(57)【要約】      （修正有）【課題】小型で、かつ諸収差が改善された撮像レンズを提供すること。【解決手段】物体側から第１レンズ１、絞り３、第２レンズ２を順次配設し、前記第１レンズは、物体側に凸面を向けた正屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、前記第２レンズは、像面側に凸面を向けた正屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、前記第１レンズ及び第２レンズそれぞれにおいて、物体側の面を第１面、像面側の面を第２面とするとき、以下の条件を満足することを特徴とする撮像レンズ。［１］０＜ＴＬ／ｆ＜１．３５ただし、ｆ：レンズ系全体の焦点距離ＴＬ：第１レンズの第１面より結像面までの空気長換算距離【選択図】図２
2006106176.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から第１レンズ、絞り、第２レンズを順次配設し、
前記第１レンズは、物体側に凸面を向けた正屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、
前記第２レンズは、像面側に凸面を向けた正屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、
前記第１レンズ及び第２レンズそれぞれにおいて、物体側の面を第１面、像面側の面を第２面とするとき、以下の条件を満足することを特徴とする撮像レンズ。
［１］０＜ＴＬ／ｆ＜１．３５
ただし、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ＴＬ：第１レンズの第１面より結像面までの空気長換算距離
【請求項２】
請求項１記載の撮像レンズにおいて、さらに以下の条件を満足する特徴とする撮像レンズ。
［２］０．５＜ｆ１／ｆ２＜１．０
［３］０．２＜Ｒ１／ｆ＜０．４
［４］−０．６＜Ｒ４／ｆ＜−０．３
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
Ｒ１：第１レンズの第１面の曲率半径
Ｒ４：第２レンズの第２面の曲率半径
【請求項３】
請求項１又は２に記載のレンズにおいて、第１レンズ及び第２レンズの少なくとも１面は、非球面であることを特徴とする撮像レンズ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のレンズにおいて、第１レンズ及び第２レンズを構成する材料として樹脂を用いることを特徴とする撮像レンズ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像レンズにおいて、さらに以下の条件を満たすことを特徴とする撮像レンズ。
［５］０．０５＜Ｄ２／ｆ＜０．１３
ただし、
Ｄ２：第１レンズの第２面の頂点から第２レンズ第１面の頂点までの距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像レンズに関し、さらに詳しくはＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子を用い、携帯電話やＰＤＡなどの画像入力に使用される小型の撮像レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＤＡなどの通信機器に、ＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサ等の固体撮像素子を用いた小型撮像レンズが搭載され、急速に普及してきている。これらにはその用途のため、より一層の小型化の要求が高まってきている。
そのため、このような用途のレンズとしては、１枚構成のレンズ系に比較して光学性能に優れる２枚構成のレンズ系あるいは３枚構成のレンズ系が各種提案されている。
３枚構成のレンズ系においては、きわめて高い光学性能を得ることが可能となるが、部品点数が多いことから、小型化が難しく、各構成部品に高い精度が要求されるため製造コストも高くなってしまうという問題がある。
これに対して、２枚構成のレンズ系は、３枚構成のレンズ系ほどの光学性能を望むことはできないものの、１枚構成のレンズより高い光学性能を得ることができ、小型でかつ高解像度の固体撮像素子に好適であるといえる。
