(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第1レンズL1、開口絞りS1、第2レンズL2及び第3レンズL3を有し、
物体側から像側に向かって、該第1レンズL1、該開口絞りS1、該第2レンズL2及び該第3レンズL3の順に配列されて構成され、
該第1レンズL1は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有するレンズであり、
該第2レンズL2は、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有するレンズであり、
該第3レンズL3は、物体側に凸面を向けたレンズであって、
該第1レンズL1及び該第2レンズL2の両面が非球面、かつ該第3レンズL3の少なくとも一方の面が非球面であり、
以下の条件を満たすことを特徴とする撮像レンズ。
0.35  ＜  r1／r2  ＜  0.45        （1）
0.07  ＜  D2／f   ＜  0.1         （2）
0.01  ＜  D4／f   ＜  0.04        （3）
1.00  ＜  d ／f   ＜  1.30        （4）
0.3   ＜  bf／f   ＜  0.5         （5）
ただし、
f  ：撮像レンズの合成焦点距離
r1 ：第1レンズL1の物体側面の光軸近傍における曲率半径（軸上曲率半径）
r2 ：第1レンズL1の像側面の光軸近傍における曲率半径（軸上曲率半径）
D2 ：第1レンズL1と第2レンズL2との間隔
D4 ：第2レンズL2と第3レンズL3との間隔
d  ：第1レンズL1の物体側面から像面までの距離（空気中）
bf ：第3レンズL3の像側面から像面までの距離（空気中）
【請求項２】
請求項1に記載の撮像レンズであって、該撮像レンズを構成する前記第1レンズL1、前記第2レンズL2及び前記第3レンズL3をアッベ数が30乃至60までの範囲内の値である素材で形成したレンズとしたことを特徴とする撮像レンズ。
【請求項３】
請求項1に記載の撮像レンズであって、該撮像レンズを構成する前記第1レンズL1、前記第2レンズL2及び前記第3レンズL3が、シクロオレフィン系プラスチックを素材として形成したレンズであることを特徴とする撮像レンズ。
【請求項４】
請求項1に記載の撮像レンズであって、該撮像レンズを構成する前記第1レンズL1及び前記第3レンズL3が、シクロオレフィン系プラスチックを素材として形成したレンズであり、
前記第2レンズL2がポリカーボネートを素材として形成したレンズであることを特徴とする撮像レンズ。
【請求項５】
請求項1に記載の撮像レンズであって、該撮像レンズを構成する前記第1レンズL1及び前記第3レンズL3が、シクロオレフィン系プラスチックを素材として形成したレンズであり、
前記第2レンズL2がポリカーボネートを素材として形成したレンズであり、
前記第3レンズL3が物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有するレンズであることを特徴とする撮像レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、撮像レンズに係り、特にCCDまたはCMOSを撮像素子として用いる、携帯電話機やパーソナルコンピュータへの画像入力装置、デジタルカメラ、監視用CCDカメラ、検査装置等に搭載して好適な撮像レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
上述の撮像レンズにおいては、この撮像レンズの物体側の入射面から撮像面（CCD等の結像面）までの距離として定義される、光学長が短い必要がある。すなわち、レンズの設計において、撮像レンズの合成焦点距離に対する光学長の比を小さくする工夫が必要である。以後、光学長が短い、焦点距離に対する光学長の比が小さい撮像レンズを、コンパクトなレンズということもある。
【０００３】
携帯電話機を例にとると、少なくともこの光学長は、携帯電話機本体の厚みより短くなければならない。一方、撮像レンズの像側の出射面から撮像面までの距離として定義されるバックフォーカスは、可能な限り長いのが好都合である。すなわち、レンズの設計において、焦点距離に対するバックフォーカスの比はできるだけ大きくする工夫が必要である。これは、撮像レンズと撮像面との間にフィルタやカバーガラス等の部品を挿入する必要があるためである。
【０００４】
上述した以外にも、撮像レンズとして、諸収差が、像の歪みが視覚を通じて意識されず、かつ撮像素子（「画素」ともいう。）の集積密度から要請される十分な程度に小さく補正されていることが当然に要請される。すなわち、諸収差が良好に補正されている必要があり、以下、このように諸収差が良好に補正された画像を「良好な画像」ということもある。
【０００５】
以下に掲げるとおり、携帯型コンピュータやテレビ電話装置等で代表される、CCD、CMOS等の固体撮像素子を利用した撮像装置に用いて好適な、3枚構成の撮像レンズが開示されている。これらのレンズは、いずれも広い画角を確保するとともに、小型軽量化が図られている。
【０００６】
そのうち、第1の3枚構成レンズとして、広い画角をを確保しながら、諸収差が良好に補正された画像が得られる撮像レンズが開示されている（例えば、特許文献1参照）。
【０００７】
しかしながら、物体側から順に第1、第2及び第3レンズとして配列されるこれらの3枚のレンズがそれぞれに持つ屈折力は、第1レンズが正の屈折力、第2レンズが負の屈折力、第3レンズが正の屈折力を有する構成とされており、第1レンズの物体側の面から像面までの距離（光学長）が長すぎる構造となっている。また、第1レンズの物体側面に絞りが配置されているため、第3レンズの有効径を小さくすることができず、結果としてコンパクトなレンズとすることができない。
【０００８】
また、第2乃至第4の3枚構成レンズとして、広い画角を確保しながら、諸収差が良好に補正され、短焦点化を図った撮像レンズがそれぞれ開示されている（例えば、特許文献2、特許文献3、特許文献4参照）。
【０００９】
しかしながら、これらの撮像レンズも上述の撮像レンズ同様に、物体側から順に第1、第2及び第3レンズとして配列されるこれらの3枚のレンズが持つ屈折力は、第1レンズが正の屈折力、第2レンズが負の屈折力、第3レンズが正の屈折力を有する構成とされており、撮像レンズとしての合成焦点距離は短く設定されているが、バックフォーカスが長く、光学長も長すぎる構成となっている。これに加えて、ガラス素材を用いたレンズであるので、高コストである。
【００１０】
また、第5の3枚構成レンズとして、非球面レンズを用いるとともにパワー配分および面形状を適切に設定することにより小型化された撮像レンズが開示されている（例えば、特許文献5参照）。
【００１１】
しかしながら、この撮像レンズは、物体側から順に第1、第2及び第3レンズとして配列されるこれらの3枚のレンズが持つ屈折力は、第1レンズが負の屈折力、第2レンズが正の屈折力、第3レンズが負の屈折力を有する構成とされており、その結果光学長の長い撮像レンズとなっている。これに加えて、ガラス素材を用いたレンズであるので、高コストである。
【００１２】
また、第6の3枚構成レンズとして、互いに凹面を向けたメニスカス形状の一組のレンズを、それぞれ少なくとも一つの非球面を有するプラスチックレンズとし、全レンズ系を3枚レンズ構成とすることにより、小型化および低コスト化を達成するとともに、温度変化に伴うピント移動の抑制を容易に行なえる撮像レンズが開示されている（例えば、特許文献6参照）。
【００１３】
しかしながら、この撮像レンズは、物体側から順に第1、第2及び第3レンズとして配列されるこれらの3枚のレンズがそれぞれに持つ屈折力は、第1レンズが弱い屈折力、第2レンズが弱い屈折力、第3レンズが正の屈折力を有する構成とされているために、第1レンズと第2レンズの屈折力を第3レンズだけで補いきれず、その結果バックフォーカスが長くなり光学長も長くなっている。しかも、第3レンズがガラス素材のレンズであるために、低コスト化も不完全である。
