JP6540031B2

JP6540031B2 - 結像レンズおよび撮像装置

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Publication number: JP6540031B2
Application number: JP2015007657A
Authority: JP
Inventors: 芳文須藤; 仁科　喜一朗; 喜一朗仁科
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2019-07-10
Anticipated expiration: 2035-01-19
Also published as: JP2016133599A

Description

この発明は、結像レンズ及び撮像装置に関する。

歪曲収差を許容し、周辺部における像を、中心部の像に対して圧縮して広画角を実現する結像レンズが魚眼レンズ等として知られている（特許文献１、２等）。

この発明は、周辺部における像を、中心部の像に対して有効に圧縮できる新規な結像レンズの実現を課題とする。

この発明の結像レンズは、物体側から像側へ向かって順に、第1レンズ群、開口絞り、第２レンズ群を配してなり、前記第１レンズ群は、正または負の屈折力を持ち、物体側から像側へ向かって順に、像側が凹面である第１負レンズ、物体側が凹面である第２負レンズ、像側が凸面である第１正レンズ、物体側が凸面である第２正レンズを配してなり、物体側に配される２枚の負レンズの１面以上が、光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面であり、前記第２レンズ群は、正の屈折力を有し、全系の焦点距離：ｆ、最大像高：Ｙ’、半画角：ωは、条件：
（１）０．６５＜Ｙ’／（ｆ・ｓｉｎ（ω））＜１．０５
を満足し、前記第1レンズ群に含まれる、前記光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面は、最大有効光線高さ：Ｈに対するサグ量：ＥＴａｓｐが、条件：
（２）０．０２＜｜ＥＴａｓｐ／Ｈ｜＜０．２０
を満足する。

この発明によれば、周辺部における像を、中心部の像に対して有効に圧縮できる新規な結像レンズを実現できる。

実施例１のレンズ構成を示す図である。実施例２のレンズ構成を示す図である。実施例３のレンズ構成を示す図である。実施例４のレンズ構成を示す図である。実施例１に関する収差曲線図である。実施例２に関する収差曲線図である。実施例３に関する収差曲線図である。実施例４に関する収差曲線図である。非球面の「サグ量」を説明するための図である。撮像装置の実施の１形態を説明するための図である。

以下、実施の形態を説明する。
図１ないし図４に、この発明の結像レンズの実施の形態例を４例挙げる。これらの形態例は、この順に、後述する実施例１ないし４の結像レンズに対応する。図１ないし図４において、図の左方が「物体側」、右方が「像側」である。
繁雑を避けるために、これらの図において符号を共通化する。
上記各図において、符号Ｇ１は「第１レンズ群」、符号Ｇ２は「第２レンズ群」を示し、符号Ｓは「開口絞り（以下、単に「絞り」と言う。）」を示す。
即ち、上記各図に実施の形態を示す結像レンズは、拡大側から縮小側へ向かって順次、第１レンズ群Ｇ１、絞りＳ、第２レンズ群Ｇ２を配してなる２レンズ群構成である。

これら第１レンズ群Ｇ１、第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズについては、物体側から順に通し番号を振り、物体側から数えて第ｉ番目のレンズを符号Ｌｉで表す。
図１〜図４に示す例では、第１レンズ群Ｇ１は、４枚のレンズＬ１ないしＬ４により構成され、第２レンズ群Ｇ２は、３枚のレンズＬ５ないしＬ７により構成されている。
即ち、図１〜図４に示す結像レンズは、２群７枚構成である。
また、上記各図において符号ＣＧは「撮像素子の受光面に近接して設けられたカバーガラス、光学ローパスフィルタ・赤外カットフィルタ等の各種フィルタ」を、これらに光学的に等価な１枚の平行平板として示したものである。各図における符号Ｉｍは「像面」を示し、この像面Ｉｍが上記撮像素子の受光面に合致させられる。
第１レンズ群Ｇ１は「正または負の屈折力」を持ち、第２レンズ群Ｇ２は「正の屈折力」を持つ。結像レンズ全体としては「正の屈折力」を持つことは言うまでもない。
第２レンズ群Ｇ２が、正の屈折力を有するので「全系の屈折力が正になるという条件」のもとに、第１レンズ群Ｇ１には「負の屈折力」も許容されるのである。

