JP5585586B2 - 撮像レンズ及び撮像装置 - Google Patents
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Description
TL/2Y’<0.9 (I)
但し、
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
2Y’:固体撮像素子の撮像面対角線長(固体撮像素子の矩形有効画素領域の対角線長)
を満足するレベルの小型化を目指している。この範囲を満たすことで、レンズ全長を短くでき相乗的にレンズ外径も小さくできる。これにより、撮像装置全体の小型軽量化が可能となる。
物体側から順に開口絞り、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズからなり、
前記第1レンズは、正レンズであって、物体側に凸、像側に凹のメニスカスレンズであり、
前記第2レンズは、物体側に凹のレンズであり、
前記第3レンズは負レンズであり、
更に、以下の条件式を満足することを特徴とする。
0.10<D4/f<0.25 (1)
0.00≦|f/f2|<0.65 (2)
−2.50<f/r3<0.00 (3)
但し、
D4:前記第2レンズと前記第3レンズの軸上での空気間隔(mm)
f :前記撮像レンズ全系の焦点距離(mm)
f2:前記第2レンズの焦点距離(mm)
r3:前記第2レンズの物体側面の曲率半径(mm)
である。
L=fB+d
=f(1−d/f12)+d
=f−((f/f12)−1)d (7)
で与えられる。
条件式(1)は、前記撮像レンズの全長を短縮化するための条件式である。上記の通り、撮像レンズ全長を短くするためには、間隔D4を広くとることが望ましい。しかし、条件式(1)の値D4/fが上限を上回ると、第3レンズに入射する軸上光線束が細くなりすぎるため軸上色収差を良好に補正することができなくなる。また、第3レンズに入射する軸外光線高が高くなるため第3レンズの径が大きくなり、レンズのコンパクト化に不向きである。一方、条件式(1)の値D4/fが下限を下回ると、レンズ全長を有効に短くできない。そこで、条件式(1)を満たすことが望ましい。また、より望ましくは下式(1’)、
0.10<D4/f<0.20 (1’)
の範囲がよい。
条件式(2)は、前記撮像レンズの全長を短縮するための条件式である。上記の通り、レンズ全長を短くするためには、第1レンズと第2レンズの合成焦点距離f12を小さくする必要がある。合成焦点距離f12を小さくするためには、まず第1レンズのパワーを強くすることが考えられるが、第1レンズのパワーを強くすると球面収差や軸外でのコマ収差が大きくなり後のレンズで補正しきれなくなる。
0.00≦|f/f2|<0.55 (2’)
の範囲がよい。
条件式(3)は、撮像レンズ全長を短くしつつ中間像高でのコマ収差を良好に補正するための条件式である。コマ収差を補正するには、なるべく太い光束が通過する面の曲率を緩くし、光束の光軸付近と周辺付近との面の曲率の差を少なくすることが望ましい。このため、条件式(3)を満たすのがよい。また、より望ましくは下式(3’)、
−2.35<f/r3<0.00 (3’)
の範囲がよい。尚、本明細書中、凸面の曲率半径を正とし、凹面の曲率半径を負とする。
−1.00<f3/f<0.00 (4)
但し、f3:前記第3レンズの焦点距離(mm)
を満足することを特徴とする。
条件式(4)は、撮像レンズ全長を短くしつつ諸収差を良好に補正するための条件式である。負レンズである第3レンズのパワーが強い方が軸上色収差、像面湾曲を小さく保つことが出来るが、負のパワーが小さい方がテレセン性を良好に保つことができるので、そのバランスが重要である。ここで、値f3/fが条件式(4)の下限を下回ると収差補正には有利であるが全長が長くなり過ぎてしまい小型化に不利である。一方、値f3/fが条件式(4)の上限を上回ると収差補正が不十分になってしまう。よって、条件式(4)を満たすのが好ましい。
−1.90<f/r4<0.40 (5)
但し、r4:前記第2レンズの像側面の曲率半径(mm)
を満足することを特徴とする。
条件式(5)は、撮像レンズ全長を短くしつつ諸収差を良好に補正するための条件式である。第2レンズの物体側の曲率が緩いとき、r4が条件式(5)を満たす値をとることで全長を小さく保ちつつ、ペッツパール和や色収差が補正されたレンズを得ることができる。r4が正の時、r4が小さくなればなるほど第2レンズの負のパワーが大きくなり諸収差を補正しやすくなる。しかし、条件式(5)の上限を上回ると全長が大きくなりすぎてしまう。一方、r4が負の時、r4が0に近づくにつれ第1、2レンズの合成パワーは正に大きくなり全長は短くなる。しかし、条件式(5)の下限を下回ると軸上色収差が大きくなったりペッツパール和が悪くなったりする。よって、条件式(5)を満たすのがよい。
1.55<n2 (6)
但し、n2:前記第2レンズの屈折率
を満足することを特徴とする。
条件式(6)は、撮像レンズ全長を短くしつつコマ収差を良好に補正するための条件式である。条件式(6)を満たすように第2レンズの屈折率を大きくすることで、第2レンズの物体側面の曲率半径を更に小さくすることができ、コマ収差を良好に補正することができる。
0.10<D4/f<0.25 (1)
0.00≦|f/f2|<0.65 (2)
−2.50<f/r3<0.00 (3)
が成立する。
f :撮像レンズ全系の焦点距離
fB:バックフォーカス
F :Fナンバー
2Y:固体撮像素子の撮像面対角線長
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
νd:レンズ材料のアッベ数
ENTP:第1レンズ物体側面を基準としたときの入射瞳位置
EXTP:撮像系の最終面を基準としたときの射出瞳位置
H1:前側主点位置
H2:後側主点位置
である。
Ai:i次の非球面係数
R:曲率半径
K:円錐定数
である。
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。図中、Sは開口絞り、L1は正の屈折力を有し物体側に凸、像側に凹のメニスカス形状の第1レンズ、L2は物体側に凹、像側に凸のメニスカス形状の負の屈折力を有する第2レンズ、L3は物体側に凸のメニスカス形状であり、物体側及び像側に変曲点を有し、負の屈折力を有する第3レンズ、PTは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ等を想定した平行平板、CGは固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板、IMは固体撮像素子である。図6は、実施例1にかかる撮像レンズの球面収差(a)、非点収差(b)、及び歪曲収差(c)の収差図である。ここで、球面収差図において、破線はg線、実線はd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリジオナル面をそれぞれ表す。
