JP5397628B2 - Imaging lens and imaging apparatus - Google Patents

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Description

本発明は、小型で薄型であり、CCD(Charged Coupled Device)型イメージセンサ或いはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置に好適な撮像レンズ及び該撮像レンズを備えた撮像装置に関する。   The present invention is a small and thin imaging lens suitable for an imaging apparatus using a solid-state imaging device such as a CCD (Charged Coupled Device) type image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensor, and the imaging lens. The present invention relates to an imaging apparatus provided.

近年、CCD型イメージセンサ或いはCMOS型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置を備えた携帯電話や携帯情報端末が普及しつつある。特に最近では、これらの撮像装置に使用される固体撮像素子の更なる小型化が進み、VGAのイメージフォーマット(有効画素数640×480)のセンサでは、1/10インチサイズ(画素ピッチ2.2μm)や1/12インチサイズ(画素ピッチ1.75μm)の固体撮像素子が製品化されている。それに伴い、撮像装置に搭載される撮像レンズにも更なる小型化、低コスト化への要求が高まっている。   In recent years, cellular phones and portable information terminals equipped with an imaging device using a solid-state imaging device such as a CCD type image sensor or a CMOS type image sensor are becoming widespread. In recent years, solid-state image sensors used in these image pickup devices have been further miniaturized, and a VGA image format (effective pixel number 640 × 480) sensor has a 1/10 inch size (pixel pitch 2.2 μm). ) And 1/12 inch size (pixel pitch 1.75 μm) solid-state imaging devices have been commercialized. Accordingly, there is an increasing demand for further downsizing and cost reduction of the imaging lens mounted on the imaging apparatus.

このような用途の撮像レンズとしては、小型化が可能であり低コスト化の観点から2枚玉構成のものよりも有利な1枚玉構成の撮像レンズが提案されている。また近年ではこのような小型の撮像レンズを撮像センサのウエハ技術と同様、複数個を一括で形成し、それらを切断して個片化する事で更なる低コスト化を図る方法が提案されている。   As an imaging lens for such a use, an imaging lens having a single-lens configuration has been proposed that is more advantageous than a two-lens configuration in terms of cost reduction and cost reduction. In recent years, there has been proposed a method for further reducing the cost by forming a plurality of such small imaging lenses in a lump in the same manner as in the wafer technology of an imaging sensor and cutting them into pieces. Yes.

このように一括形成、個片化される撮像レンズは、予め半田がポッテングされた基板に対し、ICチップどの他の電子部品とリフロー処理を用いて同時実装する事が低コスト化を図る上で有効である。そのためガラス基板の表面に光硬化型樹脂や熱硬化性樹脂等のエネルギー硬化性樹脂を接着した接合型複合レンズを用いた複数撮像レンズ一括形成が低コスト化とリフロー化を両立している点で注目されている。   In order to reduce the cost, it is necessary to mount the imaging lenses that are collectively formed and singulated in this way on a substrate on which solder has been potted in advance using other electronic components such as IC chips and reflow processing. It is valid. For this reason, the simultaneous formation of multiple imaging lenses using a junction type compound lens in which an energy curable resin such as a photocurable resin or a thermosetting resin is bonded to the surface of the glass substrate achieves both cost reduction and reflow. Attention has been paid.

このような接合型複合レンズはガラスモールドレンズに比べて低コストで製造できる点、樹脂一体レンズに比べて強度の点で優れている点、ガラスと樹脂という複数種の材料からなる接合レンズである事から、光学特性をレンズ形状だけでなく接合する材料の選定により自由度を持って調整する事ができ、これにより光学特性の更なる向上や小型化を図る事ができる点でメリットが大きい。このような単一の接合型複合レンズからなる撮像レンズの先行技術として以下が知られている。   Such a junction type compound lens is a junction lens made of a plurality of types of materials, glass and resin, that can be manufactured at a lower cost than a glass mold lens, that is superior in strength to a resin integrated lens. Therefore, the optical characteristics can be adjusted with a degree of freedom by selecting not only the lens shape but also the material to be joined, which is advantageous in that the optical characteristics can be further improved and the size can be reduced. The following is known as a prior art of an imaging lens composed of such a single junction type compound lens.

特開2008−287005号公報JP 2008-287005 A 特開2009−222732号公報JP 2009-222732 A

ここに提案されている撮像レンズは上述したメリットを有する接合型複合レンズではあるものの、小型化と高い光学性能、特にVGAのようなイメージフォーマットセンサにおいて小型化と高精細な画像を得るために重要な光学特性である中間像高から軸外にかけての光学特性(非点収差、像面湾曲、コマ収差)を向上させたレンズとは言い難い。当該先行技術では中間から軸外の像面湾曲や非点収差を補正するために、物体側に凹面のメニスカス形状をとってはいる。しかしながらVGAのようなイメージフォーマットセンサで高精細な画像を得ようとする示唆はなく、そのため非点収差、像面湾曲とも補正不足となっている。結果、高精細な画像を形成するVGAのイメージフォーマットのセンサの撮像面に、被写体像を結像する用途には適していない。   Although the proposed imaging lens is a junction type compound lens having the above-mentioned advantages, it is important for downsizing and high optical performance, especially in obtaining an image format sensor such as a VGA with a small size and high definition. It is difficult to say that the lens has improved optical characteristics (astigmatism, curvature of field, coma) from the intermediate image height to the off-axis, which are excellent optical characteristics. In the prior art, a concave meniscus shape is formed on the object side in order to correct field curvature and astigmatism off the axis from the middle. However, there is no suggestion to obtain a high-definition image with an image format sensor such as VGA, and astigmatism and curvature of field are insufficiently corrected. As a result, it is not suitable for use in forming a subject image on the imaging surface of a sensor having a VGA image format that forms a high-definition image.

本発明は、このような問題を鑑みてなされたものであり、接合型複合レンズとして低コスト化が可能、光学性能の自由度を持ちながらも、小型を維持しつつVGAのようなイメージフォーマットのセンサに対しても良好に非点収差、像面湾曲が補正して周辺に亘り高精細な画像を提供できる撮像レンズ及び撮像装置を提供するものである。   The present invention has been made in view of such problems, and can be reduced in cost as a cemented compound lens, and has an image format such as VGA while maintaining a small size while having a degree of freedom in optical performance. An imaging lens and an imaging apparatus capable of providing a high-definition image over the periphery by correcting astigmatism and curvature of field satisfactorily for a sensor.

本発明の撮像レンズは、固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための単一の接合型複合レンズからなる撮像レンズであって、前記接合型複合レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズからなる第1レンズと、平行平板素子である第2レンズと、像側に凸の平凸レンズからなる第3レンズで構成され、
前記第1レンズ及び前記第3レンズはエネルギー硬化性樹脂材料で形成され、
前記平行平板素子はガラス材料で形成され、
前記第1レンズと前記第2レンズ、前記第2レンズと前記第3レンズは互いに接合された構成であり、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
−1.5rL11/f−5.0 (1)
0.09<rL32/rL11<0.29 (5)
但し、
rL11:以下の式で求められる第1レンズ物体側面の局所曲率半径、f:前記撮像レンズ全系の焦点距離
rL11={(h1)2+(s1)2}/(2s1)
なお、
h1:第1レンズ物体側面における有効半径の1/10、s1:第1レンズ物体側面の高さh1における面頂点からの光軸平行方向への変位量
rL32:以下の式で求められる第3レンズ像側面の局所曲率半径。
rL32={(h3) 2 +(s3) 2 }/(2s3)
h3:第3レンズ像側面における有効半径の1/10、s3:第3レンズ像側面の高さh3における面頂点から光軸に下ろした垂線の足と面の頂点との間隔
The imaging lens of the present invention is an imaging lens of a single junction type compound lens for forming an object image on the photoelectric conversion portion of the solid-state imaging device, the junction type compound lens comprises, in order from the object side, A first lens composed of a plano-concave lens concave on the object side, a second lens that is a parallel plate element, and a third lens composed of a plano-convex lens convex on the image side,
The first lens and the third lens are formed of an energy curable resin material,
The parallel plate element is formed of a glass material,
The first lens and the second lens, and the second lens and the third lens are joined together, and satisfy the following conditional expression.
−1.5 > rL11 / f > −5.0 (1)
0.09 <rL32 / rL11 <0.29 (5)
However,
rL11: local curvature radius of the side surface of the first lens object obtained by the following formula, f: focal length of the entire imaging lens system rL11 = {(h1) 2 + (s1) 2 } / (2s1)
In addition,
h1: 1/10 of the effective radius on the side surface of the first lens object, s1: the amount of displacement in the direction parallel to the optical axis from the surface vertex at the height h1 of the side surface of the first lens object
rL32: Local curvature radius of the third lens image side surface obtained by the following equation.
rL32 = {(h3) 2 + (s3) 2 } / (2s3)
h3: 1/10 of effective radius on the third lens image side surface, s3: distance between the foot of the perpendicular line dropped from the surface vertex to the optical axis at the height h3 of the third lens image side surface, and the vertex of the surface

