(57)【要約】【課題】小型軽量で、諸収差が好適に補正され、解像度が良好で、かつ、レンズ表面の賦形が容易な、３枚構成の撮像レンズを提供する。【解決手段】物体側から順に、開口絞りＳ、正のパワーの第１レンズＬ１、負のパワーの第２レンズＬ２、正のパワーの第３レンズＬ３が配列され、全てのレンズがプラスチックで構成され、第１〜第３レンズの面の少なくとも１面以上が非球面形状であり、それぞれのレンズの焦点距離と撮像レンズＬ全体の焦点距離が下記条件式を満足する撮像レンズである。        ０．５＜ｆ１／ｆ＜０．８                    （１）        ０．３＜｜ｆ２｜／ｆ＜０．７                （２）        ０．５＜ｆ３／ｆ＜１．０                    （３）【選択図】図１
2005352206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、開口絞り、正のパワーの第１レンズと、負のパワーの第２レンズと、正のパワーの第３レンズとが、順次配列された撮像レンズにおいて、前記第１〜第３レンズの面の少なくとも１面以上が非球面形状であり、下記の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
０．５＜ｆ１／ｆ  ＜０．８                          （１）
０．３＜｜ｆ２｜／ｆ  ＜０．７                      （２）
０．５＜ｆ３／ｆ  ＜１．０                          （３）
ただし、
ｆ  ：本発明の撮像レンズ全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
【請求項２】
第１〜第３レンズの全ての面が、非球面形状であることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
【請求項３】
第３レンズは、物体側面の中心曲率半径Ｒ５と像側面の中心曲率半径Ｒ６の比が、下記の条件式を満足すること及び像側面の中心部は凹面で形成され、周辺部は凸面で形成されてい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。
０．１＜Ｒ５／Ｒ６＜０．３                          （４）
【請求項４】
第１レンズの物体側面の中心曲率半径Ｒ１と像側面の中心曲率半径Ｒ２の比及び第２レンズの物体側面の中心曲率半径Ｒ３と像側面の中心曲率半径Ｒ４の比が、下記の条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮像レンズ。
０．４＜Ｒ１／｜Ｒ２｜＜１．０                      （５）
０．２＜｜Ｒ３｜／｜Ｒ４｜＜０．６                  （６）
【請求項５】
第１〜第３レンズは全てがプラスチック材料で構成されており、これら全てのレンズは、外周部に結像に寄与しないコバを有し、コバの最長径ＫＤとレンズの曲面終端の径ＬＤとの比が下記条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の撮像レンズ。
１．１＜  ＫＤ／ＬＤ＜４．０                        （７）
ただし、
ＬＤ：レンズの曲面終端の径
ＫＤ：コバの最長径
【請求項６】
第１レンズおよび第３レンズはＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が１．５００〜１．５４０であるポリオレフィン系材料で構成され、第２レンズがＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が１．５８０〜１．６１５であるポリカーボネート系材料またはポリエステル系材料で構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の撮像レンズ。
【請求項７】
自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子と、
前記撮像素子の光電変換面上に被写体を結像させる、請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の撮像レンズと、
物体側からの光入射用の開口部を有し、前記撮像レンズを保持、固定する鏡筒と、
前記撮像レンズから前記撮像素子に入射する有効光束を透過する透明平板と、
前記撮像素子を保持すると共に電気信号の送受を行う外部接続用端子を有する画像信号処理回路と、
前記透明平板、前記撮像素子、前記画像信号処理回路を保持、固定する筐体を含み、
これらが一体的に形成された撮像モジュール。
【請求項８】
請求項７記載の撮像モジュールを備えることを特徴とする携帯端末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子を利用した撮像装置に使用される撮像レンズ、これを用いた撮像モジュール及び携帯端末に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マルチメディアに利用される撮像装置に関連する技術の発達は著しく、例えば、携帯電話、デジタルカメラ、携帯型のコンピュータ等にＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子を利用した撮像装置が使用されている。これら撮像装置に搭載される撮像レンズは更なる高性能化、小型化、軽量化が求められている。
