) is exceeded, the radius of curvature at the center of the object side surface becomes too large, and the difference in position in the optical axis direction between the lens flange and the first surface becomes small. In order to reduce the distance between the front surface of the case and the single lens when trying to shorten the overall length of the lens barrel when the aperture stop is made of resin, A sufficient thickness cannot be ensured, the risk of deformation after molding increases, and it becomes difficult to ensure the dimensional accuracy of the aperture stop.

条件式(1)の下限値を下回ると、物体側面の曲率半径が小さくなり、全長を短くする上では望ましいが、像面湾曲がアンダーになり、平坦な像面を確保することが出来なくなる。   If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the radius of curvature of the object side surface becomes small, which is desirable for shortening the total length, but the field curvature becomes under and the flat image surface cannot be secured.

前記条件式(2)は第2面、すなわち、単レンズの像側面の近軸曲率半径を規定するものである。   Conditional expression (2) defines the paraxial radius of curvature of the second surface, that is, the image side surface of the single lens.

条件式(2)の上限値を上回ると、像側面の中心の曲率半径が大きくなり、像面湾曲がオーバー化し、フラットな結像性能を確保することが出来なくなる。   If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, the radius of curvature at the center of the image side surface becomes large, the field curvature becomes excessive, and flat imaging performance cannot be ensured.

条件式(2)の下限値を下回ると、像側面の曲率半径が小さくなり、非球面をもってしても負の歪曲収差の補正が困難になる。   If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the radius of curvature of the image side surface becomes small, and it becomes difficult to correct negative distortion even with an aspherical surface.

前記条件式(3)は単レンズの中心厚を規定するものである。   Conditional expression (3) defines the center thickness of a single lens.

条件式(3)の下限値を下回ると、単レンズの中心厚が小さくなり、射出成形機によってレンズを成形する際に、成形条件のコントロールが著しく難しくなり、量産性の確保が困難となる。   If the lower limit of conditional expression (3) is not reached, the center thickness of the single lens becomes small, and when molding the lens by an injection molding machine, it becomes extremely difficult to control the molding conditions, and it becomes difficult to ensure mass productivity.

条件式(3)の上限値を上回ると、単レンズの中心厚が大きくなり、その結果、全長が長くなり好ましくない。   If the upper limit value of conditional expression (3) is exceeded, the center thickness of the single lens becomes large, and as a result, the total length becomes long, which is not preferable.

前記条件式(4)は色収差を良好に保つための条件を規定するものである。   Conditional expression (4) defines a condition for maintaining good chromatic aberration.

本発明の撮像系は単レンズで構成されるので、色収差を補正するための手段を有しないため、単レンズのd線に対する色収差が50以下であると、軸上色収差、倍率色収差共に悪化する。   Since the image pickup system of the present invention is composed of a single lens, it has no means for correcting chromatic aberration. Therefore, when the chromatic aberration with respect to the d-line of the single lens is 50 or less, both axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration are deteriorated.

以上のような構成により、本発明小型撮像系にあっては、レンズが両面を非球面とした単レンズのみという極めて簡単な構成にもかかわらず、Fナンバーを小さくすると共に、水平画角が55°程度に及ぶまで各収差が良好に補正され、しかも全長を短く構成することができる。   With the configuration as described above, in the small imaging system of the present invention, the F number is reduced and the horizontal angle of view is 55 in spite of a very simple configuration in which the lens is only a single lens having both aspheric surfaces. Each aberration can be satisfactorily corrected up to about 0 °, and the total length can be shortened.

以下に、本発明小型撮像系の具体的な実施形態及びそれら実施形態にさらに具体的な数値を適用した数値実施例について説明する。   Hereinafter, specific embodiments of the small imaging system of the present invention and numerical examples in which specific numerical values are applied to these embodiments will be described.

なお、本発明小型撮像系においては非球面が採用されている。そこで、非球面変形量ΔH(h)は、面の頂点を原点とし光軸方向をX軸とした直交座標系において、光軸と直交する方向をh、頂点曲率半径をr、円錐定数をK、4次、6次、8次、10次、12次、14次の非球面係数をA、B、C、D、E、Fとして、数1式によって定義されるものとする。   An aspherical surface is employed in the small imaging system of the present invention. Therefore, in the orthogonal coordinate system in which the aspherical surface deformation amount ΔH (h) is an orthogonal coordinate system in which the vertex of the surface is the origin and the optical axis direction is the X axis, the direction perpendicular to the optical axis is h, the vertex curvature radius is r, and the conic constant is K. It is assumed that the fourth, sixth, eighth, tenth, twelfth, and fourteenth aspherical coefficients are defined by Equation 1 as A, B, C, D, E, and F.

