JP2007156277A - 撮像レンズ、光学モジュール、および携帯端末 - Google Patents
撮像レンズ、光学モジュール、および携帯端末 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】光学系の全長短縮化を図りつつコストを抑え、さらに量産性に優れ、良好な画質が得られる撮像レンズ、光学モジュール、および携帯端末を提供する。
【解決手段】撮像素子上に像を結像することを対象とした撮像レンズであって、物体側から像側へ順に、開口絞りSP、正の屈折力の第1レンズL1、負の屈折力の第2レンズL2、第3レンズL3を有するレンズ系であって、第3レンズL3は少なくとも近軸領域では屈折力が弱いレンズとすることでレンズの組み込みを容易にする。
【選択図】図1
【解決手段】撮像素子上に像を結像することを対象とした撮像レンズであって、物体側から像側へ順に、開口絞りSP、正の屈折力の第1レンズL1、負の屈折力の第2レンズL2、第3レンズL3を有するレンズ系であって、第3レンズL3は少なくとも近軸領域では屈折力が弱いレンズとすることでレンズの組み込みを容易にする。
【選択図】図1
Description
本発明は、撮像素子を用いたデジタルスチルカメラや携帯電話搭載カメラ、携帯情報端末搭載カメラといった全長の規制の厳しい撮像装置に係り、特に、携帯電話機等にも搭載可能な好適なレンズ全長および高い光学性能を有するデジタル入力機器(カメラモジュール)に適した撮像レンズ、光学モジュール、および携帯端末に関するものである。
近年、撮像素子にCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサを使ったコンパクトなデジタルカメラやデジタルビデオユニットを内蔵したものが種々開発されている。特に情報携帯端末や携帯電話が普及し、それらに使用される撮像ユニットには、携帯性の観点から小型・軽量の撮像レンズが望まれている。
撮像レンズのタイプとしては、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズと負の屈折力の第2レンズの2枚レンズ構成のレンズ系が知られている(たとえば特許文献1,2参照)。
また、レンズ系全体の小型化とともに結像性能の向上も考慮した、撮像レンズとして、物体側から像側へ順に、正の屈折力の第1レンズ、正の屈折力の第2レンズ、負の屈折力の第3レンズからなる3枚構成の撮像レンズが知られている(たとえば特許文献3参照)。
また、3枚構成の撮像レンズをさらに結像性能を高めるために4枚のレンズにて構成された撮像レンズも知られている(たとえば特許文献4参照)。
特開2004−61554号公報
特開2005−49427号公報
特開2004−252312号公報
特開2004−184987号公報
ところが、特許文献1および2に開示されている正の屈折力の第1レンズと負の屈折力の第2レンズの2枚構成では、コンパクトではある反面色収差の補正ができず、またペッツバール和が大きくなってしまうため、像面湾曲、非点収差などが大きく発生しやすく、近年高画素化に伴う光学性能の向上に対して満足できる性能が得られないなどの欠点を有している。
一方、特許文献3に開示されている正の屈折力の第1レンズ、正の屈折力の第2レンズ、負の屈折力の第3レンズからなる3枚構成では、光学設計上では高い結像性能を有するが構成する3枚それぞれの感度が高くなり、量産時に鏡枠への組み込む公差が厳しくなるために、安定した光学性能の供給に対して不利である。
また、3枚構成として第1レンズを正の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、正の屈折力の第3レンズからなる、いわゆるトリプレット構成の撮像レンズも知られているが、こちらも上述のように3枚それぞれの感度が高くなり、量産時に鏡枠への組み込む公差が厳しくなるために、安定した光学性能の供給に対して不利である。
さらに、特許文献4に開示されている負の屈折力の第1レンズ、正の屈折力の第2レンズ、正の屈折力の第3レンズ、負の屈折力の第4レンズからなる4枚構成では、第1レンズと第2レンズとを接合することで鏡枠に組み込む難易度は3枚構成のものと同様になるが、レンズが4枚と多く、光学系の全長の短縮化が難しい。
本発明の目的は、レンズ系の量産性を考慮した構成にすると共に、携帯性の観点から求められる光学系の低背化を実現し、しかも所望の良好な画質が得られる撮像レンズ光学モジュール、および携帯端末を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点は、撮像素子上に像を結像することを対象とした撮像レンズであって、開口絞り、正の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、および第3レンズを有し、物体側から像側へ順に、前記第1レンズ、前記第2レンズ、前記第3レンズが配置され、前記開口絞りが前記第1レンズの物体側に配置され、
前記第3レンズの焦点距離をf3、全系の焦点距離をfとするとき、下記の条件式(1)を満足する。
15 < |f3/f| …(1)
前記第3レンズの焦点距離をf3、全系の焦点距離をfとするとき、下記の条件式(1)を満足する。
15 < |f3/f| …(1)
好適には、前記第3レンズは少なくとも近軸領域では屈折力が弱いレンズである。
好適には、光軸から撮像面における最大像高をy´、光学系の最物体側レンズ面頂より光軸上における前記撮像面までの距離をLとするとき、下記の条件式(2)を満足する。
0.8 < L/(2×y´) < 1.0 …(2)
0.8 < L/(2×y´) < 1.0 …(2)
好適には、前記第1レンズの材料のアッベ数をν1、前記第2レンズの材料のd線における屈折率をN2、アッベ数をν2とするとき、下記の条件式(3)、(4)、および(5)を満足し、かつ各レンズに少なくとも1面に非球面を有する。
ν2 < 40.0 …(3)
1.55 < N2 < 1.70 …(4)
ν1 − ν2 ≧ 15.0 …(5)
ν2 < 40.0 …(3)
1.55 < N2 < 1.70 …(4)
ν1 − ν2 ≧ 15.0 …(5)
好適には、前記第3レンズは、像側のレンズ面が、光軸近傍において像側に凹であり周辺部に向かうに従い像側に凸になるような非球面形状を含む。
好適には、前記第1レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をR11、像側のレンズ面の曲率半径をR12、前記第1レンズの焦点距離をf1、全系の焦点距離をfとするとき、下記の条件式(6)、および(7)を満足する。
2.0 < |R12/R11| …(6)
0.4 < f1/f < 0.9 …(7)
2.0 < |R12/R11| …(6)
0.4 < f1/f < 0.9 …(7)
好適には、前記第1レンズの物体側のレンズ有効径をD1、前記第1レンズの物体側のレンズ有効径端と前記第1レンズの物体側面頂点との間隔をHとするとき、下記の条件式(8)を満足する。
0.05 < D1/H < 0.20 …(8)
0.05 < D1/H < 0.20 …(8)
本発明の第2の観点の光学モジュールは、撮像素子を対象とした撮像光学系を有する撮像レンズと、前記撮像レンズを保持するレンズ保持体と、を有し、前記撮像レンズの前記撮像光学系は、開口絞り、正の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、および第3レンズを有し、物体側から像側へ順に、前記第1レンズ、前記第2レンズ、前記第3レンズが配置され、前記開口絞りが前記第1レンズの物体側に配置され、前記第3レンズの焦点距離をf3、全系の焦点距離をfとするとき、下記の条件式を満足する。
