CN201440184U - 摄像透镜及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种摄像透镜及摄像装置，该摄像透镜构成为小型且广角，可低成本制作，并具有良好的光学性能。摄像透镜(1)从物侧依次具备：第1透镜(L1)，像侧的面为凹面；负的第2透镜(L2)，像侧的面为凹面，至少一方的面为非球面；第3透镜(L3)，至少一方的面为非球面；正的第4透镜(L4)，像侧的面为凸面，至少一方的面为非球面。光阑配置在第3透镜(L3)和第4透镜(L4)之间。将整个系统的焦距设为f，将第1透镜(L1)的焦距设为f1时，满足下述条件式(1)：15.0＜|f1/f|…(1)。

Description

摄像透镜及摄像装置
技术领域
本实用新型涉及一种摄像透镜及摄像装置，更详细地，涉及适合用于利用CCD(Charge Coupled Device)或CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor)等摄像元件的车载用摄像机、便携终端用摄像机、监视摄像机等的摄像透镜以及具备该摄像透镜的摄像装置。
背景技术
近几年，CCD或CMOS等摄像元件的小型化及高像素化飞速发展。与此同时，具备这些摄像元件的摄像设备主体的小型化也发展，对其所搭载的摄像透镜，除了良好的光学性能以外，也要求小型化、轻量化。
另外，在车载用摄像机或监视摄像机等，例如要求全视场角超过130度的广角的透镜并且具有高耐气候性、小型且高性能的透镜。
在上述领域，作为过去公知的透镜片数少的摄像透镜，例如有在下述专利文献1～3所述的摄像透镜。在专利文献1、2记载有4片结构的摄像透镜，在专利文献3记载有由3片结构的摄像透镜和配置在该物侧的玻璃制保护板构成的透镜组件。
专利文献1：日本专利公开2002-244031号公报
专利文献2：日本专利公开2006-259704号公报
专利文献3：日本专利公开2007-133324号公报
但是，上述领域的摄像装置所利用的摄像透镜为了提高耐气候性而有时最靠近物侧所配置的第1透镜由玻璃透镜构成。一般，第1透镜的口径(也称直径)比其他透镜大，尤其在广角透镜中入射到第1透镜的光线高度大，所以第1透镜的直径必然变大。
然而，若由玻璃透镜构成大直径的第1透镜，则成本变高。在上述领域的摄像透镜中，强烈要求小型、高性能、广角化的同时也要求降低成本。在近几年，其要求变得更加强烈。为了降低成本，需要例如增大制造误差的容许量等的设计。
专利文献1、2所记载的透镜系统，由于其第1透镜的光焦度均大，所以若增大制造误差的容许量则难以稳定地确保性能，其结果难以谋求降低成本。
在专利文献3所记载的透镜组件可期待通过保护板提高耐气候性，但是摄像透镜自身的广角化不充分。
实用新型内容
本实用新型鉴于上述情况，其目的在于提供一种具有良好的光学性能，构成为小型且广角，可低成本制作的摄像透镜以及具备该摄像透镜的摄像装置。
本实用新型的摄像透镜的特征在于，从物侧依次具备：像侧的面为凹面第1透镜、像侧的面为凹面且至少一方的面为非球面的负的第2透镜、至少一方的面为非球面的第3透镜、像侧的面为凸面且至少一方的面为非球面的正的第4透镜，在第3透镜和第4透镜之间配置光阑，将整个系统的焦距设为f，将第1透镜的焦距设为f1时，满足下述条件式(1)。
15.0＜|f1/f|…(1)
另外，上述的“凹面”、“凸面”是关于非球面在近轴区域加以考虑的。
而且，本实用新型的摄像透镜的第1透镜的像侧面为凹面即可，例如作为第1透镜也可以是具有光焦度的弯月形透镜，也可以是物侧的面和像侧的面的曲率半径相等的弯月形透镜，或者也可以是平凹透镜或双凹透镜。
本实用新型的摄像透镜由于是最少4片的较少的透镜片数，所以可低成本且小型地构成。而且，在第2透镜至第4透镜的各透镜设置非球面，如上所述适当地选择各透镜的结构，所以不仅是最少4片的较少的透镜片数，并且可以确保高性能并谋求小型化及广角化。而且，尤其本实用新型的摄像透镜较小地设定第1透镜的光焦度，以便满足条件式(1)，因此，可以较大地设定第1透镜的制造误差及组装误差的容许量，可以廉价地制作。
在本实用新型的摄像透镜中，将第1透镜对d线的折射率设为N1时，优选满足下述条件式(2)。
N1≤1.7…(2)
而且，在本实用新型的摄像透镜中，将第1透镜对d线的阿贝数设为v1时，优选满足下述条件式(3)。
v1＜60…(3)
而且，在本实用新型的摄像透镜中，将第1透镜和第2透镜的合成焦距设为f12，将第3透镜和第4透镜的合成焦距设为f34时，优选满足下述条件式(4)。
0.2＜|f12/f34|＜1.0…(4)
而且，在本实用新型的摄像透镜中，将第2透镜的焦距设为f2时，优选满足下述条件式(5)。
5.0＜|f1/f2|…(5)
而且，在本实用新型的摄像透镜中，第2透镜的像侧的面优选是中心具有负的光焦度、且在有效径端负的光焦度小于中心的形状。
而且，在本实用新型的摄像透镜中，将第2透镜的像侧的面的中心的曲率半径绝对值设为|R4|，将第2透镜的像侧的面在有效径端的曲率半径绝对值设为|RX4|时，优选满足下述条件式(6)。
2.0＜|RX4|/|R4|…(6)
另外，在本实用新型中，“面的有效直径”是指在光学系统相对于光轴旋转对称时通过透镜面的有效光线中的通过最外侧(从光轴离开最远的位置)的光线和该透镜面的交点描绘的圆的直径。在此，有效光线是像的成像所利用的光线，是轴上的有效光线、轴外的有效光线全部包括的光线。从而，在本实用新型中，“面的有效径端”是指与通过透镜面的有效直径内的所有光线中的通过最外侧的光线相交的面上的各点。
而且，在本实用新型中，“中心的曲率半径”是指近轴的曲率半径。
而且，在本实用新型的摄像透镜中，将从第1透镜的物侧的面到像面在光轴上的距离设为L时，优选满足下述条件式(7)。另外，在计算L时，后截距部分设为空气换算长度。
8.0＜L/f＜13.0…(7)
而且，在本实用新型的摄像透镜中，将从最靠近像侧的透镜的像侧的面到像面在光轴上的距离设为Bf时，优选满足下述条件式(8)。另外，Bf相当于后截距，在其计算时利用空气换算长度。
1.0＜Bf/f＜2.5…(8)
而且，在本实用新型的摄像透镜中，将第1透镜的中心厚度设为D1时，优选满足下述条件式(9)。
0.9＜D1…(9)
本实用新型的摄像装置的特征在于，具备上述记载的本实用新型的摄像透镜。
根据本实用新型，在最少4片的透镜系统中，设置非球面而适当地设定各透镜的形状及光焦度、光阑的位置等结构，使得满足条件式(1)，所以可以提供具有良好的光学性能、构成为小型且广角、可以低成本制作的摄像透镜以及具备该摄像透镜的摄像装置。
附图说明
图1是本实用新型的一实施方式所涉及的摄像透镜的光路图。
图2是用于说明第1透镜的面形状的图。
