(57)【要約】【課題】  携帯電話、携帯端末、電子スチルカメラ等の撮像機器に用いられる小型結像レンズを、小型であることを第一に優先する良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ち、また射出瞳位置をできるだけ長くとりながら、小型であることを実現する小型結像レンズを提供する。【解決手段】  本発明の小型結像レンズは、物体側より順に、開口絞りとそれに続く正の第１レンズ、負の第２レンズ、正または負の第３レンズよりなり、各レンズは少なくとも１面以上の非球面を有し、以下の条件式を満たす小型結像レンズとする。（１）０．９＜ｆ／ｆ１＜１．３（２）１．０＜ＴＬ／ｆ＜１．６（３）０．２５＜ｆＢ／ｆ＜０．６５（４）４５＜ν１ただしｆ  ：全レンズ系の焦点距離ｆ１：第１レンズの焦点距離ＴＬ：レンズ第１面から結像面までの長さ（平行平面部分は空気長換算）ｆＢ：レンズ最終面から結像面までの長さ（平行平面部分は空気長換算）ν１：第１レンズ材料のアッベ数【選択図】    図１−１
2005227755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、開口絞りとそれに続く正の第１レンズ、負の第２レンズ、正または負の第３レンズよりなり、各レンズは少なくとも１面以上の非球面を有し、以下の条件式を満たすことを特徴とする小型結像レンズ。
（１）  ０．９＜ｆ／ｆ１＜１．３
（２）  １．０＜ＴＬ／ｆ＜１．６
（３）  ０．２５＜ｆＢ／ｆ＜０．６５
（４）  ４５＜ν１
ただし
ｆ  ：全レンズ系の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ＴＬ：レンズ第１面から結像面までの長さ（平行平面部分は空気長換算）
ｆＢ：レンズ最終面から結像面までの長さ（平行平面部分は空気長換算）
ν１：第１レンズ材料のアッベ数
【請求項２】
請求項１記載の小型結像レンズにおいて、第２レンズは、さらに以下の条件式を満たすことを特徴とする小型結像レンズ。
（５）−０．７＜ｆ／ｆ２＜−０．３
（６）−４．０＜ｆ／Ｒ４＜−０．５
ただし
ｆ２：第２レンズの焦点距離
Ｒ４：第２レンズの像側面の近軸曲率半径
【請求項３】
請求項１記載の小型結像レンズにおいて、第３レンズは、さらに以下の条件式を満たすことを特徴とする小型結像レンズ。
（７）−０．３＜ｆ／ｆ３＜０．６
（８）１．５＜ｆ／Ｒ５＜４．０
ただし
ｆ３：第３レンズの焦点距離
Ｒ５：第３レンズの物体側面の近軸曲率半径
【請求項４】
請求項１記載の小型結像レンズにおいて、第２レンズは、さらに以下の条件式（５）と（６）を満たすことを特徴とする小型結像レンズであって、
（５）−０．７＜ｆ／ｆ２＜−０．３
（６）−４．０＜ｆ／Ｒ４＜−０．５
かつ、第３レンズは、さらに以下の条件式（７）と（８）を満たすことを特徴とする小型結像レンズ。
（７）−０．３＜ｆ／ｆ３＜０．６
（８）１．５＜ｆ／Ｒ５＜４．０
ただし、
ｆ２：第２レンズの焦点距離
Ｒ４：第２レンズの像側面の近軸曲率半径
ｆ３：第３レンズの焦点距離
Ｒ５：第３レンズの物体側面の近軸曲率半径
【請求項５】
請求項１、２、３または４記載の小型結像レンズにおいて、さらに、第２レンズ及び第３レンズの非球面形状は、近軸曲率半径に対して周辺部にいくに従い、形状が少なくともいったんは、曲率半径が大きくなる非球面形状を有することを特徴とする小型結像レンズ。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５記載の小型結像レンズにおいて、それぞれのレンズが、樹脂材料にて構成されることを特徴とする小型結像レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に、携帯電話、携帯端末、電子スチルカメラ等の撮像機器に用いられる小型結像レンズに関し、詳しくは、その構成が小型であることを第一に優先する小型結像レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年普及の著しい携帯電話、携帯端末、電子スチルカメラ等に用いられる撮像機器は、情報通信インフラの整備・拡充、各種電子デバイスの高性能化・小型化に伴い、その利用範囲が急速に拡大し、また多様化してきている。
【０００３】
特に携帯電話やＰＤＡと呼ばれる携帯型端末への爆発的な普及には目覚ましいものがある。特に、これらの携帯電話や携帯端末に撮像機能を付加した製品群においては、情報通信インフラの整備・拡充が進んだ結果、画像デ−タをストレスなく送受信できる環境が実現し、実用品としての立場を獲得した事は、携帯電話や携帯端末等の普及に大きく寄与している。
【０００４】
携帯電話やＰＤＡ等においては、小型であることが特徴のひとつである。そのため、それらに搭載する撮像機器も必然的に小型であることが要求されている。
【０００５】
つまり、撮像機器に用いられるＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子に、像を結像させる光学レンズにも、まず小型であることが要求されることになる。その上で、良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ち、また射出瞳位置ができるだけ長いことも要求される。
【０００６】
結像性能が優れ、小型で、テレビ電話や監視カメラに好適な３枚レンズ構成の撮像レンズが公開されている。（例えば特許文献１参照）
【０００７】
【特許文献１】特開平０９−２８８２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところが、近来の携帯電話やＰＤＡ、電子スチルカメラの小型化、薄型化のスピ−ドは極めて速く、撮像機器にも同様な小型化が要求されている。
【０００９】
また、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等では、画素数が高解像度化など画質の向上に直結するため、継続的に増加し続けている。詳細は省略するが、半導体プロセスで製作される前述のセンサにおいては、画素数の増大は、シリコンウェハ上でのセンサの取り個数で決まり、画素ピッチはシリコンウェハ上の配線ル−ルで決まるため、両者は同期しない。
【００１０】
そのため、ピッチと画素数の乗に比例する前記センサの物理的な面積は、画素の増大によって一時的に大きくなる場合が多い。ＣＣＤやＣＭＯＳセンサそのもののサイズが大きくなることは、小型化・薄型化への障害となるが、センサの撮像エリアのサイズが大型化することによる幾何光学的な影響のほうが深刻な問題である。
【００１１】
なぜならば、それらの撮像機器の光学系においては、結像サイズが大きくなると、その結像面での収差補正のためや明るさの確保のために、レンズの口径や、光学軸方向の寸法を大きくする必要が生じ、結像レンズ系を小型化することが難しくなってくるからである。
【００１２】
また、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等に見られる色味の偏りやモアレ干渉の発生を低減するために、赤外領域カットフィルタや、ロ−パスフィルタを配置しなければならず、ある程度のバックフォ−カスも確保しなければならず、小型化の実現に厳しい状況となっている。
【００１３】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、特に、携帯電話、携帯端末、電子スチルカメラ等の撮像機器に用いられる小型結像レンズに関し、詳しくは、その構成が小型であることを第一に優先する良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ち、また射出瞳位置をできるだけ長くとりながら、小型であることを実現する小型結像レンズを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の小型結像レンズは、物体側より順に、開口絞りとそれに続く正の第１レンズ、負の第２レンズ、正または負の第３レンズよりなり、各レンズは少なくとも１面以上の非球面を有し、以下の条件式を満たす小型結像レンズとする。
