JPH10115776A - 撮像レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、作製が容易であって光学的に十
分良好な性能を有している構成が簡単な撮像レンズを提
供するものである。 【構成】 本発明の撮像レンズは、少なくとも２枚の
正レンズと少なくとも１枚の負レンズよりなり、複数の
接合面を持つ接合レンズで、正レンズの屈折率が負レン
ズの屈折率よりも大であることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオカメラなど
電子的な撮像を行うための撮像レンズおよびそれを用い
た撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、家庭用ビデオカメラやテレビ電話
やカメラ付ドアホンなどに見られるように、電子的な撮
像を行うためのカメラが普及してきており、これらカメ
ラに用いられるレンズ系の小型軽量、低コスト化が大き
な課題である。これらカメラに用いられるレンズ系は固
定焦点距離のものでは、３〜６枚程度のレンズ構成枚数
を持っているものが一般的である。このようなレンズ系
の一例として、図１７に示すようなものが知られてい
る。このようなレンズ系は、図１７に示すようにモアレ
を消すためのローパスフィルターや赤外カットフィルタ
ー（Ｆ）が配置されているのが一般的であり、また、接
合ダブレット以外のレンズは間隔をおいて配置されてい
る。

【０００３】また、これらカメラに用いられるレンズ系
で、簡単な構成の撮像レンズの従来例として特開平４−
１９１７１６号公報に示されるように非球面単レンズを
用いたものや特開昭６１−２７７９１３号公報に示され
るようにアキシャル型屈折率分布レンズ（アキシャル型
ＧＲＩＮレンズ）１枚で構成したものなどがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の３〜６枚程度の
レンズ構成のレンズ系は、レンズ枚数が多く、レンズを
固定するための鏡枠構造も複雑なものとなり、加工・組
立時に個々のレンズの偏心により性能が劣化しやすいと
いった欠点がある。又そのためにコスト高になるという
欠点もある。

【０００５】また、特開平４−１９１７１６号公報、特
開昭６１−２７７９１３号公報などに示される従来のレ
ンズ系は、レンズ構成は簡単であるが、レンズ系の光学
的な性能が十分でないという欠点がある。特に、色収差
と像面湾曲の補正が十分とは言えない。又、収差補正能
力が高いと言われているラジアル型ＧＲＩＮレンズ１枚
で撮像レンズを構成することも考えられるが、ラジアル
型ＧＲＩＮレンズは、レンズ素材の作製が技術的に難し
いという欠点がある。

【０００６】本発明は、作製が容易で光学的に十分な性
能を持ち、構成が簡単な撮像レンズを提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像レンズの基
本構成は、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１枚
の負レンズよりなり、複数の接合面を有する接合レンズ
であって、正レンズの屈折率が負レンズの屈折率よりも
大きいことを特徴とする。

【０００８】又、本発明のレンズ系は、物体側より順
に、物体側に凸面を持つ正レンズと像側に凹面を持つ負
レンズと物体側面に凸面を持つ正レンズの３枚のレンズ
よりなり、それらが接合されて一体化されているととも
に、二つの正レンズの屈折率が前記負レンズの屈折率よ
りも大きいことを特徴とするもので、これにより本発明
の目的を達成するレンズ系でより望ましい構成のレンズ
系になし得る。

【０００９】前記課題を解決するためには、まず撮像レ
ンズを一つのレンズ要素だけで構成することが考えられ
る。このように撮像レンズを一つのレンズ要素だけで構
成できれば、それを保持するための鏡枠構造も簡素化で
き、組み立てや調整も容易となるという利点がある。こ
れによって、鏡枠や組み立て調整を含めた全体での低コ
スト化、小型軽量化が可能なうえ、組み立て誤差の影響
も少なく、光学性能を良好に保持することができる。

【００１０】前記のように撮像レンズを一つのレンズで
構成するための方法として、非球面単レンズとする方
法、アキシャル型ＧＲＩＮレンズ１枚で構成する方法、
ラジアル型ＧＲＩＮレンズ１枚で構成する方法などが考
えられる。

【００１１】しかし、前述のように非球面単レンズとす
る場合とアキシャル型ＧＲＩＮレンズ１枚で撮像レンズ
を構成する場合、光学的な性能が十分でないという問題
がある。特に、両者とも色収差と像面湾曲の補正が十分
ではない。また、ラジアル型ＧＲＩＮレンズ１枚で撮像
レンズを構成すると、光学的な性能はかなり良好である
が、素材の作製が技術的に難しいという問題がある。

