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JP2015129869A - Imaging optical system, imaging apparatus, and portable terminal - Google Patents

Imaging optical system, imaging apparatus, and portable terminal Download PDF

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JP2015129869A
JP2015129869A JP2014001522A JP2014001522A JP2015129869A JP 2015129869 A JP2015129869 A JP 2015129869A JP 2014001522 A JP2014001522 A JP 2014001522A JP 2014001522 A JP2014001522 A JP 2014001522A JP 2015129869 A JP2015129869 A JP 2015129869A
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JP
Japan
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imaging
optical system
distance
imaging optical
lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014001522A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
清乃 立山
Kiyono Tateyama
清乃 立山
中村 健太郎
Kentaro Nakamura
中村  健太郎
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.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compact imaging optical system which achieves excellently corrected chromatic aberration during both long range imaging and short range imaging, an imaging apparatus including the imaging optical system, and a portable terminal including the imaging apparatus.SOLUTION: An imaging optical system 10 comprises a plurality of lenses including a first lens L1 arranged closest to the object side. During short range imaging in which the distance from the imaging optical system 10 to a subject is less than a predetermined value, a first aperture stop AP1 arranged on the object side of the first lens functions as an aperture stop, and during long range imaging in which the distance from the imaging optical system 10 to the subject is equal to or larger than the predetermined value, a second aperture stop AP2 arranged between lenses functions as an aperture stop. The imaging optical system satisfies the following conditional expressions: φF>φN...(1), and L/2Y<1.1...(2), where φN is the aperture diameter (mm) of the first aperture stop during short range imaging, φF is the aperture diameter (mm) of the second aperture stop, L is the distance (mm) from the vertex of the object side surface of the first lens to an imaging plane during long range imaging, and Y is the maximum image height (mm) during long range imaging.

Description

本発明は撮像光学系、特には、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を用いた小型で高い解像度が得られる撮像光学系、およびこれを備える撮像装置並びに携帯端末に関する。   The present invention relates to an imaging optical system, and more particularly, to a small and high-resolution imaging optical system using a solid-state imaging device such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor, and an imaging apparatus and a portable terminal including the imaging optical system.

近年、CCD(Charge Coupled Device)型イメージセンサあるいはCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた撮像装置が搭載された携帯端末が普及している。このような携帯端末に搭載される撮像装置においても、より高画質の画像が得られるよう、高画素数の撮像素子を使用したものが市場に供給されるようになってきた。従来の高画素数をもつ撮像素子は、大型化をともなっていたが、近年、画素の高細化が進み、撮像素子が小型化され高細密化されるようになってきた。   In recent years, portable terminals equipped with an imaging device using a solid-state imaging device such as a CCD (Charge Coupled Device) type image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensor have become widespread. In such an imaging apparatus mounted on a portable terminal, an apparatus using an imaging element having a high pixel number has been supplied to the market so that a higher quality image can be obtained. Conventional image pickup devices having a large number of pixels have been accompanied by an increase in size, but in recent years, pixels have become increasingly thinner, and image pickup devices have become smaller and higher in density.

このような高細密化された撮像素子に被写体像を結像する撮像光学系には、高い光学性能が要求される。これに対し小型で高性能な光学系として、3枚あるいは4枚構成の撮像光学系に比べ収差補正機能が高く高性能化が可能であるという理由で、例えば5枚又は6枚構成の撮像光学系が提案されている。一方で、携帯端末用の撮像装置に用いる為には、5枚又は6枚構成の撮像光学系であっても、全長を短くした低背化も従来と同様に必要とされている。加えて、解像力を向上させると共に、低輝度の被写体を撮像可能とするために、明るいFナンバーを確保したいという要求もある。   An imaging optical system that forms a subject image on such a high-definition imaging device is required to have high optical performance. On the other hand, as a small and high-performance optical system, the aberration correction function is higher than that of a three- or four-lens imaging optical system and high performance is possible. A system has been proposed. On the other hand, in order to use it for an imaging device for a portable terminal, even in the case of an imaging optical system having a configuration of five or six sheets, it is necessary to reduce the overall length and reduce the height as in the past. In addition, there is also a demand for securing a bright F number in order to improve resolution and to capture a low-luminance subject.

ところで、明るいFナンバーを持つ低背の撮像光学系の場合、遠距離の被写体を撮像する際における収差を最適に補正すると、近距離の被写体を撮像する際における収差の劣化を十分に抑制できないという課題がある。これに対し、一般的なデジタルカメラやビデオカメラに使用される撮像光学系では、その収差劣化を低減する目的で、撮像光学系の一部を光軸方向に変位させて収差劣化を抑制する技術が知られている。しかしながら、携帯端末等に搭載される撮像装置においては、限られたスペース内に配置できることが要求され、撮像光学系のサイズ及び光学系の移動量等の自由度には制約がある場合が多い。これに対し、異なる手法で遠距離撮像時の収差のみならず、近距離撮像時の収差を改善しようとする試みがある。   By the way, in the case of a low-profile imaging optical system having a bright F-number, if aberrations are corrected optimally when imaging a subject at a long distance, deterioration of aberrations when imaging a subject at a short distance cannot be sufficiently suppressed. There are challenges. On the other hand, in imaging optical systems used for general digital cameras and video cameras, a technique for suppressing aberration degradation by displacing a part of the imaging optical system in the optical axis direction in order to reduce aberration degradation. It has been known. However, an imaging apparatus mounted on a portable terminal or the like is required to be disposed in a limited space, and there are many restrictions on the degree of freedom such as the size of the imaging optical system and the amount of movement of the optical system. On the other hand, there are attempts to improve not only the aberration at the time of long-distance imaging but also the aberration at the time of short-distance imaging by different methods.

特開2012−185345号公報JP 2012-185345 A 特開2011−102871号公報JP 2011-102871 A 特開2010−96820号公報JP 2010-96820 A

特許文献1に開示されたデジタルカメラやビデオカメラ用のズーム光学系においては、望遠端と広角端とで開口絞りが光軸方向に変位し、且つ開口径を可変としているが、レンズ枚数が多く且つレンズ移動量が大きすぎるため、このまま携帯端末用の撮像装置などに搭載することは困難である。又、特許文献2に開示されたカメラ用のリアフォーカス方式のレトロフォーカス型広角ズームレンズにおいても、近距離撮像時に絞りを含む2群が物体側へ移動するようになっているが、レンズ枚数が多く且つレンズ移動量が大きすぎるため、このまま携帯端末用の撮像装置などに搭載することは困難である。   In the zoom optical system for digital cameras and video cameras disclosed in Patent Document 1, the aperture stop is displaced in the optical axis direction at the telephoto end and the wide-angle end, and the aperture diameter is variable, but the number of lenses is large. In addition, since the lens movement amount is too large, it is difficult to mount the lens in an imaging device for a portable terminal as it is. Also, in the rear focus type retro-focus type wide-angle zoom lens for a camera disclosed in Patent Document 2, two groups including a diaphragm are moved toward the object side at the time of short-distance imaging. Since it is large and the amount of movement of the lens is too large, it is difficult to mount it on an imaging device for a portable terminal as it is.

一方、特許文献3に開示された撮像光学系は,携帯端末用の撮像装置に搭載可能に低背であって、レンズより物体側に配置され開放Fナンバーを持つ第1絞りと、第1絞りより物体側に配置され小絞りのFナンバーを持つ第2絞りとを有しており、これにより簡素な構成でありながら、比較的収差の大きなマージナル周辺光線を有効にカットすることができる。しかしながら、特許文献3に開示された撮像光学系においては、より低背化した場合の近距離撮影時の性能を改善するには、やや不十分であり、また第1絞りと第2絞りを共にレンズの物体側に配置する構成は、物体側にスペースが必要なため低背化の妨げになる。   On the other hand, the imaging optical system disclosed in Patent Document 3 is low in height so that it can be mounted on an imaging device for a portable terminal, and is disposed on the object side of the lens and has an open F number, and a first aperture It has a second aperture which is arranged closer to the object side and has a small aperture F-number, and this makes it possible to effectively cut marginal peripheral rays having a relatively large aberration while having a simple configuration. However, the imaging optical system disclosed in Patent Document 3 is slightly insufficient to improve the performance at close-up shooting when the height is lowered, and both the first and second apertures are used. The configuration arranged on the object side of the lens hinders a reduction in height because a space is required on the object side.

本発明は、上記した問題に鑑みてなされたものであり、光学系全長の短い低背な構成を有しながらも、遠距離撮像時と近距離撮像時の双方において諸収差が良好に補正された小型の撮像光学系、該撮像光学系を備えた撮像装置、及び該撮像装置を備えた携帯端末を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and various aberrations are favorably corrected at both long-distance imaging and short-distance imaging while having a low profile with a short overall optical system length. Another object of the present invention is to provide a small-sized imaging optical system, an imaging device including the imaging optical system, and a portable terminal including the imaging device.

請求項1に記載の撮像光学系は、最も物体側に配置される第1レンズを含む、複数枚のレンズからなる撮像光学系であって、
前記撮像光学系から被写体までの距離が所定値未満である近距離撮像時には、前記第1レンズの物体側に配置される第1絞りが開口絞りとして機能し、
前記撮像光学系から被写体までの距離が所定値以上である遠距離撮像時には、レンズ間に配置される第2絞りが開口絞りとして機能し、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
φF>φN (1)
L/2Y<1.1 (2)
但し、
φN:近距離撮像時における前記第1絞りの開口径(mm)
φF:前記第2絞りの開口径(mm)
L:遠距離撮像時における前記第1レンズの物体側面頂点から撮像面までの距離(mm)
Y:遠距離撮像時における最大像高(mm)
The imaging optical system according to claim 1 is an imaging optical system including a plurality of lenses including a first lens arranged closest to the object side,
During short-distance imaging in which the distance from the imaging optical system to the subject is less than a predetermined value, the first diaphragm disposed on the object side of the first lens functions as an aperture diaphragm,
During long-distance imaging in which the distance from the imaging optical system to the subject is a predetermined value or more, the second diaphragm disposed between the lenses functions as an aperture diaphragm and satisfies the following conditional expression.
φF> φN (1)
L / 2Y <1.1 (2)
However,
φN: Aperture diameter (mm) of the first diaphragm during short-distance imaging
φF: aperture diameter of the second diaphragm (mm)
L: Distance (mm) from the object side surface vertex of the first lens to the imaging surface during long-distance imaging
Y: Maximum image height (mm) during long-distance imaging

