JP5102096B2 - 撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、被写体の像を結像させる撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像装置に関するものである。

従来より、車載用、携帯電話用、監視用等の撮像装置に用いられる小型化、軽量化された高い耐候性を持つ広角の撮像レンズが知られている。このような撮像レンズは、ＣＣＤ素子やＣＭＯＳ素子等の撮像素子の受光面上に被写体となる物体の像を結像させるものである（特許文献１参照）。また、４枚のレンズで構成した、小型化および軽量化を狙った広角の撮像レンズも知られている（特許文献２、３参照）。
特開２００６−２５９７０４号公報 特開２００７−２６４６７６号公報 特開２００５−２２７４２６号公報

ところで、近年、ＣＣＤ素子やＣＭＯＳ素子等の撮像素子の小型化、高画素数化が急速に進んでいる。これにともない、車載用、携帯電話用、監視用等の撮像装置に用いられる撮像レンズをさらに広角化、小型化するとともに収差を小さくしたいという要請がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、広角化および小型化するとともに光学性能を高めることができる撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明の第１の撮像レンズは、物体側から順に、負のパワーを持つ第１レンズ、負のパワーを持つ第２レンズ、正のパワーを持つ第３レンズ、絞り、および正のパワーを持つ第４レンズからなり、前記第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズが、各レンズの少なくとも１つのレンズ面が非球面をなすものであり、前記第４レンズの物体側のレンズ面は凹面をなすものであり、以下の条件式（１Ａ）、条件式（２−２）、条件式（４）を同時に満足することを特徴とするものである。

２．９８≦（Ｄ４＋Ｄ５）／ｆ＜５．５ ・・・（１Ａ）
νｄ３＜３２ ・・・（２−２）
０．０１＜｜ｆ12／ｆ34｜＜０．５ ・・・（４）
ただし、
Ｄ４：前記第２レンズと第３レンズの間の空気間隔
Ｄ５：前記第３レンズの中心肉厚
ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
νｄ３：第３レンズのd線に対するアッベ数
ｆ12：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ34：第３レンズと第４レンズの合成焦点距離
前記第２レンズの物体側のレンズ面は、このレンズ面の有効径内に少なくとも１つの変曲点を持ち、このレンズ面の中心部は凸面をなし有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱い、もしくは、このレンズ面の中心部は凸面をなし有効径周縁部は凹面をなすものとすることが望ましい。
前記第１レンズは、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであり、前記第２レンズは、物体側のレンズ面が非球面をなし、このレンズ面の中心部が凸面をなし有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱い、もしくは、このレンズ面の中心部が凸面をなし有効径周縁部において負のパワーを持つものであり、前記第３レンズは、物体側のレンズ面が非球面をなすものであり、前記第４レンズは、像側のレンズ面が非球面をなすものであり、前記第３レンズと前記第４レンズとの間に絞りを有するものであることが望ましい。

前記第３レンズは、この第３レンズのｄ線に対するアッベ数νｄ３が以下の条件式（２）を満足する材料で形成されたものとすることが望ましい。

νｄ３＜４５ ・・・（２）
前記第３レンズは、この第３レンズの焦点距離ｆ３が以下の条件式（３）を満足するものとすることが望ましい。

１．０＜ｆ３／ｆ＜３．０ ・・・（３）
前記第２レンズの像側のレンズ面は、このレンズ面の中心部が凹面をなし有効径周縁部は中心部よりも負のパワーが弱いものとすることが望ましい。

前記第３レンズの物体側のレンズ面は、このレンズ面の中心部が凸面をなし有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱いものとすることが望ましい。

前記第３レンズの像側のレンズ面は、このレンズ面の中心部のパワーよりも有効径周縁部のパワーの方が弱いものとすることが望ましい。

前記第４レンズの物体側のレンズ面は、このレンズ面の中心部が凹面をなし有効径周縁部は中心部よりも負のパワーが強いものとすることが望ましい。

前記第４レンズの像側のレンズ面は、このレンズ面の中心部が凸面をなし有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱いものとすることが望ましい。

前記第１レンズの物体側のレンズ面から前記撮像レンズの結像面までの距離Ｌは、以下の条件式（５）を満足するものとすることが望ましい。

７＜Ｌ／ｆ＜１６ ・・・（５）
本発明の撮像装置は、第１の撮像レンズまたは第２の撮像レンズと、その撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とするものである。

なお、「正のパワーを持つレンズ」および「負のパワーを持つレンズ」は、少なくとも近軸上でのパワーを規定するものである。

「レンズ面の有効光線径」は、レンズ面を通る有効な光線のうちの最も外側（光軸から最も離れた位置）を通る光線とそのレンズ面との交点が描く円の直径を意味する。なお、上記レンズ面を通る有効な光線は、被写体の像の結像に用いられる光線である。

ここでは、レンズ面の有効光線径とレンズ面の有効径とは一致する。

なお、有効径周縁部は、各レンズの有効径内を通過する全光線のうち最も外側を通る光線が各レンズ面と交わる点からなる部位である。

また、「レンズ面の中心部は凸面をなし有効径周縁部は前記中心部よりも正のパワーが弱い」とは、有効径周縁部も中心部と同様に凸面をなし、この中心部の曲率半径の値の絶対値よりも有効径周縁部の曲率半径の値の絶対値の方が大きい場合を意味する。

また、「レンズ面の中心部は凸面をなし有効径周縁部では負のパワーを持つ」とは、レンズ面の中心部が凸面をなし有効径周縁部は凹面をなす場合を意味する。

さらに、「レンズ面の中心部は凹面をなし有効径周縁部は前記中心部よりも負のパワーが弱い」とは、有効径周縁部も中心部と同様に凹面をなし、この中心部の曲率半径の値の絶対値よりも有効径周縁部の曲率半径の値の絶対値の方が大きい場合を意味する。

また、「レンズ面の中心部は凹面をなし有効径周縁部では正のパワーを持つ」とは、レンズ面の中心部が凹面をなし有効径周縁部は凸面をなす場合を意味する。

「レンズ面の中心部のパワーよりも有効径周縁部のパワーの方が弱い」とは、有効径周縁部も中心部と同様に凸面をなし、有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱い場合、または、有効径周縁部も中心部と同様に凹面をなし、有効径周縁部は中心部よりも負のパワーが弱い場合を意味するものである。

「レンズ面の中心部は凹面をなし有効径周縁部は前記中心部よりも負のパワーが強い」とは、有効径周縁部も中心部と同様に凹面をなし、この中心部の曲率半径の絶対値よりも有効径周縁部の曲率半径の絶対値の方が小さい場合を意味する。

なお、中心部の曲率半径は、レンズ面が光軸と交わる位置におけるレンズ面の曲率半径を意味する。

また、曲率半径の値を絶対値で示す理由は、曲率半径の大小関係を明確にするためである。

本発明の第１の撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像装置によれば、物体側から順に、負のパワーを持つ第１レンズ、負のパワーを持つ第２レンズ、正のパワーを持つ第３レンズ、絞り、および正のパワーを持つ第４レンズからなり、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズを、各レンズの少なくとも１つのレンズ面が非球面をなすものとし、第４レンズの物体側のレンズ面を凹面をなすものとし、条件式（１Ａ）:２．９８≦（Ｄ４＋Ｄ５）／ｆ＜５．５、条件式（２−２）: νｄ３＜３２、条件式（４）: ０．０１＜｜ｆ12／ｆ34｜＜０．５を同時に満足するようにしたので、収差を良好に補正でき高い解像性能が得られるとともに、バックフォーカスを大きくすることができる。

