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Patent Searching and Data


Title:
IMAGING LENS, IMAGING UNIT AND PORTABLE INFORMATION TERMINAL PROVIDED WITH THE IMAGING UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/108271
Kind Code:
A1
Abstract:
An imaging lens (1a) is characterized in having a lens group (16a), which is arranged on an object side and has a positive refractive power, and a third lens (13a), which is directly or indirectly formed on a surface of the imaging element (15) on the object side and has a spherical surface. Thus, the imaging lens wherein performance deterioration due to eccentric core shift and inclination of the lens is suppressed with a reduced number of lenses requiring arrangement of a lens holding mechanism is provided.

Inventors:
KURIMOTO, Eiji (())
Application Number:
JP2008/053538
Publication Date:
September 12, 2008
Filing Date:
February 28, 2008
Export Citation:
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Assignee:
SHARP KABUSHIKI KAISHA (22-22, Nagaike-cho Abeno-ku, Osaka-sh, Osaka 22, 5458522, JP)
シャープ株式会社 (〒22 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 Osaka, 5458522, JP)
International Classes:
G02B13/00; G02B13/18
Attorney, Agent or Firm:
HARAKENZO WORLD PATENT & TRADEMARK (Daiwa Minamimorimachi Building, 2-6 Tenjinbashi 2-chome Kita,Kita-ku, Osaka-shi, Osaka 41, 5300041, JP)
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Claims:
 撮像素子に対して被写体像を結像する撮像レンズであって、
 上記被写体側に配置された、正の屈折力を有する第1のレンズ群と、
 上記撮像素子の上記被写体側の面に直接または間接的に形成された、曲面形状を有する第2のレンズ群と、
を備えていることを特徴とする撮像レンズ。
 上記第2のレンズ群は、上記被写体側の面上に形成された平面板上に形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の撮像レンズ。
 上記第2のレンズ群は、上記被写体側の面上に直接形成されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の撮像レンズ。
 上記第2のレンズ群の撮像素子側の面が、平面形状を有していることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の撮像レンズ。
 上記撮像レンズは、下記の条件式(1)を満たすように構成されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の撮像レンズ。
 d/f < 1.5・・・(1)
ただし、
 d:最も上記被写体側の面から像面までの距離(光学長)
 f:レンズ全系の合成焦点距離
 上記撮像レンズは、下記の条件式(2)を満たすように構成されていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の撮像レンズ。
 -2.0 < f1/f2 < 0.5・・・(2)
ただし、
 f1:上記第1のレンズ群の合成焦点距離
 f2:上記第2のレンズ群の合成焦点距離
 上記第2のレンズ群の被写体側の曲面形状は、周辺部において正の屈折力を有する非球面形状であることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の撮像レンズ。
 上記第1のレンズ群の最も像面側に配置されたレンズは、上記像面側に凸形状を有しており、
 上記第2のレンズ群の最も被写体側に配置されたレンズは、上記被写体側に凹形状を有していることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の撮像レンズ。
 上記第1のレンズ群の最も像面側に配置されたレンズは、上記像面側に凹形状を有しており、
 上記第2のレンズ群の最も被写体側に配置されたレンズは、上記被写体側に凸形状を有していることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の撮像レンズ。
 上記平面板は、光学コーティング膜を有するガラスからなることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の撮像レンズ。
 上記第2のレンズ群は、樹脂材料からなることを特徴とする請求の範囲第1項に記載の撮像レンズ。
 上記第2のレンズ群の厚さの最大値は、下記の条件式(3)を満たしていることを特徴とする請求の範囲第2項に記載の撮像レンズ。
 0 < d < d1・・・(3)
ただし、
 d:上記第2のレンズ群の厚さの最大値
 d1:上記平面板の厚さ
 撮像レンズを通過した光線を電気信号に変換する電気変換部を備えた撮像素子と、
 上記撮像素子の電気変換部に対して被写体像を結像させる請求の範囲第1項に記載の撮像レンズと、
 被写体側に光を入射するための開口部を有する、遮光性部材からなる筐体と、を備えていることを特徴とする撮像ユニット。
 請求の範囲第13項に記載の撮像ユニットを備えていることを特徴とする携帯型情報端末。
Description:
撮像レンズ、撮像ユニットおよ それを備えた携帯型情報端末

 本発明は、デジタルスチルカメラなどの 型カメラに用いられる撮像レンズに関する 特には、携帯型情報端末および携帯電話に 蔵する小型カメラに好適な、レンズ全長の い撮像レンズに関する。

 近年、CCD(Charge Coupled Device)およびCMOS(Comp lementary Metal Oxide Semiconductor)に代表される固 体撮像素子を用いたデジタルスチルカメラの 普及が急速に進み、多種多様なデジタルスチ ルカメラが開発されている。デジタルスチル カメラの小型化は、固体撮像素子における技 術の進歩と共に年々進んでいる。その中でも 、携帯型情報端末または携帯電話に搭載され るカメラでは、その筐体における大きさの制 限などにより、特に小型化および軽量化が求 められている。

 また、近年では、CCDおよびCMOSに代表され る固体撮像素子の画素数が飛躍的に大きくな っている。これによって、上述の携帯電話な どに搭載されるカメラにおいても100万画素を 超える画素数であることが多くなっており、 製品によっては300万~500万画素のカメラが搭 されている。一方で、小型化および軽量化 優先する携帯電話などでは、依然100万画素 下の低画素のカメラが搭載されている。し し、高画素のカメラに対しても小型化およ 軽量化が強く要求されており、重く大きい ンズを多数枚使用することなく、カメラの 能を向上させる必要がある。

 そこで、従来においては、小型のプラスチ クレンズを使用すると共に、高次の非球面 ンズを用いることにより小型化および軽量 を図る試みがなされている。例えば、特許 献1に記載の結像レンズでは、3枚のレンズ 用いて、各レンズの屈折力を最適にするこ によって、小型化および性能の向上を図っ いる。なお、特許文献1に記載の結像レンズ 、全長に対してバックフォーカスが長くな ている。また、特許文献2に記載の撮像レン ズでは、2枚のプラスチック非球面レンズを いて小型化および低コスト化を図っている

