(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、物体側に凸面を持つ正レンズと、像側に凹面を持つ負レンズと、物体側に凸面を持つ正レンズとの３枚レンズよりなり、三つのレンズが互いに接合されて一体化されたもので、二つの正レンズの屈折率が負レンズの屈折率よりも大であり、正レンズと負レンズの屈折率を夫々Ｎp、Ｎnとするとき、下記条件を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１）    ＮP −Ｎn ＞０．１
（２）    １．５ｆ＜ＴＬ＜４ｆ
ただし、ＴＬはレンズ系全体の長さ、ｆはレンズ系全体の焦点距離である。
【請求項２】
下記条件を満足することを特徴とする請求項１の撮像レンズ。
（３）    Ｖp −Ｖn ＞５
ただし、Ｖp 、Ｖn は前記互いに隣接する正レンズ、負レンズのアッベ数である。
【請求項３】
下記条件を満足することを特徴とする請求項１の撮像レンズ。
（４）    ０．４φ＜φ1 ＜１．２φ
（５）    −０．３φ＜φ2 ＜０．５φ
（６）    ０＜φ3 ＜０．６φ
ここで、φはレンズ系全体のパワー、φ1 は第１面のパワー、φ2 は第２面のパワー、φ3 は第３面のパワーである。
【請求項４】
各接合面が正のパワーを持つかパワーレスレンズであることを特徴とする請求項１の撮像レンズ。
【請求項５】
最も像側の面が平面であることを特徴とする請求項１の撮像レンズ。
【請求項６】
最も物体側のレンズの物体側の面が光軸から周辺にいくにしたがって正のパワーが減少するような非球面であることを特徴とする請求項１の撮像レンズ。
【請求項７】
少なくとも一つのレンズの内部又は表面に赤外光カット機能を持たせたことを特徴とする請求項１の撮像レンズ。
【請求項８】
少なくとも一つのレンズの内部又は表面にローパスフィルターの機能を持たせることを特徴とする請求項１の撮像レンズ。
【請求項９】
請求項１に記載する撮像レンズと撮像素子を一体化したことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像レンズ系の像側の面付近の外周部が、レンズ系全体の外形よりも小さくなるように加工したことを特徴とする請求項９の撮像装置。
【請求項１１】
前記撮像レンズと前記撮像素子とを樹脂でうめて一体化したことを特徴とする請求項９の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビデオカメラなど電子的な撮像を行うための撮像レンズおよびそれを用いた撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、家庭用ビデオカメラやテレビ電話やカメラ付ドアホンなどに見られるように、電子的な撮像を行うためのカメラが普及してきており、これらカメラに用いられるレンズ系の小型軽量、低コスト化が大きな課題である。これらカメラに用いられるレンズ系は固定焦点距離のものでは、３〜６枚程度のレンズ構成枚数を持っているものが一般的である。このようなレンズ系の一例として、図１７に示すようなものが知られている。このようなレンズ系は、図１７に示すようにモアレを消すためのローパスフィルターや赤外カットフィルター（Ｆ）が配置されているのが一般的であり、また、接合ダブレット以外のレンズは間隔をおいて配置されている。
【０００３】
また、これらカメラに用いられるレンズ系で、簡単な構成の撮像レンズの従来例として特開平４−１９１７１６号公報に示されるように非球面単レンズを用いたものや特開昭６１−２７７９１３号公報に示されるようにアキシャル型屈折率分布レンズ（アキシャル型ＧＲＩＮレンズ）１枚で構成したものなどがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の３〜６枚程度のレンズ構成のレンズ系は、レンズ枚数が多く、レンズを固定するための鏡枠構造も複雑なものとなり、加工・組立時に個々のレンズの偏心により性能が劣化しやすいといった欠点がある。又そのためにコスト高になるという欠点もある。
【０００５】
また、特開平４−１９１７１６号公報、特開昭６１−２７７９１３号公報などに示される従来のレンズ系は、レンズ構成は簡単であるが、レンズ系の光学的な性能が十分でないという欠点がある。特に、色収差と像面湾曲の補正が十分とは言えない。又、収差補正能力が高いと言われているラジアル型ＧＲＩＮレンズ１枚で撮像レンズを構成することも考えられるが、ラジアル型ＧＲＩＮレンズは、レンズ素材の作製が技術的に難しいという欠点がある。