接合型複合レンズの物体側面に凹面を像側に凸面を配置することでいわゆるレトロフォーカスタイプとなり、同じ焦点距離でもより強い凹面を配置することができ非点収差や像面湾曲を補正するのに有利である。また、第1面が凹面であることから開口効率が上昇し周辺まで明るいレンズを得ることができる。   By placing a concave surface on the object side of the cemented compound lens and a convex surface on the image side, it becomes a so-called retrofocus type, and a stronger concave surface can be placed even at the same focal length to correct astigmatism and curvature of field. It is advantageous. In addition, since the first surface is a concave surface, the aperture efficiency is increased, and a lens that is bright to the periphery can be obtained.

また条件式(1)を満たすことで非点収差や像面湾曲が良好に補正されたレンズを得ることができる。具体的には、rL11/fが条件式(1)の上限値を下回ることでペッツパール和が小さくなり非点収差や像面湾曲を補正できる。また、rL11/fが条件式(1)の下限値を上回ることでコマ収差が大きくなりすぎるのを防ぐことができる他、全長を小さく保つことができる。   Further, by satisfying conditional expression (1), it is possible to obtain a lens in which astigmatism and field curvature are favorably corrected. Specifically, when rL11 / f falls below the upper limit value of conditional expression (1), the Petzpearl sum is reduced, and astigmatism and curvature of field can be corrected. Further, when rL11 / f exceeds the lower limit value of conditional expression (1), coma aberration can be prevented from becoming too large, and the overall length can be kept small.

ここで言う凹面とは、φmを最大光線高の位置における撮像レンズのパワー、φpを近軸における撮像レンズのパワーとしたときに、φm/φpが負となるような凹面のことである(特開2004−326097参照)。又、「第1レンズと第2レンズ、第2レンズと第3レンズは互いに接合される」とは、第1レンズと第2レンズ同士、第2レンズと第3レンズ同士が直接的に接合される場合は勿論、上記各レンズ間にFナンバーを決める開口絞りつまり第1絞りや他の絞り、IRカットコート等の遮光部材を介して間接的に接合される場合をも含む意味である。   The concave surface mentioned here is a concave surface in which φm / φp is negative when φm is the power of the imaging lens at the position of the maximum ray height and φp is the power of the imaging lens at the paraxial axis. Open 2004-326097). “The first lens and the second lens, the second lens and the third lens are joined together” means that the first lens and the second lens are joined together, and the second lens and the third lens are joined together directly. Of course, this also includes the case of being indirectly joined via a light-shielding member such as an aperture stop that determines the F number between the lenses, that is, the first stop, another stop, and an IR cut coat.

また、ここでいう「曲率半径」は超高精度三次元測定機UA3P(パナソニック株式会社製)などによる接触式の方法や非接触式の方法を用いて測定されたサグ量から、下記のような式で与えられる局所曲率半径の近似値を以て曲率半径とする。
rL11={(h1)2+(s1)2}/(2s1)
但し、
h1:第1レンズ物体側面における有効半径の1/10、s1:第1レンズ物体側面の高さh1における面頂点からの光軸平行方向への変位量(図17参照)であり、ここで、レンズ面の有効半径とは、最大像高に結像する全光線のうち最も外側(レンズの光軸から最も離れた位置)を通る光線がこのレンズ面とが交わる点から、光軸までの、光軸と垂直方向への距離を意味する。
In addition, the “curvature radius” mentioned here is based on the amount of sag measured using a contact-type method or non-contact-type method using an ultra-precise three-dimensional measuring machine UA3P (manufactured by Panasonic Corporation). The approximate value of the local curvature radius given by the equation is used as the curvature radius.
rL11 = {(h1) 2 + (s1) 2 } / (2s1)
However,
h1: 1/10 of the effective radius on the side surface of the first lens object, s1: the amount of displacement in the direction parallel to the optical axis from the surface vertex at the height h1 of the side surface of the first lens object (see FIG. 17), The effective radius of the lens surface is the point from the point where the light beam that passes the outermost (the position farthest from the optical axis of the lens) out of all the light rays that are imaged at the maximum image height to the optical axis, It means the distance in the direction perpendicular to the optical axis.

また上記態様によれば、以下の条件式を満足することが好ましい。
30≦ν1≦59 (2)
1.50≦N3≦1.65 (3)
ν1:前記第1レンズの材料のアッベ数、N3:前記第3レンズの材料の屈折率
Moreover, according to the said aspect, it is preferable that the following conditional expressions are satisfied.
30 ≦ ν1 ≦ 59 (2)
1.50 ≦ N3 ≦ 1.65 (3)
ν1: Abbe number of the material of the first lens, N3: Refractive index of the material of the third lens

上記条件式(2)、(3)は、接合型複合レンズの第1レンズに用いる材料のアッベ数及び第3レンズに用いる材料の屈折率を規定している。第1レンズ及び第3レンズに適切な材料を用いることでコマ収差や軸上色収差、倍率色収差を良好に補正することができる。条件式(2)を満たすようなアッベ数を持つ材料を第1レンズに用いることで色収差の発生を抑えることができる。また、条件式(3)を満たすような高屈折率を持つ材料を第3レンズに用いることで面形状をより緩やかにすることができるためコマ収差の発生を抑えることができる。   The conditional expressions (2) and (3) define the Abbe number of the material used for the first lens of the junction type compound lens and the refractive index of the material used for the third lens. By using an appropriate material for the first lens and the third lens, coma, axial chromatic aberration, and lateral chromatic aberration can be favorably corrected. Occurrence of chromatic aberration can be suppressed by using, for the first lens, a material having an Abbe number that satisfies the conditional expression (2). Further, by using a material having a high refractive index that satisfies the conditional expression (3) for the third lens, the surface shape can be made gentler, so that the occurrence of coma aberration can be suppressed.