【００１２】本発明は、作製技術的に確立している均質
レンズのみを用いていて一つのレンズ成分よりなるレン
ズ系を構成するものである。

【００１３】均質レンズからなる一つのレンズ成分で構
成されるレンズでよく知られているものとして、アクロ
マートと呼ばれる２枚のレンズを接合した一つのレンズ
成分にて構成したものが知られている。しかし、通常の
アクロマートは、色収差と球面収差の補正のみに着目し
ているため、像面湾曲が大きく、撮像レンズにそのまま
用いることは困難である。また、アクロマートで像面湾
曲を良好に補正しようとすると、逆に球面収差が悪化す
る。つまり、通常のアクロマートでは、色収差、球面収
差、像面湾曲の補正をすべて両立して補正することは困
難である。

【００１４】本発明は、まず３枚のレンズが接合されて
一体化されたレンズ成分を用いることにした。従来から
３枚接合レンズは存在するが、それらは、主に顕微鏡対
物レンズなどで２次スペクトルを補正するために用いら
れるもので、低分散なガラスを使用しているため、正レ
ンズの屈折率が低く像面湾曲の補正が十分ではない。

【００１５】本発明の撮像レンズは、基本構成として前
述のように、少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１
枚の負レンズを接合した一つの接合レンズ成分であっ
て、正レンズの屈折率が負レンズの屈折率よりも大にな
るようにしたもので、これによって色収差、球面収差、
像面湾曲等の諸収差を良好に補正するようにしたもので
ある。

【００１６】又本発明の撮像レンズにおいて、前記接合
レンズには、正レンズと負レンズが隣接する形で含まれ
ており、この互いに隣接する正レンズと負レンズの屈折
率を夫々Ｎ_p、Ｎ_nとするとき、下記条件（１）、（２）
を満足することが好ましい。

【００１７】（１） Ｎ_P −Ｎ_n ＞０．１ （２） １．５ｆ＜ＴＬ＜４ｆ ただし、ＴＬはレンズ系全体の長さ、ｆは全系の焦点距
離である。

【００１８】本発明の撮像レンズにおいて、より望まし
い構成として、前述のように、物体側より順に、物体側
に凸面を持つ正レンズと像側に凹面を持つ負レンズと物
体側面に凸面を持つ正レンズの３枚のレンズよりなり、
それらが接合されて一体化された構成で、二つの正レン
ズの屈折率が負レンズの屈折率よりも大きいことを特徴
とするレンズ系にすることが望ましくい。又このより望
ましい構成のレンズ系において前記条件（１）、（２）
を満足することが一層望ましい。

【００１９】まず、本発明のレンズ系を３枚のレンズに
て構成する場合でレンズ系の全長を極端に長くすること
なく、また各接合面で球面収差や色収差を良好に補正す
るためには、３枚のレンズを物体側より順に正パワー、
負パワー、正パワーの順に配置することが望ましい。こ
の場合、像面湾曲と球面収差の補正を考え、二つの正レ
ンズの屈折率を負レンズの屈折率よりも大きくし、二つ
の接合面にそれぞれ正のパワーを持たせることが好まし
い。

【００２０】つまり、ペッツバール和を小さな値にして
像面を良好に保つためには、ペッツバール和を与える式
からもわかるように、正レンズの屈折率を大きく、負レ
ンズの屈折率を小さくする必要がある。このとき、現実
のガラス範囲の中では、通常の撮像レンズと同様に本発
明レンズ系でも、像面が若干負の方向に倒れる傾向にな
る。そこで、球面収差はこの像面の倒れとうまくバラン
スさせてやる必要があり、レンズ系全体では、球面収差
を若干アンダーにしてやることが望ましい。そこで、レ
ンズ系全体に必要な正パワーを第１面、第２面（接合
面）、第３面（接合面）にそれぞれ分配し、各面が正パ
ワーを持つように構成した。これによって、各面の正パ
ワーが極端に大きくならず、各面での球面収差の発生を
小さく抑えることが出来、これにより、レンズ系全体と
して若干アンダーな球面収差量とし、像面湾曲とうまく
バランスさせることができる。このようにすると、正レ
ンズの第１レンズは両凸形状、負レンズの第２レンズは
両凹形状、正レンズの第３レンズは物体側面が凸形状と
なる。

【００２１】また、特殊な場合として、第１レンズの像
側および第２レンズの物体側を平面もしくは物体側に凸
な面としてもよい。このとき、第１レンズと第２レンズ
との接合面がパワーレスもしくは負パワーとなるが、レ
ンズ第１面と第３面（接合面）にパワーを分散させるこ
とにより、球面収差発生量を許容内に抑えることができ
る。

