JP2004271991A - 撮像レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】携帯電話等に好適に用いることが可能な、明るく、画角が大きく、かつコンパクトな撮像レンズを提供する。
【解決手段】物体側から順に、物体側の面Ｓ１の形状が物体側に凸であり、像側の面Ｓ２の形状が像側に凹である負の第１レンズＬ１と、開口絞りＳｔと、像側の面Ｓ４の形状が像側に凸である正の第２レンズＬ２とを備える。４つの面Ｓ１〜Ｓ４は全て非球面形状である。開口絞りＳｔは、光軸上の距離において第１レンズよりも第２レンズに近い位置に設ける。Ｆナンバーが４．０以下、半画角が２５°以上であり、かつ、条件式（１），（２）を満足する。０．１５＜Ｄ２ ／Ｄ＜０．２１……（１），ｈ２ ／ｚ２ ＜３．６……（２）。但し、Ｄはレンズ全長、Ｄ２ は面Ｓ２，Ｓ３間の光軸上距離、ｈ２ は面Ｓ２の有効半径、ｚ２ は面Ｓ２の頂点から面Ｓ２の有効径位置までの光軸方向距離。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像素子上に物体像を結像させるための撮像レンズに係わり、特に、携帯電話等の携帯端末の画像入力部やデジタルカメラ等に好適に用いられる小型の撮像レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタルスチルカメラ（以下、単にディジタルカメラという。）や画像入力カメラを搭載した携帯電話等の携帯端末の普及が著しい。これらのカメラは、ＣＣＤ（電荷結合素子）やＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）等の撮像素子を用いて光学的な画像を電気信号に変換し、それを画像データとして記録するものである。このようなカメラにおいては、小型で広画角の撮像レンズが要求されるが、特に低コストやサイズを考慮して、２群２枚構成の撮像レンズが多く提案され、例えば、特許文献１〜特許文献３に挙げるようなレンズが開示されている。
【特許文献１】
特開平６−６７０８９号公報
【特許文献２】
特開平１１−２９５５９２号公報
【特許文献３】
特開平１３−１８３５７８号公報
【０００３】
特許文献１記載のレンズでは、第１レンズが、前方に凸面を向けた合成樹脂製の凹メニスカスレンズで構成され、第２レンズが、前方にゆるい球面を向けた合成樹脂製の両凸レンズで構成されている。このレンズによれば、各種の収差が補正され、短小コンパクトにすることが可能である。
【０００４】
特許文献２記載のレンズは、２枚のレンズＬ１ 、Ｌ２ により構成されており、第１レンズＬ１ は物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズであり、第２レンズＬ２ は互いにほぼ同様の曲率を有する両凸レンズである。このレンズによれば、コンパクトかつ低廉な２枚玉のレンズ構成でありながら、必要なバックフォーカスが確保されると共に広画角化が可能である。
【０００５】
特許文献３記載のレンズは、第１レンズＬ１は、少なくとも１つの面が非球面、かつ第２レンズＬ２の１面以上の面が非球面で、全体として少なくとも２以上の非球面を有するレンズ系であって、所定の条件式を満たすように構成されている。このレンズによれば、少ないレンズ枚数で構成され、安価で、高性能なＣＣＤ用、ＣＭＯＳ用のカメラ等に利用できる撮像用レンズを得ることが可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許文献１のレンズでは、半画角が１８．４°と小さく、十分な画角が確保されていなかった。また、特許文献２のレンズではレンズ第１面から像面までの距離の焦点距離に対する比が３．８〜４．５、特許文献３のレンズではレンズ第１面から像面までの距離の焦点距離に対する比が２．４５と、いずれも全長が比較的長くなっており、コンパクト性においてさらなる改善が必要になる場合も想定される。
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、比較的小さい結像寸法が求められる携帯電話等の携帯端末における画像入力部や小型のデジタルカメラ等に好適に用いることが可能な、明るく、画角が大きく、かつコンパクトな撮像レンズを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像レンズは、画像を読み取る撮像素子上に物体像を結像させるための２群２枚構成の撮像レンズであって、物体側から順に、物体側の面の形状が物体側に凸であり、像側の面の形状が像側に凹である負の第１レンズと、開口絞りと、像側の面の形状が像側に凸である正の第２レンズとを備え、第１および第２のレンズを構成する４つの面が全て非球面形状であり、開口絞りを光軸上の距離において第１レンズよりも第２レンズに近い位置に設けるようにしたものである。
【０００９】
