JP5825845B2

JP5825845B2 - 撮像レンズ

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Publication number: JP5825845B2
Application number: JP2011112140A
Authority: JP
Inventors: 直人大原; 知文小石
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2011-05-19
Filing date: 2011-05-19
Publication date: 2015-12-02
Anticipated expiration: 2031-05-19
Also published as: JP2012242581A

Description

本発明は、車載用カメラ等、固体撮像素子を備えた撮像装置に用いられる単焦点で広角の撮像レンズに関する。

車載用カメラに用いられる撮像レンズには、広画角を確保しながら画面中心と比べて画面周辺部の視認性を要求される事が多い為、画面周辺の像倍率を大きく結像性能が良いことが要求される。また、搭載スペースが限られることが多いなどから小型で軽量であることが要求される。

これらの要望に対応し得る可能性がある単焦点の広角撮像レンズとして、下記の特許文献１が提案されている。しかしながら、この特許文献１に記載される単焦点レンズでは、設計上高い結像性能を持たせるために、非球面を多用しガラスレンズ１枚、樹脂レンズが３枚と材質のバランスが悪く、製造や実使用上で問題が発生してしまう。製造上の課題として、第１ガラスレンズの撮像側面の曲率がきつくなり、歩留まりの低下を招く。

また、実使用上の課題として、第一に性能保証温度に問題がある。車に搭載するカメラモジュールとなると低温から高温まで幅広い温度領域において性能を満足することを要求される。しかしながら下記特許文献１においては、前述の通りガラスレンズと樹脂レンズのパワーバランスが悪い事から性能を保証できる温度領域が狭くなる。理由は、ガラスレンズに比べて樹脂レンズは、温度による化学的変化、物理的変化が大きいため、温度変化に伴い設計から形状が乖離してくるからである。

さらに、第二の課題として、ゴーストフレアの問題である。下記特許文献１においては、パワー配置によって第２レンズ物体側面が凹面に設定されている。これは、倍率の色収差を補正する為に凹面となっているのだが、広角レンズにおいてゴーストフレアを発生させる要因となりやすい。第２レンズの物体側面で反射した光が、第１レンズの撮像側面に反射して撮像面に届いてしまうからである。これは、実使用上、夜間の対向車のヘッドライト等がレンズの面反射によって、ゴーストとなって撮像面に映る。

特開２０１０−５４６４６号公報

本発明は、上記の点に鑑みて成されたものであり、目的とするのは、樹脂レンズ４枚構成によって高い光学性能を持ちつつ、画面周辺部を大きく写し、レンズの形状、非球面の形状等を適切に設定することにより小型、薄型の広角撮像レンズを提供することである。

上記目的を達成するため本発明の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向け負の屈折力を有し撮像側の面が非球面をなすメニスカス第１レンズと、物体側に凸面を向け負の屈折力を有し撮像側の面が非球面をなすメニスカス第２レンズと、物体側と撮像側の面に凸面を向け正の屈折力を有し物体側の面が非球面をなす両凸第３レンズと、開口絞りと、物体側と撮像側の面に凸面を向け正の屈折力を有し両面が非球面となる両凸第４レンズよりなり、
前記第１レンズ乃至前記第４レンズを樹脂材料により形成し、前記第１レンズの撮像側面は光線有効径において球面とした場合よりも負のパワーを強く、前記第２レンズの撮像側面は光線有効径において球面とした場合よりも負のパワーを弱く、かつ前記第３レンズの物体側面は光線有効径において球面とした場合よりも正のパワーを弱くし、ｄ線における前記第１レンズと前記第２レンズの合算焦点距離をｆ１２（ｍｍ）、ｄ線における前記第３レンズと前記第４レンズの合算焦点距離をｆ３４（ｍｍ）、ｄ線における前記第１レンズの焦点距離をｆ１（ｍｍ）、ｄ線における前記第２レンズの焦点距離をｆ２（ｍｍ）、ｄ線における前記第３レンズの焦点距離をｆ３（ｍｍ）、ｄ線における前記第４レンズの焦点距離をｆ４（ｍｍ）、光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）、撮像面での最大水平位置に入射する光線の全画角を２Ｗ、撮像面での最大垂直位置に入射する光線の全画角を２Ｖとする時、下記の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
０．８＜｜ｆ１２／ｆ｜＜１．０・・・（２）
１．５＜｜ｆ３４／ｆ｜＜３．５・・・（３）
１．２＜２Ｗ／２Ｖ＜１．４・・・（５）
４．０＜｜ｆ１／ｆ｜＜８．０・・・（６）
１．０＜｜ｆ２／ｆ｜＜２．０・・・（７）
１．３＜｜ｆ３／ｆ｜＜２．５・・・（８）
１．８＜｜ｆ４／ｆ｜＜３．０・・・（９）

