(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像面側へ向かって順に、絞り、物体側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカス形状の第1レンズと、両凹形状の負のパワーを有する第２レンズを配置し、下記の条件式（１）〜（４）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
−２．５＜ｆ２／ｆ１＜−０．８        （１）
０．８＜ν１／ν２＜１．２            （２）
０．１＜Ｒ１／Ｒ２≦０．２８          （３）
２．０＜ｆ１／ｄ１＜４．２            （４）
但し、
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
Ｒ１：第１レンズ物体側面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズ像側面の曲率半径
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｄ１：第１レンズの中心厚み
である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像レンズに関する。特に、高画素用ＣＣＤ、ＣＭＯＳなどの固体撮像素子を使用した小型撮像装置、光センサー、携帯用モジュールカメラ、ＷＥＢカメラなどに好適な、小型で良好な光学特性を有する２枚のレンズで構成される撮像レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子を使用した各種撮像装置が広く普及している。これら撮像素子の小型化、高性能化に伴い、撮像装置に使用される撮像レンズにも小型化や良好な光学特性が求められる。
【０００３】
撮像レンズの小型化という点では、１枚のレンズで構成される撮像レンズが有利であるが、１枚のレンズで構成される撮像レンズはレンズ周辺部の収差補正をすることが難しく、良好な光学特性を得ることが困難なことは良く知られている。そこで、小型化と良好な光学特性とをバランスさせた撮像レンズとして、２枚のレンズで構成された撮像レンズが提案されている。
【０００４】
特許文献１には、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状の第１レンズと、両凹形状の第２レンズとで構成される撮像レンズが提案されている。この提案の撮像レンズは、第２レンズの負のパワーが弱いために、色収差補正が困難となり、小型で良好な光学特性を得るには不十分であった。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１７８０２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、従来の課題を解決する為に成されたものであり、小型で、かつ諸収差が好適に補正された良好な光学特性を有する２枚のレンズで構成される撮像レンズの提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、鋭意検討した結果、第１レンズと第２レンズのパワー（焦点距離の逆数）配分及びアッベ数の比を特定化することにより、本発明の目的の撮像レンズが得られることを見出し、本発明に到達した。
【０００８】
請求項１の発明の撮像レンズは、物体側から像面側へ向かって順に、絞り、物体側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカス形状の第1レンズと、両凹形状の負のパワーを有する第２レンズを配置し、下記の条件式（１）〜（４）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
−２．５＜ｆ２／ｆ１＜−０．８        （１）
０．８＜ν１／ν２＜１．２            （２）
０．１＜Ｒ１／Ｒ２≦０．２８          （３）
２．０＜ｆ１／ｄ１＜４．２            （４）
但し、
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
Ｒ１：第１レンズ物体側面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズ像側面の曲率半径
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｄ１：第１レンズの中心厚み
