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JP2005227755A - Small imaging lens - Google Patents

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JP2005227755A
JP2005227755A JP2005001297A JP2005001297A JP2005227755A JP 2005227755 A JP2005227755 A JP 2005227755A JP 2005001297 A JP2005001297 A JP 2005001297A JP 2005001297 A JP2005001297 A JP 2005001297A JP 2005227755 A JP2005227755 A JP 2005227755A
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JP
Japan
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lens
conditional expression
imaging
aberration
exceeded
Prior art date
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Pending
Application number
JP2005001297A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiichi Kosuda
桂一 小須田
Yasunori Arai
保則 新井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Miyota KK
Original Assignee
Miyota KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Miyota KK filed Critical Miyota KK
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small imaging lens used in imaging equipment for a portable phone, a personal digital assistant and an electronic still camera or the like, which gives priority to the miniaturization of configuration firstly, which has excellent imaging performance and distortion aberration characteristic, sufficient peripheral light quantity and appropriate back focus, and which realizes the miniaturization while securing the position of an exit pupil as long as possible. <P>SOLUTION: The small imaging lens is constituted of an aperture diaphragm and a 1st positive lens succeeding it, a 2nd negative lens and a 3rd positive or negative lens in order from an object side, and the respective lenses have at least one or more aspherical surfaces. The imaging lens satisfies following conditional expressions. (1) 0.9<f/f1<1.3, (2) 1.0<TL/f<1.6, (3) 0.25<fB/f<0.65 and(4) 45<ν1, provided that f: the focal distance of an entire lens system, f1: the focal distance of the 1st lens, TL: length from the first surface of the lens to an imaging surface (parallel plane part is converted to air length) fB: length from the final surface of the lens to the imaging surface (parallel plane part is converted to air length), and ν1: the Abbe number of the material of the 1st lens. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、特に、携帯電話、携帯端末、電子スチルカメラ等の撮像機器に用いられる小型結像レンズに関し、詳しくは、その構成が小型であることを第一に優先する小型結像レンズに関するものである。   In particular, the present invention relates to a compact imaging lens used in an imaging device such as a mobile phone, a portable terminal, and an electronic still camera, and more particularly to a compact imaging lens in which the first priority is to be small in its configuration. It is.

近年普及の著しい携帯電話、携帯端末、電子スチルカメラ等に用いられる撮像機器は、情報通信インフラの整備・拡充、各種電子デバイスの高性能化・小型化に伴い、その利用範囲が急速に拡大し、また多様化してきている。   Imaging devices used in mobile phones, mobile terminals, electronic still cameras, etc., which have become very popular in recent years, have rapidly expanded their use range as information communication infrastructure has been improved and expanded, and various electronic devices have become more sophisticated and smaller. It is also diversifying.

特に携帯電話やPDAと呼ばれる携帯型端末への爆発的な普及には目覚ましいものがある。特に、これらの携帯電話や携帯端末に撮像機能を付加した製品群においては、情報通信インフラの整備・拡充が進んだ結果、画像デ−タをストレスなく送受信できる環境が実現し、実用品としての立場を獲得した事は、携帯電話や携帯端末等の普及に大きく寄与している。   In particular, there is a remarkable explosive spread to portable terminals called mobile phones and PDAs. In particular, in the product group that adds an imaging function to these mobile phones and mobile terminals, the development and expansion of the information and communication infrastructure has led to the realization of an environment where image data can be transmitted and received without stress. Acquiring the position greatly contributes to the spread of mobile phones and mobile terminals.

携帯電話やPDA等においては、小型であることが特徴のひとつである。そのため、それらに搭載する撮像機器も必然的に小型であることが要求されている。   One of the features of mobile phones, PDAs, etc. is that they are small. For this reason, the imaging devices mounted on them are inevitably required to be small.

つまり、撮像機器に用いられるCCDやCMOSセンサ等の撮像素子に、像を結像させる光学レンズにも、まず小型であることが要求されることになる。その上で、良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ち、また射出瞳位置ができるだけ長いことも要求される。   In other words, an optical lens that forms an image on an imaging element such as a CCD or CMOS sensor used in an imaging device is first required to be small. In addition, it is required to have good imaging performance and distortion characteristics, a sufficient amount of peripheral light, an appropriate back focus, and an exit pupil position as long as possible.

結像性能が優れ、小型で、テレビ電話や監視カメラに好適な3枚レンズ構成の撮像レンズが公開されている。(例えば特許文献1参照)   An imaging lens having an excellent imaging performance, a small size, and a three-lens configuration suitable for a videophone or a surveillance camera has been disclosed. (For example, see Patent Document 1)

特開平09−288234号公報JP 09-288234 A

ところが、近来の携帯電話やPDA、電子スチルカメラの小型化、薄型化のスピ−ドは極めて速く、撮像機器にも同様な小型化が要求されている。   However, the speed of downsizing and thinning of recent mobile phones, PDAs, and electronic still cameras is extremely fast, and the same downsizing is required for imaging devices.

また、CCDやCMOSセンサ等では、画素数が高解像度化など画質の向上に直結するため、継続的に増加し続けている。詳細は省略するが、半導体プロセスで製作される前述のセンサにおいては、画素数の増大は、シリコンウェハ上でのセンサの取り個数で決まり、画素ピッチはシリコンウェハ上の配線ル−ルで決まるため、両者は同期しない。   Further, in CCD and CMOS sensors, the number of pixels is directly increased because it directly leads to an improvement in image quality such as an increase in resolution. Although details are omitted, in the aforementioned sensor manufactured by a semiconductor process, the increase in the number of pixels is determined by the number of sensors on the silicon wafer, and the pixel pitch is determined by the wiring rule on the silicon wafer. The two are not synchronized.

そのため、ピッチと画素数の乗に比例する前記センサの物理的な面積は、画素の増大によって一時的に大きくなる場合が多い。CCDやCMOSセンサそのもののサイズが大きくなることは、小型化・薄型化への障害となるが、センサの撮像エリアのサイズが大型化することによる幾何光学的な影響のほうが深刻な問題である。   Therefore, the physical area of the sensor, which is proportional to the product of the pitch and the number of pixels, often increases temporarily due to the increase in the number of pixels. Increasing the size of the CCD or CMOS sensor itself is an obstacle to downsizing and thinning, but the geometrical optical effect due to the increase in the size of the imaging area of the sensor is a more serious problem.

なぜならば、それらの撮像機器の光学系においては、結像サイズが大きくなると、その結像面での収差補正のためや明るさの確保のために、レンズの口径や、光学軸方向の寸法を大きくする必要が生じ、結像レンズ系を小型化することが難しくなってくるからである。   This is because, in the optical system of these imaging devices, when the imaging size increases, the lens aperture and the dimension in the optical axis direction are set to correct aberrations on the imaging surface and to ensure brightness. This is because it becomes necessary to increase the size and it becomes difficult to reduce the size of the imaging lens system.

また、CCDやCMOSセンサ等に見られる色味の偏りやモアレ干渉の発生を低減するために、赤外領域カットフィルタや、ロ−パスフィルタを配置しなければならず、ある程度のバックフォ−カスも確保しなければならず、小型化の実現に厳しい状況となっている。   In addition, in order to reduce the occurrence of color bias and moire interference found in CCDs and CMOS sensors, an infrared region cut filter and a low-pass filter must be arranged, and a certain amount of back focus is required. It must be ensured, and it is difficult to achieve miniaturization.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、特に、携帯電話、携帯端末、電子スチルカメラ等の撮像機器に用いられる小型結像レンズに関し、詳しくは、その構成が小型であることを第一に優先する良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ち、また射出瞳位置をできるだけ長くとりながら、小型であることを実現する小型結像レンズを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such problems, and particularly relates to a small imaging lens used in an imaging device such as a mobile phone, a portable terminal, and an electronic still camera. Good imaging performance and distortion characteristics that give priority to certain things, sufficient peripheral light intensity, moderate back focus, and a compact connection that realizes compactness while keeping the exit pupil position as long as possible. An object of the present invention is to provide an image lens.

本発明の小型結像レンズは、物体側より順に、開口絞りとそれに続く正の第1レンズ、負の第2レンズ、正または負の第3レンズよりなり、各レンズは少なくとも1面以上の非球面を有し、以下の条件式を満たす小型結像レンズとする。
(1)0.9<f/f1<1.3
(2)1.0<TL/f<1.6
(3)0.25<fB/f<0.65
(4)45<ν1
ただし
f :全レンズ系の焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
TL:レンズ第1面から結像面までの長さ(平行平面部分は空気長換算)
fB:レンズ最終面から結像面までの長さ(平行平面部分は空気長換算)
ν1:第1レンズ材料のアッベ数
The small image-forming lens of the present invention includes, in order from the object side, an aperture stop, followed by a positive first lens, a negative second lens, and a positive or negative third lens. A compact imaging lens having a spherical surface and satisfying the following conditional expression.
(1) 0.9 <f / f1 <1.3
(2) 1.0 <TL / f <1.6
(3) 0.25 <fB / f <0.65
(4) 45 <ν1
Where f: focal length of all lens systems f1: focal length of the first lens TL: length from the first lens surface to the image plane (parallel plane portion is converted to air length)
fB: Length from the last lens surface to the image plane (parallel plane portion is converted to air length)
ν1: Abbe number of the first lens material

まず開口絞りを物体側におくことにより、射出瞳位置をできるだけ結像面に対して大きくとることが必要となる。次に条件式(1)のように第1レンズに大きな正のパワ−を持たせることにより、結像作用の中心とするものである。条件式(1)で上限を超えると第1レンズのパワ−が過大となり、諸収差が大きく発生し良好な性能が得られない。条件式(1)で下限を超えると収差補正には有利だが、レンズ全長が大きくなり、小型化が困難になる。   First, by setting the aperture stop on the object side, it is necessary to make the exit pupil position as large as possible with respect to the imaging plane. Next, as shown in the conditional expression (1), the first lens is given a large positive power so as to be the center of the imaging action. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the power of the first lens will be excessive, and various aberrations will occur and good performance will not be obtained. If the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, it is advantageous for aberration correction, but the total lens length becomes large and it is difficult to reduce the size.

さらに小型化の条件は条件式(2)のようになる。条件式(2)で上限を超えると小型化は達成できず、下限を超えると小型化は可能であるが、各レンズのパワ−が過大となり良好な性能は維持できない。   Further, the condition for miniaturization is as shown in conditional expression (2). If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, miniaturization cannot be achieved, and if the lower limit is exceeded, miniaturization is possible, but the power of each lens becomes excessive and good performance cannot be maintained.

また条件式(3)は適度なバックフォ−カスを得ることであり、下限を超えると空間スペ−スが小さすぎ、フィルタ−などの配置が難しく、上限を超えるとスペ−スは取れるが第2または第3レンズの負のパワ−が過大となり性能が劣化するとともに、射出瞳条件も不利になる。   Conditional expression (3) is to obtain an appropriate back focus. If the lower limit is exceeded, the space space is too small, and it is difficult to place a filter or the like. Alternatively, the negative power of the third lens becomes excessive and the performance deteriorates, and the exit pupil condition becomes disadvantageous.

条件式(4)は色収差補正の条件である。第1レンズは強い正のパワ−を持つので、色収差を補正するにはアッベ数の大きな低分散材料で構成する必要があり、下限を超えると色収差が増大する。   Conditional expression (4) is a condition for correcting chromatic aberration. Since the first lens has a strong positive power, it must be made of a low dispersion material having a large Abbe number in order to correct chromatic aberration. If the lower limit is exceeded, chromatic aberration increases.

また、前述した条件式(1)から(4)の条件を満たす小型結像レンズにおいて、第2レンズが、さらに、以下の条件を満たす小型結像レンズとする。
(5)−0.7<f/f2<−0.3
(6)−4.0<f/R4<−0.5
ただし
f2:第2レンズの焦点距離
R4:第2レンズの像側面の近軸曲率半径
In the small imaging lens that satisfies the above-described conditional expressions (1) to (4), the second lens is further a small imaging lens that satisfies the following conditions.
(5) -0.7 <f / f2 <-0.3
(6) -4.0 <f / R4 <-0.5
Where f2: focal length of the second lens R4: paraxial radius of curvature of the image side surface of the second lens

第2レンズは前記条件式(5)(6)の条件を満たすことが望ましい。第2レンズと第3レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第1レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。   It is desirable that the second lens satisfies the conditions of the conditional expressions (5) and (6). By providing auxiliary power and shape to the second lens and the third lens, various aberrations that cannot be corrected only by the first lens are corrected, thereby achieving both miniaturization and high performance. Is possible.

本発明においては、前記のように、ある程度のバックフォ−カスを確保する必要があるため、全て正レンズで構成することは不適切であり、また射出瞳条件からは負レンズはできるだけ物体側におくことが有利である。したがって本発明では条件式(5)のように第2レンズに負のパワ−を与えることによりこれを達成している。条件式(5)で上限を超えると負のパワ−が過大となり歪曲収差、倍率色収差の悪化を招く。下限を超えると十分なバックフォ−カスが得られなくなる。   In the present invention, as described above, it is necessary to secure a certain amount of back focus. Therefore, it is inappropriate to use a positive lens, and the negative lens should be as close to the object side as possible from the exit pupil condition. It is advantageous. Therefore, in the present invention, this is achieved by giving a negative power to the second lens as in the conditional expression (5). If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, negative power becomes excessive and distortion and lateral chromatic aberration are deteriorated. If the lower limit is exceeded, sufficient back focus cannot be obtained.

