JP5421066B2 - Imaging lens - Google Patents

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Description

本発明は、デジタルスチルカメラや携帯通信端末用カメラ等、固体撮像素子を使用した撮像装置に用いられる単焦点レンズに関する。  The present invention relates to a single focus lens used in an imaging apparatus using a solid-state imaging device, such as a digital still camera or a camera for a mobile communication terminal.

デジタルスチルカメラはカードタイプなど年々薄型のものが作られ、撮像装置の小型化が求められている。また、携帯電話においても端末自体の薄型化や多機能を搭載するスペース確保のために撮像装置の小型化が求められている。それにより、撮像装置に搭載される撮像レンズへのさらなる小型化の要求が高まっている。  Digital still cameras have been made thinner year by year, such as card types, and there is a demand for miniaturization of imaging devices. Also in mobile phones, downsizing of the imaging device is required in order to reduce the thickness of the terminal itself and to secure a space for mounting multiple functions. As a result, there is an increasing demand for further downsizing the imaging lens mounted on the imaging device.

CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Mental Oxide Semiconductor)といった撮像素子の小型化と同時に、撮像素子の画素ピッチの微細化による高画素数化が進み、それに伴い、これら撮像装置に使用される撮像レンズにも高い性能が求められてきている。  Simultaneously with the downsizing of image sensors such as CCD (Charge Coupled Device) and CMOS (Complementary Mental Oxide Semiconductor), the number of pixels is increasing due to the finer pixel pitch of the image sensor. Lenses are also demanding high performance.

これらの固体撮像素子の表面には、光を効率良く入射させるためのマイクロレンズが設けられている。しかし、射出瞳位置が像面に近づくと、撮像レンズから射出された軸外光束が像面に対して斜めに入射するため、シェーディング現象がおきる。すると、マイクロレンズによる集光が不十分になり、画像の明るさが画像中央部と画像周辺部とで極端に変化するという問題が生じることになる。この問題を解決するためには射出角度が小さいテレセントリック光学系であることが望ましい。  On the surface of these solid-state imaging devices, a microlens for allowing light to enter efficiently is provided. However, when the exit pupil position approaches the image plane, the off-axis light beam emitted from the imaging lens is incident obliquely on the image plane, and a shading phenomenon occurs. Then, the condensing by the microlens becomes insufficient, and there arises a problem that the brightness of the image changes extremely between the central portion of the image and the peripheral portion of the image. In order to solve this problem, a telecentric optical system with a small emission angle is desirable.

以上のように、CCDやCMOSセンサ等の撮像素子に像を結像させる撮像レンズには、まず小型であることが要求されることになる。その上で、良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ち、また射出瞳位置ができるだけ長いことも要求される。  As described above, an imaging lens that forms an image on an imaging element such as a CCD or a CMOS sensor is required to be small first. In addition, it is required to have good imaging performance and distortion characteristics, a sufficient amount of peripheral light, an appropriate back focus, and an exit pupil position as long as possible.

これらの要望に対応し得る可能性がある撮像レンズとして、計4枚のレンズで構成された単焦点レンズ(例えば、特許文献1,2を参照。)、計3枚のレンズで構成された単焦点レンズ(例えば、特許文献3を参照。)が提案されている。しかしながら、この特許文献1,2に記載される単焦点レンズでは、高い結像性能を持たせるため、レンズ系全長がかなり長くなるといった問題が発生してしまう。また、特許文献3に記載される単焦点レンズは近年要望が多い広角化に伴い、光学性能が不足する可能性がある。  As an imaging lens that may be able to meet these demands, a single focus lens composed of a total of four lenses (see, for example, Patent Documents 1 and 2), a single lens composed of a total of three lenses. A focus lens (see, for example, Patent Document 3) has been proposed. However, the single focus lenses described in Patent Documents 1 and 2 have a problem that the overall length of the lens system becomes considerably long in order to provide high imaging performance. In addition, the single focus lens described in Patent Document 3 may have insufficient optical performance due to the wide angle demand that has been recently demanded.

特開2004−184987号公報JP 2004-184987 A 特開2007−264498号公報JP 2007-264498 A 特開2004−252312号公報JP 2004-252312 A

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、目的とするのは、3枚構成によって高い光学性能を持ちつつ、レンズの形状、非球面の形状等を適切に設定することにより小型、薄型の撮像レンズを提供することである。  The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to appropriately set the shape of a lens, the shape of an aspherical surface, etc. while having high optical performance by a three-lens configuration. It is to provide a small and thin imaging lens.

