特許 6047701 撮像レンズ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6047701

(24)【登録日】2016年12月2日

(45)【発行日】2016年12月21日

(54)【発明の名称】撮像レンズ

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/04 20060101AFI20161212BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20161212BHJP

【ＦＩ】

   G02B13/04 D

   G02B13/18

【請求項の数】9

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2012-262095(P2012-262095)

(22)【出願日】2012年11月30日

(65)【公開番号】特開2014-106521(P2014-106521A)

(43)【公開日】2014年6月9日

【審査請求日】2015年11月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】708000650

【氏名又は名称】株式会社オプトロジック

(73)【特許権者】

【識別番号】391014055

【氏名又は名称】カンタツ株式会社

(72)【発明者】

【氏名】久保田 洋治

(72)【発明者】

【氏名】久保田 賢一

(72)【発明者】

【氏名】平野 整

(72)【発明者】

【氏名】米澤 友浩

【審査官】 瀬戸 息吹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１１−１４５６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−０６１７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１６４９８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０８−２６２３２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８６２９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０８０８９６９８（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１０−２６６８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３２６７５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ９／００ − １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ − ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ − ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

物体側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、絞りと、正の屈折力を有する第４レンズとを配置して構成され、
前記第１レンズは、曲率半径が正となる像面側の面を有し、
前記第２レンズは、曲率半径が負となる像面側の面を有し、
前記第３レンズは、曲率半径が負となる像面側の面を有し、
前記第４レンズは、曲率半径が正となる物体側の面および曲率半径が負となる像面側の面を有し、
レンズ系全体の焦点距離をｆ、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第１レンズのアッベ数をνｄ１としたとき、
−７５＜ｆ１／ｆ＜−５．０
４５＜νｄ１＜７０
を満足する撮像レンズ。

【請求項2】

前記第１レンズは、光軸から周辺部に向かうにつれて負の屈折力が強くなる非球面形状に形成される、
請求項１に記載の撮像レンズ。

【請求項3】

前記第１レンズの焦点距離、前記第２レンズの焦点距離、および前記第３レンズのそれぞれの焦点距離は、前記第４レンズの焦点距離の３倍よりも長い、
請求項１または２に記載の撮像レンズ。

【請求項4】

前記第４レンズの焦点距離をｆ４としたとき、
１．０＜ｆ４／ｆ＜２．５
を満足する請求項１〜３のいずれか一項に記載の撮像レンズ。

【請求項5】

前記第４レンズの焦点距離をｆ４、前記第２レンズおよび前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３としたとき、
０．２＜ｆ４／ｆ２３＜１．０
を満足する請求項１〜４のいずれか一項に記載の撮像レンズ。

【請求項6】

前記第１レンズ〜前記第３レンズまでの合成焦点距離をｆ１２３としたとき、
２．０＜ｆ１２３／ｆ＜５．０
を満足する請求項１〜５のいずれか一項に記載の撮像レンズ。

【請求項7】

前記第１レンズと前記第２レンズとの間の光軸上の距離をｄＡとしたとき、
０．３＜ｄＡ／ｆ＜１．０
を満足する請求項１〜６のいずれか一項に記載の撮像レンズ。

【請求項8】

前記第３レンズのアッベ数をνｄ３、前記第４レンズのアッベ数をνｄ４としたとき、
２０＜νｄ３＜４０
４５＜νｄ４＜７０
を満足する請求項１〜７のいずれか一項に記載の撮像レンズ。

【請求項9】

レンズ系の半画角をωとしたとき、
１３５°≦２ω
を満足する請求項１〜８のいずれか一項に記載の撮像レンズ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子上に被写体像を形成する撮像レンズに係り、携帯電話機、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末、セキュリティカメラ、車載カメラ、ネットワークカメラ、ＴＶ会議用カメラ、ファイバースコープ、カプセル内視鏡等の比較的小型のカメラへの組み込みが好適な撮像レンズに関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、一部の車両には、利便性やセキュリティ性の向上を目的として複数のカメラが搭載されている。例えば、車両後方を撮影するためのバックカメラが搭載された車両では、運転者が車両を後退させる際に車両後方の状況がモニタに映し出されるため、運転者は車両の影で見えない障害物等であっても接触することなく安全に車両を後退させることができる。こうした車両に搭載されるカメラ、いわゆる車載カメラは今後も需要の増加が見込まれている。

【0003】

車載カメラは通常、車両のバックドア、フロントグリル、サイドミラー、車両室内等の比較的狭いスペースに搭載されることが多い。このため、車載カメラに搭載される撮像レンズには、小型化とともに、撮像素子の高画素化に伴う高解像度への対応、および広い撮影範囲に対応するための広角化が要求される。しかしながら、諸収差を良好に補正しつつ小型化や高解像度へ対応し、併せて撮影画角の広角化を図ることは困難である。例えば、撮像レンズの小型化を図ると、一枚一枚のレンズの屈折力が強くなるため、収差を良好に補正することが困難になる。そこで、撮像レンズの実際の設計にあたっては、これらの要求をバランスよく満たすことが重要になる。