本発明によれば、(1)式を満たすことで、遠距離撮像時には、第2絞りを用いて良好な撮像を可能とするとともに、近距離撮像時には、第2絞りより開口径の小さい第1絞りによって、マージナル周辺光束が結像に寄与することを抑制し、収差の劣化を抑えることができる。また焦点深度を広げることもできる。更に、第1絞りを第2絞りより物体側に配置することで、よりマージナル周辺光束がカットされやすくなり、また光学系の最終面より出射して撮像面に結像する光束の撮像面への入射角が小さくなるので、シェーディングの問題を緩和できる。しかるに、第2絞りを最も物体側のレンズよりも物体側に設けると、第1絞りを第2絞りから遠ざけた場合に、撮像光学系の光軸方向長が長くなり、低背の撮像光学系を確保できない。また、第1絞りにより周辺光束が蹴られ過ぎ、周辺が暗くなってしまう。そこで本発明では、第2絞りをレンズ間に配置することで、(2)式を満たすような低背の撮像光学系であっても、被写体距離に関わらず良好な諸収差の補正を可能とし、十分なテレセントリック特性を確保してシェーディングの低減を行えるようにしているのである。なお、絞りの形状が非真円形状(長方形や楕円形状を含む)の場合、「開口径」とは、開口面積を真円に換算して、その直径をいうものとする。又、「開口絞りとして機能する」とは結像面(固体撮像素子の撮像面等)の光軸上に結像する光束を実質的に制限する状態、つまり、通常撮像光学系には複数の絞りが配置されるがその中で光軸上に結像する光束のマージナル光線を決定する絞りとして機能している状態を指す。   According to the present invention, by satisfying the expression (1), it is possible to perform favorable imaging using the second diaphragm at the time of long-distance imaging, and the first aperture having a smaller aperture diameter than that of the second diaphragm at the time of short-distance imaging. With the stop, it is possible to suppress the marginal peripheral light beam from contributing to the image formation and to suppress the deterioration of the aberration. In addition, the depth of focus can be increased. Furthermore, by arranging the first stop closer to the object side than the second stop, the marginal peripheral light beam is more easily cut, and the light beam emitted from the final surface of the optical system and imaged on the image pickup surface is directed to the image pickup surface. Since the incident angle becomes small, the problem of shading can be alleviated. However, if the second diaphragm is provided closer to the object side than the lens on the most object side, when the first diaphragm is moved away from the second diaphragm, the length in the optical axis direction of the imaging optical system becomes long, and the low-profile imaging optical system Cannot be secured. In addition, the peripheral aperture is excessively kicked by the first diaphragm, and the periphery becomes dark. Therefore, in the present invention, by disposing the second diaphragm between the lenses, it is possible to correct various aberrations regardless of the subject distance even in a low-profile imaging optical system that satisfies Equation (2). Therefore, shading can be reduced by securing a sufficient telecentric characteristic. In the case where the shape of the diaphragm is a non-circular shape (including a rectangle or an ellipse), the “aperture diameter” refers to the diameter of the aperture area converted to a perfect circle. In addition, “functioning as an aperture stop” means a state in which the light beam focused on the optical axis of the imaging plane (such as the imaging plane of the solid-state imaging device) is substantially limited, that is, a plurality of normal imaging optical systems. This indicates a state in which a stop is arranged but functions as a stop for determining a marginal ray of a light beam that forms an image on the optical axis.

請求項2に記載の撮像光学系は、請求項1に記載の発明において、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
1.1<φF/φN<2.0 (3)
The imaging optical system according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the following conditional expression is satisfied.
1.1 <φF / φN <2.0 (3)

(3)式の値が下限を上回ることで、十分な光量が得られない撮像環境でも良好な撮像が可能となり、一方、(3)式の値が上限を下回ることで、マージナル周辺光束を十分にカットして、近距離被写体の撮像においても、諸収差が良好に補正された画像を得ることができる。より好ましくは、以下の式を満たすことである。
1.5<φF/φN<2.0 (3’)
If the value of equation (3) exceeds the lower limit, good imaging is possible even in an imaging environment where a sufficient amount of light cannot be obtained. On the other hand, if the value of equation (3) is less than the upper limit, sufficient marginal peripheral luminous flux is obtained. In this way, it is possible to obtain an image in which various aberrations are satisfactorily corrected even when imaging a short-distance subject. More preferably, the following expression is satisfied.
1.5 <φF / φN <2.0 (3 ′)

請求項3に記載の撮像光学系は、請求項1又は2に記載の発明において、前記第1絞りは、開口径が一定であり、前記光軸内に挿入される挿入位置と、前記光軸から退避する退避位置を選択的に取り得るようになっていることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, there is provided the imaging optical system according to the first or second aspect, wherein the first diaphragm has a constant aperture diameter and is inserted into the optical axis, and the optical axis. It is characterized in that a retreat position for retreating can be selectively taken.

開口径が固定された第1絞りを光路内に挿入し、或いは光路から離脱させる構成は、例えば従来から使用されている単なる回動機構を用いることができ、比較的小型且つ簡素なものであるため、例えば携帯端末用の撮像装置に容易に搭載できる。絞り位置と退避位置との間を移動させる方法として複数の経路をとることもある。例えば、光軸方向において第1絞りが第1レンズの物体側であって、その面頂点より像側に配置される場合には、一度物体側に光軸平行にずらしその後退避位置に退避させるようにすればよい。   The configuration in which the first aperture with a fixed aperture diameter is inserted into the optical path or removed from the optical path can use, for example, a conventional simple rotation mechanism, and is relatively small and simple. Therefore, for example, it can be easily mounted on an imaging device for a portable terminal. A plurality of paths may be taken as a method of moving between the aperture position and the retracted position. For example, when the first diaphragm is located on the object side of the first lens in the optical axis direction and is located on the image side from the vertex of the first lens, it is shifted to the object side parallel to the optical axis and then retracted to the retracted position. You can do it.

請求項4に記載の撮像光学系は、請求項1又は2に記載の発明において、前記第1絞りは、開口径が可変であることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the imaging optical system according to the first or second aspect, wherein the first aperture has a variable aperture diameter.

かかる構成であれば、第1絞りを光路から退避させる必要がないため、退避スペースが不要となり、より小型の撮像装置を実現できる。具体的には、遠距離撮像時には、近距離撮像時よりも第1絞りの径を大きくすることで、開口径が固定された第2絞りが開口絞りとして機能を発揮できるようにする。一方、近距離撮像時には、遠距離撮像時よりも第1絞りの径を小さくすることで、この第1絞りに開口絞りとしての機能を発揮させることができる。なお、第1絞りとしては、複数枚の絞り羽根を駆動して開口径を変えるものや、液晶を用いて開口径を変えるものを用いることができる。液晶を用いた絞りの場合、液晶の特性により、本来遮光すべき開口径の外側で光が洩れてしまい、それにより外側の透過率がゼロとならないことがある。かかる場合、漏れてくる光を考慮して、その分だけ開口径が増大するものとして実質開口径を設定すれば良い。   With such a configuration, it is not necessary to retract the first diaphragm from the optical path, so that a retreat space is not necessary, and a smaller imaging device can be realized. Specifically, at the time of long-distance imaging, the diameter of the first diaphragm is made larger than that at the time of short-distance imaging so that the second diaphragm having a fixed aperture diameter can function as an aperture diaphragm. On the other hand, at the time of short-distance imaging, the diameter of the first diaphragm can be made smaller than that at the time of long-distance imaging, so that the first diaphragm can function as an aperture diaphragm. In addition, as a 1st aperture_diaphragm | restriction, what changed the aperture diameter by driving several aperture blades, and what changed an aperture diameter using a liquid crystal can be used. In the case of a diaphragm using liquid crystal, due to the characteristics of the liquid crystal, light may leak outside the aperture diameter that should be shielded from light, and the outer transmittance may not become zero. In such a case, in consideration of leaking light, the substantial aperture diameter may be set assuming that the aperture diameter increases accordingly.

請求項5に記載の撮像光学系は、請求項1〜4のいずれかに記載の発明において、遠距離撮像時におけるFナンバーは2.0未満であり、レンズ枚数が5枚又は6枚であることを特徴とする。   The imaging optical system according to claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the F-number during long-distance imaging is less than 2.0, and the number of lenses is 5 or 6. It is characterized by that.

一般的に、Fナンバーを小さくすると、近距離撮像時の収差劣化が大きくなる傾向があるが、本発明と組み合わせることで、より低輝度下での撮像を可能としつつ近距離においても良好な画質の撮像を行うことができる。   In general, when the F-number is decreased, the aberration deterioration at the time of short-distance imaging tends to increase. However, in combination with the present invention, it is possible to perform imaging at lower luminance while achieving good image quality even at a short distance. Can be imaged.

請求項6に記載の撮像光学系は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、遠距離撮像時に対して近距離撮像時には、前記撮像光学系全体が物体側に変位することを特徴とする。   The imaging optical system according to a sixth aspect is the invention according to any one of the first to fifth aspects, wherein the imaging optical system as a whole is displaced toward the object side during short-distance imaging with respect to long-distance imaging. And

撮像光学系全体を物体側に変位させることで、各レンズ間の相対位置関係が変化しないため光学系内のレンズ相互のシフトやチルトを防止でき、本発明と組み合わせることで良好な光学特性を得ることができる。   By displacing the entire imaging optical system to the object side, the relative positional relationship between the lenses does not change, so that it is possible to prevent the mutual shift and tilt of the lenses in the optical system. In combination with the present invention, good optical characteristics are obtained. be able to.

請求項7に記載の撮像光学系は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、前記撮像光学系は、物体側から順に、第1レンズ群と第2レンズ群とからなり、遠距離撮像時に対して近距離撮像時には、前記第1レンズ群のみ又は前記第2レンズのみが光軸方向に変位することを特徴とする。   The imaging optical system according to a seventh aspect is the invention according to any one of the first to fifth aspects, wherein the imaging optical system includes a first lens group and a second lens group in order from the object side. At the time of short-distance imaging with respect to distance imaging, only the first lens group or only the second lens is displaced in the optical axis direction.

第1レンズ群のみ、又は第2レンズ群のみを光軸方向に変位させることで、より駆動力の小さい小型のアクチュエータを用いることができ、近距離にある被写体に対して省電力でフォーカシングさせることができ、本発明と組み合わせることで良好な光学特性を得ることができる。   By displacing only the first lens group or only the second lens group in the optical axis direction, a small actuator with a smaller driving force can be used, and focusing on a subject at a short distance can be performed with power saving. In combination with the present invention, good optical characteristics can be obtained.

請求項8に記載の撮像光学系は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明において、前記撮像光学系は、物体側から順に、第1レンズ群と第2レンズ群とからなり、遠距離撮像時に対して近距離撮像時には、前記第1レンズ群及び前記第2レンズ群が物体側に変位し、以下の条件式を満たすことを特徴とする。
T1>T2 (4)
但し、
T1:前記第1レンズ群における遠距離撮像時に対する近距離撮像時の光軸方向変位量(mm)
T2:前記第2レンズ群における遠距離撮像時に対する近距離撮像時の光軸方向変位量(mm)
The imaging optical system according to claim 8 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the imaging optical system is composed of a first lens group and a second lens group in order from the object side. The first lens group and the second lens group are displaced toward the object side during short-distance imaging as compared with distance imaging, and satisfy the following conditional expression.
T1> T2 (4)
However,
T1: Amount of displacement (mm) in the optical axis direction during short-distance imaging with respect to long-distance imaging with the first lens group
T2: optical axis direction displacement amount (mm) at the time of short-distance imaging with respect to long-distance imaging with the second lens group

第2レンズ群よりも第1レンズ群を物体側に大きく変位させることで、近距離にある被写体に対してフォーカシングさせたときの像面湾曲の増大を抑えることができるため、近距離撮影時の性能低下を、より抑制することが可能となり、本発明と組み合わせることで、レンズ群の移動量を抑制したり、絞りの開口径を小さくしすぎることがないなどの効果があり、近距離撮像時のFナンバーを明るくできる。   By displacing the first lens group to the object side more than the second lens group, it is possible to suppress an increase in field curvature when focusing on a subject at a short distance. Performance degradation can be further suppressed, and in combination with the present invention, there are effects such as suppressing the amount of movement of the lens group and preventing the aperture diameter of the diaphragm from being made too small. Can brighten the F number.