上記目的を達成するため第1の発明のレンズは、下記条件式(1)、(2)を満足し、物体側から順に、開口絞りと、両側に凸の形状を成し正の屈折力を有する第1レンズと、物体側に凹のメニスカス形状を成し負の屈折力を有する第2レンズと、物体側に凸のメニスカス形状を成し正の屈折力を有する第3レンズとの3枚のレンズが配置され、下記条件式(3)〜(6)を満足することを特徴とする。
(1) 1.2 < TL/f < 1.5
(2) TL/2Y < 0.9
(3) 0.5 < f1/f < 0.7
(4) −1.2 < f2/f < −0.8
(5) 4.0 < f3/f < 20.0
(6)−2.00 < R11/R12 < -0.70
ただし、
f :レンズ全系の焦点距離
TL:開口絞りの面から結像面までの距離
Y:結像面において光軸中心から最大像高までの距離
f1 :第1レンズの焦点距離
f2 :第2レンズの焦点距離
f3 :第3レンズの焦点距離
R11 :第1レンズの物体側面の曲率半径
R12 :第1レンズの像側面の曲率半径
第2の発明のレンズは、上記第1の発明において、前記3枚のレンズが全ての面に非球面形状を有し、特に第2レンズの像側面と第3レンズの物体側面が、光軸近傍と周辺で屈折力の正負が逆転する形状を有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the lens of the first invention satisfies the following conditional expressions (1) and (2). In order from the object side, the lens has an aperture stop and convex shapes on both sides and has a positive refractive power. Three lenses, a first lens having a concave meniscus shape on the object side and having a negative refractive power, and a third lens having a convex meniscus shape on the object side and having a positive refractive power These lenses are arranged, and satisfy the following conditional expressions (3) to (6).
(1) 1.2 <TL / f <1.5
(2) TL / 2Y <0.9
(3) 0.5 <f1 / f <0.7
(4) -1.2 <f2 / f <-0.8
(5) 4.0 <f3 / f <20.0
(6) −2.00 <R11 / R12 <−0.70
However,
f: focal length of the entire lens system TL: distance from the aperture stop surface to the imaging surface
Y: distance from the center of the optical axis to the maximum image height on the imaging plane f1: focal length of the first lens f2: focal length of the second lens f3: focal length of the third lens
R11: radius of curvature of the object side surface of the first lens
R12: Radius of curvature of the image side surface of the first lens In the lens of the second invention, in the first invention, the three lenses have an aspheric shape on all surfaces, particularly the image side surface of the second lens. And the object side surface of the third lens has a shape in which the positive and negative refractive powers are reversed near and around the optical axis.

第3の発明のレンズは、上記第1から第2のいずれかの発明において、前記第1レンズ及び前記第2レンズを構成する材料のd線に対する屈折率及びアッベ数に関して、下記条件式(7)、(8)を満足していることを特徴とする。
(7) 0.05 < (Nd1−Nd2)/Nd1 < 0.14
(8) 10 < ν1−ν2 < 30
ただし、
Nd1:第1レンズのd線に対する屈折率
Nd2:第2レンズのd線に対する屈折率
ν1:第1レンズのd線に対するアッベ数
ν2:第2レンズのd線に対するアッベ数
第4の発明のレンズは、上記第1から第3のいずれかの発明において、前記第1レンズが硝子材料により形成され、前記第2レンズ及び前記第3レンズが樹脂材料で形成されることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in any one of the first to second aspects, the following conditional expression (7) is satisfied with respect to the refractive index and Abbe number with respect to the d-line of the material constituting the first lens and the second lens. ) And (8) are satisfied.
(7) 0.05 <(Nd1-Nd2) / Nd1 <0.14
(8) 10 <ν1-ν2 <30
However,
Nd1: Refractive index with respect to d-line of the first lens
Nd2: Refractive index for the d-line of the second lens ν1: Abbe number for the d-line of the first lens ν2: Abbe number of the second lens for the d-line Any one of the first to third lenses according to the fourth aspect of the present invention In the invention, the first lens is made of a glass material, and the second lens and the third lens are made of a resin material.

第5の発明のレンズは、上記第1から第4のいずれかの発明において、下記条件式
(9)を満足することを特徴とする。
(9) 0.3 < D12/D23 < 0.7
ただし、
D12:第1レンズ像側面と第2レンズ物体側面の軸上距離
D23:第2レンズ像側面と第3レンズ物体側面の軸上距離
第6の発明のレンズは、上記第1から第5のいずれかの発明において、下記条件式
(10)を満足することを特徴とする。
(10) 1.0 < D‘23/D23 < 2.0
ただし、
D‘23:第2レンズ像側面と第3レンズ物体側面とのそれぞれの最大有効径位置の
距離
The lens of the fifth invention is characterized in that, in any of the first to fourth inventions, the following conditional expression (9) is satisfied.
(9) 0.3 <D12 / D23 <0.7
However,
D12: Axial distance between the first lens image side surface and the second lens object side surface
D23: On-axis distance between the second lens image side surface and the third lens object side surface The lens of the sixth invention satisfies the following conditional expression (10) in any one of the first to fifth inventions. And
(10) 1.0 <D'23 / D23 <2.0
However,
D'23: Distance respective maximum effective diameter position of the second lens image side surface and the third lens object side surface

本発明によれば、全長が短く、諸収差が良好に補正され、明るい撮像レンズを提供することができる。その結果、デジタルカメラや携帯通信端末用カメラ等に搭載可能なコンパクトな撮像レンズを実現することができる。  According to the present invention, it is possible to provide a bright imaging lens having a short overall length and excellent correction of various aberrations. As a result, a compact imaging lens that can be mounted on a digital camera, a mobile communication terminal camera, or the like can be realized.