また上記態様によれば、第1絞りが前記第3レンズの像側面よりも物体側に配置され、且つ前記第1絞りとは別に前記第1絞りよりも開口径が大きく、以下の条件式を満足するような第2絞りが配置されていることが好ましい。
Ra<Ha (4)
但し、
Ra:前記第2絞りの半径、Ha:最大像高における最も外側の光線が、前記第2絞りが形成される面を通過する点の光軸からの距離
Further, according to the above aspect, the first diaphragm is disposed on the object side with respect to the image side surface of the third lens, and apart from the first diaphragm, the aperture diameter is larger than the first diaphragm. It is preferable to arrange a second diaphragm that satisfies the requirements.
Ra <H a (4)
However,
Ra: radius of the second diaphragm, H a: outermost ray at the maximum image height, the distance from the optical axis point that passes through the surface on which the second stop is formed

上記条件式(4)は、接合型複合レンズの第2絞りの半径を規定するものである。ここで言うHaは、第2絞りを配置しない時に最大像高の光速の最も外側光線が、第2絞りが配置される面を通過する高さであり、一般的な光線追跡によって求めることができる。図1を参照して、本発明について説明する。図1は、第2絞りが第2レンズ像側面に配置された場合を示している。図1において、撮像レンズは、物体側に凹の平凹レンズである第1レンズL1、平行平板素子である第2レンズL2、像側に凸の平凸レンズである第3レンズL3を有し、第1絞りSH1は、第2絞りSH2よりも物体側に配置されている。また、第2絞りは図1に示すように、第2絞りの半径SH2の半径をRaとし、第1絞りSH1を通過した最も外周側の光線が第2絞りSH2のある位置で光軸と垂直な平面と交わる点aの光軸からの距離をHaとする。このとき、条件式(4)を満たす場合、第1絞りSH1を通過した外周側の光線は、ダブルハッチングで示すように第2絞りSH2により遮光されることとなる。また、第2絞りは第1絞りよりも物体側に配置される場合もある。Fナンバーは開口径が小さい方の絞りによって決定されるため、絞り位置が前後しても径の小さな方が第1絞りとなり、径の大きな方が第2絞りとなる。第2絞りが第1絞りよりも物体側に配置された場合には、第1絞りSH1へ入射する最も外側の光線が第2絞りSH2により遮光されることとなる。 Conditional expression (4) defines the radius of the second diaphragm of the junction type compound lens. Here, H a is the height at which the outermost light beam having the maximum image height passes through the surface on which the second diaphragm is disposed when the second diaphragm is not disposed, and can be obtained by general ray tracing. it can. The present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a case where the second diaphragm is disposed on the side surface of the second lens image. In FIG. 1, the imaging lens includes a first lens L1 that is a concave / concave lens on the object side, a second lens L2 that is a parallel plate element, and a third lens L3 that is a convex / convex lens on the image side. The first diaphragm SH1 is disposed closer to the object side than the second diaphragm SH2. Further, as shown in FIG. 1, the second diaphragm has a radius SH2 of the second diaphragm as Ra, and the outermost light beam that has passed through the first diaphragm SH1 is perpendicular to the optical axis at a position where the second diaphragm SH2 is located. the distance from the optical axis of a point of intersection between a plane and H a. At this time, when the conditional expression (4) is satisfied, the light beam on the outer peripheral side that has passed through the first diaphragm SH1 is shielded by the second diaphragm SH2, as indicated by double hatching. Further, the second diaphragm may be disposed closer to the object side than the first diaphragm. Since the F number is determined by the diaphragm having the smaller aperture diameter, the smaller diaphragm is the first diaphragm and the larger diameter is the second diaphragm even when the diaphragm position is changed. When the second diaphragm is disposed on the object side of the first diaphragm, the outermost light beam incident on the first diaphragm SH1 is shielded by the second diaphragm SH2.

本発明のようなレトロフォーカスタイプの撮像レンズは開口効率が高いため、第1絞りSH1を通過した外周側の光線をカットしても、周辺まで十分明るいレンズを得ることができる。一方、第1絞りとは別に条件式(4)を満たすような第2絞りSH2を配置することで、性能に有害な軸外でのコマ収差や高次収差をカットすることができるため、周辺まで良好に収差が補正された被写体像を得ることができるのである。また、第2絞りがより第1絞りに近い方が、低い像高からコマ収差、高次収差をカットすることができ周辺まで良好な性能を得ることができる他、低像高から徐々に光線をカットすることができるようになるため周辺光量の急激な低下を防ぐことができ、小型ながら周辺に亘って高品質な撮影画像を提供できるという利点を有する。   Since the retrofocus type imaging lens as in the present invention has high aperture efficiency, a lens that is sufficiently bright up to the periphery can be obtained even if the light beam on the outer peripheral side that has passed through the first diaphragm SH1 is cut. On the other hand, by disposing the second diaphragm SH2 that satisfies the conditional expression (4) separately from the first diaphragm, off-axis coma and higher-order aberrations harmful to performance can be cut. Thus, it is possible to obtain a subject image in which the aberration is corrected well. In addition, when the second aperture is closer to the first aperture, it is possible to cut coma and higher order aberrations from a low image height and obtain good performance from the periphery to the periphery. Therefore, it is possible to prevent an abrupt decrease in the amount of peripheral light, and to provide a high-quality captured image over the periphery while being small.

また上記態様によれば、前記第1絞りが前記第2レンズ物体側面又は像側面に配置されていることが好ましい。   According to the above aspect, it is preferable that the first diaphragm is disposed on the second lens object side surface or the image side surface.

第2レンズの物体側に第1絞りを配置することで、接合型複合レンズの第1面よりも物体側に第1絞りを配置した場合よりも開口効率が上昇し、より第2絞り径を小さくすることが出来るため良好な性能を得ることが出来る。また、より物体側に第1絞りを配置する方がセンサー入射角度を小さくすることができるという利点がある。更に、より望ましくは第2絞りを第2レンズ像側に配置することが良い。第2絞りを平行平板素子上に配置する方が精度よく絞りを形成することができる。   By disposing the first diaphragm on the object side of the second lens, the aperture efficiency increases more than when the first diaphragm is disposed on the object side of the first surface of the junction type compound lens, and the second diaphragm diameter is further increased. Since it can be made small, good performance can be obtained. Further, there is an advantage that the sensor incident angle can be reduced by disposing the first diaphragm on the object side. More desirably, the second diaphragm is disposed on the second lens image side. The diaphragm can be formed with higher accuracy by arranging the second diaphragm on the parallel plate element.

第2レンズの像側に第1絞りを配置することで、接合型複合レンズの第1面よりも物体側に第1絞りを配置した場合よりも開口効率が上昇し、より第2絞り径を小さくすることが出来るため良好な性能を得ることが出来る。また、より像側に第1絞りを配置する方が第3レンズ像側面に低く光線が入ることになり倍率色収差を低減することができるという利点がある。また、より望ましくは第2絞りを第2レンズ物体側に配置することが良い。第2絞りを平行平板素子上に配置する方が精度よく絞りを形成することができる。   By disposing the first diaphragm on the image side of the second lens, the aperture efficiency increases more than when the first diaphragm is disposed on the object side of the first surface of the junction type compound lens, and the second diaphragm diameter is further increased. Since it can be made small, good performance can be obtained. Further, the arrangement of the first stop closer to the image side has an advantage that the lateral chromatic aberration can be reduced because a light beam enters a lower side surface of the third lens image. More preferably, the second diaphragm is disposed on the second lens object side. The diaphragm can be formed with higher accuracy by arranging the second diaphragm on the parallel plate element.

条件式(5)は、接合型複合レンズの第1レンズ物体側面の曲率半径と第3レンズ像側面の曲率半径の比を規定するものである。第3レンズ像側面の曲率半径を第1レンズ物体側面の曲率半径に合わせて適切に配置することで、全長を小さく保ちつつコマ収差の発生を抑え良好な性能を確保したレンズを得ることができる。具体的には、条件式(5)の値が上限を下回る事により全長を小さく保つ事ができ、一方下限を上回る事によりコマ収差の発生が小さく抑制でき、良好な性能を保つことが可能となる。尚、rL32は、図17を参照してrL11と同様に決められる。   Conditional expression (5) defines the ratio of the radius of curvature of the first lens object side surface and the radius of curvature of the third lens image side surface of the junction type compound lens. By appropriately arranging the curvature radius of the side surface of the third lens image in accordance with the curvature radius of the side surface of the first lens object, it is possible to obtain a lens that secures good performance while suppressing the occurrence of coma aberration while keeping the overall length small. . Specifically, when the value of conditional expression (5) is below the upper limit, the overall length can be kept small, while when it exceeds the lower limit, the occurrence of coma aberration can be suppressed and good performance can be maintained. Become. Note that rL32 is determined in the same manner as rL11 with reference to FIG.

