JP4890607B2 - Imaging lens, camera module, and portable information device - Google Patents
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Description
本発明は、被写体側に凸面が形成された第1レンズと、前記第1レンズの像面側に配置された第2レンズとを備えた撮像レンズ、カメラモジュール、及び携帯情報機器に関する。 The present invention relates to an imaging lens, a camera module, and a portable information device including a first lens having a convex surface on the subject side and a second lens disposed on the image plane side of the first lens.
デジタルカメラまたはデジタルビデオユニット等に搭載される撮像モジュールは、近年、撮像素子として固体撮像素子を用いたものが、種々開発されている。ここで、固体撮像素子としては、CCD(Charge Coupled Device:電荷結合素子)およびCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補型金属酸化膜半導体)等で構成されたものが挙げられる。撮像モジュールは、固体撮像素子を用いて構成することにより、小型化および低背化が可能である。 In recent years, various types of imaging modules mounted on digital cameras or digital video units have been developed that use solid-state imaging devices as imaging devices. Here, examples of the solid-state imaging device include those composed of a CCD (Charge Coupled Device) and a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor). The imaging module can be reduced in size and height by being configured using a solid-state imaging device.
特に、情報携帯端末および携帯電話機をはじめとする携帯端末は、近年、急速に普及している。該携帯端末に搭載される撮像モジュールにおいては、高い解像力を有しており、かつ、小型および低背である撮像レンズを備えることが望まれている。 In particular, portable terminals such as portable information terminals and portable telephones are rapidly spreading in recent years. An imaging module mounted on the portable terminal is desired to have an imaging lens that has a high resolving power and is small and low in profile.
高い解像力を有しており、かつ、小型および低背である撮像レンズの一例として、特許文献1には、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズとの2枚のレンズを用いて構成された撮像レンズ(いわゆる、望遠タイプの撮像レンズ)が開示されている。
As an example of an imaging lens having a high resolving power and having a small size and a low profile,
この特許文献1に開示されている撮像レンズでは、撮像レンズ全体の焦点距離に比して、撮像レンズの全長を短くすることができるため、小型化および低背化が可能となる。また、特許文献1に開示されている撮像レンズでは、第1および第2レンズが共同で、コマ収差、非点収差、および、像面湾曲収差等の、各種収差の補正を実施するため、解像力の向上が可能となる。従って、特許文献1に開示されている技術では、小型で、良好な光学特性を有する撮像レンズの実現が可能となる。
In the imaging lens disclosed in
また、高い解像力を有しており、かつ、小型および低背である、撮像レンズの他の例として、特許文献2には、正の屈折力を有する第1レンズと、正または負の屈折力を有する第2レンズとの2枚のレンズを用いて構成された撮像レンズが開示されている。
As another example of an imaging lens having high resolving power and having a small size and low height,
高い解像力を有しており、かつ、小型および低背である撮像レンズのさらに他の例としては、正の屈折力を有する第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズと、の2枚のレンズを用いて構成された撮像レンズが挙げられる(特許文献4〜7および特許文献9〜11参照)。
As still another example of an imaging lens having a high resolving power and having a small size and a low profile, a first lens having a positive refractive power and a second lens having a positive refractive power are two. Examples include an imaging lens configured using a single lens (see
ところで、特許文献3には、高い解像力を維持し、かつ、簡単に製造することができるカメラ用広角レンズが開示されている。
By the way,
特許文献3に開示されているレンズは、正または負の屈折力を有する第1レンズと、正の屈折力を有する第2レンズとの2枚のレンズを用いて構成されている。さらに、特許文献3に開示されているレンズでは、像面を構成するフィルムを湾曲させて、球面収差および像面湾曲収差の改善を図っている。
The lens disclosed in
特許文献1〜11に開示されている各技術では、第1および第2レンズのそれぞれにおける、物体側および像面側の各面を、凹面および/または凸面を含む形状とすることにより、小型および低背の撮像レンズを実現している。
In each technique disclosed in
複数のレンズを用いて構成された撮像レンズは、小型化および低背化に伴い、製造が難しくなってくる。すなわち、小型化および低背化された光学系では、該光学系を構成する各レンズにおける厚みのばらつき、および、偏芯に関して、非常に厳密な製造公差が求められる。ここで、「偏芯」とは、光学系を構成する各レンズの両面間で生じる光軸の位置ずれ、および、一方のレンズに対する他方のレンズの位置ずれ、等をはじめとする、光学系の光軸の、法線方向における変位を伴う各種位置ずれを意味している。 An imaging lens configured by using a plurality of lenses becomes difficult to manufacture with downsizing and low profile. That is, in an optical system that is downsized and reduced in height, very strict manufacturing tolerances are required with respect to thickness variations and decentering in each lens constituting the optical system. Here, “eccentricity” refers to an optical system misalignment that occurs between both surfaces of each lens constituting the optical system, a misalignment of the other lens with respect to one lens, and the like. It means various misalignments accompanied by displacement of the optical axis in the normal direction.
固体撮像素子を用いた撮像モジュールに適用するために、小型化および低背化された撮像レンズでは、該撮像レンズを構成する各レンズにおける厚みのばらつき、および、偏芯等の誤差を、約1.5μm〜2μmの範囲内に抑えることが要求され、この厳しい要求を満足する必要があるため、製造が難しくなる。製造が難しくなると、撮像レンズにおいては、課せられた要求を満足させるために要する製造コストが増大するという問題、および、大きな製造ばらつきが発生しやすくなるため所望の解像力を維持することが困難になるという問題が発生する。 In order to apply to an imaging module using a solid-state imaging device, an imaging lens that has been downsized and reduced in height has a thickness variation of each lens constituting the imaging lens and an error such as eccentricity of about 1 It is required to be controlled within the range of 5 μm to 2 μm, and it is necessary to satisfy this strict requirement, which makes manufacturing difficult. When manufacturing becomes difficult, in the imaging lens, the problem that the manufacturing cost required to satisfy the imposed requirements increases, and large manufacturing variations are likely to occur, so that it becomes difficult to maintain a desired resolving power. The problem occurs.
製造が難しくなることは、特許文献1〜2および4〜11に開示された各撮像レンズにおいても例外でない。従って、特許文献1〜2および4〜11に開示された各撮像レンズにおいては、課せられた厳しい要求を満足させるために要する製造コストが増大するという問題、および、大きな製造ばらつきが発生しやすくなるため所望の解像力を維持することが困難になるという問題が発生する。
It is no exception in the imaging lenses disclosed in
一般的に、撮像レンズは、小型および低背とすればする程に、上記偏芯の量に応じてMTF(Modulation Transfer Function:変調伝達関数)が大きく変化する。従って、撮像レンズは、小型および低背とすればする程に、偏芯が0μmにより近いものを製造することが求められるため、製造の難易度が非常に高くなる。 In general, the smaller the image pickup lens is, the lower the profile, the greater the MTF (Modulation Transfer Function) changes according to the amount of eccentricity. Therefore, as the imaging lens is made smaller and lower in height, it is required to produce a lens having an eccentricity closer to 0 μm, and therefore the manufacturing difficulty becomes very high.