本実施形態の撮像レンズの基本構成を示す図である。It is a figure which shows the basic composition of the imaging lens of this embodiment. 実施例1 において採用した撮像レンズの構成を示す図である。2 is a diagram illustrating a configuration of an imaging lens employed in Example 1. FIG. 実施例1 において、球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。FIG. 3 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, and distortion in Example 1. 実施例2 において採用した撮像レンズの構成を示す図である。6 is a diagram illustrating a configuration of an imaging lens employed in Example 2. FIG. 実施例2 において、球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。In Example 2, it is an aberrational figure which shows spherical aberration, astigmatism, and a distortion aberration. 実施例3 において採用した撮像レンズの構成を示す図である。6 is a diagram illustrating a configuration of an imaging lens employed in Example 3. FIG. 実施例3 において、球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図である。In Example 3, it is an aberrational figure which shows spherical aberration, astigmatism, and a distortion aberration.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しつつ説明する。 図1に実施の形態のレンズ構成をそれぞれ光学断面で示す。これらの実施形態は物体側から順に、開口絞り110、第1レンズ120、第2レンズ130、第3レンズ140、平行平面のガラス板150、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Mental-Oxide Semiconductor device)等の撮像素子160が配置される3枚構成の単焦点レンズ100である。  The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the lens configuration of the embodiment in an optical section. In these embodiments, in order from the object side, the aperture stop 110, the first lens 120, the second lens 130, the third lens 140, a parallel plane glass plate 150, a CCD (Charge Coupled Device), and a CMOS (Complementary Mental-Oxide Semiconductor). a single-focus lens 100 having a three-lens configuration in which an imaging device 160 such as a device) is disposed.