条件式(6)はコマ収差補正の条件である。第2レンズに入射する光束に対して、第2レンズの像側面の近軸曲率半径を同心的に配置することにより、コマ収差を少なくしている。条件式(6)で上限を超えると同心性が不足し、コマ収差が大きくなり、下限を超えるとコマ収差は補正過剰になる。   Conditional expression (6) is a condition for coma aberration correction. Coma aberration is reduced by concentrically arranging the paraxial radius of curvature of the image side surface of the second lens with respect to the light beam incident on the second lens. If the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, concentricity will be insufficient and coma will become large, and if it exceeds the lower limit, coma will be overcorrected.

また、前述した条件式(1)から(4)の条件を満たす小型結像レンズにおいて、第3レンズが、さらに、以下の条件を満たす小型結像レンズとする。
(7)−0.3<f/f3<0.6
(8)1.5<f/R5<4.0
ただし
f3:第3レンズの焦点距離
R5:第3レンズの物体側面の近軸曲率半径
In the small imaging lens that satisfies the above-described conditional expressions (1) to (4), the third lens is further a small imaging lens that satisfies the following conditions.
(7) -0.3 <f / f3 <0.6
(8) 1.5 <f / R5 <4.0
Where f3: focal length of the third lens R5: paraxial radius of curvature of the object side surface of the third lens

条件式(7)は第3レンズのパワ−を規定するが、正の第1レンズと負の第2レンズにて残存した諸収差を、パワ−の小さな第3レンズにて最終的に補正し、適正にバランスさせることが可能な範囲を示す。したがって条件式(7)で上限を超えると、第3レンズの正のパワ−が過大となり、バックフォ−カスの減少や倍率色収差の悪化となる。また下限を超えて負のパワ−が大きくなると、射出瞳条件が悪化する。   Conditional expression (7) defines the power of the third lens, but various aberrations remaining in the positive first lens and the negative second lens are finally corrected by the third lens having a small power. The range that can be properly balanced is shown. Therefore, if the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the positive power of the third lens will be excessive, reducing the back focus and deteriorating chromatic aberration of magnification. When the negative power is increased beyond the lower limit, the exit pupil condition is deteriorated.

条件式(8)は、第3レンズの形状のうち特に近軸形状を規定するものである。近軸付近の低像高に対して球面、コマ収差の発生を小さくするとともに、軸外光束に対して射出瞳位置を遠ざける効果がある。条件式(8)で上限を超えると射出瞳条件は有利だが、軸外コマ収差が過大となり、下限を越えると球面収差、コマ収差は有利だが射出瞳条件が劣化する。   Conditional expression (8) defines a paraxial shape among the shapes of the third lens. This has the effect of reducing the occurrence of spherical and coma aberrations for low image heights near the paraxial axis and keeping the exit pupil position away from off-axis light fluxes. If the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the exit pupil condition is advantageous, but the off-axis coma aberration becomes excessive. If the lower limit is exceeded, spherical aberration and coma aberration are advantageous, but the exit pupil condition is deteriorated.

また、前述した条件式(1)から(4)の条件を満たす小型結像レンズにおいて、第2レンズが、さらに、以下の条件(5)と(6)を満たす小型結像レンズであって、
(5)−0.7<f/f2<−0.3
(6)−4.0<f/R4<−0.5
かつ、第3レンズは、さらに以下の条件式(7)と(8)を満たすことを特徴とする小型結像レンズとする。
(7)−0.3<f/f3<0.6
(8)1.5<f/R5<4.0
ただし、
f2:第2レンズの焦点距離
R4:第2レンズの像側面の近軸曲率半径
f3:第3レンズの焦点距離
R5:第3レンズの物体側面の近軸曲率半径
In the small imaging lens that satisfies the above-described conditional expressions (1) to (4), the second lens further satisfies the following conditions (5) and (6):
(5) -0.7 <f / f2 <-0.3
(6) -4.0 <f / R4 <-0.5
In addition, the third lens is a small imaging lens characterized by further satisfying the following conditional expressions (7) and (8).
(7) -0.3 <f / f3 <0.6
(8) 1.5 <f / R5 <4.0
However,
f2: focal length R4 of the second lens: paraxial radius of curvature of the image side surface of the second lens f3: focal length of the third lens R5: paraxial radius of curvature of the object side surface of the third lens

上述の条件式(5)から(8)が規定する意味については、(0017)から(0023)までに記述されている。これらの条件を同時に満足する構成とすることで、さらに高品質な小型結像レンズとすることができる。   The meanings defined by the above conditional expressions (5) to (8) are described in (0017) to (0023). By adopting a configuration that satisfies these conditions at the same time, it is possible to obtain a higher quality compact imaging lens.

また、前述した条件式(1)から(8)を満たす小型結像レンズにおいて、さらに、第2レンズ及び第3レンズの非球面形状は、近軸曲率半径に対して周辺部にいくに従い、形状が少なくともいったんは、曲率半径が大きくなる非球面形状を有する小型結像レンズとする。   Further, in the compact imaging lens satisfying the conditional expressions (1) to (8) described above, the aspherical shapes of the second lens and the third lens further increase in shape toward the periphery with respect to the paraxial radius of curvature. Is a small imaging lens having an aspherical shape with a large radius of curvature at least once.

このように、非球面形状が、近軸曲率半径に対して周辺部にいくに従い、少なくともいったんは、曲率半径が大きくなる形状を有する構成とすることで、特に第2レンズに対しては、レンズ中心部での負のパワ−を周辺部で弱め、スム−ズに周辺光束を通過させることが可能になる。   As described above, the aspherical shape has a configuration in which the radius of curvature increases at least once as it goes to the peripheral portion with respect to the paraxial radius of curvature, particularly for the second lens. The negative power at the center is weakened at the periphery, and the peripheral luminous flux can pass smoothly.

第3レンズに対しても、やはり周辺光束に対してレンズ中心部曲率半径の非同心性を修正し、歪曲収差の改善や射出瞳条件を良好にすることが可能となる。   Also for the third lens, it is possible to correct the non-concentricity of the curvature radius of the center of the lens with respect to the peripheral light beam, thereby improving the distortion aberration and improving the exit pupil condition.

また、前述した条件式(1)から(8)を満たし、さらに、第2レンズ及び第3レンズの非球面形状は、近軸曲率半径に対して周辺部にいくに従い、形状が少なくともいったんは、曲率半径が大きくなる非球面形状を有する小型結像レンズにおいて、それぞれのレンズが、樹脂材料にて構成される小型結像レンズとする。   Further, the above-mentioned conditional expressions (1) to (8) are satisfied, and the aspherical shapes of the second lens and the third lens are at least once as the shape goes to the peripheral part with respect to the paraxial radius of curvature. In a compact imaging lens having an aspherical shape with a large radius of curvature, each lens is a compact imaging lens made of a resin material.

レンズ材料を樹脂材料とすることで、射出成形が可能となり、均一で高品質な小型結像レンズ部品を安く大量生産することができる。   By using a resin material as the lens material, injection molding becomes possible, and a uniform and high-quality compact imaging lens component can be mass-produced inexpensively.

請求項1の発明によると、まず開口絞りを物体側におくことにより、射出瞳位置をできるだけ結像面に対して大きくとることが必要となる。次に条件式(1)のように第1レンズに大きな正のパワ−を持たせることにより、結像作用の中心とするものである。   According to the first aspect of the present invention, it is necessary to set the exit pupil position as large as possible with respect to the imaging plane by first placing the aperture stop on the object side. Next, as shown in the conditional expression (1), the first lens is given a large positive power so as to be the center of the imaging action.

条件式(1)で上限を超えると第1レンズのパワ−が過大となり、諸収差が大きく発生し良好な性能が得られない。条件式(1)で下限を超えると収差補正には有利だが、レンズ全長が大きくなり、小型化が困難になる。 If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the power of the first lens will be excessive, and various aberrations will occur and good performance will not be obtained. If the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, it is advantageous for aberration correction, but the total lens length becomes large and it is difficult to reduce the size.

さらに小型化の条件は条件式(2)のようになる。条件式(2)で上限を超えると小型化は達成できず、下限を超えると小型化は可能であるが、各レンズのパワ−が過大となり良好な性能は維持できない。   Further, the condition for miniaturization is as shown in conditional expression (2). If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, miniaturization cannot be achieved, and if the lower limit is exceeded, miniaturization is possible, but the power of each lens becomes excessive and good performance cannot be maintained.

また条件式(3)は適度なバックフォ−カスを得ることであり、下限を超えると空間スペ−スが小さすぎ、フィルタ−などの配置が難しく、上限を超えるとスペ−スは取れるが第2または第3レンズの負のパワ−が過大となり性能が劣化するとともに、射出瞳条件も不利になる。   Conditional expression (3) is to obtain an appropriate back focus. If the lower limit is exceeded, the space space is too small, and it is difficult to place a filter or the like. Alternatively, the negative power of the third lens becomes excessive and the performance deteriorates, and the exit pupil condition becomes disadvantageous.

条件式(4)は色収差補正の条件である。第1レンズは強い正のパワ−を持つので、色収差を補正するにはアッベ数の大きな低分散材料で構成する必要があり、下限を超えると色収差が増大する。   Conditional expression (4) is a condition for correcting chromatic aberration. Since the first lens has a strong positive power, it must be made of a low dispersion material having a large Abbe number in order to correct chromatic aberration. If the lower limit is exceeded, chromatic aberration increases.

請求項2の発明によると、第2レンズは前記条件式(5)(6)の条件を満たすことが望ましい。第2レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第1レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。   According to the invention of claim 2, it is desirable that the second lens satisfies the conditions of the conditional expressions (5) and (6). By providing auxiliary power and shape to the second lens, various aberrations that cannot be corrected only by the first lens are corrected, thereby making it possible to achieve both miniaturization and high performance. .

条件式(5)は適切なバックフォーカスを得ることであり、第2レンズに負のパワ−を与えることによりこれを達成している。条件式(5)で上限を超えると負のパワ−が過大となり歪曲収差、倍率色収差の悪化を招く。下限を超えると十分なバックフォ−カスが得られなくなる。   Conditional expression (5) is to obtain an appropriate back focus, and this is achieved by giving negative power to the second lens. If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, negative power becomes excessive and distortion and lateral chromatic aberration are deteriorated. If the lower limit is exceeded, sufficient back focus cannot be obtained.

条件式(6)はコマ収差補正の条件である。第2レンズに入射する光束に対して、第2レンズの像側面の近軸曲率半径を同心的に配置することにより、コマ収差を少なくしている。条件式(6)で上限を超えると同心性が不足し、コマ収差が大きくなり、下限を超えるとコマ収差は補正過剰になる。   Conditional expression (6) is a condition for coma aberration correction. Coma aberration is reduced by concentrically arranging the paraxial radius of curvature of the image side surface of the second lens with respect to the light beam incident on the second lens. If the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, concentricity will be insufficient and coma will become large, and if it exceeds the lower limit, coma will be overcorrected.

また、請求項3の発明によると、第3レンズは前記条件式(7)(8)の条件を満たすことが望ましい。第3レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第1レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。   According to the invention of claim 3, it is desirable that the third lens satisfies the conditions of the conditional expressions (7) and (8). By giving auxiliary power and shape to the third lens, various aberrations that cannot be corrected only by the first lens are corrected, thereby making it possible to achieve both miniaturization and high performance. .

条件式(7)は、収差の改善を得るものであり、第3レンズのパワ−を規定し、正の第1レンズと負の第2レンズにて残存した諸収差を、パワ−の小さな第3レンズにて最終的に補正し、適正にバランスさせることが可能な範囲を示す。   Conditional expression (7) is for obtaining an improvement in aberrations, and defines the power of the third lens. Various aberrations remaining in the positive first lens and the negative second lens are converted into the first power with a small power. The range that can be finally corrected and properly balanced by three lenses is shown.

したがって条件式(7)で上限を超えると、第3レンズの正のパワ−が過大となり、バックフォ−カスの減少や倍率色収差の悪化となる。また下限を超えて負のパワ−が大きくなると、射出瞳条件が悪化する。   Therefore, if the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the positive power of the third lens will be excessive, reducing the back focus and deteriorating chromatic aberration of magnification. When the negative power is increased beyond the lower limit, the exit pupil condition is deteriorated.

条件式(8)は、収差の改善と射出瞳を遠くとることを得るものであり、第3レンズの形状のうち特に近軸形状を規定するものである。近軸付近の低像高に対して球面、コマ収差の発生を小さくするとともに、軸外光束に対して射出瞳位置を遠ざける効果がある。   Conditional expression (8) is for obtaining improvement in aberration and taking the exit pupil far, and in particular defines the paraxial shape among the shapes of the third lens. This has the effect of reducing the occurrence of spherical and coma aberrations for low image heights near the paraxial axis and keeping the exit pupil position away from off-axis light fluxes.