請求項9に記載の撮像光学系は、請求項1〜8のいずれかに記載の発明において、前記第2絞りは、前記第1レンズから第3レンズまでの間に配置されていることを特徴とする。   The imaging optical system according to a ninth aspect is the invention according to any one of the first to eighth aspects, wherein the second diaphragm is disposed between the first lens and the third lens. And

これにより低背の撮像光学系であっても、第1絞りと第2絞りの間の距離を適切に確保でき、近距離での撮像においても、諸収差を良好に補正できると共に撮像面への入射角を小さくできシェーディングの低減を行うことができる。   As a result, even in a low-profile imaging optical system, the distance between the first diaphragm and the second diaphragm can be appropriately secured, and various aberrations can be corrected satisfactorily even in imaging at a short distance. The incident angle can be reduced and shading can be reduced.

請求項10に記載の撮像光学系は、請求項1〜9のいずれかに記載の発明において、前記所定値は、80〜500mmの範囲内の何れかの距離であることを特徴とする。   The imaging optical system according to a tenth aspect is the invention according to any one of the first to ninth aspects, wherein the predetermined value is any distance within a range of 80 to 500 mm.

これにより、近距離被写体を良好な画質で撮像できる。   As a result, it is possible to image a short-distance subject with good image quality.

請求項11に記載の撮像装置は、請求項1〜10のいずれかに記載の撮像光学系と、固体撮像素子とを備えることを特徴とする。   An imaging apparatus according to an eleventh aspect includes the imaging optical system according to any one of the first to tenth aspects and a solid-state imaging element.

請求項12に記載の携帯端末は、請求項11に記載の撮像装置と表示装置を備え、前記撮像装置で撮像した画像を前記表示装置に表示することを特徴とする。本発明の撮像装置を用いることで、より小型かつ高性能な画像の得られる携帯端末を得ることができる。   A portable terminal according to a twelfth aspect includes the imaging device according to the eleventh aspect and a display device, and displays an image captured by the imaging device on the display device. By using the imaging device of the present invention, a portable terminal capable of obtaining a smaller and higher performance image can be obtained.

本発明によれば、光学系全長の短い低背な構成を有しながらも、遠距離撮像時と近距離撮像時の双方において諸収差が良好に補正された小型の撮像光学系、該撮像光学系を備えた撮像装置、及び該撮像装置を備えた携帯端末を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a compact imaging optical system in which various aberrations are favorably corrected both at the time of long-distance imaging and at the time of short-distance imaging while having a low profile with a short overall optical system length. An imaging apparatus including the system and a portable terminal including the imaging apparatus can be provided.

本実施の形態にかかる撮像装置50の斜視図である。It is a perspective view of the imaging device 50 concerning this Embodiment. 撮像装置50の撮像光学系の光軸に沿った断面を模式的に示した図である。3 is a diagram schematically showing a cross section along the optical axis of an imaging optical system of the imaging apparatus 50. FIG. 撮像装置を適用した携帯端末としてのスマートフォンの正面図(a)、及び撮像装置を適用したスマートフォンの背面図(b)である。It is the front view (a) of the smart phone as a portable terminal to which an imaging device is applied, and the back view (b) of the smart phone to which the imaging device is applied. 図3のスマートフォンの制御ブロック図である。It is a control block diagram of the smart phone of FIG. 実施例1の1−A状態の撮像光学系の光軸方向断面図である。2 is a cross-sectional view in the optical axis direction of the imaging optical system in the 1-A state of Embodiment 1. FIG. 実施例1の1−A状態の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。FIG. 4 is an aberration diagram (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)) in the 1-A state of Example 1. 実施例1の1−A状態における撮像光学系のMTF(Modulation Transfer Function)値を示したグラフである。3 is a graph showing MTF (Modulation Transfer Function) values of the imaging optical system in the 1-A state of Example 1. FIG. 実施例1の1−B状態における撮像光学系のMTF値を示したグラフである。6 is a graph showing the MTF value of the imaging optical system in the 1-B state of Example 1. FIG. 実施例1の1−C状態における撮像光学系のMTF値を示したグラフである。6 is a graph showing the MTF value of the imaging optical system in the 1-C state of Example 1. FIG. 実施例2の2−A状態の撮像光学系の光軸方向断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view in the optical axis direction of the imaging optical system in the 2-A state according to the second embodiment. 実施例2の2−A状態の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。FIG. 6 is an aberration diagram (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion (c)) in the 2-A state of Example 2. 実施例2の2−A状態における撮像光学系のMTF(Modulation Transfer Function)値を示したグラフである。6 is a graph showing an MTF (Modulation Transfer Function) value of the imaging optical system in the 2-A state of Example 2. 実施例2の2−B状態における撮像光学系のMTF値を示したグラフである。10 is a graph showing the MTF value of the imaging optical system in the 2-B state of Example 2. 実施例2の2−C状態における撮像光学系のMTF値を示したグラフである。10 is a graph showing the MTF value of the imaging optical system in the 2-C state of Example 2.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態にかかる撮像装置50の斜視図であり、図2は、撮像装置50の撮像光学系の光軸に沿った断面を模式的に示した図であり、具体的には実施例1に相当するバレル付レンズ断面図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of an imaging apparatus 50 according to the present embodiment, and FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section along the optical axis of the imaging optical system of the imaging apparatus 50. Specifically, FIG. 1 is a cross-sectional view of a lens with a barrel corresponding to Example 1. FIG.

図1、2に示すように、撮像装置50は、光電変換部51aを有する固体撮像素子としてのCMOS型撮像素子51と、この撮像素子51の光電変換部(撮像面)51aに被写体像を撮像させる撮像光学系10と、撮像光学系10を保持する鏡筒53と、不図示のセンサカバーに支持され撮像光学系10と撮像素子51の間に配置された平行平板状の光学フィルタ54と、撮像光学系10を光軸方向に駆動するアクチュエータ55と、撮像素子51を実装した基板52と、基板52上に配置されて撮像光学系10を覆う筐体56とを有する。   As shown in FIGS. 1 and 2, the imaging device 50 captures a subject image on a CMOS type imaging device 51 as a solid-state imaging device having a photoelectric conversion unit 51 a and a photoelectric conversion unit (imaging surface) 51 a of the imaging device 51. An imaging optical system 10 to be performed, a lens barrel 53 that holds the imaging optical system 10, a parallel plate-like optical filter 54 that is supported by a sensor cover (not shown) and disposed between the imaging optical system 10 and the imaging element 51, An actuator 55 that drives the imaging optical system 10 in the optical axis direction, a substrate 52 on which the imaging element 51 is mounted, and a housing 56 that is disposed on the substrate 52 and covers the imaging optical system 10.

図2に示すように、撮像素子51は、その受光側の平面の中央部に、画素(光電変換素子)が2次元的に配置された、受光部としての光電変換部51aが形成されており、その周囲には信号処理回路(不図示)が形成されている。かかる信号処理回路は、各画素を順次駆動し信号電荷を得る駆動回路部と、各信号電荷をデジタル信号に変換するA/D変換部と、このデジタル信号を用いて画像信号出力を形成する信号処理部等から構成されている。また、撮像素子51の受光側の平面の外縁近傍には、多数のパッド(図示略)が配置されており、ワイヤ51bを介して基板52に接続されている。撮像素子51は、光電変換部51aからの信号電荷をデジタルYUV信号等の画像信号等に変換し、ワイヤ51bを介して基板52上の所定の回路に出力する。ここで、Yは輝度信号、U(=R−Y)は赤と輝度信号との色差信号、V(=B−Y)は青と輝度信号との色差信号である。なお、撮像素子は上記CMOS型のイメージセンサに限定されるものではなく、CCD等の他のものを使用しても良い。   As shown in FIG. 2, the imaging element 51 has a photoelectric conversion part 51 a as a light receiving part in which pixels (photoelectric conversion elements) are two-dimensionally arranged at the center of the plane on the light receiving side. A signal processing circuit (not shown) is formed around the periphery. Such a signal processing circuit includes a drive circuit unit that sequentially drives each pixel to obtain a signal charge, an A / D conversion unit that converts each signal charge into a digital signal, and a signal that forms an image signal output using the digital signal. It consists of a processing unit and the like. In addition, a large number of pads (not shown) are arranged in the vicinity of the outer edge of the plane on the light receiving side of the image sensor 51, and are connected to the substrate 52 via wires 51b. The image sensor 51 converts the signal charge from the photoelectric conversion unit 51a into an image signal such as a digital YUV signal and outputs the image signal to a predetermined circuit on the substrate 52 through the wire 51b. Here, Y is a luminance signal, U (= R−Y) is a color difference signal between red and the luminance signal, and V (= BY) is a color difference signal between blue and the luminance signal. Note that the image sensor is not limited to the above CMOS image sensor, and other devices such as a CCD may be used.

鏡筒53内に配置された撮像光学系10は、物体側より順に、第1絞りAP1、第1レンズL1、第2絞りAP2、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5からなる。第1絞りAP1は、アクチュエータ57により複数枚の絞り羽根57aを開閉駆動することによって開口径を可変とする可変絞りであり、第2絞りAP2は一定の開口径を持つ固定絞りである。なお、第1絞りAP1は、アクチュエータ57により開口径が固定の絞りを光軸AXから挿脱させるタイプでも良いし、液晶絞りでも良い。   The imaging optical system 10 disposed in the lens barrel 53 includes, in order from the object side, the first aperture AP1, the first lens L1, the second aperture AP2, the second lens L2, the third lens L3, the fourth lens L4, 5 lenses L5. The first diaphragm AP1 is a variable diaphragm whose opening diameter is variable by opening and closing a plurality of diaphragm blades 57a by an actuator 57, and the second diaphragm AP2 is a fixed diaphragm having a constant opening diameter. The first stop AP1 may be a type in which an aperture having a fixed aperture diameter is inserted into and removed from the optical axis AX by an actuator 57, or a liquid crystal stop.

