JP2008276200A

JP2008276200A - 撮像レンズ

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Publication number: JP2008276200A
Application number: JP2008080323A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Sato; 佐藤　　賢一; Minoru Taniyama; 実谷山
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2028-03-26
Also published as: CN101276043B; US20080291551A1; CN101276043A; JP5063434B2; US7742238B2

Abstract

【課題】製造性に優れ、コンパクトな構成でありながら高い結像性能を有する撮像レンズを提供する。
【解決手段】物体側から順に、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第１レンズＧ１と、物体側の面が凹形状となっている第２レンズＧ２と、光軸近傍において負の屈折力を有する第３レンズＧ３とを備え、第２レンズＧ２および第３レンズＧ３は、それぞれ少なくとも１面が非球面であり、以下の条件式を満足する。ただし、ｆを全系の焦点距離、ｆ１を第１レンズＧ１の焦点距離、ｆ２を第２レンズＧ２の焦点距離、ＳＡを第２レンズＧ２の物体側の面の最大画角（最大像高）における主光線通過位置での最大サグ量、Ｙを最大像高、ＴＬを第１レンズＧ１の物体側の面から結像位置までの長さとする。
０．８＜ｆ１／ｆ＜１．２ ……（１）
１１＜｜ｆ２／ｆ｜ ……（２）
０．０４＜ＳＡ／Ｙ＜０．０９ ……（３）
ＴＬ／２Ｙ＜０．９ ……（４）
【選択図】図１

Description

本発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を用いたデジタルカメラや、銀塩フィルムを用いたカメラなどの小型の撮像装置への搭載に好適な固定焦点の撮像レンズに関する。

近年、パーソナルコンピュータの一般家庭等への普及に伴い、撮影した風景や人物像等の画像情報をパーソナルコンピュータに入力することができるデジタルスチルカメラ（以下、単にデジタルカメラという。）が急速に普及しつつある。また携帯電話の高機能化に伴い、携帯電話に画像入力用のモジュールカメラ（携帯用モジュールカメラ）が搭載されることも多くなってきている。

このような撮像装置には、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子が用いられている。近年、これらの撮像素子のコンパクト化が進み、撮像装置全体ならびにそれに搭載される撮像レンズにも、コンパクト性が要求されている。また同時に、撮像素子の高画素化も進んでおり、撮像レンズの高解像、高性能化が要求されている。

そこで、特許文献１〜４には、３枚のレンズ構成で、レンズ面に非球面を用いた撮像レンズが開示されており、コンパクト化および高性能化が図られている。
特開２００４−３０２０５８号公報特開２００５−１７３３１９号公報特開２００５−２２７７５５号公報特開２００５−２９２２３５号公報

上述したように近年の撮像素子は、小型化および高画素化が進んでおり、それに伴って、特にデジタルカメラ用の撮像レンズには、高い解像性能と構成のコンパクト化が求められている。一方、携帯用モジュールカメラの撮像レンズには従来、コスト面とコンパクト性が主に要求されていたが、最近では携帯用モジュールカメラにおいても撮像素子の高画素化が進む傾向にあり、性能面に対する要求も高くなってきている。

このため、コスト、結像性能、およびコンパクト性の面で総合的に改善された多種多様なレンズの開発が望まれており、例えば、携帯用モジュールカメラにも搭載可能なコンパクト性を確保しつつ、性能面ではデジタルカメラへの搭載をも視野に入れた、ローコストで高性能な撮像レンズの開発が望まれている。

このような要求に対しては、例えば、コンパクト化およびローコスト化を図るためにレンズ枚数を３枚構成とし、高性能化を図るために非球面を積極的に用いることが考えられる。ただし、非球面の採用はコンパクト化および高性能化に寄与する一方、製造性の点で不利でありコスト高を招き易い。このため、非球面を用いる際には製造性を十分に考慮する必要がある。上記各特許文献記載のレンズは、３枚構成で非球面を用いた構成となっているが、結像性能とコンパクト性との両立という点で不十分なところがある。

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、製造性に優れ、コンパクトな構成でありながら高い結像性能を有する撮像レンズを提供することにある。