图3是表示本实用新型的实施例1的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图4是表示本实用新型的实施例2的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图5是表示本实用新型的实施例3的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图6是表示本实用新型的实施例4的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图7是表示本实用新型的实施例5的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图8是表示本实用新型的实施例6的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图9是表示本实用新型的实施例7的摄像透镜的透镜结构的剖面图。
图10(A)～图10(E)是本实用新型的实施例1的摄像透镜的各像差图。
图11(A)～图11(E)是本实用新型的实施例2的摄像透镜的各像差图。
图12(A)～图12(E)是本实用新型的实施例3的摄像透镜的各像差图。
图13(A)～图13(E)是本实用新型的实施例4的摄像透镜的各像差图。
图14(A)～图14(E)是本实用新型的实施例5的摄像透镜的各像差图。
图15(A)～图15(E)是本实用新型的实施例6的摄像透镜的各像差图。
图16(A)～图16(E)是本实用新型的实施例7的摄像透镜的各像差图。
图17是用于说明本实用新型的实施方式所涉及的车载用摄像装置的配置的图。
图18是表示本实用新型的实施方式所涉及的车外摄像机的简要结构的分解立体图。
图19是表示本实用新型的实施方式所涉及的监视摄像机的简要结构的立体图。
图中：1-摄像透镜，2-轴上光束，3、4-轴外光束，5-摄像元件，11、12-遮光机构，100-汽车，101、102-车外摄像机，103-车内摄像机，Di(i＝1、2、3、…)-第i面和第i+1面在光轴上的面间隔，Pim-成像位置，L1-第1透镜，L2-第2透镜，L3-第3透镜，L4-第4透镜，PP-光学部件，Sim-像面，St-孔径光阑，Z-光轴。
具体实施方式
以下，参照附图对本实用新型的实施方式详细地进行说明。
[摄像透镜的实施方式]
在图1表示本实用新型的一实施方式所涉及的摄像透镜1的透镜剖面图。在图1中，图的左侧为物侧，右侧为像侧，也一起表示来自位于无限远距离的物点的轴上光束2、在全视场角2ω下的轴外光束3、4。
在图1中，考虑摄像透镜1适用于摄像装置的情况，也图示有配置在包含摄像透镜1的像点Pim的像面Sim的摄像元件5。摄像元件5将由摄像透镜1形成的光学像变换成电信号，例如，可使用CCD图像传感器或CMOS图像传感器等。
另外，将摄像透镜1适用于摄像装置时，根据装载透镜的摄像机侧的结构，优选设置盖玻璃、低通滤光片或红外线截止滤光片等，在图1中表示将设想这些的平行平板状光学部件PP配置在最靠近像侧的透镜和摄像元件5(像面Sim)之间的例子。
摄像透镜1从物侧依次具备：像侧的面为凹面的第1透镜L1、像侧的面为凹面且至少一方的面为非球面的负的第2透镜L2、至少一方的面为非球面的第3透镜L3、孔径光阑St、像侧的面为凸面且至少一方的面为非球面的正的第4透镜L4。另外，图1中的孔径光阑St不表示其形状或大小，而表示其在光轴Z上的位置。
摄像透镜1通过由4片的较少的透镜片数构成，可以谋求降低成本的同时谋求光轴方向总长的小型化。而且，通过将第2透镜L2至第4透镜L4的各透镜设为至少单面为非球面的非球面透镜，从而是4片的较少透镜片数且可以得到校正球面像差、像面弯曲、彗形像差的良好的像。
在摄像透镜1中，将第1透镜L1的像侧的面设为凹面。假设若将第1透镜L1的像侧的面设为凸面，则难以使第1透镜L1具有负的光焦度，所以难以广角化，或者在进行了广角化的情况下由于周边的光线入射到第1透镜L1时的角度变大且反射率变大而使周边光量比下降。通过将第1透镜L1的像侧的面设为凹面，容易广角化的同时也可控制光线对面的入射角，可防止周边光量比的下降。
通过将第4透镜L4设为将凸面朝向像侧的且具有正的光焦度的透镜，可良好地校正像面弯曲。
通过在第3透镜L3和第4透镜L4之间设置孔径光阑St，可将透镜系统的直径方向小型化。
另外，摄像透镜1在设整个系统的焦距为f、设第1透镜的焦距为f1时，按满足下述条件式(1)的方式构成。
15.0＜|f1/f|…(1)
通过满足条件式(1)，可以相对于整个系统的光焦度减小第1透镜L1的光焦度，可以减缓第1透镜L1对性能的灵敏度。由此，可以增大制造误差及组装误差的容许量，因此可廉价制作。
而且，通过第1透镜L1满足条件式(1)，将第2透镜L2设为具有负的光焦度的透镜，可将系统整体广角化。
在车载摄像机或监视摄像机等用途中，优选最靠近物侧所配置的第1透镜L1使用坚硬且耐抗冲击的材质。在本实用新型中，减小第1透镜L1的光焦度，以便第1透镜L1满足条件式(1)，因此，在使用如后述的条件式(3-2)、(3-3)的阿贝数小的材质时，也可以抑制色像差的恶化。即，在本实用新型中，第1透镜L1的材质的选择幅度大，可以使用低成本的材质廉价制作耐抗各种冲击的透镜。而且，在第1透镜L1的材质使用塑料时也可以选择坚硬、耐抗各种冲击的材质，且容易廉价制作出耐抗冲击的透镜。
另外，通过减小第1透镜L1的光焦度，可以减缓第1透镜L1的位置精度，容易更换第1透镜L1。例如，第1透镜L1因划痕或药品等受到损坏时，可以更换第1透镜L1而再生透镜系统，且这时的透镜更换变得容易。
而且，通过减小第1透镜L1的光焦度，作为第1透镜L1的材质使用塑料时，与第1透镜L1具有大的光焦度相比，也可以减少由温度变化造成的性能变化的影响。从而，根据本实用新型，有利于塑料的使用，更容易谋求降低成本。
其次，对本实用新型的实施方式所涉及的摄像透镜优选具有的结构和其作用效果进行说明。另外，作为优选的状态也可以是以下任意1个结构或者任意2个以上的结构的组合。
将整个系统的焦距设为f，将第1透镜的焦距设为f1时，为了更廉价制作第1透镜L1，优选满足下述条件式(1-2)。
50.0＜|f1/f|…(1-2)
通过满足条件式(1-2)，第1透镜L1的光焦度变得更小，可以进一步增大制造误差及组装误差的容许量，可以进一步廉价制作。
将第1透镜L1的材质对d线的折射率设为N1时，优选满足下述条件式(2)。
N1≤1.7…(2)
通过满足条件式(2)可选择廉价的材质，因此，可廉价制作第1透镜。
而且，将第1透镜L1的材质对d线的阿贝数设为v1时，优选满足下述条件式(3)。
v1＜60…(3)
若成为条件式(3)的上限以上，则透镜材质变成高价而成为成本上升的原因。
此时，优选第1透镜L1的材质对d线的阿贝数v1满足下述条件式(3-1)。
v1＜50…(3-1)
通过选择第1透镜L1的阿贝数，以便满足条件式(3-1)的上限，作为第1透镜L1的材质可选择更坚硬的材质，例如，可以制作在作为车载摄像机或监视摄像机用透镜而使用时所要求的耐冲击性良好的透镜。
而且，更优选第1透镜L1的材质对d线的阿贝数v1满足下述条件式(3-2)。
20＜v1＜45…(3-2)
通过选择第1透镜L1的阿贝数，以便满足条件式(3-2)的上限，作为第1透镜L1的材质使用塑料时也可以选择坚硬的材质，例如，可以制作作为车载摄像机或监视摄像机用透镜而使用时所要求的耐冲击性良好的透镜。通过选择第1透镜L1的阿贝数，以便满足条件式(3-2)的下限，可抑制色像差的发生。而且，可以抑制材料的成本，可更加廉价制作透镜系统。
另外，更加优选第1透镜L1的材质对d线的阿贝数v1满足下述条件式(3-3)。
23＜v1＜35…(3-3)