【０００３】
小型化、軽量化に関し、従来、１枚構成のレンズ系や２枚構成のレンズ系の撮像レンズが提案されている。しかしながら、これらのレンズ系は、小型化、軽量化には有利であるが、撮像レンズに要求される高画質、高解像度等の高性能化に関しては、不十分である。
【０００４】
そのため、３枚以上のレンズ構成により、高画質、高解像度に対応する撮像レンズの技術開発が進められ、種々構成の撮像レンズ系が提案されている。
例えば、３枚レンズ構成の場合、物体側から開口絞り、物体側が凸面である正のパワーを持つ第１レンズ、物体側が凹面である負のパワーを持つ第２レンズ、正のパワーを持つ第３レンズを順次配列して構成された撮像レンズ系は公知である。この技術を改良した提案が例えば、特許文献１，２に開示されている。特許文献１に示される撮像レンズは、画角が広い、諸収差が良好に補正されるなどの特徴を有する撮像レンズである。特許文献２に示される撮像レンズは、小型で、諸収差が良好に補正されるなどの特徴を有する撮像レンズである。
【特許文献１】特開２００１−７５００６号公報
【特許文献２】特開２００４−４５６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが特許文献１に示される撮像レンズは、小型化、軽量化の面で、不十分な点があった。また、特許文献２に示される撮像レンズは、解像度の点で少し不十分な点があった。また、小型で高性能の撮像レンズの表面形状は、通常、少なくとも１面以上が複雑な非球面形状であり、レンズ表面を設計とおりの所望の形状に賦形することは困難である。従来、この複雑なレンズ表面の賦形を考慮した提案は少ない。
本発明は、これら従来技術に鑑み、小型軽量で、諸収差が好適に補正され、解像度が良好で、かつ、レンズ表面の賦形が容易な、３枚構成の撮像レンズ、この撮像レンズを使用した撮像モジュール及び携帯端末を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するための請求項１記載の発明は、物体側から順に、開口絞り、正のパワーの第１レンズと、負のパワーの第２レンズと、正のパワーの第３レンズとが、順次配列された撮像レンズにおいて、前記第１〜第３レンズのうちの少なくとも１面以上が非球面形状であり、下記の条件式を満足する撮像レンズである。
０．５＜ｆ１／ｆ  ＜０．８                          （１）
０．３＜｜ｆ２｜／ｆ  ＜０．７                      （２）
０．５＜ｆ３／ｆ  ＜１．０                          （３）
ただし、
ｆ  ：本発明の撮像レンズ全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
【０００７】
請求項１記載の発明によれば、物体側より、開口絞り、正のパワーの第１レンズ、負のパワーの第２レンズ、正のパワーの第３レンズが順次配列されており、第１〜第３レンズのうちの少なくとも１面以上が非球面形状であり、それぞれのレンズの焦点距離と撮像レンズ全体の焦点距離との関係が、条件式（１）、（２）、（３）を満足することにより、解像度が良好で、小型軽量で、諸収差が好適に補正された３枚構成の撮像レンズを得ることができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明と同様の構成を備えると共に、第１〜第３レンズの全ての面が非球面形状である撮像レンズである。
【０００９】
請求項２記載の発明によれば、撮像レンズを構成する第１〜第３レンズの全ての面が非球面形状であり、諸収差がより好適に補正された撮像レンズを得ることができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載のいずれかの発明と同様の構成を備えると共に、第３レンズは、物体側面の中心曲率半径Ｒ５と像側面の中心曲率半径Ｒ６の比が、下記（４）の条件式を満足すること及び像側面の中心部は凹面で形成され、周辺部は凸面で形成されている撮像レンズである。
０．１＜Ｒ５／Ｒ６＜０．３                              （４）
【００１１】
請求項３記載の発明によれば、撮像レンズは、請求項１又は請求項２記載のいずれかの発明と同様の構成を備え、更に、第３レンズを、条件式（４）で物体側面の中心曲率半径Ｒ５と像側面の中心曲率半径Ｒ６の比及び像面側の表面が特定の形状に規定されることにより、撮像レンズの全長が短くなると共に、像面湾曲等の収差が好適に補正され、かつ、レンズ表面形状の賦形性も良くなる。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３記載のいずれかの発明と同様の構成を備えると共に、第１レンズは、物体側面の中心曲率半径Ｒ１と像側面の中心曲率半径Ｒ２の比が、下記の（５）の条件式に、第２レンズは、物体側面の中心曲率半径Ｒ３と像側面の中心曲率半径Ｒ４の比が、下記の（６）の条件式を満足する撮像レンズである。
０．４＜Ｒ１／｜Ｒ２｜＜１．０                          （５）
０．２＜｜Ｒ３｜／｜Ｒ４｜＜０．６                      （６）
【００１３】