【0004】

撮影画角の広い広角の撮像レンズとしては、例えば特許文献１に記載の撮像レンズが知られている。この撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズと、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の正の第２レンズと、正の第３レンズ、および正の第４レンズとを配置して構成される。この撮像レンズでは、第２レンズはアッベ数が２３から４０の間の値となる材料で形成され、第３レンズはアッベ数が５０から８５の間の値となる材料でそれぞれ形成されている。また、当該撮像レンズでは、レンズ系全体の焦点距離ｆと物体側の入射面から結像面までの距離Ｄとの比（ｆ／Ｄ）が一定の範囲内に抑制されており、撮像レンズの広角化および小型化の両立が図られるとともに色収差が良好に補正されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１１−１４５６６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上記特許文献１に記載の撮像レンズによれば、撮像レンズを構成するレンズ枚数が４枚と少ないながらも撮影画角が広く、加えて比較的良好に収差を補正することができる。しかし、こうした広角の撮像レンズに対する要求は年々多様化してきており、特に近年では、高解像度の撮像素子への対応や小型化への要求と並んで撮像レンズを安価に製造できること、すなわち組立てが容易で製造歩留りの高い撮像レンズに対する要求が強くなっている。

【0007】

ところで、特許文献１に記載の撮像レンズをはじめとする従来の広角の撮像レンズでは、広角化の実現のために第１レンズの負の屈折力が他のレンズに比較して非常に強くなっている。このため、第１レンズの像面側の面の曲率半径が小さくなり、いわゆる半球率が１．０（半球形状）に近づき、レンズの加工性の悪化を招いていた。この第１レンズの像面側の面には反射防止コート等をコートすることも多く、上述のような半球率が１．０に近いレンズにおいてはレンズ面周辺部におけるコート不良が大きな課題となっている。また、第１レンズの屈折力が強い上に半球率が１．０に近い撮像レンズにあっては、撮像レンズの製造に際して生じるディセンタ（偏芯）やチルト等に対する結像性能の劣化に対する敏感度、いわゆる製造誤差感度が高く、製造コストの低減には自ずと限界があった。

【0008】

なお、こうした課題は車載カメラに搭載される撮像レンズに固有のものではなく、携帯電話機、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末、セキュリティカメラ、ネットワークカメラ、ＴＶ会議用カメラ、ファイバースコープ、カプセル内視鏡等の比較的小型のカメラに内蔵される撮像レンズに共通するものである。

【0009】

本発明は上記のような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型でありながらも撮影画角が広く、製造コストを好適に低減することができる撮像レンズを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、絞りと、正の屈折力を有する第４レンズとを配置して構成される。第１レンズは、曲率半径が正となる像面側の面を有する。第２レンズは、曲率半径が負となる像面側の面を有する。第３レンズは、曲率半径が負となる像面側の面を有する。第４レンズは、曲率半径が正となる物体側の面および曲率半径が負となる像面側の面を有する。また、当該構成において本発明の撮像レンズは、レンズ系全体の焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をｆ１、第１レンズのアッベ数をνｄ１としたとき、次の条件式（１）および（２）を満足する。
−７５＜ｆ１／ｆ＜−５．０ （１）
４５＜νｄ１＜７０ （２）

【0011】

条件式（１）は、撮像レンズの小型化を図りつつ、色収差、歪曲収差、非点収差、および像面湾曲のそれぞれを好ましい範囲内にバランスよく抑制するための条件である。上限値「−５．０」を超えると、第１レンズの負の屈折力がレンズ系全体に対して相対的に強くなり、歪曲収差、非点収差や倍率色収差等の補正には有利となる。しかし、軸上の色収差が補正不足（短波長の焦点位置が基準波長の焦点位置に対して物体側に移動）になるため、良好な結像性能を得ることが困難となる。また、入射瞳が物体側に移動するためバックフォーカスが長くなり、撮像レンズの小型化が困難となる。

【0012】

一方、下限値「−７５」を下回ると、第１レンズの負の屈折力がレンズ系全体に対して相対的に弱くなり、倍率色収差が補正不足になるとともに、負の歪曲収差が増大する。また、結像面の周辺部が物体側に湾曲するため、像面湾曲を良好な範囲内に抑制することが困難になる。したがってこの場合も、良好な結像性能を得ることが困難となる。

【0013】

ところで従来、広角の撮像レンズにおける第１レンズについては、その屈折力がレンズ系全体に対して強いものが殆どであった。本発明に係る撮像レンズにおいても、広角化を図るために第１レンズの屈折力は負である。しかし、上記条件式（１）に示されるように、第１レンズの屈折力はレンズ系全体の屈折力に対して弱くなっている。このため、第１レンズの像面側の面の曲率半径は大きくなり、いわゆる半球率は１．０から乖離する。よって、第１レンズの像面側の凹面は、光軸と直交する方向に潰れた半楕円状の形状になる。このため、本発明の撮像レンズによれば、反射防止コート等を均一にコートすることが容易となり、撮像レンズの製造上の歩留りを向上させることが可能となる。また、第１レンズの屈折力が比較的弱いことから、撮像レンズの製造に際して生じるディセンタ（偏芯）やチルト等に対する結像性能の劣化に対する敏感度（製造誤差感度）を好適に低減することができる。

【0014】

条件式（２）は、色収差の発生を有効に抑制するための条件である。第１レンズのアッベ数を下限値の「４５」よりも大きな値にすることにより、第１レンズにおいて発生する色収差を有効に抑制することができる。また、一般に広角の撮像レンズでは、第１レンズの有効径が最も大きくなる。この第１レンズのアッベ数を上限値「７５」よりも小さな値にすることにより、高価な材料を使用する必要がなくなり、撮像レンズの製造コストの低減が好適に図られる。

【0015】

上記構成の撮像レンズは、さらに次の条件式（１−Ａ）を満足することが望ましい。条件式（１−Ａ）を満足することにより、諸収差が良好に補正されるとともに、反射防止コート等のコート不良の低減および製造誤差感度の低減を通じて製造コストの抑制がより有効に図られる。
−５０＜ｆ１／ｆ＜−１０ （１−Ａ）

