JP5270425B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を用いた車載用カメラ、携帯端末用カメラ、監視カメラ等に使用されるのに好適な撮像レンズ、および該撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。

ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子は近年非常に小型化及び高画素化が進んでいる。それとともに、これら撮像素子を備えた撮像機器本体も小型化が進み、それに搭載される撮像レンズにも良好な光学性能に加え、小型化、軽量化が求められている。

一方、車載用カメラや監視カメラなどでは、例えば全画角が１３０度を超えるような広角のレンズでありながら高い耐候性を持ち、小型で高性能のレンズが求められている。

上記分野において従来知られているレンズ枚数の少ない撮像レンズとしては、例えば下記特許文献１〜３に記載のものがある。特許文献１、２には、４枚構成の撮像レンズが記載されており、特許文献３には３枚構成の撮像レンズとその物体側に配置されたガラス製の保護板とからなるレンズユニットが記載されている。

特開２００２−２４４０３１号公報 特開２００６−２５９７０４号公報 特開２００７−１３３３２４号公報

ところで、上記分野の撮像装置に用いられる撮像レンズは、耐候性を高くするために、最も物体側に配置される第１レンズをガラスレンズで構成することがある。一般に、第１レンズの径は他のレンズに比べて大きく、特に広角レンズでは第１レンズに入射する光線高が大きいため、第１レンズの径は必然的に大きなものとなる。

しかしながら、大径の第１レンズをガラスレンズで構成するとコストが高くなってしまう。上記分野の撮像レンズにおいては、小型、高性能、広角化とともに低コスト化も強く要望されており、近年ではその要望はさらに強いものとなっている。低コスト化のためには、例えば製造誤差の許容量を大きくする等の工夫が必要となる。

特許文献１、２に記載のレンズ系は、いずれも第１レンズのパワーが強いため、製造誤差の許容量を大きくすると安定して性能を確保することが難しく、結局、低コスト化を図ることが困難である。

特許文献３に記載のレンズユニットは、保護板により耐候性の向上を期待できるが、撮像レンズ自体の広角化が不十分である。

本発明は、上記事情に鑑み、良好な光学性能を有し、小型で広角に構成され、低コストに作製可能な撮像レンズ、および該撮像レンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明の撮像レンズは、物体側から順に、像側の面が凹面である第１レンズと、像側の面が凹面であり少なくとも一方の面が非球面である負の第２レンズと、少なくとも一方の面が非球面である第３レンズと、像側の面が凸面であり少なくとも一方の面が非球面である正の第４レンズとからなり、第３レンズと第４レンズとの間に絞りが配置され、第３レンズのｄ線におけるアッベ数が２９以下であり、全系の焦点距離をｆとし、第１レンズの焦点距離をｆ１としたとき、下記条件式（１−２）を満足することを特徴とするものである。
５０．０＜｜ｆ１／ｆ｜ … （１−２）

なお、上記の「凹面」、「凸面」は、非球面については近軸領域で考えるものとする。

なお、本発明の撮像レンズの第１レンズは、像側の面が凹面であればよく、例えば第１レンズとしては、パワーを有するメニスカスレンズでもよく、物体側の面と像側の面の曲率半径が等しいメニスカスレンズでもよく、あるいは平凹レンズや両凹レンズでもよい。

本発明の撮像レンズは、最少４枚という少ないレンズ枚数のため低コストかつ小型に構成可能である。また、第２レンズから第４レンズの各レンズに非球面を設けて上記のように各レンズの構成を好適に選択しているため、最少４枚という少ないレンズ枚数でありながら、高性能を確保しつつ小型化および広角化を図ることが可能である。また特に、本発明の撮像レンズは、条件式（１）を満たすように第１レンズのパワーを弱く設定しているため、第１レンズの製造誤差および組立誤差の許容量を大きくすることができ、安価に作製することが可能となる。

本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズのｄ線における屈折率をＮ１としたとき、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
Ｎ１≦１．７ … （２）

また、本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズのｄ線におけるアッベ数をν１としたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
ν１＜６０ … （３）

また、本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズと第２レンズの合成焦点距離をｆ１２とし、第３レンズと第４レンズの合成焦点距離をｆ３４としたとき、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
０．２＜｜ｆ１２／ｆ３４｜＜１．０ … （４）

また、本発明の撮像レンズにおいては、第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（５）を満足することが好ましい。
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜ … （５）

また、本発明の撮像レンズにおいては、第２レンズの像側の面は、中心が負のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して負のパワーが弱い形状であることが好ましい。

また、本発明の撮像レンズにおいては、第２レンズの像側の面の中心の曲率半径の絶対値を｜Ｒ４｜とし、第２レンズの像側の面の有効径端での曲率半径の絶対値を｜ＲＸ４｜としたとき、下記条件式（６）を満足することが好ましい。
２．０＜｜ＲＸ４｜／｜Ｒ４｜ … （６）

なお本発明において、「面の有効径」とは、光学系が光軸に対して回転対称の場合には、レンズ面を通る有効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。ここで、有効光線とは、像の結像に用いられる光線であり、軸上の有効光線、軸外の有効光線全てを含んだものである。したがって本発明において、「面の有効径端」とは、レンズ面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と交わる面上の各点を意味する。

また、本発明において、「中心の曲率半径」とは、近軸の曲率半径である。

また、本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離をＬとしたとき、下記条件式（７）を満足することが好ましい。なお、Ｌの算出の際には、バックフォーカス分は空気換算長とする。
８．０＜Ｌ／ｆ＜１３．０ … （７）

また、本発明の撮像レンズにおいては、最も像側のレンズの像側の面から像面までの光軸上の距離をＢｆとしたとき、下記条件式（８）を満足することが好ましい。なお、Ｂｆはバックフォーカスに相当するものであり、その算出の際には空気換算長を用いるものとする。
１．０＜Ｂｆ／ｆ＜２．５ … （８）

また、本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズの中心厚をＤ１としたとき、下記条件式（９）を満足することが好ましい。
０．９＜Ｄ１ … （９）
また、本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズの中心厚をＤ１としたとき、下記条件式（１０）を満足することが好ましい。
０．７＜Ｄ１／ｆ＜２ … （１０）
また、本発明の撮像レンズにおいては、第２レンズの中心厚をＤ３としたとき、下記条件式（１１）を満足することが好ましい。
０．９＜Ｄ３／ｆ＜２ … （１１）
また、本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズの像側の面から第２レンズの物体側の面までの光軸上の距離をＤ２とし、第２レンズＬ２の中心厚をＤ３としたとき、下記条件式（１２）を満足することが好ましい。
１．０＜（Ｄ２＋Ｄ３）／ｆ＜３．５ … （１２）
また、本発明の撮像レンズにおいては、第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（１３）を満足することが好ましい。
−１．５＜ｆ２／ｆ＜−０．５ … （１３）

本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の撮像レンズを備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、４枚のレンズ系において、非球面を設けて各レンズの形状およびパワー、絞りの位置等の構成を好適に設定し、条件式（１−２）を満足するようにしているため、良好な光学性能を有し、小型で広角に構成され、低コストに作製可能な撮像レンズ、および該撮像レンズを備えた撮像装置を提供できる。

