CN201917706U - 摄像透镜以及摄像装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种摄像透镜以及摄像装置，该摄像透镜从物侧依次具备：将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜(L1)；正的第2透镜(L2)；将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜(L3)；负的第4透镜(L4)。摄像透镜构成为轴上光束2的最外光线6通过第4透镜(L4)的物侧的面的点处的该面的法线H4f在该面的像侧与光轴Z相交。在该摄像透镜中，具有小F值和高分辨率，谋求充分的广角化，并能使装置小型化。
Description
技术领域
本发明涉及一种摄像透镜及摄像装置，更详细地涉及一种适合作为用于读取原稿图像的读取透镜的摄像透镜及具备该摄像透镜的摄像装置。
背景技术
以往，公知有：使用透镜读取原稿图像，并使之在CCD(Charge Coupled Device)等摄像元件上成像，将图像信息信号化的图像读取装置。由于这种图像读取装置要求如实地读取原稿图像的信息，所以用于读取的摄像透镜需要良好地校正像场弯曲或畸变(ディスト一ション)等各种像差。并且，近年来，伴随摄像元件的高密度化，期望更高分辨力的摄像透镜。尤其在读取彩色原稿图像时，优选设计成按红(R)、绿(G)、蓝(B)的波段成像的图像在摄像元件的摄像面上大致一致，使各个图像的对比度也变得相同。具体而言，缩小RGB各色上的球面像差的偏差、轴上色像差、倍率的色像差，进而从图像的中心遍及周边使成像位置一致(使像面一致)，从而在宽的波长区域得到在摄像面上对比度比较高的图像。
作为使用在图像读取装置中的摄像元件，线型传感器(ラィンセンサ)被广泛应用，通过线型传感器扫描原稿图像进行读取的方式较多。这是因为，为了利用高分辨率读取原稿图像需要提高摄像元件侧的分辨能力，且通过对摄像元件的大小使用选择性高的线型传感器，使向高分辨率的对应变得容易。
另一方面，也有提出代替线型传感器使用区域传感器的图像读取装置。近年来区域传感器中的摄像单元的高精细化进一步发展，正开发像素节距(ピツチ)接近1μm的摄像元件，例如，1/3英寸的小型传感器中具有从500万像素到800万像素的传感器正在陆续投入市场。通过使用这种高精细化传感器，可以以与读取宽度大的线型传感器相同的高分辨力来读取原稿图 像。并且，由于通过使用区域传感器不用扫描原稿图像就可以一次读取图像，所以也具有可以省略扫描结构，并促进装置小型化的优点。
由于在如上述的图像读取装置中对小型化的要求较强，因此也期望摄像透镜本身的紧凑化。在下述专利文献1、2中，记载有可在图像读取装置中使用的4片结构、3片结构的图像读取透镜。并且，下述专利文献3、4中记载有4片结构的摄像透镜，下述专利文献5、6中记载有3片结构的摄像透镜。
专利文献1：日本专利公开2008-275783号公报
专利文献2：日本专利公开2009-53411号公报
专利文献3：日本专利公开2005-18041号公报
专利文献4：日本专利公开2007-122007号公报
专利文献5：日本专利公开2005-181596号公报
专利文献6：日本专利公开2007-133324号公报
如上所述，在图像读取装置用的摄像透镜中，期望良好地校正各种像差，并且要求具有可以与近年来的高像素化或高精细化的摄像元件对应的高光学性能。并且，为了图像读取装置的小型化，摄像透镜的本身的小型化是当然，需要缩短该摄像透镜的焦距而缩短共轭长度(实际上是从原稿图像到摄像元件的摄像面的距离)。
在图像读取装置中使用线型传感器时，虽然对高分辨率化有利，但另一面由于摄像元件尺寸大，所以无法缩小光学系统的成像倍率(无法提高缩小率)，因此，无法缩短摄像透镜的焦距。并且，若在这种装置中进行共轭长度的缩短，则光学系统的广角化变明显，因此在以往的摄像透镜中各种像差的校正变得不充分，难以以高分辨率进行原稿图像的读取。
在图像读取装置使用区域传感器时，由于成像倍率变小(缩小率变高)，因此可以缩小焦距而共轭长度的缩短也比较容易，从而可以使装置小型化。但，用区域传感器一次读取大的原稿图像时，由于至该对角的长度为止也成为摄像范围，所以摄像透镜的广角化不充分时共轭长变长而产生无法谋求装置小型化的不良情况。
专利文献1、2记载的透镜系统中，F值大到5.2～6，不能说可充分对应高精细化像素。并且，透镜系统本身也没有被小型化，搭载于摄像装置时需要大的摄像元件，所以无法紧凑地构成装置。专利文献3、4记载的透镜系统中，由于设想便携终端用途，所以谋求了小型化，F值充分小到2.4～3.0，能对应高分辨率。但，这些视角即使再大以全视角也只有75°左右，因此用区域传感器一次读取大的原稿图像时，广角化变得不充分，无法谋求装置的小型化。专利文献5、6记载的透镜系统为小型，比专利文献3、4记载的透镜系统谋求了广角化，但任意一方色像差的校正都不充分，无法得到高分辨性。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种具有小的F值和高分辨力，谋求充分的广角化，可实现装置的小型化的摄像透镜以及具备该摄像透镜的摄像装置。
本发明的第1摄像透镜，其特征在于，从物侧依次具备：将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜；正的第2透镜；将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜；负的第4透镜，并构成为轴上光束的最外光线通过所述第4透镜物侧的面的点处的该面的法线在该面的像侧与光轴相交。
在本发明的第1摄像透镜中，优选构成为轴上光束的最外光线通过第2透镜的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠近物侧上与光轴相交。
在本发明的第1摄像透镜中，优选满足下述条件式(1)：
0.25＜D/f＜4.0...(1)
其中，
D为第1透镜与第2透镜光轴上的间隔，
f整个系统的焦距。
本发明的第2摄像透镜，其特征在于，从物侧依次配置第1透镜组和第2透镜组而构成，第1透镜组由将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜构成的、第2透镜组的最靠物侧配置正的第2透镜，第2透镜组的最靠像侧配置具有负的折射力的透镜，第2透镜组包含2个以上至少一面为非球面的透镜，
并满足下述条件式(1)：
0.25＜D/f＜4.0...(1)
其中，
D：为第1透镜与第2透镜的光轴上的间隔，
f：整个系统的焦距。
作为本发明的第2摄像透镜的第2透镜组，例如可以设为从物侧依次具备，正的第2透镜、将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜、负的第4透镜的结构。
另外，在本发明的第1、第2摄像透镜以及本发明的第2摄像透镜的第2透镜组的一结构例中上述的关于第1透镜的“将凹面朝向物侧的弯月形状”、关于第2透镜的“正的”、关于第3透镜的“将凸面朝向像侧的弯月形状的负的”、关于第4透镜的“负的”、关于配置于第2透镜组的最靠像侧的透镜的“负”是近轴区域中的概念。
在本发明的第1以及第2摄像透镜中，优选满足下述条件式(2)～(5)。另外，作为优选的方式可以是满足下述条件式(2)～(5)中的1个，或者也可以是满足任意组合。
0.5＜d1/D＜4.0...(2)
α＞50°...(3)
0.8＜α/β＜3.0...(4)
0.0≤|Z4|/|Z5|＜0.5...(5)
其中，
d1为第1透镜的中心厚度，
