撮像レンズ
【課題】よりコンパクトな構成でありながら高い結像性能を発現する撮像レンズを提供する。
【解決手段】この撮像レンズは、物体側に凸面を向けた正の第１レンズＧ１と、物体側に凹面を向けた負のメニスカス形状の第２レンズＧ２と、正の第３レンズＧ３と、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズＧ４とを物体側から順に備え、条件式（１）〜（５）を全て満足するように構成したので、コンパクト化を実現すると共に高い結像性能を確保することができる。条件式（１）は第１レンズのパワーを規定するものであり、条件式（２），（３）はレンズの分散を規定するものであり、条件式（４）は第２レンズのパワーを規定するものであり、条件式（５）は第３レンズのパワーを規定するものである。
【解決手段】この撮像レンズは、物体側に凸面を向けた正の第１レンズＧ１と、物体側に凹面を向けた負のメニスカス形状の第２レンズＧ２と、正の第３レンズＧ３と、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズＧ４とを物体側から順に備え、条件式（１）〜（５）を全て満足するように構成したので、コンパクト化を実現すると共に高い結像性能を確保することができる。条件式（１）は第１レンズのパワーを規定するものであり、条件式（２），（３）はレンズの分散を規定するものであり、条件式（４）は第２レンズのパワーを規定するものであり、条件式（５）は第３レンズのパワーを規定するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
これらの撮像装置では、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子が用いられている。このような撮像装置は、近年、撮像素子の小型化が進んでいることから、装置全体としても非常に小型化が図られてきている。また、撮像素子の高画素化も進んでおり、高解像、高性能化が図られてきている。
【０００４】
このような小型化した撮像装置に用いられる撮像レンズとしては、例えば以下の特許文献記載のものがある。特許文献１，２には、３枚構成の撮像レンズがそれぞれ記載されている。特許文献３〜６には、４枚構成の撮像レンズがそれぞれ記載されている。特許文献３記載の撮像レンズでは、物体側から２番目のレンズと３番目のレンズとの間に絞りが配置され、特許文献４記載の撮像レンズでは、最も物体側に絞りが配置されている。特許文献５，６記載の撮像レンズでは、最も物体側あるいは物体側から１番目のレンズと２番目のレンズとの間に絞りが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４８５１６号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１６５９号公報
【特許文献３】特開２００４−３０２０５７号公報
【特許文献４】特開２００５−２４５８１号公報
【特許文献５】特開２００５−４０２７号公報
【特許文献６】特開２００５−４０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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枚または４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。この場合、非球面はコンパクト化および高性能化に寄与するが、製造性の点で不利でありコスト高になり易いので、その使用は製造性を十分考慮したものとすることが望ましい。上記各特許文献記載のレンズは、３枚または４枚構成で非球面を用いた構成となっているが、例えば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。
【０００９】
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、よりコンパクトな構成でありながら高い結像性能を発現する撮像レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の撮像レンズは、物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズと、物体側に凹面を向けた負のパワーを有する第２レンズと、正のパワーを有する第３レンズと、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズとを物体側から順に備え、かつ、以下の条件式（１）〜（５）を全て満足するように構成されたものである。
【００１１】
本発明の第２の撮像レンズは、物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズと、物体側に凹面を向けた負のパワーを有する第２レンズと、正のパワーを有する第３レンズと、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズとを物体側から順に備え、第１レンズと第２レンズとの間に空気間隔を有し、かつ以下の条件式（５）を満足するように構成されたものである。
【００１２】
本発明の第３の撮像レンズは、物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズと、物体側に凹面を向けた負のパワーを有する第２レンズと、正のパワーを有する第３レンズと、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズとを物体側から順に備え、かつ以下の条件式（１），（５）を満足するように構成されたものである。
【００１３】
但し、第１レンズの焦点距離をｆ１、全体の焦点距離をｆ、第１レンズのｄ線に対する屈折率をｎ１、第１レンズのｄ線に対するアッベ数をν１、第２レンズの焦点距離をｆ２、第３レンズの焦点距離をｆ３とした。
【００１４】
０．７＜ｆ１／ｆ＜１．１ ……（１）
１．４５＜ｎ１＜１．６ ……（２）
ν１＞６０ ……（３）
０．８＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．８ ……（４）
１．９＜ｆ３／ｆ＜２０ ……（５）
本発明の第１ないし第３の撮像レンズでは、４枚という少ないレンズ枚数によってコンパクト化が可能になると共に、高い結像性能が得られる。特に、本発明の第１の撮像レンズでは、例えば５００万画素の撮像素子を搭載したデジタルカメラにも対応可能な結像性能が得られる。本発明の第１の撮像レンズでは、第１レンズが条件式（１）を満足するようなパワーを有しているので大型化が抑制されると共に球面収差の増大が抑制される。さらに、第１レンズが条件式（２），（３）を満足するようなレンズ材料によって形成されているので、軸上色収差が低減される。さらに、条件式（４），（５）を満足するように構成されているので、球面収差やコマ収差等の高次収差が良好に補正されるうえ、コンパクト化が実現される。
【００１５】
本発明の第１の撮像レンズでは、さらに以下の条件式（６）を満たすようにするとよい。但し、ｂｆは第４レンズの像側の面から撮像面まで（バックフォーカス）の距離（空気換算）であり、ＴＬは第１レンズの物体側の面から撮像面までの距離（但し、バックフォーカスは空気換算）である。これを満足するようにすると、より十分なバックフォーカスが確保される。
【００１６】
ｂｆ／ＴＬ＞０．２ ……（６）
本発明の第１の撮像レンズでは、さらに以下の条件式（７）を満たすようにするとよい。但し、Ｉｈは撮像面での最大像高である。これを満足するようにすると、さらなる小型化が達成される。
【００１７】
ＴＬ／（２×Ｉｈ）＜１．１ ……（７）
本発明の第１の撮像レンズでは、第１レンズから第４レンズが、それぞれ少なくとも１つの非球面を含んでいることが望ましい。こうすることで、高い収差性能が比較的容易に得られる。また、第１レンズを光学ガラスによって構成すると共に第２レンズから第４レンズを全て樹脂材料によって構成した場合には、諸収差（特に色収差）の低減と共に軽量化も実現される。
【００１８】