第１レンズ群Ｇ１を構成するレンズＬ１〜Ｌ４のうち最も物体側にあるレンズＬ１は、
「像側が凹面である負レンズ」であり、このレンズＬ１を「第１負レンズ」とも言う。
物体側から２番目のレンズＬ２は「物体側が凹面の負レンズ」であり、このレンズＬ２を「第２負レンズ」とも言う。
物体側から３番目のレンズＬ３は「像側が凸面である正レンズ」であり、このレンズＬ３を「第１正レンズ」ともいう。また、第１レンズ群Ｇ１中で最も像側に配されたレンズＬ４は「物体側面が凸面である正レンズ」であり、このレンズＬ４を「第２正レンズ」とも言う。
即ち、第１レンズ群Ｇ１は、物体側から像側へ向かって順次、第１負レンズＬ１、第２負レンズＬ２、第１正レンズＬ３、第２正レンズＬ４を配して構成されている。
図１〜図４に示すように、第１レンズ群Ｇ１のレンズＬ１〜Ｌ４は、互いに独立したレンズであり、第１レンズ群Ｇ１中には「接合レンズ」は無い。

絞りＳの像側に配された第２レンズ群Ｇ２は、図示の例では３枚のレンズＬ５〜Ｌ７で構成されている。
これらレンズＬ５〜Ｌ７のうち、最も物体側のレンズＬ５は「両凸レンズ」、これに続くレンズ」Ｌ６は「物体側が凹面の負レンズ」であり、これらレンズＬ５とＬ６は、接合されている。

最も像側に位置するレンズＬ７は「物体側が凸面の正レンズ」である。
なお、図１〜図４に示す、第２レンズ群Ｇ２のレンズ構成は「例示」であり、この発明の結像レンズの第２レンズ群のレンズ構成が、図１〜図４に示すものに限定される訳ではない。

第１レンズ群Ｇ１には上記の如く、第１負レンズＬ１、第２負レンズＬ２という２枚の負レンズが含まれるが、これら２枚の負レンズの「４面のレンズ面」のうちの少なくとも１面は「光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面」である。

また、全系の焦点距離：ｆ、最大像高：Ｙ’、半画角：ωは、条件：
（１）０．６５＜Ｙ’／（ｆ・ｓｉｎ（ω））＜１．０５
を満足する。

従来から、画角の大きい結像レンズの構成には、物体側に負の屈折力、像側に正の屈折力を配設した「レトロフォーカス型」が適することはよく知られている。
レトロフォーカス型の結像レンズは、反面、屈折力の配分が「非対称」であるため、倍率色収差等が発生し易い。また、大口径化しようとすると「コマ収差や、コマ収差の色差の補正」が困難である。

この発明の結像レンズは「周辺部における像を、中心部の像に対して有効に圧縮」することを目しており、そのために、大きい負の歪曲収差を発生させる。

この発明の結像レンズは上記の如く、物体側から像側へ向かって順次、第1レンズ群、絞り、正の屈折力を有する第２レンズ群を配して構成される。

そして、第１レンズ群を、物体側から像側へ向かって順に、像側が凹面である第１負レンズ、物体側面が凹面である第２負レンズ、像側が凸面である第１正レンズ、物体側が凸面である第２正レンズで構成している。

第１レンズ群の物体側に負の屈折力を配することにより「負の歪曲収差」を発生させ、周辺で像を圧縮する特性を実現できる。

第１レンズ群の物体側の「負の屈折力」を、第１負レンズと第２負レンズに配分し、全体として収差補正できるようにしている。

さらに、第１レンズ群の負の屈折力を分担する第１負レンズ、第２負レンズのレンズ面の１以上を「光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面」とすることにより、周辺での負の歪曲収差を高め、中心部の画像に比して周辺部の画像を良好に圧縮できる。

第１レンズ群の像側には、第１正レンズ及び第２正レンズの「２枚の正レンズ」を配して、物体側の「第１負レンズおよび第２負レンズ」で発生した収差（色収差、球面収差、像面湾曲等）を補正できるようにしている。

第１レンズ群の像側の「正の屈折力」を第１正レンズ及び第２正レンズに適切に配分することにより、上記収差の補正を分担させることにより、良好な収差補正を実現できる。

条件（１）は、上記のレンズ構成で「周辺部における像を、中心部の像に対して有効に圧縮できる」条件である。

条件（１）の上限を超えると、周辺部で像を圧縮する機能が弱くなり、周辺部における像を、中心部の像に対して「有効に圧縮」することが難しい。

条件（１）の下限を超えると、発生する「負の歪曲収差」が絶対値で過大になり、これに伴って発生する他の収差を、第１レンズ群内で補正することが困難になる。

なお、条件（１）のパラメータ：Ｙ’／（ｆ・ｓｉｎ（ω））は、より好ましくは、条件（１）よりも若干狭い条件：
（１Ａ）０．７０＜Ｙ’／（ｆ・ｓｉｎ（ω））＜０．９５
を満足するのがよい。