D为第1透镜与第2透镜光轴上的间隔，
α为入射至第1透镜物侧的面的最大视角的光束的主光线与该主光线通过第1透镜的物侧的面的点处的该面的法线之间的角度，
β为从第1透镜的像侧的面出射的最大视角的光束的主光线与该主光线通过第1透镜的像侧的面的点处的该面的法线之间的角度，
Z4为第2透镜的物侧的面上的最大视角的光束的最外光线通过该面的点与第2透镜的物侧的面顶点的切平面之间的光轴方向的距离，
Z5为第2透镜的像侧的面上的最大视角的光束的最外光线通过该面的点与第2透镜的像侧的面上的面顶点的切平面之间的光轴方向的距离。
另外，关于上述α、β的“入射”，“出射”是设想光线从物侧向像行进时的概念。
并且，在本发明的第1及第2摄像透镜中，也可以构成为第2透镜在近轴区域成为双凸形状。并且，在本发明的第1及第2摄像透镜中，也可以构成为第2透镜成为轴上光束的最外光线通过第2透镜的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧与光轴相交的形状。
本发明的第2摄像透镜的第2透镜组具备如上述一结构例的第2透镜、第3透镜、第4透镜时，在本发明的第1及第2摄像透镜中，优选满足下述条件
(6)：
v3＜35...(6)
其中，
v3为第3透镜的d线的阿贝数。
并且，本发明的第2摄像透镜的第2透镜组具备如上述一结构例的第2透镜、第3透镜、第4透镜时，优选如下：在本发明的第1及第2摄像透镜中，第3透镜的像侧的面为非球面，轴上光束的最外光线通过第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧的第1点与光轴相交，5成视角的光束的最外光线通过第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在比第1点更靠物侧的第2点处或与光轴相交，或者与光轴平行或在比第3透镜的像侧的面更靠像侧第3点处光轴相交，5成视角的光束的最外光线通过第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在第2点与光轴相交时，最大视角的光束的最外光线通过第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线或在比第2点更靠物侧与光轴相交或与光轴平行或在比第3透镜的像侧的面更靠像侧与光轴相交，5成视角的光束的最外光线通过第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线或与光轴平行或在第3点与光轴相交时，最大视角的光束的最外光线通过第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠像侧与光轴相交，并满足下述条件(7)。另外，在此所说的“最外光线”是指在第3透镜的像侧的面上的光线。
-0.25＜Z7m/f＜-0.03...(7)
其中，
Z7m为第3透镜的像侧的非球面上的各点与第3透镜的像侧的面顶点的切平面之间的光轴方向的最长距离(Z7m的符号相对于第3透镜的像侧的面顶点的切平面，将物侧的距离设为负、像侧的距离设为正)，
f为整个系统的焦距。
另外，上述的“5成视角的光束”是指以最大视角的5成的视角入射的光束。并且，关于上述Z7m的“非球面上的各点”是指在第3透镜的像侧的面上，从光轴到最大视角的光束的最外光线通过的点的范围的各点，即有效直径内的各点。
例外，本发明的第2摄像透镜的第2透镜组具备如上述一结构例的第2透镜、第3透镜、第4透镜时，优选在本发明的第1及第2摄像透镜中，最大视角的光束的主光线通过第4透镜的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧与光轴相交，并优选满足下述条件(8)：
0°＜γ＜35°...(8)
其中，
γ为最大视角的光束的主光线通过第4透镜的物侧的面的点处的该面的法线与光轴之间的角度。
另外，γ设为在-90°≤γ≤90°的范围内考虑的角度，最大视角的光束的主光线通过第4透镜的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠像侧与光轴相交时，将γ的符号设为正，与物侧相交时，将γ的符号设为负。
在本发明的第1及第2摄像透镜中，也可以构成为至少1个透镜由玻璃材料构成。
在本发明的第1及第2摄像透镜中，优选第4透镜的物侧的面为凸面。另外，在此所说的“第4透镜的物侧的面为凸面”是近轴区域的概念。
本发明的第1及第2摄像透镜中，优选在第1与第2透镜之间配置有孔径光阑，并满足下述条件式(9)：
0.0≤d3/f＜0.5...(9)
其中，
d3为孔径光阑与第2透镜的光轴上的间隔，
f为整个系统的焦距。
另外，在本发明的第1及第2摄影透镜中，也可以将其构成为具有第1透镜至少一面的非球面且由聚烯烃类塑料材料构成。
另外，本发明中的“轴上光束”、“5成视角的光束”、“最大视角的光束”是指根据规格使光束入射至最大半径的光束。并且，本发明中的某一个面上的“光束的最外光线”是指包含于光束的光线中，成为光线与某一面的交点在与光轴垂直的方向上最远离光轴的位置的光线。
另外，最大视角规定例如可以根据配置于摄像透镜的像面的摄像元件的摄像面的尺寸来决定。具体而言，摄像面为矩形且其对角长为2Y时，将最大像高设为Y、整个系统的焦距设为f、则最大视角θ可以用以下的关系式表示。其中，存在无法忽视程度的畸变时，优选采用考虑畸变的像高。
tanθ＝Y/f
本发明的摄像装置，其特征在于，具备上述记载的本发明的摄像透镜。
依据本发明的第1摄像透镜，可以提供如下摄像透镜：
在最少4片的透镜系统中，适当地设定各透镜的形状和光焦度(パワ一)，尤其，适当地设定第4透镜的物侧的面的形状，所以具有小F值和高分辨力，可以对应近几年的高像素化和高精细化的摄像元件，并谋求充分的广角化，不仅可以使透镜系统小型化，而且可以使装置小型化。
依据本发明的第2摄像透镜，可以提供如下摄影透镜：适当地设定构成第1透镜组的透镜的形状及第2透镜组的光焦度配置，第2透镜组具有2片以上非球面透镜，且设为满足条件式(1)，所以具有小F值和高分辨力且可以对应近几年的高像素化和高精细化的摄像元件、并谋求充分的广角化，不仅可以使透镜系统小型化，而且可以使装置小型化。
依据本发明的摄像装置，因具备本发明的摄像透镜，所以可以小型构成且可以在宽视角进行拍摄，搭载近几年的高像素化和高精细化的摄像元件而可以得到高分辨的图像。
附图说明
图1A是表示本发明的一实施方式所涉及的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图1B是用于说明条件式(5)的局部放大图。
图1C是用于说明第3透镜的非球面形状的剖视图。
图1D是用于说明第3透镜的非球面形状和条件式(7)的局部放大图。
图2是用于说明本发明的其他结构例所涉及的摄像透镜的第2透镜的面形状的主要局部放大图。
图3是表示本发明的实施例1的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图4是表示本发明的实施例2的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图5是表示本发明的实施例3的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图6是表示本发明的实施例4的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图7是表示本发明的实施例5的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图8是表示本发明的实施例6的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图9是表示本发明的实施例7的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图10是表示本发明的实施例8的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图11是表示本发明的实施例9的摄像透镜的结构和光路的剖视图。