【００２２】さらに、本発明のレンズ系において、像面
湾曲を良好に補正するためには、前記条件（１）を満足
することが望ましい。像面湾曲を良好に補正するために
は、ペッツバール和を小さくする必要があり、正レンズ
の屈折率を大きく、負レンズの屈折率を小さくする必要
があるが、良好な補正のためにはこの条件に示される屈
折率の差をつけるのが望ましい。この条件（１）の範囲
を超えると像面湾曲を十分補正することが困難となる。

【００２３】ここで前述のように、本発明のレンズ系と
して、物体側より順に、物体側に凸面を向けた正レンズ
と像側に凹面を向けた負レンズと物体側に凸面を向けた
正レンズ特に両凸形状の正レンズ、両凹形状の負レン
ズ、物体側が凸の正レンズの、正の第１レンズ、負の第
２レンズ、正の第３レンズを接合したレンズ成分よりな
るレンズ系においては、下記条件（１Ａ）、（１Ｂ）を
満足することが望ましい。

【００２４】（１Ａ） Ｎ₁ −Ｎ₂ ＞０．１ （１Ｂ） Ｎ₃ −Ｎ₂ ＞０．１ ただし、Ｎ₁ ，Ｎ₂ ，Ｎ₃ は夫々第１レンズ、第２レン
ズ、第３レンズの屈折率である。

【００２５】上記条件（１Ａ）、（１Ｂ）におけるＮ
₁ ，Ｎ₃ は、条件（１）の正レンズの屈折率Ｎ_p 、Ｎ₂
は負レンズの屈折率Ｎ_n に相当するもので、上記３枚構
成の接合レンズを用いた本発明のレンズ系の場合、前記
条件（１Ａ）、（１Ｂ）を満足することになる。

【００２６】また、前記構成の本発明のレンズ系におい
て、各面での収差発生量を小さく保ったまま全系で所定
のパワーを持たせるためには、条件（２）を満足するこ
とが望ましい。この条件（２）を満足すれば各面での間
隔を十分広くとることができ、各面の屈折力を極端に大
きくすることなく、各収差のバランスをとることができ
る。この条件の下限を超えると、各面での光線の高さが
あまり変化せず薄肉に近くなるため、各収差のバランス
をとることが困難となる。また、上限を超えるとレンズ
系が大きくなりすぎて好ましくない。

【００２７】又、本発明のレンズ系において、色収差を
良好に補正するためには下記条件（３）を満足すること
が望ましい。

【００２８】（３） Ｖ_p −Ｖ_n ＞５ ただし、Ｖ_p 、Ｖ_n は前記互いに隣接する正レンズ、負
レンズのアッベ数である。

【００２９】上記条件（３）を外れると色収差の補正が
困難になる。ただし、レーザー用光学系等のように、単
色にて用いる場合には、条件（３）を満足しなくともよ
い。

【００３０】上記条件（３）は、前述の通りの正レンズ
の第１レンズと負レンズの第２レンズと正レンズの第３
レンズとを接合した構成の三つのレンズよりなるレンズ
系の場合、第１、第２、第３レンズのアッベ数をＶ₁ ，
Ｖ₂ ，Ｖ₃ とすると下記条件（３Ａ）、（３Ｂ）のよう
に表わせることは明らかである。

【００３１】（３Ａ） Ｖ₁ −Ｖ₂ ＞５ （３Ｂ） Ｖ₃ −Ｖ₂ ＞５ 又、本発明の撮像レンズにおいて、コマ収差、非点収差
は、絞り面をレンズ系第１面の近くに配置し、各面のパ
ワー配分を調整することにより補正することができる。
このとき、歪曲収差は若干負の方向に発生するが、つま
り樽型の歪曲収差が発生するが、これも実用上許容され
る量である。

【００３２】上記のように各面のパワーを調整してコマ
収差、非点収差を良好に補正するためには、下記条件
（４）、（５）、（６）を満足することが望ましい。

【００３３】（４） ０．４φ＜φ₁ ＜１．２φ （５） −０．３φ＜φ₂ ＜０．５φ （６） ０＜φ₃ ＜０．６φ ここで、φはレンズ系全体のパワー、φ₁ は第１面のパ
ワー、φ₂ は第２面のパワー、φ₃ は第３面のパワーで
ある。