【0016】

上記構成の撮像レンズにおいて第１レンズは、光軸から周辺部に向かうにつれて負の屈折力が強くなる非球面形状に形成されることが望ましい。上述のように、本発明においては第１レンズの屈折力が従来よりも弱くなっている。このため、像面湾曲の補正を如何に行うかが問題となる。この点、本発明の撮像レンズでは、第１レンズの周辺部の屈折力が光軸近傍の屈折力よりも強くなっているため、結像面周辺部の補正が良好に行われ、像面湾曲をはじめとする諸収差が良好に補正されることになる。

【0017】

上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズの焦点距離、第２レンズの焦点距離、および第３レンズのそれぞれの焦点距離は、第４レンズの焦点距離の３倍よりも長いことが望ましい。

【0018】

周知のように、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子には、センサーに取り込むことのできる光線の入射角度の範囲、いわゆる主光線角度（ＣＲＡ：Chief Ray Angle）が予め定められている。撮像レンズから出射した光線の像面への入射角度をＣＲＡの範囲内に抑制することによって、画像の周辺部が暗くなる現象であるシェーディングの発生を好適に抑制することが可能となる。そこで、本発明の撮像レンズでは、像面に最も近い第４レンズの屈折力を最も強くすることによって、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度が好適に抑制される構成としている。光学シミュレーションの結果、第１レンズの焦点距離、第２レンズの焦点距離、および第３レンズのそれぞれの焦点距離を、第４レンズの焦点距離の３倍よりも長くすることにより、撮像レンズの小型化を図りつつ、広角化および諸収差の補正等がバランスよく実現できることが見出された。また、このように４枚のレンズのうち３枚のレンズの屈折力が弱いため、上記製造誤差感度はより有効に低減することになる。

【0019】

ところで、製造コストの低減を考慮した場合、各レンズを樹脂材料で形成することが望ましい。しかしながら、例えば自動車に搭載される車載カメラの撮像レンズでは、真夏の炎天下の車内温度が７０℃を超えることも珍しくなく、温度変化による焦点距離の変動の抑制が重要な設計課題となっている。従来、このような過酷な環境下で使用される撮像レンズに対しては、全てのレンズをガラス材料で形成する必要があり、製造コストの上昇を招いていた。

【0020】

そこで、上記構成の撮像レンズにおいては、第４レンズがガラス系の材料から形成されることが望ましい。上述のように、本発明の撮像レンズでは、第４レンズの屈折力のみが強くなっている。このため、屈折力の強い第４レンズをガラス系の材料から形成することにより、周辺環境の温度変化による撮像レンズの焦点距離の変動は最小限に抑制される。一方、第１〜第３レンズの３枚のレンズは屈折力が比較的弱いため、温度変化による焦点距離の変動が少ない。このため、これら３枚のレンズについては、ガラス系の材料から形成することはもちろんのこと、樹脂材料から形成することも可能である。

【0021】

上記構成の撮像レンズは、第４レンズの焦点距離をｆ４としたとき、次の条件式（３）を満足することが望ましい。
１．０＜ｆ４／ｆ＜２．５ （３）

【0022】

条件式（３）は、撮像レンズの小型化を図りつつ、歪曲収差を良好に補正するための条件である。また、条件式（３）は、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度をＣＲＡの範囲内に好適に抑制するための条件でもある。上限値「２．５」を超えると、第４レンズの屈折力が相対的に弱くなるため、歪曲収差の補正には有効となるものの、軸上の色収差が補正不足となり、良好な結像性能を得ることが困難となる。また、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度をＣＲＡの範囲内に抑制することが困難となる。一方、下限値「１．０」を下回ると、第４レンズの屈折力が相対的に強くなるため、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度をＣＲＡの範囲内に抑制し易くなる。しかし、歪曲収差が増大するとともに軸外の倍率色収差が補正不足となるため、この場合も良好な結像性能を得ることが困難となる。

【0023】

上記構成の撮像レンズにおいては、第４レンズの焦点距離をｆ４、第２レンズおよび第３レンズの合成焦点距離をｆ２３としたとき、次の条件式（４）を満足することが望ましい。
０．２＜ｆ４／ｆ２３＜１．０ （４）

【0024】

条件式（４）は、非点収差、色収差、および歪曲収差をバランスよく良好な範囲内に抑制するための条件である。上限値「１．０」を超えると、正の屈折力を有するレンズのうち第４レンズの屈折力が相対的に弱くなり、軸外の倍率色収差の補正には有効となるものの、軸上の色収差が補正不足になるとともに非点隔差が増大し、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「０．２」を下回ると、正の屈折力を有するレンズのうち第４レンズの屈折力が相対的に強くなり、軸外の倍率色収差が補正不足になるとともに、非点収差のサジタル像面が物体側に湾曲する。また、歪曲収差も増大するため、良好な結像性能を得ることが困難となる。

【0025】

上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズ〜第３レンズまでの合成焦点距離をｆ１２３としたとき、次の条件式（５）を満足することが望ましい。
２．０＜ｆ１２３／ｆ＜５．０ （５）

【0026】

条件式（５）は、撮像レンズの小型化を図りつつ、色収差を良好に補正するための条件である。また、条件式（５）は、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度をＣＲＡの範囲内に好適に抑制するための条件でもある。上限値「５．０」を超えると、絞りよりも物体側に配置された第１レンズ〜第３レンズの合成の屈折力が弱くなるため、バックフォーカスが長くなり、撮像レンズの小型化が困難となる。また、画像周辺部において倍率色収差が補正不足となり、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「２．０」を下回ると、撮像レンズの小型化および倍率色収差の良好な補正には有効となるものの、撮像レンズから出射した光線の撮像素子への入射角度をＣＲＡの範囲内に抑制することが困難となる。