さらに好ましくは、前記第１レンズを構成する材料のｄ線に対するアッベ数が５０以上に、前記第２レンズを構成する材料のｄ線に対するアッベ数が５０以上に、前記第３レンズを構成する材料のｄ線に対するアッベ数が４０以下に、前記第４レンズを構成する材料のｄ線に対するアッベ数が５０以上に、それぞれ設定されることを特徴とする。

さらに好ましくは、撮像面での最大水平位置に入射する光線の全画角を２Ｗとする時、以下の条件式を満足することを特徴とする。

２Ｗ＞１３０（ｄｅｇ）・・・（４）

本発明によれば、４枚構成によって高い光学性能を持ちつつ、レンズの形状、非球面の形状等を適切に設定することにより小型、薄型で周辺が大きく写る広角撮像レンズを提供することである。その結果、監視カメラや車載用カメラに搭載可能なコンパクトな広角撮像レンズを実現することができる。

本実施形態の撮像レンズのレンズ構成を示す図である。本実施形態の実施例１におけるレンズ系の基本構成を示す図である。本実施形態の実施例１における球面収差、および非点収差を示す収差図である。本実施形態の実施例１における球面形状と非球面形状との変異量と径方向の関係を示す図である。図４における非球面の変異イメージを示す図である。本実施形態の実施例２におけるレンズ系の基本構成を示す図である。本実施形態の実施例２における球面収差、および非点収差を示す収差図である。本実施形態の実施例２における球面形状と非球面形状との変異量と径方向の関係を示す図である。図８における非球面の変異イメージを示す図である。本実施形態の実施例３におけるレンズ系の基本構成を示す図である。本実施形態の実施例３における球面収差、および非点収差を示す収差図である。本実施形態の実施例３における球面形状と非球面形状との変異量と径方向の関係を示す図である。図１２における非球面の変異イメージを示す図である。本実施形態の実施例４におけるレンズ系の基本構成を示す図である。本実施形態の実施例４における球面収差、および非点収差を示す収差図である。本実施形態の実施例４における球面形状と非球面形状との変異量と径方向の関係を示す図である。図１６における非球面の変異イメージを示す図である。本実施形態の実施例５におけるレンズ系の基本構成を示す図である。本実施形態の実施例５における球面収差、および非点収差を示す収差図である。本実施形態の実施例５における球面形状と非球面形状との変異量と径方向の関係を示す図である。図２０における非球面の変異イメージを示す図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を詳細に説明する。図１に実施の形態の撮像レンズ構成をそれぞれ光学断面で示す。これらの実施形態は、図１の１００Ａに示すように、物体側から順に、第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、第３レンズ１３０、開口絞り１４０、第４レンズ１５０、ＩＲＣＦないしカバーガラス１６０、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)やＣＭＯＳ(Complementary Mental-Oxide Semiconductor device)等の撮像素子１７０が配置される４枚構成の撮像レンズ１００である。

そして、第１レンズ１１０は、物体側に凸面を向け負の屈折力を有し撮像側の面が非球面をなすメニスカスレンズであり、第２レンズ１２０は、物体側に凸面を向け負の屈折力を有し撮像側の面が非球面をなすメニスカスレンズであり、第３レンズ１３０は、物体側と撮像側の面に凸面を向け正の屈折力を有し物体側の面が非球面をなす両凸レンズであり、第４レンズ１５０は、物体側と撮像側の面に凸面を向け正の屈折力を有し両面が非球面となる両凸レンズである。