最も物体側に負の第１レンズ、第２レンズを配置することで、大きな画角で入射してきた光線をとらえることができ、広角化することが可能となる。第２レンズの少なくとも片側の面を非球面とすることで、諸収差を良好に補正することが可能であると共に、レンズ系を小型化することが可能となる。第２レンズでは、軸上光線と軸外光線が分離されているため、このレンズを非球面とすると収差の補正上有利であり、ディストーションの補正も比較的容易である。

なお、第１レンズも軸上光線と軸外光線とが分離されているが、レンズ系の最も物体側に配置される第１レンズＬ１の材質としては後述のようにガラス材料を用いることが好ましい。また、第１レンズはレンズ系の中で最も大口径のレンズとなっている。これらの事情から、プラスチック材質を適用しやすい第２レンズを非球面レンズとすることとがレンズの製作上および収差補正上好ましい。

また、第３レンズ、第４レンズを共に少なくとも片側の面が非球面である正のパワーを持つレンズとし、第３レンズと第４レンズの間に絞りを配置することで、像面湾曲、コマ収差を良好に補正すると共にレンズ系を小型化することが可能となる。

最も物体側に、負の第１レンズ、第２レンズを配置することで、大きな画角で入射してきた光線をとらえることができ、広角化することが可能となる。

また、第１レンズを物体側に負のパワーを持ち像側に凹面を向けたメニスカスレンズとすることで、ペッツバール和を小さくすることができ、広い画角全域にわたって像面湾曲を補正することが可能となる。

また、第２レンズの少なくとも片側の面を非球面とすることで、諸収差を良好に補正することが可能であると共に、レンズ系を小型化することが可能となる。第２レンズでは、軸上光線と軸外光線が分離されているため、このレンズを非球面とすると収差の補正上有利であり、ディストーションの補正も比較的容易である。

なお、第１レンズも軸上光線と軸外光線とが分離されているが、レンズ系の最も物体側に配置される第１レンズの材質としては後述のようにガラス材料を用いることが好ましい。また、第１レンズはレンズ系の中で最も大口径のレンズとなっている。これらの事情から、プラスチック材質を適用しやすい第２レンズを非球面レンズとすることがレンズの製作上および収差補正上好ましい。

第２レンズ物体側の面を非球面とすることで、レンズ系を小型化、広角化することが容易となる。また、第２レンズ物体側の面をレンズ面の中心部が凸面をなし有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱い、もしくは、このレンズ面の中心部が凸面をなし有効径周縁部において負のパワーを持つ面とすることで、レンズ系を小型化、広角化することが容易となると共に、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

また、第３レンズ、第４レンズを共に少なくとも片側の面が非球面である正のパワーを持つレンズとし、第３レンズと第４レンズの間に絞りを配置することで、像面湾曲、コマ収差を良好に補正すると共にレンズ系を小型化することが可能となる。

第３レンズ物体側の面を非球面とすることで、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

第４レンズ像側の面を非球面とすることで、像面湾曲とコマ収差を良好に補正することが可能となる。

以下、本発明の撮像レンズおよびこの撮像レンズを用いた撮像装置の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の撮像レンズを用いた撮像装置の概略構成を示す断面図、図２は図１に対して説明のための補助線等を加えた図である。

図示の撮像レンズ２０は、戸外において周囲の状況を撮影するための車載用や防犯用の撮像装置に用いられる広角の撮像レンズであり、ＣＣＤやＣＭＯＳ等からなる撮像素子１０の受光面Ｊｋ上に被写体の像を結像させるものである。この撮像素子１０は、撮像レンズ２０により形成される光学像を電気信号に変換して、この光学像を示す画像信号を得るものである。

＜撮像レンズの基本構成およびその作用、効果について＞
はじめに、撮像レンズ２０の基本構成について説明する。撮像レンズ２０は、光軸Ｚ１に沿って物体側から、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、開口絞りＳｔ、第４レンズＬ４、光学部材Ｃｇ１をこの順に備えている。

なお、ここでは、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４の各レンズが単レンズである場合について説明するが、これらのレンズは単レンズに限るものではなく接合レンズ等であってもよい。

この撮像レンズ２０を通して被写体である物体を表す像が結像される結像面Ｒ１２には、上記のように撮像素子１０の受光面Ｊｋが配置されている。

また、撮像レンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、カバーガラスや、ローパスフィルタまたは赤外線カットフィルタ等を配置することが好ましく、図１ではこれらを想定した平行平板状の光学部材Ｃｇ１をレンズ系と撮像素子１０との間に配置した例を示している。

なお、レンズ系と撮像素子との間にローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等を配置する代わりに、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４のうちの隣り合うレンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよい。あるいは、第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４のいずれかのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を奏するコーティングを施してもよい。

なお、図１中の符号Ｒ１〜Ｒ１２は以下の構成要素を指している。すなわち、Ｒ１とＲ２は第１レンズＬ１の物体側のレンズ面と像側のレンズ面、Ｒ３とＲ４は第２レンズＬ２の物体側のレンズ面と像側のレンズ面、Ｒ５とＲ６は第３レンズＬ３の物体側のレンズ面と像側のレンズ面、Ｒ７は開口絞りＳｔの位置、Ｒ８とＲ９は第４レンズＬ４の物体側のレンズ面と像側のレンズ面、Ｒ１０とＲ１１は光学部材Ｃｇ１の物体側の表面と像側の表面、Ｒ１２は上記のように撮像レンズ２０の結像面Ｊｋを示している。

また、レンズ面Ｒ１〜Ｒ６、レンズ面Ｒ８〜Ｒ１２それぞれは、光軸と交わる中心部から有効径周縁部に亘って滑らかにつながる曲面で形成されたものであり、段差等の不連続な領域を有するものではない。

撮像レンズ２０は、第１レンズＬ１が負のパワーを持ち、第２レンズＬ２が負のパワーを持ち、第３レンズＬ３が正のパワーを持ち、第４レンズＬ４が正のパワーを持つものである。

さらに、この撮像レンズ２０は、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第４レンズＬ４が、各レンズの少なくとも１つのレンズ面が非球面をなすものである。また、第２レンズと第３レンズの間の空気間隔Ｄ４、第３レンズの中心肉厚Ｄ５、撮像レンズ全系の焦点距離ｆが、条件式（１）：２．４＜（Ｄ４＋Ｄ５）／ｆ＜５．５を満足するものである。

このように条件式（１）等を満足するように構成した撮像レンズ２０は、球面収差、歪曲収差、コマ収差を良好に補正することができ、バックフォーカス距離が長くとれる。さらに、画角を大きくすることができるので十分な光学性能が得られる。

なお、バックフォーカス距離は、第４レンズＬ４の像側のレンズ面Ｒ９から結像面Ｒ１２までの距離（空気換算長）である。

（Ｄ４＋Ｄ５）／ｆの値が条件式（１）の上限を上回るようにすると、物体側に配置された第１レンズＬ１の径が大きくなり、かつ撮像レンズの全長も長くなってしまうので、小型化が難しくなる。