【0027】

上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズと第２レンズとの間の光軸上の距離をｄＡとしたとき、次の条件式（６）を満足することが望ましい。
０．３＜ｄＡ／ｆ＜１．０ （６）

【0028】

条件式（６）は、撮像レンズの小型化を図りつつ、歪曲収差および非点収差を良好に補正するための条件である。上限値「１．０」を超えると、第１レンズの大型化を招き、撮像レンズの小型化が困難となる。また、軸外の倍率色収差が補正不足になるとともに、タンジェンシャル像面の周辺部の補正が困難になり、良好な結像性能を得ることが困難となる。一方、下限値「０．３」を下回ると、撮像レンズの小型化には有効となるものの、非点収差のサジタル像面が物体側に湾曲し、非点隔差が増大することとなる。また、歪曲収差が増大するため、良好な結像性能を得ることが困難となる。

【0029】

上記構成の撮像レンズにおいては、第３レンズのアッベ数をνｄ３、第４レンズのアッベ数をνｄ４としたとき、次の条件式（７）および（８）を満足することが望ましい。
２０＜νｄ３＜４０ （７）
４５＜νｄ４＜７０ （８）

【0030】

条件式（７）および（８）は、色収差を良好な範囲内に好適に抑制するための条件である。絞りを挟んで配置される第３レンズおよび第４レンズを上記条件式（７）および（８）にて示される範囲内のアッベ数の材料で形成することにより、軸上および軸外の色収差が良好に補正される。

【0031】

上記構成の撮像レンズは、レンズ系の半画角をωとしたとき、「１３５°≦２ω」を満足することが望ましい。本発明の撮像レンズは、１３５°以上の画角が要求される撮像レンズに対して特に有効である。

【発明の効果】

【0032】

本発明の撮像レンズによれば、撮像レンズの広角化と製造コストの低減が好適に図られた小型の撮像レンズを提供することができる。また、本発明の撮像レンズによれば、周辺環境の温度変化による焦点距離の変動が少ない撮像レンズを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0033】

【図1】本発明の一実施の形態について、数値実施例１に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。

【図2】図１に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。

【図3】図１に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。

【図4】数値実施例２に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。

【図5】図４に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。

【図6】図４に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。

【図7】数値実施例３に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。

【図8】図７に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。

【図9】図７に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。

【図10】数値実施例４に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。

【図11】図１０に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。

【図12】図１０に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。

【図13】数値実施例５に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。

【図14】図１３に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。

【図15】図１３に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。

【図16】数値実施例６に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。

【図17】図１６に示す撮像レンズの横収差を示す収差図である。

【図18】図１６に示す撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す収差図である。

【発明を実施するための形態】

【0034】

以下、本発明を具体化した一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

【0035】

図１、図４、図７、図１０、図１３、および図１６は、本実施の形態の数値実施例１〜６に係る撮像レンズの概略構成を示す断面図である。いずれの数値実施例も基本的なレンズ構成は同一であるため、ここでは数値実施例１の概略断面図を参照しながら、本実施の形態に係る撮像レンズのレンズ構成について説明する。

【0036】

図１に示すように、本実施の形態の撮像レンズは、物体側から像面側に向かって順に、負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、開口絞りＳＴと、正の屈折力を有する第４レンズＬ４とを配置して構成される。なお、第４レンズＬ４と像面ＩＭとの間には、赤外線カットフィルタやカバーガラス等を配置するようにしてもよい。

【0037】

第１レンズＬ１は、物体側の面の曲率半径ｒ１および像面側の面の曲率半径ｒ２が共に正となる形状であって、光軸Ｘの近傍において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成される。また、この第１レンズＬ１は、光軸Ｘから周辺部に向かうにつれて負の屈折力が強くなる非球面形状に形成されている。詳しくは、当該第１レンズＬ１は、最大有効径の７０％近傍から周辺部に向かうにつれて負の屈折力が強くなっている。なお、第１レンズＬ１の形状は、光軸Ｘの近傍において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状に限定されない。第１レンズＬ１は、像面側の面の曲率半径ｒ２が正となる形状であればよく、曲率半径ｒ１が負となる形状、すなわち光軸Ｘの近傍において両凹レンズとなる形状に形成されてもよい。数値実施例１および２は、第１レンズＬ１の形状が、光軸Ｘの近傍において物体側に凸面を向けたメニスカスレンズとなる形状の例であり、数値実施例３〜６は、第１レンズＬ１の形状が、光軸Ｘの近傍において両凹レンズとなる形状の例である。

【0038】

第２レンズＬ２は、物体側の面の曲率半径ｒ３および像面側の面の曲率半径ｒ４が共に負となる形状であって、光軸Ｘの近傍において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成される。このうち第２レンズＬ２の像面側の面は、光軸Ｘの近傍では物体側に凹面を向け、レンズ周辺部においては物体側に凸面を向けた形状となる非球面形状に形成される。換言すれば、本実施の形態の第２レンズＬ２は、その像面側の面が変曲点を有する非球面形状に形成されており、光軸Ｘの近傍では物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなり、光軸Ｘから離れたレンズ周辺部では両凹レンズとなる形状となっている。

【0039】

本発明のような広角の撮像レンズにおいては、撮影画角が広くなった分、良好な収差を得る上で像面周辺部の湾曲を如何に補正するかが重要となる。この点、第２レンズＬ２のこのような非球面形状によれば、像面周辺部の湾曲が好適に抑制されるため、像面湾曲が良好に補正されるようになる。なお、第２レンズＬ２の形状は、光軸Ｘの近傍において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状に限定されるものではない。第２レンズＬ２は、像面側の面の曲率半径ｒ４が負となる形状であればよく、曲率半径ｒ３が正となる形状、すなわち光軸Ｘの近傍において両凸レンズとなる形状に形成されてもよい。

