(57)【要約】【課題】ＣＣＤやＣＭＯＳセンサー等の固体撮像素子を用いた小型で高性能なカメラに好適であり、簡素な構成で且つ低コストな撮像レンズ。【解決手段】物体側から順に、絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズから構成され、該第１レンズは像側により強い屈折力を有し、該第２レンズは物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであり、以下の条件式を満足すること。−０．８５＜ｆ２／ｆ＜−０．２５ν２＜３５但し、ｆ：全系の焦点距離、ｆ２：第２レンズの焦点距離、ν２：第２レンズのアッベ数【選択図】        図１
2004219807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズから構成され、該第１レンズは像側により強い屈折力を有し、該第２レンズは物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであり、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
−０．８５＜ｆ２／ｆ＜−０．２５
ν２＜３５
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ν２：第２レンズのアッベ数
【請求項２】
前記第１レンズ、前記第２レンズ及び前記第３レンズはプラスチックから形成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
【請求項３】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像レンズ。
−０．４５＜ｆ２／ｆ＜−０．２８
【請求項４】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像レンズ。
−２．８０＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜−１．００
但し、
ｒ３：第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｒ４：第２レンズの像側の面の近軸曲率半径
【請求項５】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載の撮像レンズ。
−２．００＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜−１．１０
【請求項６】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像レンズ。
０．５０  ＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜１．２０
但し、
ｒ１：第１レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｒ２：第１レンズの像側の面の近軸曲率半径
【請求項７】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の撮像レンズ。
０．５０＜ｆ３／ｆ＜３．３０
但し、
ｆ３：第３レンズの焦点距離
【請求項８】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項７に記載の撮像レンズ。
０．５０＜ｆ３／ｆ＜１．００
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話等に内蔵されたカメラであって、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサー等の固体撮像素子を用いた小型で高性能なカメラに好適な撮像レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、小型のビデオカメラやデジタルスチルカメラ、或いは携帯電話等に内蔵されるカメラに用いられる小型の撮像レンズとして、３枚のレンズにより構成されたものが種々提案されており、例えば下記の如き特許文献に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−１５３６１２号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平５−１８８２８４号公報
【０００５】
【特許文献３】
特開平９−２８８２３５号公報
【０００６】
【特許文献４】
特開２００１−７５００６号公報
【０００７】
【特許文献５】
特開２００１−８３４０９号公報
【０００８】
【特許文献６】
特開２００２−２２１６５９号公報
【０００９】
【特許文献７】
特開２００２−２４４０３０号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ＣＣＤやＣＭＯＳセンサー等の固体撮像素子に用いる撮像レンズは良好なテレセントリック性を必要とするが、特許文献１、特許文献２及び特許文献３に開示されている撮像レンズは、第１レンズの物体側に絞りを配置する構成とすることにより、良好なテレセントリック性を確保し易い構成となっている。しかしながら、何れの特許文献に開示の撮像レンズも屈折率が１．７以上の高屈折率のガラスレンズを使用しており、コスト高になってしまうという問題を有する。また、これらの撮像レンズに、コストの点で有利なプラスチックレンズを適用しようとすると、屈折率が低いために、光学性能の劣化を招いてしまう。
【００１１】
また、特許文献４には、低コスト化のためにプラスチックの使用が可能な低屈折率の材料を用いた例が示されているが、倍率色収差の発生がやや大きく、高画素タイプのカメラへの適用は困難である。
【００１２】
更に、特許文献５、特許文献６及び特許文献７に開示されている撮像レンズは、何れも絞りが第１レンズと第２レンズの間に配置されており、テレセントリック性がやや不充分なものになっている。
【００１３】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサー等の固体撮像素子を用いた小型で高性能なカメラに好適な撮像レンズであって、良好なテレセントリック性を確保して全長が短く、簡素な構成であり、且つ各レンズをプラスチックレンズにして低コストすることが可能な撮像レンズを提案することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の撮像レンズは、物体側から順に、絞り、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズから構成され、該第１レンズは像側により強い屈折力を有し、該第２レンズは物体側に凹面を向けたメニスカスレンズであり、以下の条件式を満足する、という構成を備える。
【００１５】
