CN201903687U - 摄像透镜及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种摄像透镜及摄像装置，其从物侧依次具备：将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜(L1)、正的第2透镜(L2)、将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜(L3)、将凸面朝向物侧的第4透镜(L4)，并满足下述条件式(1)：0.25＜D/f＜4.0…(1)，其中，D为第1透镜(L1)与第2透镜(L2)的光轴上的间隔，f为整个***的焦距。从而使得该摄像透镜具有小F值和高的分辨力，谋求充分的广角化，且可以使装置小型化。

Description

摄像透镜及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种摄像透镜及摄像装置，更详细地涉及一种适合作为用于读取原稿图像的读取透镜的摄像透镜及具备该摄像透镜的摄像装置。
背景技术
以往，公知有：使用透镜读取原稿图像，并使之在CCD(Charge Coupled Device)等的摄像元件上成像，而将图像信息信号化的图像读取装置。由于这种图像读取装置要求如实地读取原稿图像的信息，所以用于读取的摄像透镜需要良好地校正像面弯曲或畸变等各种像差。并且，近年来，伴随摄像元件的高密度化，期望更高的分辨力的摄像透镜。特别在读取彩色原稿图像时，优选设计成按红(R)、绿(G)、蓝(B)的每个波段成像的图像在摄像元件的摄像面上大致一致，各个图像的对比度也变得相同。具体而言，缩小RGB各色的球面像差的偏差或轴上色像差、倍率的色像差，进而从图像的中心遍及周缘使成像位置一致(使像面一致)，从而可以在摄像面上以广宽的波长区域得到对比度较高的图像。
作为用于图像读取装置的摄像元件，线性传感器被广泛应用，通过线性传感器扫描原稿图像进行读取的方式较多。这是因为为了利用高分辨率读取原稿图像需要提高摄像元件侧的分辨能力，所以通过使用对摄像元件的大小选择性高的线性传感器来使向高分辨率化的对应变得容易。
另一方面，提出有代替线性传感器使用区域传感器的图像读取装置。近年来区域传感器中的摄像单元的高精细化进一步发展，也开发有像素节圆接近1μm的摄像元件，例如，1/3英寸的小型传感器中具有从500万像素到800万像素的传感器正在陆续投入市场。通过使用这种高精细化传感器，可以以与读取宽度大的线性传感器相同的高分辨力读取原稿图像。并且，由于通过使用区域传感器不用扫描原稿图像就可以一次读取图像，所以也具有可以省略扫描机构，并促进装置小型化的优点。
由于在上述的图像读取装置中对小型化的要求较强，因此也期望摄像透镜本身的紧凑化。在下述专利文献1，2中，记载有可在如上述图像读取装置中使用的4片结构，3片结构的图像读取透镜。并且，下述专利文献3、4中记载有4片结构的摄像透镜，下述专利文献5，6中记载有3片结构的摄像透镜。
专利文献1：日本专利公开2008-275783号公报
专利文献2：日本专利公开2009-53411号公报
专利文献3：日本专利公开2005-18041号公报
专利文献4：日本专利公开2007-122007号公报
专利文献5：日本专利公开2005-181596号公报
专利文献6：日本专利公开2007-133324号公报
如上所述，在图像读取装置用的摄像透镜中，期望良好地校正各种像差，并且要求具有可以与近年来的高像素化或高精细化的摄像元件对应的高的光学性能。并且，为了图像读取装置的小型化，摄像透镜的本身的小型化是当然，需要缩短该摄像透镜的焦距而缩短共轭长度(共役長)(实际上是从原稿图像到摄像元件的摄像面的距离)。
在图像读取装置中使用线性传感器时，虽然对高分辨率化有利，但另一面由于摄像元件尺寸大，所以无法缩小光学***的成像倍率(无法提高缩小率)，因此，无法缩短摄像透镜的焦距。并且，在这种装置若进行共轭长度的缩短，则光学***的广角化变明显，因此在以往的摄像透镜中各像差的校正变得不充分，难以以高分辨率进行原稿图像的读取。
在图像读取装置使用区域传感器时，由于成像倍率变小(缩小率变高)，因此可以缩小焦距而共轭长度的缩短也比较容易，从而可以使装置小型化。但，用区域传感器一次读取大的原稿图像时，由于至该对角的长度也成为摄像范围，所以摄像透镜的广角化不充分时共轭长度变长而产生无法谋求装置小型化的不良情况。
专利文献1、2记载的透镜***中，F值大到5.2～6，不能说可充分对应高精细化像素。并且，透镜***本身也没有被小型化，搭载于摄像装置时需要大的摄像元件，所以无法紧凑地构成装置。专利文献3、4记载的透镜***中由于设想便携终端用途，因此谋求小型化，F值充分小到2.4～3.0，能对应高分辨率。但，这些视角即使再大以全视角也只有75°左右，因此用区域传感器一次读取大的原稿图像时，广角化变得不充分，无法谋求装置的小型化。专利文献5、6记载的透镜***为小型，比专利文献3、4记载的***谋求了广角化，但任意一方色像差的校正都不充分，无法得到高的分辨性。
本发明是借鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种具有小的F值和高的分辨率，谋求充分的广角化，可实现装置的小型化的摄像透镜以及具备该摄像透镜的摄像装置。
本发明的第1摄像透镜，其特征在于，从物侧依次具备：将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜、正的第2透镜、将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜、将凸面朝向物侧的第4透镜，并满足下述条件式(1)：
0.25＜D/f＜4.0…(1)
其中，
D为第1透镜与第2透镜的光轴上的间隔，
f为整个***的焦距。
本发明的第2摄像透镜的特征在于，从物侧依次具备：将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜、正的第2透镜、将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜、将凸面朝向物侧的第4透镜，轴上光束的最外光线通过所述第2透镜的物侧的面的点处的该面的法线，在比该面更靠物侧与光轴相交。
本发明的第2摄像透镜中，优选满足下述条件式(1)：
0.25＜D/f＜4.0…(1)
其中，
D为第1透镜与第2透镜的光轴上的间隔，
f为整个***的焦距。
本发明的第3摄像透镜的特征在于，从物侧依次配置第1透镜组、第2透镜组，第1透镜组由将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜构成，在第2透镜组的最靠物侧配置正的第2透镜，在第2透镜组的最靠像侧配置具有正的折射力的透镜，第2透镜组包含2个以上至少一方的面为非球面的透镜，并满足下述条件式(1)：
0.25＜D/f＜4.0…(1)
其中，
D为第1透镜与第2透镜的光轴上的间隔，
f为整个***的焦距。
作为本发明的第3摄像透镜的第2透镜组，例如可以设为从物侧依次具备：正的第2透镜、将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜、将凸面朝向物侧的第4透镜的结构。
另外，在本发明的第1～第3摄像透镜及本发明的第3摄像透镜的第2透镜组的一构成例中上述的关于第1透镜的“将凹面朝向物侧的弯月形状”，关于第2透镜的“正的”，关于第3透镜的“将凸面朝向像侧的弯月形状的负的”，关于第4透镜“将凸面朝向物侧的”，关于配置在第2透镜组最靠像侧的透镜的“正”为在近轴区域中的情况。
在本发明的第1～第3摄像透镜中，优选满足下述条件式(2)～(5)。另外，作为优选方式，可以满足下述条件式(2)～(5)中的1项，或也可以满足任意的组合。
0.3＜d1/D＜4.0…(2)
α＞50°…(3)
0.8＜α/β＜3.0…(4)
0.0≤|Z4|/|Z5|＜0.5…(5)
其中，