Figure 0004935235
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図1は本発明小型撮像系の第1の実施の形態のレンズ構成を示すものである。小型撮像系1は、物体側から順に、開口絞りS、両凸形状で両面が非球面で構成された正レンズL1を配置して構成する。なお、図1において、IMGは撮像面、Gは撮像面の物体側に位置しローパスフィルターを兼ねたカバーガラスである。

FIG. 1 shows the lens configuration of the first embodiment of the small imaging system of the present invention. The small imaging system 1 is configured by arranging, in order from the object side, an aperture stop S and a positive lens L1 having a biconvex shape and both surfaces being aspherical. In FIG. 1, IMG is an imaging surface, and G is a cover glass located on the object side of the imaging surface and also serving as a low-pass filter.

表1に前記第1の実施の形態にかかる小型撮像系1に具体的数値を適用した数値実施例1のレンズデータを示す。なお、表1及び他のレンズデータ示す表において、Siは物体側からi番目の面を、Rは第i面の近軸曲率半径を、Dは物体側からi番面の面とi+1番面の面との間の軸上面間隔を、Ndは物体側に第i面を有する媒体のd線に対する屈折率を、νdは物体側に第i面を有する媒体のd線に対するアッベ数を、fは正レンズL1の焦点距離を、それぞれ示し、また、曲率半径Rに関しinfは当該面が平面であることを示す。   Table 1 shows lens data of Numerical Example 1 in which specific numerical values are applied to the compact imaging system 1 according to the first embodiment. In Table 1 and other lens data tables, Si is the i-th surface from the object side, R is the paraxial radius of curvature of the i-th surface, D is the i-th surface and i + 1-th surface from the object side. Nd is the refractive index for the d-line of the medium having the i-th surface on the object side, νd is the Abbe number for the d-line of the medium having the i-th surface on the object side, f Indicates the focal length of the positive lens L1, respectively, and regarding the radius of curvature R, inf indicates that the surface is a plane.

Figure 0004935235
Figure 0004935235

第2面(S2)及び第3面(S3)は非球面で構成されている。数値実施例1における前記各面の4次、6次、8次、10次、12次、14次の非球面係数をA、B、C、D、E、Fを円錐定数κと共に表2に示す。なお、表2及び以下の非球面係数を示す表において「E−i」は10を底とする指数表現、すなわち、「10−i」を表しており、例えば、「0.12345E-05」は「0.12345×10-5」を表している。 The second surface (S2) and the third surface (S3) are aspherical. Table 2 shows the fourth, sixth, eighth, tenth, twelfth, and fourteenth aspherical coefficients of A, B, C, D, E, and F together with the conic constant κ in Numerical Example 1. Show. In Table 2 and the following table showing aspherical coefficients, “E-i” represents an exponential expression with a base of 10, that is, “10- i ”. For example, “0.12345E-05” represents “ 0.12345 × 10 -5 ".

Figure 0004935235
Figure 0004935235

図2は数値実施例1の縦収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)を示すものであり、球面収差を示す図で実線はd線に対するものを、破線はg線(λ=435.84nm)に対するものを、非点収差を示す図で実線はサジタル像面を、破線はメリジョナル像面を、それぞれ示す。   FIG. 2 shows longitudinal aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion) of Numerical Example 1. The diagram shows spherical aberration, where the solid line is for the d line and the broken line is the g line (λ = 435.84 nm). ), The solid line indicates the sagittal image plane, and the broken line indicates the meridian image plane.

図2は本発明小型撮像系の第2の実施の形態のレンズ構成を示すものである。小型撮像系2は、物体側から順に、開口絞りS、両凸形状で両面が非球面で構成された正レンズL1を配置して構成する。なお、図2において、IMGは撮像面、Gは撮像面の物体側に位置しローパスフィルターを兼ねたカバーガラスである。   FIG. 2 shows the lens configuration of the second embodiment of the small imaging system of the present invention. The small imaging system 2 is configured by arranging, in order from the object side, an aperture stop S and a positive lens L1 having a biconvex shape and both surfaces being aspherical. In FIG. 2, IMG is an imaging surface, and G is a cover glass that is located on the object side of the imaging surface and also serves as a low-pass filter.

表3に前記第2の実施の形態にかかる小型撮像系2に具体的数値を適用した数値実施例1のレンズデータを示す。   Table 3 shows lens data of Numerical Example 1 in which specific numerical values are applied to the compact imaging system 2 according to the second embodiment.