近距離撮像時には、第1レンズL1の物体側に配置される第1絞りAP1が開口絞りとして機能し、遠距離撮像時には、第2絞りAP2が開口絞りとして機能し、以下の条件式を満たす。
φF>φN (1)
L/2Y<1.1 (2)
但し、
φN:近距離撮像時における第1絞りAP1の開口径(mm)
φF:第2絞りAP2の開口径(mm)
L:遠距離撮像時における第1レンズL1の物体側面頂点から撮像面までの距離(mm)
Y:遠距離撮像時における最大像高(mm)
During short-distance imaging, the first aperture AP1 disposed on the object side of the first lens L1 functions as an aperture stop, and during long-distance imaging, the second aperture AP2 functions as an aperture stop, which satisfies the following conditional expression.
φF> φN (1)
L / 2Y <1.1 (2)
However,
φN: Aperture diameter (mm) of the first aperture stop AP1 during short-distance imaging
φF: Opening diameter of the second aperture AP2 (mm)
L: Distance (mm) from the object side surface vertex of the first lens L1 to the imaging surface during long-distance imaging
Y: Maximum image height (mm) during long-distance imaging

上述した撮像装置50の動作について説明する。図3は、撮像装置50を携帯端末としてのスマートフォン100に装備した状態を示す図である。また、図4はスマートフォン100の制御ブロック図である。   The operation of the imaging device 50 described above will be described. FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the imaging device 50 is mounted on a smartphone 100 as a mobile terminal. FIG. 4 is a control block diagram of the smartphone 100.

撮像装置50は、例えば、筐体56の物体側端面がスマートフォン100の背面(図3(b)参照)に設けられ、タッチパネル70の裏側に相当する位置に配設される。   In the imaging device 50, for example, the object-side end surface of the housing 56 is provided on the back surface of the smartphone 100 (see FIG. 3B), and is disposed at a position corresponding to the back side of the touch panel 70.

撮像装置50は、スマートフォン100の制御部101と接続され、輝度信号や色差信号等の画像信号を制御部101側に出力する。   The imaging device 50 is connected to the control unit 101 of the smartphone 100 and outputs an image signal such as a luminance signal or a color difference signal to the control unit 101 side.

一方、スマートフォン100は、図4に示すように、各部を統括的に制御すると共に、各処理に応じたプログラムを実行する制御部(CPU)101と、番号等をキーにより指示入力するための入力部60と、所定のデータの他に撮像した映像等を表示する液晶表示部70と、外部サーバとの間の各種情報通信を実現するための無線通信部80と、携帯電話機100のシステムプログラムや各種処理プログラム及び端末ID等の必要な諸データを記憶している記憶部(ROM)91と、制御部101によって実行される各種処理プログラムやデータ、若しくは処理データ、或いは撮像装置50により得られた撮像データ等を一時的に格納する作業領域として用いられる及び一時記憶部(RAM)92とを備えている。   On the other hand, as shown in FIG. 4, the smartphone 100 performs overall control of each unit, and also inputs a control unit (CPU) 101 that executes a program corresponding to each process, and inputs a number and the like with a key. Unit 60, a liquid crystal display unit 70 for displaying captured images in addition to predetermined data, a wireless communication unit 80 for realizing various information communication with an external server, a system program for mobile phone 100, Obtained by a storage unit (ROM) 91 storing various processing programs and necessary data such as a terminal ID, and various processing programs and data executed by the control unit 101, or processing data, or the imaging device 50 And a temporary storage unit (RAM) 92 that is used as a work area for temporarily storing imaging data and the like.

スマートフォン100は、入力キー部60の操作によって動作し、タッチパネル(表示部)70に表示されたアイコン71等をタッチすることで、撮像装置50を動作させて撮像を行うことができる。ここで、遠距離撮像時には、アクチュエータ57が絞り羽根57aを開く方向に駆動することで、第1絞りAP1の開口径が増大する。よって、第2絞りAP2が開口絞りとして機能して、被写体像が光電変換部51aに結像する。   The smartphone 100 operates by operating the input key unit 60 and can touch the icon 71 displayed on the touch panel (display unit) 70 to operate the imaging device 50 to perform imaging. Here, at the time of long-distance imaging, the aperture diameter of the first aperture stop AP1 is increased by driving the actuator 57 in the direction to open the aperture blade 57a. Therefore, the second aperture AP2 functions as an aperture stop, and a subject image is formed on the photoelectric conversion unit 51a.

一方、近距離撮像時には、アクチュエータ55を駆動することで、撮像光学系10が全体的に物体側に繰り出し、近距離の被写体に対してフォーカシングを行うことができる。このとき、アクチュエータ57が絞り羽根57aを閉じる方向に駆動することで、第1絞りAP1の開口径が縮小し、第1絞りAP1が開口絞りとして機能し、被写体像が光電変換部51aに結像する。適切なタイミングで行われたレリーズに応じて撮像装置50から入力された画像信号は、制御部101で後述する画像処理を施され、上記スマートフォン100の制御系により、記憶部92に記憶されたり、或いはタッチパネル70で表示され、さらには、無線通信部80を介して映像情報として外部に送信される。   On the other hand, at the time of short-distance imaging, by driving the actuator 55, the imaging optical system 10 can be extended to the object side as a whole, and focusing on a short-distance subject can be performed. At this time, when the actuator 57 is driven in the direction to close the aperture blade 57a, the aperture diameter of the first aperture AP1 is reduced, the first aperture AP1 functions as the aperture aperture, and the subject image is formed on the photoelectric conversion unit 51a. To do. The image signal input from the imaging device 50 according to the release performed at an appropriate timing is subjected to image processing described later in the control unit 101, and is stored in the storage unit 92 by the control system of the smartphone 100, Alternatively, it is displayed on the touch panel 70, and further transmitted to the outside as video information via the wireless communication unit 80.

なお、近距離撮像時に撮像光学系10全体を移動させるもので説明したが、撮像光学系10を第1レンズ群と、第2レンズ群に分け、第2レンズ群を常に固定しておき、近距離撮像時に第1レンズ群のみを移動させても良いし、第1レンズ群を常に固定しておき、近距離撮像時に第2レンズ群のみを移動させるようにしても良い。また、近距離撮像時に第1レンズ群と第2レンズ群を物体側に繰り出すが、第1レンズ群の繰り出し量(T1)を第2レンズ群の繰り出し量(T2)より大きくしても良い。   Note that although the entire imaging optical system 10 is moved during short-distance imaging, the imaging optical system 10 is divided into a first lens group and a second lens group, and the second lens group is always fixed, Only the first lens group may be moved during distance imaging, or the first lens group may be always fixed, and only the second lens group may be moved during short-distance imaging. In addition, the first lens group and the second lens group are extended to the object side during short-distance imaging, but the extension amount (T1) of the first lens group may be larger than the extension amount (T2) of the second lens group.

[実施例]
以下、本発明の撮像光学系の実施例を示す。各実施例に使用する記号は下記の通りである。
f:撮像光学系全系の焦点距離
fB:バックフォーカス
F:Fナンバー
2Y:固体撮像素子の撮像面対角線長
ENTP:入射瞳位置(第1面から入射瞳位置までの距離)
EXTP:射出瞳位置(撮像面から射出瞳位置までの距離)
H1:前側主点位置(第1面から前側主点位置までの距離)
H2:後側主点位置(最終面から後側主点位置までの距離)
R:曲率半径
D:軸上面間隔
Nd:レンズ材料のd線に対する屈折率
νd:レンズ材料のd線に対するアッベ数
[Example]
Examples of the imaging optical system according to the present invention will be described below. Symbols used in each example are as follows.
f: Focal length of the entire imaging optical system fB: Back focus F: F number 2Y: Diagonal length of imaging surface of solid-state imaging device
ENTP: Entrance pupil position (distance from first surface to entrance pupil position)
EXTP: Exit pupil position (distance from imaging surface to exit pupil position)
H1: Front principal point position (distance from the first surface to the front principal point position)
H2: Rear principal point position (distance from the final surface to the rear principal point position)
R: radius of curvature D: axial distance Nd: refractive index of lens material with respect to d-line νd: Abbe number of lens material with respect to d-line

各実施例において、各面番号の後に「*」が記載されている面が非球面形状を有する面であり、非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向にX軸をとり(像側をプラス)、光軸と垂直方向の高さをhとして以下の「数1」で表す。   In each embodiment, the surface described with “*” after each surface number is a surface having an aspheric shape, and the shape of the aspheric surface has the vertex of the surface as the origin and the X axis in the optical axis direction. (The image side is plus), and the height in the direction perpendicular to the optical axis is h, and is expressed by the following “Equation 1”.

Figure 2015129869
ただし、
Ai:i次の非球面係数
R :曲率半径
K :円錐定数
Figure 2015129869
However,
Ai: i-order aspheric coefficient R: radius of curvature K: conic constant

なお、特許請求の範囲及び実施例に記載の近軸曲率半径の意味合いについて、実際のレンズ測定の場面においては、レンズ中央近傍(具体的には、レンズ外径に対して10%以内の中央領域)での形状測定値を最小自乗法でフィッティングした際の近似曲率半径を近軸曲率半径であるとみなすことができる。また、例えば2次の非球面係数を使用した場合には、非球面定義式の基準曲率半径に2次の非球面係数も勘案した曲率半径を近軸曲率半径とみなすことができる。(例えば参考文献として、松居吉哉著「レンズ設計法」(共立出版株式会社)のP41〜42を参照のこと)   Regarding the meaning of the paraxial radius of curvature described in the claims and the examples, in the actual lens measurement scene, in the vicinity of the center of the lens (specifically, the central region within 10% of the lens outer diameter) ) Can be regarded as the paraxial curvature radius when fitting the shape measurement value in the least square method. For example, when a secondary aspherical coefficient is used, a radius of curvature that takes into account the secondary aspherical coefficient in the reference curvature radius of the aspherical definition formula can be regarded as the paraxial curvature radius. (For example, refer to P41-42 of “Lens Design Method” written by Yoshiya Matsui (Kyoritsu Publishing Co., Ltd.) as a reference)

(実施例1)
図5は、遠距離撮像時における実施例1の撮像光学系の断面図である。図中、L1は第1レンズ、L2は第2レンズ、L3は第3レンズ、L4は第4レンズ、L5は、像側面に極値を有する第5レンズである。S1は、第1レンズL1より物体側に配置された第1絞り、S2は、第1レンズL1と第2レンズL2との間に配置された第2絞り、IMは撮像面を示す。また、Fは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。
Example 1
FIG. 5 is a cross-sectional view of the imaging optical system of Example 1 during long-distance imaging. In the figure, L1 is a first lens, L2 is a second lens, L3 is a third lens, L4 is a fourth lens, and L5 is a fifth lens having an extreme value on the image side surface. S1 is a first diaphragm disposed on the object side of the first lens L1, S2 is a second diaphragm disposed between the first lens L1 and the second lens L2, and IM represents an imaging surface. Further, F is a parallel plate assuming an optical low-pass filter, an IR cut filter, a seal glass of a solid-state image sensor, or the like.