d1为第1透镜的中心厚度，
D为第1透镜与第2透镜的光轴上的间隔，
α为入射到第1透镜的物侧的面处的最大视角的光束的主光线与该主光线通过第1透镜的物侧的面的点处的该面的法线的角度，
β为从第1透镜的像侧的面射出的最大视角的光束的主光线与该主光线通过第1透镜的像侧的面的点处的该面的法线的角度，
Z4为第2透镜的物侧的面处的最大视角的光束的最外光线通过该面的点与第2透镜的物侧的面顶点的切平面的光轴方向的距离，
Z5为第2透镜的像侧的面处的最大视角的光束的最外光线通过该面的点与第2透镜的像侧的面顶点的切平面的光轴方向的距离。
另外，关于所述α、β的“入射”、“射出”是设想光线从物侧向像侧进行的情况。
在本发明的第1～第3摄像透镜中，可以构成为第2透镜在近轴区域成为双凸形状。并且，在本发明的第1及第3摄像透镜中，第2透镜也可以构成为轴上光束的最外光线通过第2透镜的物侧的面的点处的该面的法线成为在比该面更靠物侧与光轴相交的形状。
本发明的第3摄像透镜的第2透镜组具备如上述的一构成例的第2透镜、第3透镜、第4透镜时，在本发明的第1～第3摄像透镜中，优选满足下述条件式(6)：
ν3＜35…(6)
其中，
ν3为第3透镜的d线上的阿贝数。
并且，本发明的第3摄像透镜的第2透镜组具备如上述一构成例的第2透镜、第3透镜、第4透镜时，在本发明的第1～第3摄像透镜中优选如下：第3透镜的像侧的面为非球面，轴上光束的最外光线通过第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧的第1点与光轴相交，5成视角的光束的最外光线通过第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在比第1点更靠物侧的第2点或与光轴相交，或与光轴平行，或在比第3透镜的像侧的面更靠像侧的第3点与光轴相交，5成视角的光束的最外光线通过第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在第2点与光轴相交时，最大视角的光束的最外光线通过第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在比第2点更靠物侧或与光轴相交，或与光轴平行，或在比第3透镜的像侧的面更靠像侧与光轴相交，5成视角的光束的最外光线通过第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线或与光轴平行，或在第3点与光轴相交时，最大视角的光束的最外光线通过第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠像侧与光轴相交，并满足下述条件式(7)，另外，在此所谓“最外光线”是在第3透镜的像侧的面中的光线。
-0.25＜Z7m/f＜-0.03…(7)
其中，
Z7m为第3透镜的像侧的非球面上的各点与第3透镜的像侧的面顶点的切平面的光轴方向的最长距离(Z7m的符号将相对于第3透镜的像侧的面顶点的切平面，物侧的距离设为负，像侧的距离设为正)，
f为整个***的焦距。
另外，上述的“5成视角的光束”是指以最大视角的5成视角入射的光束。并且，关于上述Z7m的“非球面上的各点”意思是在第3透镜像侧的面从光轴到最大视角的光束的最外光线通过的点的范围的各点，即，意思是有效直径内的各点。
本发明的第3摄像透镜的第2透镜组具备如上述一构成例的第2透镜、第3透镜、第4透镜时，在本发明的第1～第3摄像透镜中，优选最大视角的光束的主光线通过第4透镜的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠像侧与光轴相交，并满足下述条件式(8)
0°＜γ＜35°…(8)
其中，
γ为最大视角的光束的主光线通过第4透镜的物侧的面的点处的该面的法线与光轴的角度。
另外，γ设为在-90°≤γ≤90°的范围内考虑，最大视角的光束的主光线通过第4透镜的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠像侧与光轴相交时将γ的符号设为正，在物侧相交时将γ的符号设为负。
并且，在本发明的第1～第3摄像透镜中，可以构成为至少1个透镜由玻璃材料构成。
在本发明的第1～第3摄像透镜中，优选在第1透镜与第2透镜之间配置有孔径光阑，并满足下述条件式(9)：
0.0≤d3/f＜0.5…(9)
其中，
d3为孔径光阑与第2透镜的光轴上的间隔，
f为整个***的焦距。
并且，在本发明的第1～第3摄像透镜中，也可以构成为第1透镜具有至少一面的非球面，且由聚烯烃类的塑料材料构成。
另外，本发明的“轴上光束”、“5成视角的光束”、“最大视角的光束”是根据规格(仕様)至最大直径的入射光束时的情况。同时，本发明中的，关于某面中的“光束的最外光线”是指在包含于该光束的光线中成为光线与某面的交点在垂直于光轴的方向上最远离光轴的位置的光线。
另外，最大视角可以根据配置于摄像透镜的像面的摄像元件的摄像面的尺寸来决定。具体而言，例如摄像面为矩形且其对角长为2Y时，将最大像高设为Y、整个***的焦距设为f，而将最大视角θ用以下关系式表示。但，存在不能忽视的量的畸变时，优选使用考虑畸变的像高。
tanθ＝Y/f
本发明的摄像装置的特征在于，具备上述记载的本发明的摄像透镜。
如根据本发明的第1摄像透镜，可以提供一种如下摄像透镜：在最少4片的透镜***中，设为适当地设定各透镜的形状或光焦度，并且满足条件式(1)，所以具有小的F值和高的分辨率，可以应对近年来的高像素化或高精细化的摄像元件，并且谋求充分的广角化，不仅可以使透镜***小型化还可以使装置小型化。
如根据本发明的第2摄像透镜，可以提供一种如下透镜***：在最少4片的透镜***中，因为适当地设定各透镜的形状或光焦度，所以具有小的F值和高的分辨率，可以应对近年来的高像素化或高精细化的摄像元件，并且谋求充分的广角化，不仅可以实现透镜***的小型化也可以是装置的小型化。特别在本发明的第2摄像透镜中可以提供如下透镜***，因为适当地设定第2透镜的形状，相对于得到的像圈的大小，与以往相比谋求更加小型化。
如根据本发明的第3摄像透镜，可以提供一种如下摄像透镜：因为适当地设定构成第1透镜组的透镜的形状及第2透镜组的光焦度配置，第2透镜组具有2片以上非球面透镜，并且满足条件式(1)，因此具有小的F值和高的分辨率，可以对应近年来高像素化或高精细化的摄像元件，且谋求充分的广角化，不仅可以使透镜***小型化也可以使装置小型化。
如根据本发明的摄像装置，因为具备本发明的摄像透镜，所以能够小型构成并可进行宽视角中的摄像，且可以搭载近年来的高像素化或高精细化的摄像元件而得到高分辨率的图像。
附图说明
图1A是表示本发明的一实施方式所涉及的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图1B是用于说明条件式(5)的局部放大图。
图1C是用于说明第3透镜的非球面形状的剖视图。
图1D是用于说明第3透镜的非球面形状和条件式(7)的局部放大图。
图2A是表示本发明的其他实施方式所涉及的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图2B是用于说明第2透镜的面形状的主要部分的扩大图。
图3是表示本发明的实施例1的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图4是表示本发明的实施例2的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图5是表示本发明的实施例3的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图6是表示本发明的实施例4的摄像透镜的结构和光路的剖视图
