JP4758167B2 - 撮像レンズ - Google Patents

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、光学性能の向上および製造性の向上を図ることを可能とした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。

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。

さらに、従来は、２枚構成あるいは３枚構成のレンズ系においては、光軸方向に互いに隣接する２枚のレンズの間に絞りを配置した構成が主流とされていた（例えば、特許文献１および２参照）。

特開２００４−１６３８５０号公報 特開２００４−１７０４６０号公報

しかしながら、近年、この種の撮像レンズには、小型軽量化に加えて光学性能の更なる向上への要求が益々高まりつつあるところ、特許文献１および２に記載の撮像レンズのように、２枚のレンズの間に絞りを配置する構成では、小型軽量化と更なる光学性能の向上とを両立させることが困難で、しかも、センサの特性（センサへの入射角度）に合わせることが困難であるといった問題点を有している。

そこで、 本発明はこのような問題に鑑みなされたもので、小型軽量化および光学性能の更なる向上への要求に充分に応えることができ、さらに、製造性を向上させることが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。

なお、本明細書において、製造性とは、撮像レンズを大量生産する場合の製造性（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やコスト等）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、製作等の容易性（例えば、射出成形に用いる金型の加工の容易性等）である意も含む。

前述した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、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レンズとされた第１レンズ、および両凸レンズとされた第２レンズを配設し、次の（１）〜（７）の各条件式、
１．２５≧Ｌ／ｆｌ≧０．８ （１）
０．５５≧ｆ_１ ／ｆ_２ ≧０．２ （２）
１．８≧ｆ_１ ／ｆｌ≧１ （３）
４≧ｆ_２ ／ｆｌ≧１．５ （４）
１≧ｄ_２ ／ｄ_１ ≧０．５ （５）
０．２７≧ｄ_１ ／ｆｌ≧０．１ （６）
０．２７≧ｄ_３ ／ｆｌ≧０．１ （７）
但し、
Ｌ：レンズ系の全長
ｆｌ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ_１ ：第１レンズの焦点距離
ｆ_２ ：第２レンズの焦点距離
ｄ_１ ：第１レンズの中心厚
ｄ_２ ：光軸上における第１レンズと第２レンズとの間隔
ｄ_３ ：第２レンズの中心厚
を満足する点にある。

そして、この請求項１に係る発明によれば、絞りを最も物体側に配置することによって、高いテレセントリック性を確保することが可能となり、固体撮像素子のセンサに対する光線の入射角度を緩和することができる。

なお、本発明において、絞りを最も物体側に配置することは、第１レンズの物体側の面（凸面）の光軸近傍部が絞りを通して絞りよりも物体側に位置することを妨げない。その場合であっても、物理的な配置としては絞りが第１レンズ全体よりも物体側に配置されるといえるので、特許請求の範囲の記載に反するものとはならない。

また、請求項１に係る発明によれば、第１レンズを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し、かつ、第２レンズを両凸レンズとし、さらに、各レンズのパワーを（１）〜（７）の各条件式のように規定することによって、小型軽量化を図りながら、製造性を向上することが可能となる。

さらに、請求項２に係る撮像レンズの特徴は、請求項１において、前記第２レンズの物体側の面は、光軸近傍部において物体側に凸とされ、かつ、変曲点を持つ非球面に形成されている点にある。

そして、この請求項２に係る発明によれば、更に、各レンズの形状にかかる負担をさらに軽減して周辺部の光学性能をさらに向上させることが可能となり、かつ、固体撮像素子の周辺部に入射する光線をさらに有効に利用することが可能となる。

さらにまた、請求項３に係る撮像レンズの特徴は、請求項２において、前記第２レンズの物体側の面における有効径の外端部位が、当該第２レンズの物体側の面における光軸上の点よりも物体側に位置されている点にある。

そして、この請求項３に係る発明によれば、更に、周辺部の光学性能をさらに向上することが可能となる。また、レンズを取り扱う際の利点があるだけでなく、レンズをバレルに組み付けてユニット化する際の組み立て上においても利点がある。

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、更に、前記絞りが、次の条件式、
０．２ｍｍ≧Ｓ （８）
但し、
Ｓ：光軸上における前記絞りと最も物体側の光学面との距離
を満足する点にある。

そして、この請求項４に係る発明によれば、更に、（８）の条件式を満足することにより、テレセントリック性をさらに有効に確保することが可能となり、かつ、さらなる小型軽量化を図ることが可能となる。

