(57)【要約】【課題】レンズ枚数が２枚という簡略な構成であるとともに、小型・低背化が可能な撮像レンズを提供する。【解決手段】最大像高の半径Ｒ５を０．８８ｍｍとする。第１レンズ面３Ａ有効半径Ｒは０．２７０ｍｍ、第２レンズ面３Ｂの有効半径Ｒ１は０．２２０ｍ、第３レンズ面４Ａの有効半径Ｒ２は０．２５５ｍ、遮光絞り５の半径Ｒ４は０．２１５ｍｍ、遮光絞り５の厚さｔは０．０２０ｍｍとする条件下で、第２レンズ面３Ｂの有効径終端から遮光絞り５（物体側）までの間隔ｔ１を０．０１１ｍｍ、遮光絞り５（像側）から第３レンズ面４Ａの有効径終端までの間隔ｔ２を０．０３５ｍｍ、最大像高の光線束における上光線ａの入射角度αを２９．９４５°、第２レンズ面３Ｂから第３レンズ面４Ａに向かう上光線ａと光軸ｂとがなす角度α１を３０．３６６°と設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側に向かって順に、正の屈折力を有して両面をそれぞれ物体側に向けて凸面とした第１レンズと、遮光絞りと、正の屈折力を有して両面をそれぞれ物体側に向けて凹面とした第２レンズとからなり、前記第１及び第２レンズにより固体撮像素子の撮像面に結像させる撮像レンズであって、前記第１レンズの第１レンズ面（物体側面）の有効半径が０.２４０〜０.２７５ｍｍ、前記第１レンズの第２レンズ面（像側の面）の有効半径が０.２１０〜０.２４０ｍｍ、第２レンズの第３レンズ面（物体側面）の有効半径が０.２４０〜０.２５５ｍｍ、第２レンズの第４レンズ面（像側の面）の有効半径が０.４６７〜０.５２５ｍｍ、前記撮像面に結像される最大像高の半径がほぼ０．８８ｍｍ、前記最大像高の上光線入射角が２９．７５０〜３２．８３４°、最大像高の上光線が第１レンズ面に入射する際の光軸から上光線までの半径が０．０７９〜０．１３４ｍｍ、第２レンズ面から第３レンズ面に向かう上光線と光軸とがなす角度が３０．３６６〜４０．０６０°としたことを特徴とする撮像レンズ。
【請求項２】
前記遮光絞りの厚さがほぼ０．０２０ｍｍ、前記第２レンズ面の有効径終端から遮光絞り（物体側）までの間隔が０．００８〜０．０１３ｍｍ、遮光絞り（像側）から第３レンズ面の有効径終端までの間隔が０．０１５〜０．０３５ｍｍ、前記遮光絞りの厚さと前記第２レンズ面の有効径終端から遮光絞り（物体側）までの間隔と前記遮光絞り（像側）から第３レンズ面の有効径終端までの間隔を合計した間隔が０．０４６〜０．０６６ｍｍとなることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
【請求項３】
前記第１及び第２レンズがプラスチック材料によって成型されていることを特徴とする撮像レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２枚のレンズによりＣＣＤ型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ型イメージセンサ等の固体撮像素子の撮像面に結像させる撮像レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサあるいはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  ＯｘｉｄｅＳｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像レンズはパーソナルコンピューターや携帯電話などに組み込まれ、特に近年、携帯電話などにおいては、携帯電話の小型化、薄型化並び高性能化に伴い、携帯電話のカメラ機能として組み込まれる撮影レンズはさらなる小型化、低背化（薄型化）への要求が高まっている。このため、携帯電話に組み込まれる撮影レンズは１枚レンズに比べ、解像度の高性能化が可能であるとともに、低背化（薄型化）にも有利な２枚構成のレンズが好適である。このような、２枚構成のレンズを備えた撮影レンズとして例えば、以下の特許文献１が公知である。
【０００３】