本発明の撮像レンズでは、Ｆナンバーが４．０以下、半画角が２５°以上であり、かつ、条件式（１），（２）を満足するように構成することが好ましい。
０．１５＜Ｄ２ ／Ｄ＜０．２１ ……（１）
ｈ２ ／ｚ２ ＜３．６ ……（２）
但し、
Ｄ：レンズ全長
Ｄ２ ：第１レンズの像側面から第２レンズ物体側面までの光軸上の距離
ｈ２ ：第２面の有効半径
ｚ２ ：第２面の頂点から第２面の有効径位置までの光軸方向の距離
【００１０】
条件式（１）を満足することにより、レンズ全長Ｄに対する第１，第２レンズ間距離Ｄ２の比が適切に規定され、撮像レンズの小型化と開口絞りＳｔの設置とが容易になる。また、条件式（２）を満足することにより、第１レンズＬ１の第２面Ｓ２の頂点から第２面有効半径位置までの光軸方向距離ｚ２ に対する第２面有効半径ｈ２ の比が適切に規定され、特にコマ収差が低減される。
【００１１】
また、本発明の撮像レンズでは、条件式（１），（２）に加えて、さらに、条件式（３）を満足することが好ましい。
０≦｜ｆ／Ｒ３ ｜≦０．７ ……（３）
但し、
ｆ ：レンズ全系の焦点距離
Ｒ３ ：第２レンズの物体側面の近軸曲率半径
【００１２】
条件式（３）を満足することにより、第２レンズＬ２の物体側面Ｓ３の近軸曲率半径Ｒ３ に対するレンズ全系の焦点距離ｆの比の絶対値が適切に規定され、製造適性の向上が可能である。
【００１３】
また、本発明の撮像レンズでは、条件式（１），（２）に加えて、条件式（４）または（５）を満足することが好ましい。
νｄ１＝νｄ２ ……（４）
νｄ１＜νｄ２ ……（５）
但し、
νｄ１：第１レンズの材料のアッベ数
νｄ２：第２レンズの材料のアッベ数
【００１４】
条件式（４）を満足するようにした場合には、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２について同じ材料が使用できるので、製造が容易である。一方、条件式（５）を満足するようにした場合には、色収差が低減される。
【００１５】
また、上記のように条件式（１），（２）および（５）を満足するようにした場合には、さらに、条件式（６）を満足することが好ましい。
０≦ｆ／Ｒ３ ≦０．６ ……（６）
【００１６】
条件式（６）を満足するようにした場合には、コマ収差発生の抑制と製造適性の向上とが容易になる。
【００１７】
また、上記のように条件式（１）〜（３）を満足するようにした場合や、条件式（１），（２）、（５）および（６）を満足するようにした場合には、さらに、条件式（７），（８）を満足することが好ましい。なお、条件式（８）において、記号「＊」は乗算記号を意味する。
０．６≦ｆ２ ／ｆ≦０．８ ……（７）
０．１５≦｜（ ｆ２）^２ ／（ｆ＊ｆ１ ）｜≦０．３２ ……（８）
但し、
ｆ１ ：第１レンズの焦点距離
ｆ２ ：第２レンズの焦点距離
【００１８】
条件式（７）を満足することにより、全系の焦点距離ｆに対する第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２ の比が適正化され、条件式（８）を満足することにより、全系の焦点距離ｆと第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１ との積に対する第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２ の二乗の比が適性化される。この結果、撮像レンズの小型化とコマ収差の低減とが容易になる。
【００１９】
なお、「面の形状が物体側に凸」とは、像面上の中心（光軸と交差する位置）に結像する光束の最も外側（上側および下側）の光線がその面を貫く２点と光軸がその面を貫く点とを結ぶ領域が物体側に向かって凸形状をなしている状態を意味する。「面の形状が像側に凹（凸）」とは、像面上の中心に結像する光束の最も外側の光線がその面を貫く２点と光軸がその面を貫く点とを結ぶ領域が像側に向かって凹（凸）形状をなしている状態を意味する。
【００２０】
また、アッベ数νｄｊ（ｊ＝１〜２）はｄ線を基準としたものであり、次の式（９）で定義される。但し、Ｎｄｊはｄ線に対する屈折率であり、ＮＦｊはＦ線に対する屈折率であり、ＮＣｊはＣ線に対する屈折率である。
νｄｊ＝（Ｎｄｊ−１）／（ＮＦｊ−ＮＣｊ） ……（９）
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの概略構成を表すものである。なお、図１および後述する図１５では、断面部を示す斜線の図示を省略する。
【００２３】
図１に示した撮像レンズ１は、特にコンパクトなディジタルカメラやビデオカメラに好適に用いられる。符号Ｚｏｂｊ で示す側が物体側（被写体側）であり、符号Ｚｉｍｇ で示す側が像面側（結像側）である。符号Ｒｉ は、最も物体側の構成要素の面Ｓ１ を１番目として、像面側に向かうに従い順次増加するｉ番目の構成要素の面Ｓｉ の曲率半径を示す。符号Ｄｉ は、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ０ 上の面間隔を示す。符号Ｌは、第１の面Ｓ１から結像面Ｓｉｍｇ までの距離を示す。