【０００６】
本発明は、作製が容易で光学的に十分な性能を持ち、構成が簡単な撮像レンズを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像レンズは、物体側より順に、物体側に凸面を持つ正レンズと、像側に凹面を持つ負レンズと、物体側に凸面を持つ正レンズとの３枚レンズよりなり、三つのレンズが互いに接合されて一体化されたもので、二つの正レンズの屈折率が負レンズの屈折率よりも大であり、正レンズと負レンズの屈折率を夫々Ｎp、Ｎnとするとき、下記条件を満足することを特徴とする。
（１）    ＮP  −Ｎn  ＞０．１
（２）    １．５ｆ＜ＴＬ＜４ｆ
ただし、ＴＬはレンズ系全体の長さ、ｆはレンズ系全体の焦点距離である。    また、本発明の他の撮像レンズは、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズよりなる接合レンズにて構成され、前記接合レンズが複数の接合面を有し、正レンズの屈折率が負レンズの屈折率よりも大であり、前記接合レンズには、正レンズと負レンズが隣接する形で含まれており、この互いに隣接する正レンズと負レンズの屈折率を夫々Ｎp、Ｎnとするとき、下記条件を満足することを特徴とする。
【０００８】
又、本発明のレンズ系は、物体側より順に、物体側に凸面を持つ正レンズと像側に凹面を持つ負レンズと物体側面に凸面を持つ正レンズの３枚のレンズよりなり、それらが接合されて一体化されているとともに、二つの正レンズの屈折率が前記負レンズの屈折率よりも大きいことを特徴とするもので、これにより本発明の目的を達成するレンズ系でより望ましい構成のレンズ系になし得る。
【０００９】
前記課題を解決するためには、まず撮像レンズを一つのレンズ要素だけで構成することが考えられる。このように撮像レンズを一つのレンズ要素だけで構成できれば、それを保持するための鏡枠構造も簡素化でき、組み立てや調整も容易となるという利点がある。これによって、鏡枠や組み立て調整を含めた全体での低コスト化、小型軽量化が可能なうえ、組み立て誤差の影響も少なく、光学性能を良好に保持することができる。
【００１０】
前記のように撮像レンズを一つのレンズで構成するための方法として、非球面単レンズとする方法、アキシャル型ＧＲＩＮレンズ１枚で構成する方法、ラジアル型ＧＲＩＮレンズ１枚で構成する方法などが考えられる。
【００１１】
しかし、前述のように非球面単レンズとする場合とアキシャル型ＧＲＩＮレンズ１枚で撮像レンズを構成する場合、光学的な性能が十分でないという問題がある。特に、両者とも色収差と像面湾曲の補正が十分ではない。また、ラジアル型ＧＲＩＮレンズ１枚で撮像レンズを構成すると、光学的な性能はかなり良好であるが、素材の作製が技術的に難しいという問題がある。
【００１２】
本発明は、作製技術的に確立している均質レンズのみを用いていて一つのレンズ成分よりなるレンズ系を構成するものである。
【００１３】
均質レンズからなる一つのレンズ成分で構成されるレンズでよく知られているものとして、アクロマートと呼ばれる２枚のレンズを接合した一つのレンズ成分にて構成したものが知られている。しかし、通常のアクロマートは、色収差と球面収差の補正のみに着目しているため、像面湾曲が大きく、撮像レンズにそのまま用いることは困難である。また、アクロマートで像面湾曲を良好に補正しようとすると、逆に球面収差が悪化する。つまり、通常のアクロマートでは、色収差、球面収差、像面湾曲の補正をすべて両立して補正することは困難である。
【００１４】
本発明は、まず３枚のレンズが接合されて一体化されたレンズ成分を用いることにした。従来から３枚接合レンズは存在するが、それらは、主に顕微鏡対物レンズなどで２次スペクトルを補正するために用いられるもので、低分散なガラスを使用しているため、正レンズの屈折率が低く像面湾曲の補正が十分ではない。
【００１５】
本発明の撮像レンズは、基本構成として前述のように、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズを接合した一つの接合レンズ成分であって、正レンズの屈折率が負レンズの屈折率よりも大になるようにしたもので、これによって色収差、球面収差、像面湾曲等の諸収差を良好に補正するようにしたものである。
【００１６】
又本発明の撮像レンズにおいて、前記接合レンズには、正レンズと負レンズが隣接する形で含まれており、この互いに隣接する正レンズと負レンズの屈折率を夫々Ｎp、Ｎnとするとき、下記条件（１）、（２）を満足することが好ましい。