条件式(8)で上限を超えると射出瞳条件は有利だが、軸外コマ収差が過大となり、下限を越えると球面収差、コマ収差は有利だが射出瞳条件が劣化する。   If the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the exit pupil condition is advantageous, but the off-axis coma aberration becomes excessive. If the lower limit is exceeded, spherical aberration and coma aberration are advantageous, but the exit pupil condition is deteriorated.

また、請求項4の発明によると、第2レンズは前記条件式(5)(6)の条件を満たし、第3レンズは前記条件式(7)(8)を満たす第2レンズと第3レンズを同時に使用することで発明の総体的な効果が期待できるものである。   According to the invention of claim 4, the second lens satisfies the conditions of the conditional expressions (5) and (6), and the third lens satisfies the conditional expressions (7) and (8). By using these simultaneously, the overall effect of the invention can be expected.

第2レンズと第3レンズにそれぞれ補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第1レンズだけ、あるいは第1レンズと第2レンズの条件の組み合わせ、第1レンズと第3レンズの条件の組み合わせだけ、では補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。   By giving auxiliary power and shape to the second lens and the third lens, respectively, the condition of the first lens and the third lens can be changed. Various aberrations that cannot be corrected only by the combination are corrected, and this makes it possible to achieve both miniaturization and high performance.

請求項5の発明によると、非球面形状が、近軸曲率半径に対して周辺部にいくに従い、少なくともいったんは、曲率半径が大きくなる形状を有する構成とすることで、特に第2レンズに対しては、レンズ中心部での負のパワ−を周辺部で弱め、スム−ズに周辺光束を通過させることが可能になる。   According to the invention of claim 5, the aspherical shape has a configuration in which the radius of curvature increases at least once as it goes to the peripheral portion with respect to the paraxial radius of curvature, particularly for the second lens. As a result, the negative power at the center of the lens is weakened at the periphery, and the peripheral luminous flux can be passed smoothly.

第3レンズに対しても、やはり周辺光束に対してレンズ中心部曲率半径の非同心性を修正し、歪曲収差の改善や射出瞳条件を良好にすることが可能となる。   Also for the third lens, it is possible to correct the non-concentricity of the curvature radius of the center of the lens with respect to the peripheral light beam, thereby improving the distortion aberration and improving the exit pupil condition.

請求項6の発明のように、レンズ材料を樹脂材料とすることで、射出成形が可能となり、均一で高品質な小型結像レンズ部品を安く大量生産することができる。   As in the sixth aspect of the invention, by using a resin material as the lens material, injection molding becomes possible, and a uniform and high-quality compact imaging lens component can be mass-produced at low cost.

以下に本発明における小型結像レンズの最良の実施例を示すが、本発明の要旨から逸脱しない範囲で、これに限定されるものではない。   The best embodiment of the compact imaging lens in the present invention will be shown below, but the present invention is not limited to this without departing from the gist of the present invention.

ここで実施例の説明に使用する記号は、下記の通りである。
F :レンズのFナンバー
f :全レンズ系の焦点距離
f* :各レンズの焦点距離 (*には各レンズに対応する数字がはいる)
R* :レンズ面の曲率半径 (*には各面に対応する数字がはいる)
D :各面の距離(間隔)
nd :各レンズ材料のd線での屈折率
νd :各レンズのアッベ数
ν* :各レンズのアッベ数(*には各レンズに対応する数字がはいる)
TL :レンズ第1面から結像面までの長さ(平行平面部分は空気長換算)
fB :レンズ最終面から結像面までの長さ(平行平面部分は空気長換算)
ω :半画角(単位は度)
Here, symbols used in the description of the embodiments are as follows.
F: F number of lens f: Focal length of all lens systems f *: Focal length of each lens (* is a number corresponding to each lens)
R *: Radius of curvature of lens surface (* has a number corresponding to each surface)
D: Distance (interval) between each surface
nd: Refractive index νd of each lens material at d-line: Abbe number of each lens ν *: Abbe number of each lens (* has a number corresponding to each lens)
TL: Length from the first lens surface to the image plane (parallel plane portion is air length converted)
fB: Length from the last lens surface to the image plane (parallel plane portion is air length converted)
ω: Half angle of view (unit: degrees)

レンズが非球面である場合の数式1は、以下のごとく記述される。   Equation 1 when the lens is aspherical is described as follows.

Figure 2005227755
ただし、k=α+1 とし、
C :非球面頂点の曲率
α :円錐係数
α〜α10 :非球面係数
ρ :光軸からの高さ
Z :レンズ面頂点における接平面から光軸方向への距離
である。
Figure 2005227755
Where k = α 1 +1 and
C: curvature of the aspherical vertex α 1 : conical coefficient α 2 to α 10 : aspherical coefficient ρ: height from the optical axis Z: distance from the tangential plane at the vertex of the lens surface to the optical axis direction.

以下、図1−1、図1−2、表1−1、表1−2、表3を使って、本発明の最良の実施例について説明する。図1−1は、本発明の構成によるレンズのレイアウトと光路を表すものである。図1−2は、この実施例の収差図であり、球面、非点、歪曲の各収差を図1−2のA、B、Cとして図示してある。表1−1は、本発明の小型結像レンズで使用する各レンズ面に番号を付け、各面ごとにそれぞれの曲率半径R、距離(間隔)D、各レンズごとに屈折率nd、アッベ数νdを記入してまとめた表である。表1−2は表1−1の面が上述した数式1で記述される場合に、その非球面係数を記載したものである。   Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1-1, 1-2, Table 1-1, Table 1-2, and Table 3. FIG. FIG. 1-1 illustrates a lens layout and an optical path according to the configuration of the present invention. FIG. 1-2 is an aberration diagram of this example, and spherical, astigmatism, and distortion aberrations are illustrated as A, B, and C in FIG. 1-2. In Table 1-1, each lens surface used in the compact imaging lens of the present invention is numbered, and each surface has a radius of curvature R, a distance (interval) D, a refractive index nd, an Abbe number for each lens. It is a table compiled by entering νd. Table 1-2 describes the aspherical coefficient when the surface of Table 1-1 is described by the above-described Equation 1.

表3は、請求項に記載された条件式(1)から(3)と(5)から(8)に代入する具体的な数値と、計算された結果をまとめた表である。数値は、与えられた条件の幅の中で、より良い結果をもたらすものを採用してある。表3には、最良の実施例の他、実施例1から3における計算結果も記載してある。また、表3の項目で、本発明に直接関与しない計算部分については説明を省略する。   Table 3 is a table summarizing specific numerical values to be substituted into the conditional expressions (1) to (3) and (5) to (8) described in the claims, and the calculated results. The numerical values are those that give better results within a given range of conditions. Table 3 also shows the calculation results in Examples 1 to 3 in addition to the best example. Further, in the items in Table 3, the description of the calculation part that is not directly related to the present invention is omitted.

図1−1にはレンズのレイアウトが図示してあり、紙面左側に撮像されるべき物体(図示せず)があり、次に開口絞り1−1−5、第1レンズ1−1−1、第2レンズ1−1−2、第3レンズ1−1−3、LPF(光学的ローパスフィルタ)1−1−4、結像面である撮像用センサ面1−1−6が配置されている。撮像用センサの厚みは図示しない。1−1−7はレンズ光軸である。   FIG. 1-1 illustrates a lens layout, and there is an object (not shown) to be imaged on the left side of the drawing. Next, an aperture stop 1-1-5, a first lens 1-1-1, A second lens 1-1-2, a third lens 1-1-3, an LPF (optical low-pass filter) 1-1-4, and an imaging sensor surface 1-1-6 as an imaging surface are disposed. . The thickness of the imaging sensor is not shown. Reference numeral 1-1-7 denotes a lens optical axis.

図1−1では、第1レンズ1−1−1の物側面から撮像用センサ面1−1−6まで、光学素子の面に1から9まで番号が割り付けてあり、この番号は、表1で使用する面番号と一致している。図1−1、表1−1とも、開口絞りに関しては、厚みを0とみなし、面番号は0としてある。   In FIG. 1-1, numbers from 1 to 9 are assigned to the surface of the optical element from the object side surface of the first lens 1-1-1 to the imaging sensor surface 1-1-6. It matches the surface number used in. 1-1 and Table 1-1, regarding the aperture stop, the thickness is regarded as 0 and the surface number is 0.

図1−1に記載の光路1(1−1−8)から4(1−1−11)は、それぞれレンズに入射する時のレンズ光軸1−1−7となす角を半画角ωとして追跡した光路を3本の線分にて図示したものである。図1−1には、この実施例における全画角2ωを記入してある。   In the optical paths 1 (1-1-8) to 4 (1-1-11) shown in FIG. 1-1, the angle formed with the lens optical axis 1-1-7 when entering the lens is a half angle of view ω. Is shown by three line segments. FIG. 1-1 shows the total angle of view 2ω in this embodiment.

表1−1と表3から、本実施例ではf/f1は1.118、TL/fは1.341、fB/fは0.478、第1レンズのアッベ数ν1は56.2であり、請求項1に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
(1)0.9<f/f1<1.3
(2)1.0<TL/f<1.6
(3)0.25<fB/f<0.65
(4)45<ν1
From Tables 1-1 and 3, in this example, f / f1 is 1.118, TL / f is 1.341, fB / f is 0.478, and the Abbe number ν1 of the first lens is 56.2. It can be seen that the following conditional expression defined in claim 1 is satisfied.
(1) 0.9 <f / f1 <1.3
(2) 1.0 <TL / f <1.6
(3) 0.25 <fB / f <0.65
(4) 45 <ν1

まず開口絞りを物体側におくことにより、射出瞳位置をできるだけ結像面に対して大きくとることができる。次に条件式(1)のように第1レンズに大きな正のパワ−を持たせることにより、結像作用の中心とするものである。条件式(1)で上限を超えると第1レンズのパワ−が過大となり、諸収差が大きく発生し良好な性能が得られない。条件式(1)で下限を超えると収差補正には有利だが、レンズ全長が大きくなり、小型化が困難になるが、本実施例では、f/f1を1.118として適正な値を採用している。   First, by placing the aperture stop on the object side, the exit pupil position can be made as large as possible with respect to the imaging plane. Next, as shown in the conditional expression (1), the first lens is given a large positive power so as to be the center of the imaging action. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the power of the first lens will be excessive, and various aberrations will occur and good performance will not be obtained. If the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, it is advantageous for aberration correction, but the total lens length becomes large and it becomes difficult to reduce the size. However, in this embodiment, an appropriate value is adopted with f / f1 being 1.118. ing.

さらに小型化の条件は条件式(2)のようになる。条件式(2)で上限を超えると小型化は達成できず、下限を超えると小型化は可能であるが、各レンズのパワ−が過大となり良好な性能は維持できないが、本実施例では、TL/fを1.341として適正な値を採用している。   Further, the condition for miniaturization is as shown in conditional expression (2). If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, downsizing cannot be achieved, and if the lower limit is exceeded, downsizing is possible, but the power of each lens is excessive and good performance cannot be maintained. An appropriate value is adopted with TL / f set to 1.341.

また条件式(3)は適度なバックフォ−カスを得ることであり、下限を超えると空間スペ−スが小さすぎ、フィルタ−などの配置が難しく、上限を超えるとスペ−スは取れるが第2または第3レンズの負のパワ−が過大となり性能が劣化するとともに、射出瞳条件も不利になるが、本実施例では、fB/fを0.478として適正な値を採用している。   Conditional expression (3) is to obtain an appropriate back focus. If the lower limit is exceeded, the space space is too small, and it is difficult to place a filter or the like. Alternatively, the negative power of the third lens becomes excessive and the performance deteriorates, and the exit pupil condition is disadvantageous. However, in this embodiment, an appropriate value is adopted with fB / f being 0.478.

条件式(4)は色収差補正の条件である。第1レンズは強い正のパワ−を持つので、色収差を補正するにはアッベ数の大きな低分散材料で構成する必要があり、下限を超えると色収差が増大するが、本実施例では、ν1を56.2として適正な値を採用している。   Conditional expression (4) is a condition for correcting chromatic aberration. Since the first lens has a strong positive power, it is necessary to use a low dispersion material having a large Abbe number in order to correct chromatic aberration. When the lower limit is exceeded, chromatic aberration increases. An appropriate value is adopted as 56.2.

表1−1と表3から、本実施例ではf/f2は−0.418、f/R4は−1.360であり、請求項2に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
(5)−0.7<f/f2<−0.3
(6)−4.0<f/R4<−0.5
From Table 1-1 and Table 3, f / f2 is -0.418 and f / R4 is -1.360 in this embodiment, and the following conditional expression defined in claim 2 is satisfied. I understand.
(5) -0.7 <f / f2 <-0.3
(6) -4.0 <f / R4 <-0.5

請求項2の発明によると、第2レンズは前記条件式(5)(6)の条件を満たすことが望ましい。第2レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第1レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。   According to the invention of claim 2, it is desirable that the second lens satisfies the conditions of the conditional expressions (5) and (6). By providing auxiliary power and shape to the second lens, various aberrations that cannot be corrected only by the first lens are corrected, thereby making it possible to achieve both miniaturization and high performance. .