【００２４】
この撮像レンズ１は、光軸Ｚ０ に沿って、物体側より順に、第１レンズＬ１と、開口絞りＳｔと、第２レンズＬ２とを備えている。第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の材料は、光学ガラスと光学樹脂（プラスチック）のどちらでもよい。撮像レンズ１の結像面（撮像面）Ｓｉｍｇ には、ＣＣＤ等の撮像素子（図示せず）が配置され、この撮像素子の撮像面付近には、撮像面を保護するためのカバーガラスＣＧが配置される。
【００２５】
第１および第２のレンズＬ１，Ｌ２を構成する４つの面Ｓ１〜Ｓ４はすべて非球面である。第１レンズＬ１は負の屈折力（パワー）を有し、その物体側の面Ｓ１の形状は物体側に凸であり、像側の面Ｓ２の形状は像側に凹である。すなわち、第１レンズＬ１は概して負のメニスカス形状を有している。
【００２６】
第２レンズＬ２は正の屈折力を有し、その像側の面Ｓ４の形状は像側に凸である。第２レンズＬ２の物体側の面Ｓ３の光軸Ｚ０ 近傍の形状は物体側に凸、凹または平面のいずれかである。なお、図１に示した例では、面Ｓ３の光軸Ｚ０ 近傍の形状は物体側に凸になっており、したがって、第２レンズＬ２は概して両凸形状を有している。
【００２７】
開口絞りＳｔは、光軸Ｚ０ 上の距離において、第１レンズＬ１よりも第２レンズＬ２に近い位置に設けられている。すなわち、面Ｓ３の頂点と開口絞りＳｔとの距離Ｂは、面Ｓ２の頂点と開口絞りＳｔとの距離Ａよりも小さい。なお、開口絞りに厚さがある場合には、その開口絞り部材厚さの一部あるいは全体が第１レンズＬ１よりも第２レンズＬ２に近い位置にあると解釈する。すなわち、図２に示したように、開口絞り部材Ｓｔの第２レンズ側の面ＳＳの位置が開口絞り位置であり、この位置が、面Ｓ２と面Ｓ３との間の光軸上距離Ｄ２の中点と一致するか、あるいはこの中点よりも面Ｓ３に近い側に位置することを意味する。
【００２８】
カバーガラスＣＧは、図示しない撮像素子の保護のためのガラスまたはプラスチックの平行平面板であるが、これに代えてＩＲ（赤外）カットフィルタを用いてもよい。
【００２９】
図１の撮像レンズ１を実際に鏡筒（図示せず）に組み込むことができるようにするためには、例えば図２に示したようなレンズ形状にすることが好ましい。この例では、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の光面（光透過面）の周囲に、それぞれ、鏡筒の内径に対応する外径を有するフランジ部２，３を設け、これらのフランジ部２，３が鏡筒の内壁によって支持されるように構成する。第２レンズＬ２には、物体側の面Ｓ３とフランジ部３との間に、環状の突堤部４を設け、第１レンズＬ１には、像面側の面Ｓ２とフランジ部２との間に、光軸Ｚ０ と直交する平面段差部５を設ける。第１レンズＬ１の平面段差部５と第２レンズＬ２の突堤部４との間に開口絞りＳｔを挟み込むように配置する。平面段差部５の光軸方向位置、突堤部４の高さ、および開口絞りＳｔの厚さによって、レンズ面間隔Ｄ２が規定される。
【００３０】
この撮像レンズ１は、Ｆナンバー（ＦＮＯ）が４．０以下であり、比較的明るく、また、半画角ωが２５°以上であり、比較的広い画角を備えている。撮像レンズ１は、条件式（１）および（２）を満足することが好ましい。
０．１５＜Ｄ２ ／Ｄ＜０．２１ ……（１）
ｈ２ ／ｚ２ ＜３．６ ……（２）
但し、
Ｄ：レンズ全長
Ｄ２ ：第１レンズの像側面（第２面）から第２レンズ物体側面（第３面）までの光軸上の距離
ｈ２ ：第２面の有効半径
ｚ２ ：第２面の頂点から第２面の有効径位置までの光軸方向の距離
【００３１】
撮像レンズ１は、上記の条件式（１），（２）と共に次の条件式（３）を満足することがより好ましい。
０≦｜ｆ／Ｒ３ ｜≦０．７ ……（３）
ｆ：レンズ全系の焦点距離
Ｒ３ ：第２レンズの物体側面（第３面）の近軸曲率半径
【００３２】
さらに、撮像レンズ１は、上記の条件式（１）および（２）と共に次の条件式（４）または（５）のいずれかを満足することがより好ましい。
νｄ１＝νｄ２ ……（４）
νｄ１＜νｄ２ ……（５）
但し、
νｄ１：第１レンズＬ１の材料のアッベ数
νｄ２：第２レンズＬ２の材料のアッベ数
【００３３】
さらに、撮像レンズ１は、上記の条件式（１），（２）および（５）と共に次の条件式（６）を満足することがより好ましい。
０≦ｆ／Ｒ３ ≦０．６ …（６）
【００３４】
撮像レンズ１はまた、上記の条件式（１），（２）および（３）と共に次の条件式（７）および（８）を満足するか、あるいは 上記の条件式（１），（２）（５）および（６）と共に次の条件式（７）および（８）を満足することがより好ましい。
０．６≦ｆ２ ／ｆ≦０．８ ……（７）