また、全レンズを樹脂材料により形成している。このように、全レンズを樹脂材料で形成することにより、軽量化や低コスト化が実現できるとともに、非球面形状の作製が容易となる。特に、第３レンズ１３０を高分散の材料で形成することにより、結果として倍率の色収差を良好に補正することが可能となる。さらには、鏡筒も樹脂とすることで環境変化にも強くする事が可能となる。例えば、低温時、鏡筒は線膨張係数から収縮する事が分かる。このとき、レンズがガラスだと鏡筒に応力が加わりクラック等が発生する懸念がある。逆に、高温時、同じく線膨張係数から鏡筒が膨張する事が分かる。このとき、レンズと鏡筒の間に隙間が発生しレンズの保持ができなくなる懸念がある。

さらに、第１レンズ１１０の撮像側面は光線有効径において球面とした場合よりも負のパワーを強く、第２レンズ１２０の撮像側面は光線有効径において球面とした場合よりも負のパワーを弱く、かつ第３レンズ１３０の物体側面は光線有効径において球面とした場合よりも正のパワーを弱くしている。

これにより、ゴースト発生を緩和し、最適に非球面を適用する事で諸収差を良好に補正する効果がある。さらには、レンズの偏肉を緩和する事ができる。偏肉とは、レンズの厚みの偏り具合を示す。例えば、第２レンズ１２０において有効径でのパワーを弱くすることで有効径での厚みを薄くすることができる。第３レンズ１３０においても同等である。中心のパワーを有効径まで維持いたばあい有効径部で厚みが増しウエルドの発生や、複屈折が発生し結像性能に悪影響を与える。

また、第１レンズ１１０を構成する材料のｄ線に対するアッベ数が５０以上に、第２レンズ１２０を構成する材料のｄ線に対するアッベ数が５０以上に、第３レンズ１３０を構成する材料のｄ線に対するアッベ数が４０以下に、第４レンズ１５０を構成する材料のｄ線に対するアッベ数が５０以上に、それぞれ設定する。

これにより、開口絞り１４０よりも物体側にある負レンズの第１レンズ１１０と第２レンズ１２０と開口絞り１４０よりも撮像側にある正レンズの第４レンズ１５０を構成する材料のｄ線に対するアッベ数が大きいほど、第１レンズ１１０および第２レンズ１２０、第４レンズ１５０で発生する倍率色収差が小さくなる。また同じく開口絞り１４０よりも物体側にある正レンズの第３レンズ１３０を構成する材料のｄ線に対するアッベ数が小さいほど倍率の色収差を良好に補正できる。

また、第１レンズ１１０の物体側面から撮像素子までの距離をＬ（ｍｍ）とし、第１レンズ１１０の物体側面において撮像素子１７０の水平端に到達する光線が通過する最大径φ（ｍｍ）とする時、下記の条件式を満足する。

０．８＜φ／Ｌ＜１．４・・・（１）
このような条件式（１）を満たすように設計することで、小型、小径のカメラモジュールを実現する事が可能となる。広角レンズにおいて、光学全長は、第１レンズ１１０の径に相関がある。焦点距離が同等の場合、第１レンズ１１０の径と光学全長を伸ばせば、収差の補正は容易となり高い光学性能を確保する事ができる。逆に第１レンズ１１０の径と光学全長を短くしていくと、収差補正が困難となり品質の低下を招く事となる。ここで、径と全長をパラメーターとしているのは、前述したとおり両者には強い相関があり各々の個別の小型が困難だからである。換言すれば、径一定で全長を短く、全長一定で径を小さくする事は、小型化に適切ではない。上記式を満足する設計とすることで高い光学性能を維持したまま、小型化を可能とすることができる。

また、ｄ線における第１レンズ１１０と第２レンズ１２０の合算焦点距離をｆ１２（ｍｍ）とし、光学系（撮像レンズ１００）の焦点距離をｆ（ｍｍ）とする時、下記の条件式を満足する。