【００３４】これらの条件を超えると、各収差の良好な
バランスをとることが難しくなり、光学性能が悪化す
る。即ち、条件（４）、（５）、（６）の下限を超える
といずれも全系のパワーを獲得することが難しくなり、
無理に全系のパワーを獲得しようとすると他の面のパワ
ーが大になり全体としてコマ収差、非点収差が悪化す
る。又、条件（４）の上限を超えると非点収差が悪化
し、条件（５）の上限を超えるとコマ収差および球面収
差が悪化する。又条件（６）の上限を超えるとコマ収差
が悪化する。更に、条件（５）の上限および条件（６）
の上限を超えると接合面の曲率がきつくなりレンズが加
工しにくく、コスト高になる。

【００３５】以上の構成により、本発明のレンズ系は、
撮像レンズとして実用上十分な収差レベルとすることが
できる。

【００３６】また、これまでは３枚構成の接合レンズで
の説明を行ったが、レンズ枚数を増やして４枚以上の構
成にしても、光学的には同等以上の効果を得ることがで
きる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以上の本発明の撮像レンズについ
ての、又撮像レンズを用いた撮像装置についての実施の
形態を述べる。

【００３８】まず本発明の撮像レンズの各実施例につい
て説明する。

【００３９】実施例１は、図１に示すように、物体側よ
り順に、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズと物
体側面が凸形状で像面側が平面形状の正レンズの３枚の
レンズを接合して一体化した撮像レンズで、絞り面はレ
ンズ第１面上に設定されている。この実施例では、無限
遠方の物体に対するベスト像がレンズ最終面から距離
０．７のところにできる。そのレンズデータは以下に示
すものである。 ｆ＝6 mm，Ｆ／2.0 ，最大像高1.8 mm，画角２ω＝35.0° ｒ₁ ＝6.4277（絞り） ｄ₁ ＝4.5173 ｎ₁ ＝1.72916 ν₁ ＝54.68 ｒ₂ ＝-4.3411 ｄ₂ ＝3.0845 ｎ₂ ＝1.56732 ν₂ ＝42.83 ｒ₃ ＝3.2588 ｄ₃ ＝3.1426 ｎ₃ ＝1.77250 ν₃ ＝49.60 ｒ₄ ＝∞ ＬＴ＝1.79ｆ φ₁ ＝0.681 φ，φ₂ ＝0.224 φ，φ₃ ＝0.378 φ このレンズ系の収差状況は図７に示すとおりであり、各
収差とも良好に補正されている。なお、図７は物体距離
が無限遠方の場合を示している。

【００４０】実施例２は、図２に示すように、物体側よ
り順に、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズと両
凸形状の正レンズの３枚のレンズを接合して一体化した
撮像レンズで、絞り面はレンズ第１面上に設定されてい
る。この実施例は、無限遠方の物体に対するベスト像が
レンズ最終面から距離０．９のところにできるように構
成されており、そのレンズデータは以下に示すものであ
る。 ｆ＝5 mm，Ｆ／2.0 ，最大像高1.8 mm，画角２ω＝41.9° ｒ₁ ＝7.2706（絞り） ｄ₁ ＝3.6851 ｎ₁ ＝1.81600 ν₁ ＝46.62 ｒ₂ ＝-3.7802 ｄ₂ ＝2.0474 ｎ₂ ＝1.59270 ν₂ ＝35.30 ｒ₃ ＝4.1993 ｄ₃ ＝3.5654 ｎ₃ ＝1.81600 ν₃ ＝46.62 ｒ₄ ＝-13.7422 ＬＴ＝1.86ｆ φ₁ ＝0.561 φ，φ₂ ＝0.295 φ，φ₃ ＝0.266 φ このレンズ系の収差状況は図８に示すとおりであり、各
収差とも良好に補正されている。なお、図８は物体距離
が無限遠方の場合を示している。

【００４１】実施例３は、図３に示す構成で、物体側よ
り順に、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズと物
体側面が凸形状で像面側が平面である正レンズの３枚の
レンズを接合して一体化した撮像レンズで、絞り面はレ
ンズ第１面上に設定されている。この実施例は、距離２
８０mmの物体に対するベスト像がちょうどレンズ最終面
上にできるように構成され、そのレンズデータは以下に
示すものである。 ｆ＝4.5 mm，Ｆ／1.8 ，最大像高1.8 mm，画角２ω＝47.6° ｒ₁ ＝5.3757（絞り） ｄ₁ ＝3.7197 ｎ₁ ＝1.81600 ν₁ ＝46.62 ｒ₂ ＝-3.9287 ｄ₂ ＝2.8910 ｎ₂ ＝1.59270 ν₂ ＝35.30 ｒ₃ ＝2.4461 ｄ₃ ＝2.7989 ｎ₃ ＝1.81600 ν₃ ＝46.62 ｒ₄ ＝∞ ＬＴ＝2.09ｆ φ₁ ＝0.683 φ，φ₂ ＝0.256 φ，φ₃ ＝0.411 φ このレンズ系の収差状況は図９に示すとおりであり、各
収差とも良好に補正されている。なお、図９は物体距離
が無限遠方の場合を示している。