条件式(5)は適切なバックフォーカスを得ることであり、第2レンズに負のパワ−を与えることによりこれを達成している。条件式(5)で上限を超えると負のパワ−が過大となり歪曲収差、倍率色収差の悪化を招く。下限を超えると十分なバックフォ−カスが得られなくなるが、本実施例では、f/f2を−0.418として適正な値を採用している。   Conditional expression (5) is to obtain an appropriate back focus, and this is achieved by giving negative power to the second lens. If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, negative power becomes excessive and distortion and lateral chromatic aberration are deteriorated. When the lower limit is exceeded, sufficient back focus cannot be obtained. However, in this embodiment, an appropriate value is adopted with f / f2 set to -0.418.

条件式(6)はコマ収差補正の条件である。第2レンズに入射する光束に対して、第2レンズの像側面の近軸曲率半径を同心的に配置することにより、コマ収差を少なくしている。条件式(6)で上限を超えると同心性が不足し、コマ収差が大きくなり、下限を超えるとコマ収差は補正過剰になるが、本実施例では、f/R4を−1.360として適正な値を採用している。   Conditional expression (6) is a condition for coma aberration correction. Coma aberration is reduced by concentrically arranging the paraxial radius of curvature of the image side surface of the second lens with respect to the light beam incident on the second lens. When the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, concentricity is insufficient and coma becomes large. When the lower limit is exceeded, coma is overcorrected, but in this embodiment, f / R4 is set to −1.360. The value is adopted.

表1−1と表3から、本実施例ではf/f3は0.282、f/R5は2.192であり、請求項3に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
(7)−0.3<f/f3<0.6
(8)1.5<f/R5<4.0
From Table 1-1 and Table 3, it can be seen that f / f3 is 0.282 and f / R5 is 2.192 in this embodiment, which satisfies the following conditional expression defined in claim 3. .
(7) -0.3 <f / f3 <0.6
(8) 1.5 <f / R5 <4.0

請求項3の発明によると、第3レンズは前記条件式(7)(8)の条件を満たすことが望ましい。第3レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第1レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。   According to the invention of claim 3, it is desirable that the third lens satisfies the conditions of the conditional expressions (7) and (8). By giving auxiliary power and shape to the third lens, various aberrations that cannot be corrected only by the first lens are corrected, thereby making it possible to achieve both miniaturization and high performance. .

条件式(7)は、収差の改善を得るものであり、第3レンズのパワ−を規定し、正の第1レンズと負の第2レンズにて残存した諸収差を、パワ−の小さな第3レンズにて最終的に補正し、適正にバランスさせることが可能な範囲を示す。   Conditional expression (7) is for obtaining an improvement in aberrations, and defines the power of the third lens. Various aberrations remaining in the positive first lens and the negative second lens are converted into the first power with a small power. The range that can be finally corrected and properly balanced by three lenses is shown.

したがって条件式(7)で上限を超えると、第3レンズの正のパワ−が過大となり、バックフォ−カスの減少や倍率色収差の悪化となる。また下限を超えて負のパワ−が大きくなると、射出瞳条件が悪化するが、本実施例では、f/f3を0.282として適正な値を採用している。   Therefore, if the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the positive power of the third lens will be excessive, reducing the back focus and deteriorating chromatic aberration of magnification. When the negative power increases beyond the lower limit, the exit pupil condition deteriorates. In this embodiment, f / f3 is set to 0.282, and an appropriate value is adopted.

条件式(8)は、収差の改善と射出瞳を遠くとることを得るものであり、第3レンズの形状のうち特に近軸形状を規定するものである。近軸付近の低像高に対して球面、コマ収差の発生を小さくするとともに、軸外光束に対して射出瞳位置を遠ざける効果がある。   Conditional expression (8) is for obtaining improvement in aberration and taking the exit pupil far, and in particular defines the paraxial shape among the shapes of the third lens. This has the effect of reducing the occurrence of spherical and coma aberrations for low image heights near the paraxial axis and keeping the exit pupil position away from off-axis light fluxes.

条件式(8)で上限を超えると射出瞳条件は有利だが、軸外コマ収差が過大となり、下限を越えると球面収差、コマ収差は有利だが射出瞳条件が劣化するが、f/R5を2.192として適正な値を採用している。   If the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the exit pupil condition is advantageous, but the off-axis coma aberration becomes excessive. If the lower limit is exceeded, spherical aberration and coma aberration are advantageous but the exit pupil condition deteriorates, but f / R5 is set to 2 . 192 is an appropriate value.

表1−2によると、本実施例の各非球面レンズのレンズ面の曲率は、光軸近傍から周辺にいくに従って、いったんは大きくなっていることがわかり、請求項5の条件を満足している。   According to Table 1-2, it can be seen that the curvature of the lens surface of each aspheric lens of the present example increases as it goes from the vicinity of the optical axis to the periphery, and satisfies the condition of claim 5. Yes.

本実施例の小型結像レンズでは、前述したように請求項1から3の条件をすべて満足し、さらに、それらが同時に実現されていることから、請求項4の条件も満足し、良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ちながら、射出瞳位置をできるだけ長くとることができ、かつ、小型であることを実現できた。   As described above, the compact imaging lens of the present example satisfies all the conditions of claims 1 to 3, and further, since these are realized at the same time, the condition of claim 4 is also satisfied. While having image performance and distortion characteristics, a sufficient amount of peripheral light, and an appropriate back focus, the exit pupil position can be made as long as possible and a small size can be realized.

また、3枚のレンズを樹脂材料にて構成することにより、射出成形が可能となり、均一で高品質な小型結像レンズを安く大量生産することができる。   In addition, by forming the three lenses with a resin material, injection molding becomes possible, and a uniform and high-quality compact imaging lens can be mass-produced at low cost.

本実施例は、サイズと収差のバランスが良くとれている最良の実施例である。図1−2のA、B、Cに、本実施例の収差図を示す。図において、1−2−1はC線における球面収差、1−2−2はd線における球面収差、1−2−3はe線における球面収差、1−2−4はF線における球面収差、1−2−5はg線における球面収差、1−2−6はサジタル、1−2−7はタンジェンシャル、1−2−8はディストーションを示す。

Figure 2005227755
Figure 2005227755
Figure 2005227755
This embodiment is the best embodiment in which the balance between size and aberration is well taken. Aberration diagrams of the present example are shown in FIGS. In the figure, 1-2-1 is spherical aberration at the C line, 1-2-2 is spherical aberration at the d line, 1-2-3 is spherical aberration at the e line, and 1-2-4 is spherical aberration at the F line. 1-2-5 is spherical aberration in g-line, 1-2-6 is sagittal, 1-2-7 is tangential, 1-2-8 indicates distortion.
Figure 2005227755
Figure 2005227755
Figure 2005227755

以下、図2−1、図2−2、表2−1、表2−2、表3を使って、実施例1について説明する。図2−1は、本発明の構成によるレンズのレイアウトと光路を表すものである。図2−2は、この実施例の収差図であり、球面、非点、歪曲の各収差を図2−2のA、B、Cとして図示してある。表2−1は、本発明の小型結像レンズで使用する各レンズ面に番号を付け、各面ごとにそれぞれの曲率半径R、距離(間隔)D、各レンズごとに屈折率nd、アッベ数νdを記入してまとめた表である。表2−2は表2−1の面が上述した数式1で記述される場合に、その非球面係数を記載したものである。   Hereinafter, Example 1 is demonstrated using FIGS. 2-1, 2-2, Table 2-1, Table 2-2, and Table 3. FIG. FIG. 2A illustrates a lens layout and an optical path according to the configuration of the present invention. FIG. 2-2 is an aberration diagram of this example, and spherical, astigmatism, and distortion aberrations are illustrated as A, B, and C in FIG. 2-2. Table 2-1 numbers each lens surface used in the compact imaging lens of the present invention, the radius of curvature R, the distance (interval) D for each surface, the refractive index nd, the Abbe number for each lens. It is a table compiled by entering νd. Table 2-2 describes the aspherical coefficients when the surface of Table 2-1 is described by the above-described Equation 1.

表3は、請求項に記載された条件式(1)から(3)と(5)から(8)に代入する具体的な数値と、計算された結果をまとめた表である。数値は、与えられた条件の幅の中で、より良い結果をもたらすものを採用してある。表3には、実施例1の他、最良の実施例と実施例2、3における計算結果も記載してある。また、表3の項目で、本発明に直接関与しない計算部分については説明を省略する。   Table 3 is a table summarizing specific numerical values to be substituted into the conditional expressions (1) to (3) and (5) to (8) described in the claims, and the calculated results. The numerical values are those that give better results within a given range of conditions. Table 3 also shows the calculation results in the best example and the examples 2 and 3 in addition to the example 1. Further, in the items in Table 3, the description of the calculation part that is not directly related to the present invention is omitted.

第2−1図にはレンズのレイアウトが図示してあり、紙面左側に撮像されるべき物体(図示せず)があり、次に開口絞り2−1−5、第1レンズ2−1−1、第2レンズ2−1−2、第3レンズ2−1−3、LPF(光学的ローパスフィルタ)2−1−4、結像面である撮像用センサ面2−1−6が配置されている。撮像用センサの厚みは図示しない。2−1−7はレンズ光軸である。   FIG. 2-1 shows the layout of the lens, and there is an object (not shown) to be imaged on the left side of the drawing. Next, the aperture stop 2-1-5, the first lens 2-1-1. A second lens 2-1-2, a third lens 2-1-3, an LPF (optical low-pass filter) 2-1-4, and an imaging sensor surface 2-1-6 that is an imaging surface. Yes. The thickness of the imaging sensor is not shown. Reference numeral 2-1-7 denotes a lens optical axis.

図2−1では、第1レンズ2−1−1の物側面から撮像用センサ面2−1−6まで、光学素子の面に1から9まで番号が割り付けてあり、この番号は、表2−1で使用する面番号と一致している。図2−1、表2−1とも、開口絞りに関しては、厚みを0とみなし、面番号は0としてある。   2A, numbers from 1 to 9 are assigned to the surfaces of the optical elements from the object side surface of the first lens 2-1-1 to the imaging sensor surface 2-1-6. It matches the surface number used in -1. In both FIGS. 2-1 and 2-1, regarding the aperture stop, the thickness is regarded as 0 and the surface number is set to 0.

図2−1に記載の光路1(2−1−8)から4(2−1−11)は、それぞれレンズに入射する時のレンズ光軸2−1−7となす角を半画角ωとして追跡した光路を3本の線分にて図示したものである。図2−1には、この実施例における全画角2ωを記入してある。   The optical paths 1 (2-1-8) to 4 (2-1-11) shown in FIG. 2-1 each have an angle formed by the lens optical axis 2-1-7 when incident on the lens with a half angle of view ω. Is shown by three line segments. FIG. 2A shows the total angle of view 2ω in this embodiment.

表2−1と表3から、本実施例ではf/f1は1.075、TL/fは1.186、fB/fは0.404、第1レンズのアッベ数ν1は56.2であり、請求項1に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
(1)0.9<f/f1<1.3
(2)1.0<TL/f<1.6
(3)0.25<fB/f<0.65
(4)45<ν1
From Tables 2-1 and 3, in this example, f / f1 is 1.075, TL / f is 1.186, fB / f is 0.404, and the Abbe number ν1 of the first lens is 56.2. It can be seen that the following conditional expression defined in claim 1 is satisfied.
(1) 0.9 <f / f1 <1.3
(2) 1.0 <TL / f <1.6
(3) 0.25 <fB / f <0.65
(4) 45 <ν1

まず開口絞りを物体側におくことにより、射出瞳位置をできるだけ結像面に対して大きくとることができる。次に条件式(1)のように第1レンズに大きな正のパワ−を持たせることにより、結像作用の中心とするものである。条件式(1)で上限を超えると第1レンズのパワ−が過大となり、諸収差が大きく発生し良好な性能が得られない。条件式(1)で下限を超えると収差補正には有利だが、レンズ全長が大きくなり、小型化が困難になるが、本実施例では、f/f1を1.075として適正な値を採用している。   First, by placing the aperture stop on the object side, the exit pupil position can be made as large as possible with respect to the imaging plane. Next, as shown in the conditional expression (1), the first lens is given a large positive power so as to be the center of the imaging action. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the power of the first lens will be excessive, and various aberrations will occur and good performance will not be obtained. If the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, it is advantageous for aberration correction, but the total lens length becomes large and it becomes difficult to reduce the size. However, in this embodiment, an appropriate value is adopted with f / f1 being 1.075. ing.