請求項４記載の発明によれば、撮像レンズは、請求項１乃至請求項３記載のいずれかの発明と同様の構成を備えると共に、第１レンズ及び、第２レンズのそれぞれの物体側面の中心曲率半径と像側面の中心曲率半径の比が条件式（５）、（６）で規定されることにより、撮像レンズの全長が短くなると共に、球面収差、コマ収差、像面湾曲などの諸収差が好適に補正され、レンズ表面形状の賦形性も良くなる。
【００１４】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４記載のいずれかの発明と同様の構成を備えると共に、第１〜第３レンズの全てのレンズがプラスチック材料で構成され、全てのレンズは外周部に結像に寄与しないコバＫＢを有し、レンズの曲面終端の外径ＬＤとコバＫＢの最長外径ＫＤの比が下記条件式を満足することを特徴とする撮像レンズである。
１．１＜  ＫＤ／ＬＤ＜４．０                          （５）
【００１５】
請求項５記載の発明によれば、撮像レンズは、請求項１乃至請求項４記載のいずれかの発明と同様の構成を備えると共に、全てのレンズがプラスチック材料であって、条件式（５）で規定されるコバＫＢを有することにより、レンズ表面形状の賦形性が良くなる。
【００１６】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５記載の発明のいずれかの発明と同様の構成を備えると共に、第１レンズと第３レンズは、ＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が１．５００〜１．５４０であるポリオレフィン系材料、第２レンズがＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が１．５８０〜１．６１５であるポリカーボネート系材料又はポリエステル系材料で構成される撮像レンズである。
【００１７】
請求項６記載の発明によれば、撮像レンズを構成するプラスチック材料を、第１レンズと第３レンズをポリシクロオレフィン、第２レンズをポリカーボネート又はポリエステル系材料とすることにより、本発明の目的とする撮像レンズの光学設計及び、レンズ表面形状の賦形性がより容易となる。
【００１８】
請求項７記載の発明は、自己の光電変換面上に照射された光に対応した画像信号を得る撮像素子と、前記撮像素子の光電変換面上に被写体を結像させる、請求項１乃至請求項６記載の発明のいずれかに記載の撮像レンズと、物体側から光入射用の開口部を有し、前記撮像レンズを保持、固定する鏡筒と、前記撮像レンズから前記撮像素子に入射する有効光速を透過する透明平板と、前記撮像素子を保持すると共に電気信号の送受を行う外部接続用端子を有する画像信号処理回路と、前記透明平板、前記撮像素子、前記画像信号処理回路を保持、固定する筐体を含む部品で構成され、これらが一体的に形成された撮像モジュールである。前記撮像モジュールは請求項１乃至請求項６記載のいずれかの発明の撮像レンズを使用することにより、小型軽量で、高画質の撮像モジュールを得ることができる。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の撮像モジュールを備える携帯端末である。前記携帯端末は、請求項７記載の撮像モジュールを搭載することにより、小型軽量で、高画質となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の撮像レンズは、物体側から順に、開口絞り、正のパワーの第１レンズと、負のパワーの第２レンズと、正のパワーの第３レンズとが順次配列された３枚構成の撮像レンズであり、構成する３枚のレンズの面うち、少なくとも１面以上を非球面形状とし、かつ、第１レンズの焦点距離ｆ１、第２レンズの焦点距離ｆ２、第３レンズの焦点距離ｆ３と撮像レンズ全体の焦点距離ｆとの関係が、それぞれ条件式（１）、（２）、（３）を満足することにより、正負のパワーが好適にバランスされ、かつ、諸収差の補正を好適に行うことができるため、解像度が良好で、小型軽量となる。
０．５＜ｆ１／ｆ  ＜０．８                          （１）
０．３＜｜ｆ２｜／ｆ  ＜０．７                      （２）
０．５＜ｆ３／ｆ  ＜１．０                          （３）
また、全てのレンズを構成する材料をプラッチックとすることで、レンズ表面形状の賦形はより容易となる。前記撮像レンズが組込まれた撮像モジュール及び携帯端末は小型軽量で、高解像度となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。図１は本発明に係る撮像レンズＬの基本構成の一つを示す。
本実施形態の撮像レンズＬは、図１の左側より、図示されていない物体、開口絞りＳ、正のパワーの第１レンズＬ１、負のパワーの第２レンズＬ２、正のパワーの第３レンズＬ３とが、順次配列された３枚構成のレンズである。開口絞りＳを第１レンズＬ１の前に置くことで射出瞳を像面から離している。第３レンズＬ３と図示されない像との間に、透明平板Ｐが置かれる。この透明平板Ｐは、撮像レンズLと図示されていない撮像素子１１との間に設置され、赤外カットフィルター、ローパスフィルター、又は、カバーガラスなどの機能を有するものが使用される。一点鎖線は光軸を示す。
【００２２】