本発明の一実施形態にかかる撮像レンズの光路図 第１レンズの面形状を説明するための図 本発明の実施例１の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例２の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例３の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例４の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例５の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例６の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例７の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 図１０（Ａ）〜図１０（Ｅ）は本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図 図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）は本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図 図１２（Ａ）〜図１２（Ｅ）は本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図 図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）は本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図 図１４（Ａ）〜図１４（Ｅ）は本発明の実施例５の撮像レンズの各収差図 図１５（Ａ）〜図１５（Ｅ）は本発明の実施例６の撮像レンズの各収差図 図１６（Ａ）〜図１６（Ｅ）は本発明の実施例７の撮像レンズの各収差図 本発明の実施形態にかかる車載用の撮像装置の配置を説明するための図 本発明の実施形態にかかる車外カメラの概略構成を示す分解斜視図 本発明の実施形態にかかる監視カメラの概略構成を示す斜視図

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

〔撮像レンズの実施形態〕
図１に本発明の一実施形態にかかる撮像レンズ１のレンズ断面図を示す。図１では、図の左側が物体側、右側が像側であり、無限遠の距離にある物点からの軸上光束２、全画角２ωでの軸外光束３、４も合わせて示してある。

図１では、撮像レンズ１が撮像装置に適用される場合を考慮して、撮像レンズ１の像点Ｐｉｍを含む像面Ｓｉｍに配置された撮像素子５も図示している。撮像素子５は、撮像レンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等を用いることができる。

なお、撮像レンズ１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設けることが好ましく、図１では、これらを想定した平行平板状の光学部材ＰＰを最も像側のレンズと撮像素子５（像面Ｓｉｍ）の間に配置した例を示している。

撮像レンズ１は、物体側から順に、像側の面が凹面である第１レンズＬ１と、像側の面が凹面であり少なくとも一方の面が非球面である負の第２レンズＬ２と、少なくとも一方の面が非球面である第３レンズＬ３と、開口絞りＳｔと、像側の面が凸面であり少なくとも一方の面が非球面である正の第４レンズＬ４とを備える。なお、図１における開口絞りＳｔは、形状や大きさを表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。

撮像レンズ１は、４枚という少ないレンズ枚数で構成することで、低コスト化とともに光軸方向の全長の小型化を図ることができる。また、第２レンズＬ２から第４レンズＬ４の各レンズを少なくとも片面が非球面の非球面レンズとすることで、４枚という少ないレンズ枚数でありながら、球面収差、像面湾曲、コマ収差が補正された良好な像を得ることが可能となる。

撮像レンズ１では、第１レンズＬ１の像側の面を凹面としている。仮に、第１レンズＬ１の像側の面を凸面とすると、第１レンズＬ１に負のパワーを持たせることが困難となるため広角化が困難となるか、広角化した場合には周辺の光線が第１レンズＬ１へ入射する際の角度が大きくなり、反射率が大きくなるため周辺光量比が低下してしまう。第１レンズＬ１の像側の面を凹面とすることで、広角化が容易となると共に光線の面への入射角も抑えることが可能となり、周辺光量比の低下を防ぐことが可能となる。

第４レンズＬ４を像側に凸面を向けた正のパワーを持つレンズとすることで、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に開口絞りＳｔを設けることで、レンズ系の径方向を小型化することが可能となる。

さらに、撮像レンズ１は、全系の焦点距離をｆとし、第１レンズの焦点距離をｆ１としたとき、下記条件式（１）を満足するように構成されている。
１５．０＜｜ｆ１／ｆ｜ … （１）

条件式（１）を満足することで、全系のパワーに対して第１レンズＬ１のパワーを弱くすることが可能となり、第１レンズＬ１の性能に対する感度を緩くすることが可能となる。これにより、製造誤差および組立誤差の許容量を大きくすることができるため、安価に作製することが可能となる。

また、第１レンズＬ１が条件式（１）を満足し、第２レンズＬ２を負のパワーを持つレンズとすることで、系全体を広角化することが可能となる。

車載カメラや監視カメラ等の用途では、最も物体側に配置される第１レンズＬ１は堅く、衝撃に強い材質を用いることが好ましい。本発明では、第１レンズＬ１が条件式（１）を満足するように第１レンズＬ１のパワーを弱くしているため、後述の条件式（３−２）、（３−３）のようなアッベ数の小さい材質を用いた場合でも、色収差の悪化を抑制できる。すなわち本発明では、第１レンズＬ１の材質の選択の幅が広がり、低コストの材質を用いて各種衝撃に強いレンズを安価に作製することが可能となる。そして、第１レンズＬ１の材質にプラスチックを使用した場合でも、堅く、各種衝撃に強い材質を選択することが可能となり、衝撃に強いレンズを安価に作製することが容易となる。

さらに、第１レンズＬ１のパワーを弱くすることで、第１レンズＬ１の位置精度を緩くすることができ、第１レンズＬ１の交換が容易となる。例えば、第１レンズＬ１がキズや薬品等によりダメージを受けた場合、第１レンズＬ１を交換してレンズ系を再生することができるが、その際のレンズ交換が容易となる。

さらにまた、第１レンズＬ１のパワーを弱くすることで、第１レンズＬ１の材質としてプラスチックを用いた場合でも、温度変化による性能変化の影響を、第１レンズＬ１が強いパワーを持つものよりも低減することができる。したがって本発明によれば、プラスチックの使用に有利となり、より低コスト化を図りやすくなる。

次に、本発明の実施形態にかかる撮像レンズが有することが好ましい構成とその作用効果について述べる。なお、好ましい態様としては、以下のいずれか１つの構成でもよく、あるいは任意の２つ以上の構成の組合せでもよい。

全系の焦点距離をｆとし、第１レンズの焦点距離をｆ１としたとき、第１レンズＬ１をより安価に作製するためには、下記条件式（１−２）を満足することが好ましい。
５０．０＜｜ｆ１／ｆ｜ … （１−２）

条件式（１−２）を満足することで、第１レンズＬ１のパワーがさらに弱いものとなり、製造誤差および組立誤差の許容量をさらに大きくするができ、さらに安価に作製することが可能となる。

第１レンズＬ１の材質のｄ線における屈折率をＮ１としたとき、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
Ｎ１≦１．７ … （２）

条件式（２）を満足することで、安価な材質を選択可能となるため、第１レンズを安価に作製することが可能となる。

また、第１レンズＬ１の材質のｄ線におけるアッベ数をν１としたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
ν１＜６０ … （３）

条件式（３）の上限以上になると、レンズの材質が高価になり、コストアップの原因となってしまう。

その際に、第１レンズＬ１の材質のｄ線におけるアッベ数ν１は、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
ν１＜５０ … （３−１）

第１レンズＬ１のアッベ数を条件式（３−１）の上限を満たすように選択することで、第１レンズＬ１の材質としてより堅い物を選ぶことが可能となり、例えば車載カメラや監視カメラ用レンズとして使用する場合に要求される耐衝撃性の良いレンズを作製することが可能となる。

また、第１レンズＬ１の材質のｄ線におけるアッベ数ν１は、下記条件式（３−２）を満足することがより好ましい。
２０＜ν１＜４５ … （３−２）

第１レンズＬ１のアッベ数を条件式（３−２）の上限を満たすように選択することで、第１レンズＬ１の材質としてプラスチックを使用した場合においても堅い物を選ぶことが可能となり、例えば車載カメラや監視カメラ用レンズとして使用する場合に要求される耐衝撃性の良いレンズを作製することが可能となる。第１レンズＬ１のアッベ数を条件式（３−２）の下限を満たすように選択することで、色収差の発生を抑えることが可能となる。また、材料のコストを抑えることが可能となり、レンズ系をより安価に作製することが可能となる。