さらに小型化の条件は条件式(2)のようになる。条件式(2)で上限を超えると小型化は達成できず、下限を超えると小型化は可能であるが、各レンズのパワ−が過大となり良好な性能は維持できないが、本実施例では、TL/fを1.186として適正な値を採用している。   Further, the condition for miniaturization is as shown in conditional expression (2). If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, downsizing cannot be achieved, and if the lower limit is exceeded, downsizing is possible, but the power of each lens is excessive and good performance cannot be maintained. An appropriate value is adopted with TL / f being 1.186.

また条件式(3)は適度なバックフォ−カスを得ることであり、下限を超えると空間スペ−スが小さすぎ、フィルタ−などの配置が難しく、上限を超えるとスペ−スは取れるが第2または第3レンズの負のパワ−が過大となり性能が劣化するとともに、射出瞳条件も不利になるが、本実施例では、fB/fを0.404として適正な値を採用している。   Conditional expression (3) is to obtain an appropriate back focus. If the lower limit is exceeded, the space space is too small, and it is difficult to place a filter or the like. Alternatively, the negative power of the third lens becomes excessive and the performance deteriorates, and the exit pupil condition becomes disadvantageous. However, in this embodiment, an appropriate value is adopted with fB / f being 0.404.

条件式(4)は色収差補正の条件である。第1レンズは強い正のパワ−を持つので、色収差を補正するにはアッベ数の大きな低分散材料で構成する必要があり、下限を超えると色収差が増大するが、本実施例では、ν1を56.2として適正な値を採用している。   Conditional expression (4) is a condition for correcting chromatic aberration. Since the first lens has a strong positive power, it is necessary to use a low dispersion material having a large Abbe number in order to correct chromatic aberration. When the lower limit is exceeded, chromatic aberration increases. An appropriate value is adopted as 56.2.

表2−1と表3から、本実施例ではf/f2は−0.441、f/R4は−1.592であり、請求項2に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
(5)−0.7<f/f2<−0.3
(6)−4.0<f/R4<−0.5
From Tables 2-1 and 3, f / f2 is -0.441 and f / R4 is -1.592 in this embodiment, and the following conditional expression defined in claim 2 is satisfied. I understand.
(5) -0.7 <f / f2 <-0.3
(6) -4.0 <f / R4 <-0.5

請求項2の発明によると、第2レンズは前記条件式(5)(6)の条件を満たすことが望ましい。第2レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第1レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。   According to the invention of claim 2, it is desirable that the second lens satisfies the conditions of the conditional expressions (5) and (6). By providing auxiliary power and shape to the second lens, various aberrations that cannot be corrected only by the first lens are corrected, thereby making it possible to achieve both miniaturization and high performance. .

条件式(5)は適切なバックフォーカスを得ることであり、第2レンズに負のパワ−を与えることによりこれを達成している。条件式(5)で上限を超えると負のパワ−が過大となり歪曲収差、倍率色収差の悪化を招く。下限を超えると十分なバックフォ−カスが得られなくなるが、本実施例では、f/f2を−0.441として適正な値を採用している。   Conditional expression (5) is to obtain an appropriate back focus, and this is achieved by giving negative power to the second lens. If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, negative power becomes excessive and distortion and lateral chromatic aberration are deteriorated. If the lower limit is exceeded, sufficient back focus cannot be obtained, but in this embodiment, f / f2 is set to -0.441, and an appropriate value is adopted.

条件式(6)はコマ収差補正の条件である。第2レンズに入射する光束に対して、第2レンズの像側面の近軸曲率半径を同心的に配置することにより、コマ収差を少なくしている。条件式(6)で上限を超えると同心性が不足し、コマ収差が大きくなり、下限を超えるとコマ収差は補正過剰になるが、本実施例では、f/R4を−1.592として適正な値を採用している。   Conditional expression (6) is a condition for coma aberration correction. Coma aberration is reduced by concentrically arranging the paraxial radius of curvature of the image side surface of the second lens with respect to the light beam incident on the second lens. When the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, concentricity is insufficient and coma becomes large. When the lower limit is exceeded, coma is overcorrected, but in this embodiment, f / R4 is set to -1.592. The value is adopted.

表2−1と表3から、本実施例ではf/f3は0.296、f/R5は2.332であり、請求項3に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
(7)−0.3<f/f3<0.6
(8)1.5<f/R5<4.0
From Table 2-1 and Table 3, it can be seen that f / f3 is 0.296 and f / R5 is 2.332 in this example, which satisfies the following conditional expression defined in claim 3. .
(7) -0.3 <f / f3 <0.6
(8) 1.5 <f / R5 <4.0

請求項3の発明によると、第3レンズは前記条件式(7)(8)の条件を満たすことが望ましい。第3レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第1レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。   According to the invention of claim 3, it is desirable that the third lens satisfies the conditions of the conditional expressions (7) and (8). By giving auxiliary power and shape to the third lens, various aberrations that cannot be corrected only by the first lens are corrected, thereby making it possible to achieve both miniaturization and high performance. .

条件式(7)は、収差の改善を得るものであり、第3レンズのパワ−を規定し、正の第1レンズと負の第2レンズにて残存した諸収差を、パワ−の小さな第3レンズにて最終的に補正し、適正にバランスさせることが可能な範囲を示す。   Conditional expression (7) is for obtaining an improvement in aberrations, and defines the power of the third lens. Various aberrations remaining in the positive first lens and the negative second lens are converted into the first power with a small power. The range that can be finally corrected and properly balanced by three lenses is shown.

したがって条件式(7)で上限を超えると、第3レンズの正のパワ−が過大となり、バックフォ−カスの減少や倍率色収差の悪化となる。また下限を超えて負のパワ−が大きくなると、射出瞳条件が悪化するが、本実施例では、f/f3を0.296として適正な値を採用している。   Therefore, if the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the positive power of the third lens will be excessive, reducing the back focus and deteriorating chromatic aberration of magnification. If the negative power increases beyond the lower limit, the exit pupil condition deteriorates. In this embodiment, f / f3 is set to 0.296 and an appropriate value is adopted.

条件式(8)は、収差の改善と射出瞳を遠くとることを得るものであり、第3レンズの形状のうち特に近軸形状を規定するものである。近軸付近の低像高に対して球面、コマ収差の発生を小さくするとともに、軸外光束に対して射出瞳位置を遠ざける効果がある。   Conditional expression (8) is for obtaining improvement in aberration and taking the exit pupil far, and in particular defines the paraxial shape among the shapes of the third lens. This has the effect of reducing the occurrence of spherical and coma aberrations for low image heights near the paraxial axis and keeping the exit pupil position away from off-axis light fluxes.

条件式(8)で上限を超えると射出瞳条件は有利だが、軸外コマ収差が過大となり、下限を越えると球面収差、コマ収差は有利だが射出瞳条件が劣化するが、f/R5を2.332として適正な値を採用している。   If the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the exit pupil condition is advantageous, but the off-axis coma aberration becomes excessive. If the lower limit is exceeded, spherical aberration and coma aberration are advantageous but the exit pupil condition deteriorates, but f / R5 is set to 2 .332 is an appropriate value.

表2−2によると、本実施例の各非球面レンズのレンズ面の曲率は、光軸近傍から周辺にいくに従って、いったんは大きくなっていることがわかり、請求項5の条件を満足している。   According to Table 2-2, it can be seen that the curvature of the lens surface of each aspherical lens of the present example increases as it goes from the vicinity of the optical axis to the periphery, and the condition of claim 5 is satisfied. Yes.

本実施例の小型結像レンズでは、前述したように請求項1から3の条件をすべて満足し、 さらに、それらが同時に実現されていることから、請求項4の条件も満足し、良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ちながら、射出瞳位置をできるだけ長くとることができ、かつ、小型であることを実現できた。   As described above, the compact imaging lens of this example satisfies all the conditions of claims 1 to 3, and further, since these are realized at the same time, the condition of claim 4 is also satisfied. While having image performance and distortion characteristics, a sufficient amount of peripheral light, and an appropriate back focus, the exit pupil position can be made as long as possible and a small size can be realized.

また、3枚のレンズを樹脂材料にて構成することにより、射出成形が可能となり、均一で高品質な小型結像レンズを安く大量生産することができる。   In addition, by forming the three lenses with a resin material, injection molding becomes possible, and a uniform and high-quality compact imaging lens can be mass-produced at low cost.

本実施例のレンズ系では、十分に小型ではあるが、他の実施例と比較してやや大きい。そのかわり収差を小さく抑えることができている。図2−2のA、B、Cに、本実施例の収差図を示す。図において、2−2−1はC線における球面収差、2−2−2はd線における球面収差、2−2−3はe線における球面収差、2−2−4はF線における球面収差、2−2−5はg線における球面収差、2−2−6はサジタル、2−2−7はタンジェンシャル、2−2−8はディストーションを示す。

Figure 2005227755
Figure 2005227755
The lens system of the present embodiment is sufficiently small but slightly larger than the other embodiments. Instead, the aberration can be reduced. Aberration diagrams of this example are shown in FIGS. In the figure, 2-2-1 is the spherical aberration at the C line, 2-2-2 is the spherical aberration at the d line, 2-2-3 is the spherical aberration at the e line, and 2-2-4 is the spherical aberration at the F line. 2-2-5 indicates spherical aberration at g-line, 2-2-6 indicates sagittal, 2-2-7 indicates tangential, and 2-2-8 indicates distortion.
Figure 2005227755
Figure 2005227755

以下、図3−1、図3−2、表3−1、表3−2、表3を使って、本発明の実施例2について説明する。図3−1は、本発明の構成によるレンズのレイアウトと光路を表すものである。図3−2は、この実施例の収差図であり、球面、非点、歪曲の各収差を図3−2のA、B、Cとして図示してある。表3−1は、本発明の小型結像レンズで使用する各レンズ面に番号を付け、各面ごとにそれぞれの曲率半径R、距離(間隔)D、各レンズごとに屈折率nd、アッベ数νdを記入してまとめた表である。表3−2は表3−1の面が上述した数式1で記述される場合に、その非球面係数を記載したものである。   Hereinafter, Example 2 of the present invention will be described with reference to FIG. 3-1, FIG. 3-2, Table 3-1, Table 3-2, and Table 3. FIG. 3A illustrates a lens layout and an optical path according to the configuration of the present invention. FIG. 3-2 is an aberration diagram of this example, and spherical, astigmatism, and distortion aberrations are illustrated as A, B, and C in FIG. 3-2. Table 3-1 numbers each lens surface used in the compact imaging lens of the present invention, the radius of curvature R, the distance (interval) D for each surface, the refractive index nd, the Abbe number for each lens. It is a table compiled by entering νd. Table 3-2 shows the aspherical coefficients when the surface of Table 3-1 is described by the above-described Equation 1.

表3は、請求項に記載された条件式(1)から(3)と(5)から(8)に代入する具体的な数値と、計算された結果をまとめた表である。数値は、与えられた条件の幅の中で、より良い結果をもたらすものを採用してある。表3には、実施例2の他、最良の実施例と実施例1,3における計算結果も記載してある。また、表3の項目で、本発明に直接関与しない計算部分については説明を省略する。   Table 3 is a table summarizing specific numerical values to be substituted into the conditional expressions (1) to (3) and (5) to (8) described in the claims, and the calculated results. The numerical values are those that give better results within a given range of conditions. Table 3 also shows the calculation results in the best example and the examples 1 and 3 in addition to the example 2. Further, in the items in Table 3, the description of the calculation part that is not directly related to the present invention is omitted.

図3−1にはレンズのレイアウトが図示してあり、紙面左側に撮像されるべき物体(図示せず)があり、次に開口絞り3−1−5、第1レンズ3−1−1、第2レンズ3−1−2、第3レンズ3−1−3、LPF(光学的ローパスフィルタ)3−1−4、結像面である撮像用センサ面3−1−6が配置されている。撮像用センサの厚みは図示しない。3−1−7はレンズ光軸である。   FIG. 3A shows a lens layout, and there is an object (not shown) to be imaged on the left side of the drawing. Next, an aperture stop 3-1-5, a first lens 3-1-1, A second lens 3-1-3, a third lens 3-1-3, an LPF (optical low-pass filter) 3-1-4, and an imaging sensor surface 3-1-6 that is an imaging surface are arranged. . The thickness of the imaging sensor is not shown. Reference numeral 3-1-7 denotes a lens optical axis.

図3−1では、第1レンズ3−1−1の物側面から撮像用センサ面3−1−6まで、光学素子の面に1から9まで番号が割り付けてあり、この番号は、表2−1で使用する面番号と一致している。図3−1、表3−1とも、開口絞りに関しては、厚みを0とみなし、面番号は0としてある。   In FIG. 3A, numbers from 1 to 9 are assigned to the surfaces of the optical elements from the object side surface of the first lens 3-1-1 to the imaging sensor surface 3-1-6. It matches the surface number used in -1. In both FIGS. 3A and 3B, regarding the aperture stop, the thickness is regarded as 0 and the surface number is set to 0.