15 < |f3/f|
15 < |f3/f|
本発明の第3の観点の携帯端末は、光学モジュールと、前記光学モジュールを収納する筐体と、を有し、前記光学モジュールは、撮像素子を対象とした撮像光学系を有する撮像レンズと、前記撮像レンズを保持するレンズ保持体と、を有し、前記撮像レンズの前記撮像光学系は、開口絞り、正の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、および第3レンズを有し、物体側から像側へ順に、前記第1レンズ、前記第2レンズ、前記第3レンズが配置され、前記開口絞りが前記第1レンズの物体側に配置され、前記第3レンズの焦点距離をf3、全系の焦点距離をfとするとき、下記の条件式を満足する。
15 < |f3/f|
15 < |f3/f|
好適には、電力供給手段を有し、前記光学モジュールは前記電力供給手段により電力の供給を受ける。
本発明によれば、光学系の全長短縮化を図りつつコストを抑え、さらに量産性に優れ、良好な画質が得られる撮像レンズを実現することができる。
その結果、情報端末、携帯電話機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。
その結果、情報端末、携帯電話機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。
以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
図1は、本実施形態に係る撮像レンズの基本構成を示す図である。
なお、本実施形態では、図において、左側が物体側(前方)OBJSであり、右側が像側(後方)である。
なお、本実施形態では、図において、左側が物体側(前方)OBJSであり、右側が像側(後方)である。
本実施形態の撮像レンズ100は、図1に示すように、正の屈折力(光学的パワー=焦点距離の逆数)の第1レンズL1、負の屈折力の第2レンズL2、および第3レンズからなるレンズ系G0、開口絞りSP、ガラスブロックG、並びに像面IPを含んで構成されている。
そして、撮像レンズ100においては、物体側から像側へ順に、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、ガラスブロックG、像面IPが配置され、開口絞りSPが第1レンズL1の物体側に配置されている。
ガラスブロックGは、水晶ローパスフィルターや赤外カットフィルター等に対応して設計上設けられたガラスブロックである。
像面IPは、CCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子の感光面が配置される。
そして、撮像レンズ100においては、物体側から像側へ順に、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、ガラスブロックG、像面IPが配置され、開口絞りSPが第1レンズL1の物体側に配置されている。
ガラスブロックGは、水晶ローパスフィルターや赤外カットフィルター等に対応して設計上設けられたガラスブロックである。
像面IPは、CCDセンサやCMOSセンサ等の固体撮像素子の感光面が配置される。
なお、図1の撮像レンズ100は、焦点距離(f)4.4、Fナンバー(fno)3.3、光軸から撮像面における最大像高y`は2.94mmの撮像レンズである。
本実施形態の撮像レンズ100において、無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、開口絞りSPおよびレンズ系全体を物体側へ繰り出すことによって行われる。
以下、本実施形態の撮像レンズの構成とその作用について説明する。
本実施形態の撮像レンズ100は、開口絞りSPを第1レンズL1の物体側に配置するいわゆる前絞り構成として近年の固体撮像素子に適した長い射出瞳距離を得ている。
そして、第1レンズL1は像側の面に比べて物体側の面の屈折力の絶対値が大きい物体側の面が凸形状に形成されている。
そして、第1レンズL1は像側の面に比べて物体側の面の屈折力の絶対値が大きい物体側の面が凸形状に形成されている。
第2レンズL2は、像面の面に比べ物体側の面の屈折力の絶対値が大きい、物体側の面が凹形状に形成されている。
開口絞りSPの像側に配置した第1レンズL1と、第1レンズL1の像側に配置した第2レンズL2のレンズ形状を前述の如く設定し、第1レンズL1の像側のレンズ面と第2レンズL2の物体側のレンズ面で構成される空気レンズは像側の面の屈折力の絶対値が大きい形状としている。
このようなレンズ構成により、光軸付近の光束の収差性能はもちろん、軸外光束における非点収差、コマ収差などの発生を抑え画面全域の結像性能を良好にしている。
このようなレンズ構成により、光軸付近の光束の収差性能はもちろん、軸外光束における非点収差、コマ収差などの発生を抑え画面全域の結像性能を良好にしている。
本実施形態の撮像レンズ100は、図2(A)に示すように、開口絞りSPを鏡枠110の一部として設け、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3の順に鏡枠に組み込むことでレンズユニット120としている。
第1レンズL1を保持する開口絞りSPを兼ねている鏡枠111は、樹脂材で形成されており、光の遮光および平坦性の確保を行うために、厚みTを0.3mm程度は必要となる。
この厚みTは低背化を求めるユニットとしては弊害となるため、本実施形態の撮像レンズ100のレンズ群G0を構成する第1レンズL1は、物体側のレンズ面は曲率をきつく(大きく)している。これにより、第1レンズL1のコバ部分113が第1レンズL1の物体側レンズ面の面頂点との差が大きくなり、第1レンズL1のコバ部分113で鏡枠111に組み込む本実施形態では、鏡枠111の厚みT部分にもレンズ面が入りこみ、結果としてレンズユニットとしての低背化に寄与している。
この第1レンズL1の物体側のレンズ面の曲率ついては、後でさらに詳述する。
第1レンズL1を保持する開口絞りSPを兼ねている鏡枠111は、樹脂材で形成されており、光の遮光および平坦性の確保を行うために、厚みTを0.3mm程度は必要となる。
この厚みTは低背化を求めるユニットとしては弊害となるため、本実施形態の撮像レンズ100のレンズ群G0を構成する第1レンズL1は、物体側のレンズ面は曲率をきつく(大きく)している。これにより、第1レンズL1のコバ部分113が第1レンズL1の物体側レンズ面の面頂点との差が大きくなり、第1レンズL1のコバ部分113で鏡枠111に組み込む本実施形態では、鏡枠111の厚みT部分にもレンズ面が入りこみ、結果としてレンズユニットとしての低背化に寄与している。
この第1レンズL1の物体側のレンズ面の曲率ついては、後でさらに詳述する。
なお、本実施形態では鏡枠110は樹脂材を使用したが、金属などを用いても良い。金属なども平坦性の確保を行うためには厚みが必要であり、本実施形態の撮像レンズ100のレンズ系G0を用いることでレンズユニットの低背化に寄与できる。
なお、図2(A)のM1乃至M3は、各レンズ間隔を設けるための部材を示し、シート部材やバレルと同部材により形成し、黒色等にして反射光をカットする遮光部材とすればよい。あるいは、各部材M1乃至M3を各レンズの一部としてもよい。
また、符号112は、各レンズを保持するためのカバーであり、鏡枠111に固着または螺合する。第1レンズL1から順に収納し、カバー112により押圧する状態で保持する際は、部材M3を弾性部材とすることが好ましい。なお、部材M3をカバーとすることもでき、その場合にはカバー112は不要となる。
