(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両凸形状で、かつ両面が非球面で構成された正レンズと、
像面側に凸面を向け、かつ両面が非球面で構成された正メニスカスレンズと
の２枚のレンズが物体側から順に配設されて構成されると共に、前記正メニスカスレンズの像側の非球面が、光軸から周辺に向かうに従い、正の屈折力を弱めるような形状とされ、
かつ、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている
ことを特徴とする撮影レンズ。
２＊ｄｄ２＜ｄｄ１  ……（１）
Ｒ３＜Ｒ４  ……（２）
ただし、
ｄｄ１は、前記正レンズの物体側の面と像側の面との光軸上における面間隔を示す。ｄｄ２は、前記正レンズの像側の面と前記正メニスカスレンズの物体側の面との光軸上における面間隔を示す。
Ｒ３は、前記正レンズの像側の面の曲率半径を示し、Ｒ４は、前記正メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径を示す。
【請求項２】
さらに、以下の条件式（３），（４）を満足するように構成されている
ことを特徴とする請求項１記載の撮影レンズ。
νd1＞５０  ……（３）
νd2＜３５  ……（４）
ただし、νd1，νd2は、それぞれ、前記正レンズおよび前記正メニスカスレンズのｄ線に対するアッベ数を示す。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として小型の電子機器、例えば光センサー、携帯用モジュールカメラおよびＷＥＢカメラなどに使用される撮影レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ（電荷結合素子）などの撮像素子の小型化に伴い、それを用いた電子機器も小型化してきている。例えば、光センサー、携帯用モジュールカメラおよびＷＥＢカメラなどの電子機器は、小型化が著しい。なお、携帯用モジュールカメラとは、携帯電話などに用いられるものであり、ＷＥＢカメラとは、例えばインターネットを介した画像データの送信に用いられるものである。これら小型の電子機器で使用される撮影レンズは、小型、携帯性を重視して１枚のレンズのみで構成されていることが多い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年では、撮像素子の性能が向上し、小型のものでも高画素化が図られてきている（例えば３５万画素程度）。このような高画素化に伴い、それに利用される撮影レンズにも従来より高い光学性能が要求され、１枚玉のレンズ構成では十分な性能を満足できないという問題が生じてきている。特に、１枚玉のレンズ構成では、周辺部の性能が著しく低下するという問題がある。この周辺部の性能の低下は、サジタル像面とタンジェンシャル像面との結像位置の違い、すなわち非点較差に起因するものである。
【０００４】
そこで、近年の撮像素子の高画素化に耐えうる光学性能を得るために、レンズの枚数を増やして２枚にすることが考えられる。２枚構成の撮影レンズとしては、従来、負レンズと正レンズとを組み合わせたものがある。しかしながら、このような従来の２枚構成の撮影レンズでは、特に全長の点で十分な性能を有しているものが少ない。そこで、小型、高画素化の図られた撮像素子に適した撮影レンズ、すなわち、レンズの枚数を増やしたとしても、全長を長くすることなく、光学性能を向上させることのできる撮影レンズの開発が望まれる。例えば撮像素子も含めて１０ｃｍ3程度の大きさに収めることのできる小型、高性能の撮影レンズの開発が望まれる。
【０００５】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、全長が短く、１枚構成の撮影レンズに比べて特に周辺性能の向上を図ることができる撮影レンズを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明による撮影レンズは、両凸形状で、かつ両面が非球面で構成された正レンズと、像面側に凸面を向け、かつ両面が非球面で構成された正メニスカスレンズとの２枚のレンズが物体側から順に配設されて構成されると共に、正メニスカスレンズの像側の非球面が、光軸から周辺に向かうに従い、正の屈折力を弱めるような形状とされ、かつ、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されていることを基本構成としている。
【０００７】
２＊ｄｄ２＜ｄｄ１  ……（１）
Ｒ３＜Ｒ４  ……（２）
ただし、ｄｄ１は、正レンズの物体側の面と像側の面との光軸上における面間隔を示す。ｄｄ２は、正レンズの像側の面と正メニスカスレンズの物体側の面との光軸上における面間隔を示す。Ｒ３は、正レンズの像側の面の曲率半径を示し、Ｒ４は、正メニスカスレンズの物体側の面の曲率半径を示す。
【０００８】
本発明による撮影レンズでは、この基本構成により、全長を長くすることなく、諸収差が良好に補正され、従来の１枚玉の撮影レンズに比べて光学性能の向上が図られる。
【０００９】
特に、正メニスカスレンズの像側の非球面が、光軸から周辺に向かうに従い、正の屈折力を弱めるような形状となっていることにより、サジタル像面とタンジェンシャル像面との結像位置を合わせることが容易となり、周辺部の性能を向上させることができる。