また上記態様によれば、以下の条件式を満足することが好ましい。
0.25<dc/f<0.50 (6)
但し、
dc:前記平行平板素子の厚さ(但し、平行平板素子が複数枚ある場合はその総和とする)
Moreover, according to the said aspect, it is preferable that the following conditional expressions are satisfied.
0.25 <dc / f <0.50 (6)
However,
dc: Thickness of the parallel plate element (however, when there are a plurality of parallel plate elements, the sum thereof)

上記条件式(6)は、平行平板素子と焦点距離の比を規定している。第2レンズと固体撮像素子の間に平行平板素子を配置し、dc/fが条件式(6)の下限値を上回ることによって、非点収差の増大を抑えつつ更に像面湾曲を補正することができる。一方、dc/fが条件式(6)の上限値を下回ることによって平行平板素子の空気換算長の増大による撮像レンズの全長の増大を抑えることができる。なお、平行平板素子には、光学的ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、また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を含むものとしても良い。   The conditional expression (6) defines the ratio between the parallel plate element and the focal length. A parallel plate element is disposed between the second lens and the solid-state imaging device, and dc / f exceeds the lower limit of conditional expression (6), thereby further correcting the curvature of field while suppressing an increase in astigmatism. Can do. On the other hand, when dc / f falls below the upper limit value of conditional expression (6), an increase in the total length of the imaging lens due to an increase in the air equivalent length of the parallel plate element can be suppressed. The parallel plate element may include 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.

また上記態様によれば、以下の条件式を満足することが好ましい。
0<(D1+D3)/D2<1 (7)
但し、
D1:前記第1レンズの厚さ、D2:前記第2レンズの厚さ、D3:前記第3レンズの厚さ
Moreover, according to the said aspect, it is preferable that the following conditional expressions are satisfied.
0 <(D1 + D3) / D2 <1 (7)
However,
D1: thickness of the first lens, D2: thickness of the second lens, D3: thickness of the third lens

条件式(7)は、第1レンズ及び第3レンズに用いる樹脂の総厚みと第2レンズに用いる平行平板素子の厚みの比を規定するものである。接合型複合レンズは、平行平板素子に対して樹脂が厚すぎると成形時に反りや平行平板素子割れが問題となる。平行平板素子が反らないように前後の樹脂厚のバランスをとっても樹脂そのものが厚いと収縮力が強くなるため成形時に平行平板素子が割れてしまう。レンズの厚み比が条件式(7)の条件値を下回ることで、成形時に平行平板素子が反らず、かつ割れないレンズを作ることができる。特に片側が凹面のものは厚みバランスが偏りやすいので、条件式(7)を満たすことが望ましい。なお、小型の撮像レンズである事を考慮すると、第2レンズの光軸厚は0.3≦D2≦0.7を満たす事が好ましく、その場合、小型化を実現するためには樹脂部分に対する基板厚みを薄くする必要があることから反りが生じやすいため、更に下記の(7’)式の範囲を満たすことが望ましい。
0<(D1+D3)/D2<0.8 (7)’
Conditional expression (7) defines the ratio between the total thickness of the resin used for the first lens and the third lens and the thickness of the parallel plate element used for the second lens. In the junction type compound lens, when the resin is too thick with respect to the parallel plate element, warping or cracking of the parallel plate element becomes a problem during molding. Even if the resin thickness of the front and rear is balanced so that the parallel plate element does not warp, if the resin itself is thick, the contraction force becomes strong, and therefore the parallel plate element breaks during molding. When the thickness ratio of the lens is less than the condition value of the conditional expression (7), it is possible to make a lens that does not warp and break the parallel plate element during molding. In particular, since the thickness balance on one side is easily biased, it is desirable to satisfy the conditional expression (7). In consideration of a small imaging lens, it is preferable that the optical axis thickness of the second lens satisfies 0.3 ≦ D2 ≦ 0.7. Since it is necessary to reduce the thickness of the substrate, warping is likely to occur. Therefore, it is desirable to satisfy the range of the following expression (7 ′).
0 <(D1 + D3) / D2 <0.8 (7) '

また上記態様によれば、前記第1レンズの物体側面及び前記第3レンズの像側面うちの少なくとも1面に非球面を用いていることが好ましい。   Moreover, according to the said aspect, it is preferable to use an aspherical surface for at least one of the object side surface of the first lens and the image side surface of the third lens.

接合型複合レンズの第1レンズ物体側面及び前記第3レンズ像側面のうち少なくとも一方を非球面とすることで、各像高にそれぞれ適切な面形状を配置することが可能となり諸収差を良好に補正することができる。   By making at least one of the first lens object side surface and the third lens image side surface of the cemented compound lens an aspherical surface, it is possible to arrange an appropriate surface shape at each image height, and various aberrations are improved. It can be corrected.

また上記態様によれば、前記第1レンズの物体側面及び前記第3レンズの像側面のうちの少なくとも1面に奇数次項を加えた奇数次非球面を用いていることが好ましい。   According to the above aspect, it is preferable to use an odd-order aspheric surface in which an odd-order term is added to at least one of the object side surface of the first lens and the image side surface of the third lens.

接合型複合レンズの第1レンズ物体側面及及び前記第3レンズ像側面のうち少なくとも一方に奇数次項を加えた奇数次非球面を配置することで、特に低像高での面形状をより適切に配置できるようになり、近軸から周辺まで良好に諸収差を補正することができる。   By arranging an odd-order aspheric surface with an odd-order term added to at least one of the first lens object side surface and the third lens image side surface of the junction type compound lens, the surface shape particularly at a low image height can be made more appropriate. Arrangements can be made, and various aberrations can be corrected satisfactorily from the paraxial to the periphery.

また上記態様によれば、前記接合型複合レンズは、ガラス製の平行平板素材上に、前記第1レンズ及び前記第3レンズを複数組成形した後、各組に切断することにより製造されたことが好ましい。これにより、撮像レンズを一括大量生産することができる。   Further, according to the above aspect, the junction type compound lens is manufactured by forming a plurality of the first lens and the third lens on a glass parallel plate material and then cutting them into respective groups. Is preferred. Thereby, an imaging lens can be mass-produced collectively.

本発明の撮像装置は、センサーサイズが1/10インチサイズ(画素ピッチ2.2μm)以下の撮像素子と、上述の撮像レンズを備えることを特徴とする。ここで、小型の撮像レンズの尺度であるが、近年、全長3.0mm以下の撮像装置が携帯電話メーカーから求められる傾向があり、更には撮像レンズの全長に加えて、固体撮像素子の厚さが0.3mm、撮像レンズを保護するカバー部材の厚さが0.2mm必要であることから、本発明における撮像レンズは、条件式(8)、(9)を満たす使用条件の中で、条件式(10)を満たすレベルの小型化を目指している。但し、条件式(8)〜(10)によりこの発明が限定されるものではない。
2.4≦Fno≦3.2 (8)
1.4μm≦P≦2.2μm (9)
1.0mm<TTL<2.5mm (10)
但し、
Fno:撮像レンズのFナンバー
P:固体撮像レンズの画素ピッチ
TTL: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(但し、「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。)
An image pickup apparatus according to the present invention includes an image pickup element having a sensor size of 1/10 inch or less (pixel pitch: 2.2 μm) and the above-described image pickup lens. Here, although it is a scale of a small imaging lens, in recent years, there is a tendency that an imaging device having a total length of 3.0 mm or less is required by a mobile phone manufacturer. Furthermore, in addition to the total length of the imaging lens, the thickness of the solid-state imaging device Is 0.3 mm, and the thickness of the cover member that protects the imaging lens is 0.2 mm. Therefore, the imaging lens according to the present invention has a condition that satisfies the conditional expressions (8) and (9). It aims at downsizing of the level which satisfies Formula (10). However, the present invention is not limited by the conditional expressions (8) to (10).
2.4 ≦ Fno ≦ 3.2 (8)
1.4μm ≦ P ≦ 2.2μm (9)
1.0mm <TTL <2.5mm (10)
However,
Fno: F number of the imaging lens P: Pixel pitch of the solid imaging lens TTL: Distance on the optical axis from the most object side lens surface of the entire imaging lens system to the image side focal point (however, “image side focal point” (This is the image point when a parallel ray parallel to the optical axis is incident on the imaging lens.)