パラメータ：Ｙ’／（ｆ・ｓｉｎ（ω））における分母の「ｆ・ｓｉｎ（ω）」は、周知の「正射影を表す式」であり、上記パラメータは、最大像高：Ｙ’の近傍である「像周辺部」における像の圧縮の程度を、正射影を基準として規格化したものである。

從って、条件（１Ａ）を満足する結像レンズは、像周辺部での像圧縮の程度が「正射影の場合よりもさらに強い」ことを意味する。

上記の如く特定されるこの発明の結像レンズは、上記構成（便宜上「基本構成」と呼ぶ。）を満足しつつ、以下に挙げる条件（２）ないし（６）、（１０）のうちの条件（２）を満足する。この構成を便宜上「構成１」と呼ぶ。即ち、構成１の結像レンズは条件（１）と条件（２）を共に満足する。
また、上記基本構成を満足しつつ、条件（６）を満足する構成（便宜上「構成２」と呼ぶ。）も好ましい。即ち、構成２の結像レンズは条件（１）と条件（６）を共に満足する。
構成１の結像レンズは、条件（１）、条件（２）とともに条件（３）ないし条件（６）、条件（１０）のうちの任意の１以上を満足することが好ましい。構成２の結像レンズは、条件（１）、条件（６）とともに、条件（２）ないし（５）、条件（１０）のうちの任意の１以上を満足することが好ましい。

（２）０．０２＜｜ＥＴａｓｐ／Ｈ｜＜０．２０
（３）０．１５＜Ｄ１２／ＴＬ＜０．３５
（４） −０．１＜ｆ／ｆ１＜０．３５
（５） −２＜ｆ１ｎ／ｆ＜ −０．５
（６）１＜ｆ１ｐ／ｆ＜４
（１０）０．５＜ｆ１３／ｆ１４＜２．５。

これら条件（２）〜（６）、（１０）のパラメータにおける各量の意義は、以下の通りである。
Ｈ：第1レンズ群に含まれる「光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面に入射する最大有効光線の高さ」
ＥＴａｓｐ：第1レンズ群に含まれる「光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面」に入射する最大有効光線の高さ：Ｈに対する「サグ量」
Ｄ１２：第1レンズ群と第2レンズ群の間隔（第１レンズ群の最も像側のレンズ面と、第２レンズ群の最も物体側のレンズ面との間の光軸上の距離）
ＴＬ：第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から第２レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離
ｆ：全系の焦点距離（＞０）
ｆ１：第１レンズ群の焦点距離
ｆ１ｎ：第１レンズ群の第１負レンズと第２負レンズとの合成焦点距離（＜０）
ｆ１ｐ：第1レンズ群の第１正レンズと第２正レンズとの合成焦点距離（＞０）
ｆ１３：第１レンズ群の、第１正レンズの焦点距離（＞０）
ｆ１４、第１レンズ群の、第２正レンズの焦点距離（＞０）。

なお、「サグ量：ＥＴａｓｐ」は、図９に示すように、非球面の光軸上の曲率半径（軸上曲率半径）を持つ球面と、非球面との「最大有効光線高さ：Ｈの位置における光軸に平行な方向における距離」である。

条件（２）は、第1レンズ群に含まれる「光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面」の最大有効交線高さ：Ｈにおけるサグ量：ＥＴａｓｐ」の好適な範囲を与える条件である。
条件（２）の上限を超えると、当該非球面の周辺における負の屈折力が過大となり、画像の周辺部を圧縮する効果は大きいが、補正困難な単色収差が発生しやすい。
条件（２）の下限を超えると、当該非球面の周辺における負の屈折力が弱くなり、画像の周辺部を十分に圧縮することが困難となる。

「光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面」は、第１負レンズに採用されることが好ましい。
第１負レンズは、レンズ径が大きく、最大有効光線高さ：Ｈも大きいので、第１負レンズに当該非球面を用いることにより、大きな「負の歪曲収差」を発生させることが容易となる。

条件（３）は、結像レンズの光軸上の長さ（最も物体側のレンズ面から最も像側のレンズ面までの光軸上の距離）：ＴＬに対する、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔：Ｄ１２の好適な範囲を定めるものである。なお、距離：ＴＬは「空気換算長」ではない。
第1レンズ群と第2レンズ群の間隔を、条件（３）を満足するように確保することにより、「第1レンズ群と絞りの間隔」を適切に設定し、中心より周辺で圧縮できる特性や、第１レンズ群と第2レンズ群間で補正している収差が大きくなり過ぎないようにできる。
条件（３）の上限を超えると、第１レンズ群と第２レンズ群の間隔が過大となり、第１レンズ群や第２レンズ群の収差補正」が困難になりやすい。
条件（３）の下限を超えると、第1レンズ群と絞りの間隔を十分にとることが困難となり、像中心よりも像周辺でより大きく圧縮することが困難となりやすい。