本発明の第１の撮像レンズでは、さらに、第１レンズにおける光軸上の物体側の面位置と、第１レンズにおける光軸上の像側の面位置との間に絞りを配置するようにするとよい。このようにすると、全長の短縮化に有利となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１ないし第３の撮像レンズによれば、物体側に凸面を向けた正の第１レンズと、物体側に凹面を向けた負の第２レンズと、正の第３レンズと、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズとを物体側から順に備え、かつ、所定の条件式を満足するようにしたので、コンパクト化を実現すると共に高い結像性能を確保することができる。特に、本発明の第１の撮像レンズによれば、条件式（１）〜（５）を全て満足するようにしたので、よりコンパクト化に有利になると共に、より高い結像性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応する断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応する断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応する断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第４の構成例を示すものであり、実施例４に対応する断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第５の構成例を示すものであり、実施例５に対応する断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第６の構成例を示すものであり、実施例６に対応する断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第７の構成例を示すものであり、実施例７に対応する断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第８の構成例を示すものであり、実施例８に対応する断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第９の構成例を示すものであり、実施例９に対応する断面図である。
【図１０】実施例１の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図１１】実施例１の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図１２】実施例２の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図１３】実施例２の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図１４】実施例３の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図１５】実施例３の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図１６】実施例４の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図１７】実施例４の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図１８】実施例５の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図１９】実施例５の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図２０】実施例６の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図２１】実施例６の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図２２】実施例７の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図２３】実施例７の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図２４】実施例８の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図２５】実施例８の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図２６】実施例９の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図２７】実施例９の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図２８】実施例１〜９の各撮像レンズにおける式（１）〜（７）に対応する数値を示す説明図である。
【図２９】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を示す収差図である。
【図３０】実施例２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を示す収差図である。
【図３１】実施例３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を示す収差図である。
【図３２】実施例４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を示す収差図である。
【図３３】実施例５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を示す収差図である。
【図３４】実施例６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を示す収差図である。
【図３５】実施例７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を示す収差図である。
【図３６】実施例８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を示す収差図である。
【図３７】実施例９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を示す収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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１０，図１１）のレンズ構成に対応している。また、図２〜図９は、それぞれ本実施の形態における第２〜第９の構成例を示している。第２の構成例は後述の第２の数値実施例（図１２，図１３）のレンズ構成に対応し、第３の構成例は後述の第３の数値実施例（図１４，図１５）のレンズ構成に対応し、第４の構成例は後述の第４の数値実施例（図１６，図１７）のレンズ構成に対応し、第５の構成例は後述の第５の数値実施例（図１８，図１９）のレンズ構成に対応し、第６の構成例は後述の第６の数値実施例（図２０，図２１）のレンズ構成に対応し、第７の構成例は後述の第７の数値実施例（図２２，図２３）のレンズ構成に対応し、第８の構成例は後述の第８の数値実施例（図２４，図２５）のレンズ構成に対応し、第９の構成例は後述の第９の数値実施例（図２６，図２７）のレンズ構成に対応している。図１〜図９において、符号Ｓｉは、最も物体側の構成要素の面を１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９の構成例についても説明する。
【００２３】
この撮像レンズは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を用いた携帯用モジュールカメラやデジタルカメラ等に搭載されて使用されるものである。この撮像レンズは、光軸Ｚ１に沿って、絞りＳｔ、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、第３レンズＧ３および第４レンズＧ４が、物体側より順に配設された構成となっている。この撮像レンズの結像面（撮像面）Ｓｉｍｇには、ＣＣＤなどの撮像素子（図示せず）が配置される。撮像素子の撮像面付近には、撮像面を保護するためのカバーガラスＣＧが配置されている。第４レンズＧ４と結像面（撮像面）との間には、カバーガラスＣＧのほか、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの他の光学部材が配置されていても良い。
【００２４】
第１レンズＧ１は、近軸近傍（光軸近傍）において物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、かつ、正のパワーを有している。ただし、第６，第９の構成例のように、第１レンズＧ１は、近軸近傍において両凸形状となっていてもよい。第１レンズＧ１は、例えば物体側の面Ｓ１および像側の面Ｓ２のうちの少なくとも一方が非球面であることが望ましく、特に、両面Ｓ１，Ｓ２が非球面であることが望ましい。このような第１レンズＧ１は、分散の小さな光学ガラスによって構成されている。また、絞りＳｔについては、撮像素子への入射角を小さくするためには、なるべく物体側寄りの位置に配置されているほうが有利である。一方で、絞りＳｔが面Ｓ１よりも物体側に位置すると、その分（絞りＳｔと面Ｓ１との距離）が光路長として加算されてしまうので全体構成の小型化（低背化）の面で不利となる。このような理由から、絞りＳｔは、光軸Ｚ１上における面Ｓ１と面Ｓ２との間に配置されることが望ましい。
【００２５】