图7是表示本发明的实施例5的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图8是表示本发明的实施例6的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图9是表示本发明的实施例7的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图10是表示本发明的实施例8的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图11的图11(A)～图11(K)是本发明的实施例1的摄像透镜的各像差图。
图12的图12(A)～图12(K)是本发明的实施例2的摄像透镜的各像差图。
图13的图13(A)～图13(K)是本发明的实施例3的摄像透镜的各像差图。
图14的图14(A)～图14(K)是本发明的实施例4的摄像透镜的各像差图。
图15的图15(A)～图15(K)是本发明的实施例5的摄像透镜的各像差图。
图16的图16(A)～图16(K)是本发明的实施例6的摄像透镜的各像差图。
图17的图17(A)～图17(K)是本发明的实施例7的摄像透镜的各像差图。
图18的图18(A)～图18(K)是本发明的实施例8的摄像透镜的各像差图。
图19是本发明的一实施方式所涉及的图像读取装置的简要结构图。
图20是本发明的其他实施方式所涉及的图像读取装置的简要结构图。
图中：2-轴上光束，3-最大视角(画角)的光束，4-5成视角的光束，5、15-摄像元件，6-主光线，7、8、9-最外光线，10、20-图像读取装置，11-读取透镜，12-原稿，13、23-原稿载置台，14-光源，26-反射镜，L1-第1透镜，L2-第2透镜，L3-第3透镜，L4-第4透镜，PP-光学部件，St-孔径光阑，Z-光轴。
具体实施方式
以下，参照图面对本发明的实施方式进行详细说明。首先，参照图1A对本发明的第1实施方式所涉及的摄像透镜进行说明。图1A是表示本发明的第1实施方式所涉及的摄像透镜的结构和光路的剖视图，与后述的实施例1的摄像透镜对应。另外，图1A所示的结构例，也兼具后述的本发明的第3实施方式所涉及的摄像透镜的结构，对图1A中的符号G1、G2，在第3实施方式的说明中进行后述。在图1A中，左侧是物侧，右侧是像侧，且一并表示来自处于预定的有限距离的物体的轴上光束2、最大视角的光束3。
在图1A中，图示考虑摄像透镜应用于摄像装置的情况，及配置于摄像透镜的像面Sim的摄像元件5。另外，将摄像透镜应用于摄像装置时，优选按照安装透镜的摄像机侧的结构，设置盖玻片或低通滤光片或红外线截止滤光片等，在图1A中示出将设想的这些平行平板状的光学部件PP配置于最靠像侧的透镜与摄像元件5(像面Sim)之间的例子。
本发明的第1实施方式所涉及的摄像透镜，如图1A所示，沿着光轴Z，从物侧依次具备：将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜L1、正的第2透镜L2、将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜L3、及将凸面朝向物侧的第4透镜L4。重视小型化时，优选以少的透镜片数构成，如图1A所示优选采用透镜片数设为4片的结构。图1A所示的摄像透镜还具备配置于第1透镜L1与第2透镜L2之间的孔径光阑St。另外，图示的孔径光阑St并不一定是表示尺寸或形状，而是表示光轴Z上的位置。
通过将第1透镜L1的物侧的面设为凹形状，特别是对于包含于周缘部(周縁部)的光束的光线，可以加大各光线通过第1透镜L1的物侧的面的位置处的该面的法线与各光线的角度，所以可以实现广角化。另外，通过将第1透镜L1设为弯月形状，可以用像差的凸面消除在物侧的凹面产生的正的像面弯曲。如此，可以说第1透镜L1适合于广角化和像面校正的形状。另外，如进行广角化，则第1透镜L1的物侧的凹面成为光焦度强的面。将第1透镜L1设为弯月形状，并将第1透镜L1的像侧的面设为凸面而使其具有强的光焦度(パワ一)，从而可以用像侧的光焦度强的凸面消除在物侧的光焦度强的凹面产生的大的正的像面弯曲。
通过在第1透镜L1的像侧配置正的第2透镜L2，可以使以广角的视角入射的轴外光束向光轴侧折射并可以谋求小型化。
通过将第3透镜L3设为将凸面朝向像侧的负弯月形透镜，与正的第2透镜L2保持平衡的同时良好地校正以球面像差为首的各种像差变得容易，有利于实现小的F值和高的分辨率。
从轴上的物体发射，并通过第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3的轴上光束作为集束光入射至第4透镜L4。通过将第4透镜L4的物侧的面设为凸形状，可以较小地抑制入射第4透镜L4的物侧的面的集束光线与各集束光线通过第4透镜L4的物侧的面的各点处的各法线的角度，所以无需使在第2透镜L2的强的正的光焦度与第3透镜L3的强的负的光焦度中平衡校正的球面像差大大变化而微调的同时使其会聚。
本发明的第1实施方式所涉及的摄像透镜，在将第1透镜L1和第2透镜L2的光轴上的间隔设为D、整个***的焦距设为f时，构成为进一步满足下述条件式(1)。
0.25＜D/f＜4.0…(1)
若低于条件式(1)的下限，则由于第1透镜L1与第2透镜L2的间隔缩小而有利于透镜的小型化，但由于入射至第2透镜L2的轴外光束与光轴Z的角度变大，所以将从第2透镜L2到第4透镜L4考虑成1个透镜组时，产生在该透镜组中也形成广角透镜的需要，从而倍率色像差或彗形像差、畸变像差的校正变得困难。若超过条件式(1)的上限，则由于第1透镜L1与第2透镜L2的间隔变大导致透镜***变大。并且，若超过条件式(1)的上限，则由于可以控制入射至第2透镜L2的轴外光束与光轴Z的角度，所以能够良好地进行从第2透镜L2到第4透镜L4的透镜组中的像差校正，但是由于第1透镜L1的像侧的面的凸形状的曲率半径的绝对值变大，光焦度变弱，因此难于对在第1透镜L1的物侧的强凹面发生的像面弯曲进行校正。
为了谋求透镜***的小型化优选进一步满足下述条件式(1-1)。
0.25＜D/f＜2.5…(1-1)
并且，本发明的第1实施方式所涉及的摄像透镜优选具有以下所述的结构。另外，作为优选的方式，可以是任意1个结构，或是任意多个结构的组合。
本摄像透镜，将第1透镜L1的中心厚度设为d1、第1透镜L1与第2透镜L2的光轴上的间隔设为D时，优选满足下述条件式(2)。
0.3＜d1/D＜4.0…(2)
条件式(2)是关于透镜***小型化和像差校正的式。低于条件式(2)的下限，第1透镜L1与第2透镜L2的间隔变宽且入射至第2透镜L2的周缘光束与光轴Z的角度变小时，由于第1透镜L1的像侧的面的凸形状的曲率半径的绝对值变大而像面弯曲的校正变得困难。若超过条件式(2)的上限，则第1透镜L1的中心厚度变厚时透镜变大，或者，第1透镜L1与第2透镜L2的间隔变窄时，入射至第2透镜L2的周缘光束与光轴Z的角度变大而使各种像差的校正变得困难。
并且，更优选进一步满足下述条件式(2-1)。通过满足条件式(2-1)的上限，可以谋求透镜***的更加小型化，并且可以避免第1透镜L1过厚而使加工性降低的现象。通过满足条件式(2-1)的下限，可以避免第1透镜L1过薄而使加工性降低。
0.5＜d1/D＜3.0…(2-1)
本摄像透镜，如图1A所示，入射至第1透镜L1的物侧的面处的最大视角的光束的主光线6与该主光线6通过第1透镜L1的物侧的面的点处的该面的法线Hα(用点线图示)的角度设为α时，优选满足下述条件式(3)。
α＞50°…(3)
条件式(3)是用于谋求广角化且实现装置小型化的式。若低于条件式(3)的下限时，则由于无法进行透镜***的充分的广角化，所以如在课题项中所述，将这种摄像透镜搭载于图像读取装置时，图像读取装置的小型化变得困难。
若角度α逐渐变大，则在多个面中，光线通过的点处的面的法线与光线所成的角度变大，高阶(高次)彗形像差的校正变得困难。由此，更优选角度α进一步满足下述条件式(3-1)。
50°＜α＜85°…(3-1)
本摄像透镜，如图1A所示，将入射至第1透镜L1的物侧的面处的最大视角的光束的主光线6与该主光线6通过第1透镜L1的物侧的面的点处的该面的法线Hα(用点线表示)的角度设为α，将从第1透镜L1的像侧的面射出的最大视角的光束的主光线6与该主光线6通过第1透镜L1的像侧的面的点处的该面的法线Hβ(用点线表示)的角度设为β时，优选满足下述条件式(4)。