（１）０．９＜ｆ／ｆ１＜１．３
（２）１．０＜ＴＬ／ｆ＜１．６
（３）０．２５＜ｆＢ／ｆ＜０．６５
（４）４５＜ν１
ただし
ｆ  ：全レンズ系の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ＴＬ：レンズ第１面から結像面までの長さ（平行平面部分は空気長換算）
ｆＢ：レンズ最終面から結像面までの長さ（平行平面部分は空気長換算）
ν１：第１レンズ材料のアッベ数
【００１５】
まず開口絞りを物体側におくことにより、射出瞳位置をできるだけ結像面に対して大きくとることが必要となる。次に条件式（１）のように第１レンズに大きな正のパワ−を持たせることにより、結像作用の中心とするものである。条件式（１）で上限を超えると第１レンズのパワ−が過大となり、諸収差が大きく発生し良好な性能が得られない。条件式（１）で下限を超えると収差補正には有利だが、レンズ全長が大きくなり、小型化が困難になる。
【００１６】
さらに小型化の条件は条件式（２）のようになる。条件式（２）で上限を超えると小型化は達成できず、下限を超えると小型化は可能であるが、各レンズのパワ−が過大となり良好な性能は維持できない。
【００１７】
また条件式（３）は適度なバックフォ−カスを得ることであり、下限を超えると空間スペ−スが小さすぎ、フィルタ−などの配置が難しく、上限を超えるとスペ−スは取れるが第２または第３レンズの負のパワ−が過大となり性能が劣化するとともに、射出瞳条件も不利になる。
【００１８】
条件式（４）は色収差補正の条件である。第１レンズは強い正のパワ−を持つので、色収差を補正するにはアッベ数の大きな低分散材料で構成する必要があり、下限を超えると色収差が増大する。
【００１９】
また、前述した条件式（１）から（４）の条件を満たす小型結像レンズにおいて、第２レンズが、さらに、以下の条件を満たす小型結像レンズとする。
（５）−０．７＜ｆ／ｆ２＜−０．３
（６）−４．０＜ｆ／Ｒ４＜−０．５
ただし
ｆ２：第２レンズの焦点距離
Ｒ４：第２レンズの像側面の近軸曲率半径
【００２０】
第２レンズは前記条件式（５）（６）の条件を満たすことが望ましい。第２レンズと第３レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第１レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。
【００２１】
本発明においては、前記のように、ある程度のバックフォ−カスを確保する必要があるため、全て正レンズで構成することは不適切であり、また射出瞳条件からは負レンズはできるだけ物体側におくことが有利である。したがって本発明では条件式（５）のように第２レンズに負のパワ−を与えることによりこれを達成している。条件式（５）で上限を超えると負のパワ−が過大となり歪曲収差、倍率色収差の悪化を招く。下限を超えると十分なバックフォ−カスが得られなくなる。
【００２２】
条件式（６）はコマ収差補正の条件である。第２レンズに入射する光束に対して、第２レンズの像側面の近軸曲率半径を同心的に配置することにより、コマ収差を少なくしている。条件式（６）で上限を超えると同心性が不足し、コマ収差が大きくなり、下限を超えるとコマ収差は補正過剰になる。
【００２３】
また、前述した条件式（１）から（４）の条件を満たす小型結像レンズにおいて、第３レンズが、さらに、以下の条件を満たす小型結像レンズとする。
（７）−０．３＜ｆ／ｆ３＜０．６
（８）１．５＜ｆ／Ｒ５＜４．０
ただし
ｆ３：第３レンズの焦点距離
Ｒ５：第３レンズの物体側面の近軸曲率半径
【００２４】
条件式（７）は第３レンズのパワ−を規定するが、正の第１レンズと負の第２レンズにて残存した諸収差を、パワ−の小さな第３レンズにて最終的に補正し、適正にバランスさせることが可能な範囲を示す。したがって条件式（７）で上限を超えると、第３レンズの正のパワ−が過大となり、バックフォ−カスの減少や倍率色収差の悪化となる。また下限を超えて負のパワ−が大きくなると、射出瞳条件が悪化する。
【００２５】
条件式（８）は、第３レンズの形状のうち特に近軸形状を規定するものである。近軸付近の低像高に対して球面、コマ収差の発生を小さくするとともに、軸外光束に対して射出瞳位置を遠ざける効果がある。条件式（８）で上限を超えると射出瞳条件は有利だが、軸外コマ収差が過大となり、下限を越えると球面収差、コマ収差は有利だが射出瞳条件が劣化する。
【００２６】
また、前述した条件式（１）から（４）の条件を満たす小型結像レンズにおいて、第２レンズが、さらに、以下の条件（５）と（６）を満たす小型結像レンズであって、
（５）−０．７＜ｆ／ｆ２＜−０．３
（６）−４．０＜ｆ／Ｒ４＜−０．５
かつ、第３レンズは、さらに以下の条件式（７）と（８）を満たすことを特徴とする小型結像レンズとする。
（７）−０．３＜ｆ／ｆ３＜０．６
（８）１．５＜ｆ／Ｒ５＜４．０
ただし、
ｆ２：第２レンズの焦点距離
Ｒ４：第２レンズの像側面の近軸曲率半径
ｆ３：第３レンズの焦点距離
Ｒ５：第３レンズの物体側面の近軸曲率半径
【００２７】
上述の条件式（５）から（８）が規定する意味については、（００１７）から（００２３）までに記述されている。これらの条件を同時に満足する構成とすることで、さらに高品質な小型結像レンズとすることができる。
【００２８】
また、前述した条件式（１）から（８）を満たす小型結像レンズにおいて、さらに、第２レンズ及び第３レンズの非球面形状は、近軸曲率半径に対して周辺部にいくに従い、形状が少なくともいったんは、曲率半径が大きくなる非球面形状を有する小型結像レンズとする。
【００２９】
このように、非球面形状が、近軸曲率半径に対して周辺部にいくに従い、少なくともいったんは、曲率半径が大きくなる形状を有する構成とすることで、特に第２レンズに対しては、レンズ中心部での負のパワ−を周辺部で弱め、スム−ズに周辺光束を通過させることが可能になる。
【００３０】
第３レンズに対しても、やはり周辺光束に対してレンズ中心部曲率半径の非同心性を修正し、歪曲収差の改善や射出瞳条件を良好にすることが可能となる。
【００３１】
また、前述した条件式（１）から（８）を満たし、さらに、第２レンズ及び第３レンズの非球面形状は、近軸曲率半径に対して周辺部にいくに従い、形状が少なくともいったんは、曲率半径が大きくなる非球面形状を有する小型結像レンズにおいて、それぞれのレンズが、樹脂材料にて構成される小型結像レンズとする。
【００３２】
レンズ材料を樹脂材料とすることで、射出成形が可能となり、均一で高品質な小型結像レンズ部品を安く大量生産することができる。
【発明の効果】
【００３３】
請求項１の発明によると、まず開口絞りを物体側におくことにより、射出瞳位置をできるだけ結像面に対して大きくとることが必要となる。次に条件式（１）のように第１レンズに大きな正のパワ−を持たせることにより、結像作用の中心とするものである。
【００３４】
条件式（１）で上限を超えると第１レンズのパワ−が過大となり、諸収差が大きく発生し良好な性能が得られない。条件式（１）で下限を超えると収差補正には有利だが、レンズ全長が大きくなり、小型化が困難になる。
【００３５】
さらに小型化の条件は条件式（２）のようになる。条件式（２）で上限を超えると小型化は達成できず、下限を超えると小型化は可能であるが、各レンズのパワ−が過大となり良好な性能は維持できない。
