JP4071819B1 - 撮像レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】諸収差が好適に補正された良好な光学特性を有する、小型化された、４枚のレンズで構成される撮像レンズの提供。
【解決手段】物体側から順に、絞りＳ１、両凸形状で正のパワーを有する第1レンズＬ１、物体側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカス形状の第２レンズＬ２、像側へ凸面を向けた正のパワーを有するメニスカス形状の第３レンズＬ３、物体側へ凸面を向けた負のパワーを有するメニスカス形状の第４レンズＬ４が配列されている撮像レンズであって、以下の条件式（1）〜（4）を満足することを特徴とする撮像レンズ。３．００＜ｆ１／ｄ１＜１０．００ （1）−２０．０＜ｆ２／ｄ３＜−１０．０（2） ５０．０＜ν１＜６０．０ （3） ２０．０＜ν２＜３０．０ （4）ただし、ｆ１：第１レンズの焦点距離ｆ２：第２レンズの焦点距離ｄ１：第１レンズの中心厚ｄ３：第２レンズの中心厚ν１：第１レンズのアッベ数ν２：第２レンズのアッベ数である。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像レンズ、特に、高画素CCDやCMOSなどの固体撮像素子を使用した小型撮像装置、光センサー、携帯用モジュールカメラ、WEBカメラなどに好適な撮像レンズに関する。

近年、CCDやCMOSなどの固体撮像素子を使用した各種撮像装置が広く普及している。これら撮像素子の小型化、高性能化にともない、撮像装置に使用される撮像レンズは、小型、軽量で、高性能な光学特性を有するものが求められている。

撮像レンズの小型化、軽量化に関し、従来、1枚構成のレンズ系や2枚構成のレンズ系の撮像レンズが提案されている。しかし、これらのレンズ系は、小型化、軽量化には有利であるが、像面湾曲などの収差の補正が困難で、良好な光学特性を望めないことは良く知られている。そのため、良好な高性能の光学特性を有する撮像レンズを得るには、３枚以上のレンズで構成されることが必要とされている。

しかし、3枚構成の撮像レンズ系であっても、高画素ＣＣＤ、例えば２００万画素以上の高画素ＣＣＤに使用した場合、３枚のレンズを全て非球面形状としても、周辺部の収差補正が不十分となることがある。そのため、３枚レンズより、諸収差の補正が容易で、良好な光学特性が得られる４枚のレンズで構成される撮像レンズに関する技術開発が進められており、種々の４枚レンズ構成の撮像レンズに関する提案がされている。

特許文献1には、物体側から順に、絞り、正のパワーを有する両凸形状の第１レンズ、負のパワーを有する両凹形状の第２レンズ、正のパワーを有する像側に凸面を向けた第３レンズ及び負のパワーを有する物体面に凸面を向けた第４レンズが配列された撮像レンズが提案されている。この方法によれば、撮像レンズの小型化を図るため、第１レンズおよび第２レンズのパワーを強く設計されている。しかし、第２レンズに高屈折率のレンズが使用されているため、他のレンズとのパワーのバランス配分が難しくなることがあり、撮像レンズ全体の焦点距離を短くすることや収差の補正が不十分となることがあった。

特許文献２には、物体側から順に、絞り、正のパワーを有する両凸形状の第１レンズ、負のパワーを有する両凹形状の第２レンズ、正のパワーを有する像側に凸面を向けた第３レンズ及び負のパワーを有する物体面に凸面を向けた第４レンズが配列された撮像レンズが提案されている。この方法によれば、撮像レンズの小型化を図るため、第１レンズおよび第２レンズのパワーを強く設計されている。しかし、第２レンズの屈折率が比較的小さいため、撮像レンズ全体のパワーの配分が難しくなることがあり、撮像レンズ全体の焦点距離を短くすることや収差の補正が不十分となることがあった。

特許文献３には、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正又は負のパワーを有する第３レンズと、正又は負のパワーを有する第４レンズとを含む撮像レンズが開示されている。この方法によれば、第２レンズに高屈折率のレンズが使用されているため、他のレンズ、特に、第１レンズとのパワーバランスをとることが難しくなることがある。そのため、撮像レンズの小型化と良好な光学特性とを両立させた撮像レンズを得ることが困難という課題がある。又、実施例では、レンズ群間に光の一部を制限する薄膜フィルターあるいは光学フィルターが組込まれた撮像レンズを開示している。これらは、撮像レンズの部品点数が多くなり、生産工数も増加するという課題もある。

