JP3593530B2 - 撮像レンズ - Google Patents
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Description
本発明は、撮像レンズに係り、特に、携帯型のコンピュータ、テレビ電話、携帯電話等に搭載されるＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子の撮像面に、風景や人物等の物体の像を結像させる撮像装置に用いられ、小型軽量化および製造性の向上を図ることを可能とした樹脂製の２枚レンズ構成の撮像レンズに関する。
近年、例えば、携帯電話、携帯型のコンピュータやテレビ電話等に搭載するためのＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を利用したカメラの需要が著しく高まっている。このようなカメラは、限られた設置スペースに搭載する必要があることから、小型であり、かつ、軽量であることが望まれている。
そのため、このようなカメラに用いられる撮像レンズも、同様に、小型軽量であることが要求されており、このような撮像レンズとしては、従来から、１枚のレンズを用いた１枚構成のレンズ系が用いられている。
このような１枚構成のレンズ系では、ＣＩＦと呼ばれる約１１万画素程度の解像度を持った固体撮像素子に適用する場合には、十分対応することができるが、近年、ＶＧＡと呼ばれる約３０万画素程度の高い解像度を有する固体撮像素子の利用が検討されてきており、このような高解像度の固体撮像素子の解像能力を十分に発揮させるためには、従来の１枚構成のレンズ系では対応することができないという問題がある。
そのため従来から、１枚構成のレンズ系に比較して光学性能に優れる２枚構成のレンズ系あるいは３枚構成のレンズ系が各種提案されている。
この場合に、３枚構成のレンズ系においては、光学性能の低下につながる各収差を有効に補正することができることから、極めて高い光学性能を得ることが可能となるが、３枚構成のレンズ系では、部品点数が多いことから、小型軽量化が困難であり、各構成部品に高い精度が要求されるため製造コストも高くなってしまうという問題を有している。
これに対して、２枚構成のレンズ系は、３枚構成のレンズ系ほどの光学性能を望むことはできないものの、１枚構成のレンズ系より高い光学性能を得ることができ、小型でかつ高解像度の固体撮像素子に好適なレンズ系であるといえる。
そして、このような２枚構成のレンズ系として、従来から、レトロフォーカス型と呼ばれる負レンズと正レンズを組み合わせたレンズ系が多数提案されている。しかし、このようなレトロフォーカス型のレンズ系では、部品点数を低減させることによる低コスト化は可能であるが、バックフォーカス距離が長くなるため１枚構成のレンズ系と同程度の小型軽量化はその構成からみて、実質的に不可能である。
そして、このような２枚構成のレンズ系として、従来から、レトロフォーカス型と呼ばれる負レンズと正レンズを組み合わせたレンズ系が多数提案されている。しかし、このようなレトロフォーカス型のレンズ系では、部品点数を低減させることによる低コスト化は可能であるが、バックフォーカス距離が長くなるため１枚構成のレンズ系と同程度の小型軽量化はその構成からみて、実質的に不可能である。
また、他の２枚構成のレンズ系としては、テレフォト型と呼ばれる正レンズと負レンズを組み合わせたレンズ系がある。しかし、このようなテレフォト型のレンズ系は、本来銀塩写真用に開発されたものであり、バックフォーカス距離が短すぎ、また、テレセントリック性の問題もあり、固体撮像素子用の撮像レンズとしてそのまま適用することは困難である。
また、従来より、２枚の正レンズを組み合わせた２枚構成のレンズ系も提案されている（例えば、特許文献１乃至５参照）。
しかしながら、特許文献１乃至３に係る撮像レンズは、いずれも銀塩写真用あるいはコピー機やファクシミリ装置等の光学系として開発されているものであるため、焦点距離が２０ｍｍ以上と極めて長く、しかも、Ｆｎｏが４．０以上と極めて暗いレンズ系であり、さらに全長も非常に長く、携帯電話等に搭載される固体撮像素子を用いた小型の撮像装置へはそのまま適用することができないという問題を有している。
また、特許文献４および５に係る撮像レンズは、固体撮像素子に適用可能な撮像レンズではあるが、全長が長すぎるため小型軽量化には適さず、また、成形性、組み立て精度、金型を作る際の加工精度及び金型や製品を測定する際の精度等の製造性の観点からみても良好なものとは言えないといった問題点を有している。
特に、最近においては、撮像レンズの小型軽量化および製造性の向上に対する要求が増々強まりつつあるが、従来の撮像レンズにおいては、そのような要求に充分に応えることができないのが実情であった。
また、その他の光学系として、ガラス材料を用いた光学系の提案もなされているが、ガラス材料の光学系が有する優れた光学特性を利用することができる反面、携帯電話等へ搭載される撮像装置に用いられる光学系に求められる、安価かつ製造性の良好な光学系という要求にはこたえられない。