さらに、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、次の条件式、
０．８≧Ｂｆｌ／ｆｌ≧０．４ （９）
但し、
Ｂｆｌ：バックフォーカス距離（レンズ最終面から撮像面までの光軸上の距離（空気換算長））
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、更に、（９）の条件式を満足することにより、さらに有効に小型軽量化を図ることが可能となり、かつ、製造性および組み立て上の扱いやすさをさらに向上することが可能となる。

さらにまた、請求項６に係る撮像レンズの特徴は、請求項１〜５のいずれか１項において、更に、次の条件式、
２．５ｍｍ≧Ｂｆｌ≧１．２ｍｍ （１０）
を満足する点にある。

そして、この請求項６に係る発明によれば、更に、（１０）の条件式を満足することにより、さらに有効に小型軽量化を図ることが可能となり、かつ、製造性および組み立て上の扱いやすさをさらに向上することが可能となる。

また、請求項７に係る撮像レンズの特徴は、請求項１〜６のいずれか１項において、更に、次の条件式、
−０．５≧ｒ_４ ／ｆｌ≧−６．０ （１１）
ｒ_４ ：第２レンズの像面側の面の曲率半径
を満足する点にある。

そして、この請求項７に係る発明によれば、更に、（１１）の条件式を満足することにより、光学面の加工をさらに容易に行うことが可能となり、かつ、周辺部における諸収差をさらに良好に補正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、小型軽量で、かつ、光学性能に優れ、さらに製造性の良好な撮像レンズを実現することができる。

さらに、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、製造性を良好に維持しつつ、さらに優れた光学性能を発揮することができ、かつ、固体撮像素子の周辺部に入射する光線をより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。

さらにまた、請求項３に係る撮像レンズによれば、請求項２に係る撮像レンズの効果に加えて、更に、良好な製造性を維持しながら光学性能にさらに優れ、かつ、固体撮像素子の周辺部に入射する光線をさらに有効に利用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、更に、テレセントリック性をさらに有効に確保することができ、かつ、さらなる小型軽量化に好適な撮像レンズを実現することができる。

さらに、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、更に、より小型軽量で製造性に優れた撮像レンズを実現することができる。

さらにまた、請求項６に係る撮像レンズによれば、請求項１〜５に係る撮像レンズの効果に加えて、更に、より一層の小型軽量化および製造性の向上に適した撮像レンズを実現することができる。

さらに、請求項７に係る撮像レンズによれば、請求項１〜６に係る撮像レンズの効果に加えて、更に、光学性能および製造性にさらに優れ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４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４に示すように、物体側から像面側に向かって順に、絞り２と、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３と、両凸レンズとされた樹脂製の第２レンズ４とを有している。

以下、第１レンズ３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。

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６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７がそれぞれ配設されている。なお、各種フィルタ６は、必要に応じて省略することも可能である。

ここで、絞り２の位置が像面側に近づくほど、射出瞳位置も像面側に近づくことになる。これにより、テレセントリック性を確保することが困難となり、撮像レンズ１から出射された軸外光線が、固体撮像素子のセンサに対して斜めに入射することになる。

これに対し、本実施形態においては、絞り２を最も物体側に配置することによって、射出瞳位置を固体撮像素子のセンサ面（撮像面）から遠い位置にとることができる。

これにより、本実施形態においては、高いテレセントリック性を確保することが可能となり、固体撮像素子のセンサに対する光線の入射角度を緩和することができる。

また、本実施形態においては、第１レンズ３の物体側に絞り２を配置し、かつ、第１レンズ３を物体側に凸面を向けたメニスカス形状にすることにより、第１レンズ３の第２面を効果的に利用することが可能となる。

つまり、軸外の光線を、第１レンズ３の第２面の法線に対して光軸８から離れる方向に急峻な角度とすることにより、第１レンズ３の第２面の屈折力（補正効果）を増大させることができる。

これにより、軸外に発生する各収差（特に、駒収差および色収差）を効果的に補正することが可能となる。

これに対し、仮に、第１レンズ３の第２面の形状が、像面側に向かって凸であったり、または、絞り２が第１レンズ３よりも像面側に配置されている場合には、第１レンズ３の第２面の屈折力を増大させることができず、前述した軸外に発生する各収差を補正する効果は非常に限定されてしまう。

また、このような軸外に発生する各収差の補正効果を増大させる観点から、第１レンズ３の第２面を非球面とすることは更に有効である。さらに、この場合には、第１レンズ３の第２面を、光軸８から離れるにしたがって曲率が大きくなる非球面とすることが望ましい。そのようにすれば、軸外の光線を、第１レンズ３の第２面の法線に対して光軸８から離れる方向にさらに急峻な角度とすることができ、前述した軸外に発生する各収差の補正効果をより効果的に増大させることができる。