图12的图12(A)～图12(K)是本发明的实施例1的摄像透镜的各像差图。
图13的图13(A)～图13(K)是本发明的实施例2的摄像透镜的各像差图。
图14的图14(A)～图14(K)是本发明的实施例3的摄像透镜的各像差图。
图15的图15(A)～图15(K)是本发明的实施例4的摄像透镜的各像差图。
图16的图16(A)～图16(K)是本发明的实施例5的摄像透镜的各像差图。
图17的图17(A)～图17(K)是本发明的实施例6的摄像透镜的各像差图。
图18的图18(A)～图18(K)是本发明的实施例7的摄像透镜的各像差图。
图19的图19(A)～图19(K)是本发明的实施例8的摄像透镜的各像差图。
图20的图20(A)～图20(K)是本发明的实施例9的摄像透镜的各像差图。
图21是本发明的一实施方式所涉及的图像读取装置的简要结构图。
图22是本发明的其他实施方式所涉及的图像读取装置的简要结构图。
图中：2-轴上光束，3-最大视角的光束，4-5成视角的光束，5、15-摄像元件，6、7、8-最外光线，9-主光线，10、20-图像读取装置，11-读取透镜，12-原稿，13、23-原稿载置图，14-光源，26-反射镜，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，St-孔径光阑，Z-光轴。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。首先，参照图1A～图1D，对本发明的第1实施方式所涉及的摄像透镜进行说明。图1A是表示关于本发明的一实施方式所涉及的摄像透镜的结构和光路的剖视图，与后述的实施例1的摄像透镜对应。在图1A中，左侧为物侧，右侧为像侧，来自位于规定的有限距离的物体的轴上光束2、最大视角的光束3。图1A所表示的结构例也兼有后述的本发明的第2实施方式所涉及的摄像透镜的结构，对于图1A中的符号G1、G2，在第2实施方式的说明中后述。图1B及图1D是图1A中所示的摄像透镜的局部放大图。图1C除了图1A所示的摄像透镜和光路以外还示出5成视角的光束4。
考虑摄像透镜应用于摄像装置的情况，在图1A中也图示配置于摄像透镜的像面Sim的摄像元件5。另外，将摄像透镜应用于摄像装置时，对应于安装透镜的摄相机侧的结构，优选设置盖波长低通滤光器或红外线截止滤光器等。在图1A中示出将设想这些的平行平板形状的光学部件PP配置于最靠像侧的透镜与摄像元件5(像面Sim)之间的例子。
本发明的第1实施方式所涉及的摄像透镜，如图1A所示，沿着光轴Z，从物侧依次具备：将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜L1；正的第2透镜L2；将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜L3；负的第4透镜L4。重视小型化时，优选以极少透镜片数构成，并优选如图1A所示的例子，采用将透镜片数设为4片的结构。图1A所示的摄像透镜还具备配置于第1透镜L1与第2透镜L2之间的孔径光阑St。另外，图示的孔径光阑St并不一定是表示大小或形状，而是表示光轴Z上的位置。
通过将第1透镜L1的物侧的面设为凹形状，尤其是对于包含于周边部的光束的光线，可以加大各光线通过第1透镜L1的物侧的面的位置的该面的法线与各光线之间的角度，因此可以实现广角化。并且，通过将第1透镜L1设为弯月形状，可以在像侧的凸面消除在物侧的凹面产生的正的像场弯曲(像面湾曲)。这样，可以说第1透镜L1是适于广角化和像面校正的形状。另外，若进行广角化，则第1透镜L1的物侧的凹面成为光焦度强的一面。通过将第1透镜L1设为弯月形状，并将第1透镜L1的像侧的面设为凸面而使其具有强的光焦度，可以用像侧的光焦度的强的凸面消除在物侧的光焦度的强的凹面产生的大的正的像场弯曲。
通过在第1透镜L1的像侧配置正的第2透镜L2，可以使以广角的视角入射的轴外光束向光轴侧折射，而谋求小型化。
通过将第3透镜L3设为将凸面朝向像侧的负弯月形透镜，能够在与正的第2透镜L2保持均衡的同时，容易良好地校正以球面像差为首的各种像差，并且有利于实现小F值和高分辨力。
如图1A所示，本发明的第1实施方式所涉及的摄像透镜，构成为轴上光束2的最外光线6通过第4透镜L4的物侧的面的点处的该面的法线H4f，在该面的像侧与光轴Z相交。在图1A中用虚线(点線)示出法线H4f，法线H4f与光轴Z的交点P4f位于比第4透镜L4的物侧的面更靠像侧。
从轴上的物体出射通过第1透镜L1、第2透镜L2、第3透镜L3的轴上光束作为会聚光入射至第4透镜L4。通过将第4透镜构成为轴上光束2的最外光线6通过第4透镜L4的物侧的面的点处的该面的法线H4f在该面的像侧与光轴Z相交，尤其是对于轴上光束2中通过光瞳直径(瞳径)大的区域 的光线，可以较小地抑制入射至第4透镜L4的物侧的面的会聚光束与各会聚光线通过第4透镜L4的物侧的面的各点处的各法线之间的角度。因此，能够在不使以第2透镜L2的强的正光焦度(パワ一)和第3透镜L3的强的负光焦度均衡地校正后的球面像差较大地变化的情况下进行微调，而使其会聚。另外，第4透镜L4为具有负的折射力(負レンズ)的透镜，由此多少可以对从第4透镜L4的像侧的面射出的光束赋与发散作用且可以在过剩(オ一バ一)侧校正球面像差，所以与使第4透镜L4为具有正的折射力的透镜(正レンズ)时，能更容易将从整个系统的最靠像侧的透镜面到像面Sim的距离(所谓的后焦点)取得更长。
优选第4透镜L4的物侧的面在近轴区域为凸面。通过这样构成，在近轴区域中，也能较小地抑制入射至第4透镜L4的物侧的面的会聚光线与各会聚光线通过第4透镜L4的物侧的面的各点处的各法线之间的角度。因此，能够在不使以第2透镜L2的强的正的光焦度和第3透镜L3的强的负的光焦度平衡性良好地校正后的球面像差变化的情况下进行微调，并使其会聚。
优选第4透镜L4在轴上光束通过的区域中为弯月形状。优选第4透镜L4设为在近轴区域将凸面朝向物侧的弯月形状，但是除此之外，也可以设为在近轴区域将凸面朝向像侧，而在轴上光束的最外光线通过的区域将凸面朝向物侧的弯月形状。通过将第4透镜L4构成为具有这种的弯月形状，第4透镜L4无需具有强的光焦度即可对诸像差在微调的同时良好地进行校正。
即，关于第4透镜L4的像侧的面，也优选轴上光束2的最外光线6通过第4透镜L4的像侧的面的点处的该面的法线(未图示)在该面的像侧与光轴Z相交地构成第4透镜L4。通过这样构成，得到与上述的第4透镜L4的物侧的面相关的法线H4f在该面的像侧与光轴Z相交的结构相同的效果。
并且，优选本发明的第1实施方式所涉及的摄像透镜具有下述结构。另外，作为优选的方式，可以是任意1个的结构，或也可以是任意多个结构的组合。
将第1透镜L1与第2透镜L2的光轴上的间隔设为D、整个系统的焦距设为f时，优选本实施方式的摄像透镜满足下述条件式(1)。
0.25＜D/f＜4.0...(1)