【００３６】
また条件式（３）は適度なバックフォ−カスを得ることであり、下限を超えると空間スペ−スが小さすぎ、フィルタ−などの配置が難しく、上限を超えるとスペ−スは取れるが第２または第３レンズの負のパワ−が過大となり性能が劣化するとともに、射出瞳条件も不利になる。
【００３７】
条件式（４）は色収差補正の条件である。第１レンズは強い正のパワ−を持つので、色収差を補正するにはアッベ数の大きな低分散材料で構成する必要があり、下限を超えると色収差が増大する。
【００３８】
請求項２の発明によると、第２レンズは前記条件式（５）（６）の条件を満たすことが望ましい。第２レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第１レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。
【００３９】
条件式（５）は適切なバックフォーカスを得ることであり、第２レンズに負のパワ−を与えることによりこれを達成している。条件式（５）で上限を超えると負のパワ−が過大となり歪曲収差、倍率色収差の悪化を招く。下限を超えると十分なバックフォ−カスが得られなくなる。
【００４０】
条件式（６）はコマ収差補正の条件である。第２レンズに入射する光束に対して、第２レンズの像側面の近軸曲率半径を同心的に配置することにより、コマ収差を少なくしている。条件式（６）で上限を超えると同心性が不足し、コマ収差が大きくなり、下限を超えるとコマ収差は補正過剰になる。
【００４１】
また、請求項３の発明によると、第３レンズは前記条件式（７）（８）の条件を満たすことが望ましい。第３レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第１レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。
【００４２】
条件式（７）は、収差の改善を得るものであり、第３レンズのパワ−を規定し、正の第１レンズと負の第２レンズにて残存した諸収差を、パワ−の小さな第３レンズにて最終的に補正し、適正にバランスさせることが可能な範囲を示す。
【００４３】
したがって条件式（７）で上限を超えると、第３レンズの正のパワ−が過大となり、バックフォ−カスの減少や倍率色収差の悪化となる。また下限を超えて負のパワ−が大きくなると、射出瞳条件が悪化する。
【００４４】
条件式（８）は、収差の改善と射出瞳を遠くとることを得るものであり、第３レンズの形状のうち特に近軸形状を規定するものである。近軸付近の低像高に対して球面、コマ収差の発生を小さくするとともに、軸外光束に対して射出瞳位置を遠ざける効果がある。
【００４５】
条件式（８）で上限を超えると射出瞳条件は有利だが、軸外コマ収差が過大となり、下限を越えると球面収差、コマ収差は有利だが射出瞳条件が劣化する。
【００４６】
また、請求項４の発明によると、第２レンズは前記条件式（５）（６）の条件を満たし、第３レンズは前記条件式（７）（８）を満たす第２レンズと第３レンズを同時に使用することで発明の総体的な効果が期待できるものである。
【００４７】
第２レンズと第３レンズにそれぞれ補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第１レンズだけ、あるいは第１レンズと第２レンズの条件の組み合わせ、第１レンズと第３レンズの条件の組み合わせだけ、では補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。
【００４８】
請求項５の発明によると、非球面形状が、近軸曲率半径に対して周辺部にいくに従い、少なくともいったんは、曲率半径が大きくなる形状を有する構成とすることで、特に第２レンズに対しては、レンズ中心部での負のパワ−を周辺部で弱め、スム−ズに周辺光束を通過させることが可能になる。
【００４９】
第３レンズに対しても、やはり周辺光束に対してレンズ中心部曲率半径の非同心性を修正し、歪曲収差の改善や射出瞳条件を良好にすることが可能となる。
【００５０】
請求項６の発明のように、レンズ材料を樹脂材料とすることで、射出成形が可能となり、均一で高品質な小型結像レンズ部品を安く大量生産することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下に本発明における小型結像レンズの最良の実施例を示すが、本発明の要旨から逸脱しない範囲で、これに限定されるものではない。
【００５２】
ここで実施例の説明に使用する記号は、下記の通りである。
Ｆ    ：レンズのＦナンバー
ｆ    ：全レンズ系の焦点距離
ｆ*   ：各レンズの焦点距離  （*には各レンズに対応する数字がはいる）
Ｒ*   ：レンズ面の曲率半径  （*には各面に対応する数字がはいる）
Ｄ    ：各面の距離（間隔）
ｎｄ  ：各レンズ材料のｄ線での屈折率
νｄ  ：各レンズのアッベ数
ν*   ：各レンズのアッベ数（*には各レンズに対応する数字がはいる）
ＴＬ  ：レンズ第１面から結像面までの長さ（平行平面部分は空気長換算）
ｆＢ  ：レンズ最終面から結像面までの長さ（平行平面部分は空気長換算）
ω    ：半画角（単位は度）
【００５３】
レンズが非球面である場合の数式１は、以下のごとく記述される。
【００５４】
【数１】
2005227755.tif 000003
ただし、ｋ＝α１＋１  とし、
Ｃ            ：非球面頂点の曲率
α１          ：円錐係数
α２〜α１０  ：非球面係数
ρ            ：光軸からの高さ
Ｚ            ：レンズ面頂点における接平面から光軸方向への距離
である。
【００５５】
以下、図１−１、図１−２、表１−１、表１−２、表３を使って、本発明の最良の実施例について説明する。図１−１は、本発明の構成によるレンズのレイアウトと光路を表すものである。図１−２は、この実施例の収差図であり、球面、非点、歪曲の各収差を図１−２のＡ、Ｂ、Ｃとして図示してある。表１−１は、本発明の小型結像レンズで使用する各レンズ面に番号を付け、各面ごとにそれぞれの曲率半径Ｒ、距離（間隔）Ｄ、各レンズごとに屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを記入してまとめた表である。表１−２は表１−１の面が上述した数式１で記述される場合に、その非球面係数を記載したものである。
【００５６】
表３は、請求項に記載された条件式（１）から（３）と（５）から（８）に代入する具体的な数値と、計算された結果をまとめた表である。数値は、与えられた条件の幅の中で、より良い結果をもたらすものを採用してある。表３には、最良の実施例の他、実施例１から３における計算結果も記載してある。また、表３の項目で、本発明に直接関与しない計算部分については説明を省略する。
【００５７】
図１−１にはレンズのレイアウトが図示してあり、紙面左側に撮像されるべき物体（図示せず）があり、次に開口絞り１−１−５、第１レンズ１−１−１、第２レンズ１−１−２、第３レンズ１−１−３、ＬＰＦ（光学的ローパスフィルタ）１−１−４、結像面である撮像用センサ面１−１−６が配置されている。撮像用センサの厚みは図示しない。１−１−７はレンズ光軸である。
【００５８】
図１−１では、第１レンズ１−１−１の物側面から撮像用センサ面１−１−６まで、光学素子の面に１から９まで番号が割り付けてあり、この番号は、表１で使用する面番号と一致している。図１−１、表１−１とも、開口絞りに関しては、厚みを０とみなし、面番号は０としてある。
【００５９】
図１−１に記載の光路１（１−１−８）から４（１−１−１１）は、それぞれレンズに入射する時のレンズ光軸１−１−７となす角を半画角ωとして追跡した光路を３本の線分にて図示したものである。図１−１には、この実施例における全画角２ωを記入してある。