通过选择第1透镜L1的阿贝数，以便满足条件式(3-3)的上限，作为第1透镜L1的材质可选择更廉价且坚硬的材质，例如，可廉价制作在作为车载摄像机或监视摄像机用透镜而使用时所要求的耐冲击性良好的透镜。通过选择第1透镜L1的阿贝数，以便满足条件式(3-3)的下限，从而可以进一步抑制色像差的发生。而且，可以进一步抑制材料的成本，可更加廉价制作透镜系统。
而且，将第1透镜L1和上述第2透镜L2的合成焦距设为f12，将第3透镜L3和第4透镜L4的合成焦距设为f34时，优选满足下述条件式(4)。
0.2＜|f12/f34|＜1.0…(4)
若成为条件式(4)的上限以上，则难以实现广角化。若成为条件式(4)的下限以下，则难以良好地校正彗形像差。
另外，更加优选满足下述条件式(4-2)。
0.3＜|f12/f34|＜0.5…(4-2)
若满足条件式(4-2)的上限，则更加容易实现广角化。若满足条件式(4-2)的下限，则更加容易良好地校正彗形像差。
而且，将第1透镜L1的焦距设为f1，将第2透镜L2的焦距设为f2时，优选满足下述条件式(5)。
5.0＜|f1/f2|…(5)
若成为条件式(5)的下限以下，则第1透镜L1的光焦度变大，难以廉价制作透镜系统。
另外，更优选满足下述条件式(5-2)。
30.0＜|f1/f2|…(5-2)
若满足条件式(5-2)的下限，则可以进一步减小第1透镜L1的光焦度，可以更加廉价地制作透镜系统。
优选第1透镜L1的物侧的面形状为凸面或者平面。
将第1透镜L1的物侧的面设为凸面时，可以捕获来自宽的视场角的光线。而且，可以抑制宽视场角的光线入射到透镜系统时的反射率。
而且，也可制作如鱼眼透镜那样的最大视场角超过180度的透镜。
将第1透镜L1的物侧的面设为平面时，可以捕获来自宽的视场角的光线的同时，可更加廉价制作第1透镜L1。
将第1透镜L1的物侧的面的曲率半径设为R1，将第1透镜L1的像侧的面的曲率半径设为R2时，优选|R1/R2|为1.0以上。通过将|R1/R2|设为1.0以上，容易将透镜系统广角化。
而且，优选|R1/R2|为5.0以上。若将|R1/R2|设为5.0以上，则更加容易将透镜系统广角化。
作为第2透镜L2的形状，优选第2透镜L2的像侧的面是中心具有负的光焦度、且在有效径端负的光焦度小于中心的形状。通过将第2透镜L2的像侧的面设为这种形状，广角化的同时可以良好地校正畸变。
而且，将第2透镜L2的像侧的面的中心的曲率半径绝对值设为|R4|，将第2透镜L2的像侧的面在有效径端的曲率半径绝对值设为|RX4|时，优选满足下述条件式(6)。通过满足条件式(6)，可良好地校正畸变。
2.0＜|RX4|/|R4|…(6)
一边参照图2一边对第2透镜L2的像侧的面的上述形状进行说明。图2是摄像透镜1的光路图，但是为了避免图的复杂化省略了一部分符号的图示。在图2中，点Q4是第2透镜L2的像侧的面的中心，是第2透镜L2的像侧的面和光轴Z的交点。图2的点X4是第2透镜L2的像侧的面的有效径端的点，是第2透镜L2的像侧的面和轴外光束3所包含的最外侧的光线6的交点。
此时，如图2所示，将在点X4的透镜面的法线和光轴Z的交点设为点P4，将连接点X4和点P4的线段的长度|X4-P4|定义为在点X4的曲率半径绝对值|RX4|。即，定义为|X4-P4|＝|RX4|。这样，将连接透镜面的各点与在该各点的透镜面的法线和光轴的交点的线段的长度定义为在各点的曲率半径绝对值。同样地，将在透镜面的中心的点Q4的曲率半径设为R4(在图2中未图示)，将其绝对值设为|R4|。
上述第2透镜L2的像侧的面的“中心具有负的光焦度、且在有效径端负的光焦度小于中心的形状”表示包含点Q4的近轴区域为凹形状，点P4比点Q4更位于像侧，|RX4|比|R4|大的形状。
另外，优选第2透镜L2的像侧的面设为随着向周边延伸而负的光焦度减小的形状。该第2透镜L2的像侧的面的“随着向周边延伸而负的光焦度减小的形状”即表示点P4比点Q4更位于像侧，沿着透镜面随着从点Q4向点X4延伸在透镜面的各点的曲率半径绝对值增大。
在图2中，为了帮助理解用双点划线描绘以|R4|为半径并通过点Q4且以光轴上的点为中心的圆CQ4，用虚线描绘以|RX4|为半径并通过点X4且以光轴上的点为中心的圆CX4。圆CX4成为比圆CQ4大的圆，明示出|R4|＜|RX4|。
另外，优选第2透镜L2的像侧的面的形状满足下述条件式(6-2)，通过这样构成，从而可以更良好地校正畸变。
2.2＜|RX4|/|R4|…(6-2)
优选第3透镜L3为弯月形透镜。
优选第3透镜L3的物侧的面是中心具有正的光焦度、且随着向周边延伸而正的光焦度减小的形状。通过将第3透镜L3的物侧的面设为这种形状，可良好地校正像面弯曲。
第3透镜L3的物侧的面的上述形状与使用图2说明的第2透镜L2的像侧的面的形状同样，可以如下认为。在透镜剖面图中，将第3透镜L3的物侧的面的有效径端设为点X5，将在该点的法线和光轴Z的交点设为点P5时，将连接点X5和点P5的线段的长度|X5-P5|设为在点X5的曲率半径绝对值|RX5|。而且，将第3透镜L3的物侧的面和光轴Z的交点、即第3透镜L3的物侧的面的中心设为点Q5。
第3透镜L3的物侧的面的“中心具有正的光焦度、且随着向周边延伸而正的光焦度减小的形状”表示包含点Q5的近轴区域为凸形状，点P5比点Q5更位于像侧，沿着透镜面随着从点Q5向点X5延伸在透镜面的各点的曲率半径绝对值增大。
而且，优选第3透镜L3的物侧的面设为在有效径端正的光焦度小于中心的形状。该第3透镜L3的物侧的面的“在有效径端正的光焦度小于中心的形状”即表示在点X5的曲率半径绝对值|RX5|大于在点Q5的曲率半径绝对值|R5|的形状。
优选|RX5|大于|R5|的1.1倍，即，1.1＜|RX5|/|R5|，在此时容易进行像面弯曲的校正。
优选第3透镜L3的像侧的面是中心具有负的光焦度、且随着向周边延伸而负的光焦度变大的形状。通过将第3透镜L3的像侧的面设为这种形状，可以良好地校正球面像差。
第3透镜L3的像侧的面的上述形状与利用图2说明的第2透镜L2的像侧的面的形状同样，可如下认为。在透镜剖面图中，将第3透镜L3的像侧的面的有效径端设为点X6，将在该点的法线和光轴Z的交点设为点P6时，将连接点X6和点P6的线段的长度|X6-P6|设为在点X6的曲率半径绝对值|RX6|。而且，将第3透镜L3的像侧的面和光轴Z的交点即第3透镜L3的像侧的面的中心设为点Q6。
第3透镜L3的像侧的面的“中心具有负的光焦度、且随着向周边延伸而负的光焦度增大的形状”表示包含点Q6的近轴区域为凹形状，点P6比点Q6位于像侧，沿着透镜面随着从点Q6向点X6延伸在透镜面的各点的曲率半径绝对值减小。
而且，优选第3透镜L3的像侧的面设为在有效径端负的光焦度大于中心的形状。该第3透镜L3的像侧的面的“在有效径端负的光焦度大于中心的形状”即表示在点X6的曲率半径绝对值|RX6|小于在点Q6的曲率半径绝对值|R6|的形状。
优选|RX6|小于|R6|的0.9倍，即，|RX6|/|R6|＜0.9，在此时容易进行球面像差的校正。
优选第4透镜L4的物侧的面是中心具有正的光焦度、且随着向周边延伸而正的光焦度变弱的形状。通过将第4透镜L4的物侧的面设为这种形状，可以良好地校正球面像差和像面弯曲。