本発明によれば、接合型複合レンズとして低コスト化が可能、光学性能の自由度を持ちながらも、小型を維持しつつVGAのようなイメージフォーマットセンサにおいても高精彩な画像を提供する事ができる。   According to the present invention, it is possible to reduce the cost as a cemented compound lens and to provide a high-definition image even in an image format sensor such as a VGA while maintaining a small size while having a degree of freedom in optical performance. it can.

本発明の原理を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the principle of this invention. 撮像装置の断面図である。It is sectional drawing of an imaging device. 携帯電話機の外観図である。It is an external view of a mobile phone. 撮像レンズの製造方法を示す図である。It is a figure which shows the manufacturing method of an imaging lens. 実施例1の撮像レンズの断面図である。2 is a cross-sectional view of an imaging lens of Example 1. FIG. 実施例1の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 1. 実施例2の撮像レンズの断面図である。6 is a cross-sectional view of an imaging lens of Example 2. FIG. 実施例2の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 2. 実施例3の撮像レンズの断面図である。6 is a cross-sectional view of an imaging lens of Example 3. FIG. 実施例3の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 3. 実施例4の撮像レンズの断面図である。6 is a cross-sectional view of an imaging lens of Example 4. FIG. 実施例4の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 4. 実施例5の撮像レンズの断面図である。6 is a cross-sectional view of an imaging lens of Example 5. FIG. 実施例5の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 5. 実施例6の撮像レンズの断面図である。6 is a cross-sectional view of an imaging lens of Example 6. FIG. 実施例6の収差図である。FIG. 6 is an aberration diagram of Example 6. サグ量を規定する図である。It is a figure which prescribes | regulates a sag amount.

本発明の撮像レンズ及び該撮像レンズを用いた撮像装置について図2を参照して説明する。本撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズである第1レンズL1,Fナンバーを規定する第1絞りSH1,平行平板素子である第2レンズL2、第2絞りSH2、像側に凸の平凸レンズである第3レンズL3とから構成される接合型複合レンズCLと、光学的ローパスフィルタ、IRカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子PTと、を有する。尚、第3レンズL3は、平行平板素子PTに当接する脚部L3aを有する。尚、第1絞りSH1は、第2レンズL2の物体側面又は第2レンズL2の像側面に設けても良い。また、第2絞りSH2は第2レンズL2の物体側面に設けてもよいし、設けない場合もある。尚、撮像レンズは以下の条件式を満たす。
−1.5rL11/f−5.0 (1)
但し、
rL11:以下の式で求められる第1レンズ物体側面の局所曲率半径
f:前記撮像レンズ全系の焦点距離
rL11={(h1)2+(s1)2}/(2s1)
なお、
h1:第1レンズ物体側面における有効半径の1/10
s1:第1レンズ物体側面の高さh1における面頂点からの光軸平行方向への変位量
An imaging lens of the present invention and an imaging apparatus using the imaging lens will be described with reference to FIG. The imaging lens includes, in order from the object side, a first lens L1 that is a concave-concave lens on the object side, a first aperture SH1 that defines an F number, a second lens L2 that is a parallel plate element, a second aperture SH2, an image It has a cemented compound lens CL composed of a third lens L3 that is a plano-convex lens convex on the side, and a parallel plate element PT composed of an optical low-pass filter, an IR cut filter, or a seal glass of a solid-state image sensor. The third lens L3 has a leg portion L3a that contacts the parallel plate element PT. The first diaphragm SH1 may be provided on the object side surface of the second lens L2 or the image side surface of the second lens L2. In addition, the second diaphragm SH2 may or may not be provided on the object side surface of the second lens L2. The imaging lens satisfies the following conditional expression.
−1.5 > rL11 / f > −5.0 (1)
However,
rL11: Local curvature radius of the first lens object side surface obtained by the following formula f: Focal length rL11 = {(h1) 2 + (s1) 2 } / (2s1) of the entire imaging lens system
In addition,
h1: 1/10 of the effective radius on the side of the first lens object
s1: Amount of displacement in the direction parallel to the optical axis from the surface apex at the height h1 of the first lens object side surface

以上の各光学部材はレンズ枠11に保持されている。また、被写体像を結像する結像面を有する撮像素子Cは、センサーサイズが1/10インチサイズ(画素ピッチ2.2μm)以下であり、プリント配線板12に実装されており、プリント配線板12はレンズ枠11に固着されている。以上の如く撮像装置は構成される。   Each optical member described above is held by the lens frame 11. The image sensor C having an imaging surface for forming a subject image has a sensor size of 1/10 inch or less (pixel pitch 2.2 μm) and is mounted on the printed wiring board 12. 12 is fixed to the lens frame 11. The imaging device is configured as described above.

次に、撮像装置を備えた携帯端末の一例として携帯電話機を図3の外観図に基づいて説明する。なお、図3(a)は折り畳んだ携帯電話機を開いて内側から見た図であり、図3(b)は折り畳んだ携帯電話機を開いて外側から見た図である。   Next, a mobile phone as an example of a mobile terminal equipped with an imaging device will be described with reference to the external view of FIG. 3A is a view of the folded mobile phone opened from the inside and FIG. 3B is a view of the folded mobile phone opened from the outside.

図3において、携帯電話機Tは、表示画面D1,D2を備えたケースとしての上筐体71と、操作ボタンBを備えた下筐体72とがヒンジ73を介して連結されている。カメラモジュールは、上筐体71内の表示画面D2の下方に内蔵されていて、上筐体71の外表面に撮像レンズの第1レンズL1が露出している。   In FIG. 3, in the mobile phone T, an upper housing 71 as a case having display screens D <b> 1 and D <b> 2 and a lower housing 72 having operation buttons B are connected via a hinge 73. The camera module is built under the display screen D2 in the upper casing 71, and the first lens L1 of the imaging lens is exposed on the outer surface of the upper casing 71.

なお、この撮像装置を上筐体71内の表示画面D2の上方や側面に配置してもよい。また、携帯電話機Tは折り畳み式に限定されるものではない。   Note that this imaging device may be arranged above or on the side of the display screen D2 in the upper casing 71. Further, the mobile phone T is not limited to a folding type.

続いて、接合型複合レンズCLの製造方法について図4を参照して説明する。実施例1〜5では第1絞りは第2レンズL2の物体側面に設けており、実施例6では第1絞りは第2レンズの像側面に設けている。図4(a)に示す如く、第1レンズL1を形成する場合はガラス製の平行平板素材GPの上面に、成膜された遮光性を有する薄膜(ブラックレジストなど)により所定の開口径を複数有する各々が第1絞りとして機能する絞り部材を形成し、当該絞り部材とレンズを成形する成形型M1との間光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等のエネルギー硬化樹脂を配置した状態でインプリント成形し硬化させて第1レンズL1を形成する。又第3レンズL3を形成する場合には、平行平板素材GPの下面に、前述した第1絞り同様、成膜された遮光性を有する薄膜により第2絞りとして機能する絞り部材を形成し、当該絞り部材と(但し、第2絞りを含む場合のみ)、金型M1の転写面と光軸とを合わせるようにして複数の転写面を同アレイ状に有する金型M2を対向させ、第1レンズL1と同様に硬化成形して形成する。   Next, a manufacturing method of the junction type compound lens CL will be described with reference to FIG. In Examples 1 to 5, the first aperture is provided on the object side surface of the second lens L2, and in Example 6, the first aperture is provided on the image side surface of the second lens. As shown in FIG. 4A, when the first lens L1 is formed, a plurality of predetermined aperture diameters are formed on the upper surface of the parallel plate material GP made of glass by a thin film (black resist or the like) having a light shielding property. Each imprinting member forms a diaphragm member that functions as a first diaphragm, and imprinting is performed with an energy curable resin such as a photo-curable resin or a thermosetting resin disposed between the diaphragm member and a molding die M1 that molds the lens. The first lens L1 is formed by molding and curing. When the third lens L3 is formed, a diaphragm member functioning as a second diaphragm is formed on the lower surface of the parallel plate material GP by a thin film having a light-shielding property as in the first diaphragm described above. The first lens is opposed to the diaphragm member (but only when the second diaphragm is included) and the mold M2 having a plurality of transfer surfaces in the same array so that the transfer surface of the mold M1 is aligned with the optical axis. It is cured and formed in the same way as L1.