である。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、物体側から像面側へ向かって順に、絞り、物体側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカス形状の第1レンズと、両凹形状の負のパワーを有する第２レンズを配置し、第１レンズと第２レンズのパワー配分、アッベ数及び第１レンズのメニスカス度合いを特定化することにより、軸上、軸外の色収差等の諸収差を補正が容易になり、さらに、第１レンズの焦点距離と中心厚みの比を特定化することにより、小型で、良好な光学特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明にかかる撮像レンズＬＡの実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明の実施形態にかかる撮像レンズＬＡの構成図を図１に示す。この撮像レンズＬＡは、物体（図示せず）側から像面に向かって、絞りＳ１、物体側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカス形状の第1レンズＬ１、両凹形状の負のパワーを有する第２レンズＬ２が配置された２枚構成のレンズ系である。図１には、第２レンズ像側から像面との間にガラス平板が挿入されていないが、カバーガラス、ＩＲカットフィルター、又は、ローパスフィルター等の機能を有するガラス平板を挿入してもよい。
【００１３】
絞りＳ１を第１レンズＬ１よりも物体側へ挿入することにより、入射瞳位置を像面から遠い位置にとることができる。これにより、高いテレセントリック性を確保することが可能となり、像面に対する入射角を好適にすることができる。
【００１４】
第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２はともにレンズ面の１面以上を非球面形状、好ましくは、２面を非球面形状とすることにより、諸収差の補正は容易となる。
【００１５】
第１レンズＬ１を物体側へ凸面を向けたメニスカス形状、第２レンズＬ２を両凹形状として、小型化と非点収差等の諸収差を補正し良好な光学特性を得ることができる。
【００１６】
撮像レンズＬＡの第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２とし、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２のパワー配分を下記の条件式（１）の範囲にすることにより、小型で、軸上の色収差等の諸収差が補正された良好な光学特性を得ることができる。
−２．５＜ｆ２／ｆ１＜−０．８        （１）
【００１７】
撮像レンズＬＡの第１レンズＬ１と第２レンズＬ２のアッベ数ν１、ν２を下記の条件式（２）の範囲とすることにより、小型で、軸外の色収差等の諸収差が補正された良好な光学特性を得ることができる。
０．８＜ν１／ν２＜１．２            （２）
【００１８】
撮像レンズＬＡの第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１、第１レンズＬ１中心厚みｄ１とし、下記の条件式（４）の範囲にすることにより、小型で、歪曲収差が補正された良好な光学特性を得ることができる。
２．０＜ｆ１／ｄ１＜４．２            （４）
【００１９】
撮像レンズＬＡの第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径をＲ１、像側面の曲率半径をＲ２とし、これらは、第１レンズＬ１が過度のパワーとなり、誤差感度が増大することを抑えるため、メニスカス形状で、下記の条件式（３）の範囲であることが好ましい。
０．１＜Ｒ１／Ｒ２≦０．２８ （３）
【００２０】
第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２は、ガラスあるいは樹脂材料で形成可能である。レンズ材料としてガラスを使用する場合、ガラス転移温度が、４００℃以下のガラス材料を使用することが好ましい。これにより、金型の耐久性を向上させることが可能となる。
【００２１】
樹脂材料は複雑な面形状のレンズを効率よく製造することが可能であり、生産性の面から、ガラス材料より好ましい材料である。レンズ材料として樹脂材料が使用される場合、ＡＳＴＭ  Ｄ５４２法に準じて測定されたｄ線の屈折率が１．４５〜１．６０の範囲にありかつ、波長４５０〜６００ｎｍの範囲での光線透過率が８０％以上、より好ましくは８５％以上の樹脂材料であれば、熱可塑性樹脂であっても、熱硬化性樹脂であってもよい。第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２は同一の樹脂材料であっても良く、異なる材料であっても良い。
【００２２】