さらに、本実施形態においては、第２レンズ４の第２面の形状が、像面側に向かって凸とされていることによって、より高いテレセントリック性を確保することができ、固体撮像素子のセンサに対する光線の入射角度をさらに有効に制御することができる。さらに、第２レンズ４の第２面の形状は、光軸８から離れるにしたがって曲率が大きくなる非球面とすることが好ましい。そのようにすれば、さらに高いテレセントリック性を確保することができ、固体撮像素子のセンサに対する光線の入射角度をより有効に制御することができる。

さらに、本実施形態においては、撮像レンズ１が、次の（１）〜（７）に示す各条件式を満足するようにする。

１．２５≧Ｌ／ｆｌ≧０．８ （１）
０．５５≧ｆ_１ ／ｆ_２ ≧０．２ （２）
１．８≧ｆ_１ ／ｆｌ≧１．０ （３）
４．０≧ｆ_２ ／ｆｌ≧１．５ （４）
１．０≧ｄ_２ ／ｄ_１ ≧０．５ （５）
０．２７≧ｄ_１ ／ｆｌ≧０．１ （６）
０．２７≧ｄ_３ ／ｆｌ≧０．１ （７）

但し、（１）式におけるＬは、レンズ系の全長、すなわち物理的に最も物体側の面から撮像面までの光学上の距離である。さらに詳しくいえば、第１レンズ３の第１面の光軸８近傍部が絞り２よりも像面側に位置する場合には、絞り２から撮像面までの距離がＬとなる。一方、前述したように、第１レンズ３の第１面の光軸８近傍部が絞り２を通して絞り２よりも物体側に位置する場合には、絞り２ではなく第１レンズ３の第１面から撮像面までの距離がＬとなる。また、（１）、（３）、（６）および（７）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）および（３）式におけるｆ_１ は、第１レンズ３の焦点距離である。さらにまた、（２）および（４）式におけるｆ_２ は、第２レンズ４の焦点距離である。また、（５）および（６）式におけるｄ_１ は、第１レンズ３の中心厚である。さらに、（５）式におけるｄ_２ は、光軸８上における第１レンズ３と第２レンズ４との間隔である。さらにまた、（７）式におけるｄ_３ は、第２レンズ４の中心厚である。

ここで、Ｌ／ｆｌの値が（１）式に示す値（１．２５）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）よりも小さくなると、光学系全体が小型化することによって製造性が低下し、光学性能の維持が困難になる。

従って、本実施形態によれば、Ｌ／ｆｌの値を（１）の条件式を満足するようにすることによって、必要なバックフォーカス距離を確保しつつも光学系全体を充分に小型軽量化することが可能となり、かつ、良好な光学性能を維持することが可能となり、さらに、製造性を向上することが可能となる。

なお、このＬとｆｌとの関係は、１．１５≧Ｌ／ｆｌ≧０．９５とされることが、より好ましい。

また、ｆ_１ ／ｆ_２ の値が（２）式に示す値（０．５５）を超えて大きくなると、第２レンズ４のパワーが強くなり過ぎることによって製造性が低下し、さらに、バックフォーカス距離が長くなり過ぎて小型軽量化が困難になる。一方、ｆ_１ ／ｆ_２ の値が（２）式に示す値（０．２）よりも小さくなると、第１レンズ３の製造性が低下し、さらに、必要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、本実施形態によれば、更に、ｆ_１ ／ｆ_２ の値を（２）の条件式を満足するようにすることによって、製造性をさらに向上することが可能となり、かつ、必要なバックフォーカス距離をさらに有効に確保しながら光学系全体をさらに小型化軽量化することが可能となる。

なお、このｆ_１ とｆ_２ との関係は、０．５≧ｆ_１ ／ｆ_２ ≧０．３とされることが、より好ましい。

さらに、ｆ_１ ／ｆｌの値が（３）式に示す値（１．８）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て小型軽量化が困難になる。一方、ｆ_１ ／ｆｌの値が（３）式に示す値（１．０）よりも小さくなると、第１レンズの製造性が低下することになる。

従って、本実施形態によれば、更に、ｆ_１ ／ｆｌの値を（３）の条件式を満足するようにすることにより、さらなる小型軽量化および製造性の向上が可能となる。

なお、このｆ_１ とｆｌとの関係は、１．４≧ｆ_１ ／ｆｌ≧１．１とされることが、より好ましい。

さらにまた、ｆ_２ ／ｆｌの値が、（４）式に示す値（４．０）を超えて大きくなると、第１レンズ３の製造性が低下し、さらに、必要なバックフォーカス距離を確保することが困難になる。一方、ｆ_２ ／ｆｌの値が、（４）式に示す値（１．５）よりも小さくなると、第２レンズ４のパワーが強くなり過ぎることによって、製造性が低下することになる。