なお、本明細書において、製造性が良好とは、撮像レンズを大量生産する場合の製造性が良好（例えば、射出成形により、撮像レンズを大量生産する場合の成形性が良好等）である意の他、撮像レンズを製造するために使用される設備の加工、製作等も容易（例えば、射出成形に用いる金型の加工が容易等）である意も含む。
本発明は前記した点に鑑みてなされたもので、光学性能を維持しつつ、小型軽量化および製造性の向上を図ることのできる撮像レンズを提供することを目的とするものである。
上記目的を達成するため本発明の請求項１に係る撮像レンズの特徴は、固体撮像素子の撮像面に物体の像を結像させるために使用される撮像レンズであって、
物体側から像面側に向かって順に、物体側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカスレンズとされた樹脂製の第１レンズ、絞り、および像面側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカスレンズとされた樹脂製の第２レンズを配設し、次の（１）〜（６）の各条件式、
１．２５×ｆｌ≧Ｌ≧０．８×ｆｌ （１）
１．２６×ｆｌ≧ｆ１≧０．８５×ｆｌ （２）
０．５×ｄ１ ≧ｄ２ ≧０．３５×ｄ１ （３）
Ｌ≦６．２５ｍｍ （４）
ｄ１≧０．２２５×ｆｌ （５）
ｄ３≧０．２２５×ｆｌ （６）
但し、
Ｌ：レンズ系の全長（第１レンズの物体側の面から撮像面までの距離（空気換算長））
ｆｌ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ１ ：第１レンズの焦点距離
ｄ１ ：第１レンズの中心厚
ｄ２ ：光軸上における第１レンズと第２レンズとの間隔
ｄ３ ：第２レンズの中心厚
を満足する点にある。
１．２６×ｆｌ≧ｆ１≧０．８５×ｆｌ （２）
０．５×ｄ１ ≧ｄ２ ≧０．３５×ｄ１ （３）
Ｌ≦６．２５ｍｍ （４）
ｄ１≧０．２２５×ｆｌ （５）
ｄ３≧０．２２５×ｆｌ （６）
但し、
Ｌ：レンズ系の全長（第１レンズの物体側の面から撮像面までの距離（空気換算長））
ｆｌ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ１ ：第１レンズの焦点距離
ｄ１ ：第１レンズの中心厚
ｄ２ ：光軸上における第１レンズと第２レンズとの間隔
ｄ３ ：第２レンズの中心厚
を満足する点にある。
この請求項１に係る発明によれば、前記（１）および（２）の各条件式を満足することにより、光学系全体を小型軽量化することが可能となり、また、射出瞳と撮像面（センサ）との間の距離を維持してテレセントリック性を高めることにより、センサ端部に入射する光線の有効利用が可能となる。さらに、コマ収差、歪曲収差を効果的に補正して光学性能を向上させることが可能となり、また、製造性を向上させることが可能となる。さらに、（３）の条件式をも満足することにより、さらに有効に製造性を確保することが可能となり、また、高い光学性能を維持することが可能となる。さらにまた、（４）の条件式をも満足することにより、光学系全体のさらなる小型化を実現することが可能となる。また、第１および第２レンズを樹脂製のレンズとし、かつ、それぞれのレンズの中心厚を規定したこと（条件式（５）、（６））によって、さらにレンズの製造性を向上させるとともに、安価なレンズを提供することが可能となる。
また、第２レンズが、正のパワーを有するメニスカスレンズに形成されていることにより、さらに有効にテレセントリック性を確保することが可能となる。
また、第２レンズが、正のパワーを有するメニスカスレンズに形成されていることにより、さらに有効にテレセントリック性を確保することが可能となる。
また、請求項２に係る撮像レンズの特徴は、請求項１において、前記絞りが、前記第１レンズの像面側の面と前記第２レンズの物体側の面とを結ぶ光軸上の線分の中点よりも前記第１レンズの側に位置するように配置されている点にある。
この請求項２に係る発明によれば、前記絞りを、前記第１レンズの像面側の面と前記第２レンズの物体側の面とを結ぶ光軸上の線分における中点よりも前記第１レンズの側に位置するように配置しているので、射出瞳と撮像面（センサ）との間の距離をより確実に維持することができ、各レンズの形状等に負荷をかけることなく、テレセントリック性を確保することが可能となる。
また、請求項３に係る撮像レンズの特徴は、請求項１または２において、光学系の明るさを以下のように規定した点にある。
４．０＞Ｆｎｏ （７）
但し、Ｆｎｏ ：光学系の明るさ
但し、Ｆｎｏ ：光学系の明るさ
そして、この請求項３に係る発明によれば、本発明に係る撮像レンズが搭載される撮像装置に求められる夜間あるいは暗所等の光量の少ない状況下においてさらに良好な光学性能を発揮することが可能となる。
また、請求項４に係る撮像レンズの特徴は、請求項１〜３のいずれか１項において、対角画角を以下のように規定した点にある。
２ω≧５０° （８）
但し、２ω：対角画角
但し、２ω：対角画角
そして、この請求項４に係る発明によれば、本発明に係る撮像レンズが搭載される撮像装置に求められる広画角化の要求を十分に満足することが可能となる。
また、請求項５に係る撮像レンズの特徴は、請求項１〜４のいずれか１項において、更に、次の（９）の条件式、
ｆｌ≦５．０ｍｍ （９）
を満足する点にある。
を満足する点にある。