【００１７】
（１）    ＮP −Ｎn ＞０．１
（２）    １．５ｆ＜ＴＬ＜４ｆ
ただし、ＴＬはレンズ系全体の長さ、ｆは全系の焦点距離である。
【００１８】
本発明の撮像レンズにおいて、より望ましい構成として、前述のように、物体側より順に、物体側に凸面を持つ正レンズと像側に凹面を持つ負レンズと物体側面に凸面を持つ正レンズの３枚のレンズよりなり、それらが接合されて一体化された構成で、二つの正レンズの屈折率が負レンズの屈折率よりも大きいことを特徴とするレンズ系にすることが望ましくい。又このより望ましい構成のレンズ系において前記条件（１）、（２）を満足することが一層望ましい。
【００１９】
まず、本発明のレンズ系を３枚のレンズにて構成する場合でレンズ系の全長を極端に長くすることなく、また各接合面で球面収差や色収差を良好に補正するためには、３枚のレンズを物体側より順に正パワー、負パワー、正パワーの順に配置することが望ましい。この場合、像面湾曲と球面収差の補正を考え、二つの正レンズの屈折率を負レンズの屈折率よりも大きくし、二つの接合面にそれぞれ正のパワーを持たせることが好ましい。
【００２０】
つまり、ペッツバール和を小さな値にして像面を良好に保つためには、ペッツバール和を与える式からもわかるように、正レンズの屈折率を大きく、負レンズの屈折率を小さくする必要がある。このとき、現実のガラス範囲の中では、通常の撮像レンズと同様に本発明レンズ系でも、像面が若干負の方向に倒れる傾向になる。そこで、球面収差はこの像面の倒れとうまくバランスさせてやる必要があり、レンズ系全体では、球面収差を若干アンダーにしてやることが望ましい。そこで、レンズ系全体に必要な正パワーを第１面、第２面（接合面）、第３面（接合面）にそれぞれ分配し、各面が正パワーを持つように構成した。これによって、各面の正パワーが極端に大きくならず、各面での球面収差の発生を小さく抑えることが出来、これにより、レンズ系全体として若干アンダーな球面収差量とし、像面湾曲とうまくバランスさせることができる。このようにすると、正レンズの第１レンズは両凸形状、負レンズの第２レンズは両凹形状、正レンズの第３レンズは物体側面が凸形状となる。
【００２１】
また、特殊な場合として、第１レンズの像側および第２レンズの物体側を平面もしくは物体側に凸な面としてもよい。このとき、第１レンズと第２レンズとの接合面がパワーレスもしくは負パワーとなるが、レンズ第１面と第３面（接合面）にパワーを分散させることにより、球面収差発生量を許容内に抑えることができる。
【００２２】
さらに、本発明のレンズ系において、像面湾曲を良好に補正するためには、前記条件（１）を満足することが望ましい。像面湾曲を良好に補正するためには、ペッツバール和を小さくする必要があり、正レンズの屈折率を大きく、負レンズの屈折率を小さくする必要があるが、良好な補正のためにはこの条件に示される屈折率の差をつけるのが望ましい。この条件（１）の範囲を超えると像面湾曲を十分補正することが困難となる。
【００２３】
ここで前述のように、本発明のレンズ系として、物体側より順に、物体側に凸面を向けた正レンズと像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けた正レンズ特に両凸形状の正レンズ、両凹形状の負レンズ、物体側が凸の正レンズの、正の第１レンズ、負の第２レンズ、正の第３レンズを接合したレンズ成分よりなるレンズ系においては、下記条件（１Ａ）、（１Ｂ）を満足することが望ましい。
【００２４】
（１Ａ）    Ｎ1 −Ｎ2 ＞０．１
（１Ｂ）    Ｎ3 −Ｎ2 ＞０．１
ただし、Ｎ1 ，Ｎ2 ，Ｎ3 は夫々第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの屈折率である。
【００２５】
上記条件（１Ａ）、（１Ｂ）におけるＮ1 ，Ｎ3 は、条件（１）の正レンズの屈折率Ｎp 、Ｎ2 は負レンズの屈折率Ｎn に相当するもので、上記３枚構成の接合レンズを用いた本発明のレンズ系の場合、前記条件（１Ａ）、（１Ｂ）を満足することになる。
【００２６】
また、前記構成の本発明のレンズ系において、各面での収差発生量を小さく保ったまま全系で所定のパワーを持たせるためには、条件（２）を満足することが望ましい。この条件（２）を満足すれば各面での間隔を十分広くとることができ、各面の屈折力を極端に大きくすることなく、各収差のバランスをとることができる。この条件の下限を超えると、各面での光線の高さがあまり変化せず薄肉に近くなるため、各収差のバランスをとることが困難となる。また、上限を超えるとレンズ系が大きくなりすぎて好ましくない。