第4透镜L4的物侧的面的上述形状与利用图2而说明的第2透镜L2的像侧的面的形状同样，可以如下认为。在透镜剖面图中，将第4透镜L4的物侧的面的有效径端设为点X8，将在该点的法线和光轴Z的交点设为点P8时，将连接点X8和点P8的线段的长度|X8-P8|设为在点X8的曲率半径绝对值|RX8|。而且，将第4透镜L4的物侧的面和光轴Z的交点即第4透镜L4的物侧的面的中心设为点Q8。
第4透镜L4的物侧的面的“中心具有正的光焦度、且随着向周边延伸而正的光焦度减小的形状”表示包含点Q8的近轴区域为凸形状，点P8比点Q8更位于像侧，沿着透镜面随着从点Q8向点X8延伸在透镜面的各点的曲率半径绝对值增大。
而且，优选第4透镜L4的物侧的面设为在有效径端正的光焦度小于中心的形状。该第4透镜L4的物侧的面的“在有效径端正的光焦度小于中心的形状”即表示在点X8的曲率半径绝对值|RX8|大于在点Q8的曲率半径绝对值|R8|的形状。
优选|RX8|大于|R8|的1.1倍，即，1.1＜|RX8|/|R8|，在此时容易进行球面像差和像面弯曲的校正。
优选第4透镜L4的像侧的面是中心具有正的光焦度、且随着向周边延伸而正的光焦度减小的形状。通过将第4透镜L4的像侧的面设为这种形状，可以良好地校正球面像差和像面弯曲。
第4透镜L4的像侧的面的上述形状与利用图2说明的第2透镜L2的像侧的面的形状同样，可如下认为。在透镜剖面图中，将第4透镜L4的像侧的面的有效径端设为点X9，将在该点的法线和光轴Z的交点设为点P9时，将连接点X9和点P9的线段的长度|X9-P9|设为在点X9的曲率半径绝对值|RX9|。而且，将第4透镜L4的像侧的面和光轴Z的交点即第4透镜L4的物侧的面的中心设为点Q9。
第4透镜L4的像侧的面的“中心具有正的光焦度、且随着向周边延伸而正的光焦度减小的形状”表示包含点Q9的近轴区域为凸形状，点P9比点Q9更位于物侧，沿着透镜面随着从点Q9向点X9延伸在透镜面的各点的曲率半径绝对值增大。
而且，优选第4透镜L4的像侧的面设为在有效径端正的光焦度小于中心的形状。该第4透镜L4的像侧的面的“在有效径端正的光焦度小于中心的形状”即表示在点X9的曲率半径绝对值|RX9|大于在点Q9的曲率半径绝对值|R9|的形状。
优选|RX9|大于|R9|的1.4倍，即，1.4＜|RX9|/|R9|，在此时容易进行球面像差和像面弯曲的校正。
而且，将从第1透镜L1的物侧的面到像面的光轴上的距离设为L，将整个系统的焦距设为f时，优选满足下述条件式(7)。另外，在计算L时，后截距部分设为空气换算长度。即，在最靠近像侧的透镜和像面Sim之间具有盖玻璃或滤光片等时，后截距部分利用空气换算的值。
8.0＜L/f＜13.0…(7)
若成为条件式(7)的上限以上，则可以容易实现广角化，但透镜系统变得大型化。若成为条件式(7)的下限以下，则可将透镜系统小型化，但难以实现广角化。
为了进一步进行广角化和小型化，更优选满足下述条件式(7-2)。通过满足条件式(7-2)的上限，可将透镜系统更加小型化。通过满足条件式(7-2)的下限，容易将透镜系统更广角化。
9.0＜L/f＜12.0…(7-2)
优选上述L为13mm以下，通过将L设为13mm以下，可将透镜系统小型化。为了将透镜系统进一步小型化，优选将L设为12mm以下。
将从最靠近像侧的透镜(在图1所示的例中为第4透镜L4)的像侧的面到像面Sim的光轴上的距离设为Bf，将整个系统的焦距设为f时，优选满足下述条件式(8)。另外，Bf相当于后截距，在其计算时利用空气换算长度。即，在最靠近像侧的透镜和像面Sim之间具有盖玻璃或滤光片等时利用空气换算的值。
1.0＜Bf/f＜2.5…(8)
若成为条件式(8)的上限以上，则透镜系统会大型化。若成为条件式(8)的下限以下，则后截距变短，在透镜系统和摄像元件5(像面Sim)之间难以插入各种滤光片或盖玻璃等。
另外，更优选满足下述条件式(8-2)。若满足条件式(8-2)的上限，则可将透镜系统更小型化。若满足条件式(8-2)的下限，则更加容易加长后截距。
1.5＜Bf/f＜2.0…(8-2)
另外，优选Bf设为1.5mm以上。通过将Bf设为1.5mm以上，容易在透镜系统和摄像元件5(像面Sim)之间插入各种滤光片或盖玻璃。
将第1透镜L1的中心厚度设为D1时，优选满足下述条件式(9)。通过满足条件式(9)，可以增强第1透镜L1的强度。
0.9＜D1…(9)
为了进一步增强第1透镜L1的强度，优选满足下述条件式(9-2)。
1.5＜D1…(9-2)
为了进一步增强第1透镜L1的强度，优选满足下述条件式(9-3)。
1.8＜D1…(9-3)
将整个系统的焦距设为f，将第1透镜L1的中心厚度设为D1时，优选满足下述条件式(10)。
0.7＜D1/f＜2…(10)
通过满足条件式(10)的上限，可将透镜系统小型化。通过满足条件式(10)的下限，可以使第1透镜L1不容易破裂。
将整个系统的焦距设为f，将第2透镜L2中心厚度设为D3时，优选满足下述条件式(11)。
0.9＜D3/f＜2…(11)
通过满足条件式(11)的上限，可将透镜系统小型化。若成为条件式(11)的下限以下，则透镜系统变薄，变得难以制造或者成为成本上升的原因。
将整个系统的焦距设为f，将从第1透镜L1的像侧的面到第2透镜L2的物侧的面在光轴上的距离设为D2时，将第2透镜L2的中心厚度设为D3时，优选满足下述条件式(12)。
1.0＜(D2+D3)/f＜3.5…(12)
若成为条件式(12)的上限以上，则透镜系统会大型化。若成为条件式(12)的下限以下，则难以实现广角化。
将整个系统的焦距设为f，将第2透镜L2的焦距设为f2时，优选满足下述条件式(13)。
-1.5＜f2/f＜-0.5…(13)
若成为条件式(13)的上限以上，则第2透镜L2的光焦度变得过大，对偏心的制造误差及组装误差的容许量减少，变得难以组装或成为成本上升的主要原因。若成为条件式(13)的下限以下，则难以广角化。
优选摄像透镜1的全视场角为130°以上。通过将全视场角设为130°以上，例如，在作为车载摄像机用透镜或监视摄像机用透镜用而使用时也成为充分的视场角。
优选第2透镜L2对d线的阿贝数为40以上，由此可以抑制色像差的发生，得到良好的像。
优选第3透镜L3对d线的阿贝数为29以下，由此可良好地校正倍率色像差。另外，将第3透镜L3对d线的阿贝数设为26以下时，可更加良好地校正倍率色像差。而且，将第3透镜L3对d线的阿贝数设为25以下时，可将倍率色像差抑制为最小限。
优选第4透镜L4对d线的阿贝数为40以上，由此可控制色像差的发生而得到良好的像。
优选第1透镜L1的材质为塑料。通过将第1透镜L1的材质设为塑料，可将透镜系统廉价且轻量地构成的同时，在第1透镜L1设置非球面时可以准确地制作非球面形状，所以可以制作良好的性能的透镜。
而且，塑料与玻璃相比强度差，但是具有相对冲击难以破裂的性质，所以将第1透镜L1设为塑料透镜时，相对各种冲击可使透镜难以破裂。
在将第1透镜L1设为塑料透镜时，优选在第1透镜L1的物侧的面施加提高第1透镜L1的耐气候性的措施。作为提高耐气候性的措施例如优选为硬涂层。而且，通过硬涂层等优选施加提高透镜系统的对冲击的强度、耐划摩性、耐药品性的措施。