そして、この請求項５に係る発明によれば、広画角化を維持したまま小型化された撮像レンズを実現するためにより好適な構成にすることが可能となる。
本発明の請求項１に係る撮像レンズによれば、良好な光学性能を維持しつつ小型で製造性に優れた撮像レンズを実現することができる。更に光学性能に優れ、かつ固体撮像素子へ入射する光量を有効に利用することができる小型の撮像レンズを実現することができる。
また、請求項２に係る撮像レンズによれば、請求項１に係る撮像レンズの効果
に加えて、更に固体撮像素子へ入射する光量を有効に利用可能な小型の撮像レンズを実現することができる。
に加えて、更に固体撮像素子へ入射する光量を有効に利用可能な小型の撮像レンズを実現することができる。
また、請求項３に係る撮像レンズによれば、請求項１または２に係る撮像レンズの効果に加えて、夜間または暗所等の光量の少ない状況下においてさらに優れた光学性能を発揮することができる撮像レンズを実現することができる。
また、請求項４に係る撮像レンズによれば、請求項１〜３に係る撮像レンズの効果に加えて、さらに広範囲の風景や多数の人物を撮影することができる広画角の撮像レンズを実現することができる。
また、請求項５に係る撮像レンズによれば、請求項１〜４に係る撮像レンズの効果に加えて、さらに広画角化を維持しつつ全長を小型化した撮像レンズを実現することができる。
以下、本発明に係る撮像レンズの実施形態について、図１乃至図９を参照して説明する。
本実施形態における撮像レンズ１は、図１に示すように、物体側から像面側に向かって順に、物体側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカスレンズとされた樹脂製の第１レンズ２と、絞り３と、像面側に凸面を向けたメニスカスレンズとされた樹脂製の第２レンズ４とを有している。ここで、第１レンズ２および第２レンズ４における物体側および像面側の各レンズ面を、それぞれ第１面、第２面と称することとする。
そして、絞り３と第２レンズ４との間には、光量制限板６が配設されている。また、第２レンズ４の第２面側には、カバーガラス、ＩＲカットフィルタ、ローパスフィルタ等の各種フィルタ７およびＣＣＤあるいはＣＭＯＳ等の撮像素子の受光面である撮像面８がそれぞれ配設されている。なお、光量制限板６及び各種フィルタ７は、必要に応じて省略することも可能である。
本実施形態においては、第１レンズ２および第２レンズ４が、次の（１）、（２）の各条件式を満足するようにする。
１．２５×ｆｌ≧Ｌ≧０．８×ｆｌ （１）
１．２６×ｆｌ≧ｆ１≧０．８５×ｆｌ （２）
１．２６×ｆｌ≧ｆ１≧０．８５×ｆｌ （２）
但し、（１）式におけるＬは、レンズ系の全長、すなわち、第１レンズ２の第１面から像面（撮像面８）までの距離（空気換算長）である。また、（１）、（２）式におけるｆｌ は、レンズ系全体の焦点距離である。さらに、（２）式におけるｆ１ は、第１レンズ２の焦点距離である。
ここで、Ｌの値が、（１）式に示す値（１．２５×ｆｌ）を超えて大きくなると、光学系全体が大型化してしまい、小型軽量化の要請に反することとなる。一方、Ｌの値が（１）式に示す値（０．８×ｆｌ）よりも小さくなると、組み立て精度等の維持が困難となるため製造性が低下し、また、所望の光学特性を維持することも困難になる。さらに、第２レンズ４と撮像面８との間に、各種フィルタ７を挿入するためのバックフォーカス距離を確保することが困難になる。
なお、このＬとｆｌとの関係は、１．２５×ｆｌ≧Ｌ≧１．０×ｆｌとされることが、より好ましい。
また、ｆ１ の値が、（２）式に示す値（１．２６×ｆｌ）を超えて大きくなると、バックフォーカス距離が長くなり過ぎ、この結果、小型軽量化が困難になる。一方、ｆ１ の値が、（２）式に示す値（０．８５×ｆｌ）よりも小さくなると、前述のように、第２レンズ４と撮像面８との間に各種フィルタ７を挿入するためのある程度のバックフォーカス距離を確保することが困難になる。その上、テレセントリック性が低下し、シェーディングの原因となる。また、第１レンズ２の特に第１面を精度良く加工することが難しくなり、生産性が低下する。
なお、このｆ１ とｆｌとの関係は、１．０×ｆｌ≧ｆ１ ≧０．９×ｆｌとされることが、より好ましい。
従って、本実施形態によれば、Ｌの値を（１）の条件式を満足するようにし、かつ、ｆ１ の値を（２）の条件式を満足するようにすることによって、製造性を確保しつつ光学系全体を小型軽量化することが可能となる。また、射出瞳と撮像面８（センサ）との間の距離を維持してテレセントリック性を高めることにより、撮像面８のセンサ端部に入射する光線の有効利用が可能となる。さらに、コマ収差、歪曲収差を効果的に補正して光学性能を向上させることが可能となる。
上記の構成に加えて、本実施形態においては、更に、（３）の条件式を満足するように構成されている。
０．８×ｄ１ ≧ｄ２ ≧０．３５×ｄ１ （３）
但し、（３）式におけるｄ１ は、第１レンズ２の中心厚であり、ｄ２ は、第１レンズ２の第２面と第２レンズ４の第１面との間隔である。
