(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体から順に、正パワーの第１レンズ、負パワーの第２レンズが配置され、且つ、以下の条件式（１）〜（４）を満足することを特徴とする生体認証に用いられる撮像レンズ。
−０．９２≦ｆ１／ｆ２≦−０．６８                      （１）
０．１０≦ｄ１／ｆ≦０．２０                            （２）
０．２４≦ｄ２／ｆ≦０．５０                            （３）
−３．５０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦−１．８０  （４）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｄ１：第１レンズの中心厚
ｄ２：第１レンズ像面側面から第２レンズの物体側面までの軸上距離
Ｒ１：第１レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像面側面の曲率半径
である。
【請求項２】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１の生体認証に用いられる撮像レンズ。
−１．５０≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）≦−０．５０  （５）
但し、
Ｒ３：第２レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ４：第２レンズの像面側面の曲率半径
である。
【請求項３】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１の生体認証に用いられる撮像レンズ。
０．０５≦ｄ３／ｆ≦０．３０                            （６）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｄ３：第２レンズの中心厚
である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、良好な光学特性を有し、小型で、全画角（以下、２ωとする）３５°以下の狭角な２枚のレンズで構成され、７５０ｎｍ〜９００ｎｍの波長域での静脈認証、虹彩認証等の生体認証に用いられる撮像レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セキュリティを確保するために、指紋、静脈、虹彩等の人間の身体的な特徴を用いた生体認証によって本人確認を行うことが可能な装置が普及している。
【０００３】
これらの生体認証に用いられる撮像レンズは、良好な光学特性を有し、小型で、狭角な特性が求められる。
【０００４】
生体認証に用いられるレンズとしては、特許文献１に開示された２枚構成の生体認証に用いられる撮像レンズが知られている。この撮像レンズは、負パワーの第１レンズ、正パワーの第２レンズが配置されるが、画角が、２ω≧１２９°と広角と狭角化には不十分であった。
【０００５】
一方で、生体認証に用いられる撮像レンズではなく、可視光域での撮像レンズであるが、２枚構成の撮像レンズとして、物体から順に、正パワーの第１レンズ、負パワーの第２レンズで構成されたものが提案されている。
【０００６】
特許文献２に開示された撮像レンズは、上記、２枚での構成された撮像レンズである。しかしながら、第１レンズと第２レンズのパワーバランス、第１レンズの中心厚とレンズ系全体の焦点距離の比、及び、第１レンズ像面側面から第２レンズの物体側面までの軸上距離とレンズ系全体の焦点距離の比が不十分なために、２ω＞６０°と狭角化に不十分であった。
【０００７】
さらに特許文献３に開示された撮像レンズは、上記、２枚での構成された撮像レンズであるが、第１レンズと第２レンズのパワーバランス、第１レンズの中心厚とレンズ系全体の焦点距離の比、及び第１レンズの形状が不十分であったために、２ω≧６０°と狭角化に不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１４７８３０号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１８３５３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１０８４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、良好な光学特性を有し、小型で、２ω≦３５°と画角が狭角な２枚のレンズで構成され、７５０ｎｍ〜９００ｎｍの波長域で静脈認証、虹彩認証等の生体認証に用いられる撮像レンズを提供することを目的とする。
【００１０】
上記目的を達成するために、第１レンズと第２レンズのパワーバランス、第１レンズの中心厚とレンズ系全体の焦点距離の比、第１レンズ像面側面から第２レンズの物体側面までの軸上距離とレンズ系全体の焦点距離の比、及び、第１レンズの形状を鋭意検討した結果、従来技術の課題が改善され、生体認証に用いられる撮像レンズを得ることを見出し、本発明に到達した。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の側面に係る撮像レンズは、物体から順に、正パワーの第１レンズ、負パワーの第２レンズが配置され、且つ、以下の条件式（１）〜（４）を満足する。
−０．９２≦ｆ１／ｆ２≦−０．６８                      （１）
