(57)【要約】【課題】光学性能が良好で低コスト・コンパクトな固体撮像素子用の撮像レンズを提供する。【解決手段】固体撮像素子に像を形成する撮像レンズであって、物体側から順に、２枚の正レンズ(L1,L2)と、少なくとも１枚の負レンズ(L3)とを有する。最も像側のレンズ面(r7)が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持つ。また、第１，第２レンズ(L1,L2)間に開口絞り(ST)を有する。【選択図】      図１
2004163850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子に像を形成する撮像レンズであって、物体側から順に、２枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを有し、最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持つことを特徴とする撮像レンズ。
【請求項２】
固体撮像素子に像を形成する撮像レンズであって、物体側から順に、正レンズと、開口絞りと、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズが像側に凹面を向けた負レンズであり、その負レンズの像側のレンズ面が非球面であり、その非球面が変曲点を持つことを特徴とする撮像レンズ。
【請求項３】
固体撮像素子に像を形成する撮像レンズであって、物体側から順に、正レンズと、開口絞りと、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持ち、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする撮像レンズ；
1.1＜f／Y'＜1.9  …(1)
ただし、
f：全系の焦点距離、
Y'：最大像高、
である。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像レンズに関するものであり、更に詳しくは被写体の映像を固体撮像素子で取り込むデジタル入力機器(デジタルスチルカメラ，デジタルビデオカメラ等)に適した小型の撮像レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ等の普及に伴い、手軽に画像情報をデジタル機器に取り込むことができるデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等(以下単に「デジタルカメラ」という。)が個人ユーザーレベルで普及しつつある。このようなデジタルカメラは、今後も画像情報の入力機器として益々普及することが予想される。
【０００３】
また、デジタルカメラに搭載されるＣＣＤ(Charge Coupled Device)等の固体撮像素子の小型化が進展してきており、それに伴ってデジタルカメラにも一層の小型化が求められている。このため、デジタル入力機器において最大の容積を占める撮像レンズにも、コンパクト化が強く要望されている。撮像レンズを小型化するには固体撮像素子のサイズを小さくするのが最も容易な方法ではあるが、そのためには受光素子のサイズを小さくする必要があり、固体撮像素子の製造難易度が上がるとともに撮像レンズに要求される性能も高くなる。
【０００４】
一方、固体撮像素子のサイズをそのままにして撮像レンズのサイズを小さくすると、必然的に射出瞳位置が像面に近づいてしまう。射出瞳位置が像面に近づくと、撮像レンズから射出された軸外光束が像面に対して斜めに入射するため、固体撮像素子の前面に設けられているマイクロレンズの集光性能が十分に発揮されず、画像の明るさが画像中央部と画像周辺部とで極端に変化するという問題が生じることになる。この問題を解決するために撮像レンズの射出瞳位置を遠くに離そうとすると、どうしても撮像レンズ全体の大型化が避けられなくなる。
【０００５】
さらに近年の低価格化競争のため、撮像レンズにも低コスト化の要望が強くなってきている。また、近年の固体撮像素子の高密度化により撮像レンズに要求される性能もより高いものになってきている。以上のような要望に対し、コンパクト化を目指した固体撮像素子用撮像レンズが特許文献１，２で提案されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１８０７１９号公報
【特許文献２】
特開２００２−２２８９２２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１記載の撮像レンズは、画角が５０度以下であり、撮像レンズとして使用するには画角が不充分である。一方、特許文献２記載の撮像レンズは、画角が６０度以上であり、撮像レンズとして使用するのに充分な画角といえる。しかし、開口絞りの位置がレンズ系の前方に位置しているため、周辺性能に対する製造誤差が厳しくなりやすい構成になっている。したがって、周辺性能を維持するのは困難である。また、特許文献１，２記載の撮像レンズは、いずれも物体側から順に正レンズ，負レンズの並びになっている。これらのように負レンズがレンズ系の前方に位置する構成では、コンパクト化が困難になってしまう。