その後、金型M1やM2を離型すると、平行平板素材GPの上面には、金型M1の転写面により成形された第1レンズL1がアレイ状に形成され、平行平板素材GPの下面には、金型M2の転写面により成形された第3レンズL3(脚部L3aを含む)がアレイ状に形成され、即ち図4(b)に示すように、接合型複合レンズCLをアレイ状に複数個配置したレンズブロックLBが形成されることとなる。   After that, when the molds M1 and M2 are released, the first lens L1 formed by the transfer surface of the mold M1 is formed in an array on the upper surface of the parallel plate material GP, and on the lower surface of the parallel plate material GP. The third lens L3 (including the leg portion L3a) molded by the transfer surface of the mold M2 is formed in an array, that is, as shown in FIG. 4B, a plurality of junction type compound lenses CL are arrayed. The individually arranged lens blocks LB are formed.

その後、一点鎖線で示す位置をカッターで切断する。即ち図4(b)の上方から見た際に、直交する2方向に切断することになり、切断された接合型複合レンズのレンズ面は円形であるが、外形は四角形になり、かかる状態のまま角筒状のレンズ枠11(図2参照)に組み付けられる。この様に製造することにより、高精細な画像を形成できる撮像レンズを安価に量産することができる。   Then, the position shown with a dashed-dotted line is cut | disconnected with a cutter. That is, when viewed from above in FIG. 4 (b), it is cut in two orthogonal directions, and the cut cemented compound lens has a circular lens surface, but its outer shape is square, and this state The lens frame 11 (see FIG. 2) is assembled as it is. By manufacturing in this way, imaging lenses capable of forming high-definition images can be mass-produced at low cost.

以下に本発明の撮像レンズの実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
FL:撮像レンズ全系の焦点距離
Fno:Fナンバー
ymax:固体撮像素子の撮像面対角線長
w:半画角
TL: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
BF:バックフォーカス
r:曲率半径
d:軸上面間隔
nd:レンズ材料のd線に対する屈折率
vd:レンズ材料のd線に対するアッベ数
また、有効半径の後に「*」と記載されている面に第2絞りSH2が形成され、その半径は有効半径と同じ値とし、各面番号の後に「SPS」と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式で表す。
Examples of the imaging lens of the present invention are shown below. Symbols used in each example are as follows.
FL: Focal length of the entire imaging lens system
Fno: F number ymax: Diagonal length of the imaging surface of the solid-state image sensor
w: Half angle of view TL: Distance on the optical axis from the most object-side lens surface of the entire imaging lens system to the image-side focal point
BF: Back focus r: Radius of curvature d: Distance between shaft upper surfaces
nd: Refractive index for d-line of lens material
vd: Abbe number with respect to the d-line of the lens material Further, the second diaphragm SH2 is formed on the surface indicated by “*” after the effective radius, and the radius is set to the same value as the effective radius. The surface described as “SPS” is a surface having an aspherical shape. The aspherical shape has an apex at the surface as an origin, an X axis in the optical axis direction, and a height perpendicular to the optical axis as h. Is expressed by the following equation (1).

Figure 0005397628
但し、
Ai:i次の非球面係数(i=3,4,5,6,・・・・20)
R(レンズデータ表ではr):曲率半径
K:円錐定数
また、非球面係数において、10のべき乗数(例えば2.5×10-02)をE(例えば2.5E−02)を用いて表している。
Figure 0005397628
However,
Ai: i-order aspherical coefficient (i = 3,4,5,6,... 20)
R (r in the lens data table): radius of curvature K: conic constant In addition, in the aspherical coefficient, a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −02 ) is expressed using E (for example, 2.5E-02). ing.

(実施例1)
実施例1のレンズデータを表1に示す。図5は実施例1の撮像レンズの断面図である。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、球面収差図において、実線はd線、点線はg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、実線はサジタル面、点線はメリディオナル面を表す(以下、同じ)。実施例1の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズである第1レンズL1,Fナンバーを規定する第1絞りSH1,平行平板素子である第2レンズL2、像側に凸の平凸レンズである第3レンズL3、光学的ローパスフィルタ、IRカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子PT、を有する。IMは撮像素子の撮像面である。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。
Example 1
Table 1 shows lens data of Example 1. 5 is a cross-sectional view of the imaging lens of Example 1. FIG. FIG. 6 is an aberration diagram of Example 1 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)). Here, in the spherical aberration diagram, the solid line represents the spherical aberration amount with respect to the d line and the dotted line, respectively, and in the astigmatism diagram, the solid line represents the sagittal surface and the dotted line represents the meridional surface (hereinafter the same). The imaging lens of Example 1 includes, in order from the object side, a first lens L1 that is a concave-concave lens on the object side, a first diaphragm SH1 that defines an F number, a second lens L2 that is a parallel plate element, and an image side. It has the 3rd lens L3 which is a convex plano-convex lens, the parallel plate element PT which consists of a sealing glass of an optical low-pass filter, IR cut filter, or a solid-state image sensor. IM is an imaging surface of the image sensor. Further, the surfaces of the lens portions that are in contact with all air are aspherical.

Figure 0005397628
Figure 0005397628

(実施例2)
実施例2のレンズデータを表2に示す。図7は実施例2の撮像レンズの断面図である。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。実施例2の撮像レンズは、物体側から順に、Fナンバーを規定する第1絞りSH1,物体側に凹の平凹レンズである第1レンズL1,平行平板素子である第2レンズL2、第2絞りSH2、像側に凸の平凸レンズである第3レンズL3、光学的ローパスフィルタ、IRカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子PT、を有する。IMは撮像素子の撮像面である。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。
(Example 2)
Table 2 shows lens data of Example 2. FIG. 7 is a cross-sectional view of the imaging lens of the second embodiment. FIG. 8 is an aberration diagram of Example 2 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)). The imaging lens of Example 2 includes, in order from the object side, a first diaphragm SH1 that defines an F number, a first lens L2 that is a plano-concave lens that is concave on the object side, a second lens L2 that is a parallel plate element, and a second diaphragm. SH2, a third lens L3 that is a plano-convex lens convex on the image side, an optical low-pass filter, an IR cut filter, or a parallel plate element PT made of a seal glass of a solid-state image sensor. IM is an imaging surface of the image sensor. Further, the surfaces of the lens portions that are in contact with all air are aspherical.

Figure 0005397628
Figure 0005397628

(実施例3)
実施例3のレンズデータを表3に示す。図9は実施例3の撮像レンズの断面図である。図10は実施例3の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。実施例3の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズである第1レンズL1,Fナンバーを規定する第1絞りSH1,平行平板素子である第2レンズL2、第2絞りSH2、像側に凸の平凸レンズである第3レンズL3、光学的ローパスフィルタ、IRカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子PT、を有する。IMは撮像素子の撮像面である。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。
(Example 3)
Table 3 shows lens data of Example 3. FIG. 9 is a cross-sectional view of the imaging lens of Example 3. FIG. 10 is an aberration diagram of Example 3 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)). The imaging lens of Example 3 includes, in order from the object side, a first lens L1 that is a concave-concave lens on the object side, a first aperture SH1 that defines an F number, a second lens L2 that is a parallel plate element, and a second aperture. SH2, a third lens L3 that is a plano-convex lens convex on the image side, an optical low-pass filter, an IR cut filter, or a parallel plate element PT made of a seal glass of a solid-state image sensor. IM is an imaging surface of the image sensor. Further, the surfaces of the lens portions that are in contact with all air are aspherical.