0.8＜α/β＜3.0…(4)
条件式(4)是规制第1透镜L1的弯月形状的式，主要用于实现广角化的同时良好地校正像面弯曲的式。若低于条件式(4)的下限，则对广角化有利，但在各个面中光线通过的点的面的法线与光线的角度变大，因此在周围光束中产生高阶彗形像差且得不到高的分辨性。若超过条件式(4)的上限，则第1透镜L1的像侧的面的凸形状的曲率半径的绝对值变大而像面弯曲的校正变得不充分。
为了更加提高通过满足条件式(4)得到的效果，更优选满足下述条件式(4-1)。
1.0＜α/β＜2.0…(4-1)
本摄像透镜的第2透镜L2，如图1A所示的例子，可以构成为双凸形状。若将第2透镜L2设为双凸透镜，则可容易确保强的正的光焦度，有利于短焦点化及小型化。在近轴区域将第2透镜L2设为双凸形状时可以期待这种效果，并且将在从近轴区域到最大视角的光束3通过的区域的整个区域设为双凸形状时，由于可以对有助于成像的所有光线给予收束作用，所以更有利于小型化。
并且，本摄像透镜的第2透镜L2也可以设成如下结构：轴上光束2的最外光线9通过第2透镜L2的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧与光轴Z相交的结构。因为这是具有后述的第2实施方式所涉及的摄像透镜的基本结构，所以关于该结构的说明在第2实施方式的说明中参照图2B进行。采用该结构时，可以将第2透镜L2的物侧的面的轴上光束2的最外光线9通过第2透镜L2的物侧的面的点及其附近设为凹形状，并且可以缩小各入射光线与面法线所成的角度，因此可以防止在该面光线向光轴侧大的弯曲，容易确保大的图像圈(イメ一ジサ一クル)。并且，在第2透镜L2的物侧的面中，在从近轴区域到最大视角的光束3通过的区域的整个区域设为凹形状时，更容易确保大的图像圈。
第2透镜L2采用在近轴区域的双凸形状的结构、在有效直径整个区域的双凸形状的结构、轴上光束2的最外光线9通过第2透镜L2的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧与光轴Z相交的结构中即使采用任意一种时，本摄像透镜也优选满足下述条件式(5)。
0.0≤|Z4|/|Z5|＜0.5…(5)
在此，在条件式(5)中，如图1B所示，将第2透镜L2的物侧的面处的最大视角的光束3的最外光线7通过该面的点与第2透镜L2的物侧的面顶点的切平面的光轴方向的距离设为Z4，将第2透镜L2的像侧的面处的最大视角的光束3的最外光线7通过该面的点与第2透镜L2的像侧的面顶点的切平面的光轴方向的距离设为Z5。图1B是包含图1A所示的摄像透镜的孔径光阑St、第2透镜L2、第3透镜L3、轴上光束2、最大视角的光束3的局部放大图。
在以下，关于Z4，将第2透镜L2的物侧的面顶点的切平面的位置设为基准，第2透镜L2的物侧的面处的最大视角的光束3的最外光线7通过该面的点处于比该基准更靠物侧时将Z4的符号设为负，处于更靠像侧时将Z4的符号设为正来进行说明。同样，关于Z5，将第2透镜L2的像侧的面顶点的切平面的位置设为基准，第2透镜L2的像侧的面处的最大视角的光束3的最外光线7通过该面的点处于比该基准更靠物侧时将Z5的符号设为负，处于更靠像侧时将Z5的符号设为正进行说明。
从小型化和像差校正的观点考虑，优选第2透镜L2设为在近轴区域像侧的面的曲率半径的绝对值小于物侧的面的曲率半径的绝对值的形状。条件式(5)是关于第2透镜L2的形状的式，是用于防止周缘光束的彗形像差的劣化和球面像差的校正不足的式。
若Z4为正且取较大的值，周缘光束的光线与该光线通过第2透镜L2的物侧的面的点处的面的法线所成的角度变得过大时，产生高阶彗形像差而无法得到高的分辨性。并且，若Z4为负且|Z4|取较大的值，周围光束的光线与该光线通过第2透镜L2的物侧的面的点处的面的法线所成的角度变小时，为了防止透镜***变大需要在第2透镜L2的像侧的面中使光线向光轴侧较强地弯曲。此时，需要使周缘光束的光线与该光线通过第2透镜L2的像侧的面的点处的面的法线的角度变大，所以|Z5|取较大的值，也发生高次的彗形像差所以不优选。并且，若第2透镜L2的像侧的面的曲率半径的绝对值变小，则产生大的负的球面像差而校正变得困难。因此，通过将Z4和Z5的值保持在条件式(5)的范围内，可以进行良好的像差校正。
将第2透镜L2设为双凸形状，并且构成为满足上述条件式(5)时，可以抑制第2透镜L2的物侧的面中的收敛作用变得过强，从而可以抑制高阶彗形像差且容易得到高的分辨性。
将第2透镜L2构成为轴上光束2的最外光线9通过第2透镜L2物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧与光轴Z相交，并且满足上述条件式(5)时，由于在轴上光束2中，可以在第2透镜L2的物侧的面给予发散作用，所以可以将透镜***与摄像元件5之间的距离取大，并可以缓和考虑调焦等的镜筒形状的机械性制约。另外在轴外光束中，由于可以较大设置入射至第2透镜L2的物侧的面的光线与该光线通过第2透镜L2的物侧的面的点处的该面的法线所成的角度，所以可以缩小第1透镜L1与第2透镜L2的间隔，并可以加大第1透镜L1的曲率半径，所以可以缩小包含第1透镜L1的深度的最大厚度从而谋求透镜***的全长的小型化。另外在此，“包含第1透镜L1的深度的最大厚度”是指从第1透镜L1的最靠物侧的点到最靠像侧的点的光轴方向的长度，是为了容纳第1透镜L1而所需的空间的光轴方向的长度。
将第3透镜L3的d线的阿贝数设为ν3时，优选本摄像透镜满足下述条件式(6)。
ν3＜35…(6)
条件式(6)是关于第3透镜L3的材料的式，特别是关于色像差的校正的式。高于条件式(6)的上限时，则色像差的校正不足，例如在可视区域宽的波长区使用时无法得到高的分辨性。
在本摄像透镜中，优选第3透镜L3的像侧的面为非球面。参照图1C、图1D对第3透镜L3的像侧的面的优选的非球面形状进行说明。另外，图1C、图1D是表示优选方式的一例，如后所述，优选的方式不一定限定于图1C、图1D表示的方式。图1C是表示摄像透镜、来自处于预定的有限距离的物体的轴上光束2、最大视角的光束3、以最大视角的5成视角入射的5成视角的光束4的图。图1D是包含孔径光阑St、第2透镜L2、第3透镜L3的局部放大图，为了避免图的复杂化，光线只局部图示最大视角的光束3的最外光线7、5成视角的光束4的最外光线8、及轴上光束2的最外光线9。另外，在此所说的最外光线7、8、9是在第3透镜L3的像侧的面中的光线。
如图1D所示，将最大视角的光束3的最外光线7、5成视角的光束4的最外光线8、轴上光束2的最外光线9通过第3透镜L3的像侧的面的点处的该面的法线(用点线图示)分别设为H7、H8、H9。并且，将法线H7、H8、H9与光轴Z的交点分别设为P7、P8、P9。在图1C中也用点线表示这3条法线，并且图示点P7、P8、P9，但在图1C中为了避免图面的复杂化而省略法线符号。
在本摄像透镜中，优选轴上光束2的最外光线9通过第3透镜L3的像侧的面的点处的该面的法线H9与光轴Z的相交的点P9比第3透镜L3的像侧的面更靠物侧。并且，优选5成视角的光束4的最外光线8通过第3透镜L3的像侧的面的点处的该面的法线H8如在图1C、图1D作为点P8所示，在比点P9更靠物侧与光轴Z相交，或与图1C、图1D所示的方式不同，与光轴Z平行，或在比第3透镜L3的像侧的面更靠像侧与光轴Z相交。优选决定第3透镜L3的像侧的面的形状来采用这些优选的方式。这样，通过缓和在轴外的凸形状可以使光束向远离光轴Z的方向弯曲，因此可以确保大的图像圈。例如将摄像透镜应用于使用区域传感器的图像读取装置时，图像圈大的一方无需加长共轭长度就能读取原稿图像，所以可以有利于装置的小型化。
除了上述的第3透镜L3的像侧的非球面形状的结构以外，将第3透镜L3的像侧的非球面上的各点与第3透镜L3的像侧的面顶点的切平面的光轴方向的最长距离设为Z7m时，优选满足下述条件式(7)。其中，Z7m的符号相对于第3透镜L3的像侧的面顶点的切平面，物侧的距离设为负，像侧的距离设为正。