第１レンズＬ１は両凸面のレンズ、第２レンズＬ２の物体側の面は凹面、第３レンズＬ３の物体側の面は凸面であって、第１〜第３レンズＬ３の面の少なくとも１面以上が非球面形状とすることにより、諸収差は補正される。撮像レンズＬとしてのパワーバランスは、第１レンズＬ１のパワーは、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１と本発明の撮像レンズ全体の焦点距離ｆとの比ｆ１／ｆが下記条件式（１）の範囲に、第２レンズＬ２のパワーは、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２と本発明の撮像レンズ全体の焦点距離ｆとの比｜ｆ２｜／ｆが下記条件式（２）の範囲に、第３レンズＬ３のパワーは、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３と本発明の撮像レンズ全体の焦点距離ｆとの比ｆ３／ｆが下記条件式（３）の範囲に規定することにより、高解像度で、小型軽量化が可能となり、レンズ表面形状の賦形性も良くなる。
０．５＜ｆ１／ｆ  ＜０．８                          （１）
０．３＜｜ｆ２｜／ｆ  ＜０．７                      （２）
０．５＜ｆ３／ｆ  ＜１．０                          （３）
【００２３】
前記条件式について、更に説明する。
第１レンズＬ１のｆ１／ｆの値が、条件式（１）の下限値より小さいと、第１レンズＬ１の正のパワーが過度に大きくなり過ぎ、第２レンズＬ２以降の誤差感度が大となるので、好ましくない。また、上限値より大きくなると、正のパワーが小さくなり過ぎ、撮像レンズの全長の短縮化が難しくなる。
【００２４】
第２レンズＬ２は負のパワーのレンズである。第１レンズＬ１、第３レンズＬ３が共に正のパワーであるため、条件式（２）により、第２レンズＬ２の負のパワーを規定し、撮像レンズ全体のパワーを適正化している。第２レンズ２の焦点距離ｆ２と本発明の撮像レンズ全体の焦点距離ｆとの比は、条件式（２）で規定されるが、より好ましくは、０．４＜｜ｆ２｜／ｆ＜０．６である。｜ｆ２｜／ｆの値が下限値より小さくなると撮像レンズの正のパワーが大きくなりすぎて、第レンズＬ２、第３レンズＬ３の誤差感度が大となり、好ましくない。また、上限値より大きくなると、色収差の補正が不十分となる。
【００２５】
第３レンズＬ３の正のパワーは、条件式（３）で規定され、第１レンズＬ１との正のパワー配分を適正化している。第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３と本発明の撮像レンズ全体の焦点距離ｆとの比ｆ３／ｆは、条件式（３）で規定されるが、より好ましくは、０．６＜ｆ３／ｆ＜０．９である。ｆ３／ｆの値が下限値より小さくなるとレンズの中心部と周辺部との肉厚差が大となり、レンズ表面形状の賦形が難しくなる。また、第１レンズＬ１との正のパワー配分が不適切となり、歪曲収差の補正が困難となることがある。一方、上限値より大きくなると、センサーへの入射角が大きくなり好ましくなく、撮像レンズＬ全長の短縮化も難しくなる。
【００２６】
また、第１〜第３レンズＬ３の全ての面を非球面形状とすることにより、第１レンズＬ１では、主として球面収差、コマ収差が補正され、第２レンズＬ２では、主としてコマ収差、非点収差が補正され、第３レンズＬ３では、主として像面湾曲や歪曲収差などの画面周辺部の諸収差が補正され、それぞれのレンズに収差補正を適宜分担させて、良好な撮像レンズＬを得ることができる。
【００２７】
次に、図２により、第３レンズＬ３の形状を説明する。第３レンズＬ３の焦点距離は前記条件式（３）で規定され、さらに、第３レンズＬ３の物体側面の中心曲率半径Ｒ５と像側面の中心曲率半径Ｒ６の比Ｒ５／Ｒ６が条件式（４）を満足し、かつ、像側面の形状は中心部Ａが概略凹面、周辺部Ｂが概略凸面となっている。
０．１＜Ｒ５／Ｒ６＜０．３                          （４）
【００２８】
Ｒ５／Ｒ６の値が下限より小さくなると、像面湾曲や非点収差が悪くなる。上限より大きくなると、センサーへの入射角が大きくなり、撮像レンズＬ全長の短縮化も難しくなる。
Ｒ５／Ｒ６の値が条件式（４）の範囲内であって、像側面のレンズ表面形状は中心部Ａが概略凹面であり、周辺部Ｂが概略凸面とすることにより、諸収差の補正がより良好に行え、高画質になると共に、レンズサイズが大きくなるのを防止し、さらに、第３レンズＬ３の表面形状の賦形が容易となる。ここで、中心部Ａと周辺部Ｂの領域は、所望のレンズの光学特性との関係でその領域は変動する。図２で説明すると、第３レンズＬ３の像側面のレンズの面と光軸との交点を中心Ｃとして、レンズ径ＬＤの８０％以内、好ましくは、６０％以内の領域が概略凹面であって良く、また、レンズ径の２０〜１００％、好ましくは、４０〜１００％の領域が概略凸面であって良い。凹面と凸面が重なるレンズ径ＬＤの２０〜８０％の領域は、レンズの光学特性や諸収差の補正の適否を考慮して、レンズの光学設計により、適宜、中心部Ａから続く凹面であったり、周辺部Ｂから続く凸面であったりする領域となる。
【００２９】
また、第１レンズＬ１は、物体側面の中心曲率半径Ｒ１と像側面の中心曲率半径Ｒ２の比Ｒ１／｜Ｒ２｜が条件式（５）を満足し、第２レンズＬ２は、物体側面の中心曲率半径Ｒ３と像側面の中心曲率半径Ｒ４の比が条件式（６）を満足する形状である。
０．４＜Ｒ１／｜Ｒ２｜＜１．０                      （５）
０．２＜｜Ｒ３｜／｜Ｒ４｜＜０．６                  （６）
【００３０】