本発明の第１の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第１レンズと、物体側の面が凹形状となっている第２レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第３レンズとを備え、第２レンズおよび前記第３レンズは、それぞれ少なくとも１面が非球面であり、以下の条件式を満足するものである。ただし、ｆを全系の焦点距離、ｆ１を第１レンズの焦点距離、ｆ２を第２レンズの焦点距離、ＳＡを第２レンズの物体側の面の最大画角（最大像高）における主光線通過位置での最大サグ量、Ｙを最大像高、ＴＬを第１レンズの物体側の面から結像位置までの長さとする。
０．８＜ｆ１／ｆ＜１．２ ……（１）
１１＜｜ｆ２／ｆ｜ ……（２）
０．０４＜ＳＡ／Ｙ＜０．０９ ……（３）
ＴＬ／２Ｙ＜０．９ ……（４）

本発明の第１の撮像レンズでは、全体として３枚という少ないレンズ構成で、各レンズの形状や屈折力を適切に設定し、条件式（１）〜（４）を満足することにより、第１レンズおよび第２レンズのパワー（屈折力）配分や面形状が最適化され、製造容易性を確保しつつ、レンズ全長が短縮化されると共に、諸収差が良好に補正される。特に、条件式（２）を満足して第２レンズの屈折力を比較的弱くすると共に、条件式（３）を満足して第２レンズの物体側の凹面形状を適切なものとすることで、第２レンズの製造感度が低くなると共に面加工が容易となり、レンズ系全体としての組み立て感度も低くなるので、製造性が向上する。

本発明の第２の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第１レンズと、物体側の面が凹形状となっている第２レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第３レンズとを備え、第２レンズおよび前記第３レンズは、それぞれ少なくとも１面が非球面であり、以下の条件式を満足するものである。ただし、ｆを全系の焦点距離、ｆ１を第１レンズの焦点距離、ｆ２を第２レンズの焦点距離、ｆ３を第３レンズの焦点距離とする。
０．８＜ｆ１／ｆ＜１．２ ……（１）
１１＜｜ｆ２／ｆ｜ ……（２）
ｆ３／ｆ＜−１．６ ……（７）

本発明の第２の撮像レンズでは、全体として３枚という少ないレンズ構成で、各レンズの形状や屈折力を適切に設定し、条件式（１），（２），（７）を満足することにより、第１〜第３レンズのパワー（屈折力）配分や面形状が最適化され、製造容易性を確保しつつ、レンズ全長が短縮化されると共に、諸収差が良好に補正される。また、第２レンズの製造感度が低くなり、レンズ系全体としての組み立て感度も低くなるので、製造性が向上する。

また、本発明の第１および第２の撮像レンズでは、以下の条件式を満足することが好ましい。これにより、第１レンズの物体側の面と像側の面の形状が最適化され、第２レンズの製造容易性を確保しつつ、諸収差の補正に有利となる。ただし、Ｒ１を第１レンズの物体側の面の光軸近傍における曲率半径、Ｒ２を第１レンズの像側の面の光軸近傍における曲率半径とする。
０＜（｜Ｒ２｜−Ｒ１）／（｜Ｒ２｜＋Ｒ１）＜０．５ ……（５）

さらに、本発明の第１および第２の撮像レンズでは、第２レンズは、物体側の面が光軸近傍から周辺にいくに従って負の屈折力が強くなると共に、像側の面が光軸近傍から周辺にいくに従って正の屈折力が弱くなる非球面形状を有することが好ましい。これにより、レンズ全長を短縮化しつつ、諸収差を補正し易くなる。

また、本発明の第１および第２の撮像レンズでは、第２レンズの物体側の面が球面形状を有していてもよい。これにより、製造容易性を確保し易くなる。

さらに、本発明の第１および第２の撮像レンズでは、以下の条件式を満足することが好ましい。これにより、第２レンズの材料が最適化され、像面湾曲等の諸収差が良好に補正される。ただし、Ｎｄ₂を第２レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率とする。
１．６８＜Ｎｄ₂ ……（６）

本発明の撮像装置は、上記本発明の第１もしくは第２の撮像レンズと、撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを備えたものである。

本発明の第１および第２の撮像レンズによれば、全体として３枚という少ないレンズ構成で、各レンズの形状や屈折力を適切に設定し、所定の条件式を満足するようにしたので、特に第２レンズに関して製造容易性を確保することができ、製造性に優れ、コンパクトな構成でありながら、高い収差性能を有するレンズ系を実現できる。またこれにより、コンパクトで高性能な撮像装置を実現できる。