【００１０】
本発明による撮影レンズは、正レンズおよび正メニスカスレンズのｄ線に対するアッベ数νd1，νd2に関して、以下の条件式（３），（４）を満足するように構成されていることが望ましい。条件式（３），（４）を満足することにより、特に、倍率色収差が軽減される。
νd1＞５０  ……（３）
νd2＜３５  ……（４）
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る撮影レンズの一構成例を示している。また、図２〜図５は、本実施の形態に係る撮影レンズの他の構成例を示している。図１〜図５に示した構成例は、それぞれ、後述の第１から第５の数値実施例（図６〜図１０）のレンズ構成に対応している。なお、図１〜図５において、符号Ｚｏｂｊで示す側が物体側、すなわち、撮影用の被写体が存在する側である。また、符号Ｚｉｍｇで示す側が結像側（像面側）である。３は、結像面を示す。また、図１において、符号Ｒｉは、絞りＳｔも含めて最も物体側の構成要素の面を１番目として、像面側に向かうに従い順次増加するｉ番目の構成要素の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔を示す。
【００１３】
図１〜図５に示した本実施の形態に係る撮影レンズ１Ａ〜１Ｅ（以下、１Ａ〜１Ｅを総称して１と記す。）は、例えば、光センサー、携帯用モジュールカメラおよびＷＥＢカメラなど、撮像素子を用いた小型の電子機器に利用されるものである。
【００１４】
この撮影レンズ１は、光軸Ｚ０に沿って、物体側より順に配設された２枚のレンズＬ１，Ｌ２を有して構成されている。絞りＳｔは、１枚目のレンズＬ１よりも物体側に設けられている。２枚目のレンズＬ２よりも像面側には、必要に応じてカバーガラスＬＣが配置されていても良い。カバーガラスＬＣは、ＣＣＤなどの撮像素子の撮像面を保護するためのものである。なお、図では、カバーガラスＬＣが、結像面３と離れた位置に配置されているが、実際には、カバーガラスＬＣの像面側の面が、結像面３、すなわち、撮像面と一致するように配置されていることが望ましい。
【００１５】
この撮影レンズ１において、１枚目のレンズＬ１は、両凸形状で、かつ両面が非球面の正レンズであることを基本構成としている。また、２枚目のレンズＬ２は、像面側に凸面を向け、かつ両面が非球面の正メニスカスレンズであることを基本構成としている。
【００１６】
この撮影レンズ１は、以下の条件式（１），（２）を満足するように構成されている。式（１）において、ｄｄ１は、図にも示したとおり、正レンズＬ１の物体側の面と像側の面との光軸上における面間隔Ｄ２を示す。ｄｄ２は、正レンズＬ１の像側の面と正メニスカスレンズＬ２の物体側の面との光軸上における面間隔Ｄ３を示す。＊は、乗算記号を示す。式（２）において、Ｒ３は、図にも示したとおり、正レンズＬ１の像側の面の曲率半径を示し、Ｒ４は、正メニスカスレンズＬ２の物体側の面の曲率半径を示す。
【００１７】
２＊ｄｄ２＜ｄｄ１  ……（１）
Ｒ３＜Ｒ４  ……（２）
【００１８】
この撮影レンズ１において、正メニスカスレンズＬ２の像側の非球面（Ｒ５）は、光軸Ｚ０から周辺に向かうに従い、正の屈折力（パワー）を弱めるような形状となっていることが望ましい。この場合、この非球面は、例えば中心部では像側に凸形状、周辺部では像側に凹形状となっていることが望ましい。また、正メニスカスレンズＬ２は、中心付近では正、周辺部では負のパワーとなるような非球面形状となっていることが望ましい。
【００１９】
撮影レンズ１は、また、正レンズＬ１および正メニスカスレンズＬ２のｄ線に対するアッベ数νd1，νd2に関して、以下の条件式（３），（４）を満足するように構成されていることが望ましい。これらの条件は、後述する実施例４，５の撮影レンズが満足している。
【００２０】
νd1＞５０  ……（３）
νd2＜３５  ……（４）
【００２１】
次に、以上のような構成の撮影レンズ１によってもたらされる光学的な作用および効果について説明する。
【００２２】
条件式（１）は、全長の制限と収差補正とに寄与している。条件式（１）を満足することで、全長を短くしたまま、良好に収差補正を行うことができる。条件式（１）の範囲を外れることは、２枚のレンズＬ１，Ｌ２の間隔が大きくなることを意味するが、この場合、特に、像面がオーバーとなってしまう。
【００２３】
条件式（２）は、特に、像面およびディストーションの補正、ならびに周辺光量の確保に寄与している。この条件を外れると、サジタル像面とタンジェンシャル像面とが離れ、また、ディストーションも増大する。また、周辺光量も減少してしまう。
【００２４】
既に［発明が解決しようとする課題］の項目において述べたように、従来の１枚玉の撮影レンズでは、サジタル像面とタンジェンシャル像面との結像位置の違い、すなわち非点較差により、周辺部の性能劣化が生じる。本撮影レンズ１において、特に、物体側から２番目に配置された正メニスカスレンズＬ２に関して、像側の非球面を、光軸Ｚ０から周辺に向かうに従い、正の屈折力を弱める形状とし、また、中心付近では正、周辺部では負のパワーになるような非球面形状にすることで、サジタル像面とタンジェンシャル像面との結像位置を合わせることが容易となり、周辺部の性能を向上させることができる。
【００２５】