図3−1に記載の光路1(3−1−8)から4(3−1−11)は、それぞれレンズに入射する時のレンズ光軸3−1−7となす角を半画角ωとして追跡した光路を3本の線分にて図示したものである。図3−1には、この実施例における全画角2ωを記入してある。   The optical paths 1 (3-1-8) to 4 (3-1-11) shown in FIG. 3A each have an angle of half angle of view ω with the lens optical axis 3-1-7 when entering the lens. Is shown by three line segments. FIG. 3A shows the total angle of view 2ω in this embodiment.

表3−1と表3から、本実施例ではf/f1は1.128、TL/fは1.236、fB/fは0.475、第1レンズのアッベ数ν1は56.2であり、請求項1に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
(1)0.9<f/f1<1.3
(2)1.0<TL/f<1.6
(3)0.25<fB/f<0.65
(4)45<ν1
From Tables 3-1 and 3, in this example, f / f1 is 1.128, TL / f is 1.236, fB / f is 0.475, and the Abbe number ν1 of the first lens is 56.2. It can be seen that the following conditional expression defined in claim 1 is satisfied.
(1) 0.9 <f / f1 <1.3
(2) 1.0 <TL / f <1.6
(3) 0.25 <fB / f <0.65
(4) 45 <ν1

まず開口絞りを物体側におくことにより、射出瞳位置をできるだけ結像面に対して大きくとることができる。次に条件式(1)のように第1レンズに大きな正のパワ−を持たせることにより、結像作用の中心とするものである。条件式(1)で上限を超えると第1レンズのパワ−が過大となり、諸収差が大きく発生し良好な性能が得られない。条件式(1)で下限を超えると収差補正には有利だが、レンズ全長が大きくなり、小型化が困難になるが、本実施例では、f/f1を1.128として適正な値を採用している。   First, by placing the aperture stop on the object side, the exit pupil position can be made as large as possible with respect to the imaging plane. Next, as shown in the conditional expression (1), the first lens is given a large positive power so as to be the center of the imaging action. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the power of the first lens will be excessive, and various aberrations will occur and good performance will not be obtained. If the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, it is advantageous for aberration correction, but the total lens length becomes large and it becomes difficult to reduce the size. However, in this embodiment, an appropriate value is adopted with f / f1 being 1.128. ing.

さらに小型化の条件は条件式(2)のようになる。条件式(2)で上限を超えると小型化は達成できず、下限を超えると小型化は可能であるが、各レンズのパワ−が過大となり良好な性能は維持できないが、本実施例では、TL/fを1.236として適正な値を採用している。   Further, the condition for miniaturization is as shown in conditional expression (2). If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, downsizing cannot be achieved, and if the lower limit is exceeded, downsizing is possible, but the power of each lens is excessive and good performance cannot be maintained. An appropriate value is adopted with TL / f being 1.236.

また条件式(3)は適度なバックフォ−カスを得ることであり、下限を超えると空間スペ−スが小さすぎ、フィルタ−などの配置が難しく、上限を超えるとスペ−スは取れるが第2または第3レンズの負のパワ−が過大となり性能が劣化するとともに、射出瞳条件も不利になるが、本実施例では、fB/fを0.475として適正な値を採用している。   Conditional expression (3) is to obtain an appropriate back focus. If the lower limit is exceeded, the space space is too small, and it is difficult to place a filter or the like. Alternatively, the negative power of the third lens becomes excessive and the performance deteriorates, and the exit pupil condition becomes disadvantageous. However, in this embodiment, an appropriate value is adopted with fB / f being 0.475.

条件式(4)は色収差補正の条件である。第1レンズは強い正のパワ−を持つので、色収差を補正するにはアッベ数の大きな低分散材料で構成する必要があり、下限を超えると色収差が増大するが、本実施例では、ν1を56.2として適正な値を採用している。   Conditional expression (4) is a condition for correcting chromatic aberration. Since the first lens has a strong positive power, it is necessary to use a low dispersion material having a large Abbe number in order to correct chromatic aberration. When the lower limit is exceeded, chromatic aberration increases. An appropriate value is adopted as 56.2.

表3−1と表3から、本実施例ではf/f2は−0.455、f/R4は−1.454であり、請求項2に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
(5)−0.7<f/f2<−0.3
(6)−4.0<f/R4<−0.5
From Tables 3-1 and 3, f / f2 is -0.455 and f / R4 is -1.454 in the present embodiment, and the following conditional expression defined in claim 2 is satisfied. I understand.
(5) -0.7 <f / f2 <-0.3
(6) -4.0 <f / R4 <-0.5

請求項2の発明によると、第2レンズは前記条件式(5)(6)の条件を満たすことが望ましい。第2レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第1レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。   According to the invention of claim 2, it is desirable that the second lens satisfies the conditions of the conditional expressions (5) and (6). By providing auxiliary power and shape to the second lens, various aberrations that cannot be corrected only by the first lens are corrected, thereby making it possible to achieve both miniaturization and high performance. .

条件式(5)は適切なバックフォーカスを得ることであり、第2レンズに負のパワ−を与えることによりこれを達成している。条件式(5)で上限を超えると負のパワ−が過大となり歪曲収差、倍率色収差の悪化を招く。下限を超えると十分なバックフォ−カスが得られなくなるが、本実施例では、f/f2を−0.455として適正な値を採用している。   Conditional expression (5) is to obtain an appropriate back focus, and this is achieved by giving negative power to the second lens. If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, negative power becomes excessive and distortion and lateral chromatic aberration are deteriorated. If the lower limit is exceeded, sufficient back focus cannot be obtained, but in this embodiment, an appropriate value is adopted with f / f2 set to -0.455.

条件式(6)はコマ収差補正の条件である。第2レンズに入射する光束に対して、第2レンズの像側面の近軸曲率半径を同心的に配置することにより、コマ収差を少なくしている。条件式(6)で上限を超えると同心性が不足し、コマ収差が大きくなり、下限を超えるとコマ収差は補正過剰になるが、本実施例では、f/R4を−1.454として適正な値を採用している。   Conditional expression (6) is a condition for coma aberration correction. Coma aberration is reduced by concentrically arranging the paraxial radius of curvature of the image side surface of the second lens with respect to the light beam incident on the second lens. When the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, concentricity is insufficient and coma increases. When the lower limit is exceeded, coma is overcorrected, but in this embodiment, f / R4 is set to −1.454 and is appropriate. The value is adopted.

表3−1と表3から、本実施例ではf/f3は0.303、f/R5は2.373であり、請求項3に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
(7)−0.3<f/f3<0.6
(8)1.5<f/R5<4.0
From Table 3-1 and Table 3, it can be seen that f / f3 is 0.303 and f / R5 is 2.373 in this example, which satisfies the following conditional expression defined in claim 3. .
(7) -0.3 <f / f3 <0.6
(8) 1.5 <f / R5 <4.0

請求項3の発明によると、第3レンズは前記条件式(7)(8)の条件を満たすことが望ましい。第3レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第1レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。   According to the invention of claim 3, it is desirable that the third lens satisfies the conditions of the conditional expressions (7) and (8). By giving auxiliary power and shape to the third lens, various aberrations that cannot be corrected only by the first lens are corrected, thereby making it possible to achieve both miniaturization and high performance. .

条件式(7)は、収差の改善を得るものであり、第3レンズのパワ−を規定し、正の第1レンズと負の第2レンズにて残存した諸収差を、パワ−の小さな第3レンズにて最終的に補正し、適正にバランスさせることが可能な範囲を示す。   Conditional expression (7) is for obtaining an improvement in aberrations, and defines the power of the third lens. Various aberrations remaining in the positive first lens and the negative second lens are converted into the first power with a small power. The range that can be finally corrected and properly balanced by three lenses is shown.

したがって条件式(7)で上限を超えると、第3レンズの正のパワ−が過大となり、バックフォ−カスの減少や倍率色収差の悪化となる。また下限を超えて負のパワ−が大きくなると、射出瞳条件が悪化するが、本実施例では、f/f3を0.303として適正な値を採用している。   Therefore, if the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the positive power of the third lens will be excessive, reducing the back focus and deteriorating chromatic aberration of magnification. If the negative power increases beyond the lower limit, the exit pupil condition deteriorates. However, in this embodiment, f / f3 is set to 0.303 and an appropriate value is adopted.

条件式(8)は、収差の改善と射出瞳を遠くとることを得るものであり、第3レンズの形状のうち特に近軸形状を規定するものである。近軸付近の低像高に対して球面、コマ収差の発生を小さくするとともに、軸外光束に対して射出瞳位置を遠ざける効果がある。   Conditional expression (8) is for obtaining improvement in aberration and taking the exit pupil far, and in particular defines the paraxial shape among the shapes of the third lens. This has the effect of reducing the occurrence of spherical and coma aberrations for low image heights near the paraxial axis and keeping the exit pupil position away from off-axis light fluxes.

条件式(8)で上限を超えると射出瞳条件は有利だが、軸外コマ収差が過大となり、下限を越えると球面収差、コマ収差は有利だが射出瞳条件が劣化するが、f/R5を2.373として適正な値を採用している。   If the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the exit pupil condition is advantageous, but the off-axis coma aberration becomes excessive. If the lower limit is exceeded, spherical aberration and coma aberration are advantageous but the exit pupil condition deteriorates, but f / R5 is set to 2 . 373 is an appropriate value.

表3−2によると、本実施例の各非球面レンズのレンズ面の曲率は、光軸近傍から周辺にいくに従って、いったんは大きくなっていることがわかり、請求項5の条件を満足している。   According to Table 3-2, it can be seen that the curvature of the lens surface of each aspherical lens of the present example increases as it goes from the vicinity of the optical axis to the periphery, and the condition of claim 5 is satisfied. Yes.

本実施例の小型結像レンズでは、前述したように請求項1から3の条件をすべて満足し、さらに、それらが同時に実現されていることから、請求項4の条件も満足し、良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ちながら、射出瞳位置をできるだけ長くとることができ、かつ、小型であることを実現できた。   As described above, the compact imaging lens of the present example satisfies all the conditions of claims 1 to 3, and further, since these are realized at the same time, the condition of claim 4 is also satisfied. While having image performance and distortion characteristics, a sufficient amount of peripheral light, and an appropriate back focus, the exit pupil position can be made as long as possible and a small size can be realized.

また、3枚のレンズを樹脂材料にて構成することにより、射出成形が可能となり、均一で高品質な小型結像レンズを安く大量生産することができる。   In addition, by forming the three lenses with a resin material, injection molding becomes possible, and a uniform and high-quality compact imaging lens can be mass-produced at low cost.

本実施例のレンズ系では、本発明の他の実施例に比較して、大きなバックフォーカスを有している。LPFなどの配置に融通を利かせながら小型化することが可能な実施例である。   The lens system of the present embodiment has a large back focus as compared with other embodiments of the present invention. This is an embodiment that can be miniaturized while allowing flexibility in the arrangement of LPFs and the like.

図3−2のA、B、Cに、本実施例の収差図を示す。図において、3−2−1はC線における球面収差、3−2−2はd線における球面収差、3−2−3はe線における球面収差、3−2−4はF線における球面収差、3−2−5はg線における球面収差、3−2−6はサジタル、3−2−7はタンジェンシャル、3−2−8はディストーションを示す。

Figure 2005227755
Figure 2005227755
Aberration diagrams of the present example are shown in A, B, and C of FIG. In the figure, 3-2-1 is spherical aberration at C line, 3-2-2 is spherical aberration at d line, 3-2-3 is spherical aberration at e line, and 3-2-4 is spherical aberration at F line. 3-2-5 represents spherical aberration at g-line, 3-2-6 represents sagittal, 3-2-7 represents tangential, and 3-2-8 represents distortion.
Figure 2005227755
Figure 2005227755

以下、図4−1、図4−2、表4−1、表4−2、表3を使って、本発明の実施例3について説明する。図4−1は、本発明の構成によるレンズのレイアウトと光路を表すものである。図4−2は、この実施例の収差図であり、球面、非点、歪曲の各収差を図4−2のA、B、Cとして図示してある。表4−1は、本発明の小型結像レンズで使用する各レンズ面に番号を付け、各面ごとにそれぞれの曲率半径R、距離(間隔)D、各レンズごとに屈折率nd、アッベ数νdを記入してまとめた表である。表4−2は表4−1の面が上述した数式1で記述される場合に、その非球面係数を記載したものである。   Hereinafter, Example 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. 4-1, 4-2, Table 4-1, Table 4-2, and Table 3. FIG. FIG. 4A illustrates a lens layout and an optical path according to the configuration of the present invention. FIG. 4-2 is an aberration diagram of this example. The spherical, astigmatism, and distortion aberrations are shown as A, B, and C in FIG. 4-2. Table 4-1 numbers each lens surface used in the compact imaging lens of the present invention, the curvature radius R and distance (interval) D for each surface, the refractive index nd and the Abbe number for each lens. It is a table compiled by entering νd. Table 4-2 shows the aspherical coefficients when the surface of Table 4-1 is described by the above-described Equation 1.