-0.25＜Z7m/f＜-0.03…(7)
在图1D例示Z7m。若低于条件式(7)的下限，则第3透镜L3的像侧的面的凸形状的缓和不足并且周缘光束很难从光轴Z远离，因此第3透镜L3与第4透镜L4的间隔或透镜***与摄像元件5的间隔若取得不长，就无法得到大的图像圈，变得不适合广角化和小型化。若超过条件式(7)的上限，则容易确保大的图像圈，但由于周缘光线与该光线通过的点的面的法线的角度变大，因此产生高阶彗形像差且校正变得困难。
为了缩短整个***的焦距进一步谋求广角化和小型化，需在第3透镜L3的像侧的面使周缘光束进一步向远离光轴的方向弯曲。因此，关于最大视角的光束3的最外光线7，优选构成为如以下。上述的法线H8与光轴Z相交的点P8比点P9更靠物侧时，优选最大视角的光束3的最外光线7通过第3透镜L3的像侧的面的点处的该面的法线H7如在图1C、图1D中作为点P7所示，在比第3透镜L3的像侧的面更靠像侧与光轴Z相交，或与图1C、图1D所示的方式不同，优选或在比点P8更靠物侧与光轴Z相交，或与光轴Z平行。并且，法线H8或与光轴Z平行，或在比第3透镜L3的像侧的面更靠像侧与光轴Z相交时，优选最大视角的光束3的最外光线7通过第3透镜L3的像侧的面的点处的该面的法线H7与光轴Z相交的点P7比第3透镜L3的像侧的面更靠像侧。这样优选规定第3透镜L3像侧的面的形状，此时优选进一步满足下述条件式(7-1)。
-0.16＜Z7m/f＜-0.03…(7-1)
第4透镜L4可以构成为在近轴区域为具有正的折射力透镜，此时，有利于小型化。第4透镜L4例如在近轴区域可以设为双凸形状、或弯月形状。
本摄像透镜如图1A所示，优选最大视角的光束3的主光线6通过第4透镜L4的物侧的面的点处的该面的法线Hγ在比该面更靠像侧与光轴Z相交，并且将最大视角的光束3的主光线6通过第4透镜L4的物侧的面的点处的该面的法线Hγ与光轴Z的角度设为γ时，优选满足下述条件式(8)。另外，将γ设为在-90°≤γ≤90°范围内考虑，最大视角的光束3的主光线6通过第4透镜L4的物侧的面的点处的该面的法线Hγ在比该面更靠像侧与光轴Z相交时γ的符号设为正，在物侧相交时γ的符号设为负。
0°＜γ＜35°…(8)
条件式(8)是摄像透镜搭载于装置，摄像元件配置于像面Sim时，用于控制向摄像面的入射角，即，入射至摄像面的光线与摄像面的法线的角度的式，是关于远心性的式。若向摄像面的入射角过大，则无法有效地确保光量，对分辨率或光分布等会产生影响所以需要留意。
最大视角的光束3的主光线6通过第4透镜L4物侧的面的点处的法线Hγ构成为在该面的像侧与光轴Z交叉，从而将主光线6通过的部分的第4透镜L4的物侧的面设为凸形状而控制向摄像面的入射角。若低于条件式(8)的下限，则向摄像面的入射角的校正不足，需要选取较宽的透镜***与摄像元件的距离等的对应，产生整个***焦距变长等广角化或小型化的障碍所以不优选。若超过条件式(8)的上限，则法线与光轴Z所成的角度变大，在周缘部的光束中产生高阶彗形像差而无法得到高的分辨性。
为了良好地校正高阶像差来得到高的分辨率，更优选进一步满足下述条件式(8-1)。
0°＜γ＜25°…(8-1)
最大视角的光束3的主光线6通过第4透镜L4的物侧的面的点处的该面的法线Hγ在比该面更靠物侧与光轴Z相交时，在远心性的方面上变得不利，但能够较小地设定包含第4透镜L4的深度的最大厚度，所以有利于透镜***的总长的小型化。其中，若γ值取负值且其绝对值过大，则第4透镜L4的像侧的面中，向摄像面的入射角的控制负担增大，第4透镜L4的像侧的面的周缘部成为强的凸形状，因此在边缘(コバ)(边厚度(縁肉))的确保或成型性方面变得不利。从而，最大视角的光束3的主光线6通过第4透镜L4的物侧的面的点处的该面的法线Hγ在比该面更靠物侧与光轴Z相交时，优选满足下述条件式(8’)。
-25°＜γ＜0°…(8’)
在本摄像透镜中，优选透镜***的F值，所谓规定透镜***的亮度的孔径光阑St配置于第1透镜L1与第2透镜L2之间，这时，将孔径光阑St与第2透镜L2的光轴上的间隔设为d3时，优选满足下述条件式(9)。
0.0≤d3/f＜0.5…(9)
条件式(9)是关于孔径光阑St与第2透镜L2的间隔的式。若超过条件式(9)的上限，则可以缩小向摄像面的光线的入射角这方面很好，但入射至比孔径光阑St更靠像侧的透镜组的光线的光线高度变大，各透镜的有效径(有効径)变大，与小型化相悖。并且若要抑制透镜***的光轴方向的总长，则第1透镜L1与孔径光阑St的距离变得比较短，需加大入射至孔径光阑St的最大视角的光束3与光轴Z的角度。因此，不得不加大第1透镜L1的像侧的面中的各光线与面法线的角度，若这样则产生高阶彗形像差而得不到高的分辨率。
在本摄像透镜中，优选整个***的透镜中至少有1个透镜由玻璃材料构成。
摄像透镜例如作为监视用的透镜，如在直接接触户外空气的环境下使用时，优选第1透镜L1由玻璃材料构成。玻璃材料与塑料材料相比，来自湿气或紫外线的影响少且不容易产生划痕，所以根据用途是有用的。
并且，第2透镜L2担当整个***的大部分的会聚作用且拥有强的正的折射力，若使焦点缩短来进行广角化则曲率半径的绝对值变得过小，变得容易产生高阶像差。由于塑料材料的折射率比较低，第2透镜L2由塑料材料构成时，这种倾向变得明显所以不优选。因此，将能够选择高的折射率的玻璃材料用于第2透镜L2从像差校正的观点出发是有用的。
将玻璃材料用于第3透镜L3时，由于阿贝数小的材料的选择度增加，色相差校正的设计自由度提高，可以提供更高的分辨率的透镜。在第4透镜L4中使用玻璃材料时，由于与使用塑料材料时相比可以使用折射率高的材料，所以可缩小各光线与各光线通过面的点处的面的法线的角度，因此可以抑制高阶球面像差或彗形像差的发生。
在本摄像透镜中，第1透镜L1可以构成为具有至少一面的非球面且由聚烯烃(ポリオレフイン)类的塑料材料构成。第1透镜L1从像差校正的观点考虑优选具有非球面。将第1透镜L1的两面设为球面时，曲率半径的绝对值变小而容易发生高阶像差。另外，从设计的自由度的观点来看优选使用与玻璃相比对成型条件限制较少的塑料材料。作为塑料材料，即使使用聚碳酸酯(ポリカ一ボネイト)或丙烯酸(アクリル)等也可以在设计上得到高的性能，但在第1透镜L1中，由于透镜外径及厚度变得大型化，所以优选选择双折射(複屈折)等成型变形小的材料，并优选耐气候性好的材料。使用塑料材料时，通过选择聚烯烃类的材料，可以响应这些要求。作为聚烯烃类塑料材料例如可以列举ZEONEX(注册商标，ZEON CORPORATION制造)。
在本摄像透镜中，将比孔径光阑St更靠像侧的多个透镜看作为1个透镜组时，优选构成为该透镜组包含2个以上具有至少一面的非球面的透镜。根据这种结构，即使为了使焦点缩短而缩小透镜的光轴附近的曲率半径的绝对值时，也可以抑制像差的发生，特别是可以良好地抑制高阶像差而实现高的光学性能。对于非球面的材料，可以使用塑料。塑料材料与玻璃相比具有对成型条件的限制少且廉价的优点。
接着，参照图2A、图2B对本发明的第2实施方式所涉及的摄像透镜进行说明。图2A是表示本发明的第2实施方式所涉及的摄像透镜的结构和光路的剖视图，与后述的实施列7的摄像透镜对应。图2B是在图2A中表示的摄像透镜的主要部分的放大图。另外，在图2A所示的结构例是兼具后述的本发明的第3实施方式涉及的摄像透镜的结构，对图2A中的符号G1、G2，在第3实施方式的说明中后述。图2A中，左侧为物侧，右侧为像侧，也一并表示来自处于预定的有限距离的物体的轴上光束2、最大视角的光束3、光学部件PP。
本发明的第2实施方式所涉及的摄像透镜，从物侧依次具有将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜L1、正的第2透镜L2、将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜L3、及将凸面朝向物侧的第4透镜L4。该结构的作用效果与在第1实施方式的说明中所述的内容相同，所以在此省略重复说明。
