(57)【要約】【目的】所定の条件式を満足し、非球面を有する２枚の正レンズから単焦点レンズを構成することにより、コンパクト化および低廉化を達成するとともに諸収差を良好に補正する。【構成】物体側より順に、絞り２、少なくとも一面を非球面とされた正の屈折力を有する第１レンズＬ１、および少なくとも一面を非球面とされた正の屈折力を有する第２レンズＬ２を配列してなり、下記条件式（１）および（２）を満足する。ｆ′１／ｆ′２　＜　３．０　・・・（１）、ＣＬ２／ＤＬ２　＞　０．８　　・・・（２）（ｆ′１：第１レンズの焦点距離、ｆ′２：第２レンズの焦点距離、ＣＬ２：第２レンズにおいて最大有効径が、より小さい面に対するコバ厚、ＤＬ２：第２レンズの中心厚）。【選択図】　　　　　図１
2004109591.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、絞り、少なくとも一面を非球面とされた正の屈折力を有する第１レンズ、および少なくとも一面を非球面とされた正の屈折力を有する第２レンズを配列してなり、下記条件式（１）および（２）を満足することを特徴とする単焦点レンズ。
ｆ′１／ｆ′２＜　３．０　・・・（１）
ＣＬ２／ＤＬ２＞　０．８　・・・（２）
ただし、
ｆ′１：第１レンズの焦点距離
ｆ′２：第２レンズの焦点距離
ＣＬ２：第２レンズにおいて最大有効径が、より小さい面に対するコバ厚
ＤＬ２：第２レンズの中心厚
【請求項２】
前記第１レンズは、物体側に凹面を向けたメニスカス形状とされ、
前記第２レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状とされるとともに、像側の面を光軸から離れるに従って負の屈折力が強くなるような非球面形状としたことを特徴とする請求項１記載の単焦点レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２枚構成よりなるコンパクトな単焦点レンズに関し、特に、デジタルカメラの撮像レンズ、さらにはＰＣや携帯端末等の画像取込用レンズに好適な単焦点レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パソコンの普及に伴い、撮影した画像情報の加工を容易に行い得るデジタルカメラも急速に普及しつつある。
このようなデジタルカメラにおいては、よりコンパクトで低廉なものが求められるようになってきており、このため特に、その撮影レンズについてのコンパクト化および低廉化の達成が急務となっている。
【０００３】
このような要求に対応したものとして、特開平２０００−２５８６８４号公報等に記載された撮影レンズが知られている。この撮影レンズは、物体側から順に、負レンズからなる第１レンズおよび正レンズからなる第２レンズを配設した２枚構成とされ、少なくとも第１レンズの第１面を非球面とすることにより、焦点距離を短縮しつつ、バックフォーカス距離を確保しようとしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した公報記載の撮影レンズは、コンパクトさにおいて十分なものとは言えず、さらなるコンパクト化および低廉化が要求されている。
【０００５】
また、デジタルカメラは小型サイズの撮像素子を使用しており、主光線を撮像面に対して１５°程度以内の角度で入射させる必要があったが、近年の撮像素子の改良により、従来以上の入射角も許容されるようになってきた。そこで、主光線の入射角を比較的大きく設定した場合であっても、諸収差を良好に補正し得る撮影レンズの開発が望まれている。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、コンパクトなカメラ、特にデジタルカメラに搭載される撮影レンズにおいて、２枚のレンズ構成により諸収差を良好に補正しつつ、コンパクト化および低廉化を達成し得る単焦点レンズを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の単焦点レンズは、上記目的を達成するため、物体側より順に、絞り、少なくとも一面を非球面とされた正の屈折力を有する第１レンズ、および少なくとも一面を非球面とされた正の屈折力を有する第２レンズを配列してなり、下記条件式（１）および（２）を満足することを特徴とするものである。
【０００８】
ｆ′１／ｆ′２＜　３．０　・・・（１）
ＣＬ２／ＤＬ２＞　０．８　・・・（２）
ただし、
ｆ′１：第１レンズの焦点距離
ｆ′２：第２レンズの焦点距離
ＣＬ２：第２レンズにおいて最大有効径が、より小さい面に対するコバ厚
ＤＬ２：第２レンズの中心厚
【０００９】
ここで、「第２レンズにおいて最大有効径が、より小さい面に対するコバ厚ＣＬ２」とは、例えば図１および図２に示すように、最大有効径が、より小さい面におけるレンズ有効領域の周縁部から他の面に向かって光軸に平行な直線を引いた場合に、前記レンズ有効領域の周縁部から前記直線が他の面と交わった点までの距離のことを言う。