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。

図１は、本発明における一実施の形態としての撮像レンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図１２，図１３）のレンズ構成に対応している。図２は、第２の構成例を示しており、後述の第２の数値実施例（図１４，図１５）のレンズ構成に対応している。図３は、第３の構成例を示しており、後述の第３の数値実施例（図１６，図１７）のレンズ構成に対応している。図４は、第４の構成例を示しており、後述の第４の数値実施例（図１８，図１９）のレンズ構成に対応している。図５は、第５の構成例を示しており、後述の第５の数値実施例（図２０，図２１）のレンズ構成に対応している。図６は、第６の構成例を示しており、後述の第６の数値実施例（図２２，図２３）のレンズ構成に対応している。図７は、第７の構成例を示しており、後述の第７の数値実施例（図２４，図２５）のレンズ構成に対応している。図８は、第８の構成例を示しており、後述の第８の数値実施例（図２６，図２７）のレンズ構成に対応している。図９は、第９の構成例を示しており、後述の第９の数値実施例（図２８，図２９）のレンズ構成に対応している。図１０は、第１０の構成例を示しており、後述の第１０の数値実施例（図３０，図３１）のレンズ構成に対応している。図１１は、第１１の構成例を示しており、後述の第１１の数値実施例（図３２，図３３）のレンズ構成に対応している。図１〜図１１において、符号Ｓｉは、絞りＳｔを０番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面を示す。符号Ｒｉは、面Ｓｉの曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じなので、以下では、図１に示した撮像レンズの構成例を基本にして説明し、必要に応じて図２〜図１１の構成例についても説明する。

この撮像レンズは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた各種撮像機器、例えばデジタルスチルカメラ、カメラ付き携帯電話機、および情報携帯端末等に用いて好適なものである。この撮像レンズは、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、絞りＳｔと、第１レンズＧ１と、第２レンズＧ２と、第３レンズＧ３とを備えている。この撮像レンズの結像面Ｓimgには、ＣＣＤ等の撮像素子が配置される。第３レンズＧ３と撮像素子との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材ＧＣ、例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状の光学部材が配置される。本実施の形態の撮像レンズは、例えば２００万〜５００万画素の撮像素子と組み合わされた撮像装置に好適に用いられる。

絞りＳｔは、光学的な開口絞りであり、第１レンズＧ１の物体側の面と像側の面との間に配置される。ただし、図２の構成例では、第１レンズＧ１の物体側の面頂点位置に配置される。

第１レンズＧ１は、正の屈折力を有し、物体側に凸面を向けたメニスカス形状となっている。第１レンズＧ１のレンズ材料としては、高い収差性能が容易に得られると共に温度変化による性能劣化の小さい低分散の光学ガラスによって構成されることが好ましい。ただし、樹脂材料によって構成するようにしてもよく、この場合には、低コストおよび軽量化という点で有利である。

第２レンズＧ２は、負の屈折力を有し、物体側の面が凹形状となっている。第２レンズＧ２は、少なくとも一面が非球面となっている。また、第２レンズＧ２の物体側の面は、光軸近傍から周辺にいくに従って負のパワーが強くなる非球面形状であることが好ましい。一方、像側の面は光軸近傍から周辺にいくに従って正のパワーが弱くなる非球面形状であることが好ましい。ただし、図４および図９の構成例のように、第２レンズＧ２の像側の面のみを非球面形状とし、物体側の面は球面形状としてもよい。このように、片面のみを非球面とすることで、製造性が向上し低コスト化につながる。また、このような第２レンズＧ２のレンズ材料としては、後述の条件式（６）を満足するものが好ましく、例えば、ナノ粒子により屈折率を高めたナノコンポジット（Nanocomposite）樹脂材等の高屈折
率の材料が好適である。

第３レンズＧ３は、負の屈折力を有し、少なくとも一面が非球面となっている。図１の構成例では、第３レンズＧ３は、光軸近傍における形状が物体側に凸面を向けたメニスカス形状となっている。第３レンズＧ３の像側の面は、光軸近傍において像側に凹形状で、周辺部で像側に凸形状となっている。一方、物体側の面は、光軸近傍から周辺部にかけて、物体側に凸、凹、凸となる非球面形状となっている。