【００２７】
又、本発明のレンズ系において、色収差を良好に補正するためには下記条件（３）を満足することが望ましい。
【００２８】
（３）    Ｖp −Ｖn ＞５
ただし、Ｖp 、Ｖn は前記互いに隣接する正レンズ、負レンズのアッベ数である。
【００２９】
上記条件（３）を外れると色収差の補正が困難になる。ただし、レーザー用光学系等のように、単色にて用いる場合には、条件（３）を満足しなくともよい。
【００３０】
上記条件（３）は、前述の通りの正レンズの第１レンズと負レンズの第２レンズと正レンズの第３レンズとを接合した構成の三つのレンズよりなるレンズ系の場合、第１、第２、第３レンズのアッベ数をＶ1 ，Ｖ2 ，Ｖ3 とすると下記条件（３Ａ）、（３Ｂ）のように表わせることは明らかである。
【００３１】
（３Ａ）    Ｖ1 −Ｖ2 ＞５
（３Ｂ）    Ｖ3 −Ｖ2 ＞５
又、本発明の撮像レンズにおいて、コマ収差、非点収差は、絞り面をレンズ系第１面の近くに配置し、各面のパワー配分を調整することにより補正することができる。このとき、歪曲収差は若干負の方向に発生するが、つまり樽型の歪曲収差が発生するが、これも実用上許容される量である。
【００３２】
上記のように各面のパワーを調整してコマ収差、非点収差を良好に補正するためには、下記条件（４）、（５）、（６）を満足することが望ましい。
【００３３】
（４）    ０．４φ＜φ1 ＜１．２φ
（５）    −０．３φ＜φ2 ＜０．５φ
（６）    ０＜φ3 ＜０．６φ
ここで、φはレンズ系全体のパワー、φ1 は第１面のパワー、φ2 は第２面のパワー、φ3 は第３面のパワーである。
【００３４】
これらの条件を超えると、各収差の良好なバランスをとることが難しくなり、光学性能が悪化する。
即ち、条件（４）、（５）、（６）の下限を超えるといずれも全系のパワーを獲得することが難しくなり、無理に全系のパワーを獲得しようとすると他の面のパワーが大になり全体としてコマ収差、非点収差が悪化する。
又、条件（４）の上限を超えると非点収差が悪化し、条件（５）の上限を超えるとコマ収差および球面収差が悪化する。又条件（６）の上限を超えるとコマ収差が悪化する。
更に、条件（５）の上限および条件（６）の上限を超えると接合面の曲率がきつくなりレンズが加工しにくく、コスト高になる。
【００３５】
以上の構成により、本発明のレンズ系は、撮像レンズとして実用上十分な収差レベルとすることができる。
【００３６】
また、これまでは３枚構成の接合レンズでの説明を行ったが、レンズ枚数を増やして４枚以上の構成にしても、光学的には同等以上の効果を得ることができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以上の本発明の撮像レンズについての、又撮像レンズを用いた撮像装置についての実施の形態を述べる。
【００３８】
まず本発明の撮像レンズの各実施例について説明する。
【００３９】
実施例１は、図１に示すように、物体側より順に、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズと物体側面が凸形状で像面側が平面形状の正レンズの３枚のレンズを接合して一体化した撮像レンズで、絞り面はレンズ第１面上に設定されている。この実施例では、無限遠方の物体に対するベスト像がレンズ最終面から距離０．７のところにできる。そのレンズデータは以下に示すものである。
ｆ＝6 mm，Ｆ／2.0 ，最大像高1.8 mm，画角２ω＝35.0°
ｒ1 ＝6.4277（絞り）    ｄ1 ＝4.5173    ｎ1 ＝1.72916     ν1 ＝54.68
ｒ2 ＝-4.3411           ｄ2 ＝3.0845    ｎ2 ＝1.56732     ν2 ＝42.83
ｒ3 ＝3.2588            ｄ3 ＝3.1426    ｎ3 ＝1.77250     ν3 ＝49.60
ｒ4 ＝∞
ＬＴ＝1.79ｆ
φ1 ＝0.681 φ，φ2 ＝0.224 φ，φ3 ＝0.378 φ
このレンズ系の収差状況は図７に示すとおりであり、各収差とも良好に補正されている。なお、図７は物体距離が無限遠方の場合を示している。
【００４０】