【００６０】
表１−１と表３から、本実施例ではｆ／ｆ１は１．１１８、ＴＬ／ｆは１．３４１、ｆＢ／ｆは０．４７８、第１レンズのアッベ数ν１は５６．２であり、請求項１に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（１）０．９＜ｆ／ｆ１＜１．３
（２）１．０＜ＴＬ／ｆ＜１．６
（３）０．２５＜ｆＢ／ｆ＜０．６５
（４）４５＜ν１
【００６１】
まず開口絞りを物体側におくことにより、射出瞳位置をできるだけ結像面に対して大きくとることができる。次に条件式（１）のように第１レンズに大きな正のパワ−を持たせることにより、結像作用の中心とするものである。条件式（１）で上限を超えると第１レンズのパワ−が過大となり、諸収差が大きく発生し良好な性能が得られない。条件式（１）で下限を超えると収差補正には有利だが、レンズ全長が大きくなり、小型化が困難になるが、本実施例では、ｆ／ｆ１を１．１１８として適正な値を採用している。
【００６２】
さらに小型化の条件は条件式（２）のようになる。条件式（２）で上限を超えると小型化は達成できず、下限を超えると小型化は可能であるが、各レンズのパワ−が過大となり良好な性能は維持できないが、本実施例では、ＴＬ／ｆを１．３４１として適正な値を採用している。
【００６３】
また条件式（３）は適度なバックフォ−カスを得ることであり、下限を超えると空間スペ−スが小さすぎ、フィルタ−などの配置が難しく、上限を超えるとスペ−スは取れるが第２または第３レンズの負のパワ−が過大となり性能が劣化するとともに、射出瞳条件も不利になるが、本実施例では、ｆＢ／ｆを０．４７８として適正な値を採用している。
【００６４】
条件式（４）は色収差補正の条件である。第１レンズは強い正のパワ−を持つので、色収差を補正するにはアッベ数の大きな低分散材料で構成する必要があり、下限を超えると色収差が増大するが、本実施例では、ν１を５６．２として適正な値を採用している。
【００６５】
表１−１と表３から、本実施例ではｆ／ｆ２は−０．４１８、ｆ／Ｒ４は−１．３６０であり、請求項２に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（５）−０．７＜ｆ／ｆ２＜−０．３
（６）−４．０＜ｆ／Ｒ４＜−０．５
【００６６】
請求項２の発明によると、第２レンズは前記条件式（５）（６）の条件を満たすことが望ましい。第２レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第１レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。
【００６７】
条件式（５）は適切なバックフォーカスを得ることであり、第２レンズに負のパワ−を与えることによりこれを達成している。条件式（５）で上限を超えると負のパワ−が過大となり歪曲収差、倍率色収差の悪化を招く。下限を超えると十分なバックフォ−カスが得られなくなるが、本実施例では、ｆ／ｆ２を−０．４１８として適正な値を採用している。
【００６８】
条件式（６）はコマ収差補正の条件である。第２レンズに入射する光束に対して、第２レンズの像側面の近軸曲率半径を同心的に配置することにより、コマ収差を少なくしている。条件式（６）で上限を超えると同心性が不足し、コマ収差が大きくなり、下限を超えるとコマ収差は補正過剰になるが、本実施例では、ｆ／Ｒ４を−１．３６０として適正な値を採用している。
【００６９】
表１−１と表３から、本実施例ではｆ／ｆ３は０．２８２、ｆ／Ｒ５は２．１９２であり、請求項３に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（７）−０．３＜ｆ／ｆ３＜０．６
（８）１．５＜ｆ／Ｒ５＜４．０
【００７０】
請求項３の発明によると、第３レンズは前記条件式（７）（８）の条件を満たすことが望ましい。第３レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第１レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。
【００７１】
条件式（７）は、収差の改善を得るものであり、第３レンズのパワ−を規定し、正の第１レンズと負の第２レンズにて残存した諸収差を、パワ−の小さな第３レンズにて最終的に補正し、適正にバランスさせることが可能な範囲を示す。
【００７２】
したがって条件式（７）で上限を超えると、第３レンズの正のパワ−が過大となり、バックフォ−カスの減少や倍率色収差の悪化となる。また下限を超えて負のパワ−が大きくなると、射出瞳条件が悪化するが、本実施例では、ｆ／ｆ３を０．２８２として適正な値を採用している。
【００７３】
条件式（８）は、収差の改善と射出瞳を遠くとることを得るものであり、第３レンズの形状のうち特に近軸形状を規定するものである。近軸付近の低像高に対して球面、コマ収差の発生を小さくするとともに、軸外光束に対して射出瞳位置を遠ざける効果がある。
【００７４】
条件式（８）で上限を超えると射出瞳条件は有利だが、軸外コマ収差が過大となり、下限を越えると球面収差、コマ収差は有利だが射出瞳条件が劣化するが、ｆ／Ｒ５を２．１９２として適正な値を採用している。
【００７５】
表１−２によると、本実施例の各非球面レンズのレンズ面の曲率は、光軸近傍から周辺にいくに従って、いったんは大きくなっていることがわかり、請求項５の条件を満足している。
【００７６】
本実施例の小型結像レンズでは、前述したように請求項１から３の条件をすべて満足し、さらに、それらが同時に実現されていることから、請求項４の条件も満足し、良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ちながら、射出瞳位置をできるだけ長くとることができ、かつ、小型であることを実現できた。
【００７７】
また、３枚のレンズを樹脂材料にて構成することにより、射出成形が可能となり、均一で高品質な小型結像レンズを安く大量生産することができる。
【００７８】
本実施例は、サイズと収差のバランスが良くとれている最良の実施例である。図１−２のＡ、Ｂ、Ｃに、本実施例の収差図を示す。図において、１−２−１はＣ線における球面収差、１−２−２はｄ線における球面収差、１−２−３はｅ線における球面収差、１−２−４はＦ線における球面収差、１−２−５はｇ線における球面収差、１−２−６はサジタル、１−２−７はタンジェンシャル、１−２−８はディストーションを示す。
【表１−１】
2005227755.tif 000004
【表１−２】
2005227755.tif 000005
【表３】
2005227755.tif 000006
【実施例１】
【００７９】
以下、図２−１、図２−２、表２−１、表２−２、表３を使って、実施例１について説明する。図２−１は、本発明の構成によるレンズのレイアウトと光路を表すものである。図２−２は、この実施例の収差図であり、球面、非点、歪曲の各収差を図２−２のＡ、Ｂ、Ｃとして図示してある。表２−１は、本発明の小型結像レンズで使用する各レンズ面に番号を付け、各面ごとにそれぞれの曲率半径Ｒ、距離（間隔）Ｄ、各レンズごとに屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを記入してまとめた表である。表２−２は表２−１の面が上述した数式１で記述される場合に、その非球面係数を記載したものである。
【００８０】