【００１４】
また、第7の3枚構成レンズとして、レンズ系全体を前群、後群の二つに分け、前群は正の屈折力を持たせ、後群は負の屈折力を持たせたレンズ構成とした望遠タイプとし、光学長が短く安価なレンズ系が開示されている（例えば、特許文献7参照）。
【００１５】
しかしながら、このレンズ系は、物体側から順に第1、第2及び第3レンズとして配列されるこれらの3枚のレンズがそれぞれに持つ屈折力は、第1レンズが負の屈折力、第2レンズが正の屈折力、第3レンズが負の屈折力を有し、第2レンズと第3レンズとの間隔が広い構成とされている。このために、光学長が長く、また第3レンズが大口径化してしまうという問題があり、携帯電話機やパーソナルコンピュータへの画像入力装置、デジタルカメラ、監視用CCDカメラ、検査装置等に搭載するには、不向きである。
【００１６】
また、第8の3枚構成レンズとして、物体側より2枚の正レンズ、および両面が非球面とされ、レンズの中心から周辺にいくに従い負のパワーが次第に弱まり周辺部で正のパワーを有する、像側に凹面を向けた負のレンズを配した撮像レンズが開示されている（例えば、特許文献8参照）。
【００１７】
しかしながら、このレンズ系は、第3レンズL3に相当するレンズが、そのレンズの中心から周辺にいくに従い負のパワーが次第に弱まり、正のパワーに転ずる位置が、レンズの中心からレンズの有効口径の0.7倍から1.0倍の範囲に存在する点が特徴である。実施例として開示されているレンズでは、この正のパワーに転ずる位置がレンズの中心からレンズの有効口径のそれぞれ0.96倍及び0.97倍となっており、ほとんどレンズの周辺部に設定されている。
【００１８】
正のパワーに転ずる位置をレンズの周辺部に設定すればレンズ光軸と撮像面との交点付近及び周辺部へ入射する光は、撮像素子への入射角が直角に近くなるが、レンズ光軸と撮像面との交点とレンズ周辺部との中間の位置では、撮像素子への入射角が直角とは大きく離れる。従って、画像の重要な部分を占めるレンズ周辺部との中間の位置では光の入射角が直角から大きく離れることにより、撮像素子の斜め方向から撮像素子に入射することになり入射面での反射量が増えて、撮像素子の光電変換面に届く光のエネルギーが小さくなり、よって、この部分の画像が暗くなるという問題が発生する。
【特許文献１】特開2001-075006号公報
【特許文献２】特開2003-149548号公報
【特許文献３】特開2002-221659号公報
【特許文献４】特開2002-244030号公報
【特許文献５】特開2003-149545号公報
【特許文献６】特開平10-301022号公報
【特許文献７】特開平10-301021号公報
【特許文献８】特開2003-322792号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
そこで、この発明の目的は、CCDまたはCMOSを撮像素子として用いるカメラに搭載することに好適な、光学長が短く（焦点距離に対する光学長の比が小さく）、バックフォーカスは可能な限り長く（焦点距離に対するバックフォーカスの比はできるだけ大きく）、かつ良好な画像が得られる撮像レンズを提供することにある。
【００２０】
また、この発明の撮像レンズを構成する全てのレンズ（3枚）をプラスチック材料で実現することにより、低コストでかつ軽量化を図った撮像レンズを提供することにある。ここで、プラスチック材料とは、熱と圧力あるいはその両者によって塑性変形させて成型することで、レンズを形成することができる高分子物質であって、可視光に対して透明である素材をいう。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上述の目的を達成するため、この発明による撮像レンズは、物体側から像側に向かって、第1レンズL1、開口絞りS1、第2レンズL2及び第3レンズL3の順に配列した構成とする。第1レンズL1は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有するレンズとする。第2レンズL2は、像側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有するレンズとする。第3レンズL3は、物体側に凸面を向けたレンズとする。
【００２２】
また、第1レンズL1の両面、該第2レンズL2の両面、及び第3レンズL3の少なくとも一方の面を非球面で構成する。
【００２３】
また、この発明の構成例によれば、この撮像レンズは、以下の条件(1)〜(5)を満たす。
0.35  ＜  r1／r2  ＜  0.45        （1）
0.07  ＜  D2／f   ＜  0.1         （2）
0.01  ＜  D4／f   ＜  0.04        （3）
1.00  ＜  d ／f   ＜  1.30        （4）
0.3   ＜  bf／f   ＜  0.5         （5）
ただし、
f  ：撮像レンズの合成焦点距離
r1 ：第1レンズL1の物体側面の光軸近傍における曲率半径（軸上曲率半径）
r2 ：第1レンズL1の像側面の光軸近傍における曲率半径（軸上曲率半径）
D2 ：第1レンズL1と第2レンズL2との間隔
D4 ：第2レンズL2と第3レンズL3との間隔
d  ：第1レンズL1の物体側面から像面までの距離（空気中）
bf ：第3レンズL3の像側面から像面までの距離（空気中）
とする。撮像レンズの像側の出射面から撮像面までの距離として定義されるバックフォーカスbfは、ここでは、第3レンズL3の像側面r8から像面r11までの距離である。
【００２４】
また、第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3をアッベ数が30から60の範囲内の値である素材で形成したレンズとすることが好適である。また、第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3を、シクロオレフィン系プラスチックあるいはポリカーボネートを素材として形成したレンズとするのがよい。
【００２５】
また、より好ましくは、第1レンズL1及び前記第3レンズL3が、シクロオレフィン系プラスチックを素材として形成したレンズであり、第2レンズL2がポリカーボネートを素材として形成したレンズであり、第3レンズL3が物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有するレンズとするのがよい。
【発明の効果】
【００２６】
第1レンズL1を物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有するレンズとし、第2レンズL2を像側に凸面を向けたメニスカス状の負の屈折力を有するレンズとし、第3レンズL3を物体側に凸面を向けたレンズとすることで、光学長dを短くすることができることが、シミュレーションによって明らかとなった。また、第1レンズL1の素材の屈折率より高い屈折率を有し、第1レンズL1の素材のアッベ数より小さなアッベ数を有する素材の第2レンズL2とすることによって、色・球面収差を効果的に低減できることもシミュレーションによって見出した。
【００２７】
条件式(1)乃至(5)によって発揮されるこの発明の撮像レンズに対する効果は、以下のとおりである。
【００２８】
上述の条件式(1)は、第1レンズL1の第1面の軸上曲率半径r1と第2面の軸上曲率半径r2の比r1/r2を定める条件である。比r1/r2が、条件式(1)が与える下限より大きければ、この撮像レンズのバックフォーカスを、撮像レンズと撮像面との間にカバーガラスあるいはフィルタ等の部品を挿入するに十分であって、かつこの撮像レンズを搭載する機器のコンパクト性を損なわない範囲の長さに設定できる。また歪曲収差も十分小さくできる上、第1レンズL1の第1面の加工も容易である。