特許文献3に開示されているレンズは、高い解像力を維持し、かつ、簡単に製造することができるが、像面を構成するフィルムを湾曲させる構成であるため、CCDまたはCMOS型イメージセンサを用いた撮像モジュール、すなわち、固体撮像素子を用いた撮像モジュールへの適用が困難であるという問題が発生する。
The lens disclosed in
本発明は、上記の問題に鑑みて為された発明であり、その目的は、固体撮像素子を用いた撮像モジュールに適用可能であり、製造コストを低減させ、かつ、所望の解像力を維持することが簡単である撮像レンズ、カメラモジュール、及び携帯情報機器を提供することにある。 The present invention is an invention made in view of the above-mentioned problems, and its object is applicable to an imaging module using a solid-state imaging device, reducing manufacturing costs and maintaining a desired resolving power. Is to provide an imaging lens, a camera module, and a portable information device.
本発明に係る撮像レンズは、被写体側から像面側に向かって第1レンズと第2レンズとがこの順で配置されており、前記第1レンズは、被写体側に凸面が形成され、かつ像面側に凹面が形成されており、前記第2レンズは、前記被写体側に向けられた被写体側面と前記像面側に向けられた像面側面とを有し、前記被写体側面は、凸形状の被写体側中央部と、前記被写体側中央部の周りに凹形状に形成された被写体側周辺部とを有しており、前記像面側面は、凹形状の像面側中央部と、前記像面側中央部の周りに凸形状に形成された像面側周辺部とを有している撮像レンズであって、d1:前記第1レンズの中心厚み、d12:前記第1レンズと前記第2レンズとの間の間隔、d:光学全長としたときに、0.35<(d1/d)<0.5、0.12<(d12/d)<0.3、なる関係を満足することを特徴としている。 In the imaging lens according to the present invention, the first lens and the second lens are arranged in this order from the subject side to the image plane side, and the first lens has a convex surface formed on the subject side and an image. side and concave is formed on the front Stories second lens, and a image surface side surface directed to the image plane side and the object side surface directed to the object side, the object side surface, A convex object-side central part and a subject-side peripheral part formed in a concave shape around the subject-side central part, and the image surface side surface is a concave image-side central part; An imaging lens having an image plane side peripheral portion formed in a convex shape around the image plane side central portion , d1: center thickness of the first lens, d12: the first lens and the above The distance from the second lens, d: 0.35 <(d1 / d) <0.5, where 0 is the total optical length. .12 <(d12 / d) < 0.3, is characterized by satisfying the following relationship.
この特徴により、第2レンズは、被写体側に向けられた面のうち、中央部分が被写体側に出張っていると共に、その周辺部分が像面側に窪んでいる構成である。この構成によれば、第2レンズの中央部分付近を通過する光線は、被写体側から像面側に向かう方向(一般的には、撮像レンズの光軸に沿う方向)における、より被写体側にて結像可能になると共に、第2レンズの周辺部分付近を通過する光線は、同方向における、より像面側にて結像可能になる。このため、本願発明の撮像レンズは、第2レンズにおける被写体側への出張り度合および像面側への窪み度合に応じて、像面湾曲をはじめとする各種収差を補正することができる。また、この構成によれば、第2レンズは、第1レンズと同じ、正または負の屈折力を有するレンズとして用いられることが可能となり、これにより、第1レンズと第2レンズとの非対称性は、小さくすることができる。この結果、本願発明の撮像レンズでは、偏芯、および、第1および第2レンズのそれぞれにおける厚みのばらつき、等の誤差が発生したときに、この誤差が及ぼす悪影響を低減できるため、許容される該誤差の範囲を、実質的に広げることが可能となる。 Due to this feature, the second lens has a configuration in which the central portion of the surface directed toward the subject is traveling to the subject side, and the peripheral portion is recessed toward the image plane. According to this configuration, the light beam passing near the central portion of the second lens is closer to the subject side in the direction from the subject side to the image plane side (generally, the direction along the optical axis of the imaging lens). An image can be formed, and a light beam passing near the periphery of the second lens can be imaged on the image plane side in the same direction. For this reason, the imaging lens of the present invention can correct various aberrations such as curvature of field according to the degree of protrusion on the subject side and the degree of depression on the image side in the second lens. Further, according to this configuration, the second lens can be used as a lens having the same positive or negative refractive power as the first lens, and thereby the asymmetry between the first lens and the second lens. Can be small. As a result, in the imaging lens of the present invention, when an error such as eccentricity and thickness variation in each of the first and second lenses occurs, an adverse effect caused by this error can be reduced. The range of the error can be substantially widened.
さらに、本撮像レンズは、上記0.35<(d1/d)を満足することにより、第1レンズにおける被写体側および像面側に向けられた各面の形状変化を、緩やかにすることができる。すなわち、これらの各面は、被写体側から像面側に向かう方向における、その出張りまたは窪み度合を小さくすることができる。さらに、同方向における、これらの各面同士の間隔は、広くすることができる。 Furthermore, the present imaging lens can moderately change the shape of each surface of the first lens directed toward the subject side and the image plane side by satisfying the above 0.35 <(d1 / d). . That is, each of these surfaces can reduce the degree of protrusion or depression in the direction from the subject side to the image surface side. Furthermore, the interval between these surfaces in the same direction can be increased.
また、上記0.07<(d12/d)を満たすことにより、第2レンズに入射する像高毎の光束は互いに分離された状態であり、歪曲収差、非点収差の補正をより像側で容易に行える。 Further, when 0.07 <(d12 / d) is satisfied, the light fluxes at the image heights incident on the second lens are separated from each other, and correction of distortion and astigmatism is further performed on the image side. Easy to do.
以上により、上記数式を満足した本願発明の撮像レンズは、偏芯、および、第1および第2レンズのそれぞれにおける厚みのばらつき、等の誤差が発生したときに、この誤差が及ぼす悪影響を低減できるため、許容される該誤差の悪影響を低減できる範囲を、実質的に広げることが可能となる。 As described above, the imaging lens of the present invention that satisfies the above-described mathematical expression can reduce the adverse effects of this error when errors such as eccentricity and thickness variations in the first and second lenses occur. Therefore, it is possible to substantially expand the range in which the adverse effect of the allowable error can be reduced.