０．１０≦ｄ１／ｆ≦０．２０                            （２）
０．２４≦ｄ２／ｆ≦０．５０                            （３）
−３．５０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦−１．８０  （４）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｄ１：第１レンズの中心厚
ｄ２：第１レンズ像面側面から第２レンズの物体側面までの軸上距離
Ｒ１：第１レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像面側面の曲率半径
である。
【００１２】
本発明の第２の側面に係る撮像レンズは、以下の条件式（５）を満足する。
−１．５０≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）≦−０．５０  （５）
但し、
Ｒ３：第２レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ４：第２レンズの像面側面の曲率半径
である。
【００１３】
本発明の第３の側面に係る撮像レンズは、以下の条件式（６）を満足する。
０．０５≦ｄ３／ｆ≦０．３０                            （６）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｄ３：第２レンズの中心厚
である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、良好な光学特性を有し、小型で、２ω≦３５°と画角が狭角な２枚のレンズで構成され、７５０ｎｍ〜９００ｎｍの波長域での静脈認証、虹彩認証等の生体認証に用いられる撮像レンズが実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像レンズＬＡの構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る撮像レンズの構成を示す図である。
【図３】実施例１の撮像レンズＬＡのスポットダイアグラムである。
【図４】実施例１の撮像レンズＬＡの球面収差図である。
【図５】実施例１の撮像レンズＬＡの像面湾曲及び歪曲収差図である。
【図６】実施例２に係る撮像レンズの構成を示す図である。
【図７】実施例２の撮像レンズＬＡのスポットダイアグラムである。
【図８】実施例２の撮像レンズＬＡの球面収差図である。
【図９】実施例２の撮像レンズＬＡの像面湾曲及び歪曲収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明に係る撮像レンズの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明の一実施形態に係る撮像レンズの構成図を図１に示す。この撮像レンズＬＡは、物体側から像面側へ向かって、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２が配置された２枚構成のレンズ系を備えている。第２レンズＬ２と像面の間に、ガラス平板ＧＦが配置される。なお、ガラス平板ＧＦは、第２レンズＬ２と像面の間に配置しなくともよい。
【００１７】
第１レンズＬ１は、正パワーを有するレンズであり、第２レンズＬ２は、負パワーを有するレンズである。これらの２枚のレンズ表面は、諸収差を良好に補正するために、全面を非球面形状とすることが望ましい。
【００１８】
この撮像レンズＬＡは、以下の条件式（１）〜（４）を満足する生体認証に用いられる撮像レンズである。
−０．９２≦ｆ１／ｆ２≦−０．６８                      （１）
０．１０≦ｄ１／ｆ≦０．２０                            （２）
０．２４≦ｄ２／ｆ≦０．５０                            （３）
−３．５０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦−１．８０  （４）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｄ１：第１レンズの中心厚
ｄ２：第１レンズ像面側面から第２レンズの物体側面までの軸上距離
Ｒ１：第１レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像面側面の曲率半径
である。
【００１９】
条件式（１）は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２を規定するものである。条件式（１）の範囲外では、小型、及び、狭角化が困難となり好ましくない。
なお、条件式（１）の数値範囲を、以下の条件式（１−Ａ）の数値範囲に設定することが、より好ましい。
−０．９０≦ｆ１／ｆ２≦−０．７０                      （１−Ａ）
【００２０】
条件式（２）は、第１レンズＬ１の中心厚とレンズ系全体の焦点距離の比を規定するものである。条件式（２）の範囲外では、小型、及び、狭角化が困難となり好ましくない。
ここで、条件式（２）の数値範囲を、以下の条件式（２−Ａ）の数値範囲に設定することが、より好ましい。
０．１３≦ｄ１／ｆ≦０．１７                            （２−Ａ）
【００２１】
一方、条件式（３）は、第１レンズＬ１像面側面から第２レンズＬ２の物体側面までの軸上距離とレンズ系全体の焦点距離の比を規定するものである。条件式（３）の範囲外では、小型、及び、狭角化が困難となり好ましくない。