【００４２】実施例４は、図４に示すもので、物体側よ
り順に、両凸形状の正レンズと両凹形状の負レンズと物
体側面が凸形状で像面側が平面の正レンズの３枚のレン
ズを接合して一体化した撮像レンズで、絞り面はレンズ
第１面よりも物体側に設定されている。この実施例は、
距離１３０００mmの物体に対するベスト像がちょうどレ
ンズ最終面上にできるように構成されている。そのレン
ズデータは以下に示すものである。 ｆ＝10 mm ，Ｆ／1.0 ，最大像高1.8 mm，画角２ω＝20.7° ｒ₁ ＝（絞り） ｄ₁ ＝1.0000 ｒ₂ ＝11.2828 （非球面）ｄ₂ ＝5.4246 ｎ₁ ＝1.78650 ν₁ ＝50.00 ｒ₃ ＝-7.6604 ｄ₃ ＝6.2000 ｎ₂ ＝1.59270 ν₂ ＝35.30 ｒ₄ ＝8.2280 ｄ₄ ＝7.8489 ｎ₃ ＝1.78650 ν₃ ＝50.00 ｒ₅ ＝∞ 非球面係数 Ｐ＝1 ，Ａ₄ ＝-9.5047 ×10^-5，Ａ₆ ＝-4.6575 ×10^-6 ＬＴ＝1.95ｆ φ₁ ＝0.697 φ，φ₂ ＝0.253 φ，φ₃ ＝0.236 φ このレンズ系の収差状況は図１０に示すとおりであり、
各収差とも良好に補正されている。なお、図１０は物体
距離が無限遠方の場合を示している。

【００４３】この実施例４は、Ｆ／１．０と大変明るい
レンズ系となっている。この口径比を達成するために、
レンズ第１面に非球面を用いていて、Ｆ／１．０と非常
に明るいレンズ系にしたものである。

【００４４】この実施例で用いる非球面は、光軸との交
点を原点として光軸方向にｘ軸、これに垂直な面内にｙ
軸をとるとき、次式にて表わされるものである。

【００４５】ただし、ｒは基準球面の曲率半径、ｐ，Ａ
_2iは非球面を表わす係数である。

【００４６】この実施例４のように、レンズの口径を極
端に大きくすると、全系に必要な正パワーを３つの面に
分散させたとしても、球面収差の量が像面湾曲のアンダ
ー側への倒れ量に比べてさらに大きくアンダーになる。
これを補正するためには、非球面の導入が効果的であ
り、正のパワーが大きく絞りに近いレンズ第１面に、光
軸から周辺にいくにしたがって正のパワーが減少するよ
うに非球面を構成するのが効果的である。これによっ
て、アンダー側にでた球面収差を補正し、像面湾曲の量
とうまくバランスをとることができる。

【００４７】実施例５は、図５に示すように、物体側よ
り順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レン
ズと像側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズと物
体側面が凸形状で像面側が平面の正レンズの３枚のレン
ズを接合して一体化した撮像レンズで、絞り面は正のメ
ニスカスレンズの第１レンズと負のメニスカスレンズの
第２レンズの間に設定されている。また、この実施例５
はレンズ系の像側が樹脂でうめられている。

【００４８】この実施例５は、距離２８０mmの物体に対
するベスト像がレンズ最終面から距離１．０mm後方の樹
脂内にできるように構成されており、ここで、樹脂の厚
みを１．０mmにしておけば樹脂の端面が結像面となる。
この実施例５のレンズデータは以下に示すものである。 ｆ＝6 mm，Ｆ／2.0 ，最大像高1.8 mm，画角２ω＝33.9° ｒ₁ ＝4.6104 ｄ₁ ＝4.4456 ｎ₁ ＝1.72916 ν₁ ＝54.68 ｒ₂ ＝4.6314（絞り） ｄ₂ ＝2.1242 ｎ₂ ＝1.56732 ν₂ ＝42.83 ｒ₃ ＝2.8562 ｄ₃ ＝3.1426 ｎ₃ ＝1.77250 ν₃ ＝49.60 ｒ₄ ＝∞ ｄ₄ ＝1.0000 ｎ₄ ＝1.49216 ν₄ ＝57.50 ｒ₅ ＝∞ ＬＴ＝1.62ｆ φ₁ ＝0.949 φ，φ₂ ＝-0.210φ，φ₃ ＝0.431 φ このレンズ系の収差状況は図１１に示すとおりであり、
各収差とも良好に補正されている。なお、図１１は物体
距離が無限遠方の場合を示している。