また、第１レンズＧ１と比べて複雑な形状を有し、かつサイズの大きな第２レンズＧ２および第３レンズＧ３は、いずれも樹脂材料により構成されているとよい。こうすることで複雑な非球面形状を高精度に形成し易くなるため、製造性が向上する。

さらに、この撮像レンズは以下の条件式（１）〜（４）を全て満足するように構成されている。ただし、ｆを全系の焦点距離、ｆ１を第１レンズＧ１の焦点距離、ｆ２を第２レンズＧ２の焦点距離、ＳＡを第２レンズＧ２の物体側の面の最大画角（最大像高）における主光線通過位置での最大サグ量、Ｙを最大像高、ＴＬを第１レンズＧ１の物体側の面から結像位置までの長さとする。なお、図４６に、ＳＡ，Ｙ，ＴＬの概念を示す。図４６に示したように、主光線Ｌ１が第２レンズＧ２の物体側の面Ｓ３を通過する位置から、光軸Ｚ１上に下ろした垂線と面Ｓ３との光軸上の距離をＳＡとする。
０．８＜ｆ１／ｆ＜１．２ ……（１）
１１＜｜ｆ２／ｆ｜ ……（２）
０．０４＜ＳＡ／Ｙ＜０．０９ ……（３）
ＴＬ／２Ｙ＜０．９ ……（４）

もしくは、上記条件式（３），（４）の代わりに、以下の条件式（７）を満足するようにしてもよい。
ｆ３／ｆ＜−１．６ ……（７）

この撮像レンズでは、さらに以下の条件式（５）を満足することが好ましい。ただし、Ｒ１を第１レンズＧ１の物体側の面の光軸近傍における曲率半径、Ｒ２を第１レンズＧ１の像側の面の光軸近傍における曲率半径とする。
０＜（｜Ｒ２｜−Ｒ１）／（｜Ｒ２｜＋Ｒ１）＜０．５ ……（５）

この撮像レンズでは、さらに以下の条件式（６）を満足することが好ましい。ただし、Ｎｄ₂を第２レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率とする。
１．６８＜Ｎｄ₂ ……（６）

次に、以上のように構成された本実施の形態の撮像レンズの作用および効果を説明する。

この撮像レンズでは、全体として３枚という少ないレンズ構成で、各レンズの形状および屈折力を適切に設定し、条件式（１）〜条件式（４）を満足することにより、第１レンズＧ１および第２レンズＧ２のパワー配分、第２レンズＧ２の物体側の面形状が最適化され、レンズ全長が短縮化されつつ、高い収差性能が維持される。このとき、条件式（２）および条件式（３）を満足することで、第２レンズＧ２の感度が低くなり、レンズ相互間の位置決めが容易となる。従って、レンズ系を組み立て易くなり製造性が向上する。

また、絞りＳｔを、光軸上において第２レンズＧ２の物体側の面よりも物体側に配置することにより、結像面に向かう射出光線の角度が小さくなるため、テレセントリック性、すなわち、撮像素子への主光線の入射角度が光軸に対して平行に近く（撮像面における入射角度が撮像面の法線に対してゼロに近く）なるようにすることが確保される。一方、絞りＳｔを、光軸上において第１レンズＧ１の物体側の面頂点位置、あるいは面頂点位置よりも像側に配置することにより、物体側の面頂点位置よりも物体側に配置する場合と比べ、全長の短縮化に有利となる。一般に、高性能の撮像素子に対応するためには、テレセントリック性が求められるため、絞りＳｔを上記のような配置とすることにより、レンズ全長の短縮化および高性能化に有利となる。

さらに、第２レンズＧ２において、物体側の面を光軸近傍から周辺にいくに従って負の屈折力が強くなるような形状とし、像側の面を光軸近傍から周辺にいくに従って正の屈折力が弱くなるような形状とすることで、第２レンズＧ２の面形状が最適化され、レンズ全長の短縮化および高性能化に有利となる。特に、第２レンズＧ２の像側の面を周辺部において正の屈折力が弱くなる形状とすることで、周辺収差が良好に補正される。