実施例２は、図２に示すように、物体側より順に、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズの３枚のレンズを接合して一体化した撮像レンズで、絞り面はレンズ第１面上に設定されている。この実施例は、無限遠方の物体に対するベスト像がレンズ最終面から距離０．９のところにできるように構成されており、そのレンズデータは以下に示すものである。
ｆ＝5 mm，Ｆ／2.0 ，最大像高1.8 mm，画角２ω＝41.9°
ｒ1 ＝7.2706（絞り）    ｄ1 ＝3.6851    ｎ1 ＝1.81600     ν1 ＝46.62
ｒ2 ＝-3.7802           ｄ2 ＝2.0474    ｎ2 ＝1.59270     ν2 ＝35.30
ｒ3 ＝4.1993            ｄ3 ＝3.5654    ｎ3 ＝1.81600     ν3 ＝46.62
ｒ4 ＝-13.7422
ＬＴ＝1.86ｆ
φ1 ＝0.561 φ，φ2 ＝0.295 φ，φ3 ＝0.266 φ
このレンズ系の収差状況は図８に示すとおりであり、各収差とも良好に補正されている。なお、図８は物体距離が無限遠方の場合を示している。
【００４１】
実施例３は、図３に示す構成で、物体側より順に、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズと物体側面が凸形状で像面側が平面である正レンズの３枚のレンズを接合して一体化した撮像レンズで、絞り面はレンズ第１面上に設定されている。この実施例は、距離２８０mmの物体に対するベスト像がちょうどレンズ最終面上にできるように構成され、そのレンズデータは以下に示すものである。
ｆ＝4.5 mm，Ｆ／1.8 ，最大像高1.8 mm，画角２ω＝47.6°
ｒ1 ＝5.3757（絞り）    ｄ1 ＝3.7197    ｎ1 ＝1.81600     ν1 ＝46.62
ｒ2 ＝-3.9287           ｄ2 ＝2.8910    ｎ2 ＝1.59270     ν2 ＝35.30
ｒ3 ＝2.4461            ｄ3 ＝2.7989    ｎ3 ＝1.81600     ν3 ＝46.62
ｒ4 ＝∞
ＬＴ＝2.09ｆ
φ1 ＝0.683 φ，φ2 ＝0.256 φ，φ3 ＝0.411 φ
このレンズ系の収差状況は図９に示すとおりであり、各収差とも良好に補正されている。なお、図９は物体距離が無限遠方の場合を示している。
【００４２】
実施例４は、図４に示すもので、物体側より順に、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズと物体側面が凸形状で像面側が平面の正レンズの３枚のレンズを接合して一体化した撮像レンズで、絞り面はレンズ第１面よりも物体側に設定されている。この実施例は、距離１３０００mmの物体に対するベスト像がちょうどレンズ最終面上にできるように構成されている。そのレンズデータは以下に示すものである。
ｆ＝10 mm ，Ｆ／1.0 ，最大像高1.8 mm，画角２ω＝20.7°
ｒ1 ＝（絞り）          ｄ1 ＝1.0000
ｒ2 ＝11.2828 （非球面）ｄ2 ＝5.4246    ｎ1 ＝1.78650     ν1 ＝50.00
ｒ3 ＝-7.6604           ｄ3 ＝6.2000    ｎ2 ＝1.59270     ν2 ＝35.30
ｒ4 ＝8.2280            ｄ4 ＝7.8489    ｎ3 ＝1.78650     ν3 ＝50.00
ｒ5 ＝∞
非球面係数
Ｐ＝1 ，Ａ4 ＝-9.5047 ×10-5，Ａ6 ＝-4.6575 ×10-6
ＬＴ＝1.95ｆ
φ1 ＝0.697 φ，φ2 ＝0.253 φ，φ3 ＝0.236 φ
このレンズ系の収差状況は図１０に示すとおりであり、各収差とも良好に補正されている。なお、図１０は物体距離が無限遠方の場合を示している。
【００４３】
この実施例４は、Ｆ／１．０と大変明るいレンズ系となっている。この口径比を達成するために、レンズ第１面に非球面を用いていて、Ｆ／１．０と非常に明るいレンズ系にしたものである。
【００４４】
この実施例で用いる非球面は、光軸との交点を原点として光軸方向にｘ軸、これに垂直な面内にｙ軸をとるとき、次式にて表わされるものである。
0003685278.tif 000002
【００４５】
ただし、ｒは基準球面の曲率半径、ｐ，Ａ2iは非球面を表わす係数である。
【００４６】