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。図中、Sは開口絞り、L1は正の屈折力を有し物体側に凸、像側に凹のメニスカス形状の第1レンズ、L2は物体側に凹、像側に凸のメニスカス形状の正の屈折力を有する第2レンズ、L3は物体側に凸のメニスカス形状であり、物体側及び像側に変曲点を有し、負の屈折力を有する第3レンズ、PTは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ等を想定した平行平板、CGは固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板、IMは固体撮像素子である。図8は、実施例2にかかる撮像レンズの球面収差(a)、非点収差(b)、及び歪曲収差(c)の収差図である。ここで、球面収差図において、破線はg線、実線はd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリジオナル面をそれぞれ表す。
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。図中、Sは開口絞り、L1は正の屈折力を有し物体側に凸、像側に凹のメニスカス形状の第1レンズ、L2は物体側に凹、像側に凸のメニスカス形状の負の屈折力を有する第2レンズ、L3は物体側及び像側に凹であり、像側に変曲点を有し、負の屈折力を有する第3レンズ、PTは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ等を想定した平行平板、CGは固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板、IMは固体撮像素子である。図10は、実施例3にかかる撮像レンズの球面収差(a)、非点収差(b)、及び歪曲収差(c)の収差図である。ここで、球面収差図において、破線はg線、実線はd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリジオナル面をそれぞれ表す。
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。図中、Sは開口絞り、L1は正の屈折力を有し物体側に凸、像側に凹のメニスカス形状の第1レンズ、L2は物体側に凹、像側に凸のメニスカス形状の負の屈折力を有する第2レンズ、L3は物体側に凸のメニスカス形状であり、物体側及び像側に変曲点を有し、負の屈折力を有する第3レンズ、PTは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ等を想定した平行平板、CGは固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板、IMは固体撮像素子である。図12は、実施例4にかかる撮像レンズの球面収差(a)、非点収差(b)、及び歪曲収差(c)の収差図である。ここで、球面収差図において、破線はg線、実線はd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリジオナル面をそれぞれ表す。
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。図中、Sは開口絞り、L1は正の屈折力を有し物体側に凸、像側に凹のメニスカス形状の第1レンズ、L2は物体側に凹、像側に凸のメニスカス形状の負の屈折力を有する第2レンズ、L3は物体側に凸のメニスカス形状であり、物体側及び像側に変曲点を有し、負の屈折力を有する第3レンズ、PTは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ等を想定した平行平板、CGは固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板、IMは固体撮像素子である。図14は、実施例5にかかる撮像レンズの球面収差(a)、非点収差(b)、及び歪曲収差(c)の収差図である。ここで、球面収差図において、破線はg線、実線はd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリジオナル面をそれぞれ表す。
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。図中、Sは開口絞り、L1は正の屈折力を有し物体側に凸、像側に凹のメニスカス形状の第1レンズ、L2は物体側に凹、像側に凸のメニスカス形状の正の屈折力を有する第2レンズ、L3は物体側に凸のメニスカス形状であり、物体側及び像側に変曲点を有し、負の屈折力を有する第3レンズ、PTは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ等を想定した平行平板、CGは固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板、IMは固体撮像素子である。図16は、実施例6にかかる撮像レンズの球面収差(a)、非点収差(b)、及び歪曲収差(c)の収差図である。ここで、球面収差図において、破線はg線、実線はd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリジオナル面をそれぞれ表す。
実施例7のレンズデータを表7に示す。図17は、実施例7の撮像レンズの断面図である。図中、Sは開口絞り、L1は正の屈折力を有し物体側に凸、像側に凹のメニスカス形状の第1レンズ、L2は物体側に凹、像側に凸のメニスカス形状の正の屈折力を有する第2レンズ、L3は物体側に凸のメニスカス形状であり、物体側及び像側に変曲点を有し、負の屈折力を有する第3レンズ、PTは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ等を想定した平行平板、CGは固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板、IMは固体撮像素子である。図18は、実施例7にかかる撮像レンズの球面収差(a)、非点収差(b)、及び歪曲収差(c)の収差図である。ここで、球面収差図において、破線はg線、実線はd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリジオナル面をそれぞれ表す。
