(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、少なくとも１つの非球面を有するプラスチックからなる第１レンズ、少なくとも１つの非球面を有するプラスチックからなる第２レンズ、およびガラスからなる第３レンズを配設し、
前記第１レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状とされ、
前記第２レンズは、物体側に凹面を向けたメニスカス形状とされ、
前記第３レンズは、物体側に凸面を向けた、正の屈折力を有するメニスカス形状とされ、
前記第１および第２レンズは、温度変化に伴うピント移動を抑制し得るように、前記第３レンズに比してパワーが弱く構成されていることを特徴とする結像レンズ。
【請求項２】
前記第３レンズは、前記第１レンズおよび前記第２レンズによってオーバーとなっている像面をアンダー側に補正する作用を有することを特徴とする請求項１記載の結像レンズ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は結像レンズに関し、ＴＶ電話用、ドアホーン用、監視用等のビデオカメラやスチルビデオカメラ等の撮影レンズ、さらにはパソコンの画像取込用のスキャナに搭載される結像レンズ等の広範囲の用途に適用しうる結像レンズに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、各種ビデオカメラやスチルビデオカメラの結像面に固体撮像素子を配するものが多い。この固体撮像素子は技術の進歩により年々小型化しており、それに伴ない結像レンズとしても小型なものが要求されている。また、製造コストの安価なものへの要求も高まっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＴＶ電話用、ドアホーン用、監視用等のビデオカメラ等に用いる結像レンズでは、上述したように、特にコンパクト化と低コストが要求されているので、レンズ形成材料としてプラスチックを使用したものも多く知られている。
【０００４】
しかしながら、プラスチックレンズを用いた場合には、一般に温度変化によるピント移動が大きいものとなるため、このピント移動を抑える必要が生じるが、温度変化によるピント移動を抑えようとするとどうしてもレンズ枚数が増加し、その結果レンズサイズが大型化したり、製造コストが上昇するという問題が生じてしまう。そのためプラスックレンズにおいて温度補償を考慮する必要性を認識しつつも、それに対し何ら対策を講じていない結像レンズも多くみられる。
【０００５】
なお、温度変化によりピント移動が生じた場合に、ピントを取り直す、Ｆｎｏを大きくする、使用温度範囲を制限する等により対処することは可能であるが、現実的であるとは言い難く、より良い手法の開発が望まれていた。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので、プラスチックレンズを用いて小型化および低コスト化を達成するとともに、温度変化に伴うピント移動の抑制を容易に行いうる結像性能の良好な結像レンズを提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の結像レンズは、物体側から順に、少なくとも１つの非球面を有するプラスチックからなる第１レンズ、少なくとも１つの非球面を有するプラスチックからなる第２レンズ、およびガラスからなる第３レンズを配設し、前記第１レンズは、物体側に凸面を向けたメニスカス形状とされ、前記第２レンズは、物体側に凹面を向けたメニスカス形状とされ、前記第３レンズは、物体側に凸面を向けた、正の屈折力を有するメニスカス形状とされ、前記第１および第２レンズは、温度変化に伴うピント移動を抑制し得るように、前記第３レンズに比してパワーが弱く構成されていることを特徴とするものである。
前記第３レンズは、前記第１レンズおよび前記第２レンズによってオーバーとなっている像面をアンダー側に補正する作用を有するものとすることができる。
【０００８】
【作用】
本発明の結像レンズでは、第１レンズと第２レンズをプラスチックレンズとしつつも、それらのパワーを弱くしてパワーの大部分は第３レンズに持たせることにより、コンパクトな３枚レンズ構成としつつ温度変化に伴うピント移動を抑制しうるようにしている。また、上記第１および第２レンズに各々少なくとも１面の非球面をもたせて球面収差、コマ収差を良好に補正することにより簡易な３枚レンズ構成を達成しているが、これら２つのレンズをプラスチックレンズとすることにより非球面の形成が容易かつ安価となるようにしている。
【０００９】
また、本発明の結像レンズでは第１レンズの凸面を物体側に向けている。これは、物体側に凹面を向けると負の歪曲収差が大きくなりすぎ、この歪曲収差を補正するためにレンズ枚数を増加させる必要が生じ、レンズ全長も長くなり装置の大型化とコストアップを招く結果となるため、これを防止するためなされたものである。
【００１０】
また、第１レンズの凹面と第２レンズの凹面が対向する構成としており、球面収差、コマ収差の発生を減少させるようにしている。
なお、第２レンズの凸面を物体側に向けると球面収差、コマ収差が悪化し補正することが難しくなる。レンズ枚数を増加すれば補正することが可能であるがレンズの大型化とコストアップを招くことになる。また、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ等を挿入するためのスペース（バックフォーカス）を確保することが困難となる。
