JP6650068B1 - 撮像レンズ、撮像装置および情報端末 - Google Patents
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Abstract
Description
そこで、本発明は、撮像レンズにおいて低背化かつ大口径化を図ると共に、収差および結像性能における高性能化も実現することを目的とする。
(1) 0.51<TTL/2ih<0.85
(2) 0.69<ih/f<1.03
(3) 0.03<fG1/fG2<33.3
(4)−0.11<fG3/fL7<0.95
(5)−0.11<(DB2_3−DL6_7)/ih<0.34
(6) 0.03<(T7max−T70)/(T6max−T60)<0.31
ただし、
TTL :第1レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
ih :最大像高
f :撮像レンズ全系の焦点距離
fG1 :第1レンズ群の光軸上の焦点距離
fG2 :第2レンズ群の光軸上の焦点距離
fG3 :第3レンズ群の光軸上の焦点距離
fL7 :第7レンズの光軸上の焦点距離
DB2_3:第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上の間隔
DL6_7:略無限遠物体に合焦時の第6レンズと第7レンズの光軸上の間隔
T60 :第6レンズの光軸上の厚さ
T6max:第6レンズの光線有効部で最も物体側の部分から最も像側の部分までの、光軸と平行な方向の厚さ
T70 :第7レンズの光軸上の厚さ
T7max:第7レンズの光線有効部で最も物体側部から最も像側部までの光軸と平行な方向の厚さ
とする。
なお、『非球面のレンズ』とは、物体側と像側との少なくとも一方が非球面になっていることを意味する。また、第1レンズ群と、第2レンズ群と、第3レンズ群とのそれぞれについて、各群に属するレンズは、物体側から像側に向かって上記の順に配置されているものとする。
このような撮像レンズは、大口径化された場合にも光学全長が抑えられ、収差および結像性能における高性能化も実現される。
また、上記撮像レンズにおいて、フォーカシングに際して上記第3レンズ群内のレンズ間隔が変化することが望ましい。特に、第7レンズ以外のレンズが一体で移動する構成であると、フォーカシングの構成が簡素となるとともに、フォーカシングによるレンズの移動距離が短縮される。
第7レンズがこのような複合レンズであると、基板部と非球面レンズ部とで、レンズの強度を保つ機能やフィルタなどとしての機能と、収差および結像性能における高性能化を図る補正光学系の機能とを分担することができる。
上記課題を解決する情報端末は、上記いずれかの撮像レンズと、上記撮像レンズによって結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子と、上記撮像素子で得られた電気信号を処理する処理素子とを備える。このような情報端末は、薄型化かつ高画素化が図られる。
[撮像レンズの構成]
また、本発明の撮像レンズは、以下の条件式(1)〜(6)を満足する。
(1) 0.51<TTL/2ih<0.85
(2) 0.69<ih/f<1.03
(3) 0.03<fG1/fG2<33.3
(4)−0.11<fG3/fL7<0.95
(5)−0.11<(DB2_3−DL6_7)/ih<0.34
(6) 0.03<(T7max−T70)/(T6max−T60)<0.31
TTL :第1レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
ih :最大像高
f :撮像レンズ全系の焦点距離
fG1 :第1レンズ群の光軸上の焦点距離
fG2 :第2レンズ群の光軸上の焦点距離
fG3 :第3レンズ群の光軸上の焦点距離
fL7 :第7レンズの光軸上の焦点距離
DB2_3:第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上の間隔
DL6_7:略無限遠物体に合焦時の第6レンズと第7レンズの光軸上の間隔
T60 :第6レンズの光軸上の厚さ
T6max:第6レンズの光線有効部で最も物体側の部分から最も像側の部分までの、光軸と平行な方向の厚さ
T70 :第7レンズの光軸上の厚さ
T7max:第7レンズの光線有効部で最も物体側部から最も像側部までの光軸と平行な方向の厚さ
とする。
、望ましくは上限を0.73にすると良い、さらに望ましくは上限を0.56にすると良い。
一般的な撮像装置では、撮像レンズと結像面との間に赤外カットフィルタが配備される。このため、一般的な撮像レンズでは、長めのバックフォーカスが必要となって撮像レンズの低背化が阻害される。これに対して第7レンズが赤外カットフィルタとしての機能を有する撮像レンズでは、バックフォーカスの短い設計が可能となり、低背化が実現可能となっている。
上記赤外カット機能は具体的には、ブルーガラス・インク・真空蒸着による多層膜等、或いはこれらの組み合わせによって構成されるのが望ましい。
以下、本発明の撮像レンズの具体的な実施形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面および表を参照して説明する。
