(57)【要約】  【課題】  レンズ枚数を増やすことなくコンパクトにできる撮影レンズを提供する。  【解決手段】  物体側より順に開口絞り４、第１レンズ１、第２レンズ２および第３レンズ３であるレンズ系を構成する。第１レンズ１は両凸レンズ、第２レンズ２は物体側が凹で負の屈折力のメニスカスレンズ、第３レンズ３は物体側が凸で正の屈折力のメニスカスレンズであり、レンズ系は樹脂材料が使用され、以下の条件を満たす。  １．５＜ｆ／ｆ１＜２．０              …（１）−２．０＜ｆ／ｆ２＜−０．８            …（２）  ０．５＜ｆ／ｆ３＜０．８              …（３）−１．０＜ｆ／（ｆ１・ｆ２）＜−０．７  …（４）  ν１−ν２＞１５                      …（５）  ２．５＜ｆ／Ｄ１＜３．０              …（６）  ただし、ｆはレンズ系の焦点距離、ｆ１は第１レンズ１の焦点距離、ｆ２は第２レンズ２の焦点距離、ｆ３は第３レンズ３の焦点距離、ν１は第１レンズ１のアッベ数、ν２は第２レンズ２のアッベ数、Ｄ１は第１レンズ１の中心厚。【選択図】  図１
2006091297.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、開口絞り、第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズを具備するレンズ系から構成される撮影レンズであって、
前記第１レンズは、樹脂材料が使用された両凸レンズであり、
前記第２レンズは、樹脂材料が使用され、物体側が凹で負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、
前記第３レンズは、樹脂材料が使用され、物体側が凸で正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、
前記レンズ系は、以下の条件を満たすことを特徴とする撮影レンズ。
１．５＜ｆ／ｆ１＜２．０              ・・・（１）
−２．０＜ｆ／ｆ２＜−０．８            ・・・（２）
０．５＜ｆ／ｆ３＜０．８              ・・・（３）
−１．０＜ｆ／（ｆ１・ｆ２）＜−０．７  ・・・（４）
ν１−ν２＞１５                      ・・・（５）
２．５＜ｆ／Ｄ１＜３．０              ・・・（６）
ただし、ｆはレンズ系の焦点距離、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆ３は第３レンズの焦点距離、ν１は第１レンズのアッベ数、ν２は第２レンズのアッベ数、Ｄ１は第１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、撮影レンズに関し、特に、高画素タイプのを有するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を使用した小型撮像装置に用いられる高性能でコンパクトな撮影レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やノートＰＣ、ＰＤＡのような小型の携帯通信機器が急速に普及しており、これらに設けられるカメラモジュールには、小型でしかも高い光学性能を有することが要求される。このようなカメラモジュールに用いられる撮影レンズとして様々なレンズが開発されている（例えば、引用文献１，２および３）。
【特許文献１】特開２００２−９０６２０号公報
【特許文献２】特開２００３−１４９５４５号公報
【特許文献３】特開２００３−２５５２２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような従来の撮影レンズにおいては、高い光学性能を達成すべくレンズが３〜４枚で高い屈折率を有するレンズを用いる構成となっているが、このように高い屈折率を有するレンズは、材料面や加工性からコストがかかるという問題があった。このような高い屈折率を有するレンズには、ガラス材料が好ましいが、ガラス材料は樹脂材料に比べコストが２倍以上と高く、また、ガラス材料は、レンズが小径になる程加工が困難になってしまう問題があった。
【０００４】
最近は、特に、上述した携帯通信機器の小型化に伴い、撮影レンズに於いても、高い光学性能を有すると同時に小型化と低コスト化の要求も強い。そのため、レンズ枚数を低減し、小型化および構成の簡易化を図りながら従来と同程度以上の高い光学性能を有する撮影レンズが望まれている。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するべくなされたもので、レンズ枚数を増やすことなく、コンパクトかつ収差を良好に補正することができる撮影レンズを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る撮影レンズは、物体側より順に、開口絞り、第１レンズ、第２レンズおよび第３レンズを具備するレンズ系から構成される撮影レンズであって、前記第１レンズは、樹脂材料が使用された両凸レンズであり、前記第２レンズは、樹脂材料が使用され、物体側が凹で負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、前記第３レンズは、樹脂材料が使用され、物体側が凸で正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、前記レンズ系は、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【０００７】