第２レンズＧ２は、近軸近傍において物体側に凹面を向けたメニスカス形状をなし、かつ、負のパワーを有している。ただし、第９の構成例のように、第２レンズＧ２は、近軸近傍において両凹形状となっていてもよい。第２レンズＧ２は、例えば物体側の面Ｓ３および像側の面Ｓ４のうちの少なくとも一方が非球面であることが望ましく、特に、両面Ｓ３，Ｓ４が非球面であることが望ましい。
【００２６】
第３レンズＧ３は、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、かつ、正のパワーを有している。第３レンズＧ３は、例えば物体側の面Ｓ５および像側の面Ｓ６のうちの少なくとも一方が非球面であることが望ましい。特に、有効径の範囲内において、面Ｓ５が周辺に近づくほど正のパワーが弱くなる非球面形状であり、面Ｓ６が有効径の範囲内で周辺に近づくほど負のパワーが弱くなる非球面形状であることが望ましい。すなわち、物体側の面Ｓ５が、近軸近傍では凸形状でありながら周辺部では凹形状となる非球面であり、像側の面Ｓ６が、近軸近傍では凹形状でありながら周辺部では凸形状となる非球面であることが望ましい。
【００２７】
第４レンズＧ４は、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、例えば正のパワーを有している。第４レンズＧ４は、例えば物体側の面Ｓ７および像側の面Ｓ８のうちの少なくとも一方が非球面であることが望ましい。特に、有効径の範囲内において、面Ｓ７が周辺に近づくほど正のパワーが弱くなる非球面形状であり、面Ｓ８が周辺に近づくほど負のパワーが弱くなる非球面形状であることが望ましい。すなわち、物体側の面Ｓ７が、近軸近傍では凸形状でありながら周辺部では凹形状となる非球面であり、像側の面Ｓ８が、近軸近傍では凹形状でありながら周辺部では凸形状となる非球面であることが望ましい。
【００２８】
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〜第４レンズＧ４は、全て樹脂材料により構成されている。これにより、複雑な非球面形状が高精度に形成されると共に、撮像レンズ全体としての軽量化が図られている。
【００２９】
さらに、この撮像レンズは以下の条件式（１）〜（５）を全て満足するように構成されている。但し、第１レンズＧ１の焦点距離をｆ１、全体の焦点距離をｆ、第１レンズＧ１のｄ線に対する屈折率をｎ１、第１レンズＧ１のｄ線に対するアッベ数をν１、第２レンズＧ２の焦点距離をｆ２、第３レンズＧ３の焦点距離をｆ３としている。
【００３０】
０．７＜ｆ１／ｆ＜１．１ ……（１）
１．４５＜ｎ１＜１．６ ……（２）
ν１＞６０ ……（３）
０．８＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．８ ……（４）
１．９＜ｆ３／ｆ＜２０ ……（５）
この撮像レンズでは、さらに以下の条件式（６）を満たすようにするとよい。但し、ｂｆは第４レンズＧ４の像側の面Ｓ７から撮像面Ｓｉｍｇまで（バックフォーカス）の距離（空気換算）であり、ＴＬは第１レンズＧ１の物体側の面Ｓ１から撮像面Ｓｉｍｇまでの距離（但し、バックフォーカスは空気換算）である。
【００３１】
ｂｆ／ＴＬ＞０．２ ……（６）
この撮像レンズでは、さらに以下の条件式（７）を満たすようにするとよい。但し、Ｉｈは撮像面での最大像高である。
【００３２】
ＴＬ／（２×Ｉｈ）＜１．１ ……（７）
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。
【００３３】
本発明の撮像レンズでは、第１レンズＧ１〜第４レンズＧ４の各レンズ面を偶数次および奇数次の非球面係数により規定される非球面形状とすることで、４枚という少ないレンズ枚数によってコンパクト化がなされると共に、例えば５００万画素の撮像素子を搭載したデジタルカメラにも対応可能な高い結像性能が得られる。具体的には、第１レンズＧ１が条件式（１）を満足するようなパワーを有しているので大型化が抑制されると共に球面収差の増大も抑制される。さらに、第１レンズＧ１が条件式（２），（３）を満足するような光学ガラスによって形成されているので、軸上色収差が低減される。さらに、条件式（４），（５）を満足するように構成されているので、球面収差やコマ収差等の高次収差が良好に補正されるうえ、コンパクト化に寄与する。さらに、条件式（６），（７）を満足するように構成した場合には、十分なバックフォーカスを確保しつつ、さらなる小型化が実現される。また、光軸Ｚ１上における面Ｓ１と面Ｓ２との間の位置に絞りＳｔを配置するようにしたので、全長をより短縮することができる。以下、条件式（１）〜（７）の意義について詳細に説明する。
【００３４】
条件式（１）は、全系のパワー（１／ｆ）に対する第１レンズＧ１のパワー（１／ｆ１）の大きさを表す量（ｆ１／ｆ）の適正範囲を表す式である。第１レンズＧ１のパワー配分を適正化することにより、諸収差の補正と、十分なバックフォーカスの確保とをバランス良く実施することができる。ここで、条件式（１）の下限を下回って第１レンズＧ１の正のパワーが強くなりすぎると球面収差の補正が不十分となってしまううえ、全系の大型化を招いてしまう。一方、条件式（１）の上限を上回って第１レンズＧ１の正のパワーが弱くなりすぎるとバックフォーカスが十分に確保できなくなってしまう。
【００３５】
条件式（２），（３）は、第１レンズＧ１に用いる光学ガラスのｄ線に対する分散を規定するものである。条件式（２），（３）を満足することにより分散を抑え、軸上色収差の低減を図っている。
【００３６】
条件式（４）は、全系のパワー（１／ｆ）に対する第２レンズＧ２のパワー（１／ｆ２）の大きさを表す量（ｆ２／ｆ）の適正範囲を表す式である。第２レンズＧ２のパワー配分を適正化することにより、諸収差を良好に補正することができる。ここで、条件式（４）の下限を下回って第２レンズＧ２の負のパワーが強くなりすぎると高次収差の増大を招いてしまう。一方、条件式（２）の上限を上回って第２レンズＧ２の負のパワーが弱くなりすぎると主に球面収差やコマ収差の補正が困難となる。特に、この撮像レンズでは、以下の条件式（８）を満足するようにすると、より良好な収差補正が可能となる。
【００３７】
０．９＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．１ ……（８）
条件式（５）は、全系のパワー（１／ｆ）に対する第３レンズＧ３のパワー（１／ｆ３）の大きさを表す量（ｆ３／ｆ）の適正範囲を表す式である。第３レンズＧ３のパワー配分を適正化することにより、諸収差の補正と、十分なバックフォーカスの確保とをバランス良く実施することができる。ここで、条件式（５）の下限を下回って第３レンズＧ３の正のパワーが強くなりすぎるとバックフォーカスが十分に確保できなくなってしまう。一方、条件式（５）の上限を上回って第３レンズＧ３の正のパワーが弱くなりすぎると、十分な収差補正が困難となってしまう。特に、以下の条件式（９）を満足するようにすると、十分なバックフォーカスの確保と良好な収差補正とをよりバランス良く実施することが可能となる。
【００３８】
３．０＜ｆ３／ｆ＜１０ ……（９）
条件式（６），（７）は、撮像レンズ全体のコンパクト性を規定するものである。条件式（６）を満足することで、より十分なバックフォーカスを確保することができる。特に、以下の条件式（１０）を満足する場合には、よりいっそう大きなバックフォーカスを確保することができる。また、条件式（７）を満足することにより、さらなる小型化を実現することができる。特に、以下の条件式（１１）を満足する場合には、よりいっそうの小型化を達成することができる。
【００３９】
ｂｆ／ＴＬ＞０．２３ ……（１０）
ＴＬ／（２×Ｉｈ）＜１．０ ……（１１）
このように、本実施の形態の撮像レンズによれば、第１レンズＧ１〜第４レンズＧ４を上記のように構成し、所定の条件式を満足するようにしたので、コンパクト化を実現すると共に高い結像性能を確保することができる。
【実施例】
【００４０】
次に、本実施の形態に係る結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９の数値実施例（実施例１〜９）を、第１の数値実施例を基本にしてまとめて説明する。
【００４１】
図１０，図１１は、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（実施例１）を示している。図１０は、基本的なレンズデータ、図１１は、非球面形状に関するデータを示している。同様に、図１２，図１３は、第２の構成例（図２）に対応する具体的なレンズデータ（実施例２）を示している。同様に、図１４，図１５は、第３の構成例（図３）に対応する具体的なレンズデータ（実施例３）を示している。同様に、図１６，図１７は、第４の構成例（図４）に対応する具体的なレンズデータ（実施例４）を示している。同様に、図１８，図１９は、第５の構成例（図５）に対応する具体的なレンズデータ（実施例５）を示している。同様に、図２０，図２１は、第６の構成例（図６）に対応する具体的なレンズデータ（実施例６）を示している。同様に、図２２，図２３は、第７の構成例（図７）に対応する具体的なレンズデータ（実施例７）を示している。同様に、図２４，図２５は、第８の構成例（図８）に対応する具体的なレンズデータ（実施例８）を示している。同様に、図２６，図２７は、第９の構成例（図９）に対応する具体的なレンズデータ（実施例９）を示している。