本发明的第2实施方式所涉及的摄像透镜，如图2B所示，进一步构成为轴上光束2的最外光线9通过第2透镜L2的物侧的面的点处的该面的法线H2f，在比该面更靠物侧与光轴Z相交。在图2B中，法线H2f与光轴Z的交点P2f位于比第2透镜L2物侧的面更靠物侧。另外，图2B是包含有在图2A所示的摄像透镜的孔径光阑St、第2透镜L2、轴上光束2的主要部分的扩大图，图2B中省略图示最大视角的光束3和比破裂线更靠物侧的光束。
通过采用如法线H2f与光轴Z的交点P2f位于比第2透镜L2的物侧的面更靠物侧的结构，可以将第2透镜L2的物侧的面中的轴上光束2的最外光线通过第2透镜L2的物侧的面的点及其附近设为凹形状，并可缩小各入射光线与面法线所成的角度。由此，可以防止在第2透镜L2的物侧的面上光线较大幅度地向光轴侧弯曲，从而变得容易确保大的图像圈。另外，也可以将第2透镜L2的物侧的面中从近轴区域到最大视角的光束3通过的区域的整个区域设为凹形状，这时，更容易确保大的图像圈。
在本发明的第2实施方式所涉及的摄像透镜中，将第1透镜L1与第2透镜L2的光轴上的间隔设为D，整个***的焦距设为f时，优选满足下述条件式(1)。通过满足下述条件式(1)得到的作用效果与在第1实施方式的说明中所述的作用效果相同。
0.25＜D/f＜4.0…(1)
本发明的第2实施方式所涉及的摄像透镜在不与上述的本实施方式的基本结构矛盾的范围内，可采用在第1实施方式所涉及的摄像透镜中说明的优选的结构或可采用的结构中的1个或任意的组合。
接着，对本发明的第3实施方式所涉及的摄像透镜进行说明。图1A、图2A所示的摄像透镜是本发明的第3实施方式所涉及的摄像透镜的结构例。本发明的第3实施方式所涉及的摄像透镜，从物侧依次配置第1透镜组G1、第2透镜组G2而构成，第1透镜组G1由将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜L1构成，在第2透镜组G2的最靠物侧配置有正的第2透镜L2，在第2透镜组G2的最靠像侧配置有具有正的折射力的透镜(正レンズ)，第2透镜组G2构成为包含2个以上至少一方的面为非球面的透镜。
通过由将凹面朝向物侧的弯月形透镜构成的第1透镜L1构成配置于物侧的第1透镜组G1，特别是对于包含于周缘部的光束的光线，可加大各光线通过第1透镜L1的物侧的面的位置中的该面的法线与各光线的角度，从而可以实现广角化。并且，将第1透镜L1设为弯月形状，从而可以用像侧的凸面消除在物侧的凹面发生的正的像面弯曲。这样，可以说第1透镜L1是适合于广角化和像面的校正的形状。另外，若进行广角化，则第1透镜L1的物侧的凹面成为光焦度强的面。通过将第1透镜L1设为弯月形状，且将第1透镜L1的像侧的面设为凸面而具有强的光焦度，从而可以由像侧的光焦度强的凸面抵消在物侧的光焦度的强的凹面发生的大的正的像面弯曲。
通过在第2透镜组G2的最靠物侧及最靠像侧配置具有正的折射力的透镜，可以谋求短焦点化，有利于小型化。通过第2透镜组包含2片以上的非球面透镜，即使为了使焦点缩短而缩小光轴附近的曲率半径的绝对值时，也可控制像差的发生，特别是良好地抑制高阶像差而实现高的光学性能。优选包含于第2透镜组的G2的非球面透镜由塑料材料构成。塑料材料与玻璃相比具有对成型条件的限制较少且廉价的优点。
本发明的第3实施方式所涉及的摄像透镜构成为，将第1透镜L1与第2透镜L2的光轴上的间隔设为D，整个***的焦距设为f时，进一步满足下述条件式(1)。通过满足下述条件式(1)得到的作用效果与在第1实施方式的说明中所述的作用效果相同。
0.25＜D/f＜4.0…(1)
本发明的第3实施方式所涉及的摄像透镜在不与上述的本实施方式的基本结构矛盾的范围内，可以采用在第1实施方式所涉及的摄像透镜中说明的优选的结构或可采用的结构中的1个或任意组合。
本发明的第3实施方式所涉及的摄像透镜的第2透镜组G2，例如如图1A、图2A所示，可以构成为从物侧依次具备正的第2透镜L2、将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜L3、将凸面朝向物侧的第4透镜L4。在谋求小型化及高分辨率时，第2透镜组G2可以设为上述第2透镜L2～第4透镜L4的3片的结构。
本发明的第3实施方式所涉及的摄像透镜的第2透镜组G2从物侧依次具备上述第2透镜L2～第4透镜L4时，可以采用在第1实施方式所涉及的摄像透镜中说明的有关第2透镜L2～第4透镜L4的优选结构或1个可采用的结构或任意的组合。
另外，重视小型化时，第2透镜组G2可以构成为由2片具有正的折射力的透镜构成。或者，重视高性能时，第2透镜组G2可以构成为由4片以上的透镜构成。
接着，对本发明的摄像透镜的数值实施例进行说明。将实施例1～实施例8的透镜剖视图分别示于图3～图10。在图3～图10中，左侧为物侧，右侧为像侧，也一并表示来自处于预定的有限距离的物体的轴上光束2及最大视角的光束3、光学部件PP。在图3～图10中图示的孔径光阑St不一定是表示大小或形状而是表示光轴Z上的位置。
将实施例1的摄像透镜的透镜数据示于表1、规格数据示于表2、非球面数据示于表3。同样地，将实施例2～8的摄像透镜的透镜数据、规格数据、非球面数据分别示于表4～表24。
在各表的透镜数据中，在si的栏中表示将最靠物侧的透镜的面设为第1个随着朝向像侧依次增加的第i个(i＝1、2、3、…)的面的号码，在ri的栏中表示第i个面的曲率半径，在di的栏中表示第i个面与第i+1个面的光轴Z上的面的间隔。另外，曲率半径的符号，在物侧凸时设为正，在像侧凸时设为负。
并且，在透镜数据中，在nej的栏中表示将最靠物侧的透镜设为第1个随着朝向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、…)的光学要素对e线(波长46.07nm)的折射率，在νdj的栏中表示第j个光学要素对d线的阿贝数。另外，透镜数据中也包含表示孔径光阑St及光学部件PP，在相当于孔径光阑St的面的面号码的栏中在面号码的后面记载为(孔径光阑)。
在各表的规格数据中示出实效F值、倍率、全视角及焦距。另外，在此整个表中，作为表中的长度单位使用“mm”，作为角度单位使用“度”。但是这是一个例子，即使比例扩大或比例缩小，光学系也可以得到相同的光学性能，因此可以使用其他的适当的单位。
在各表的透镜数据中，在非球面的面号码带有*符号，作为非球面的曲率半径示出近轴曲率半径(中心部的曲率半径)的数值。在非球面数据中，示出非球面的面号码si、关于各非球面的非球面系数k、n次非球面系数Bn(n＝3、4、5、…20)。这些非球面系数，对于各非球面，与光轴Z垂直的方向的高度设为y，关于高度y的非球面的从面顶点的切平面的光轴方向的距离设为Zf(y)，近轴曲率设为c，在以下非球面式中表示非球面形状时的系数：
Zf(y)＝c·y2/〔1+(1-k·c2·y2)1/2〕+∑Bn·|y|n
各表的非球面系数的数值的“E-0m”(m：整数)的意思是“×10-m”，“E+0m”(m：整数)的意思是“×10m”。
〔表1〕
【表1】
实施例1  透镜数据
Figure BSA00000295421500231
【表2】
实施例1  规格数据
〔表3〕
【表3】
实施例1  非球面数据
Figure BSA00000295421500241
〔表4〕
【表4】
实施例2  透镜数据
Figure BSA00000295421500251
【表5】
实施例2  规格数据
〔表6〕
【表6】
实施例2  非球面数据
Figure BSA00000295421500261
〔表7〕
【表7】
实施例3  透镜数据
Figure BSA00000295421500271
【表8】
实施例3  规格数据
Figure BSA00000295421500272
〔表9〕
【表9】
实施例3  非球面数据
Figure BSA00000295421500281
〔表10〕
【表10】
实施例4  透镜数据
Figure BSA00000295421500291
【表11】
实施例4  规格数据
Figure BSA00000295421500292