【００２９】
比r1/r2が、条件式(1)が与える上限より小さければ、歪曲収差はその絶対値が十分小さくなる。しかも、この場合、非球面成分を増すことなしに、この歪曲収差を十分に小さくすることができる。
【００３０】
上述の条件式(2)は、第1レンズL1と第2レンズL2との間隔D2のとるべき値の範囲を、撮像レンズの合成焦点距離fで規格化したD2／fによって規定する条件式である。D2／fが、条件式(2)が与える下限より大きければ、第1レンズL1の像側の面r2と第2レンズL2の物体側の面r5との間隔を、開口絞りS1を挿入するのに十分な間隔として確保できる。すなわち、加工が困難となる程に第1レンズL1及び第2レンズL2の外形を小さくする必要がなく、開口絞りS1を挿入するためのスペースを十分に確保することができる。
【００３１】
また、D2／fが、条件式(2)が与える上限より小さければ、第1レンズL1及び第2レンズL2の外形を大きくする必要がなく、撮像レンズをコンパクト化できる。また、像面歪曲収差が大きくならず、良好な画像が得られる。
【００３２】
上述の条件式(3)は、第2レンズL2と第3レンズL3との間隔D4のとるべき値の範囲を、撮像レンズの合成焦点距離fで規格化したD4／fによって規定する条件式である。D4／fが、条件式(3)が与える下限より大きければ、像面に入射する光線のレンズの光軸に対する傾き角度を小さくすることができるので、レンズの周辺で遮られ像の周辺部分が暗くなるシェーディング現象を回避できる。
【００３３】
また、D4／fが、条件式(3)が与える上限より小さければ、歪曲収差が大きくならず良好な画像が得られるとともに、第3レンズL3の有効口径を小さくすることが可能となる。そのため、撮像レンズのコンパクト化が可能である。
【００３４】
上述の条件式(4)は、第1レンズL1の物体側面から像面までの距離（空気中）dのとるべき値の範囲を、撮像レンズの合成焦点距離fで規格化したd／fによって規定する条件式である。第1レンズL1の物体側面から像面までの距離dについて、距離（空気中）d との表記は、第1レンズL1の物体側面から像面までの間に、空気以外の透明物体（カバーガラス等）を挿入しない条件で計測される、第1レンズL1の物体側面から像面までの距離を意味する。
【００３５】
d／fが、条件式(4)が与える下限より大きければ、第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3の厚さを薄くする必要がなく、樹脂レンズを形成加工する時に、鋳型に樹脂が通りにくくなるという問題が生じない。また、d／fが、条件式(4)が与える上限より小さければ、レンズの周辺光量がレンズの中心部に比べて小さくなりすぎるという問題が生じない。撮像レンズの構成レンズである第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3の外形を大きくせずとも、レンズの周辺光量を増大させることができ、これによって、撮像レンズのコンパクト化が図られる。
【００３６】
上述の条件式(5)は、撮像レンズの合成焦点距離fに対するバックフォーカスbfの長さを規定する。この条件式(5)に与えられる範囲であれば、携帯電話機等の画像入力装置において多くの場合必要となる、撮像レンズと撮像面との間にフィルタ等の部品を挿入することが可能である。
【００３７】
よって、上述の条件式(1)〜(5)の五つの条件を満足するレンズ構成とすることにより、上述の問題点は解消し、小型で良好な画像が得られるコンパクトな撮像レンズを提供できる。
【００３８】
また、第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3をアッベ数が30乃至60の範囲内の値である素材で形成したレンズとすることによって、アッベ数がこの範囲外の材料を用いて構成した場合と比べて、更に良好な画像が容易に得られる。シクロオレフィン系プラスチックのアッベ数は56.2及びポリカーボネートのアッベ数は30.0であるので、これらの素材をこの発明の撮像レンズに利用できる。シクロオレフィン系プラスチックあるいはポリカーボネート素材は、既に確立された製造技術である射出整形方法でレンズを形成するには適した材料であることが知られている。もちろん、特定のプラスチック材料に限定されず、アッベ数が30乃至60の範囲内であるプラスチック材料やモールドガラス素材を利用できる。
【００３９】
また、ポリカーボネートは、シクロオレフィン系プラスチックと比べて、屈折率が高く、かつアッベ数が小さい。従って、第1レンズL1及び第3レンズL3をシクロオレフィン系プラスチックで形成し、第2レンズL2をポリカーボネートで形成したレンズとすれば、光学長を短くできる上、解像度をより高めることができる。
【００４０】
更に、詳細は後述するが、第1レンズL1及び第3レンズL3をシクロオレフィン系プラスチックで形成し、第2レンズL2をポリカーボネートで形成したレンズとし、第3レンズL3を物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有するレンズとすることにより、より確実に光学長が短く、かつ高い解像度をもつ撮像レンズを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態例につき説明する。なお、これらの図は、この発明が理解できる程度に構成要素の形状、大きさ及び配置関係を概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明する数値的条件及びその他の条件は単なる好適例であり、この発明はこの発明の実施の形態にのみ何等限定されるものではない。
【００４２】
図1は、この発明による撮像レンズの構成図である。図1において定義されている面番号や面間隔等の記号は、図2、図6、図10、図14、図18及び図22において共通して用いるものとする。
【００４３】
物体側から数えて第1、第2及び第3のレンズをそれぞれL1、L2及びL3で示す。撮像面を構成する撮像素子を10で表し、撮像面とレンズ系とを隔てるカバーガラスを12で表し及び開口絞りをS1で示す。開口絞S1を構成する面はr3とr4とである。また、誤解の生じない範囲でri（i=1, 2, 3, …,11）を軸上曲率半径の値を意味する変数として用いるほか、レンズやカバーガラスあるいは撮像面を識別する記号（例えばr1を第1レンズの物体側の面の意味に用いる等）としても用いる。
【００４４】
この図に示すri（i=1, 2, 3, …,11）及びdi（i=1, 2, 3, …,10）等のパラメータは、以下に示す表1乃至表6に具体的数値として与えてある。添え字iは、物体側から像側に向かって順に、各レンズの面番号あるいはレンズの厚みもしくはレンズ面間隔等に対応させて付したものである。
すなわち、
ri  は  i番目の面の軸上曲率半径、
di  は  i番目の面からi＋1番目の面までの距離、
Ni  は  i番目の面とi＋1番目の面から成るレンズの素材の屈折率及び
νi  は  i番目の面とi＋1番目の面から成るレンズの素材のアッベ数
をそれぞれに示す。
【００４５】
光学長dは、d1乃至d7までを加算して更にバックフォーカスbfを加えた値である。バックフォーカスbfは、光軸上での第3レンズL3の像側の面から撮像面までの距離である。ただし、バックフォーカスbfは、第3レンズL3と撮像面との間に挿入されるカバーガラス12を取り外して計測するものとする。すなわち、カバーガラスを挿入した状態では、第3レンズL3の像側の面から撮像面までの幾何学的な距離は、カバーガラスの屈折率が1より高いため、カバーガラスのない状態に比べて長くなる。どの程度長くなるかは、挿入するカバーガラスの屈折率と厚みで決まる。そこで、カバーガラスが存在するか否かにはかかわらない撮像レンズ固有の値としてバックフォーカスbfを定義するために、カバーガラスを取り外して計測される値を用いることとした。また、第1レンズL1と第2レンズL2の間隔D2は、D2＝d2+d3+d4であり、第2レンズL2と第3レンズL3との間隔D4は、D4＝d6である。