実施例1の撮像光学系において、表1は、遠距離撮像時(被写体距離∞)であって、第2絞りを開口絞りとして機能させた状態(1−A状態とする)でのレンズデータを示し、表2は、近距離撮像時(被写体距離100mm)であって、第1絞りを開口絞りとして機能させ、更に遠距離撮像時に対して撮像光学系全体を0.142mm物体側に変位させた状態(1−B状態とする)でのレンズデータを示し、表3は、近距離撮像時(被写体距離100mm)であって、第1絞りを開口絞りとして機能させ、更に第1レンズL1〜第4レンズL4を第1群とし、第5レンズL5を第2群として、遠距離撮像時に対して第1群及び第2群を独立して物体側に変位させるが、第1群の変位量が第2群の変位量より大きい状態(1−C状態とする)でのレンズデータを示す。なお、表2(1−B状態)及び表3(1−C状態)における非球面係数及び単レンズデータは、表1(1−A状態)と同じであるため省略する。また、本明細書中(表のレンズデータを含む)において、10のべき乗数(たとえば2.5×10-02)を、E(たとえば2.5E−02)を用いて表すものとする。 In the imaging optical system of Example 1, Table 1 shows lens data in a state (1-A state) in which the second diaphragm functions as an aperture diaphragm during long-distance imaging (subject distance ∞). Table 2 shows that at the time of short-distance imaging (subject distance: 100 mm), the first diaphragm functions as an aperture stop, and the entire imaging optical system is displaced toward the object side by 0.142 mm with respect to long-distance imaging. FIG. 3 shows lens data in the state (1-B state), and Table 3 shows the first lens L <b> 1 to L <b> 1 at the time of short-distance imaging (subject distance: 100 mm). The fourth lens L4 is the first group and the fifth lens L5 is the second group, and the first group and the second group are independently displaced toward the object side during long-distance imaging, but the displacement amount of the first group is In a state larger than the displacement of the second group (referred to as 1-C state) It shows lens data. Note that the aspheric coefficients and single lens data in Table 2 (1-B state) and Table 3 (1-C state) are the same as in Table 1 (1-A state), and are therefore omitted. Further, in this specification (including the lens data in the table), a power of 10 (for example, 2.5 × 10 −02 ) is expressed using E (for example, 2.5E-02).

[表1]
実施例1-A

f=3.62mm fB=0.275mm F=1.85 2Y=5.842mm
ENTP=0.27mm EXTP=-2.03mm H1=-1.8mm H2=-3.35mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 ∞ 0.050 1.00
2 ∞ 0.000 1.00
3* 1.690 0.670 1.54470 56.2 0.99
4* -17.129 0.005 0.92
5(絞り) ∞ 0.045 0.90
6* 7.652 0.170 1.63470 23.9 0.90
7* 2.146 0.423 0.93
8* 9.575 0.535 1.54470 56.2 1.11
9* ∞ 0.460 1.24
10* 17.437 0.745 1.54470 56.2 1.41
11* -1.380 0.300 1.70
12* -4.526 0.342 1.54470 56.2 2.25
13* 1.244 0.450 2.51
14 ∞ 0.110 1.51630 64.1 3.30
15 ∞ 0.275 3.30

非球面係数

第3面 第9面
K= -0.16099E+01 K= 0.00000E+00
A4= 0.42509E-01 A4= -0.94188E-01
A6= -0.24907E-01 A6= 0.52351E-03
A8= 0.96714E-01 A8= -0.32026E-01
A10= -0.20014E+00 A10= 0.65498E-01
A12= 0.18931E+00 A12= -0.60565E-01
A14= -0.76314E-01 A14= 0.22566E-01

第4面 第10面
K= -0.50000E+02 K= 0.50000E+02
A3= 0.00000E+00 A3= -0.42649E-01
A4= -0.80097E-01 A4= 0.48067E-01
A5= 0.00000E+00 A5= -0.10040E+00
A6= 0.34510E+00 A6= 0.14611E-01
A8= -0.59251E+00 A8= 0.10093E-01
A10= 0.43589E+00 A10= -0.10196E-01
A12= -0.13901E+00 A12= 0.10353E-02

第6面 第11面
K= 0.38417E+02 K= -0.76240E+01
A3= 0.00000E+00 A3= -0.11300E+00
A4= -0.25522E+00 A4= 0.10455E-01
A5= 0.00000E+00 A5= 0.32856E-02
A6= 0.79024E+00 A6= 0.30690E-02
A8= -0.12284E+01 A8= 0.37157E-03
A10= 0.94293E+00 A10= -0.20447E-02
A12= -0.30120E+00 A12= 0.12798E-02
A14= 0.00000E+00 A14= -0.22925E-03

第7面 第12面
K= -0.14022E+02 K= 0.79050E+00
A3= 0.00000E+00 A3= -0.24413E+00
A4= -0.19126E-01 A4= 0.46216E-01
A5= 0.00000E+00 A5= 0.35437E-01
A6= 0.34238E+00 A6= 0.29272E-02
A8= -0.52334E+00 A8= -0.13992E-02
A10= 0.44676E+00 A10= -0.10781E-03
A12= -0.15009E+00 A12= 0.75523E-05
A14= 0.00000E+00 A14= 0.18354E-05

第8面 第13面
K= 0.21484E+02 K= -0.85142E+01
A3= 0.00000E+00 A3= -0.15196E+00
A4= -0.87540E-01 A4= 0.74618E-01
A5= 0.00000E+00 A5= -0.15556E-01
A6= -0.97850E-01 A6= 0.28003E-03
A8= 0.36161E+00 A8= -0.30821E-03
A10= -0.57724E+00 A10= -0.44514E-05
A12= 0.44668E+00 A12= 0.34227E-05
A14= -0.12141E+00 A14= 0.17208E-06

単レンズデータ

レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 3 2.860
2 6 -4.755
3 8 17.578
4 10 2.380
5 12 -1.755
[Table 1]
Example 1-A

f = 3.62mm fB = 0.275mm F = 1.85 2Y = 5.842mm
ENTP = 0.27mm EXTP = -2.03mm H1 = -1.8mm H2 = -3.35mm

Surface number R (mm) D (mm) Nd νd Effective radius (mm)
1 ∞ 0.050 1.00
2 ∞ 0.000 1.00
3 * 1.690 0.670 1.54470 56.2 0.99
4 * -17.129 0.005 0.92
5 (Aperture) ∞ 0.045 0.90
6 * 7.652 0.170 1.63470 23.9 0.90
7 * 2.146 0.423 0.93
8 * 9.575 0.535 1.54470 56.2 1.11
9 * ∞ 0.460 1.24
10 * 17.437 0.745 1.54470 56.2 1.41
11 * -1.380 0.300 1.70
12 * -4.526 0.342 1.54470 56.2 2.25
13 * 1.244 0.450 2.51
14 ∞ 0.110 1.51630 64.1 3.30
15 ∞ 0.275 3.30

Aspheric coefficient

3rd side 9th side
K = -0.16099E + 01 K = 0.00000E + 00
A4 = 0.42509E-01 A4 = -0.94188E-01
A6 = -0.24907E-01 A6 = 0.52351E-03
A8 = 0.96714E-01 A8 = -0.32026E-01
A10 = -0.20014E + 00 A10 = 0.65498E-01
A12 = 0.18931E + 00 A12 = -0.60565E-01
A14 = -0.76314E-01 A14 = 0.22566E-01

4th page 10th page
K = -0.50000E + 02 K = 0.50000E + 02
A3 = 0.00000E + 00 A3 = -0.42649E-01
A4 = -0.80097E-01 A4 = 0.48067E-01
A5 = 0.00000E + 00 A5 = -0.10040E + 00
A6 = 0.34510E + 00 A6 = 0.14611E-01
A8 = -0.59251E + 00 A8 = 0.10093E-01
A10 = 0.43589E + 00 A10 = -0.10196E-01
A12 = -0.13901E + 00 A12 = 0.10353E-02

6th 11th
K = 0.38417E + 02 K = -0.76240E + 01
A3 = 0.00000E + 00 A3 = -0.11300E + 00
A4 = -0.25522E + 00 A4 = 0.10455E-01
A5 = 0.00000E + 00 A5 = 0.32856E-02
A6 = 0.79024E + 00 A6 = 0.30690E-02
A8 = -0.12284E + 01 A8 = 0.37157E-03
A10 = 0.94293E + 00 A10 = -0.20447E-02
A12 = -0.30120E + 00 A12 = 0.12798E-02
A14 = 0.00000E + 00 A14 = -0.22925E-03

Surface 7 Surface 12
K = -0.14022E + 02 K = 0.79050E + 00
A3 = 0.00000E + 00 A3 = -0.24413E + 00
A4 = -0.19126E-01 A4 = 0.46216E-01
A5 = 0.00000E + 00 A5 = 0.35437E-01
A6 = 0.34238E + 00 A6 = 0.29272E-02
A8 = -0.52334E + 00 A8 = -0.13992E-02
A10 = 0.44676E + 00 A10 = -0.10781E-03
A12 = -0.15009E + 00 A12 = 0.75523E-05
A14 = 0.00000E + 00 A14 = 0.18354E-05

8th 13th
K = 0.21484E + 02 K = -0.85142E + 01
A3 = 0.00000E + 00 A3 = -0.15196E + 00
A4 = -0.87540E-01 A4 = 0.74618E-01
A5 = 0.00000E + 00 A5 = -0.15556E-01
A6 = -0.97850E-01 A6 = 0.28003E-03
A8 = 0.36161E + 00 A8 = -0.30821E-03
A10 = -0.57724E + 00 A10 = -0.44514E-05
A12 = 0.44668E + 00 A12 = 0.34227E-05
A14 = -0.12141E + 00 A14 = 0.17208E-06

Single lens data

Lens Start surface Focal length (mm)
1 3 2.860
2 6 -4.755
3 8 17.578
4 10 2.380
5 12 -1.755

[表2]
実施例1-B

f=3.62mm fB=0.417mm F=3.99 2Y=5.842mm
ENTP=0.27mm EXTP=-2.03mm H1=-1.8mm H2=-3.35mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 ∞ 0.050 0.48
2(絞り) ∞ 0.000 0.48
3* 1.690 0.670 1.54470 56.2 0.99
4* -17.129 0.005 0.92
5* ∞ 0.045 0.90
6* 7.652 0.170 1.63470 23.9 0.90
7* 2.146 0.423 0.93
8* 9.575 0.535 1.54470 56.2 1.11
9* ∞ 0.460 1.24
10* 17.437 0.745 1.54470 56.2 1.41
11* -1.380 0.300 1.70
12* -4.526 0.342 1.54470 56.2 2.25
13* 1.244 0.450 2.51
14 ∞ 0.110 1.51630 64.1 3.30
15 ∞ 0.417 3.30
[Table 2]
Example 1-B

f = 3.62mm fB = 0.417mm F = 3.99 2Y = 5.842mm
ENTP = 0.27mm EXTP = -2.03mm H1 = -1.8mm H2 = -3.35mm

Surface number R (mm) D (mm) Nd νd Effective radius (mm)
1 ∞ 0.050 0.48
2 (Aperture) ∞ 0.000 0.48
3 * 1.690 0.670 1.54470 56.2 0.99
4 * -17.129 0.005 0.92
5 * ∞ 0.045 0.90
6 * 7.652 0.170 1.63470 23.9 0.90
7 * 2.146 0.423 0.93
8 * 9.575 0.535 1.54470 56.2 1.11
9 * ∞ 0.460 1.24
10 * 17.437 0.745 1.54470 56.2 1.41
11 * -1.380 0.300 1.70
12 * -4.526 0.342 1.54470 56.2 2.25
13 * 1.244 0.450 2.51
14 ∞ 0.110 1.51630 64.1 3.30
15 ∞ 0.417 3.30