以上のことから、本願発明の撮像レンズは、小型化および低背化したときに、偏芯、および、第1および第2レンズのそれぞれにおける厚みのばらつき、等に関して、厳しい要求を課せられることがなくなるため、課せられた要求を満足する撮像レンズの製造が比較的簡単になる。このため、本撮像レンズは、課せられる要求を満足させるために要する製造コストを低減させることが可能となり、かつ、製造ばらつきが発生しにくくなるため所望の解像力を維持することが簡単となる。 From the above, when the imaging lens of the present invention is downsized and reduced in height, severe demands may be imposed on eccentricity and thickness variations in each of the first and second lenses. Therefore, it is relatively easy to manufacture an imaging lens that satisfies the imposed requirements. For this reason, this imaging lens can reduce the manufacturing cost required to satisfy the imposed requirements, and it is easy to maintain a desired resolving power because manufacturing variations are less likely to occur.
d1/dが0.35以下となる場合は、第1レンズの厚みが薄くなるため、大きな屈折力を得るために、第1レンズにおける被写体側に向けられた面の形状変化を大きくする、すなわち、凸面の出張り度合を大きくする必要があるため、好ましくない。従って、本撮像レンズの効果を得るためには、d1/dの値を、上記0.35<(d1/d)を満足する値とする必要がある。 When d1 / d is less than or equal to 0.35, the thickness of the first lens is reduced. Therefore, in order to obtain a large refractive power, a change in the shape of the surface of the first lens directed toward the subject is increased. Since it is necessary to increase the degree of protrusion of the convex surface, it is not preferable. Therefore, in order to obtain the effect of the imaging lens, the value of d1 / d needs to satisfy the above 0.35 <(d1 / d).
d12/dが0.07以下となる場合は、第1レンズと第2レンズの間隔が狭くなる為、第1レンズと第2レンズの補正する収差が混合し、良好な収差補正が困難になる、もしくは、良好に収差補正を行っても、結果として、レンズ間の軸ズレ誤差に対して厳しい値を要求され、製造が難しくなる。 When d12 / d is 0.07 or less, the distance between the first lens and the second lens becomes narrow, so that the aberrations corrected by the first lens and the second lens are mixed, making it difficult to correct aberrations satisfactorily. Alternatively, even if aberration correction is performed satisfactorily, a strict value is required for the axial deviation error between lenses, and manufacturing becomes difficult.
d1/dが0.5以上になると、横収差の補正が困難になるか、もしくは、公差感度に厳しくなる。具体的には、第1レンズの物体側面を通過する光束が集光された状態となり、この面において横収差の補正に対する寄与が小さくなり、十分な収差補正が出来ない。このとき、第1レンズのパワーを弱くすれば、第1レンズの物体側面を通過する光束は集光されずに、この面において横収差の補正を行う事が出来るが、有効像円を確保するために、この面で光線の急激な曲げを必要とし、結果として偏芯等の公差感度が厳しくなる。 When d1 / d is 0.5 or more, it becomes difficult to correct lateral aberrations or the tolerance sensitivity becomes severe. Specifically, the light beam passing through the object side surface of the first lens is condensed, and the contribution to the correction of lateral aberration is reduced on this surface, and sufficient aberration correction cannot be performed. At this time, if the power of the first lens is weakened, the light beam passing through the object side surface of the first lens is not condensed, and lateral aberration can be corrected on this surface, but an effective image circle is secured. For this reason, a rapid bending of the light beam is required on this surface, and as a result, tolerance sensitivity such as eccentricity becomes severe.
d12/dが0.3以上になると、像面湾曲の補正、及び、非点収差の補正が困難になる。つまり、第2レンズの物体側面と像面までの間隔が全長に対して短すぎる為、十分な収差補正を行うことが困難となる。 When d12 / d is 0.3 or more, it becomes difficult to correct curvature of field and astigmatism. That is, since the distance between the object side surface of the second lens and the image surface is too short with respect to the entire length, it is difficult to perform sufficient aberration correction.
また、本発明に係る撮像レンズは、0.12<(d12/d)、なる関係を満足する。 The imaging lens according to the present invention, 0.12 <(d12 / d) , satisfy the relationship.
上記構成により、第1レンズと第2レンズとの間の偏芯に対する製造公差をさらに緩めることができる。 With the above-described configuration, the manufacturing tolerance for the eccentricity between the first lens and the second lens can be further relaxed.
本発明に係る撮像レンズは、前記第1レンズおよび前記第2レンズの材料のアッベ数が40よりも大きいことが好ましい。 In the imaging lens according to the present invention, the Abbe number of the material of the first lens and the second lens is preferably larger than 40.
上記構成により、材料の選択肢が広がり、安価材料を用いる事により、製造コストを低下させることができ、材料の制約に捕らわれない、様々な製造プロセスを適用することが可能となる。 With the above-described configuration, the choice of materials is widened, and by using inexpensive materials, it is possible to reduce manufacturing costs and to apply various manufacturing processes that are not limited by material constraints.
本発明に係る撮像レンズは、Fナンバーが3未満であることが好ましい。 The imaging lens according to the present invention preferably has an F number of less than 3.
Fナンバーを3未満にまで小さくすることにより、本願発明の撮像レンズは、受光光量を増大させることができ、かつ、色収差が良好に補正されるため高い解像力を得ることができる。 By reducing the F-number to less than 3, the imaging lens of the present invention can increase the amount of received light and can obtain high resolution because chromatic aberration is corrected well.
本発明に係る撮像レンズは、ウェハレベルレンズプロセスにより作製されることが好ましい。 The imaging lens according to the present invention is preferably manufactured by a wafer level lens process.
上記構成によれば、本発明に係る撮像レンズは広い許容公差を持つ為、ウエハレベルプロセスに適用することによって安価にレンズモジュールを製造することが可能となる。 According to the above configuration, since the imaging lens according to the present invention has a wide tolerance, it is possible to manufacture a lens module at low cost by applying it to a wafer level process.
本発明に係る撮像レンズは、前記第1レンズの被写体側に開口絞りを設けることが好ましい。 In the imaging lens according to the present invention, it is preferable to provide an aperture stop on the subject side of the first lens.
上記構成により、光量を調整して鮮明な像を提供することができる。 With the above configuration, a clear image can be provided by adjusting the amount of light.
本発明に係るカメラモジュールは、本発明に係る撮像レンズと、前記撮像レンズによって形成される像を表す光を受光する電子撮像素子とを備えることを特徴とする。 The camera module according to the present invention includes an imaging lens according to the present invention, characterized by comprising an electronic imaging device for receiving light representing an image to be thus formed on the imaging lens.
この特徴により、安価で、コンパクトで、高性能なデジタルカメラを実現することが出来る。 This feature makes it possible to realize an inexpensive, compact and high-performance digital camera.
本発明に係るカメラモジュールでは、前記電子撮像素子は、画素サイズ2.5μm以下のCMOS撮像素子またはCCD撮像素子であることが好ましい。 In the camera module according to the present invention, the electronic image pickup device is preferably a CMOS image pickup device or a CCD image pickup device having a pixel size of 2.5 μm or less.
上記構成によれば、画素のピッチが2.5μm以下である固体撮像素子を用いてセンサを構成することにより、高画素の撮像素子の性能を十分活かした撮像モジュールを実現することができる。 According to the above configuration, by configuring the sensor using a solid-state imaging device having a pixel pitch of 2.5 μm or less, it is possible to realize an imaging module that fully utilizes the performance of the high-pixel imaging device.
本発明に係るカメラモジュールでは、前記CMOS撮像素子またはCCD撮像素子の画素数は、30万画素以上であることが好ましい。 In the camera module according to the present invention, the number of pixels of the CMOS image sensor or the CCD image sensor is preferably 300,000 pixels or more.