日本国公開特許公報「特開2005-17440号公 (公開日:2005年1月20日)」(日本国特許第3770493 )

日本国公開特許公報「特開2001-183578号公 (公開日:2001年7月6日)」

 上述したように、近年では小型および軽 であり、かつ高解像度を有する撮像レンズ( レンズ光学系)が求められている。また、撮 レンズのさらなる性能向上として広角化を 現するためには、特に光軸外の光束の収差 劣化を抑制しなければならない。

 しかし、特許文献1に記載の結像レンズは 、レンズを多数枚使用しており、さらなる小 型化を図ることは困難である。特に、第3レ ズG3においては、正の屈折力を有するために 被写体側に向かって凸形状を有しており、光 軸中心において一定の物理的厚みが必要であ る。また、レンズを多数枚使用することによ りレンズ保持部の機構(以下、レンズ保持機 とも称する)が複雑化するため、量産性に劣 という問題も有している。また、バックフ ーカスを確保する必要があるために、光学 が長くなってしまう。

 特許文献2に記載の撮像レンズは、レンズ の枚数を減らすことによって、2枚のレンズ よって光軸外の光束を含めた全ての光束の 差を補正しなければならず、高次の非球面 数を有するレンズを多用しなければならな 。そのため、レンズの偏芯ずれおよび傾き よって、撮像レンズの性能に劣化が生じる 題を有している。

 本発明は、上記の問題に鑑みてなされた のであり、主として、レンズ保持機構を設 る必要のあるレンズの枚数を減らしつつ、 ンズの偏芯ずれおよび傾きによる性能の劣 を抑制した撮像レンズを提供することを目 としている。

 本発明に係る撮像レンズは、上記課題を 決するために、撮像素子に対して被写体像 結像する撮像レンズであって、上記被写体 に配置された、正の屈折力を有する第1のレ ンズ群と、上記撮像素子の上記被写体側の面 に直接または間接的に形成された、曲面形状 を有する第2のレンズ群と、を備えているこ を特徴としている。

 上記の構成によれば、撮像レンズを2群構 成とすることによって、第1のレンズ群にお て補正しきれない収差を、第2のレンズ群に いて良好に補正できる。より具体的には、 像素子に入射する光束に対して、収差の補 および撮像素子に対する入射角の補正を行 ことができる。すなわち、第1のレンズ群に おいて補正することができない収差を第2の ンズ群によって良好に補正できる。

 これによって、第1のレンズ群のみで光軸 外の光束を含めた全ての光束の収差を補正す る必要がなくなり、第1のレンズ群における 次の非球面係数の多用を避けることができ と共に、第1のレンズ群を構成するレンズ枚 の増加を抑制できる。

 また、第2のレンズ群は、撮像素子の被写 体側の面に直接または間接的に形成されてい るため、レンズを保持する鏡筒に新たなレン ズ保持機構を設ける必要がない。

 すなわち、本発明に係る撮像レンズでは レンズ保持機構を設ける必要のあるレンズ 枚数を減らすことができ、撮像レンズの小 化および軽量化を実現できる効果を奏する

 また、上記の構成によれば、バックフォ カスをゼロもしくは非常に小さくできるた 、撮像レンズ(光学系)をより一層小型化で る効果を奏する。

 上記の構成によれば、さらに、第2のレン ズ群と撮像素子とを一体として取り扱うこと ができるため、撮像素子に対する第2のレン 群の傾きの影響および偏芯ずれを抑えるこ ができる効果を奏する。

 本発明に係る撮像レンズでは、さらに、 記第2のレンズ群は、上記被写体側の面上に 形成された平面板上に形成されていることが 好ましい。

 上記の構成によれば、平面板を撮像レン の光軸に対する位置決め部とした場合、第2 のレンズ群の傾きの影響および偏芯ずれを抑 えることができる効果を奏する。

 また、上記の構成によれば、第2のレンズ 群を平面板に接して形成させるため、第2の ンズ群の厚みを薄くできる。つまり、第2の ンズ群を2P(Photoreplication Process)成形などに り平面板上に形成することによって、単体 は保持が不可能な薄いレンズを平面板上に 成できる。例えば、中心厚が0であり、かつ 外部だけに厚みを有するようなレンズ形状 することができる。これによって、光学長 伸びを最小限に抑え、光学特性を向上する とができる効果を奏する。

 また、上記の構成によれば、軸外部の厚 が極めて薄く中心部だけに厚みを有するよ なレンズ形状とすることもできる。これに っても、光学長の伸びを最小限に抑え、光 特性を向上することができる効果を奏する

 本発明に係る撮像レンズでは、さらに、 記第2のレンズ群は、上記被写体側の面上に 直接形成されていることが好ましい。

 上記の構成とすることによって、第2のレ ンズ群を撮像素子の損傷を防ぐためのカバー とすることができる効果を奏する。

 また、上記の構成によれば、第2のレンズ 群を撮像素子上に直接形成させるため、第2 レンズ群の厚みを薄くできる。つまり、第2 レンズ群を2P(Photoreplication Process)成形など より撮像素子上に形成することによって、 体では保持が不可能な薄いレンズを撮像素 上に形成できる。例えば、中心厚が0であり かつ軸外部だけに厚みを有するようなレン 形状とすることができる。これによって、 学長の伸びを最小限に抑え、光学特性を向 することができる効果を奏する。

 また、上記の構成によれば、軸外部の厚 が極めて薄く中心部だけに厚みを有するよ なレンズ形状とすることもできる。これに っても、光学長の伸びを最小限に抑え、光 特性を向上することができる効果を奏する

 本発明に係る撮像レンズでは、さらに、 記第2のレンズ群の撮像素子側の面が、平面 形状を有していることが好ましい。

 上記の構成によれば、撮像レンズ系の組 時において組立基準面としての利用も可能 あり、組立の簡素化ができ量産効率を上げ ことができる効果を奏する。

 また、上記の構成によれば、第2のレンズ 群に各種光学コーティング膜を容易に形成で きるため、その他の光学素子または部品(例 ば、絞り、シャッタ、各種フィルタ、光学 ィルムおよびプリズムなど)を容易に取り付 ることができる効果を奏する。