実施例8のレンズデータを表8に示す。図19は、実施例8の撮像レンズの断面図である。図中、Sは開口絞り、L1は正の屈折力を有し物体側に凸、像側に凹のメニスカス形状の第1レンズ、L2は物体側に凹、像側に凹の負の屈折力を有する第2レンズ、L3は物体側に凸のメニスカス形状であり、物体側及び像側に変曲点を有し、負の屈折力を有する第3レンズ、PTは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ等を想定した平行平板、CGは固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板、IMは固体撮像素子である。図20は、実施例8にかかる撮像レンズの球面収差(a)、非点収差(b)、及び歪曲収差(c)の収差図である。ここで、球面収差図において、破線はg線、実線はd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリジオナル面をそれぞれ表す。
実施例9のレンズデータを表9に示す。図21は、実施例9の撮像レンズの断面図である。図中、Sは開口絞り、L1は正の屈折力を有し物体側に凸、像側に凹のメニスカス形状の第1レンズ、L2は物体側に凹、像側に凹の負の屈折力を有する第2レンズ、L3は物体側に凸のメニスカス形状であり、物体側及び像側に変曲点を有し、負の屈折力を有する第3レンズ、PTは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ等を想定した平行平板、CGは固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板、IMは固体撮像素子である。図22は、実施例9にかかる撮像レンズの球面収差(a)、非点収差(b)、及び歪曲収差(c)の収差図である。ここで、球面収差図において、破線はg線、実線はd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリジオナル面をそれぞれ表す。
実施例10のレンズデータを表10に示す。図23は、実施例10の撮像レンズの断面図である。図中、Sは開口絞り、L1は正の屈折力を有し物体側に凸、像側に凹のメニスカス形状の第1レンズ、L2は物体側に凹、像側に凸のメニスカス形状の正の屈折力を有する第2レンズ、L3は物体側に凹、像側に凹であり、像側に変曲点を有し、負の屈折力を有する第3レンズ、PTは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ等を想定した平行平板、CGは固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板、IMは固体撮像素子である。図24は、実施例10にかかる撮像レンズの球面収差(a)、非点収差(b)、及び歪曲収差(c)の収差図である。ここで、球面収差図において、破線はg線、実線はd線に対する球面収差量をそれぞれ表す。また、非点収差図において、実線はサジタル面、破線はメリジオナル面をそれぞれ表す。
20 下部鏡枠
21 上部鏡枠
50 撮像装置
51 イメージセンサ
51a 光電変換部
52 基板
60 入力部
70 表示部
80 無線通信部
92 記憶部
100 携帯電話機
101 制御部
CG カバーガラス
L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L1a〜L3a フランジ部
PT プレート(赤外線カットフィルタ)
S 開口絞り
SP 固定部材
Claims (8)
- 物体側から順に開口絞り、第1レンズ、第2レンズ、第3レンズからなり、
前記第1レンズは、正レンズであって、物体側に凸、像側に凹のメニスカスレンズであり、
前記第2レンズは、物体側に凹のレンズであり、
前記第3レンズは負レンズであり、
更に、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
0.10<D4/f<0.25 (1)
0.00≦|f/f2|<0.65 (2)
−2.50<f/r3<0.00 (3)
但し、
D4:前記第2レンズと前記第3レンズの軸上での空気間隔(mm)
f :前記撮像レンズ全系の焦点距離(mm)
f2:前記第2レンズの焦点距離(mm)
r3:前記第2レンズの物体側面の曲率半径(mm) - 前記第3レンズの少なくとも像側面は非球面形状とされており、その非球面は少なくとも1つの非球面変曲点を有していることを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。
- 前記第3レンズは、近軸上で物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであ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。
- 前記第3レンズは、以下の条件式(4)を満足す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。
−1.00<f3/f<0.00 (4)
但し、f3:前記第3レンズの焦点距離(mm) - 前記第2レンズは以下の条件式(5)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。
−1.90<f/r4<0.40 (5)
但し、r4:前記第2レンズの像側面の曲率半径(mm) - 前記第2レンズは以下の条件式(6)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。
1.55<n2 (6)
但し、n2:前記第2レンズの屈折率 - 前記第1レンズ、前記第2レンズ及び前記第3レンズが耐熱性を有する材料で構成されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の撮像レンズ。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の撮像レンズと、固体撮像素子と、を有することを特徴とする撮像装置。
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