一方、（Ｄ４＋Ｄ５）／ｆの値が条件式（１）の下限を下回るようにすると、球面収差、コマ収差が良好に補正できなくなり、明るい（Ｆ値の小さい）レンズ系とすることが困難になる。

また、上記撮像レンズ２０は以下のように構成されたものでもある。

すなわち、撮像レンズ２０は、光軸Ｚ１に沿って物体側から、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、開口絞りＳｔ、第４レンズＬ４をこの順に備えており、第１レンズＬ１は負のパワーを持ち像側（図中矢印＋Ｚ方向の側）に凹面を向けたメニスカスレンズである。

第２レンズＬ２は、物体側（図中矢印−Ｚ方向の側）のレンズ面Ｒ３が非球面をなし、このレンズ面Ｒ３の中心部が凸面をなし、有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱いか、もしくはこのレンズ面Ｒ３の中心部が凸面をなし有効径周縁部において負のパワーを持つものである。第３レンズＬ３は、正のパワーを持ち、物体側のレンズ面Ｒ５が非球面をなすものである。第４レンズＬ４は、正のパワーを持ち、像側のレンズ面Ｒ９が非球面をなす。

なお、レンズ面の中心部は、レンズ面と光軸とが交わるレンズ面上の部位である。

以下に、「レンズ面Ｒ３の中心部が凸面をなし、有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱い」という意味について説明するが、詳しくは、後述するレンズ面Ｒ５について同様の説明を行う際に、図２を参照して解説する。なお、上記レンズ面Ｒ５以外のレンズ面については、説明で使用する符号の図示は省略する。

上記「レンズ面Ｒ３の中心部が凸面をなし、有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱い構成（以後、レンズ面Ｒ３の構成例ともいう）」は、以下のような構成である。

すなわち、中心部が凸面をなす（正のパワーを持つ）レンズ面Ｒ３の有効径周縁部上の点Ｘ３における法線Ｈ３と光軸Ｚ１とが交わる点を交点Ｐ３とし、点Ｘ３と交点Ｐ３とを結ぶ線分Ｘ３−Ｐ３の長さを点Ｘ３におけるレンズ面Ｒ３の曲率半径の絶対値とする。また、レンズ面Ｒ３と光軸Ｚ１との交点を中心部Ｃ３とする。このように定めたときに、上記レンズ面Ｒ３の構成例は、レンズ面Ｒ３が光軸Ｚ１上（中心部Ｃ３）で凸面をなし（正のパワー）を持ち、レンズ面Ｒ３の中心部Ｃ３における曲率の中心Ｅ３および上記交点Ｐ３が両方共に、中心部Ｃ３より像側にあり、かつ、線分Ｘ３−Ｐ３の長さ（レンズ面Ｒ３の点Ｘ３での曲率半径Ｒ３ｘの絶対値）がレンズ面Ｒ３の中心部Ｃ３での曲率半径Ｒ３ｃの絶対値より大きくなるようにしたものである。

また、レンズ面Ｒ３の中心部が凸面をなし有効径周縁部で負のパワーを持つとは、レンズ面Ｒ３上の中心部Ｃ３における曲率の中心Ｅ３が中心部Ｃ３より像側にあり、上記交点Ｐ３が中心部Ｃ３より物体側にあることを意味する。

第２レンズ物体側の面Ｒ３を非球面とし、このレンズ面の中心部が凸面をなし、有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱いか、もしくはこのレンズ面Ｒ３の中心部が凸面をなし有効径周縁部において負のパワーを持つものとすることで、レンズ系を小型化、広角化することが容易となると共に、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

本発明の撮像レンズは、上記２種類の基本構成のいずれか１つを満足するものであってもよいし、上記２種類の基本構成の両方を満足するものであってもよい。

上記撮像レンズの備える基本構成によれば、撮像レンズを広角化および小型化するとともにこの撮像レンズの光学性能を高めることができる。

＜撮像レンズの基本構成をさらに限定する構成およびその作用、効果について＞
次に、この撮像レンズ２０の備える上記基本構成をさらに限定する構成要素およびその作用、効果について説明する。なお、基本構成をさらに限定するこれらの構成要素は本発明の撮像レンズにとって必須の構成ではない。

《上記基本構成を条件式により限定する構成とその作用、効果について》
はじめに、撮像レンズの基本構成をさらに限定する、以下の条件式（２）〜（１２）とその作用、効果について説明する。なお、本願発明の撮像レンズは、条件式（２）〜（１２）のうちの１つのみを満足するものとしてもよいし、あるいは、条件式（２）〜（１２）のうちの２つ以上の組合わせを満足するものとしてもよい。

また、条件式（２）〜（１２）中に記号で示す各パラメータの意味をまとめて以下に示す。

ｆ：撮像レンズ全系の焦点距離、すなわち第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４の合成焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
ｆ12：第１レンズ、第２レンズの合成焦点距離
ｆ34：第３レンズ、第４レンズの合成焦点距離
Ｄ１：第１レンズの中心肉厚
Ｄ３：第２レンズの中心肉厚
Ｄ４：第２レンズと第３レンズとの空気間隔
Ｄ５：第３レンズの中心肉厚
Ｄ７：開口絞りと第４レンズとの空気間隔
Ｒ４ｃ：第２レンズの像側のレンズ面の中心部の曲率半径
νｄ３：第３レンズのｄ線に対するアッベ数
Ｌ：第１レンズの物体側のレンズ面から結像面までの距離
ただし、上記距離Ｌの値は、バックフォーカス距離分を空気換算長で示す値と、上記距離Ｌの値のうちのバックフォーカス距離分以外を実長で示す値とを加算した値である。

なお、バックフォーカス距離Ｂｆは、第４レンズＬ４の像側のレンズ面Ｒ９から結像面Ｒ１２までの距離（空気換算長）である。

Ｎ１：第１レンズのｄ線に対する屈折率
ＥＤ：第１レンズＬ１の像側のレンズ面Ｒ２の有効光線径、すなわち第１レンズＬ１の像側のレンズ面Ｒ２を通る光線のうちの最も外側を通る光線Ｖ１とそのレンズ面Ｒ２との交点が描く円の直径である（図２参照）。

なお、「レンズ面の有効光線径」は、レンズ面を通る有効な光線のうちの最も外側（光軸から最も離れた位置）を通る光線とそのレンズ面との交点が描く円の直径を意味する。なお、上記レンズ面を通る有効な光線は、被写体の像の結像に用いられる光線である。

ここでは、レンズ面の有効光線径とレンズ面の有効径とは一致する。

また、上述の「レンズ面の有効径周縁部」は、レンズ面を通る有効な光線のうち最も外側を通る光線と交わるレンズ面上の各点からなる部位であり、有効径の円周上を意味する。

◇条件式（２）：νｄ３＜４５は、倍率の色収差の補正等に関連するものである。

条件式（２）を満足するようにすれば、倍率の色収差を良好に補正することが容易となる。

しかしながら、条件式（２）の範囲を外れるようにすると、倍率の色収差の補正が困難となる。

倍率の色収差をさらに良好に補正するためには、第３レンズのd線に対するアッベ数νｄ３が、以下の条件式（２−２）を満足するようにすればよい。
νｄ３＜３２ ・・・（２−２）