０．８＜｜ｆ１２／ｆ｜＜１．０・・・（２）
上記条件式（２）を満たすように設計することで、広角レンズのパワーバランスを最適にする事が可能となる。第１レンズ１１０と第２レンズ１２０の合算焦点距離を、光学径の焦点距離にあわせる事で第３レンズ１３０と第４レンズ１５０の交換のみで焦点距離の変化、換言すれば画角を変化させる事が可能となる。第３レンズ１３０と第４レンズ１５０の変化のみで画角を変える光学系を実現するには上記条件式（２）を満足する必要がある。

また、ｄ線における第３レンズ１３０と第４レンズ１５０の合算焦点距離をｆ３４（ｍｍ）とし、光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）とする時、下記の条件式を満足する。

１．５＜｜ｆ３４／ｆ｜＜３．５・・・（３）
上記条件式（３）を満たすように設計することで、上記条件式（２）も関わるが、第３レンズ１３０と第４レンズ１５０の合算焦点距離が上記条件式（３）を満足するエリアで変えることで画角を変動させることが可能となる。

また、撮像面での最大水平位置に入射する光線の全画角を２Ｗとし、撮像面での最大垂直位置に入射する光線の全画角を２Ｖとする時、以下の条件式を満足する。

２Ｗ＞１３０（ｄｅｇ）・・・（４）
１．２＜２Ｗ／２Ｖ＜１．４・・・（５）
上記条件式（４）あるいは条件式（５）を満たすように設計することで、画面周辺部の物体を大きく写すことが可能となる。上記条件式（４）については、まず撮像レンズ１００としては車載用カメラを想定していて、車載カメラにおいて死角となる広い角度が見える必要がある。上記条件式（５）については、周辺部を大きくするために垂直画角は上記式を満足するエリアになければならない。垂直画角が小さいと周辺倍率としては、有利だが高い光学性能を維持することが困難となる。特に倍率色収差の補正が困難となり周辺の像性能が劣化する傾向にある。逆に垂直画角が大きいと周辺が小さく写り本特許の目的となる周辺の視認性が低下する事となる。

また、ｄ線における第１レンズ１１０の焦点距離をｆ１（ｍｍ）、ｄ線における第２レンズ１２０の焦点距離をｆ２（ｍｍ）、ｄ線における第３レンズ１３０の焦点距離をｆ３（ｍｍ）、ｄ線における第４レンズ１５０の焦点距離をｆ４（ｍｍ）とし、光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）とする時、下記の条件式を満足する。

４．０＜｜ｆ１／ｆ｜＜８．０・・・（６）
１．０＜｜ｆ２／ｆ｜＜２．０・・・（７）
１．３＜｜ｆ３／ｆ｜＜２．５・・・（８）
１．８＜｜ｆ４／ｆ｜＜３．０・・・（９）
このような条件を満たすように設計することで、上述の条件を同時に満たす光学系を実現する事が可能となる。上記条件式（６）の下限値を超えると、負の屈折力が大きくなり、倍率の色収差の補正は容易となるが、第１レンズ１１０の像側面の曲率が小さくなりすぎてしまい、製造が難しくなる。上限値を超えると、第１レンズ１１０の物体側面の曲率が小さくなるために有効径が大きくなり、レンズ系の小型化が難しくなるとともに、広い画角を得るために必要な負の屈折力を第２レンズ１２０の像側面のみで補うことになり、曲率が小さくなりすぎてしまう。

上記条件式（７）の下限値を超えると負の屈折力が強くなるために第２レンズ１２０の像側面の曲率が小さくなりすぎてしまう。また、それに伴って第３レンズ１３０の物体側面の曲率も小さくなりすぎてしまうために、製造が難しくなる。上限値を超えると、負の屈折力が不足するために倍率の色収差の補正が困難になる。

上記条件式（８）の上限値を超えると、正の屈折力が不足するために倍率の色収差の補正が困難になる。下限値を超えると第３レンズ１３０物体側面の曲率が小さくなりすぎてしまうために、製造が難しくなる。

第４レンズ１５０の、特に像側面は収差の補正を大きく行なっているため、上記条件式（９）の上限値を超えると、正の屈折力が小さくなりすぎて、緒収差の補正が困難になる。逆に下限値を超えると、第４レンズ１５０の像側面の曲率が小さくなりすぎてしまうために、製造が難しくなる。