表3は、請求項に記載された条件式(1)から(3)と(5)から(8)に代入する具体的な数値と、計算された結果をまとめた表である。数値は、与えられた条件の幅の中で、より良い結果をもたらすものを採用してある。表3には、実施例3の他、最良の実施例と実施例1,2における計算結果も記載してある。また、表3の項目で、本発明に直接関与しない計算部分については説明を省略する。   Table 3 is a table summarizing specific numerical values to be substituted into the conditional expressions (1) to (3) and (5) to (8) described in the claims, and the calculated results. The numerical values are those that give better results within a given range of conditions. Table 3 also shows the calculation results in the best example and the examples 1 and 2 in addition to the example 3. Further, in the items in Table 3, the description of the calculation part that is not directly related to the present invention is omitted.

図4−1にはレンズのレイアウトが図示してあり、紙面左側に撮像されるべき物体(図示せず)があり、次に開口絞り4−1−5、第1レンズ4−1−1、第2レンズ4−1−2、第3レンズ4−1−3、LPF(光学的ローパスフィルタ)4−1−4、結像面である撮像用センサ面4−1−6が配置されている。撮像用センサの厚みは図示しない。4−1−7はレンズ光軸である。   FIG. 4A shows the layout of the lens, and there is an object (not shown) to be imaged on the left side of the drawing. Next, the aperture stop 4-1-5, the first lens 4-1-1, A second lens 4-1-2, a third lens 4-1-3, an LPF (optical low-pass filter) 4-1-4, and an imaging sensor surface 4-1-6 that is an imaging surface are arranged. . The thickness of the imaging sensor is not shown. 4-1-7 is a lens optical axis.

図4−1では、第1レンズ4−1−1の物側面から撮像用センサ面4−1−6まで、光学素子の面に1から9まで番号が割り付けてあり、この番号は、表4−1で使用する面番号と一致している。図4−1、表4−1とも、開口絞りに関しては、厚みを0とみなし、面番号は0としてある。   4A, numbers from 1 to 9 are assigned to the surfaces of the optical elements from the object side surface of the first lens 4-1-1 to the imaging sensor surface 4-1-6. It matches the surface number used in -1. In both FIG. 4-1 and Table 4-1, regarding the aperture stop, the thickness is regarded as 0 and the surface number is 0.

図4−1に記載の光路1(4−1−8)から4(4−1−11)は、それぞれレンズに入射する時のレンズ光軸4−1−7となす角を半画角ωとして追跡した光路を3本の線分にて図示したものである。   The optical paths 1 (4-1-8) to 4 (4-1-11) shown in FIG. 4-1 each have an angle formed by the lens optical axis 4-1-7 when incident on the lens with a half angle of view ω. Is shown by three line segments.

表4−1と表3から、本実施例ではf/f1は1.063、TL/fは1.209、fB/fは0.446、第1レンズのアッベ数ν1は56.2であり、請求項1に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
(1)0.9<f/f1<1.3
(2)1.0<TL/f<1.6
(3)0.25<fB/f<0.65
(4)45<ν1
From Tables 4-1 and 3, in this example, f / f1 is 1.063, TL / f is 1.209, fB / f is 0.446, and the Abbe number ν1 of the first lens is 56.2. It can be seen that the following conditional expression defined in claim 1 is satisfied.
(1) 0.9 <f / f1 <1.3
(2) 1.0 <TL / f <1.6
(3) 0.25 <fB / f <0.65
(4) 45 <ν1

まず開口絞りを物体側におくことにより、射出瞳位置をできるだけ結像面に対して大きくとることができる。次に条件式(1)のように第1レンズに大きな正のパワ−を持たせることにより、結像作用の中心とするものである。条件式(1)で上限を超えると第1レンズのパワ−が過大となり、諸収差が大きく発生し良好な性能が得られない。条件式(1)で下限を超えると収差補正には有利だが、レンズ全長が大きくなり、小型化が困難になるが、本実施例では、f/f1を1.063として適正な値を採用している。   First, by placing the aperture stop on the object side, the exit pupil position can be made as large as possible with respect to the imaging plane. Next, as shown in the conditional expression (1), the first lens is given a large positive power so as to be the center of the imaging action. If the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the power of the first lens will be excessive, and various aberrations will occur and good performance will not be obtained. If the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, it is advantageous for aberration correction, but the total lens length becomes large and it becomes difficult to reduce the size. However, in this embodiment, an appropriate value is adopted with f / f1 being 1.063. ing.

さらに小型化の条件は条件式(2)のようになる。条件式(2)で上限を超えると小型化は達成できず、下限を超えると小型化は可能であるが、各レンズのパワ−が過大となり良好な性能は維持できないが、本実施例では、TL/fを1.209として適正な値を採用している。   Further, the condition for miniaturization is as shown in conditional expression (2). If the upper limit of conditional expression (2) is exceeded, downsizing cannot be achieved, and if the lower limit is exceeded, downsizing is possible, but the power of each lens is excessive and good performance cannot be maintained. An appropriate value is adopted with TL / f set to 1.209.

また条件式(3)は適度なバックフォ−カスを得ることであり、下限を超えると空間スペ−スが小さすぎ、フィルタ−などの配置が難しく、上限を超えるとスペ−スは取れるが第2または第3レンズの負のパワ−が過大となり性能が劣化するとともに、射出瞳条件も不利になるが、本実施例では、fB/fを0.446として適正な値を採用している。   Conditional expression (3) is to obtain an appropriate back focus. If the lower limit is exceeded, the space space is too small, and it is difficult to place a filter or the like. Alternatively, the negative power of the third lens becomes excessive and the performance deteriorates, and the exit pupil condition is disadvantageous. However, in this embodiment, an appropriate value is adopted with fB / f being 0.446.

条件式(4)は色収差補正の条件である。第1レンズは強い正のパワ−を持つので、色収差を補正するにはアッベ数の大きな低分散材料で構成する必要があり、下限を超えると色収差が増大するが、本実施例では、ν1を56.2として適正な値を採用している。   Conditional expression (4) is a condition for correcting chromatic aberration. Since the first lens has a strong positive power, it is necessary to use a low dispersion material having a large Abbe number in order to correct chromatic aberration. When the lower limit is exceeded, chromatic aberration increases. An appropriate value is adopted as 56.2.

表4−1と表3から、本実施例ではf/f2は−0.477、f/R4は−2.035であり、請求項2に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
(5)−0.7<f/f2<−0.3
(6)−4.0<f/R4<−0.5
From Table 4-1 and Table 3, f / f2 is -0.477 and f / R4 is -2.035 in this embodiment, and the following conditional expression defined in claim 2 is satisfied. I understand.
(5) -0.7 <f / f2 <-0.3
(6) -4.0 <f / R4 <-0.5

請求項2の発明によると、第2レンズは前記条件式(5)(6)の条件を満たすことが望ましい。第2レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第1レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。   According to the invention of claim 2, it is desirable that the second lens satisfies the conditions of the conditional expressions (5) and (6). By providing auxiliary power and shape to the second lens, various aberrations that cannot be corrected only by the first lens are corrected, thereby making it possible to achieve both miniaturization and high performance. .

条件式(5)は適切なバックフォーカスを得ることであり、第2レンズに負のパワ−を与えることによりこれを達成している。条件式(5)で上限を超えると負のパワ−が過大となり歪曲収差、倍率色収差の悪化を招く。下限を超えると十分なバックフォ−カスが得られなくなるが、本実施例では、f/f2を−0.477として適正な値を採用している。   Conditional expression (5) is to obtain an appropriate back focus, and this is achieved by giving negative power to the second lens. If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, negative power becomes excessive and distortion and lateral chromatic aberration are deteriorated. If the lower limit is exceeded, sufficient back focus cannot be obtained, but in this embodiment, an appropriate value is adopted with f / f2 set to -0.477.

条件式(6)はコマ収差補正の条件である。第2レンズに入射する光束に対して、第2レンズの像側面の近軸曲率半径を同心的に配置することにより、コマ収差を少なくしている。条件式(6)で上限を超えると同心性が不足し、コマ収差が大きくなり、下限を超えるとコマ収差は補正過剰になるが、本実施例では、f/R4を−2.035として適正な値を採用している。   Conditional expression (6) is a condition for coma aberration correction. Coma aberration is reduced by concentrically arranging the paraxial radius of curvature of the image side surface of the second lens with respect to the light beam incident on the second lens. When the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, concentricity is insufficient and coma increases. When the lower limit is exceeded, coma is overcorrected, but in this embodiment, f / R4 is set to -2.035. The value is adopted.

表4−1と表3から、本実施例ではf/f3は−0.027、f/R5は2.259であり、請求項3に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
(7)−0.3<f/f3<0.6
(8)1.5<f/R5<4.0
From Tables 4-1 and 3, f / f3 is -0.027 and f / R5 is 2.259 in this embodiment, and the following conditional expression defined in claim 3 is satisfied. Understand.
(7) -0.3 <f / f3 <0.6
(8) 1.5 <f / R5 <4.0

請求項3の発明によると、第3レンズは前記条件式(7)(8)の条件を満たすことが望ましい。第3レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第1レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。   According to the invention of claim 3, it is desirable that the third lens satisfies the conditions of the conditional expressions (7) and (8). By giving auxiliary power and shape to the third lens, various aberrations that cannot be corrected only by the first lens are corrected, thereby making it possible to achieve both miniaturization and high performance. .

条件式(7)は、収差の改善を得るものであり、第3レンズのパワ−を規定し、正の第1レンズと負の第2レンズにて残存した諸収差を、パワ−の小さな第3レンズにて最終的に補正し、適正にバランスさせることが可能な範囲を示す。   Conditional expression (7) is for obtaining an improvement in aberrations, and defines the power of the third lens. Various aberrations remaining in the positive first lens and the negative second lens are converted into the first power with a small power. The range that can be finally corrected and properly balanced by three lenses is shown.

したがって条件式(7)で上限を超えると、第3レンズの正のパワ−が過大となり、バックフォ−カスの減少や倍率色収差の悪化となる。また下限を超えて負のパワ−が大きくなると、射出瞳条件が悪化するが、本実施例では、f/f3を−0.027として適正な値を採用している。   Therefore, if the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the positive power of the third lens will be excessive, reducing the back focus and deteriorating chromatic aberration of magnification. If the negative power increases beyond the lower limit, the exit pupil condition deteriorates. In this embodiment, f / f3 is set to -0.027 and an appropriate value is adopted.

条件式(8)は、収差の改善と射出瞳を遠くとることを得るものであり、第3レンズの形状のうち特に近軸形状を規定するものである。近軸付近の低像高に対して球面、コマ収差の発生を小さくするとともに、軸外光束に対して射出瞳位置を遠ざける効果がある。   Conditional expression (8) is for obtaining improvement in aberration and taking the exit pupil far, and in particular defines the paraxial shape among the shapes of the third lens. This has the effect of reducing the occurrence of spherical and coma aberrations for low image heights near the paraxial axis and keeping the exit pupil position away from off-axis light fluxes.

条件式(8)で上限を超えると射出瞳条件は有利だが、軸外コマ収差が過大となり、下限を越えると球面収差、コマ収差は有利だが射出瞳条件が劣化するが、f/R5を2.259として適正な値を採用している。   If the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the exit pupil condition is advantageous, but the off-axis coma aberration becomes excessive. If the lower limit is exceeded, spherical aberration and coma aberration are advantageous but the exit pupil condition deteriorates, but f / R5 is set to 2 .259 is an appropriate value.

表4−2によると、本実施例の各非球面レンズのレンズ面の曲率は、光軸近傍から周辺にいくに従って、いったんは大きくなっていることがわかり、請求項5の条件を満足している。   According to Table 4-2, it can be seen that the curvature of the lens surface of each aspherical lens of the present example increases as it goes from the vicinity of the optical axis to the periphery, and the condition of claim 5 is satisfied. Yes.

また、3枚のレンズを樹脂材料にて構成することにより、射出成形が可能となり、均一で高品質な小型結像レンズを安く大量生産することができる。   In addition, by forming the three lenses with a resin material, injection molding becomes possible, and a uniform and high-quality compact imaging lens can be mass-produced at low cost.

本実施例の小型結像レンズでは、前述したように請求項1から3の条件をすべて満足し、さらに、それらが同時に実現されていることから、請求項4の条件も満足し、良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ちながら、射出瞳位置をできるだけ長くとることができ、かつ、小型であることを実現できた。   As described above, the compact imaging lens of the present example satisfies all the conditions of claims 1 to 3, and further, since these are realized at the same time, the condition of claim 4 is also satisfied. While having image performance and distortion characteristics, a sufficient amount of peripheral light, and an appropriate back focus, the exit pupil position can be made as long as possible and a small size can be realized.