さらに、倍率の色収差を最小限に抑えるためには、第３レンズのd線に対するアッベ数νｄ３が、以下の条件式（２−３）を満足するようにすればよい。
νｄ３＜２８ ・・・（２−３）

なお、第１レンズ、第２レンズ、第４レンズを形成する各光学材料のｄ線に対するアッベ数を４０以上とすることが望ましい。そのようにすることにより、色収差の発生を抑え、良好な解像性能を得ることが可能となる。

後述の実施例３、５、および参考例６では、第３レンズＬ３を形成する光学材料として帝人化成株式会社製ポリカーボネイト樹脂、パンライト（登録商標）ＳＰ-１５１６（同社製品名、なお「パンライト（登録商標）」は同社登録商標）を使用している。この材料は、ｄ線に対する屈折率が１．６０以上であり、ｄ線に対するアッベ数が２５．５と小さく、さらに光学歪みが小さいという特徴がある。

第３レンズＬ３にこの材料を使用することで、倍率の色収差を良好に補正すると同時に、樹脂材料の成型時に生ずる歪みの発生も最小限に抑えることができる。本発明の撮像レンズを、例えば１００万画素を超えるような高画素の撮像素子用の撮像レンズとして使用することにより、物体を表す良好な画像を得ることが可能となる。

◇条件式（３）：１．０＜ｆ３／ｆ＜３．０は、収差の補正や組立性等に関連するものである。

条件式（３）を満足するようにレンズ系を構成すれば、倍率の色収差の補正、およびレンズの組み立てを容易に行うことができる。

しかしながら、ｆ３／ｆの値が条件式（３）の上限を上回るようにレンズ系を構成すると、第３レンズのパワーが弱くなり、倍率の色収差の補正が困難となる。

一方、ｆ３／ｆの値が条件式（３）の下限を下回るようレンズ系を構成にすると、第３レンズのパワーが強くなりすぎて偏心に対する感度が高くなってしまい、レンズの組立てが難しくなる。

◇条件式（４）：０．０１＜｜ｆ12／ｆ34｜＜０．５は、収差の補正等に関連するものである。

条件式（４）を満足するようにレンズ系を構成すれば、像面湾曲やコマ収差の補正を容易に行なうことができる。

しかしながら、｜ｆ12／ｆ34｜の値を条件式（４）の上限を上回るようにすると、広角化が難しくなると同時に像面湾曲が大きくなり、良好な像を得ることが難しくなる。

一方、｜ｆ12／ｆ34｜の値を条件式（４）の下限を下回るようにすると、広角化は容易に達成できるがコマ収差が増大してしまい、周辺で良好な像を得ることが困難となる。

◇条件式（５）：７＜Ｌ／ｆ＜１６は、小型化と広角化等に関連するものである。

条件式（５）を満足するようにレンズ系を構成すれば、小型化と同時に広角化を達成することが可能となる。

しかしながら、Ｌ／ｆの値を条件式（５）の上限を上回るようにすると、広角化は容易に達成できるが撮像レンズのサイズが大型化してしまう。

一方、Ｌ／ｆの値を条件式（５）の下限を下回るようにすると、撮像レンズのサイズを小型化することはできるが、広角化を達成することが困難となる。

◇条件式（６）：１．７０＜Ｎ１＜１．９０は、収差の補正等に関連するものである。なお、Ｎ１は、上記のように第１レンズのｄ線に対する屈折率である。

条件式（６）を満足するようにレンズ系を構成すれば、色収差およびディストーションの補正を容易に行なうことができる。

しかしながら、Ｎ１の値を条件式（６）の上限を上回るようにすると、レンズ部材のアッベ数が小さくなり、色収差が大きくなってしまう。また、レンズ部材のコストも高くなり撮像レンズのコストアップの原因となってしまう。

一方、Ｎ１の値を条件式（６）の下限を下回るようにすると、広角化を達成するために物体側の面の曲率を大きくしなければならなくなってしまいディストーションを良好に補正することが困難となる。

◇条件式（７）：１．５＜ＥＤ／Ｒ４ｃ＜１．９０は、加工性と収差の補正等に関連するものである。

条件式（７）を満足するようにレンズ系を構成すれば、良好な加工性と良好なディストーションの補正を両立させることができる。

しかしながら、ＥＤ／Ｒ４ｃの値を条件式（７）の上限を上回るようにすると、第２レンズの像側のレンズ面Ｒ４が半球に近くなり加工が困難となるため、撮像レンズの製造コストが増大してしまう。

一方、ＥＤ／Ｒ４ｃの値を条件式（７）の下限を下回るようにすると、第２レンズの加工は容易だが、ディストーションを良好に補正することができない。

◇条件式（８）：−２．０＜ｆ２／ｆ＜−１．０は、収差の補正と広角化等に関連するものである。

条件式（８）を満足するようにレンズ系を構成すれば、広角化と良好な球面収差の補正とを両立させることができる。

しかしながら、ｆ２／ｆの値を条件式（８）の上限を上回るようにすると、球面収差を良好に補正することが困難となる。

一方、ｆ２／ｆの値を条件式（８）の下限を下回るようにすると、第２レンズの負のパワーが弱くなり、広角化が困難となる。

◇条件式（９）：０．５０＜Ｄ３／ｆ＜１．５は、撮像レンズのサイズや加工性等に関連するものである。

条件式（９）を満足するようにレンズ系を構成すれば、収差の低下を抑制しつつ第２レンズＬ２の良好な加工性と小型化を両立させることができる。

しかしながら、Ｄ３／ｆの値を条件式（９）の上限を上回るようにすると、レンズ系が大型化してしまい小型化の目的を達成できなくなる。また、レンズ系の大型化を防ごうとすると、第２レンズＬ２の像側のレンズ面Ｒ４の非球面形状の自由度が制限されディストーションの補正が不十分となる。

一方、Ｄ３／ｆの値を条件式（９）の下限を下回るようにすると、第２レンズＬ２の中心肉厚が小さくなりすぎて加工が困難となり、撮像レンズの製造コストが増大する。

◇条件式（１０）：０．５０＜Ｄ１／ｆは、耐衝撃性等に関連するものである。

条件式（１０）を満足するようにレンズ系を構成すると、例えば車載などの用途で用いられる場合の第１レンズの耐衝撃性を容易に向上させることができる。

Ｄ１／ｆの値を条件式（１０）の下限を下回るようにすると、第１レンズが薄くなり割れやすくなる。

◇条件式（１１）：０．５０＜Ｄ４／ｆ＜２．０は、収差の補正に関連するものである。

条件式（１１）を満足するようにレンズ系を構成すれば、色収差の補正を容易に行なうことができる。

しかしながら、Ｄ４／ｆの値を条件式（１１）の上限を上回るようにすると、レンズ系のサイズが増大したり色収差の補正が困難となる。

一方、Ｄ４／ｆの値を条件式（１１）の下限を下回るようにすると、色収差は良好に補正可能だが、第２レンズＬ２の像側のレンズ面と第３レンズＬ３の物体側のレンズ面とが近接しすぎるため、第２レンズＬ２の像側のレンズ面Ｒ４および第３レンズＬ３の物体側のレンズ面Ｒ５の非球面の形状が制限されるので収差の補正が不十分となる。また、組立てが難しくなるとともに、２つのレンズ面間における反射を原因とするゴーストも発生してしまう。