若低于条件式(1)的下限，则由于第1透镜L1与第2透镜L2的间隔变窄而对透镜的小型化有利，但入射至第2透镜L2的轴外光束与光轴Z之间的角度变大，所以将从第2透镜L2到第4透镜L4看做1个透镜组时，产生在该透镜组中也形成广角透镜的需要而难以校正倍率的色像差或彗形像差、畸变(歪曲)像差。若超过条件式(1)的上限，则第1透镜L1与第2透镜L2的间隔变宽而透镜系统变大。并且，若超过条件式(1)的上限，则可抑制入射至第2透镜L2的轴外光束与光轴Z之间的角度，所以可以良好地进行从第2透镜L2到第4透镜L4的透镜组中的像差校正，但第1透镜L1的像侧的面的凸形状的曲率半径的绝对值变大，光焦度变弱，所以难以校正产生于第1透镜L1的物侧的强的凹面的像场弯曲。
为了谋求透镜系统的小型化，更优选满足下述条件式(1-1)。
0.25＜D/f＜2.5...(1-1)
为了实现进一步的透镜系统的小型化和广角化的同时，良好地校正倍率色像差、彗形像差、畸变像差，更优选满足下述条件(1-2)。
0.5＜D/f＜1.5...(1-2)
将第1透镜L1的中心厚度设为d1、第1透镜与第2透镜L2的光轴上的间隔设为D时，优选本摄像透镜中满足下述条件式(2)。
0.5＜d1/D＜4.0...(2)
条件式(2)是关于透镜系统的小型化和像差校正的式。低于条件式(2)的下限，第1透镜L1与第2透镜L2之间的间隔变宽而入射至第2透镜L2的周缘光束(周縁光束)与光轴Z之间的角度变小时，由于第1透镜L1的像侧的面的凸形状的曲率半径的绝对值变大，所以难以校正像场弯曲。若超过条件式(2)的上限，则第1透镜L1的中心厚度变厚时，透镜就会变大，或者第1透镜L1与第2透镜L2之间的间隔变窄时，由于入射至第2透镜L2的周缘光束与光轴Z之间的角度变大，所以难以校正各种像差。
更优选满足下述条件式(2-1)。通过满足条件式(2-1)的上限，可 以谋求透镜系统进一步的小型化，可以避免第1透镜L1变得过厚而加工性降低。
0.5＜d1/D＜3.0...(2-1)
为了透镜系统的更进一步的小型化和第1透镜L1的加工性，更进一步优选满足下述条件式(2-2)。
0.5＜d1/D＜2.0...(2-2)
如图1A所示，对于本摄像透镜，将入射至第1透镜L1的物侧的面的最大视角的光束3的主光线9与该主光线9通过第1透镜L1的物侧的面的点处的该面的法线Hα(用虚线图示)之间的角度设为α时，优选本摄像透镜满足下述条件式(3)。
α＞50°...(3)
条件式(3)是用于谋求广角化并实现装置小型化的式。若低于条件式(3)的下限，则无法实现透镜系统充分的广角化，如在课题项中所述，将这种摄像透镜搭载于图像读取装置时，难以进行图像读取装置的小型化。
若角度α逐渐变大，则在多个面光线通过的点处的面的法线与光线之间所形成的角度变大，所以难以进行高阶彗形像差的校正。从此，优选角度α进一步满足下述条件式(3-1)。
50°＜α＜85°...(3-1)
如图1A所示，将入射至第1透镜L1的物侧的面的最大视角的光束3的主光线9与该主光线9通过第1透镜L1的物侧的面的点处的该面的法线Hα(用虚线图示)之间的角度设为α时，并将从第1透镜L1的像侧的面射出的最大视角的光束3的主光线9与该主光线9通过第1透镜L1的像侧的面的点处的该面的法线Hβ(以虚线图示)之间的角度设为β时，优选本摄像透镜满足下述条件式(4)：
0.8＜α/β＜3.0...(4)。
条件式(4)是限制第1透镜L1的弯月形状的式，是主要用于实现广角化的同时良好校正像场弯曲的式。若低于条件式(4)的下限，则对广角化有利，但在各方面中，光线通过点处的面的法线与光线之间的角度变大，因此在周缘光束产生高阶彗形像差，得不到高分辨性。若超过条件式(4)的上 限，第1透镜L1的像侧的面的凸形状的曲率半径的绝对值就变大而不能充分地进行像场弯曲的校正。
为了提高通过满足条件式(4)得到的效果，更优选满足下述条件式(4-1)。
1.0＜α/β＜2.0...(4-1)
如图1A所示的例子，本摄像透镜的第2透镜L2，可以构成为双凸形状。若将第2透镜L2设为双凸透镜，则更容易确保强的正的光焦度，因此对短焦点化和小型化有利。在将第2透镜L2在近轴区域设为双凸形状时可以期待这样的效果。但，在近轴区域到最大视角的光束3通过的区域的整个区域中设为双凸形状时，能够对有助于成像的全光线给予会聚作用，因此，对小型化变得更有利。
并且，如图2所示的例子，本摄像透镜的第2透镜L2也可以设为将轴上光束2的最外光线9通过第2透镜L2的物侧的面的点处的该面的法线H2f在比该面更靠物侧与光轴相交的结构。图2是后述实施例8的摄像透镜的第2透镜L2的主要局部放大图，在图2中省略最大视角的光束3和比破断线(破断)更靠物侧的光束的图示。在图2中，法线H2f与光轴之间的交点P2f位于比第2透镜L2更靠物侧。通过这样构成，可以将在第2透镜L2的物侧的面上的轴上光束2的最外光线通过第2透镜L2的物侧的面的点及其附近设为凹形状，并可以缩小各入射光线与面法线所成的角度，因此，在可以防止在该面光线向光轴侧大大弯曲，变得容易确保大的图像圈(イメ一ジサ一クル)。另外，在第2透镜L2的物侧的面，将从近轴区域到最大视角的光束3通过的区域的整个区域设为凹形状时，更容易确保大的图像圈。
第2透镜L2采用，在近轴区域双凸形状的结构、在有效直径(有効径)整个区域双凸形状的结构、轴上光束2的最外光线9通过第2透镜L2的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧与光轴Z相交的结构时，也优选本摄像透镜满足下述条件式(5)：
0.0≤|Z4|/|Z5|＜0.5...(5)
如图1B所示，在此条件式(5)中，将第2透镜L2的物侧的面上的最大视角的光束3的最外光线7通过该面的点与第2透镜L2的物侧的面顶点的切平面 (接平面)之间的光轴方向的距离设为Z4、将第2透镜L2的像侧的面上的最大视角的光束3的最外光线7通过该面的点与第2透镜L2的像侧的面顶点的切平面之间的光轴方向的距离设为Z5。图1B是包含在图1A所示的摄像透镜的孔径光阑St、第2透镜L2、第3透镜L3、轴上光束2、最大视角的光束3的局部放大图。
以下，关于Z4，将第2透镜L2的物侧的面顶点的切平面的位置设为基准，在第2透镜L2的物侧的面上的最大视角的光束3的最外光线7通过该面的点比该基准位于更靠物侧时将Z4的符号设为负，在位于更靠像侧时将Z4的符号设为正来说明。同样，关于Z5，将第2透镜L2的像侧的面顶点的切平面的位置设为基准，第2透镜L2的像侧的面上的最大视角的光束3的最外光线7通过该面的点比该基准位于更靠物侧时将Z5的符号设为负，位于更靠像侧时将Z5的符号设为正来说明。
从小型化和像差校正的观点出发，优选第2透镜L2在近轴区域像侧的面的曲率半径的绝对值小于物侧的面的曲率半径的绝对值。条件式(5)是关于第2透镜L2的形状的式，是用于防止周缘光束的彗形像差的劣化和球面像差的校正不足的式。
Z4为正且|Z4|取较大值，且周缘光束的光线与其光线通过第2透镜L2的物侧的面的点处的面的法线之间形成的角度变得过大，则产生高阶彗形像差，无法得到高分辨性。并且，若Z4为负且|Z4|取大值，且周缘光束的光线与该光线通过第2透镜L2的物侧的面的点处的面的法线之间形成的角度变得过小时，则为了防止透镜系统变大，需要使在第2透镜L2的像侧的面使光线向光轴侧较强地折射。这时，必须把周缘光束的光线与该光线通过第2透镜L2的像侧的面的点处的面的法线之间的角度变大，因此，|Z5|取较大的值，依然产生高阶彗形像差，所以，不优选。并且，若第2透镜L2的像侧的面的曲率半径的绝对值变小，则产生大的负的球面像差，校正变得困难。由此，通过在条件式(5)的范围内维持Z4和Z5的值，可良好地进行像差的校正。
将第2透镜L2设为双凸形状且构成为满足上述条件式(5)时，可以抑制第2透镜L2的物侧的面上的收敛作用变得过强，且抑制高阶彗形像差而容易得到高分辨性。