【００４２】
図１０に示した基本レンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、図１に示した撮像レンズの符号Ｓｉに対応させて、絞りＳｔを除き最も物体側にある構成要素の面を１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＝１〜１０）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１で示した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、図１で付した符号に対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示す。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。Ｎｄｊ，νｄｊの欄には、それぞれ、カバーガラスＣＧも含めて、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜５）のレンズ要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。なお、カバーガラスＣＧの両面の曲率半径Ｒ９，Ｒ１０の値が０（ゼロ）となっているが、これは平面であることを示す。また、絞りの面間隔Ｄｉの欄には、光軸上における面Ｓ１と絞りＳｔとの距離（ｍｍ）を示す。マイナスの符号は、絞りＳｔが面Ｓ１よりも像側にあることを意味する。図１０の欄外には、諸データとして、全系の焦点距離ｆ（ｍｍ）、Ｆナンバー（ＦＮＯ．）、バックフォーカス（空気換算）ｂｆ（ｍｍ）、第１レンズＧ１の物体側の面Ｓ１から撮像面Ｓｉｍｇまでの距離（但し、バックフォーカスは空気換算）ＴＬ（ｍｍ）および撮像面での最大像高Ｉｈ（ｍｍ）の値を同時に示す。
【００４３】
図１０において、面番号Ｓｉの左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。各実施例共に、第１レンズＧ１〜第４レンズＧ４の全ての両面が非球面形状となっている。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（近軸近傍）の曲率半径の数値を示している。
【００４４】
図１１の非球面データの数値において、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。
【００４５】
非球面データには、以下の式（ＡＳＰ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａｉ，Ｋの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さ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（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。
【００４６】
Ｚ＝Ｃ・ｈ2／｛１＋（１−Ｋ・Ｃ2・ｈ2）1/2｝＋ΣＡｉ・ｈｉ ……（ＡＳＰ）
但し、
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
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ａｉ：第ｉ次（ｉは３以上の整数）の非球面係数
なお、実施例１〜９のいずれにおいても、第１レンズＧ１〜第４レンズＧ４の全ての面が非球面形状となっている。また、非球面係数Ａｉとしては、第３次〜第１０次の係数Ａ３〜Ａ１０が有効に用いられている。ただし、実施例６の第３面〜第８面、および実施例７の第２面〜第８面では、第３次〜第１６次の係数Ａ３〜Ａ１６が有効に用いられている。
【００４７】
図２８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２８に示したように、各実施例の値が、全て条件式（１）〜（７）の数値範囲内となっている。
【００４８】
図２９（Ａ）〜図２９（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、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ），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。同様に、実施例２についての諸収差を図３０（Ａ）〜図３０（Ｃ）に示す。同様に、実施例３についての諸収差を図３１（Ａ）〜図３１（Ｃ）に示す。同様に、実施例４についての諸収差を図３２（Ａ）〜図３２（Ｃ）に示す。同様に、実施例５についての諸収差を図３３（Ａ）〜図３３（Ｃ）に示す。同様に、実施例６についての諸収差を図３４（Ａ）〜図３４（Ｃ）に示す。同様に、実施例７についての諸収差を図３５（Ａ）〜図３５（Ｃ）に示す。同様に、実施例８についての諸収差を図３６（Ａ）〜図３６（Ｃ）に示す。同様に、実施例９についての諸収差を図３７（Ａ）〜図３７（Ｃ）に示す。
【００４９】
以上の各レンズデータおよび各収差図から明らかなように、各実施例について、極めて良好な収差性能が発揮されている。また、全長のコンパクト化も達成されている。
【００５０】
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。また、上記実施の形態および実施例では、第１〜第４レンズにおける両面が全て非球面となるようにしたが、これに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５１】
Ｇ１〜Ｇ４…第１レンズ〜第４レンズ、ＣＧ…カバーガラス、Ｓｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面、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
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
これらの撮像装置では、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子が用いられている。このような撮像装置は、近年、撮像素子の小型化が進んでいることから、装置全体としても非常に小型化が図られてきている。また、撮像素子の高画素化も進んでおり、高解像、高性能化が図られてきている。
【０００４】
このような小型化した撮像装置に用いられる撮像レンズとしては、例えば以下の特許文献記載のものがある。特許文献１，２には、３枚構成の撮像レンズがそれぞれ記載されている。特許文献３〜６には、４枚構成の撮像レンズがそれぞれ記載されている。特許文献３記載の撮像レンズでは、物体側から２番目のレンズと３番目のレンズとの間に絞りが配置され、特許文献４記載の撮像レンズでは、最も物体側に絞りが配置されている。特許文献５，６記載の撮像レンズでは、最も物体側あるいは物体側から１番目のレンズと２番目のレンズとの間に絞りが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−４８５１６号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１６５９号公報
【特許文献３】特開２００４−３０２０５７号公報
【特許文献４】特開２００５−２４５８１号公報
【特許文献５】特開２００５−４０２７号公報
【特許文献６】特開２００５−４０２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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枚または４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。この場合、非球面はコンパクト化および高性能化に寄与するが、製造性の点で不利でありコスト高になり易いので、その使用は製造性を十分考慮したものとすることが望ましい。上記各特許文献記載のレンズは、３枚または４枚構成で非球面を用いた構成となっているが、例えば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。
【０００９】