０．１５≦｜（ ｆ２）^２ ／（ｆ＊ｆ１ ）｜≦０．３２ ……（８）
但し、
ｆ１ ：第１レンズの焦点距離
ｆ２ ：第２レンズの焦点距離
【００３５】
次に、以上のような構成の撮像レンズ１の作用および効果を説明する。
【００３６】
図示しない被写体から撮像レンズ１に入射した物体光は、第１レンズＬ１，開口絞りＳｔ，第２レンズＬ２およびカバーガラスＣＧを順次通過したのち、結像面Ｓｉｍｇ 上に物体像を結像する。開口絞りＳｔは有効径を規定するものであるが、この開口絞りＳｔは、光軸Ｚ０ 上の距離において、第１レンズＬ１よりも第２レンズＬ２に近い位置に設けられているので、以下の点で有利である。すなわち、第２面Ｓ２から開口絞りＳｔまでの距離が短くなると、収差を良好に保つためには第２面の近似曲率半径が小さくなる傾向があり、製造適性が低下する。開口絞りＳｔから第３面Ｓ３までの距離が大きくなると、第２レンズＬ２を通過する光束の有効径が大きくなるため、第２レンズＬ２の外周部の光軸方向厚さが小さくなり、やはり製造適性が低下する。第２レンズＬ２の外周部の光軸方向厚さを維持するために第２レンズＬ２の厚さを大きくしていくと、非点収差等の収差が増大していく。その適正な範囲が「開口絞りＳｔが第１レンズＬ１よりも第２レンズＬ２に近い位置」となる。
【００３７】
この撮像レンズ１では、上記のようなレンズ形状の採用により、最小限のレンズ枚数（２枚）で構成することが可能である。特に、第１，第２レンズＬ１，Ｌ２のすべての面を非球面で構成し、かつ条件式（１）〜（８）を適宜満たすようにした場合には、レンズ全長が短縮すると共に、諸収差の発生を抑制しつつ、明るさと画角とが確保される。
【００３８】
ここで、上記した条件式（１）〜（８）式の意義について説明する。
【００３９】
条件式（１）は、レンズ全長Ｄに対する第１，第２レンズ間距離Ｄ２の比、の望ましい範囲を表す式である。この比を適切に規定することにより、小型化と開口絞りＳｔの設置とが容易になる。条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが近接しすぎて、開口絞りＳｔの設置が困難になる。一方、上限を越えると、レンズが大型化する（レンズ全長Ｄ、ひいては第１の面Ｓ１から結像面Ｓｉｍｇ までの距離Ｌ、が大きくなる）要因になり、小型化、低コスト化が困難になる。
【００４０】
条件式（２）は、第１レンズＬ１の第２面Ｓ２の頂点から第２面有効半径位置までの光軸方向距離ｚ２ に対する第２面有効半径ｈ２ の比、の望ましい範囲を規定するものである。この比を適切に規定することにより、解像性能を良好にすることが可能である。条件式（２）の上限を越えると、コマ収差が悪化して良好な解像性能が得られなくなる。解像性能を特に重視するのであれば、ｈ２ ／ｚ２ の値をさらに小さく、例えば２．６よりも小さく設定することがより好ましい。なお、面Ｓ２が球面だと仮定すると、ｚ２ ＜ｈ２ になることから、現実的には、条件式（２）の下限は１．０程度である。
【００４１】
条件式（３）は、第２レンズＬ２の物体側面Ｓ３の近軸曲率半径Ｒ３ に対するレンズ全系の焦点距離ｆの比の絶対値、の望ましい範囲を規定するものである。この比を適切に規定することにより、製造適性を向上させることが可能である。条件式（３）の上限を越えると、面Ｓ３の近軸曲率半径Ｒ３ が小さくなりすぎて、この面Ｓ３の屈折力が過大となる。このため、第２レンズＬ２の面Ｓ３と面Ｓ４との間に軸ずれがあった場合には、これによる像劣化が大きくなる。その結果、面Ｓ３と面Ｓ４との間に軸ずれが生じないように第２レンズＬ２を高精度に製造することが要求され、高い歩留りで安定して製造することが難しくなり、コストアップの要因にもなる。
【００４２】
条件式（４）および（５）は、第１レンズＬ１の材料のアッベ数νｄ１と第２レンズＬ２の材料のアッベ数νｄ２との間の望ましい関係を規定するものである。アッベ数νｄ１，νｄ２の大小関係を適切に設定することにより、好ましい製造適性と良好な画質とを得ることができる。条件式（５）のように、第１レンズＬ１のアッベ数νｄ１よりも第２レンズＬ２のアッベ数νｄ２を大きくすることにより、より一層効果的に色収差を小さくすることが可能となり、解像性能が良くなる結果、画質が向上する。一方、色収差による画質劣化がさほど問題にならない場合には、条件式（４）のように、アッベ数νｄ１，νｄ２を等しくしてもよい。この場合には、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２について同じ材料が使用できるので、製造が容易である。
【００４３】
条件式（６）は、条件式（３）の範囲をさらに狭く規定したものである。条件式（６）の下限を下回らないようにすると、コマ収差の発生を抑制しやすくなり、Ｆナンバーを明るくすることが容易になる。上限を超えないようにすると、面Ｓ３の屈折力が小さくなるため、製造適性が一層向上する。
【００４４】
