(57)【要約】【課題】コンパクトかつ高性能で低コストを達成することが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を具備するレンズ系から構成され、第１レンズ１は、両側レンズ面ｒ１，ｒ２が凸面形状であり、第２レンズ２は、物体側レンズ面ｒ３に凹面を有する負のメニスカス形状であり、第３レンズ３は、物体側レンズ面ｒ５に凸面を有する正のメニスカス形状であり、レンズ系は、以下の条件を満足する。１．５＜ｆ／ｆ１＜２．０      ・・・（１）−２．０＜ｆ／ｆ２＜−０．８  ・・・（２）ν１−ν２＞１５              ・・・（３）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、ν１は第１レンズ１のアッベ数、ν２は第２レンズ２のアッベ数である。【選択図】  図１
2005010622.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、両側レンズ面が凸面形状であり、
前記第２レンズは、物体側レンズ面に凹面を有する負のメニスカス形状であり、
前記第３レンズは、物体側レンズ面に凸面を有する正のメニスカス形状であり、
前記レンズ系は、以下の条件を満足する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）
ν１−ν２＞１５              ・・・（３）
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、ν１は第１レンズのアッベ数、ν２は第２レンズのアッベ数である。
【請求項２】
第１、第２および第３レンズが樹脂材料により形成されることを特徴とする請求項１記載の撮影レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影レンズに関し、特に、高画素を有するＣＣＤ等の固体撮像素子が採用されたデジタルスチルカメラ、ビデオカメラ、および携帯通信機器等に用いられる小型かつ高解像度を有する撮影レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮影用カメラを搭載した携帯電話が急速に普及している。これに伴い、当該カメラに用いる固体撮像素子の画素数も従来の１１〜３５万画素クラスから、１３０〜２００万画素クラスといったより高画素タイプへの要求が高まりつつある。この場合、それに用いる撮影レンズも従来の１〜２枚構成のレンズ系では、解像性能が不十分であり、一般のデジタルスチルカメラに用いられるような、４〜５枚構成のレンズ系において達成される解像性能が要求される。
【０００３】
このような要求に対し、特許文献１〜４に開示されるような撮影レンズが公知である。これらの撮影レンズは、４枚構成のレンズ系を有し、諸収差を改善し解像性能を高めたものである。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−２２８９２２号公報
【特許文献２】
特開２００２−３６５５２９号公報
【特許文献３】
特開２００２−３６５５３０号公報
【特許文献４】
特開２００２−３６５５３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、これらの撮影レンズにおいても以下のような問題があった。すなわち、特許文献１〜３の撮影レンズにおいては高屈折率を有するレンズ材料が少なくとも１枚は必要であり、またガラスレンズを採用する必然性がある。ガラスレンズは樹脂レンズに比べて加工が困難で、特に、諸収差を補正するために非球面形状に形成するためにはコストが高くなる問題があった。
【０００６】
また、特許文献４の撮影レンズにおいては全てのレンズを樹脂レンズで成形可能であるが、特許文献４の撮影レンズ（特許文献１〜３の撮影レンズも同様である）のような４枚構成のレンズ系では、さらなる小型化、高性能化を低コストで達成することが困難である場合があった。すなわち、レンズ構成枚数が多いと、それぞれの加工誤差、組立精度、フレア現象の抑制等の各性能の向上のためには、コストが高くなるという問題があった。
【０００７】
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、コンパクトかつ高性能で低コストを達成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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
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、両側レンズ面が凸面形状であり、前記第２レンズは、物体側レンズ面に凹面を有する負のメニスカス形状であり、前記第３レンズは、物体側レンズ面に凸面を有する正のメニスカス形状であり、前記レンズ系は、以下の条件を満足することを特徴とするものである。
【０００９】
１．５＜ｆ／ｆ１＜２．０      ・・・（１）
−２．０＜ｆ／ｆ２＜−０．８  ・・・（２）
ν１−ν２＞１５              ・・・（３）
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、ν１は第１レンズのアッベ数、ν２は第２レンズのアッベ数である。