【特許文献１】特許第３００７６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、携帯電話のカメラ機能として用いられる撮像レンズは、より高い解像度が要求され、撮像領域のサイズの大きなイメージセンサほど、焦点距離が長くなる。一方で、高解像度でサイズの大きなイメージセンサを使用すると、イメージセンサと撮影レンズとの距離を長く設定する必要がある。図５は、従来、本願出願人が開発した携帯電話のカメラ機能として用いる撮像レンズにおいて最も小型な撮像レンズ１である。この撮像レンズ１は、物体側から像側に向かって順に、正の屈折力を有して両面をそれぞれ物体側に向けて凸面とした第１レンズ３、遮光絞り５、正の屈折力を有して両面をそれぞれ物体側に向けて凹面とした第２レンズ４、固体撮像素子としてのＣＭＯＳ型イメージセンサ２からなり、前記第１及び第２レンズ３，４によりイメージセンサ２の撮像面に結像させる。この撮像レンズ１において、第１レンズ３の第１レンズ面３Ａ（物体側面）の有効半径をＲ、第１レンズ３の第２レンズ面３Ｂ（像側の面）の有効半径をＲ１、第２レンズ４の第３レンズ面４Ａ（物体側面）の有効半径をＲ２、第２レンズ４の第４レンズ面４Ｂ（像側の面）の有効半径をＲ３、遮光絞り５の半径Ｒ４、イメージセンサ２の撮像面に結像される最大像高の半径をＲ５、前記最大像高の光線束における上光線ａの入射角度をα、遮光絞り５の半径をＲ４、第２レンズ面３Ｂから第３レンズ面４Ａに向かう上光線ａと光軸Ｓとがなす角度をα１、遮光絞り５の厚さをｔ、第２レンズ面３Ｂの有効径終端から遮光絞り５の物体側までの間隔をｔ１、遮光絞り５の像側から第３レンズ面４Ａの有効径終端までの間隔をｔ２、これらのｔ、ｔ１、ｔ２を合計した間隔Ｔ、光学全長をＬ、最大像高上光線のセンサー入射角をα２、最大像高の上光線ａが第１レンズ面３Ａに入射する際の光軸Ｓから上光線ａまでの半径をＬ１とする具体的な数値構成及び撮像レンズ１における焦点距離、第１レンズ面３Ａの曲率半径、第２レンズ面３Ｂの曲率半径、第３レンズ面４Ａの曲率半径、第４レンズ面４Ｂの曲率半径、第１レンズ３の光軸Ｓ上の厚さ、第２レンズ４の光軸Ｓ上の厚さを示す具体的な数値構成は、以下の表１に通りである。
【０００５】
【表１】
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【０００６】
しかし、近年、携帯電話のカメラ機能として用いられる撮像レンズ１は、より小型化並びに低背化が要求され、図５に示す撮像レンズ１は、イメージセンサ２の撮像面に結像される最大像高の半径Ｒ５がほぼ１．４４ｍｍであるが、近年では、その半径Ｒ５を約０．８８ｍｍ程度（約６０％程度、サイズダウン）まで小型化されることが要求される。このような要求に対し表１で示す数値構成の撮像レンズ１の構成比率を単純に約６０％程度縮小すれば、イメージセンサ２の撮像面に結像される最大像高の半径Ｒ５の数値として約０．８８ｍｍの撮像レンズ１となる。しかし、撮像レンズ１の各構成部品を成型する際の加工精度上の限界などによって、表１で示す数値をすべて単純に約６０％程度、縮小することは困難である。すなわち、第１レンズ３と第２レンズ４との間に介在する遮光絞り５は、撮像レンズの機種が異なっても汎用性を持たせて製造コストを低減するなど目的により、遮光絞り５の厚さｔを共通化している。したがって、遮光絞り５の厚さｔが変わらないことから、当然、第２レンズ面３Ｂの有効径終端から遮光絞り５の物体側までの間隔ｔ１、遮光絞り５の像側から第３レンズ面４Ａの有効径終端までの間隔ｔ２、これらのｔ、ｔ１、ｔ２を合計した間隔Ｔを単純に約６０％程度、縮小することはできない。さらに、この種の携帯電話のカメラ機能として用いられる撮像レンズ１は、プラスチック材料によって成型されており、第１及び第２レンズ３，４に形成する第２レンズ面３Ｂ，第３レンズ面４Ａの形成誤差などを考慮し、第２レンズ面３Ｂの有効半径Ｒ１は、遮光絞り５の半径Ｒ４より径小に形成し、かつ、遮光絞り５の半径Ｒ４より、第３レンズ面４Ａの有効半径Ｒ３を径大に形成することから、第２レンズ面３Ｂの有効径終端から遮光絞り５の物体側までの間隔ｔ１、遮光絞り５の像側から第３レンズ面４Ａの有効径終端までの間隔ｔ２の寸法管理は、最終的に最大像高上光線のセンサー入射角α２を決定する上で重要となるが、第１及び第２レンズ３，４を小型化するに従って、第２レンズ面３Ｂの有効径終端から遮光絞り５の物体側までの間隔ｔ１、遮光絞り５の像側から第３レンズ面４Ａの有効径終端までの間隔ｔ２の寸法管理が困難となり、許容できる間隔ｔ１、ｔ２の数値には限度があり、撮像レンズ１の構成比率を単純に縮小ことは成形加工上、困難となる。したがって、広い画角を維持しつつ、撮像レンズ１の小型化並びに低背化を可能とするさらなる改良が求められている。