本発明を実施した撮像レンズで3枚のレンズは、下記条件式(1)、(2)を満足し、物体側から順に、開口絞り110と、両側に凸の形状を成し正の屈折力を有する第1レンズ120と、物体側に凹のメニスカス形状を成し負の屈折力を有する第2レンズ130と、物体側に凸のメニスカス形状を成し正の屈折力を有する第3レンズ140のように配列されている。
条件式(1)、(2)は光学系の厚みと撮影画角を規定する条件で、この範囲内にあれば小型広角のレンズといえる。レンズよりも前方に開口絞りを設けることにより、射出瞳面を結像面から離すことが可能となり、結果として結像面への光線入射角度を小さくすることが可能となる。開口絞りをレンズ前方に配置することで光学系の開口絞りに対する対称性がなくなるため、歪曲収差が大きくなるが、開口絞りに近い第1レンズに結像のための主たる屈折力を持たせ、第2レンズを負の屈折力とすることで歪曲収差をバランス良く補正することが可能となる。結像面への光線入射角度を小さくするために第3レンズは正の屈折力を持たせるが、屈折力を大きくしすぎると負の歪曲が大きくなってしまうため、良好に収差補正を行いながら屈折力を小さくするようにメニスカス形状とする。第2レンズと第3レンズの間の空気間隔によって像面湾曲を除去するために、第2レンズ像側面と第3レンズ物体側面は互いに凸面にする。
(1) 1.2 < TL/f < 1.5
(2) TL/2Y < 0.9
ただし、
f :レンズ全系の焦点距離
TL:開口絞りの面から結像面までの距離
Y:結像面において光軸中心から最大像高までの距離
さらに本発明を実施したレンズは下記条件式(3)〜(6)を満足するように構成される。
(3) 0.5 < f1/f < 0.7
(4) −1.2 < f2/f < −0.8
(5) 4.0 < f3/f < 20.0
(6)−2.00 < R11/R12 < -0.70
ただし、
f1 :第1レンズの焦点距離
f2 :第2レンズの焦点距離
f3 :第3レンズの焦点距離
R11 :第1レンズの物体側面の曲率半径
R12 :第1レンズの像側面の曲率半径
本発明を実施した撮像レンズは、開口絞りに近い第1レンズに主たる結像力を持たせる構成となっている。そのため、(3)式の上限値を超えると、前方の正の屈折力が小さくなり、後方に配置される有効径の大きいレンズの屈折力が大きくなりすぎてしまい、歪曲収差が大きくなってしまうなどの問題が発生する。反対に下限値を超える場合には、曲率半径が小さくなりすぎるために十分なコバ厚の確保が難しくなる。第2レンズは第1レンズで発生した歪曲収差や球面収差などの緒収差を補正するので、(4)式の範囲を超えると、諸収差が補正不足もしくは補正過剰となってしまう。第3レンズの屈折力を(5)式の範囲内で設定することで歪曲と結像面への光線入射角をバランス良く構成することが可能である。第1レンズの曲率半径の比は(6)式の範囲内で設定する。開口絞りからの距離が離れるに従い周辺の光線高さが増すため物体側面の曲率半径を小さくしなければならないが、(4)式の上限値を超えると、製造が困難な形状となる。
In the imaging lens embodying the present invention, the three lenses satisfy the following conditional expressions (1) and (2), and in order from the object side, the aperture stop 110 and convex shapes on both sides have a positive refractive power. A first lens 120 having a concave meniscus shape on the object side and having a negative refractive power, and a third lens 140 having a convex meniscus shape on the object side and having a positive refractive power. It is arranged like this.
Conditional expressions (1) and (2) are conditions that define the thickness of the optical system and the shooting angle of view, and can be said to be small and wide-angle lenses within this range. By providing an aperture stop in front of the lens, the exit pupil plane can be separated from the imaging plane, and as a result, the light incident angle on the imaging plane can be reduced. By disposing the aperture stop in front of the lens, the symmetry of the optical system with respect to the aperture stop is lost, so distortion becomes large. However, the first lens close to the aperture stop has the main refractive power for imaging, By making the two lenses have negative refractive power, it becomes possible to correct distortion with a good balance. The third lens has a positive refractive power in order to reduce the angle of incidence of the light beam on the image plane. However, if the refractive power is increased too much, negative distortion will increase, so that while correcting aberrations satisfactorily, A meniscus shape is used to reduce the refractive power. In order to remove the curvature of field due to the air space between the second lens and the third lens, the second lens image side surface and the third lens object side surface are convex to each other.
(1) 1.2 <TL / f <1.5
(2) TL / 2Y <0.9
However,
f: focal length of the entire lens system TL: distance from the aperture stop surface to the imaging surface
Y: Distance from the center of the optical axis to the maximum image height on the imaging plane Further, the lens according to the present invention is configured to satisfy the following conditional expressions (3) to (6).
(3) 0.5 <f1 / f <0.7
(4) -1.2 <f2 / f <-0.8
(5) 4.0 <f3 / f <20.0
(6) −2.00 <R11 / R12 <−0.70
However,
f1: Focal length of the first lens f2: Focal length of the second lens f3: Focal length of the third lens
R11: radius of curvature of the object side surface of the first lens
R12: Radius of curvature of the image side surface of the first lens The imaging lens embodying the present invention has a configuration in which the first lens close to the aperture stop has a main imaging force. For this reason, if the upper limit value of the expression (3) is exceeded, the positive refractive power at the front becomes small, and the refractive power of the lens having a large effective diameter arranged at the rear becomes too large, resulting in an increase in distortion. Problems occur. On the other hand, if the lower limit is exceeded, the radius of curvature becomes too small, making it difficult to secure a sufficient edge thickness. Since the second lens corrects aberrations such as distortion and spherical aberration generated in the first lens, if the range of the equation (4) is exceeded, various aberrations are undercorrected or overcorrected. By setting the refractive power of the third lens within the range of the expression (5), it is possible to configure the distortion and the light incident angle on the imaging surface with a good balance. The ratio of the curvature radii of the first lens is set within the range of equation (6). As the distance from the aperture stop increases, the peripheral ray height increases, so the radius of curvature of the object side surface must be reduced. However, if the upper limit of equation (4) is exceeded, the shape becomes difficult to manufacture.

撮像レンズ100において、物体側OBJS より入射した光は、開口絞り部110の面1、第1レンズ120の物体側R1面2、像面側R2面3、第2レンズ130の物体側R3面4、像面側R4面5、第3レンズ140の物体側R5面6、像面側R6面7、平行平面のガラス板150の物体側面8、像側面9を順次通過し撮像素子160へと集光される。  In the imaging lens 100, light incident from the object side OBJS is the surface 1 of the aperture stop 110, the object side R1 surface 2 of the first lens 120, the image surface side R2 surface 3, and the object side R3 surface 4 of the second lens 130. The image plane side R4 surface 5, the object side R5 surface 6 of the third lens 140, the image plane side R6 surface 7, the object side surface 8 of the parallel plane glass plate 150, and the image side surface 9 are sequentially passed to the image sensor 160. Lighted.

3枚のレンズが全ての面に非球面形状を持つことにより、収差補正が容易となり、小型でありながら良好な解像性能を得ることが可能となる。特に第2レンズの像側面と第3レンズの物体側面が、光軸近傍と周辺で屈折力の正負が逆転する形状を有することで、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。  Since the three lenses have aspherical surfaces on all surfaces, aberration correction can be facilitated and good resolution performance can be obtained while being small. In particular, since the image side surface of the second lens and the object side surface of the third lens have shapes in which the positive and negative refractive powers are reversed near and around the optical axis, it becomes possible to correct the curvature of field well.