この実施例４のように、レンズの口径を極端に大きくすると、全系に必要な正パワーを３つの面に分散させたとしても、球面収差の量が像面湾曲のアンダー側への倒れ量に比べてさらに大きくアンダーになる。これを補正するためには、非球面の導入が効果的であり、正のパワーが大きく絞りに近いレンズ第１面に、光軸から周辺にいくにしたがって正のパワーが減少するように非球面を構成するのが効果的である。これによって、アンダー側にでた球面収差を補正し、像面湾曲の量とうまくバランスをとることができる。
【００４７】
実施例５は、図５に示すように、物体側より順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズと像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと物体側面が凸形状で像面側が平面の正レンズの３枚のレンズを接合して一体化した撮像レンズで、絞り面は正のメニスカスレンズの第１レンズと負のメニスカスレンズの第２レンズの間に設定されている。また、この実施例５はレンズ系の像側が樹脂でうめられている。
【００４８】
この実施例５は、距離２８０mmの物体に対するベスト像がレンズ最終面から距離１．０mm後方の樹脂内にできるように構成されており、ここで、樹脂の厚みを１．０mmにしておけば樹脂の端面が結像面となる。この実施例５のレンズデータは以下に示すものである。
ｆ＝6 mm，Ｆ／2.0 ，最大像高1.8 mm，画角２ω＝33.9°
ｒ1 ＝4.6104            ｄ1 ＝4.4456    ｎ1 ＝1.72916     ν1 ＝54.68
ｒ2 ＝4.6314（絞り）    ｄ2 ＝2.1242    ｎ2 ＝1.56732     ν2 ＝42.83
ｒ3 ＝2.8562            ｄ3 ＝3.1426    ｎ3 ＝1.77250     ν3 ＝49.60
ｒ4 ＝∞                ｄ4 ＝1.0000    ｎ4 ＝1.49216     ν4 ＝57.50
ｒ5 ＝∞
ＬＴ＝1.62ｆ
φ1 ＝0.949 φ，φ2 ＝-0.210φ，φ3 ＝0.431 φ
このレンズ系の収差状況は図１１に示すとおりであり、各収差とも良好に補正されている。なお、図１１は物体距離が無限遠方の場合を示している。
【００４９】
この実施例５は絞りが第１レンズと第２レンズの間に設定されているが、この絞りは第１レンズと第２レンズを接合する前にそのどちらかの接合面に酸化クロムなどを蒸着した遮光部分を設けておくことにより構成することができる。
【００５０】
実施例６は、図６に示すようなものであり、物体側より順に、物体側面が凸形状で像面側が平面の正レンズと物体側面が平面で像面側が凹形状の負レンズと両凸形状の正レンズの３枚のレンズを接合して一体化した撮像レンズで、絞り面は第１レンズの物体側の面上に設定されている。また、この例ではレンズ系の像側が樹脂でうめられている。本実施例では、距離５３０mmの物体に対するベスト像がレンズ最終面から１．０mm後方の樹脂内にできるように構成されており、ここで、樹脂の厚みを１．０mmにしておけば樹脂の端面が結像面となる。そのレンズデータは以下に示すものである。
ｆ＝5 mm，Ｆ／2.0 ，最大像高1.8 mm，画角２ω＝35.0°
ｒ1 ＝6.4067（絞り）    ｄ1 ＝4.5095    ｎ1 ＝1.81600     ν1 ＝46.62
ｒ2 ＝∞                ｄ2 ＝2.7438    ｎ2 ＝1.53172     ν2 ＝48.91
ｒ3 ＝4.2264            ｄ3 ＝3.9189    ｎ3 ＝1.88300     ν3 ＝40.78
ｒ4 ＝-30.4102          ｄ4 ＝1.0000    ｎ4 ＝1.49216     ν4 ＝57.50
ｒ5 ＝∞
ＬＴ＝2.23ｆ
φ1 ＝0.637 φ，φ2 ＝0 ，φ3 ＝0.416 φ
このレンズ系の収差状況は図１２に示すとおりであり、各収差とも良好に補正されている。なお、図１２は物体距離が無限遠方の場合を示している。
【００５１】
この実施例６は、第１レンズと第２レンズの接合面が平面であるため、レンズ加工や接合がしやすく、低コストになるという利点がある。
【００５２】
以上に示した実施例のうち、実施例１、実施例３、実施例４および実施例５は、最も像側の面（第３レンズの像側の面）が平面になっており、しかも、像面がこの面の近くに位置しており、レンズ系をＣＣＤなどの撮像素子と一体化させて撮像装置を構成する場合に大変好都合である。
【００５３】