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであって、レンズ枚数が２枚という簡略な構成であるとともに、設計上、寸法管理が許容でき、かつ小型・低背化が可能な撮像レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の請求項１記載の撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、正の屈折力を有して両面をそれぞれ物体側に向けて凸面とした第１レンズと、遮光絞りと、正の屈折力を有して両面をそれぞれ物体側に向けて凹面とした第２レンズとからなり、前記第１及び第２レンズにより固体撮像素子の撮像面に結像させる撮像レンズであって、前記第１レンズの第１レンズ面（物体側面）の有効半径が０.２４０〜０.２７５ｍｍ、前記第１レンズの第２レンズ面（像側の面）の有効半径が０.２１０〜０.２４０ｍｍ、第２レンズの第３レンズ面（物体側面）の有効半径が０.２４０〜０.２５５ｍｍ、第２レンズの第４レンズ面（像側の面）の有効半径が０.４６７〜０.５２５ｍｍ、前記撮像面に結像される最大像高の半径がほぼ０．８８ｍｍ、前記最大像高の上光線入射角が２９．７５０〜３２．８３４°、最大像高の上光線が第１レンズ面に入射する際の光軸から上光線までの半径が０．０７９〜０．１３４ｍｍ、第２レンズ面から第３レンズ面に向かう上光線と光軸とがなす角度が３０．３６６〜４０．０６０°としたことを特徴とする。
【０００９】
本発明の請求項２記載の撮像レンズは、請求項１記載の撮像レンズにおいて、前記遮光絞りの厚さがほぼ０．０２０ｍｍ、前記第２レンズ面の有効径終端から遮光絞り（物体側）までの間隔が０．００８〜０．０１３ｍｍ、遮光絞り（像側）から第３レンズ面の有効径終端までの間隔が０．０１５〜０．０３５ｍｍ、前記遮光絞りの厚さと前記第２レンズ面の有効径終端から遮光絞り（物体側）までの間隔と前記遮光絞り（像側）から第３レンズ面の有効径終端までの間隔を合計した間隔が０．０４６〜０．０６６ｍｍとなることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項３記載の撮像レンズは、前記第１及び第２レンズがプラスチック材料によって成型されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１記載の撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、正の屈折力を有して両面をそれぞれ物体側に向けて凸面とした第１レンズと、遮光絞りと、正の屈折力を有して両面をそれぞれ物体側に向けて凹面とした第２レンズとからなり、前記第１及び第２レンズにより固体撮像素子の撮像面に結像させる撮像レンズであって、前記第１レンズの第１レンズ面（物体側面）の有効半径が０.２４０〜０.２７５ｍｍ、前記第１レンズの第２レンズ面（像側の面）の有効半径が０.２１０〜０.２４０ｍｍ、第２レンズの第３レンズ面（物体側面）の有効半径が０.２４０〜０.２５５ｍｍ、第２レンズの第４レンズ面（像側の面）の有効半径が０.４６７〜０.５２５ｍｍ、前記撮像面に結像される最大像高の半径がほぼ０．８８ｍｍ、前記最大像高の上光線入射角が２９．７５０〜３２．８３４°、最大像高の上光線が第１レンズ面に入射する際の光軸から上光線までの半径が０．０７９〜０．１３４ｍｍ、第２レンズ面から第３レンズ面に向かう上光線と光軸とがなす角度が３０．３６６〜４０．０６０°としたことにより、レンズ枚数が２枚という簡約な構成であるとともに、広い画角を維持しつつ小型・低背化が可能な撮像レンズを提供することができる。
【００１２】
本発明の請求項２記載の撮像レンズは、請求項１記載の撮像レンズにおいて、前記遮光絞りの厚さがほぼ０．０２０ｍｍ、前記第２レンズ面の有効径終端から遮光絞り（物体側）までの間隔が０．００８〜０．０１３ｍｍ、遮光絞り（像側）から第３レンズ面の有効径終端までの間隔が０．０１５〜０．０３５ｍｍ、前記遮光絞りの厚さと前記第２レンズ面の有効径終端から遮光絞り（物体側）までの間隔と前記遮光絞り（像側）から第３レンズ面の有効径終端までの間隔を合計した間隔が０．０４６〜０．０６６ｍｍとなるものであるから、第２レンズ面３Ｂの有効径終端から遮光絞り（物体側）までの間隔や第２レンズ面の有効径終端から遮光絞り（像側）から第３レンズ面の有効径終端までの間隔が狭まるほど寸法管理が難しくなるが、これらの間隔を寸法管理が可及的に許容できる範囲内に狭めて撮像レンズの小型化並びに低背化を可能とすることができる。