なお、図１の１００Ａに示すように、物体側より入射した光は、第１レンズ１１０の物体側Ｒ１面１、撮像面側Ｒ２面２、第２レンズ１２０の物体側Ｒ３面３、撮像面側Ｒ４面４、第３レンズ１３０の物体側Ｒ５面５、撮像面側Ｒ６面６、開口絞り１４０の面７、第４レンズ１５０の物体側Ｒ７面８、撮像面側Ｒ８面９、カバーガラス１６０の物体側Ｒ９面１０、撮像面側Ｒ１０面１１を順次通過し撮像素子１７０の結像面１２へと集光される。

また、図１の１００Ｂに示すように、第１レンズ１１０の厚さとなるＲ１面１とＲ２面２間の距離をＤ１、第１レンズ１１０のＲ２面２と第２レンズ１２０のＲ３面３までの距離をＤ２、第２レンズ１２０の厚さとなるＲ３面３とＲ４面４間の距離をＤ３、第２レンズ１２０のＲ４面４と第３レンズ１３０のＲ５面５間の距離をＤ４、第３レンズ１３０の厚さとなるＲ５面５とＲ６面６間の距離をＤ５、第３レンズ１３０のＲ６面６と開口絞り１４０の面７までの距離をＤ６、開口絞り１４０の面７と第４レンズ１５０のＲ８面８間の距離をＤ７、第４レンズ１５０の厚さとなるＲ８面８とＲ９面９間の距離をＤ８、第４レンズ１５０のＲ面９とカバーガラス１６０の物体側Ｒ９面１０間の距離をＤ９、カバーガラス１６０の厚さとなるＲ９面１０とＲ１０面１１間の距離をＤ１０、カバーガラス１６０のＲ１０面１１と結像面１２間の距離をＤ１１とする。

ここで、各レンズの少なくとも一面は非球面形状が形成される。非球面形状を持つことにより、収差補正が容易となり、小型でありながら良好な解像性能を得ることが可能となる。

なお、以下の数値実施例の中で記載されるレンズの非球面の形状は、物体側から撮像面側へ向かう方向を正とし、ｋを円錐係数、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを非球面係数、ｒを中心曲率半径としたとき次式で表される。ｈは光線の高さ、ｃは中心曲率半径の逆数をそれぞれ表している。ただし、Ｚは面頂点に対する接平面からの深さを、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。

以下に、撮像レンズ１００（１００Ａ、１００Ｂ）の具体的な数値による実施例１〜５を示す。実施例１〜５の数値において、焦点距離、Ｆナンバー、水平画角、垂直画角、像高、レンズ全長、バックフォーカス（ＢＦ）は次の表１に記載の通りである。また、同じく実施例１〜５の数値において、条件式（１）〜（９）の数値データは、次の表２に記載の値になる。

なお、実施例１〜５を示す図面である、図２、図５、図６、図９、図１０、図１３、図１４、図１７、図１８、および図２１に示す符号１０１乃至１０６は、図１に示す撮像レンズ１００と同様の構成であるために、各構成要件の符号、面符号、距離符号の記載を省略するものとする。また、図７、図１１、図１５、および図１９は、図３に示すｃ線、ｄ線、およびｇ線の記載と同様であるために、記載を省略するものとする。また、実施例１〜５においては、全レンズを樹脂材料で形成した。

＜実施例１＞
実施の形態１における撮像レンズ１０１の基本構成は図２に示され、各数値データ（設定値）は表３、表４、表５に、球面収差、および非点収差を示す収差図は図３にそれぞれ示される。図３は、実施例１において、左が球面収差を、右が非点収差をそれぞれ示している。縦収差図の縦軸は、瞳径を１に正規化したもので、非点収差図の縦軸は半画角ωを表し、実線Ｍはメリジオナル像面の値、破線Ｓはサジタル像面の値をそれぞれ示している。図３からわかるように、実施例１によれば、球面、非点の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズ１０１が得られる。

この実施例１における撮像レンズ１０１は、第１レンズ１１０にアクリル相当の材料を用いた場合の最適パワー配置と非球面形状を示した実施例となる。

図２に示すように、第１レンズ１１０は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第２レンズ１２０は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第３レンズ１３０は平凸形状、開口絞り１４０の像側に配置される第４レンズ１５０は両側に凸面を向けた両凸形状を有する。各レンズはそれぞれ非球面を有する。