条件（４）は、結像レンズ全系に対する「第１レンズ群の屈折力」の好適な範囲を定める条件である。

条件（４）の上限を超えると、第１レンズ群の屈折力が相対的に大きくなり、第１レンズ群で発生する収差の補正が難しくなる。
条件（４）の下限を超えると、結像レンズ全系の正の屈折力が大きくなり、第２レンズ群の焦点距離の短小化を齎し、第２レンズ群による収差の補正が難しくなりやすい。

条件（５）は、第１レンズ群の物体側の「負の屈折力」と結像レンズ全系の正の屈折力との好適な範囲を定めるものである。
条件（５）の上限を超えると、「第１負レンズと第２負レンズによる負の屈折力」が相対的に強くなり、コマ収差を初めとする諸収差の補正が難しくなりやすい。
条件（５）の下限を超えると、第１負レンズと第２負レンズとの合成焦点距離が過大となり、像の中心部よりも周辺部で「像を十分に圧縮」することが困難になりやすい。

条件（６）は、第１レンズ群の像側の「正の屈折力」と結像レンズ全系の正の屈折力との好適な範囲を定めるものである。
条件（６）の上限を超えると、第２レンズ群の焦点距離を短くすることにつながり、第２レンズ群での収差補正が困難になりやすい。
条件（６）の下限を超えると、第1レンズ群での収差補正が困難になりやすい。

条件（１０）は、第１レンズ群の像側における「正の屈折力」を担う第１正レンズと第２正レンズの相互の屈折力をバランスさせる条件である。

条件（１０）を満足すると、球面収差やコマ収差等の十分な補正が容易となり、大口径を実現しつつ球面収差やコマ収差の十分な補正が可能になる。

結像レンズの画角が大きくなると、倍率色収差が発生しやすい。また、この発明の結像レンズの大口径化を実現する場合には、軸上色収差を十分に補正する必要がある。

このような点を考慮すると「結像レンズ全系に含まれる正レンズ」のうちの１枚以上が、以下の条件：
（７）１．４５＜ｎ_ｄ＜１．６５
（８）６０．０＜ ν_ｄ＜９５．０
（９）０．００５＜Ｐ_ｇ，Ｆ−(−０．００１８０２ν_ｄ＋０．６４８３)＜０．０５０
を満足する材料で形成されていることが好ましい。

なお、「ｎ_ｄ」はｄ線に対する屈折率、「ν_ｄ」はアッベ数である。
「Ｐ_ｇ，Ｆ」は部分分散比であって、屈折率：ｎ_ｄ、アッベ数：ν_ｄ、ｇ線，Ｆ線，Ｃ線に対する屈折率：ｎ_ｇ，ｎ_Ｆ，ｎ_Ｃにより、次式：
Ｐ_ｇ，Ｆ＝（ｎ_ｇ−ｎ_Ｆ）／（ｎ_Ｆ−ｎ_Ｃ）
で定義される。

第１レンズ群には２枚の正レンズ（第１正レンズと第２正レンズ）が含まれ、第２レンズ群は正の屈折力を有するから１枚以上の正レンズを有する。従って、結像レンズ全系には３枚以上の正レンズが含まれるが、これらのうちの１以上を、条件（７）〜（９）を満足する材料で形成することが好ましいのである。
条件（７）〜（９）を満足する「異常分散性を持つ硝種」を１以上の正レンズに用いることにより、色収差の2次スペクトルを補正でき、軸上色収差や倍率色収差の良好な補正が容易となる。

結像レンズの具体的な実施例を示す前に、この発明の撮像装置の実施の１形態を説明する。図１０は、撮像装置の実施の１形態として「車載カメラ」として実施した例を説明図的に示している。
図１０の撮像装置は、撮像系１２０と制御演算部１３とディスプレイ１４とを有している。
撮像系１２０は、「撮像用光学系」である結像レンズ１１と撮像素子１２とにより構成されている。結像レンズ１１としては、請求項１ないし９の任意の１に記載の結像レンズ、より具体的には後述する実施例１〜４の結像レンズが用いられる。