さらに、第１レンズＬ１の材質のｄ線におけるアッベ数ν１は、下記条件式（３−３）を満足することがより好ましい。
２３＜ν１＜３５ … （３−３）

第１レンズＬ１のアッベ数を条件式（３−３）の上限を満たすように選択することで、第１レンズＬ１の材質としてさらに安価で堅い物を選ぶことが可能となり、例えば車載カメラや監視カメラ用レンズとして使用する場合に要求される耐衝撃性の良いレンズを安価に作製することが可能となる。第１レンズＬ１のアッベ数を条件式（３−３）の下限を満たすように選択することで、色収差の発生をさらに抑えることが可能となる。また、材料のコストをさらに抑えることが可能となり、レンズ系をより安価に作製することが可能となる。

また、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離をｆ１２とし、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の合成焦点距離をｆ３４としたとき、下記条件式（４）を満足することが好ましい。
０．２＜｜ｆ１２／ｆ３４｜＜１．０ … （４）

条件式（４）の上限以上になると、広角化を達成することが困難となる。条件式（４）の下限以下になると、コマ収差を良好に補正することが困難となる。

さらに、下記条件式（４−２）を満足することがより好ましい。
０．３＜｜ｆ１２／ｆ３４｜＜０．５ … （４−２）

条件式（４−２）の上限を満足すると、広角化を達成することがより容易となる。条件式（４−２）の下限を満足すると、コマ収差を良好に補正することがより容易となる。

また、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１とし、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（５）を満足することが好ましい。
５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜ … （５）

条件式（５）の下限以下になると、第１レンズＬ１のパワーが強くなり、レンズ系を安価に作製することが困難となる。

さらに、下記条件式（５−２）を満足することがより好ましい。
３０．０＜｜ｆ１／ｆ２｜ … （５−２）
条件式（５−２）の下限を満足すると、第１レンズＬ１のパワーをより弱くすることができ、レンズ系をより安価に作製することが可能となる。

第１レンズＬ１の物体側の面形状は、凸面、もしくは平面であることが好ましい。

第１レンズＬ１の物体側の面を凸面とした場合には、広い画角からの光線をとらえることが可能となる。また、広い画角の光線がレンズ系に入射する際の反射率を抑えることが可能となる。

また、魚眼レンズのような、最大画角が１８０度をこえるようなレンズも作製することが可能となる。

第１レンズＬ１の物体側の面を平面とした場合には、広い画角からの光線をとらえることが可能となるとともに、第１レンズＬ１をより安価に作製することが可能となる。

第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径をＲ１とし、第１レンズＬ１の像側の面の曲率半径をＲ２としたとき、｜Ｒ１／Ｒ２｜が１．０以上であることが好ましい。｜Ｒ１／Ｒ２｜を１．０以上とすることで、レンズ系を広角化することが容易となる。

また、｜Ｒ１／Ｒ２｜が５．０以上であることが好ましい。｜Ｒ１／Ｒ２｜を５．０以上とすると、レンズ系を広角化することがより容易となる。

第２レンズＬ２の形状としては、第２レンズＬ２の像側の面は、中心が負のパワーを持ち、有効径端では、中心と比較して負のパワーが弱い形状であることが好ましい。第２レンズＬ２の像側の面をこのような形状とすることで、広角化と共に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の像側の面の中心の曲率半径の絶対値を｜Ｒ４｜とし、第２レンズＬ２の像側の面の有効径端での曲率半径の絶対値を｜ＲＸ４｜としたとき、下記条件式（６）を満足することが好ましい。条件式（６）を満足することで、ディストーションを良好に補正することが可能となる。
２．０＜｜ＲＸ４｜／｜Ｒ４｜ … （６）

図２を参照しながら、第２レンズＬ２の像側の面における上記形状について説明する。図２は撮像レンズ１の光路図であるが、図の煩雑化を避けるため一部の符号の図示を省略している。図２において、点Ｑ４は、第２レンズＬ２の像側の面の中心であり、第２レンズＬ２の像側の面と光軸Ｚとの交点である。図２の点Ｘ４は、第２レンズＬ２の像側の面の有効径端の点であり、第２レンズＬ２の像側の面と軸外光束３に含まれる最も外側の光線６との交点である。

このとき、点Ｘ４でのレンズ面の法線と光軸Ｚとの交点を図２に示すように点Ｐ４とし、点Ｘ４と点Ｐ４を結ぶ線分の長さ｜Ｘ４−Ｐ４｜を点Ｘ４での曲率半径の絶対値｜ＲＸ４｜と定義する。すなわち、｜Ｘ４−Ｐ４｜＝｜ＲＸ４｜と定義する。このように、レンズ面の各点と、該各点におけるレンズ面の法線と光軸との交点とを結ぶ線分の長さを、各点における曲率半径の絶対値と定義する。同様に、レンズ面の中心である点Ｑ４における曲率半径をＲ４（図２では不図示）とし、その絶対値を｜Ｒ４｜とする。

上記の第２レンズＬ２の像側の面の「中心が負のパワーを持ち、有効径端では、中心と比較して負のパワーが弱い形状」とは、点Ｑ４を含む近軸領域が凹形状であり、点Ｐ４が点Ｑ４より像側にあり、｜ＲＸ４｜が｜Ｒ４｜より大きい形状を意味する。

さらに、第２レンズＬ２の像側の面は、周辺に行くにしたがって負のパワーが弱くなる形状とすることが好ましい。この第２レンズＬ２の像側の面の「周辺に行くにしたがって負のパワーが弱くなる形状」とはすなわち、点Ｐ４が点Ｑ４より像側にあり、レンズ面に沿って点Ｑ４から点Ｘ４に行くにしたがってレンズ面の各点での曲率半径の絶対値が大きくなることを意味する。

図２では理解を助けるために、｜Ｒ４｜を半径として点Ｑ４を通り、光軸上の点を中心とする円ＣＱ４を二点鎖線で描き、｜ＲＸ４｜を半径として点Ｘ４を通り、光軸上の点を中心とする円ＣＸ４を点線で描いている。円ＣＸ４の方が円ＣＱ４よりも大きな円となっており、｜Ｒ４｜＜｜ＲＸ４｜であることが明示されている。

さらに、第２レンズＬ２の像側の面の形状が下記条件式（６−２）を満足することが好ましく、このように構成することで、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。
２．２＜｜ＲＸ４｜／｜Ｒ４｜ … （６−２）

第３レンズＬ３は、メニスカスレンズであることが好ましい。

第３レンズＬ３の物体側の面は、中心が正のパワーを持ち、周辺に行くにしたがって正のパワーが弱くなる形状であることが好ましい。第３レンズＬ３の物体側の面をこのような形状とすることで、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

第３レンズＬ３の物体側の面の上記形状は、図２を用いて説明した第２レンズＬ２の像側の面の形状と同様にして以下のように考えることができる。レンズ断面図において、第３レンズＬ３の物体側の面の有効径端を点Ｘ５として、その点での法線と光軸Ｚとの交点を点Ｐ５とするとき、点Ｘ５と点Ｐ５とを結ぶ線分の長さ｜Ｘ５−Ｐ５｜を点Ｘ５での曲率半径の絶対値｜ＲＸ５|とする。また、第３レンズＬ３の物体側の面と光軸Ｚとの交点、すなわち、第３レンズＬ３の物体側の面の中心を点Ｑ５とする。