【0040】

第３レンズＬ３は、物体側の面の曲率半径ｒ５が正となり、像面側の面の曲率半径ｒ６が負となる形状であって、光軸Ｘの近傍において両凸レンズとなる形状に形成される。この第３レンズＬ３の形状は、光軸Ｘの近傍において両凸レンズとなる形状に限定されない。第３レンズＬ３は、像面側の面の曲率半径ｒ６が負となる形状であればよく、曲率半径ｒ５が負となる形状、すなわち光軸Ｘの近傍において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状に形成されてもよい。数値実施例１〜４は、第３レンズＬ３の形状が、光軸Ｘの近傍において両凸レンズとなる形状の例であり、数値実施例５および６は、第３レンズＬ３の形状が、光軸Ｘの近傍において物体側に凹面を向けたメニスカスレンズとなる形状の例である。

【0041】

本実施の形態の撮像レンズでは、第１レンズＬ１の焦点距離、第２レンズＬ２の焦点距離、および第３レンズＬ３の焦点距離はそれぞれ、第４レンズＬ４の焦点距離の３倍よりも長くなっている。すなわち、本実施の形態に係る撮像レンズは、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２、第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３、第４レンズＬ４の焦点距離をｆ４としたとき、次の条件式を満足する。
ｆ１＞３×ｆ４、ｆ２＞３×ｆ４、およびｆ３＞３×ｆ４

【0042】

第４レンズＬ４は、物体側の面の曲率半径ｒ８が正となり、像面側の面の曲率半径ｒ９が負となる形状であって、光軸Ｘの近傍において両凸レンズとなる形状に形成される。

【0043】

また、本実施の形態に係る撮像レンズは、以下に示す各条件式を満足する。このため、本実施の形態に係る撮像レンズによれば、撮像レンズの広角化と製造コストの低減が好適に図られるとともに、小型でありながらも収差が良好に補正される。
−７５＜ｆ１／ｆ＜−５．０ （１）
４５＜νｄ１＜７０ （２）
１．０＜ｆ４／ｆ＜２．５ （３）
０．２＜ｆ４／ｆ２３＜１．０ （４）
２．０＜ｆ１２３／ｆ＜５．０ （５）
０．３＜ｄＡ／ｆ＜１．０ （６）
２０＜νｄ３＜４０ （７）
４５＜νｄ４＜７０ （８）
但し、
ｆ：レンズ系全体の焦点距離
ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ２３：第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の合成焦点距離
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離
ｆ１２３：第１レンズＬ１〜第３レンズＬ３までの合成焦点距離
ｄＡ：第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の光軸上の距離
νｄ１：第１レンズＬ１のアッベ数
νｄ３：第３レンズＬ３のアッベ数
νｄ４：第４レンズＬ４のアッベ数

【0044】

本実施の形態の撮像レンズは、さらに下記条件式（１−Ａ）を満足することが望ましい。
−５０＜ｆ１／ｆ＜−１０ （１−Ａ）
条件式（１−Ａ）を満足することにより、第１レンズＬ１の屈折力がより弱くなるため、第１レンズＬ１は、光軸上の厚さと周辺部の厚さとの差が小さい形状、すなわちレンズ中心部から周辺部にかけて厚さの変化が少ない形状に形成される。これにより、第１レンズＬ１の加工性が向上するとともに、反射防止コート等をレンズ中心部から周辺部にわたって均一にコートすることが容易となる。なお、数値実施例１および数値実施例３〜６は上記条件式（１−Ａ）を満足する撮像レンズの例であり、数値実施例２は上記条件式（１−Ａ）を満足しない撮像レンズの例である。

【0045】

なお、上記各条件式の全てを満足する必要はなく、それぞれを単独に満足することにより、各条件式に対応する作用効果をそれぞれ得ることができる。

【0046】

本実施の形態では各レンズのレンズ面を非球面で形成している。これらレンズ面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をＺ、光軸に直交する方向の高さをＨ、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ₄、Ａ₆、Ａ₈、Ａ₁₀、Ａ₁₂としたとき、次式により表される。

【数1】

【0047】

次に、本実施の形態に係る撮像レンズの数値実施例を示す。各数値実施例において、ｆはレンズ系全体の焦点距離を、ＦｎｏはＦナンバーを、２ωは画角をそれぞれ示す。また、ｉは物体側より数えた面番号を示し、ｒは曲率半径を示し、ｄは光軸上のレンズ面間の距離（面間隔）を示し、ｎｄはｄ線に対する屈折率を、νｄはｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、非球面の面には、面番号ｉの後に＊（アスタリスク）の符号を付加して示すこととする。また参考までに、第１レンズＬ１の物体側の面から像面ＩＭまでの光軸上の面間隔の和をＬ１４として示す。