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、よりコンパクトな構成でありながら高い結像性能を発現する撮像レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の撮像レンズは、物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズと、物体側に凹面を向けた負のパワーを有する第２レンズと、正のパワーを有する第３レンズと、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズとを物体側から順に備え、かつ、以下の条件式（１）〜（５）を全て満足するように構成されたものである。
【００１１】
本発明の第２の撮像レンズは、物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズと、物体側に凹面を向けた負のパワーを有する第２レンズと、正のパワーを有する第３レンズと、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズとを物体側から順に備え、第１レンズと第２レンズとの間に空気間隔を有し、かつ以下の条件式（５）を満足するように構成されたものである。
【００１２】
本発明の第３の撮像レンズは、物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズと、物体側に凹面を向けた負のパワーを有する第２レンズと、正のパワーを有する第３レンズと、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズとを物体側から順に備え、かつ以下の条件式（１），（５）を満足するように構成されたものである。
【００１３】
但し、第１レンズの焦点距離をｆ１、全体の焦点距離をｆ、第１レンズのｄ線に対する屈折率をｎ１、第１レンズのｄ線に対するアッベ数をν１、第２レンズの焦点距離をｆ２、第３レンズの焦点距離をｆ３とした。
【００１４】
０．７＜ｆ１／ｆ＜１．１ ……（１）
１．４５＜ｎ１＜１．６ ……（２）
ν１＞６０ ……（３）
０．８＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．８ ……（４）
１．９＜ｆ３／ｆ＜２０ ……（５）
本発明の第１ないし第３の撮像レンズでは、４枚という少ないレンズ枚数によってコンパクト化が可能になると共に、高い結像性能が得られる。特に、本発明の第１の撮像レンズでは、例えば５００万画素の撮像素子を搭載したデジタルカメラにも対応可能な結像性能が得られる。本発明の第１の撮像レンズでは、第１レンズが条件式（１）を満足するようなパワーを有しているので大型化が抑制されると共に球面収差の増大が抑制される。さらに、第１レンズが条件式（２），（３）を満足するようなレンズ材料によって形成されているので、軸上色収差が低減される。さらに、条件式（４），（５）を満足するように構成されているので、球面収差やコマ収差等の高次収差が良好に補正されるうえ、コンパクト化が実現される。
【００１５】
本発明の第１の撮像レンズでは、さらに以下の条件式（６）を満たすようにするとよい。但し、ｂｆは第４レンズの像側の面から撮像面まで（バックフォーカス）の距離（空気換算）であり、ＴＬは第１レンズの物体側の面から撮像面までの距離（但し、バックフォーカスは空気換算）である。これを満足するようにすると、より十分なバックフォーカスが確保される。
【００１６】
ｂｆ／ＴＬ＞０．２ ……（６）
本発明の第１の撮像レンズでは、さらに以下の条件式（７）を満たすようにするとよい。但し、Ｉｈは撮像面での最大像高である。これを満足するようにすると、さらなる小型化が達成される。
【００１７】
ＴＬ／（２×Ｉｈ）＜１．１ ……（７）
本発明の第１の撮像レンズでは、第１レンズから第４レンズが、それぞれ少なくとも１つの非球面を含んでいることが望ましい。こうすることで、高い収差性能が比較的容易に得られる。また、第１レンズを光学ガラスによって構成すると共に第２レンズから第４レンズを全て樹脂材料によって構成した場合には、諸収差（特に色収差）の低減と共に軽量化も実現される。
【００１８】
本発明の第１の撮像レンズでは、さらに、第１レンズにおける光軸上の物体側の面位置と、第１レンズにおける光軸上の像側の面位置との間に絞りを配置するようにするとよい。このようにすると、全長の短縮化に有利となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１ないし第３の撮像レンズによれば、物体側に凸面を向けた正の第１レンズと、物体側に凹面を向けた負の第２レンズと、正の第３レンズと、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズとを物体側から順に備え、かつ、所定の条件式を満足するようにしたので、コンパクト化を実現すると共に高い結像性能を確保することができる。特に、本発明の第１の撮像レンズによれば、条件式（１）〜（５）を全て満足するようにしたので、よりコンパクト化に有利になると共に、より高い結像性能を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第１の構成例を示すものであり、実施例１に対応する断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第２の構成例を示すものであり、実施例２に対応する断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第３の構成例を示すものであり、実施例３に対応する断面図である。
【図４】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第４の構成例を示すものであり、実施例４に対応する断面図である。
【図５】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第５の構成例を示すものであり、実施例５に対応する断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第６の構成例を示すものであり、実施例６に対応する断面図である。
【図７】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第７の構成例を示すものであり、実施例７に対応する断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第８の構成例を示すものであり、実施例８に対応する断面図である。
【図９】本発明の一実施の形態としての撮像レンズにおける第９の構成例を示すものであり、実施例９に対応する断面図である。
【図１０】実施例１の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図１１】実施例１の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図１２】実施例２の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図１３】実施例２の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図１４】実施例３の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図１５】実施例３の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図１６】実施例４の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図１７】実施例４の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図１８】実施例５の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図１９】実施例５の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図２０】実施例６の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図２１】実施例６の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図２２】実施例７の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図２３】実施例７の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図２４】実施例８の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図２５】実施例８の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図２６】実施例９の撮像レンズにおける基本レンズデータを示す説明図である。
【図２７】実施例９の撮像レンズにおける非球面に関するデータを示す説明図である。
【図２８】実施例１〜９の各撮像レンズにおける式（１）〜（７）に対応する数値を示す説明図である。