〔表12〕
【表12】
实施例4  非球面数据
Figure BSA00000295421500301
〔表13〕
【表13】
实施例5  透镜数据
【表14】
实施例5  规格数据
Figure BSA00000295421500312
〔表15〕
【表15】
实施例5  非球面数据
〔表16〕
【表16】
实施例6  透镜数据
Figure BSA00000295421500331
【表17】
实施例6  规格数据
Figure BSA00000295421500332
〔表18〕
【表18】
实施例6  非球面数据
Figure BSA00000295421500341
〔表19〕
【表19】
实施例7  透镜数据
Figure BSA00000295421500351
【表20】
实施例7  规格数据
Figure BSA00000295421500352
〔表21〕
【表21】
实施例7  非球面数据
Figure BSA00000295421500361
〔表22〕
【表22】
实施例8  透镜数据
Figure BSA00000295421500371
【表23】
实施例8  规格数据
Figure BSA00000295421500372
〔表24〕
【表24】
实施例8  非球面数据
Figure BSA00000295421500381
实施例1～8的摄像透镜均为4片结构。实施例1的摄像透镜的4片透镜的所有的两面都是非球面，其大概形状如下：第1透镜L1是在近轴区域将凹面朝向物侧的负弯月形透镜、第2透镜L2在近轴区域为双凸透镜、第3透镜L3是在近轴区域将凸面朝向像侧的负弯月形透镜、第4透镜L4是在近轴区域将凸面朝向物侧的正弯月形透镜。
实施例2的摄像透镜4片透镜的所有的两面都是非球面，其大概形状与实施例1相同。实施例3的摄像透镜的第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4的所有的两面都是非球面。实施例3的摄像透镜的大概形状除了第4透镜L4在近轴区域是双凸透镜这方面以外，与实施例1的内容相同。实施例4的摄像透镜的第1透镜L1、第3透镜L3、第4透镜L4的所有的两面都是非球面。实施例4的摄像透镜的大概形状除了第4透镜L4在近轴区域为双凸透镜这方面以外，与实施例1的形状相同。实施例5的摄像透镜的4片透镜的所有的两面都是非球面，其大概形状除了第4透镜L4在近轴区域为双凸透镜这方面以外，与实施例1的内容相同。实施例6的摄像透镜的4片透镜的所有的两面都是非球面，其大概形状与实施例1的内容相同。实施例7的摄像透镜的4片透镜的所有的两面都是非球面，其大概形状除了第2透镜L2是在近轴区域将凹面朝向物侧的正弯月形透镜这方面以外，与实施例1的内容相同。实施例8的摄像透镜的4片透镜所有的两面都是非球面，其大概形状为除了第1透镜L1及第2透镜L2是在近轴区域将凹面朝向物侧的正的弯月形透镜以外，与实施例1的内容相同。
图11(A)～图11(K)表示实施例1的摄像透镜的像差图。图11(A)～图11(D)分别表示球面像差、像散(非点収差)、畸变(デイスト一シヨン)(歪曲像差)、倍率色像差(倍率的色像差)。图11(E)～图11(H)表示各视角中的正切方向的横向像差，图11(I)～图11(K)表示各视角中的弧矢方向的横向色差。在球面像差图、倍率色像差图、横向像差图中，关于e线(546.1nm)用实线、关于g线(波长435.8nm)用虚线、关于C线(波长656.3nm)用一点点划线表示。像散图及畸变像差图是关于e线的，在像散中，对于弧矢(サジタル)方向用实线、关于正切方向用点线表示。球面像差的Fno.意思是实效F值，另外的像差图的ω意思是半视角。
同样地，将实施例2～8的摄像透镜的各像差图表示在图12(A)～图12(K)、图13(A)～图13(K)、图14(A)～图14(K)、图15(A)～图15(K)、图16(A)～图16(K)、图17(A)～图17(K)、图18(A)～图18(K)。
与关于实施例1～8的摄像透镜的条件式(1)～(9)对应的值在表25表示。另外，在表25表示的值是将基准波长设为e线，根据上述的各规格数据使光束入射时的值。
【表25】
Figure BSA00000295421500401
如从以上数据可知，实施例1～8的摄像透镜由所谓4片的较少的透镜片数构成而小型构成，并谋求实效F值小至2.6～3.0，全视角约为90°～107°的充分的广角化，良好地校正各像差从而具有良好的光学性能及高的分辨率。
另外，本发明不限于上述实施例，可以进行各种变形。例如各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数等，不限于在上述实施例中表示的值，可以取其他的值。
接着，对本发明的实施方式所涉及的摄像装置进行说明。在图19表示本发明的1实施方式所涉及的摄像装置的简要结构图。图19所示的装置是用于读取原稿图像的图像读取装置10，并且具备有：由本发明的实施方式所涉及的摄像透镜构成的读取透镜11、搭载成为读取对象的原稿12的原稿搭载台13、朝向原稿12发出照明光的光源14、及拍摄原稿12的图像的摄像元件15。但，在图19中，关于读取透镜11一并简要地图示透镜***。
摄像元件15是将通过读取透镜11形成的光学图像变为电信号的元件，例如由CCD或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等构成。根据需要，优选在读取透镜11与摄像元件15之间设置用于保护摄像元件的盖玻片等的光学元件。并且根据需要，在读取透镜11和原稿12之间可以配置用于将原稿12按压在原稿载置台13侧的原稿按压玻璃或滤光片等光学元件。
该图像读取装置10是反射原稿式读取装置。在图像读取装置10中，从光源14向原稿12照射照明光，由原稿12反射的光透过读取透镜11接受成像作用，从而使原稿12的图像在摄像元件15上成像，通过摄像元件15作为图像信息来取入。
在图20表示本发明的其他实施方式所涉及的图像读取装置20的简要结构图。该图像读取装置20也是反射原稿式的读取装置，但原稿12与读取透镜11之间配置反射镜26来弯折光路，从而谋求装置的紧凑化的这方面与在图19所示的图像读取装置10大不相同。并且，图像读取装置20中，为了使来自原稿12的反射光通过原稿载置台23入射至读取透镜11，而使用由光透射的透明部件构成的原稿载置台23。另外，在图20中关于读取透镜11也一并简要图示透镜***。
以上举出实施方式来说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式，可以进行各种变形。例如在上述中说明了反射原稿式的图像读取装置，但本发明不限于此，也可以应用于读取负片(ネガフイルム)或正片(ポジフイルム)等图像原稿的透射原稿式图像读取装置。透过原稿式图像读取装置可通过如下结构来实现：例如在图20表示的图像读取装置20中，将光源14改变为配置于原稿侧，从光源14投射且透过原稿12的光通过原稿载置台23入射至读取透镜11，通过读取透镜11使原稿12的图像成像于摄像元件15上。图19、图20中表示了作为摄像元件15使用区域传感器的例子，但本发明不限定于此，也可以是如下结构，而作为摄像元件使用线性传感器，将本发明的摄像透镜作为扫描透镜来使用。
另外，本发明的摄像透镜不仅作为图像读取光学***用透镜来应用，也可以适用于其他光学***。本发明的摄像透镜不限于处理有限距离的物体的光学***，也可以适用于处理无限远距离的物体的光学***。并且，本发明的摄像透镜不限于可见光用光学***，也可以适用于对待红外光的光学***。
具体地说，例如：可以将本发明的摄像透镜适用于监视用摄像机或车载摄像机，认证用摄像机等。将本发明的摄像透镜适用于监视用摄像机等时，也有时会从超过设计规格的视角的角度使光线入射于透镜***，所以为了防止杂散光优选在透镜***的物侧或各透镜之间等设置用于遮挡多余光线的光阑。