【００４６】
非球面データは、表1乃至表6のそれぞれの欄に面番号とともに示した。開口絞りS1の面r3及びr4、またカバーガラスの両面r9、r10及び撮像面r11は、平面であるので、曲率半径∞と表示している。
【００４７】
この発明で使用される非球面は、次の式で与えられる。
Z ＝ ch2／[1+ [1−(1+k)c2h2]+1/2]＋A0h4＋B0h6＋C0h8＋D0h10
ただし、
Z ： 面頂点に対する接平面からの深さ
ｃ： 面の近軸的曲率
h ： 光軸からの高さ
k ： 円錐定数
A0 ： 4次の非球面係数
B0 ： 6次の非球面係数
C0 ： 8次の非球面係数
D0 ： 10次の非球面係数
【００４８】
この明細書中の表1乃至表6において、非球面係数を示す数値は指数表示であり、例えば「e−1」は、「10の−1乗」を意味する。また、焦点距離fとして示した値は、第1乃至第3のレンズから成るレンズ系の合成焦点距離である。
【００４９】
以下、図2乃至図25を参照してそれぞれ実施例1乃至実施例6を説明する。図2、図6、図10、図14、図18及び図22にレンズ構成の概略図を示した。また図3、図7、図11、図15、図19及び図23において歪曲収差曲線、図4、図8、図12、図16、図20及び図24において非点収差曲線、図5、図9、図13、図17、図21及び図25において色・球面収差曲線を示した。
【００５０】
歪曲収差曲線は、光軸からの距離（縦軸に像面内での光軸からの最大距離を100として百分率表示してある。）に対して、収差（横軸に正接条件の不満足量を百分率表示してある。）を示した。非点収差曲線は、歪曲収差曲線と同様に、光軸からの距離に対して、収差量(mm単位)を横軸にとって示し、メリジオナル面とサジタル面とにおける収差量（mm単位）を表示した。色・球面収差曲線においては、縦軸の入射高ｈ(Fナンバー)に対して、収差量(mm単位)を横軸にとって示した。
【００５１】
また、色・球面収差曲線においては、C線（波長656.3nmの光）、d線（波長587.6 nmの光）、e線（波長546.1 nmの光）、F線（波長486.1 nmの光）及びg線（波長435.8 nmの光）に対する収差値を示した。屈折率は、d線（587.6 nmの光）における屈折率である。
【００５２】
以下に、実施例1乃至実施例6に関する構成レンズの曲率半径(mm単位)、レンズ面間隔(mm単位)、レンズ素材の屈折率、レンズ素材のアッベ数、焦点距離、開口数及び非球面係数を一覧にして掲げる。実施例1乃至6において、第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3のそれぞれの焦点距離をf1、f2、f3で示す。
【００５３】
【表１】
0003594088.tif 000002
【００５４】
【表２】
0003594088.tif 000003
【００５５】
【表３】
0003594088.tif 000004
【００５６】
【表４】
0003594088.tif 000005
【００５７】
【表５】
0003594088.tif 000006
【００５８】
【表６】
0003594088.tif 000007
【００５９】
以下に、各実施例の特徴を示す。実施例1乃至実施例5において、第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3の素材に、シクロオレフィン系プラスチックであるゼオネックス480R（ゼオネックスは日本ゼオン株式会社の登録商標で、480Rは商品番号である。）を用いた。実施例6においては、第2レンズL2の素材に、ゼオネックス480Rに換えてポリカーボネートを用いた。
【００６０】
ゼオネックス480Rのd線に対する屈折率は1.525であり、ポリカーボネートのd線に対する屈折率は1.583である。また、ゼオネックス480Rのアッベ数は、56.2、ポリカーボネートのアッベ数は、30.0である。
【００６１】
また、第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3のそれぞれの両面を非球面とした。すなわち、非球面の数は、各実施例及び比較例とともに6面であり、第3レンズL3の少なくとも一方の面が非球面であるとの条件を満たしている。
【００６２】
シミュレーションの結果、これらレンズの素材のアッベ数が30乃至60の範囲内であれば、収差等レンズ性能に実質的な差異は現れないことが分かった。すなわち、アッベ数が上述の値の範囲内であれば、この発明の目的とする撮像レンズの諸収差が従来の撮像レンズの諸収差に比べて良好に補正されて実現できることが分かった。
【００６３】
レンズ系と撮像面との間に、実施例1乃至実施例6では、それぞれ赤外線カットフィルタとしての役割も果たすカバーガラス12を挿入してある。このフィルタの素材としてガラス（d線に対する屈折率が1.50である。）を用いた。これらフィルタの存在も前提として、以下に説明する諸収差を計算してある。また、以下に開示する実施例1〜6の撮像レンズ全系の焦点距離、すなわち合成焦点距離fは、1.0 mmに設定してある。
【実施例１】
【００６４】
（A）第1レンズL1の物体側曲率半径r1は、r1＝0.296 mmである。
（B）第1レンズL1の像側曲率半径r2は、r2＝0.720 mmである。
（C）バックフォーカスbfは、bf＝0.365 mm である。
（D）第1レンズL1の物体側面から像面までの空気中での距離、すなわち光学長dは、d＝d1+d2+d3+d4+d5+d6+d7+bf＝1.195 mmである。
（E）第1レンズL1と第2レンズL2との間隔D2は、D2＝d2+d3+d4＝0.076 mmである。
（F）第2レンズL2と第3レンズL3との間隔D4は、D4＝d6＝0.0369 mmである。
（G）第1レンズL1の焦点距離f1は、f1＝0.79 mmである。
（H）第2レンズL2の焦点距離f2は、f2＝-5.14 mmである。
（I）第3レンズL3の焦点距離f3は、f3＝10.56 mmである。
よって、
（1）  r1/r2  ＝0.296/0.720＝0.4111、
（2）  D2/f  ＝0.076/1.00＝0.076、
（3）  D4/f  ＝0.0369/1.00＝0.0369、
（4）  d/f   ＝1.195/1.00＝1.195及び
（5）  bf/f  ＝0.365/1.00＝0.365
となるので、実施例1のレンズ系は、以下の条件式（1）乃至条件式（5）までのいずれをも満たしている。
【００６５】
0.35  ＜  r1／r2  ＜  0.45        （1）
0.07  ＜  D2／f   ＜  0.1         （2）
0.01  ＜  D4／f   ＜  0.04        （3）
1.00  ＜  d ／f   ＜  1.30        （4）
0.3   ＜  bf／f   ＜  0.5         （5）
以後、条件式とは上記（1）乃至（5）までの5つの式を指すものとする。
【００６６】
開口絞りＳ1は、表1に示すとおり、第1レンズL1の第2面（像側の面）から後方0.0148 mm（d2＝0.0148 mm）の位置に設けられている。また、開口数（Fナンバー）は、3.4である。
【００６７】
図2に実施例1の撮像レンズの断面図を示す。焦点距離1.00 mmに対するバックフォーカスは0.365 mmと、十分な長さに確保できている。
【００６８】
図3に示す歪曲収差曲線20、図4に示す非点収差曲線（メリジオナル面に対する収差曲線22及びサジタル面に対する収差曲線24）、図5に示す色・球面収差曲線（C線に対する収差曲線26、d線に対する収差曲線28、e線に対する収差曲線30、F線に対する収差曲線32及びg線に対する収差曲線34）について、それぞれグラフによって示してある。