なお、図2(A)のM1乃至M3は、各レンズ間隔を設けるための部材を示し、シート部材やバレルと同部材により形成し、黒色等にして反射光をカットする遮光部材とすればよい。あるいは、各部材M1乃至M3を各レンズの一部としてもよい。
また、符号112は、各レンズを保持するためのカバーであり、鏡枠111に固着または螺合する。第1レンズL1から順に収納し、カバー112により押圧する状態で保持する際は、部材M3を弾性部材とすることが好ましい。なお、部材M3をカバーとすることもでき、その場合にはカバー112は不要となる。
また、第3レンズL3は物体側のレンズ面と像側のレンズ面の曲率が比較的近い値である屈折力の弱いレンズであり、像面IPと適切な間隔をとった位置に配置している。
像面IPに第3レンズL3を近づけると像面湾曲も補正しやすく、像面IPに入射する光線をテレセントリック性に優れた光学系となるが、反面第3レンズL3の外径が大きくなるため、レンズユニットとしての小型化が成立しない。
また、像面IPと第3レンズL3との間隔が近すぎてしまうと、上述しているように本実施形態の撮像レンズ100はフォーカスの際、レンズ系全体を繰り出すことによって行われるため、低温時のフォーカスおよび製造時のバラツキが許容できなく製品として成立しない。
そのため、本実施形態のレンズ系G0は像面IPと適切な間隔をとった位置に配置し、像面湾曲を補正している。
像面IPに第3レンズL3を近づけると像面湾曲も補正しやすく、像面IPに入射する光線をテレセントリック性に優れた光学系となるが、反面第3レンズL3の外径が大きくなるため、レンズユニットとしての小型化が成立しない。
また、像面IPと第3レンズL3との間隔が近すぎてしまうと、上述しているように本実施形態の撮像レンズ100はフォーカスの際、レンズ系全体を繰り出すことによって行われるため、低温時のフォーカスおよび製造時のバラツキが許容できなく製品として成立しない。
そのため、本実施形態のレンズ系G0は像面IPと適切な間隔をとった位置に配置し、像面湾曲を補正している。
さらに、第3レンズL3は、上述しているように鏡枠110に組み込む順番としては最後であり、像面IPに対しての公差が累積として最も大きくなってしまう位置にある。
そのため、屈折力の弱いレンズとすることで感度を緩くし、鏡枠110での組み込み容易さを向上させている。
そのため、屈折力の弱いレンズとすることで感度を緩くし、鏡枠110での組み込み容易さを向上させている。
また、本実施形態においては、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3の材料にプラスチック材を用いている。
第1レンズL1と第2レンズL2はある程度の屈折力を持たせることで正・負の屈折力のテレフォト型の屈折力配置を強めレンズ全長の短縮を図っているが、このような屈折力の強いレンズにおいては曲率、肉厚などの製造誤差に対する要求精度は厳しくなりがちである。
しかしながらプラスチック材による成型の安定性は高く、組み込み方法を安定することで厳しい要求精度は達成可能である。
第1レンズL1と第2レンズL2はある程度の屈折力を持たせることで正・負の屈折力のテレフォト型の屈折力配置を強めレンズ全長の短縮を図っているが、このような屈折力の強いレンズにおいては曲率、肉厚などの製造誤差に対する要求精度は厳しくなりがちである。
しかしながらプラスチック材による成型の安定性は高く、組み込み方法を安定することで厳しい要求精度は達成可能である。
さらに、ガラス材に比べてプラスチック材は量産性に優れ、コスト面でも有利である点から本実施形態ではレンズ系G0を構成する全てのレンズを樹脂材として構成した。またプラスチック材は成型のためローコストながら非球面化が容易である。
この非球面化が容易であるプラスチック材の特徴を活かして、本実施形態では第3レンズL3の少なくとも1面以上の面を非球面化し、詳しくは像側の面が、光軸近傍においては像側に凹であり、周辺部に向かうに従い像側に凸になるような非球面形状をなすレンズにすることで像面湾曲の補正を容易とし、平坦な結像特性を得ている。
また、第1レンズL1と第2レンズL2の少なくとも1つの面を非球面にすると、さらに良好な光学性能が得られる。特に、第1レンズL1の物体側のレンズ面、第2レンズL2の物体側のレンズ面のいずれかもしくは両方の非球面とすると、球面収差、コマ収差を良好に補正できるため高い光学性能を求められるレンズ系の場合に好適である。
またさらに、第1レンズL1の像側のレンズ面を非球面とすると非点収差、コマ収差の補正能力が高まり、低背化を実施しつつ高い光学性能を求められるレンズ系の場合に特に有効となる。
また、第2レンズL2の像側のレンズ面を非球面とすると軸外光束に対しコマ収差補正能力が高まるため、特に画角を大きくした場合に軸外性能を良好にすることができる。
以上のように、各レンズを所望の屈折力配置と収差補正とを両立するレンズ構成とすることにより、良好な性能を保ちつつ、レンズ系G0およびレンズユニットのコンパクト化を実現している。
さらに、本実施形態の撮像レンズ100では、良好な光学性能を得るため、またレンズ系全体の小型化を図るために、次の諸条件を満足している。
(1−1)以下は製造を容易にし、良好な光学性能を得るために好ましい条件である。
15 < |f3/f| …(条件式1)
ここで、f3は第3レンズL3の焦点距離、fは全系の焦点距離を示している。
15 < |f3/f| …(条件式1)
ここで、f3は第3レンズL3の焦点距離、fは全系の焦点距離を示している。
条件式(1)の下限値を超えると、第3レンズL3の屈折力が増大してしまい、結果感度も高くなってしまうため好ましくない。特に、製造誤差に起因する第3レンズL3の偏芯および曲率変化による像面湾曲、コマ収差、片ボケなどの発生が顕著となり好ましくない。
さらに好ましくは、条件式(1)の数値範囲を、次の条件式(1a)のように設定することにより、低背化した光学モジュールを形成した場合にさらに良好が光学性能を得ることが可能となる。
30 < |f3/f| …(条件式1a)
30 < |f3/f| …(条件式1a)
(1−2)以下は光学全長を低く(短く)しつつ良好な光学性能を得るために好ましい条件である。
0.8 < L/(2×y´) < 1.0 …(条件式2)
ここで、Lは光学系の最物体側レンズ面頂より光軸上における前記撮像面までの距離を、y´は光軸から撮像面における最大像高をそれぞれ示している。
0.8 < L/(2×y´) < 1.0 …(条件式2)
ここで、Lは光学系の最物体側レンズ面頂より光軸上における前記撮像面までの距離を、y´は光軸から撮像面における最大像高をそれぞれ示している。
条件式(2)の上限値を超えると、光学全長が長くなり、結果として撮像ユニットがコンパクト化できないことから、携帯性が乏しく好ましくない。
一方、条件式(2)の下限値を超えると、撮像レンズ100を構成する各レンズの屈折力を強くしなければならなく、結果として収差補正が難しくなり高い光学性能を求められるレンズ系に好ましくない。
一方、条件式(2)の下限値を超えると、撮像レンズ100を構成する各レンズの屈折力を強くしなければならなく、結果として収差補正が難しくなり高い光学性能を求められるレンズ系に好ましくない。
さらに好ましくは、条件式(2)の数値範囲を、次の条件式(2a)のように設定することにより、低背化したより光学性能の高い光学モジュールを形成することが可能となる。
0.8 < L/(2×y´) < 0.9 …(条件式2a)
0.8 < L/(2×y´) < 0.9 …(条件式2a)
(1−3)以下は低コスト化を図りつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