撮像素子１２としては、ＣＣＤセンサや、ＣＭＯＳセンサ等の、公知の種々のエリアセンサを用いることができ、結像レンズ１２による撮像対象物の像を受光面上に結像させて撮像が行われる。

制御演算部１３はコンピュータやＣＰＵとして構成され、撮像素子１２やディスプレイ１４等の制御を行うとともに、撮像素子１２から入力される画像データに対し、種々の画像処理を行う。

即ち、制御演算部１３は、撮像素子１２から出力された画像データを記憶するメモリや、メモリの記憶内容に対して種々の画像処理を行う「画像処理部」を有している。

画像処理部で行う画像処理は、例えば、結像レンズによる撮像画像のＭＴＦ劣化の補正や、歪曲収差の補正等である。

この発明の結像レンズでは、上述の如く、意図的に負の歪曲収差を発生させ「周辺部における像を、中心部の像に対して有効に圧縮」させる。
即ち、この発明の結像レンズにより結像される「負の歪曲収差」を発生させた像は、全体として「広画角」であり、像の中心部では被写体の像は大きく、周辺部では小さい。

このような「結像レンズにより結像された像」に対して画像処理を行うことにより、種々の画像を得ることができる。
即ち「像に歪はあるが広画角である画像」や、「大きく結像した中心部の画像」、あるいは「歪曲収差による歪みを補正した、歪の無い画像」等である。
画像処理として「撮像された画像の変形を含まない処理」を行なえば、「歪はあるが広画角である画像」を得ることができる。

また、例えば「撮像された画像の周辺部をトリミングする画像処理」を行なえば、「大きく結像した中心部の画像」を得ることができる。

また、以下の述べる如き「歪曲収差を補正する画像処理」を行なえば、「歪の無い画像」を得ることができる。

これらの画像処理は例示であり、上記以外にも種々の画像処理が可能である。

制御演算部１３は、上に例示したような各種の画像処理の１以上を行うことができる。

複数種の画像処理を実行可能とする場合には、複数種の画像処理を任意に選択して実行できる。

複数種の画像処理を実行できるようにすれば、画像処理された上記の如き画像を、同一の結像レンズによる像から、選択的に得ることができる。

以下では、歪曲収差を補正して歪の無い画像を得る場合を説明する。
この場合、制御演算部１３で、撮像素子１２から入力する画像データに基づき、例えば、１次変換処理による歪曲収差の補正を行う。
「１次変換処理」は、歪曲収差による被写体像の歪みを考慮しながら、撮像素子１２から入力される画像データ（入力画像データ）の座標を、ディスプレイ１４に出力する画像データ（出力画像データ）の座標に「写像を用いて行う座標変換処理」である。これにより、歪曲収差を補正する画像処理が実行される。

歪曲収差は、結像レンズの特性として「予め設計で定められている」ので既知であり、この歪曲収差特性に基づいて、入力画像データの座標から出力画像データの座標への座標変換式を決定できる。

この変換式に従って補正を行えば、歪曲収差を除去し、歪みの補正された画像データが得られる。変換式は、例えば多項式を用いて近似できる。

なお、変換式による画素の圧縮伸張により光量分布が変化し、シェーディングが発生する場合があるので、各画素の輝度に各画素の面積の拡大率に応じた係数を乗ずることにより、光量ムラの補正を行う。この補正も制御演算部１３において行う。

このようにして、歪曲収差が補正されたデジタル画像データは、出力画像データとして、ディスプレイ１４に向けて出力される。

このようにして、ディスプレイ１４に「歪の無いワイドな撮像画像」を表示できる。

以下に、この発明の結像レンズの具体的な実施例を４例（実施例１〜実施例４）示す。
実施例１〜実施例４において、最大像高：Ｙ’は３．０ｍｍである。

実施例における各記号の意味は以下の通りである。

f：全系の焦点距離
F：Fナンバ
ω：半画角
R：曲率半径
D：面間隔
N_d：屈折率
ν_d：アッベ数
φ：光線有効径。

非球面形状は、周知の次式により表される。

Ｘ＝(ｈ^２／Ｒ)／[１＋{１−Ｋ(ｈ／ｒ)^２}^１／２］
＋Ａ４・Ｈ^４＋Ａ６・Ｈ^６＋Ａ８・Ｈ^８＋Ａ１０・Ｈ^１０＋・・・。

この式において、Ｘは「面頂点を基準としたときの光軸からの高さ：ｈの位置での光軸方向の変位」、Ｋは「円錐係数」、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０・・は非球面係数である。