第１レンズＬ１のＲ１／｜Ｒ２｜の値が下限より小さくなると、軸外収差の補正が困難となる。一方、上限より大きくなると、撮像レンズＬの全長が長くなる。第２レンズＬ２の｜Ｒ３｜／｜Ｒ４｜の値が下限より小さくなると、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３の誤差感度が大きくなり過ぎ、好ましくない。一方、上限より大きくなると、軸外収差の補正が困難となる。また、第１レンズＬ１が条件式（５）を、第２レンズＬ２が条件式（６）を満足することで、レンズ表面形状の賦形性が良くなる。
【００３１】
次に、レンズを構成する材料を説明する。第１〜第３レンズＬ３の全てのレンズがプラスチック材料で構成され、全てのレンズは外周部に結像に寄与しないコバＫＢを有している。
プラスチック材料は、射出成形法などの方法により、複雑形状の成形品を生産性良く製造でき、軽量化が容易なため、撮像レンズ用の材料として有用である。しかし、プラスチック材料を使用しても、小型で、非球面の複雑な表面形状を有する撮像レンズの表面形状を精度良く、賦形することは難しい。特に、レンズの径が１０ｍｍ以下の場合、賦形が難しくなる。このレンズ表面の賦形性を良くする方法として、従来、レンズの外周部に結像に寄与しないコバＫＢを設け、撮像レンズ製造時のプラスチックの成形加工性を改良する方法が知られている。しかし、成形加工性に有効なコバＫＢの形状についての提案は見当らない。
【００３２】
そこで、撮像レンズＬの好適なコバＫＢの形状を検討した結果、撮像レンズＬの複雑な表面形状の賦形には、レンズの外径ＬＤとコバの外径ＫＤの関係が影響することを見出した。即ち、レンズの大きい方の面、第３レンズの場合、像側面のレンズ曲面終端Ｘ、Ｘ’の長さをレンズの外径ＬＤとして、コバＫＢの最長外径ＫＤとの比が１．１＜  ＫＤ／ＬＤ＜４．０、より好ましくは、１．１＜ＫＤ／ＬＤ＜３．０を満足させることにより、レンズの表面形状の賦形性は良好であった。
【００３３】
ＫＤ／ＬＤの値が下限より小さいと賦形性が悪くなることがあり、上限より大きくなっても賦形性には大きな問題はないが、使用樹脂量が多くなり、又、大きな型締圧力の成形装置が必要となり、好ましくない。なお、前記のレンズの外径ＬＤは、図２の場合、像側面の曲面終点Ｘ−Ｘ’の間の長さであり、この長さは、通常、レンズの有効画面対角長より長い。
コバＫＢの形状は円形が好ましいが、楕円形であってもよい。また、図３のようにコバＫＢの一部に切り欠きがあってもよい。
【００３４】
図１により、ＫＤ／ＬＤの具体例を挙げると、第１レンズＬ１のＫＤ／ＬＤは２．１、第２レンズＬ２のＫＤ／ＬＤは２．３、第３レンズＬ３のＫＤ／ＬＤは１．３である。
なお、プラスチックの射出成形等で撮像レンズＬを成形する場合、前記のコバの外径ＫＤ以外にコバＫＢの厚さも影響する。しかし、コバＫＢの厚さは、撮像レンズＬの形状、例えば、凹面か凸面か、レンズ厚さ等、また、組合される他のレンズとの間隔等、成形加工性以外の要因で決まることがあるため、明確に規定することは難しい。
【００３５】
本発明の撮像レンズＬの場合、撮像レンズの中心Ｃの厚さＬＴとコバの最も薄い個所の厚さＫＴの比が、０．２＜ＫＴ／ＬＴ＜３．０の範囲にある場合、撮像レンズＬの表面形状の賦形性は良好であった。
【００３６】
なお、レンズ外周部にコバＫＢを設けた場合、コバＫＢに光が入射すると、ゴーストやフレアの原因となる。その場合、図４に示したように第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の間の２つのレンズ間の少なくとも一方の間に、周辺光束を制限する遮光マスク１６を設けることにより、コバＫＢへの光の入射を最小限に抑え、ゴーストやフレアを発生を抑制することができる。本発明の撮像レンズＬでは、必要に応じて、遮光マスク１６を設けることができる。
【００３７】
前記の遮光マスク１６は、中央部に光透過用の開口部を有する遮光部材、コバＫＢに遮光塗料を塗布するなどコバＫＢへの光の入射を制限するものであれば、材質や形状に特別な限定はない。
【００３８】
プラスチック材料は種類によって、光線透過率、屈折率や成形加工性が異なるため、その選択は重要である。本発明の撮像レンズＬは、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３にはＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が１．５００〜１．５４０であるポリオレフィン系材料が好適であり、第２レンズＬ２には、ＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が１．５８０〜１．６１５であるポリカーボネート系材料またはポリエステル系材料が好適に使用される。これらのプラスチック材料の使用により、撮像レンズＬの光学設計が容易であり、表面形状の賦形が容易なレンズ形状を得ることができる。
【００３９】
第１レンズＬ１、第３レンズＬ３に使用されるポリオレフィン系材料の具体例としては、シクロ環や、その他の環状構造を有する非晶性のポリオレフィンがある。第２レンズＬ２に使用されるポリカーボネート系材料としてはビスフェノール型ポリカーボネート、ポリエステル系材料としては、９，９−ビス（４−ヒドロキシフェニル）フルオレンなどのフルオレン構造を有する原料を１成分とするポリエステルがある。
【００４０】
また、本発明の撮像レンズＬは、全てのレンズの物体側面、像側面の表面が反射防止膜や表面硬度向上を目的とした表面処理を行った後、撮像モジュール１０などに使用することが好ましい。反射防止膜は、公知の真空蒸着法により、本発明の第１〜第３レンズの全ての面に付与される。反射防止膜を付与されたそれぞれのレンズの光線透過率は、分光光度計での測定で、波長４５０−７５０ｎｍの範囲で、９０％以上、より好ましくは、波長４５０−７５０ｎｍの範囲で、９５％以上である。