このような２枚構成のレンズ系としては、従来から、レトロフォーカス型と呼ばれる負屈折力を有するレンズと正屈折力を有するレンズとを組み合わせたレトロフォーカス型の撮像レンズや正屈折力を有するレンズと負屈折力を有するレンズとを組み合わせたテレフォト型の撮像レンズが提案されている。レトロフォーカス型は、低コスト化は可能であるが、バックフォーカス距離が長くなるため１枚構成のレンズ系と同程度の小型化は構成的に不可能であるという問題がある。一方、テレフォト型は、バックフォーカス距離が短すぎ、テレセントリック性の問題もあり、固体撮像素子用の撮像レンズとして適用することが事実上不可能である。
そこで、正屈折力を有するレンズを２枚組み合わせた撮像レンズが提案されている（特許文献１〜３を参照）。これらによれば、小型で収差の良好に補正された小型撮像レンズを提供することができることが記載されている。
しかしながら、最近では、携帯電話などの小型化に伴い、撮像レンズにもさらなる小型化が要求されており、上記文献に記載でのレンズでは、まだその要求を満たしきれておらず、さらなる改善が必要とされている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２１５４４６号公報
【特許文献２】特開２００３−２３２９９０号公報
【特許文献３】特開２００３−２３２９９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、本発明の目的は、従来のものよりもさらに小型化が可能で、かつ諸収差が改善された撮像レンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
かくして前記目的を解決する手段として、
（１）物体側から第１レンズ、絞り、第２レンズを順次配設し、
前記第１レンズは、物体側に凸面を向けた正屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、
前記第２レンズは、像面側に凸面を向けた正屈折力を有するメニスカス形状のレンズであり、
前記第１レンズ及び第２レンズそれぞれにおいて、物体側の面を第１面、像面側の面を第２面とするとき、以下の条件を満足することを特徴とする撮像レンズ；
［１］０＜ＴＬ／ｆ＜１．３５
ただし、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ＴＬ：第１レンズの第１面より結像面までの空気長換算距離、
（２）前記（１）記載の撮像レンズにおいて、さらに以下の条件を満足する特徴とする撮像レンズ；
［２］０．５＜ｆ１／ｆ２＜１．０
［３］０．２＜Ｒ１／ｆ＜０．４
［４］−０．６＜Ｒ４／ｆ＜−０．３
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
Ｒ１：第１レンズの第１面の曲率半径
Ｒ４：第２レンズの第２面の曲率半径、
（３）前記（１）又は（２）に記載のレンズにおいて、第１レンズ及び第２レンズの少なくとも１面は、非球面であることを特徴とする撮像レンズ、
（４）前記（１）〜（３）のいずれか１項に記載のレンズにおいて、第１レンズ及び第２レンズを構成する材料として樹脂を用いることを特徴とする撮像レンズ、及び
（５）前記（１）〜（４）のいずれか１項に記載の撮像レンズにおいて、さらに以下の条件を満たすことを特徴とする撮像レンズ；
［５］０．０５＜Ｄ２／ｆ＜０．１３
ただし、
Ｄ２：第１レンズの第２面の頂点から第２レンズ第１面の頂点までの距離、
がそれぞれ提供される。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、諸収差が改善された小型で、廉価で大量生産可能な撮像レンズを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施形態を図を参照して説明する。
図１は、本発明に係る撮像レンズの実施の一形態を示したもので、この撮像レンズは、例えば、ガラスまたは樹脂材料等からなり、物体側に凸面を向けた正屈折力を有するメニスカス形状の第１レンズ１および像面側に凸面を向けた正屈折力を有するメニスカス形状の第２レンズ２を有している。ここで、第１レンズ１および第２レンズ２の各レンズ面を物体側から順に第１面、第２面と呼ぶこととする。
【０００８】
そして、第１レンズ１の第２面と第２レンズ２の第１面との間には、絞り３が配設されており、前記第２レンズ２の第２面側には、カバーガラス、ＩＲカットフィルタ、ローパスフィルタ等の各種フィルタ５およびＣＣＤあるいはＣＭＯＳ等の撮像素子の受光面である結像面４がそれぞれ配設されている。前記各種フィルタ５は必要に応じて省略することも可能である。
【０００９】
本発明においては、次の条件を満たすようになっている。
［１］０＜ＴＬ／ｆ＜１．３５
ただし、ｆはレンズ系全体の焦点距離、ＴＬは第１レンズの第１面より結像面までの空気長換算距離である。