特開２００２−３６５５２９号公報 特開２００２−３６５５３１号公報 特開２００７−１７９８４号公報

本発明の目的は、諸収差が好適に補正された良好な光学特性を有する、小型化された、４枚のレンズで構成される撮像レンズの提供である。

上記目的を達成するため、撮像レンズのサイズや光学特性に対し、第１レンズおよび第２レンズの影響が大きいことを見出し、第１レンズおよび第２レンズを構成する材料の屈折率およびアッベ数や焦点距離などについて鋭意検討した結果、従来技術の課題が改善された撮像レンズを得ることを見出し、本発明に到達した。

請求項１の発明の撮像レンズは、物体側から順に、絞り、両凸形状で正のパワーを有する第1レンズ、物体側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカス形状の第２レンズ、像側へ凸面を向けた正のパワーを有するメニスカス形状の第３レンズ、物体側へ凸面を向けた負のパワーを有するメニスカス形状の第４レンズが配列されている撮像レンズであって、以下の条件式（１）〜（４）を満足することを特徴とする。
３．００＜ｆ１／ｄ１＜１０．００ （１）
−２０．０＜ｆ２／ｄ３＜−１１．８３ （２）
５０．０＜ν１＜６０．０ （３）
２０．０＜ν２＜３５．０ （４）
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離、
ｆ２：第２レンズの焦点距離、
ｄ１：第１レンズの中心厚、
ｄ３：第２レンズの中心厚、
ν１：第１レンズのアッベ数、
ν２：第２レンズのアッベ数
である。

請求項１の発明の撮像レンズは、絞りを第１レンズより物体側に配置することにより、入射瞳位置を像面から遠い位置にとることができ、像面に対する入射角が好適化されている。また、撮像レンズを構成する４枚のレンズを特定面形状として、レンズのパワー配列を正、負、正、負とするとともに、第１レンズおよび第２レンズのそれぞれの焦点距離とレンズの中心厚との関係を特定範囲とすることにより、撮像レンズのパワーのバランス配分を容易としている。更に、第１レンズと第２レンズに特定範囲のアッベ数を有する材料を使用することにより、有効に中心部の収差の補正をおこなっている。そのため、各レンズのパワーバランスの好適化が容易となっている。そのため、得られる撮像レンズは、諸収差が好適に補正され、良好な光学特性を有すると共に、小型化された撮像レンズを得ることができる。なお、本発明記載のパワーは、焦点距離の逆数で表される値のことである。

本発明で得られる撮像レンズは、搭載される携帯電話など各種デジタル入力機器の高機能化、高性能化、小型化に寄与する。

本発明に係る撮像レンズの一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本発明の一実施形態に係る撮像レンズの構成図を図1に示す。この撮像レンズLAは、物体（図示せず）側から像面に向かって順に、絞りＳ１、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４が配列された４枚構成のレンズ系である。第４レンズＬ４と像面との間に、ガラス平板ＧＦが配置される。このガラス平板ＧＦとしては、カバーガラス、又は、ＩＲカットフィルタ、又は、ローパスフィルタなどの機能を有するものを使用することができる。

絞りＳ１を第１レンズＬ１よりも物体側に配置することにより、入射瞳位置を像面から遠い位置にとることができる。これにより、高いテレセントリック性を確保することが可能となり、像面に対する入射角を好適にすることができる。

第1レンズＬ１は、両凸形状で正のパワーを有するレンズであり、第２レンズＬ２は物体側へ凸面を向けたメニスカス形状の負のパワーを有するレンズであり、第３レンズＬ３は像側へ凸面を向けたメニスカス形状の正のパワーを有するレンズであり、第４レンズＬ４は物体側へ凸面を向けたメニスカス形状の負のパワーを有するレンズである。撮像レンズの小型化を図るため、レンズのパワー配列を正、負、正、負の、いわゆる、テレフォトタイプとして、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２に大きいパワーを配置している。これにより、撮像レンズＬＡの小型化を図るとともに、主に、中心部の収差を補正しており、周辺部の収差は、主に、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４により補正している。これら４枚のレンズの表面は、諸収差をより好適に補正するため、1面以上を非球面形状とすることが好ましく、2面とも非球面形状とすることはより好ましい。