ここで、ｄ２ の値が（３）式に示す値（０．８×ｄ１ ）を超えて大きくなると、第１レンズ２および第２レンズ４のパワーをそれぞれ大きくしなければならず、この結果、各レンズ２，４の製造が困難になる。また、第２レンズ４の第２面を通過する光線の光軸５からの高さが高くなり、非球面のパワーが増大するため、製造が更に困難になってしまう。一方、ｄ２ の値が、（３）式に示す値（０．３５×ｄ１ ）よりも小さくなると、第１レンズ２と第２レンズ４との間に光量を効果的に制限する絞り３を挿入することが困難になり、その上、相対的にｄ１ の値が大きくなって充分なバックフォーカス距離を確保することが困難になる。
従って、（３）の条件式を満足するようにすれば、更に良好に製造性を確保することができるとともに、高い光学性能を維持することが可能となる。
なお、このｄ２ とｄ１ の関係は、より好ましくは、０．５×ｄ１ ≧ｄ２ ≧０．３５×ｄ１ とされていることが望ましい。
さらに、本実施形態においては、前述したレンズ系の全長であるＬの値が、次の（４）の条件式を満足するように構成されている。
Ｌ≦６．２５ｍｍ （４）
ここで、Ｌの値が（４）式を超えて大きくなると、レンズ系の全長が長くなり過ぎ、光学系全体の全長が大きくなり、本発明に係る撮像レンズが適用される撮像装置の小型化の妨げとなる。
従って、本実施形態においては、Ｌの値が（４）式を満足するようにすることによって、光学系全体のさらなる小型化を実現することが可能となる。
なお、第２レンズ４を、正のパワーを有するメニスカスレンズに形成してもよい。
そのようにすれば、さらに有効にテレセントリック性を確保することが可能となる。
上記の構成に加えて、更に、絞り３を、第１レンズ２の第２面と第２レンズ４の第１面とを結ぶ光軸５上の線分の中点よりも、第１レンズ２の側に位置するように配置してもよい。なお、この場合、絞り３を第１レンズ２の第２面に接触する位置に配置してもよい。
そのようにすれば、射出瞳と撮像面８（センサ）との間の距離をより確実に維持することができ、各レンズ２，４の形状等に負荷をかけることなく、テレセントリック性を確保することが可能となる。また、撮像面８に入射する光量を有効に利用することが可能となる。
また、本実施形態においては、第１レンズ２の中心厚ｄ１ が（５）式のように規定され、第２レンズ４の中心厚ｄ３ が（６）式のように規定されている。
ｄ１≧０．２２５×ｆｌ （５）
ｄ３≧０．２２５×ｆｌ （６）
ｄ３≧０．２２５×ｆｌ （６）
このように、第１レンズ２、第２レンズ４の中心厚を規定することによって、本発明に係る小型の撮像装置に搭載される撮像レンズであっても、レンズに一定の厚みを持たせることによって製造性を適正に確保することができる。
さらに、本実施形態においては、光学系の明るさが以下の（７）式のように規定されている。
４．０＞Ｆｎｏ （７）
但し、（７）式におけるＦｎｏは、光学系の明るさである。
但し、（７）式におけるＦｎｏは、光学系の明るさである。
ここで、固体撮像素子の感度や、本実施形態の撮像レンズ１が使用される携帯電話やＰＤＡに搭載されるカメラが夜間あるいは暗所等の光量の少ない状況下で使用されることを考慮した場合、光学系の明るさが（７）式の値（４．０）を超過してしまうと、ストロボ機能を用いたとしても撮像面において像が暗くなり過ぎてしまうこととなる。これにより、ノイズ等が発生し、画像が劣化してしまうおそれがある。
従って、本実施形態においては、Ｆｎｏの値が（７）式を満足するようにすることによって、光量が少ない状況下において更に明るく良好な画像を撮影することが可能となる。なお、ストロボを使用することなくノイズ等の少ない良好な画像を得るには、光学系の明るさＦｎｏを以下のようにするのがより好ましい。
２．８≧Ｆｎｏ （７の２）
また、本実施形態においては、対角画角（全画角）が以下の（８）式のように規定されている。
２ω≧５０° （８）
但し、（８）式における２ωは、対角画角である。
但し、（８）式における２ωは、対角画角である。
ここで、本実施形態における撮像レンズ１は、前述のように携帯電話やＰＤＡ等に搭載されるカメラに用いられるものであり、この種のカメラは、広い範囲の風景や、多数の人物を撮影することが要求されるが、対角画角が（８）式の値（５０°）を下回る場合は、かかる要求を満足することができない。
従って、本実施形態においては、対角画角の値が（８）式を満足するようにすることによって、携帯電話やＰＤＡ等に搭載されるカメラに求められる仕様を十分に満足することが可能となる。
さらに、本実施形態においては、前述したレンズ系全体の焦点距離の値であるｆｌが、次の（９）の条件式を満足するように構成されている。
ｆｌ≦５．０ｍｍ （９）
これにより、小型化および広画角化を実現するためにより好適な構成にすることが可能となる。
また、前述のように、第１レンズ２および第２レンズ４は樹脂材料によって形成されているため、ガラス材料に比べてレンズの軽量化が可能になるとともに、両レンズ２、４を樹脂成形によって簡便に形成することができ、製造効率を向上することが可能となる。また、安価な材料を用いることによって製造コストをより低廉にすることが可能となる。
なお、第１レンズ２および第２レンズ４を成形するための樹脂材料は、アクリル、ポリカーボネート、非晶質ポリオレフィン樹脂等、光学部品の成形に用いられる透明性を有するものであればどのような組成を有するものであってもよいが、製造効率のさらなる向上および製造コストのさらなる低廉化の観点からは、両レンズ２，４の樹脂材料を同一の樹脂材料に統一することが望ましい。