前記式［１］は、レンズ系の大きさを規定するものであり、ＴＬ／ｆが上記上限値以上になるとレンズ全体が長くなってしまい、小型化が困難となる。
【００１０】
本発明においては、次の条件を満たすようになっていることが好ましい。
［２］０．５＜ｆ１／ｆ２＜１．０
［３］０．２＜Ｒ１／ｆ＜０．４
［４］−０．６＜Ｒ４／ｆ＜−０．３
ただし、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、Ｒ１は第１レンズの第１面の曲率半径、Ｒ４は第２レンズの第２面の曲率半径である。
【００１１】
前記式［２］は、第１レンズのパワーを強い構成にして小型化を図るための条件である。式［２］において、ｆ１／ｆ２が上記下限値以下となると諸収差の補正が難しくなり、逆に上限値以上となると光学全長が長くなり、撮像レンズの小型化が困難となる。
【００１２】
前記式［３］は、正屈折力を有する第１レンズの第１面の曲率半径Ｒ１を適切な値にすることで、コマ収差、像面湾曲、倍率色収差を適切に補正するための条件である。式［３］において、Ｒ１／ｆが上記下限値以下となると第２レンズでのコマ収差、像面湾曲、倍率色収差の補正が困難となり、逆に上記上限値以上となると光学全長が長くなり撮像レンズの小型化が困難となる。
【００１３】
前記式［４］は、第１レンズにより発生する収差をキャンセルするための条件である。式［４］において、Ｒ４／ｆが上記下限値以下となると第1レンズで発生する収差が相殺されるために、Ｒ４の絶対値が大きくなって光学全長が長くなって撮像レンズの小型化が困難となり、逆に上記上限値以上となると諸収差をバランスよく相殺することが困難となる。
【００１４】
本発明において、第１レンズ及び第２レンズの少なくとも１面は、非球面であることが好ましい。第１レンズ及び第２レンズの少なくとも１面が非球面であることにより、２枚構成のレンズでありながらも、球面収差やコマ収差などの諸収差を良好に補正することができる。
【００１５】
本発明において、第１レンズ及び第２レンズを構成する材料として樹脂を用いることが好ましく、アッベ数が５０よりも大きいものがさらに好ましい。樹脂を用いることにより、安価に非球面を実現し、高い性能を有する撮像レンズを提供することができる。さらに、アッベ数が５０よりも大きいことにより、色収差、特に軸外倍率色収差に優れる撮像レンズを提供することができる。
用いる樹脂としては例えば、脂環式構造を有する重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートなどの樹脂が挙げられる。これらの中でも低吸湿性による寸法安定性、軽量性の観点から脂環式構造を有する重合体が好ましい。脂環式構造を有する重合体としては（１）ノルボルネン系重合体、（２）単環の環状オレフィン系重合体、（３）環状共役ジエン系重合体、（４）ビニル脂環式炭化水素重合体、及びこれらの水素添加物などが挙げられる。これらの中でも、透明性、成形性の観点からノルボルネン系重合体がより好ましい。
【００１６】
本発明において、さらに以下の条件を満たすことが好ましい。
［５］０．０５＜Ｄ２／ｆ＜０．１３
ただし、Ｄ２は第１レンズの第２面の頂点から第２レンズの第１面の頂点までの距離である。ここで、第１レンズの第２面の頂点は、光軸と第１レンズの第２面との交点をさし、第２レンズの第１面の頂点は、光軸と第１面との交点にあたる。
【００１７】
上記式［５］は、コンセントリック構成にし、第１レンズと第２レンズの空気間隔を規定するもので、光量を制限する絞りを配置する間隔を適切に設定することでレンズ全長と絞りのスペースを確保している。上記式［５］において、Ｄ２／ｆが上記下限値以下となると収差の補正と絞りのスペース確保が困難となり、逆に上記上限値以上となると撮像レンズの小型化が困難となる。
【実施例】
【００１８】
本発明を、実施例を示しながら、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
本実施例において、ｆは焦点距離、ＦＮｏはＦナンバー、Ｒは屈曲面の曲率半径、Ｄは屈曲面間隔、Ｎｄはｄ線の屈折率、νｄはｄ線のアッベ数を表す。面番号は、物体側から順の面の位置を示す。また、レンズの非球面の形状は、光軸方向にｚ軸をとり、光軸と垂直方向にｘ軸をとり、光の進行方向を正として、式［６］で表される。なお式［６］中、Ｒは各レンズの頂点の曲率半径、ｈはレンズの光軸からの高さ、ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ８、Ａ１０は非球面係数を表す。