なお、両面の最大有効径が互いに等しい場合には、その最大有効径に対するコバ厚ＣＬ２である。
【００１０】
また、前記第１レンズは、物体側に凹面を向けたメニスカス形状とされ、
前記第２レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状とされるとともに、像側の面を光軸から離れるに従って負の屈折力が強くなるような非球面形状とすることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の具体的な実施形態について図面を参照しつつ説明する。
本発明の実施形態に係る単焦点レンズは、図１、図２に示すように、物体側より順に、絞り２、物体側に凹面を向けた正のメニスカスレンズからなる第１レンズＬ１、物体側に凸面を向けた正のメニスカスレンズからなる第２レンズＬ２を配設し、光軸Ｘと平行に入射した光束を撮像素子の結像位置Ｐに効率良く収束させるようにした単焦点レンズである。なお、撮像素子の表面にはカバーガラス１が配設されている。
【００１２】
このように、第１レンズＬ１を、物体側に凹面を向けたメニスカス形状とすることにより、像面湾曲を良好に補正することができる。また、第２レンズＬ２を、物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすることによっても、像面湾曲を良好に補正することができる。
【００１３】
また、上記第１レンズＬ１および上記第２レンズＬ２は、両面がそれぞれ非球面とされており、これにより諸収差を極めて良好に補正することができる。なお、非球面は上記第１レンズＬ１および上記第２レンズＬ２の各々の少なくとも一方の面に設けてあれば略良好な収差補正とすることができる。
【００１４】
また、上記第２レンズＬ２の像側の面は、光軸から離れるに従って負の屈折力が強くなるように形成されており、このような構成とすることにより、上述した第１レンズＬ１の形状および第２レンズＬ２の形状とあいまって、像面湾曲をさらに良好に補正することができる。
【００１５】
さらに、本実施形態の単焦点レンズは以下の条件式（１）および（２）を満足するように設定されている。
【００１６】
ｆ′１／ｆ′２　＜　３．０　・・・（１）
ＣＬ２／ＤＬ２　＞　０．８　・・・（２）
ただし、
ｆ′１：第１レンズの焦点距離
ｆ′２：第２レンズの焦点距離
ＣＬ２：第２レンズにおいて最大有効径が、より小さい面に対するコバ厚
ＤＬ２：第２レンズの中心厚
【００１７】
ここで、上記条件式（１）は第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の焦点距離の比を規定するもので、この数値範囲を超えると像面湾曲の補正を行うことが困難となり好ましくない。
【００１８】
また、上記条件式（２）は第２レンズＬ２の形状を規定するもので、この数値範囲を超えると射出瞳の距離を確保しつつ、ディストーションおよび像面湾曲の補正を行うことが困難となり好ましくない。
【００１９】
【実施例】
以下、具体的な数値に基づき各実施例について説明する。
＜実施例１＞
実施例１の単焦点レンズの構成は、実施形態において説明したとおりである。図１は、実施例１の単焦点レンズの構成を示す概略図である。
実施例１の単焦点レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔（以下、これらを総称して軸上面間隔という）Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄの値を表１に示す。なお、表中の数字は物体側からの順番を表すものである。また、表１中の面番号の左側に＊が付された面は、下記非球面式により表される非球面とされている。
【００２０】
【数１】
2004109591.tif 000003
【００２１】
また、表２には、上記非球面式に示される非球面の各定数Ｋ、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０の値を示す。
【００２２】
【表１】
2004109591.tif 000004
【００２３】
【表２】
2004109591.tif 000005
【００２４】
また、実施例１における全レンズ系の焦点距離ｆ´、Ｆｎｏおよび画角２ωは表１の下段に示す如く設定されている。
【００２５】
なお、実施例１の単焦点レンズは、条件式（１）の値が１．６２、条件式（２）の値が０．９９となっており、条件式（１）および条件式（２）を満足するように構成されている。
【００２６】
＜実施例２＞
実施例２の単焦点レンズは上記実施例１のものと略同様に構成されている。図２は、実施例２の単焦点レンズの構成を示す概略図である。