ν2 < 40.0 …(条件式3)
1.55 < N2 < 1.70 …(条件式4)
ν1−ν2 ≧ 15.0 …(条件式5)
ここで、ν2は第2レンズL2の材料のアッベ数を、N2は第2レンズL2の材料のd線における屈折率を、ν1は第1レンズL1の材料のアッベ数をそれぞれ示している。
ν2 < 40.0 …(条件式3)
1.55 < N2 < 1.70 …(条件式4)
ν1−ν2 ≧ 15.0 …(条件式5)
ここで、ν2は第2レンズL2の材料のアッベ数を、N2は第2レンズL2の材料のd線における屈折率を、ν1は第1レンズL1の材料のアッベ数をそれぞれ示している。
条件式(3)および(4)は第2レンズL2の材料の屈折率とアッベ数を規定する式である。
条件式(3)の上限値を超えて第2レンズL2のアッベ数が大きくなると、ペッツバール和が負の方向に大きくなりすぎて軸上色収差および像面湾曲を補正するのが困難となるので好ましくない。
また、条件式(4)の下限値を超えると屈折力確保のために第2レンズL2を構成する曲率がきつくなり、球面収差および非点収差の補正が難しくなり好ましくない。一方、条件式(4)の上限値を超えるとプラスチック材としては現状存在せず、その結果、ガラス材を用いることになり、ローコスト化が難しいため好ましくない。
条件式(3)の上限値を超えて第2レンズL2のアッベ数が大きくなると、ペッツバール和が負の方向に大きくなりすぎて軸上色収差および像面湾曲を補正するのが困難となるので好ましくない。
また、条件式(4)の下限値を超えると屈折力確保のために第2レンズL2を構成する曲率がきつくなり、球面収差および非点収差の補正が難しくなり好ましくない。一方、条件式(4)の上限値を超えるとプラスチック材としては現状存在せず、その結果、ガラス材を用いることになり、ローコスト化が難しいため好ましくない。
さらに、条件式(5)は第1レンズL1の材料のアッベ数と第2レンズL2の材料のアッベ数の関係を示す式である。
条件式(5)の下限値を超えて第1レンズL1のアッベ数ν1の値に第2レンズL2のアッベ数ν2の値が近づくまたは高くなると、ペッツバール和が増大し、軸上色収差の補正および像面湾曲の補正が困難になり好ましくない。
条件式(5)の下限値を超えて第1レンズL1のアッベ数ν1の値に第2レンズL2のアッベ数ν2の値が近づくまたは高くなると、ペッツバール和が増大し、軸上色収差の補正および像面湾曲の補正が困難になり好ましくない。
さらに好ましくは、条件式(3),(4),(5)の数値範囲を、以下の条件式(3a),(4a)、(5a)のように設定することにより、ローコスト化を維持しつつ、低背化したより光学性能の高い光学モジュールを形成することが可能となる。
ν2 < 32.0 …(条件式3a)
1.58 < N2 < 1.64 …(条件式4a)
ν1−ν2 ≧ 23.0 …(条件式5a)
ν2 < 32.0 …(条件式3a)
1.58 < N2 < 1.64 …(条件式4a)
ν1−ν2 ≧ 23.0 …(条件式5a)
(1−4)以下は低コスト化を図りつつ、光学系の良好な収差補正のために好ましい条件である。
2.0 < |R12/R11| …(条件式6)
0.4 < f1/f < 0.9 …(条件式7)
ここで、R11は第1レンズL1の物体側のレンズ面の曲率半径を、R12は第1レンズL1の像側のレンズ面の曲率半径を、f1は第1レンズL1の焦点距離を、fは全系の焦点距離をそれぞれ示している。
2.0 < |R12/R11| …(条件式6)
0.4 < f1/f < 0.9 …(条件式7)
ここで、R11は第1レンズL1の物体側のレンズ面の曲率半径を、R12は第1レンズL1の像側のレンズ面の曲率半径を、f1は第1レンズL1の焦点距離を、fは全系の焦点距離をそれぞれ示している。
条件式(6)は第1レンズL1の物体側のレンズ面の曲率と像側の曲率の比を規定する式である。
条件式(6)の下限値を超えて第1レンズL1の物体側のレンズ面の曲率が緩くなってしまうと、鏡枠の厚み部分にレンズ面が入りこむ量が少なく、結果としてレンズユニットとしての低背化が難しい。
条件式(6)の下限値を超えて第1レンズL1の物体側のレンズ面の曲率が緩くなってしまうと、鏡枠の厚み部分にレンズ面が入りこむ量が少なく、結果としてレンズユニットとしての低背化が難しい。
条件式(7)は第1レンズL1の屈折力を規定する式である。
条件式(7)の下限値を超えて第1レンズL1の屈折力が強くなると諸収差が増大し、補正困難となるので好ましくない。
一方、条件式(7)の上限値を超えると、第1レンズL1の屈折力が弱まり、レンズ系が大きくなってしまうためレンズ系の小型化・低背化を狙うには好ましくない。
条件式(7)の下限値を超えて第1レンズL1の屈折力が強くなると諸収差が増大し、補正困難となるので好ましくない。
一方、条件式(7)の上限値を超えると、第1レンズL1の屈折力が弱まり、レンズ系が大きくなってしまうためレンズ系の小型化・低背化を狙うには好ましくない。
さらに好ましくは、条件式(6),(7)の数値範囲を、以下の条件式(6a),(7a)のように設定することにより、ローコスト化を維持しつつ、小型化、低背化したより光学性能の高い光学モジュールを形成することが可能となる。
5.0 < |R12/R11| < 30.0 …(条件式6a)
0.6 < f1/f < 0.8 …(条件式7a)
5.0 < |R12/R11| < 30.0 …(条件式6a)
0.6 < f1/f < 0.8 …(条件式7a)
(1−5)以下はレンズユニットの全長を低くしつつ良好な光学性能を得るために好ましい条件である。
0.05 < D1/H < 0.20 …(条件式8)
ここで、図2(B)に示すように、D1は第1レンズL1の物体側のレンズ有効径(直径)を、Hは第1レンズL1の物体側のレンズ有効径端と第1レンズL1の物体側面頂点との間隔をそれぞれ示している。
0.05 < D1/H < 0.20 …(条件式8)
ここで、図2(B)に示すように、D1は第1レンズL1の物体側のレンズ有効径(直径)を、Hは第1レンズL1の物体側のレンズ有効径端と第1レンズL1の物体側面頂点との間隔をそれぞれ示している。
条件式(8)の上限値を超えると、第1レンズL1の物体側から保持する鏡(保持)枠110より第1レンズL1の物体側面頂点が出っ張ることがあり、傷防止の観点から好ましくない。
一方、条件式(8)の下限値を超えると、物体側鏡(保持)枠110の厚み部分にレンズ面が入りこめなくなり、結果としてレンズユニットの低背化に寄与する割合が少なくなり好ましくない。
一方、条件式(8)の下限値を超えると、物体側鏡(保持)枠110の厚み部分にレンズ面が入りこめなくなり、結果としてレンズユニットの低背化に寄与する割合が少なくなり好ましくない。
さらに好ましくは、条件式(8)の数値範囲を、次の条件式(8a)のように設定することにより、レンズユニットの全長を低くしつつより良好な光学性能の光学モジュールを形成することが可能となる。
0.08 < D1/H < 0.15 …(条件式8a)
0.08 < D1/H < 0.15 …(条件式8a)
以下に、撮像レンズの具体的な数値による実施例1〜5を示す。
各数値実施例において、fは焦点距離、fnoはFナンバー、y´は光軸から撮像面における最大像高を表す。iは物体側からの面の順序を示し、riは第i面の曲率半径、diは第i面と第(i+1)面との間隔、ni、νiはそれぞれd線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、もっとも像側の2面は水晶ローパスフィルター、赤外カットフィルター等に相当し、設計上設けられたガラスブロックGである。