[表3]
実施例1-C

f=3.6mm fB=0.406mm F=3.96 2Y=5.842mm
ENTP=0.27mm EXTP=-2.02mm H1=-1.79mm H2=-3.33mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1 ∞ 0.050 0.48
2(絞り) ∞ 0.000 0.48
3* 1.690 0.670 1.54470 56.2 0.99
4* -17.129 0.005 0.92
5* ∞ 0.045 0.90
6* 7.652 0.170 1.63470 23.9 0.90
7* 2.146 0.423 0.93
8* 9.575 0.535 1.54470 56.2 1.11
9* ∞ 0.460 1.24
10* 17.437 0.745 1.54470 56.2 1.41
11* -1.380 0.307 1.70
12* -4.526 0.342 1.54470 56.2 2.25
13* 1.244 0.443 2.51
14 ∞ 0.110 1.51630 64.1 3.30
15 ∞ 0.406 3.30
[Table 3]
Example 1-C

f = 3.6mm fB = 0.406mm F = 3.96 2Y = 5.842mm
ENTP = 0.27mm EXTP = -2.02mm H1 = -1.79mm H2 = -3.33mm

Surface number R (mm) D (mm) Nd νd Effective radius (mm)
1 ∞ 0.050 0.48
2 (Aperture) ∞ 0.000 0.48
3 * 1.690 0.670 1.54470 56.2 0.99
4 * -17.129 0.005 0.92
5 * ∞ 0.045 0.90
6 * 7.652 0.170 1.63470 23.9 0.90
7 * 2.146 0.423 0.93
8 * 9.575 0.535 1.54470 56.2 1.11
9 * ∞ 0.460 1.24
10 * 17.437 0.745 1.54470 56.2 1.41
11 * -1.380 0.307 1.70
12 * -4.526 0.342 1.54470 56.2 2.25
13 * 1.244 0.443 2.51
14 ∞ 0.110 1.51630 64.1 3.30
15 ∞ 0.406 3.30

図6は、遠距離撮像時(1−A状態)における実施例1の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。尚、以降の収差図において、球面収差図では、実線がd線、点線がg線を表し、非点収差図では、実線Sがサジタル像面、点線Mがメリジオナル像面をあらわすものとする。   FIG. 6 shows aberration diagrams (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion aberration (c)) of Example 1 during long-distance imaging (1-A state). In the following aberration diagrams, in the spherical aberration diagram, the solid line represents the d-line and the dotted line represents the g-line, and in the astigmatism diagram, the solid line S represents the sagittal image plane, and the dotted line M represents the meridional image plane.

図7は、1−A状態における撮像光学系のMTF(Modulation Transfer Function)値を示したグラフであり、図8は、1−B状態における撮像光学系のMTF値を示したグラフであり、図9は、1−C状態における撮像光学系のMTF値を示したグラフである。図7〜9において、縦軸はMTF値を表し、横軸は軸上ベスト位置を0として光軸方向位置を表しており、Oは軸上、3Sはサジタル方向における3割像高の位置、3Mはメリジオナル方向における3割像高の位置、5Sはサジタル方向における5割像高の位置、5Mはメリジオナル方向における5割像高の位置、7Sはサジタル方向における7割像高の位置、7Mはメリジオナル方向における7割像高の位置を意味する(以下、同じ)。図7〜9によれば、遠距離撮像、近距離撮像を問わず、軸上ベスト位置の近傍において各像高でもMTF値が最大となり、画面のほぼ全体にわたってピントを合わせることが出来ることが分かる。   7 is a graph showing the MTF (Modulation Transfer Function) value of the imaging optical system in the 1-A state, and FIG. 8 is a graph showing the MTF value of the imaging optical system in the 1-B state. 9 is a graph showing the MTF value of the imaging optical system in the 1-C state. 7 to 9, the vertical axis represents the MTF value, the horizontal axis represents the position in the optical axis direction with the best position on the axis being 0, O is on the axis, 3S is the position of the 30% image height in the sagittal direction, 3M is the position of 30% image height in the meridional direction, 5S is the position of 50% image height in the sagittal direction, 5M is the position of 50% image height in the meridional direction, 7S is the position of 70% image height in the sagittal direction, and 7M is It means the position of 70% image height in the meridional direction (hereinafter the same). According to FIGS. 7 to 9, it can be seen that the MTF value is maximized even at each image height in the vicinity of the best position on the axis regardless of the long-distance imaging or the short-distance imaging, and it is possible to focus on almost the entire screen. .

表4に、1−A状態における撮像面の各位置(撮像面中心(Y=0)からの距離で表す)に結像する最終面より出射した光線の入射角を示し、表5に、1−B状態における撮像面の各位置に結像する最終面より出射した光線の入射角を示し、表6に、1−C状態における撮像面の各位置に結像する最終面より出射した光線の入射角を示す。なお、Upper及びLowerは、結像する光線のうちの最も外縁の光線、Chiefは主光線を示している(以下、同じ)。表4〜6によれば、近距離撮像時に、撮像面周辺部に結像する主光線の入射角CRA(Chief Ray Angle)を減少させることが出来ることが分かる。   Table 4 shows incident angles of light rays emitted from the final surface that forms an image at each position of the imaging surface in the 1-A state (represented by a distance from the imaging surface center (Y = 0)). The incident angle of the light beam emitted from the final surface imaged at each position of the imaging surface in the -B state is shown. Table 6 shows the incident angle of the light beam emitted from the final surface imaged at each position of the imaging surface in the 1-C state. Indicates the angle of incidence. Upper and Lower are the outermost rays among the rays to be imaged, and Chief is the principal ray (the same applies hereinafter). According to Tables 4 to 6, it can be seen that the incident angle CRA (Chief Ray Angle) of the principal ray imaged on the periphery of the imaging surface can be reduced during short-distance imaging.

Figure 2015129869
Figure 2015129869

Figure 2015129869
Figure 2015129869

Figure 2015129869
Figure 2015129869

(実施例2)
図10は、遠距離撮像時における実施例2の撮像光学系の断面図である。図中、L1は第1レンズ、L2は第2レンズ、L3は第3レンズ、L4は第4レンズ、L5は第5レンズ、L6は、像側面に極値を有する第6レンズである。S1は、第1レンズL1より物体側に配置された第1絞り、S2は、第1レンズL1と第2レンズL2との間に配置された第2絞り、IMは撮像面を示す。また、Fは光学的ローパスフィルタやIRカットフィルタ、固体撮像素子のシールガラス等を想定した平行平板である。
(Example 2)
FIG. 10 is a cross-sectional view of the imaging optical system of Example 2 during long-distance imaging. In the figure, L1 is a first lens, L2 is a second lens, L3 is a third lens, L4 is a fourth lens, L5 is a fifth lens, and L6 is a sixth lens having an extreme value on the image side surface. S1 is a first diaphragm disposed on the object side of the first lens L1, S2 is a second diaphragm disposed between the first lens L1 and the second lens L2, and IM represents an imaging surface. Further, F is a parallel plate assuming an optical low-pass filter, an IR cut filter, a seal glass of a solid-state image sensor, or the like.

実施例2の撮像光学系において、表7は、遠距離撮像時(被写体距離∞)であって、第2絞りを開口絞りとして機能させた状態(2−A状態とする)でのレンズデータを示し、表8は、近距離撮像時(被写体距離100mm)であって、第1絞りを開口絞りとして機能させ、更に遠距離撮像時に対して撮像光学系全体を0.156mm物体側に変位させた状態(2−B状態とする)でのレンズデータを示し、表9は、近距離撮像時(被写体距離100mm)であって、第1絞りを開口絞りとして機能させ、更に第1レンズL1〜第5レンズL5を第1群とし、第6レンズL6を第2群として、遠距離撮像時に対して第1群及び第2群を独立して物体側に変位させるが、第1群の変位量が第2群の変位量より大きい状態(2−C状態とする)でのレンズデータを示す。なお、表8(2−B状態)及び表9(2−C状態)における非球面係数及び単レンズデータは、表7(2−A状態)と同じであるため省略する。   In the imaging optical system of the second embodiment, Table 7 shows lens data in a long distance imaging state (subject distance ∞) in a state where the second diaphragm functions as an aperture diaphragm (a 2-A state). Table 8 shows that at the time of short-distance imaging (subject distance: 100 mm), the first diaphragm functions as an aperture stop, and the entire imaging optical system is displaced to the object side by 0.156 mm with respect to long-distance imaging. Table 9 shows lens data in the state (2-B state), and Table 9 shows a short distance imaging (object distance: 100 mm), the first diaphragm functions as an aperture stop, and the first lens L1 to the first lens. The fifth lens L5 is the first group and the sixth lens L6 is the second group, and the first group and the second group are independently displaced toward the object side during long-distance imaging, but the displacement amount of the first group is In a state larger than the displacement of the second group (2-C state) It shows lens data. Note that the aspherical coefficients and single lens data in Table 8 (2-B state) and Table 9 (2-C state) are the same as in Table 7 (2-A state), and are therefore omitted.

[表7]
実施例2-A

f=3.74mm fB=0.180mm F=1.85 2Y=5.842mm
ENTP=0mm EXTP=-2.13mm H1=-2.33mm H2=-3.57mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1* 1.599 0.550 1.54470 56.2 1.03
2* -649.379 0.060 0.98
3(絞り) ∞ 0.000 0.92
4* 5.699 0.170 1.63470 23.9 0.92
5* 2.094 0.491 0.92
6* 20.962 0.398 1.54470 56.2 1.06
7* -7.179 0.080 1.14
8* -8.404 0.250 1.63470 23.9 1.16
9* ∞ 0.416 1.30
10* 5.495 0.548 1.54470 56.2 1.50
11* -2.413 0.494 1.78
12* -3.790 0.322 1.54470 56.2 2.25
13* 1.776 0.450 2.40
14 ∞ 0.000 2.83
15 ∞ 0.110 1.51630 64.1 3.30
16 ∞ 0.180 3.30

非球面係数

第1面 第8面
K= -0.10392E+01 K= 0.49507E+02
A3= 0.00000E+00 A3= 0.35638E-02
A4= 0.40456E-01 A4= -0.52225E-01
A5= 0.00000E+00 A5= -0.15538E-01
A6= -0.14174E-01 A6= -0.16086E-02
A8= 0.80395E-01 A8= -0.15709E-02
A10= -0.13977E+00 A10= 0.14030E-03
A12= 0.12330E+00 A12= 0.20030E-02
A14= -0.41967E-01 A14= 0.00000E+00