◇条件式（１２）：０．０５＜Ｄ７／ｆ＜０．２５は、撮像レンズのサイズやテレセントリック性に関連するものである。

条件式（１２）を満足するようにレンズ系を構成すれば、レンズ系の小型化と良好なテレセントリック性をより容易に両立させることができる。

しかしながら、Ｄ７／ｆの値を条件式（１２）の上限を上回るようにすると、レンズ系が大型化したり、レンズ系の大型化を抑えようとすると開口絞りと第３レンズとの間隔が小さくなったりする。開口絞りと第３レンズとの間隔が小さくなると、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの各レンズを通る軸上光線と軸外光線とを分離することが困難となり、収差補正上不利であり、ディストーションの補正も難しくなる。

一方、Ｄ７／ｆの値を条件式（１２）の下限を下回るようにすると、結像面へ入射する光線の入射角を小さく抑えることが困難となり、いわゆるテレセントリック性のよいレンズ系の形成が困難となる。

《上記基本構成を限定するその他の構成要素とその作用、効果について》
以下、撮像レンズを限定する上記条件式以外の構成要素、およびその作用、効果について説明する。

◇第１レンズに関する構成要素の限定について
例えば車載カメラや監視カメラのような厳しい環境下で使用される撮像レンズは、第1レンズとして耐水性、耐酸性、耐薬品性等が良い材質を用いることが望ましい。

第1レンズを形成するための材料として、日本光学硝子工業会規格の粉末法耐水性が１級から４級の材料を用いることが望ましい。

また、第1レンズを形成するための材料として、日本光学硝子工業会規格の粉末法耐酸性が１級から４級の材料を用いることが望ましい。

また、第1レンズを形成する材料として、堅い材質を用いることが望ましい。例えば、第1レンズの形成材料としてガラス材料を用いることが望ましく、透明なセラミックス材料を用いてもよい。

第1レンズＬ１をガラスレンズとすることで、耐候性が高く割れにくい撮像レンズを作製することができる。

なお、第１レンズＬ１はガラス球面レンズとする場合に限らず、この第１レンズＬ１の片側のレンズ面もしくは両側のレンズ面を非球面で構成するようにしてもよい。第１レンズＬ１を非球面ガラスレンズとすることで、耐水性、耐酸性、耐薬品性等に優れ、かつ諸収差をさらに良好に補正することが可能な撮像レンズを形成することができる。

第１レンズより物体側にレンズを保護するカバーガラスを配置するか、もしくは第１レンズ物体側のレンズ面に耐候性を高めるハードコート、ガラス質の薄膜のようなものを配置してもよい。

第１レンズよりも物体側にカバーガラス等を配置し、第１レンズが外部環境の影響を受け難い構成とした場合には、第１レンズはプラスチック非球面レンズとすることができる。第１レンズをプラスチック非球面レンズとした場合には、像面湾曲、ディストーションをさらに良好に補正することが可能となる。

◇第２レンズに関する構成要素の限定について
第２レンズＬ２の像側のレンズ面Ｒ４も非球面とすることが望ましい。

このレンズ面Ｒ４は、中心部が凹面をなし、有効径周縁部は中心部よりも負のパワーが弱くなっていることが望ましい。

上記「レンズ面Ｒ４の中心部が凹面をなし、有効径周縁部は中心部よりも負のパワーが弱い構成（以後、レンズ面Ｒ４の構成例ともいう）」は、以下のような構成である。

すなわち、中心部が凹面をなす（負のパワーを持つ）レンズ面Ｒ４の有効径周縁部上の点Ｘ４における法線Ｈ４と光軸Ｚ１とが交わる点を交点Ｐ４とし、点Ｘ４と交点Ｐ４とを結ぶ線分Ｘ４−Ｐ４の長さをレンズ面Ｒ４の点Ｘ４における曲率半径の絶対値とする。また、レンズ面Ｒ４と光軸Ｚ１との交点を中心部Ｃ４とする。このように定めたときに、上記レンズ面Ｒ４の構成例は、レンズ面Ｒ４が光軸Ｚ１上（中心部Ｃ４）で凹面をなし（負のパワーを持ち）、レンズ面Ｒ４の中心部Ｃ４における曲率の中心Ｅ４および上記交点Ｐ４が両方共に、中心部Ｃ４より像側にあり、かつ、線分Ｘ４−Ｐ４の長さ（レンズ面Ｒ４の点Ｘ４での曲率半径Ｒ４ｘの絶対値）がレンズ面Ｒ４の中心部Ｃ４での曲率半径Ｒ４ｃの絶対値より大きなるようにしたものである。

上記のように、レンズ面Ｒ４を、中心部Ｃ４が凹面をなし（負のパワーを持ち）、有効径周縁部では中心部Ｃ４よりも負のパワーを弱くすることで、周辺の光線を急激に曲げることなく集光させることができるため、ディストーションを良好に補正することが可能となる。

また、第２レンズＬ２の物体側のレンズ面Ｒ３を、このレンズ面Ｒ３の有効径内に少なくとも１つの変曲点を持つものとし、レンズ面Ｒ３の中心部Ｃ３が凸面をなし有効径周縁部Ｘ３は中心部よりも正のパワーを弱くしたり、あるいは、レンズ面Ｒ３の中心部Ｃ３が凸面をなし有効径周縁部Ｘ３は凹面をなすようにしてもよい。

第２レンズ物体側の面Ｒ３を非球面とし、このレンズ面Ｒ３の有効径内に少なくとも１つの変曲点を持つものとし、レンズ面Ｒ３の中心部Ｃ３が凸面をなし有効径周縁部Ｘ４は中心部よりも正のパワーを弱くしたり、あるいは、レンズ面Ｒ３の中心部Ｃ４３が凸面をなし有効径周縁部Ｘ３は凹面をなすようにすることで、レンズ系を小型化、広角化することが容易となると共に、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

なお、第２レンズＬ２の物体側のレンズ面Ｒ３の有効径周縁部上の点Ｘ３での曲率半径をＲ３ｘとし、このレンズ面Ｒ３が光軸Ｚ１と交わる中心部Ｃ３での曲率半径をＲ３ｃとしたとき、曲率半径Ｒ３ｘの絶対値は曲率半径Ｒ３ｃの絶対値の１．２倍以上の値であることが望ましい。曲率半径Ｒ３ｘの絶対値を曲率半径Ｒ３ｃの絶対値の１．２倍以上の値とすることで、広角化を容易とすると同時に像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

また、第２レンズＬ２の像側のレンズ面Ｒ４の有効径周縁部上の点Ｘ４での曲率半径をＲ４ｘとし、このレンズ面Ｒ４が光軸Ｚ１と交わる中心部Ｃ４での曲率半径をＲ４ｃとしたとき、曲率半径Ｒ４ｘの絶対値は曲率半径Ｒ４ｃの絶対値の１．５倍以上の値であることが望ましい。曲率半径Ｒ４ｘの絶対値を曲率半径Ｒ４ｃの絶対値の１．５倍以上の値とすることで、ディストーションを良好に補正することが可能となる。

◇第３レンズに関する構成要素の限定について
第３レンズＬ３の物体側のレンズ面Ｒ５は非球面とすることが望ましい。

このレンズ面Ｒ５は中心部が凸面をなし、有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱くなっていることが望ましい。