また、非球面形状は光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてXとするとき次式で表せる。
また、非球面形状は光軸からの高さHの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてXとするとき次式で表せる。
ただし、Rは近軸曲率半径を、Kは円錐定数を、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。
なお、各実施例1〜5においては、撮像レンズ100の各レンズ、絞り部SP、並びにガラスブロックGに対して、図2に示すような面番号を付与した。
具体的には、絞りSPを第1番、第1レンズL1の物体側面(凸面)を第2番、反対側の像面側面を第3番、第2レンズL2の物体側面を第4番、反対の像面側面を第5番、第3レンズL3の物体側面を第6番、反対側の像面側面を第7番、ガラスブロックGの第3レンズL3側の面を第8番、像面IP側の面を第9番としている。
具体的には、絞りSPを第1番、第1レンズL1の物体側面(凸面)を第2番、反対側の像面側面を第3番、第2レンズL2の物体側面を第4番、反対の像面側面を第5番、第3レンズL3の物体側面を第6番、反対側の像面側面を第7番、ガラスブロックGの第3レンズL3側の面を第8番、像面IP側の面を第9番としている。
表1および表2に実施例1の各数値を示す。実施例1の各数値は図1の撮像レンズ100に対応している。
表1は、実施例1における撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径(r:mm)と間隔(d:mm)、屈折率(n)、アッベ数(ν)、並びに、第1レンズL1の物体側の第2面のレンズ有効径(D1:mm)を示している。
表1は、実施例1における撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径(r:mm)と間隔(d:mm)、屈折率(n)、アッベ数(ν)、並びに、第1レンズL1の物体側の第2面のレンズ有効径(D1:mm)を示している。
表2は、実施例1における非球面を含む第1レンズL1、第2レンズL2、および第3レンズL3の所定面の非球面係数を示す。表2において、Kは円錐定数を、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。
図4は、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って、図4(A)が球面収差、図4(B)が非点収差、図4(C)が歪曲収差をそれぞれ示している。図4(A)中、dはd線(587.56nm)の特性を、gはg線(435.835nm)の特性を、図4(B)中、ΔMはメリディオナル像面における値、ΔSはサジタル像面における値をそれぞれ示している。
図4(A)〜(C)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。
図4(A)〜(C)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。
表3および表4に実施例2の各数値を示す。実施例2の各数値は図5の撮像レンズ100Aに対応している。図5の撮像レンズ100Aは、焦点距離(f)4.4、Fナンバー(fno)3.4、光軸から撮像面における最大像高y`は2.94mmの撮像レンズである。
表3は、実施例2における撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径(r:mm)と間隔(d:mm)、屈折率(n)、アッベ数(ν)、並びに、第1レンズL1の物体側の第2面のレンズ有効径(D1:mm)を示している。
表3は、実施例2における撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径(r:mm)と間隔(d:mm)、屈折率(n)、アッベ数(ν)、並びに、第1レンズL1の物体側の第2面のレンズ有効径(D1:mm)を示している。
表4は、実施例2における非球面を含む第1レンズL1、第2レンズL2、および第3レンズL3の所定面の非球面係数を示す。表4において、Kは円錐定数を、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。
図6は、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って、図6(A)が球面収差、図6(B)が非点収差、図6(C)が歪曲収差をそれぞれ示している。図6(A)中、dはd線(587.56nm)の特性を、gはg線(435.835nm)の特性を、図6(B)中、ΔMはメリディオナル像面における値、ΔSはサジタル像面における値をそれぞれ示している。
図6(A)〜(C)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。
図6(A)〜(C)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。
表5および表6に実施例3の各数値を示す。実施例3の各数値は図7の撮像レンズ100Bに対応している。図7の撮像レンズ100Bは、焦点距離(f)4.5、Fナンバー(fno)3.4、光軸から撮像面における最大像高y`は2.94mmの撮像レンズである。
表5は、実施例3における撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径(r:mm)と間隔(d:mm)、屈折率(n)、アッベ数(ν)、並びに、第1レンズL1の物体側の第2面のレンズ有効径(D1:mm)を示している。
表5は、実施例3における撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径(r:mm)と間隔(d:mm)、屈折率(n)、アッベ数(ν)、並びに、第1レンズL1の物体側の第2面のレンズ有効径(D1:mm)を示している。
表6は、実施例3における非球面を含む第1レンズL1、第2レンズL2、および第3レンズL3の所定面の非球面係数を示す。表6において、Kは円錐定数を、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。
図8は、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って、図8(A)が球面収差、図8(B)が非点収差、図8(C)が歪曲収差をそれぞれ示している。図8(A)中、dはd線(587.56nm)の特性を、gはg線(435.835nm)の特性を、図8(B)中、ΔMはメリディオナル像面における値、ΔSはサジタル像面における値をそれぞれ示している。
図8(A)〜(C)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。
図8(A)〜(C)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。
表7および表8に実施例4の各数値を示す。実施例4の各数値は図9の撮像レンズ100Cに対応している。図9の撮像レンズ100Cは、焦点距離(f)4.5、Fナンバー(fno)3.5、光軸から撮像面における最大像高y`は2.94mmの撮像レンズである。
表7は、実施例4における撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径(r:mm)と間隔(d:mm)、屈折率(n)、アッベ数(ν)、並びに、第1レンズL1の物体側の第2面のレンズ有効径(D1:mm)を示している。