【0048】

数値実施例１
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=3.13mm、Fno=2.8、2ω=161.4°
単位 ｍｍ
面データ
面番号ｉ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物面） ∞ ∞
1* 77.022 0.900 1.544 55.5(=νd1)
2* 36.316 2.150(=dA)
3* -13.337 1.000 1.544 55.5(=νd2)
4* -7.152 0.090
5* 14.685 1.000 1.636 23.9(=νd3)
6* -37.790 0.350
7 (絞り) ∞ 0.500
8* 3.751 0.850 1.544 55.5(=νd4)
9* -4.549 2.480
（像面） ∞

f1=-127.35mm
f2=26.83mm
f3=16.77mm
f4=3.92mm
f123=10.86mm
f23=10.21mm
L14=9.32mm

【0049】

非球面データ
第１面
ｋ=0.000,Ａ₄=-3.528E-04,Ａ₆=2.507E-06,Ａ₈=-3.053E-08,Ａ₁₀=-1.320E-09
第２面
ｋ=0.000,Ａ₄=5.781E-03,Ａ₆=-9.955E-05,Ａ₈=1.217E-05,Ａ₁₀=8.349E-06,
Ａ₁₂=1.168E-09
第３面
ｋ=0.000,Ａ₄=7.208E-04,Ａ₆=-6.424E-04
第４面
ｋ=0.000,Ａ₄=9.683E-03,Ａ₆=8.629E-03
第５面
ｋ=0.000,Ａ₄=1.927E-02,Ａ₆=1.505E-02
第６面
ｋ=-4.226E+01,Ａ₄=1.860E-02,Ａ₆=5.481E-03
第８面
ｋ=0.000,Ａ₄=-8.159E-03,Ａ₆=6.618E-03
第９面
ｋ=0.000,Ａ₄=-2.319E-02,Ａ₆=1.532E-02

【0050】

各条件式の値を以下に示す。
ｆ４／ｆ＝１．２６
ｆ１／ｆ＝−４０．７５
ｆ４／ｆ２３＝０．３８
ｄＡ／ｆ＝０．６９
ｆ１２３／ｆ＝３．４７
このように、本数値実施例１に係る撮像レンズは上記各条件式を満足する。

【0051】

図２は、数値実施例１の撮像レンズについて、最大像高に対する各像高の比Ｈ（以下、「像高比Ｈ」という）に対応する横収差をタンジェンシャル方向とサジタル方向に分けて示したものである（図５、図８、図１１、図１４、および図１７においても同じ）。また、図３は、数値実施例１の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、および歪曲収差（％）をそれぞれ示したものである。これら収差図において、横収差図および球面収差図には、ｇ線（４３５．８４ｎｍ）、ｅ線（５４６．０７ｎｍ）、Ｃ線（６５６．２７ｎｍ）の各波長に対する収差量を示し、非点収差図には、サジタル像面Ｓの収差量とタンジェンシャル像面Ｔの収差量とをそれぞれ示す（図６、図９、図１２、図１５、および図１８においても同じ）。図２および図３に示されるように、本数値実施例１に係る撮像レンズによれば、諸収差が良好に補正される。

【0052】

数値実施例２
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=3.00mm、Fno=2.8、2ω=141.0°
単位 ｍｍ
面データ
面番号ｉ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物面） ∞ ∞
1* 30.000 0.893 1.544 55.5(=νd1)
2* 6.386 2.608(=dA)
3* -3.553 0.704 1.636 23.9(=νd2)
4* -2.919 0.097
5* 16.822 1.314 1.636 23.9(=νd3)
6* -34.079 0.750
7 (絞り) ∞ 0.630
8* 5.272 0.998 1.544 55.5(=νd4)
9* -3.897 3.021
（像面） ∞

f1=-15.12mm
f2=17.98mm
f3=17.90mm
f4=4.29mm
f123=13.14mm
f23=8.72mm
L14=11.02mm

【0053】

非球面データ
第１面
ｋ=0.000,Ａ₄=-8.666E-05,Ａ₆=1.504E-05,Ａ₈=1.574E-07,Ａ₁₀=-8.510E-10
第２面
ｋ=0.000,Ａ₄=4.166E-03,Ａ₆=2.556E-03,Ａ₈=-4.986E-04,Ａ₁₀=8.632E-05,
Ａ₁₂=6.831E-10
第３面
ｋ=0.000,Ａ₄=-2.552E-03,Ａ₆=1.391E-04
第４面
ｋ=0.000,Ａ₄=1.052E-02,Ａ₆=3.650E-03
第５面
ｋ=0.000,Ａ₄=1.341E-02,Ａ₆=1.219E-02
第６面
ｋ=-4.226E+01,Ａ₄=-5.766E-03,Ａ₆=2.322E-02
第８面
ｋ=0.000,Ａ₄=-2.203E-02,Ａ₆=1.284E-03
第９面
ｋ=0.000,Ａ₄=-2.123E-02,Ａ₆=-3.270E-04

【0054】

各条件式の値を以下に示す。
ｆ４／ｆ＝１．４３
ｆ１／ｆ＝−５．０４
ｆ４／ｆ２３＝０．４９
ｄＡ／ｆ＝０．８７
ｆ１２３／ｆ＝４．３８
このように、本数値実施例２に係る撮像レンズは上記各条件式を満足する。

【0055】

図５は、数値実施例２の撮像レンズについて、像高比Ｈに対応する横収差を示したものであり、図６は、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、および歪曲収差（％）をそれぞれ示したものである。図５および図６に示されるように、本数値実施例２に係る撮像レンズによっても諸収差が良好に補正される。