図２に示すように、上記「レンズ面Ｒ５の中心部が凸面をなし、有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱い構成（以後、レンズ面Ｒ５の構成例ともいう）」は、以下のような構成である。

すなわち、中心部が凸面をなす（正のパワーを持つ）レンズ面Ｒ５の有効径周縁部上の点Ｘ５における法線Ｈ５と光軸Ｚ１とが交わる点を交点Ｐ５とし、点Ｘ５と交点Ｐ５とを結ぶ線分Ｘ５−Ｐ５の長さをレンズ面Ｒ５の点Ｘ５における曲率半径の絶対値とする。また、レンズ面Ｒ５と光軸Ｚ１との交点を中心部Ｃ５とする。このように定めたときに、上記レンズ面Ｒ５の構成例は、レンズ面Ｒ５が光軸Ｚ１上（中心部Ｃ５）で凸面をなし（正のパワーを持ち）、レンズ面Ｒ５の中心部Ｃ５における曲率の中心Ｅ５および上記交点Ｐ５が両方共に、中心部Ｃ５よりも像側にあり、かつ、線分Ｘ５−Ｐ５の長さ（レンズ面Ｒ５の点Ｘ５での曲率半径Ｒ５ｘの絶対値）がレンズ面Ｒ５の中心部Ｃ５での曲率半径Ｒ５ｃの絶対値より大きくなるようにしたものである。

なお、交点Ｐ５を中心として半径の長さを線分Ｘ５−Ｐ５の長さとする円Ｓｐ１を図中に示す。また、曲率の中心Ｅ５を中心として半径の長さを曲率半径Ｒ５ｃの絶対値とする円Ｓｐ２を図中に示す。

上記のように、レンズ面Ｒ５を、中心部Ｃ５が凸面をなし（正のパワーを持ち）、有効径周縁部では中心部よりも正のパワーを弱くすることで、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

第３レンズＬ３の像側のレンズ面Ｒ６も非球面とすることが望ましい。

このレンズ面Ｒ６は、このレンズ面Ｒ６の中心部のパワーよりもこのレンズ面Ｒ６の有効径周縁部のパワーの方が弱くなっていることが望ましい。

上記「レンズ面Ｒ６の中心部のパワーよりもこのレンズ面Ｒ６の有効径周縁部のパワーの方が弱い構成（以後、レンズ面Ｒ６の構成例ともいう）」は、以下のような構成である。

すなわち、レンズ面Ｒ６の有効径周縁部上の点Ｘ６における法線Ｈ６と光軸Ｚ１とが交わる点を交点Ｐ６とし、点Ｘ６と交点Ｐ６とを結ぶ線分Ｘ６-Ｐ６の長さをレンズ面Ｒ６上の点Ｘ６における曲率半径の絶対値とする。また、レンズ面Ｒ６と光軸Ｚ１との交点を中心部Ｃ６とする。このように定めたときに、上記レンズ面Ｒ６の構成例は、レンズ面Ｒ６の中心部Ｃ６における曲率の中心Ｅ６および交点Ｐ６が両方共に、中心部Ｃ６に対して物体側または像側にあり、かつ、線分Ｘ６-Ｐ６の長さ（レンズ面Ｒ６の点Ｘ６での曲率半径Ｒ６ｘの絶対値）がレンズ面Ｒ６の中心部Ｃ６における曲率半径Ｒ６ｃの絶対値より大きくなるようにしたものである。

上記のように、第３レンズＬ３の像側のレンズ面Ｒ６を、このレンズ面Ｒ６の中心部におけるパワーよりもこのレンズ面Ｒ６の有効径周縁部におけるパワーを弱くすることで、球面収差と像面湾曲とを良好に補正することが可能となる。

また、第３レンズＬ３の物体側のレンズ面Ｒ５の有効径周縁部上の点Ｘ５での曲率半径をＲ５ｘとし、このレンズ面Ｒ５が光軸Ｚ１と交わる中心部Ｃ５での曲率半径をＲ５ｃとしたとき、曲率半径Ｒ５ｘの絶対値は曲率半径Ｒ５ｃの絶対値の１．２倍以上の値であることが望ましい。曲率半径Ｒ５ｘの絶対値を曲率半径Ｒ５ｃの絶対値の１．２倍以上の値とすることで、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

◇第４レンズに関する構成要素の限定について
第４レンズＬ４の物体側のレンズ面Ｒ８は非球面とすることが望ましい。

このレンズ面Ｒ８は、中心部が凹面をなし、有効径周縁部は中心部よりも負のパワーが強くなっていることが望ましい。

上記「レンズ面Ｒ８の中心部が凹面をなし、有効径周縁部は中心部よりも負のパワーが強い構成（以後、レンズ面Ｒ８の構成例ともいう）」は以下のような構成である。

すなわち、中心部が凹面をなす（負のパワーを持つ）レンズ面Ｒ８の有効径周縁部上の点Ｘ８の法線Ｈ８と光軸Ｚ１とが交わる点を交点Ｐ８とし、点Ｘ８と交点Ｐ８とを結ぶ線分Ｘ８−Ｐ８の長さをレンズ面Ｒ８の点Ｘ８における曲率半径の絶対値とする。また、レンズ面Ｒ８と光軸Ｚ１との交点を中心部Ｃ８とする。このように定めたときに、上記レンズ面Ｒ８の構成例は、レンズ面Ｒ８が光軸Ｚ１上（中心部Ｃ８）で凹面をなし（負のパワーを持ち）、レンズ面Ｒ８の中心部Ｃ８点における曲率の中心Ｅ８および上記交点Ｐ８が両方共に、中心部Ｃ８より物体側にあり、かつ、線分Ｘ８−Ｐ８の長さ（レンズ面Ｒ８の点Ｘ８での曲率半径Ｒ８ｘの絶対値）がレンズ面Ｒ８の中心部Ｃ８点での曲率半径Ｒ８ｃの絶対値より小さくなるようにしたものである。

上記のように、レンズ面Ｒ８を、中心部Ｃ８が凹面をなし（負のパワーを持ち）、有効径周縁部では中心部Ｃ８よりも負のパワーを強くすることで、コマ収差を良好に補正することが可能となる。

第４レンズＬ４の像側のレンズ面Ｒ９は非球面とすることが望ましい。

このレンズ面Ｒ９は、中心部が凸面をなし、有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱くなっていることが望ましい。

上記「レンズ面Ｒ９の中心部が凸面をなし、有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱い構成（以後、レンズ面Ｒ９の構成例ともいう）」は以下のような構成である。

すなわち、中心部が凸面をなす（正のパワーを持つ）レンズ面Ｒ９の有効径周縁部上の点Ｘ９における法線Ｈ９と光軸Ｚ１とが交わる点を交点Ｐ９とし、点Ｘ９と交点Ｐ９とを結ぶ線分Ｘ９−Ｐ９の長さをレンズ面Ｒ９の点Ｘ９における曲率半径の絶対値とする。また、レンズ面Ｒ９と光軸Ｚ１との交点を中心部Ｃ９とする。このように定めたときに、上記レンズ面Ｒ９の構成例は、レンズ面Ｒ９が光軸Ｚ１上（中心部Ｃ９）で凸面をなし（正のパワーを持ち）、レンズ面Ｒ９の中心部Ｃ９における曲率の中心Ｅ９および上記交点Ｐ９が両方共に、中心部Ｃ９より物体側にあり、かつ、線分Ｘ９−Ｐ９の長さ（レンズ面Ｒ９の点Ｘ９での曲率半径Ｒｘ９の絶対値）がレンズ面Ｒ９の中心部Ｃ９での曲率半径Ｒｃ９の絶対値より大きくなるようにしたものである。