ここで、条件式（３）の数値範囲を、以下の条件式（３−Ａ）の数値範囲に設定することが、より好ましい。
０．２５≦ｄ２／ｆ≦０．４０                            （３−Ａ）
【００２２】
さらに条件式（４）は、第１レンズＬ１の形状を規定するものである。条件式（４）の範囲外では、小型、及び、狭角化が困難となり好ましくない。
ここで、条件式（４）の数値範囲を、以下の条件式（４−Ａ）の数値範囲に設定することが、より好ましい。
−２．８０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦−１．８０  （４−Ａ）
【００２３】
第２レンズＬ２は、負パワーを有するレンズであり、以下の条件式（５）、（６）を満足する生体認証に用いられる撮像レンズである。
−１．５０≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）≦−０．５０  （５）
０．０５≦ｄ３／ｆ≦０．３０                            （６）
但し、
Ｒ３：第２レンズの物体側面の曲率半径
Ｒ４：第２レンズの像面側面の曲率半径
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｄ３：第２レンズの中心厚
である。
【００２４】
さらにまた条件式（５）は、第２レンズＬ２の形状を規定するものである。条件式（５）の範囲外では、小型、及び、狭角化が困難となり好ましくない。
ここで、条件式（５）の数値範囲を、以下の条件式（５−Ａ）の数値範囲に設定することが、より好ましい。
−１．１０≦（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）≦−０．６０  （５−Ａ）
【００２５】
さらにまた条件式（６）は、第２レンズＬ２の中心厚とレンズ系全体の焦点距離の比を規定するものである。条件式（６）の範囲外では、小型化、及び、狭角化が困難となり好ましくない。
ここで、条件式（６）の数値範囲を、以下の条件式（６−Ａ）の数値範囲に設定することが、より好ましい。
０．０６≦ｄ３／ｆ≦０．２０                            （６−Ａ）
【００２６】
このように撮像レンズＬＡを構成する２枚レンズが、それぞれ前記の構成及び条件式を満たすことにより、良好な光学特性を有し、小型で、２ω≦３５°と画角が狭角な２枚のレンズで構成され、７５０ｎｍ〜９００ｎｍの波長域での静脈認証、虹彩認証等の生体認証に用いられる撮像レンズを得ることが可能となる。
［実施例］
【００２７】
以下、本発明の撮像レンズＬＡについて、実施例を用いて説明する。各実施例に記載されている記号は以下のことを示す。なお、距離、半径及び中心厚の単位は、ｍｍである。
ｆ      ：撮像レンズＬＡ全体の焦点距離
ｆ１    ：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ２    ：第２レンズＬ２の焦点距離
Ｆｎｏ  ：Ｆ値
２ω    ：全画角
Ｓ１    ：開口絞り
Ｒ      ：光学面の曲率半径、レンズの場合は中心曲率半径
Ｒ１    ：第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径
Ｒ２    ：第１レンズＬ１の像面側面の曲率半径
Ｒ３    ：第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径
Ｒ４    ：第２レンズＬ２の像面側面の曲率半径
ｄ      ：レンズの中心厚、又は、レンズ間距離
ｄ０    ：開口絞りＳ１から第１レンズＬ１の物体側面までの軸上距離
ｄ１    ：第１レンズＬ１の中心厚
ｄ２    ：第１レンズＬ１像面側面から第２レンズＬ２の物体側面までの軸上距離
ｄ３    ：第２レンズＬ２の中心厚
ｄ４    ：第２レンズＬ２の像面側面からガラス平板ＧＦの物体側面までの軸上距離
ｄ５    ：ガラス平板ＧＦの中心厚
ｄ６    ：ガラス平板ＧＦの像面側面から像面までの軸上距離
ｎｄ    ：ｄ線の屈折率
ｎ１    ：第１レンズＬ１のｄ線の屈折率
ｎ２    ：第２レンズＬ２のｄ線の屈折率
ｎ３    ：ガラス平板ＧＦのｄ線の屈折率
νｄ    ：アッベ数
ν１    ：第１レンズＬ１のアッベ数
ν２    ：第２レンズＬ２のアッベ数
ν３    ：ガラス平板ＧＦのアッベ数
ＴＴＬ  ：光学長（第１レンズＬ１の物体側面から像面までの軸上距離）
ＬＢ    ：第２ンズＬ２像面側面から像面までの軸上距離（ガラス平板ＧＦの厚み含む）
ＩＨ    ：像高
【００２８】
ｙ＝（ｘ２／Ｒ）／[１＋｛１−（ｋ＋１）（ｘ２／Ｒ２）｝１／２]
＋Ａ４ｘ４＋Ａ６ｘ６＋Ａ８ｘ８＋Ａ１０ｘ１０＋Ａ１２ｘ１２＋Ａ１４ｘ１４  （７）
【００２９】
但し、Ｒは軸上の曲率半径、ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４は非球面係数である。
【００３０】
各レンズ面の非球面は、便宜上、式（７）で表される非球面を使用している。ただ、本発明はこの式（７）の非球面多項式に限定するものではない。
【００３１】
（実施例１）
図２は、実施例１の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例１の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１〜第２レンズＬ２のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径Ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを表１に、円錐係数ｋ、非球面係数を表２に示す。