なお、以下の数値実施例の中で記載されるレンズの非球面の形状は、物体側から像面側へ向かう方向を正とし、kを円錐係数、A、B、C、Dを非球面係数、rを中心曲率半径としたとき次式で表される。hは光線の高さ、cは中心曲率半径の逆数をそれぞれ表している。ただし、Zは面頂点に対する接平面からの深さを、Aは4次の非球面係数を、Bは6次の非球面係数を、Cは8次の非球面係数を、Dは10次の非球面係数をそれぞれ表している。  The aspheric shape of the lens described in the following numerical examples is positive in the direction from the object side to the image plane side, k is a conical coefficient, and A, B, C, and D are aspheric coefficients. , R is the central radius of curvature, h represents the height of the light beam, and c represents the reciprocal of the central radius of curvature. Where Z is the depth from the tangent plane to the surface vertex, A is the fourth-order aspheric coefficient, B is the sixth-order aspheric coefficient, C is the eighth-order aspheric coefficient, and D is the tenth-order aspheric coefficient. Each aspheric coefficient is shown.

本発明を実施した撮像レンズで好ましくは、第1レンズ及び前記第2レンズを構成する材料のd線に対する屈折率及びアッベ数に関して、下記条件式(7)、(8)を満足するように設定される。
(7) 0.05 < (Nd1−Nd2)/Nd1 < 0.14
(8) 10 < ν1−ν2 < 30
ただし、
Nd1:第1レンズのd線に対する屈折率
Nd2:第2レンズのd線に対する屈折率
ν1:第1レンズのd線に対するアッベ数
ν2:第2レンズのd線に対するアッベ数
第3レンズの屈折力が小さいために、ペッツバール和と色消し条件は第1レンズ及び第2レンズの材料構成に強く影響される。条件式(3)〜(5)を満足するような屈折力配置において、条件式(7)を満足するような材料を選択することで非点収差及び像面湾曲を良好に補正することが可能となる。同様に条件式(8)を満足するような材料を選択すること色収差を良好に補正することが可能となる。
The imaging lens embodying the present invention is preferably set so that the following conditional expressions (7) and (8) are satisfied with respect to the refractive index and Abbe number for the d-line of the materials constituting the first lens and the second lens. Is done.
(7) 0.05 <(Nd1-Nd2) / Nd1 <0.14
(8) 10 <ν1-ν2 <30
However,
Nd1: Refractive index with respect to d-line of the first lens
Nd2: Refractive index for the d-line of the second lens ν1: Abbe number for the d-line of the first lens ν2: Abbe number for the d-line of the second lens The third lens has a small refractive power, so the Petzval sum and achromatic conditions Is strongly influenced by the material composition of the first lens and the second lens. Astigmatism and curvature of field can be corrected satisfactorily by selecting a material that satisfies the conditional expression (7) in the refractive power arrangement that satisfies the conditional expressions (3) to (5). It becomes. Similarly, it is possible to satisfactorily correct the chromatic aberration by selecting a material that satisfies the conditional expression (8).

本発明を実施した撮像レンズで好ましくは、第1レンズが硝子材料により形成され、第2レンズ及び第3レンズが樹脂材料で形成される。第1レンズを硝子材料で形成することにより、前記条件式(7)、(8)を満たす材料の選択が容易になる。また第2レンズ、第3レンズを樹脂材料で形成することにより、非球面形状を成型することが容易になる。  In the imaging lens embodying the present invention, the first lens is preferably made of a glass material, and the second lens and the third lens are made of a resin material. By forming the first lens with a glass material, it is easy to select a material that satisfies the conditional expressions (7) and (8). Further, by forming the second lens and the third lens from a resin material, it becomes easy to mold an aspherical shape.

本発明を実施した撮像レンズで好ましくは、下記条件式(9)を満足するように構成される。
(9) 0.3 < D12/D23 < 0.7
ただし、
D12:第1レンズ像側面と第2レンズ物体側面の軸上距離
D23:第2レンズ像側面と第3レンズ物体側面の軸上距離
(9)式の下限値を超えると、歪曲収差や像面湾曲の補正が困難になる。反対に(9)式の上限値を超えると、第2レンズに入射する光線高さが大きくなりレンズが大型化してしまう。
The imaging lens embodying the present invention is preferably configured to satisfy the following conditional expression (9).
(9) 0.3 <D12 / D23 <0.7
However,
D12: Axial distance between the first lens image side surface and the second lens object side surface
D23: If the lower limit of the on-axis distance (9) expression between the second lens image side surface and the third lens object side surface is exceeded, it becomes difficult to correct distortion and curvature of field. On the other hand, if the upper limit value of the expression (9) is exceeded, the height of the light beam incident on the second lens becomes large and the lens becomes large.