次に、本発明の実施例について、図２乃至図９を参照して説明する。
ここで、本実施例において、ｆｌは、レンズ系全体の焦点距離、Ｌは、レンズ系の全長すなわち第１レンズ２の第１面から撮像面８までの距離（空気換算長）、ｆ１ は、第１レンズ２の焦点距離、Ｆｎｏは、Ｆナンバー、２ωは対角画角（全画角）、ｒ は、光学面の曲率半径（レンズの場合は中心曲率半径）を示す。また、ｄは、次の光学面までの距離を示す。また、ｎｄは、ｄ線（黄色）を照射した場合における各光学系の屈折率、νｄは、同じくｄ線の場合における各光学系のアッベ数を示す。
ｋ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは、次の（１０）式における各係数を示す。すなわち、レンズの非球面の形状は、光軸５方向にＺ軸、光軸５に直交する方向にＸ軸をとり、光の進行方向を正とし、ｋを円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを非球面係数、ｒを曲率半径としたとき次式で表される。
Ｚ（Ｘ）＝ｒ−１ Ｘ２ ／［１＋｛１−（ｋ＋１）ｒ−２ Ｘ２ ｝１／２ ］
＋ＡＸ４ ＋ＢＸ６ ＋ＣＸ８ ＋ＤＸ１０ （１０）
＋ＡＸ４ ＋ＢＸ６ ＋ＣＸ８ ＋ＤＸ１０ （１０）
＜第１実施例＞
図２は、本発明の第１実施例を示したもので、本実施例においては、図１に示す構成の撮像レンズ１と同様に、第１レンズ２の第２面の近傍に絞り３を配置するとともに、この絞り３と、第２レンズ４の第１面との間に光量制限板６を配置している。なお、第２レンズ４の像面側には、フィルタの一例としてカバーガラス７を配置している。
図２は、本発明の第１実施例を示したもので、本実施例においては、図１に示す構成の撮像レンズ１と同様に、第１レンズ２の第２面の近傍に絞り３を配置するとともに、この絞り３と、第２レンズ４の第１面との間に光量制限板６を配置している。なお、第２レンズ４の像面側には、フィルタの一例としてカバーガラス７を配置している。
この第１実施例の撮像レンズ１は、以下の条件に設定されている。
レンズデータ
ｆｌ＝４．５４ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．８、Ｌ＝５．０４ｍｍ、ｆ１ ＝４．３７ｍｍ、２ω＝５５°、ｄ１ ＝１．２ｍｍ、ｄ２ ＝０．６ｍｍ、ｄ３ ＝１．１ｍｍ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物点）
１（第１レンズ第１面） 1.333 1.200 1.525 56.0
２（第１レンズ第２面） 2.200 0.100
３（絞り） 0.000 0.150
４（光量制限板） 0.000 0.350
５（第２レンズ第１面） -4.400 1.100 1.525 56.0
６（第２レンズ第２面） -4.000 0.000
７（カバーガラス第１面） 0.000 0.300 1.516 64.1
８（カバーガラス第２面） 0.000 1.778
（像面）
面番号 ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
１ 0 -7.6E-3 1.79E-5 5.5E-3 -7.0E-3
２ -1.0E+1 1.3E-1 -7.30E-2 0 0
５ 0 -2.1E-1 2.10E-1 -7.5E-1 0
６ 4.6E -5.4E-2 -1.00E-2 1.5E-2 -1.3E-2
ｆｌ＝４．５４ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．８、Ｌ＝５．０４ｍｍ、ｆ１ ＝４．３７ｍｍ、２ω＝５５°、ｄ１ ＝１．２ｍｍ、ｄ２ ＝０．６ｍｍ、ｄ３ ＝１．１ｍｍ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物点）
１（第１レンズ第１面） 1.333 1.200 1.525 56.0
２（第１レンズ第２面） 2.200 0.100
３（絞り） 0.000 0.150
４（光量制限板） 0.000 0.350
５（第２レンズ第１面） -4.400 1.100 1.525 56.0
６（第２レンズ第２面） -4.000 0.000
７（カバーガラス第１面） 0.000 0.300 1.516 64.1
８（カバーガラス第２面） 0.000 1.778
（像面）
面番号 ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
１ 0 -7.6E-3 1.79E-5 5.5E-3 -7.0E-3
２ -1.0E+1 1.3E-1 -7.30E-2 0 0
５ 0 -2.1E-1 2.10E-1 -7.5E-1 0
６ 4.6E -5.4E-2 -1.00E-2 1.5E-2 -1.3E-2
このような条件の下で、Ｌ／ｆｌ＝１．１１となり、（１）式を満足するものであった。また、ｆ１ ／ｆｌ＝０．９６となり、（２）式を満足するものであった。さらに、ｄ２ ／ｄ１ ＝０．５となり、（３）式を満足するものであった。また、ｄ１ ／ｆｌ＝０．２６４となり、（５）式を満足するものであった。さらに、ｄ３ ／ｆｌ＝０．２４２となり、（６）式を満足するものであった。なお、レンズ系の全長Ｌ（空気換算長）について、本実施例の条件（Ｌ＝５．０４ｍｍ）が（４）式を満足することは一目瞭然である。