表４は、実施例１における撮像レンズ１０１の各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径Ｒ、間隔Ｄ、屈折率Ｎｄ、および分散値νｄを示している。表５は、所定面の非球面係数を示している。

図４は、第１レンズ１１０の像側面、第２レンズ１２０の像側面、第３レンズ１３０の物体側面の非球面の状態を示す図である。なお、ＳＡＧは光軸方向の変異量となり、縦方向である径方向、および横方向であるＳＡＧのいずれも単位は「ｍｍ」である。図４に示すように、第１レンズ１１０の撮像面側非球面を光線有効径（径方向２．６ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも負のパワーを強く、第２レンズ１２０の撮像面側非球面は光線有効径（径方向１．５ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも負のパワーを弱く、かつ第３レンズ１３０の物体側非球面は光線有効径（径方向１．４ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも正のパワーを弱くしている。図４において、有効径を一点鎖にて示す。

図５は、図４の非球面の変異イメージを示す図であり、第１レンズ１１０、第２レンズ１２０、および第３レンズ１３０の点線が図４で示す球面形状に基づく形状であり、実線が図４で示す非球面形状に基づく形状であり、矢印は球面形状から実際の非球面形状の変異の方向を示したものである。なお、実施例２〜５の図９、図１３、図１７、および図２１も同様である。

＜実施例２＞
実施の形態２における撮像レンズ１０２の基本構成は図６に示され、各数値データ（設定値）は表６、表７、表８に、球面収差、および非点収差を示す収差図は図７にそれぞれ示される。図７は、実施例２において、左が球面収差を、右が非点収差をそれぞれ示している。縦収差図の縦軸は、瞳径を１に正規化したもので、非点収差図の縦軸は半画角ωを表し、実線Ｍはメリジオナル像面の値、破線Ｓはサジタル像面の値をそれぞれ示している。図７からわかるように、実施例２によれば、球面、非点の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズ１０２が得られる。

この実施例２における撮像レンズ１０２は、第１レンズ１１０にＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）相当の材料を用いた場合の最適パワー配置と非球面形状を示した実施例となる。

図６に示すように、第１レンズ１１０は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第２レンズ１２０は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第３レンズ１３０は平凸形状、開口絞り１４０の像側に配置される第４レンズ１５０は両側に凸面を向けた両凸形状を有する。各レンズはそれぞれ非球面を有する。

表７は、実施例２における撮像レンズ１０２の各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径Ｒ、間隔Ｄ、屈折率Ｎｄ、および分散値νｄを示している。表８は、所定面の非球面係数を示している。

図８は、第１レンズ１１０の像側面、第２レンズ１２０の像側面、第３レンズ１３０の物体側面の非球面の状態を示す図である。なお、縦方向である径方向、および横方向であるＳＡＧのいずれも単位は「ｍｍ」である。図８に示すように、第１レンズ１１０の撮像面側非球面を光線有効径（径方向２．６ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも負のパワーを強く、第２レンズ１２０の撮像面側非球面は光線有効径（径方向１．５ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも負のパワーを弱く、かつ第３レンズ１３０の物体側非球面は光線有効径（径方向１．５ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも正のパワーを弱くしている。図８において、有効径を一点鎖にて示す。

図９は、図８の非球面の変異イメージを示す図である。

＜実施例３＞
実施の形態３における撮像レンズ１０３の基本構成は図１０に示され、各数値データ（設定値）は表９、表１０、表１１に、球面収差、および非点収差を示す収差図は図１１にそれぞれ示される。図１１は、実施例３において、左が球面収差を、右が非点収差をそれぞれ示している。縦収差図の縦軸は、瞳径を１に正規化したもので、非点収差図の縦軸は半画角ωを表し、実線Ｍはメリジオナル像面の値、破線Ｓはサジタル像面の値をそれぞれ示している。図１１からわかるように、実施例３によれば、球面、非点の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズ１０３が得られる。