将第2透镜L2构成为轴上光束2的最外光线9通过第2透镜L2的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧与光轴Z相交且满足上述条件式(5)时，在轴上光束2中，在第2透镜L2的物侧的面给予发散作用，因此，可以将透镜系统与摄像元件5的距离取得较大，也可以缓和考虑聚焦等的镜身(鏡胴)形状的机械性的制约。另外，在轴外光束中，可以较大地加大入射至第2透镜L2的物侧的面上的光线与该光线通过第2透镜L2的物侧的面的点处的该面的法线之间的角度，因此可以缩小第1透镜L1与第2透镜L2的间隔，并可以加大第1透镜L1的曲率半径，可以加大包含第1透镜L1的深度的最大厚度而可以谋取透镜系统的总长的小型化。另外在此，“包含第1透镜L1的深度的最大厚度”是指第1透镜L1的最靠物侧的点到最靠像侧的点的光轴方向的长度，是用于容纳第1透镜L1所需的空间的光轴方向的长度。
将第3透镜L3的d线上的阿贝数设为v 3时，优选本摄像透镜满足下述条件式(6)。
v3＜35...(6)
条件式(6)是关于第3透镜L3材料的式，尤其是关于色像差的校正的式。若超过条件式(6)的上限，则色像差的校正不足，例如在可见区域宽的波长域使用时，无法得到高分辨性。
在本摄像透镜中，优选第3透镜L3的像侧的面为非球面。参照图1C、图1D，对第3透镜L3的像侧的面的优选的非球面形状进行说明。另外，图1C、图1D是表示优选方式的1个例，如后所述，优选的方式并不一定限于图1C、图1D中所示的方式。图1C是表示摄像透镜、来自位于规定有限距离的物体的轴上光束2、最大视角的光束3及以最大视角的5成视角入射的5成视角的光束4的图。图1D是包含孔径光阑St、第2透镜L2、第3透镜L3的局部放大图。为了避免图的复杂化，光线仅局部图示最大视角的光束3的最外光线7、5成视角的光束4的最外光线8、轴上光束2的最外光线6。另外，在此所说的最外光线6、7、8是在第3透镜L3的像侧的面上的光线。
如图1D所示，将最大视角的光束3的最外光线7、5成视角的光束4的最外侧光线8、和轴上光束2的最外光线6通过第3透镜L3的像侧的面的点处的该面的法线(用虚线图示)分别设为H7、H8、H6。而且，法线H7、H8、H6与光轴Z之间 的交点分别设为P7、P8、P6。在图1C中用虚线示出这些3个法线及点P7、P8、P6，但在图1C中，为了避免图面的复杂化而省略法线的符号。
在本摄像透镜中，优选轴上光束2的最外光线6通过第3透镜像侧的面的点处的该面的法线H6与光轴Z相交的点P6比第3透镜L3的像侧的面更靠物侧。而且，优选如下：5成视角的光束4的最外光线8通过第3透镜L3的像侧的面的点处的该面的法线H8如在图1C、图1D中以P8所示，在比点P6更靠物侧与光轴Z相交，或者与图1C、图1D中所示的方式不同而与光轴Z平行或在比第3透镜L3的像侧的面更靠像侧与光轴Z相交。优选规定第3透镜L3的像侧的面形状以便使能够得到这些优选的方式。这样，通过缓和轴外处的凸形状，可以使光束向从远离光轴Z的方向折射，而可以确保大的图像圈。例如，将摄像透镜应用于使用区域感应器的图像读取装置时，图像圈大的一方无需加长共轭长度即可读取原稿图像，所以可贡献于装置的小型化。
除了上述第3透镜L3的像侧的非球面形状的结构以外，将第3透镜L3的像侧的非球面上的各点与第3透镜L3的像侧的面顶点的切平面之间的光轴方向的最长距离设为Z7m时，优选本摄像透镜满足下述条件式(7)。其中，Z7m的符号相对于第3透镜L3的像侧的面顶点的切平面，将物侧的距离设为负、像侧的距离设为正。
-0.25＜Z7m/f＜-0.03...(7)
在图1D例示Z7m。若低于条件式(7)的下限，则第3透镜L3的像侧的面的凸形状的缓和不足，周缘光束难以从光轴Z远离，因此若不取长第3透镜L3与第4透镜L4之间的间隔或透镜系统与摄像元件5之间的间隔，则无法得到大的图像圈且不合适于广角化和小型化。若超过条件式(7)的上限，则可以容易确保大的图像圈，但周边光线与该光线通过的点处的面法线之间的角度变大，所以产生高阶彗形像差，而难以进行校正。
为了缩小整个系统的焦距，而更加谋求进一步的广角化和小型化，需要在第3透镜L3的像侧的面上使周缘光束向远离光轴Z的方向折射。为此，关于最大视角的光束3的最外光线7，优选如下构成。上述法线H8与光轴Z相交的点P8比P6更靠物侧时，优选如下：最大视角的光束3的最外光线7通过第3透镜L3的像侧的面的点处的该面的法线H7，如在图1C、图1D中以点P7所示那样， 或在比第3透镜L3的像侧的面更靠像侧与光轴相交，或与其在图1C、图1D中表示的状态不同，在比点P8更靠物侧与光轴Z相交或与光轴Z平行。并且，法线H8与光轴Z平行或在比第3透镜L3的像侧的面更靠像侧与光轴Z相交时，优选最大视角的光束3的最外光线7通过第3透镜L3的像侧的面的点处的该面的法线H7与光轴Z相交的点P7位于比第3透镜L3的像侧更靠像侧。优选这样规定第3透镜L3的像侧的面形状，此时优选进一步满足下述条件式(7-1)。
-0.16＜Z7m/f＜-0.03...(7-1)
并且，如图1A所示，优选本摄像透镜的最大视角的光束3的主光线9通过第4透镜L4的物侧的面的点处的该面的法线Hγ(用虚线图示)在比该面更靠像侧与光轴Z相交，另外，将最大视角的光束3的主光线9通过第4透镜L4的物侧的面的点处的该面的法线Hγ与光轴之间的角度设为γ时，还优选满足下述条件式(8)。另外，将γ设为在-90°≤γ≤90°的范围内考虑的角度，最大视角的光束3的主光线6通过第4透镜L4的物侧的面的点处的该面的法线Hγ在比该面更靠像侧与光轴Z相交时，将γ的符号设为正，在物侧相交时，γ的符号设为负。
0°＜γ＜35°...(8)
条件式(8)是用于控制当摄像透镜搭载于装置且摄像元件配置于像面Sim上时的、向摄像面的入射角，即入射至摄像面的光线与摄像面的法线之间的角度的式，是关于远心性(テレセントリツク)的式。若向摄像面的入射角变得过大，则无法有效地确保光量而对分辨率或光分布等有影响，所以需要留意。
通过以最大视角的光束3的主光线9通过第4透镜L4的物侧的面的点处的该面的法线Hγ在该面的像侧与光轴Z交差的方式构成，将主光线9通过的部分的第4透镜L4的物侧的面设为凸形状而控制向摄像面的入射角。若低于条件式(8)，则向摄像面的入射角的校正不足，所以需要采取将透镜系统与摄像元件的距离设得较宽等措施，并且产生整个系统的焦距变长等广角化和小型化的障碍，所以不优选。若超过条件式(8)的上限，法线与光轴Z之间所成角度变大，则在周边部的光束产生高阶彗形像差，而无法得到高分辨性。
为了良好地校正彗形像差以使得到高分辨力，更加优选进一步满足下述 条件式(8-1)。
0°＜γ＜25°...(8-1)
最大视角的光束3的主光线6通过第4透镜L4的物侧的面的点处的该面的法线Hγ在比该面更靠物侧与光轴Z相交时，在远心性方面不利，但可以缩小包含第4透镜L4的深度的最大厚度，所以能贡献于透镜系统的总长的小型化。但是，γ取负值，其绝对值过大，则第4透镜L4的像侧的面上的向摄像面的入射角的控制负担增大，且第4透镜L4的像侧的面的周边部成为强的(強い)凸形状，所以在边缘(コバ)(边厚度(縁肉))的确保和成形性上变得不利。因此，最大视角的光束3的主光线6通过第4透镜L4的物侧的面的点处该面的法线Hγ在比该面更靠物侧与光轴Z相交时，优选满足下述条件式(8’)。
-10°＜γ＜0°...(8’)
在本摄像透镜中，优选规定透镜系统的F值，所谓决定透镜系统的亮度的孔径光阑St配置于第1透镜L1与第2透镜L2之间。此时，将孔径光阑St与第2透镜L2之间的光轴上的间隔设为d3时，优选满足下述条件式(9)。
0.0≤d3/f＜0.5...(9)