也可以在第1透镜L1的物侧的面施加疏水涂层。通过疏水涂层，即使在雨天使用时也难以附着水滴且难以附着污垢等。或者，也可以在第1透镜L1的物侧的面施加亲水涂层。通过亲水涂层，即使淋上水等的液体时也可以减少水渍，难以生成水滴，可确保透明感的同时，在存在污垢时也可以自然地冲洗污垢而确保良好的视野。
本实用新型的实施方式所涉及的摄像透镜为广角透镜，设想例如130°以上的全视场角，所以在第1透镜L1的物侧的面的周边部光线的入射角大。因此，优选在第1透镜物侧的面施加波长依赖性少的涂层。
第1透镜L1的像侧的面，在中心部面的法线和光轴Z所成的角小，但是在周边部面的法线和光轴Z所成的角大，所以在中心部和周边部反射率之差增大，存在成为重像的原因的忧虑。因此，优选在第1透镜L1的像侧的面施加波长依赖性少的涂层。
另外，就单层涂层而言，若与企图在规定的波长范围防止反射的多涂层相比，则在该多涂层的极限波长及其附近而反射率对波长的变化缓慢。由此，第1透镜L1的物侧的面和第1透镜L1的像侧的面的至少任意一方的面的涂层也可以是单层涂层。
作为第1透镜L1的具体的材质，例如优选使用丙烯酸、聚烯烃类材质、聚碳酸酯类材质、环氧树脂、PET(聚对苯二甲酸乙二酯(Polyethylene terephthalate))、PES(聚醚砜(Poly EtherSulphone))，通过使用这些可以制作廉价制作第1透镜L1。
另外，聚碳酸酯在塑料中为比较坚硬的材质，但阿贝数小，双折射也大，因此若在大光焦度的负的透镜使用，则色像差或双折射增大，难以得到良好的像。但是，如本实用新型通过减小第1透镜L1的光焦度，在第1透镜L1使用聚碳酸酯时也可以抑制色像差或双折射的影响，可确保良好的性能并廉价制作耐冲击性良好的透镜。
在将第1透镜L1的材质设为聚碳酸酯类时，优选在第1透镜L1的物侧的面施加硬涂层。通过施加硬涂层可以使第1透镜L1更加坚硬，可以制作耐划摩的透镜的同时，也可以提高第1透镜L1的耐药品性。
在第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4的任意一个或者在这些中的任意多个组合中，优选将其材质设为塑料。通过将材质设为塑料，可廉价且轻量地构成透镜系统的同时，在设置非球面时可以准确地制作非球面形状，因此可制作良好的性能的透镜。
在第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4中的至少任一个使用塑料材质时，作为该材质也可使用在塑料混合小于光波长的粒子的所谓纳米复合材料。
另外，也可以将第1透镜L1的材质设为玻璃。摄像透镜1例如在车载用摄像机或监视摄像机用等的严格的环境中使用时，配置在最靠近物侧的第1透镜L1要求使用耐抗由风雨引起的表面劣化、由直射日光引起的温度变化，且耐油脂、洗涤剂等化学药品的材质，即，耐气候性、耐水性、耐酸性、耐药品性等高的材质，而且，有时要求使用坚硬、难以破裂的材质。通过将材质设为玻璃，可以满足这些要求。
作为第1透镜L1的具体的玻璃材质，例如可以使用brosilicate类玻璃(硼硅酸玻璃)、白板玻璃、蓝板玻璃，在使用这些时可以廉价制作第1透镜L1。
在第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4中的任一个或者在这些中的任意多个组合中，也可以将该材质设为玻璃。通过将材质设为玻璃，可抑制由温度变化引起的性能劣化。
优选在第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4中的至少任一个，其材质的玻璃化转变温度(Tg)为145℃以上，更优选为150℃以上。通过使用玻璃化转变温度为150℃以上的材质，可制作耐热性良好的透镜。
另外，根据摄像透镜1的用途，也可以在透镜系统和摄像元件5之间插入截止从紫外光到蓝色光的滤光片、或者截止红外光的IR(InfraRed)截止滤光片。
在图1中，表示在透镜系统和摄像元件5之间配置设想各种滤光片等的光学部件PP的例子，但取代此也可以在各透镜之间配置这些各种滤光片。或者，也可以在摄像透镜1具有的任意透镜的透镜面施加具有与各种滤光片同样的作用的涂层。
另外，通过各透镜间的有效直径外的光束成为杂散光而到达像面，存在成为重像的忧虑，所以根据需要优选设置遮断该杂散光的遮光机构。作为该遮光机构，例如可以在透镜的有效直径外的部分施加不透明的涂料或设置不透明的板材。而且，也可以在成为杂散光的光束的光路设置不透明的板材而作为遮光机构。或者，也可以在最靠近物侧的透镜的更靠物侧配置遮断杂散光的如遮光罩的部件。作为一例，在图1中表示将遮光机构11、12分别设置在第1透镜L1、第2透镜L2的像侧的面的有效直径外的例子。另外，设置遮光机构的部位不限于图1所示的例，也可配置在其他透镜或透镜之间。
而且，也可以在各透镜之间以周边光量比在实用上没有问题的范围配置遮断周边光线的部件。周边光线是在来自光轴Z外的物点的光线中通过光学系统的入瞳的周边部分的光线。这样，通过配置遮断周边光线的部件，可以提高成像区域周边部的图像质量。而且，通过用该部件遮断产生重像的光，从而可以减少重像。
[摄像透镜的数值实施例]
接着，对本实用新型的摄像透镜的数值实施例进行说明。将实施例1～实施例7的摄像透镜的透镜剖面图分别示于图3～图9。在图3～图9中，图的左侧为物侧，右侧为像侧，与图1同样也一并示出孔径光阑St、光学部件PP、配置在像面Sim的摄像元件5。各图的孔径光阑St不表示其形状或大小，而是表示其在光轴Z上的位置。在各实施例中，透镜剖面图的符号Ri、Di(i＝1、2、3、…)对应于在以下说明的透镜数据的Ri、Di。
将实施例1所涉及的摄像透镜的透镜数据及各种数据示在表1，将非球面数据示在表2，将有关曲率半径的数据示在表3。同样地，将实施例2～7所涉及的摄像透镜的透镜数据及各种数据、非球面数据分别示在表4～表21。在以下，举实施例1为例而对表中的符号的意义进行说明，但对实施例2～7也基本相同。
在表1的透镜数据中，Si表示将最靠近物侧的结构要素的面作为第1而随着朝向像侧依次增加的第i(i＝1、2、3、…)面的号码，Ri表示第i面的曲率半径，Di表示第i面和第i+1面的光轴Z上的面间隔。另外，曲率半径的符号将朝物侧凸的情况设为正，将朝像侧凸的情况设为负。
而且，在透镜数据中，Ndj表示将最靠物侧的透镜作为第1而随着朝向像侧依次增加的第j(j＝1、2、3、…)光学要素对d线(波长587.6nm)的折射率，vdj表示第j光学要素对d线的阿贝数。另外，在透镜数据中，也包括孔径光阑St和光学部件PP表示，在相当于孔径光阑St的面的曲率半径的栏记载有(孔径光阑)的语句。
在表1的各种数据中，Fno.为F数，2ω为全视场角，IH为在像面Sim上的最大像高，Bf为从最靠近像侧的透镜的像侧的面到像面的在光轴Z上的距离(相当于后截距、空气换算长度)，L为从第1透镜L1的物侧的面到像面Sim的光轴Z上的距离(后截距部分为空气换算长度)，f为整个系统的焦距，f1为第1透镜L1的焦距，f2为第2透镜L2的焦距，f3为第3透镜L3的焦距，f4为第4透镜L4的焦距，f12为第1透镜L1和第2透镜L2的合成焦距，f34为第3透镜L3和第4透镜L4的合成焦距。