なお、実施例１〜実施例４における非球面は何れも、円錐定数：Ｋ＝０のものである。

「実施例１」
焦点距離：ｆ＝4.30mm、Ｆナンバ：F＝1.59、画角：2ω＝133.8度
実施例１のデータを表１に示す。

「非球面データ」
表１において、「＊印」を付したレンズ面が非球面である。以下の実施例２〜４においても同様である。

非球面のデータ（非球面係数）を表２に示す。

表２の表記で、例えば「3.55953Ｅ-04」とあるのは「3.55953×10^-4」を意味する。以下の実施例２〜４においても同様である。

「条件式におけるパラメータの値」
各条件式におけるパラメータの値を表３に示す。

「実施例２」
焦点距離：ｆ＝4.00mm、Ｆナンバ：F＝1.60、画角：2ω＝135.2度
実施例２のデータを表４に示す。

「非球面データ」
非球面のデータを表５に示す。

「条件式におけるパラメータの値」
各条件式におけるパラメータの値を表６に示す。

「実施例３」
焦点距離：ｆ＝3.80mm、Ｆナンバ：F＝1.58、画角：2ω＝121.9度
実施例３のデータを表７に示す。

「非球面データ」
非球面のデータを表８に示す。

「条件式におけるパラメータの値」
各条件式におけるパラメータの値を表９に示す。

「実施例４」
焦点距離：ｆ＝4.4mm、Ｆナンバ：F＝1.58、画角：2ω＝134.2度
実施例４のデータを表１０に示す。

「非球面データ」
非球面のデータを表１１に示す。

「条件式におけるパラメータの値」
各条件式におけるパラメータの値を表１２に示す。

実施例１の結像レンズに関する収差図を図５に示す。
実施例２の結像レンズに関する収差図を図６に示す。
実施例３の結像レンズに関する収差図を図７に示す。
実施例４の結像レンズに関する収差図を図４に示す。
これらの収差図において、球面収差の図における破線は「正弦条件」を示し、非点収差の図中の実線は「サジタル光線」、破線は「メリディオナル光線」を表す。
「太線の曲線」はg線に関するものを示し、「細線の曲線」はd線に関するものを示している。

実施例１〜４の結像レンズは何れも、絶対値において大きい「負の歪曲収差」を有し、他の収差は高いレベルで補正されている。

球面収差、軸上色収差は問題にならないほど小さく、非点収差、像面湾曲、倍率色収差も十分に小さく、コマ収差やその色差の乱れも最周辺部まで良く抑えられている。

条件（１）におけるパラメータ：Ｙ’／ｓｉｎ（ω）の値は、実施例１ないし４とも、負の値であり、条件（１Ａ）も満足している。

このことから各実施例の結像レンズは「正射影方式の結像レンズよりもさらに、像を、中心部と比較し周辺で圧縮」した特性をもつことが分かる。

また、半画角：６０〜７０度程度で、かつ、Ｆナンバが１．６程度と大口径でありながら、非常に良好な像性能が確保されている。

以上のように、この発明によれば、以下の如き結像レンズと撮像装置を実現できる。

［１］
物体側から像側へ向かって順に、第1レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、第２レンズ群Ｇ２を配してなり、第１レンズ群は、正または負の屈折力を持ち、物体側から像側へ向かって順に、像側が凹面である第１負レンズＬ１、物体側が凹面である第２負レンズＬ２、像側が凸面である第１正レンズＬ３、物体側が凸面である第２正レンズＬ４を配してなり、物体側に配される２枚の負レンズＬ１、Ｌ２の１面以上が、光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面であり、第２レンズ群Ｇ２は、正の屈折力を有し、全系の焦点距離：ｆ、最大像高：Ｙ’、半画角：ωは、条件：
（１）０．６５＜Ｙ’／（ｆ・ｓｉｎ（ω））＜１．０５
を満足し、前記第1レンズ群Ｇ１に含まれる、前記光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面は、最大有効光線高さ：Ｈに対するサグ量：ＥＴａｓｐが、条件：
（２）０．０２＜｜ＥＴａｓｐ／Ｈ｜＜０．２０
を満足する結像レンズ（実施例１〜４）。