尚、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。
第1レンズ11の物体側には、開口が固定の絞りAが設けられており、撮像レンズ1の結像面には撮像素子(イメージセンサ)の撮像面Pが配置される。
第1実施形態の撮像レンズ1に具体的な数値を適用した数値実施例1のレンズデータを表1に示す。
数値実施例1における非球面の非球面係数を円錐定数kと共に表2および表3に示す。
図2には、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。
非点収差図においては、サジタル像面における値が実線で示され、タンジェンシャル像面における値が破線で示されている。
各収差図から、数値実施例1は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
<第2実施形態>
図3は、第2実施形態における撮像レンズ2のレンズ構成を示す図である。
第1レンズ21の物体側には、開口が固定の絞りAが設けられており、撮像レンズ2の結像面には撮像素子(イメージセンサ)の撮像面Pが配置される。
第2実施形態の撮像レンズ2に具体的な数値を適用した数値実施例2のレンズデータを表5に示す。
撮像レンズ2において、第1レンズ21から第7レンズ27のレンズ部272に至る15のレンズ面(第2面から第16面)のうち、ガラス基板271の両面(第14面および第15面)を除く各面は非球面に形成されている。
数値実施例2における非球面の非球面係数を円錐定数kと共に表6および表7に示す。
図4には、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。
非点収差図においては、サジタル像面における値が実線で示され、タンジェンシャル像面における値が破線で示されている。
各収差図から、数値実施例2は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
<第3実施形態>
図5は、第3実施形態における撮像レンズ3のレンズ構成を示す図である。
第1レンズ31の物体側には、開口が固定の絞りAが設けられており、撮像レンズ3の結像面には撮像素子(イメージセンサ)の撮像面Pが配置される。
第3実施形態の撮像レンズ3に具体的な数値を適用した数値実施例3のレンズデータを表9に示す。
数値実施例3における非球面の非球面係数を円錐定数kと共に表10および表11に示す。
図6には、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。
非点収差図においては、サジタル像面における値が実線で示され、タンジェンシャル像面における値が破線で示されている。
各収差図から、数値実施例3は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
<第4実施形態>
図7は、第4実施形態における撮像レンズ4のレンズ構成を示す図である。
第1レンズ41から第3レンズ43までが第1レンズ群401を構成し、第4レンズ44と第5レンズ45が第2レンズ群402を構成し、第6レンズ46と第7レンズ47が第3レンズ群403を構成する。
第1レンズ41の物体側には、開口が固定の絞りAが設けられており、撮像レンズ4の結像面には撮像素子(イメージセンサ)の撮像面Pが配置される。
第4実施形態の撮像レンズ4に具体的な数値を適用した数値実施例4のレンズデータを表13に示す。
数値実施例4における非球面の非球面係数を円錐定数kと共に表14および表15に示す。
図8には、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。
非点収差図においては、サジタル像面における値が実線で示され、タンジェンシャル像面における値が破線で示されている。
各収差図から、数値実施例4は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
<第5実施形態>
図9は、第5実施形態における撮像レンズ5のレンズ構成を示す図である。
第1レンズ51の物体側には、開口が固定の絞りAが設けられており、撮像レンズ5の結像面には撮像素子(イメージセンサ)の撮像面Pが配置される。
第5実施形態の撮像レンズ5に具体的な数値を適用した数値実施例5のレンズデータを表17に示す。
数値実施例5における非球面の非球面係数を円錐定数kと共に表18および表19に示す。
図10には、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。
非点収差図においては、サジタル像面における値が実線で示され、タンジェンシャル像面における値が破線で示されている。
各収差図から、数値実施例5は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
<第6実施形態>
図11は、第6実施形態における撮像レンズ6のレンズ構成を示す図である。
第1レンズ61の物体側には、開口が固定の絞りAが設けられており、撮像レンズ6の結像面には撮像素子(イメージセンサ)の撮像面Pが配置される。