本発明を実施した撮像レンズで好ましくは、下記条件式(10)を満足するように構成
される。
(10) 1.0 < D‘23/D23 < 2.0
ただし、
D‘23:第2レンズ像側面と第3レンズ物体側面とのそれぞれの最大有効径位置の距

(10)式の下限値を超えると、中心と周辺での十分な光路差が確保できず、非点収差
もしくは像面湾曲の補正が困難になる。反対に上限値を超える場合には、第2レンズも しくは第3レンズの形状が複雑になり製造が困難となる。
The imaging lens embodying the present invention is preferably configured to satisfy the following conditional expression (10).
(10) 1.0 <D'23 / D23 <2.0
However,
D'23: Distance between the maximum effective diameter positions of the second lens image side surface and the third lens object side surface If the lower limit of equation (10) is exceeded, a sufficient optical path difference between the center and the periphery cannot be secured. Astigmatism or curvature of field becomes difficult to correct. On the other hand, when the upper limit is exceeded, the shape of the second lens or the third lens becomes complicated, making it difficult to manufacture.

以下に、撮像レンズの具体的な数値による実施例1〜3を示す。1〜3の数値実施例において、焦点距離、Fナンバー、画角、像高、レンズ全長、バックフォーカス(Bf)は次の表1に記載の通りである。また、同じく1〜3の数値実施例において、条件式(1)〜(10)の数値データは、次の表2に記載の値になる。  Examples 1 to 3 according to specific numerical values of the imaging lens are shown below. In the numerical examples 1 to 3, the focal length, F number, angle of view, image height, total lens length, and back focus (Bf) are as shown in Table 1 below. Similarly, in the numerical examples of 1 to 3, the numerical data of the conditional expressions (1) to (10) are values shown in the following Table 2.

実施の形態1におけるレンズ系の基本構成は図2に示され、各数値データ(設定値)は表3、表4に、球面収差、非点収差、および歪曲収差を示す収差図は図3にそれぞれ示される。  The basic configuration of the lens system in Embodiment 1 is shown in FIG. 2, each numerical data (setting value) is shown in Tables 3 and 4, and aberration diagrams showing spherical aberration, astigmatism, and distortion are shown in FIG. Each is shown.

図2に示すように、第1レンズは両凸形状、第2レンズは物体側に凹面を向けたメニスカス形状、第3レンズは物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する。第1レンズから第3レンズはそれぞれ両面に非球面を有する。また、図に示すように絞り部の面1と第1レンズのR1面2間の距離をD1、第1レンズの厚さとなるR1面2とR2面3間の距離をD2、第1レンズのR2面3と第2レンズのR3面4間の距離をD3、第2レンズの厚さとなるR3面4とR4面5間の距離をD4、第2レンズのR4面5と第3レンズのR5面6間の距離をD5、第3レンズの厚さとなるR5面6とR6面7間の距離をD6、第3レンズのR6面7と平板ガラスの面8までの距離をD7、平行平面ガラスの厚さとなる面8と面9間の距離をD8、平行平面ガラスと結像面までの距離をD9とする。  As shown in FIG. 2, the first lens has a biconvex shape, the second lens has a meniscus shape with a concave surface facing the object side, and the third lens has a meniscus shape with a convex surface facing the object side. Each of the first lens to the third lens has an aspheric surface on both sides. As shown in the figure, the distance between the diaphragm surface 1 and the R1 surface 2 of the first lens is D1, the distance between the R1 surface 2 and the R2 surface 3 which is the thickness of the first lens is D2, and the first lens The distance between the R2 surface 3 and the R3 surface 4 of the second lens is D3, the distance between the R3 surface 4 and the R4 surface 5 that is the thickness of the second lens is D4, the R4 surface 5 of the second lens and the R5 of the third lens. The distance between the surfaces 6 is D5, the distance between the R5 surface 6 and the R6 surface 7 which is the thickness of the third lens is D6, the distance between the R6 surface 7 of the third lens and the surface 8 of the flat glass is D7, parallel plane glass The distance between the surface 8 and the surface 9 having a thickness of is D8, and the distance between the plane parallel glass and the imaging surface is D9.

表3は、実施例1における撮像レンズの各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径R、間隔D、屈折率Nd、および分散値νdを示している。表4は、所定面の非球面係数を示している。  Table 3 shows the stop corresponding to each surface number of the imaging lens in Example 1, the radius of curvature R, the interval D, the refractive index Nd, and the dispersion value νd of each lens. Table 4 shows the aspheric coefficient of the predetermined surface.