条件式（７）は、全系の焦点距離ｆに対する第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２ の比、の望ましい範囲を規定するものである。条件式（８）は、全系の焦点距離ｆと第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１ との積に対する第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２ の二乗の比、の望ましい範囲を規定するものである。これらの比を適切に設定することにより、小型化と画質の向上とを実現することができる。条件式（７），（８）のいずれかの上限を越えると、第１レンズＬ１の第１面Ｓ１から結像面Ｓｉｍｇ までの距離が長くなり、大型化する。一方、条件式（７），（８）のいずれかの下限を下回ると、コマ収差の発生を抑制しにくくなり、良好な像質が得られなくなる。
【００４５】
このように、本実施の形態に係る撮像レンズによれば、最小限のレンズ枚数で構成し、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２のすべての面に非球面を使用すると共に条件式（１）〜（８）を適宜満たすようにしたので、レンズ全長を短縮して小型化を実現すると同時に、明るさと画角とを確保しつつ諸収差を低減することが容易である。したがって、特に、比較的小さい結像寸法が求められる携帯電話等の携帯端末における画像入力部や小型のデジタルカメラ等に好適に用いることが可能である。
【００４６】
［実施例１〜１０］
次に、本実施の形態の撮像レンズに係る具体的な実施例１〜１０（第１の実施例〜第１０の実施例）について説明する。ここでは、これらの実施例１〜１０についてまとめて説明する。
【００４７】
図３〜図１４は、実施例１〜６に係る撮像レンズ１のレンズデータを表すものである。これらの実施例１〜６は、図１に示した撮像レンズ１に対応するものである。また、図１６〜図２３は、実施例７〜１０に係る撮像レンズのレンズデータを表すものである。これらの実施例７〜１０は、図１５に示した撮像レンズ１０に対応するものである。
【００４８】
ここで、図３（Ａ），図５（Ａ），図７（Ａ），図９（Ａ），図１１（Ａ），図１３（Ａ）、および、図１６（Ａ），図１８（Ａ），図２０（Ａ），図２２ （Ａ）は、それぞれ、実施例１〜１０の基本レンズデータを示す。図３（Ｂ），図５（Ｂ），図７（Ｂ），図９（Ｂ），図１１（Ｂ），図１３（Ｂ）、および、図１６（Ｂ），図１８（Ｂ），図２０（Ｂ），図２２（Ｂ）は、それぞれ、実施例１〜１０の主要な光学パラメータｆ，−ｆ１，ｆ２，Ｄ，ｈ２，ｚ２，Ｌを示す。但し、ここに示した光学パラメータの値は、それぞれ、小数第４位を四捨五入して得られた値である。また、図４，図６，図８，図１０，図１２，図１４、および、図１７，図１９，図２１，図２３は、それぞれ、実施例１〜１０における第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の非球面データを示す。
【００４９】
図３（Ａ）等における面番号Ｓｉ の欄には、各実施例の撮像レンズについて、開口絞りＳｔを１番目として、像面側に向かうに従い順次増加する構成要素の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉ の欄には、図１に示した符号Ｒｉ に対応させて、物体側からｉ番目の構成要素の近軸曲率半径の値を示す。曲率半径Ｒｉ の値が∞の部分は平面であることを示す。面間隔Ｄｉ の欄についても、図１に示した符号Ｄｉ に対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉ とｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１ との光軸上の間隔を示す。曲率半径Ｒｉ および面間隔Ｄｉ の値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。Ｎｅｊ，νｄｊの欄は、それぞれ、物体側からｊ番目のレンズ要素のｅ線（波長５４６．１ｎｍ）に対する屈折率と、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数の値を示す。ｆは全系の焦点距離（ｍｍ）を示し、ωは半画角を示す。
【００５０】
なお、これらの実施例では、カバーガラスＣＧとして、厚さ０．３ｍｍの平行平面板（屈折率１．５２）を用いている。また、開口絞りＳｔは、第１レンズＬ１よりも第２レンズＬ２に近い位置に配置されている。具体的には、面Ｓ３の頂点と開口絞りＳｔとの距離Ｂの、面Ｓ２の頂点と開口絞りＳｔとの距離Ａに対する比率Ｂ／Ａは、図２５に示したように、４／１０〜７／１０程度である。但し、開口絞りＳｔの位置が光軸方向に移動しても急激に収差が劣化するわけではなく、上記比率は０〜１．０の値をとり得る。
【００５１】