【図２９】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を示す収差図である。
【図３０】実施例２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を示す収差図である。
【図３１】実施例３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を示す収差図である。
【図３２】実施例４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を示す収差図である。
【図３３】実施例５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を示す収差図である。
【図３４】実施例６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を示す収差図である。
【図３５】実施例７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を示す収差図である。
【図３６】実施例８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を示す収差図である。
【図３７】実施例９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を示す収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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１０，図１１）のレンズ構成に対応している。また、図２〜図９は、それぞれ本実施の形態における第２〜第９の構成例を示している。第２の構成例は後述の第２の数値実施例（図１２，図１３）のレンズ構成に対応し、第３の構成例は後述の第３の数値実施例（図１４，図１５）のレンズ構成に対応し、第４の構成例は後述の第４の数値実施例（図１６，図１７）のレンズ構成に対応し、第５の構成例は後述の第５の数値実施例（図１８，図１９）のレンズ構成に対応し、第６の構成例は後述の第６の数値実施例（図２０，図２１）のレンズ構成に対応し、第７の構成例は後述の第７の数値実施例（図２２，図２３）のレンズ構成に対応し、第８の構成例は後述の第８の数値実施例（図２４，図２５）のレンズ構成に対応し、第９の構成例は後述の第９の数値実施例（図２６，図２７）のレンズ構成に対応している。図１〜図９において、符号Ｓｉは、最も物体側の構成要素の面を１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９の構成例についても説明する。
【００２３】
この撮像レンズは、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子を用いた携帯用モジュールカメラやデジタルカメラ等に搭載されて使用されるものである。この撮像レンズは、光軸Ｚ１に沿って、絞りＳｔ、第１レンズＧ１、第２レンズＧ２、第３レンズＧ３および第４レンズＧ４が、物体側より順に配設された構成となっている。この撮像レンズの結像面（撮像面）Ｓｉｍｇには、ＣＣＤなどの撮像素子（図示せず）が配置される。撮像素子の撮像面付近には、撮像面を保護するためのカバーガラスＣＧが配置されている。第４レンズＧ４と結像面（撮像面）との間には、カバーガラスＣＧのほか、赤外線カットフィルタやローパスフィルタなどの他の光学部材が配置されていても良い。
【００２４】
第１レンズＧ１は、近軸近傍（光軸近傍）において物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、かつ、正のパワーを有している。ただし、第６，第９の構成例のように、第１レンズＧ１は、近軸近傍において両凸形状となっていてもよい。第１レンズＧ１は、例えば物体側の面Ｓ１および像側の面Ｓ２のうちの少なくとも一方が非球面であることが望ましく、特に、両面Ｓ１，Ｓ２が非球面であることが望ましい。このような第１レンズＧ１は、分散の小さな光学ガラスによって構成されている。また、絞りＳｔについては、撮像素子への入射角を小さくするためには、なるべく物体側寄りの位置に配置されているほうが有利である。一方で、絞りＳｔが面Ｓ１よりも物体側に位置すると、その分（絞りＳｔと面Ｓ１との距離）が光路長として加算されてしまうので全体構成の小型化（低背化）の面で不利となる。このような理由から、絞りＳｔは、光軸Ｚ１上における面Ｓ１と面Ｓ２との間に配置されることが望ましい。
【００２５】
第２レンズＧ２は、近軸近傍において物体側に凹面を向けたメニスカス形状をなし、かつ、負のパワーを有している。ただし、第９の構成例のように、第２レンズＧ２は、近軸近傍において両凹形状となっていてもよい。第２レンズＧ２は、例えば物体側の面Ｓ３および像側の面Ｓ４のうちの少なくとも一方が非球面であることが望ましく、特に、両面Ｓ３，Ｓ４が非球面であることが望ましい。
【００２６】
第３レンズＧ３は、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、かつ、正のパワーを有している。第３レンズＧ３は、例えば物体側の面Ｓ５および像側の面Ｓ６のうちの少なくとも一方が非球面であることが望ましい。特に、有効径の範囲内において、面Ｓ５が周辺に近づくほど正のパワーが弱くなる非球面形状であり、面Ｓ６が有効径の範囲内で周辺に近づくほど負のパワーが弱くなる非球面形状であることが望ましい。すなわち、物体側の面Ｓ５が、近軸近傍では凸形状でありながら周辺部では凹形状となる非球面であり、像側の面Ｓ６が、近軸近傍では凹形状でありながら周辺部では凸形状となる非球面であることが望ましい。
【００２７】
第４レンズＧ４は、近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状をなし、例えば正のパワーを有している。第４レンズＧ４は、例えば物体側の面Ｓ７および像側の面Ｓ８のうちの少なくとも一方が非球面であることが望ましい。特に、有効径の範囲内において、面Ｓ７が周辺に近づくほど正のパワーが弱くなる非球面形状であり、面Ｓ８が周辺に近づくほど負のパワーが弱くなる非球面形状であることが望ましい。すなわち、物体側の面Ｓ７が、近軸近傍では凸形状でありながら周辺部では凹形状となる非球面であり、像側の面Ｓ８が、近軸近傍では凹形状でありながら周辺部では凸形状となる非球面であることが望ましい。
【００２８】
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〜第４レンズＧ４は、全て樹脂材料により構成されている。これにより、複雑な非球面形状が高精度に形成されると共に、撮像レンズ全体としての軽量化が図られている。
【００２９】
さらに、この撮像レンズは以下の条件式（１）〜（５）を全て満足するように構成されている。但し、第１レンズＧ１の焦点距離をｆ１、全体の焦点距離をｆ、第１レンズＧ１のｄ線に対する屈折率をｎ１、第１レンズＧ１のｄ線に対するアッベ数をν１、第２レンズＧ２の焦点距離をｆ２、第３レンズＧ３の焦点距離をｆ３としている。
【００３０】
０．７＜ｆ１／ｆ＜１．１ ……（１）
１．４５＜ｎ１＜１．６ ……（２）
ν１＞６０ ……（３）
０．８＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．８ ……（４）
１．９＜ｆ３／ｆ＜２０ ……（５）
この撮像レンズでは、さらに以下の条件式（６）を満たすようにするとよい。但し、ｂｆは第４レンズＧ４の像側の面Ｓ７から撮像面Ｓｉｍｇまで（バックフォーカス）の距離（空気換算）であり、ＴＬは第１レンズＧ１の物体側の面Ｓ１から撮像面Ｓｉｍｇまでの距離（但し、バックフォーカスは空気換算）である。
【００３１】
ｂｆ／ＴＬ＞０．２ ……（６）
この撮像レンズでは、さらに以下の条件式（７）を満たすようにするとよい。但し、Ｉｈは撮像面での最大像高である。
【００３２】
ＴＬ／（２×Ｉｈ）＜１．１ ……（７）
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。
【００３３】
本発明の撮像レンズでは、第１レンズＧ１〜第４レンズＧ４の各レンズ面を偶数次および奇数次の非球面係数により規定される非球面形状とすることで、４枚という少ないレンズ枚数によってコンパクト化がなされると共に、例えば５００万画素の撮像素子を搭載したデジタルカメラにも対応可能な高い結像性能が得られる。具体的には、第１レンズＧ１が条件式（１）を満足するようなパワーを有しているので大型化が抑制されると共に球面収差の増大も抑制される。さらに、第１レンズＧ１が条件式（２），（３）を満足するような光学ガラスによって形成されているので、軸上色収差が低減される。さらに、条件式（４），（５）を満足するように構成されているので、球面収差やコマ収差等の高次収差が良好に補正されるうえ、コンパクト化に寄与する。さらに、条件式（６），（７）を満足するように構成した場合には、十分なバックフォーカスを確保しつつ、さらなる小型化が実現される。また、光軸Ｚ１上における面Ｓ１と面Ｓ２との間の位置に絞りＳｔを配置するようにしたので、全長をより短縮することができる。以下、条件式（１）〜（７）の意義について詳細に説明する。