表7は、実施例4における撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径(r:mm)と間隔(d:mm)、屈折率(n)、アッベ数(ν)、並びに、第1レンズL1の物体側の第2面のレンズ有効径(D1:mm)を示している。
表8は、実施例4における非球面を含む第1レンズL1、第2レンズL2、および第3レンズL3の所定面の非球面係数を示す。表8において、Kは円錐定数を、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。
図10は、実施例4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って、図10(A)が球面収差、図10(B)が非点収差、図10(C)が歪曲収差をそれぞれ示している。図10(A)中、dはd線(587.56nm)の特性を、gはg線(435.835nm)の特性を、図10(B)中、ΔMはメリディオナル像面における値、ΔSはサジタル像面における値をそれぞれ示している。
図10(A)〜(C)からわかるように、実施例4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。
図10(A)〜(C)からわかるように、実施例4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。
表9および表10に実施例5の各数値を示す。実施例5の各数値は図11の撮像レンズ100Dに対応している。図11の撮像レンズ100Dは、焦点距離(f)4.5、Fナンバー(fno)3.5、光軸から撮像面における最大像高y`は2.94mmの撮像レンズである。
表9は、実施例5における撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径(r:mm)と間隔(d:mm)、屈折率(n)、アッベ数(ν)、並びに、第1レンズL1の物体側の第2面のレンズ有効径(D1:mm)を示している。
表9は、実施例5における撮像レンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径(r:mm)と間隔(d:mm)、屈折率(n)、アッベ数(ν)、並びに、第1レンズL1の物体側の第2面のレンズ有効径(D1:mm)を示している。
表10は、実施例5における非球面を含む第1レンズL1、第2レンズL2、および第3レンズL3の所定面の非球面係数を示す。表10において、Kは円錐定数を、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。
図12は、実施例5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って、図12(A)が球面収差、図12(B)が非点収差、図12(C)が歪曲収差をそれぞれ示している。図12(A)中、dはd線(587.56nm)の特性を、gはg線(435.835nm)の特性を、図12(B)中、ΔMはメリディオナル像面における値、ΔSはサジタル像面における値をそれぞれ示している。
図12(A)〜(C)からわかるように、実施例5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。
図12(A)〜(C)からわかるように、実施例5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。
また、表11は、上述した実施例1から実施例5に係る撮像レンズの上記条件式(1)から(8)の具体的な値を示す図である。
表11から明らかなように、実施例1から実施例4に係る撮像レンズの上記条件式(1)から(8)を十分に満足している。
表11から明らかなように、実施例1から実施例4に係る撮像レンズの上記条件式(1)から(8)を十分に満足している。
なお、以上の各実施形態において、開口絞りSPの開口径が固定のときは開口絞りSPを別部材として設けず、第1レンズL1のレンズ保持枠を代用させても良い。
また、本発明の撮像レンズにおいては、物体側もしくは像面側に収差変動のあまり影響しない1つ以上のレンズを付加するようにしても良い。
また、ワイドコンバーターレンズやテレコンバーターレンズ等を物体側もしくは像側に配置しても良い。
以上説明した本実施形態の撮像レンズによれば、固体撮像素子を用いた撮影系、特に携帯性を重視した携帯情報端末や携帯電話向けの撮像ユニットに好適であり、高い光学性能が求められ、かつ多量生産に適した低背の撮像レンズが実現できる。
以上説明したような特徴を有する撮像レンズ100,100A〜100Dは、撮像素子を用いたデジタルスチルカメラや携帯電話搭載カメラ、携帯情報端末搭載カメラといった全長の規制の厳しい撮像装置に適用可能である。
特に、携帯電話機等にも搭載可能な好適なレンズ全長および高い光学性能を有することから、デジタル入力機器(カメラ(光学)モジュール)に適している。
特に、携帯電話機等にも搭載可能な好適なレンズ全長および高い光学性能を有することから、デジタル入力機器(カメラ(光学)モジュール)に適している。
図13および図14は、本実施形態に係る撮像レンズを採用したカメラ(光学)モジュールを搭載した携帯電話機の一実施形態を示す外観斜視図である。携帯電話機1はいわゆる折り畳み式の携帯電話機として構成されており、図13は開状態を、図14は閉状態を示している。
携帯電話機1は、受話筐体2と、送話筐体3とを備え、受話筐体2および送話筐体3は連結部4により開閉可能に連結されている。受話筐体2および送話筐体3は、閉状態で互いに対向する面(正面)側の正面側ケース2c、3cと、その背面側の背面側ケース2d、3dとをそれぞれ備えている。これらケースは、たとえば樹脂によりそれぞれ一体成形される。
受話筐体2には、正面側に画像を表示するメイン表示部5と、その背面側に画像を表示するサブ表示部6とが、それぞれ各面に沿って設けられている。メイン表示部5およびサブ表示部6は、たとえば液晶表示ディスプレイによって構成される。また、受話筐体2には、背面側ケース2dに設けられた開口部2eから被写体を撮像するための光学モジュール7と、背面側から発光するストロボ8とが設けられている。
送話筐体3は正面側に操作部9を備えている。操作部9には、テンキーボタン9a等の携帯電話機1を操作するための各種ボタンが配置されている。携帯電話機1は、テンキーボタン9aへの入力操作に応じて、無線通信や光学モジュール7による撮像を行う。
なお、携帯電話機1の内部には、無線通信用の高周波回路やアンテナ、通話用のマイクやスピーカが設けられているが、図示は省略する。
また、同様に図示は省略しているが、操作部9の反対面にはカバーを有し、カバーを開放すると電池収納部があり、電力供給手段としての電池が収納されている。
本実施形態においては、この電池から光学モジュール7の駆動源に電力を供給することで、部品点数の削減、および携帯電話機1の小型化を実現している。
また、同様に図示は省略しているが、操作部9の反対面にはカバーを有し、カバーを開放すると電池収納部があり、電力供給手段としての電池が収納されている。
本実施形態においては、この電池から光学モジュール7の駆動源に電力を供給することで、部品点数の削減、および携帯電話機1の小型化を実現している。
光学モジュール7には、前述したように、本実施形態に係る撮像レンズ100,100A〜100Dを採用している。
以下、光学モジュールの構成例について、図15(A),(B)、および図16に関連付けて説明する。
以下、光学モジュールの構成例について、図15(A),(B)、および図16に関連付けて説明する。