【００４１】
図４は、本発明の撮像レンズＬを使用した撮像モジュール１０の断面の１例である。
この撮像モジュール１０は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳのいずれかからなる撮像素子１１、本発明の撮像レンズＬ１、Ｌ２、Ｌ３、これら撮像レンズを固定、保持する鏡筒１２、赤外カットフィルター、ローパスフィルター、もしくはカバーガラスのいずれかからなる透明平板Ｐ、フレキシブル基板、コネクターなどの外部との電気信号の送受ができる外部接続用端子を有する画像信号処理装置１３、鏡筒１２と接続固定すると共に透明平板Ｐ、画像信号処理装置１３を保持する筐体１４で構成されている。透明平板Ｐは赤外カットフィルター又は、ローパスフィルターとカバーガラスの組合せであってもよい。
【００４２】
鏡筒１２は物体側からの光入射用の開口部を有し遮光性を有する材料からなり、通常、プラスチック材料が使用される。撮像レンズＬは、鏡筒１２に、物体側から第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３の順に所定の間隔で取りつけられる。それぞれのレンズはコバＫＢを有しており、コバＫＢは接着剤等により鏡筒１２に固定しても良く、又、レンズ押さえ１５を使用して、レンズ位置を固定し、レンズ押さえ１５と鏡筒１２とを接着剤等で固定してもよい。第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間には、必要に応じて、コバＫＢを原因とするゴーストやフレアを抑制するため、遮光マスク１６を組込んでもよい。前記のレンズ押さえ１５、遮光マスク１６は、遮光性を有するプラスチック材料が好ましく使用される。レンズ間の間隔は、鏡筒１２とそれぞれのレンズとの間隔やコバＫＢの形状により、所望の間隔とされる。撮像素子１１は外部接続用信号端子を有する画像信号処理装置１３の上に配置され、図示されていないワイヤを介して、画像信号処理装置１３と接続されている。
【００４３】
透明平板Ｐ、画像信号処理装置１３は接着剤などにより筐体１４に固定され、鏡筒１２は筐体１４の内側にネジ１７により螺入され、相互に連結されている。
【００４４】
前記の撮像モジュール１０は、ノートブックタイプのコンピュータ、携帯電話、デジタルカメラなどの携帯端末だけでなく、自動車、産業機器のモニター用部品にも使用される。
【００４５】
以下、本発明に係る撮像レンズＬの実施例を説明する。各実施例に使用する記号は以下の通りである。
ｆ    ：撮像レンズ全体の焦点距離
ｆ１  ：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ２  ：第２レンズＬ２の焦点距離
ｆ３  ：第３レンズＬ３の焦点距離
ＦＢ  ：バックフォーカス
Ｆ    ：Ｆナンバー
Ｒ１  ：第１レンズＬ１の物体側面の中心曲率半径
Ｒ２  ：第１レンズＬ１の像側面の中心曲率半径
Ｒ３  ：第２レンズＬ２の物体側面の中心曲率半径
Ｒ４  ：第２レンズＬ２の像側面の中心曲率半径
Ｒ５  ：第３レンズＬ３の物体側面の中心曲率半径
Ｒ６  ：第３レンズＬ３の像側面の中心曲率半径
Ｔｔ  ：屈折面の間隔
ｎｄ  ：ｄ線での屈折率
νｄ  ：アッペ数
【００４６】
撮像レンズＬのそれぞれのレンズの非球面の形状は、光軸方向にＺ軸、光軸と垂直方向をＸとして、軸をとり、光の進行方向を正とし、Ｋ、ａ、ｂ、ｃを非球面係数としたとき次式で表される。
【００４７】
【数１】
2005352206.tif 000003
【００４８】
（実施例１）
図５は、実施例１の撮像レンズの配置を示す説明図である。図中Ｓは開口絞り、Ｌ１は第１レンズ、Ｌ２は第２レンズ、Ｌ３は第３レンズ、Ｐは透明平板である。なお、図５にはレンズ外周部のコバＫＢは記載していない。第１レンズＬ１及び第３レンズＬ３は、ＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が、１．５０９であるポリシクロオレフィン（商品名  ＺＥＯＮＥＸ、日本ゼオン製）を用い、第３レンズＬ３は、ＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が、１．５８５であるビスフェノール型ポリエステルを用い、それぞれ射出成形法により、製造された。この実施例１の撮像レンズＬは以下の条件で設定されている。非球面係数は表１にされる。
【００４９】
ｆ＝４．６３５ｍｍ、ｆ１＝３．３３３ｍｍ、ｆ２＝−２．４０４ｍｍ、ｆ３＝３．４１７ｍｍ、ｆＢ＝１．１０１ｍｍ、光学長＝６．４１０ｍｍ、Ｆ＝３．２００
面番号  曲率半径Ｒ(ｍｍ)  屈折面の間隔Ｔｔ(ｍｍ)  屈折率ｎｄ    アッペ数νｄ
開口絞り      ∞            ０．０５      
１      ２．４７６        １．４７            １．５０９      ５６．０
２    −４．３１５        ０．７７        
３    −０．６６８        ０．５５            １．５８５      ３０．０
４    −１．６５９        ０．０５
５      １．４５４        １．７２            １．５０９      ５６．０
６      ５．３３１        ０．５０          