〈数値実施例1〉  <Numerical example 1>

図3は、実施例1において、図3(A)が球面収差を、図3(B)が非点収差を、図3(C)が歪曲収差を、それぞれ示している。図3(A)の縦軸は瞳座標を表し、グラフの各線はC線、d線、g線の値を示している。図3(B)の縦軸は結像面での実像高を表し、図3(B)中、実線Sはサジタル像面のd線の値、破線Tはタンジェンシャル像面のd線の値をそれぞれ示している(図5、7においても同様である)。図3(C)の縦軸は結像面での実像高を表し、値はd線の値を示している。図3からわかるように、実施例1によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズが得られる。 3A and 3B show spherical aberration, FIG. 3B shows astigmatism, and FIG. 3C shows distortion aberration in Example 1, respectively. The vertical axis in FIG. 3A represents the pupil coordinates, and each line of the graph indicates the values of the C line, d line, and g line. The vertical axis in FIG. 3B represents the real image height on the imaging plane. In FIG. 3B, the solid line S is the value of the d-line on the sagittal image plane, and the broken line T is the value of the d-line on the tangential image plane. (The same applies to FIGS. 5 and 7). The vertical axis in FIG. 3C represents the real image height on the imaging plane, and the value represents the value of the d line. As can be seen from FIG. 3, according to Example 1, various aberrations such as spherical, astigmatism, and distortion are satisfactorily corrected, and an imaging lens excellent in imaging performance can be obtained.

実施の形態2におけるレンズ系の基本構成は図4に示され、各数値データ(設定値)は表5、表6に、球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図は図5にそれぞれ示される。  The basic configuration of the lens system according to Embodiment 2 is shown in FIG. 4, each numerical data (setting value) is shown in Tables 5 and 6, and aberration diagrams showing spherical aberration, astigmatism and distortion are shown in FIG. Indicated.

図4に示すように、第1レンズは両凸形状、第2レンズは物体側に凹面を向けたメニスカス形状、第3レンズは物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する。第1レンズから第3レンズはそれぞれ両面に非球面を有する。  As shown in FIG. 4, the first lens has a biconvex shape, the second lens has a meniscus shape with a concave surface facing the object side, and the third lens has a meniscus shape with a convex surface facing the object side. Each of the first lens to the third lens has an aspheric surface on both sides.

表5は、実施例2における撮像レンズの各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径R、間隔D、屈折率Nd、および分散値νdを示している。表6は、所定面の非球面係数を示している。  Table 5 shows the diaphragm corresponding to each surface number of the imaging lens in Example 2, the radius of curvature R, the interval D, the refractive index Nd, and the dispersion value νd of each lens. Table 6 shows the aspheric coefficient of the predetermined surface.

〈数値実施例2〉  <Numerical Example 2>

図5は、実施例2において、図5(A)が球面収差を、図5(B)が非点収差を、図5(C)が歪曲収差をそれぞれ示している。図5からわかるように、実施例2によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズが得られる。 5A and 5B, in Example 2, FIG. 5A shows spherical aberration, FIG. 5B shows astigmatism, and FIG. 5C shows distortion. As can be seen from FIG. 5, according to Example 2, various aberrations such as spherical surface, astigmatism, and distortion are favorably corrected, and an imaging lens excellent in imaging performance can be obtained.

実施の形態3におけるレンズ系の基本構成は図6に示され、各数値データ(設定値)は表7、表8に、球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図は図7にそれぞれ示される。  The basic configuration of the lens system according to Embodiment 3 is shown in FIG. 6, numerical data (setting values) are shown in Tables 7 and 8, and aberration diagrams showing spherical aberration, astigmatism and distortion are shown in FIG. Indicated.

図6に示すように、第1レンズは両凸形状、第2レンズは物体側に凹面を向けたメニスカス形状、第3レンズは物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する。第1レンズから第3レンズはそれぞれ両面に非球面を有する。  As shown in FIG. 6, the first lens has a biconvex shape, the second lens has a meniscus shape with a concave surface facing the object side, and the third lens has a meniscus shape with a convex surface facing the object side. Each of the first lens to the third lens has an aspheric surface on both sides.

表7は、実施例3における撮像レンズの各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径R、間隔D、屈折率Nd、および分散値νdを示している。表8は、所定面の非球面係数を示している。  Table 7 shows the stop corresponding to each surface number of the imaging lens in Example 3, the radius of curvature R, the interval D, the refractive index Nd, and the dispersion value νd of each lens. Table 8 shows the aspheric coefficient of the predetermined surface.

〈数値実施例3〉  <Numerical Example 3>

図7は、実施例3において、図7(A)が球面収差を、図7(B)が非点収差を、図7(C)が歪曲収差をそれぞれ示している。図7からわかるように、実施例3によれば、球面、非点、歪曲の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズが得られる。 7A and 7B, in Example 3, FIG. 7A shows spherical aberration, FIG. 7B shows astigmatism, and FIG. 7C shows distortion. As can be seen from FIG. 7, according to the third embodiment, various aberrations such as spherical surface, astigmatism, and distortion are satisfactorily corrected, and an imaging lens excellent in imaging performance can be obtained.