ここで、第３レンズＧ３では、第１レンズＧ１および第２レンズＧ２に比べて、画角ごとに光束が分離される。このため、撮像素子に最も近い最終レンズ面である第３レンズＧ３の像側の面を、光軸近傍において像側に凹形状で周辺部において像側に凸形状となるようにすることで、画角ごとの収差補正が適切になされ、光束の撮像素子への入射角度が一定の角度以下に制御される。従って、結像面全域における光量むらを軽減することができると共に、像面湾曲や歪曲収差等の補正に有利となる。また、第３レンズＧ３の物体側の面が、光軸近傍から周辺部にかけて凸、凹、凸の形状となっていることにより、特に周辺収差がより良好に補正される。

このように、各レンズの面形状、特に第２レンズＧ２の像側の面および第３レンズＧ３の各面に適切な非球面形状を用いることにより、より高い収差性能が維持される。このため、第２レンズＧ２の物体側の面を球面形状、もしくは比較的球面に近い非球面形状とした場合であっても、収差性能を低下させることなく、製造性を向上させることができる。

また、条件式（３），（４）の代わりに、条件式（７）を満足するようにした場合であっても、各レンズのパワー（屈折力）配分や面形状が最適化され、製造容易性を確保しつつ、レンズ全長が短縮化されると共に、諸収差が良好に補正される。また、第２レンズＧ２の製造感度が低くなり、レンズ系全体としての組み立て感度も低くなるので、製造性が向上する。
以下、各条件式の具体的意義について説明する。

条件式（１）は、第１レンズＧ１の焦点距離ｆ１に関するもので、この数値範囲を上回ると像面湾曲の補正が困難となり、下回ると射出瞳位置が短くなりすぎ好ましくない。

条件式（２）は、第２レンズＧ２の焦点距離ｆ２に関するもので、この数値範囲を外れると、レンズ全長を短く保ったまま、収差補正が困難となるため好ましくない。また、条件式（２）を満足することで、第２レンズＧ２の屈折力が比較的弱くなり、第２レンズＧ２の製造感度を低くすることができる。なお、本実施の形態に係る撮像レンズは、第２レンズＧ２の屈折力が比較的弱めであるので、その屈折力は正または負の双方を取り得る。

条件式（３）は、第２レンズＧ２の物体側の面の最大画角（最大像高）における主光線通過位置での最大サグ量と最大像高との比に関するもので、この数値範囲を下回ると像面湾曲等の収差補正が困難となり、上回ると第２レンズＧ２の感度が高くなり、製造性が悪化するため好ましくない。また、条件式（３）を満足することで、第２レンズＧ２の物体側の面のサグ量（深さ）が比較的小さく抑えられるので、第２レンズＧ２の製造感度を低くしつつ、面加工が容易となる。

条件式（４）は、光軸上の光学全長と最大像高との比に関するもので、この数値範囲を上回ると、レンズ系を十分に短縮化することが困難となるため、好ましくない。

条件式（５）は、第１レンズＧ１のシェイプファクターに関するもので、この数値範囲を外れると、球面収差、像面湾曲等の収差補正が困難となるため好ましくない。この撮像レンズでは、上述したように、製造容易性を確保するために、条件式（２）を満足して第２レンズＧ２の屈折力を比較的弱くすると共に、条件式（３）を満足して第２レンズＧ２の物体側の面のサグ量が比較的小さく抑えられている。条件式（５）を満足することで、第２レンズＧ２の製造容易性を確保することにより生じた収差補正の不足分を良好に補うことができる。

条件式（６）は、第２レンズＧ２の屈折率に関するもので、この数値範囲を外れると、像面湾曲等の収差補正が不十分となるため好ましくない。

条件式（７）は第３レンズＧ３の焦点距離ｆ３に関するものである。上記条件式（２）を満足することで、第２レンズＧ２の屈折力を比較的弱くしているが、これに対して条件式（７）の数値範囲を外れると、収差のバランスが悪くなるため好ましくない。

以上説明したように、本実施の形態に係る撮像レンズによれば、全体として３枚という少ないレンズ構成で、所定の条件式を満足して、各レンズの形状、材料、および屈折力の最適化を図るようにしたので、製造性に優れ、コンパクトな構成でありながら、高い収差性能を維持することが可能なレンズ系を実現できる。

次に、本実施の形態に係る撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１〜第１１の数値実施例（実施例１〜１１）をまとめて説明する。