撮像レンズＬＡの小型化や色収差などの収差を補正に対する第１レンズＬ１および第２レンズＬ２の役割は重要である。撮像レンズＬＡの小型化を図る場合、第１レンズＬ１の正パワーを大きくすることは、主点が物体側となるので、撮像レンズＬＡの小型化には有利である。しかし、第１レンズＬ１のパワーが大きくなりすぎると、高次収差が発生しやすくなり、又、他のレンズとのパワーバランスをとることも難しくなり、収差の補正が困難となる。本発明では、第１レンズＬ１を正パワーの両凸レンズとする。両凸レンズは両面共に収斂作用をもつため、第１レンズＬ１に比較的大きな正のパワーを与えても、高次収差の発生を抑えることが可能であり、かつ、光学系の主点を物体側に位置させることも可能であるため、撮像レンズの小型化を図ることが容易となっている。

第２レンズＬ２は、第１レンズＬ１の正のパワーを制御し、かつ、第３及び第４のレンズへのパワー負荷を少なくさせるように設計される。第２レンズＬ２は、第１レンズＬ１の大きな正のパワーとのバランスを考慮して、物体側へ凸面を向けた負のパワーを有するメニスカス形状とするとともに、第１レンズＬ１より高屈折率のレンズで形成されている。第２レンズＬ２を、物体側へ凸面を向け、一方の面に収斂作用、他方の面に発散作用を有するメニスカス形状とすることにより、第１レンズＬ１とのパワーバランスの好適化が容易となり、収差の補正を容易としている。

第１レンズＬ１、第２レンズＬ２は前記の形状、パワー配列であって、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１と中心厚ｄ１との関係は条件式（１）の範囲に、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２と中心厚ｄ３との関係が条件式（２）の範囲にあることが、好ましい。これらの条件式は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２のパワーのバランスを好適化して、収差を良好に補正すると共に、撮像レンズＬＡの小型化に関係する。条件式（１）あるいは（２）の範囲外では、撮像レンズＬＡの小型化が難しくなることがある。
３．００＜ｆ１／ｄ１＜１０．００ （１）
−２０．００＜ｆ２／ｄ３＜−１１．８３ （２）
但し、
ｆ１：第１レンズの焦点距離、
ｆ２：第２レンズの焦点距離、
ｄ１：第１レンズの中心厚、
ｄ３：第２レンズの中心厚
である。

第１レンズＬ１は、屈折率ｎ１が１．５００〜１．５８０の範囲、より好ましくは、１．５１５〜１．５５０の範囲であり、アッベ数ν１が５０．０〜６０．０の範囲、より好ましくは、５３．０〜６０．０の範囲であるレンズ材料で形成される。第２レンズＬ２は、屈折率ｎ２が１．５７０〜１．６５０の範囲、より好ましくは、１．６００〜１．６４５の範囲であり、アッベ数ν２が２０．０〜３５．０の範囲、より好ましくは、２１．０〜３０．０の範囲であるレンズ材料で形成される。屈折率が１．６５０より大きいレンズは、レンズ加工が難しく、また、傷がつき易いため、撮像レンズの組立が難しくなる。また、屈折率が１．６５００以上のレンズを使用した場合、撮像レンズの小型化には有利であるが、撮像レンズ全体のパワーの調整が難しくなることがある。第１レンズＬ１を両凸の形状であって、屈折率１．５００〜１．５８０の材料で形成し、第２レンズＬ２を物体側へ凸面を向けた負のパワーを有するメニスカス形状であって、屈折率１．５７０〜１．６５０の材料で形成することは、本発明の特徴の一つである。

第１レンズＬ１の屈折率ｎ１および第２レンズＬ２の屈折率ｎ２を前記の範囲内とすることにより、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とのパワー配分の好適化が容易となり、撮像レンズＬＡの小型化が容易となる。第１レンズＬ１の屈折率ｎ１は、第２レンズＬ２の屈折率ｎ２より小さくすることにより、レンズ設計が容易となる。第１レンズＬ１の屈折率ｎ１および第２レンズＬ２の屈折率ｎ２が前記の範囲外では、撮像レンズＬＡの小型化が困難となることがある。第１レンズＬ１のアッベ数ν１および第２レンズＬ２のアッベ数ν２は、それぞれ前記の範囲内にあることが重要である。それぞれのアッベ数を、前記範囲内とすることで、色収差の補正を容易に行うことができ、良好な光学特性を有する撮像レンズＬＡを得ることが容易となる。第１レンズＬ１のアッベ数ν１および第２レンズＬ２のアッベ数ν２が前記範囲外の場合、色収差の補正が不十分となることがある。