 また、上記の構成によれば、第2のレンズ 群の中心厚を小さくすることができ、レンズ 系の小型化に寄与することができる効果を奏 する。

 上記の構成によれば、さらに、軸外部の みを薄くすることもでき、撮像レンズの小 化に寄与することができる効果も併せて奏 る。

 本発明に係る撮像レンズでは、さらに、 記撮像レンズは、下記の条件式(1)を満たす うに構成されていることが好ましい。

 d/f < 1.5・・・(1)
ただし、
 d:最も上記被写体側の面から像面までの距 (光学長)
 f:レンズ全系の合成焦点距離
 上記条件式(1)を満たすことにより、レンズ 長を短縮できる。これによって、より一層 型化および軽量化した撮像レンズを実現す ことができる効果を奏する。

 本発明に係る撮像レンズでは、さらに、 記撮像レンズは、下記の条件式(2)を満たす うに構成されていることが好ましい。

 -2.0 < f1/f2 < 0.5・・・(2)
ただし、
 f1:第1のレンズ群の合成焦点距離
 f2:第2のレンズ群の合成焦点距離
 上記条件式(2)を満たすことにより、球面収 、非点収差、および歪曲収差などの各種収 をより一層良好に補正できる撮像レンズを 現することができる効果を奏する。

 本発明に係る撮像レンズでは、さらに、 記第2のレンズ群の被写体側の曲面形状が、 周辺部において正の屈折力を有するような非 球面形状であることが好ましい。

 上記の構成によれば、光軸外における光 の収差を良好に補正できる。これによって 光軸外の光束の収差の劣化をより一層抑制 ることができる効果を奏する。

 本発明に係る撮像レンズでは、さらに、 記第1のレンズ群の最も像面側のレンズが、 上記像面側に凸形状を有しており、上記第2 レンズ群の最も被写体側のレンズが、上記 写体側に凹形状を有していることが好まし 。

 または、本発明に係る撮像レンズでは、 らに、上記第1のレンズ群の最も像面側のレ ンズが、上記像面側に凹形状を有しており、 上記第2のレンズ群の最も被写体側のレンズ 、上記被写体側に凸形状を有していること 好ましい。

 上記の構成によれば、第1のレンズ群と第 2のレンズ群とを入れ子構造にすることがで 、光学長を短縮することができる効果を奏 る。

 本発明に係る撮像レンズでは、さらに、 記平面板は、光学コーティング膜を有する ラスからなることが好ましい。

 上記の構成によれば、上記平面板は撮像 子を保護するカバーガラスとしての効果を する。

 本発明に係る撮像レンズでは、さらに、 2のレンズ群が、樹脂材料からなることが好 ましい。

 上記の構成によれば、平面板上または撮 素子上に第2のレンズ群を容易に形成できる 。これによって、第2のレンズ群の形成の際 平面板または撮像素子が損傷することを防 ことができる効果を奏する。

 本発明に係る撮像レンズでは、さらに、 記第2のレンズ群の厚さの最大値が、下記の 条件式を満たしていることが好ましい。

 0 < d < d1・・・(3)
ただし、
 d:第2のレンズ群の厚さの最大値
 d1:平面板の厚さ
 上記条件式(3)を満たすことによって、平面 上に厚い第2のレンズ群を形成することによ る平面板の損傷などを抑制できる効果を奏す る。また、第2のレンズ群厚みが厚くなるこ による光学長の延長を抑制できる効果を奏 る。

 また、撮像レンズを通過した光線を電気 号に変換する電気変換部を備えた撮像素子 、上記撮像素子の電気変換部に対して被写 像を結像させる本発明の撮像レンズと、被 体側に光を入射するための開口部を有し、 光性部材からなる筐体と、を備えているこ を特徴とする撮像ユニット、および上記撮 ユニットを備えている携帯型情報端末もま 、本発明に含まれる。

 これによって、レンズ保持機構を設ける 要のあるレンズの枚数を減らしつつ、レン の偏芯ずれおよび傾きによる性能の劣化を 制できる撮像ユニット、およびそれを搭載 た携帯型情報端末を実現できる効果を奏す 。

 本発明の他の目的、特徴、および優れた は、以下に示す記載によって十分分かるで ろう。また、本発明の利点は、添付図面を 照した次の説明で明白になるであろう。

第1の実施形態に係る撮像レンズの断面 図である。 第2の実施形態に係る撮像レンズの断面 図である。 第3の実施形態に係る撮像レンズの断面 図である。 第4の実施形態に係る撮像ユニットの断 面図である。 第5の実施形態に係る携帯型情報端末の 外観を示す図であり、(a)は正面図を示し、(b) は背面図を示し、(c)は側面図を示す。 第1の実施例における撮像レンズの球面 収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図 である。 第2の実施例における撮像レンズの球面 収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図 である。 第3の実施例における撮像レンズの球面 収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図 である。

符号の説明

 1a、1b、1c     撮像レンズ
 10           開口絞り
 11a、11b、11c  第1レンズ
 12a、12b、12c  第2レンズ
 13a、13b、13c  第3レンズ(第2のレンズ群)
 14           平面板
 15           撮像素子
 16a、16b、16c  レンズ群(第1のレンズ群)
 21           筐体
 100          撮像ユニット
 101          スピーカ部
 102          マイク部
 103          入力部
 104          モニター部
 106          ライト部
 108          シャッターボタン
 200          携帯型情報端末

 〔実施形態1〕
 本発明の撮像レンズに係る一実施形態につ て、図1を参照して以下に説明する。

 (撮像レンズ1aの構成)
 撮像レンズ1a構成について、図1を参照して 下に説明する。図1は、撮像レンズ1aの断面 である。

 図1に示すように、撮像レンズ1aは、被写 側(図1においては左手側)から順に、レンズ 16a(第1のレンズ群)、第3レンズ13a(第2のレン 群)および平面板14によって構成されている 以下に、第3レンズ13a、平面板14およびレン 群16aについて詳述する。