第３レンズＬ３の物体側の面の「中心が正のパワーを持ち、周辺に行くにしたがって正のパワーが弱くなる形状」とは、点Ｑ５を含む近軸領域が凸形状であり、点Ｐ５が点Ｑ５より像側にあり、レンズ面に沿って点Ｑ５から点Ｘ５に行くにしたがってレンズ面の各点での曲率半径の絶対値が大きくなることを意味する。

または、第３レンズＬ３の物体側の面は、有効径端では中心と比較して正のパワーが弱い形状とすることが好ましい。この第３レンズＬ３の物体側の面の「有効径端では中心と比較して正のパワーが弱い形状」とはすなわち、点Ｘ５での曲率半径の絶対値｜ＲＸ５|が点Ｑ５での曲率半径の絶対値｜Ｒ５｜よりも大きい形状である。

｜ＲＸ５|は、｜Ｒ５｜の１．１倍より大きいこと、すなわち、１．１＜｜ＲＸ５｜／｜Ｒ５｜であることが好ましく、この場合には像面湾曲の補正が容易となる。

第３レンズＬ３の像側の面は、中心が負のパワーを持ち、周辺に行くにしたがって負のパワーが強くなる形状であることが好ましい。第３レンズＬ３の像側の面をこのような形状とすることで、球面収差を良好に補正することが可能となる。

第３レンズＬ３の像側の面の上記形状は、図２を用いて説明した第２レンズＬ２の像側の面の形状と同様にして以下のように考えることができる。レンズ断面図において、第３レンズＬ３の像側の面の有効径端を点Ｘ６として、その点での法線と光軸Ｚとの交点を点Ｐ６とするとき、点Ｘ６と点Ｐ６とを結ぶ線分の長さ｜Ｘ６−Ｐ６｜を点Ｘ６での曲率半径の絶対値｜ＲＸ６|とする。また、第３レンズＬ３の像側の面と光軸Ｚとの交点、すなわち、第３レンズＬ３の像側の面の中心を点Ｑ６とする。

第３レンズＬ３の像側の面の「中心が負のパワーを持ち、周辺に行くにしたがって負のパワーが強くなる形状」とは、点Ｑ６を含む近軸領域が凹形状であり、点Ｐ６が点Ｑ６より像側にあり、レンズ面に沿って点Ｑ６から点Ｘ６に行くにしたがってレンズ面の各点での曲率半径の絶対値が小さくなることを意味する。

または、第３レンズＬ３の像側の面は、有効径端では中心と比較して負のパワーが強い形状とすることが好ましい。この第３レンズＬ３の像側の面の「有効径端では中心と比較して負のパワーが強い形状」とはすなわち、点Ｘ６での曲率半径の絶対値｜ＲＸ６|が点Ｑ６での曲率半径の絶対値｜Ｒ６｜よりも小さい形状である。

｜ＲＸ６|は、｜Ｒ６｜の０．９倍より小さいこと、すなわち、｜ＲＸ６｜／｜Ｒ６｜＜０．９であることが好ましく、この場合には球面収差の補正が容易となる。

第４レンズＬ４の物体側の面は、中心が正のパワーを持ち、周辺に行くにしたがって正のパワーが弱くなる形状であることが好ましい。第４レンズＬ４の物体側の面をこのような形状とすることで、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。

第４レンズＬ４の物体側の面の上記形状は、図２を用いて説明した第２レンズＬ２の像側の面の形状と同様にして以下のように考えることができる。レンズ断面図において、第４レンズＬ４の物体側の面の有効径端を点Ｘ８として、その点での法線と光軸Ｚとの交点を点Ｐ８とするとき、点Ｘ８と点Ｐ８とを結ぶ線分の長さ｜Ｘ８−Ｐ８｜を点Ｘ８での曲率半径の絶対値｜ＲＸ８|とする。また、第４レンズＬ４の物体側の面と光軸Ｚとの交点、すなわち、第４レンズＬ４の物体側の面の中心を点Ｑ８とする。

第４レンズＬ４の物体側の面の「中心が正のパワーを持ち、周辺に行くにしたがって正のパワーが弱くなる形状」とは、点Ｑ８を含む近軸領域が凸形状であり、点Ｐ８が点Ｑ８より像側にあり、レンズ面に沿って点Ｑ８から点Ｘ８に行くにしたがってレンズ面の各点での曲率半径の絶対値が大きくなることを意味する。

または、第４レンズＬ４の物体側の面は、有効径端では中心と比較して正のパワーが弱い形状とすることが好ましい。この第４レンズＬ４の物体側の面の「有効径端では中心と比較して正のパワーが弱い形状」とはすなわち、点Ｘ８での曲率半径の絶対値｜ＲＸ８|が点Ｑ８での曲率半径の絶対値｜Ｒ８｜よりも大きい形状である。

｜ＲＸ８|は、｜Ｒ８｜の１．１倍より大きいこと、すなわち、１．１＜｜ＲＸ８｜／｜Ｒ８｜であることが好ましく、この場合には球面収差と像面湾曲の補正が容易となる。

第４レンズＬ４の像側の面は、中心が正のパワーを持ち、周辺に行くにしたがって正のパワーが弱くなる形状であることが好ましい。第４レンズＬ４の像側の面をこのような形状とすることで、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。

第４レンズＬ４の像側の面の上記形状は、図２を用いて説明した第２レンズＬ２の像側の面の形状と同様にして以下のように考えることができる。レンズ断面図において、第４レンズＬ４の像側の面の有効径端を点Ｘ９として、その点での法線と光軸Ｚとの交点を点Ｐ９とするとき、点Ｘ９と点Ｐ９とを結ぶ線分の長さ｜Ｘ９−Ｐ９｜を点Ｘ９での曲率半径の絶対値｜ＲＸ９|とする。また、第４レンズＬ４の像側の面と光軸Ｚとの交点、すなわち、第４レンズＬ４の物体側の面の中心を点Ｑ９とする。

第４レンズＬ４の像側の面の「中心が正のパワーを持ち、周辺に行くにしたがって正のパワーが弱くなる形状」とは、点Ｑ９を含む近軸領域が凸形状であり、点Ｐ９が点Ｑ９より物体側にあり、レンズ面に沿って点Ｑ９から点Ｘ９に行くにしたがってレンズ面の各点での曲率半径の絶対値が大きくなることを意味する。

または、第４レンズＬ４の像側の面は、有効径端では中心と比較して正のパワーが弱い形状とすることが好ましい。この第４レンズＬ４の像側の面の「有効径端では中心と比較して正のパワーが弱い形状」とはすなわち、点Ｘ９での曲率半径の絶対値｜ＲＸ９|が点Ｑ９での曲率半径の絶対値｜Ｒ９｜よりも大きい形状である。

｜ＲＸ９|は、｜Ｒ９｜の１．４倍より大きいこと、すなわち、１．４＜｜ＲＸ９｜／｜Ｒ９｜であることが好ましく、この場合には球面収差と像面湾曲の補正が容易となる。

また、第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸上の距離をＬとし、全系の焦点距離をｆとしたとき、下記条件式（７）を満足することが好ましい。なお、Ｌの算出の際には、バックフォーカス分は空気換算長とする。すなわち、最も像側のレンズと像面Ｓｉｍとの間にカバーガラスやフィルタ等などがある場合は、バックフォーカス分は空気換算した値を用いるものとする。
８．０＜Ｌ／ｆ＜１３．０ … （７）