上記のように、レンズ面Ｒ９を、中心部Ｃ９が凸面をなし、有効径周縁部では中心部Ｃ９よりも正のパワーを弱くすることで、像面湾曲とコマ収差とを良好に補正することが可能となる。

さらに、第４レンズＬ４の像側のレンズ面Ｒ９の有効径周縁部上の点Ｘ９での曲率半径をＲ９ｘとし、このレンズ面Ｒ９が光軸Ｚ１と交わる中心部Ｃ９での曲率半径をＲ９ｃとしたとき、曲率半径Ｒ９ｘの絶対値は曲率半径Ｒ９ｃの絶対値の１．２倍以上の値であることが望ましい。曲率半径Ｒ９ｘの絶対値を曲率半径Ｒ９ｃの絶対値の１．２倍以上の値とすることで、球面収差と像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

このように、第２レンズＬ２の物体側のレンズ面Ｒ３から第４レンズＬ４の像側のレンズ面Ｒ９までの各レンズ面を上記のような非球面形状とすることで、球面収差、像面湾曲、コマ収差に加えてディストーションまで良好に補正することが可能となる。

◇その他の構成要素の限定について
開口絞りＳｔは第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間に配置されていることが望ましい。

開口絞りＳｔを第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間に配置することでレンズ系全体を小型化することが可能となる。

この撮像レンズにおいては、第１レンズより物体側にカバーガラス等が配置されていない場合には、第１レンズＬ１をガラスレンズとし、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４をプラスチックレンズとすることが望ましい。

第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４の材質をプラスチックとすることで、非球面の形状を正確に再現することができる。また、レンズ系を安価に製作することが可能となる。

第２レンズＬ２から第４レンズＬ４までの各プラスチックレンズを形成する材料として、樹脂材料に対して光の波長よりサイズの小さな粒子を混合させたいわゆるナノコンポジット材料を用いてもよい。

第１レンズＬ１〜第４レンズＬ４の各レンズは屈折率が一定の材料で形成する場合に限らず、４枚のレンズのうちのいずれか１つ以上に屈折率分布型のレンズを用いてもよい。

第２レンズＬ２から第４レンズＬ４の各レンズは、片面あるいは両面を非球面とする場合に限らず回折光学面としてもよい。すなわち第２レンズＬ２から第４レンズＬ４までのいずれか１つ以上のレンズ面に回折光学素子を形成してもよい。

第１レンズＬ１や第２レンズＬ２の有効光線径外を通過する光束は、迷光となって結像面に達し、ゴーストとなる場合があるが、第１レンズＬ１や第２レンズＬ２上の有効光線径外の領域に遮光手段である遮光板Ｓｋ１、Ｓｋ２等（図１、２参照）を設けて迷光を遮断することが望ましい。

この遮光手段は、光を遮断する板材をレンズ上の有効光線径外の領域に配置したり、遮光塗料からなる被膜をレンズ上の有効径外の領域に塗布したりする構成を採用することができる。

また、遮光手段は、必要に応じて、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間の空間に配置するようにしてもよい。さらに、遮光手段は、第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４上の有効光線径外の領域、あるいはこれらのレンズ間に配置しても良い。

このような撮像レンズでは、画角をθ、レンズ全系の焦点距離をｆとし、理想像高を２ｆ×ｔａｎ（θ/２）としたときに、ディストーションが±１０％以内であることが望ましい。

第２レンズから第４レンズを上述のような非球面形状とすることで、理想像高を２ｆ×ｔａｎ（θ/２）としたときに、ディストーションを±１０％以内とすることが可能となる。

以上のように、本発明に係る広角の撮像レンズによれば、従来の広角の撮像レンズよりも光学性能を高めるとともに小型化することができる。

＜具体的な実施例＞
次に、図３〜２１を参照し、本発明による実施例１〜５および参考例６の各撮像レンズに係る数値データ等についてまとめて説明する。図３〜図８は、実施例１〜５および参考例６の撮像レンズそれぞれの概略構成を示す断面図であり、図１、２中の符号と一致する図３〜８中の符号は、互に対応する構成を示している。

図９〜図１４は、実施例１〜５および参考例６の撮像レンズそれぞれの基本的なデータを示す図である。各図中の上左部（図中符号（ａ）で示す）にレンズデータを、***部（図中符号（ｂ）で示す）に撮像レンズの概略仕様を示す。また、下左部（図中符号（ｃ）で示す）にレンズ面の形状（非球面の形状）を表す非球面式の各係数を示す。下右部（図中符号（ｅ）で示す）に、各レンズ面の有効形周縁部における曲率半径の絶対値を示す。

図９〜図１４の各図中の上左部のレンズデータにおいて、レンズ等の光学部材の面番号を物体側から像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号として示す。なお、これらのレンズデータには、開口絞りＳｔの面番号（ｉ＝７）、および平行平面板である光学部材Ｃｇ１の物体側の面と像側の面の面番号（ｉ＝１０、１１）、結像面の面番号（ｉ＝１２）等も含めて記載している。なお、レンズ面が非球面をなすものについては面番号に＊印を付している。

Ｒｉはｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面の近軸曲率半径を示し、Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…）はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、レンズデータの符号Ｒｉは、図１中のレンズ面を示す符号Ｒｉ（ｉ＝１、２、３、…）と対応している。

また、各レンズデータ中の、Ｎｄｊは物体側から像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示す。

また、近軸曲率半径および面間隔の単位はｍｍであり、近軸曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。

なお、各非球面は下記非球面式により定義される。

図９〜１４の各図中の***部の概略仕様において、以下の各値を示す。

Ｆ値：Ｆｎｏ、半画角：ω、像高：ＩＨ、バックフォーカス距離：Ｂｆ（空気換算長/in Air）、第１レンズの物体側のレンズ面から結像面までの距離：Ｌ、第１レンズの像側の面の有効光線径：ＥＤ、レンズ全系の焦点距離（第１レンズ〜第４レンズの合成焦点距離）：ｆ、第１レンズの焦点距離：ｆ１、第２レンズの焦点距離：ｆ２、第３レンズの焦点距離：ｆ３、第４レンズの焦点距離：ｆ４、第１レンズ、第２レンズの合成焦点距離：ｆ12、第３レンズ、第４レンズの合成焦点距離：ｆ34それぞれの値を示す。

上記距離Ｌの値は、上述したようにバックフォーカス距離分を空気換算長で示す値と、上記距離Ｌの値のうちのバックフォーカス距離分以外を実長で示す値とを加算した値である。