第2面 第9面
K= -0.50000E+02 K= 0.00000E+00
A4= -0.41753E-01 A4= -0.37038E+00
A6= 0.18492E+00 A6= 0.39587E+00
A8= -0.27987E+00 A8= -0.63206E+00
A10= 0.22395E+00 A10= 0.79439E+00
A12= -0.75565E-01 A12= -0.62751E+00
A14= 0.00000E+00 A14= 0.23464E+00

第4面 第10面
K= 0.27562E+02 K= 0.95975E+01
A3= 0.00000E+00 A3= -0.47379E-01
A4= -0.17419E+00 A4= 0.26749E-01
A5= 0.00000E+00 A5= -0.76708E-01
A6= 0.37501E+00 A6= 0.13991E-01
A8= -0.48527E+00 A8= 0.70859E-02
A10= 0.36207E+00 A10= -0.92400E-02
A12= -0.12262E+00 A12= 0.15262E-02

第5面 第11面
K= -0.11708E+02 K= -0.30589E+02
A3= 0.00000E+00 A3= -0.13955E+00
A4= 0.86610E-03 A4= 0.44605E-01
A5= 0.00000E+00 A5= 0.10408E-01
A6= 0.15149E+00 A6= -0.49845E-03
A8= -0.16857E+00 A8= -0.12120E-02
A10= 0.13108E+00 A10= -0.22153E-02
A12= -0.31985E-01 A12= 0.12969E-02
A14= 0.00000E+00 A14= -0.19310E-03

第6面 第12面
K= 0.21484E+02 K= -0.16113E+01
A3= 0.00000E+00 A3= -0.25332E+00
A4= -0.10647E+00 A4= 0.39398E-01
A5= 0.00000E+00 A5= 0.40885E-01
A6= -0.34385E+00 A6= 0.42280E-02
A8= 0.81173E+00 A8= -0.15708E-02
A10= -0.12200E+01 A10= -0.14857E-03
A12= 0.83765E+00 A12= 0.49192E-05
A14= -0.48015E-01 A14= 0.25161E-05

第7面 第13面
K= 0.30276E+02 K= -0.18260E+02
A3= 0.27147E-01 A3= -0.13148E+00
A4= -0.32265E-01 A4= 0.65014E-01
A5= -0.53399E-01 A5= -0.19520E-01
A6= -0.35395E-01 A6= 0.26579E-02
A8= 0.14988E-02 A8= -0.12921E-03
A10= 0.59713E-02 A10= -0.75259E-04
A12= -0.76625E-04 A12= -0.46408E-05
A14= 0.00000E+00 A14= 0.20410E-05

単レンズデータ

レンズ 始面 焦点距離(mm)
1 1 2.929
2 4 -5.313
3 6 9.867
4 8 -13.241
5 10 3.156
6 12 -2.176
[Table 7]
Example 2-A

f = 3.74mm fB = 0.180mm F = 1.85 2Y = 5.842mm
ENTP = 0mm EXTP = -2.13mm H1 = -2.33mm H2 = -3.57mm

Surface number R (mm) D (mm) Nd νd Effective radius (mm)
1 * 1.599 0.550 1.54470 56.2 1.03
2 * -649.379 0.060 0.98
3 (Aperture) ∞ 0.000 0.92
4 * 5.699 0.170 1.63470 23.9 0.92
5 * 2.094 0.491 0.92
6 * 20.962 0.398 1.54470 56.2 1.06
7 * -7.179 0.080 1.14
8 * -8.404 0.250 1.63470 23.9 1.16
9 * ∞ 0.416 1.30
10 * 5.495 0.548 1.54470 56.2 1.50
11 * -2.413 0.494 1.78
12 * -3.790 0.322 1.54470 56.2 2.25
13 * 1.776 0.450 2.40
14 ∞ 0.000 2.83
15 ∞ 0.110 1.51630 64.1 3.30
16 ∞ 0.180 3.30

Aspheric coefficient

1st side 8th side
K = -0.10392E + 01 K = 0.49507E + 02
A3 = 0.00000E + 00 A3 = 0.35638E-02
A4 = 0.40456E-01 A4 = -0.52225E-01
A5 = 0.00000E + 00 A5 = -0.15538E-01
A6 = -0.14174E-01 A6 = -0.16086E-02
A8 = 0.80395E-01 A8 = -0.15709E-02
A10 = -0.13977E + 00 A10 = 0.14030E-03
A12 = 0.12330E + 00 A12 = 0.20030E-02
A14 = -0.41967E-01 A14 = 0.00000E + 00

2nd side 9th side
K = -0.50000E + 02 K = 0.00000E + 00
A4 = -0.41753E-01 A4 = -0.37038E + 00
A6 = 0.18492E + 00 A6 = 0.39587E + 00
A8 = -0.27987E + 00 A8 = -0.63206E + 00
A10 = 0.22395E + 00 A10 = 0.79439E + 00
A12 = -0.75565E-01 A12 = -0.62751E + 00
A14 = 0.00000E + 00 A14 = 0.23464E + 00

4th page 10th page
K = 0.27562E + 02 K = 0.95975E + 01
A3 = 0.00000E + 00 A3 = -0.47379E-01
A4 = -0.17419E + 00 A4 = 0.26749E-01
A5 = 0.00000E + 00 A5 = -0.76708E-01
A6 = 0.37501E + 00 A6 = 0.13991E-01
A8 = -0.48527E + 00 A8 = 0.70859E-02
A10 = 0.36207E + 00 A10 = -0.92400E-02
A12 = -0.12262E + 00 A12 = 0.15262E-02

5th surface 11th surface
K = -0.11708E + 02 K = -0.30589E + 02
A3 = 0.00000E + 00 A3 = -0.13955E + 00
A4 = 0.86610E-03 A4 = 0.44605E-01
A5 = 0.00000E + 00 A5 = 0.10408E-01
A6 = 0.15149E + 00 A6 = -0.49845E-03
A8 = -0.16857E + 00 A8 = -0.12120E-02
A10 = 0.13108E + 00 A10 = -0.22153E-02
A12 = -0.31985E-01 A12 = 0.12969E-02
A14 = 0.00000E + 00 A14 = -0.19310E-03

6th page 12th page
K = 0.21484E + 02 K = -0.16113E + 01
A3 = 0.00000E + 00 A3 = -0.25332E + 00
A4 = -0.10647E + 00 A4 = 0.39398E-01
A5 = 0.00000E + 00 A5 = 0.40885E-01
A6 = -0.34385E + 00 A6 = 0.42280E-02
A8 = 0.81173E + 00 A8 = -0.15708E-02
A10 = -0.12200E + 01 A10 = -0.14857E-03
A12 = 0.83765E + 00 A12 = 0.49192E-05
A14 = -0.48015E-01 A14 = 0.25161E-05

7th 13th
K = 0.30276E + 02 K = -0.18260E + 02
A3 = 0.27147E-01 A3 = -0.13148E + 00
A4 = -0.32265E-01 A4 = 0.65014E-01
A5 = -0.53399E-01 A5 = -0.19520E-01
A6 = -0.35395E-01 A6 = 0.26579E-02
A8 = 0.14988E-02 A8 = -0.12921E-03
A10 = 0.59713E-02 A10 = -0.75259E-04
A12 = -0.76625E-04 A12 = -0.46408E-05
A14 = 0.00000E + 00 A14 = 0.20410E-05

Single lens data

Lens Start surface Focal length (mm)
1 1 2.929
2 4 -5.313
3 6 9.867
4 8 -13.241
5 10 3.156
6 12 -2.176

[表8]
実施例2-B

f=3.74mm fB=0.336mm F=3.99 2Y=5.842mm
ENTP=0mm EXTP=-2.13mm H1=-2.33mm H2=-3.57mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1(絞り) ∞ 0.000 0.50
2* 1.599 0.550 1.54470 56.2 0.64
3* -649.379 0.060 0.45
4* 5.699 0.170 1.63470 23.9 0.92
5* 2.094 0.491 0.53
6* 20.962 0.398 1.54470 56.2 0.86
7* -7.179 0.080 1.01
8* -8.404 0.250 1.63470 23.9 1.05
9* ∞ 0.416 1.19
10* 5.495 0.548 1.54470 56.2 1.42
11* -2.413 0.494 1.63
12* -3.790 0.322 1.54470 56.2 2.25
13* 1.776 0.450 2.29
14 ∞ 0.000 2.73
15 ∞ 0.110 1.51630 64.1 3.30
16 ∞ 0.336 3.30
[Table 8]
Example 2-B

f = 3.74mm fB = 0.336mm F = 3.99 2Y = 5.842mm
ENTP = 0mm EXTP = -2.13mm H1 = -2.33mm H2 = -3.57mm

Surface number R (mm) D (mm) Nd νd Effective radius (mm)
1 (Aperture) ∞ 0.000 0.50
2 * 1.599 0.550 1.54470 56.2 0.64
3 * -649.379 0.060 0.45
4 * 5.699 0.170 1.63470 23.9 0.92
5 * 2.094 0.491 0.53
6 * 20.962 0.398 1.54470 56.2 0.86
7 * -7.179 0.080 1.01
8 * -8.404 0.250 1.63470 23.9 1.05
9 * ∞ 0.416 1.19
10 * 5.495 0.548 1.54470 56.2 1.42
11 * -2.413 0.494 1.63
12 * -3.790 0.322 1.54470 56.2 2.25
13 * 1.776 0.450 2.29
14 ∞ 0.000 2.73
15 ∞ 0.110 1.51630 64.1 3.30
16 ∞ 0.336 3.30

[表9]
実施例2-C

f=3.71mm fB=0.318mm F=3.95 2Y=5.842mm
ENTP=0mm EXTP=-2.12mm H1=-2.32mm H2=-3.55mm

面番号 R(mm) D(mm) Nd νd 有効半径(mm)
1(絞り) ∞ 0.000 0.50
2* 1.599 0.550 1.54470 56.2 0.64
3* -649.379 0.060 0.45
4* 5.699 0.170 1.63470 23.9 0.92
5* 2.094 0.491 0.53
6* 20.962 0.398 1.54470 56.2 0.87
7* -7.179 0.080 1.01
8* -8.404 0.250 1.63470 23.9 1.06
9* ∞ 0.416 1.20
10* 5.495 0.548 1.54470 56.2 1.43
11* -2.413 0.510 1.65
12* -3.790 0.322 1.54470 56.2 2.25
13* 1.776 0.450 2.31
14 ∞ -0.016 2.75
15 ∞ 0.110 1.51630 64.1 3.30
16 ∞ 0.318 3.30
[Table 9]
Example 2-C

f = 3.71mm fB = 0.318mm F = 3.95 2Y = 5.842mm
ENTP = 0mm EXTP = -2.12mm H1 = -2.32mm H2 = -3.55mm

Surface number R (mm) D (mm) Nd νd Effective radius (mm)
1 (Aperture) ∞ 0.000 0.50
2 * 1.599 0.550 1.54470 56.2 0.64
3 * -649.379 0.060 0.45
4 * 5.699 0.170 1.63470 23.9 0.92
5 * 2.094 0.491 0.53
6 * 20.962 0.398 1.54470 56.2 0.87
7 * -7.179 0.080 1.01
8 * -8.404 0.250 1.63470 23.9 1.06
9 * ∞ 0.416 1.20
10 * 5.495 0.548 1.54470 56.2 1.43
11 * -2.413 0.510 1.65
12 * -3.790 0.322 1.54470 56.2 2.25
13 * 1.776 0.450 2.31
14 ∞ -0.016 2.75
15 ∞ 0.110 1.51630 64.1 3.30
16 ∞ 0.318 3.30

図11は、遠距離撮像時(2−A状態)における実施例2の収差図(球面収差(a)、非点収差(b)、歪曲収差(c))である。   FIG. 11 is an aberration diagram of Example 2 (spherical aberration (a), astigmatism (b), distortion aberration (c)) at the time of long-distance imaging (2-A state).