条件式(9)是关于孔径光阑St与第2透镜L2之间的间隔的式。若超过条件式(9)的上限，则在能够缩小向摄像面的光线的入射角的方面较为良好，但是，入射至比孔径光阑St更靠像侧的透镜组的光线的光线高度变大，且各透镜的有效直径变大，而有悖于小型化。并且，若要控制透镜系统的光轴方向的总长，则第1透镜L1与孔径光阑St之间的距离变得较短，需要增大入射至孔径光阑的最大视角的光束与光轴Z的角度。因此，必须加大第1透镜L1的像侧的面上的各光线与面法线的角度，若这样，则会产生高阶彗形像差而无法得到高分辨率。
在本摄像透镜中，优选整个系统的透镜中至少1个透镜由玻璃材料构成。
摄像透镜例如作为监视用透镜在直接与户外空气接触的环境下使用时，优选第1透镜L1由玻璃材料构成。玻璃材料相比于塑料材料受湿气或紫外线引起的影响小且不易被划伤，所以根据用途很有用。
并且，第2透镜L2担负整个系统的大部分会聚作用，且具有强的正的折射力，所以若短焦距化而进行广角化，则曲率半径的绝对值变得过小而容易产生高阶像差。因为塑料材料的折射率比较低，所以由塑料材料构成第2透镜L2时，这种倾向就会变得显著所以不优选。从而，将可以选择高折射率的玻璃材料用于第2透镜L2，从像差校正的观点上来看也是有用的。
在第3透镜L3使用玻璃材料时，因小阿贝(アツベ)数的材料的选择度增大，所以色像差校正的设计自由度提高，而可以提供更高分辨率的透镜。在第4透镜L4使用玻璃材料时，与使用塑料材料时相比可以使用高折射率的材料，所以可缩小各光线与各光线通过的面的点处的面的法线之间的角度，因此可以抑制高阶球面像差和彗形像差的产生。
在本摄像透镜中，第1透镜L1可以构成为具有至少一面的非球面，且由聚烯烃类塑料材料。从像差校正的观点考虑优选第1透镜L1具有非球面。将第1透镜L1的两面设为球面时，曲率半径的绝对值变小而容易产生高阶像差。并且，从设计的自由度的观点考虑，与塑料相比成形条件上优选使用限制少的塑料材料。作为塑料材料，使用聚碳酸酯(ポリカ一ネイト)或丙烯酸酯(アクリル)也能在设计上得到高性能，但是由于第1透镜L1的透镜外径及厚度大型化，所以优先选择复折射(複屈折)等成形弯曲小的材料并优选耐气候性良好的材料。使用塑料材料时，通过选择聚炳烃类材料来满足这些要求。作为聚炳烃类塑料，例如可以举出(注册商标，ZEON CORPORATION制造)。
在本摄像透镜中，将比此孔径光阑St更靠像侧的多数透镜作为1个透镜组时，优选该透镜组构成为2个以上至少一面为非球面的透镜的。根据这种结构，因短焦点化即使在透镜的光轴近旁的曲率半径的绝对值变小时，也能抑制像差的产生，尤其是可良好地抑制高阶像差而实现高光学性能。非球面透镜的材料也可以使用塑料。塑料与玻璃相比具有在成形条件上限制少且廉价的优点。
接着，对本发明的第2的实施方式所涉及的摄像透镜进行说明。图1A所示的摄像透镜也是本发明的第2实施方式所涉及的摄像透镜的结构例。涉及本发明第2实施方式的摄像透镜，构成为如下方式：从物侧依次配置第1透镜 组G1、第2透镜组G2而构成，第1透镜组G1由将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜L1构成，在第2透镜组G2的最靠物侧配置正的第2透镜L2，在第2透镜组G2的最靠像侧配置具有负的折射力的透镜，第2透镜组G2包含2个以上至少一面为非球面的透镜。
通过由凹面朝向物侧的弯月透镜构成的第1透镜L1构成配置于物侧的第1透镜组G1，尤其是对于包含于周边部的光束的光线，可以加大各光线通过第1透镜L1的物侧的面的位置上的该面的法线和各光线之间的角度，因此能实现广角化。另外，通过将第1透镜L1设为弯月形状，可以利用像侧的凸面消除在物侧的凹面产生的正的像场弯曲。这样，可以说第1透镜L1是适于广角化和像面的校正的形状。另外，若进行广角化，则第1透镜L1的物侧的凹面成为光焦度强的面。通过将第1透镜L1设为弯月形状，将第1透镜L1的像侧的面设为凸面而使其具有强的光焦度，可以由像侧的光焦度强的凸面消除在物侧的光焦度强的凹面上产生的大的正的像场弯曲。
通过在第2透镜组G2的最靠物侧配置具有正的折射力的透镜，可以谋求短焦点化而有利于小型化。通过在第2透镜组G2的最靠像侧配置具有负的折射力的透镜，可以对从具有负的折射力的透镜的像侧的面射出的光束赋予若干发散作用，也可以在曝光过度侧校正球面像差，所以，与设为具有正的折射力的透镜相比，容易将整个系统的从最靠像侧的透镜面到像面Sim的距离(所谓的后焦距(バツカフオ一カス))取得较长。
通过第2透镜组包含2片以上的非球面透镜，因短焦点化光轴附近的曲率半径的绝对值变小时，也可以抑制像差的产生。尤其是，可以良好地抑制高阶像差而实现高光学性能。优选包含于第2透镜组G2的非球面透镜由塑料构成。塑料玻璃具有在成形条件上限制少且廉价的优点。
将第1透镜L1与第2透镜L2的光轴上的间隔设为D、整个系统的焦距设为f时，本发明的第2实施方式所涉及的摄像透镜构成为满足下述条件式(1)。通过满足下述条件式(1)而得到的作用效果与在第1的实施方式的说明中所述的作用效果相同。
0.25＜D/f＜4.0...(1)
本发明的第2实施方式所涉及的摄像透镜在不与上述本实施方式的基本 构成矛盾的范围内，可以采用第1实施方式所涉及的摄像透镜中说明的优选的构成或可采用的一个结构，或任意的组合。
如图1A、图2A所示，本发明的实施方式所涉及的摄像透镜的第2透镜组G2，可以构成为从物侧依次具备：正的第2透镜L2；将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜L3；负的第4透镜L4。谋求小型化及高分辨率时，第2透镜组G2也可以设为上述第2透镜L2～第4透镜L4的3片结构。
本发明的第2实施方式所涉及的摄像透镜的第2透镜组G2从物侧依次具备上述第2透镜L2～第4透镜L4时，可以采用第1实施方式所涉及的摄像透镜中说明的关于第2透镜L2～第4透镜L4中优选的构成和可采用的一个结构，或任意的组合。
另外，重视小型化时，第2透镜组G2可以构成为由2片具有正的折射力的透镜构成。或者，重视高性能时，第2透镜组G2也可以构成为由4片以上的透镜构成。
接着，对本发明的摄像透镜的数值实施例进行说明。将实施例1～实施例9的透镜剖视图分别示于图3～图11。图3～图11中，左侧为物侧，右侧为像侧，也一并示出来自处于规定有限距离的物体的轴上光束2、最大视角光束3、光学部件PP。图3～图11中图示的孔径光阑St未必一定表示大小和形状而是表示光轴Z上的位置。
将实施例1的摄像透镜的透镜数据示于表1、规格数据示于表2、非球面数据示于表3。同样，将实施例2～9的摄像透镜的透镜数据、规格数据、非球面数据分别示于表4～表27。
在各表的透镜数据中，在si栏示出将最靠物侧的透镜的面设为第1个随着朝向像侧依次增加的第i个(i＝1、2、3、...)的面号码，在ri栏示出第i个面的曲率半径，在di栏示出第i个面和第i+1个面的光轴Z上的面间隔。另外，曲率半径的符号，将向物侧凸时设为正，向像侧凸时设为负。
并且，在透镜数据中，在nej栏示出将最靠物侧的透镜设为第1个随着朝向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、...)光学要素对e线(波长546.1nm)的折射率，在vdj栏示出第j个光学要素对d线的阿贝数。另 外，在透镜数据中也包括示出孔径光阑St及光学部件PP。在相当于孔径光阑St的面的面号码的栏中在面号码的后边记载(孔径光阑)。
在各表的规格数据中示出实效F值、倍率、全视角及焦距。另外，在整个表中，作为表中的长度单位使用“mm”，作为角度单位使用“度”。但是，这其中一例，即使比例扩大或比例缩小光学系统也能得到相同的光学性能，因此可以使用其他的适当的单位。