第２レンズＬ２の屈折率ｎ２と第１レンズＬ１の屈折率ｎ１との差は、０．０３０〜０．１２０の範囲、より好ましくは、０．０５〜０．１１０の範囲である。これにより、第１レンズＬ１の屈折率ｎ１と第２レンズＬ２の屈折率ｎ２の好適な組合せ範囲を規定している。第２レンズＬ２の屈折率ｎ２と第１レンズＬ１の屈折率ｎ１との差が前記範囲以外の場合、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２のパワーバランスの制御が難しくなることがあり、撮像レンズＬＡの小型化が難しくなったり、収差の補正が不十分となることがある。

以上、前記の屈折率範囲およびアッベ数範囲で形成された第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とを組合せ、第２レンズＬ２の屈折率ｎ２と第１レンズＬ１の屈折率ｎ１との差を一定範囲内とすることで、撮像レンズＬＡの小型設計が容易となり、また、主に軸上付近の球面収差、コマ収差、色収差の補正の設計が容易となる。

第３レンズＬ３は、第１レンズＬ１と共に、本発明の撮像レンズＬＡの正のパワーを負担している。小型化のため、第１レンズＬ１は強い正のパワーで設計される。第１レンズＬ１のパワーが強すぎると、諸収差の補正が難しくなるため、第３レンズＬ３は第１レンズＬ１のパワーが過剰となることを制御するように設計される。又、第３レンズＬ３では、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２での補正が難しい軸外の収差補正を行う必要がある。そのため、第３レンズＬ３には像側に凸面を向けたメニスカス形状の比較的弱い正のパワーを有するレンズとされる。第３レンズＬ３はこの形状をとることで、第１レンズＬ１のパワーを好適化すると共に、第４レンズＬ４との組合せにより、主に軸外の収差補正を可能としている。

第３レンズＬ３の設計を容易とするため、第３レンズＬ３は、屈折率ｎ３が１．５００〜１．５８０、アッベ数ν３が５０．０〜６０．０の特性を有するレンズ材料で形成されることが好ましい。第３レンズＬ３が前記屈折率ｎ３及びアッベ数ν３の材料で形成されることにより、第３レンズＬ３のレンズ設計が容易となる。第３レンズＬ３の屈折率ｎ３が前記の範囲外では、第４レンズＬ４とのパワー配分が難しくなることがある。また、アッベ数ν３が前記の範囲外では、軸外収差の補正が難しくなることがある。また、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３と中心厚ｄ５とは、条件式（１０）、より好ましくは、条件式（１０−Ａ）の関係にあることが好ましい。この範囲を満足することで、撮像レンズＬＡの小型化がより有利となる。
１．００＜ｆ３／ｄ５＜５．００ （１０）
１．００＜ｆ３／ｄ５＜３．５０ （１０−Ａ）
ただし、
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離、
ｄ５：第３レンズＬ３の中心厚、
である。

第４レンズＬ４は、第２レンズＬ２と共に、本発明の撮像レンズＬＡの負のパワーを負担している。第１レンズＬ１の正のパワーが比較的強いため、第２レンズＬ２のパワーも必然的に高くなる傾向にある。第２レンズＬ２のパワーが強くなりすぎると、撮像レンズＬＡ全体のパワーバランスをとることが難しくなり、良好な撮像レンズＬＡを得ることが困難となる。そのため、第４レンズＬ４は、物体側へ凸面を向けたメニスカス形状の比較的弱い負のパワーを有するレンズとして、第２レンズＬ２とのパワーバランスを好適化している。このレンズ設計を容易とするため、第４レンズＬ４は、屈折率ｎ４が１．５００〜１．６５０、アッベ数ν４が２０．０〜６０．０の特性を有するレンズ材料で形成することが好ましい。これにより、第３レンズＬ３と共に、軸外の収差の補正を可能としている。第４レンズＬ４の屈折率ｎ４が前記の範囲外では、得られる第４レンズＬ４のパワーに制約ができる。又、アッベ数ν４が前記の範囲外では、軸外の収差補正が難しくなることがある。また、第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４と中心厚ｄ７とは、条件式（１１）の関係にあることが好ましい。この範囲を満足することで、撮像レンズＬＡの小型化がより有利となる。
−８．００＜ｆ４／ｄ７＜−３．００ （１１）
ただし、
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離、
ｄ７：第４レンズＬ４の中心厚、
である。