【００１３】
本発明の請求項３記載の撮像レンズは、前記第１及び第２レンズがプラスチック材料によって成型されているから、第１及び第２レンズの成型加工が容易であるとともに、これら第１及び第２レンズの成型誤差などによって撮像レンズの小型化が制約を受けることなく、撮像レンズの小型化並びに低背化を可能とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。図１は本発明の第1実施例に係るレンズモジュールの概要を説明する断面図である。なお、図１においては、左方側が物体側であり、図面右方側が像側である。
【実施例１】
【００１５】
図１に示すように、本実施形態の撮像レンズ１は、固体撮像素子としてのＣＭＯＳ型イメージセンサ２と、第１レンズ３及び第２レンズ４と、遮光絞り５を有する遮光絞り５、ＩＲカットフィルタ７とから構成され、これらの構成部品は鏡筒（図示しない）によって固定されている。なお、鏡筒（図示しない）には物体側からの光入射用の開口部（図示しない）が形成されている。
【００１６】
前記イメージセンサ２は図示しない基板と電気的に接続され、イメージセンサ２の受光側に画素（光電変換素子）が２次元的に配置されており、画素からの信号電荷を基板に出力する。また、基板からイメージセンサ２を駆動するための電圧やクロック信号を出力する。
【００１７】
前記第１レンズ３は、物体側に向かって凸面として両側（表面、裏面）が非球面のメニスカス形状をしており、正の屈折力を有する。第２レンズ４は物体側に向かって凹面として両側（表面、裏面）が非球面のメニスカス形状をしており、正の屈折力を有しており、物体の像は、鏡筒の光入射用の開口部（何れも図示せず）から第１レンズ３に入射し、遮光絞り５によって絞られて第２レンズ４に入射し、この第２レンズ４によりさらに収束され、ＩＲカットフィルタ７を通過して像として、イメージセンサ２に結像し、イメージセンサ２は、結像した画像を電子信号として出力する。なお、第１及び第２レンズ３，４はプラスチック材料によって成型されている。
【００１８】
以上のように構成される撮像レンズ１は、図１において、第１レンズ３の第１レンズ面３Ａ（物体側面）の有効半径をＲ、第１レンズ３の第２レンズ面３Ｂ（像側の面）の有効半径をＲ１、第２レンズ４の第３レンズ面４Ａ（物体側面）の有効半径をＲ２、第２レンズ４の第４レンズ面４Ｂ（像側の面）の有効半径をＲ３、遮光絞り５の半径Ｒ４、イメージセンサ２の撮像面に結像される最大像高の半径をＲ５、前記最大像高の光線束における上光線ａの入射角度をα、遮光絞り５の半径をＲ４、第２レンズ面３Ｂから第３レンズ面４Ａに向かう上光線ａと光軸Ｓとがなす角度をα１、遮光絞り５の厚さをｔ、第２レンズ面３Ｂの有効径終端から遮光絞り５の物体側までの間隔をｔ１、遮光絞り５の像側から第３レンズ面４Ａの有効径終端までの間隔をｔ２、これらのｔ、ｔ１、ｔ２を合計した間隔Ｔ、光学全長をＬ、最大像高上光線のセンサー入射角をα２、最大像高の上光線ａが第１レンズ面３Ａに入射する際の光軸Ｓから上光線ａまでの半径をＬ１とする具体的な数値構成及び撮像レンズ１における焦点距離、第１レンズ面３Ａの曲率半径、第２レンズ面３Ｂの曲率半径、第３レンズ面４Ａの曲率半径、第４レンズ面４Ｂの曲率半径、第１レンズ３の光軸Ｓ上の厚さ、第２レンズ４の光軸Ｓ上の厚さを示す具体的な数値構成は、以下の表２に通りである。
【００１９】
【表２】
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【実施例２】
【００２０】
実施例２における撮像レンズ１において、その具体的な数値構成は、以下の表３に示す通りである。
【００２１】
【表３】
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【実施例３】
【００２２】
実施例３における撮像レンズ１において、その具体的な数値構成は、以下の表４に示す通りである。
【００２３】
【表４】
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【実施例４】
【００２４】
実施例４における撮像レンズ１において、その具体的な数値構成は、以下の表５に示す通りである。