条件式（７）の上限以上になると、広角化は容易に達成できるがレンズ系が大型化してしまう。条件式（７）の下限以下になると、レンズ系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。

さらに広角化と小型化を進めるためには、下記条件式（７−２）を満足することがより好ましい。条件式（７−２）の上限を満足することで、レンズ系をより小型化することが可能となる。条件式（７−２）の下限を満足することで、レンズ系を広角化することがさらに容易となる。
９．０＜Ｌ／ｆ＜１２．０ … （７−２）

上記Ｌは１３ｍｍ以下であることが好ましい。Ｌを１３ｍｍ以下とすることで、レンズ系を小型化することが可能となる。さらにレンズ系を小型化するためには、Ｌを１２ｍｍ以下とすることが好ましい。

最も像側のレンズ（図１に示す例では第４レンズＬ４）の像側の面から像面Ｓｉｍまでの光軸上の距離をＢｆとし、全系の焦点距離をｆとしたとき、下記条件式（８）を満足することが好ましい。なお、Ｂｆはバックフォーカスに相当するものであり、その算出の際には空気換算長を用いるものとする。すなわち、最も像側のレンズと像面Ｓｉｍとの間にカバーガラスやフィルタ等などがある場合は、空気換算した値を用いるものとする。
１．０＜Ｂｆ／ｆ＜２．５ … （８）

条件式（８）の上限以上になると、レンズ系が大型化してしまう。条件式（８）の下限以下になると、バックフォーカスが短くなり、レンズ系と撮像素子５（像面Ｓｉｍ）との間に各種フィルタやカバーガラス等を挿入することが困難となる。

さらに、下記条件式（８−２）を満足することがより好ましい。条件式（８−２）の上限を満足すると、レンズ系をより小型化することが可能となる。条件式（８−２）の下限を満足すると、バックフォーカスを長くすることがより容易となる。
１．５＜Ｂｆ／ｆ＜２．０ … （８−２）

なお、Ｂｆは１．５ｍｍ以上とすることが好ましい。Ｂｆを１．５ｍｍ以上とすることで、レンズ系と撮像素子５（像面Ｓｉｍ）との間に各種フィルタやカバーガラスを挿入することが容易となる。

第１レンズＬ１の中心厚をＤ１としたとき、下記条件式（９）を満足することが好ましい。条件式（９）を満足することで、第１レンズＬ１の強度を強くすることが可能となる。
０．９＜Ｄ１ … （９）

第１レンズＬ１の強度をさらに強くするためには、下記条件式（９−２）を満足することが好ましい。
１．５＜Ｄ１ … （９−２）

第１レンズＬ１の強度をさらにより強くするためには、下記条件式（９−３）を満足することが好ましい。
１．８＜Ｄ１ … （９−３）

全系の焦点距離をｆとし、第１レンズＬ１の中心厚をＤ１としたとき、下記条件式（１０）を満足することが好ましい。
０．７＜Ｄ１／ｆ＜２ … （１０）

条件式（１０）の上限を満足することで、レンズ系を小型化することが可能となる。条件式（１０）の下限を満足することで、第１レンズＬ１を割れにくくすることが可能となる。

全系の焦点距離をｆとし、第２レンズＬ２の中心厚をＤ３としたとき、下記条件式（１１）を満足することが好ましい。
０．９＜Ｄ３／ｆ＜２ … （１１）

条件式（１１）の上限を満足することで、レンズ系を小型化することが可能となる。条件式（１１）の下限以下になるとレンズ系が薄くなり、製造が困難となるか、コストアップの原因となってしまう。

全系の焦点距離をｆとし、第１レンズＬ１の像側の面から第２レンズＬ２の物体側の面までの光軸上の距離をＤ２とし、第２レンズＬ２の中心厚をＤ３としたとき、下記条件式（１２）を満足することが好ましい。
１．０＜（Ｄ２＋Ｄ３）／ｆ＜３．５ … （１２）

条件式（１２）の上限以上になるとレンズ系が大型化してしまう。条件式（１２）の下限以下になると広角化を達成することが困難となる。

全系の焦点距離をｆとし、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（１３）を満足することが好ましい。
−１．５＜ｆ２／ｆ＜−０．５ … （１３）

条件式（１３）の上限以上になると、第２レンズＬ２のパワーが強くなりすぎてしまい、偏心に対する製造誤差および組立誤差の許容量が少なくなり、組み立てが困難となるか、コストアップの要因となってしまう。条件式（１３）の下限以下になると、広角化が困難となる。

撮像レンズ１の全画角は１３０°以上であることが好ましい。全画角を１３０°以上とすることで、例えば車載カメラ用レンズや、監視カメラ用レンズ用として使用した場合でも、十分な画角となる。

第２レンズＬ２のｄ線におけるアッベ数は４０以上であることが好ましく、これにより、色収差の発生を抑え、良好な像を得ることが可能となる。

第３レンズＬ３のｄ線におけるアッベ数は２９以下であることが好ましく、これにより、倍率の色収差を良好に補正することが可能となる。さらに、第３レンズＬ３のｄ線におけるアッベ数を２６以下とした場合には、倍率の色収差をより良好に補正することが可能となる。またさらに、第３レンズＬ３のｄ線におけるアッベ数を２５以下とした場合には、倍率の色収差を最小限に抑えることが可能となる。

第４レンズＬ４のｄ線におけるアッベ数は４０以上であることが好ましく、これにより、色収差の発生を抑え、良好な像を得ることが可能となる。

第１レンズＬ１の材質は、プラスチックとすることが好ましい。第１レンズＬ１の材質をプラスチックとすることで、レンズ系を安価で軽量に構成することが可能となるとともに、第１レンズＬ１に非球面を設けた場合には、非球面形状を正確に作製することができるため、良好な性能のレンズを作製することが可能となる。

また、プラスチックはガラスと比較して強度は劣るが衝撃に対して割れにくいとう性質を有するため、第１レンズＬ１をプラスチックレンズとした場合、各種衝撃に対してレンズを割れにくくすることが可能となる。

第１レンズＬ１をプラスチックレンズとした場合には、第１レンズＬ１の物体側の面に第１レンズＬ１の耐候性を高める処置を施すことが好ましい。耐候性を高める処置としては、例えばハードコートであることが好ましい。また、ハードコート等により、レンズ系の衝撃に対する強度、耐キズ性、さらには耐薬品性を高める処置を施すことが好ましい。

第１レンズＬ１の物体側の面に撥水コートを施しても良い。撥水コートにより、雨天時の使用時でも、水滴が付着しにくく、汚れ等も付着しにくくなる。あるいは、第１レンズＬ１の物体側の面に親水コートを施しても良い。親水コートにより、水等の液体がかかった場合でも、水ジミが軽減され、水滴ができにくく、透明感が確保できるとともに、汚れがあった場合でも汚れを自然に洗い流して良好な視野を確保することができる。

本発明の実施形態にかかる撮像レンズは、広角レンズであり、例えば１３０°以上の全画角を想定しているため、第１レンズＬ１の物体側の面の周辺部では光線の入射角が大きなものとなる。そのため、第１レンズ物体側の面には波長依存性の少ないコートを施すことが好ましい。

第１レンズＬ１の像側の面は、中心部では面の法線と光軸Ｚとのなす角が小さいが、周辺部では面の法線と光軸Ｚとのなす角が大きいため、中心部と周辺部で反射率の差が大きくなり、ゴーストの原因となる虞がある。そのため、第１レンズＬ１の像側の面には波長依存性の少ないコートを施すことが好ましい。