【0056】

数値実施例３
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=3.02mm、Fno=2.8、2ω=135.0°
単位 ｍｍ
面データ
面番号ｉ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物面） ∞ ∞
1* -248.850 0.800 1.544 55.5(=νd1)
2* 25.000 2.848(=dA)
3* -3.930 1.158 1.636 23.9(=νd2)
4* -3.239 0.097
5* 18.267 1.057 1.536 23.9(=νd3)
6* -33.373 0.419
7 (絞り) ∞ 0.630
8* 6.930 0.998 1.544 55.5(=νd4)
9* -3.312 2.839
（像面） ∞

f1=-41.73mm
f2=17.56mm
f3=22.20mm
f4=4.27mm
f123=10.63mm
f23=9.41mm
L14=10.84mm

【0057】

非球面データ
第１面
ｋ=0.000,Ａ₄=-1.289E-04,Ａ₆=1.462E-05,Ａ₈=-1.105E-07,Ａ₁₀=-8.510E-10
第２面
ｋ=0.000,Ａ₄=3.253E-03,Ａ₆=-6.480E-05,Ａ₈=-6.984E-06,Ａ₁₀=2.641E-06,
Ａ₁₂=6.831E-10
第３面
ｋ=0.000,Ａ₄=1.680E-03,Ａ₆=1.677E-03
第４面
ｋ=0.000,Ａ₄=1.600E-02,Ａ₆=5.051E-03
第５面
ｋ=0.000,Ａ₄=6.517E-03,Ａ₆=1.653E-02
第６面
ｋ=-4.226E+01,Ａ₄=-1.276E-02,Ａ₆=3.172E-02
第８面
ｋ=0.000,Ａ₄=2.268E-03,Ａ₆=3.209E-04
第９面
ｋ=0.000,Ａ₄=-2.291E-03,Ａ₆=3.967E-03

【0058】

各条件式の値を以下に示す。
ｆ４／ｆ＝１．４１
ｆ１／ｆ＝−１３．８２
ｆ４／ｆ２３＝０．４５
ｄＡ／ｆ＝０．９４
ｆ１２３／ｆ＝３．５２
このように、本数値実施例３に係る撮像レンズは上記各条件式を満足する。

【0059】

図８は、数値実施例３の撮像レンズについて、像高比Ｈに対応する横収差を示したものであり、図９は、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、および歪曲収差（％）をそれぞれ示したものである。図８および図９に示されるように、本数値実施例３に係る撮像レンズによっても諸収差が良好に補正される。

【0060】

数値実施例４
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=3.30mm、Fno=2.8、2ω=168.0°
単位 ｍｍ
面データ
面番号ｉ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物面） ∞ ∞
1* -248.850 0.890 1.544 55.5(=νd1)
2* 96.273 2.800(=dA)
3* -10.597 1.150 1.636 23.9(=νd2)
4* -6.482 0.090
5* 24.205 1.050 1.636 23.9(=νd3)
6* -21.063 0.400
7 (絞り) ∞ 0.600
8* 5.528 1.000 1.544 55.5(=νd4)
9* -3.791 2.678
（像面） ∞

f1=-127.54mm
f2=23.69mm
f3=17.88mm
f4=4.30mm
f123=10.53mm
f23=10.06mm
L14=10.66mm

【0061】

非球面データ
第１面
ｋ=0.000,Ａ₄=-2.979E-04,Ａ₆=1.105E-05,Ａ₈=9.195E-08,Ａ₁₀=-8.510E-10
第２面
ｋ=0.000,Ａ₄=4.338E-03,Ａ₆=-6.372E-05,Ａ₈=-3.828E-06,Ａ₁₀=2.961E-06,
Ａ₁₂=6.831E-10
第３面
ｋ=0.000,Ａ₄=8.486E-04,Ａ₆=-5.634E-04
第４面
ｋ=0.000,Ａ₄=9.508E-03,Ａ₆=7.337E-03
第５面
ｋ=0.000,Ａ₄=1.738E-02,Ａ₆=1.307E-02
第６面
ｋ=-4.226E+01,Ａ₄=1.037E-02,Ａ₆=2.811E-03
第８面
ｋ=0.000,Ａ₄=-2.094E-02,Ａ₆=3.381E-03
第９面
ｋ=0.000,Ａ₄=-2.488E-02,Ａ₆=2.038E-03

【0062】

各条件式の値を以下に示す。
ｆ４／ｆ＝１．３０
ｆ１／ｆ＝−３８．６６
ｆ４／ｆ２３＝０．４３
ｄＡ／ｆ＝０．８５
ｆ１２３／ｆ＝３．１９
このように、本数値実施例４に係る撮像レンズは上記各条件式を満足する。

【0063】

図１１は、数値実施例４の撮像レンズについて、像高比Ｈに対応する横収差を示したものであり、図１２は、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、および歪曲収差（％）をそれぞれ示したものである。図１１および図１２に示されるように、本数値実施例４に係る撮像レンズによっても諸収差が良好に補正される。

【0064】

数値実施例５
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=3.30mm、Fno=2.8、2ω=146.7°
単位 ｍｍ
面データ
面番号ｉ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物面） ∞ ∞
1* -248.850 0.893 1.544 55.5(=νd1)
2* 115.367 2.814(=dA)
3* -16.119 1.155 1.636 23.9(=νd2)
4* -8.116 0.097
5* -63.307 1.050 1.636 23.9(=νd3)
6* -9.562 0.420
7 (絞り) ∞ 0.630
8* 7.276 0.998 1.544 55.5(=νd4)
9* -3.238 2.741
（像面） ∞

f1=-144.83mm
f2=24.36mm
f3=17.59mm
f4=4.26mm
f123=10.68mm
f23=10.26mm
L14=10.80mm