図４，図６，図８，図１０，図１２，図１４に示した非球面データは、以下の非球面多項式（１０）における定数および係数である。この非球面多項式（１０）は、光軸Ｚ０ に直交する方向にρ軸をとって非球面の形状を表したものである。非球面は、式（１０）で表される曲線を光軸Ｚ０ の周りに回転して得られる曲面である。
【００５２】
【数１】

【００５３】
ただし、
Ｚ：高さρの位置にある非球面上の点から非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）
ρ：光軸Ｚ０ からの距離または高さ（ｍｍ）
Ｋ：円錐係数
Ｃ：近軸曲率（＝１／Ｒは近軸曲率半径）
Ｂｉ：第ｉ次（ｉ＝３〜１０）の非球面係数
【００５４】
図２４は、実施例１〜１０および比較例１〜９における条件式（１）〜（８）およびＬ／ｆの値を一覧形式で表すものである。この図に示した値は、上記した光学パラメータ（ｆ，−ｆ１，ｆ２，Ｄ，ｈ２，ｚ２）の四捨五入前の値を用いた計算により得られた値である。また、この図で、網点を付した部分は、条件式（１）〜（８）の範囲を満たしている値を示している。なお、比較例１，２は特許文献１に記載された２つの構成例に対応し、比較例３〜７は特許文献２に記載された５つの構成例に対応し、比較例８，９は特許文献３に記載された２つの構成例に対応する。
【００５５】
図４等に示したように、実施例１〜１０の撮像レンズ１，１０では、いずれも、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２のすべての面Ｓ１〜Ｓ４が非球面形状となっている。また、図２４に示したように、実施例１〜１０は条件式（１）〜 （３），（７），（８）を満たしており、実施例８，１０はさらに条件式（６）をも満たしている。また、実施例７〜１０は条件式（４）を満たし、実施例１〜６は条件式（５）を満たしている。一方、比較例１〜９においては、条件式（１）〜（３），（７），（８）をすべて満たすものは存在しない。
【００５６】
また、Ｌ／ｆの値を見てみると、実施例１〜１０はすべて２．０２〜２．２７の範囲に入っており、コンパクトになっていることが分かる。一方、比較例１〜９においては、比較例１，２を除いていずれもＬ／ｆが２．４〜４．６と、大きい値であり、コンパクト性に欠ける傾向にある。
【００５７】
図２６〜図３５は、それぞれ、実施例１〜１０の撮像レンズについての諸収差を表すものである。具体的には、以下の通りである。
【００５８】
図２６（Ａ），図２７（Ａ），図２８（Ａ），図２９（Ａ），図３０（Ａ），図３１（Ａ），図３２（Ａ），図３３（Ａ），図３４（Ａ），図３５（Ａ）は、それぞれ球面収差を示す。
【００５９】
図２６（Ｂ），図２７（Ｂ），図２８（Ｂ），図２９（Ｂ），図３０（Ｂ），図３１（Ｂ），図３２（Ｂ），図３３（Ｂ），図３４（Ｂ），図３５（Ｂ）は、それぞれ像面湾曲（または非点収差）を示す。
【００６０】
図２６（Ｃ），図２７（Ｃ），図２８（Ｃ），図２９（Ｃ），図３０（Ｃ），図３１（Ｃ），図３２（Ｃ），図３３（Ｃ），図３４（Ｃ），図３５（Ｃ）は、それぞれディストーション（歪曲収差）を示す。
【００６１】
図２６（Ｄ），図２７（Ｄ），図２８（Ｄ），図２９（Ｄ），図３０（Ｄ），図３１（Ｄ），図３２（Ｄ），図３３（Ｄ），図３４（Ｄ），図３５（Ｄ）は、それぞれ倍率色収差を示す。
【００６２】
図２６（Ｅ），図２７（Ｅ），図２８（Ｅ），図２９（Ｅ），図３０（Ｅ），図３１（Ｅ），図３２（Ｅ），図３３（Ｅ），図３４（Ｅ），図３５（Ｅ）は、それぞれ半画角ωが２４．３°の場合における横収差（コマ収差）を示す。
【００６３】
図２６（Ｆ），図２７（Ｆ），図２８（Ｆ），図２９（Ｆ），図３０（Ｆ），図３１（Ｆ），図３２（Ｆ），図３３（Ｆ），図３４（Ｆ），図３５（Ｆ）は、それぞれ半画角ωが３２．８°の場合における横収差（コマ収差）を示す。
【００６４】
球面収差を示す図２６（Ａ）等においては、ｅ線（波長５４６．１ｎｍ），Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての値を示す。像面湾曲を示す図２６（Ｂ）等において、実線Ｓはサジタル像面に対する収差を示し、破線Ｔはタンジェンシャル（メリジオナル）像面に対する収差を示す。また、倍率色収差を示す図２６（Ｄ）等においては、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての値を示す。図２６〜図３５の各収差図において、特に波長を明記していないものはｅ線に対する収差を示す。また、ＦＮｏはＦナンバーを示す。
【００６５】
以上のレンズデータおよび収差図からわかるように、各実施例について、収差が良好に補正され、Ｆナンバーが４以下と明るく、かつ、半画角が２５°以上と広画角の２群２枚構成の撮像レンズが得られる。しかも、レンズ第１面Ｓ１から結像面Ｓｉｍｇ までの距離の焦点距離に対する比Ｌ／ｆが２．０２〜２．２７と比較的小さく、コンパクトな撮像レンズが得られる。また、撮像素子の結像面Ｓｉｍｇ 上に形成される物体像は、φ８以下の比較的小さい像寸法となることから、小型の撮像素子にも十分対応可能である。