−０．８５＜ｆ２／ｆ＜−０．２５                        ▲１▼
ν２＜３５                                              ▲２▼
但し、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ν２：第２レンズのアッベ数
請求項２に記載の撮像レンズは、請求項１に記載の撮像レンズと同様の構成を備えると共に、前記第１レンズ、前記第２レンズ及び前記第３レンズはプラスチックから形成されている、という構成を備える。
【００１６】
請求項３に記載の撮像レンズは、請求項１又は請求項２に記載の撮像レンズと同様の構成を備えると共に、以下の条件式を満足する、という構成を備える。
【００１７】
−０．４５＜ｆ２／ｆ＜−０．２８                        ▲３▼
請求項４に記載の撮像レンズは、請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像レンズと同様の構成を備えると共に、以下の条件式を満足する、という構成を備える。
【００１８】
−２．８０＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜−１．００    ▲４▼
但し、
ｒ３：第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｒ４：第２レンズの像側の面の近軸曲率半径
請求項５に記載の撮像レンズは、請求項４に記載の撮像レンズと同様の構成を備えると共に、以下の条件式を満足する、という構成を備える。
【００１９】
−２．００＜（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＜−１．１０    ▲５▼
請求項６に記載の撮像レンズは、請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像レンズと同様の構成を備えると共に、以下の条件式を満足する、という構成を備える。
【００２０】
０．５０  ＜（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＜１．２０      ▲６▼
但し、
ｒ１：第１レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｒ２：第１レンズの像側の面の近軸曲率半径
請求項７に記載の撮像レンズは、請求項１〜６の何れか１項に記載の撮像レンズと同様の構成を備えると共に、以下の条件式を満足する、という構成を備える。
【００２１】
０．５０＜ｆ３／ｆ＜３．３０                            ▲７▼
但し、
ｆ３：第３レンズの焦点距離
請求項８に記載の撮像レンズは、請求項７に記載の撮像レンズと同様の構成を備えると共に、以下の条件式を満足する、という構成を備える。
【００２２】
０．５０＜ｆ３／ｆ＜１．００                            ▲８▼
本発明の撮像レンズにおいては、最も物体側に絞りを配置することにより良好なテレセントリック性を確保し、更に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズから構成することにより、軸上色収差及び倍率色収差を良好に補正しながら、全長の短い撮像レンズを実現している。また、第２レンズは物体側を凹面としたメニスカスレンズであるが、このように構成することにより、ローパスフィルタやＣＣＤフェースプレートを配置するための充分なバックフォーカスを確保し易くなり、更に、テレセントリック性をより良好にすることが可能となる。
【００２３】
次に条件式▲１▼〜▲８▼について説明する。
条件式▲１▼〜▲３▼は、何れも色収差を良好に補正するための条件式である。
【００２４】
条件式▲１▼の下限を越えて第２レンズの屈折力が小さくなり過ぎると、軸上色収差がｄ線に比べてｇ線がアンダーになる方向に大きくなり、また、倍率色収差がｄ線に比べてｇ線の像高が小さくなる方向に大きくなってしまう。上限を越えると、何れの色収差も下限を越えた場合とは逆の方向に大きくなってしまう。
【００２５】
また、条件式▲２▼の範囲を外れると、軸上色収差がｄ線に比べてｇ線がアンダーになる方向に大きくなり、倍率色収差がｄ線に比べてｇ線の像高が小さくなる方向に大きくなってしまう。
【００２６】
更に、条件式▲３▼を満足することで、色収差をより良好に補正することができる。
【００２７】
条件式▲４▼，▲５▼は、テレセントリック性の確保とコマ収差の補正をより良好にしながら、第２レンズの加工性を容易にするためのものである。
【００２８】
条件式▲４▼の下限を越えると、第２レンズの像側の面から射出される軸外光線の光軸とのなす角度が大きくなってくるため、テレセントリック性が悪化しやすくなる。また、テレセントリック性を確保しようとして、第３レンズの屈折力を大きくすると、コマ収差が悪化しやすくなる。条件式▲４▼の上限を越えると、第２レンズの物体側の曲率半径が小さくなってくるため、第２レンズの加工性が悪化しがちになる。
【００２９】
また、条件式▲５▼を満足することで、テレセントリック性の確保、コマ収差の補正、第２レンズの加工性をより良好にすることができる。
【００３０】
条件式▲６▼は、ローパスフィルターやＣＣＤフェースプレートを配置するための充分なバックフォーカスを確保し、テレセントリック性を良好にしながら、第１レンズの加工性を容易にするためのものである。条件式▲６▼の下限を越えると、バックフォーカスが短くなりがちになると共にテレセントリック性が悪化しやすくなる。条件式▲６▼の上限を越えると、第１レンズの像側の曲率半径が小さくなり過ぎるため、第１レンズの加工性が悪化しがちになる。
【００３１】
条件式▲７▼，▲８▼は、テレセントリック性をより良好にしながら、コマ収差、倍率色収差をより良好に補正するためのものである。条件式▲７▼の下限を越えると、第３レンズにより発生する倍率色収差、コマ収差が大きくなりがちとなる。逆に上限を越えると、テレセントリック性が悪化し易くなる。
【００３２】
また、条件式▲８▼を満足することで、テレセントリック性、コマ収差、倍率色収差をよりいっそう良好にすることができる。
【００３３】
【実施例】
以下に、本発明の撮像レンズの実施例を示す。
【００３４】
ここで、ｒはレンズ各面の曲率半径、ｄはレンズ厚若しくはレンズ間隔、ｎｄは屈折率、νｄはアッベ数を示す。
【００３５】
非球面の形状は、光軸方向をＺ軸、光軸と直交する方向をＹ軸とし、近軸曲率半径をｒ、円錐定数をＫ、非球面係数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとしたとき、次式で表している。
【００３６】
【数１】
2004219807.tif 000003
【００３７】
また、下記の実施例における各レンズはプラスチックより形成されている。
［実施例１］
焦点距離：ｆ＝３．４０ｍｍ
Ｆナンバー：Ｆ３．６０