撮像レンズＬＡを構成する４枚のレンズが、それぞれ前記の構成および条件式を満たすことにより、小型で、諸収差が補正された良好な光学特性を有する撮像レンズを得ることが可能となる。

第1レンズL1〜第４レンズL４はガラスあるいは樹脂のいずれかの材料で形成される。レンズ材料としてガラスを使用する場合、ガラス転移温度が、４００℃以下のガラス材料を使用することが好ましい。これにより、金型の耐久性を向上させることが可能となる。

樹脂材料は複雑な面形状のレンズを効率よく製造することが可能であり、生産性の面から、ガラス材料より好ましい材料である。レンズ材料として樹脂材料が使用される場合、ＡＳＴＭ Ｄ５４２法に準じて測定されたｄ線の屈折率が１．５００〜１．６５０の範囲、アッベ数が２０．０〜６０．０の範囲であり、かつ、波長４５０〜６００ｎｍの範囲での光線透過率が８０％以上、より好ましくは８５％以上の樹脂材料であれば、熱可塑性樹脂であっても、熱硬化性樹脂であっても使用可能である。第１レンズＬ１、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４は同一の樹脂材料であっても良く、異なる材料であっても良い。第２レンズＬ２は、通常、第１レンズＬ１と異なる樹脂材料が使用される。樹脂材料によるレンズの製造は、射出成形、圧縮成形、注型成形、トランスファー成形など公知の成形加工法により、行うことができる。以下、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４に使用される樹脂の具体例を示す。

第1レンズＬ１には、市販の透明性樹脂の使用が可能で、ＡＳＴＭ Ｄ５４２法に準じて測定されたｄ線の屈折率ｎ１が１．５００〜１．５８０、アッベ数ν１が５０．０〜６０．０である透明性樹脂が使用される。好ましく使用される透明性樹脂の具体例としては、シクロ環や、その他の環状構造を有する非結晶性のポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂やエポキシ系樹脂が挙げられる。

第２レンズＬ２には、市販の透明性樹脂の使用が可能で、ＡＳＴＭ Ｄ５４２法に準じて測定されたｄ線の屈折率ｎ２が、１．５７０〜１．６５０、アッベ数ν２が、２０．０〜３０．０の透明性樹脂が好ましく使用される。好ましく使用される透明性樹脂の具体例としては、ポリカーボネート系樹脂、ポリスチレン系樹脂、9，9−ビス（４−ヒドロキシンフェニル）フルオレンなどの構造を含むポリエステル系樹脂、特殊ポリカーボネート（ＳＰシリーズ、テイジン製）やエポキシ系樹脂、熱硬化系樹脂などが挙げられる。

第３レンズＬ３には、市販の透明性樹脂の使用が可能で、ＡＳＴＭ Ｄ５４２法に準じて測定されたｄ線の屈折率ｎ３が１．５００〜１．６５０、アッベ数ν３が２０．０〜６０．０である透明性樹脂が使用される。好ましく使用される透明性樹脂の具体例としては、シクロ環や、その他の環状構造を有する非結晶性のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂や、ポリエステル系樹脂、エポキシ系樹脂が挙げられる。

第４レンズＬ４には、市販の透明性樹脂の使用が可能で、ＡＳＴＭ Ｄ５４２法に準じて測定されたｄ線の屈折率ｎ４が、１．５００〜１．６５０、アッベ数ν４が２０．０〜６０．０の透明性樹脂が好ましく使用される。好ましく使用される樹脂の具体例としては、シクロ環や、その他の環状構造を有する非結晶性のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、9，9−ビス（４−ヒドロキシンフェニル）フルオレンなどの構造を含むポリエステル系樹脂、特殊ポリカーボネート（ＳＰシリーズ、テイジン製）エポキシ系樹脂、シリコン系樹脂などが挙げられる。

なお、樹脂材料は温度変化により屈折率が変動することは良く知られている。この変動を抑えるため、平均粒子径１００ｎｍ以下、より好ましくは５０ｎｍ以下のシリカ、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化アルミなどの微粒子が分散混合された前記の透明性を有する樹脂材料をレンズ材料として使用することができる。