【００６９】
図3及び図4の収差曲線の縦軸は、像高を光軸からの距離の何％であるかで示している。図3及び図4中で、100％、80％、70％及び60％は、それぞれ、0.534 mm、0.427 mm、0.374 mm及び0.320 mm に対応している。また、図5の収差曲線の縦軸は、入射高ｈ(Fナンバー)を示しており、最大がF3.4に対応する。図5の横軸は、収差の大きさを示している。
【００７０】
歪曲収差は、像高80％（像高0.427 mm）位置において収差量の絶対値が4.5919％と最大になっており、像高0.534 mm以下の範囲で収差量の絶対値が4.5919％以内に収まっている。
【００７１】
非点収差は、像高100％（像高0.534 mm）位置においてメリジオナル面における収差量の絶対値が0.0273 mmと最大になっており、また、像高0.534 mm以下の範囲で収差量の絶対値が0.0273 mm以内に収まっている。
【００７２】
色・球面収差は、入射高ｈの85％ においてg線に対する収差曲線34の絶対値が0.0235 mmと最大になっており、収差量の絶対値が0.0235 mm以内に収まっている。
【実施例２】
【００７３】
（A）第1レンズL1の物体側曲率半径r1は、r1＝0.300 mmである。
（B）第1レンズL1の像側曲率半径r2は、r2＝0.748 mmである。
（C）バックフォーカスbfは、bf＝0.362 mm である。
（D）第1レンズL1の物体側面から像面までの空気中での距離、すなわち光学長dは、d＝d1+d2+d3+d4+d5+d6+d7+bf＝1.204 mmである。
（E）第1レンズL1と第2レンズL2との間隔D2は、D2＝d2+d3+d4＝0.078 mmである。
（F）第2レンズL2と第3レンズL3との間隔D4は、D4＝d6＝0.0232 mmである。
（G）第1レンズL1の焦点距離f1は、f1＝0.79 mmである。
（H）第2レンズL2の焦点距離f2は、f2＝-3.57 mmである。
（I）第3レンズL3の焦点距離f3は、f3＝5.96 mmである。
よって、
（1）  r1/r2  ＝0.300/0.748＝0.4011、
（2）  D2/f  ＝0.078/1.00＝0.078、
（3）  D4/f  ＝0.0232/1.00＝0.0232、
（4）  d/f   ＝1.204/1.00＝1.204及び
（5）  bf/f  ＝0.362/1.00＝0.362
となるので、実施例2のレンズ系は、条件式を満たしている。
【００７４】
開口絞りＳ1は、表2に示すとおり、第1レンズL1の第2面（像側の面）から後方0.015 mm（d2＝0.015 mm）の位置に設けられている。また、開口数（Fナンバー）は、3.4である。
【００７５】
図6に実施例2の撮像レンズの断面図を示す。焦点距離1.00 mmに対するバックフォーカスは0.362 mmと、十分な長さに確保できている。
【００７６】
図7に示す歪曲収差曲線36、図8に示す非点収差曲線（メリジオナル面に対する収差曲線38及びサジタル面に対する収差曲線40）、図9に示す色・球面収差曲線（C線に対する収差曲線42、d線に対する収差曲線44、e線に対する収差曲線46、F線に対する収差曲線48及びg線に対する収差曲線50）について、それぞれグラフによって示してある。
【００７７】
図7及び図8の収差曲線の縦軸は、像高を光軸からの距離の何％であるかで示している。図7及び図8中で、100％、80％、70％及び60％は、それぞれ、0.543 mm、0.434 mm、0.380 mm及び0.326 mm に対応している。また、図9の収差曲線の縦軸は、入射高ｈ(Fナンバー)を示しており、最大がF3.4に対応する。図9の横軸は、収差の大きさを示している。
【００７８】
歪曲収差は、像高80％（像高0.434 mm）位置において収差量の絶対値が4.526％と最大になっており、像高0.543 mm以下の範囲で収差量の絶対値が4.526％以内に収まっている。
【００７９】
非点収差は、像高80％（像高0.434 mm）位置においてメリジオナル面における収差量の絶対値が0.0175 mmと最大になっており、また、像高0.543 mm以下の範囲で収差量の絶対値が0.0175 mm以内に収まっている。
【００８０】
色・球面収差は、入射高ｈの85％ においてg線に対する収差曲線50の絶対値が0.0230 mmと最大になっており、収差量の絶対値が0.0230 mm以内に収まっている。
【実施例３】
【００８１】
（A）第1レンズL1の物体側曲率半径r1は、r1＝0.296 mmである。
（B）第1レンズL1の像側曲率半径r2は、r2＝0.738 mmである。
（C）バックフォーカスbfは、bf＝0.337 mm である。
（D）第1レンズL1の物体側面から像面までの空気中での距離、すなわち光学長dは、d＝d1+d2+d3+d4+d5+d6+d7+bf＝1.221 mmである。
（E）第1レンズL1と第2レンズL2との間隔D2は、D2＝d2+d3+d4＝0.09 mmである。
（F）第2レンズL2と第3レンズL3との間隔D4は、D4＝d6＝0.0215 mmである。
（G）第1レンズL1の焦点距離f1は、f1＝0.78 mmである。
（H）第2レンズL2の焦点距離f2は、f2＝-6.27 mmである。
（I）第3レンズL3の焦点距離f3は、f3＝8.56 mmである。
よって、
（1）  r1/r2 ＝0.296/0.738＝0.4011、
（2）  D2/f  ＝0.09/1.00＝0.09、
（3）  D4/f  ＝0.0215/1.00＝ 0.0215、
（4）  d/f   ＝1.221/1.00＝1.221及び
（5）  bf/f  ＝0.337/1.00＝0.337
となるので、実施例3のレンズ系は、条件式を満たしている。
【００８２】
開口絞りＳ1は、表3に示すとおり、第1レンズL1の第2面（像側の面）から後方0.0129 mm（d2＝0.0129 mm）の位置に設けられている。また、開口数（Fナンバー）は、3.4である。
【００８３】
図10に実施例3の撮像レンズの断面図を示す。焦点距離1.00 mmに対するバックフォーカスは0.337 mmと、十分な長さに確保できている。
【００８４】
図11に示す歪曲収差曲線52、図12に示す非点収差曲線（メリジオナル面に対する収差曲線54及びサジタル面に対する収差曲線56）、図13に示す色・球面収差曲線（C線に対する収差曲線58、d線に対する収差曲線60、e線に対する収差曲線62、F線に対する収差曲線64及びg線に対する収差曲線66）について、それぞれグラフによって示してある。
【００８５】
図11及び図12の収差曲線の縦軸は、像高を光軸からの距離の何％であるかで示している。図11及び図12中で、100％、80％、70％及び60％は、それぞれ、0.580 mm、0.464 mm、0.406 mm及び0.348 mm に対応している。また、図13の収差曲線の縦軸は、入射高ｈ(Fナンバー)を示しており、最大がF3.4に対応する。図13の横軸は、収差の大きさを示している。
【００８６】
歪曲収差は、像高80％（像高0.464 mm）位置において収差量の絶対値が3.8995％と最大になっており、像高0.580 mm以下の範囲で収差量の絶対値が3.8995％以内に収まっている。
【００８７】
非点収差は、像高100％（像高0.580 mm）位置においてメリジオナル面における収差量の絶対値が0.0192 mmと最大になっており、また、像高0.580 mm以下の範囲で収差量の絶対値が0.0192 mm以内に収まっている。
【００８８】
色・球面収差は、入射高ｈの100％ においてg線に対する収差曲線66の絶対値が0.0284 mmと最大になっており、収差量の絶対値が0.0284 mm以内に収まっている。
【実施例４】
【００８９】
（A）第1レンズL1の物体側曲率半径r1は、r1＝0.295 mmである。