在表1的透镜数据中，在非球面的面号码附加有*号，作为非球面的曲率半径表示光轴附近的曲率半径(中心的曲率半径)的数值。在表2的非球面数据表示非球面的面号码、有关各非球面的非球面系数。表2的非球面数据的数值的“E-0n”(n：整数)表示“×10-n”，“E+00”表示“×100”。另外，非球面系数为由以下式(A)表示的非球面式中的各系数KA、RBm(m＝3、4、5、…15)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑RBm·hm…(A)
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂到非球面顶点相切的垂直于光轴的平面的垂线长度)
h：高度(从光轴到透镜面的距离)
C：近轴曲率半径的倒数
KA、RBm：非球面系数(m＝3、4、5、…15)
在有关表3的曲率半径的数据中，使用上述的说明的符号表示面号码、有效径端的曲率半径绝对值、有效径端的曲率半径与中心的曲率半径之比的绝对值。例如，|RX4|是第2透镜L2的像侧的面(第4面)的有效径端的曲率半径绝对值，|RX4|/|R4|是第2透镜L2的像侧的面(第4面)的有效径端的曲率半径绝对值与中心的曲率半径绝对值之比。同样，|RX5|是第3透镜L3的物侧的面的有效径端的曲率半径绝对值，|RX5|/|R5|是第3透镜L3的物侧的面的有效径端的曲率半径绝对值与中心的曲率半径绝对值之比。|RX6|是第3透镜L3的像侧的面的有效径端的曲率半径绝对值，|RX6|/|R6|是第3透镜L3的像侧的面的有效径端的曲率半径绝对值与中心的曲率半径绝对值之比。|RX8|是第4透镜L4的物侧的面的有效径端的曲率半径绝对值，|RX8|/|R8|是第4透镜L4的物侧的面的有效径端的曲率半径绝对值与中心的曲率半径绝对值之比。|RX9|是第4透镜L4的像侧的面的有效径端的曲率半径绝对值，|RX9|/|R9|是第4透镜L4的像侧的面的有效径端的曲率半径绝对值与中心的曲率半径绝对值之比。
另外，在表1～表3记载有以规定的位数取整的数值。作为各数值的单位对表1的2ω使用“度”，对长度使用“mm”。但是，这是一例，光学系统即使进行比例放大或比例缩小也可以得到同等的光学性能，所以也可使用其他适当的单位。
[表1]
实施例1透镜数据
  Si   Ri   Di   Ndj   vdj
  1   12.20   1.00   1.49   57.6
  2   10.00   1.61
  Si   Ri   Di   Ndj   vdj
  3   200.00   1.20   1.53   55.2
  4*   0.77   1.62
  5*   1.65   2.12   1.61   25.5
  6*   6.78   0.15
  7   (孔径光阑)   0.22
  8*   3.91   2.00   1.53   55.2
  9*   -1.20   1.00
  10   ∞   0.50   1.52   64.2
  11   ∞   0.48
  像面   -
实施例1各种数据
  Fno.   2.8
  2ω   153.8
  IH   2.25
  Bf   1.81
  L   11.73
  f   1.03
  f1   -132.89
  f2   -1.45
  f3   3.06
  f4   2.00
  Fno.   2.8
  f12   -1.45
  f34   3.00
[表2]
实施例1非球面数据
Figure G2009201555365D00231
[表3]
实施例1关于曲率半径的数据
[表4]
实施例2透镜数据
Figure G2009201555365D00233
Figure G2009201555365D00241
实施例2各种数据
  Fno.   2.8
  2ω   153.6
  IH   2.25
  Bf   1.79
  L   10.74
  f   1.01
  f1   5547.29
  Fno.   2.8
  f2   -1.44
  f3   3.12
  f4   1.98
  f12   -1.46
  f34   3.01
[表5]
实施例2非球面数据
Figure G2009201555365D00251
[表6]
实施例2关于曲率半径的数据
Figure G2009201555365D00252
[表7]
实施例3透镜数据
Figure G2009201555365D00253
Figure G2009201555365D00261
实施例3各种数据
  Fno.   2.8
  2ω   156.6
  Fno.   2.8
  IH   2.25
  Bf   1.85
  L   11.93
  f   1.05
  f1   -120.10
  f2   -1.46
  f3   3.00
  f4   2.04
  f12   -1.45
  f34   3.02
[表8]
实施例3非球面数据
Figure G2009201555365D00262
Figure G2009201555365D00271
[表9]
实施例3关于曲率半径的数据
Figure G2009201555365D00272
[表10]
实施例4透镜数据
  Si   Ri   Di   Ndj   vdj
  1   44.54   2.00   1.58   30.2
  2   25.00   0.76
  3   200.00   1.20   1.53   55.2
  4*   0.78   1.61
  5*   1.69   2.12   1.63   23.6
  6*   7.58   0.16
  7   (孔径光阑)   0.23
  8*   4.29   2.00   1.53   55.2
  9*   -1.22   1.00
  Si   Ri   Di   Ndj   vdj
  10   ∞   0.50   1.52   64.2
  11   ∞   0.52
  像面  -
实施例4各种数据
  Fno.   2.8
  2ω   159.0
  IH   2.25
  Bf   1.85
  L   11.93
  f   1.05
  f1   -101.46
  f2   -1.46
  f3   3.00
  f4   2.04
  f12   -1.45
  f34   3.02
[表11]
实施例4非球面数据
Figure G2009201555365D00281
Figure G2009201555365D00291
[表12]
实施例4关于曲率半径的数据
[表13]
实施例5透镜数据
  Si   Ri   Di   Ndj   vdj
  1   ∞   1.20   1.58   30.2
  2   500.00   0.15
  Si   Ri   Di   Ndj   vdj
  3   200.00   1.20   1.53   55.2
  4*   0.77   1.62
  5*   1.65   2.12   1.61   25.5
  6*   6.78   0.15
  7   (孔径光阑)   0.22
  8*   3.91   2.00   1.53   55.2
  9*   -1.20   1.00