なお、単層コートは、所定の波長範囲で反射防止を意図したマルチコートと比べると、該マルチコートの限界波長およびその近傍では、波長に対する反射率の変化が緩やかである。このことから、第１レンズＬ１の物体側の面と第１レンズＬ１の像側の面の少なくともいずれか一方の面のコートは単層コートとしても良い。

第１レンズＬ１の具体的な材質としては、例えば、アクリル、ポリオレフィン系の材質、ポリカーボネイト系の材質、エポキシ樹脂、ＰＥＴ（Ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）、ＰＥＳ（Ｐｏｌｙ Ｅｔｈｅｒ Ｓｕｌｐｈｏｎｅ）を用いることが好ましく、これらを用いることで第１レンズＬ１を安価に作製することが可能となる。

なお、ポリカーボネイトは、プラスチックの中で比較的堅い材質であるが、アッベ数が小さく、複屈折も大きいため、強いパワーの負のレンズに使用すると色収差や複屈折が大きくなり、良好な像を得ることが困難となる。しかし、本発明のように第１レンズＬ１のパワーを小さくすることで、第１レンズＬ１にポリカーボネイトを使用した場合でも色収差や複屈折の影響を抑えることができ、良好な性能を確保しながら、耐衝撃性の良いレンズを安価に作製することが可能となる。

第１レンズＬ１の材質をポリカーボネイト系とした場合には、第１レンズＬ１の物体側の面にハードコートを施すことが好ましい。ハードコートを施すことで、第１レンズＬ１をより堅くすることができ、キズに強いレンズを作製することができるとともに、第１レンズＬ１の耐薬品性も向上させることが可能となる。

第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４のいずれか、あるいはこれらのうちの任意の複数の組合せにおいて、その材質をプラスチックとすることが好ましい。材質をプラスチックとすることで、レンズ系を安価で軽量に構成することが可能となるとともに、非球面を設けた場合には、非球面形状を正確に作製することができるため、良好な性能のレンズを作製することが可能となる。

第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４の少なくともいずれか１つにプラスチック材質を用いた場合は、その材質として、プラスチックに光の波長より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。

なお、第１レンズＬ１の材質をガラスとしてもよい。撮像レンズ１が例えば車載用カメラや監視カメラ用等の厳しい環境において使用される場合には、最も物体側に配置される第１レンズＬ１は、風雨による表面劣化、直射日光による温度変化に強く、さらには油脂・洗剤等の化学薬品に強い材質、すなわち耐候性、耐水性、耐酸性、耐薬品性等が高い材質を用いることが要望され、また、堅く、割れにくい材質を用いることが要望されることがある。材質をガラスとすることで、これらの要望を満たすことが可能となる。

第１レンズＬ１の具体的なガラスの材質としては、例えば、ｂｒｏｓｉｌｉｃａｔｅ系ガラス（硼珪酸ガラス）、白板ガラス、青板ガラスを用いることができ、これらを用いた場合には、第１レンズＬ１を安価に作製することが可能となる。

第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４のいずれか、あるいはこれらのうちの任意の複数の組合せにおいて、その材質をガラスとしてもよい。材質をガラスとすることで、温度変化による性能劣化を抑制することが可能となる。

第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４の少なくともいずれか１つは、その材質のガラス転移温度（Ｔｇ）が１４５℃以上であることが好ましく、さらに好ましくは、１５０℃以上であることが好ましい。ガラス転移温度が１５０℃以上の材質を使用することで、耐熱性の良いレンズを作成することが可能となる。

なお、撮像レンズ１の用途に応じて、レンズ系と撮像素子５との間に紫外光から青色光をカットするようなフィルタ、または赤外光をカットするようなＩＲ（ＩｎｆｒａＲｅｄ）カットフィルタを挿入してもよい。

図１では、レンズ系と撮像素子５との間に各種フィルタ等を想定した光学部材ＰＰを配置した例を示しているが、この代わりに、各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、撮像レンズ１が有するいずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。

なお、各レンズ間の有効径外を通過する光束は、迷光となって像面に達し、ゴーストとなるおそれがあるため、必要に応じて、この迷光を遮光する遮光手段を設けることが好ましい。この遮光手段としては、例えばレンズの有効径外の部分に不透明な塗料を施したり、不透明な板材を設けたりしてもよい。または、迷光となる光束の光路に不透明な板材を設けて遮光手段としてもよい。あるいは、最も物体側のレンズのさらに物体側に迷光を遮断するフードのようなものを配置してもよい。一例として、図１では、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２それぞれの像側の面の有効径外に遮光手段１１、１２を設けた例を示している。なお、遮光手段を設ける箇所は図１に示す例に限定されず、他のレンズや、レンズ間に配置してもよい。

さらに、各レンズの間に周辺光量比が実用上問題の無い範囲で周辺光線を遮断する部材を配置してもよい。周辺光線とは、光軸Ｚ外の物点からの光線のうち、光学系の入射瞳の周辺部分を通る光線のことである。このように周辺光線を遮断する部材を配置することにより、結像領域周辺部の画質を向上させることができる。また、この部材でゴーストを発生させる光を遮断することにより、ゴーストを低減することが可能となる。

〔撮像レンズの数値実施例〕
次に、本発明の撮像レンズの数値実施例について説明する。実施例１〜実施例７の撮像レンズのレンズ断面図をそれぞれ図３〜図９に示す。図３〜図９において、図の左側が物体側、右側が像側であり、図１同様、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰ、像面Ｓｉｍに配置された撮像素子５も合せて図示している。各図の開口絞りＳｔは形状や大きさを表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。各実施例において、レンズ断面図の符号Ｒｉ、Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…）は以下に説明するレンズデータのＲｉ、Ｄｉと対応している。

実施例１にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データを表１に、非球面データを表２に、曲率半径に関するデータを表３に示す。同様に、実施例２〜７にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データ、非球面データをそれぞれ表４〜表２１に示す。以下では表中の記号の意味について、実施例１を例にとり説明するが、実施例２〜７のものについても基本的に同様である。

表１のレンズデータにおいて、Ｓｉは最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。なお、曲率半径の符号は、物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。

また、レンズデータにおいて、Ｎｄｊは最も物体側のレンズを１番目として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している。なお、レンズデータには、開口絞りＳｔおよび光学部材ＰＰも含めて示しており、開口絞りＳｔに相当する面の曲率半径の欄には、（開口絞り）という語句を記載している。

表１の各種データにおいて、Ｆｎｏ．はＦナンバー、２ωは全画角、ＩＨは像面Ｓｉｍ上での最大像高、Ｂｆは最も像側のレンズの像側の面から像面までの光軸Ｚ上の距離（バックフォーカスに相当、空気換算長）、Ｌは第１レンズＬ１の物体側の面から像面Ｓｉｍまでの光軸Ｚ上の距離（バックフォーカス分は空気換算長）、ｆは全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズＬ１の焦点距離、ｆ２は第２レンズＬ２の焦点距離、ｆ３は第３レンズＬ３の焦点距離、ｆ４は第４レンズＬ４の焦点距離、ｆ１２は第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離、ｆ３４は第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の合成焦点距離である。