（B）第1レンズL1の像側曲率半径r2は、r2＝0.724 mmである。
（C）バックフォーカスbfは、bf＝0.348 mm である。
（D）第1レンズL1の物体側面から像面までの空気中での距離、すなわち光学長dは、d＝d1+d2+d3+d4+d5+d6+d7+bf＝1.219 mmである。
（E）第1レンズL1と第2レンズL2との間隔D2は、D2＝d2+d3+d4＝0.088 mmである。
（F）第2レンズL2と第3レンズL3との間隔D4は、D4＝d6＝0.0209 mmである。
（G）第1レンズL1の焦点距離f1は、f1＝0.77 mmである。
（H）第2レンズL2の焦点距離f2は、f2＝-5.72 mmである。
（I）第3レンズL3の焦点距離f3は、f3＝6.91 mmである。
よって、
（1）  r1/r2  ＝0.295/0.724＝0.4075、
（2）  D2/f  ＝0.088/1.00＝0.088、
（3）  D4/f  ＝0.0209/1.00＝0.0209、
（4）  d/f   ＝1.219/1.00＝1.219及び
（5）  bf/f  ＝0.348/1.00＝0.348
となるので、実施例4のレンズ系は、条件式を満たしている。
【００９０】
開口絞りＳ1は、表4に示すとおり、第1レンズの第2面（像側の面）から後方0.0125 mm（d2＝0.0125 mm）の位置に設けられている。また、開口数（Fナンバー）は、3.4である。
【００９１】
図14に実施例4の撮像レンズの断面図を示す。焦点距離1.00 mmに対するバックフォーカスは0.348 mmと、十分な長さに確保できている。
【００９２】
図15に示す歪曲収差曲線68、図16に示す非点収差曲線（メリジオナル面に対する収差曲線70及びサジタル面に対する収差曲線72）、図17に示す色・球面収差曲線（C線に対する収差曲線74、d線に対する収差曲線76、e線に対する収差曲線78、F線に対する収差曲線80及びg線に対する収差曲線82）について、それぞれグラフによって示してある。
【００９３】
図15及び図16の収差曲線の縦軸は、像高を光軸からの距離の何％であるかで示している。図15及び図16中で、100％、80％、70％及び60％は、それぞれ、0.564 mm、0.451 mm、0.395 mm及び0.338 mm に対応している。また、図17の収差曲線の縦軸は、入射高ｈ(Fナンバー)を示しており、最大がF3.4に対応する。図17の横軸は、収差の大きさを示している。
【００９４】
歪曲収差は、像高80％（像高0.451 mm）位置において収差量の絶対値が3.6086％と最大になっており、像高0.564 mm以下の範囲で収差量の絶対値が3.6086％以内に収まっている。
【００９５】
非点収差は、像高100％（像高0.564 mm）位置においてメリジオナル面における収差量の絶対値が0.0148 mmと最大になっており、また、像高0.564 mm以下の範囲で収差量の絶対値が0.0148 mm以内に収まっている。
【００９６】
色・球面収差は、入射高ｈの100％ においてg線に対する収差曲線82の絶対値が0.0289 mmと最大になっており、収差量の絶対値が0.0289 mm以内に収まっている。
【実施例５】
【００９７】
（A）第1レンズL1の物体側曲率半径r1は、r1＝0.299 mmである。
（B）第1レンズL1の像側曲率半径r2は、r2＝0.748 mmである。
（C）バックフォーカスbfは、bf＝0.347 mm である。
（D）第1レンズL1の物体側面から像面までの空気中での距離、すなわち光学長dは、d＝d1+d2+d3+d4+d5+d6+d7+bf＝1.224 mmである。
（E）第1レンズL1と第2レンズL2との間隔D2は、D2＝d2+d3+d4＝0.0896 mmである。
（F）第2レンズL2と第3レンズL3との間隔D4は、D4＝d6＝0.0219 mmである。
（G）第1レンズL1の焦点距離f1は、f1＝0.79 mmである。
（H）第2レンズL2の焦点距離f2は、f2＝-7.42 mmである。
（I）第3レンズL3の焦点距離f3は、f3＝10.30 mmである。
よって、
（1）  r1/r2  ＝0.299/0.748＝0.3997、
（2）  D2/f  ＝0.0896/1.00＝0.0896、
（3）  D4/f  ＝0.0219/1.00＝0.0219、
（4）  d/f   ＝1.224/1.00＝1.224及び
（5）  bf/f  ＝0.347/1.00＝0.347
となるので、実施例5のレンズ系は、条件式を満たしている。
【００９８】
開口絞りＳ1は、表5に示すとおり、第1レンズの第2面（像側の面）から後方0.0131 mm（d2＝0.0131 mm）の位置に設けられている。また、開口数（Fナンバー）は、3.4である。
【００９９】
図18に実施例5の撮像レンズの断面図を示す。焦点距離1.00 mmに対するバックフォーカスは0.347 mmと、十分な長さに確保できている。
【０１００】
図19に示す歪曲収差曲線84、図20に示す非点収差曲線（メリジオナル面に対する収差曲線86及びサジタル面に対する収差曲線88）、図21に示す色・球面収差曲線（C線に対する収差曲線90、d線に対する収差曲線92、e線に対する収差曲線94、F線に対する収差曲線96及びg線に対する収差曲線98）について、それぞれグラフによって示してある。
【０１０１】
図19及び図20の収差曲線の縦軸は、像高を光軸からの距離の何％であるかで示している。図19及び図20中で、100％、80％、70％及び60％は、それぞれ、0.585 mm、0.468 mm、0.409 mm及び0.351 mm に対応している。また、図21の収差曲線の縦軸は、入射高ｈ(Fナンバー)を示しており、最大がF3.4に対応する。図21の横軸は、収差の大きさを示している。
【０１０２】
歪曲収差は、像高80％（像高0.468 mm）位置において収差量の絶対値が4.4431％と最大になっており、像高0.585 mm以下の範囲で収差量の絶対値が4.4431％以内に収まっている。
【０１０３】
非点収差は、像高100％（像高0.585 mm）位置においてメリジオナル面における収差量の絶対値が0.0195 mmと最大になっており、また、像高0.585 mm以下の範囲で収差量の絶対値が0.0195 mm以内に収まっている。
【０１０４】
色・球面収差は、入射高ｈの100％ においてg線に対する収差曲線98の絶対値が0.0266 mmと最大になっており、収差量の絶対値が0.0266 mm以内に収まっている。
【実施例６】
【０１０５】
（A）第1レンズL1の物体側曲率半径r1は、r1＝0.290 mmである。
（B）第1レンズL1の像側曲率半径r2は、r2＝0.777 mmである。
（C）バックフォーカスbfは、bf＝0.34 mm である。
（D）第1レンズL1の物体側面から像面までの空気中での距離、すなわち光学長dは、d＝d1+d2+d3+d4+d5+d6+d7+bf＝1.17 mmである。
（E）第1レンズL1と第2レンズL2との間隔D2は、D2＝d2+d3+d4＝0.077 mmである。
（F）第2レンズL2と第3レンズL3との間隔D4は、D4＝d6＝0.036 mmである。
（G）第1レンズL1の焦点距離f1は、f1＝0.74 mmである。
（H）第2レンズL2の焦点距離f2は、f2＝-9.52 mmである。
（I）第3レンズL3の焦点距離f3は、f3＝-8.39 mmである。
よって、
（1）  r1/r2  ＝0.290/0.777＝0.3732、
（2）  D2/f  ＝0.077/1.00＝0.077、
（3）  D4/f  ＝0.036/1.00＝0.036、
（4）  d/f   ＝1.17/1.00＝1.17及び
（5）  bf/f  ＝0.34/1.00＝0.34
となるので、実施例6のレンズ系は、条件式を満たしている。
【０１０６】