【００１１】
また、第３レンズは光束を収れんさせて適正なる焦点距離を得るとともに第１レンズおよび第２レンズによってオーバーとなっている像面をアンダーに補正する作用を有する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について実施例１、２を用いて具体的に説明する。
＜実施例１＞
図１は実施例１のレンズ基本構成を示すものである。図１に示すように、実施例１に係る結像レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた、両面が非球面とされたプラスチックからなるパワーの弱い（正の屈折力を有する）メニスカス形状の第１レンズＬ1、物体側に凹面を向けた、両面が非球面とされたプラスチックからなるパワーの弱い（負の屈折力を有する）メニスカス形状の第２レンズＬ2、および物体側に凸面を向けた、ガラスからなる正の屈折力を有するメニスカス形状の第３レンズＬ3を配設してなり、物体側から光軸Ｘに沿って入射した光束は結像面（固体撮像素子の受光面）１上に結像される。
【００１３】
なお、第３レンズＬ3の像側には、不図示の赤外線カットフィルタやローパスフィルタを含むフィルタ部を配設するためのスペースが確保されている。
なお、従来技術程度の性能を確保するのであれば第３レンズＬ3をプラスチックレンズにより構成することも可能であるが、これでは適正な温度補償を確保することが難しくなり、本発明の目的を達成することが困難となる。
【００１４】
以下、この実施例１における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率ｎおよび各レンズのアッベ数νを下記表１の上段に示す。
ただし、この表１および後述する表３において、各記号Ｒ，Ｄ，ｎ，νに対応させた数字は物体側から順次増加するようになっている。＊の面は非球面を表し、それら各非球面は下記数１に示す非球面式により表される。
【００１５】
【表１】
0004173210.tif 000002
【００１６】
【数１】
0004173210.tif 000003
【００１７】
また、上記非球面に関する係数を表２に示す。
【表２】
0004173210.tif 000004
【００１８】
さらに、表１の下段に示すようにレンズ系全体の焦点距離ｆは５．４１ｍｍであり、Ｆ数は２．８０であり、画角２ωは４３．０度である。
【００１９】
＜実施例２＞
実施例２の結像レンズは図２に示すように、上記実施例１の結像レンズと略同様の構成とされているが、第２レンズＬ2が弱い正の屈折力を有している点で実施例１のものとは相違している。
この実施例２における各レンズ面の曲率半径Ｒ（ｍｍ）、各レンズの中心厚および各レンズ間の空気間隔Ｄ（ｍｍ）、各レンズのｄ線における屈折率ｎおよび各レンズのアッベ数νを下記表３の上段に示す。＊の面は非球面を表し、それら各非球面は上記数１に示す非球面式により表される。
【００２０】
【表３】
0004173210.tif 000005
【００２１】
また、上記非球面に関する係数を表４に示す。
【表４】
0004173210.tif 000006
【００２２】
さらに、表３の下段に示すようにレンズ系全体の焦点距離ｆは５．４１ｍｍであり、Ｆ数は２．８０であり、画角２ωは４３．２度である。
【００２３】
次に、上記実施例１、２の各収差（球面収差、非点収差、ディストーション）を各々図３、４に示す。なお、これらの収差図においてωは半画角を示す。図３、４から明らかなように、本実施例によれば、各収差を良好なものとすることができる。
なお、この結像レンズと結像面（固体撮像素子の受光面）１との間において、ローパスフィルタや赤外線カットフィルタとともにカバーガラスを挿入することも可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の結像レンズによれば、第１レンズと第２レンズをプラスチックレンズとしつつも、それらのパワーを弱くしてパワーの大部分は第３レンズに持たせることにより、コンパクトな３枚レンズ構成としつつ温度変化に伴うピント移動を抑制しうるようにしており、ＴＶ電話用、ドアホーン用、監視用等のビデオカメラ等の結像レンズとして好適なものとすることができる。
【００２５】
また、上記第１および第２レンズに各々少なくとも１面の非球面をもたせることにより、簡易な３枚レンズ構成としているが、これら２つのレンズをプラスチックレンズとすることにより非球面の形成を容易かつ安価とすることができる。また、第１レンズの凹面と第２レンズの凹面が対向する構成としており、レンズ系をコンパクトなものとしつつ、球面収差、コマ収差、歪曲収差等の諸収差の発生を減少させることを可能としている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図２】本発明の実施例２に係るレンズ基本構成を示す概略図
【図３】実施例１に係るレンズの各収差図（球面収差、非点収差、ディストーション）
【図４】実施例２に係るレンズの各収差図（球面収差、非点収差、ディストーション）
【符号の説明】
Ｌ1 〜Ｌ3     レンズ
Ｒ1 〜Ｒ6    レンズ面の曲率半径
Ｄ1 〜Ｄ5    レンズ面間隔（レンズ厚）
Ｘ    光軸
1    結像面（固体撮像素子の受光面）
【図１】
0004173210.tif 000007
【図２】
0004173210.tif 000008
【図３】
0004173210.tif 000009
【図４】
0004173210.tif 000010