画角：２ω＝５２．０°
実施例１におけるレンズデータを表１に、非球面係数を表２に示す。
【００３８】
【表１】
2004219807.tif 000004
【００３９】
【表２】
2004219807.tif 000005
【００４０】
条件式▲１▼，▲３▼〜▲８▼に対応する値は下記の如くなる。
ｆ２／ｆ＝−０．３３
（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＝−１．２８
（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝０．９４
ｆ３／ｆ＝０．７１
実施例１におけるレンズ断面図を図１に、球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図を図２に、コマ収差の収差図を図３に示す。
【００４１】
なお、図１において、１０は絞り、１１は第１レンズ、１２は第２レンズ、１３は第３レンズ、１４はローパスフィルタ、１５は固体撮像素子である。
【００４２】
［実施例２］
焦点距離：ｆ＝３．２８ｍｍ
Ｆナンバー：Ｆ３．６０
画角：２ω＝５３．６°
実施例２におけるレンズデータを表３に、非球面係数を表４に示す。
【００４３】
【表３】
2004219807.tif 000006
【００４４】
【表４】
2004219807.tif 000007
【００４５】
条件式▲１▼，▲３▼〜▲８▼に対応する値は下記の如くなる。
ｆ２／ｆ＝−０．３７
（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＝−１．４８
（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝０．９１
ｆ３／ｆ＝０．７３
実施例２におけるレンズ断面図を図４に、球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図を図５に、コマ収差の収差図を図６に示す。
【００４６】
なお、図４において、２０は絞り、２１は第１レンズ、２２は第２レンズ、２３は第３レンズ、２４はローパスフィルタ、２５は固体撮像素子である。
【００４７】
［実施例３］
焦点距離：ｆ＝３．２８ｍｍ
Ｆナンバー：Ｆ３．６０
画角：２ω＝５４．２°
実施例３におけるレンズデータを表５に、非球面係数を表６に示す。
【００４８】
【表５】
2004219807.tif 000008
【００４９】
【表６】
2004219807.tif 000009
【００５０】
条件式▲１▼，▲３▼〜▲８▼に対応する値は下記の如くなる。
ｆ２／ｆ＝−０．３３
（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＝−１．４０
（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝０．９５
ｆ３／ｆ＝０．６９
実施例３におけるレンズ断面図を図７に、球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図を図８に、コマ収差の収差図を図９に示す。
【００５１】
なお、図７において、３０は絞り、３１は第１レンズ、３２は第２レンズ、３３は第３レンズ、３４はローパスフィルタ、３５は固体撮像素子である。
【００５２】
［実施例４］
焦点距離：ｆ＝３．２８ｍｍ
Ｆナンバー：Ｆ３．６０
画角：２ω＝５６．０°
実施例４におけるレンズデータを表７に、非球面係数を表８に示す。
【００５３】
【表７】
2004219807.tif 000010
【００５４】
【表８】
2004219807.tif 000011
【００５５】
条件式▲１▼，▲３▼〜▲８▼に対応する値は下記の如くなる。
ｆ２／ｆ＝−０．７９
（ｒ３＋ｒ４）／（ｒ３−ｒ４）＝−２．４８
（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１−ｒ２）＝０．６１
ｆ３／ｆ＝３．０５
実施例４におけるレンズ断面図を図１０に、球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図を図１１に、コマ収差の収差図を図１２に示す。
【００５６】
なお、図１０において、４０は絞り、４１は第１レンズ、４２は第２レンズ、４３は第３レンズ、４５は固体撮像素子である。
【００５７】
【発明の効果】
本発明の撮像レンズによれば、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサー等の固体撮像素子を用いた小型で高性能なカメラに好適であり、良好なテレセントリック性を確保して全長が短く、簡素な構成であり、且つ各レンズをプラスチックにして低コストにすることが可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１におけるレンズ断面図である。
【図２】実施例１における球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図である。
【図３】実施例１におけるコマ収差の収差図である。
【図４】実施例２におけるレンズ断面図である。
【図５】実施例２における球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図である。
【図６】実施例２におけるコマ収差の収差図である。
【図７】実施例３におけるレンズ断面図である。
【図８】実施例３における球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図である。
【図９】実施例３におけるコマ収差の収差図である。
【図１０】実施例４におけるレンズ断面図である。
【図１１】実施例４における球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図である。
【図１２】実施例４におけるコマ収差の収差図である。
【符号の説明】
１０，２０，３０，４０  絞り
１１，２１，３１，４１  第１レンズ
１２，２２，３２，４２  第２レンズ
１３，２３，３３，４３  第３レンズ
１４，２４，３４  ローパスフィルタ
１５，２５，３５，４５  固体撮像素子
【図１】
2004219807.tif 000012
【図２】
2004219807.tif 000013
【図３】
2004219807.tif 000014
【図４】
2004219807.tif 000015
【図５】
2004219807.tif 000016
【図６】
2004219807.tif 000017
【図７】
2004219807.tif 000018
【図８】
2004219807.tif 000019
【図９】
2004219807.tif 000020
【図１０】
2004219807.tif 000021
【図１１】
2004219807.tif 000022
【図１２】
2004219807.tif 000023