【０００８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、光学性能が良好で低コストかつコンパクトな固体撮像素子用の撮像レンズを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の撮像レンズは、固体撮像素子に像を形成する撮像レンズであって、物体側から順に、２枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを有し、最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持つことを特徴とする。
【００１０】
第２の発明の撮像レンズは、固体撮像素子に像を形成する撮像レンズであって、物体側から順に、正レンズと、開口絞りと、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズが像側に凹面を向けた負レンズであり、その負レンズの像側のレンズ面が非球面であり、その非球面が変曲点を持つことを特徴とする。
【００１１】
第３の発明の撮像レンズは、固体撮像素子に像を形成する撮像レンズであって、物体側から順に、正レンズと、開口絞りと、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持ち、以下の条件式(1)を満足することを特徴とする。
1.1＜f／Y'＜1.9  …(1)
ただし、
f：全系の焦点距離、
Y'：最大像高、
である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る撮像レンズの実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１〜図５に、第１〜第５の実施の形態のレンズ構成をそれぞれ光学断面で示す。第１〜第５の実施の形態の撮像レンズはいずれも、固体撮像素子(例えばＣＣＤ)に対して光学像を形成する撮像用(例えばデジタルカメラ用)の単焦点レンズであって、物体側から順に、正の第１レンズ(L1)，開口絞り(ST)，正の第２レンズ(L2)及び負の第３レンズ(L3)のレンズ３枚構成になっている。３枚のレンズ(L1〜L3)はいずれもプラスチックレンズであり、各レンズ面(r1,r2,r4〜r7)は非球面である。また第３レンズ(L3)の像側には、光学的ローパスフィルター等に相当する平行平面板状のガラスフィルター(GF)が配置されている。
【００１３】
第１，第２の実施の形態(図１，図２)では、第１レンズ(L1)が弱い正のパワー(焦点距離の逆数で定義される量)を有しており、第２レンズ(L2)が像側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有しており、第３レンズ(L3)が像側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有している。このように、物体側から順に、弱いパワーの正レンズから成る第１レンズ(L1)と、開口絞り(ST)と、像側に凸の正メニスカスレンズから成る第２レンズ(L2)と、像側に凹の負メニスカスレンズから成る第３レンズ(L3)と、でパワー配置が正・正・負のレンズタイプを構成することは、撮像レンズの光学性能，コスト及びコンパクト性を良好にバランスさせる上で好ましい。
【００１４】
第３〜第５の実施の形態(図３〜図５)では、第１レンズ(L1)が正のパワーを有しており、第２レンズ(L2)が像側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有しており、第３レンズ(L3)が像側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有している。このように、物体側から順に、正レンズから成る第１レンズ(L1)と、開口絞り(ST)と、像側に凸の正メニスカスレンズから成る第２レンズ(L2)と、像側に凹の負メニスカスレンズから成る第３レンズ(L3)と、でパワー配置が正・正・負のレンズタイプを構成することは、撮像レンズの光学性能，コスト及びコンパクト性を良好にバランスさせる上で好ましい。
【００１５】
先に述べたように、第１〜第５の実施の形態に用いられている第１〜第３レンズ(L1〜L3)はいずれもプラスチックレンズであり、各レンズ面(r1,r2,r4〜r7)は非球面である。このように、全てのレンズ(L1〜L3)をプラスチックレンズで構成することが望ましく、また、全てのレンズ(L1〜L3)の少なくとも１面を非球面で構成することが望ましい。全てのレンズ(L1〜L3)をプラスチックレンズで構成することは、撮像レンズの低コスト化を達成する上で有効であり、また、各レンズ(L1〜L3)に非球面を少なくとも１面用いることは、球面収差，コマ収差及び歪曲収差の補正に大きな効果がある。
【００１６】