Figure 0004935235
Figure 0004935235

第2面(S2)及び第3面(S3)は非球面で構成されている。数値実施例2における前記各面の4次、6次、8次、10次、12次、14次の非球面係数をA、B、C、D、E、Fを円錐定数κと共に表4に示す。   The second surface (S2) and the third surface (S3) are aspherical. The fourth-order, sixth-order, eighth-order, tenth-order, twelfth-order, and fourteenth-order aspherical coefficients of the respective surfaces in Numerical Example 2 are shown in Table 4 together with A, B, C, D, E, and F with the conic constant κ. Show.

Figure 0004935235
Figure 0004935235

図4は数値実施例2の縦収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)を示すものであり、球面収差を示す図で実線はd線に対するものを、破線はg線に対するものを、非点収差を示す図で実線はサジタル像面を、破線はメリジョナル像面を、それぞれ示す。   FIG. 4 shows longitudinal aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion) of Numerical Example 2. In the graph showing spherical aberration, the solid line is for d line, the broken line is for g line, In the diagram showing the point aberration, the solid line shows the sagittal image plane, and the broken line shows the meridional image plane.

表5に数値実施例1及び数値実施例2の条件式(1)乃至(4)対応値を示す。   Table 5 shows values corresponding to the conditional expressions (1) to (4) in Numerical Example 1 and Numerical Example 2.

Figure 0004935235
Figure 0004935235

前記各表及び収差図から分かるように、数値実施例1及び数値実施例2共に、レンズが両面を非球面とした単レンズのみという極めて簡単な構成にもかかわらず、条件式(1)乃至(4)を満足し、Fナンバーが3程度と明るく、水平画角が55°程度に及ぶまで各収差が良好に補正され、しかも全長を短く構成することができた。さらに、レンズL1をプラスチックで形成することによって、さらに安価に、且つ、軽量に構成することができ、また、非球面の形成も容易である。   As can be seen from the above tables and aberration diagrams, in both numerical example 1 and numerical example 2, the conditional expressions (1) to ( 4) was satisfied, the F-number was as bright as about 3, and each aberration was corrected satisfactorily until the horizontal angle of view reached about 55 °, and the total length could be shortened. Further, by forming the lens L1 from plastic, it can be configured at a lower cost and lighter, and an aspherical surface can be easily formed.

次に、本発明撮像装置について説明する。   Next, the imaging apparatus of the present invention will be described.

本発明撮像装置は、小型撮像系と、該小型撮像系によって形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備え、前記小型撮像系は、両凸形状で両面が非球面で構成された単レンズと該単レンズの物体側面に近接して位置した開口絞りとで構成され、物体側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を強める非球面とし、像面側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を弱める非球面とし、以下の条件式(1)1.10≦r1/f<1.43、(2)0.63<|r2|/f<1.19、(3)0.15<d/D<0.7、(4)50<νdを満足する。 The image pickup apparatus of the present invention includes a small image pickup system and an image pickup element that converts an optical image formed by the small image pickup system into an electric signal, and the small image pickup system is configured to be biconvex and have both aspheric surfaces. It consists of a single lens and an aperture stop located close to the object side surface of the single lens. The aspherical surface on the object side is an aspherical surface that increases its positive refractive power as it goes from the optical axis to the periphery. The spherical surface is an aspheric surface that weakens the positive refractive power from the optical axis toward the periphery, and the following conditional expressions (1) 1.10 ≦ r1 / f <1.43, (2) 0.63 <| r2 | / f <1.19, (3) 0.15 <d / D <0.7, (4) 50 <νd is satisfied.

図5乃至図7に本発明撮像装置を携帯電話のカメラ部に適用した実施の形態を示す。   5 to 7 show an embodiment in which the imaging apparatus of the present invention is applied to a camera unit of a mobile phone.

図5及び図6は携帯電話10の外観を示すものである。   5 and 6 show the appearance of the mobile phone 10.

携帯電話10は、表示部20と本体部30とが中央のヒンジ部で折り畳み可能に連結されて構成され、携行時には図5に示すように折り畳んだ状態とし、通話時等の使用時には図6に示すように表示部20と本体部30とを開いた状態とする。   The mobile phone 10 is configured such that the display unit 20 and the main body unit 30 are foldably connected to each other at the center hinge portion. The mobile phone 10 is folded as shown in FIG. As shown, the display unit 20 and the main body unit 30 are opened.