図12は、2−A状態における撮像光学系のMTF(Modulation Transfer Function)値を示したグラフであり、図13は、2−B状態における撮像光学系のMTF値を示したグラフであり、図14は、2−C状態における撮像光学系のMTF値を示したグラフである。図12〜14において、縦軸はMTF値を表し、横軸は軸上ベスト位置を0として光軸方向位置を表している。図12〜14によれば、遠距離撮像、近距離撮像を問わず、軸上ベスト位置の近傍において各像高でもMTF値が最大となり、画面のほぼ全体にわたってピントを合わせることが出来ることが分かる。   FIG. 12 is a graph showing the MTF (Modulation Transfer Function) value of the imaging optical system in the 2-A state, and FIG. 13 is a graph showing the MTF value of the imaging optical system in the 2-B state. 14 is a graph showing the MTF value of the imaging optical system in the 2-C state. 12 to 14, the vertical axis represents the MTF value, and the horizontal axis represents the position in the optical axis direction with the best position on the axis being zero. According to FIGS. 12 to 14, it can be seen that the MTF value is maximized even at each image height near the best position on the axis regardless of the long-distance imaging or the short-distance imaging, and it is possible to focus on almost the entire screen. .

表10に、2−A状態における撮像面の各位置(撮像面中心(Y=0)からの距離で表す)に結像する最終面より出射した光線の入射角を示し、表11に、2−B状態における撮像面の各位置に結像する最終面より出射した光線の入射角を示し、表12に、2−C状態における撮像光学系の撮像面の各位置に結像する最終面より出射した光線の入射角を示す。表10〜12によれば、近距離撮像時に、撮像面周辺部に結像する主光線の入射角CRA(Chief Ray Angle)を減少させることが出来ることが分かる。   Table 10 shows incident angles of light rays emitted from the final surface that forms an image at each position of the imaging surface in the 2-A state (represented by a distance from the center of the imaging surface (Y = 0)). The incident angle of the light beam emitted from the final surface imaged at each position on the imaging surface in the -B state is shown. Table 12 shows the incident angles from the final surface imaged at each position on the imaging surface of the imaging optical system in the 2-C state. The incident angle of the emitted light is shown. According to Tables 10 to 12, it can be seen that the incident angle CRA (Chief Ray Angle) of the chief ray imaged on the periphery of the imaging surface can be reduced at the time of short-distance imaging.

Figure 2015129869
Figure 2015129869

Figure 2015129869
Figure 2015129869

Figure 2015129869
Figure 2015129869

各条件式に対応する各実施例の値を、表13に示す。   Table 13 shows values of the respective examples corresponding to the respective conditional expressions.

Figure 2015129869
Figure 2015129869

また、本発明は、明細書に記載の実施例に限定されるものではなく、他の実施例・変形例を含むことは、本明細書に記載された実施例や思想から本分野の当業者にとって明らかである。例えば、実質的に屈折力を持たないダミーレンズを更に付与した場合でも本発明の適用範囲内である。また、上記の実施例においては、第2絞りを第1レンズと第2レンズの間に配置したもので説明したが、第2レンズと第3レンズの間に配置した場合でも、同様の効果を得ることができる。また、近距離撮像時の例を被写体距離100mmとしたもので説明したが、これに限るものでなく、80mm〜500mmの範囲内の距離で開口絞りとしての機能を切り替えるようにすれば同様の効果を得ることができる。   Further, the present invention is not limited to the embodiments described in the specification, and it is understood that other embodiments and modifications are included in the art from the embodiments and ideas described in the present specification. It is obvious to For example, even when a dummy lens having substantially no refractive power is further provided, it is within the scope of application of the present invention. In the above embodiment, the second diaphragm is described as being disposed between the first lens and the second lens. However, the same effect can be obtained even when the second diaphragm is disposed between the second lens and the third lens. Can be obtained. In addition, although the example at the time of short-distance imaging has been described with the subject distance being 100 mm, the present invention is not limited to this, and the same effect can be obtained by switching the function as the aperture stop at a distance in the range of 80 mm to 500 mm. Can be obtained.

本発明は、小型の携帯端末に好適な撮像光学系を提供できる。   The present invention can provide an imaging optical system suitable for a small portable terminal.

10 撮像光学系
50 撮像装置
51 固体撮像素子
51a 光電変換部
51b ワイヤ
52 基板
53 鏡筒
54 光学フィルタ
55 アクチュエータ
56 筐体
57 アクチュエータ
57a 絞り羽根
60 入力部
60 入力キー部
70 タッチパネル
71 アイコン
80 無線通信部
92 記憶部
100 スマートフォン
101 制御部
L1−L6 レンズ
AP1 第1絞り
AP2 第2絞り
F IRカットフィルタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image pick-up optical system 50 Image pick-up device 51 Solid image pick-up element 51a Photoelectric conversion part 51b Wire 52 Substrate 53 Optical tube 55 Actuator 56 Case 57 Actuator 57a Diaphragm blade 60 Input part 60 Input key part 70 Touch panel 71 Icon 80 Wireless communication part 92 storage unit 100 smartphone 101 control unit L1-L6 lens AP1 first aperture AP2 second aperture F IR cut filter

Claims (12)

最も物体側に配置される第1レンズを含む、複数枚のレンズからなる撮像光学系であって、
前記撮像光学系から被写体までの距離が所定値未満である近距離撮像時には、前記第1レンズの物体側に配置される第1絞りが開口絞りとして機能し、
前記撮像光学系から被写体までの距離が所定値以上である遠距離撮像時には、レンズ間に配置される第2絞りが開口絞りとして機能し、以下の条件式を満たすことを特徴とする撮像光学系。
φF>φN (1)
L/2Y<1.1 (2)
但し、
φN:近距離撮像時における前記第1絞りの開口径(mm)
φF:前記第2絞りの開口径(mm)
L:遠距離撮像時における前記第1レンズの物体側面頂点から撮像面までの距離(mm)
Y:遠距離撮像時における最大像高(mm)
An imaging optical system comprising a plurality of lenses, including a first lens arranged closest to the object side,
During short-distance imaging in which the distance from the imaging optical system to the subject is less than a predetermined value, the first diaphragm disposed on the object side of the first lens functions as an aperture diaphragm,
In long-distance imaging in which the distance from the imaging optical system to the subject is a predetermined value or more, the second diaphragm arranged between the lenses functions as an aperture diaphragm, and satisfies the following conditional expression: .
φF> φN (1)
L / 2Y <1.1 (2)
However,
φN: Aperture diameter (mm) of the first diaphragm during short-distance imaging
φF: aperture diameter of the second diaphragm (mm)
L: Distance (mm) from the object side surface vertex of the first lens to the imaging surface during long-distance imaging
Y: Maximum image height (mm) during long-distance imaging
以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1に記載の撮像光学系。
1.1<φF/φN<2.0 (3)
The imaging optical system according to claim 1, wherein the following conditional expression is satisfied.
1.1 <φF / φN <2.0 (3)
前記第1絞りは、開口径が一定であり、前記光軸内に挿入される挿入位置と、前記光軸から退避する退避位置を選択的に取り得るようになっていることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像光学系。   The first diaphragm has a constant opening diameter, and can selectively take an insertion position into the optical axis and a retreat position to retreat from the optical axis. Item 3. The imaging optical system according to Item 1 or 2. 前記第1絞りは、開口径が可変であることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像光学系。   The imaging optical system according to claim 1, wherein an aperture diameter of the first diaphragm is variable. 遠距離撮像時におけるFナンバーは2.0未満であり、レンズ枚数が5枚又は6枚であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の撮像光学系。   5. The imaging optical system according to claim 1, wherein the F-number at the time of long-distance imaging is less than 2.0, and the number of lenses is five or six. 遠距離撮像時に対して近距離撮像時には、前記撮像光学系全体が物体側に変位することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の撮像光学系。   6. The imaging optical system according to claim 1, wherein the entire imaging optical system is displaced toward the object side during short-distance imaging with respect to long-distance imaging. 前記撮像光学系は、物体側から順に、第1レンズ群と第2レンズ群とからなり、遠距離撮像時に対して近距離撮像時には、前記第1レンズ群のみ又は前記第2レンズ群のみが光軸方向に変位することを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の撮像光学系。   The imaging optical system is composed of a first lens group and a second lens group in order from the object side, and only the first lens group or only the second lens group emits light during short-distance imaging compared to long-distance imaging. The imaging optical system according to claim 1, wherein the imaging optical system is displaced in an axial direction. 前記撮像光学系は、物体側から順に、第1レンズ群と第2レンズ群とからなり、遠距離撮像時に対して近距離撮像時には、前記第1レンズ群及び前記第2レンズ群が物体側に変位し、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の撮像光学系。
T1>T2 (4)
但し、
T1:前記第1レンズ群における遠距離撮像時に対する近距離撮像時の光軸方向変位量(mm)
T2:前記第2レンズ群における遠距離撮像時に対する近距離撮像時の光軸方向変位量(mm)
The imaging optical system is composed of a first lens group and a second lens group in order from the object side, and the first lens group and the second lens group are located on the object side during short-distance imaging compared to long-distance imaging. 6. The imaging optical system according to claim 1, wherein the imaging optical system is displaced and satisfies the following conditional expression.
T1> T2 (4)
However,
T1: Amount of displacement (mm) in the optical axis direction during short-distance imaging with respect to long-distance imaging with the first lens group
T2: optical axis direction displacement amount (mm) at the time of short-distance imaging with respect to long-distance imaging with the second lens group
前記第2絞りは、前記第1レンズから第3レンズまでの間に配置されていることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の撮像光学系。   The imaging optical system according to claim 1, wherein the second diaphragm is disposed between the first lens and the third lens. 前記所定値は、80〜500mmの範囲内の何れかの距離であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の撮像光学系。   The imaging optical system according to claim 1, wherein the predetermined value is any distance within a range of 80 to 500 mm. 請求項1〜10のいずれかに記載の撮像光学系と、固体撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。   An imaging apparatus comprising the imaging optical system according to claim 1 and a solid-state imaging device. 請求項11に記載の撮像装置と、表示装置を備え、前記撮像装置で撮像した画像を前記表示装置に表示することを特徴とする携帯端末。   12. A portable terminal comprising the imaging device according to claim 11 and a display device, and displaying an image captured by the imaging device on the display device.
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