樹脂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結晶性のポレオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、透明性のポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂などが挙げられる。これらの中ではシクロオレフィン系を含有するポレオレフィンや環状オレフィンを含有するポリオレフィンなどが好ましく使用される。樹脂材料でのレンズ製造は、射出成形法、圧縮成形法、注型成形法、トランスファー成形法などの公知の成形加工法を利用して製造される。
【００２３】
なお、樹脂材料は温度変化により屈折率が変動することは良く知られている。この変動を抑えるため、平均粒子径１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下のシリカ、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化アルミなどの微粒子が分散混合された前記の透明性を有する樹脂材料をレンズ材料として使用することができる。
【００２４】
レンズが樹脂材料で製造される場合、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２はレンズ外周部にコバを設けることができる。コバ形状は、レンズの性能を損なわなければ、特に制約は無い。レンズの成形加工性の面から、コバの厚さはレンズ外周部の厚さの７０〜１３０％の範囲にあることが好ましい。レンズ外周部にコバを設けた場合、コバ部に光が入射すると、ゴーストやフレアの原因となることがある。その場合は、必要に応じて、レンズ間に入射光を制限する遮光マスクを設ければよい。
【００２５】
本発明の撮像レンズＬＡは、撮像モジュールなどに利用される前に、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２のそれぞれの物体側、像面側のレンズ表面に反射防止膜、ＩＲカット膜、表面硬化など公知の表面処理を施しても良い。撮像レンズＬＡを使用した撮像モジュールは、携帯用モジュールカメラ、ＷＥＢカメラ、パソコン、デジタルカメラ、自動車や各種産業機器の光センサー、モニターなどに使用される。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の撮像レンズＬＡの具体的実施例について説明する。各実施例に記載されている記号は以下のことを示す。なお、距離の単位はｍｍである。
ｆ      ：撮像レンズＬＡ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
Ｆｎｏ  ：Ｆナンバー
Ｓ１    ：絞り
Ｒ      ：光学面の曲率半径、レンズの場合は中心曲率半径
Ｒ１    ：第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径
Ｒ２    ：第１レンズＬ１の像側面の曲率半径
Ｒ３    ：第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径
Ｒ４    ：第２レンズＬ２の像側面の曲率半径
ｄ      ：レンズ又はレンズ間距離
ｄ１    ：第１レンズＬ１の中心厚み
ｄ２    ：第１レンズＬ１の像面側と第２レンズＬ２の物体側面との距離
ｄ３    ：第２レンズＬ２の中心厚み
ｎｄ    ：ｄ線の屈折率
ｎ１    ：第１レンズＬ１の屈折率
ｎ２    ：第２レンズＬ２の屈折率
νｄ    ：ｄ線でのアッベ数
ν１    ：第１レンズのアッベ数
ν２    ：第２レンズのアッベ数
【００２７】
撮像レンズＬＡの第１レンズＬ１、第２レンズL２のそれぞれのレンズ面の非球面形状は、ｙを光の進行方向を正とした光軸に、ｘを光軸と直交する方向とした軸として、下記の非球面多項式で表される。
【００２８】
ｙ＝（ｘ２／Ｒ）／［１＋｛１−（ｋ＋１）（ｘ／Ｒ２）｝１／２]
＋４ｘ4＋Ａ６ｘ6+Ａ８ｘ8＋Ａ１０ｘ10＋Ａ１２ｘ12＋Ａ１４ｘ14    （５）
【００２９】
ただし、Ｒは光軸上の曲率半径、ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４は非球面係数である。
【００３０】
各レンズ面の非球面は、便宜上、式（５）で表される非球面を使用している。しかしながら、特にこの式（５）の非球面多項式に限定するものではない。
【００３１】
（実施例１）
図２は、実施例１の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例１の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２のそれぞれの物体側及び像側面の曲率半径Ｒ、レンズの厚さあるいはレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを表１に、円錐係数ｋ、非球面係数の値を表２に示す。
【００３２】
【表１】
0004418844.tif 000002
【００３３】