表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として光軸近傍の曲率半径（中心の曲率半径）の数値を示している。表２の非球面データには、非球面の面番号と、各非球面に関する非球面係数を示す。表２の非球面データの数値の「Ｅ−０ｎ」（ｎ：整数）は「×１０^−ｎ」を意味し、「Ｅ＋００」は「×１０^０」を意味する。なお、非球面係数は、以下の式（Ａ）で表される非球面式における各係数ＫＡ、ＲＢｍ（ｍ＝３、４、５、…１５）の値である。
Ｚｄ＝Ｃ・ｈ^２／｛１＋（１−ＫＡ・Ｃ^２・ｈ^２）^１/２｝＋ΣＲＢｍ・ｈ^ｍ … （Ａ）
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
ＫＡ、ＲＢｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…１５）

表３の曲率半径に関するデータでは、面番号と、有効径端での曲率半径の絶対値、有効径端での曲率半径と中心の曲率半径の比の絶対値を前述の説明の記号を用いて示している。例えば、｜ＲＸ４｜は第２レンズＬ２の像側の面（第４面）の有効径端での曲率半径の絶対値、｜ＲＸ４｜／｜Ｒ４｜は第２レンズＬ２の像側の面（第４面）の有効径端での曲率半径の絶対値と中心の曲率半径の絶対値の比である。同様に、｜ＲＸ５｜は第３レンズＬ３の物体側の面の有効径端での曲率半径の絶対値、｜ＲＸ５｜／｜Ｒ５｜は第３レンズＬ３の物体側の面の有効径端での曲率半径の絶対値と中心の曲率半径の絶対値の比である。｜ＲＸ６｜は第３レンズＬ３の像側の面の有効径端での曲率半径の絶対値、｜ＲＸ６｜／｜Ｒ６｜は第３レンズＬ３の像側の面の有効径端での曲率半径の絶対値と中心の曲率半径の絶対値の比である。｜ＲＸ８｜は第４レンズＬ４の物体側の面の有効径端での曲率半径の絶対値、｜ＲＸ８｜／｜Ｒ８｜は第４レンズＬ４の物体側の面の有効径端での曲率半径の絶対値と中心の曲率半径の絶対値の比である。｜ＲＸ９｜は第４レンズＬ４の像側の面の有効径端での曲率半径の絶対値、｜ＲＸ９｜／｜Ｒ９｜は第４レンズＬ４の像側の面の有効径端での曲率半径の絶対値と中心の曲率半径の絶対値の比である。

なお、表１〜表３には、所定の桁でまるめた数値を記載している。各数値の単位としては、表１の２ωについては「度」を用い、長さについては「ｍｍ」を用いている。しかし、これは一例であり、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、他の適当な単位を用いることもできる。

上記実施例１、３、４、６、７の撮像レンズはそれぞれ、負メニスカス形状の第１レンズＬ１と、光軸近傍において負メニスカス形状の第２レンズＬ２と、光軸近傍において正メニスカス形状の第３レンズＬ３と、光軸近傍において両凸形状の第４レンズＬ４とからなる。

上記実施例２の撮像レンズは、両面の曲率半径が等しいメニスカス形状（正メニスカス形状）の第１レンズＬ１と、光軸近傍において負メニスカス形状の第２レンズＬ２と、光軸近傍において正メニスカス形状の第３レンズＬ３と、光軸近傍において両凸形状の第４レンズＬ４とからなる。

上記実施例５の撮像レンズは、平凹形状の第１レンズＬ１と、光軸近傍において負メニスカス形状の第２レンズＬ２と、光軸近傍において正メニスカス形状の第３レンズＬ３と、光軸近傍において両凸形状の第４レンズＬ４とからなる。

また、上記実施例１〜７の撮像レンズにおける、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４の材質は全てプラスチックであり、安価に作製可能である。

実施例１〜７の撮像レンズにおける条件式（１）〜（１３）に対応する値を表２２に示す。実施例１〜７では、ｄ線を基準波長としており、表２２にはこの基準波長における各値を示す。表２２からわかるように、実施例１〜７は、条件式（１）〜（１３）を全て満たしている。

実施例１にかかる撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）、コマ収差の収差図をそれぞれ図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）、図１０（Ｃ）、図１０（Ｄ）、図１０（Ｅ）に示す。各収差図には、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図には、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）についての収差も示す。

球面収差図のＦｎｏ．はＦナンバーであり、その他の収差図のωは半画角を意味する。ディストーションの図は、全系の焦点距離ｆ、画角φ（変数扱い、０≦φ≦ω）を用いて、理想像高をｆ×ｔａｎφとし、それからのずれ量を示す。図１０（Ｅ）では各半画角におけるタンジェンシャル方向、サジタル方向の５つの収差図をまとめてコマ収差図として示している。

また同様に、上記実施例２〜７にかかる撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差、コマ収差の収差図をそれぞれ図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｅ）、図１３（Ａ）〜図１３（Ｅ）、図１４（Ａ）〜図１４（Ｅ）、図１５（Ａ）〜図１５（Ｅ）、図１６（Ａ）〜図１６（Ｅ）に示す。各収差図からわかるように、上記実施例１〜７は可視域において各収差が良好に補正されている。

以上のデータからわかるように、実施例１〜７の撮像レンズは、４枚という少ないレンズ枚数からなり、小型で安価に作製可能である上、全画角が１５０度以上で広角に構成され、Ｆナンバーが２．８と小さく、各収差が良好に補正されて良好な光学性能を有する。これらの撮像レンズは、監視カメラや、自動車の前方、側方、後方などの映像を撮影するための車載用カメラ等に好適に使用可能である。

〔撮像装置の実施形態〕
図１７に使用例として、自動車１００に本実施形態の撮像レンズを備えた撮像装置を搭載した様子を示す。図１７において、自動車１００は、その助手席側の側面の死角範囲を撮像するための車外カメラ１０１と、自動車１００の後側の死角範囲を撮像するための車外カメラ１０２と、ルームミラーの背面に取り付けられ、ドライバーと同じ視野範囲を撮影するための車内カメラ１０３とを備えている。車外カメラ１０１と車外カメラ１０２と車内カメラ１０３とは、本発明の実施形態にかかる撮像装置であり、本発明の実施例の撮像レンズと、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ている。

本発明の実施例にかかる撮像レンズは、上述した長所を有するものであるから、車外カメラ１０１、１０２および車内カメラ１０３も小型に構成でき、広い画角を有し、安価に作製可能となり、良好な映像を得ることができる。

上述したように、撮像レンズの最も物体側の第１レンズは、パワーが弱くなるように設定されているため、その位置精度は緩くなり、第１レンズを交換したり、第１レンズを外して修理することが容易になる。図１８、図１９に、第１レンズＬ１を脱着自在とした構成した撮像装置の例を示す。このような構成では、第１レンズのみに損傷が生じた場合は、撮像レンズ全体を交換する必要はなく、第１レンズのみを交換すればよい。

図１８は、本発明の実施形態にかかる撮像レンズ２１を撮像装置としての車外カメラ２０に適用した例であり、この車外カメラ２０の要部の概略的な分解構成図を示す。撮像レンズ２１は、脱着自在に構成された第１レンズ２１ａと、第１レンズ２１ａより像側のレンズ２１ｂからなる。図１８では像側のレンズ２１ｂは一体的に図示しているが、例えば撮像レンズ２１が図１に示すような４枚構成の場合は、像側のレンズ２１ｂは第２レンズ、第３レンズ、第４レンズから構成される。

車外カメラ２０は、撮像レンズ２１と、第１レンズ２１ａを保持するための保持部材２２と、Ｏリング２３と、像側のレンズ２１ｂを保持するための鏡筒２５と、フィルタ２６と、撮像素子２７とを備える。