従って、本実施形態によれば、更に、ｆ_２ ／ｆｌの値を（４）の条件式を満足するようにすることによって、必要なバックフォーカス距離をさらに適切に確保しつつ、さらに製造性を向上することが可能となる。

なお、このｆ_２ とｆｌとの関係は、４≧ｆ_２ ／ｆｌ≧２．５とされることが、より好ましい。

また、ｄ_２ ／ｄ_１ の値が、(５）式に示す値（１．０）を超えて大きくなると、第１レンズ３および第２レンズ４のパワーを大きくしなければならず、各レンズ３、４の製造が困難になる。また、第２レンズ４の像面側の面を通過する光線高さが高くなるため、非球面のパワーが増大し、さらに製造が困難になる。一方、ｄ_２ ／ｄ_１ の値が、（５）式に示す値（０．５）よりも小さくなると、相対的に第１レンズ３の中心厚が厚くなることによって、バックフォーカス距離の確保が困難になり、さらに、光量を効果的に制限する絞りの挿入が困難になる。

従って、本実施形態によれば、更に、ｄ_２ ／ｄ_１ の値を（５）の条件式を満足するようにすることによって、製造性をさらに向上することが可能となり、かつ、必要なバックフォーカス距離をさらに適切に確保することが可能となり、さらに、光学性能をさらに良好に維持することが可能となる。

なお、このｄ_２ とｄ_１ との関係は、０．９≧ｄ_２ ／ｄ_１ ≧０．５とされることが、より好ましい。

さらに、ｄ_１ ／ｆｌの値が（６）式に示す値（０．２７）を超えて大きくなると、光学系の全長が長くなり過ぎ、小型軽量化が困難になる。一方、ｄ_１ ／ｆｌの値が（６）式に示す値（０．１）よりも小さくなると、第１レンズ３の製造が困難になる。

従って、本実施形態によれば、更に、ｄ_１ ／ｆｌの値を（６）の条件式を満足するようにすることによって、さらなる小型軽量化および製造性の向上が可能となる。

なお、このｄ_１ とｆｌとの関係は、０．２５≧ｄ_１ ／ｆｌ≧０．１５とされることが、より好ましい。

さらにまた、ｄ_３ ／ｆｌの値が（７）式に示す値（０．２７）を超えて大きくなると、光学系の全長が長くなり過ぎ、小型軽量化が困難になる。一方、ｄ_３ ／ｆｌの値が（７）式に示す値（０．１）よりも小さくなると、第２レンズ４の製造が困難になる。

従って、本実施形態によれば、更に、ｄ_３ ／ｆｌの値を（７）の条件式を満足するようにすることによって、光学系全体をさらに小型軽量化することが可能となり、かつ、製造性をさらに向上することが可能となる。

なお、このｄ_３ とｆｌとの関係は、０．２５≧ｄ_３ ／ｆｌ≧０．１５とされることが、より好ましい。

また、更に、第２レンズ４の第１面は、光軸８近傍部が物体側に向かって凸面であり、かつ、変曲点を持つ非球面に形成されているものも望ましい。

ここで、第２レンズ４の第１面が持つ変曲点とは、光軸８を含む断面で第２レンズ４を切断した断面上において、第２レンズ４の第１面の曲線（断面上の曲線）に接する接線が、その傾きの符号を変化させる点である。

したがって、前述のように、第２レンズ４の第１面における中心側の部位が物体側に向いた凸面の場合には、当該第１面における中心側の部位を囲む周辺側の部位は、変曲点を境にして面形状が物体側に向いた凹面に変化することになる。

そのようにすれば、さらに、各レンズ３、４の形状により負担をかけることなく周辺部の光学性能をさらに向上させることが可能となり、レンズ３、４各々の周辺部を通過する光線をさらに有効に利用することが可能となる。

なお、光軸８から周辺側に向かうにしたがって、複数の変曲点が順次現れるように第２レンズ４の第１面の面形状を形成してもよい。そのような場合には、諸収差をさらに良好に補正することが可能となる。

さらにまた、上記構成に加えて、更に、第２レンズ４の第１面における有効径の外端部位が、当該第２レンズの第１面における光軸８上の点よりも物体側に位置されていることが望ましい。

そのようにすれば、周辺部の光学性能をさらに向上することが可能となる。また、レンズを取り扱う際の利点があるだけでなく、レンズをバレルに組み付けてユニット化する際の組み立て上においても利点がある。