樹脂で形成される第1レンズL1〜第４レンズL４はレンズの外周部にコバ及びリブを設けることができる。コバ及びリブの形状は、レンズの性能を損なわなければ、特に制約は無い。レンズの成形加工性の面から、コバの厚さはレンズ外周部の厚さの７０〜１３０％の範囲にあることが好ましい。レンズ外周部にコバを設けた場合、コバ部に光が入射すると、ゴーストやフレアの原因となることがある。その場合は、必要に応じて、レンズ間に入射光を制限する射光マスクを設けることができる。

撮像レンズLAは、撮像モジュールなどに利用される前に、第1レンズL1〜第４レンズL４のそれぞれのレンズの物体側及び像面側のレンズ表面に、反射防止膜、ＩＲカット膜や表面硬化など公知の処理を施してもよい。本発明の撮像レンズLAを使用した撮像モジュールは、携帯用モジュールカメラ、WEBカメラ、パソコン、デジタルカメラ、自動車や各種産業機器の光センサー、モニターなどに使用される。

以下、本発明の撮像レンズLAについて、実施例および比較例を用いて説明する。各実施例、比較例に記載されている記号は以下のことを示す。なお、距離、半径及び中心厚の単位はmmである。
ｆ ：撮像レンズＬＡ全体の焦点距離
ｆ１ ：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ２ ：第2レンズＬ２の焦点距離
ｆ３ ：第３レンズＬ３の焦点距離
ｆ４ ：第４レンズＬ４の焦点距離
Ｆｎｏ ：Ｆナンバー
Ｓ１ ：絞り
Ｒ ：光学面の曲率半径、レンズの場合は中心曲率半径
Ｒ１ ：第1レンズＬ１の物体側面の曲率半径
Ｒ２ ：第1レンズＬ１の像側面の曲率半径
Ｒ３ ：第2レンズＬ２の物体側面の曲率半径
Ｒ４ ：第2レンズＬ２の像側面の曲率半径
Ｒ５ ：第3レンズＬ３の物体側面の曲率半径
Ｒ６ ：第3レンズＬ３の像側面の曲率半径
Ｒ７ ：第４レンズＬ４の物体側面の曲率半径
Ｒ８ ：第４レンズＬ４の像側面の曲率半径
Ｒ９ ：ガラス平板ＧＬの物体側面の曲率半径
Ｒ１０ ：ガラス平板ＧＬの像側面の曲率半径
ｄ ：レンズの厚み又はレンズ間距離
ｄ１ ：第１レンズＬ１の中心厚
ｄ２ ：第１レンズＬ１の像面側と第2レンズL2の物体側面との間の距離
ｄ３ ：第２レンズＬ２の中心厚
ｄ４ ：第２レンズＬ２の像面側と第3レンズL3の物体側面との間の距離
ｄ５ ：第３レンズＬ３の中心厚
ｄ６ ：第３レンズＬ３の像面側と第４レンズの物体側面との間の距離
ｄ７ ：第４レンズＬ４の中心厚
ｄ８ ：第４レンズＬ４の像面側とガラス平板GFの物体側面との間の距離
ｄ９ ：ガラス平板GFの中心厚
ｎｄ ：ｄ線の屈折率
ｎ１ ：第１レンズＬ１の屈折率
ｎ２ ：第２レンズＬ２の屈折率
ｎ３ ：第３レンズＬ３の屈折率
ｎ４ ：第４レンズＬ４の屈折率
νｄ ：ｄ線でのアッベ数
ν１ ：第1レンズＬ１のアッベ数
ν２ ：第２レンズＬ２のアッベ数
ν３ ：第３レンズＬ３のアッベ数
ν４ ：第４レンズＬ４のアッベ数
ν５ ：ガラス平板GFのアッベ数

撮像レンズLAの第1レンズL1〜第４レンズL４のそれぞれのレンズ面の非球面形状は、yを光の進行方向を正とした光軸に、ｘを光軸と直交する方向とした軸として、下記の非球面多項式で表される。