表３は、請求項に記載された条件式（１）から（３）と（５）から（８）に代入する具体的な数値と、計算された結果をまとめた表である。数値は、与えられた条件の幅の中で、より良い結果をもたらすものを採用してある。表３には、実施例１の他、最良の実施例と実施例２、３における計算結果も記載してある。また、表３の項目で、本発明に直接関与しない計算部分については説明を省略する。
【００８１】
第２−１図にはレンズのレイアウトが図示してあり、紙面左側に撮像されるべき物体（図示せず）があり、次に開口絞り２−１−５、第１レンズ２−１−１、第２レンズ２−１−２、第３レンズ２−１−３、ＬＰＦ（光学的ローパスフィルタ）２−１−４、結像面である撮像用センサ面２−１−６が配置されている。撮像用センサの厚みは図示しない。２−１−７はレンズ光軸である。
【００８２】
図２−１では、第１レンズ２−１−１の物側面から撮像用センサ面２−１−６まで、光学素子の面に１から９まで番号が割り付けてあり、この番号は、表２−１で使用する面番号と一致している。図２−１、表２−１とも、開口絞りに関しては、厚みを０とみなし、面番号は０としてある。
【００８３】
図２−１に記載の光路１（２−１−８）から４（２−１−１１）は、それぞれレンズに入射する時のレンズ光軸２−１−７となす角を半画角ωとして追跡した光路を３本の線分にて図示したものである。図２−１には、この実施例における全画角２ωを記入してある。
【００８４】
表２−１と表３から、本実施例ではｆ／ｆ１は１．０７５、ＴＬ／ｆは１．１８６、ｆＢ／ｆは０．４０４、第１レンズのアッベ数ν１は５６．２であり、請求項１に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（１）０．９＜ｆ／ｆ１＜１．３
（２）１．０＜ＴＬ／ｆ＜１．６
（３）０．２５＜ｆＢ／ｆ＜０．６５
（４）４５＜ν１
【００８５】
まず開口絞りを物体側におくことにより、射出瞳位置をできるだけ結像面に対して大きくとることができる。次に条件式（１）のように第１レンズに大きな正のパワ−を持たせることにより、結像作用の中心とするものである。条件式（１）で上限を超えると第１レンズのパワ−が過大となり、諸収差が大きく発生し良好な性能が得られない。条件式（１）で下限を超えると収差補正には有利だが、レンズ全長が大きくなり、小型化が困難になるが、本実施例では、ｆ／ｆ１を１．０７５として適正な値を採用している。
【００８６】
さらに小型化の条件は条件式（２）のようになる。条件式（２）で上限を超えると小型化は達成できず、下限を超えると小型化は可能であるが、各レンズのパワ−が過大となり良好な性能は維持できないが、本実施例では、ＴＬ／ｆを１．１８６として適正な値を採用している。
【００８７】
また条件式（３）は適度なバックフォ−カスを得ることであり、下限を超えると空間スペ−スが小さすぎ、フィルタ−などの配置が難しく、上限を超えるとスペ−スは取れるが第２または第３レンズの負のパワ−が過大となり性能が劣化するとともに、射出瞳条件も不利になるが、本実施例では、ｆＢ／ｆを０．４０４として適正な値を採用している。
【００８８】
条件式（４）は色収差補正の条件である。第１レンズは強い正のパワ−を持つので、色収差を補正するにはアッベ数の大きな低分散材料で構成する必要があり、下限を超えると色収差が増大するが、本実施例では、ν１を５６．２として適正な値を採用している。
【００８９】
表２−１と表３から、本実施例ではｆ／ｆ２は−０．４４１、ｆ／Ｒ４は−１．５９２であり、請求項２に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（５）−０．７＜ｆ／ｆ２＜−０．３
（６）−４．０＜ｆ／Ｒ４＜−０．５
【００９０】
請求項２の発明によると、第２レンズは前記条件式（５）（６）の条件を満たすことが望ましい。第２レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第１レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。
【００９１】
条件式（５）は適切なバックフォーカスを得ることであり、第２レンズに負のパワ−を与えることによりこれを達成している。条件式（５）で上限を超えると負のパワ−が過大となり歪曲収差、倍率色収差の悪化を招く。下限を超えると十分なバックフォ−カスが得られなくなるが、本実施例では、ｆ／ｆ２を−０．４４１として適正な値を採用している。
【００９２】
条件式（６）はコマ収差補正の条件である。第２レンズに入射する光束に対して、第２レンズの像側面の近軸曲率半径を同心的に配置することにより、コマ収差を少なくしている。条件式（６）で上限を超えると同心性が不足し、コマ収差が大きくなり、下限を超えるとコマ収差は補正過剰になるが、本実施例では、ｆ／Ｒ４を−１．５９２として適正な値を採用している。
【００９３】
表２−１と表３から、本実施例ではｆ／ｆ３は０．２９６、ｆ／Ｒ５は２．３３２であり、請求項３に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（７）−０．３＜ｆ／ｆ３＜０．６
（８）１．５＜ｆ／Ｒ５＜４．０
【００９４】
請求項３の発明によると、第３レンズは前記条件式（７）（８）の条件を満たすことが望ましい。第３レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第１レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。
【００９５】
条件式（７）は、収差の改善を得るものであり、第３レンズのパワ−を規定し、正の第１レンズと負の第２レンズにて残存した諸収差を、パワ−の小さな第３レンズにて最終的に補正し、適正にバランスさせることが可能な範囲を示す。
【００９６】
したがって条件式（７）で上限を超えると、第３レンズの正のパワ−が過大となり、バックフォ−カスの減少や倍率色収差の悪化となる。また下限を超えて負のパワ−が大きくなると、射出瞳条件が悪化するが、本実施例では、ｆ／ｆ３を０．２９６として適正な値を採用している。
【００９７】
条件式（８）は、収差の改善と射出瞳を遠くとることを得るものであり、第３レンズの形状のうち特に近軸形状を規定するものである。近軸付近の低像高に対して球面、コマ収差の発生を小さくするとともに、軸外光束に対して射出瞳位置を遠ざける効果がある。
【００９８】
条件式（８）で上限を超えると射出瞳条件は有利だが、軸外コマ収差が過大となり、下限を越えると球面収差、コマ収差は有利だが射出瞳条件が劣化するが、ｆ／Ｒ５を２．３３２として適正な値を採用している。
【００９９】
表２−２によると、本実施例の各非球面レンズのレンズ面の曲率は、光軸近傍から周辺にいくに従って、いったんは大きくなっていることがわかり、請求項５の条件を満足している。
【０１００】
本実施例の小型結像レンズでは、前述したように請求項１から３の条件をすべて満足し、  さらに、それらが同時に実現されていることから、請求項４の条件も満足し、良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ちながら、射出瞳位置をできるだけ長くとることができ、かつ、小型であることを実現できた。
【０１０１】
また、３枚のレンズを樹脂材料にて構成することにより、射出成形が可能となり、均一で高品質な小型結像レンズを安く大量生産することができる。
【０１０２】
本実施例のレンズ系では、十分に小型ではあるが、他の実施例と比較してやや大きい。そのかわり収差を小さく抑えることができている。図２−２のＡ、Ｂ、Ｃに、本実施例の収差図を示す。図において、２−２−１はＣ線における球面収差、２−２−２はｄ線における球面収差、２−２−３はｅ線における球面収差、２−２−４はＦ線における球面収差、２−２−５はｇ線における球面収差、２−２−６はサジタル、２−２−７はタンジェンシャル、２−２−８はディストーションを示す。