また、上記構成に加えて、更に、絞り２が、次の（８）に示す条件式を満足することが望ましい。

但し、（８）式におけるＳは、光軸８上における絞り２と最も物体側の光学面との距離、すなわち、光軸８上における絞り２と第１レンズ３の第１面との距離である。また、Ｓは、物理上の距離であり、絞り２が第１レンズ３の第１面の光軸８上の点よりも物体側、像面側のどちらにあってもよい。

０．２ｍｍ≧Ｓ （８）
そのようにすれば、更に、テレセントリック性をさらに有効に確保することが可能となり、かつ、さらなる小型軽量化が可能となる。

なお、このＳは、０．１５ｍｍ≧Ｓとされることが、より好ましい。

さらに、上記構成に加えて、更に、次の（９）に示す条件式を満足することが望ましい。

但し、（９）式におけるＢｆｌは、バックフォーカス距離すなわちレンズ最終面（第２レンズ４の第２面）から撮像面７までの光軸８上の距離（空気換算長）である。

０．８≧Ｂｆｌ／ｆｌ≧０．４ （９）
そのようにすれば、更に、より有効に小型軽量化を図ることが可能となり、かつ、製造性および組み立て上の扱いやすさをさらに向上することが可能となる。

なお、このＢｆｌとｆｌとの関係は、０．６≧Ｂｆｌ／ｆｌ≧０．４５とされることが、より好ましい。

さらにまた、上記構成に加えて、更に、次の（１０）に示す条件式を満足することが望ましい。

２．５ｍｍ≧Ｂｆｌ≧１．２ｍｍ （１０）
そのようにすれば、更に、より有効に小型軽量化を図ることが可能となり、かつ、製造性および組み立て上の扱いやすさをさらに向上することが可能となる。

なお、このＢｆｌは、２．５ｍｍ≧Ｂｆｌ≧１．５ｍｍとされることが、より好ましい。

また、上記構成に加えて、更に、次の（１１）に示す条件式を満足することが望ましい。

但し、（１１）式において、ｒ_４ は、第２レンズ４の第２面の曲率半径である。

−０．５≧ｒ_４ ／ｆｌ≧−６．０ （１１）
そのようにすれば、光学面の加工をさらに容易に行うことが可能となり、かつ、周辺部における諸収差をさらに良好に補正することが可能となる。

なお、このｒ_４ とｆｌとの関係は、−１．０≧ｒ_４ ／ｆｌ≧−２．０とされることが、より好ましい。

また、上記構成に加えて、更に、ｆｌは、５．０ｍｍ≧ｆｌ≧２．０ｍｍ（より好ましくは５．０ｍｍ≧ｆｌ≧３．０ｍｍ）を満足することが望ましい。

そのようにすれば、携帯端末等に搭載されるカメラモジュール用のレンズにさらに好適な構成にすることが可能となる。

さらに、第１レンズ３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３、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１乃至図１１を参照して説明する。

ここで、本実施例において、Ｆｎｏは、Ｆナンバー、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（１２）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８方向にＺ軸、光軸８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 Ｘ^２ ／［１＋｛１−（ｋ＋１）ｒ^−２ Ｘ^２ ｝^１／２ ］
＋ＡＸ^４ ＋ＢＸ^６ ＋ＣＸ^８ ＋ＤＸ^１０ （１２）

＜第１参考例＞
図１、図２は、第１参考例を示したもので、本参考例においては、第１レンズ３の第１面の物体側に絞り２を配置し、メニスカスレンズとされた第２レンズ４の第２面と撮像面７との間にフィルタ６としてのカバーガラスを配置している。なお、第１レンズ３の第１面は、絞り２を通して絞り２よりも物体側に位置している。

この第１参考例の撮像レンズ１は、以下の条件に設定されている。

レンズデータ

Ｌ＝４．０４ｍｍ、ｆｌ＝３．８２ｍｍ、ｆ_１ ＝４．５２ｍｍ、ｆ_２ ＝１３．２８ｍｍ、ｄ_１＝０．７０ｍｍ、ｄ_２ ＝０．４５ｍｍ、ｄ_３ ＝０．７５ｍｍ、ｒ_４ ＝−６．０２９ｍｍ、Ｆｎｏ＝３．５