１．５＜ｆ／ｆ１＜２．０              ・・・（１）
−２．０＜ｆ／ｆ２＜−０．８            ・・・（２）
０．５＜ｆ／ｆ３＜０．８              ・・・（３）
−１．０＜ｆ／（ｆ１・ｆ２）＜−０．７  ・・・（４）
ν１−ν２＞１５                      ・・・（５）
２．５＜ｆ／Ｄ１＜３．０              ・・・（６）
ただし、ｆはレンズ系の焦点距離、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆ３は第３レンズの焦点距離、ν１は第１レンズのアッベ数、ν２は第２レンズのアッベ数、Ｄ１は第１レンズの中心厚である。
【０００８】
上記構成に係る撮影レンズにおいては、両凸レンズである第１レンズ（正の屈折力を有する）と、物体側が凹で負の屈折力を有する第２レンズと、物体側が凸で正の屈折力を有する第３レンズとの３枚のレンズによりレンズ系が構成される。第１、第２および第３レンズは、樹脂材料により形成されている。また、開口絞りは、第１レンズの前（物体側）に設けられる。
【０００９】
ここで、本発明における条件式（１）は、第１レンズの屈折力を規定するものであり、良好な収差性能を得るための条件を示すものである。
【００１０】
すなわち、第１レンズの焦点距離に対するレンズ系の焦点距離の比が条件式（１）の下限を超えると、第１レンズの収差を補正するために、第２レンズおよび第３レンズの屈折力を大きくしなければならず、色収差が大きくなってしまう。一方、条件式（１）の上限を超えると、第１レンズの屈折力が大きくなり、球面収差、コマ収差が大きくなってしまう。
【００１１】
また、本発明における条件式（２）は、第２レンズの屈折力を規定するものであり、コンパクトかつ良好な収差性能を得るための条件を示すものである。
【００１２】
すなわち、第２レンズの焦点距離に対するレンズ系の焦点距離の比が条件式（２）の下限を超えると、小型化には有効であるものの、歪曲収差の補正が困難となってしまう。一方、条件式（２）の上限を超えると、第２レンズの屈折力が大きくなり、曲率がきつくなるため、レンズの製作コストが高くなるとともに、形状の維持も困難となってしまう。また、レンズ系の望遠の比率（焦点距離に対する全長）が大きくなり、小型化が困難となってしまう。
【００１３】
また、本発明における条件式（３）は、第３レンズの屈折力を規定するものであり、コンパクトかつ良好な収差性能を得るための条件を示すものである。
【００１４】
すなわち、第３レンズの焦点距離に対するレンズ系の焦点距離の比が条件式（３）の下限を超えると、小型化には有効であるものの、歪曲収差の補正が困難となってしまう。一方、条件式（３）の上限を超えると、第３レンズの屈折力が大きくなり、曲率がきつくなるため、レンズの製作コストが高くなるとともに、形状の維持も困難となってしまう。また、レンズ系の望遠の比率（焦点距離に対する全長）が大きくなり、小型化が困難となってしまう。
【００１５】
また、本発明における条件式（４）は、第１レンズおよび第２レンズの合成屈折力を規定するものであり、レンズ系のパワーバランスをとるための条件を示すものである。
【００１６】
すなわち、第１レンズおよび第２レンズの焦点距離の積に対するレンズ系の焦点距離の比が条件式（４）の下限を超えると、第２レンズの屈折力が小さくなり、第３レンズの屈折力を大きくしなければならず、バランスが悪くなってしまう。一方、条件式（４）の上限を超えると、第２レンズの屈折力が大きくなり、バックフォーカスが小さくなってしまう。
【００１７】
また、本発明における条件式（５）は、第１レンズのアッベ数と第２レンズのアッベ数とを規定するものであり、良好な色収差補正を得るための条件を示すものである。
【００１８】
すなわち、第１レンズのアッベ数と第２レンズのアッベ数の差を条件式（５）の下限値より大きくすることにより、色収差、特に、軸上色収差の補正を容易に行うことができる。
【００１９】
また、本発明における条件式（６）は、第１レンズの形状を規定するものであり、第１レンズの良好な加工性と十分なバックフォーカスとを得るための条件を示すものである。
【００２０】
すなわち、第１レンズの中心厚に対するレンズ系の焦点距離の比が条件式（６）下限値を超えると、第１レンズが厚くなり過ぎ、十分なバックフォーカスを得ることができない。一方、条件式（６）の上限を超えると、第１レンズが薄くなり過ぎ、バックフォーカスは確保し易いが加工性が悪くなってしまう。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る撮影レンズによれば、３群３枚という非常にシンプルな構成のレンズ系を樹脂材料により形成することにより、コストを抑えることができるとともに、レンズ系の各パラメータが条件式（２）および（３）を満足することにより、小型化を達成し、条件式（１）〜（６）を満足することにより、良好な収差性能を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明の一実施形態における撮影レンズの断面図である。