在各表的透镜数据中，在非球面的面番号附加*号，作为非球面的曲率半径示出近轴曲率半径(中心部的曲率半径)的数值。在非球面的数据中，示出非球面的面号码si、关于各非球面的非球面系统K、n次非球面系统Bn(n＝3、4、5、...20)。这些非球面系数，对各非球面，将与光轴Z垂直的方向的高度设为y，将高度y的非球面的、离开面顶点的切平面的光轴方向的距离设为Zf(y)，将近轴曲率设为c，由以下非球面式表示非球面形状时的系数。
Zf(y)＝c·y2/[1+(1-K·c2·y2)1/2]+∑Bn·|y|n
各表的非球面系统的数值“E-0m”(m：整数)是指×10-m，E+0m(m：整数)是指×10m。
【表1】
实施例1 透镜数据
【表2】
实施例1 规格数据
【表3】
实施例1 非球面数据
【表4】
实施例2 透镜数据
【表5】
实施例2 规格数据
【表6】
实施例2 非球面数据
【表7】
实施例3 透镜数据
【表8】
实施例3 规格数据
【表9】
实施例3 非球面数据
【表10】
实施例4 透镜数据
【表11】
实施例4 规格数据
【表12】
实施例4 非球面数据
【表13】
实施例5 透镜数据
【表14】
实施例5 规格数据
【表15】
实施例5 非球面数据
【表16】
实施例6 透镜数据
【表17】
实施例6 规格数据
【表18】
实施例6 非球面数据
【表19】
实施例7 透镜数据
【表20】
实施例7 规格数据
【表21】
实施例7 非球面数据
【表22】
实施例8 透镜数据
【表23】
实施例8 规格数据
【表24】
实施例8 非球面数据
【表25】
实施例9 透镜数据
【表26】
实施例9 规格数据
【表27】
实施例9 非球面数据
实施例1～9的摄像透镜均为4片结构。实施例1的摄像透镜的4片透镜的所有两面为非球面，其概略形状如下：第1透镜L1为在近轴区域内将凹面朝向物侧的负弯月形状的透镜，第2透镜L2在近轴区域为双凸透镜，第3透镜L3为在近轴区域将凸面朝向像侧的负弯月形状的透镜，第4透镜L4为在近轴区域将凸面朝向物侧的负弯月形状的透镜。
实施例2、3、4、5、7的摄像透镜的4片透镜的所有两面均为非球面，其 概略形状和实施例1的相同。实施例6的摄像透镜的4片透镜的所有两面为非球面，其简要形状除了第4透镜L4是在近轴区域将凹面朝向物侧的负弯月形透镜以外，与实施例1相同。实施例8、9的摄像透镜的4片透镜的所有两面为非球面，其概略形状除了第1透镜L及第2透镜L2在近轴区域将凹面朝向物侧的正的弯月透镜以外，与实施例1相同。
将实施例1的摄像透镜的像差图示于图12(A)～图12(K)。图12(A)～图12(D)分别表示球面像差、像散、畸变(歪曲像差)、倍率色像差(倍率的色像差)。图12(E)～图12(H)表示各视角中的切线方向的横向像差(横像差)，图12(I)～图12(K)表示各视角中的弧矢方向的横向像差。球面像差图，倍率色像差图，横向像差图中，关于e线(波长546.1nm)以实线，关于g线(波长435.8nm)以虚线，关于C线(波长656.3nm)以一点点划线来表示。像散图及歪曲像差图是关于e线的图，在像散图中，对于弧矢方向以实线，对于切线方向以虚线表示。球面像差图的Fno.是指实效F值，其他像差图的ω是指半视角。
同样，将实施例2～9的摄像透镜的各像差图示于，以图13(A)～图13(K)、图14(A)～图14(K)、图15(A)～图15(K)、图16(A)～图16(K)、图17(A)～图17(K)、图18(A)～图18(K)、图19(A)～图19(K)、图20(A)～图20(K)。
与实施例1～9的摄像透镜中的条件式(1)～(9)对应的值示于表28。另外，表28中所表示的值是将基准波长作为e线，基于上述的各规格数据使光线入射时的数据。
【表28】
从以上数据可知，实施例1～9的摄像透镜，以较少的4片透镜片数小型构成，实效F值较少至2.7～2.9、全视角设为100°充分谋求了广角化，且良好地校正各像差具有良好的光学性能及高分辨力。
另外，本发明不限于上述实施例，可以进行各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数等的值并不限于上述各数值实施例中示出的值，可以取其他值。
接着，对本发明的实施方式所涉及的摄像装置进行说明。图21是示出本发明的一实施方式所涉及的摄像装置的简要结构图。图21中所示的装置是用于读取原稿图像的图像读取装置10，并且具备有：由本发明的实施方式所涉及的摄像透镜构成的读取透镜11、搭载成为读取对象的原稿12的原稿装置台13、朝原稿12发出照明光的光源14以及拍摄原稿12的图像的摄像元件15。但图21中，读取透镜11总括并简要图示透镜系统。
摄像元件15是将由通过读取透镜11形成的光学图像转换为电信号的元件。例如，由CCD或CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等构成。根据需要，优选在读取透镜11和摄像元件15之间配置用于保护摄像元件的盖玻片(カバ一ガラス)等光学元件。并且根据需要，在读取透镜11和原稿12之间可以配置用于将原稿12按压在原稿载置台13侧的原稿按压玻璃或滤光片等光学元件。
该图像读取装置10是反射原稿式的读取装置。在图像读取装置10中，从光源14朝向原稿12照射出照明光，由原稿12反射的光透过读取装置11接受成像作用，从而使原稿12的图像在摄像元件15上成像，通过摄像元件15作为图像信息来读取。
在图22示出本发明的其他实施方式所涉及的图像读取装置20的简要结构图。该图像读取装置20也是发射原稿式的读取装置，但原稿12与读取透镜11之间配置反射镜26而使光路弯折，从而谋求装置的紧凑化的这一点与在图21所示的图像读取装置10大有不同。并且，图像读取装置20中，为了使来自原稿12的反射光经由原稿装置台23入射至读取透镜11上，而使用透过光的透明部件构成的原稿装置台23。另外，在图22中读取透镜11也总括并简要图示透镜系统。
以上举出实施方式及实施例说明了本发明，但本发明不限于上述实施方式及实施例，可以进行各种变形。例如在上述中说明了反射原稿式的图像读取装置，但本发明并不限于此，也可以应用于读取负片(ネガフイルム)或正片(ポジフイルム)等图像原稿的透过原稿式的图像读取装置。透射原稿式的图像读取装置可通过如下结构来实现：例如图22所示的图像读取装置20中，使光源14配置在原稿侧，从光源14投射且透过原稿12的光通过原稿载置台23入射至读取透镜11，通过读取透镜11使原稿12的图像成像在摄像元件15上。图21、图22中示出了作为摄像元件15使用区域传感器的例子，本发明不限于此，也可以是如下结构，即作为摄像元件使用线型传感器，并将本发明的摄像元件作为扫描透镜来使用。
另外，本发明的摄像透镜不仅作为图像读取光学系用透镜来应用，也可以应用于其他光学系统。本发明的摄像透镜不仅能够适用于处理有限距离的物体的光学系统，也可以应用于处理无限远距离的物体的光学系统。并且，本发明的摄像透镜不限于可见光用光学系统，也可以应用于处理红外线的光学系统。
具体而言，例如可以将本发明的摄像透镜应用于监视用摄像机或车载相机，认证用相机等。将本发明的摄像透镜应用于监视用摄像机等时，也有时从超过设计规格的视角的角度向透镜系统入射，所以为了防止杂散光优选在透镜的系统的物侧或各透镜之间等设置用于遮挡多余光线的光阑。
并且根据应用摄像透镜的摄像装置，在透镜系统的物侧或像侧可以配置红外线截止滤光片、可见光截止滤光片、实施了防水(撥水)涂层或亲水(親水)涂层的滤光片等各种滤光片。或者可以对摄像透镜所具有的任意一个透镜的透镜面施加具有与各种滤光片相同作用的涂层。