ｙ＝（ｘ^２／Ｒ）／［１＋｛１−（ｋ＋１）（ｘ／Ｒ^２）｝^１／２］
＋Ａ４ｘ^４＋Ａ６ｘ^６＋Ａ８ｘ^８＋Ａ１０ｘ^１０＋Ａ１２ｘ^１２ （１２）

ただし、Ｒは光軸上の曲率半径、ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２は非球面係数である。

各レンズ面の非球面は、便宜上、式（１２）で表される非球面を使用している。しかしながら、特にこの式（１２）の非球面多項式に限定するものではない。

（実施例1）
図２は、実施例１の撮像レンズの配置を示す構成図である。実施例1の撮像レンズＬＡを構成する第1レンズＬ１〜第４レンズＬ４のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間の距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを表１に、円錐係数ｋ、非球面係数を表２に示す。

この条件では、ｆ＝４．２５６ｍｍ、ｆ１＝３．２３０ｍｍ、ｆ２＝−４．７００ｍｍ、Ｆｎｏ＝３．２、ｎ２−ｎ１＝０．０８１１、ｆ１／ｄ１＝４．３２、ｆ２／ｄ３＝−１２．７４であった。

実施例１の撮像レンズの球面収差(軸上色収差)を図３に、倍率色収差を図４に、非点収差及び歪曲収差を図５に示す。以上の結果より、実施例1の撮像レンズＬＡは、４枚レンズ構成であるが、撮像レンズＬＡ全体の焦点距離ｆが短く、小型化されており、良好な光学特性を有していることがわかる。なお、図３〜図５の収差図は、４８６ｎｍ、５８８ｎｍ、６５６ｎｍの3波長に対する収差結果を示しており、各図では左から順に、波長４８６ｎｍ、波長５８８ｎｍ、波長６５６ｎｍにおける収差結果である。又、非点収差のＳはサジタル像面にたいする収差、Ｔはタンジェンシャル像面に対する収差である。収差図の測定波長などは実施例２、３および比較例１においても、同様である。

（実施例２）
図６は、実施例２の撮像レンズの配置を示す構成図である。実施例２の撮像レンズＬＡを構成する第1レンズＬ１〜第４レンズＬ４のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間の距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを表３に、円錐係数ｋ、非球面係数を表４に示す。

この条件では、ｆ＝４．１１２ｍｍ、ｆ１＝３．００３ｍｍ、ｆ２＝−４．６３７ｍｍ、Ｆｎｏ＝３．２、ｎ２−ｎ１＝０．０８１１、ｆ１／ｄ１＝４．３３、ｆ２／ｄ３＝−１５．７２であった。

実施例２の撮像レンズの球面収差(軸上色収差)を図７に、倍率色収差を図８に、非点収差及び歪曲収差を図９に示す。以上の結果より、実施例２の撮像レンズＬＡは、４枚レンズ構成であるが、撮像レンズＬＡ全体の焦点距離ｆが短く、小型化されており、良好な光学特性を有していることがわかる。

（実施例３）
実施例３の撮像レンズLAを構成する第1レンズL1〜第４レンズL４のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間の距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを表５に、円錐係数ｋ、非球面係数を表６に示す。

この条件では、ｆ＝４．６３０ｍｍ、ｆ１＝３．２２７ｍｍ、ｆ２＝−４．５４３ｍｍ、Ｆｎｏ＝３．２、ｎ２−ｎ１＝０．０８１１、ｆ１／ｄ１＝４．３８、ｆ２／ｄ３＝−１１．８３であった。

実施例３の撮像レンズの球面収差(軸上色収差)を図１０に、倍率色収差を図１１に、非点収差及び歪曲収差を図１２に示す。以上の結果より、実施例３の撮像レンズＬＡは、４枚レンズ構成であるが、撮像レンズＬＡ全体の焦点距離ｆが短く、小型化されており、良好な光学特性を有していることがわかる。

（比較例１）
比較例１を構成する第1レンズL1〜第４レンズL４のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径ｒ、レンズ中心厚又はレンズ間の距離ｄ、屈折率ｎｄ、アッベ数νｄを表７に、円錐係数ｋ、非球面係数を表８に示す。本比較例では、第１レンズＬ１として、屈折率ｎ１は１．６７１、アッベ数ν１は６６．１のレンズ材料を、第２レンズＬ２として、屈折率ｎ２は１．５３１、アッベ数ν２は３２．０のレンズ材料を使用した。第１レンズＬ１は屈折率とアッベ数が、第２レンズＬ２はアッベ数が本発明の範囲以外である。