図１３は、本発明の実施例１のレンズ系を用いて撮像レンズと撮像素子と一体化させた撮像装置の例を示したものである。この図において１はレンズ系、２は撮像素子の撮像チップ、３は撮像素子の撮像面、４は撮像素子のセラミックス基板であり、レンズ系最終面である平面の部分を保護ガラスをはずした撮像素子のセラミックス基板４に直接接着したものである。実施例１のレンズ系は、無限遠方の物体に対するベスト像がレンズ最終面後方０．７mmの位置に形成される。したがって、レンズ最終面と撮像面との間隔が０．７mmになるようにしておけば、この一体化した撮像装置により、無限遠方にある物体の像を撮像することがきる。このとき、被写界深度により無限遠方よりレンズ側にある物体でもかなり広い範囲で撮像することができる。
【００５４】
図１４は、本発明の実施例３もしくは実施例４のレンズ系を用いて撮像素子と一体化させたデバイスの例を示したもので、図中（Ａ）は側面図、（Ｂ）は平面図である。図において５はレンズ系、６は撮像素子の撮像チップ、７は撮像素子の撮像面、８は撮像素子のセラミックス基板、９は撮像チップの結線部であり、レンズ系最終面である平面の部分を保護ガラスをはずした撮像素子の撮像チップ６に直接接着したものである。実施例３のレンズ系では、距離２８０mmにある物体に対するベスト像がちょうどレンズ最終面上付近にできる。また、実施例５のレンズ系の場合、距離１３０００mmにある物体に対するベスト像がちょうどレンズ最終面上付近にできる。したがって、このように撮像チップに直接接着し一体化した撮像装置により、所定の距離にある物体の像を撮像することができる。このとき、被写界深度により所定の距離前後の物体もかなり広い範囲で撮像することができる。また、接着の際に、レンズの外形として結線部との干渉を避けるために、レンズの像側の部分を図に示すようにステップ状に加工している。
【００５５】
さらに、図１５は本発明の実施例５もしくは実施例６のレンズ系を用いて、レンズと撮像素子の間を樹脂でうめて一体化させた構成のものである。この図において１０はレンズ系、１１は撮像素子の撮像チップ、１２は撮像素子の撮像面、１３は撮像素子のセラミックス基板であり、レンズ系と撮像チップの間が樹脂１４でうめられている。実施例５のレンズ系では、距離２８０mmにある物体に対するベスト像がレンズ系より１mmだけ後方の樹脂内にできる。したがって、樹脂の厚みを１mmに調整しておけば、距離２８０mmにある物体の像を撮像することができる。このとき、被写界深度により距離２８０mm前後の物体もかなり広い範囲で撮像することができる。
【００５６】
この実施例５のように、レンズ系と撮像素子の間を樹脂でうめる構成をとることによりマージナル光線がレンズ後方で大きな角度を持たないようにできるため、レンズ系像側ＮＡを大きくとることができる。
【００５７】
また、実施例６のレンズ系は、距離５３０mmにある物体に対するベスト像がレンズ系より１mmだけ後方の樹脂内に形成される。したがって、樹脂の厚みを１mmに調整しておけば、距離５３０mmにある物体の像を撮像することができる。このとき、被写界深度により距離５３０mm前後の物体もかなり広い範囲で撮像することができる。この実施例６は樹脂に接するレンズ面（レンズ最終面）が曲率を持っているが、樹脂を用いれば、撮像レンズと撮像素子との一体化が容易である。
【００５８】
以上説明したように、本発明のレンズ系は、これと撮像素子とを一体化させた撮像装置を構成するときにも好適なもので、特に、レンズ最終面を平面としたものは、容易に撮像素子と一体化させることができる。
【００５９】
このとき、従来撮像レンズの後方に配置されていたローパスフィルターや赤外カットフィルターを次のようにすることにより、このようなフィルターの機能を有する撮像光学系や光学系と撮像素子を一体化させた撮像装置を構成し得る。
【００６０】
まず、赤外カットフィルターの機能を持たせるためには、例えば、図１６（Ａ）に示すようにレンズ１５を構成するガラス素材の内部に銅イオン等の赤外光を吸収する元素を含ませておく方法や、図１６（Ｂ）に示すようにレンズの表面に赤外光をカットするコーティング１６をほどこす方法などが考えられる。
【００６１】
また、ローパスフィルターの機能を持たせるためには、レンズ系の収差および回折ボケをモアレを発生させている画素ピッチ程度に大きくしておく方法や、レンズ第１面上にモアレを消すための回折パターンを構成する方法などが考えられる。
【００６２】
本発明の撮像レンズは、特許請求の範囲に記載する構成のもののほか、次の各項に記載する構成のものも本発明の目的を達成し得る。
【００６３】
（１）特許請求の範囲の請求項１、２又は３に記載するレンズ系で、下記条件（４）、（５）、（６）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