【００１９】
【数６】
2006106176.tif 000003
【００２０】
図２は、本発明に係る撮像レンズの実施例を示す概略構成図である。図１に示す撮像レンズは、物体側から第１レンズ１、絞り３及び第２レンズ２から構成される。第１レンズは、正のメニスカス状レンズであり物体側に凸の非球面になっている。第２レンズも正のメニスカス状レンズであり像面側に凸の非球面状になっている。第２レンズ２と結像面４の間には、イメージセンサのカバーガラス５が配置されている。
なお、本実施例においては、レンズを構成する材料として、ノルボルネン系重合体（日本ゼオン社製、ＺＥＯＮＥＸ４８０Ｒ、アッベ数は５６）を使用した。
【００２１】
（実施例１）
実施例１のレンズデータを表１、２に示す。なお、表１中のＲの値が０であることは、平面であることを意味する。これは、後述の実施例２の表３、実施例３の表５においてもそれぞれ同様である。
【００２２】
【表１】
2006106176.tif 000004
【００２３】
【表２】
2006106176.tif 000005
【００２４】
図３は、実施例１の撮像レンズにおける諸収差を示す収差図である。非点収差におけるＭはメリジオナルの収差、Ｓはサジタルの収差を表している。コマ収差における曲線１はｄ線、曲線２はＦ線、曲線３はＣ線を表している。球面収差における曲線１はｄ線、曲線２はＦ線、曲線３はＣ線、曲線４は正弦条件を表している。これらの記号の意味は、後述の実施例２、実施例３の諸収差を示す図３、４においても同様である。
【００２５】
また実施例１における各条件式の値を示す。
０＜ＴＬ／ｆ＜１．３５という条件式では、ＴＬ／ｆ＝１．２６
０．５＜ｆ１／ｆ２＜１．０という条件式では、ｆ１／ｆ２＝０．８１
０．２＜Ｒ１／ｆ＜０．４という条件式では、Ｒ１／ｆ＝０．３
−０．６＜Ｒ４／ｆ＜−０．３という条件式では、Ｒ４／ｆ＝−０．４４
０．０５＜Ｄ２／ｆ＜０．１３という条件式では、Ｄ２／ｆ＝０．０８
であった。
【００２６】
（実施例２）
実施例２のレンズデータを表３、４に示す。
【００２７】
【表３】
2006106176.tif 000006
【００２８】
【表４】
2006106176.tif 000007
【００２９】
図４は、実施例２の撮像レンズにおける諸収差を示す収差図である。
【００３０】
また実施例２における各条件式の値を示す。
０＜ＴＬ／ｆ＜１．３５という条件式では、ＴＬ／ｆ＝１．３４
０．５＜ｆ１／ｆ２＜１．０という条件式では、ｆ１／ｆ２＝０．９
０．２＜Ｒ１／ｆ＜０．４という条件式では、Ｒ１／ｆ＝０．３１
−０．６＜Ｒ４／ｆ＜−０．３という条件式では、Ｒ４／ｆ＝−０．４３
０．０５＜Ｄ２／ｆ＜０．１３という条件式では、Ｄ２／ｆ＝０．１２
であった。
【００３１】
（実施例３）
実施例３のレンズデータを表５、６に示す。
【００３２】
【表５】
2006106176.tif 000008
【００３３】
【表６】
2006106176.tif 000009
【００３４】
図５は、実施例３の撮像レンズにおける諸収差を示す収差図である。
【００３５】
また実施例３における各条件式の値を示す。
０＜ＴＬ／ｆ＜１．３５という条件式では、ＴＬ／ｆ＝１．２５
０．５＜ｆ１／ｆ２＜１．０という条件式では、ｆ１／ｆ２＝０．８２
０．２＜Ｒ１／ｆ＜０．４という条件式では、Ｒ１／ｆ＝０．３
−０．６＜Ｒ４／ｆ＜−０．３という条件式では、Ｒ４／ｆ＝−０．４５
０．０５＜Ｄ２／ｆ＜０．１３という条件式では、Ｄ２／ｆ＝０．１１
であった。
【００３６】
図３〜図５からわかるように、非点収差、歪曲収差、球面収差、コマ収差のいずれもほぼ満足できる値となり、十分な光学特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明に係る撮像レンズの実施の一形態を示したものである。
【図２】図２は、本発明に係る撮像レンズの実施例を示す概略構成図である。
【図３】図３は、実施例１の撮像レンズにおける諸収差を示す収差図である。
【図４】図４は、実施例２の撮像レンズにおける諸収差を示す収差図である。
【図５】図５は、実施例３の撮像レンズにおける諸収差を示す収差図である。
【符号の説明】
【００３８】
１：第１レンズ
２：第２レンズ
３：絞り
４：結像面
５：カバーガラス
Ｍ：メリジオナル
Ｓ：サジタル
【図１】
2006106176.tif 000010
【図２】
2006106176.tif 000011
【図３】
2006106176.tif 000012
【図４】
2006106176.tif 000013
【図５】
2006106176.tif 000014