７          ∞            ０．５０            １．５１７      ６４．２
【００５０】
【表１】
2005352206.tif 000004
【００５１】
このような条件では、ｆ１／ｆ＝０．７１９、｜ｆ２｜／ｆ＝０．５１８、ｆ３／ｆ＝０．７３７であり、Ｒ１／｜Ｒ２｜＝０．５７４、｜Ｒ３｜／｜Ｒ４｜＝０．４０３、
Ｒ５／Ｒ６＝０．２７３である。本発明の目的を達成する撮像レンズである。
【００５２】
実施例１の撮像レンズＬの横収差を図６、球面収差を図７、非点収差及び歪曲収差を図８、ＭＴＦ（伝達関数、Ｍｏｄｕｌａｔｅｄ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の軸上のコントラストと空間周波数の関係を図９、ＭＴＦの軸外・垂直のコントラストと空間周波数の関係を図１０、ＭＴＦの軸外・水平のコントラストと空間周波数の関係を図１１、ＭＴＦの軸外・対角のコントラストと空間周波数の関係を図１２に示した。これらのデータより、実施例１の撮像レンズＬは諸収差が良好に補正され、高解像度であり、レレンズ表面の撮像レンズの賦形性が良い。なお、図６〜８の諸収差のデータは４３６ｎｍ、４８６ｎｍ、５４６ｎｍ、５８８ｎｍ、６５６ｎｍの波長でのデータである。又、ＭＴＦデーターのＳはサジタル像面、Ｔはタンジェンシャル像面を示す。
【００５３】
（実施例２）
図１３は、実施例２の撮像レンズ配置を示す説明図である。図中Ｓは開口絞り、Ｌ１は第１レンズ、Ｌ２は第２レンズ、Ｌ３は第３レンズ、Ｐは透明平面板である。なお、図１３にはレンズ外周部のコバＫＢは記載していない。第１レンズＬ１及び第３レンズＬ３は、ＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が、１．５０９であるポリシクロオレフィン（商品名  ＺＥＯＮＥＸ、日本ゼオン製）を用い、第３レンズＬ３は、ＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が、１．５８５であるビスフェノール型ポリエステルを用い、それぞれ射出成形法により、製造された。この実施例２の撮像レンズＬは以下の条件で設定されている。非球面係数は表２に示される。
ｆ＝４．３４１ｍｍ、ｆ１＝２．８７６ｍｍ、ｆ２＝−２．００７ｍｍ、ｆ３＝３．０８６７ｍｍ、ｆＢ＝０．６３０ｍｍ、光学長＝６．０００ｍｍ、Ｆ＝２．８
面番号  曲率半径Ｒ(ｍｍ)  屈折面の間隔Ｔｔ(ｍｍ)  屈折率ｎｄ    アッペ数νｄ
開口絞り        ∞            ０．０８      
１      ２．２９４        １．２０            １．５０９      ５６．０
２    −３．３３４        ０．７４        
３    −０．５７０        ０．５０            １．５８５      ３０．０
４    −１．４６６        ０．０３
５      １．３９２        １．５７            １．５０９      ５６．０
６      ７．５４５        ０．５０          
７          ∞            ０．７５            １．５１７      ６４．２
【００５４】
【表２】
2005352206.tif 000005
【００５５】
このような条件では、ｆ１／ｆ＝０．６６３、｜ｆ２｜／ｆ＝０．４６２、ｆ３／ｆ＝０．７１１であり、Ｒ１／｜Ｒ２｜＝０．６８８、｜Ｒ３｜／｜Ｒ４｜＝０．３８８、
Ｒ５／Ｒ６＝０．１８４である。本発明の目的を達成する撮像レンズである。
【００５６】
実施例２の撮像レンズＬのＭＴＦの軸上のコントラストと空間周波数の関係を図１４、ＭＴＦの軸外・垂直のコントラストと空間周波数の関係を図１５、ＭＴＦの軸外・水平のコントラストと空間周波数の関係を図１６、ＭＴＦの軸外・対角のコントラストと空間周波数の関係を図１７に示した。これらのデータより、実施例２の撮像レンズＬは諸収差が良好に補正され、高解像度であり、レンズ表面の撮像レンズの賦形性が良い。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の撮像レンズ１形態を示す概略構成図。
【図２】第３レンズの外形を示す図。
【図３】コバに切り欠きのあるレンズの平面図。
【図４】撮像モジュールの１例を示す断面図。
【図５】実施例１の撮像レンズを示す概略構成図。
【図６】実施例１の横収差図。
【図７】実施例１の球面収差図。
【図８】実施例１の非点収差及び歪曲収差図。
【図９】実施例１のＭＴＦ、軸上のコントラストと空間周波数の関係を示す図。
【図１０】実施例１のＭＴＦ、軸外・垂直のコントラストと空間周波数の関係を示す図。
【図１１】実施例１のＭＴＦ、軸外・水平のコントラストと空間周波数の関係を示す図。
【図１２】実施例１のＭＴＦ、軸外・対角のコントラストと空間周波数の関係を示す図。
【図１３】実施例２の撮像レンズを示す概略構成図。
【図１４】実施例２のＭＴＦ、軸上のコントラストと空間周波数の関係を示す図。
【図１５】実施例２のＭＴＦ、軸外・垂直のコントラストと空間周波数の関係を示す図。
【図１６】実施例２のＭＴＦ、軸外・水平のコントラストと空間周波数の関係を示す図。
【図１７】実施例２のＭＴＦ、軸外・対角のコントラストと空間周波数の関係を示す図。
【符号の説明】
【００５８】
Ａ    ：レンズの光軸近傍
Ｂ    ：レンズの外周部
Ｃ    ：光軸
Ｌ    ：撮像レンズ
Ｌ１  ：第１レンズ
Ｌ２  ：第２レンズ