この実施例３における撮像レンズ１０３は、第１レンズ１１０の有効径を小さくした場合の実施例となる。

図１０に示すように、第１レンズ１１０は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第２レンズ１２０は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第３レンズ１３０は平凸形状、開口絞り１４０の像側に配置される第４レンズ１５０は両側に凸面を向けた両凸形状を有する。各レンズはそれぞれ非球面を有する。

表１０は、実施例３における撮像レンズ１０３の各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径Ｒ、間隔Ｄ、屈折率Ｎｄ、および分散値νｄを示している。表１１は、所定面の非球面係数を示している。

図１２は、第１レンズ１１０の像側面、第２レンズ１２０の像側面、第３レンズ１３０の物体側面の非球面の状態を示す図である。なお、縦方向である径方向、および横方向であるＳＡＧのいずれも単位は「ｍｍ」である。図１２に示すように、第１レンズ１１０の撮像面側非球面を光線有効径（径方向２．２ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも負のパワーを強く、第２レンズ１２０の撮像面側非球面は光線有効径（径方向１．２ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも負のパワーを弱く、かつ第３レンズ１３０の物体側非球面は光線有効径（径方向１．１ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも正のパワーを弱くしている。図１２において、有効径を一点鎖にて示す。

図１３は、図１２の非球面の変異イメージを示す図である。

＜実施例４＞
実施の形態４における撮像レンズ１０４の基本構成は図１４に示され、各数値データ（設定値）は表１２、表１３、表１４に、球面収差、および非点収差を示す収差図は図１５にそれぞれ示される。図１５は、実施例４において、左が球面収差を、右が非点収差をそれぞれ示している。縦収差図の縦軸は、瞳径を１に正規化したもので、非点収差図の縦軸は半画角ωを表し、実線Ｍはメリジオナル像面の値、破線Ｓはサジタル像面の値をそれぞれ示している。図１５からわかるように、実施例４によれば、球面、非点の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズ１０４が得られる。

この実施例３における撮像レンズ１０４は、第１レンズ１１０の有効径を大きくした場合の実施例となる。

図１４に示すように、第１レンズ１１０は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第２レンズ１２０は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第３レンズ１３０は平凸形状、開口絞り１４０の像側に配置される第４レンズ１５０は両側に凸面を向けた両凸形状を有する。各レンズはそれぞれ非球面を有する。

表１３は、実施例４における撮像レンズ１０４の各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径Ｒ、間隔Ｄ、屈折率Ｎｄ、および分散値νｄを示している。表１４は、所定面の非球面係数を示している。

図１６は、第１レンズ１１０の像側面、第２レンズ１２０の像側面、第３レンズ１３０の物体側面の非球面の状態を示す図である。なお、縦方向である径方向、および横方向であるＳＡＧのいずれも単位は「ｍｍ」である。図１６に示すように、第１レンズ１１０の撮像面側非球面を光線有効径（径方向２．０ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも負のパワーを強く、第２レンズ１２０の撮像面側非球面は光線有効径（径方向１．２ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも負のパワーを弱く、かつ第３レンズ１３０の物体側非球面は光線有効径（径方向１．１ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも正のパワーを弱くしている。図１６において、有効径を一点鎖にて示す。

図１７は、図１６の非球面の変異イメージを示す図である。

＜実施例５＞
実施の形態５における撮像レンズ１０５の基本構成は図１８に示され、各数値データ（設定値）は表１５、表１６、表１７に、球面収差、および非点収差を示す収差図は図１９にそれぞれ示される。図１９は、実施例５において、左が球面収差を、右が非点収差をそれぞれ示している。縦収差図の縦軸は、瞳径を１に正規化したもので、非点収差図の縦軸は半画角ωを表し、実線Ｍはメリジオナル像面の値、破線Ｓはサジタル像面の値をそれぞれ示している。図１９からわかるように、実施例５によれば、球面、非点の諸収差が良好に補正され、結像性能に優れた撮像レンズ１０５が得られる。

この実施例５における撮像レンズ１０５は、水平画角を１５０度相当に広げた実施例となる。

図１８に示すように、第１レンズ１１０は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第２レンズ１２０は物体側に凸面を向けたメニスカス形状、第３レンズ１３０は平凸形状、開口絞り１４０の像側に配置される第４レンズ１５０は両側に凸面を向けた両凸形状を有する。各レンズはそれぞれ非球面を有する。