【表２−１】
2005227755.tif 000007
【表２−２】
2005227755.tif 000008
【実施例２】
【０１０３】
以下、図３−１、図３−２、表３−１、表３−２、表３を使って、本発明の実施例２について説明する。図３−１は、本発明の構成によるレンズのレイアウトと光路を表すものである。図３−２は、この実施例の収差図であり、球面、非点、歪曲の各収差を図３−２のＡ、Ｂ、Ｃとして図示してある。表３−１は、本発明の小型結像レンズで使用する各レンズ面に番号を付け、各面ごとにそれぞれの曲率半径Ｒ、距離（間隔）Ｄ、各レンズごとに屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを記入してまとめた表である。表３−２は表３−１の面が上述した数式１で記述される場合に、その非球面係数を記載したものである。
【０１０４】
表３は、請求項に記載された条件式（１）から（３）と（５）から（８）に代入する具体的な数値と、計算された結果をまとめた表である。数値は、与えられた条件の幅の中で、より良い結果をもたらすものを採用してある。表３には、実施例２の他、最良の実施例と実施例１，３における計算結果も記載してある。また、表３の項目で、本発明に直接関与しない計算部分については説明を省略する。
【０１０５】
図３−１にはレンズのレイアウトが図示してあり、紙面左側に撮像されるべき物体（図示せず）があり、次に開口絞り３−１−５、第１レンズ３−１−１、第２レンズ３−１−２、第３レンズ３−１−３、ＬＰＦ（光学的ローパスフィルタ）３−１−４、結像面である撮像用センサ面３−１−６が配置されている。撮像用センサの厚みは図示しない。３−１−７はレンズ光軸である。
【０１０６】
図３−１では、第１レンズ３−１−１の物側面から撮像用センサ面３−１−６まで、光学素子の面に１から９まで番号が割り付けてあり、この番号は、表２−１で使用する面番号と一致している。図３−１、表３−１とも、開口絞りに関しては、厚みを０とみなし、面番号は０としてある。
【０１０７】
図３−１に記載の光路１（３−１−８）から４（３−１−１１）は、それぞれレンズに入射する時のレンズ光軸３−１−７となす角を半画角ωとして追跡した光路を３本の線分にて図示したものである。図３−１には、この実施例における全画角２ωを記入してある。
【０１０８】
表３−１と表３から、本実施例ではｆ／ｆ１は１．１２８、ＴＬ／ｆは１．２３６、ｆＢ／ｆは０．４７５、第１レンズのアッベ数ν１は５６．２であり、請求項１に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（１）０．９＜ｆ／ｆ１＜１．３
（２）１．０＜ＴＬ／ｆ＜１．６
（３）０．２５＜ｆＢ／ｆ＜０．６５
（４）４５＜ν１
【０１０９】
まず開口絞りを物体側におくことにより、射出瞳位置をできるだけ結像面に対して大きくとることができる。次に条件式（１）のように第１レンズに大きな正のパワ−を持たせることにより、結像作用の中心とするものである。条件式（１）で上限を超えると第１レンズのパワ−が過大となり、諸収差が大きく発生し良好な性能が得られない。条件式（１）で下限を超えると収差補正には有利だが、レンズ全長が大きくなり、小型化が困難になるが、本実施例では、ｆ／ｆ１を１．１２８として適正な値を採用している。
【０１１０】
さらに小型化の条件は条件式（２）のようになる。条件式（２）で上限を超えると小型化は達成できず、下限を超えると小型化は可能であるが、各レンズのパワ−が過大となり良好な性能は維持できないが、本実施例では、ＴＬ／ｆを１．２３６として適正な値を採用している。
【０１１１】
また条件式（３）は適度なバックフォ−カスを得ることであり、下限を超えると空間スペ−スが小さすぎ、フィルタ−などの配置が難しく、上限を超えるとスペ−スは取れるが第２または第３レンズの負のパワ−が過大となり性能が劣化するとともに、射出瞳条件も不利になるが、本実施例では、ｆＢ／ｆを０．４７５として適正な値を採用している。
【０１１２】
条件式（４）は色収差補正の条件である。第１レンズは強い正のパワ−を持つので、色収差を補正するにはアッベ数の大きな低分散材料で構成する必要があり、下限を超えると色収差が増大するが、本実施例では、ν１を５６．２として適正な値を採用している。
【０１１３】
表３−１と表３から、本実施例ではｆ／ｆ２は−０．４５５、ｆ／Ｒ４は−１．４５４であり、請求項２に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（５）−０．７＜ｆ／ｆ２＜−０．３
（６）−４．０＜ｆ／Ｒ４＜−０．５
【０１１４】
請求項２の発明によると、第２レンズは前記条件式（５）（６）の条件を満たすことが望ましい。第２レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第１レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。
【０１１５】
条件式（５）は適切なバックフォーカスを得ることであり、第２レンズに負のパワ−を与えることによりこれを達成している。条件式（５）で上限を超えると負のパワ−が過大となり歪曲収差、倍率色収差の悪化を招く。下限を超えると十分なバックフォ−カスが得られなくなるが、本実施例では、ｆ／ｆ２を−０．４５５として適正な値を採用している。
【０１１６】
条件式（６）はコマ収差補正の条件である。第２レンズに入射する光束に対して、第２レンズの像側面の近軸曲率半径を同心的に配置することにより、コマ収差を少なくしている。条件式（６）で上限を超えると同心性が不足し、コマ収差が大きくなり、下限を超えるとコマ収差は補正過剰になるが、本実施例では、ｆ／Ｒ４を−１．４５４として適正な値を採用している。
【０１１７】
表３−１と表３から、本実施例ではｆ／ｆ３は０．３０３、ｆ／Ｒ５は２．３７３であり、請求項３に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（７）−０．３＜ｆ／ｆ３＜０．６
（８）１．５＜ｆ／Ｒ５＜４．０
【０１１８】
請求項３の発明によると、第３レンズは前記条件式（７）（８）の条件を満たすことが望ましい。第３レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第１レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。
【０１１９】
条件式（７）は、収差の改善を得るものであり、第３レンズのパワ−を規定し、正の第１レンズと負の第２レンズにて残存した諸収差を、パワ−の小さな第３レンズにて最終的に補正し、適正にバランスさせることが可能な範囲を示す。
【０１２０】
したがって条件式（７）で上限を超えると、第３レンズの正のパワ−が過大となり、バックフォ−カスの減少や倍率色収差の悪化となる。また下限を超えて負のパワ−が大きくなると、射出瞳条件が悪化するが、本実施例では、ｆ／ｆ３を０．３０３として適正な値を採用している。
【０１２１】
条件式（８）は、収差の改善と射出瞳を遠くとることを得るものであり、第３レンズの形状のうち特に近軸形状を規定するものである。近軸付近の低像高に対して球面、コマ収差の発生を小さくするとともに、軸外光束に対して射出瞳位置を遠ざける効果がある。
【０１２２】
条件式（８）で上限を超えると射出瞳条件は有利だが、軸外コマ収差が過大となり、下限を越えると球面収差、コマ収差は有利だが射出瞳条件が劣化するが、ｆ／Ｒ５を２．３７３として適正な値を採用している。
【０１２３】
表３−２によると、本実施例の各非球面レンズのレンズ面の曲率は、光軸近傍から周辺にいくに従って、いったんは大きくなっていることがわかり、請求項５の条件を満足している。