【００６６】
なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径Ｒｉ 、面間隔Ｄｉ 、屈折率Ｎｅｊおよびアッベ数νｄｊ等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。
【００６７】
また、撮像レンズ１の第１，第２レンズＬ１，Ｌ２における光透過面以外の形状は、図２に示したものに限定されず、他の形状としてもよい。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の撮像レンズによれば、物体側から順に、物体側の面の形状が物体側に凸であり、像側の面の形状が像側に凹である負の第１レンズと、開口絞りと、像側の面の形状が像側に凸である正の第２レンズとを備え、第１および第２のレンズを構成する４つの面が全て非球面形状であり、かつ、開口絞りを光軸上の距離において第１レンズよりも第２レンズに近い位置に設けるようにしたので、比較的小さい結像寸法が求められる携帯電話等の携帯端末における画像入力部や小型のデジタルカメラ等に好適に用いることが可能な、明るく、画角が大きく、かつコンパクトな撮像レンズを得ることができる。
【００６９】
特に、Ｆナンバーが４．０以下、半画角が２５°以上であり、かつ、条件式 （１），（２）を満足するようにした場合には、撮像レンズの小型化と共に、コマ収差の低減による解像性能の確保が可能である。また、条件式（３）または条件式（４）を満足するようにした場合には、製造適性の向上が可能である。また、条件式（５）を満足するようにした場合には、色収差の低減による解像性能の確保が可能である。また、条件式（６）を満足するようにした場合には、コマ収差発生の抑制と製造適性の向上とが容易になる。さらに、条件式（７），（８）を満足するようにした場合には、撮像レンズの小型化とコマ収差の低減による解像性能の向上が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの一構成例を示す概略断面図である。
【図２】図１に示した撮像レンズの具体的な形状を表す断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズにおける第１の実施例の基本データを示す図である。
【図４】第１の実施例に係る撮像レンズの非球面データを示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズにおける第２の実施例の基本データを示す図である。
【図６】第２の実施例に係る撮像レンズの非球面データを示す図である。
【図７】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズにおける第３の実施例の基本データを示す図である。
【図８】第３の実施例に係る撮像レンズの非球面データを示す図である。
【図９】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズにおける第４の実施例の基本データを示す図である。
【図１０】第４の実施例に係る撮像レンズの非球面データを示す図である。
【図１１】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズにおける第５の実施例の基本データを示す図である。
【図１２】第５の実施例に係る撮像レンズの非球面データを示す図である。
【図１３】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズにおける第６の実施例の基本データを示す図である。
【図１４】第６の実施例に係る撮像レンズの非球面データを示す図である。
【図１５】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズの他の構成例を示す概略断面図である。
【図１６】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズにおける第７の実施例の基本データを示す図である。
【図１７】第７の実施例に係る撮像レンズの非球面データを示す図である。
【図１８】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズにおける第８の実施例の基本データを示す図である。
【図１９】第８の実施例に係る撮像レンズの非球面データを示す図である。
【図２０】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズにおける第９の実施例の基本データを示す図である。
【図２１】第９の実施例に係る撮像レンズの非球面データを示す図である。