保持部材２２は、第１レンズ２１ａを保持するとともに、第１レンズ２１ａを鏡筒２５に装着するためのものである。保持部材２２には、内部にＯリング２３用の圧着面（不図示）が形成されたフランジ部２２ａと、フランジ部２２ａから光軸方向像側に伸びる複数本の脚状のフック２２ｂとが設けられている。フック２２ｂは可撓性を有し、各フック２２ｂの先端は段差構造が形成され拡径した拡径部２２ｃとなっている。

Ｏリング２３は、第１レンズ２１ａが装着されたときに気密性を保持するためのものである。第１レンズ２１ａの装着時には、Ｏリング２３は鏡筒２５の内部に形成された段差構造に収納され、保持部材２２のＯリング２３用の圧着面に圧着されて外部からの水等の侵入を防止する。

鏡筒２５の内部には、像側のレンズ２１ｂが固定されている。また、鏡筒２５の内部には保持部材２２のフック２２ｂを挿通可能な管路（不図示）が設けられており、保持部材２２のフック２２ｂをこの管路に挿通させて、鏡筒の像側の端部に形成された拡径部２５ａにフック２２ｂの拡径部２２ｃを係合させることにより、保持部材２２を鏡筒２５に装着できる。鏡筒２５に装着された保持部材２２は、フック２２ｂの可撓性を利用して、拡径部２２ｃを拡径部２５ａから離脱させることにより、鏡筒２５から離脱可能である。このように、保持部材２２が鏡筒２５に脱着自在とすることにより、第１レンズ２１ａは像側のレンズ２１ｂに対して脱着自在となり、第１レンズ２１ａは容易に交換可能である。

フィルタ２６はローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等であり、車外カメラ２０の仕様に応じて適宜選択される。撮像素子２７は、撮像レンズ２１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、撮像レンズ２１の像位置に撮像素子２７の撮像面が位置するように配置される。

次に、図１９に示す撮像装置の例について説明する。図１９は、本発明の実施形態にかかる撮像レンズ４１を撮像装置としての監視カメラ４０に適用した例であり、この監視カメラ４０の概略的な構成図を示す。撮像レンズ４１は、脱着自在に構成された第１レンズ４１ａと、第１レンズ４１ａより像側のレンズ４１ｂからなる。図１９においても図１８と同様に、像側のレンズ４１ｂは一体的に図示している。

監視カメラ４０は、撮像レンズ４１と、撮像レンズ４１を保持するための保持部材４２と、像側のレンズ４１ｂが内蔵される筺体４５と、フィルタ４６と、撮像素子４７とを備える。

保持部材４２は、第１レンズ４１ａを保持するとともに、第１レンズ４１ａを筺体４５に装着するためのものである。保持部材４２には、フランジ部４２ａと、フランジ部４２ａから光軸方向像側に伸びるねじ部４２ｂとが設けられている。ねじ部４２ｂの内部は像側のレンズ４１ｂを収納可能な径の空洞となっており、ねじ部４２ｂの外周にはねじ構造が形成されている。

筺体４５の内部には像側のレンズ４１ｂが固定されており、像側のレンズ４１ｂの周囲の筺体４５の内壁にはねじ部４２ｂと係合するねじ部４５ａが形成されている。ねじ部４２ｂとねじ部４５ａとを係合、離脱させることにより、保持部材４２と筺体４５が脱着自在であり、撮像レンズ４１が広角撮像レンズ４４に対して脱着自在となり、第１レンズ４１ａは容易に交換可能である。

フィルタ４６はローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等であり、監視カメラ４０の仕様に応じて適宜選択される。撮像素子４７は、撮像レンズ４１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、撮像レンズ４１の像位置に撮像素子４７の撮像面が位置するように配置される。

以上、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、屈折率、アッベ数の値は、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。

なお、上記した実施例では全てのレンズを均質な材料により構成しているが、屈折率分布型のレンズを用いてもよい。また、上記した実施例では第２レンズＬ２〜第４レンズＬ４を非球面が施された屈折型レンズにより構成しているが、一つの面もしくは複数の面に回折光学素子を形成してもよい。

また、撮像装置の実施形態では、本発明を車載用カメラに適用した例について図を示して説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、例えば、携帯端末用カメラや監視カメラ等にも適用可能である。

１ 撮像レンズ
２ 軸上光束
３、４ 軸外光束
５ 撮像素子
１１、１２ 遮光手段
１００ 自動車
１０１、１０２ 車外カメラ
１０３ 車内カメラ
Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…） ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔
Ｐｉｍ 結像位置
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (15)

1. 物体側から順に、像側の面が凹面である第１レンズと、像側の面が凹面であり少なくとも一方の面が非球面である負の第２レンズと、少なくとも一方の面が非球面である第３レンズと、像側の面が凸面であり少なくとも一方の面が非球面である正の第４レンズとからなり、
   前記第３レンズと前記第４レンズとの間に絞りが配置され、
   前記第３レンズのｄ線におけるアッベ数が２９以下であり、
   全系の焦点距離をｆとし、前記第１レンズの焦点距離をｆ１としたとき、下記条件式（１−２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   ５０．０＜｜ｆ１／ｆ｜ … （１−２）
2. 前記第１レンズのｄ線における屈折率をＮ１としたとき、下記条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
   Ｎ１≦１．７ … （２）
3. 前記第１レンズのｄ線におけるアッベ数をν１としたとき、下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の撮像レンズ。
   ν１＜６０ … （３）
4. 前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２とし、前記第３レンズと前記第４レンズの合成焦点距離をｆ３４としたとき、下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ０．２＜｜ｆ１２／ｆ３４｜＜１．０ … （４）
5. 前記第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ５．０＜｜ｆ１／ｆ２｜ … （５）
6. 前記第２レンズの像側の面は、中心が負のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して負のパワーが弱い形状であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の撮像レンズ。
7. 前記第２レンズの像側の面の中心の曲率半径の絶対値を｜Ｒ４｜とし、前記第２レンズの像側の面の有効径端での曲率半径の絶対値を｜ＲＸ４｜としたとき、下記条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ２．０＜｜ＲＸ４｜／｜Ｒ４｜ … （６）
8. 前記第１レンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離をＬとしたとき、下記条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ８．０＜Ｌ／ｆ＜１３．０ … （７）
9. 最も像側のレンズの像側の面から像面までの光軸上の距離をＢｆとしたとき、下記条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   １．０＜Ｂｆ／ｆ＜２．５ … （８）
10. 前記第１レンズの中心厚をＤ１としたとき、下記条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の撮像レンズ。
    ０．９＜Ｄ１ … （９）
11. 前記第１レンズの中心厚をＤ１としたとき、下記条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の撮像レンズ。
    ０．７＜Ｄ１／ｆ＜２ … （１０）
12. 前記第２レンズの中心厚をＤ３としたとき、下記条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項記載の撮像レンズ。
    ０．９＜Ｄ３／ｆ＜２ … （１１）
13. 前記第１レンズの像側の面から前記第２レンズの物体側の面までの光軸上の距離をＤ２とし、前記第２レンズＬ２の中心厚をＤ３としたとき、下記条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項記載の撮像レンズ。
    １．０＜（Ｄ２＋Ｄ３）／ｆ＜３．５ … （１２）
14. 前記第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（１３）を満足することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載の撮像レンズ。
    −１．５＜ｆ２／ｆ＜−０．５ … （１３）
15. 請求項１から１４のいずれか一項記載の撮像レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。

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