并且根据应用摄像透镜的摄像装置，在透镜***的物侧或像侧可以配置红外线截止滤光片、可见光截止滤光片、施加有防水涂层或亲水涂层的滤光片等各种滤光片。或者可以在摄像透镜所具有的任意一个透镜的透镜面施加具有与各种滤光片相同作用的涂层。

Claims (17)

1.一种摄像透镜，其特征在于，
从物侧依次具备：将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜；正的第2透镜；将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜；将凸面朝向物侧的第4透镜，并满足下述条件式(1)：
0.25＜D/f＜4.0…(1)
其中，
D为所述第1透镜与所述第2透镜的光轴上的间隔，
f为整个***的焦距。
2.一种摄像透镜，其特征在于，
从物侧依次具备：将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜；正的第2透镜；将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜；将凸面朝向物侧的第4透镜，
轴上光束的最外光线通过所述第2透镜的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧与光轴相交。
3.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
满足下述条件式(2)：
0.3＜d1/D＜4.0…(2)
其中，
d1为所述第1透镜的中心厚度，
D为所述第1透镜与第2透镜的光轴上的间隔。
4.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
满足下述条件式(3)：
α＞50°…(3)
其中，
α为入射至所述第1透镜的物侧的面处的最大视角的光束的主光线与该主光线通过所述第1透镜的物侧的面的点处的该面的法线的角度。
5.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
满足下述条件式(4)：
0.8＜α＜β＜3.0…(4)
其中， 
α为入射至所述第1透镜的物侧的面的最大视角的光束的主光线与该主光线通过所述第1透镜的物侧的面的点处的该面的法线的角度，
β为从所述第1透镜的像侧的面射出的最大视角的光束的主光线与该主光线通过所述第1透镜的像侧的面的点处的该面的法线的角度。
6.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述第2透镜为双凸形状，并满足下述条件式(5)：
0.0≤|Z4|/|Z5|＜0.5…(5)
其中，
Z4为所述第2透镜的物侧的面处的最大视角的光束的最外光线通过该面的点与所述第2透镜的物侧的面顶点的切平面的光轴方向的距离，
Z5为所述第2透镜的像侧的面处的最大视角的光束的最外光线通过该面的点与所述第2透镜的像侧的面顶点的切平面的光轴方向的距离。
7.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
轴上光束的最外光线通过所述第2透镜的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧与光轴相交，并满足下述条件式(5)：
0.0≤|Z4|/|Z5|＜0.5…(5)
其中，
Z4为所述第2透镜的物侧的面处的最大视角的光束的最外光线通过该面的点与所述第2透镜的物侧的面顶点的切平面的光轴方向的距离，
Z5为所述第2透镜的像侧的面处的最大视角的光束的最外光线通过该面的点与所述第2透镜的像侧的面顶点的切平面的光轴方向的距离。
8.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
满足下述条件式(6)：
v3＜35…(6)
其中，
v3为所述第3透镜的d线上的阿贝数。
9.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述第3透镜的像侧的面为非球面，
轴上光束的最外光线通过所述第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧的第1点与光轴相交，
5成视角的光束的最外光线通过所述第3透镜的像侧的面的点处的该面的法 线在比所述第1点更靠物侧的第2点与光轴相交，或与光轴平行，或在比所述第3透镜的像侧的面更靠像侧的第3点与光轴相交，
所述5成视角的光束的最外光线通过所述第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在所述第2点与光轴相交时，最大视角的光束的最外光线通过所述第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在比所述第2点更靠物侧与光轴相交，或与光轴平行，或在比所述第3透镜的像侧的面更靠像侧与光轴相交，
所述5成视角的光束的最外光线通过所述第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线或与光轴平行，或在所述第3点与光轴相交时，最大视角的光束的最外光线通过所述第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠像侧与光轴相交，且满足下述条件式(7)：
-0.25＜Z7m/f＜-0.03…(7)
其中，
Z7m为所述第3透镜的像侧的非球面上的各点与所述第3透镜的像侧的面顶点的切平面的光轴方向的最长距离。
10.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
最大视角的光束的主光线通过所述第4透镜的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠像侧与光轴相交，并满足下述条件式(8)：
0°＜γ＜35°…(8)
其中，
γ为最大视角的光束的主光线通过所述第4透镜的物侧的面的点处的该面的法线与光轴的角度。
11.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
至少1个透镜由玻璃材料构成。
12.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
在所述第1透镜与所述第2透镜之间配置有孔径光阑，并满足下述条件式(9)：
0.0≤d3/f＜0.5…(9)
其中，
d3为所述孔径光阑与所述第2透镜的光轴上的间隔。
13.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述第1透镜至少具有一面的非球面，并且由聚烯烃类塑料材料构成。 
14.如权利要求2所述的摄像透镜，其特征在于，
满足下述条件式(1)：
0.25＜D/f＜4.0…(1)
其中，
D为所述第1透镜与所述第2透镜的光轴上的间隔，
f为整个***的焦距。
15.一种摄像透镜，其特征在于，
从物侧依次配置第1透镜组、第2透镜组而构成，
所述第1透镜组由将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜构成，
在所述第2透镜组的最靠物侧配置正的第2透镜，在所述第2透镜组的最靠像侧配置具有正的折射力的透镜，所述第2透镜组包含2个以上至少一方的面为非球面的透镜，并满足下述条件式(1)：
0.25＜D/f＜4.0…(1)
其中，
D为所述第1透镜与所述第2透镜的光轴上的间隔，
f为整个***的焦距。
16.如权利要求15所述的摄像透镜，其特征在于，
所述第2透镜组从物侧依次具备：所述第2透镜；将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜；将凸面朝向物侧的第4透镜。
17.一种摄像装置，其特征在于，
具备如权利要求1至16中的任一项所述的摄像透镜。 
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