【００１０】
本発明に係る撮影レンズにおいては、開口絞りを最も物体側に配置することによりテレセントリック性を確保し、第１レンズと第２レンズとで異符号の屈折力を有することにより、主に、軸上近傍の色収差、球面収差、コマ収差を補正し、第３レンズが物体側に凸面を有する（負の屈折力を有する）ことにより、軸外収差である歪曲収差の補正と、テレセントリック性の確保を行う。
【００１１】
ここで、本発明における条件式（１）は、第１レンズのレンズ系における屈折力の配置を規定するものであり、小型化・広角化を達成しつつ諸収差の補正を良好に行い得る条件を示すものである。
【００１２】
すなわち、第１レンズの焦点距離ｆ１に対するレンズ系の焦点距離ｆの比が条件式（１）の上限を超えると、第１レンズの屈折力が過大となり、球面収差、色収差が大きくなる。一方、条件式（１）の下限を超えると、色収差の補正には有利となるが光学系全長が増大してレンズ系をコンパクトにすることができない。
【００１３】
また、本発明における条件式（２）は、第２レンズのレンズ系における屈折力の配置を規定するものであり、条件式（１）とともにコンパクトかつ高性能なレンズ系を達成する条件を示すものである。
【００１４】
すなわち、第２レンズの焦点距離ｆ２に対するレンズ系の焦点距離ｆの比が条件式（２）の上限を超えると、第２レンズの屈折力が過大となり、色補正が過剰となり、また、コンパクト性も達成できない。一方、条件式（２）の下限を超えると、色補正不足となる上に、球面収差、コマ収差の補正も困難となる。
【００１５】
また、本発明における条件式（３）は、第１レンズと第２レンズとにおける色消しの条件を規定するものである。
【００１６】
すなわち、第１レンズと第２レンズとの差が条件式（３）の下限を超えると色収差の補正が困難となる。
【００１７】
以上のことより、鋭意研究の末、開口絞りを最も物体側に有し、テレセントリック光学系を３枚構成のレンズで構成することにより、低コスト化を達成し、撮影レンズのレンズ系の各パラメータが条件式（１）、（２）および（３）を満足させることにより、光学系を短くし、コンパクト化を達成するとともに、諸収差が良好に補正される撮影レンズを開発した。このようなレンズ系を用いることにより、コンパクトかつ高性能で低コストを達成することができる。
【００１８】
好ましくは、前記第１、第２および第３レンズが樹脂材料により形成されるものである。
【００１９】
この場合、ガラスレンズより加工容易な樹脂レンズによってレンズ系を構成することにより、低コスト化を達成することができるとともに、非球面形状に形成容易であることにより、諸収差の補正もさらに良好なものとすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態における撮影レンズの構成図である。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撮影レンズであって、第１レンズ１は、両側レンズ面ｒ１，ｒ２が凸面形状であり、第２レンズ２は、物体側レンズ面ｒ３に凹面を有する負のメニスカス形状であり、第３レンズ３は、物体側レンズ面５に凸面を有する正のメニスカス形状である。さらに、図１の撮影レンズは、第１レンズ１の物体側レンズ面ｒ１ならびに第２レンズ２および第３レンズ３の両側レンズ面ｒ３〜ｒ６が非球面形状である。また、第３レンズ３の撮像面５側にＣＣＤ等の固体撮像素子におけるフェイスプレートまたはフィルタ等の光学部材６が配置される。
【００２２】
以上の構成を有する第１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。
【００２３】
ここで、ｆはレンズ系の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、２ωは画角、ｆｉはｉ番目のレンズの焦点距離（ただし、凸レンズの焦点距離を正とする）、ｎｉおよびνｉはｉ番目のレンズ（光学部材６を含む）の屈折率およびアッベ数、Ｒｊは物体側から順にｊ番目のレンズ面ｒｊの曲率半径、ｄｊは物体側から順にｊ番目のレンズ面中心間隔（ただし、開口絞り４とレンズ面ｒ１との距離をｄ０とする）を意味する。
【００２４】
ここで、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）を第ｍ次の非球面係数としたとき、次式で表される。
【００２５】
ｘ＝｛（１／ｒ）ｈ２｝／〔１＋｛１−（１＋κ）（１／ｒ）２ｈ２｝１／２〕＋ａ４ｈ４＋ａ６ｈ６＋ａ８ｈ８・・・（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。
【００２６】
【表１】
2005010622.tif 000003
【００２７】
なお、本実施形態においては、第１レンズ１の焦点距離ｆ１＝２．３０ｍｍであり、第２レンズ２の焦点距離ｆ２＝−２．７９ｍｍであるので、１．５＜ｆ／ｆ１＝１．６５＜２．０、−２．０＜ｆ／ｆ２＝−１．３６＜−０．８となり、条件式（１）および（２）をそれぞれ満足している。
【００２８】
さらに、第１レンズ１のアッベ数ν１＝５６．３７であり、第２レンズ２のアッベ数ν２＝２９．９１であるので、ν１−ν２＝２６．５６＞１５となり、条件式（３）を満足している。