条件式（３），（４）は、特に、倍率の色収差の補正に寄与している。２枚のレンズＬ１，Ｌ２に関しては、共に同一の材質のレンズで構成しても良いが、条件式（３），（４）を満足するような別々の材質のレンズで構成した方が、色収差が良好に補正されるので好ましい。
【００２６】
このように、本実施の形態に係る撮影レンズ１によれば、上述の基本構成において適宜上述した望ましい構成を採用することにより、全長が短く、従来の１枚玉の撮影レンズに比べて、特に周辺性能の向上を図ることができ、小型、高画素化の図られた撮像素子に適した性能を得ることができる。
【００２７】
［実施例］（実施例１〜５）
次に、本実施の形態に係る撮影レンズ１の具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１〜第５の数値実施例（実施例１〜５）についてまとめて説明する。
【００２８】
図６（Ａ），（Ｂ）〜図１０（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ、図１〜図５に示した撮影レンズ１Ａ〜１Ｅに対応する具体的な数値実施例としてのレンズデータを示している。より詳しくは、図６（Ａ）〜図１０（Ａ）には、レンズデータの基本的な値を示し、図６（Ｂ）〜図１０（Ｂ）には、非球面形状に関する値を示す。各図のレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、各実施例の撮影レンズについて、絞りＳｔを１番目として、像面側に向かうに従い順次増加する構成要素の面の番号を示している。なお、絞りＳｔについてはＳＴＯと表記して示す。曲率半径Ｒｉの欄には、図１〜図５に示した符号Ｒｉに対応させて、絞りＳｔも含めて物体側からｉ番目の構成要素の面の曲率半径の値を示す。曲率半径Ｒｉの値が０の部分は、平面であることを示す。面間隔Ｄｉの欄についても、図１〜図５に示した符号Ｄｉに対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示す。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はミリメートル（mm）である。Ｎdj，νdjの欄には、それぞれ、物体側からj番目のレンズ要素のｄ線（波長λd＝587.6nm）に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。また、ｆは、全体の焦点距離（mm）を示す。
【００２９】
図６（Ｂ）〜図１０（Ｂ）に示した非球面データは、以下の式（Ａ）によって表される非球面多項式における定数または係数である。式（Ａ）の非球面多項式ｆ（ρ）は、光軸Ｚ０に直交する方向にρ軸を取って非球面の形状を表したものである。非球面は、式（Ａ）で表される曲線を光軸Ｚ０の周りに回転して得られる曲面である。式（Ｂ）において、ｘ，ｙは、互いに光軸Ｚ０に直交する２つの座標軸上の座標点を示す。式（Ｂ）からも分かるように、ρは、光軸Ｚ０からレンズ面までの距離（高さ）（単位：mm）に相当する。ｆ（ρ）の値は、光軸Ｚ０から高さρの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（単位：mm）を示す。Ｃは、光軸近傍におけるレンズ面の近軸曲率半径Ｒの逆数（１／Ｒ）である。また、Ｋは、離心率（または円錐定数）を表し、Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10は、それぞれ４次，６次，８次，１０次の非球面係数を表す。なお、図６（Ｂ）〜図１０（Ｂ）に示した非球面係数を表す数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」は、「１．０×１０-2」であることを示す。
【００３０】
ｆ（ρ）＝［Ｃρ2／｛１＋（１−Ｋ・Ｃ2・ρ2）1/2｝］
＋Ａ4ρ4 ＋Ａ6ρ6 ＋Ａ8ρ8 ＋Ａ10ρ10  ……（Ａ）
ただし、ρ2＝ｘ2＋ｙ2  ……（Ｂ）
【００３１】
図１１〜図１５は、各実施例の撮影レンズについての諸収差を示している。より詳しくは、図１１〜図１５において、（Ａ）は球面収差を示し、（Ｂ）は非点収差を示し、（Ｃ）はディストーション（歪曲収差）を示している。各収差図（Ｂ）において、実線はサジタル像面に対する収差を示し、破線はタンジェンシャル（メリジオナル）像面に対する収差を示している。球面収差は、ｇ線およびｄ線について示す。図１１〜図１５の各収差図において、特に波長を明記していないものは、ｄ線に対する収差を示す。なお、ｇ線の波長は、435.8nmである。また、各収差図において、Ｆnoは、Ｆナンバーを、ωは半画角を示す。
【００３２】
図６（Ａ）〜図１０（Ａ）のレンズデータから分かるように、すべての実施例について、条件式（１），（２）を満たしている。また、すべての実施例について、正メニスカスレンズＬ２の像側の非球面Ｒ５は、中心部では像側に凸形状、周辺部では像側に凹形状であり、光軸Ｚ０から周辺に向かうに従い、正の屈折力を弱めるような形状となっている。特に、実施例４，５については、正レンズＬ１および正メニスカスレンズＬ２のアッベ数νd1，νd2に関して、上述の条件式（３），（４）をも満足しており、像面およびディストーションが良好に補正されている。
【００３３】