この第１実施例の撮像レンズ１における球面収差、非点収差および歪曲収差を図３に示す。
この結果によれば、球面収差、非点収差および歪曲収差のいずれもほぼ満足できる結果となり、充分な光学特性を得ることができることが分かる。
＜第２実施例＞
図４は、本発明の第２実施例を示したもので、本実施例においては、図１に示す構成の撮像レンズ１と同様に、第１レンズ２の第２面の近傍に絞り３を配置するとともに、この絞り３と、第２レンズ４の第１面との間に光量制限板６を配置している。なお、第２レンズ４の像面側には、フィルタの一例としてカバーガラス７を配置している。
図４は、本発明の第２実施例を示したもので、本実施例においては、図１に示す構成の撮像レンズ１と同様に、第１レンズ２の第２面の近傍に絞り３を配置するとともに、この絞り３と、第２レンズ４の第１面との間に光量制限板６を配置している。なお、第２レンズ４の像面側には、フィルタの一例としてカバーガラス７を配置している。
この第２実施例の撮像レンズ１は、以下の条件に設定されている。
レンズデータ
ｆｌ＝３．９７ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．８、Ｌ＝４．６４ｍｍ、ｆ１ ＝３．６４ｍｍ、２ω＝６０°、ｄ１ ＝１．１ｍｍ、ｄ２ ＝０．４ｍｍ、ｄ３ ＝１．１ｍｍ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物点）
１（第１レンズ第１面） 1.143 1.100 1.525 56.0
２（第１レンズ第２面） 1.905 0.100
３（絞り） 0.000 0.150
４（光量制限板） 0.000 0.150
５（第２レンズ第１面） -3.704 1.100 1.525 56.0
６（第２レンズ第２面） -3.922 0.000
７（カバーガラス第１面） 0.000 0.500 1.516 64.1
８（カバーガラス第２面） 0.000 1.327
（像面）
面番号 ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
１ 0 -5.7E-3 1.8E-2 -2.8E-2 1.8E-2
２ 0 8.3E-2 -1.6E-1 4.4E-1 0
５ 0 -2.2E-1 2.9E-2 -9.5E-1 0
６ 8.08 -2.3E-2 -2.7E-2 1.7E-2 -1.0E-2
ｆｌ＝３．９７ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．８、Ｌ＝４．６４ｍｍ、ｆ１ ＝３．６４ｍｍ、２ω＝６０°、ｄ１ ＝１．１ｍｍ、ｄ２ ＝０．４ｍｍ、ｄ３ ＝１．１ｍｍ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物点）
１（第１レンズ第１面） 1.143 1.100 1.525 56.0
２（第１レンズ第２面） 1.905 0.100
３（絞り） 0.000 0.150
４（光量制限板） 0.000 0.150
５（第２レンズ第１面） -3.704 1.100 1.525 56.0
６（第２レンズ第２面） -3.922 0.000
７（カバーガラス第１面） 0.000 0.500 1.516 64.1
８（カバーガラス第２面） 0.000 1.327
（像面）
面番号 ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
１ 0 -5.7E-3 1.8E-2 -2.8E-2 1.8E-2
２ 0 8.3E-2 -1.6E-1 4.4E-1 0
５ 0 -2.2E-1 2.9E-2 -9.5E-1 0
６ 8.08 -2.3E-2 -2.7E-2 1.7E-2 -1.0E-2
このような条件の下で、Ｌ／ｆｌ＝１．１７となり、（１）式を満足するものであった。また、ｆ１ ／ｆｌ＝０．９２となり、（２）式を満足するものであった。さらに、ｄ２ ／ｄ１ ＝０．３６となり、（３）式を満足するものであった。また、ｄ１ ／ｆｌ＝０．２７７となり、（５）式を満足するものであった。さらに、ｄ３ ／ｆｌ＝０．２７７となり、（６）式を満足するものであった。なお、レンズ系の全長Ｌ（空気換算長）について、本実施例の条件（Ｌ＝４．６４ｍｍ）が（４）式を満足することは一目瞭然である。
この第２実施例の撮像レンズ１における球面収差、非点収差および歪曲収差を図５に示す。
この結果によれば、球面収差、非点収差および歪曲収差のいずれもほぼ満足できる結果となり、充分な光学特性を得ることができることが分かる。
＜第３実施例＞
図６は、本発明の第３実施例を示したもので、本実施例においては、図１に示す構成の撮像レンズ１と同様に、第１レンズ２の第２面の近傍に絞り３を配置するとともに、この絞り３と、第２レンズ４の第１面との間に光量制限板６を配置している。なお、第２レンズ４の像面側には、フィルタの一例としてカバーガラス７を配置している。