【０１２４】
本実施例の小型結像レンズでは、前述したように請求項１から３の条件をすべて満足し、さらに、それらが同時に実現されていることから、請求項４の条件も満足し、良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ちながら、射出瞳位置をできるだけ長くとることができ、かつ、小型であることを実現できた。
【０１２５】
また、３枚のレンズを樹脂材料にて構成することにより、射出成形が可能となり、均一で高品質な小型結像レンズを安く大量生産することができる。
【０１２６】
本実施例のレンズ系では、本発明の他の実施例に比較して、大きなバックフォーカスを有している。ＬＰＦなどの配置に融通を利かせながら小型化することが可能な実施例である。
【０１２７】
図３−２のＡ、Ｂ、Ｃに、本実施例の収差図を示す。図において、３−２−１はＣ線における球面収差、３−２−２はｄ線における球面収差、３−２−３はｅ線における球面収差、３−２−４はＦ線における球面収差、３−２−５はｇ線における球面収差、３−２−６はサジタル、３−２−７はタンジェンシャル、３−２−８はディストーションを示す。
【表３−１】
2005227755.tif 000009
【表３−２】
2005227755.tif 000010
【実施例３】
【０１２８】
以下、図４−１、図４−２、表４−１、表４−２、表３を使って、本発明の実施例３について説明する。図４−１は、本発明の構成によるレンズのレイアウトと光路を表すものである。図４−２は、この実施例の収差図であり、球面、非点、歪曲の各収差を図４−２のＡ、Ｂ、Ｃとして図示してある。表４−１は、本発明の小型結像レンズで使用する各レンズ面に番号を付け、各面ごとにそれぞれの曲率半径Ｒ、距離（間隔）Ｄ、各レンズごとに屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを記入してまとめた表である。表４−２は表４−１の面が上述した数式１で記述される場合に、その非球面係数を記載したものである。
【０１２９】
表３は、請求項に記載された条件式（１）から（３）と（５）から（８）に代入する具体的な数値と、計算された結果をまとめた表である。数値は、与えられた条件の幅の中で、より良い結果をもたらすものを採用してある。表３には、実施例３の他、最良の実施例と実施例１，２における計算結果も記載してある。また、表３の項目で、本発明に直接関与しない計算部分については説明を省略する。
【０１３０】
図４−１にはレンズのレイアウトが図示してあり、紙面左側に撮像されるべき物体（図示せず）があり、次に開口絞り４−１−５、第１レンズ４−１−１、第２レンズ４−１−２、第３レンズ４−１−３、ＬＰＦ（光学的ローパスフィルタ）４−１−４、結像面である撮像用センサ面４−１−６が配置されている。撮像用センサの厚みは図示しない。４−１−７はレンズ光軸である。
【０１３１】
図４−１では、第１レンズ４−１−１の物側面から撮像用センサ面４−１−６まで、光学素子の面に１から９まで番号が割り付けてあり、この番号は、表４−１で使用する面番号と一致している。図４−１、表４−１とも、開口絞りに関しては、厚みを０とみなし、面番号は０としてある。
【０１３２】
図４−１に記載の光路１（４−１−８）から４（４−１−１１）は、それぞれレンズに入射する時のレンズ光軸４−１−７となす角を半画角ωとして追跡した光路を３本の線分にて図示したものである。
【０１３３】
表４−１と表３から、本実施例ではｆ／ｆ１は１．０６３、ＴＬ／ｆは１．２０９、ｆＢ／ｆは０．４４６、第１レンズのアッベ数ν１は５６．２であり、請求項１に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（１）０．９＜ｆ／ｆ１＜１．３
（２）１．０＜ＴＬ／ｆ＜１．６
（３）０．２５＜ｆＢ／ｆ＜０．６５
（４）４５＜ν１
【０１３４】
まず開口絞りを物体側におくことにより、射出瞳位置をできるだけ結像面に対して大きくとることができる。次に条件式（１）のように第１レンズに大きな正のパワ−を持たせることにより、結像作用の中心とするものである。条件式（１）で上限を超えると第１レンズのパワ−が過大となり、諸収差が大きく発生し良好な性能が得られない。条件式（１）で下限を超えると収差補正には有利だが、レンズ全長が大きくなり、小型化が困難になるが、本実施例では、ｆ／ｆ１を１．０６３として適正な値を採用している。
【０１３５】
さらに小型化の条件は条件式（２）のようになる。条件式（２）で上限を超えると小型化は達成できず、下限を超えると小型化は可能であるが、各レンズのパワ−が過大となり良好な性能は維持できないが、本実施例では、ＴＬ／ｆを１．２０９として適正な値を採用している。
【０１３６】
また条件式（３）は適度なバックフォ−カスを得ることであり、下限を超えると空間スペ−スが小さすぎ、フィルタ−などの配置が難しく、上限を超えるとスペ−スは取れるが第２または第３レンズの負のパワ−が過大となり性能が劣化するとともに、射出瞳条件も不利になるが、本実施例では、ｆＢ／ｆを０．４４６として適正な値を採用している。
【０１３７】
条件式（４）は色収差補正の条件である。第１レンズは強い正のパワ−を持つので、色収差を補正するにはアッベ数の大きな低分散材料で構成する必要があり、下限を超えると色収差が増大するが、本実施例では、ν１を５６．２として適正な値を採用している。
【０１３８】
表４−１と表３から、本実施例ではｆ／ｆ２は−０．４７７、ｆ／Ｒ４は−２．０３５であり、請求項２に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（５）−０．７＜ｆ／ｆ２＜−０．３
（６）−４．０＜ｆ／Ｒ４＜−０．５
【０１３９】
請求項２の発明によると、第２レンズは前記条件式（５）（６）の条件を満たすことが望ましい。第２レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第１レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。
【０１４０】
条件式（５）は適切なバックフォーカスを得ることであり、第２レンズに負のパワ−を与えることによりこれを達成している。条件式（５）で上限を超えると負のパワ−が過大となり歪曲収差、倍率色収差の悪化を招く。下限を超えると十分なバックフォ−カスが得られなくなるが、本実施例では、ｆ／ｆ２を−０．４７７として適正な値を採用している。
【０１４１】
条件式（６）はコマ収差補正の条件である。第２レンズに入射する光束に対して、第２レンズの像側面の近軸曲率半径を同心的に配置することにより、コマ収差を少なくしている。条件式（６）で上限を超えると同心性が不足し、コマ収差が大きくなり、下限を超えるとコマ収差は補正過剰になるが、本実施例では、ｆ／Ｒ４を−２．０３５として適正な値を採用している。
【０１４２】
表４−１と表３から、本実施例ではｆ／ｆ３は−０．０２７、ｆ／Ｒ５は２．２５９であり、請求項３に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（７）−０．３＜ｆ／ｆ３＜０．６
（８）１．５＜ｆ／Ｒ５＜４．０
【０１４３】
請求項３の発明によると、第３レンズは前記条件式（７）（８）の条件を満たすことが望ましい。第３レンズには、補助的なパワ−と形状を持たせることにより、第１レンズだけでは補正できない諸収差を補正するものであり、これにより小型化と高性能を両立することが可能となる。
【０１４４】
条件式（７）は、収差の改善を得るものであり、第３レンズのパワ−を規定し、正の第１レンズと負の第２レンズにて残存した諸収差を、パワ−の小さな第３レンズにて最終的に補正し、適正にバランスさせることが可能な範囲を示す。