【００４９】この実施例５は絞りが第１レンズと第２レ
ンズの間に設定されているが、この絞りは第１レンズと
第２レンズを接合する前にそのどちらかの接合面に酸化
クロムなどを蒸着した遮光部分を設けておくことにより
構成することができる。

【００５０】実施例６は、図６に示すようなものであ
り、物体側より順に、物体側面が凸形状で像面側が平面
の正レンズと物体側面が平面で像面側が凹形状の負レン
ズと両凸形状の正レンズの３枚のレンズを接合して一体
化した撮像レンズで、絞り面は第１レンズの物体側の面
上に設定されている。また、この例ではレンズ系の像側
が樹脂でうめられている。本実施例では、距離５３０mm
の物体に対するベスト像がレンズ最終面から１．０mm後
方の樹脂内にできるように構成されており、ここで、樹
脂の厚みを１．０mmにしておけば樹脂の端面が結像面と
なる。そのレンズデータは以下に示すものである。 ｆ＝5 mm，Ｆ／2.0 ，最大像高1.8 mm，画角２ω＝35.0° ｒ₁ ＝6.4067（絞り） ｄ₁ ＝4.5095 ｎ₁ ＝1.81600 ν₁ ＝46.62 ｒ₂ ＝∞ ｄ₂ ＝2.7438 ｎ₂ ＝1.53172 ν₂ ＝48.91 ｒ₃ ＝4.2264 ｄ₃ ＝3.9189 ｎ₃ ＝1.88300 ν₃ ＝40.78 ｒ₄ ＝-30.4102 ｄ₄ ＝1.0000 ｎ₄ ＝1.49216 ν₄ ＝57.50 ｒ₅ ＝∞ ＬＴ＝2.23ｆ φ₁ ＝0.637 φ，φ₂ ＝0 ，φ₃ ＝0.416 φ このレンズ系の収差状況は図１２に示すとおりであり、
各収差とも良好に補正されている。なお、図１２は物体
距離が無限遠方の場合を示している。

【００５１】この実施例６は、第１レンズと第２レンズ
の接合面が平面であるため、レンズ加工や接合がしやす
く、低コストになるという利点がある。

【００５２】以上に示した実施例のうち、実施例１、実
施例３、実施例４および実施例５は、最も像側の面（第
３レンズの像側の面）が平面になっており、しかも、像
面がこの面の近くに位置しており、レンズ系をＣＣＤな
どの撮像素子と一体化させて撮像装置を構成する場合に
大変好都合である。

【００５３】図１３は、本発明の実施例１のレンズ系を
用いて撮像レンズと撮像素子と一体化させた撮像装置の
例を示したものである。この図において１はレンズ系、
２は撮像素子の撮像チップ、３は撮像素子の撮像面、４
は撮像素子のセラミックス基板であり、レンズ系最終面
である平面の部分を保護ガラスをはずした撮像素子のセ
ラミックス基板４に直接接着したものである。実施例１
のレンズ系は、無限遠方の物体に対するベスト像がレン
ズ最終面後方０．７mmの位置に形成される。したがっ
て、レンズ最終面と撮像面との間隔が０．７mmになるよ
うにしておけば、この一体化した撮像装置により、無限
遠方にある物体の像を撮像することがきる。このとき、
被写界深度により無限遠方よりレンズ側にある物体でも
かなり広い範囲で撮像することができる。

【００５４】図１４は、本発明の実施例３もしくは実施
例４のレンズ系を用いて撮像素子と一体化させたデバイ
スの例を示したもので、図中（Ａ）は側面図、（Ｂ）は
平面図である。図において５はレンズ系、６は撮像素子
の撮像チップ、７は撮像素子の撮像面、８は撮像素子の
セラミックス基板、９は撮像チップの結線部であり、レ
ンズ系最終面である平面の部分を保護ガラスをはずした
撮像素子の撮像チップ６に直接接着したものである。実
施例３のレンズ系では、距離２８０mmにある物体に対す
るベスト像がちょうどレンズ最終面上付近にできる。ま
た、実施例５のレンズ系の場合、距離１３０００mmにあ
る物体に対するベスト像がちょうどレンズ最終面上付近
にできる。したがって、このように撮像チップに直接接
着し一体化した撮像装置により、所定の距離にある物体
の像を撮像することができる。このとき、被写界深度に
より所定の距離前後の物体もかなり広い範囲で撮像する
ことができる。また、接着の際に、レンズの外形として
結線部との干渉を避けるために、レンズの像側の部分を
図に示すようにステップ状に加工している。