開口絞りＳ1は、表6に示すとおり、第1レンズの第2面（像側の面）から後方0.0147 mm（d2＝0.0147 mm）の位置に設けられている。また、開口数（Fナンバー）は、3.4である。
【０１０７】
図22に実施例6の撮像レンズの断面図を示す。焦点距離1.00 mmに対するバックフォーカスは0.34 mmと、十分な長さに確保できている。
【０１０８】
図23に示す歪曲収差曲線100、図24に示す非点収差曲線（メリジオナル面に対する収差曲線102及びサジタル面に対する収差曲線104）、図25に示す色・球面収差曲線（C線に対する収差曲線106、d線に対する収差曲線108、e線に対する収差曲線110、F線に対する収差曲線112及びg線に対する収差曲線114）について、それぞれグラフによって示してある。
【０１０９】
図23及び図24の収差曲線の縦軸は、像高を光軸からの距離の何％であるかで示している。図23及び図24中で、100％、80％、70％及び60％は、それぞれ、0.585 mm、0.468 mm、0.409 mm及び0.351 mm に対応している。また、図25の収差曲線の縦軸は、入射高ｈ(Fナンバー)を示しており、最大がF3.4に対応する。図25の横軸は、収差の大きさを示している。
【０１１０】
歪曲収差は、像高80％（像高0.468 mm）位置において収差量の絶対値が2.2562％と最大になっており、像高0.585 mm以下の範囲で収差量の絶対値が2.2562％以内に収まっている。
【０１１１】
非点収差は、像高100％（像高0.585 mm）位置においてメリジオナル面における収差量の絶対値が0.0104 mmと最大になっており、また、像高0.585 mm以下の範囲で収差量の絶対値が0.0104 mm以内に収まっている。
【０１１２】
色・球面収差は、入射高ｈの50％ においてg線に対する収差曲線114の絶対値が0.0176 mmと最大になっており、収差量の絶対値が0.0176 mm以内に収まっている。
【０１１３】
実施例1乃至5の、第2レンズL2を構成する素材はシクロオレフィン系プラスチックであるゼオネックス480Rである。これに対して実施例6の第2レンズL2を構成する素材はポリカーボネートである。ゼオネックス480Rのd線に対する屈折率は1.525であり、ポリカーボネートのd線に対する屈折率は1.583であるので、ポリカーボネートの方がその屈折率が高い。
【０１１４】
このため、第2レンズL2を屈折率の低いゼオネックス480Rを素材とするレンズを用いて構成される実施例1乃至5の撮像レンズにおいて、f3の値が正の値であることから、第3レンズL3は正の屈折力を有するレンズとなっている。一方、第2レンズL2を屈折率の高いポリカーボネート素材とするレンズを用いて構成される実施例6の撮像レンズにおいては、f3の値が負の値であることから、第3レンズL3は負の屈折力を有するレンズとなっている。
【０１１５】
この発明の撮像レンズを構成する第1レンズL1は、主に撮像レンズとしての合成焦点距離を決定する役割を果たしている。第2レンズL2は、主にこの撮像レンズの解像度を決定する役割を果たしており、第2レンズL2を構成する素材の屈折率を高くすることで解像度を高くすることができる。第3レンズL3は、結像面に入射する光線の光軸からの傾きを小さくする役割を果たしている。結像面に入射する光線の光軸からの傾きを小さくすることによって、レンズの周辺で遮られ像の周辺部分が暗くなるシェーディング現象を回避できる。
【０１１６】
第2レンズL2を構成する素材の屈折率を高くすることにともない、第3レンズL3の屈折力、すなわちf3の値としての最適値が変化する。この発明の実施例6において、第3レンズL3の屈折力を負に設定したのもこのためである。
【０１１７】
第2レンズL2を構成する素材の屈折率を高くすることで解像度を高くすることができる理由は、屈折率の高い素材ほどアッベ数が小さくなる傾向にあり、シクロオレフィン系プラスチックとポリカーボネートとの比較においても、屈折率の低いシクロオレフィン系プラスチックに比べて屈折率が高いポリカーボネートの方が、アッベ数が小さい。そのため、正の屈折力を有する第1レンズL1により発現する色収差と負の屈折力を有する第2レンズL2により発現する色収差とが互いに打ち消し合う関係となり、結果として色収差を小さくできることに繋がっている。色収差が小さくなることにより、解像度もそれにともない高まることとなる。
【０１１８】
図5、図9、図13、図17、図21及び図25図を参照して、色・球面収差特性について実施例1乃至6について比較すると、C線（波長656.3nmの光）、d線（波長587.6 nmの光）、e線（波長546.1 nmの光）、F線（波長486.1 nmの光）及びg線（波長435.8 nmの光）に対する収差値を表す曲線が、特に実施例6において0を中心にして集まって存在していることが分かる。実施例1乃至5の色・球面収差特性を表す収差曲線は、実施例6の色・球面収差特性を表す収差曲線ほど、C線乃至g線の範囲の光に対して密集して存在しておらず、より広い間隔を空けて存在していることが分かる。
【０１１９】
C線乃至g線の範囲の光に対して収差を表す収差曲線が0を中心にして集まって存在しているということが、撮像レンズの色収差が小さいということを意味するものであり、このことによって、撮像レンズの解像度も高まることを意味する。
【０１２０】
色・球面収差特性を表す収差曲線が0を中心にして最も集まって存在しているという特徴を有する実施例6の撮像レンズの解像度が、他の実施例1乃至5の撮像レンズと比較して、最も高いということを具体的に説明するために、変調伝達関数 (MTF：Modulation Transfer Function)による比較を行なう。MTFは、光学系の物体から像への空間フィルタ特性を表す光学的伝達関数 (OTF：Optical Transfer Function)の絶対値を表す関数であり、物体と像のコントラストを与える関数である。
【０１２１】
撮像レンズがとるMTFが大きいほど、その撮像レンズは優れた解像能力を具えているということができる。図26に、この発明の実施例1乃至6の撮像レンズの画像の中心におけるMTFを表す。横軸に空間周波数（単位：本/mm）を目盛ってあり、縦軸はMTFの値を％で目盛って表示してある。
【０１２２】
図26において、A、B、C、D、E及びFと表示されている曲線が、それぞれ実施例1乃至6の撮像レンズに対応するMTFを表している。Fと表示されている曲線が図26において最上の位置に存在することから、実施例6に対するMTFが最も大きいことが分かる。撮像レンズの画像の中心から外れた部分におけるメリジオナル面及びサジタル面に対するMTFについても、中心におけるMTFの特性として上述した、Fと表示されている曲線が図26において最上の位置に存在するという特徴は共通するので、ここでは提示することを省略する。
【０１２３】
以上のことから、第2レンズL2を構成する素材をポリカーボネートとした実施例6の撮像レンズの解像度が最も優れていることが分かる。
【０１２４】
また、この撮像レンズの発明者が撮像レンズを構成する第1、第2及び第3レンズの最適な組み合わせについて検討を行なった結果、実施例6の構成のように、第1レンズL1より高い屈折率（小さいアッベ数）の素材で構成される第2レンズL2を採用することで、光学長も短くできることを、見出した。因みに実施例1乃至6のd/fの値を比較すると、実施例6に対しては1.17となっており、他の実施例1乃至5に対する値のいずれよりも小さい。
【０１２５】
すなわち、実施例6のようなレンズ系の構成とすることで、実施例1乃至5のようなレンズ系の構成に比べて、レンズの解像度を高めることができるとともに、光学長をより短く設計できる利点がある。しかしながら、ポリカーボネートは、シクロオレフィン系プラスチックと比較して熱に対する耐性が低い。従って、この発明の撮像レンズを利用する対象に即して、実施例1乃至5のようなレンズ系の構成とするか実施例6のようなレンズ系の構成とするかを決定すればよい。