Figure 0005397628
Figure 0005397628

(実施例4)
実施例4のレンズデータを表4に示す。図11は実施例4の撮像レンズの断面図である。図12は実施例4の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。実施例4の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズである第1レンズL1,Fナンバーを規定する第1絞りSH1,平行平板素子である第2レンズL2、第2絞りSH2、像側に凸の平凸レンズである第3レンズL3、光学的ローパスフィルタ、IRカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子PT、を有する。IMは撮像素子の撮像面である。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。
Example 4
Table 4 shows lens data of Example 4. FIG. 11 is a cross-sectional view of the imaging lens of Example 4. FIG. 12 is an aberration diagram of Example 4 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)). The imaging lens of Example 4 includes, in order from the object side, a first lens L1 that is a plano-concave lens that is concave on the object side, a first aperture SH1 that defines an F number, a second lens L2 that is a parallel plate element, and a second aperture. SH2, a third lens L3 that is a plano-convex lens convex on the image side, an optical low-pass filter, an IR cut filter, or a parallel plate element PT made of a seal glass of a solid-state image sensor. IM is an imaging surface of the image sensor. Further, the surfaces of the lens portions that are in contact with all air are aspherical.

Figure 0005397628
Figure 0005397628

(実施例5)
実施例5のレンズデータを表5に示す。図13は実施例5の撮像レンズの断面図である。図14は実施例5の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。実施例5の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズである第1レンズL1,平行平板素子である第2レンズL2、Fナンバーを規定する第1絞りSH1,像側に凸の平凸レンズである第3レンズL3、光学的ローパスフィルタ、IRカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子PT、を有する。IMは撮像素子の撮像面である。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。
(Example 5)
Table 5 shows lens data of Example 5. FIG. 13 is a cross-sectional view of the imaging lens of Example 5. FIG. 14 is an aberration diagram of Example 5 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)). The imaging lens of Example 5 includes, in order from the object side, a first lens L1 that is a concave-concave lens on the object side, a second lens L2 that is a parallel plate element, a first diaphragm SH1 that defines an F number, and an image side. It has the 3rd lens L3 which is a convex plano-convex lens, the parallel plate element PT which consists of a sealing glass of an optical low-pass filter, IR cut filter, or a solid-state image sensor. IM is an imaging surface of the image sensor. Further, the surfaces of the lens portions that are in contact with all air are aspherical.

Figure 0005397628
Figure 0005397628

(実施例6)
実施例6のレンズデータを表6に示す。図15は実施例6の撮像レンズの断面図である。図16は実施例6の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。実施例6の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズである第1レンズL1,第2レンズL2の物体側面に形成された第2絞りSH2,平行平板素子である第2レンズL2、第2レンズL2の像側面に形成されたFナンバーを規定する第1絞りSH1、像側に凸の平凸レンズである第3レンズL3、光学的ローパスフィルタ、IRカットフィルタ若しくは固体撮像素子のシールガラスから成る平行平板素子PT、を有する。IMは撮像素子の撮像面である。また、全ての空気と接するレンズ部の面は非球面形状である。
(Example 6)
Table 6 shows lens data of Example 6. FIG. 15 is a sectional view of the imaging lens of Example 6. FIG. 16 is an aberration diagram of Example 6 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)). The imaging lens of Example 6 is, in order from the object side, a second diaphragm SH2, which is a parallel flat plate element, formed on the object side surface of the first lens L1 and the second lens L2 which are concave concave lenses on the object side. Lens L2, first aperture SH1 that defines the F-number formed on the image side surface of second lens L2, third lens L3 that is a plano-convex lens convex on the image side, optical low-pass filter, IR cut filter, or solid-state imaging device A parallel plate element PT made of a sealing glass. IM is an imaging surface of the image sensor. Further, the surfaces of the lens portions that are in contact with all air are aspherical.

Figure 0005397628
Figure 0005397628

各条件式に対応する実施例の値を表7に示す。   Table 7 shows values of the examples corresponding to the respective conditional expressions.

Figure 0005397628
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公知例との比較の際には、最大像高さが同じ値になるようにスケールを行っている。また、c線、d線、f線(656.2725nm、587.5618nm、486.1327nm)の各波長を同じウエイトにして8割像高での各収差を評価する。またこの時、1/4ナイキスト周波数において軸上ピークをベストに取った時の8像高でのサジタルピーク位置を像面湾曲量とし、1/4ナイキスト周波数における8割像高でのサジタルピーク位置とメジリオナルピーク位置の差を非点収差量とし、8割像高での主光線の結像位置とマージナル光線の結像位置の差をコマ収差量とし、8割像高でのc線とf線の結像位置の差を画素数で割ったものを倍率色収差とする。   In comparison with the known example, the scale is performed so that the maximum image height becomes the same value. In addition, each wavelength at c-line, d-line, and f-line (656.2725 nm, 587.5618 nm, 486.1327 nm) is set to the same weight, and each aberration at 80% image height is evaluated. Also, at this time, the sagittal peak position at 8 image height when the peak on the axis at the 1/4 Nyquist frequency is taken as the best is the curvature of field, and the sagittal peak position at 80% image height at 1/4 Nyquist frequency. Is the amount of astigmatism, the difference between the principal ray imaging position at 80% image height and the marginal ray imaging position is coma aberration, and c-line at 80% image height. Chromatic aberration of magnification is obtained by dividing the difference between the imaging positions of the f and f lines by the number of pixels.

実施例1は、公知例に対して、非点収差、倍率色収差が良好に補正されており、特にコマ収差が良好に補正されている。
実施例2は、公知例に対して、コマ収差、倍率色収差が良好に補正されており、特に非点収差がより良好に補正されている。
実施例3は、公知例に対して、コマ収差、倍率色収差が良好に補正されており、特に像面湾曲、非点収差がより良好に補正されている。
実施例4は、公知例に対して、像面湾曲、非点収差、コマ収差、倍率色収差のすべてが良好に補正されている。
実施例5は、公知例に対して、像面湾曲、非点収差、倍率色収差が良好に補正されており、特にコマ収差が良好に補正されている。
実施例6は、公知例に対して、像面湾曲、非点収差、コマ収差、倍率色収差のすべてが良好に補正されている。
よって、本実施例の撮像レンズは公知例の撮像レンズと比較して更に高い光学性能を得る撮像レンズが提供できる事が示される。
In Example 1, astigmatism and lateral chromatic aberration are corrected satisfactorily with respect to known examples, and particularly coma is corrected well.
In Example 2, coma aberration and lateral chromatic aberration are corrected satisfactorily with respect to known examples, and in particular, astigmatism is corrected more satisfactorily.
In Example 3, coma and lateral chromatic aberration are corrected well compared to the known example, and in particular, field curvature and astigmatism are corrected more satisfactorily.
In Example 4, the curvature of field, astigmatism, coma aberration, and lateral chromatic aberration are all corrected satisfactorily with respect to the known example.
In Example 5, the curvature of field, astigmatism, and lateral chromatic aberration are corrected satisfactorily with respect to known examples, and particularly coma is corrected well.
In Example 6, the curvature of field, astigmatism, coma aberration, and lateral chromatic aberration are all corrected satisfactorily with respect to the known example.
Therefore, it is shown that the imaging lens of the present embodiment can provide an imaging lens that can obtain higher optical performance than the imaging lens of the known example.