【表２】
0004418844.tif 000003
【００３４】
実施例１の撮像レンズＬＡは、表１１に示すように条件式（１）〜（４）を満足し、撮像レンズＬＡの焦点距離、光学長ＴＴＬは短い。
【００３５】
実施例１の撮像レンズＬＡの球面収差（軸上色収差）を図３に、非点収差及び歪曲収差を図４に、倍率色収差を図５に示す。各図の収差は、波長４８６ｎｍ、波長５８８ｎｍ、波長６５６ｎｍの３波長におけるそれぞれの収差の結果である。又、非点収差のＳはサジタル像面に対する収差、Ｔはタンジェンシャル像面に対する収差である。以上の結果より、実施例１の撮像レンズＬＡは、小型で、良好な光学特性を有している。
【００３６】
（実施例２）
図６は、実施例２の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例２の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２のそれぞれの物体側及び像側面の曲率半径Ｒ、レンズの厚さあるいはレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを表３に、円錐係数ｋ、非球面係数の値を表４に示す。
【００３７】
【表３】
0004418844.tif 000004
【００３８】
【表４】
0004418844.tif 000005
【００３９】
実施例２の撮像レンズＬＡは、表１１に示すように条件式（１）〜（４）を満足し、撮像レンズＬＡの焦点距離、光学長ＴＴＬは短い。
【００４０】
実施例２の撮像レンズＬＡの球面収差（軸上色収差）を図７に、非点収差及び歪曲収差を図８に、倍率色収差を図９に示す。各図の収差は、波長４８６ｎｍ、波長５８８ｎｍ、波長６５６ｎｍの３波長におけるそれぞれの収差の結果である。又、非点収差のＳはサジタル像面に対する収差、Ｔはタンジェンシャル像面に対する収差である。以上の結果より、実施例２の撮像レンズＬＡは、小型で、良好な光学特性を有している。
【００４１】
（実施例３）
図１０は、実施例３の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例３の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２のそれぞれの物体側及び像側面の曲率半径Ｒ、レンズの厚さあるいはレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを表５に、円錐係数ｋ、非球面係数の値を表６に示す。
【００４２】
【表５】
0004418844.tif 000006
【００４３】
【表６】
0004418844.tif 000007
【００４４】
実施例３の撮像レンズＬＡは、表１１に示すように条件式（１）〜（４）を満足し、撮像レンズＬＡの焦点距離、光学長ＴＴＬは短い。
【００４５】
実施例３の撮像レンズＬＡの球面収差（軸上色収差）を図１１に、非点収差及び歪曲収差を図１２に、倍率色収差を図１３に示す。各図の収差は、波長４８６ｎｍ、波長５８８ｎｍ、波長６５６ｎｍの３波長におけるそれぞれの収差の結果である。又、非点収差のＳはサジタル像面に対する収差、Ｔはタンジェンシャル像面に対する収差である。以上の結果より、実施例３の撮像レンズＬＡは、小型で、良好な光学特性を有している。
【００４６】
（実施例４）
図１４は、実施例４の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。実施例４の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２のそれぞれの物体側及び像側面の曲率半径Ｒ、レンズの厚さあるいはレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを表７に、円錐係数ｋ、非球面係数の値を表８に示す。
【００４７】
【表７】
0004418844.tif 000008
【００４８】
【表８】
0004418844.tif 000009
【００４９】
実施例４の撮像レンズＬＡは、表１１に示すように条件式（１）〜（４）を満足し、撮像レンズＬＡの焦点距離、光学長ＴＴＬは短い。
【００５０】
実施例４の撮像レンズＬＡの球面収差（軸上色収差）を図１５に、非点収差及び歪曲収差を図１６に、倍率色収差を図１７に示す。各図の収差は、波長４８６ｎｍ、波長５８８ｎｍ、波長６５６ｎｍの３波長におけるそれぞれの収差の結果である。又、非点収差のＳはサジタル像面に対する収差、Ｔはタンジェンシャル像面に対する収差である。以上の結果より、実施例４の撮像レンズＬＡは、小型で、良好な光学特性を有している。
【００５１】
（参考例１）