 なお、撮像素子15は、撮像レンズ1aを構成 する構成要素ではないが、撮像レンズ1aを構 する構成要素の位置関係を明確にするため 便宜上、図1中に図示している。撮像素子15 ついては、実施形態3において詳述する。

 (第3レンズ13a)
 第3レンズ13aは、平面板14の被写体側側面部 接するように形成されている曲面形状を有 るレンズである。第3レンズ13aが平面板14の 写体側側面部に形成されていることによっ 、第3レンズ13aを保持するためのレンズ保持 機構を設ける必要がない。したがって、レン ズ保持機構設ける必要があるレンズの枚数を 減らすことができる。

 第3レンズ13aの形状は、曲面形状であれば 特に限定されるものではないが、非球面形状 であることが好ましく、光軸中心部が凹形状 を有する非球面形状であることがより好まし い。また、第3レンズ13aの形状は、周辺部に いて正の屈折力を有するような非球面形状 あることが好ましい。

 第3レンズ13aの形状を光軸中心部が凹形状 を有する非球面形状とすることによって、光 軸中心部の厚さを薄くし、光軸外部の厚さを 厚くできる。これによって、光学長を長くす ることなく光軸外の光束を効果的に補正でき る。なお、第3レンズ13aの形状において、光 中心の厚さは0であってもよい。これは、光 中心については、収差を補正する必要がほ んどないためである。

 以下、第3レンズ13aが、光軸中心部が凹形 状を有する非球面形状である場合を例に挙げ て説明する。

 上述したように、第3レンズ13aが、光軸中 心部が凹形状を有する非球面形状である場合 、下記の条件式(3)を満たすことが好ましい。

 0 < d < d1・・・(3)
ただし、
 d:第3レンズ13aの厚さの最大値
 d1:平面板14の厚さ
 上記条件式(3)を満たすことにより、光学長 の影響を最小限とすると共に、第3レンズ13a を形成する際の平面板14への損傷を抑制でき 。上記条件式(3)を満たさない場合、すなわ 、第3レンズ13aの厚みが厚い場合には、成形 時の収縮による形状変化の絶対値が大きくな る。さらに、第3レンズ13aの材質が樹脂の場 には、カバーガラスとの膨張係数差が大き ので歪みが生じやすくなる。また、第3レン 13aの厚みが厚くなることにより複屈折が起 りやすくなり、撮像レンズ1aの光学特性が 定しにくくなる。

 第3レンズ13aの材質は、上述した曲面形状 を有するように第3レンズ13aを形成できるも であれば、特に限定されるものではない。 体的には、第3レンズ13aの材質としては、樹 またはガラスであることが好ましく、樹脂 あることがより好ましい。また、液体また 液晶を、レンズとして用いることも可能で る。さらに、本発明は可視領域に限定され いため、第3レンズ13aの材質としては、シリ コンなどの半導体を用いることもできる。

 第3レンズ13aの材質を樹脂とすることによ って、平面板14上に第3レンズ13aを容易に形成 することができる。これによって、第3レン 13aの形成の際に平面板14が損傷することを防 ぐことができる。

 なお、第3レンズ13aを平面板14上に形成す ための形成方法としては、従来公知の方法 用いることができる。具体的には、第3レン ズ13aが樹脂からなる場合には、2P(Photoreplicatio n Process)法を用いた成形を挙げることができ 。

 (平面板14)
 平面板14は、本実施形態においては撮像素 15の損傷を防止するために備えられており、 その被写体側側面部には第3レンズ13aが形成 れている。

 平面板14の材質は、特に限定されるもの はないが、光学コーティング膜を有するガ スからなることが好ましい。すなわち、平 板14は、撮像素子15を保護するためのカバー ラスの役割を有していることが好ましい。

 なお、平面板14自体は、撮像レンズ1aに入 射した光線に対して何ら影響を及ぼさない。 すなわち、本実施形態において、平面板14は 撮像素子15のカバーとしての役割を担う。

 (レンズ群16aの構成)
 レンズ群16aの構成について、図1を参照して 以下に説明する。レンズ群16aは、被写体側か ら入射した光束に対して正の屈折力を有して おり、被写体側から順に、第1レンズ11a、開 絞り10および第2レンズ12aによって構成され いる。なお、レンズ群16aを構成するレンズ 枚数は、少なくとも1枚以上であれば、特に 定されるものではない。しかし、撮像レン 1aの小型化および軽量化、ならびに球面収 、非点収差および歪曲収差などの各種収差 補正を良好に行えるという観点から、2枚程 であることが好ましい。

 (第1レンズ11a、第2レンズ12a)
 第1レンズ11aの形状は、被写体側が凸形状で あり、像面側が凹形状であると共に、被写体 側面が球面形状であり、像面側面が低次の非 球面形状を有するレンズである。

 第1レンズ11aの材質は、特に限定されるも のではない。第1レンズ11aの材質としては、 体的に、プラスチック、ガラス、半導体、 晶、または液体などを用いることができる これらの中でも、量産性およびコストの観 からは、プラスチックであることが好まし 、光学系の安定性および特性(例えば、屈折 、分散特性、および耐熱性など)の観点から は、ガラスであることが好ましい。

 第2レンズ12aの形状は、被写体側が凹形状 であり、像面側が凸形状であると共に、被写 体側面および像面側面の両面とも非球面形状 を有するレンズである。第2レンズ12aの材質 しては、具体的に、プラスチック、ガラス 半導体、液晶、または液体などを用いるこ ができる。これらの中でも、量産性および ストの観点からは、プラスチックであるこ が好ましく、光学系の安定性および特性(例 ば、屈折率、分散特性、耐熱性など)の観点 からは、ガラスであることが好ましい。

 第1レンズ11aおよび第2レンズ12aの形成方 としては、従来公知の方法を用いることが きる。例えば、第1レンズ11aおよび第2レンズ 12aがプラスチックからなる場合には、射出成 形により形成することが好ましい。