100,100A〜100C・・・撮像レンズ
110 ・・・開口絞り部
120 ・・・第1レンズ
130 ・・・第2レンズ
140 ・・・第3レンズ
150 ・・・平行平面ガラス
160 ・・・撮像面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,100A-100C ... Imaging lens 110 ... Aperture stop part 120 ... 1st lens 130 ... 2nd lens 140 ... 3rd lens 150 ... Parallel plane glass 160 ... Imaging surface

Claims (6)

物体側から順に、開口絞りと、両側に凸の形状を成し正の屈折力を有する第1レンズと、物体側に凹のメニスカス形状を成し負の屈折力を有する第2レンズと、物体側に凸のメニスカス形状を成し正の屈折力を有する第3レンズの3枚のレンズが配置され、下記条件式(1)〜(6)を満足することを特徴とする撮像レンズ。
(1) 1.2 < TL/f < 1.5
(2) TL/2Y < 0.9
(3) 0.5 < f1/f < 0.7
(4) −1.2 < f2/f < −0.8
(5) 4.0 < f3/f < 20.0
(6)−2.00 < R11/R12 < -0.70
ただし、
f :レンズ全系の焦点距離
TL:開口絞りの面から結像面までの距離
Y:結像面において光軸中心から最大像高までの距離
f1 :第1レンズの焦点距離
f2 :第2レンズの焦点距離
f3 :第3レンズの焦点距離
R11 :第1レンズの物体側面の曲率半径
R12 :第1レンズの像側面の曲率半径
In order from the object side, an aperture stop, a first lens having a convex shape on both sides and having a positive refractive power, a second lens having a concave meniscus shape on the object side and having a negative refractive power, and an object An imaging lens comprising three lenses, a third lens having a convex meniscus shape and a positive refractive power, satisfying the following conditional expressions (1) to (6).
(1) 1.2 <TL / f <1.5
(2) TL / 2Y <0.9
(3) 0.5 <f1 / f <0.7
(4) -1.2 <f2 / f <-0.8
(5) 4.0 <f3 / f <20.0
(6) −2.00 <R11 / R12 <−0.70
However,
f: focal length of the entire lens system TL: distance from the aperture stop surface to the imaging surface
Y: distance from the center of the optical axis to the maximum image height on the imaging plane f1: focal length of the first lens f2: focal length of the second lens f3: focal length of the third lens
R11: radius of curvature of the object side surface of the first lens
R12: radius of curvature of the image side surface of the first lens
前記3枚のレンズが全ての面に非球面形状を有し、特に第2レンズの像側面と第3レンズの物体側面が、光軸近傍と周辺で屈折力の正負が逆転する形状を有することを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。 The three lenses have aspherical shapes on all surfaces, and in particular, the image side surface of the second lens and the object side surface of the third lens have shapes in which the positive and negative refractive powers are reversed near and around the optical axis. The imaging lens according to claim 1. 前記第1レンズ及び前記第2レンズを構成する材料のd線に対する屈折率及びアッベ数に関して、下記条件式(7)、(8)を満足していることを特徴とする請求項1または2に記載の撮像レンズ。
(7) 0.05 < (Nd1−Nd2)/Nd1 < 0.14
(8) 10 < ν1−ν2 < 30
ただし、
Nd1:第1レンズのd線に対する屈折率
Nd2:第2レンズのd線に対する屈折率
ν1:第1レンズのd線に対するアッベ数
ν2:第2レンズのd線に対するアッベ数
The following conditional expressions (7) and (8) are satisfied with respect to the refractive index and Abbe number for the d-line of the material constituting the first lens and the second lens: The imaging lens described.
(7) 0.05 <(Nd1-Nd2) / Nd1 <0.14
(8) 10 <ν1-ν2 <30
However,
Nd1: Refractive index with respect to d-line of the first lens
Nd2: Refractive index for the d-line of the second lens ν1: Abbe number for the d-line of the first lens ν2: Abbe number of the second lens for the d-line
前記第1レンズが硝子材料により形成され、前記第2レンズ及び前記第3レンズが樹脂材料で形成され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 lens is made of a glass material, and the second lens and the third lens are made of a resin material. 下記条件式(9)を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の撮像レンズ。
(9) 0.3 < D12/D23 < 0.7
ただし、
D12:第1レンズ像側面と第2レンズ物体側面の軸上距離
D23:第2レンズ像側面と第3レンズ物体側面の軸上距離
The imaging lens according to claim 1, wherein the following conditional expression (9) is satisfied.
(9) 0.3 <D12 / D23 <0.7
However,
D12: Axial distance between the first lens image side surface and the second lens object side surface
D23: Axial distance between the second lens image side surface and the third lens object side surface
下記条件式(10)を満足することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の撮像
レンズ。
(10) 1.0 < D‘23/D23 < 2.0
ただし、
D‘23:第2レンズ像側面と第3レンズ物体側面とのそれぞれの最大有効径位置の距 離
The imaging according to claim 1, wherein the following conditional expression (10) is satisfied:
lens.
(10) 1.0 <D'23 / D23 <2.0
However,
D'23: Distance between the maximum effective diameter positions of the second lens image side surface and the third lens object side surface
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