この条件では、ｆ＝３．９２１ｍｍ、Ｆｎｏ＝３．２、ｎ２−ｎ１＝０．１４０、ｆ１／ｄ１＝３．２３、ｆ２／ｄ３＝−２３．５４であった。

比較例１の撮像レンズの球面収差(軸上色収差)を図１３に、倍率色収差を図１４に、非点収差及び歪曲収差を図１５に示す。以上の結果より、比較例１の撮像レンズＬＡは、４枚レンズ構成であるが、撮像レンズＬＡ全体の焦点距離ｆが短く、小型化されている。しかし、諸収差は、実施例に比べて、波長による差異が大きく、補正が不十分であり、光学特性は更なる、改善が求められる。

本発明の―実施形態に係る撮像レンズの構成を示す図。 上記撮像レンズの具体的実施例１の構成を示す図。 実施例1の撮像レンズの球面収差(軸上色収差)図。 実施例1の撮像レンズの倍率色収差図。 実施例1の撮像レンズの非点収差図及び歪曲収差図。 上記撮像レンズの具体的実施例２の構成を示す図。 実施例２の撮像レンズの球面収差(軸上色収差)図。 実施例２の撮像レンズの倍率色収差図。 実施例２の撮像レンズの非点収差図及び歪曲収差図。 実施例３の撮像レンズの球面収差(軸上色収差)図。 実施例３の撮像レンズの倍率色収差図。 実施例３の撮像レンズの非点収差図及び歪曲収差図。 比較例１の撮像レンズの球面収差(軸上色収差)図。 比較例1の撮像レンズの倍率色収差図。 比較例１の撮像レンズの非点収差図及び歪曲収差図。

ＬＡ ：撮像レンズ
S１ ：絞り
Ｌ１ ：第１レンズ
Ｌ２ ：第2レンズ
Ｌ３ ：第3レンズ
Ｌ４ ：第４レンズ
ＧＦ ：ガラス平板
Ｒ１ ：第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径
Ｒ２ ：第１レンズＬ１の像側面の曲率半径
Ｒ３ ：第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径
Ｒ４ ：第２レンズＬ２の像側面の曲率半径
Ｒ５ ：第３レンズＬ３の物体側面の曲率半径
Ｒ６ ：第３レンズＬ３の像側面の曲率半径
Ｒ７ ：第４レンズＬ４の物体側面の曲率半径
Ｒ８ ：第４レンズＬ４の像側面の曲率半径
Ｒ９ ：ガラス平板ＧＦの物体側面の曲率半径
Ｒ１０ ：ガラス平板ＧＦの像側面の曲率半径
ｄ１ ：第１レンズＬ１の中心厚
ｄ２ ：第１レンズＬ１の像側面と第2レンズＬ２の物体側面との間の距離
ｄ３ ：第２レンズＬ２の中心厚
ｄ４ ：第２レンズＬ２の像側面と第3レンズＬ３の物体側面との間の距離
ｄ５ ：第３レンズＬ３の中心厚
ｄ６ ：第３レンズＬ３の像側面と第４レンズＬ４の物体側面との間の距離
ｄ７ ：第４レンズＬ４の中心厚
ｄ８ ：第４レンズＬ４の像側面とガラス平板ＧＦの物体側面との間の距離
ｄ９ ：ガラス平板ＧＦの厚み
ｄ１０ ：ガラス平板ＧＦの像側面と像面との間の距離

Claims (1)

1. 物体側から順に、絞り、両凸形状で正のパワーを有する第1レンズ、物体側に凸面を向けた負のパワーを有するメニスカス形状の第２レンズ、像側へ凸面を向けた正のパワーを有するメニスカス形状の第３レンズ、物体側へ凸面を向けた負のパワーを有するメニスカス形状の第４レンズが配列されている撮像レンズであって、以下の条件式（１）〜（４）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   ３．００＜ｆ１／ｄ１＜１０．００ （１）
   −２０．０＜ｆ２／ｄ３＜−１１．８３ （２）
   ５０．０＜ν１＜６０．０ （３）
   ２０．０＜ν２＜３５．０ （４）
   ただし、
   ｆ１：第１レンズの焦点距離、
   ｆ２：第２レンズの焦点距離、
   ｄ１：第１レンズの中心厚、
   ｄ３：第２レンズの中心厚、
   ν１：第１レンズのアッベ数、
   ν２：第２レンズのアッベ数
   である。

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