［２］
物体側から像側へ向かって順に、第1レンズ群Ｇ１、開口絞りＳ、第２レンズ群Ｇ２を配してなり、第１レンズ群は、正または負の屈折力を持ち、物体側から像側へ向かって順に、像側が凹面である第１負レンズＬ１、物体側が凹面である第２負レンズＬ２、像側が凸面である第１正レンズＬ３、物体側が凸面である第２正レンズＬ４を配してなり、物体側に配される２枚の負レンズＬ１、Ｌ２の１面以上が、光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面であり、第２レンズ群Ｇ２は、正の屈折力を有し、全系の焦点距離：ｆ、最大像高：Ｙ’、半画角：ωは、条件：
（１）０．６５＜Ｙ’／（ｆ・ｓｉｎ（ω））＜１．０５
を満足し、前記全系の焦点距離：ｆ、第1レンズ群の第１正レンズと第２正レンズとの合成焦点距離：ｆ１ｐが、条件：
（６）１＜ｆ１ｐ／ｆ＜４
を満足する結像レンズ（実施例１〜４）。
［３］
［２］記載の結像レンズにおいて、第1レンズ群Ｇ１に含まれる、光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面は、最大有効光線高さ：Ｈに対するサグ量：ＥＴａｓｐが、条件：
（２）０．０２＜｜ＥＴａｓｐ／Ｈ｜＜０．２０
を満足する結像レンズ（実施例１〜４）。

［４］
［１］ないし［３］の何れか１に記載の結像レンズにおいて、第１レンズ群Ｇ１に含まれる、光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面を、第1レンズ群Ｇ１の第１負レンズＬ１が有する結像レンズ（実施例１〜４）。

［５］
［１］ないし［４］の何れか１に記載の結像レンズにおいて、第1レンズ群と第２レンズ群の間隔：Ｄ１２、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から第２レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離：ＴＬが、条件：
（３）０．１５＜Ｄ１２／ＴＬ＜０．３５
を満足する結像レンズ（実施例１〜４）。

［６］
［１］ないし［５］の何れか１に記載の結像レンズにおいて、全系の焦点距離：ｆ、第１レンズ群の焦点距離：ｆ１が、条件：
（４） −０．１＜ｆ／ｆ１＜０．３５
を満足する結像レンズ（実施例１〜４）。

［７］
［１］ないし［６］の何れか１に記載の結像レンズにおいて、全系の焦点距離：ｆ、第１レンズ群の第１負レンズと第２負レンズとの合成焦点距離：ｆ１ｎが、条件：
（５） −２＜ｆ１ｎ／ｆ＜−０．５
を満足する結像レンズ（実施例１〜４）。

［８］
［１］ないし［７］の何れか１に記載の結像レンズにおいて、第１レンズ群の、第１正レンズの焦点距離：ｆ１３、第２正レンズの焦点距離：ｆ１４が、条件：
（１０）０．５＜ｆ１３／ｆ１４＜２．５
を満足する結像レンズ（実施例１〜４）。

［９］
［１］ないし［８］の何れか１に記載の結像レンズにおいて、全系における正レンズの１枚以上が、屈折率：ｎ_ｄ、アッベ数：ν_ｄ、ｇ線，Ｆ線，Ｃ線に対する屈折率：ｎ_ｇ，ｎ_Ｆ，ｎ_Ｃにより、Ｐ_ｇ，Ｆ＝（ｎ_ｇ−ｎ_Ｆ）／（ｎ_Ｆ−ｎ_Ｃ）で定義される部分分散比：Ｐ_ｇ，Ｆが、条件：
（７）１．４５＜ｎ_ｄ＜１．６５
（８）６０．０＜ ν_ｄ＜９５．０
（９）０．００５＜Ｐ_ｇ，Ｆ−(−０．００１８０２ν_ｄ＋０．６４８３)＜０．０５０
を満足する材料で形成されている結像レンズ（実施例１〜４）。

［１０］
［１］ないし［９］の何れか１に記載の結像レンズを、撮像用光学系１１として有する撮像装置。

以上、発明の好ましい実施の形態について説明したが、この発明は上述した特定の実施形態・実施例に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、撮像装置は、上述の車載カメラに限らず、デジタルカメラ・銀塩カメラ・携帯情報端末装置等として実施することができる。