本発明によれば、大量生産性と小型化に最適な撮像レンズを提供できる。携帯端末とは携帯電話機に限られない。   According to the present invention, it is possible to provide an imaging lens optimal for mass productivity and miniaturization. A mobile terminal is not limited to a mobile phone.

11 レンズ枠
12 プリント配線板
71 上筐体
72 下筐体
73 ヒンジ
B 操作ボタン
C 撮像素子
CL 接合型複合レンズ
D1,D2 表示画面
GP 平行平板
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L3a 脚部
LB レンズブロック
M1 金型
M2 金型
PT 平行平板素子
SH1 第1絞り
SH2 第2絞り
SM1 遮光板
SM2 遮光板
T 携帯電話機
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Lens frame 12 Printed wiring board 71 Upper housing | casing 72 Lower housing | casing 73 Hinge B Operation button C Image pick-up element CL Joint type compound lens D1, D2 Display screen GP Parallel plate L1 1st lens L2 2nd lens L3 3rd lens L3a Leg Part LB Lens block M1 Mold M2 Mold PT Parallel plate element SH1 First aperture SH2 Second aperture SM1 Light shield SM2 Light shield T Mobile phone

Claims (11)

固体撮像素子の光電変換部に被写体像を結像させるための単一の接合型複合レンズからなる撮像レンズであって、前記接合型複合レンズは、物体側から順に、物体側に凹の平凹レンズからなる第1レンズと、平行平板素子である第2レンズと、像側に凸の平凸レンズからなる第3レンズで構成され、
前記第1レンズ及び前記第3レンズはエネルギー硬化性樹脂材料で形成され、
前記平行平板素子はガラス材料で形成され、
前記第1レンズと前記第2レンズ及び前記第2レンズと前記第3レンズは直接または間接的に接合された構成であり、以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像レンズ。
−1.5rL11/f−5.0 (1)
0.09<rL32/rL11<0.29 (5)
但し、
rL11:以下の式で求められる第1レンズ物体側面の局所曲率半径、f:前記撮像レンズ全系の焦点距離
rL11={(h1)2+(s1)2}/(2s1)
なお、
h1:第1レンズ物体側面における有効半径の1/10、s1:第1レンズ物体側面の高さh1における面頂点からの光軸平行方向への変位量
rL32:以下の式で求められる第3レンズ像側面の局所曲率半径。
rL32={(h3) 2 +(s3) 2 }/(2s3)
h3:第3レンズ像側面における有効半径の1/10、s3:第3レンズ像側面の高さh3における面頂点から光軸に下ろした垂線の足と面の頂点との間隔
An imaging lens consisting of a single junction type compound lens for forming an object image on the photoelectric conversion portion of the solid-state imaging device, the junction type compound lens comprises, in order from the object side, a plano-concave lens concave to the object side A first lens comprising: a second lens that is a parallel plate element; and a third lens comprising a plano-convex lens that is convex on the image side,
The first lens and the third lens are formed of an energy curable resin material,
The parallel plate element is formed of a glass material,
The imaging lens, wherein the first lens, the second lens, and the second lens and the third lens are joined directly or indirectly, and satisfy the following conditional expression.
−1.5 > rL11 / f > −5.0 (1)
0.09 <rL32 / rL11 <0.29 (5)
However,
rL11: local curvature radius of the side surface of the first lens object obtained by the following formula, f: focal length of the entire imaging lens system rL11 = {(h1) 2 + (s1) 2 } / (2s1)
In addition,
h1: 1/10 of the effective radius on the side surface of the first lens object, s1: the amount of displacement in the direction parallel to the optical axis from the surface vertex at the height h1 of the side surface of the first lens object
rL32: Local curvature radius of the third lens image side surface obtained by the following equation.
rL32 = {(h3) 2 + (s3) 2 } / (2s3)
h3: 1/10 of effective radius on the third lens image side surface, s3: distance between the foot of the perpendicular line dropped from the surface vertex to the optical axis at the height h3 of the third lens image side surface, and the vertex of the surface
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。
30≦ν1≦59 (2)
1.50≦N3≦1.65 (3)
ν1:前記第1レンズの材料のアッベ数、N3:前記第3レンズの材料の屈折率
The imaging lens according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
30 ≦ ν1 ≦ 59 (2)
1.50 ≦ N3 ≦ 1.65 (3)
ν1: Abbe number of the material of the first lens, N3: Refractive index of the material of the third lens
第1絞りが前記第3レンズの像側面よりも物体側に配置され、且つ前記第1絞りとは別に前記第1絞りよりも開口径が大きく、以下の条件式を満足するような第2絞りが配置されてい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。
Ra<Ha (4)
但し、
Ra:前記第2絞りの半径、Ha:最大像高における最も外側の光線が、前記第2絞りが形成される面を通過する点の光軸からの距離
A second diaphragm that is disposed closer to the object side than the image side surface of the third lens, has a larger aperture diameter than the first diaphragm, and satisfies the following conditional expression: The imaging lens according to claim 1, wherein the imaging lens is arranged.
Ra <H a (4)
However,
Ra: radius of the second diaphragm, H a: outermost ray at the maximum image height, the distance from the optical axis point that passes through the surface on which the second stop is formed
前記第1絞りが前記第2レンズ物体側面に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の撮像レンズ。   The imaging lens according to claim 1, wherein the first diaphragm is formed on a side surface of the second lens object. 前記第1絞りが前記第2レンズ像側面に形成されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の撮像レンズ。   The imaging lens according to claim 1, wherein the first diaphragm is formed on a side surface of the second lens image. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の撮像レンズ。
0.25<dc/f<0.50 (6)
但し、
dc:前記平行平板素子の厚さ(但し、平行平板素子が複数枚ある場合はその総和とする)
The imaging lens according to any one of claims 1 to 5, characterized by satisfying the following conditional expression.
0.25 <dc / f <0.50 (6)
However,
dc: Thickness of the parallel plate element (however, when there are a plurality of parallel plate elements, the sum thereof)
以下の条件式を満足することを特徴とする、請求項1〜のいずれかに記載の撮像レンズ。
0<(D1+D3)/D2<1 (7)
但し、
D1:前記第1レンズの近軸上における光軸方向の厚さ、D2:前記第2レンズの近軸上における光軸方向の厚さ、D3:前記第3レンズの近軸上における光軸方向の厚さ
And satisfies the following condition, the imaging lens according to any one of claims 1-6.
0 <(D1 + D3) / D2 <1 (7)
However,
D1: thickness in the optical axis direction on the paraxial axis of the first lens, D2: thickness in the optical axis direction on the paraxial axis of the second lens, D3: optical axis direction on the paraxial axis of the third lens Thickness of
前記第1レンズの物体側面及び第3レンズの像側面のうちの少なくとも1面に非球面を用いていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の撮像レンズ。 The imaging lens according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it uses at least one aspherical surface of the image side surface of the object side surface and the third lens of the first lens. 前記第1レンズの物体側面及び第3レンズの像側面のうち少なくとも1面に奇数次項を加えた奇数次非球面を用いていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の撮像レンズ。 The imaging according to any one of claims 1 to 8 , wherein an odd-order aspheric surface in which an odd-order term is added to at least one of the object side surface of the first lens and the image side surface of the third lens is used. lens. 前記接合型複合レンズは、ガラス製の平行平板素材上に、前記第1レンズ及び前記第3レンズを複数組成形した後、各組に切断することにより製造されたことを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の撮像レンズ。 2. The junction type compound lens according to claim 1, wherein a plurality of the first lens and the third lens are formed on a parallel plate material made of glass and then cut into groups. The imaging lens according to any one of to 9 . センサーサイズが1/10インチサイズ(画素ピッチ2.2μm)以下の撮像素子と、請求項1〜10のいずれかに記載の撮像レンズとを備えることを特徴とする撮像装置。   An image pickup apparatus comprising: an image pickup element having a sensor size of 1/10 inch size (pixel pitch: 2.2 μm) or less; and the image pickup lens according to claim 1.
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