表示部20の背面側の一側部に寄った位置には基地局との間で電波の送受信を行うためのアンテナ21が出し入れ自在に設けられ、また、表示部20の内側面には該内側面のほぼ全体を占める大きさの液晶表示パネル22が配置され、該液晶表示パネル22の上方にはスピーカ23が配置されている。さらに、この表示部20にはデジタルカメラ部の撮像ユニット1Aが配置されており、該撮像ユニット1Aの撮像系1(又は撮像系2)が表示部20の背面に形成された臨ませ孔24を介して外方に臨んでいる。なお、ここで撮像ユニットの用語は、撮像レンズ1と撮像素子4とによって構成されるものとして使用している。すなわち、撮像レンズ1と撮像素子4とは同時に表示部20内に設けられる必要があるが、デジタルカメラ部を構成するその他の部分、例えば、カメラ制御部や記録媒体等は本体部30に配置されても良いことを明確にするために用いたのが撮像ユニットなる概念である。なお、上記撮像素子4としては、例えば、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の光電変換素子を使用したものが適用可能である。また、前記臨ませ孔24の開口周縁24aが前記撮像系1(又は撮像系2)の開口絞りSとなる。   An antenna 21 for transmitting / receiving radio waves to / from a base station is provided at a position close to one side on the back side of the display unit 20, and the inner surface of the display unit 20 includes the antenna 21. A liquid crystal display panel 22 having a size that occupies substantially the entire side surface is disposed, and a speaker 23 is disposed above the liquid crystal display panel 22. Further, the display unit 20 is provided with an imaging unit 1A of a digital camera unit, and an imaging system 1 (or imaging system 2) of the imaging unit 1A has a facing hole 24 formed on the back surface of the display unit 20. Through the outside. Here, the term “imaging unit” is used as a configuration including the imaging lens 1 and the imaging element 4. That is, the imaging lens 1 and the imaging device 4 need to be provided in the display unit 20 at the same time, but other parts constituting the digital camera unit, such as a camera control unit and a recording medium, are arranged in the main body unit 30. The concept of the imaging unit was used to clarify that it may be acceptable. For example, a device using a photoelectric conversion device such as a charge coupled device (CCD) or a complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) can be used as the imaging device 4. Further, the opening peripheral edge 24a of the facing hole 24 becomes the aperture stop S of the imaging system 1 (or imaging system 2).

さらにまた、表示部20の先端部には赤外通信部25が配置され、該赤外通信部には、図示しないが、赤外線発光素子と赤外線受光素子を備えている。   Furthermore, an infrared communication unit 25 is disposed at the distal end of the display unit 20, and the infrared communication unit includes an infrared light emitting element and an infrared light receiving element (not shown).

本体部30の内側面には「0」乃至「9」の数字キー、発呼キー、電源キー等の操作キー31、31、・・・が設けられており、操作キー31、31、・・・が配置された部分の下方にはマイクロフォン32が配置されている。また、本体部30の側面にはメモリカードスロット33が設けられ、該メモリカードスロット33を介してメモリカード40を本体部30に挿脱することができるようになっている。   On the inner surface of the main body 30, there are provided operation keys 31, 31,... Such as numeric keys "0" to "9", a calling key, a power key, etc., and the operation keys 31, 31,. A microphone 32 is disposed below the portion where the symbol is disposed. In addition, a memory card slot 33 is provided on the side surface of the main body 30, and the memory card 40 can be inserted into and removed from the main body 30 via the memory card slot 33.

図7は携帯電話10の構成を示すブロック図である。   FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the mobile phone 10.

携帯電話10はCPU(Central Processing Unit)50を備え、該CPU50が携帯電話10の全体の動作を制御する。すなわち、CPU50はROM(Read Only Memory)51に記憶されている制御プログラムをRAM52(Random Access Memory)に展開し、バス53を介して携帯電話10の動作を制御する。   The mobile phone 10 includes a CPU (Central Processing Unit) 50, and the CPU 50 controls the overall operation of the mobile phone 10. That is, the CPU 50 develops a control program stored in a ROM (Read Only Memory) 51 in a RAM 52 (Random Access Memory), and controls the operation of the mobile phone 10 via the bus 53.