次に、正・正・負タイプの撮像レンズの他の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図６〜図８に、第６〜第８の実施の形態のレンズ構成をそれぞれ光学断面で示す。第６〜第８の実施の形態の撮像レンズはいずれも、固体撮像素子(例えばＣＣＤ)に対して光学像を形成する撮像用(例えばデジタルカメラ用)の単焦点レンズである。そして、物体側から順に、正の第１レンズ(L1)と、開口絞り(ST)と、正の第２レンズ(L2)と、像面側に凹面を向けた負の第３レンズ(L3)と、のレンズ３枚構成になっており、その像面側には光学的ローパスフィルター等に相当する平行平面板状のガラスフィルター(GF)が配置されている。また、第６〜第８の実施の形態において、すべてのレンズ面(r1,r2,r4〜r7)は非球面になっている。
【００１７】
第６〜第８の実施の形態のレンズ構成を更に詳しく説明する。第６の実施の形態において、第１レンズ(L1)は像面側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するプラスチックレンズであり、第２レンズ(L2)は像面側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するガラスレンズであり、第３レンズ(L3)は像面側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有するプラスチックレンズである。第７の実施の形態において、第１レンズ(L1)は物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するガラスレンズであり、第２レンズ(L2)は像面側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するプラスチックレンズであり、第３レンズ(L3)は両凹形状を有する負のプラスチックレンズである。第８の実施の形態において、第１レンズ(L1)は物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するガラスレンズであり、第２レンズ(L2)は像面側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有するプラスチックレンズであり、第３レンズ(L3)は像面側に凹面を向けた負のメニスカス形状を有するプラスチックレンズである。
【００１８】
第６〜第８の実施の形態のように、パワー配置が正・正・負のレンズタイプにおいて、第１，第２レンズ(L1,L2)のうちのいずれか一方をガラスレンズ、他方をプラスチックレンズとし、第３レンズ(L3)を像面側に凹面を向けたプラスチックレンズとすることにより、固体撮像素子用の撮像レンズに必要な射出瞳位置，光学性能，コスト，コンパクト性及び製造性を良好にバランスさせることが可能となる。
【００１９】
次に、正・正・負・負タイプの撮像レンズの実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図９〜図１２に、第９〜第１２の実施の形態のレンズ構成をそれぞれ光学断面で示す。第９〜第１２の実施の形態の撮像レンズはいずれも、固体撮像素子(例えばＣＣＤ)に対して光学像を形成する撮像用(例えばデジタルカメラ用)の単焦点レンズである。そして、物体側から順に、正の前群(GrF)と、開口絞り(ST)と、負又は正の後群(GrR)とから成っており、その像側には光学的ローパスフィルター等に相当する平行平面板状のガラスフィルター(GF)が配置されている。前群(GrF)は、正レンズから成る第１レンズ(L1)１枚で構成されており、後群(GrR)は、物体側から順に、正レンズから成る第２レンズ(L2)と、負レンズから成る第３レンズ(L3)と、負レンズから成る第４レンズ(L4)との３枚で構成されている。つまり第９〜第１２の実施の形態の撮像レンズは、物体側から順に、正の第１レンズ(L1)と、開口絞り(ST)と、正の第２レンズ(L2)と、負の第３レンズ(L3)と、負の第４レンズ(L4)と、のレンズ４枚構成になっている。なお、各レンズ構成図(図９〜図１２)中、ri(i=1,2,3,...)が付された面は物体側から数えてi番目の面であり、riに*印が付された面は非球面である。
【００２０】
第９〜第１２の実施の形態のレンズ構成を更に詳しく説明する。第９〜第１１の実施の形態において、第１レンズ(L1)は物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正のガラスレンズであり、第２レンズ(L2)は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正のプラスチックレンズであり、第３レンズ(L3)は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負のプラスチックレンズであり、第４レンズ(L4)は両凹形状を有する負のプラスチックレンズである。そして、前群(GrF)は正のパワーを有しており、後群(GrR)は負のパワーを有している。第１２の実施の形態において、第１レンズ(L1)は両凸形状を有する正のガラスレンズであり、第２レンズ(L2)は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正のプラスチックレンズであり、第３レンズ(L3)は像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負のプラスチックレンズであり、第４レンズ(L4)は両凹形状を有する負のプラスチックレンズである。そして、前群(GrF)，後群(GrR)共に正のパワーを有している。