【０１２６】
また、実施例1乃至6のいずれの撮像レンズにおいても、CCDまたはCMOSを撮像素子として用いる小型カメラに搭載するレンズに必要とされる性能が確保されていることが分かった。
【０１２７】
上述したこの発明の撮像レンズの説明から明らかなように、撮像レンズの各構成レンズを条件式(1)乃至(5)を満たすように設計することで、この発明が解決しようとする課題が解決する。すなわち、諸収差が良好に補正され、十分なバックフォーカスが得られかつ光学長が短く保たれた撮像レンズが得られる。
【０１２８】
なお、上述した実施例において第1レンズL1、第2レンズL2及び第3レンズL3にはゼオネックス480Rあるいはポリカーボネートというプラスチック素材を用いたが、実施例に掲げた以外のプラスチック材料はもとより、プラスチック素材でなくとも、例えば、モールドガラス等でも、実施例等で説明した諸条件を満たす素材であれば、ガラスその他の材料を用いることができることは言うまでもない。
【０１２９】
因みに、携帯電話機等において、第3レンズL3と撮像面r11との間には、赤外線カットフィルタ等としての役割を果たすカバーガラス12が挿入されるが、現状の技術ではこの第3レンズL3と撮像面r11との間隔を0.95 mm以上確保されていれば、カバーガラス12を挿入することができる。
【０１３０】
また、現状の携帯電話機等に撮像レンズを搭載するには、その光学長は5 mm以内であることが望ましいとされている。この発明の実施例1乃至6に開示した撮像レンズによれば、条件式1.00＜d/f＜1.30（4）から明らかなように、光学長は焦点距離の最大でも1.30倍である。そこで、光学長が焦点距離の1.30倍となる条件で設計する場合を想定し、光学長を5 mmとすれば、焦点距離は、3.85 mmである。また、バックフォーカスについては、条件式0.3＜bf/f＜0.5（5）により、f＝3.85とすると1.15＜bf＜1.92となり、最小でも1.15 mmの長さが確保できる。
【０１３１】
現状の携帯電話機等に撮像レンズを搭載する際に、第3レンズL3の像側面から像面までの間隔は、0.95 mm以上必要とされている。この発明の撮像レンズによれば、バックォーカスが最小でも1.15 mm確保できるので、第3レンズL3の像側面から像面までの間隔として、必要とされる間隔を十分に確保することができる。
【０１３２】
また、第1実施例乃至第6実施例の撮像レンズの、非球面である第3レンズL3の像側面頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に対する接平面の傾きが０となる非球面上の点の光軸からの高さ位置、すなわちそのレンズの中心から周辺にいくに従い負のパワーが次第に弱まり正に転ずる非球面上の点の光軸からの高さ位置は、次のようになっている。レンズの有効口径を1に規格化して示すと、レンズの中心からレンズの周辺に向かって実施例1の撮像レンズが58.5％、実施例2の撮像レンズが59.5％、実施例3の撮像レンズが28.3％、実施例4の撮像レンズが20.4％、実施例5の撮像レンズが29.8％、実施例6の撮像レンズが55.3％の位置にそれぞれ存在する。これによって、光軸と撮像面との交点とレンズ周辺部との中間の位置においても、撮像素子への入射角が直角とは大きく離れることがない。従って、画像の重要な部分を占めるレンズ周辺部との中間の位置でも光の入射角が直角から大きく離れることがなく、この部分の画像が暗くなるという問題が発生しない。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
以上、説明したように、この発明の撮像レンズによれば、諸収差が良好に補正され、光学長が短いにもかかわらず、良好な画像が得られ、バックフォーカスも十分に確保できる。
【０１３４】
以上説明したことから、この発明の撮像レンズは、携帯電話機、パーソナルコンピュータあるいはデジタルカメラに内蔵するカメラ用レンズとしての利用はもとより、携帯情報端末（PDA：personal digital assistants）に内蔵するカメラ用レンズ、画像認識機能を具えた玩具に内蔵するカメラ用レンズ、監視、検査あるいは防犯機器等に内蔵するカメラ用レンズとして適用しても好適である。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】この発明の撮像レンズの断面図である。
【図２】実施例1の撮像レンズの断面図である。
【図３】実施例1の撮像レンズの歪曲収差図である。
【図４】実施例1の撮像レンズの非点収差図である。
【図５】実施例1の撮像レンズの色・球面収差図である。
【図６】実施例2の撮像レンズの断面図である。
【図７】実施例2の撮像レンズの歪曲収差図である。
【図８】実施例2の撮像レンズの非点収差図である。
【図９】実施例2の撮像レンズの色・球面収差図である。
【図１０】実施例3の撮像レンズの断面図である。
【図１１】実施例3の撮像レンズの歪曲収差図である。
【図１２】実施例3の撮像レンズの非点収差図である。
【図１３】実施例3の撮像レンズの色・球面収差図である。
【図１４】実施例4の撮像レンズの断面図である。
【図１５】実施例4の撮像レンズの歪曲収差図である。
【図１６】実施例4の撮像レンズの非点収差図である。
【図１７】実施例4の撮像レンズの色・球面収差図である。
【図１８】実施例5の撮像レンズの断面図である。
【図１９】実施例5の撮像レンズの歪曲収差図である。
【図２０】実施例5の撮像レンズの非点収差図である。
【図２１】実施例5の撮像レンズの色・球面収差図である。
【図２２】実施例6の撮像レンズの断面図である。
【図２３】実施例6の撮像レンズの歪曲収差図である。
【図２４】実施例6の撮像レンズの非点収差図である。
【図２５】実施例6の撮像レンズの色・球面収差図である。
【図２６】この発明の実施例1乃至6の撮像レンズのMTFを表す図である。
【符号の説明】
【０１３６】
10：撮像素子
12：カバーガラス（赤外線カットフィルタ）
S1：開口絞り
L1：第1レンズ
L2：第2レンズ
L3：第3レンズ
ri：ｉ番目の面の軸上曲率半径
di：ｉ番目の面からｉ＋1番目の面までの距離
【要約】
【課題】諸収差が良好に補正されており、かつ光学長が短く、しかも十分なバックフォーカスが確保されている。
【解決手段】物体側から像側に向かって、第1レンズL1、開口絞りS1、第2レンズL2及び第3レンズL3の順に配列されて構成され、第1レンズL1は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の屈折力を有するレンズであり、第2レンズL2は像側に凸面を向けたメニスカス形状の負の屈折力を有するレンズであり、第3レンズL3は、物体側に凸面を向けたレンズである。また、以下の条件を満たす。
0.35  ＜  r1／r2  ＜  0.45        （1）
0.07  ＜  D2／f   ＜  0.1         （2）
0.01  ＜  D4／f   ＜  0.04        （3）
1.00  ＜  d ／f   ＜  1.30        （4）
0.3   ＜  bf／f   ＜  0.5         （5）
ただし、
f  ：撮像レンズの合成焦点距離
r1 ：第1レンズL1の物体側面の光軸近傍における曲率半径（軸上曲率半径）
r2 ：第1レンズL1の像側面の光軸近傍における曲率半径（軸上曲率半径）
D2 ：第1レンズL1と第2レンズL2との間隔
D4 ：第2レンズL2と第3レンズL3との間隔
d  ：第1レンズL1の物体側面から像面までの距離（空気中）
bf ：第3レンズL3の像側面から像面までの距離（空気中）
【選択図】図1
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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