第6実施形態の撮像レンズ6に具体的な数値を適用した数値実施例6のレンズデータを表21に示す。
数値実施例6における非球面の非球面係数を円錐定数kと共に表22および表23に示す。
図12には、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。
非点収差図においては、サジタル像面における値が実線で示され、タンジェンシャル像面における値が破線で示されている。
各収差図から、数値実施例6は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
<第7実施形態>
図13は、第7実施形態における撮像レンズ7のレンズ構成を示す図である。
第1レンズ71の物体側には、開口が固定の絞りAが設けられており、撮像レンズ7の結像面には撮像素子(イメージセンサ)の撮像面Pが配置される。
第7実施形態の撮像レンズ7に具体的な数値を適用した数値実施例7のレンズデータを表25に示す。
数値実施例7における非球面の非球面係数を円錐定数kと共に表26および表27に示す。
図14には、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。
非点収差図においては、サジタル像面における値が実線で示され、タンジェンシャル像面における値が破線で示されている。
各収差図から、数値実施例7は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
<第8実施形態>
図15は、第8実施形態における撮像レンズ8のレンズ構成を示す図である。
第1レンズ81の物体側には、開口が固定の絞りAが設けられており、撮像レンズ8の結像面には撮像素子(イメージセンサ)の撮像面Pが配置される。
第8実施形態の撮像レンズ8に具体的な数値を適用した数値実施例8のレンズデータを表29に示す。
数値実施例8における非球面の非球面係数を円錐定数kと共に表30および表31に示す。
また、表32から、数値実施例8ではih/f=0.86であるので、上述した条件式(2)が満たされている。
また、表32から、数値実施例8ではfG1/fG2=0.82であるので、上述した条件式(3)が満たされている。
また、表32から、数値実施例8ではfG3/fL7=0.42であるので、上述した条件式(4)が満たされている。
また、表32から、数値実施例8では(DB2_3−DL6_7)/ih=0.13であるので、上述した条件式(5)が満たされている。
また、表32から、数値実施例8では(T7max−T70)/(T6max−T60)=0.06であるので、上述した条件式(6)が満たされている。
図16には、非点収差図と、歪曲収差図が示されている。
非点収差図においては、サジタル像面における値が実線で示され、タンジェンシャル像面における値が破線で示されている。
各収差図から、数値実施例8は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
[撮像装置の構成]
本発明の撮像装置は、本発明の撮像レンズと、その撮像レンズによって結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えている。
即ち、本発明の撮像装置は、撮像レンズが、7枚レンズ構成において、少なくとも第1レンズが正であり、少なくとも第6レンズが負である構成となっている。
(1) 0.51<TTL/2ih<0.85
(2) 0.69<ih/f<1.03
(3) 0.03<fG1/fG2<33.3
(4)−0.11<fG3/fL7<0.95
(5)−0.11<(DB2_3−DL6_7)/ih<0.34
(6) 0.03<(T7max−T70)/(T6max−T60)<0.31
TTL :第1レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
ih :最大像高
f :撮像レンズ全系の焦点距離
fG1 :第1レンズ群の光軸上の焦点距離
fG2 :第2レンズ群の光軸上の焦点距離
fG3 :第3レンズ群の光軸上の焦点距離
fL7 :第7レンズの光軸上の焦点距離
DB2_3:第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上の間隔
DL6_7:略無限遠物体に合焦時の第6レンズと第7レンズの光軸上の間隔
T60 :第6レンズの光軸上の厚さ
T6max:第6レンズの光線有効部で最も物体側の部分から最も像側の部分までの、光軸と平行な方向の厚さ
T70 :第7レンズの光軸上の厚さ
T7max:第7レンズの光線有効部で最も物体側部から最も像側部までの光軸と平行な方向の厚さ
とする。
、望ましくは上限を0.73にすると良い、さらに望ましくは上限を0.56にすると良い。
一般的な撮像装置では、撮像レンズと結像面との間に赤外カットフィルタが配備される。このため、一般的な撮像レンズでは、長めのバックフォーカスが必要となって撮像レンズの低背化が阻害される。これに対して第7レンズが赤外カットフィルタとしての機能を有する撮像レンズでは、バックフォーカスの短い設計が可能となり、低背化が実現可能となっている。
