JP5562755B2 - 撮像レンズおよび撮像モジュール - Google Patents
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Description
1.8< (Nd1−1)f/R1 <2.5 ・・・(B)
特許文献2に開示されている撮像レンズでは、以下の数式(C)および(D)が、撮像レンズの光軸外での色収差を良好に補正するための条件を示しており、以下の数式(E)が、小型の撮像レンズにおいて、像面湾曲等の各種収差を良好に補正するための条件を示している。
50<Vd1 ・・・(D)
1.9< d1/d12 <2.8 ・・・(E)
特許文献3に開示されている撮像レンズでは、以下の数式(F)および(G)が、特許文献4に開示されている撮像レンズでは、以下の数式(H)が、それぞれ、小型の撮像レンズにおいて、収差を良好に補正するための条件を示している。
0.8< Vd1/Vd2 <1.2 ・・・(G)
0.05≦ R1/R2 ≦0.29 ・・・(H)
ここで、上記の数式(A)〜(H)に関する、数値の定義は、以下のとおりである。
−5.5< f2/f <−2.0 ・・・(2)
但し、
f:上記撮像レンズの焦点距離
f1:上記第1レンズの焦点距離
f2:上記第2レンズの焦点距離
である。
f2/f <−4.5 ・・・(4)
上記の構成によれば、撮像レンズの光軸方向における、像高に応じた結像位置のバラつきを抑制することが可能となる。
0.80< f1/f <0.94 ・・・(1)
−5.5< f2/f <−2.0 ・・・(2)
但し、
f:上記撮像レンズの焦点距離
f1:上記第1レンズの焦点距離
f2:上記第2レンズの焦点距離
を満足するように構成され、
数式(3)および(4)
0.90< f1/f ・・・(3)
f2/f <−4.5 ・・・(4)をさらに満足するように構成されている。
0.80< f1/f <0.94 ・・・(1)
−5.5< f2/f <−2.0 ・・・(2)
但し、
f:上記撮像レンズの焦点距離
f1:上記第1レンズの焦点距離
f2:上記第2レンズの焦点距離
を満足するように構成され、上記第1レンズのアッベ数は、45以上かつ50以下であり、上記第2レンズのアッベ数は、45以上かつ50以下である。
本実施の形態では、その断面を図1に示した撮像レンズ100、その断面を図2に示した撮像レンズ200、その断面を図3に示した撮像レンズ300、および、その断面を図4に示した撮像レンズ400という、4種類の撮像レンズについて、説明を行う。また、以下「撮像レンズ1」との表記は、撮像レンズ100、撮像レンズ200、撮像レンズ300、および、撮像レンズ400の総称であるものとする。
撮像レンズ1の基本構成を示す図1〜図4の断面図はいずれも、具体的に、撮像レンズ1の光軸Laの延伸方向であるZ(紙面左右)方向、ならびに、光軸Laに対する法線方向のうちの1方向であるY(紙面上下)方向から成る断面を示している。Z方向とY方向とは、互いに垂直である。Z方向およびY方向の両方に対して垂直である方向は、X(紙面に対して垂直な)方向としている。
−5.5< f2/f <−2.0 ・・・(2)
但し、
f:撮像レンズ1の焦点距離
f1:第1レンズL1の焦点距離
f2:第2レンズL2の焦点距離
である。
f2/f <−4.5 ・・・(4)
数式(3)および(4)をさらに満足する場合、撮像レンズ1は、Z方向における、像高に応じた結像位置のバラつきを抑制することが可能となる。
また、第2レンズL2から像面S9までの間隔d3の空気換算長さは、0.55mm未満であるのが好ましい。これにより、広い画角の撮像レンズ1において、像面湾曲および歪曲を十分に補正することができる。
図5は、撮像レンズ100の、縦軸に示したMTF(単位:無)と、横軸に示した像高(単位:mm)との関係を示すグラフである。
0.1285mm=像高h0.1(像の中心から、最大像高の1割に該当する高さ)
0.257mm=像高h0.2(像の中心から、最大像高の2割に該当する高さ)
0.514mm=像高h0.4(像の中心から、最大像高の4割に該当する高さ)
0.771mm=像高h0.6(像の中心から、最大像高の6割に該当する高さ)
1.028mm=像高h0.8(像の中心から、最大像高の8割に該当する高さ)
1.285mm=像高h1.0(最大像高)
図5、さらには後述する図10、図15、および図20はいずれも、空間周波数が「ナイキスト周波数/4」および「ナイキスト周波数/2」である場合の、像高h0〜像高h1.0に関する、タンジェンシャル像面およびサジタル像面における各特性を例示している。
Nyq.=1/(上記センサの画素のピッチ)/2
により算出される。
435.84nm=0.49
486.1327nm=1.57
546.07nm=3.12
587.5618nm=3.18
656.2725nm=1.51