 (開口絞り10)
 開口絞り10は、撮像レンズ1aを通過する光量 を調節するための装置である。開口絞り10を える位置については、特に限定されるもの はない。図1では、第1レンズ11aと第2レンズ1 2aとの間に備えられている場合を図示してい が、第1レンズ11aよりも被写体側に備えられ ていてもよいし、また第2レンズ12aよりも第3 ンズ13a側に備えられていてもよい。

 (撮像レンズ1aの構成条件)
 次に、撮像レンズ1aの構成条件について説 する。撮像レンズ1aは、下記の条件式(1)およ び(2)を満たすように構成されていることが好 ましい。

 d/f < 1.5・・・(1)
 -2.0 < f1/f2 < 0.5・・・(2)
ただし、
 d:最も被写体側の面から像面までの距離(光 長)
 f:レンズ群16aと第3レンズ13aとの合成焦点距 (レンズ全系の合成焦点距離)
 f1:レンズ群16aの合成焦点距離
 f2:第3レンズ13aと平面板14との合成焦点距離
 上記条件式(1)は、撮像レンズ1aにおける最 光学長を規定するための式である。上記条 式(1)を満たすことによって、撮像レンズ1aの レンズ全長を短縮することができ、撮像レン ズ1aを小型化および軽量化をより一層実現で る。

 また、上記条件式(2)は、光学系のペッツ ール和を規定するための式である。レンズ 16aと、第3レンズ13aおよび平面板14とのパワ 関係が上記条件式(2)を満たすことによって 各収差をより一層良好に補正できる。

 また、f1/f2が正になる場合においても上 条件式(2)の範囲内であることによって、各 差が大きくなることを抑制する。

 (付記事項)
 本実施の形態においては、第3レンズ13aを平 面板14上に形成した場合について説明したが 第3レンズ13aは、撮像素子15上に直接形成さ ていてもよい。

 〔実施形態2〕
 本発明に係る撮像レンズの他の実施形態に いて、図2を参照して以下に説明する。図2 、撮像レンズ1bの断面図である。

 なお、実施の形態1と同様の部材に関して は、同一の符号を付し、その説明を省略する 。本実施の形態においては、レンズ群16b(正 屈折力を有するレンズ)についてのみ以下に 明する。

 また、図2においても図1と同様に、撮像 ンズ1bを構成する構成要素の位置関係を明確 にするために、便宜上、撮像素子15を図2中に 図示している。

 (レンズ群16bの構成)
 レンズ群16bの構成について、図2を参照して 以下に説明する。レンズ群16bは、被写体側( 2においては左手側)から順に、開口絞り10、 1レンズ11bおよび第2レンズ12bによって構成 れている。なお、レンズ群16bを構成するレ ズの数は、少なくとも1枚以上であれば、特 限定されるものではない。しかし、撮像レ ズ1bの小型化および軽量化、ならびに球面 差、非点収差および歪曲収差などの各種収 の補正を良好に行えるという観点から、2枚 度であることが好ましい。

 (第1レンズ11b、第2レンズ12b)
 第1レンズ11bの形状は、被写体側が凸形状で あり、像面側が凹形状であると共に、被写体 側面が球面形状であり、像面側面が低次の非 球面形状を有するレンズである。

 第1レンズ11bの材質は、特に限定されるも のではない。第1レンズ11bの材質としては、 体的に、プラスチック、ガラス、半導体、 晶、または液体などを用いることができる これらの中でも、量産性およびコストの観 からは、プラスチックであることが好まし 、光学系の安定性および特性(例えば、屈折 、分散特性、および耐熱性など)の観点から は、ガラスであることが好ましい。

 第2レンズ12bの形状は、被写体側が凹形状 であり、像面側が凸形状であると共に、被写 体側面および像面側面の両面とも非球面形状 を有するレンズである。第2レンズ12bの材質 しては、具体的に、プラスチック、ガラス 半導体、液晶、または液体などを用いるこ ができる。これらの中でも、量産性および ストの観点からは、プラスチックであるこ が好ましく、光学系の安定性および特性(例 ば、屈折率、分散特性、および耐熱性など) の観点からは、ガラスであることが好ましい 。

 第1レンズ11bおよび第2レンズ12bの形成方 としては、従来公知の方法を用いることが きる。例えば、第1レンズ11bおよび第2レンズ 12bがプラスチックからなる場合には、射出成 形により形成することが好ましい。

 (開口絞り10)
 開口絞り10は、実施形態1において詳述して るため、本実施の形態ではその説明を省略 る。なお、図2では、第1レンズ11bよりも被 体側に備えられて第1レンズ11bと第2レンズ12b との間に備えられている場合を例に挙げてい る。

 (撮像レンズ1bの条件)
 次に、撮像レンズ1bの構成条件について説 する。撮像レンズ1bもまた、下記の条件式(1) および(2)を満たすように構成されていること が好ましい。

 d/f < 1.5・・・(1)
 -1.4 < f1/f2 < 0.5・・・(2)
ただし、
 d:最も被写体側の面から像面までの距離(光 長)
 f:レンズ群16bと第3レンズ13bとの合成焦点距
 f1:レンズ群16bの合成焦点距離
 f2:第3レンズ13bと平面板14との合成焦点距離
 上記条件式(1)は、撮像レンズ1bにおける最 光学長を規定するための式である。上記条 式(1)を満たすことによって、撮像レンズ1bの レンズ全長を短縮することができ、撮像レン ズ1bををより一層小型化および軽量化できる

 また、上記条件式(2)は、光学系のペッツ ール和を規定するための式である。レンズ 16bと、第3レンズ13bおよび平面板14とのパワ 関係が上記条件式(2)を満たすことによって 各種収差をより一層良好に補正できる。

 (付記事項)
 本実施の形態においては、第3レンズ13bを平 面板14上に形成した場合について説明したが 第3レンズ13bは、撮像素子15上に直接形成さ ていてもよい。