上記構成によれば、撮像レンズの解像性能に適したセンサを備えることにより、良好な解像性能を有するデジタルカメラモジュールを得る事が出来る。特にVGAクラスのセンサに適している。 According to the above configuration, by providing the sensor suitable for the resolution performance of the imaging lens, a digital camera module having a good resolution performance can be obtained. It is particularly suitable for VGA class sensors.
本発明に係るカメラモジュールでは、前記電子撮像素子とカバーガラスとの間の間隔を0.195mm以上とすることが好ましい。 In the camera module according to the present invention, it is preferable that a distance between the electronic imaging device and the cover glass is 0.195 mm or more.
上記構成によれば、固体撮像素子を用いたモバイル向けデジタルカメラモジュールにおいて広く利用されている、ワイヤーボンディング構造およびレンズオンウエハ構造、両方に適用することが可能となる。カバーガラスとセンサの間隔が0.195mm以下の場合はセンサと基板の電気的接続を行うワイヤーと干渉する為、ワイヤーボンディング方式のモジュール構造に適用することが出来ない。 According to the above configuration, the present invention can be applied to both a wire bonding structure and a lens-on-wafer structure widely used in mobile digital camera modules using a solid-state imaging device. When the distance between the cover glass and the sensor is 0.195 mm or less, it interferes with the wire for electrical connection between the sensor and the substrate, and therefore cannot be applied to a wire bonding type module structure.
本発明に係るカメラモジュールでは、フォーカス調整レス構造を有することが好ましい。 The camera module according to the present invention preferably has a focus adjustment-less structure.
上記構成によれば、本発明のレンズは公差感度に優れる特徴を有する為、光軸方向における、最良像面位置に対する受光素子の位置を調整不要であり、組み立て工程においてフォーカス調整を行わず、フォーカス調整を行う機構を持たないカメラモジュールを提供することができ、製造コストを低減する事が出来る。 According to the above configuration, since the lens of the present invention has a characteristic of excellent tolerance sensitivity, it is not necessary to adjust the position of the light receiving element with respect to the best image plane position in the optical axis direction, and focus adjustment is not performed in the assembly process. A camera module that does not have a mechanism for adjustment can be provided, and manufacturing costs can be reduced.
本発明に係るカメラモジュールでは、前記撮像レンズの第1及び第2レンズは、耐熱材料によって構成されていることが好ましい。 In the camera module according to the present invention, it is preferable that the first and second lenses of the imaging lens are made of a heat resistant material.
上記構成によれば、リフロー実装可能な、実装コストの低いカメラモジュールを提供することが出来る。耐熱材料は公差に有利である為、リフローによる熱履歴によるレンズ組み立て状態の変化に対しても許容量が大きく、負荷のかかるプロセスにも適用出来る。 According to the above configuration, it is possible to provide a camera module that can be reflow mounted and has a low mounting cost. Since heat-resistant materials are advantageous in tolerances, they have a large tolerance for changes in the lens assembly state due to thermal history due to reflow, and can be applied to a process with a load.
本発明に係るカメラモジュールでは、バレルレス構造を有することが好ましい。 The camera module according to the present invention preferably has a barrelless structure.
上記構成によれば、レンズ鏡筒が設けられないので、工程の削減、構成部品の削減による低コスト化を実現することができる。 According to the above configuration, since the lens barrel is not provided, it is possible to realize cost reduction by reducing the number of processes and components.
本発明に係るカメラモジュールでは、ホルダレス構造を有することが好ましい。 The camera module according to the present invention preferably has a holderless structure.
上記構成によれば、筐枠が設けられないので、工程の削減、構成部品の削減による低コスト化を実現することができる。 According to the above configuration, since no casing is provided, it is possible to realize cost reduction by reducing processes and components.
本発明に係る携帯情報機器は、本発明に係る撮像レンズと、前記撮像レンズによって形成される像を表す光を受光する電子撮像素子と、前記電子撮像素子によって撮像された画像を記憶するメモリとを備えたことを特徴とする。 Memory portable information apparatus according to the present invention, for storing the imaging lens according to the present invention, an electronic image pickup element for receiving light representing an image to be thus formed on the imaging lens, an image captured by the electronic image pickup device It is characterized by comprising.
この特徴により、安価で、コンパクトかつ、高性能な撮像機能を備えた携帯情報機器を実現することができる。 With this feature, it is possible to realize a portable information device that is inexpensive, compact, and has a high-performance imaging function.
本発明に係る撮像レンズは、被写体側から像面側に向かって第1レンズと第2レンズとがこの順で配置されており、前記第1レンズは、被写体側に凸面が形成され、かつ像面側に凹面が形成されており、前記第2レンズは、前記被写体側に向けられた被写体側面と前記像面側に向けられた像面側面とを有し、前記被写体側面は、凸形状の被写体側中央部と、前記被写体側中央部の周りに凹形状に形成された被写体側周辺部とを有しており、前記像面側面は、凹形状の像面側中央部と、前記像面側中央部の周りに凸形状に形成された像面側周辺部とを有している撮像レンズであって、d1:前記第1レンズの中心厚み、d12:前記第1レンズと前記第2レンズとの間の間隔、d:光学全長としたときに、0.35<(d1/d)<0.5、0.12<(d12/d)<0.3、なる関係を満足するので、固体撮像素子を用いた撮像モジュールに適用可能であり、製造コストを低減させ、かつ、解像力を維持することができる撮像レンズ、カメラモジュール、及び携帯情報機器を提供することができる。 In the imaging lens according to the present invention, the first lens and the second lens are arranged in this order from the subject side to the image plane side, and the first lens has a convex surface formed on the subject side and an image. A concave surface is formed on the surface side, and the second lens has a subject side surface directed toward the subject side and an image surface side surface directed toward the image surface side, and the subject side surface is convex. A subject-side central portion and a subject-side peripheral portion formed in a concave shape around the subject-side central portion, and the image plane side surface includes a concave image-plane-side central portion and the image plane An imaging lens having an image surface side peripheral portion formed in a convex shape around the side center portion, d1: center thickness of the first lens, d12: the first lens and the second lens spacing between, d: when the optical total length, 0.35 <(d1 / d) <0.5, .12 <(d12 / d) < 0.3, since satisfies the following relationship is applicable to an imaging module using the solid-state imaging device, imaging can reduce the manufacturing cost, and to maintain the resolution A lens, a camera module, and a portable information device can be provided.
本発明の撮像レンズに関する実施形態について、図1〜図24に基づいて説明すれば、以下のとおりである。 Embodiments relating to the imaging lens of the present invention will be described below with reference to FIGS.