実施例２の単焦点レンズの各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率Ｎｄおよびアッベ数νｄの値を表３に示す。なお、表中の数字は物体側からの順番を表すものである。また、表３中の面番号の左側に＊が付された面は、下記非球面式により表される非球面とされている。
【００２７】
【数２】
2004109591.tif 000006
【００２８】
また、表４には、上記非球面式に示される、第１レンズＬ１における非球面の各定数Ｋ、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、および第２レンズＬ２における非球面の各定数Ｋ、Ａ３、Ａ４、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ８、Ａ９、Ａ１０の値を示す。
【００２９】
【表３】
2004109591.tif 000007
【００３０】
【表４】
2004109591.tif 000008
【００３１】
また、実施例２における、全レンズ系の焦点距離ｆ´、Ｆｎｏおよび画角２ωは表３の下段に示す如く設定されている。
【００３２】
なお、実施例２の単焦点レンズは、条件式（１）の値が０．１７、条件式（２）の値が０．９０となっており、条件式（１）および条件式（２）を満足するように構成されている。
【００３３】
＜各実施例における諸収差＞
図３、図４は上記各実施例の単焦点レンズの諸収差（球面収差、非点収差およびディストーション）を示す収差図である。なお、各球面収差図には、Ｃ線、ｄ線、およびｇ線に対する収差が示されており、各非点収差図には、サジタル像面およびタンジェンシャル像面に対する収差が示されている。
これらの収差図から明らかなように、上述した各実施例の単焦点レンズによれば、各収差を良好に補正することができる。
【００３４】
なお、本発明の単焦点レンズとしては上記実施例のものに限られず、例えば各レンズ群を構成するレンズの形状および非球面の形状は適宜選択することが可能である。
【００３５】
また、本発明の単焦点レンズはデジタルカメラの撮像レンズの他、ＰＣや携帯端末の種々の簡易な画像取込用レンズに適用することができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明の単焦点レンズによれば、少なくとも一面を非球面とされた正の屈折力を有する２枚のレンズ構成とし、所定の条件式を満足することにより、諸収差を良好に補正しつつ、コンパクト化および低廉化を達成することが可能となる。
【００３７】
また、第１レンズを、物体側に凹面を向けたメニスカス形状とし、第２レンズを、物体側に凸面を向けたメニスカス形状とし、さらに第２レンズの像側の面を光軸から離れるに従って負の屈折力が強くなるような非球面形状とすることにより、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の単焦点レンズの構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例２の単焦点レンズの構成を示す概略図
【図３】実施例１の単焦点レンズの諸収差（球面収差、非点収差およびディストーション）を示す収差図
【図４】実施例２の単焦点レンズの諸収差（球面収差、非点収差およびディストーション）を示す収差図
【符号の説明】
Ｌ１〜Ｌ２　　レンズ
Ｒ１〜Ｒ６　　レンズ面（光学部材面）の曲率半径
Ｄ０〜Ｄ５　　軸上面間隔
Ｘ　　　　　　光軸
Ｐ　　　　　　結像位置
１　　　　　　カバーガラス
２　　　　　　絞り
【図１】
2004109591.tif 000009
【図２】
2004109591.tif 000010
【図３】
2004109591.tif 000011
【図４】
2004109591.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成15年10月3日(2003.10.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
このような要求に対応したものとして、特開２０００−２５８６８４号公報等に記載された撮影レンズが知られている。この撮影レンズは、物体側から順に、負レンズからなる第１レンズおよび正レンズからなる第２レンズを配設した２枚構成とされ、少なくとも第１レンズの第１面を非球面とすることにより、焦点距離を短縮しつつ、バックフォーカス距離を確保しようとしている。


【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004109591.tif 000013
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004109591.tif 000014