図15(A)は、光学モジュール7の概観斜視図、図15(B)は、図15(A)のIII−III線における断面図である。なお、図15に設定した直交座標系のy軸方向が光軸方向であり、図15(A)の紙面左下側および図15(B)の紙面上方側が物体側(被写体側;図14の紙面上方側)である。
また、図16は、本実施形態の撮像レンズが搭載されるレンズユニットの内部構成を物体側(被写体側)からみた斜視図である。
また、図16は、本実施形態の撮像レンズが搭載されるレンズユニットの内部構成を物体側(被写体側)からみた斜視図である。
光学モジュール7は、光軸方向において、物体側(被写体側)から順に、被写体側カバー11、シャッタユニット12、レンズユニット14、基板カバー15および基板16が積層され、全体形状が光軸方向に薄い薄型直方体に概ね形成されている。
具体的には、被写体側カバー11、レンズユニット14、基板カバー15、基板16は、光軸方向にみて略同程度の大きさの略矩形状に形成されており、これら各部の側面は全体形状の側面を構成し、被写体側カバー11および基板16は全体形状の被写体側の面およびその裏面を構成している。光学モジュール7は比較的小型のモジュールとして構成されており、たとえば、光軸に直交する面の広さは22mm×16mm、光軸方向の厚さは6.9mmである。
なお、光学モジュール7は、図15(B)および図16に示すように、レンズを光軸方向に駆動するためのモータ13を内蔵しており、レンズの光軸方向の移動による合焦位置の調整が可能である。
被写体側カバー11は、全体として矩形の箱体状に形成され、被写体側の板面と、板面の外周を囲む側面とを有している。x軸方向の一端側には、被写体側カバー11の広さの略半分の大きさの矩形状の開口部が開口し、シャッタユニット12の大部分が露出する。被写体側カバー11は、たとえば金属により形成されている。なお、光学モジュール7において、被写体側カバー11は、省略してもよい。
シャッタユニット12は、外形が、全体としてレンズユニット14の略半分の広さを有する薄型の略直方体状に形成されている。
シャッタユニット12のレンズユニット14側には、光路を中心とする円形の凹部12aが設けられており、凹部12aには本実施形態の撮像レンズに相当するレンズ群21が挿入され、凹部12aはレンズ群21の移動領域の一部を規定することも可能である。
シャッタユニット12のレンズユニット14側には、光路を中心とする円形の凹部12aが設けられており、凹部12aには本実施形態の撮像レンズに相当するレンズ群21が挿入され、凹部12aはレンズ群21の移動領域の一部を規定することも可能である。
モータ13は、光軸に対してシャッタユニット12と並列に、すなわち、光軸に直交する方向においてシャッタユニット12とモータ13とが配列されるようにレンズユニット14の被写体側に設けられている。また、モータ13はレンズ群21の径方向外側に位置する。
レンズユニット14は、レンズ群21と、レンズ群21を保持するレンズ保持体22と、レンズ保持体22をレンズ群21の光軸方向に移動可能に保持する図示しないレンズ用基体とを備えている。
レンズ群21は、たとえば、3枚の光学レンズを含んで構成され、被写体側から第1レンズ23(図1等の第1レンズL1)、第2レンズ24(図1等の第2レンズL2)、第3レンズ25(図1等の第3レンズL3)の順に積層されている。第1レンズ23、第2レンズ24、第3レンズ25は、被写体側から徐々に径が大きくなるように構成されている。なお、単一のレンズがレンズ保持体22に保持されていてもよい。
レンズ保持体22は、各レンズ23、24、25がそれぞれ嵌合挿入されるように、階段状に縮径する円形の凹部を有している。当該凹部に第1レンズ23、第2レンズ24、第3レンズ25の順に各レンズが収納されて積層され、さらにリング状のリテーナ26が積層されるとともに、リテーナ26がレンズ保持体22に接着剤等の固定手段により固定されることにより、レンズ群21はレンズ保持体22に保持される。レンズ保持体22は、たとえば樹脂により形成されている。
基板カバー15は、たとえば樹脂により形成され、全体形状は概ね薄型の直方体である。基板カバー15には、光路を確保するための開口部15aが設けられている。また、基板カバー15の基板16側には、基板16に設けられる各種の部品を収容可能な凹部15b(図15(B)参照)が複数設けられている。なお、基板カバー15のレンズユニット14側にはIRカットフィルタが設けられている。
基板16は、硬質の基板材料により剛体の基板として構成され、全体として略矩形状に形成されている。基板16は、たとえば硬質の樹脂により形成された絶縁層に、パターン層、グランド層、電源層が積層された多層式のプリント基板である。
なお、図15(A)および図15(B)に示すように、基板16は、光学モジュール7の全体形状における被写体側の反対側の面を構成しており、光学モジュール7が携帯電話機1に実装される際には、たとえば、基板16の被写体側と反対側の面16aが、携帯電話機1の内部に設けられた不図示の基板等の適宜な部材に当接し、携帯電話機1に保持される。フレキシブルプリント配線基板(FPC27)には、携帯電話機1の内部に設けられた基板等と接続するためのコネクタ28が設けられている。
撮像素子29は、たとえばCCDやCMOSセンサにより形成され、受光した光に応じた信号を出力する。撮像素子29により出力された信号は、基板16およびFPC27を介して携帯電話機1の表示部用の基板等に設けられた画像処理部に出力されて処理される。そして光像の画像はメイン表示部5またはサブ表示部6に表示される。
レンズ保持体22は、レンズ21の径方向外側に突出する被案内部22a、22bを備えている。被案内部22aには貫通孔22cが設けられ、当該貫通孔22cにガイド軸51が挿通されている。ガイド軸51は光軸方向に延びてレンズ用基体に固定されており、被案内部22aを光軸方向に案内する。被案内部22bは、レンズ用基体に設けられた凹状のレール部に挿入されている。
モータ13は、たとえばステッピングモータにより構成され、ロータ等を含むモータ本体13aと、モータ本体13aから延出し、回転駆動される出力軸13bとを有している。モータ本体13aはたとえば略円筒形に形成され、出力軸13bは当該円筒形の端面から延出する。
図16に示すように、モータ本体13aは、出力軸13b方向の長さが出力軸13bに直交する方向の幅よりも大きい。また、モータ本体13aの長さと出力軸13bの長さとを積算した長さは、レンズ群21の径よりも大きく、モータ本体13aの出力軸13bに直交する方向の幅はレンズ群21の光軸方向の厚さよりも小さい(図15(B)参照)。
モータ13は、出力軸13bが、光軸に直交する方向であってシャッタユニット12との配列方向に対して直交する方向(z軸方向)に沿って延びるように配置されている。すなわち、モータ13の全体形状における長手方向を光軸に直交に、短手方向を光軸に平行にして配置されている。
モータ本体13aのシャッタユニット12と反対側の側面には、端子フォルダ52が設けられており、端子フォルダ52の端子52aは、FPCに接続されている。
モータ13の動作は、携帯電話機1の不図示の制御部により、FPC27や基板16、端子フォルダ52を介して制御される。
モータ13の動作は、携帯電話機1の不図示の制御部により、FPC27や基板16、端子フォルダ52を介して制御される。
図16に示すように、レンズユニット14には、モータ13の出力軸13bの回転を光軸方向の直線運動に変換してレンズ保持体22に伝達する伝達機構53が設けられている。
伝達機構53は、モータ13の出力軸13bに設けられるウォーム54と、ウォーム54と噛合するウォームホイール55と、ウォームホイール55と噛合するカムギア56とを備えている。なお、ウォーム54、ウォームホイール55およびカムギア56は後述するカム部56bを駆動するカム駆動部として機能する。