カメラ制御部60は撮像系1と撮像素子4から成る撮像ユニット1Aを制御して静止画及び動画等の画像の撮影を行うもので、得られた画像情報に関してJPEG、MPEG等への圧縮加工等を行った後、バス53に載せる。バス53に乗せられた画像情報は、上記RAM52に一時的に保存され、必要に応じてメモリカードインターフェース41に出力され、メモリカードインターフェース41によってメモリカード40に保存されたり、或いは、表示制御部54を介して液晶表示パネル22に表示される。また、撮影時に同時にマイクロフォン32を通じて収録された音声情報も音声コーデック70を介して画像情報と共にRAM52へ一時的に保存されたり、メモリカード40へ保存され、また、液晶表示パネル22への画像表示と同時に音声コーデック70を介してスピーカ23から出力される。さらに、上記画像情報や音声情報は、必要に応じて、赤外線インターフェース55に出力され、該赤外線インターフェース55によって赤外線通信部25を介して外部に出力され、同じような赤外線通信部を備えた機器、例えば、携帯電話、パーソナルコンピュータ、PDA(Personal Digital Assistance)等の外部の情報機器へ伝達される。なお、RAM52やメモリカード40に保存されている画像情報に基づいて液晶表示パネル22に動画あるいは静止画を表示するときには、カメラ制御部60において、RAM52やメモリカード40に保存されているファイルのデコードや解凍を行った後の画像データがバス53を介して表示制御部54に送られる。   The camera control unit 60 controls the image pickup unit 1A including the image pickup system 1 and the image pickup device 4 to shoot images such as still images and moving images. The obtained image information is compressed into JPEG, MPEG, etc. And then on the bus 53. The image information placed on the bus 53 is temporarily stored in the RAM 52, and is output to the memory card interface 41 as necessary, and stored in the memory card 40 by the memory card interface 41, or the display control unit 54. Is displayed on the liquid crystal display panel 22. In addition, audio information recorded through the microphone 32 at the same time as shooting is also temporarily stored in the RAM 52 together with image information via the audio codec 70, stored in the memory card 40, and displayed on the liquid crystal display panel 22. At the same time, it is output from the speaker 23 via the audio codec 70. Furthermore, the image information and the sound information are output to the infrared interface 55 as necessary, and output to the outside via the infrared communication unit 25 by the infrared interface 55, and a device including a similar infrared communication unit, For example, it is transmitted to an external information device such as a mobile phone, a personal computer, or a PDA (Personal Digital Assistance). When displaying a moving image or a still image on the liquid crystal display panel 22 based on the image information stored in the RAM 52 or the memory card 40, the camera control unit 60 decodes the file stored in the RAM 52 or the memory card 40. The image data after decompression is sent to the display control unit 54 via the bus 53.

通信制御部80はアンテナ21を介して基地局との間で電波の送受信を行い、音声通話モードにおいては、受信した音声情報を処理した後音声コーデック70を介してスピーカ23に出力し、また、マイクロフォン32が集音した音声を音声コーデック70を介して受領して所定の処理を施した後送信する。   The communication control unit 80 transmits and receives radio waves to and from the base station via the antenna 21. In the voice call mode, the received voice information is processed and then output to the speaker 23 via the voice codec 70. The voice collected by the microphone 32 is received via the voice codec 70, subjected to predetermined processing, and transmitted.

上記した撮像系1(又は撮像系2)は奥行を短く構成することが出来るので、携帯電話10のように厚さに制約のある機器にも容易に搭載することが出来る。また、広い水平画角を有するので、1画面に多くの情報を取り込むことができ、携帯型情報機器である携帯電話の撮像系として好適である。   Since the imaging system 1 (or imaging system 2) described above can be configured to have a short depth, it can be easily mounted on a device with a limited thickness such as the mobile phone 10. In addition, since it has a wide horizontal angle of view, a large amount of information can be captured on one screen, which is suitable as an imaging system for a mobile phone that is a portable information device.

なお、上記実施の形態では、本発明撮像装置を携帯電話に適用した例を示したが、本発明撮像装置は、その他の情報機器、例えば、パーソナルコンピュータ、PDA等にも適用することができることは勿論であり、また、これら情報機器に適用して大きな利点を有する。   In the above embodiment, an example in which the imaging device of the present invention is applied to a mobile phone has been shown. However, the imaging device of the present invention can also be applied to other information devices such as personal computers and PDAs. Of course, it has a great advantage when applied to these information devices.

なお、上記した実施の形態及び数値実施例において示した具体的な構造及び形状並びに数値は、本発明を実施するに際して行う具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。   It should be noted that the specific structures, shapes, and numerical values shown in the embodiments and numerical examples described above are only examples of the implementations that are carried out in carrying out the present invention, and thus the technology of the present invention. The scope should not be interpreted in a limited way.