この発明の実施の形態に記載された効果は、発明から生じる好適な効果を列挙したに過ぎず、発明による効果は「実施の形態に記載されたもの」に限定されるものではない。

Ｇ１第１レンズ群
Ｇ２第２レンズ群
Ｓ開口絞り
Ｌ１第１負レンズ
Ｌ２第２負レンズ
Ｌ３第１正レンズ
Ｌ４第４正レンズ
１２撮像用光学系としての結像レンズ

特開２００４−３５４５７２号公報特開２００７−１５５９７６号公報

Claims

物体側から像側へ向かって順に、第1レンズ群、開口絞り、第２レンズ群を配してなり、
前記第１レンズ群は、正または負の屈折力を持ち、物体側から像側へ向かって順に、像側が凹面である第１負レンズ、物体側が凹面である第２負レンズ、像側が凸面である第１正レンズ、物体側が凸面である第２正レンズを配してなり、物体側に配される２枚の負レンズの１面以上が、光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面であり、
前記第２レンズ群は、正の屈折力を有し、
全系の焦点距離：ｆ、最大像高：Ｙ’、半画角：ωは、条件：
（１）０．６５＜Ｙ’／（ｆ・ｓｉｎ（ω））＜１．０５
を満足し、
前記第1レンズ群に含まれる、前記光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面は、最大有効光線高さ：Ｈに対するサグ量：ＥＴａｓｐが、条件：
（２）０．０２＜｜ＥＴａｓｐ／Ｈ｜＜０．２０
を満足する結像レンズ。
物体側から像側へ向かって順に、第1レンズ群、開口絞り、第２レンズ群を配してなり、
前記第１レンズ群は、正または負の屈折力を持ち、物体側から像側へ向かって順に、像側が凹面である第１負レンズ、物体側が凹面である第２負レンズ、像側が凸面である第１正レンズ、物体側が凸面である第２正レンズを配してなり、物体側に配される２枚の負レンズの１面以上が、光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面であり、
前記第２レンズ群は、正の屈折力を有し、
全系の焦点距離：ｆ、最大像高：Ｙ’、半画角：ωは、条件：
（１）０．６５＜Ｙ’／（ｆ・ｓｉｎ（ω））＜１．０５
を満足し、
全系の焦点距離：ｆ、第1レンズ群の第１正レンズと第２正レンズとの合成焦点距離：ｆ１ｐが、条件：
（６）１＜ｆ１ｐ／ｆ＜４
を満足する結像レンズ。
請求項２記載の結像レンズにおいて、
前記第1レンズ群に含まれる、前記光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面は、最大有効光線高さ：Ｈに対するサグ量：ＥＴａｓｐが、条件：
（２）０．０２＜｜ＥＴａｓｐ／Ｈ｜＜０．２０
を満足する結像レンズ。
請求項1ないし３の何れか１項に記載の結像レンズにおいて、
前記第１レンズ群に含まれる、前記光軸から周辺に向かうほど負の屈折力が強くなる非球面を、第1レンズ群の第１負レンズが有する結像レンズ。
請求項１ないし４の何れか１項に記載の結像レンズにおいて、
第1レンズ群と第2レンズ群の間隔：Ｄ１２、第１レンズ群の最も物体側のレンズ面から第２レンズ群の最も像側のレンズ面までの光軸上の距離：ＴＬが、条件：
（３）０．１５＜Ｄ１２／ＴＬ＜０．３５
を満足する結像レンズ。
請求項1ないし５の何れか１項に記載の結像レンズにおいて、
全系の焦点距離：ｆ、第１レンズ群の焦点距離：ｆ１が、条件：
（４） −０．１＜ｆ／ｆ１＜０．３５
を満足する結像レンズ。
請求項1ないし６の何れか１項に記載の結像レンズにおいて、
全系の焦点距離：ｆ、第１レンズ群の第１負レンズと第２負レンズとの合成焦点距離：ｆ１ｎが、条件：
（５） −２＜ｆ１ｎ／ｆ＜−０．５
を満足する結像レンズ。
請求項1ないし７の何れか１項に記載の結像レンズにおいて、
第１レンズ群の、第１正レンズの焦点距離：ｆ１３、第２正レンズの焦点距離：ｆ１４が、条件：
（１０）０．５＜ｆ１３／ｆ１４＜２．５
を満足する結像レンズ。
請求項１〜８の何れか１項に記載の結像レンズにおいて、
全系における正レンズの１枚以上が、屈折率：ｎ_ｄ、アッベ数：ν_ｄ、ｇ線，Ｆ線，Ｃ線に対する屈折率：ｎ_ｇ，ｎ_Ｆ，ｎ_Ｃにより、Ｐ_ｇ，Ｆ＝（ｎ_ｇ−ｎ_Ｆ）／（ｎ_Ｆ−ｎ_Ｃ）で定義される部分分散比：Ｐ_ｇ，Ｆが、条件：
（７）１．４５＜ｎ_ｄ＜１．６５
（８）６０．０＜ ν_ｄ＜９５．０
（９）０．００５＜Ｐ_ｇ，Ｆ−(−０．００１８０２ν_ｄ＋０．６４８３)＜０．０５０
を満足する材料で形成されている結像レンズ。
請求項1ないし９の何れか１項に記載の結像レンズを、撮像用光学系として有する撮像装置。