面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物点）
１（第１レンズ第１面） 1.033 0.700 1.531 56.0
２（第１レンズ第２面） 1.387 0.200
３（第２レンズ第１面） -39.796 0.750 1.531 56.0
４（第２レンズ第２面） -6.029 0.300
５（カバーガラス第１面） 0.000 0.300 1.516 64.0
６（カバーガラス第２面） 0.000
（像面）
絞り２は、第１レンズ３の第１面の光軸８上の点より像面側に０．１ｍｍの位置に配置

面番号 ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
１ -1.14E-1 7.57E-3 7.43E-2 -1.04E-1 1.87E-1
２ 2.39E -6.17E-3 -1.40E-1 4.13E-1 6.23E-2
３ -7.95E+3 -1.60E-1 4.08E-2 -4.48E-1 0
４ -1.60E+2 -9.31E-2 3.36E-2 -4.93E-2 2.84E-3

このような条件の下で、Ｌ／ｆｌ＝１．０６となり、（１）式を満足するものであった。また、ｆ_１ ／ｆ_２ ＝０．３４となり、（２）式を満足するものであった。さらに、ｆ_１ ／ｆｌ＝１．１８となり、（３）式を満足するものであった。さらにまた、ｆ_２ ／ｆｌ＝３．４８となり、（４）式を満足するものであった。また、ｄ_２ ／ｄ_１ ＝０．６４となり、（５）式を満足するものであった。さらに、ｄ_１ ／ｆｌ＝０．１８となり、（６）式を満足するものであった。さらにまた、ｄ_３ ／ｆｌ＝０．２０となり、（７）式を満足するものであった。また、Ｓ＝０．１０ｍｍとなり、（８）式を満足するものであった。さらに、Ｂｆｌ／ｆｌ＝０．５６となり、（９）式を満足するものであった。さらにまた、Ｂｆｌ＝２．１４ｍｍとなり、（１０）式を満足するものであった。また、ｒ_４ ／ｆｌ＝−１．５８となり、（１１）式を満足するものであった。

この第１参考例の撮像レンズ１における球面収差、非点収差およびディストーションを図３に示す。

＜第１実施例＞
図４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、第２レンズ４の第２面と撮像面７との間にフィルタ６としてのカバーガラスを配置している。なお、第１レンズ３の第１面は、絞り２を通して絞り２よりも物体側に位置している。

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

Ｌ＝４．１２ｍｍ、ｆｌ＝３．８２ｍｍ、ｆ_１ ＝４．８５ｍｍ、ｆ_２ ＝１０．０６ｍｍ、ｄ_１＝０．８０ｍｍ、ｄ_２ ＝０．４５ｍｍ、ｄ_３ ＝０．７５ｍｍ、ｒ_４ ＝−５．４７２ｍｍ、Ｆｎｏ＝３．２

面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物点）
１（第１レンズ第１面） 1.115 0.800 1.531 56.0
２（第１レンズ第２面） 1.478 0.250
３（第２レンズ第１面） 217.325 0.750 1.531 56.0
４（第２レンズ第２面） -5.472 0.300
５（カバーガラス第１面） 0.000 0.300 1.516 64.0
６（カバーガラス第２面） 0.000
（像面）
絞り２は、第１レンズ３の第１面の光軸８上の点より像面側に０．０５ｍｍの位置に配置

面番号 ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
１ 8.42E-2 -2.13E-2 6.78E-3 7.52E-2 -1.24E-1
２ -1.66E 1.47E-1 1.23E-2 -6.11E-2 7.47E-1
３ 0 1.24E-2 -8.16E-1 1.77E -1.92E
４ -7.50E 3.21E-2 -1.82E-1 1.48E-1 -6.76E-2

このような条件の下で、Ｌ／ｆｌ＝１．０８となり、（１）式を満足するものであった。また、ｆ_１ ／ｆ_２ ＝０．４８となり、（２）式を満足するものであった。さらに、ｆ_１ ／ｆｌ＝１．２７となり、（３）式を満足するものであった。さらにまた、ｆ_２ ／ｆｌ＝２．６３となり、（４）式を満足するものであった。また、ｄ_２ ／ｄ_１ ＝０．５６となり、（５）式を満足するものであった。さらに、ｄ_１ ／ｆｌ＝０．２１となり、（６）式を満足するものであった。さらにまた、ｄ_３ ／ｆｌ＝０．２０となり、（７）式を満足するものであった。また、Ｓ＝０．０５ｍｍとなり、（８）式を満足するものであった。さらに、Ｂｆｌ／ｆｌ＝０．５５となり、（９）式を満足するものであった。さらにまた、Ｂｆｌ＝２．１２ｍｍとなり、（１０）式を満足するものであった。また、ｒ_４ ／ｆｌ＝−１．４３となり、（１１）式を満足するものであった。