【００６４】
（４）    ０．４φ＜φ1 ＜１．２φ
（５）    −０．３φ＜φ2 ＜０．５φ
（６）    ０＜φ3 ＜０．６φ
（２）特許請求の範囲の請求項１、２又は３に記載するレンズ系で、各接合面が正のパワーを持つかパワーレスレンズであることを特徴とする撮像レンズ。
【００６５】
（３）特許請求の範囲の請求項１に記載するレンズ系で、物体側より順に、物体側に凸面を持つ正レンズと、像側に凹面を持つ負レンズと、物体側に凸面を持つ正レンズとの３枚レンズよりなり、三つのレンズが互いに接合されて一体化されたもので、二つの正レンズの屈折率が負レンズの屈折率よりも大きいことを特徴とする撮像レンズ。
【００６６】
（４）特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１）、（２）又は（３）の項に記載するレンズ系で、最も像側の面が平面であることを特徴とする撮像レンズ。
【００６７】
（５）特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１）、（２）、（３）又は（４）の項に記載するレンズ系で、最も物体側のレンズの物体側の面が光軸から周辺にいくにしたがって正のパワーが減少するような非球面であることを特徴とする撮像レンズ。
【００６８】
（６）特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）又は（５）の項に記載するレンズ系で、少なくとも一つのレンズの内部又は表面に赤外光カット機能を持たせたことを特徴とする撮像レンズ。
【００６９】
（７）特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）又は（６）の項に記載するレンズ系で、少なくとも一つのレンズの内部又は表面にローパスフィルターの機能を持たせることを特徴とする撮像レンズ。
【００７０】
（８）特許請求の範囲の請求項１、２又は３あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、（５）、（６）又は（７）の項に記載する撮像レンズと撮像素子を一体化したことを特徴とする撮像装置。
【００７１】
（９）前記の（８）の項に記載するレンズ系で、レンズ系の像側の面付近の外周部がレンズ系全体の外形よりも小さくなるように加工したことを特徴とする撮像装置。
【００７２】
（１０）前記の（８）の項に記載する撮像装置で、撮像レンズと撮像素子とを樹脂でうめて一体化したことを特徴とする撮像装置。
【００７３】
【発明の効果】
本発明の撮像レンズは、均質レンズであることから作製が容易であり、しかも光学的にも十分な性能を有している。また、接合により撮像レンズが一つのレンズ成分として一体化されており、鏡枠構造や組み立て調整が簡単となり、組み立て誤差などの影響も少ない。レンズ構成枚数は３枚になし得るので、従来の３〜６枚構成のものに比べてレンズ系周辺を含めたトータルでは大きな部品点数の削減となり、レンズ系の小型計量、低コスト化が可能である。更に本発明の撮像レンズと撮像素子を一体化することにより、簡単な構成の撮像装置を構成し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像レンズの実施例１の断面図
【図２】本発明の撮像レンズの実施例２の断面図
【図３】本発明の撮像レンズの実施例３の断面図
【図４】本発明の撮像レンズの実施例４の断面図
【図５】本発明の撮像レンズの実施例５の断面図
【図６】本発明の撮像レンズの実施例６の断面図
【図７】本発明の実施例１の収差曲線図
【図８】本発明の実施例２の収差曲線図
【図９】本発明の実施例３の収差曲線図
【図１０】本発明の実施例４の収差曲線図
【図１１】本発明の実施例５の収差曲線図
【図１２】本発明の実施例６の収差曲線図
【図１３】撮像レンズと撮像素子とを一体化させた撮像装置の構成の一例を示す図
【図１４】撮像レンズと撮像素子とを一体化させた撮像装置の構成の他の例を示す図
【図１５】撮像レンズと撮像素子とを一体化させた撮像装置の構成の更に他の例を示す図
【図１６】赤外カットフィルターの機能を持たせた撮像装置の例を示す図
【図１７】従来の撮像レンズの構成を示す図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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