【００２１】
第９〜第１２の実施の形態のように、物体側から順に、物体側に凸の正レンズと、開口絞り(ST)と、像側に凸の正メニスカスレンズと、像側に凸の負メニスカスレンズと、少なくとも像側面が非球面で像側に凹の負レンズと、のレンズ４枚構成を採用することにより、高い光学性能と適正な射出瞳位置を実現しながらレンズ系のコンパクト化及び低コスト化を達成することができる。また、第９〜第１２の実施の形態のようにガラスレンズとプラスチックレンズを適切に配置すること、つまり第１レンズ(L1)のみをガラスレンズで構成し、それ以外のレンズ(L2〜L4)をすべてプラスチックレンズで構成することによって、光学性能が良好で低コストかつコンパクトな撮像レンズを実現することができる。また、第１レンズ(L1)のみをガラスレンズで構成することにより、温度変化に対して性能劣化が少なくなり広い温度範囲で光学性能が良好となる。
【００２２】
上述した第１〜第８の実施の形態(正・正・負のレンズ３枚)，第９〜第１２の実施の形態(正・正・負・負のレンズ４枚)の構成、つまり物体側から正・正・負の順にレンズを有するレンズ３枚以上のレンズタイプの構成を採用することにより、前記特許文献１，２記載の撮像レンズの問題点を解消することが可能である。つまり、レンズを適切に配置することによりコンパクトにしながらも、最終レンズ面形状を最適にすることにより射出瞳位置をより遠くに位置させることができ、光学性能が良好で低コストかつコンパクトな固体撮像素子用の撮像レンズを提供することが可能である。その特徴的構成を以下に詳述する。
【００２３】
第１〜第１２の実施の形態は、固体撮像素子に像を形成する撮像レンズであって、物体側から順に、２枚の正レンズ{第１，第２レンズ(L1,L2)に相当する。}と、少なくとも１枚の負レンズ{第３レンズ(L3)や第４レンズ(L4)に相当する。}とを有し、最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点(point of inflection)を持つことに特徴がある。最も像側のレンズ面の非球面形状は、レンズ構成図が示すレンズ面の断面形状から分かるように、光軸(AX)付近において凹面形状を成しており、中帯域から最外周部では凸面形状を成している。そして、その凹面から凸面へと変化する点が変曲点である。
【００２４】
上記のように、光軸(AX)付近のレンズ面形状を像側に凹面形状とすることによって、レンズ全長を小さくすることが可能となる。レンズ面全体が凹面形状では周辺部での射出瞳位置が近くなってしまうが、中帯域から最外周部にかけてのレンズ面形状を凸面にすることにより、射出瞳位置をより遠くに位置させることが可能となる。その中帯域から最外周部にかけて凸面形状は、像側に凹面を向けた非球面が変曲点を持つことにより構成される。このように特徴的な形状の非球面を最も像側のレンズ面に用いることにより、レンズ全長が小さいにもかかわらず射出瞳位置の遠い撮像レンズを実現することができる。そして、物体側から正・正・負と続くレンズの並びを採用することにより、レンズ全長をより一層効果的に小さくすることができる。
【００２５】
上記のような場合に最適な開口絞り位置が、第１レンズ(L1)と第２レンズ(L2)との間である。つまり、第１〜第１２の実施の形態のように、物体側から順に、正レンズ{第１レンズ(L1)に相当する。}と、開口絞り(ST)と、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群{第２，第３レンズ(L2,L3)や第２〜第４レンズ(L2〜L4,GrR)に相当する。}と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズが像側に凹面を向けた負レンズ{第３レンズ(L3)又は第４レンズ(L4)に相当する。}であり、その負レンズの像側のレンズ面が非球面であり、その非球面が変曲点を持つことが望ましい。第１レンズの物体側に開口絞りを有する前絞りタイプでは、各レンズを通過する周辺部の光線高さの変化が非常に大きいため、製造誤差に対する敏感度が高くなってしまい、その結果、製造誤差による性能劣化が大きくなってしまう。一方、最も像側のレンズ(すなわち最終レンズ)の像側に開口絞りを有する後絞りタイプでは、射出瞳位置が極端に近くなるため、固体撮像素子用の撮像レンズには適さない。この製造誤差と射出瞳位置とをバランスさせる上で最適な開口絞り位置が、第１レンズ(L1)と第２レンズ(L2)との間である。
【００２６】