【００２３】
本実施形態に係る撮影レンズは、図１に示すように、物体側より順に、開口絞り４、第１レンズ１、第２レンズ２および第３レンズ３を具備するレンズ系から構成される。前記第１レンズ１は、樹脂材料が使用された両凸レンズであり、前記第２レンズ２は、樹脂材料が使用され、物体側（レンズ面Ｒ３）が凹で負の屈折力を有するメニスカスレンズであり、前記第３レンズ３は、樹脂材料が使用され、物体側（レンズ面Ｒ５）が凸で正の屈折力を有するメニスカスレンズである。
【００２４】
以上の構成を有する本実施形態における撮影レンズの各パラメータ値は、以下に示す通りである。
【００２５】
ここで、ｒｊは物体側から順にｊ番目の面番号Ｒｊにおける曲率半径（ｍｍ）、ｄｊは物体側から順にｊ番目の面中心間隔（ｍｍ）、Ｎｄはｄ番目のレンズの屈折率、νｄはｄ番目のレンズのアッベ数、ｆはレンズ系の焦点距離（ｍｍ）、Ｆｎｏ．はＦナンバー、２ωは画角（°）を意味する。
【００２６】
また、非球面形状は、面頂点の接平面からの光軸方向の距離（サグ量）をｘ、光軸からの高さｈとして、ｒを近軸曲率半径、κを円錐定数、ａm （ｍ＝４，６，８，…，１４）を第ｍ次の非球面係数としたとき、次式で表される。
【００２７】
ｘ＝｛（１／ｒ）ｈ2｝／〔１＋｛１−（１＋κ）（１／ｒ）2ｈ2｝1/2〕
＋ａ4ｈ4＋ａ6ｈ6＋ａ8ｈ8＋ａ10ｈ10＋ａ12ｈ12＋ａ14ｈ14…（Ｘ）
したがって、以下では、上記式（Ｘ）におけるａmの値を示し、非球面形状を特定している。
【００２８】
【表１】
2006091297.tif 000003
【００２９】
【表２】
2006091297.tif 000004
なお、本実施形態においては、レンズ系の焦点距離ｆ＝３．９１であり、第１レンズ１の焦点距離ｆ１＝２．０５であるので、１．５＜ｆ／ｆ１＝１．９０７＜２．０となり、条件式（１）を満足している。また、第２レンズ２の焦点距離ｆ２＝−２．４３であるので、−２．０＜ｆ／ｆ２＝−１．６０９＜−０．８となり、条件式（２）を満足している。また、第３レンズ３の焦点距離ｆ３＝７．１０であるので、０．５＜ｆ／ｆ３＝０．５５１＜０．８となり、条件式（３）を満足している。さらに、上記ｆ，ｆ１，ｆ２より、−１．０＜ｆ／（ｆ１・ｆ２）＝−０．７８５＜−０．７となり、条件式（４）を満足している。また、第１レンズ１のアッベ数ν１＝５６．４０であり、第２レンズ２のアッベ数ν２＝３０．００であるので、ν１−ν２＝２６．４０＞１５となり、条件式（５）を満足している。さらに、第１レンズ１の中心厚（すなわち、第１レンズ１の物体側レンズ面Ｒ１と像側レンズ面Ｒ２の面間隔）Ｄ１＝１．３４であるので、２．５＜ｆ／Ｄ１＝２．９１７＜３．０となり、条件式（６）を満足している。
【００３０】
図２は図１の撮影レンズにおける収差図である。図２（ａ）は球面収差を示し、図２（ｂ）は非点収差を示し、図２（ｃ）は歪曲収差を示す。
【００３１】
本実施の形態においては、３枚３群という非常に少ない構成枚数でありながら、樹脂材料により、強いパワー（屈折力）を持つ両凸の第１レンズ１および強い負のパワーを持つ物体側に強い曲率の凹面を向けたメニスカスレンズである第２レンズ２を形成することにより、従来技術に比較して、低コストおよび生産容易かつコンパクトで十分に広角な撮影レンズを実現しているにも関わらず、各収差とも良好に補正されている。
【００３２】
なお、本実施形態のレンズ系においては、レンズ面Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５およびＲ６において非球面であるレンズを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜選択して採用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明に係る撮影レンズは、３群３枚という非常にシンプルな構成のレンズ系を樹脂材料により形成することにより、コストを抑えることができるとともに、レンズ系の各パラメータが条件式（２）および（３）を満足することにより、小型化を達成し、条件式（１）〜（６）を満足することにより、良好な収差性能を得ることができるという効果を奏し、撮影レンズ、特に、高画素タイプのＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を使用した小型撮像装置に用いられる高性能でコンパクトな撮影レンズとして有用である。
【００３４】
本発明に係る撮影レンズは、３群３枚という非常にシンプルな構成のレンズ系を樹脂材料により形成することにより、コストを抑えることができるとともに、レンズ系の各パラメータが条件式（２）および（３）を満足することにより、小型化を達成し、条件式（１）〜（６）を満足することにより、良好な収差性能を得ることができるという効果が必要な技術分野等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１実施形態における撮影レンズの断面図
【図２】図１の撮影レンズにおける収差図
【符号の説明】
【００３６】
１  第１レンズ
２  第２レンズ
３  第３レンズ
４  開口絞り
【図１】
2006091297.tif 000005
【図２】
2006091297.tif 000006