(実施の形態1)
(実施の形態1に係る撮像レンズ1の構成)
図1は、実施の形態1に係る撮像レンズ1の構成を示す図である。撮像レンズ1は、レンズ2を備えている。レンズ2は、被写体4側に凸面6が形成されており、像面5側には凹面が形成されており、中心厚みd1を有している。レンズ2の被写体4側には、開口絞り10が設けられている。
(Embodiment 1)
(Configuration of
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an
レンズ2の像面5側には、レンズ3がレンズ2と間隔d12を空けて設けられている。レンズ3は、被写体4側に向けられた面7を有し、この面7は、凸形状の中央部8と、この中央部8の周りに凹形状に形成された周辺部9とを有している。
The
レンズ3と像面5との間には、カバーガラス11が設けられている。カバーガラス11の像面5側には、電子撮像素子12が像面5に接する位置に配置されている。
A
撮像レンズ1は、光学全長をdとしたときに、
0.35<(d1/d)<0.5 …数式(1)、
0.07<(d12/d)<0.3 …数式(2)、
なる関係を満足する。
The
0.35 <(d1 / d) <0.5 Formula (1),
0.07 <(d12 / d) <0.3 Expression (2),
Satisfy the relationship.
撮像レンズ1は、上記0.35<(d1/d)を満足することにより、レンズ2における被写体4側に向けられた凸面6の形状変化、及び像面5側に向けられた凹面の形状変化を、緩やかにすることができる。すなわち、これらの各面は、被写体4側から像面5側に向かう方向における、その出張りまたは窪み度合を小さくすることができる。さらに、同方向における、これらの各面同士の間隔は、広くすることができる。
When the
また、上記0.07<(d12/d)を満たすことにより、レンズ3に入射する像高毎の光束は互いに分離された状態であり、歪曲収差、非点収差の補正をより像面5側で容易に行える。
Further, when 0.07 <(d12 / d) is satisfied, the light fluxes incident on the
d1/dが0.35以下となる場合は、レンズ2の厚みが薄くなるため、大きな屈折力を得るために、レンズ2における被写体4側に向けられた凸面6の形状変化を大きくする、すなわち、凸面6の出張り度合を大きくする必要があるため、好ましくない。従って、撮像レンズ1の効果を得るためには、d1/dの値を、上記0.35<(d1/d)を満足する値とする必要がある。
When d1 / d is 0.35 or less, the thickness of the
d12/dが0.07以下となる場合は、レンズ2とレンズ3との間隔が狭くなる為、レンズ2とレンズ3との補正する収差が混合し、良好な収差補正が困難になる、もしくは、良好に収差補正を行っても、結果として、レンズ2及びレンズ3の間の軸ズレ誤差に対して厳しい値を要求され、製造が難しくなるという問題が生じる。
When d12 / d is 0.07 or less, the distance between the
d1/dが0.5以上になると、横収差の補正が困難になるか、もしくは、公差感度に厳しくなる。具体的には、レンズ2の物体側面を通過する光束が集光された状態となり、この面において横収差の補正に対する寄与が小さくなり、十分な収差補正が出来ない。このとき、レンズ2のパワーを弱くすれば、レンズ2の物体側面を通過する光束は集光されずに、この面において横収差の補正を行う事が出来るが、有効像円を確保するために、この面で光線の急激な曲げを必要とし、結果として偏芯等の公差感度が厳しくなる。
When d1 / d is 0.5 or more, it becomes difficult to correct lateral aberrations or the tolerance sensitivity becomes severe. Specifically, the light beam passing through the object side surface of the
d12/dが0.3以上になると、像面湾曲の補正、及び、非点収差の補正が困難になる。つまり、レンズ3の物体側面と像面までの間隔が全長に対して短すぎる為、十分な収差補正を行うことが困難となる。
When d12 / d is 0.3 or more, it becomes difficult to correct curvature of field and astigmatism. That is, since the distance between the object side surface of the
レンズ2およびレンズ3の材料のアッベ数は、40よりも大きいことが好ましい。材料の選択肢が広がり、安価材料を用いる事により、製造コストを低下させることができ、材料の制約に捕らわれない、様々な製造プロセスを適用することが可能となる。例えば、レンズ2および3の材料は、熱可塑性プラスチック材料によって構成し、日本ゼオン社のE48R(Nd:1.531、νd:56)、330R(Nd:1.509、νd:56)、または480R(Nd:1.525、νd:56)を使用することができる。分散の低い(アッベ数の高い)材料は、撮像レンズにおいて有用であるが、開発が困難である。射出成形に用いられる熱可塑性材料では、上記例のようにアッベ数が56程度の材料が開発されている。本発明の実施の形態では、アッベ数46の材料を適用した設計例を挙げる。
The Abbe number of the material of the
撮像レンズは、Fナンバーが3未満であることが好ましい。Fナンバーを3未満にまで小さくすることにより、撮像レンズ1は、受光光量を増大させることができ、かつ、色収差が良好に補正されるため高い解像力を得ることができる。Fナンバーは、光学系の明るさを示す量の一種である。撮像レンズ1のFナンバーは、撮像レンズ1の等価焦点距離を、撮像レンズ1の入射瞳径で割った値で表される。
The imaging lens preferably has an F number of less than 3. By reducing the F-number to less than 3, the
電子撮像素子12は、画素サイズ2.5μm以下のCMOS撮像素子またはCCD撮像素子によって構成することが好ましい。この構成によれば、画素のピッチが2.5μm以下である固体撮像素子を用いてセンサを構成することにより、高画素の撮像素子の性能を十分活かした撮像モジュールを実現することができる。
The electronic
電子撮像素子12を構成するCMOS撮像素子またはCCD撮像素子の画素数は、30万画素以上であることが好ましい。撮像レンズの解像性能に適したセンサを備えることにより、良好な解像性能を有するデジタルカメラモジュールを得る事が出来る。特にVGAクラスのセンサに適している。
The number of pixels of the CMOS image pickup device or the CCD image pickup device constituting the electronic
電子撮像素子12とカバーガラス11との間の間隔を0.195mm以上とすることが好ましい。
The distance between the
上記構成によれば、固体撮像素子を用いたモバイル向けデジタルカメラモジュールにおいて広く利用されている、ワイヤーボンディング構造およびレンズオンウエハ構造の両方に適用することが可能となる。カバーガラス11と電子撮像素子12との間隔が0.195mm未満の場合はセンサと基板の電気的接続を行うワイヤーと干渉する為、ワイヤーボンディング方式のモジュール構造に適用することが出来ない。
According to the above configuration, the present invention can be applied to both a wire bonding structure and a lens-on-wafer structure widely used in mobile digital camera modules using a solid-state imaging device. When the distance between the
レンズ2及び3は、耐熱材料によって構成されていることが好ましい。これにより、リフロー実装可能な、実装コストの低いカメラモジュールを提供することが出来る。耐熱材料は公差に有利である為、リフローによる熱履歴によるレンズ組み立て状態の変化に対しても許容量が大きく、負荷のかかるプロセスにも適用出来る。
The
(実施の形態1に係る撮像レンズの設計仕様および光学特性)
図2は、撮像レンズ1を構成する各レンズの非球面式、材料、形状等のデータを記載した図である。図2の「要素」の欄における「L1」は、図1に示すレンズ2を示し、「L2」はレンズ3を示す。「CG」はカバーガラスを意味する。
(Design specifications and optical characteristics of imaging lens according to Embodiment 1)
FIG. 2 is a diagram describing data such as the aspherical formula, material, and shape of each lens constituting the
図2の「材料」の欄における「Nd」は、d線(波長587.6nm)に対する、各レンズを構成する各材料の屈折率であり、「νd」はd線に対する各材料のアッベ数である。「中心厚」とは、対応する面中心から像面側に向かって次の面の中心までの光軸に沿う距離である。「有効半径」とは、レンズにおける、光束の範囲を規制可能な円領域の半径である。「非球面係数」とは、非球面を構成する非球面式である図2の非球面式における、係数Ai(iは4以上の偶数)を意味している。 “Nd” in the “Material” column of FIG. 2 is the refractive index of each material constituting each lens with respect to the d-line (wavelength 587.6 nm), and “νd” is the Abbe number of each material with respect to the d-line. is there. The “center thickness” is a distance along the optical axis from the center of the corresponding surface to the center of the next surface toward the image surface side. “Effective radius” is the radius of a circular region in the lens where the range of the luminous flux can be regulated. The “aspheric coefficient” means a coefficient Ai (i is an even number of 4 or more) in the aspheric expression of FIG. 2, which is an aspheric expression constituting the aspheric surface.