【００２５】
【表５】
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【００２６】
なお、本実施例においては、実施例１〜第４実施例の撮像レンズ１は、携帯電話に組み込まれるものであり、表２〜表５で示すように、イメージセンサ２の撮像面に結像される最大像高の半径Ｒ５は、ほぼ０．８８ｍｍ程度まで小型化されている。それに伴い第１レンズ３の第１レンズ面３Ａ（物体側面）の有効半径をＲが０．２４０〜０．２７５ｍｍ、第１レンズ３の第２レンズ面３Ｂ（像側の面）の有効半径をＲ１が０．２１０〜０．２４０ｍ、第２レンズ４の第３レンズ面４Ａ（物体側面）の有効半径をＲ２が０．２４０〜０．２５５ｍ、第２レンズ４の第４レンズ面４Ｂ（像側の面）の有効半径をＲ３が０.４６７〜０.５２５ｍｍ、遮光絞り５の半径Ｒ４が０．２１０〜０．２４０ｍｍと縮小する。そして、遮光絞り５の厚さｔは０．０２０ｍｍと従来と変わらないが、第１レンズ３の成型加工上、第２レンズ面３Ｂの有効径終端から遮光絞り５の物体側までの間隔ｔ１は、０．００８〜０．０１３ｍｍであり、僅かではあるが広がる（図５で示す従来例は、０．００７ｍｍ）。なお、遮光絞り５（像側）から第３レンズ面４Ａの有効径終端までの間隔ｔ２は、０．０１５〜０．０６６ｍｍ（図５で示す従来例は、０．０４８ｍｍ）、これらのｔ、ｔ１、ｔ２を合計した間隔Ｔは０．０４６〜０．０６６ｍｍ（図５で示す従来例は、０．０７５ｍｍ）となる。すなわち、イメージセンサ２の撮像面に結像される最大像高の半径Ｒ５は、従来の１．４４ｍｍから０．８８ｍｍ程度まで縮小しているが、遮光絞り５の厚さｔや第２レンズ面３Ｂの有効径終端から遮光絞り５までの間隔ｔ１は、成型加工上の制約あるいは成型加工上の誤差などを考慮すると、同じ縮尺（約６０％）で縮めることができず、逆の第２レンズ面３Ｂの有効径終端から遮光絞り５の物体側までの間隔ｔ１を広めざるを得ない。したがって、最大像高の光線束における上光線ａの入射角度αを２９．７５０〜３２．８３４°、第２レンズ面３Ｂから第３レンズ面４Ａに向かう上光線ａと光軸ｂとがなす角度をα１を３０．３６６〜４０．０６０°と設定する。これにより、最大像高の上光線ａのセンサー入射角度α２（画角）を２１．２２９〜２４．２１７°と維持しつつ、イメージセンサ２の撮像面に結像される最大像高の半径Ｒ５を０．８８ｍｍ程度まで小型化することが可能となるとともに、撮像レンズ１の光学全長Ｌを１．６３５〜１．８２３ｍｍ程度まで低背化（薄型化）することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１を示す撮像レンズの構成を示す説明図である。
【図２】同上、実施例２を示す撮像レンズの構成を示す説明図である。
【図３】同上、実施例３を示す撮像レンズの構成を示す説明図である。
【図４】同上、実施例４を示す撮像レンズの構成を示す説明図である。
【図５】同上、従来例を示す撮像レンズの構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    撮像レンズ
２    イメージセンサ
３    第１レンズ
３Ａ  第１レンズ面
３Ｂ  第２レンズ面
４    第２レンズ
４Ａ  第３レンズ面
４Ｂ  第４レンズ面
５    遮光絞り
７    ＩＲカットフィルタ
Ｒ    第１レンズ面の有効半径
Ｒ１  第２レンズ面の有効半径
Ｒ２  第３レンズ面の有効半径
Ｒ３  第４レンズ面の有効半径
Ｒ４  遮光絞りの開口半径
Ｒ５  イメージセンサの撮像面に結像される最大像高の半径
α  最大像高の光線束における上光線の入射角度
α１  第２レンズ面から第３レンズ面に向かう上光線と光軸とがなす角度
ａ  最大像高の光線束における上光線
Ｓ  光軸
ｔ  遮光絞りの厚さ
ｔ１  第２レンズ面の有効径終端から遮光絞り（物体側）までの間隔
ｔ２  遮光絞り（像側）から第３レンズ面の有効径終端までの間隔
Ｌ    光学全長
【図１】
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【図２】
2009075437.tif 000009
【図３】
2009075437.tif 000010
【図４】
2009075437.tif 000011
【図５】
2009075437.tif 000012