この第１実施例の撮像レンズ１における球面収差、非点収差およびディストーションを図５に示す。

この結果によれば、球面収差、非点収差およびディストーション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２参考例＞
図６は、本発明の第２参考例を示したもので、本参考例においては、図１に示す構成の撮像レンズ１と同様に、第１レンズ３の第１面の物体側に絞り２を配置し、メニスカスレンズとされた第２レンズ４の第２面と撮像面７との間にフィルタ６としてのカバーガラスを配置している。なお、第１レンズ３の第１面は、絞り２を通して絞り２よりも物体側に位置している。

この第２参考例の撮像レンズ１は、以下の条件に設定されている。

レンズデータ

Ｌ＝３．９６ｍｍ、ｆｌ＝３．６６ｍｍ、ｆ_１ ＝４．４５ｍｍ、ｆ_２ ＝１０．６８ｍｍ、ｄ_１＝０．８ｍｍ、ｄ_２ ＝０．４５ｍｍ、ｄ_３ ＝０．７５ｍｍ、ｒ_４ ＝−５．００ｍｍ、Ｆｎｏ＝３．２

面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物点）
１（第１レンズ第１面） 1.081 0.800 1.531 56.0
２（第１レンズ第２面） 1.481 0.450
３（第２レンズ第１面） -40.000 0.750 1.531 56.0
４（第２レンズ第２面） -5.000 0.300
５（カバーガラス第１面） 0.000 0.600 1.516 64.0
６（カバーガラス第２面） 0.000
（像面）
絞り２は、第１レンズ３の第１面の光軸８上の点より像面側に０．０５ｍｍの位置に配置

面番号 ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
３ -8.84E-2 1.33E-2 -4.73E-2 4.06E-1 -7.27E-1
４ -9.35E-1 1.69E-1 -1.65E-1 1.14E -8.97E-1
５ -8.48E+4 -1.31E-1 5.33E-2 -3.53E-1 0
６ -7.12E+1 -2.99E-2 -9.48E-2 7.79E-2 -4.36E-2

このような条件の下で、Ｌ／ｆｌ＝１．０８となり、（１）式を満足するものであった。また、ｆ_１ ／ｆ_２ ＝０．４２となり、（２）式を満足するものであった。さらに、ｆ_１ ／ｆｌ＝１．２２となり、（３）式を満足するものであった。さらにまた、ｆ_２ ／ｆｌ＝２．９２となり、（４）式を満足するものであった。また、ｄ_２ ／ｄ_１ ＝０．５６となり、（５）式を満足するものであった。さらに、ｄ_１ ／ｆｌ＝０．２２となり、（６）式を満足するものであった。さらにまた、ｄ_３ ／ｆｌ＝０．２０となり、（７）式を満足するものであった。また、Ｓ＝０．０５ｍｍとなり、（８）式を満足するものであった。さらに、Ｂｆｌ／ｆｌ＝０．５４となり、（９）式を満足するものであった。さらにまた、Ｂｆｌ＝１．９６ｍｍとなり、（１０）式を満足するものであった。また、ｒ_４ ／ｆｌ＝−１．３７となり、（１１）式を満足するものであった。

この第２参考例の撮像レンズ１における球面収差、非点収差およびディストーションを図７に示す。

＜第２実施例＞
図８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４に示す構成の撮像レンズ１と同様に、第１レンズ３の第１面の物体側に絞り２を配置し、第２レンズ４の第２面と撮像面７との間にフィルタ６としてのカバーガラスを配置している。なお、第１レンズ３の第１面は、絞り２を通して絞り２よりも物体側に位置している。

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

Ｌ＝３．８１ｍｍ、ｆｌ＝３．４６ｍｍ、ｆ_１ ＝４．３７ｍｍ、ｆ_２ ＝１０．４４ｍｍ、ｄ_１＝０．６４６ｍｍ、ｄ_２ ＝０．５６２ｍｍ、ｄ_３ ＝０．７９２ｍｍ、ｒ_４ ＝−１７．９２９ｍｍ、Ｆｎｏ＝３．２

面番号 ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物点）
１（第１レンズ第１面） 1.087 0.646 1.531 56.0
２（第１レンズ第２面） 1.622 0.250
３（第２レンズ第１面） 7.906 0.792 1.531 56.0
４（第２レンズ第２面） -17.929 0.300
５（カバーガラス第１面） 0.000 0.300 1.516 64.0
６（カバーガラス第２面） 0.000
（像面）
絞り２は、第１レンズ３の第１面の光軸８上の点より物体側に０．０５ｍｍの位置に配置