表１６は、実施例５における撮像レンズ１０５の各面番号に対応した絞り、各レンズの曲率半径Ｒ、間隔Ｄ、屈折率Ｎｄ、および分散値νｄを示している。表１７は、所定面の非球面係数を示している。

図２０は、第１レンズ１１０の像側面、第２レンズ１２０の像側面、第３レンズ１３０の物体側面の非球面の状態を示す図である。なお、縦方向である径方向、および横方向であるＳＡＧのいずれも単位は「ｍｍ」である。図２０に示すように、第１レンズ１１０の撮像面側非球面を光線有効径（径方向２．４ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも負のパワーを強く、第２レンズ１２０の撮像面側非球面は光線有効径（径方向１．２ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも負のパワーを弱く、かつ第３レンズ１３０の物体側非球面は光線有効径（径方向１．１ｍｍ近傍）において球面とした場合よりも正のパワーを弱くしている。図２０において、有効径を一点鎖にて示す。

図２１は、図２０の非球面の変異イメージを示す図である。

１００、１００Ａ、１００Ｂ、１０１〜１０５：撮像レンズ
１１０：第１レンズ
１２０：第２レンズ
１３０：第３レンズ
１４０：開口絞り
１５０：第４レンズ
１６０：カバーガラス（またはＩＲＣＦ）
１７０：撮像素子（または撮像面・結像面）

Claims

物体側から順に、物体側に凸面を向け負の屈折力を有し撮像側の面が非球面をなすメニスカス第１レンズと、物体側に凸面を向け負の屈折力を有し撮像側の面が非球面をなすメニスカス第２レンズと、物体側と撮像側の面に凸面を向け正の屈折力を有し物体側の面が非球面をなす両凸第３レンズと、開口絞りと、物体側と撮像側の面に凸面を向け正の屈折力を有し両面が非球面となる両凸第４レンズよりなり、
前記第１レンズ乃至前記第４レンズを樹脂材料により形成し、前記第１レンズの撮像側面は光線有効径において球面とした場合よりも負のパワーを強く、前記第２レンズの撮像側面は光線有効径において球面とした場合よりも負のパワーを弱く、かつ前記第３レンズの物体側面は光線有効径において球面とした場合よりも正のパワーを弱くし、ｄ線における前記第１レンズと前記第２レンズの合算焦点距離をｆ１２（ｍｍ）、ｄ線における前記第３レンズと前記第４レンズの合算焦点距離をｆ３４（ｍｍ）、ｄ線における前記第１レンズの焦点距離をｆ１（ｍｍ）、ｄ線における前記第２レンズの焦点距離をｆ２（ｍｍ）、ｄ線における前記第３レンズの焦点距離をｆ３（ｍｍ）、ｄ線における前記第４レンズの焦点距離をｆ４（ｍｍ）、光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）、撮像面での最大水平位置に入射する光線の全画角を２Ｗ、撮像面での最大垂直位置に入射する光線の全画角を２Ｖとする時、下記の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
０．８＜｜ｆ１２／ｆ｜＜１．０・・・（２）
１．５＜｜ｆ３４／ｆ｜＜３．５・・・（３）
１．２＜２Ｗ／２Ｖ＜１．４・・・（５）
４．０＜｜ｆ１／ｆ｜＜８．０・・・（６）
１．０＜｜ｆ２／ｆ｜＜２．０・・・（７）
１．３＜｜ｆ３／ｆ｜＜２．５・・・（８）
１．８＜｜ｆ４／ｆ｜＜３．０・・・（９）
前記第１レンズを構成する材料のｄ線に対するアッベ数が５０以上に、前記第２レンズを構成する材料のｄ線に対するアッベ数が５０以上に、前記第３レンズを構成する材料のｄ線に対するアッベ数が４０以下に、前記第４レンズを構成する材料のｄ線に対するアッベ数が５０以上に、それぞれ設定されることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
撮像面での最大水平位置に入射する光線の全画角を２Ｗとする時、以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像レンズ。
２Ｗ＞１３０（ｄｅｇ）・・・（４）