【００３４】
条件式（１）は、全系のパワー（１／ｆ）に対する第１レンズＧ１のパワー（１／ｆ１）の大きさを表す量（ｆ１／ｆ）の適正範囲を表す式である。第１レンズＧ１のパワー配分を適正化することにより、諸収差の補正と、十分なバックフォーカスの確保とをバランス良く実施することができる。ここで、条件式（１）の下限を下回って第１レンズＧ１の正のパワーが強くなりすぎると球面収差の補正が不十分となってしまううえ、全系の大型化を招いてしまう。一方、条件式（１）の上限を上回って第１レンズＧ１の正のパワーが弱くなりすぎるとバックフォーカスが十分に確保できなくなってしまう。
【００３５】
条件式（２），（３）は、第１レンズＧ１に用いる光学ガラスのｄ線に対する分散を規定するものである。条件式（２），（３）を満足することにより分散を抑え、軸上色収差の低減を図っている。
【００３６】
条件式（４）は、全系のパワー（１／ｆ）に対する第２レンズＧ２のパワー（１／ｆ２）の大きさを表す量（ｆ２／ｆ）の適正範囲を表す式である。第２レンズＧ２のパワー配分を適正化することにより、諸収差を良好に補正することができる。ここで、条件式（４）の下限を下回って第２レンズＧ２の負のパワーが強くなりすぎると高次収差の増大を招いてしまう。一方、条件式（２）の上限を上回って第２レンズＧ２の負のパワーが弱くなりすぎると主に球面収差やコマ収差の補正が困難となる。特に、この撮像レンズでは、以下の条件式（８）を満足するようにすると、より良好な収差補正が可能となる。
【００３７】
０．９＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．１ ……（８）
条件式（５）は、全系のパワー（１／ｆ）に対する第３レンズＧ３のパワー（１／ｆ３）の大きさを表す量（ｆ３／ｆ）の適正範囲を表す式である。第３レンズＧ３のパワー配分を適正化することにより、諸収差の補正と、十分なバックフォーカスの確保とをバランス良く実施することができる。ここで、条件式（５）の下限を下回って第３レンズＧ３の正のパワーが強くなりすぎるとバックフォーカスが十分に確保できなくなってしまう。一方、条件式（５）の上限を上回って第３レンズＧ３の正のパワーが弱くなりすぎると、十分な収差補正が困難となってしまう。特に、以下の条件式（９）を満足するようにすると、十分なバックフォーカスの確保と良好な収差補正とをよりバランス良く実施することが可能となる。
【００３８】
３．０＜ｆ３／ｆ＜１０ ……（９）
条件式（６），（７）は、撮像レンズ全体のコンパクト性を規定するものである。条件式（６）を満足することで、より十分なバックフォーカスを確保することができる。特に、以下の条件式（１０）を満足する場合には、よりいっそう大きなバックフォーカスを確保することができる。また、条件式（７）を満足することにより、さらなる小型化を実現することができる。特に、以下の条件式（１１）を満足する場合には、よりいっそうの小型化を達成することができる。
【００３９】
ｂｆ／ＴＬ＞０．２３ ……（１０）
ＴＬ／（２×Ｉｈ）＜１．０ ……（１１）
このように、本実施の形態の撮像レンズによれば、第１レンズＧ１〜第４レンズＧ４を上記のように構成し、所定の条件式を満足するようにしたので、コンパクト化を実現すると共に高い結像性能を確保することができる。
【実施例】
【００４０】
次に、本実施の形態に係る結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９の数値実施例（実施例１〜９）を、第１の数値実施例を基本にしてまとめて説明する。
【００４１】
図１０，図１１は、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（実施例１）を示している。図１０は、基本的なレンズデータ、図１１は、非球面形状に関するデータを示している。同様に、図１２，図１３は、第２の構成例（図２）に対応する具体的なレンズデータ（実施例２）を示している。同様に、図１４，図１５は、第３の構成例（図３）に対応する具体的なレンズデータ（実施例３）を示している。同様に、図１６，図１７は、第４の構成例（図４）に対応する具体的なレンズデータ（実施例４）を示している。同様に、図１８，図１９は、第５の構成例（図５）に対応する具体的なレンズデータ（実施例５）を示している。同様に、図２０，図２１は、第６の構成例（図６）に対応する具体的なレンズデータ（実施例６）を示している。同様に、図２２，図２３は、第７の構成例（図７）に対応する具体的なレンズデータ（実施例７）を示している。同様に、図２４，図２５は、第８の構成例（図８）に対応する具体的なレンズデータ（実施例８）を示している。同様に、図２６，図２７は、第９の構成例（図９）に対応する具体的なレンズデータ（実施例９）を示している。
【００４２】
図１０に示した基本レンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、図１に示した撮像レンズの符号Ｓｉに対応させて、絞りＳｔを除き最も物体側にある構成要素の面を１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＝１〜１０）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１で示した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、図１で付した符号に対応させて、物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔を示す。曲率半径Ｒｉおよび面間隔Ｄｉの値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。Ｎｄｊ，νｄｊの欄には、それぞれ、カバーガラスＣＧも含めて、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜５）のレンズ要素のｄ線（５８７．６ｎｍ）に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。なお、カバーガラスＣＧの両面の曲率半径Ｒ９，Ｒ１０の値が０（ゼロ）となっているが、これは平面であることを示す。また、絞りの面間隔Ｄｉの欄には、光軸上における面Ｓ１と絞りＳｔとの距離（ｍｍ）を示す。マイナスの符号は、絞りＳｔが面Ｓ１よりも像側にあることを意味する。図１０の欄外には、諸データとして、全系の焦点距離ｆ（ｍｍ）、Ｆナンバー（ＦＮＯ．）、バックフォーカス（空気換算）ｂｆ（ｍｍ）、第１レンズＧ１の物体側の面Ｓ１から撮像面Ｓｉｍｇまでの距離（但し、バックフォーカスは空気換算）ＴＬ（ｍｍ）および撮像面での最大像高Ｉｈ（ｍｍ）の値を同時に示す。
【００４３】
図１０において、面番号Ｓｉの左側に付された記号「＊」は、そのレンズ面が非球面形状であることを示す。各実施例共に、第１レンズＧ１〜第４レンズＧ４の全ての両面が非球面形状となっている。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（近軸近傍）の曲率半径の数値を示している。
【００４４】
図１１の非球面データの数値において、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。
【００４５】
非球面データには、以下の式（ＡＳＰ）によって表される非球面形状の式における各係数Ａｉ，Ｋの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸から高さ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（光軸に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。
【００４６】
Ｚ＝Ｃ・ｈ2／｛１＋（１−Ｋ・Ｃ2・ｈ2）1/2｝＋ΣＡｉ・ｈｉ ……（ＡＳＰ）
但し、
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
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ａｉ：第ｉ次（ｉは３以上の整数）の非球面係数
なお、実施例１〜９のいずれにおいても、第１レンズＧ１〜第４レンズＧ４の全ての面が非球面形状となっている。また、非球面係数Ａｉとしては、第３次〜第１０次の係数Ａ３〜Ａ１０が有効に用いられている。ただし、実施例６の第３面〜第８面、および実施例７の第２面〜第８面では、第３次〜第１６次の係数Ａ３〜Ａ１６が有効に用いられている。
【００４７】
図２８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２８に示したように、各実施例の値が、全て条件式（１）〜（７）の数値範囲内となっている。