【０１４５】
したがって条件式（７）で上限を超えると、第３レンズの正のパワ−が過大となり、バックフォ−カスの減少や倍率色収差の悪化となる。また下限を超えて負のパワ−が大きくなると、射出瞳条件が悪化するが、本実施例では、ｆ／ｆ３を−０．０２７として適正な値を採用している。
【０１４６】
条件式（８）は、収差の改善と射出瞳を遠くとることを得るものであり、第３レンズの形状のうち特に近軸形状を規定するものである。近軸付近の低像高に対して球面、コマ収差の発生を小さくするとともに、軸外光束に対して射出瞳位置を遠ざける効果がある。
【０１４７】
条件式（８）で上限を超えると射出瞳条件は有利だが、軸外コマ収差が過大となり、下限を越えると球面収差、コマ収差は有利だが射出瞳条件が劣化するが、ｆ／Ｒ５を２．２５９として適正な値を採用している。
【０１４８】
表４−２によると、本実施例の各非球面レンズのレンズ面の曲率は、光軸近傍から周辺にいくに従って、いったんは大きくなっていることがわかり、請求項５の条件を満足している。
【０１４９】
また、３枚のレンズを樹脂材料にて構成することにより、射出成形が可能となり、均一で高品質な小型結像レンズを安く大量生産することができる。
【０１５０】
本実施例の小型結像レンズでは、前述したように請求項１から３の条件をすべて満足し、さらに、それらが同時に実現されていることから、請求項４の条件も満足し、良好な結像性能と歪曲収差特性、十分な周辺光量、適度なバックフォ−カスを持ちながら、射出瞳位置をできるだけ長くとることができ、かつ、小型であることを実現できた。
【０１５１】
図４−２のＡ、Ｂ、Ｃに、本実施例の収差図を示す。図において、４−２−１はＣ線における球面収差、４−２−２はｄ線における球面収差、４−２−３はｅ線における球面収差、４−２−４はＦ線における球面収差、４−２−５はｇ線における球面収差、４−２−６はサジタル、４−２−７はタンジェンシャル、４−２−８はディストーションを示す。
【表４−１】
2005227755.tif 000011
【表４−２】
2005227755.tif 000012
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１−１】本発明の最良の実施例におけるレンズの配置と、光路を表現した図であり、開口絞りと第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、ＬＰＦ（光学的ローパスフィルタ）、結像面が図示してあり、さらに、４種類の画角における光路をそれぞれ３本の線分にて表現してある。
【図１−２】本発明の最良の実施例における収差を表現した収差図。  Ａ：球面収差を表す収差図  Ｂ：非点収差を表す収差図  Ｃ：歪曲収差を表す収差図
【図２−１】本発明の実施例１におけるレンズの配置と、光路を表現した図であり、開口絞りと第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、ＬＰＦ（光学的ローパスフィルタ）、結像面が図示してあり、さらに、４種類の画角における光路をそれぞれ３本の線分にて表現してある。
【図２−２】本発明の実施例１における収差を表現した収差図。  Ａ：球面収差を表す収差図  Ｂ：非点収差を表す収差図  Ｃ：歪曲収差を表す収差図
【図３−１】本発明の実施例２におけるレンズの配置と、光路を表現した図であり、開口絞りと第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、ＬＰＦ（光学的ローパスフィルタ）、結像面が図示してあり、さらに、４種類の画角における光路をそれぞれ３本の線分にて表現してある。
【図３−２】本発明の実施例２における収差を表現した収差図。  Ａ：球面収差を表す収差図  Ｂ：非点収差を表す収差図  Ｃ：歪曲収差を表す収差図
【図４−１】本発明の実施例４におけるレンズの配置と、光路を表現した図であり、開口絞りと第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、ＬＰＦ（光学的ローパスフィルタ）、結像面が図示してあり、さらに、４種類の画角における光路をそれぞれ３本の線分にて表現してある。
【図４−２】本発明の実施例４における収差を表現した収差図。  Ａ：球面収差を表す収差図  Ｂ：非点収差を表す収差図  Ｃ：歪曲収差を表す収差図
【符号の説明】
【０１５３】
１−１−１    第１レンズ
１−１−２    第２レンズ
１−１−３    第３レンズ
１−１−４    ＬＰＦ
１−１−５    開口絞り
１−１−６    センサ面
１−１−７    光軸
１−１−８    光路１
１−１−９    光路２
１−１−１０  光路３
１−１−１１  光路４
１−２−１    Ｃ線における球面収差
１−２−２    ｄ線における球面収差
１−２−３    ｅ線における球面収差
１−２−４    Ｆ線における球面収差
１−２−５    ｇ線における球面収差
１−２−６    サジタル
１−２−７    タンジェンシャル
１−２−８    ディストーション
２−１−１    第１レンズ
２−１−２    第２レンズ
２−１−３    第３レンズ
２−１−４    ＬＰＦ
２−１−５    開口絞り
２−１−６    センサ面
２−１−７    光軸
２−１−８    光路１
２−１−９    光路２
２−１−１０  光路３
２−１−１１  光路４
２−２−１    Ｃ線における球面収差
２−２−２    ｄ線における球面収差
２−２−３    ｅ線における球面収差
２−２−４    Ｆ線における球面収差
２−２−５    ｇ線における球面収差
２−２−６    サジタル
２−２−７    タンジェンシャル
２−２−８    ディストーション
３−１−１    第１レンズ
３−１−２    第２レンズ
３−１−３    第３レンズ
３−１−４    ＬＰＦ
３−１−５    開口絞り
３−１−６    センサ面
３−１−７    光軸
３−１−８    光路１
３−１−９    光路２
３−１−１０  光路３
３−１−１１  光路４
３−２−１    Ｃ線における球面収差
３−２−２    ｄ線における球面収差
３−２−３    ｅ線における球面収差
３−２−４    Ｆ線における球面収差
３−２−５    ｇ線における球面収差
３−２−６    サジタル
３−２−７    タンジェンシャル
３−２−８    ディストーション
４−１−１    第１レンズ
４−１−２    第２レンズ
４−１−３    第３レンズ
４−１−４    ＬＰＦ
４−１−５    開口絞り
４−１−６    センサ面
４−１−７    光軸
４−１−８    光路１
４−１−９    光路２
４−１−１０  光路３
４−１−１１  光路４
４−２−１    Ｃ線における球面収差
４−２−２    ｄ線における球面収差
４−２−３    ｅ線における球面収差
４−２−４    Ｆ線における球面収差
４−２−５    ｇ線における球面収差
４−２−６    サジタル
４−２−７    タンジェンシャル
４−２−８    ディストーション
【図１−１】
2005227755.tif 000013
【図１−２】
2005227755.tif 000014
【図２−１】
2005227755.tif 000015
【図２−２】
2005227755.tif 000016
【図３−１】
2005227755.tif 000017
【図３−２】
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【図４−１】
2005227755.tif 000019
【図４−２】
2005227755.tif 000020