また、物体側から順に、正レンズ{第１レンズ(L1)に相当する。}と、開口絞り(ST)と、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群{第２，第３レンズ(L2,L3)や第２〜第４レンズ(L2〜L4,GrR)に相当する。}と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持ち、以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
1.1＜f／Y'＜1.9  …(1)
ただし、
f：全系の焦点距離、
Y'：最大像高、
である。
【００２７】
条件式(1)は、レンズ全長と前玉径とをバランスさせるための条件範囲を規定している。条件式(1)の下限を越えると、前玉径が大きくなり、撮像レンズ装置の径方向の大型化を招くとともに、歪曲収差の補正が困難になる。逆に、条件式(1)の上限を越えると、光学系の全長が大きくなり、撮像レンズ装置の光軸(AX)方向の大型化を招いてしまう。
【００２８】
以下の条件式(1a)を満足することが望ましく、条件式(1b)を満足することが更に望ましい。条件式(1a),(1b)は、上記条件式(1)が規定している条件範囲のなかでも、上記観点等からより一層好ましい条件範囲を規定している。
1.3＜f／Y'＜1.8  …(1a)
1.4＜f／Y'＜1.7  …(1b)
【００２９】
第１〜第１２の実施の形態のように、全てのレンズの少なくとも１面が非球面であることが望ましい。第１〜第３レンズ(L1〜L3)又は第１〜第４レンズ(L1〜L4)のそれぞれに非球面を少なくとも１面設けることは、球面収差，コマ収差及び歪曲収差の補正に大きな効果がある。また、第１〜第１２の実施の形態の撮像レンズは、入射光線を屈折作用により偏向させる屈折型レンズ(つまり、異なる屈折率を有する媒質同士の界面で偏向が行われるタイプのレンズ)のみで構成されているが、使用可能なレンズはこれに限らない。例えば、回折作用により入射光線を偏向させる回折型レンズ，回折作用と屈折作用との組み合わせで入射光線を偏向させる屈折・回折ハイブリッド型レンズ，入射光線を媒質内の屈折率分布により偏向させる屈折率分布型レンズ等を用いてもよい。ただし、媒質内で屈折率が変化する屈折率分布型レンズは、その複雑な製法がコストアップを招くため、用いるレンズはすべて均質素材レンズであることが望ましい。
【００３０】
また、絞り(ST)のほかに不要光をカットするための光束規制板等を必要に応じて配置してもよく、プリズム類(例えば直角プリズム)，ミラー類(例えば平面ミラー)等を光路中に配置することにより、その光学的なパワーを有しない面(例えば、反射面，屈折面，回折面)で撮像レンズの前，後又は途中で光路を折り曲げてもよい{例えば、光軸(AX)を約９０度折り曲げるようにして光束を反射させてもよい。}。その折り曲げ位置は必要に応じて設定すればよく、光路の適正な折り曲げにより、撮像レンズが搭載されるデジタル入力機器(デジタルカメラ等)の見かけ上の薄型化やコンパクト化を達成することが可能である。
【００３１】
第１〜第１２の実施の形態の撮像レンズは、デジタル入力機器用の小型撮像レンズとしての使用に適しており、これを光学的ローパスフィルターや固体撮像素子と組み合わせることにより、被写体の映像を光学的に取り込んで電気的な信号として出力する撮像レンズ装置を構成することができる。撮像レンズ装置は、被写体の静止画撮影や動画撮影に用いられるカメラ{例えば、デジタルカメラ；ビデオカメラ；デジタルビデオユニット，パーソナルコンピュータ，モバイルコンピュータ，携帯電話，携帯情報端末(ＰＤＡ：Personal Digital Assistant)，これらの周辺機器(マウス，スキャナー，プリンター，その他のデジタル入出力機器)等に内蔵又は外付けされるカメラ}の主たる構成要素であり、例えば、物体(被写体)側から順に、物体の光学像を形成する撮像レンズと、光学的ローパスフィルター，赤外カットフィルター等の光学フィルターと、撮像レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する固体撮像素子と、で構成される。
【００３２】
したがって、上述した第１〜第１２の実施の形態には以下の構成を有する発明(I)〜(V)が含まれており、その構成により、良好な光学性能を有し低コストでコンパクトな撮像レンズ装置を実現することができる。そして、これをデジタルカメラ等に適用すれば、当該カメラの高性能化，高機能化，低コスト化及びコンパクト化に寄与することができる。
(I)  光学像を形成する撮像レンズと、その撮像レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記撮像レンズが、物体側から順に、２枚の正レンズと、少なくとも１枚の負レンズとを有し、最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持つことを特徴とする撮像レンズ装置。
(II)  光学像を形成する撮像レンズと、その撮像レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記撮像レンズが、物体側から順に、正レンズと、開口絞りと、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズが像側に凹面を向けた負レンズであり、その負レンズの像側のレンズ面が非球面であり、その非球面が変曲点を持つことを特徴とする撮像レンズ装置。