Claims (18)
1.一种摄像透镜，其特征在于，
从物侧依次具备：将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜、正的第2透镜、将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜、负的第4透镜，
轴上光束的最外光线通过所述第4透镜的物侧的面的点处的该面的法线在该面的像侧与光轴相交。
2.如权利要求1所述的摄像透镜，其特征在于，
轴上光束的最外光线通过所述第2透镜的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧处与光轴相交。
3.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
满足下述条件式(1)：
0.25＜D/f＜4.0...(1)
其中，
D为所述第1透镜与所述第2透镜的光轴上的间隔，
f为整个系统的焦距。
4.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
满足下述条件式(2)：
0.5＜d1/D＜4.0...(2)
其中，
d1为所述第1透镜的中心厚度，
D为所述第1透镜与所述第2透镜的光轴上的间隔。
5.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
满足下述条件式(3)：
α＞50°...(3)
其中，
α为入射至所述第1透镜的物侧的面的最大视角的光束的主光线与该主光线通过所述第1透镜的物侧的面的点处的该面的法线之间的角度。
6.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
满足下述条件式(4)：
0.8＜α/β＜3.0...(4)
其中，
α为入射至所述第1透镜的物侧的面的最大视角的光束的主光线与该主光线通过所述第1透镜的物侧的面的点处的该面的法线之间的角度，
β为从所述第1透镜的像侧的面出射的最大视角的光束的主光线与该主光线通过所述第1透镜的像侧的面的点处的该面的法线之间的角度。
7.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述第2透镜为双凸形状，并且满足下述条件式(5)：
0.0≤|Z4|/|Z5|＜0.5...(5)
其中，
Z4为所述第2透镜的物侧的面上的最大视角的光束的最外光线通过该面的点与所述第2透镜的物侧的面顶点的切平面之间的光轴方向的距离，
Z5为所述第2透镜的像侧的面上的最大视角的光束的最外光线通过该面的点与所述第2透镜的像侧的面顶点的切平面之间的光轴方向的距离。
8.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
轴上光束的最外光线通过所述第2透镜的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧处与光轴相交，
并且满足下述条件式(5)：
0.0≤|Z4|/|Z5|＜0.5...(5)
其中，
Z4为所述第2透镜的物侧的面上的最大视角的光束的最外光线通过该面的点与所述第2透镜的物侧的面顶点的切平面之间的光轴方向的距离，
Z5为所述第2透镜的像侧的面上的最大视角的光束的最外光线通过该面的点与所述第2透镜的像侧的面顶点的切平面之间的光轴方向的距离。
9.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
满足下述条件式(6)：
v3＜35...(6)
其中，
v3为所述第3透镜的d线上的阿贝数。
10.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述第3透镜的像侧的面为非球面，
轴上光束的最外光线通过所述第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠物侧的第1点与光轴相交，
5成视角的光束的最外光线通过所述第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线或在比所述第1点更靠物侧的第2点与光轴相交，或与光轴平行，或在比所述第3透镜的像侧的面更靠像侧的第3点与光轴相交，
所述5成视角的光束的最外光线通过所述第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在所述第2点与光轴相交时，最大视角的光束的最外光线通过所述第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线或在比所述第2点更靠物侧与光轴相交，或与光轴平行，或在比所述第3透镜的像侧的面更靠像侧与光轴相交，
所述5成视角的光束的最外光线通过所述第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线与光轴平行，或在所述第3点与光轴相交时，最大视角的光束的最外光线通过所述第3透镜的像侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠像侧与光轴相交，
并且满足下述条件式(7)：
-0.25＜Z7m/f＜-0.03...(7)
其中，
Z7m为所述第3透镜的像侧的非球面上的各点与所述第3透镜的像侧的面顶点的切平面之间的光轴方向的最长距离，
f为整个系统的焦距。
11.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
最大视角的光束的主光线通过所述第4透镜的物侧的面的点处的该面的法线在比该面更靠像侧与光轴相交，
并且满足下述条件式(8)：
0°＜γ＜35°...(8)
其中，
γ为最大视角的光束的主光线通过所述第4透镜的物侧的面的点处的该面的法线与光轴之间的角度。
12.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
至少1个透镜由玻璃材料构成。
13.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述第4透镜的物侧的面为凸面。
14.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
在所述第1透镜与所述第2透镜之间配置有孔径光阑，
并且满足下述条件(9)：
0.0≤d3/f＜0.5...(9)
其中，
d3为所述孔径光阑与所述第2透镜之间的光轴上的间隔，
f为整个系统的焦距。
15.如权利要求1或2所述的摄像透镜，其特征在于，
所述第1透镜具有至少一面的非球面，并且由聚烯烃类塑料材料构成。
16.一种摄像透镜，其特征在于，
从物侧依次配置第1透镜组和第2透镜组而构成，
所述第1透镜组由将凹面朝向物侧的弯月形状的第1透镜构成，
在所述第2透镜组的最靠物侧配置正的第2透镜，所述第2透镜组的最靠像侧配置负透镜，所述第2透镜组包含2个以上至少一方的面为非球面的透镜，
并满足下述条件式(1)：
0.25＜D/f＜4.0...(1)
其中，
D为所述第1透镜与所述第2透镜的光轴上的间隔，
F为整个系统的焦距。
17.如权利要求16所述的摄像透镜，其特征在于，
所述第2透镜组从物侧依次具备所述第2透镜、将凸面朝向像侧的弯月形状的负的第3透镜、负的第4透镜。
18.一种摄像装置，其特征在于，
具备权利要求1至17中的任一项所述的摄像透镜。
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