図2に示される各レンズの非球面式、材料、形状等によって構成される撮像レンズ1の(d1/d)は、0.39であり、(d12/d)は、0.14である。
The (d1 / d) of the
図3は、撮像レンズ1の仕様及び各種光学特性を記載した図である。MTF(Modulation Transfer Function:変調伝達関数)の計算には、以下の波長に対する重み付けにより算出した。
404.66nm=0.13、
435.84nm=0.49、
486.1327nm=1.57、
546.07nm=3.12、
587.5618nm=3.18、
656.2725nm=1.51
また、物体距離は500mmを適用した。
FIG. 3 is a diagram describing specifications of the
404.66 nm = 0.13,
435.84 nm = 0.49,
486. 1327 nm = 1.57,
546.07 nm = 3.12,
587.5618 nm = 3.18,
656.2725 nm = 1.51
The object distance was 500 mm.
(実施の形態1の撮像レンズの効果)
図4は、撮像レンズ1のMTF・空間周波数特性を示すグラフである。横軸は空間周波数を表しており、縦軸はMTFを表している。実施の形態1に係る撮像レンズ1は、空間周波数に対して高いMTF特性を示している。
(Effect of the imaging lens of Embodiment 1)
FIG. 4 is a graph showing the MTF / spatial frequency characteristics of the
図5は、撮像レンズ1のMTF・デフォーカス特性を示すグラフである。横軸はフォーカスシフト量を表しており、縦軸はMTFを表している。実施の形態1に係る撮像レンズ1によれば、最良像面位置の揃った、デフォーカス特性が得られる。
FIG. 5 is a graph showing the MTF / defocus characteristics of the
図6は、撮像レンズ1の非点収差および歪曲収差を示すグラフである。図6の左側のグラフが、非点収差を示すグラフであり、右側のグラフが歪曲収差を示すグラフである。横軸は像面5の変位を示しており、縦軸は、それぞれ、非点収差および歪曲収差の大きさを示している。本実施の形態に係る撮像レンズ1によれば、図6に示すように、非点収差および歪曲収差を良好に補正することができる。
FIG. 6 is a graph showing astigmatism and distortion of the
図7は、撮像レンズ1の球面収差を示すグラフである。横軸は像面5の変位を示しており、縦軸は球面収差の大きさを示している。本実施の形態に係る撮像レンズ1によれば、図7に示すように、球面収差を良好に補正することができる。
FIG. 7 is a graph showing the spherical aberration of the
図8は、撮像レンズ1に設けられたレンズ2の面間軸ズレに対するMTF変化を示すグラフである。横軸は誤差量(軸ズレ量)を示しており、縦軸はMTFを示している。実線のグラフはサジタルにおけるMTF変化を示しており、破線のグラフはタンジェンシャルにおけるMTF変化を示している。
FIG. 8 is a graph showing the MTF change with respect to the axial displacement of the
図9は、撮像レンズ1に設けられたレンズ2とレンズ3との間の軸ズレに対するMTF変化を示すグラフである。横軸は誤差量(軸ズレ量)を示しており、縦軸はMTFを示している。図8と同様に、実線のグラフはサジタルにおけるMTF変化を示しており、破線のグラフはタンジェンシャルにおけるMTF変化を示している。
FIG. 9 is a graph showing the MTF change with respect to the axial deviation between the
(実施の形態1の撮像レンズを用いたフォーカス調整レス構造カメラモジュール)
図10は、撮像レンズ1を用いたフォーカス調整レス構造カメラモジュール15のワイヤーボンディングタイプの構成を示す断面図である。ワイヤーボンディングタイプのカメラモジュール15は、撮像レンズ1を備えている。撮像レンズ1には、レンズ2及び3が設けられている。カメラモジュール15は、基板13を備えている。基板13の上には、電子撮像素子12が設けられている。電子撮像素子12と基板13とは、ワイヤーボンディングにより接続されている。レンズ3と電子撮像素子12との間には、カバーガラス11が設けられている。レンズ2及び3、カバーガラス11、及び電子撮像素子12を覆うように筐枠14が基板13の上に設けられている。このように構成されたカメラモジュール15は、バレル(レンズ鏡筒)レス構造となっている。
(Focus adjustment-less structure camera module using the imaging lens of Embodiment 1)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a wire bonding type configuration of the focus adjustment-less
図11(a)〜(d)は、フォーカス調整レス構造カメラモジュール15のワイヤーボンディングタイプを製造するウェハレベルレンズプロセスを説明するための断面図である。まず、図11(a)に示すように、アレイ状金型2kによりレンズアレイ2aを成型する。そして、レンズアレイ3aを他のアレイ状金型により成型する。次に、図11(b)に示すように、レンズアレイ2aとレンズアレイ3aとを貼りあわせる。その後、レンズアレイ2a及び3aを切断して、図11(c)に示すように、レンズ2にレンズ3が貼りあわせられたレンズユニットを形成する。そして、図11(d)に示すように、このレンズユニット及びカバーガラス11を筐枠(ホルダ)14に組み込み、電子撮像素子12を設けた基板13に筐枠14を搭載して、カメラモジュール15を完成する。
11A to 11D are cross-sectional views for explaining a wafer level lens process for manufacturing the wire bonding type of the focus adjustment-less
図12は、撮像レンズ1を用いたフォーカス調整レス構造カメラモジュール16のガラスオンウェハタイプの構成を示す断面図である。ガラスオンウェハタイプのカメラモジュール16は、撮像レンズ1を備えている。撮像レンズ1には、レンズ2及び3、ならびに開口絞り10が設けられている。カメラモジュール16は、ガラス基板17を備えている。ガラス基板17を覆って電子撮像素子12が形成されている。電子撮像素子12とレンズ3との間にカバーガラス11が設けられている。このように構成されたカメラモジュール16は、ホルダ(筐枠)レス構造となっている。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a glass-on-wafer type configuration of the focus adjustment-less