ウォーム54とウォームホイール55とはウォーム歯車装置を構成し、出力軸13bの光軸に直交する軸回りの回転を光軸に平行な軸回りの回転に変換する。すなわち、ウォーム54は光軸に直交する軸回りに回転し、ウォームホイール55はウォーム54により伝達された駆動力により光軸に平行な軸回りに回転する。
また、図16に示すように、レンズユニット14には、カムギア56の回転位置の検出、ひいてはレンズ保持体22の光軸方向の位置の検出をするための光電センサ61が設けられている。
カムギア56は、外周部の一部にギア部56aを、外周部の他の一部にカム部56bを備えている。ギア部56aおよびカム部56bは、それぞれカムギア56の略半周に亘って形成されている。ギア部56aはウォームホイール55と噛合し、カムギア56は光軸に平行な軸回りに回転する。
カム部56bは、カムギア56の回転軸に直交する面に対して傾斜する、すなわち、光軸に直交する面に傾斜するカム面56cを有している。一方、レンズ保持体22は、カム面56cに当接する当接部22dを有しており、当接部22dはカムギア56の回転に伴ってカム面56cに摺動可能である。
これにより、レンズ保持体22が光軸方向に移動する。
これにより、レンズ保持体22が光軸方向に移動する。
このように、本実施形態の撮像レンズ100,100A〜100Dは、撮像素子を用いたデジタルスチルカメラや携帯電話搭載カメラ、携帯情報端末搭載カメラといった全長の規制の厳しい撮像装置に容易に搭載可能である。
また、撮像レンズ100,100A〜100Dは、携帯電話機等にも搭載可能な好適なレンズ全長を有していることはもとより、高い光学性能を有することから、高精度な画像を得ることが可能である。
また、撮像レンズ100,100A〜100Dは、携帯電話機等にも搭載可能な好適なレンズ全長を有していることはもとより、高い光学性能を有することから、高精度な画像を得ることが可能である。
100,100A〜100D・・・撮像レンズ
SP・・・開口絞り
L1・・・第1レンズ
L2・・・第2レンズ
L3・・・第3レンズ
IP・・・像面
G・・・ガラスブロック
1・・・携帯電話機
7・・・光学モジュール
SP・・・開口絞り
L1・・・第1レンズ
L2・・・第2レンズ
L3・・・第3レンズ
IP・・・像面
G・・・ガラスブロック
1・・・携帯電話機
7・・・光学モジュール
Claims (10)
- 撮像素子上に像を結像することを対象とした撮像レンズであって、
開口絞り、正の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、および第3レンズを有し、
物体側から像側へ順に、前記第1レンズ、前記第2レンズ、前記第3レンズが配置され、前記開口絞りが前記第1レンズの物体側に配置され、
前記第3レンズの焦点距離をf3、全系の焦点距離をfとするとき、下記の条件式(1)を満足する
撮像レンズ。
15 < |f3/f| …(1) - 前記第3レンズは少なくとも近軸領域では屈折力が弱いレンズである
請求項1記載の撮像レンズ。 - 光軸から撮像面における最大像高をy´、光学系の最物体側レンズ面頂より光軸上における前記撮像面までの距離をLとするとき、下記の条件式(2)を満足する
請求項1または2記載の撮像レンズ。
0.8 < L/(2×y´) < 1.0 …(2) - 前記第1レンズの材料のアッベ数をν1、前記第2レンズの材料のd線における屈折率をN2、アッベ数をν2とするとき、下記の条件式(3)、(4)、および(5)を満足し、かつ各レンズに少なくとも1面に非球面を有する
請求項1から3のいずれか一に記載の撮像レンズ。
ν2 < 40.0 …(3)
1.55 < N2 < 1.70 …(4)
ν1 − ν2 ≧ 15.0 …(5) - 前記第3レンズは、像側のレンズ面が、光軸近傍において像側に凹であり周辺部に向かうに従い像側に凸になるような非球面形状を含む
請求項1から4のいずれか一に記載の撮像レンズ。 - 前記第1レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をR11、像側のレンズ面の曲率半径をR12、前記第1レンズの焦点距離をf1、全系の焦点距離をfとするとき、下記の条件式(6)、および(7)を満足する
請求項1から5のいずれか一に記載の撮像レンズ。
2.0 < |R12/R11| …(6)
0.4 < f1/f < 0.9 …(7) - 前記第1レンズの物体側のレンズ有効径をD1、前記第1レンズの物体側のレンズ有効径端と前記第1レンズの物体側面頂点との間隔をHとするとき、下記の条件式(8)を満足する
請求項1から6のいずれか一に記載の撮像レンズ。
0.05 < D1/H < 0.20 …(8) - 撮像素子を対象とした撮像光学系を有する撮像レンズと、
前記撮像レンズを保持するレンズ保持体と、を有し、
前記撮像レンズの前記撮像光学系は、
開口絞り、正の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、および第3レンズを有し、
物体側から像側へ順に、前記第1レンズ、前記第2レンズ、前記第3レンズが配置され、前記開口絞りが前記第1レンズの物体側に配置され、
前記第3レンズの焦点距離をf3、全系の焦点距離をfとするとき、下記の条件式を満足する
光学モジュール。
15 < |f3/f| - 光学モジュールと、
前記光学モジュールを収納する筐体と、を有し、
前記光学モジュールは、
撮像素子を対象とした撮像光学系を有する撮像レンズと、
前記撮像レンズを保持するレンズ保持体と、を有し、
前記撮像レンズの前記撮像光学系は、
開口絞り、正の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、および第3レンズを有し、
物体側から像側へ順に、前記第1レンズ、前記第2レンズ、前記第3レンズが配置され、前記開口絞りが前記第1レンズの物体側に配置され、
前記第3レンズの焦点距離をf3、全系の焦点距離をfとするとき、下記の条件式を満足する
携帯端末。
15 < |f3/f| - 電力供給手段を有し、
前記光学モジュールは前記電力供給手段により電力の供給を受ける
請求項9記載の携帯端末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005354122A JP2007156277A (ja) | 2005-12-07 | 2005-12-07 | 撮像レンズ、光学モジュール、および携帯端末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005354122A JP2007156277A (ja) | 2005-12-07 | 2005-12-07 | 撮像レンズ、光学モジュール、および携帯端末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007156277A true JP2007156277A (ja) | 2007-06-21 |
Family
ID=38240704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005354122A Pending JP2007156277A (ja) | 2005-12-07 | 2005-12-07 | 撮像レンズ、光学モジュール、および携帯端末 |
Country Status (1)
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