面番号 ｋ Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
１ -4.61E-1 4.34E-2 -3.33E-2 3.71E-1 -3.17E-1
２ -4.03E 1.54E-1 1.82E-1 -4.96E-1 1.36E
３ -2.22E -1.24E-1 1.81E-1 -1.44E 2.76E
４ 1.54E-2 6.27E-2 -2.03E-1 1.77E-1 -9.16E-2

このような条件の下で、Ｌ／ｆｌ＝１．１０となり、（１）式を満足するものであった。また、ｆ_１ ／ｆ_２ ＝０．４２となり、（２）式を満足するものであった。さらに、ｆ_１ ／ｆｌ＝１．２６となり、（３）式を満足するものであった。さらにまた、ｆ_２ ／ｆｌ＝３．０２となり、（４）式を満足するものであった。また、ｄ_２ ／ｄ_１ ＝０．８７となり、（５）式を満足するものであった。さらに、ｄ_１ ／ｆｌ＝０．１９となり、（６）式を満足するものであった。さらにまた、ｄ_３ ／ｆｌ＝０．２３となり、（７）式を満足するものであった。また、Ｓ＝０．０５ｍｍとなり、（８）式を満足するものであった。さらに、Ｂｆｌ／ｆｌ＝０．５２となり、（９）式を満足するものであった。さらにまた、Ｂｆｌ＝１．８１ｍｍとなり、（１０）式を満足するものであった。また、ｒ_４ ／ｆｌ＝−５．１９となり、（１１）式を満足するものであった。

この第２実施例の撮像レンズ１における球面収差、非点収差およびディストーションを図９に示す。

この結果によれば、球面収差、非点収差およびディストーション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。

例えば、第１レンズ３の第２面と、第２レンズ４の第１面との間に、光量制限板を配設してもよい。

撮像レンズの第１参考例を示す概略構成図 撮像レンズの第１参考例を示す図１と同一の概略構成図 図２に示す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を示す説明図 本発明に係る撮像レンズの第１実施例を示す概略構成図 図４に示す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を示す説明図 撮像レンズの第２参考例を示す概略構成図 図６に示す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を示す説明図 本発明に係る撮像レンズの第２実施形態を示す概略構成図 図８に示す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を示す説明図

符号の説明

１ 撮像レンズ
２ 絞り
３ 第１レンズ
４ 第２レンズ
６ フィルタ
７ 撮像面

Claims (7)

1. 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、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レンズとされた第１レンズ、および両凸レンズとされた第２レンズを配設し、次の（１）〜（７）の各条件式、
   １．２５≧Ｌ／ｆｌ≧０．８ （１）
   ０．５５≧ｆ_１ ／ｆ_２ ≧０．２ （２）
   １．８≧ｆ_１ ／ｆｌ≧１ （３）
   ４≧ｆ_２ ／ｆｌ≧１．５ （４）
   １≧ｄ_２ ／ｄ_１ ≧０．５ （５）
   ０．２７≧ｄ_１ ／ｆｌ≧０．１ （６）
   ０．２７≧ｄ_３ ／ｆｌ≧０．１ （７）
   但し、
   Ｌ：レンズ系の全長
   ｆｌ：レンズ系全体の焦点距離
   ｆ_１ ：第１レンズの焦点距離
   ｆ_２ ：第２レンズの焦点距離
   ｄ_１ ：第１レンズの中心厚
   ｄ_２ ：光軸上における第１レンズと第２レンズとの間隔
   ｄ_３ ：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。
2. 前記第２レンズの物体側の面は、光軸近傍部において物体側に凸とされ、かつ、変曲点を持つ非球面に形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。
3. 前記第２レンズの物体側の面における有効径の外端部位が、当該第２レンズの物体側の面における光軸上の点よりも物体側に位置されていることを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
4. 更に、前記絞りが、次の条件式、
   ０．２ｍｍ≧Ｓ （８）
   但し、
   Ｓ：光軸上における前記絞りと最も物体側の光学面との距離
   を満足する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。
5. 更に、次の条件式、
   ０．８≧Ｂｆｌ／ｆｌ≧０．４ （９）
   但し、
   Ｂｆｌ：バックフォーカス距離（レンズ最終面から撮像面までの光軸上の距離（空気換算長））
   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。
6. 更に、次の条件式、
   ２．５ｍｍ≧Ｂｆｌ≧１．２ｍｍ （１０）
   を満足することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
7. 更に、次の条件式、
   −０．５≧ｒ_４ ／ｆｌ≧−６．０ （１１）
   ｒ_４ ：第２レンズの像面側の面の曲率半径
   を満足することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像レンズ。

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