本発明小型撮像系の第1の実施の形態のレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure of 1st Embodiment of this invention small imaging system. 第1の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例1の縦収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)を示す図である。It is a figure which shows the longitudinal aberration (spherical aberration, astigmatism, distortion aberration) of the numerical example 1 which applied the specific numerical value to 1st Embodiment. 本発明小型撮像系の第2の実施の形態のレンズ構成を示す図である。It is a figure which shows the lens structure of 2nd Embodiment of this invention small imaging system. 第2の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例2の縦収差(球面収差、非点収差、歪曲収差)を示す図である。It is a figure which shows the longitudinal aberration (spherical aberration, astigmatism, distortion aberration) of Numerical Example 2 which applied the specific numerical value to 2nd Embodiment. 図6及び図7と共に本発明撮像装置を携帯電話のカメラ部に適用した実施の形態を示すものであり、本図は非使用状態又は待ち受け状態を示す斜視図である。6 and 7 show an embodiment in which the imaging apparatus of the present invention is applied to a camera unit of a mobile phone, and this figure is a perspective view showing a non-use state or a standby state. 使用状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows a use condition. 内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an internal structure.

符号の説明Explanation of symbols

1…小型撮像系、2…小型撮像系、L1…レンズ、S…開口絞り、4…撮像素子、10…携帯電話(撮像装置)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Small imaging system, 2 ... Small imaging system, L1 ... Lens, S ... Aperture stop, 4 ... Imaging element, 10 ... Mobile phone (imaging device)

Claims (2)

両凸形状で両面が非球面で構成された単レンズと該単レンズの物体側面に近接して位置した開口絞りとで構成され、
物体側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を強める非球面とし、
像面側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を弱める非球面とし、
以下の条件式(1)、(2)、(3)、(4)を満足することを特徴とする小型撮像系。
(1)1.10≦r1/f<1.43
(2)0.63<|r2|/f<1.19
(3)0.15<d/D<0.7
(4)50<νd
但し、
r1:物体側の面の近軸曲率半径
r2:像側の面の近軸曲率半径
f:単レンズの焦点距離
d:r1面から開口絞りまでの距離
D:単レンズの厚み
νd:単レンズのd線(λ=587.6nm)に対するアッベ数
とする。
Consists of a single lens having a biconvex shape and both surfaces being aspherical, and an aperture stop located close to the object side surface of the single lens,
The aspherical surface on the object side is an aspherical surface that increases its positive refractive power as it goes from the optical axis to the periphery.
The aspherical surface on the image side is an aspherical surface that weakens the positive refractive power from the optical axis toward the periphery,
A compact imaging system characterized by satisfying the following conditional expressions (1), (2), (3), and (4).
(1) 1.10 ≦ r1 / f <1.43
(2) 0.63 <| r2 | / f <1.19
(3) 0.15 <d / D <0.7
(4) 50 <νd
However,
r1: paraxial radius of curvature of object side surface r2: paraxial radius of curvature of image side surface f: focal length of single lens d: distance from r1 surface to aperture stop D: thickness of single lens νd: single lens The Abbe number for the d-line (λ = 587.6 nm).
小型撮像系と、該小型撮像系によって形成された光学像を電気信号に変換する撮像素子を備えた撮像装置であって、
前記小型撮像系は、両凸形状で両面が非球面で構成された単レンズと該単レンズの物体側面に近接して位置した開口絞りとで構成され、物体側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を強める非球面とし、像面側の非球面を光軸から周辺に向かうに従って正の屈折力を弱める非球面とし、以下の条件式(1)、(2)、(3)、(4)を満足することを特徴とする撮像装置。
(1)1.10≦r1/f<1.43
(2)0.63<|r2|/f<1.19
(3)0.15<d/D<0.7
(4)50<νd
An image pickup apparatus including a small image pickup system and an image pickup element that converts an optical image formed by the small image pickup system into an electric signal,
The small imaging system is composed of a single lens having a biconvex shape and two aspheric surfaces, and an aperture stop located close to the object side surface of the single lens. The aspherical surface that increases the positive refractive power as it goes to the surface and the aspherical surface on the image plane side as the aspherical surface that weakens the positive refractive power as it goes from the optical axis to the periphery, and the following conditional expressions (1), (2), ( 3) An image pickup apparatus satisfying (4).
(1) 1.10 ≦ r1 / f <1.43
(2) 0.63 <| r2 | / f <1.19
(3) 0.15 <d / D <0.7
(4) 50 <νd
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