さらに、図９〜１４の各図中の下左部に、各非球面Ｒｉ（ｉ＝３，４・・・）を表す非球面式の各係数Ｋ、Ａ３、Ａ４、Ａ５・・・を有効数字３桁に丸めた値を示す。

また、図９〜１４の各図中の下右部に記載の「記号」の欄に示す｜Ｘ３−Ｐ３｜、｜Ｘ４−Ｐ４｜、・・・は、明細書中に記載の「点Ｘ３と交点Ｐ３とを結ぶ線分Ｘ３−Ｐ３の長さ」、「点Ｘ４と交点Ｐ４とを結ぶ線分Ｘ４−Ｐ４の長さ」、・・・に対応する記号である。

図１５は、条件式（１）〜（１２）の各パラメータの値を１〜５の各実施例および参考例毎に示す図である。

図１６〜２１は、実施例１〜５および参考例６の撮像レンズそれぞれの諸収差を示す図である。図１６〜２１それぞれは、各実施例の撮像レンズ毎の、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差を示している。

なお、ディストーションの図は、レンズ全系の焦点距離ｆ、画角θ（変数扱い、０≦θ≦ω）を用いて、理想像高を２ｆ×ｔａｎ（θ/２）とし、それからのずれ量を示す。

なお、回転対象な形状をなすレンズを構成するレンズ面の有効径周縁部は、一般に、このレンズの光軸からの距離が一定な円形状をなす。この円形状の領域はレンズ面上の有効領域の縁部となる。

実施例１〜５および参考例６の基本的なデータおよび諸収差を示す図等から分かるように、本発明の広角の撮像レンズによれば、４枚のレンズそれぞれの形状や材質の最適化を図ることで、光学性能を高めるとともに小型化を実現することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。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などは、上記各図中に示した数値に限定されず、他の値を取り得る。

本発明の撮像レンズは、第２レンズ以降に非球面を多用することで、レンズ系を小型化できるとともに安価に製作でき、さらに像面湾曲、ディストーションなどの収差をより良好に補正することが可能となる。

図２２は、本発明の撮像レンズと、この撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えた撮像装置の１例である車載カメラを搭載した自動車を示す図である。

図２２に示すように、本発明の撮像レンズを用いた車載カメラ５０２〜５０４は、自動車５０１に搭載して使用されるものである。この自動車５０１は、助手席側の側方の死角範囲を撮像するための車外用カメラである車載用カメラ５０２と、自動車１の後方の死角範囲を撮像するための車外用カメラである車載カメラ５０３と、ルームミラーの背面に取り付けられ、ドライバーと同じ前方の視野範囲を撮影するための車内用カメラである車載カメラ５０４とを備えている。

本発明の撮像レンズの概略構成を示す図 図１に対して説明のための補助線等を加えた図 実施例１の撮像レンズの概略構成を示す断面図 実施例２の撮像レンズの概略構成を示す断面図 実施例３の撮像レンズの概略構成を示す断面図 実施例４の撮像レンズの概略構成を示す断面図 実施例５の撮像レンズの概略構成を示す断面図 参考例６の撮像レンズの概略構成を示す断面図 実施例１の撮像レンズの基本的なデータを示す図 実施例２の撮像レンズの基本的なデータを示す図 実施例３の撮像レンズの基本的なデータを示す図 実施例４の撮像レンズの基本的なデータを示す図 実施例５の撮像レンズの基本的なデータを示す図 参考例６の撮像レンズの基本的なデータを示す図 条件式（１）〜（１２）中の各パラメータに対応する値を各実施例および参考例毎に示す図 実施例１の撮像レンズの諸収差を示す図 実施例２の撮像レンズの諸収差を示す図 実施例３の撮像レンズの諸収差を示す図 実施例４の撮像レンズの諸収差を示す図 実施例５の撮像レンズの諸収差を示す図 参考例６の撮像レンズの諸収差を示す図 車載カメラを搭載した自動車を示す図

符号の説明

１０ 撮像素子
２０ 撮像レンズ
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｌ５ 第５レンズ

Claims (12)

1. 物体側から順に、負のパワーを持つ第１レンズ、負のパワーを持つ第２レンズ、正のパワーを持つ第３レンズ、絞り、および正のパワーを持つ第４レンズからなり、
   前記第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズが、各レンズの少なくとも１つのレンズ面が非球面をなすものであり、
   前記第４レンズの物体側のレンズ面は凹面をなすものであり、
   以下の条件式（１Ａ）、条件式（２−２）、条件式（４）を同時に満足するものであることを特徴とする撮像レンズ。
   ２．９８≦（Ｄ４＋Ｄ５）／ｆ＜５．５ ・・・（１Ａ）
   νｄ３＜３２ ・・・（２−２）
   ０．０１＜｜ｆ12／ｆ34｜＜０．５ ・・・（４）
   ただし、
   Ｄ４：前記第２レンズと第３レンズの間の空気間隔
   Ｄ５：前記第３レンズの中心肉厚
   ｆ：前記撮像レンズ全系の焦点距離
   νｄ３：第３レンズのd線に対するアッベ数
   ｆ12：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
   ｆ34：第３レンズと第４レンズの合成焦点距離
2. 前記第２レンズの物体側のレンズ面が、該レンズ面の有効径内に少なくとも１つの変曲点を持ち、該レンズ面の中心部は凸面をなし有効径周縁部は前記中心部よりも正のパワーが弱い、もしくは、該レンズ面の中心部は凸面をなし有効径周縁部は凹面をなすものであることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
3. 前記第１レンズは、像側に凹面を向けたメニスカスレンズであり、
   前記第２レンズは、物体側のレンズ面が非球面をなし、該レンズ面の中心部が凸面をなし有効径周縁部は中心部よりも正のパワーが弱い、もしくは、該レンズ面の中心部が凸面をなし有効径周縁部において負のパワーを持つものであり、
   前記第３レンズは、物体側のレンズ面が非球面をなすものであり、
   前記第４レンズは、像側のレンズ面が非球面をなすものであり、
   前記第３レンズと前記第４レンズとの間に絞りを有するものであることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
4. 前記第３レンズのｄ線に対するアッベ数νｄ３が、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   νｄ３＜４５ ・・・（２）
5. 前記第３レンズの焦点距離ｆ３が、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
   １．０＜ｆ３／ｆ＜３．０ ・・・（３）
6. 前記第２レンズの像側のレンズ面が、該レンズ面の中心部が凹面をなし有効径周縁部は前記中心部よりも負のパワーが弱いものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
7. 前記第３レンズの物体側のレンズ面が、該レンズ面の中心部が凸面をなし有効径周縁部は前記中心部よりも正のパワーが弱いものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
8. 前記第３レンズの像側のレンズ面が、該レンズ面の中心部のパワーよりも有効径周縁部のパワーの方が弱いものであることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
9. 前記第４レンズの物体側のレンズ面が、該レンズ面の中心部が凹面をなし有効径周縁部は前記中心部よりも負のパワーが強いものであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の撮像レンズ。
10. 前記第４レンズの像側のレンズ面が、該レンズ面の中心部は凸面をなし有効径周縁部は前記中心部よりも正のパワーが弱いものであることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項記載の撮像レンズ。
11. 前記第１レンズの物体側のレンズ面から前記撮像レンズの結像面までの距離Ｌが、以下の条件式（５）を満足するものであることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の撮像レンズ。
    ７＜Ｌ／ｆ＜１６ ・・・（５）
12. 前記請求項１から１１のいずれか１項記載の撮像レンズと、該撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とする撮像装置。

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