(III)  光学像を形成する撮像レンズと、その撮像レンズにより形成された光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と、を備えた撮像レンズ装置であって、前記撮像レンズが、物体側から順に、正レンズと、開口絞りと、少なくとも１枚のレンズから成るレンズ群と、で構成され、そのレンズ群の最も像側のレンズ面が像側に凹面を向けた非球面であり、その非球面が変曲点を持ち、前記条件式(1),(1a),(1b)のうちの少なくとも１つを満足することを特徴とする撮像レンズ装置。
(IV)  すべてのレンズがそれぞれ非球面を少なくとも１面有することを特徴とする上記(I)〜(III)のいずれか１つに記載の撮像レンズ装置。
(V)  すべてのレンズが均質素材レンズで構成されていることを特徴とする上記(I)〜(IV)のいずれか１つに記載の撮像レンズ装置。
【００３３】
撮像素子としては、例えば複数の画素から成るＣＣＤやＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサー等の固体撮像素子が用いられ、撮像レンズにより形成された光学像は固体撮像素子により電気的な信号に変換される。撮像レンズで形成されるべき光学像は、固体撮像素子の画素ピッチにより決定される所定の遮断周波数特性を有する光学的ローパスフィルターを通過することにより、電気的な信号に変換される際に発生するいわゆる折り返しノイズが最小化されるように、空間周波数特性が調整される。固体撮像素子で生成した信号は、必要に応じて所定のデジタル画像処理や画像圧縮処理等が施されて、デジタル映像信号としてメモリー(半導体メモリー，光ディスク等)に記録されたり、場合によってはケーブルを介したり赤外線信号に変換されたりして他の機器に伝送される。なお、撮像レンズの最終面と固体撮像素子との間に配置される光学的ローパスフィルターは、各実施の形態ではガラスフィルター(GF)で構成されているが、使用されるデジタル入力機器に応じたものであればよい。例えば、所定の結晶軸方向が調整された水晶等を材料とする複屈折型ローパスフィルターや、必要とされる光学的な遮断周波数の特性を回折効果により達成する位相型ローパスフィルター等が適用可能である。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明を実施した撮像レンズを、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜１２は、前述した第１〜第１２の実施の形態にそれぞれ対応しており、第１〜第１２の実施の形態を表すレンズ構成図(図１〜図１２)は、対応する実施例１〜１２のレンズ構成をそれぞれ示している。各実施例のコンストラクションデータにおいて、ri(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面の曲率半径(mm)、di(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の軸上面間隔(mm)を示しており、Ni(i=1,2,3,...),νi(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の光学要素のｄ線に対する屈折率(Nd),アッベ数(νd)を示している。全系の焦点距離(f,mm)及びＦナンバー(FNO)を他のデータとあわせて示し、また、各条件式の対応値を表１に示す。
【００３５】
曲率半径riに*印が付された面は、非球面形状の屈折光学面又は非球面と等価な屈折作用を有する面であることを示し、非球面の面形状を表わす以下の式(AS)で定義されるものとする。各実施例の非球面データを他のデータとあわせて示す。
X(H)＝(C0・H2)／{1+√(1-ε・C02・H2)}＋Σ(Ai・Hi)  …(AS)
ただし、式(AS)中、
X(H)：高さHの位置での光軸(AX)方向の変位量(面頂点基準)、
H：光軸(AX)に対して垂直な方向の高さ、
C0：近軸曲率(=1／曲率半径)、
ε：２次曲面パラメータ、
Ai：i次の非球面係数(Ai=0の場合のデータは省略する。)、
である。
【００３６】
図１３〜図２４は、実施例１〜実施例１２に対応する収差図であり、図１３〜図２４中、(Ａ)は球面収差図，(Ｂ)は非点収差図，(Ｃ)は歪曲収差図である{FNO:Ｆナンバー，Y':最大像高(mm)}。球面収差図において、実線(d)はｄ線、一点鎖線(g)はｇ線、二点鎖線(c)はｃ線に対する各球面収差量(mm)を表しており、破線(SC)は正弦条件不満足量(mm)を表している。非点収差図において、破線(DM)はメリディオナル面でのｄ線に対する非点収差(mm)を表しており、実線(DS)はサジタル面でのｄ線に対する非点収差(mm)を表わしている。また、歪曲収差図において実線はｄ線に対する歪曲(％)を表している。
【００３７】
2004163850.tif 000003