【００５５】さらに、図１５は本発明の実施例５もしく
は実施例６のレンズ系を用いて、レンズと撮像素子の間
を樹脂でうめて一体化させた構成のものである。この図
において１０はレンズ系、１１は撮像素子の撮像チッ
プ、１２は撮像素子の撮像面、１３は撮像素子のセラミ
ックス基板であり、レンズ系と撮像チップの間が樹脂１
４でうめられている。実施例５のレンズ系では、距離２
８０mmにある物体に対するベスト像がレンズ系より１mm
だけ後方の樹脂内にできる。したがって、樹脂の厚みを
１mmに調整しておけば、距離２８０mmにある物体の像を
撮像することができる。このとき、被写界深度により距
離２８０mm前後の物体もかなり広い範囲で撮像すること
ができる。

【００５６】この実施例５のように、レンズ系と撮像素
子の間を樹脂でうめる構成をとることによりマージナル
光線がレンズ後方で大きな角度を持たないようにできる
ため、レンズ系像側ＮＡを大きくとることができる。

【００５７】また、実施例６のレンズ系は、距離５３０
mmにある物体に対するベスト像がレンズ系より１mmだけ
後方の樹脂内に形成される。したがって、樹脂の厚みを
１mmに調整しておけば、距離５３０mmにある物体の像を
撮像することができる。このとき、被写界深度により距
離５３０mm前後の物体もかなり広い範囲で撮像すること
ができる。この実施例６は樹脂に接するレンズ面（レン
ズ最終面）が曲率を持っているが、樹脂を用いれば、撮
像レンズと撮像素子との一体化が容易である。

【００５８】以上説明したように、本発明のレンズ系
は、これと撮像素子とを一体化させた撮像装置を構成す
るときにも好適なもので、特に、レンズ最終面を平面と
したものは、容易に撮像素子と一体化させることができ
る。

【００５９】このとき、従来撮像レンズの後方に配置さ
れていたローパスフィルターや赤外カットフィルターを
次のようにすることにより、このようなフィルターの機
能を有する撮像光学系や光学系と撮像素子を一体化させ
た撮像装置を構成し得る。

【００６０】まず、赤外カットフィルターの機能を持た
せるためには、例えば、図１６（Ａ）に示すようにレン
ズ１５を構成するガラス素材の内部に銅イオン等の赤外
光を吸収する元素を含ませておく方法や、図１６（Ｂ）
に示すようにレンズの表面に赤外光をカットするコーテ
ィング１６をほどこす方法などが考えられる。

【００６１】また、ローパスフィルターの機能を持たせ
るためには、レンズ系の収差および回折ボケをモアレを
発生させている画素ピッチ程度に大きくしておく方法
や、レンズ第１面上にモアレを消すための回折パターン
を構成する方法などが考えられる。

【００６２】本発明の撮像レンズは、特許請求の範囲に
記載する構成のもののほか、次の各項に記載する構成の
ものも本発明の目的を達成し得る。

【００６３】（１）特許請求の範囲の請求項１、２又は
３に記載するレンズ系で、下記条件（４）、（５）、
（６）を満足することを特徴とする撮像レンズ。

【００６４】（４） ０．４φ＜φ₁ ＜１．２φ （５） −０．３φ＜φ₂ ＜０．５φ （６） ０＜φ₃ ＜０．６φ （２）特許請求の範囲の請求項１、２又は３に記載する
レンズ系で、各接合面が正のパワーを持つかパワーレス
レンズであることを特徴とする撮像レンズ。

【００６５】（３）特許請求の範囲の請求項１に記載す
るレンズ系で、物体側より順に、物体側に凸面を持つ正
レンズと、像側に凹面を持つ負レンズと、物体側に凸面
を持つ正レンズとの３枚レンズよりなり、三つのレンズ
が互いに接合されて一体化されたもので、二つの正レン
ズの屈折率が負レンズの屈折率よりも大きいことを特徴
とする撮像レンズ。