 〔実施形態3〕
 本発明に係る撮像レンズの他の実施形態に いて、図3を参照して以下に説明する。図3 、撮像レンズ1cの断面図である。

 なお、実施の形態1および2と同様の部材 関しては、同一の符号を付しその説明を省 する。

 また、図3においても図1と同様に、撮像 ンズ1cを構成する構成要素の位置関係を明確 にするために、便宜上、撮像素子15を図3中に 図示している。

 (レンズ群16cの構成)
 レンズ群16cの構成について、図3を参照して 以下に説明する。レンズ群16cは、被写体側( 3においては左手側)から順に、開口絞り10、 1レンズ11cおよび第2レンズ12cによって構成 れている。なお、レンズ群16cを構成するレ ズの数は、少なくとも1枚以上であれば、特 限定されるものではない。しかし、撮像レ ズ1bの小型化および軽量化、ならびに球面 差、非点収差および歪曲収差などの各種収 の補正を良好に行えるという観点から、2枚 度であることが好ましい。

 (第1レンズ11c、第2レンズ12c)
 第1レンズ11cの形状は、被写体側が凸形状で あり、像面側が凹形状であると共に、被写体 側面および像面側面の両面がともに非球面形 状を有するレンズである。

 第1レンズ11cの材質は、特に限定されるも のではない。第1レンズ11cの材質としては、 体的に、プラスチック、ガラス、半導体、 晶、または液体などを用いることができる これらの中でも、量産性およびコストの観 からは、プラスチックであることが好まし 、光学系の安定性および特性(例えば、屈折 、分散特性、および耐熱性など)の観点から は、ガラスであることが好ましい。

 第2レンズ12cの形状は、被写体側が凸形状 であり、像面側が凹形状であると共に、被写 体側面および像面側面の両面とも非球面形状 を有するレンズである。第2レンズ12cの材質 しては、具体的に、プラスチック、ガラス 半導体、液晶、または液体などを用いるこ ができる。これらの中でも、量産性および ストの観点からは、プラスチックであるこ が好ましく、光学系の安定性および特性(例 ば、屈折率、分散特性、および耐熱性など) の観点からは、ガラスであることが好ましい 。

 第1レンズ11cおよび第2レンズ12cの形成方 としては、従来公知の方法を用いることが きる。例えば、第1レンズ11cおよび第2レンズ 12cがプラスチックからなる場合には、射出成 形により形成することが好ましい。

 (第3レンズ13c)
 本実施形態において、第3レンズ13cは、被写 体側に凸形状をもつ球面形状を有する曲面形 状のレンズである。しかし、下記の条件式(2) および(3)を満たすのであれば、第3レンズ13c 形状が非球面形状を有していてもよい。

 -2.0 < f1/f2 < 0.5・・・(2)
 0 < d < d1・・・(3)
ただし、
 f1:レンズ群16cの合成焦点距離
 f2:第3レンズ13cと上記平面板の合成焦点距離
 d:第3レンズ13cの厚さの最大値
 d1:平面板14の厚さ
 (付記事項)
 本実施の形態においては、第3レンズ13cを平 面板14上に形成した場合について説明したが 第3レンズ13cは、撮像素子15上に直接形成さ ていてもよい。

 〔実施形態4〕
 実施の形態1~3に係る撮像レンズを備えてい 撮像ユニットについて、実施形態3として以 下に説明する。なお、実施の形態1~3と同様の 部材に関しては、同一の符号を付し、その説 明を省略する。

 (撮像ユニット100の構成)
 撮像ユニット100の構成について、図4を参照 して以下に説明する。図4は、撮像ユニット10 0の断面図である。なお、図4では、撮像レン を便宜上、撮像レンズ1aとしているが、も ろんこれに限定されるものではなく、本発 において取り得る範囲で適宜変更すること 可能である。

 図4に示すように、撮像ユニット100は、撮 像レンズ1a、撮像素子15、筐体21、支持基板22 フレキシブルプリント基板23、赤外光カッ フィルタ24およびレンズ保持部25によって構 されている。

 (撮像素子15)
 撮像素子15は、撮像レンズ1aを通過した光線 を電気信号に変換するための電気変換部を備 えた電子部品である。一般的に、撮像素子15 は、その受光側の面の中央部に画素が2次元 的に配置された電気変換部が形成され、その 周囲に信号処理回路が形成されている。信号 処理回路は、各画素を順次駆動し信号電荷を 得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信 号に変換するA/D変換部と、このデジタル信号 を用いて画像信号出力を形成する信号処理部 などから構成されている。

 また、本実施の形態における撮像素子15 受光側の面の外縁近傍には、多数のパッド( 示しない)が設けられており、ボンディング ワイヤWを介して支持基板22に接続されている 。

 なお、撮像素子15の種類は、特に限定さ るものではない。具体的には、CCDおよびCMOS どを用いることができる。

 (支持基板22)
 支持基板22は、その一方の面において撮像 子15および筐体21を支持する硬質の基板であ 。また、支持基板22の他方の面(撮像素子15 支持されている面と反対側の面)には、その 端部が接続されたフレキシブルプリント基 23が備えられている。支持基板22には、表裏 両面に多数の信号伝達用パッドが設けられて おり、一方の面ではボンディングワイヤWを して撮像素子15と接続され、他方の面ではフ レキシブルプリント基板23と接続されている

 (フレキシブルプリント基板23)
 フレキシブルプリント基板23は、外部の回 (例えば、撮像ユニット100を搭載した装置が する制御回路)から撮像素子15を駆動するた の電圧およびクロック信号の供給を受けた 、また、デジタルYUV信号を外部へ出力した することを可能にする基板である。

 なお、「Y」は輝度信号であり、「U」は と輝度信号との色差信号であり、「V」は青 輝度信号との色差信号である。

 (筐体21およびレンズ保持部25)
 筐体21は、支持基板22の撮像素子15側の面に 像素子15を覆うように固定配置された遮光 のものである。具体的には、筐体21は、撮像 素子15側においては撮像素子15を囲むように く開口されて支持基板22に当接されており、 他端側においては小開口を有するフランジ付 きの筒状に形成されている。