図13(a)及び(b)は、フォーカス調整レス構造カメラモジュール16のガラスオンウェハタイプを製造するウェハレベルレンズプロセスを説明するための断面図である。まず、図11(a)を参照して前述したように、アレイ状金型によりレンズアレイ2a・3aを成型する。そして、図13(a)に示すように、レンズアレイ2a・3aを貼り合わせ、レンズアレイ2aの上に開口絞りアレイ10aを貼り付ける。そして、レンズアレイ3aの下にカバーガラスアレイ11aを貼り付ける。次に、カバーガラスアレイ11aの下に、ガラス基板アレイ17a及び電子撮像素子アレイ12aを貼り付ける。その後、図13(b)に示すように、開口絞りアレイ10a、レンズアレイ2a・3a、カバーガラスアレイ11a、電子撮像素子アレイ12a、及びガラス基板アレイ17aを切断して、カメラモジュール16を完成する。
FIGS. 13A and 13B are cross-sectional views for explaining a wafer level lens process for manufacturing a glass-on-wafer type of the focus adjustment-less
図14(a)〜(c)は、フォーカス調整レス構造カメラモジュールのワイヤーボンディングタイプを製造する従来の射出成型プロセスを説明するための断面図である。まず、図14(a)に示すように、金型92kによってレンズ2を成型し、図14(b)に示すように、成型したレンズ2を金型92kから取り出し、レンズ2を切り出す。そして、レンズ3も、レンズ2と同様にして作成する。次に、図14(c)に示すように、レンズ2にレンズ3を貼り合わせてレンズユニットを形成し、このレンズユニット及びカバーガラス11を筐枠(ホルダ)14に組み込み、電子撮像素子12を設けた基板13に筐枠14を搭載して、カメラモジュール15を完成する。
14A to 14C are cross-sectional views for explaining a conventional injection molding process for manufacturing a wire bonding type of a focus adjustment-less structure camera module. First, as shown in FIG. 14A, the
図11及び図13に示すウェハレベルレンズプロセスは、撮像モジュールの製造時間およびその他の総合的知見において、図14に示す射出成型プロセスよりも有利とされて注目されている。ウェハレベルレンズプロセスを実施するにあたっては、熱に起因して、レンズアレイ2a・3aに塑性変形が発生してしまうことを抑制する必要がある。この必要性から、レンズ2・3は、熱が加えられても変形しにくい、耐熱性に非常に優れた熱硬化性樹脂材料または紫外線硬化性樹脂材料によって構成することが好ましい。
The wafer level lens process shown in FIG. 11 and FIG. 13 attracts attention because it is more advantageous than the injection molding process shown in FIG. 14 in the manufacturing time of the imaging module and other comprehensive findings. In carrying out the wafer level lens process, it is necessary to suppress the occurrence of plastic deformation in the
(実施の形態2)
(実施の形態2に係る撮像レンズの設計仕様および光学特性)
図15は、実施の形態2に係る撮像レンズを構成する各レンズの非球面式、材料、形状等のデータを記載した図である。実施の形態2に係る撮像レンズの基本的な構成は、図1に示した撮像レンズ1の構成と同様である。
(Embodiment 2)
(Design specifications and optical characteristics of imaging lens according to Embodiment 2)
FIG. 15 is a diagram describing data such as an aspherical expression, material, and shape of each lens constituting the imaging lens according to
実施の形態1で前述した図2と同様に、「要素」の欄における「L1」は、図1に示すレンズ2を示し、「L2」はレンズ3を示す。「CG」はカバーガラスを意味する。「材料」の欄における「Nd」は、d線(波長587.6nm)に対する、各レンズを構成する各材料の屈折率であり、「νd」はd線に対する各材料のアッベ数である。「中心厚」とは、対応する面中心から像面側に向かって次の面の中心までの光軸に沿う距離である。「有効半径」とは、レンズにおける、光束の範囲を規制可能な円領域の半径である。「非球面係数」とは、非球面を構成する非球面式である図2の非球面式における、係数Ai(iは4以上の偶数)を意味している。
As in FIG. 2 described in the first embodiment, “L1” in the “element” column indicates the
図15に示される各レンズの非球面式、材料、形状等によって構成される撮像レンズ1の(d1/d)は、0.40であり、(d12/d)は、0.08である。
The (d1 / d) of the
図16は、実施の形態2に係る撮像レンズの仕様及び各種光学特性を記載した図である。実施の形態1で前述した図3と同様に、MTF(変調伝達関数)の計算には、以下の波長に対する重み付けにより算出した。
404.66nm=0.13、
435.84nm=0.49、
486.1327nm=1.57、
546.07nm=3.12、
587.5618nm=3.18、
656.2725nm=1.51
また、物体距離は500mmを適用した。
FIG. 16 is a diagram describing specifications and various optical characteristics of the imaging lens according to the second embodiment. Similar to FIG. 3 described in the first embodiment, the MTF (modulation transfer function) is calculated by weighting the following wavelengths.
404.66 nm = 0.13,
435.84 nm = 0.49,
486. 1327 nm = 1.57,
546.07 nm = 3.12,
587.5618 nm = 3.18,
656.2725 nm = 1.51
The object distance was 500 mm.