図１８は、参考例１の撮像レンズＬＡの配置を示す構成図である。参考例１の撮像レンズＬＡを構成する第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２のそれぞれの物体側及び像側面の曲率半径Ｒ、レンズの厚さあるいはレンズ間距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを表９に、円錐係数ｋ、非球面係数の値を表１０に示す。
【００５２】
【表９】
0004418844.tif 000010
【００５３】
【表１０】
0004418844.tif 000011
【００５４】
参考例１の撮像レンズＬＡは、表１１に示すように条件式（１）〜（４）を満足し、撮像レンズＬＡの焦点距離、光学長ＴＴＬは短い。ただし、実施例１〜４に比べれば比較的長い。
【００５５】
参考例１の撮像レンズＬＡの球面収差（軸上色収差）を図１９に、非点収差及び歪曲収差を図２１に、倍率色収差を図２２に示す。各図の収差は、波長４８６ｎｍ、波長５８８ｎｍ、波長６５６ｎｍの３波長におけるそれぞれの収差の結果である。又、非点収差のＳはサジタル像面に対する収差、Ｔはタンジェンシャル像面に対する収差である。以上の結果より、参考例１の撮像レンズＬＡは、小型で、良好な光学特性を有している。ただし、焦点距離、光学長は比較的長い。
【００５６】
表１１に各数値実施例の諸値及び条件式（１）〜（４）で規定したパラメーターに対応する値を示す。尚、表１１に示す諸値単位は、ｆ（ｍｍ）、ｆ１（ｍｍ）、ｆ２（ｍｍ）、ＴＴＬ（ｍｍ）である。
【００５７】
【表１１】
0004418844.tif 000012
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の撮像レンズの実施の一形態を示す概略構成図
【図２】本発明の撮像レンズの実施例１を示す概略構成図
【図３】実施例１の撮像レンズの球面収差図
【図４】実施例１の撮像レンズの非点収差図及び歪曲収差図
【図５】実施例１の撮像レンズの倍率色収差図
【図６】本発明の撮像レンズの実施例２を示す概略構成図
【図７】実施例２の撮像レンズの球面収差図
【図８】実施例２の撮像レンズの非点収差図及び歪曲収差図
【図９】実施例２の撮像レンズの倍率色収差図
【図１０】本発明の撮像レンズの実施例３を示す概略構成図
【図１１】実施例３の撮像レンズの球面収差図
【図１２】実施例３の撮像レンズの非点収差図及び歪曲収差図
【図１３】実施例３の撮像レンズの倍率色収差図
【図１４】本発明の撮像レンズの実施例４を示す概略構成図
【図１５】実施例４の撮像レンズの球面収差図
【図１６】実施例４の撮像レンズの非点収差図及び歪曲収差図
【図１７】実施例４の撮像レンズの倍率色収差図
【図１８】本発明の撮像レンズの参考例１を示す概略構成図
【図１９】参考例１の撮像レンズの球面収差図
【図２０】参考例１の撮像レンズの非点収差図及び歪曲収差図
【図２１】参考例１の撮像レンズの倍率色収差図
【符号の説明】
【００５９】
ＬＡ    ：撮像レンズ
ＴＴＬ  ：第１レンズＬ１の物体側面から像面までの距離
Ｓ１    ：絞り
Ｌ１    ：第１レンズ
Ｌ２    ：第２レンズ
Ｒ１    ：第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径
Ｒ２    ：第１レンズＬ１の像側面の曲率半径
Ｒ３    ：第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径
Ｒ４    ：第２レンズＬ２の像側面の曲率半径
ｄ１    ：第１レンズＬ１の中心厚み
ｄ２    ：第１レンズＬ１の像面側と第２レンズＬ２の物体側面との距離
ｄ３    ：第２レンズＬ２の中心厚み
【図１】
0004418844.tif 000013
【図２】
0004418844.tif 000014
【図３】
0004418844.tif 000015
【図４】
0004418844.tif 000016
【図５】
0004418844.tif 000017
【図６】
0004418844.tif 000018
【図７】
0004418844.tif 000019
【図８】
0004418844.tif 000020
【図９】
0004418844.tif 000021
【図１０】
0004418844.tif 000022
【図１１】
0004418844.tif 000023
【図１２】
0004418844.tif 000024
【図１３】
0004418844.tif 000025
【図１４】
0004418844.tif 000026
【図１５】
0004418844.tif 000027
【図１６】
0004418844.tif 000028
【図１７】
0004418844.tif 000029
【図１８】
0004418844.tif 000030
【図１９】
0004418844.tif 000031
【図２０】
0004418844.tif 000032
【図２１】
0004418844.tif 000033