図１に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例１として、図１２，図１３に示す。特に、図１２には、その基本的なレンズデータを示し、図１３には、非球面に関するデータを示す。図１２に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、絞りＳｔを０番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝０〜９）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。ただし、絞りの面間隔Ｄ０がマイナスの値となっている実施例は、絞りＳｔが最も物体側のレンズ面（第１レンズＧ１の物体側の面）よりも像側にあることを意味する。Ｎｄｊは、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜４）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数の値を示す。図１２にはまた、諸データとして、全系の近軸焦点距離ｆ（ｍｍ）、およびＦナンバー（ＦＮＯ．）の値についても示す。

実施例１に係る撮像レンズは、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２および第３レンズＧ３の両面がすべて非球面形状となっている。図８の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。また、面番号Ｓｉの欄において、記号「＊」が付されている面は非球面であることを示す。図９に非球面データとして示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０^-2」であることを示す。

非球面データとしては、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａ_n，Ｋの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸Ｚ１から高さｈ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Ｚ１に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。実施例１に係る撮像レンズは、各非球面が非球面係数Ａ_nとして第３次〜第１
０次の係数Ａ₃〜Ａ₁₀を有効に用いて表されている。
Ｚ＝Ｃ・ｈ²／｛１＋（１−Ｋ・Ｃ²・ｈ²）^1/2｝＋ΣＡ_n・ｈⁿ ……（Ａ）
（ｎ＝３以上の整数）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
ｈ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
Ｋ：離心率（第２次の非球面係数）
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ａ_n：第ｎ次（ｎ＝３〜１０）の非球面係数

以上の実施例１に係る撮像レンズと同様にして、図２に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例２として、図１４，図１５に示す。また同様に、図３に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例３として、図１６，図１７に示す。また同様に、図４に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例４として、図１８，図１９に示す。また同様に、図５に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例５として、図２０，図２１に示す。また同様に、図６に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例６として、図２２，図２３に示す。また同様に、図７に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例７として、図２４，図２５に示す。また同様に、図８に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例８として、図２６，図２７に示す。また同様に、図９に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例９として、図２８，図２９に示す。また同様に、図１０に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例１０として、図３０，図３１に示す。また同様に、図１１に示した撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例１１として、図３２，図３３に示す。ただし、実施例４および実施例９については、第２レンズＧ２の物体側の面は球面形状となっている。

図３４は、上述の条件式（１）〜（７）に対応する値を、各実施例についてまとめて示したものである。図３４に示したように、各実施例の値が、各条件式の数値範囲内となっている。ただし、条件式（６）については、実施例１０および実施例１１の撮像レンズのみが数値範囲内となっている。

図３５（Ａ）〜図３５（Ｃ）は、実施例１の撮像レンズにおける球面収差、非点収差、およびディストーション（歪曲収差）を示している。各収差図には、ｄ線を基準波長とした収差を示すが、球面収差図には、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。なお、ＦＮＯ．はＦ値、ωは半画角を示す。

同様にして、実施例２についての諸収差を図３６（Ａ）〜図３６（Ｃ）に示し、実施例３についての諸収差を図３７（Ａ）〜図３７（Ｃ）に示し、実施例４についての諸収差を図３８（Ａ）〜図３８（Ｃ）に示し、実施例５についての諸収差を図３９（Ａ）〜図３９（Ｃ）に示し、実施例６についての諸収差を図４０（Ａ）〜図４０（Ｃ）に示し、実施例７についての諸収差を図４１（Ａ）〜図４１（Ｃ）に示し、実施例８についての諸収差を図４２（Ａ）〜図４２（Ｃ）に示し、実施例９についての諸収差を図４３（Ａ）〜図４３（Ｃ）に示し、実施例１０についての諸収差を図４４（Ａ）〜図４４（Ｃ）に示し、実施例１１についての諸収差を図４５（Ａ）〜図４５（Ｃ）に示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、全体として３枚のレンズ構成で、各レンズの面形状、材料および屈折力が最適化され、製造性に優れ、コンパクトで高性能の撮像レンズ系が実現できている。