 筐体21は、その内部にレンズ保持部25を備 えている。レンズ保持部25は、第1レンズ11a、 第2レンズ12aおよび開口絞り10を保持するため の部材である。

 また、筐体21の上部には、赤外光カット ィルタ24が固定配置されている。なお、赤外 光カットフィルタ24は、撮像レンズ1aと撮像 子15との間に固定配置されていてもよい。な お、カバーガラスに赤外光カット機能を付加 していてもよい。

 〔実施形態5〕
 実施形態4に係る撮像ユニットを搭載した携 帯型情報端末について、実施形態5として以 に説明する。なお、実施形態1~4と同様の部 に関しては、同一の符号を付し、その説明 省略する。

 (携帯型情報端末200の構成)
 撮像ユニット100を搭載した携帯型情報端末 構成について、図5の(a)~(c)を参照して以下 説明する。図5は、携帯型情報端末200の外観 示した図であり、(a)は正面図を示し、(b)は 面図を示し、(c)は、側面図を示している。

 図5の(a)~(c)に示すように、携帯型情報端 200は、撮像ユニット100、スピーカ部101、マ ク部102、入力部103、モニター部104、ライト 106、およびシャッターボタン108により構成 れている。スピーカ部101およびマイク部102 、音声情報を入出力するために用いられる モニター部104は、映像情報を出力するため 用いられ、本実施形態においては、撮像ユ ットから得られた情報を表示するためにも いられる。ライト部106は、被写体を照らす めのライトとして用いられる。本実施形態 おいて、撮像ユニット100は、モニター部104 裏面に配置されているが、配置方法および 像ユニット100の向きについては、これに限 されるわけではない。

 シャッターボタン108または入力部103を操 することによって、撮像ユニット100による 像を行うことができる。撮像された画像は 携帯型情報端末200内において信号処理され ニター部104に表示される。また、撮像した 像は、電子データとして携帯型情報端末200 に保存、または外部記録装置へ保存するこ ができる。

 なお、本実施形態においては、上部の筐 部と下部の筐体部とがヒンジを介して接続 れている、いわゆる折りたたみ式の携帯型 報端末を例として挙げているが、撮像ユニ ト100を搭載できる携帯型情報端末は、もち ん折りたたみ式に限るものではない。

 本発明は上述した各実施形態に限定され ものではなく、請求項に示した範囲で種々 変更が可能であり、異なる実施形態にそれ れ開示された技術的手段を適宜組み合わせ 得られる実施形態についても本発明の技術 範囲に含まれる。

 次に、上述した実施形態1~3に係る撮像レ ズの具体的な数値実施例について説明する

 (実施例1)
 実施例1では、実施形態1において説明した 像レンズ1aにおける数値実施例について説明 する。表1および表2は、図1に示した撮像レン ズ1aの構成に対する具体的なレンズデータを したものである。表1には、撮像レンズ1aに ける基本的なデータ部分を示し、表2には表 1のレンズデータのうち非球面形状に関する ータを示す。

 ここで、本明細書等における「非球面形 」について説明する。本明細書等における 球面形状は、光軸方向にZ軸、光軸と直交す る方向にY軸をとるとき、下記の非球面式(数1 )を用いて表すことができる。

 ただし、Kは円錐定数、Rは曲率半径、A、B 、CおよびDはそれぞれ第4次、第6次、第8次お び第10次の非球面係数、Zは光軸から高さYの 位置にある非球面上の点から、非球面の頂点 の接平面(光軸に垂直な平面)に下ろした垂線 長さを示す。

 表1において示している「f」は、撮像レ ズ1a全体の合成焦点距離であり、「FNO」は撮 像レンズ1aのFナンバー(F値)であり、「ω」は 像レンズ1aの半画角である。本実施例にお ては、光学長d=3.1であり、かつf=2.3であるた 、d/f=1.3となり、上記条件式(1)を満たしてい る。また、本実施例においては、レンズ群16a の焦点距離f1=2.0、第3レンズ13aおよび平面板14 の合成焦点距離f2=-2.2であることから、f1/f2=-0 .91となり、上記条件式(2)を満たしている。

 なお、本明細書等における各非球面データ 数値は、10のべき乗数を「E」を用いて表す のとする。すなわち、例えば、2.5×10 -02 は、「2.5E-02」と表すものとする。

 表1および2に示したレンズデータにおけ 面番号Siの欄には、最も被写体側の構成要素 の面を1番目として、像側に向かうに従って 次増加するように番号を付したi番目(i=1~8)の 面の番号を示している。曲率半径Riの欄には 被写体側からi番目の面の曲率半径の値を示 している。面間隔Diの欄には、被写体側からi 番目の面Siとi+1番目の面Si+1との光軸上の間隔 を示している。RiおよびDiの値の単位はmm(ミ メートル)である。屈折率およびアッベ数の には、平面板14も含めたレンズ要素(第1レン ズ11a、第2レンズ12a、第3レンズ13aおよび平面 14)のd線(587.6nm)に対する屈折率およびアッベ 数の値を示している。

 表1に示すように、本実施例においては、 第1レンズ11aの像面側の面S2と、第2レンズ12a 両面S4およびS5とが非球面形状となっている 基本レンズデータには、これらの非球面の 率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値 示している。

 また、撮像レンズ1aにおける球面収差、 点収差および歪曲収差を図5に示す。図5は、 撮像レンズ1aの球面収差、非点収差および歪 収差を示す収差図である。

 なお、各収差図には、550nmを基準波長と た収差を示すが、球面収差図においては、44 0nmおよび660nmについての収差も示す。非点収 図において、実線はサジタル方向の収差を し、点線はタンジェンシャル(メリディオナ ル)方向の収差を示している。

 以上の表1、表2から分かるように、撮像 ンズ1aでは、第1レンズ11aにおいて被写体側 面に球面レンズを用いており、かつそれ以 の非球面形状においても低次の非球面係数 よって非球面を形成している。これによっ 、偏芯ずれおよび傾きの許容量を大きくす ことが可能となり、撮像レンズ1aの性能の劣 化を抑制できる。したがって、組み立てが容 易であり、量産性に優れた撮像レンズ1aを提 できる。