【００４８】
図２９（Ａ）〜図２９（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、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ），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。同様に、実施例２についての諸収差を図３０（Ａ）〜図３０（Ｃ）に示す。同様に、実施例３についての諸収差を図３１（Ａ）〜図３１（Ｃ）に示す。同様に、実施例４についての諸収差を図３２（Ａ）〜図３２（Ｃ）に示す。同様に、実施例５についての諸収差を図３３（Ａ）〜図３３（Ｃ）に示す。同様に、実施例６についての諸収差を図３４（Ａ）〜図３４（Ｃ）に示す。同様に、実施例７についての諸収差を図３５（Ａ）〜図３５（Ｃ）に示す。同様に、実施例８についての諸収差を図３６（Ａ）〜図３６（Ｃ）に示す。同様に、実施例９についての諸収差を図３７（Ａ）〜図３７（Ｃ）に示す。
【００４９】
以上の各レンズデータおよび各収差図から明らかなように、各実施例について、極めて良好な収差性能が発揮されている。また、全長のコンパクト化も達成されている。
【００５０】
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。また、上記実施の形態および実施例では、第１〜第４レンズにおける両面が全て非球面となるようにしたが、これに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５１】
Ｇ１〜Ｇ４…第１レンズ〜第４レンズ、ＣＧ…カバーガラス、Ｓｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面、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
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズと、
物体側に凹面を向けた負のパワーを有する第２レンズと、
正のパワーを有する第３レンズと、
近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズとからなり、
前記第１レンズと前記第２レンズとの間に空気間隔を有し、かつ以下の条件式（１），（５）を満足するように構成されている
ことを特徴とする撮像レンズ。
０．７＜ｆ１／ｆ＜１．１ ……（１）
１．９＜ｆ３／ｆ＜２０ ……（５）
但し、
ｆ：全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
【請求項２】
さらに、以下の条件式（２），（３）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。
１．４５＜ｎ１＜１．６ ……（２）
ν１＞６０ ……（３）
但し、
ｎ１：第１レンズのｄ線に対する屈折率
ν１：第１レンズのｄ線に対するアッベ数
【請求項３】
さらに、以下の条件式（４）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または請求項２に記載の撮像レンズ。
０．８＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．８ ……（４）
但し、
ｆ２：第２レンズの焦点距離
【請求項４】
物体側から順に、
物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズと、
物体側に凹面を向けた負のパワーを有する第２レンズと、
正のパワーを有する第３レンズと、
近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズとからなり、
かつ以下の条件式（１），（５）を満足するように構成されている
ことを特徴とする撮像レンズ。
０．７＜ｆ１／ｆ＜１．１ ……（１）
１．９＜ｆ３／ｆ＜２０ ……（５）
但し、
ｆ：全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
【請求項５】
さらに、以下の条件式（２），（３）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４に記載の撮像レンズ。
１．４５＜ｎ１＜１．６ ……（２）
ν１＞６０ ……（３）
但し、
ｎ１：第１レンズのｄ線に対する屈折率
ν１：第１レンズのｄ線に対するアッベ数
【請求項６】
さらに、以下の条件式（４）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４または請求項５に記載の撮像レンズ。
０．８＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．８ ……（４）
但し、
ｆ２：第２レンズの焦点距離
【請求項１】
物体側から順に、
物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズと、
物体側に凹面を向けた負のパワーを有する第２レンズと、
正のパワーを有する第３レンズと、
近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズとからなり、
前記第１レンズと前記第２レンズとの間に空気間隔を有し、かつ以下の条件式（１），（５）を満足するように構成されている
ことを特徴とする撮像レンズ。
０．７＜ｆ１／ｆ＜１．１ ……（１）
１．９＜ｆ３／ｆ＜２０ ……（５）
但し、
ｆ：全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
【請求項２】
さらに、以下の条件式（２），（３）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。
１．４５＜ｎ１＜１．６ ……（２）
ν１＞６０ ……（３）
但し、
ｎ１：第１レンズのｄ線に対する屈折率
ν１：第１レンズのｄ線に対するアッベ数
【請求項３】
さらに、以下の条件式（４）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または請求項２に記載の撮像レンズ。
０．８＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．８ ……（４）
但し、
ｆ２：第２レンズの焦点距離
【請求項４】
物体側から順に、
物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズと、
物体側に凹面を向けた負のパワーを有する第２レンズと、
正のパワーを有する第３レンズと、
近軸近傍において物体側に凸面を向けたメニスカス形状の第４レンズとからなり、
かつ以下の条件式（１），（５）を満足するように構成されている
ことを特徴とする撮像レンズ。
０．７＜ｆ１／ｆ＜１．１ ……（１）
１．９＜ｆ３／ｆ＜２０ ……（５）
但し、
ｆ：全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
【請求項５】
さらに、以下の条件式（２），（３）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４に記載の撮像レンズ。
１．４５＜ｎ１＜１．６ ……（２）
ν１＞６０ ……（３）
但し、
ｎ１：第１レンズのｄ線に対する屈折率
ν１：第１レンズのｄ線に対するアッベ数
【請求項６】
さらに、以下の条件式（４）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４または請求項５に記載の撮像レンズ。
０．８＜｜ｆ２／ｆ｜＜１．８ ……（４）
但し、
ｆ２：第２レンズの焦点距離
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【公開番号】特開２０１１−２２１５６１（Ｐ２０１１−２２１５６１Ａ）
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７３１４９（Ｐ２０１１−１７３１４９）
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【分割の表示】特願２００６−１６３８７５（Ｐ２００６−１６３８７５）の分割
【原出願日】平成１８年６月１３日（２００６．６．１３）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月８日（２０１１．８．８）
【分割の表示】特願２００６−１６３８７５（Ｐ２００６−１６３８７５）の分割
【原出願日】平成１８年６月１３日（２００６．６．１３）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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