【図２２】本発明の一実施の形態に係る撮像レンズにおける第１０の実施例の基本データを示す図である。
【図２３】第１０の実施例に係る撮像レンズの非球面データを示す図である。
【図２４】第１ないし第１０の実施例に係る撮像レンズの条件式の数値を一覧形式で示す図である。
【図２５】第１ないし第１０の実施例に係る撮像レンズにおける開口絞りの位置データを示す図である。
【図２６】第１の実施例に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図である。
【図２７】第２の実施例に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図である。
【図２８】第３の実施例に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図である。
【図２９】第４の実施例に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図である。
【図３０】第５の実施例に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図である。
【図３１】第６の実施例に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図である。
【図３２】第７の実施例に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図である。
【図３３】第８の実施例に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図である。
【図３４】第９の実施例に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図である。
【図３５】第１０の実施例に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図である。
【符号の説明】
１，１０…撮像レンズ、Ｌ１……第１レンズ、Ｌ２…第２レンズ、ＣＧ…カバーガラス、Ｓｔ …開口絞り、Ｓｉｍｇ …結像面、Ｚ０ …光軸。

Claims (7)

1. 画像を読み取る撮像素子上に物体像を結像させるための２群２枚構成の撮像レンズであって、物体側から順に、
   物体側の面の形状が物体側に凸であり、像側の面の形状が像側に凹である負の第１レンズと、
   開口絞りと、
   像側の面の形状が像側に凸である正の第２レンズと
   を備え、
   前記第１および第２のレンズを構成する４つの面が全て非球面形状であり、
   前記開口絞りが、光軸上の距離において、前記第１レンズよりも前記第２レンズに近い位置に設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
2. Ｆナンバーが４．０以下、半画角が２５°以上であり、かつ、条件式（１），（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
   ０．１５＜Ｄ２ ／Ｄ＜０．２１ ……（１）
   ｈ２ ／ｚ２ ＜３．６ ……（２）
   但し、
   Ｄ：レンズ全長
   Ｄ２ ：第１レンズの像側面から第２レンズ物体側面までの光軸上の距離
   ｈ２ ：第２面の有効半径
   ｚ２ ：第２面の頂点から第２面の有効径位置までの光軸方向の距離
3. 条件式（３）を満足することを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
   ０≦｜ｆ／Ｒ３ ｜≦０．７ ……（３）
   但し、
   ｆ ：レンズ全系の焦点距離
   Ｒ３ ：第２レンズの物体側面の近軸曲率半径
4. 条件式（４）を満足することを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
   νｄ１＝νｄ２ ……（４）
   但し、
   νｄ１：第１レンズの材料のアッベ数
   νｄ２：第２レンズの材料のアッベ数
5. 条件式（５）を満足することを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
   νｄ１＜νｄ２ ……（５）
   但し、
   νｄ１：第１レンズの材料のアッベ数
   νｄ２：第２レンズの材料のアッベ数
6. 条件式（６）を満足することを特徴とする請求項５に記載の撮像レンズ。
   ０≦ｆ／Ｒ３ ≦０．６ ……（６）
7. 条件式（７），（８）を満足する請求項３または請求項６に記載のレンズ。
   ０．６≦ｆ２ ／ｆ≦０．８ ……（７）
   ０．１５≦｜（ ｆ２）^２ ／（ｆ＊ｆ１ ）｜≦０．３２ ……（８）
   但し、
   ｆ１ ：第１レンズの焦点距離
   ｆ２ ：第２レンズの焦点距離

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