  10   ∞   0.50   1.52   64.2
  11   ∞   0.48
  像面   -
实施例5各种数据
  Fno.   2.8
  2ω   159.6
  IH   2.25
  Bf   1.81
  L   10.46
  f   1.03
  f1   -856.69
  f2   -1.45
  f3   3.06
  f4   2.00
  Fno.   2.8
  f12   -1.45
  f34   3.00
[表14]
实施例5非球面数据
Figure G2009201555365D00301
[表15]
实施例5关于曲率半径的数据
Figure G2009201555365D00311
[表16]
实施例6透镜数据
  Si   Ri   Di   Ndj   vdj
  1   50.00   2.00   1.58   30.2
  2   20.00   0.76
  3   200.00   1.20   1.53   55.2
  4*   0.78   1.61
  5*   1.69   2.12   1.63   23.6
  6*   7.58   0.16
  7   (孔径光阑)   0.23
  8*   4.29   2.00   1.53   55.2
  9*   -1.22   1.00
  10   ∞   0.50   1.52   64.2
  11   ∞   0.53
  像面   -
实施例6各种数据
  Fno.   2.8
  2ω   183.4
  IH   2.25
  Bf   1.81
  L   10.46
  f   1.03
  f1   -58.55
  f2   -1.46
  Fno.   2.8
  f3   3.00
  f4   2.04
  f12   -1.41
  f34   3.02
[表17]
实施例6非球面数据
[表18]
实施例6关于曲率半径的数据
Figure G2009201555365D00331
[表19]
实施例7透镜数据
  Si   Ri   Di   Ndj   vdj
  1   24.00   1.00   1.58   30.2
  2   20.00   0.84
  3   350.00   1.20   1.53   55.2
  4*   0.79   1.62
  5*   1.73   2.14   1.63   23.6
  6*   8.46   0.15
  7   (孔径光阑)   0.21
  8*   4.96   2.00   1.53   55.2
  9*   -1.17   1.00
  10   ∞   0.50   1.52   64.2
  11   ∞   0.52
  像面   -   0.00
实施例7各种数据
  Fno.   2.8
  2ω   157.4
  Fno.   2.8
  IH   2.25
  Bf   1.85
  L   11.01
  f   1.03
  f1   -226.47
  f2   -1.48
  f3   3.06
  f4   2.01
  f12   -1.48
  f34   3.00
[表20]
实施例7非球面数据
Figure G2009201555365D00341
[表21]
实施例7关于曲率半径的数据
Figure G2009201555365D00342
Figure G2009201555365D00351
上述实施例1、3、4、6、7的摄像透镜分别由负弯月形状的第1透镜L1、在光轴附近为负弯月形状的第2透镜L2、在光轴附近为正弯月形状的第3透镜L3、在光轴附近为双凸形状的第4透镜L4构成。
上述实施例2的摄像透镜由两面的曲率半径相等的弯月形状(正弯月形状)的第1透镜L1、在光轴附近为负弯月形状的第2透镜L2、在光轴附近为正弯月形状的第3透镜L3、在光轴附近为双凸形状的第4透镜L4而构成。
上述实施例5的摄像透镜由平凹形状的第1透镜L1、在光轴附近为负弯月形状的第2透镜L2、在光轴附近为正弯月形状的第3透镜L3、在光轴附近为双凸形状的第4透镜L4构成。
另外，上述实施例1～7的摄像透镜中的第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3、第4透镜L4的材质皆为塑料，所以可廉价制作。
将实施例1～7的摄像透镜的对应于条件式(1)～(13)的值示于表22。在实施例1～7中，以d线作为基准波长，在表22表示该基准波长的各值。根据表22可知，实施例1～7皆满足条件式(1)～(13)。
[表22]
Figure G2009201555365D00352
Figure G2009201555365D00361
在图10(A)、图10(B)、图10(C)、图10(D)、图10(E)分别表示实施例1所涉及的摄像透镜的球面像差、非点像差、畸变(畸变像差)、倍率色像差(倍率的色像差)、彗形像差的像差图。在各像差图表示以d线(587.56nm)为基准波长的像差，但在球面像差图及倍率色像差图也表示对F线(波长486.13nm)、C线(波长656.27nm)的像差。
球面像差图的Fno.是F数，其他像差图的ω表示半视场角。畸变的图利用整个系统的焦距f、视场角φ(变数处理，0≤φ≤ω)且将理想像高设为f×tanφ而表示与其的偏移量。在图10(E)中总结各半视场角中的子午方向、弧矢方向的5个像差图作为彗形像差图而表示。
而且，同样地在图11(A)～图11(E)、图12(A)～图12(E)、图13(A)～图13(E)、图14(A)～图14(E)、图15(A)～图15(E)、图16(A)～图16(E)分别表示上述实施例2～7所涉及的摄像透镜的球面像差、非点像差、畸变(畸变像差)、倍率色像差、彗形像差的像差图。根据各像差图可知，上述实施例1～7在可见区域良好地校正了各像差。
根据以上的数据可知，实施例1～7的摄像透镜由4片的较少的透镜片数而构成，除了可小型且廉价制作以外，在全视场角为150度以上构成为广角，F数小到2.8，各像差被良好地校正而具有良好的光学性能。这些摄像透镜可以适当地使用在监视摄像机、或用于拍摄汽车前方、侧方、后方等影像的车载用摄像机等。
[摄像装置的实施方式]
在图17作为使用例表示将具备本实施方式的摄像透镜的摄像装置搭载于汽车100的样子。在图17中，汽车100具备用于拍摄其副驾驶席侧的侧面的死角范围的车外摄像机101、用于拍摄汽车100的后侧的死角范围的车外摄像机102、安装在内视镜的背面且用于拍摄与驾驶员同样的视野范围的车内摄像机103。车外摄像机101、车外摄像机102、车内摄像机103为本实用新型的实施方式所涉及的摄像装置，具备本实用新型的实施例的摄像透镜、和将由该摄像透镜形成的光学像变换成电信号的摄像元件。
本实用新型的实施方式所涉及的摄像透镜具有上述优点，所以车外摄像机101、102及车内摄像机103也可以小型地构成，具有宽的视场角，可以廉价制作，可以得到良好的影像。
如上所述，摄像透镜的最靠近物侧的第1透镜被设定为光焦度变小，因此，其位置精度减缓，容易更换第1透镜或取下第1透镜而进行维修。在图18、图19表示将第1透镜L1构成为装卸自如的摄像装置的例子。在这种结构中，在仅第1透镜产生破损时不需更换摄像透镜整体，只更换第1透镜即可。