なお、MTF(Modulation Transfer Function:変調伝達関数)とは、像面を光軸方向に移動させていったときの、像面に形成される像のコントラスト変化を示す指標である。このMTFが大きいほど、像面に形成された像が、高い解像力により結像されていると判断することができる。以下では、MTFが0.2以上である場合を、高い解像力とみなす。
図10は、撮像レンズ200の、縦軸に示したMTF(単位:無)と、横軸に示した像高(単位:mm)との関係を示すグラフである。
図15は、撮像レンズ300の、縦軸に示したMTF(単位:無)と、横軸に示した像高(単位:mm)との関係を示すグラフである。
図20は、撮像レンズ400の、縦軸に示したMTF(単位:無)と、横軸に示した像高(単位:mm)との関係を示すグラフである。
図25は、撮像レンズ100の設計データを示した表である。
図29は、撮像レンズ100、撮像レンズ200、撮像レンズ300、および、撮像レンズ400のそれぞれに対して、像面S9に固体撮像素子を配置して構成した、各撮像モジュールの仕様の一例を示した表である。
先に説明した図29の表のうち、撮像レンズ1同士の比較を行い易い特性について、図30〜図35の各グラフにまとめた。
また、撮像レンズ1と、撮像レンズ1を通過した光を受光するセンサ(固体撮像素子)4とを備え、センサ4の画素のピッチは、2.5μm以下であり、センサ4の画素数は、30万画素以上であるような、撮像モジュール148を構成することができる(図36参照)。このとき、センサ4としては例えば、図29の表を得るために用いた、上記固体撮像素子を使用することができる。
2 開口絞り
3 物体
4 センサ(固体撮像素子)
148 撮像モジュール
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
S1 第1レンズにおける物体側に向けた面
S2 第1レンズにおける像面側に向けた面
S3 第2レンズにおける物体側に向けた面
S4 第2レンズにおける像面側に向けた面
S9 像面
La 光軸
Ta 光学全長
Ya 最大像高
d3 第2レンズにおける像面側に向けた面の中心から像面までの間隔
Claims (6)
- 物体側から像面側へと向かって順に、開口絞り、正の屈折力を有する第1レンズ、および、負の屈折力を有する第2レンズを備えており、
上記第1レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、
上記第2レンズは、少なくとも物体側に向けた面が凹形状である撮像レンズであって、
光学全長が最大像高の2倍未満であり、かつ、数式(1)および(2)
0.80< f1/f <0.94 ・・・(1)
−5.5< f2/f <−2.0 ・・・(2)
但し、
f:上記撮像レンズの焦点距離
f1:上記第1レンズの焦点距離
f2:上記第2レンズの焦点距離
を満足するように構成され、
数式(3)および(4)
0.90< f1/f ・・・(3)
f2/f <−4.5 ・・・(4)
をさらに満足するように構成されていることを特徴とする撮像レンズ。 - 物体側から像面側へと向かって順に、開口絞り、正の屈折力を有する第1レンズ、および、負の屈折力を有する第2レンズを備えており、
上記第1レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズであり、
上記第2レンズは、少なくとも物体側に向けた面が凹形状である撮像レンズであって、
光学全長が最大像高の2倍未満であり、かつ、数式(1)および(2)
0.80< f1/f <0.94 ・・・(1)
−5.5< f2/f <−2.0 ・・・(2)
但し、
f:上記撮像レンズの焦点距離
f1:上記第1レンズの焦点距離
f2:上記第2レンズの焦点距離
を満足するように構成され、
上記第1レンズのアッベ数は、45以上かつ50以下であり、
上記第2レンズのアッベ数は、45以上かつ50以下であることを特徴とする撮像レンズ。 - 上記第2レンズにおける像面側に向けた面の中心から像面までの間隔の空気換算長さは、0.55mm未満であ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。
- Fナンバーは、3.2未満であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
- 上記第1レンズのアッベ数は、45以上かつ50以下であり、
上記第2レンズのアッベ数は、45以上かつ50以下であることを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。 - 請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像レンズと、
上記撮像レンズを通過した光を受光する固体撮像素子とを備え、
上記固体撮像素子の画素のピッチは、2.5μm以下であり、
上記固体撮像素子の画素数は、30万画素以上であることを特徴とする撮像モジュール。
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