【0065】

非球面データ
第１面
ｋ=0.000,Ａ₄=-2.576E-04,Ａ₆=1.094E-05,Ａ₈=-6.006E-08,Ａ₁₀=-8.510E-10
第２面
ｋ=0.000,Ａ₄=4.090E-03,Ａ₆=-6.675E-05,Ａ₈=-8.552E-07,Ａ₁₀=2.301E-06,
Ａ₁₂=6.831E-10
第３面
ｋ=0.000,Ａ₄=1.670E-03,Ａ₆=-2.059E-04
第４面
ｋ=0.000,Ａ₄=8.602E-03,Ａ₆=8.250E-03
第５面
ｋ=0.000,Ａ₄=1.921E-02,Ａ₆=1.172E-02
第６面
ｋ=-4.226E+01,Ａ₄=1.169E-02,Ａ₆=2.427E-03
第８面
ｋ=0.000,Ａ₄=-1.509E-02,Ａ₆=4.174E-03
第９面
ｋ=0.000,Ａ₄=-2.029E-02,Ａ₆=3.808E-03

【0066】

各条件式の値を以下に示す。
ｆ４／ｆ＝１．２９
ｆ１／ｆ＝−４３．８９
ｆ４／ｆ２３＝０．４２
ｄＡ／ｆ＝０．８５
ｆ１２３／ｆ＝３．２４
このように、本数値実施例５に係る撮像レンズは上記各条件式を満足する。

【0067】

図１４は、数値実施例５の撮像レンズについて、像高比Ｈに対応する横収差を示したものであり、図１５は、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、および歪曲収差（％）をそれぞれ示したものである。図１４および図１５に示されるように、本数値実施例５に係る撮像レンズによっても諸収差が良好に補正される。

【0068】

次に、数値実施例６に係る撮像レンズについて説明する。数値実施例６の撮像レンズでは、第４レンズＬ４がガラス系の材料から形成されている。このため、本数値実施例６の撮像レンズによれば、周辺環境の温度変化による焦点距離の変動が好適に抑制される。

【0069】

数値実施例６
基本的なレンズデータを以下に示す。
f=3.29mm、Fno=2.8、2ω=146.0°
単位 ｍｍ
面データ
面番号ｉ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
（物面） ∞ ∞
1* -248.850 0.893 1.544 55.5(=νd1)
2* 122.072 1.500(=dA)
3* -23.343 1.000 1.636 23.9(=νd2)
4* -7.926 0.097
5* -149.695 1.000 1.636 23.9(=νd3)
6* -7.011 0.200
7 (絞り) ∞ 0.800
8* 8.308 0.998 1.619 63.9(=νd4)
9* -4.392 2.445
（像面） ∞

f1=-150.48mm
f2=18.42mm
f3=11.54mm
f4=4.79mm
f123=7.41mm
f23=7.20mm
L14=8.93mm

【0070】

非球面データ
第１面
ｋ=0.000,Ａ₄=-2.576E-04,Ａ₆=1.094E-05,Ａ₈=-6.006E-08,Ａ₁₀=-8.510E-10
第２面
ｋ=0.000,Ａ₄=1.196E-02,Ａ₆=-3.436E-04,Ａ₈=1.043E-05,Ａ₁₀=4.409E-05,
Ａ₁₂=6.831E-10
第３面
ｋ=0.000,Ａ₄=1.068E-03,Ａ₆=-8.122E-04
第４面
ｋ=0.000,Ａ₄=9.022E-03,Ａ₆=9.202E-03
第５面
ｋ=0.000,Ａ₄=2.915E-02,Ａ₆=1.310E-02
第６面
ｋ=-4.226E+01,Ａ₄=-1.975E-03,Ａ₆=1.276E-02
第８面
ｋ=0.000,Ａ₄=-1.941E-02,Ａ₆=3.219E-03
第９面
ｋ=0.000,Ａ₄=-3.233E-02,Ａ₆=2.626E-03

【0071】

各条件式の値を以下に示す。
ｆ４／ｆ＝１．４６
ｆ１／ｆ＝−４５．７１
ｆ４／ｆ２３＝０．６７
ｄＡ／ｆ＝０．４６
ｆ１２３／ｆ＝２．２５
このように、本数値実施例６に係る撮像レンズは上記各条件式を満足する。したがって、当該撮像レンズによれば、広角でありながらも良好に収差を補正することができる。

【0072】

図１７は、数値実施例６の撮像レンズについて、像高比Ｈに対応する横収差を示したものであり、図１８は、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、および歪曲収差（％）をそれぞれ示したものである。図１７および図１８に示されるように、本数値実施例６に係る撮像レンズによっても諸収差が良好に補正される。

【0073】

以上説明した本実施の形態に係る撮像レンズによれば、１３５°以上の画角（２ω）を実現することができる。ちなみに数値実施例１〜６の撮像レンズの画角は１３５．０°〜１６８．０°の広い画角を実現している。

【0074】

なお、上記各数値実施例では各レンズの面を非球面で形成したが、撮像レンズの全長や要求される光学性能に余裕があるのであれば、撮像レンズを構成する全てのレンズの面あるいは一部のレンズの面を球面で形成するようにしてもよい。

【0075】

したがって、本実施の形態に係る撮像レンズを、携帯電話機、デジタルスティルカメラ、携帯情報端末、セキュリティカメラ、車載カメラ、ネットワークカメラ、ＴＶ会議用カメラ、ファイバースコープ、カプセル内視鏡等のカメラに内蔵される撮像光学系に適用した場合、当該カメラの高機能化と小型の両立を図ることができる。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本発明は、撮像レンズとして広い画角とともに良好な収差補正能力が要求されるとともに、周辺環境の温度変化による焦点距離の変動を最小限に抑制したい機器、例えばセキュリティカメラや車載カメラ等に搭載される撮像レンズに適用することができる。また、撮像レンズとして広い画角とともに安価であることが強く要求される機器、例えば携帯電話機、スマートフォン、ネットワークカメラ、カプセル内視鏡等のカメラに内蔵される撮像レンズに適用することができる。

【符号の説明】

【0077】

ＳＴ 開口絞り
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】