【００３２】
【表１】
0005849171.tif 000002
【００３３】
【表２】
0005849171.tif 000003
【００３４】
なお、後述する表５は、実施例１、２の諸値及び条件式（１）〜（６）で規定したパラメータに対応する値を示す。実施例１、２の設計波長は、８２０ｎｍである。
【００３５】
実施例１は、表５に示すように、条件式（１）〜（６）を満足する。
【００３６】
実施例１の撮像レンズのスポットダイアグラムを図３に、球面収差図を図４に、像面湾曲及び歪曲収差を図５に、それぞれ示す。なお、図５の像面湾曲のＳはサジタル像面に対する像面湾曲、Ｔはタンジェンシャル像面に対する像面湾曲であり、実施例２においても同様である。これらから、実施例１の撮像レンズＬＡは、２ω＝３２．０°、ＴＴＬ＝３．５８６ｍｍと狭角、小型で、良好な光学特性を有していることが判る。
【００３７】
（実施例２）
図６は、実施例２の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例２の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１〜第２レンズＬ２のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径Ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを表３に、円錐係数ｋ、非球面係数を表４に示す。
【００３８】
【表３】
0005849171.tif 000004
【００３９】
【表４】
0005849171.tif 000005
【００４０】
実施例２は、表５に示すように、条件式（１）〜（６）を満足する。
【００４１】
実施例２の撮像レンズのスポットダイアグラムを図７に、球面収差図を図８に、像面湾曲及び歪曲収差を図９に、それぞれ示す。これらから、実施例２の撮像レンズＬＡは、２ω＝３２．０°、ＴＴＬ＝３．６００ｍｍと狭角、小型で、良好な光学特性を有していることが判る。
【００４２】
表５に各数値実施例の諸値、及び条件式（１）〜（６）で規定したパラメータに対応する値を示す。なお、表５に示す諸値単位は、２ω（°）、ｆ（ｍｍ）、ｆ１（ｍｍ）、ｆ２（ｍｍ）、ＴＴＬ（ｍｍ）、ＬＢ（ｍｍ）、ＩＨ（ｍｍ）である。
【００４３】
【表５】
0005849171.tif 000006
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明の撮像レンズは、小型で、全画角（以下、２ωとする）３５°以下の狭角な２枚のレンズで構成され、７５０ｎｍ〜９００ｎｍの波長域での静脈認証、虹彩認証等の生体認証に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００４５】
ＬＡ…撮像レンズ
Ｓ１…開口絞り
Ｌ１…第１レンズ
Ｌ２…第２レンズ
Ｒ１…第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径
Ｒ２…第１レンズＬ１の像面側面の曲率半径
Ｒ３…第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径
Ｒ４…第２レンズＬ２の像面側面の曲率半径
Ｒ５…ガラス平板ＧＦの物体側面の曲率半径
Ｒ６…ガラス平板ＧＦの像面側面の曲率半径
ｄ…レンズの中心厚、又は、レンズ間距離
ｄ０…開口絞りＳ１から第１レンズＬ１の物体側面までの軸上距離
ｄ１…第１レンズＬ１の中心厚
ｄ２…第１レンズＬ１像面側面から第２レンズＬ２の物体側面までの軸上距離
ｄ３…第２レンズＬ２の中心厚
ｄ４…第２レンズＬ２の像面側面からガラス平板ＧＦの物体側面までの軸上距離
ｄ５…ガラス平板ＧＦの中心厚
ｄ６…ガラス平板ＧＦの像面側面から像面までの軸上距離
【要約】
【課題】良好な光学特性を有し、小型で画角が狭角な２枚のレンズで構成され、７５０ｎｍ〜９００ｎｍの波長域での虹彩認証等の生体認証に用いられる撮像レンズを提供する。
【解決手段】生体認証に用いられる撮像レンズは、物体から順に、正パワーの第１レンズ、負パワーの第２レンズが配置されており、所定の条件式を満足する。
−０．９２≦ｆ１／ｆ２≦−０．６８（１）
０．１０≦ｄ１／ｆ≦０．２０      （２）
０．２４≦ｄ２／ｆ≦０．５０      （３）
−３．５０≦（Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）≦−１．８０  （４）
但し、ｆ：レンズ系全体の焦点距離；ｆ１：第１レンズの焦点距離；ｆ２：第２レンズの焦点距離；ｄ１：第１レンズの中心厚；ｄ２：第１レンズ像面側面から第２レンズの物体側面までの軸上距離；Ｒ１：第１レンズの物体側面の曲率半径；Ｒ２：第１レンズの像面側面の曲率半径
【選択図】図１【図１】
0005849171.tif 000007
【図２】
0005849171.tif 000008
【図３】
0005849171.tif 000009
【図４】
0005849171.tif 000010
【図５】
0005849171.tif 000011
【図６】
0005849171.tif 000012
【図７】
0005849171.tif 000013
【図８】
0005849171.tif 000014
【図９】
0005849171.tif 000015