図17は、実施の形態2に係る撮像レンズのレイアウトを示す図であり、レンズ2、レンズ3、及びカバーガラス11を通って像面5に結像する光の進路が示されている。実施の形態2に係る撮像レンズも、図1に示す実施の形態1の撮像レンズと同様に、被写体側に凸面が形成されたレンズ2と、レンズ2の像面5側に配置されたレンズ3とを備え、レンズ3は、被写体側に向けられた面を有し、この面は、凸形状の中央部と、この中央部の周りに凹形状に形成された周辺部とを有している。
FIG. 17 is a diagram showing a layout of the imaging lens according to the second embodiment, and shows a path of light that forms an image on the
(実施の形態2の撮像レンズの効果)
図18は、実施の形態2に係る撮像レンズのMTF・空間周波数特性を示すグラフである。横軸は空間周波数を表しており、縦軸はMTFを表している。実施の形態2に係る撮像レンズは、空間周波数に対して高いMTF特性を示している。
(Effect of the imaging lens of Embodiment 2)
FIG. 18 is a graph showing the MTF / spatial frequency characteristics of the imaging lens according to the second embodiment. The horizontal axis represents spatial frequency, and the vertical axis represents MTF. The imaging lens according to
図19は、実施の形態2に係る撮像レンズのMTF・デフォーカス特性を示すグラフである。横軸はフォーカスシフト量を表しており、縦軸はMTFを表している。実施の形態2に係る撮像レンズによれば、最良像面位置の揃った、デフォーカス特性が得られる。
FIG. 19 is a graph showing the MTF / defocus characteristics of the imaging lens according to the second embodiment. The horizontal axis represents the focus shift amount, and the vertical axis represents the MTF. With the imaging lens according to
(実施の形態3)
(実施の形態3に係る撮像レンズの設計仕様および光学特性)
図20は、実施の形態3に係る撮像レンズを構成する各レンズの非球面式、材料、形状等のデータを記載した図である。実施の形態3に係る撮像レンズの基本的な構成は、図1に示した撮像レンズ1の構成と同様である。
(Embodiment 3)
(Design specifications and optical characteristics of imaging lens according to Embodiment 3)
FIG. 20 is a diagram describing data such as an aspherical expression, a material, and a shape of each lens constituting the imaging lens according to
実施の形態1で前述した図2と同様に、「要素」の欄における「L1」は、図1に示すレンズ2を示し、「L2」はレンズ3を示す。「CG」はカバーガラスを意味する。「材料」の欄における「Nd」は、d線(波長587.6nm)に対する、各レンズを構成する各材料の屈折率であり、「νd」はd線に対する各材料のアッベ数である。「中心厚」とは、対応する面中心から像面側に向かって次の面の中心までの光軸に沿う距離である。「有効半径」とは、レンズにおける、光束の範囲を規制可能な円領域の半径である。「非球面係数」とは、非球面を構成する非球面式である図2の非球面式における、係数Ai(iは4以上の偶数)を意味している。
As in FIG. 2 described in the first embodiment, “L1” in the “element” column indicates the
図20に示される各レンズの非球面式、材料、形状等によって構成される撮像レンズ1の(d1/d)は、0.40であり、(d12/d)は、0.08である。
The (d1 / d) of the
図21は、実施の形態3に係る撮像レンズを構成する各レンズの仕様及び各種光学特性を記載した図である。実施の形態1で前述した図3と同様に、MTF(変調伝達関数)の計算には、以下の波長に対する重み付けにより算出した。
404.66nm=0.13、
435.84nm=0.49、
486.1327nm=1.57、
546.07nm=3.12、
587.5618nm=3.18、
656.2725nm=1.51
また、物体距離は500mmを適用した。
FIG. 21 is a diagram describing specifications and various optical characteristics of each lens constituting the imaging lens according to
404.66 nm = 0.13,
435.84 nm = 0.49,
486. 1327 nm = 1.57,
546.07 nm = 3.12,
587.5618 nm = 3.18,
656.2725 nm = 1.51
The object distance was 500 mm.
図22は、実施の形態3に係る撮像レンズのレイアウトを模式的に示す図である。レンズ2、レンズ3、及びカバーガラス11を通って像面5に結像する光の進路が示されている。実施の形態3に係る撮像レンズも、図1に示す実施の形態1の撮像レンズと同様に、被写体側に凸面が形成されたレンズ2と、レンズ2の像面5側に配置されたレンズ3とを備え、レンズ3は、被写体側に向けられた面を有し、この面は、凸形状の中央部と、この中央部の周りに凹形状に形成された周辺部とを有している。
FIG. 22 is a diagram schematically illustrating a layout of the imaging lens according to the third embodiment. The path of light that forms an image on the
(実施の形態3の撮像レンズの効果)
図23は、実施の形態3に係る撮像レンズのMTF・空間周波数特性を示すグラフである。横軸は空間周波数を表しており、縦軸はMTFを表している。実施の形態3に係る撮像レンズは、空間周波数に対して高いMTF特性を示している。
(Effect of the imaging lens of Embodiment 3)
FIG. 23 is a graph showing MTF / spatial frequency characteristics of the imaging lens according to
図24は、実施の形態3に係る撮像レンズのMTF・デフォーカス特性を示すグラフである。横軸はフォーカスシフト量を表しており、縦軸はMTFを表している。実施の形態3に係る撮像レンズによれば、最良像面位置の揃った、デフォーカス特性が得られる。
FIG. 24 is a graph showing the MTF / defocus characteristics of the imaging lens according to the third embodiment. The horizontal axis represents the focus shift amount, and the vertical axis represents the MTF. With the imaging lens according to
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and embodiments obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、被写体側に凸面が形成された第1レンズと、前記第1レンズの像面側に配置された第2レンズとを備えた撮像レンズ、カメラモジュール、及び携帯情報機器に適用することができ、特に、携帯端末に搭載された固体撮像素子を用いたデジタルカメラへの搭載を目的とした撮像レンズに適用することができる。 The present invention is applied to an imaging lens, a camera module, and a portable information device including a first lens having a convex surface on the subject side and a second lens disposed on the image plane side of the first lens. In particular, the present invention can be applied to an imaging lens intended to be mounted on a digital camera using a solid-state imaging device mounted on a portable terminal.
1 撮像レンズ
2 レンズ(第1レンズ)
3 レンズ(第2レンズ)
4 被写体
5 像面
6 凸面
7 面
8 中央部
9 周辺部
10 開口絞り
11 カバーガラス
12 電子撮像素子
13 基板
14 筐枠
d1 中心厚み
d12 間隔
d 光学全長
2k アレイ状金型
2a、3a レンズアレイ
10a 開口絞りアレイ
11a カバーガラスアレイ
12a 電子撮像素子アレイ
13a 基板アレイ
92k 金型
1
3 Lens (second lens)
4
Claims (14)
前記第1レンズは、被写体側に凸面が形成され、かつ像面側に凹面が形成されており、
前記第2レンズは、前記被写体側に向けられた被写体側面と前記像面側に向けられた像面側面とを有し、前記被写体側面は、凸形状の被写体側中央部と、前記被写体側中央部の周りに凹形状に形成された被写体側周辺部とを有しており、前記像面側面は、凹形状の像面側中央部と、前記像面側中央部の周りに凸形状に形成された像面側周辺部とを有している撮像レンズであって、
d1 :前記第1レンズの中心厚み、
d12:前記第1レンズと前記第2レンズとの間の間隔、
d :光学全長
としたときに、
0.35<(d1/d)<0.5、
0.12<(d12/d)<0.3、
なる関係を満足することを特徴とする撮像レンズ。 The first lens and the second lens are arranged in this order from the subject side to the image plane side,
The first lens has a convex surface on the subject side and a concave surface on the image surface side ,
Before Stories second lens, and a image surface side surface directed to the image plane side and the object side surface directed to the object side, the object side surface, and the subject side central portion of the convex shape, the A subject-side peripheral portion formed in a concave shape around the subject-side central portion, and the image side surface protrudes around the concave image-side central portion and the image-side central portion. An imaging lens having an image plane side periphery formed in a shape ,
d1: center thickness of the first lens,
d12: an interval between the first lens and the second lens,
d: When the optical total length is assumed,
0.35 <(d1 / d) <0.5,
0.12 <(d12 / d) <0.3,
An imaging lens characterized by satisfying the following relationship:
前記撮像レンズによって形成される像を表す光を受光する電子撮像素子とを備えることを特徴とするカメラモジュール。 An imaging lens according to claim 1,
Camera module characterized by comprising an electronic imaging device for receiving light representing an image to be thus formed on the imaging lens.
前記撮像レンズによって形成される像を表す光を受光する電子撮像素子と、
前記電子撮像素子によって撮像された画像を記憶するメモリとを備えたことを特徴とする携帯情報機器。 An imaging lens according to claim 1,
An electronic image pickup element for receiving light representing an image to be thus formed on the imaging lens,
A portable information device comprising a memory for storing an image picked up by the electronic image pickup device.
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