【００２９】
図２は図１の撮影レンズの収差図である。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。
【００３０】
本実施の形態においては、従来技術に比較して、３枚構成のコンパクトなレンズ系であるにも関わらず、各収差とも良好に補正されている。
【００３１】
なお、本実施形態のレンズ系においては、レンズ面ｒ１，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。
【００３２】
また、本実施形態のレンズ系においては、すべてのレンズ１，２，３について樹脂レンズを使用しており、低コスト化をより達成することができる。
【００３３】
＜第２実施形態＞
図３は本発明の第２実施形態における撮影レンズの断面図である。本実施の形態における撮影レンズも、図３に示すように、第１実施形態と同様のレンズ構成を有するが、各種パラメータの値が以下に示すものになっている点で第１実施形態と異なる。
【００３４】
【表２】
2005010622.tif 000004
【００３５】
なお、本実施形態においては、第１レンズ１の焦点距離ｆ１＝２．１６ｍｍであり、第２レンズ２の焦点距離ｆ２＝−２．１１ｍｍであるので、１．５＜ｆ／ｆ１＝１．７６＜２．０、−２．０＜ｆ／ｆ２＝−１．８＜−０．８となり、条件式（１）および（２）をそれぞれ満足している。
【００３６】
さらに、第１レンズ１のアッベ数ν１＝５６．３７であり、第２レンズ２のアッベ数ν２＝２９．９１であるので、ν１−ν２＝２６．５６＞１５となり、条件式（３）を満足している。
【００３７】
図４は図３の撮影レンズの収差図である。図４（ａ）は球面収差を示し、図４（ｂ）は非点収差を示し、図４（ｃ）は歪曲収差を示す。
【００３８】
本実施の形態においても、従来技術に比較して、３枚構成のコンパクトなレンズ系であるにも関わらず、各収差とも良好に補正されている。
【００３９】
なお、本実施形態のレンズ系においては、レンズ面ｒ１，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。
【００４０】
また、本実施形態のレンズ系においては、すべてのレンズ１，２，３について樹脂レンズを使用しており、低コスト化をより達成することができる。
【００４１】
＜第３実施形態＞
図５は本発明の第３実施形態における撮影レンズの断面図である。本実施の形態における撮影レンズも、図５に示すように、第１実施形態と同様のレンズ構成を有するが、各種パラメータの値が以下に示すものになっている点で第１実施形態と異なる。
【００４２】
【表３】
2005010622.tif 000005
【００４３】
なお、本実施形態においては、第１レンズ１の焦点距離ｆ１＝２．４３ｍｍであり、第２レンズ２の焦点距離ｆ２＝−４．２０ｍｍであるので、１．５＜ｆ／ｆ１＝１．５６＜２．０、−２．０＜ｆ／ｆ２＝−０．９＜−０．８となり、条件式（１）および（２）をそれぞれ満足している。
【００４４】
さらに、第１レンズ１のアッベ数ν１＝５７．４４であり、第２レンズ２のアッベ数ν２＝２９．９１であるので、ν１−ν２＝２７．５３＞１５となり、条件式（３）を満足している。
【００４５】
図６は図５の撮影レンズの収差図である。図６（ａ）は球面収差を示し、図６（ｂ）は非点収差を示し、図６（ｃ）は歪曲収差を示す。
【００４６】
本実施の形態においても、従来技術に比較して、３枚構成のコンパクトなレンズ系であるにも関わらず、各収差とも良好に補正されている。
【００４７】
なお、本実施形態のレンズ系においては、レンズ面ｒ１，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。
【００４８】
また、本実施形態のレンズ系においては、すべてのレンズ１，２，３について樹脂レンズを使用しており、低コスト化をより達成することができる。
【００４９】
【発明の効果】
本発明に係る撮影レンズによれば、開口絞りを最も物体側に有し、テレセントリック光学系を３枚構成のレンズで構成することにより、低コスト化を達成し、撮影レンズのレンズ系の各パラメータが条件式（１）、（２）および（３）を満足させることにより、光学系を短くし、コンパクト化を達成するとともに、諸収差が良好に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態における撮影レンズの構成図
【図２】図１の撮影レンズの収差図
【図３】本発明の第２実施形態における撮影レンズの構成図
【図４】図３の撮影レンズの収差図
【図５】本発明の第３実施形態における撮影レンズの構成図
【図６】図５の撮影レンズの収差図
【符号の説明】
１  第１レンズ
２  第２レンズ
３  第３レンズ
４  開口絞り
５  撮像面
ｒ１，ｒ２  第１レンズのレンズ面
ｒ３  第２レンズの物体側レンズ面
ｒ５  第３レンズの物体側レンズ面
ｆ  レンズ系の焦点距離
ｆ１  第１レンズの焦点距離
ｆ２  第２レンズの焦点距離
ν１  第１レンズのアッベ数
ν２  第２レンズのアッベ数
【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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