图18是将本实用新型的实施方式所涉及的摄像透镜21适用在作为摄像装置的车外摄像机20的例，表示该车外摄像机20的主要部分的简要分解结构图。摄像透镜21由装卸自如地构成的第1透镜21a、比第1透镜21a更靠像侧的透镜21b构成。在图18中一体图示有像侧的透镜21b，但是例如摄像透镜21为如图1所示的4片结构的情况，像侧的透镜21b由第2透镜、第3透镜、第4透镜构成。
车外摄像机20具备摄像透镜21、用于保持第1透镜21a的保持部件22、O环23、用于保持像侧的透镜21b的镜筒25、滤光片26、摄像元件27。
保持部件22是用于保持第1透镜21a且将第1透镜21a装载于镜筒25的部件。在保持部件22设有在内部形成有O环23用的压接面(未图示)的凸缘部22a、从凸缘部22a向光轴方向像侧延长的多个腿状钩22b。钩22b具有可挠性，各钩22b的前端形成阶梯结构而成为扩径的扩径部22c。
O环23是用于在装载第1透镜21a时保持密封性的部件。装载第1透镜21a时，O环23容纳在形成于镜筒25的内部的阶梯结构，与保持部件22的环23用的压接面压接而防止来自外部的水等的侵入。
在镜筒25的内部固定有像侧的透镜21b。而且，在镜筒25的内部设有可插穿保持部件22的钩22b的管路(未图示)，在该管路插穿保持部件22的钩22b，通过在形成于镜筒的像侧端部的扩径部25a卡合钩22b的扩径部22c，从而可以将保持部件22装载于镜筒25。装载于镜筒25的保持部件22通过利用钩22b的可挠性，使扩径部22c脱离扩径部25a，从而可以脱离镜筒25。这样，通过保持部件22在镜筒25装卸自如，而使第1透镜21a相对像侧的透镜21b装卸自如，可以容易更换第1透镜21a。
滤光片26是低通滤波器或红外线截止滤光片等，根据车外摄像机20的规格被适当选择。摄像元件27将通过摄像透镜21形成的光学像变换成电信号，配置成摄像元件27的摄像面位于摄像透镜21的像位置。
接着，对在图19所示的摄像装置的例进行说明。图19是将本实用新型的实施方式所涉及的摄像透镜41适用于作为摄像装置的监视摄像机40的例子，表示该监视摄像机40的简要结构图。摄像透镜41由装卸自如地构成的第1透镜41a、比第1透镜41a更靠像侧的透镜41b构成。在图19也如同图18一体图示像侧的透镜41b。
监视摄像机40具备摄像透镜41、用于保持摄像透镜41的保持部件42、内置有像侧的透镜41b的框体45、滤光片46、摄像元件47。
保持部件42是用于保持第1透镜41a且将第1透镜41a装载于框体45的部件。在保持部件42设有凸缘部42a、从凸缘部42a向光轴方向像侧延长的螺纹部42b。螺纹部42b的内部成为可容纳像侧的透镜41b的口径的空洞，在螺纹部42b的外周形成有螺纹结构。
在框体45的内部固定有像侧的透镜41b，在像侧的透镜41b的周围的框体45的内部形成有与螺纹部42b卡合的螺纹部45a。通过使螺纹部42b和螺纹部45a卡合、脱离，保持部件42和框体45装卸自如，摄像透镜41相对于广角摄像透镜44装卸自如，可容易更换第1透镜41a。
滤光片46是低通滤光片或红外线截止滤光片等，根据监视摄像机40的规格适当选择。摄像元件47将通过摄像透镜41形成的光学像变换成电信号，按照摄像元件47的摄像面位于摄像透镜41的像位置的方式配置。
以上，例举实施方式及实施例说明了本实用新型，但本实用新型不限于上述实施方式及实施例，可进行各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数的值不限于上述各数值实施例所示的值，可取其他值。
另外，在上述的实施例中，由均质的材料构成了所有的透镜，但也可使用折射率分布型的透镜。而且，在上述的实施例中，由施加非球面的折射型透镜构成了第2透镜L2～第4透镜L4，但也可以在1个面或者多个面形成衍射光学元件。
而且，在摄像装置的实施方式中，对将本实用新型适用于车载用摄像机的例子进行了图示说明，但本实用新型不限于该用途，例如，也可适用于便携终端用摄像机或监视摄像机等。

Claims (11)

1.一种摄像透镜，其特征在于，
从物侧依次具备：
第1透镜，像侧的面为凹面；
负的第2透镜，像侧的面为凹面，至少一方的面为非球面；
第3透镜，至少一方的面为非球面；
正的第4透镜，像侧的面为凸面，至少一方的面为非球面，
光阑被配置在上述第3透镜和上述第4透镜之间，
将整个系统的焦距设为f，将上述第1透镜的焦距设为f1时，满足下述条件式(1)：
15.0＜|f1/f|…(1)。
2.如权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于，
将上述第1透镜对d线的折射率设为N1时，满足下述条件式(2)：
N1≤1.7…(2)。
3.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
将上述第1透镜对d线的阿贝数设为v 1时，满足下述条件式(3)：
v1＜60…(3)。
4.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
将上述第1透镜和上述第2透镜的合成焦距设为f12，将上述第3透镜和上述第4透镜的合成焦距设为f34时，满足下述条件式(4)：
0.2＜|f12/f34|＜1.0…(4)。
5.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
将上述第2透镜的焦距设为f2时，满足下述条件式(5)：
5.0＜|f1/f2|…(5)。
6.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
上述第2透镜的像侧的面是中心具有负的光焦度、且在有效径端负的光焦度小于中心的形状。
7.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
将上述第2透镜的像侧的面的中心的曲率半径绝对值设为|R4|，将上述第2透镜的像侧的面在有效径端的曲率半径绝对值设为|RX4|时，满足下述条件式(6)：
2.0＜|RX4|/|R4|…(6)。
8.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
将从上述第1透镜的物侧的面到像面在光轴上的距离设为L时，满足下述条件式(7)：
8.0＜L/f＜13.0…(7)。
9.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
将从最靠近像侧的透镜的像侧的面到像面在光轴上的距离设为Bf时，满足下述条件式(8)：
1.0＜Bf/f＜2.5…(8)。
10.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
将上述第1透镜的中心厚度设为D1时，满足下述条件式(9)：
0.9＜D1…(9)。
11.一种摄像装置，其特征在于，
具备权利要求1或9所述的摄像透镜。
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