【００３８】
2004163850.tif 000004
【００３９】
2004163850.tif 000005
【００４０】
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【００４１】
2004163850.tif 000007
【００４２】
2004163850.tif 000008
【００４３】
2004163850.tif 000009
【００４４】
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【００４５】
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【００４６】
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【００４７】
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【００４８】
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【００４９】
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【００５０】
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【００５１】
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【００５２】
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【００５３】
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【００５４】
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【００５５】
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【００５６】
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【００５７】
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【００５８】
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【００５９】
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【００６０】
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【００６１】
【表１】
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【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光学性能が良好で低コストかつコンパクトな固体撮像素子用の撮像レンズを実現することができる。そして、本発明に係る撮像レンズを携帯電話搭載のカメラやデジタルカメラ等のデジタル入力機器に用いれば、当該機器の高性能化，高機能化，低コスト化及びコンパクト化に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。
【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。
【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。
【図４】第４の実施の形態(実施例４)のレンズ構成図。
【図５】第５の実施の形態(実施例５)のレンズ構成図。
【図６】第６の実施の形態(実施例６)のレンズ構成図。
【図７】第７の実施の形態(実施例７)のレンズ構成図。
【図８】第８の実施の形態(実施例８)のレンズ構成図。
【図９】第９の実施の形態(実施例９)のレンズ構成図。
【図１０】第１０の実施の形態(実施例１０)のレンズ構成図。
【図１１】第１１の実施の形態(実施例１１)のレンズ構成図。
【図１２】第１２の実施の形態(実施例１２)のレンズ構成図。
【図１３】実施例１の収差図。
【図１４】実施例２の収差図。
【図１５】実施例３の収差図。
【図１６】実施例４の収差図。
【図１７】実施例５の収差図。
【図１８】実施例６の収差図。
【図１９】実施例７の収差図。
【図２０】実施例８の収差図。
【図２１】実施例９の収差図。
【図２２】実施例１０の収差図。
【図２３】実施例１１の収差図。
【図２４】実施例１２の収差図。
【符号の説明】
L1  …第１レンズ
ST  …開口絞り
L2  …第２レンズ
L3  …第３レンズ
GF  …ガラスフィルター
AX  …光軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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