以上のように、すべての実施例について、全長が短く、従来の１枚玉の撮影レンズに比べて、特に周辺性能の向上が図られ、小型、高画素化の図られた撮像素子に適した性能を得ることができた。これにより、例えば撮像素子も含めて１０ｃｍ3程度の大きさに収めることのできる撮影レンズを実現できる。
【００３４】
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径Ｒ、面間隔Ｄおよび屈折率Ｎおよびアッベ数νの値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１または２に記載の撮影レンズによれば、両凸形状で、かつ両面が非球面で構成された正レンズと、像面側に凸面を向け、かつ両面が非球面で構成された正メニスカスレンズとの２枚のレンズを物体側から順に配設した構成にすると共に、正メニスカスレンズの像側の非球面を、光軸から周辺に向かうに従い、正の屈折力を弱めるような形状にし、さらに、全長の制限および収差補正に寄与する所定の条件式（１）ならびに収差補正などに寄与する所定の条件式（２）を満足するように構成したので、全長が短く、１枚構成の撮影レンズに比べて特に周辺性能の向上を図ることができる。
特に、物体側から２番目に配設された正メニスカスレンズの像側の非球面を、光軸から周辺に向かうに従い、正の屈折力を弱めるような形状となるようにしたので、サジタル像面とタンジェンシャル像面との結像位置を合わせることが容易となり、周辺部の性能をさらに向上させることができる。
【００３７】
特に、請求項２記載の撮影レンズによれば、請求項１記載の撮影レンズにおいて、正レンズおよび正メニスカスレンズのアッベ数に関する所定の条件式（３），（４）を満足するように構成したので、特に、倍率の色収差を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮影レンズの一構成例を示すものであり、第１の数値実施例に対応する断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る撮影レンズの他の構成例を示すものであり、第２の数値実施例に対応する断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る撮影レンズの他の構成例を示すものであり、第３の数値実施例に対応する断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る撮影レンズの他の構成例を示すものであり、第４の数値実施例に対応する断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る撮影レンズの他の構成例を示すものであり、第５の数値実施例に対応する断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る撮影レンズの第１の数値実施例（実施例１）としてのレンズデータを示す説明図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る撮影レンズの第２の数値実施例（実施例２）としてのレンズデータを示す説明図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る撮影レンズの第３の数値実施例（実施例３）としてのレンズデータを示す説明図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る撮影レンズの第４の数値実施例（実施例４）としてのレンズデータを示す説明図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る撮影レンズの第５の数値実施例（実施例５）としてのレンズデータを示す説明図である。
【図１１】実施例１の撮影レンズにおける球面収差、非点収差およびディストーションを示す収差図である。
【図１２】実施例２の撮影レンズにおける球面収差、非点収差およびディストーションを示す収差図である。
【図１３】実施例３の撮影レンズにおける球面収差、非点収差およびディストーションを示す収差図である。
【図１４】実施例４の撮影レンズにおける球面収差、非点収差およびディストーションを示す収差図である。
【図１５】実施例５の撮影レンズにおける球面収差、非点収差およびディストーションを示す収差図である。
【符号の説明】
Ｌ１…正レンズ、Ｌ２…正メニスカスレンズ、ＬＣ…カバーガラス、
Ｓｔ…絞り、Ｚ０…光軸、１（１Ａ〜１Ｅ）…撮影レンズ、３…結像面。
【図１】
0003685486.tif 000002
【図２】
0003685486.tif 000003
【図３】
0003685486.tif 000004
【図４】
0003685486.tif 000005
【図５】
0003685486.tif 000006
【図６】
0003685486.tif 000007
【図７】
0003685486.tif 000008
【図８】
0003685486.tif 000009
【図９】
0003685486.tif 000010
【図１０】
0003685486.tif 000011
【図１１】
0003685486.tif 000012
【図１２】
0003685486.tif 000013
【図１３】
0003685486.tif 000014
【図１４】
0003685486.tif 000015
【図１５】
0003685486.tif 000016