Ｌ３  ：第３レンズ
Ｌｎ  ：レンズ部
Ｓｔ  ：開口しぼり
Ｐ    ：透明平板
ＫＢ  ：コバ
１０  ：撮像モジュール
１１  ：撮像素子
１２  ：鏡筒
１３  ：撮像モジュールに組込まれた透明平面板
１４  ；画像信号処理装置
１５  ：筐体
１６  ：レンズ押え
１７  ：遮光マスク
【図１】
2005352206.tif 000006
【図２】
2005352206.tif 000007
【図３】
2005352206.tif 000008
【図４】
2005352206.tif 000009
【図５】
2005352206.tif 000010
【図６】
2005352206.tif 000011
【図７】
2005352206.tif 000012
【図８】
2005352206.tif 000013
【図９】
2005352206.tif 000014
【図１０】
2005352206.tif 000015
【図１１】
2005352206.tif 000016
【図１２】
2005352206.tif 000017
【図１３】
2005352206.tif 000018
【図１４】
2005352206.tif 000019
【図１５】
2005352206.tif 000020
【図１６】
2005352206.tif 000021
【図１７】
2005352206.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月22日(2004.7.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図１により、ＫＤ／ＬＤの具体例を挙げると、第１レンズＬ１のＫＤ／ＬＤは２．１（
ＫＤ＝２．３８ｍｍ、ＬＤ＝５．００ｍｍ）、第２レンズＬ２のＫＤ／ＬＤは２．３（ＫＤ＝７．３０ｍｍ、ＬＤ＝３．１２ｍｍ）、第３レンズＬ３のＫＤ／ＬＤは１．３（ＫＤ＝７．５０ｍｍ、ＬＤ＝５．７４ｍｍ）である。
なお、プラスチックの射出成形等で撮像レンズＬを成形する場合、前記のコバの外径ＫＤ以外にコバＫＢの厚さも影響する。しかし、コバＫＢの厚さは、撮像レンズＬの形状、例えば、凹面か凸面か、レンズ厚さ等、また、組合される他のレンズとの間隔等、成形加工性以外の要因で決まることがあるため、明確に、規定することは難しい。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４８】
（実施例１）
図５は、実施例１の撮像レンズの配置を示す説明図である。図中Ｓは開口絞り、Ｌ１は第１レンズ、Ｌ２は第２レンズ、Ｌ３は第３レンズ、Ｐは透明平板である。なお、図５にはレンズ外周部のコバＫＢは記載していない。第１レンズＬ１及び第３レンズＬ３は、ＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が、１．５０９であるポリシクロオレフィン（商品名  ＺＥＯＮＥＸ、日本ゼオン製）を用い、第３レンズＬ３は、ＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が、１．５８５であるビスフェノール型ポリエステルを用い、それぞれ射出成形法により、製造された。この実施例１の撮像レンズＬは以下の条件で設定されている。非球面係数は表１に示される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
（実施例２）
図１３は、実施例２の撮像レンズ配置を示す説明図である。図中Ｓは開口絞り、Ｌ１は第１レンズ、Ｌ２は第２レンズ、Ｌ３は第３レンズ、Ｐは透明平面板である。なお、図１３にはレンズ外周部のコバＫＢは記載していない。第１レンズＬ１及び第３レンズＬ３は、ＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が、１．５０９であるポリシクロオレフィン（商品名  ＺＥＯＮＥＸ、日本ゼオン製）を用い、第３レンズＬ３は、ＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定したｄ線の屈折率が、１．５８５であるビスフェノール型ポリカーボネートを用い、それぞれ射出成形法により、製造された。この実施例２の撮像レンズＬは以下の条件で設定されている。非球面係数は表２に示される。
ｆ＝４．３４１ｍｍ、ｆ１＝２．８７６ｍｍ、ｆ２＝−２．００７ｍｍ、ｆ３＝３．０８６７ｍｍ、ｆＢ＝０．６３０ｍｍ、光学長＝６．０００ｍｍ、Ｆ＝２．８
面番号  曲率半径Ｒ(ｍｍ)  屈折面の間隔Ｔ(ｍｍ)  屈折率ｎｄ    アッペ数νｄ
開口絞り        ∞            ０．０８      
１      ２．２９４        １．２０          １．５０９      ５６．０
２    −３．３３４        ０．７４        
３    −０．５７０        ０．５０          １．５８５      ３０．０
４    −１．４６６        ０．０３
５      １．３９２        １．５７          １．５０９      ５６．０
６      ７．５４５        ０．５０          
７          ∞            ０．７５          １．５１７      ６４．２
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
【表２】
2005352206.tif 000023