図６は、本発明の第３実施例を示したもので、本実施例においては、図１に示す構成の撮像レンズ１と同様に、第１レンズ２の第２面の近傍に絞り３を配置するとともに、この絞り３と、第２レンズ４の第１面との間に光量制限板６を配置している。なお、第２レンズ４の像面側には、フィルタの一例としてカバーガラス７を配置している。
この第３実施例の撮像レンズ１は、以下の条件に設定されている。
レンズデータ
ｆｌ＝４．０１ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．８、Ｌ＝４．２９ｍｍ、ｆ１ ＝３．５１ｍｍ、２ω＝６１°、ｄ１ ＝１．１ｍｍ、ｄ２ ＝０．４ｍｍ、ｄ３ ＝１．２５ｍｍ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物点）
１（第１レンズ第１面） 1.124 1.100 1.525 56.0
２（第１レンズ第２面） 1.905 0.100
３（絞り） 0.000 0.150
４（光量制限板） 0.000 0.150
５（第２レンズ第１面） -3.636 1.250 1.525 56.0
６（第２レンズ第２面） -4.545 0.000
７（カバーガラス第１面） 0.000 0.500 1.516 64.1
８（カバーガラス第２面） 0.000 1.198
（像面）
面番号 ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
１ 0 -8.3E-3 1.7E-2 -2.6E-2 1.6E-2
２ -1.7E+1 3.5E-1 -2.3E-1 0 0
５ 0 -2.3E-1 1.1E-1 -1.1 0
６ 9.8 -3.0E-2 -2.4E-2 1.8E-2 -9.3E-3
ｆｌ＝４．０１ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．８、Ｌ＝４．２９ｍｍ、ｆ１ ＝３．５１ｍｍ、２ω＝６１°、ｄ１ ＝１．１ｍｍ、ｄ２ ＝０．４ｍｍ、ｄ３ ＝１．２５ｍｍ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物点）
１（第１レンズ第１面） 1.124 1.100 1.525 56.0
２（第１レンズ第２面） 1.905 0.100
３（絞り） 0.000 0.150
４（光量制限板） 0.000 0.150
５（第２レンズ第１面） -3.636 1.250 1.525 56.0
６（第２レンズ第２面） -4.545 0.000
７（カバーガラス第１面） 0.000 0.500 1.516 64.1
８（カバーガラス第２面） 0.000 1.198
（像面）
面番号 ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
１ 0 -8.3E-3 1.7E-2 -2.6E-2 1.6E-2
２ -1.7E+1 3.5E-1 -2.3E-1 0 0
５ 0 -2.3E-1 1.1E-1 -1.1 0
６ 9.8 -3.0E-2 -2.4E-2 1.8E-2 -9.3E-3
このような条件の下で、Ｌ／ｆｌ＝１．０７となり、（１）式を満足するものであった。また、ｆ１ ／ｆｌ＝０．８８となり、（２）式を満足するものであった。さらに、ｄ２ ／ｄ１ ＝０．３６となり、（３）式を満足するものであった。また、ｄ１ ／ｆｌ＝０．２７４となり、（５）式を満足するものであった。さらに、ｄ３ ／ｆｌ＝０．３１２となり、（６）式を満足するものであった。なお、レンズ系の全長Ｌ（空気換算長）について、本実施例の条件（Ｌ＝４．２９ｍｍ）が（４）式を満足することは一目瞭然である。
この第３実施例の撮像レンズ１における球面収差、非点収差および歪曲収差を図７に示す。
この結果によれば、球面収差、非点収差および歪曲収差のいずれもほぼ満足できる結果となり、充分な光学特性を得ることができることが分かる。また、本実施例のように、第２レンズ４が負のパワーのレンズであっても、設計次第では他の実施例のレンズと同様に良好な光学特性を得ることができることが分かる。
＜第４実施例＞
＜第４実施例＞
図８は、本発明の第４実施例を示したもので、本実施例においては、図１に示す構成の撮像レンズ１と同様に、第１レンズ２の第２面の近傍に絞り３を配置するとともに、この絞り３と、第２レンズ４の第１面との間に光量制限板６を配置している。なお、第２レンズ４の像面側には、フィルタの一例としてカバーガラス７を配置している。
この第４実施例の撮像レンズ１は、以下の条件に設定されている。
レンズデータ
ｆｌ＝２．３９ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．８、Ｌ＝２．９５ｍｍ、ｆ１ ＝２．９８ｍｍ、２ω＝５８°、ｄ１ ＝０．７ｍｍ、ｄ２ ＝０．３ｍｍ、ｄ３ ＝０．７ｍｍ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物点）
１（第１レンズ第１面） 0.952 0.700 1.525 56.0
２（第１レンズ第２面） 1.818 0.050
３（絞り） 0.000 0.150
４（光量制限板） 0.000 0.100
５（第２レンズ第１面） -5.000 0.700 1.525 56.0
６（第２レンズ第２面） -1.818 0.000