以上、いくつかの実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

本発明の実施例１に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例２に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例３に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例４に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例５に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例６に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例７に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例８に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例９に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例１０に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例１１に係る撮像レンズに対応するレンズ断面図である。実施例１の撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例１の撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。実施例２の撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例２の撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。実施例３の撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例３の撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。実施例４の撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例４の撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。実施例５の撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例５の撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。実施例６の撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例６の撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。実施例７の撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例７の撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。実施例８の撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例８の撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。実施例９の撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例９の撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。実施例１０の撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例１０の撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。実施例１１の撮像レンズの基本的なレンズデータを示す図である。実施例１１の撮像レンズの非球面に関するレンズデータを示す図である。条件式に関する値を各実施例についてまとめて示した図である。本発明の実施例１に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。本発明の実施例２に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。本発明の実施例３に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。本発明の実施例４に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。本発明の実施例５に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。本発明の実施例６に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。本発明の実施例７に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。本発明の実施例８に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。本発明の実施例９に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。本発明の実施例１０に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。本発明の実施例１１に係る撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーションを示す。ＳＡ，Ｙ，ＴＬの概念を説明するための図である。

符号の説明

Ｇ１〜Ｇ３…第１レンズ〜第３レンズ、ＧＣ…光学部材、Ｓｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面、Ｓｔ…絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第（ｉ＋１）番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。

Claims

物体側から順に、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第１レンズと、物体側の面が凹形状となっている第２レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第３レンズとを備え、
前記第２レンズおよび前記第３レンズは、それぞれ少なくとも１面が非球面であり、
以下の条件式を満足する
ことを特徴とする撮像レンズ。
０．８＜ｆ１／ｆ＜１．２ ……（１）
１１＜｜ｆ２／ｆ｜ ……（２）
０．０４＜ＳＡ／Ｙ＜０．０９ ……（３）
ＴＬ／２Ｙ＜０．９ ……（４）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ＳＡ：第２レンズの物体側の面の最大画角（最大像高）における主光線通過位置での最大サグ量
Ｙ：最大像高
ＴＬ：第１レンズの物体側の面から結像位置までの長さ
とする。
さらに以下の条件式を満足するように構成さ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。
０＜（｜Ｒ２｜−Ｒ１）／（｜Ｒ２｜＋Ｒ１）＜０．５ ……（５）
ただし、
Ｒ１：第１レンズの物体側の面の光軸近傍における曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像側の面の光軸近傍における曲率半径
とする。
前記第２レンズの物体側の面は光軸近傍から周辺にいくに従って負の屈折力が強くなり、前記第２レンズの像側の面は光軸近傍から周辺にいくに従って正の屈折力が弱くなる非球面形状を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像レンズ。
前記第２レンズの物体側の面は球面形状を有する
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像レンズ。
さらに、以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
１．６８＜Ｎｄ₂ ……（６）
ただし、
Ｎｄ₂：第２レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
とする。
物体側から順に、物体側に凸面を向けた正のメニスカス形状を有する第１レンズと、物体側の面が凹形状となっている第２レンズと、光軸近傍において負の屈折力を有する第３レンズとを備え、
前記第２レンズおよび前記第３レンズは、それぞれ少なくとも１面が非球面であり、
以下の条件式を満足する
ことを特徴とする撮影レンズ。
０．８＜ｆ１／ｆ＜１．２ ……（１）
１１＜｜ｆ２／ｆ｜ ……（２）
ｆ３／ｆ＜−１．６ ……（７）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
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
とする。
さらに以下の条件式を満足するように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の撮像レンズ。
０＜（｜Ｒ２｜−Ｒ１）／（｜Ｒ２｜＋Ｒ１）＜０．５ ……（５）
ただし、
Ｒ１：第１レンズの物体側の面の光軸近傍における曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像側の面の光軸近傍における曲率半径
とする。
前記第２レンズの物体側の面は光軸近傍から周辺にいくに従って負の屈折力が強くなり、前記第２レンズの像側の面は光軸近傍から周辺にいくに従って正の屈折力が弱くなる非球面形状を有する
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の撮像レンズ。
前記第２レンズの物体側の面は球面形状を有する
ことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の撮像レンズ。
さらに、以下の条件式を満足する
ことを特徴とする請求項６ないし９のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
１．６８＜Ｎｄ₂ ……（６）
ただし、
Ｎｄ₂：第２レンズのｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率
とする。
請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の撮像レンズと、
前記撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子と
を備えたことを特徴とする撮像装置。