 また、図7から分かるように、平面板14上 第3レンズ13aを形成することによって、撮像 レンズ1a全体のパワー配置を最適化すること 可能であり、十分に収差補正がなされた撮 レンズ1aを実現できる。

 (実施例2)
 実施例2では、実施形態2において説明した 像レンズ1bにおける数値実施例について説明 する。表3および表4は、図2に示した撮像レン ズ1bの構成に対する具体的なレンズデータを したものである。表3には、撮像レンズ1bに ける基本的なデータ部分を示し、表4には表 3のレンズデータのうち非球面形状に関する ータを示す。

 なお、本実施例において、実施例1と同一 の用語は実施例1と同一の意味で用いている め、本実施例においては、その説明を省略 る。

 表3および表4から分かるように、撮像レ ズ1bでは、第1レンズ11bにおいて被写体側の に球面レンズを用いており、かつそれ以外 非球面形状においても低次の非球面係数に って非球面を形成している。これによって 偏芯ずれおよび傾きの許容量を大きくする とが可能となり、撮像レンズ1bの性能の劣化 を抑制できる。したがって、組み立てが容易 であり、量産性に優れた撮像レンズ1bを提供 きる。

 また、撮像レンズ1bにおける球面収差、 点収差および歪曲収差を図7に示す。図7は、 撮像レンズ1bの球面収差、非点収差および歪 収差を示す収差図である。

 図7から分かるように、平面板14上に第3レ ンズ13bを形成することによって、撮像レンズ 1b全体のパワー配置を最適化することが可能 あり、十分に収差補正がなされた撮像レン 1bを実現できる。

 なお、本実施例においては、実施例1と異 なり、開口絞り10を最も被写体側、すなわち 1レンズ11bよりも被写体側に配設している。 つまり、像面に対して開口絞り10の位置を離 ているので、光軸外の光束の収差低減を最 限に抑えつつ、より一層の広角化を実現す ことが可能である。

 (実施例3)
 実施例3では、実施形態3において説明した 像レンズ1cにおける数値実施例について説明 する。表5および表6は、図3に示した撮像レン ズ1cの構成に対する具体的なレンズデータを したものである。表5には、撮像レンズ1cに ける基本的なデータ部分を示し、表6には表 5のレンズデータのうち非球面形状に関する ータを示す。

 なお、本実施例において、実施例1および 2と同一の用語は実施例1および2と同一の意味 で用いているため、本実施例においては、そ の説明を省略する。

 表5および表6から分かるように、撮像レ ズ1cでは、第1レンズ11cおよび12cにおいて両 の面に比較的低次の非球面レンズを用いて る。これにより、光学系の性能維持を実現 るとともに、低次の非球面であるために、 芯ずれおよび傾きの許容値を大きくとるこ が可能になっている。したがって、性能を 持した状態で組立が容易であり、量産性に れた撮像レンズ1cを提供できる。

 本実施例においては、光学長d=3.0であり かつf=2.5であるため、d/f=1.2となり、上記条 式(1)を満たしている。また、本実施例にお ては、レンズ群16cの焦点距離f1=2.6、第3レン 13cおよび平面板14の合成焦点距離f2=12.3であ ことから、f1/f2=0.21となり、上記条件式(2)を 満たしている。

 また、撮像レンズ1cにおける球面収差、 点収差および歪曲収差を図8に示す。図8は、 撮像レンズ1cの球面収差、非点収差および歪 収差を示す収差図である。

 図8から分かるように、平面板14上に被写 側に凸面を有する球面形状の第3レンズ13cを 形成することによって、特に軸外光線の撮像 素子15への入射角を撮像素子に対して垂直に づけることが可能になっている。

 なお、本実施例においては、実施例2と同 じく、開口絞り10を最も被写体側、すなわち 1レンズ11cよりも被写体側に配設している。 つまり、像面に対して開口絞り10の位置を離 ているので、光軸外の光束の収差低減を最 限に抑えつつ、より一層の広角化を実現す ことが可能である。しかし、開口絞りの位 についてはこの限りではない。

 以上、実施例1~3により本発明の具体的な 施例を示したが、本発明は、先に示した実 例の具体的形状および数値に限定されるも ではなく、所望の光学特性および光学長を るために、各パラメータを適宜変更するこ ができる。

 本発明に係る撮像レンズは、以上のよう 、上記撮像素子の上記被写体側の面に直接 たは間接的に形成された、曲面形状を有す 第2のレンズ群を備えていることを特徴とし ている。

 上記の構成によれば、第1のレンズ群にお いて補正することができない収差などを、上 記被写体側の面に直接または間接的に形成さ れた第2のレンズ群により良好に補正できる すなわち、平面板上または撮像素子上に形 された第2のレンズ群により、光軸外の光束 収差の補正を効果的に行うことができる。

 したがって、第1のレンズ群において高次 の非球面係数を有するレンズを多用すること なく、撮像レンズを構成できるため、レンズ の偏芯ずれおよび傾きによる撮像レンズの性 能劣化を抑制できる。

 また、上記の構成によれば、第2のレンズ 群は、平面板上または撮像素子上に形成され ているため、レンズを保持する鏡筒に新たな 保持機構を設ける必要がなく、レンズ保持機 構を設ける必要があるレンズの枚数を減らす ことができる。したがって、撮像レンズを小 型化および軽量化できる。

 これによって、レンズ保持機構を設ける 要のあるレンズの枚数を減らしつつ、レン の偏芯ずれおよび傾きによる性能の劣化を 制できる効果を奏する。

 発明の詳細な説明の項においてなされた 体的な実施形態または実施例は、あくまで 、本発明の技術内容を明らかにするもので って、そのような具体例にのみ限定して狭 に解釈されるべきものではなく、本発明の 神と次に記載する請求の範囲内で、いろい と変更して実施することができるものであ 。

 本発明に係る撮像レンズは、デジタルス ルカメラなどの撮像機器に好適に用いるこ ができる。また、携帯用途に適した小型の 像機器に対して特に好適に用いることがで る。具体的には、携帯型情報端末または携 電話に搭載されるデジタルカメラを挙げる とができる。