７（カバーガラス第１面） 0.000 0.700 1.516 64.1
８（カバーガラス第２面） 0.000 0.788
（像面）
面番号 ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
１ 0 -4.5E-2 1.5E-1 -5.5E-1 2.0E-1
２ 0 -1.8E-1 -7.0E-1 0 0
５ 0 -6.0E-1 -8.1E-1 -1.0E+1 0
６ 3.1 -3.0E-2 -4.4E-1 7.9E-1 -1.2
ｆｌ＝２．３９ｍｍ、Ｆｎｏ＝２．８、Ｌ＝２．９５ｍｍ、ｆ１ ＝２．９８ｍｍ、２ω＝５８°、ｄ１ ＝０．７ｍｍ、ｄ２ ＝０．３ｍｍ、ｄ３ ＝０．７ｍｍ
面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物点）
１（第１レンズ第１面） 0.952 0.700 1.525 56.0
２（第１レンズ第２面） 1.818 0.050
３（絞り） 0.000 0.150
４（光量制限板） 0.000 0.100
５（第２レンズ第１面） -5.000 0.700 1.525 56.0
６（第２レンズ第２面） -1.818 0.000
７（カバーガラス第１面） 0.000 0.700 1.516 64.1
８（カバーガラス第２面） 0.000 0.788
（像面）
面番号 ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
１ 0 -4.5E-2 1.5E-1 -5.5E-1 2.0E-1
２ 0 -1.8E-1 -7.0E-1 0 0
５ 0 -6.0E-1 -8.1E-1 -1.0E+1 0
６ 3.1 -3.0E-2 -4.4E-1 7.9E-1 -1.2
このような条件の下で、Ｌ／ｆｌ＝１．２３となり、（１）式を満足するものであった。また、ｆ１ ／ｆｌ＝１．２５となり、（２）式を満足するものであった。さらに、ｄ２ ／ｄ１ ＝０．４３となり、（３）式を満足するものであった。また、ｄ１ ／ｆｌ＝０．２９３となり、（５）式を満足するものであった。さらに、ｄ３ ／ｆｌ＝０．２９３となり、（６）式を満足するものであった。なお、レンズ系の全長Ｌ（空気換算長）について、本実施例の条件（Ｌ＝２．９５ｍｍ）が（４）式を満足することは一目瞭然である。
この第４実施例の撮像レンズ１における球面収差、非点収差および歪曲収差を図９に示す。
この結果によれば、球面収差、非点収差および歪曲収差のいずれもほぼ満足できる結果となり、充分な光学特性を得ることができることが分かる。
なお、本発明は前記実施例のものに限定されるものではなく、必要に応じて種々変更することが可能である。
１ 撮像レンズ
２ 第１レンズ
３ 絞り
４ 第２レンズ
５ 光軸
６ 光量制限板
７ フィルタ
８ 撮像面
２ 第１レンズ
３ 絞り
４ 第２レンズ
５ 光軸
６ 光量制限板
７ フィルタ
８ 撮像面
Claims (5)
- 固体撮像素子の撮像面に物体の像を結像させるために使用される撮像レンズであって、
物体側から像面側に向かって順に、物体側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカスレンズとされた樹脂製の第１レンズ、絞り、および像面側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカスレンズとされた樹脂製の第２レンズを配設し、次の（１）〜（６）の各条件式、
１．２５×ｆｌ≧Ｌ≧０．８×ｆｌ （１）
１．２６×ｆｌ≧ｆ１≧０．８５×ｆｌ （２）
０．５×ｄ１≧ｄ２≧０．３５×ｄ１ (３）
Ｌ≦６．２５ｍｍ （４）
ｄ１≧０．２２５×ｆｌ （５）
ｄ３≧０．２２５×ｆｌ （６）
但し、
Ｌ：レンズ系の全長（第１レンズの物体側の面から撮像面までの距離（空気換算長））
ｆｌ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｄ１：第１レンズの中心厚
ｄ２：光軸上における第１レンズと第２レンズとの間隔
ｄ３：第２レンズの中心厚
を満足することを特徴とする撮像レンズ。 - 前記絞りは、前記第１レンズの像面側の面と前記第２レンズの物体側の面とを結ぶ光軸
上の線分の中点よりも前記第１レンズの側に位置するように配置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。 - 光学系の明るさを以下のように規定したことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像レンズ。
４．０＞Ｆｎｏ （７）
但し、Ｆｎｏ ：光学系の明るさ - 対角画角を以下のように規定したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
の撮像レンズ。
２ω≧５０° （８）
但し、２ω：対角画角 - 更に、次の（９）の条件式、
ｆｌ≦５．０ｍｍ （９）
を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
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