【００６６】（４）特許請求の範囲の請求項１、２又は
３あるいは前記の（１）、（２）又は（３）の項に記載
するレンズ系で、最も像側の面が平面であることを特徴
とする撮像レンズ。

【００６７】（５）特許請求の範囲の請求項１、２又は
３あるいは前記の（１）、（２）、（３）又は（４）の
項に記載するレンズ系で、最も物体側のレンズの物体側
の面が光軸から周辺にいくにしたがって正のパワーが減
少するような非球面であることを特徴とする撮像レン
ズ。

【００６８】（６）特許請求の範囲の請求項１、２又は
３あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）又は
（５）の項に記載するレンズ系で、少なくとも一つのレ
ンズの内部又は表面に赤外光カット機能を持たせたこと
を特徴とする撮像レンズ。

【００６９】（７）特許請求の範囲の請求項１、２又は
３あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、
（５）又は（６）の項に記載するレンズ系で、少なくと
も一つのレンズの内部又は表面にローパスフィルターの
機能を持たせることを特徴とする撮像レンズ。

【００７０】（８）特許請求の範囲の請求項１、２又は
３あるいは前記の（１）、（２）、（３）、（４）、
（５）、（６）又は（７）の項に記載する撮像レンズと
撮像素子を一体化したことを特徴とする撮像装置。

【００７１】（９）前記の（８）の項に記載するレンズ
系で、レンズ系の像側の面付近の外周部がレンズ系全体
の外形よりも小さくなるように加工したことを特徴とす
る撮像装置。

【００７２】（１０）前記の（８）の項に記載する撮像
装置で、撮像レンズと撮像素子とを樹脂でうめて一体化
したことを特徴とする撮像装置。

【００７３】

【発明の効果】本発明の撮像レンズは、均質レンズであ
ることから作製が容易であり、しかも光学的にも十分な
性能を有している。また、接合により撮像レンズが一つ
のレンズ成分として一体化されており、鏡枠構造や組み
立て調整が簡単となり、組み立て誤差などの影響も少な
い。レンズ構成枚数は３枚になし得るので、従来の３〜
６枚構成のものに比べてレンズ系周辺を含めたトータル
では大きな部品点数の削減となり、レンズ系の小型計
量、低コスト化が可能である。更に本発明の撮像レンズ
と撮像素子を一体化することにより、簡単な構成の撮像
装置を構成し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の撮像レンズの実施例１の断面図

【図２】本発明の撮像レンズの実施例２の断面図

【図３】本発明の撮像レンズの実施例３の断面図

【図４】本発明の撮像レンズの実施例４の断面図

【図５】本発明の撮像レンズの実施例５の断面図

【図６】本発明の撮像レンズの実施例６の断面図

【図７】本発明の実施例１の収差曲線図

【図８】本発明の実施例２の収差曲線図

【図９】本発明の実施例３の収差曲線図

【図１０】本発明の実施例４の収差曲線図

【図１１】本発明の実施例５の収差曲線図

【図１２】本発明の実施例６の収差曲線図

【図１３】撮像レンズと撮像素子とを一体化させた撮像
装置の構成の一例を示す図

【図１４】撮像レンズと撮像素子とを一体化させた撮像
装置の構成の他の例を示す図

【図１５】撮像レンズと撮像素子とを一体化させた撮像
装置の構成の更に他の例を示す図

【図１６】赤外カットフィルターの機能を持たせた撮像
装置の例を示す図

【図１７】従来の撮像レンズの構成を示す図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２枚の正レンズと少なくとも１
   枚の負レンズよりなる接合レンズにて構成され、前記接
   合レンズが複数の接合面を有し、正レンズの屈折率が負
   レンズの屈折率よりも大であることを特徴とする撮像レ
   ンズ。
2. 【請求項２】前記接合レンズには、正レンズと負レンズ
   が隣接する形で含まれており、この互いに隣接する正レ
   ンズと負レンズの屈折率を夫々Ｎ_p、Ｎ_nとするとき、下
   記条件を満足することを特徴とする請求項１の撮像レン
   ズ。 （１） Ｎ_P −Ｎ_n ＞０．１ （２） １．５ｆ＜ＴＬ＜４ｆ ただし、ＴＬはレンズ系全体の長さ、ｆはレンズ系全体
   の焦点距離である。
3. 【請求項３】下記条件を満足することを特徴とする請求
   項２の撮像レンズ。 （３） Ｖ_p −Ｖ_n ＞５ ただし、Ｖ_p 、Ｖ_n は前記互いに隣接する正レンズ、負
   レンズのアッベ数である。