図4−2のA、B、Cに、本実施例の収差図を示す。図において、4−2−1はC線における球面収差、4−2−2はd線における球面収差、4−2−3はe線における球面収差、4−2−4はF線における球面収差、4−2−5はg線における球面収差、4−2−6はサジタル、4−2−7はタンジェンシャル、4−2−8はディストーションを示す。

Figure 2005227755
Figure 2005227755
Aberration diagrams of the present example are shown in FIGS. In the figure, 4-2-1 is the spherical aberration at the C line, 4-2-2 is the spherical aberration at the d line, 4-2-3 is the spherical aberration at the e line, and 4-2-4 is the spherical aberration at the F line. 4-2-5 represents spherical aberration at g-line, 4-2-6 represents sagittal, 4-2-7 represents tangential, and 4-2-8 represents distortion.
Figure 2005227755
Figure 2005227755

本発明の最良の実施例におけるレンズの配置と、光路を表現した図であり、開口絞りと第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、LPF(光学的ローパスフィルタ)、結像面が図示してあり、さらに、4種類の画角における光路をそれぞれ3本の線分にて表現してある。FIG. 2 is a diagram illustrating the arrangement of lenses and the optical path in the best embodiment of the present invention, and illustrates an aperture stop, a first lens, a second lens, a third lens, an LPF (optical low-pass filter), and an imaging surface. Furthermore, the optical paths at four different angles of view are represented by three line segments. 本発明の最良の実施例における収差を表現した収差図。 A:球面収差を表す収差図 B:非点収差を表す収差図 C:歪曲収差を表す収差図FIG. 6 is an aberration diagram representing aberrations in the best example of the present invention. A: aberration diagram representing spherical aberration B: aberration diagram representing astigmatism C: aberration diagram representing distortion aberration 本発明の実施例1におけるレンズの配置と、光路を表現した図であり、開口絞りと第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、LPF(光学的ローパスフィルタ)、結像面が図示してあり、さらに、4種類の画角における光路をそれぞれ3本の線分にて表現してある。FIG. 2 is a diagram illustrating the arrangement of lenses and the optical path in Example 1 of the present invention, and illustrates an aperture stop, a first lens, a second lens, a third lens, an LPF (optical low-pass filter), and an imaging surface. In addition, the optical paths at four different angles of view are represented by three line segments. 本発明の実施例1における収差を表現した収差図。 A:球面収差を表す収差図 B:非点収差を表す収差図 C:歪曲収差を表す収差図FIG. 6 is an aberration diagram illustrating the aberration in Example 1 of the present invention. A: aberration diagram representing spherical aberration B: aberration diagram representing astigmatism C: aberration diagram representing distortion aberration 本発明の実施例2におけるレンズの配置と、光路を表現した図であり、開口絞りと第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、LPF(光学的ローパスフィルタ)、結像面が図示してあり、さらに、4種類の画角における光路をそれぞれ3本の線分にて表現してある。FIG. 6 is a diagram illustrating the arrangement of lenses and the optical path in Example 2 of the present invention, in which an aperture stop, a first lens, a second lens, a third lens, an LPF (optical low-pass filter), and an imaging surface are illustrated. In addition, the optical paths at four different angles of view are represented by three line segments. 本発明の実施例2における収差を表現した収差図。 A:球面収差を表す収差図 B:非点収差を表す収差図 C:歪曲収差を表す収差図FIG. 9 is an aberration diagram illustrating the aberration in Example 2 of the present invention. A: aberration diagram representing spherical aberration B: aberration diagram representing astigmatism C: aberration diagram representing distortion aberration 本発明の実施例4におけるレンズの配置と、光路を表現した図であり、開口絞りと第1レンズ、第2レンズ、第3レンズ、LPF(光学的ローパスフィルタ)、結像面が図示してあり、さらに、4種類の画角における光路をそれぞれ3本の線分にて表現してある。FIG. 7 is a diagram illustrating the arrangement of lenses and the optical path in Example 4 of the present invention, and illustrates an aperture stop, a first lens, a second lens, a third lens, an LPF (optical low-pass filter), and an imaging surface. In addition, the optical paths at four different angles of view are represented by three line segments. 本発明の実施例4における収差を表現した収差図。 A:球面収差を表す収差図 B:非点収差を表す収差図 C:歪曲収差を表す収差図FIG. 10 is an aberration diagram illustrating the aberration in Example 4 of the present invention. A: aberration diagram representing spherical aberration B: aberration diagram representing astigmatism C: aberration diagram representing distortion aberration

符号の説明Explanation of symbols

1−1−1 第1レンズ
1−1−2 第2レンズ
1−1−3 第3レンズ
1−1−4 LPF
1−1−5 開口絞り
1−1−6 センサ面
1−1−7 光軸
1−1−8 光路1
1−1−9 光路2
1−1−10 光路3
1−1−11 光路4
1−2−1 C線における球面収差
1−2−2 d線における球面収差
1−2−3 e線における球面収差
1−2−4 F線における球面収差
1−2−5 g線における球面収差
1−2−6 サジタル
1−2−7 タンジェンシャル
1−2−8 ディストーション
2−1−1 第1レンズ
2−1−2 第2レンズ
2−1−3 第3レンズ
2−1−4 LPF
2−1−5 開口絞り
2−1−6 センサ面
2−1−7 光軸
2−1−8 光路1
2−1−9 光路2
2−1−10 光路3
2−1−11 光路4
2−2−1 C線における球面収差
2−2−2 d線における球面収差
2−2−3 e線における球面収差
2−2−4 F線における球面収差
2−2−5 g線における球面収差
2−2−6 サジタル
2−2−7 タンジェンシャル
2−2−8 ディストーション
3−1−1 第1レンズ
3−1−2 第2レンズ
3−1−3 第3レンズ
3−1−4 LPF
3−1−5 開口絞り
3−1−6 センサ面
3−1−7 光軸
3−1−8 光路1
3−1−9 光路2
3−1−10 光路3
3−1−11 光路4
3−2−1 C線における球面収差
3−2−2 d線における球面収差
3−2−3 e線における球面収差
3−2−4 F線における球面収差
3−2−5 g線における球面収差
3−2−6 サジタル
3−2−7 タンジェンシャル
3−2−8 ディストーション
4−1−1 第1レンズ
4−1−2 第2レンズ
4−1−3 第3レンズ
4−1−4 LPF
4−1−5 開口絞り
4−1−6 センサ面
4−1−7 光軸
4−1−8 光路1
4−1−9 光路2
4−1−10 光路3
4−1−11 光路4
4−2−1 C線における球面収差
4−2−2 d線における球面収差
4−2−3 e線における球面収差
4−2−4 F線における球面収差
4−2−5 g線における球面収差
4−2−6 サジタル
4−2−7 タンジェンシャル
4−2−8 ディストーション
1-1-1 First lens 1-1-2 Second lens 1-1-3 Third lens 1-1-4 LPF
1-1-5 Aperture stop 1-1-6 Sensor surface 1-1-7 Optical axis 1-1-8 Optical path 1
1-1-9 Optical path 2
1-1-10 Optical path 3
1-1-11 Optical path 4
1-2-1 Spherical Aberration at C Line 1-2-2 Spherical Aberration at d Line 1-2-3 Spherical Aberration at e Line 1-2-4 Spherical Aberration at F Line 1-2-5 Spherical Aberration at g Line 1-2-6 Sagittal 1-2-7 Tangential 1-2-8 Distortion 2-1-1 First Lens 2-1-2 Second Lens 2-1-3 Third Lens 2-1-4 LPF
2-1-5 Aperture stop 2-1-6 Sensor surface 2-1-7 Optical axis 2-1-8 Optical path 1
2-1-9 Optical path 2
2-1-10 Optical path 3
2-1-11 Optical path 4
2-2-1 Spherical aberration at C line 2-2-2 Spherical aberration at d line 2-2-3 Spherical aberration at e line 2-2-4 Spherical aberration at F line 2-2-5 Spherical aberration at g line 2-2-6 sagittal 2-2-7 tangential 2-2-8 distortion 3-1-1 first lens 3-1-2 second lens 3-1-3 third lens 3-1-4 LPF
3-1-5 Aperture stop 3-1-6 Sensor surface 3-1-7 Optical axis 3-1-8 Optical path 1
3-1-9 Optical path 2
3-1-10 Optical path 3
3-1-11 Optical path 4
3-2-1 Spherical aberration at C line 3-2-2 Spherical aberration at d line 3-2-3 Spherical aberration at e line 3-2-4 Spherical aberration at F line 3-2-5 Spherical aberration at g line 3-2-6 Sagittal 3-2-7 Tangential 3-2-8 Distortion 4-1-1 First lens 4-1-2 Second lens 4-1-3 Third lens 4-1-4 LPF
4-1-5 Aperture stop 4-1-6 Sensor surface 4-1-7 Optical axis 4-1-8 Optical path 1
4-1-9 Optical path 2
4-1-10 Optical path 3
4-1-11 Optical path 4
4-2-1 Spherical aberration at C line 4-2-2 Spherical aberration at d line 4-2-3 Spherical aberration at e line 4-2-4 Spherical aberration at F line 4-2-5 Spherical aberration at g line 4-2-6 Sagittal 4-2-7 Tangential 4-2-8 Distortion

Claims (6)

物体側より順に、開口絞りとそれに続く正の第1レンズ、負の第2レンズ、正または負の第3レンズよりなり、各レンズは少なくとも1面以上の非球面を有し、以下の条件式を満たすことを特徴とする小型結像レンズ。
(1) 0.9<f/f1<1.3
(2) 1.0<TL/f<1.6
(3) 0.25<fB/f<0.65
(4) 45<ν1
ただし
f :全レンズ系の焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
TL:レンズ第1面から結像面までの長さ(平行平面部分は空気長換算)
fB:レンズ最終面から結像面までの長さ(平行平面部分は空気長換算)
ν1:第1レンズ材料のアッベ数
In order from the object side, an aperture stop, followed by a positive first lens, a negative second lens, and a positive or negative third lens, each lens has at least one aspheric surface, and the following conditional expression A compact imaging lens characterized by satisfying
(1) 0.9 <f / f1 <1.3
(2) 1.0 <TL / f <1.6
(3) 0.25 <fB / f <0.65
(4) 45 <ν1
Where f: focal length of all lens systems f1: focal length of the first lens TL: length from the first lens surface to the image plane (parallel plane portion is converted to air length)
fB: Length from the last lens surface to the image plane (parallel plane portion is converted to air length)
ν1: Abbe number of the first lens material
請求項1記載の小型結像レンズにおいて、第2レンズは、さらに以下の条件式を満たすことを特徴とする小型結像レンズ。
(5)−0.7<f/f2<−0.3
(6)−4.0<f/R4<−0.5
ただし
f2:第2レンズの焦点距離
R4:第2レンズの像側面の近軸曲率半径
2. The small imaging lens according to claim 1, wherein the second lens further satisfies the following conditional expression.
(5) -0.7 <f / f2 <-0.3
(6) -4.0 <f / R4 <-0.5
Where f2: focal length of the second lens R4: paraxial radius of curvature of the image side surface of the second lens
請求項1記載の小型結像レンズにおいて、第3レンズは、さらに以下の条件式を満たすことを特徴とする小型結像レンズ。
(7)−0.3<f/f3<0.6
(8)1.5<f/R5<4.0
ただし
f3:第3レンズの焦点距離
R5:第3レンズの物体側面の近軸曲率半径
2. The small imaging lens according to claim 1, wherein the third lens further satisfies the following conditional expression.
(7) -0.3 <f / f3 <0.6
(8) 1.5 <f / R5 <4.0
Where f3: focal length of the third lens R5: paraxial radius of curvature of the object side surface of the third lens
請求項1記載の小型結像レンズにおいて、第2レンズは、さらに以下の条件式(5)と(6)を満たすことを特徴とする小型結像レンズであって、
(5)−0.7<f/f2<−0.3
(6)−4.0<f/R4<−0.5
かつ、第3レンズは、さらに以下の条件式(7)と(8)を満たすことを特徴とする小型結像レンズ。
(7)−0.3<f/f3<0.6
(8)1.5<f/R5<4.0
ただし、
f2:第2レンズの焦点距離
R4:第2レンズの像側面の近軸曲率半径
f3:第3レンズの焦点距離
R5:第3レンズの物体側面の近軸曲率半径
The small imaging lens according to claim 1, wherein the second lens further satisfies the following conditional expressions (5) and (6):
(5) -0.7 <f / f2 <-0.3
(6) -4.0 <f / R4 <-0.5
The third lens further satisfies the following conditional expressions (7) and (8):
(7) -0.3 <f / f3 <0.6
(8) 1.5 <f / R5 <4.0
However,
f2: focal length R4 of the second lens: paraxial radius of curvature of the image side surface of the second lens f3: focal length of the third lens R5: paraxial radius of curvature of the object side surface of the third lens
請求項1、2、3または4記載の小型結像レンズにおいて、さらに、第2レンズ及び第3レンズの非球面形状は、近軸曲率半径に対して周辺部にいくに従い、形状が少なくともいったんは、曲率半径が大きくなる非球面形状を有することを特徴とする小型結像レンズ。 5. The small image forming lens according to claim 1, wherein the aspherical shape of the second lens and the third lens is at least once as the shape moves toward the periphery with respect to the paraxial radius of curvature. A small imaging lens having an aspherical shape with a large radius of curvature. 請求項1、2、3、4または5記載の小型結像レンズにおいて、それぞれのレンズが、樹脂材料にて構成されることを特徴とする小型結像レンズ。
6. The small imaging lens according to claim 1, wherein each lens is made of a resin material.
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