上記赤外カット機能は具体的には、ブルーガラス・インク・真空蒸着による多層膜等、或いはこれらの組み合わせによって構成されるのが望ましい。
図17は、本発明の情報端末の一実施形態に相当するスマートフォンを示すブロック構成図である。
また、光軸に交わる方向の駆動による駆動群の移動によれば光学式の手ぶれ補正が実現される。
また、上記説明では本発明の撮像装置の一実施形態として、スマートフォンに組み込まれたものが例示されているが、本発明の撮像装置はデジタルカメラなどでもよい。
11,21,31,41,51,61,71,81…第1レンズ、
12,22,32,42,52,62,72,82…第2レンズ、
13,23,33,43,53,63,73,83…第3レンズ、
14,24,34,44,54,64,74,84…第4レンズ、
15,25,35,45,55,65,75,85…第5レンズ、
16,26,36,46,56,66,76,86…第6レンズ、
17,27,37,47,57,67,77,87…第7レンズ、
171,271,371,471,571,671,771,871…ガラス基板、
172,272,372,472,572,672,772,872…レンズ部、
173,273,373,473,573,673,773,873…赤外カット層
Claims (8)
- 光軸上では正の屈折力を有した非球面の第1レンズと、非球面の第2レンズと、非球面の第3レンズとから構成され合成の屈折力が正である第1レンズ群と、
非球面の第4レンズと、非球面の第5レンズとから構成され合成の屈折力が正である第2レンズ群と、
光軸上は負の屈折力を有した非球面の第6レンズと、非球面の第7レンズとから構成され合成の屈折力が負である第3レンズ群とが、物体側から像側に向かって順に配置されて構成され、
前記第7レンズが、ガラスからなる基板部と樹脂からなる非球面レンズ部とが複合された複合レンズであり、
以下の条件式(1)〜(6)を満足することを特徴とする撮像レンズ。
(1) 0.51<TTL/2ih<0.85
(2) 0.69<ih/f<1.03
(3) 0.03<fG1/fG2<33.3
(4)−0.11<fG3/fL7<0.95
(5)−0.11<(DB2_3−DL6_7)/ih<0.34
(6) 0.03<(T7max−T70)/(T6max−T60)<0.31
ただし、
TTL:第1レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離
ih:最大像高
f :撮像レンズ全系の焦点距離
fG1 :第1レンズ群の光軸上の焦点距離
fG2 :第2レンズ群の光軸上の焦点距離
fG3 :第3レンズ群の光軸上の焦点距離
fL7 :第7レンズの光軸上の焦点距離
DB2_3:第2レンズ群と第3レンズ群の光軸上の間隔
DL6_7:略無限遠物体に合焦時の第6レンズと第7レンズの光軸上の間隔
T60 :第6レンズの光軸上の厚さ
T6max:第6レンズの光線有効部で最も物体側の部分から最も像側の部分までの、光軸と平行な方向の厚さ
T70 :第7レンズの光軸上の厚さ
T7max:第7レンズの光線有効部で最も物体側部から最も像側部までの光軸と平行な方向の厚さ
とする。 - 前記第2レンズは光軸上の屈折力が負であ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2レンズは光軸上の屈折力が正であり、前記第3レンズは光軸上の屈折力が負であることを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。
- フォーカシングに際して前記第3レンズ群内のレンズ間隔が変化することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
- 前記第7レンズが、レンズの材質によって赤外カットフィルタとしての機能を有するものであることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像レンズ。
- 前記第7レンズは、物体側面および像側面の一方が全てのレンズ面のうち曲率が最小の小曲率面であり、
前記第7レンズは、前記小曲率面に設けられた赤外カット層によって赤外カットフィルタとしての機能を有するものであることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像レンズ。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像レンズと、
前記撮像レンズによって結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 請求項1から6のいずれか1項に記載の撮像レンズと、
前記撮像レンズによって結像された光学像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子で得られた電気信号を処理する処理素子と、
を備えたことを特徴とする情報端末。
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