JP2010015004A - 広角撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広角撮像レンズにおいて、小型かつ低コストに構成し、良好な像を得る。
【解決手段】広角撮像レンズは、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Ｌ１と、像側に凹面を向けるとともに少なくとも１面が非球面の負の第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けるとともに少なくとも１面が非球面の正の第３レンズＬ３と、像側に凸面を向けるとともに少なくとも１面が非球面の第４レンズＬ４とを備える。第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１とし、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたとき、次の条件式（１）を満足する。
７．０＜ｆ１／ｆ２＜１０ … （１）
【選択図】図１

Description

本発明は、広角撮像レンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を用いた車載用カメラ、携帯端末用カメラ、監視カメラ等に使用されるのに好適な広角撮像レンズおよび該広角撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。

ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子は近年非常に小型化及び高画素化が進んでいる。それとともに、これら撮像素子を備えた撮像機器本体も小型化が進み、それに搭載される撮像レンズにも小型化、軽量化が求められている。

また、車載用カメラ、携帯端末用カメラ、監視カメラ等に使用される撮像レンズには、広範囲にわたって良好な視界を確保するために、広角でありながら有効画面全体にわたって高い結像性能を有することが求められている。

さらに、上記分野の撮像レンズにおいては、低コスト化が望まれていることから、レンズ枚数が少ない光学系が求められている。従来、上記分野における４枚構成の広角撮像レンズとしては、以下の特許文献１〜３に記載のものがある。
特開２００２−２４４０３１号公報 特開２００５−２２７４２６号公報 特開２００６−２５９７０４号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載のものは、最も物体側のレンズ面から像面までの距離が長いため、小型化の要望を満たすものとはいえない。特許文献３に記載のものは、光軸方向の小型化は図られているが、歪曲収差、倍率色収差に関して改良の余地がある。歪曲収差、倍率色収差が残存していると、得られた光学像に補正を施したとしても、画面周辺部まで良好な像を得ることが難しい。

本発明は、上記事情に鑑み、小型かつ低コストでありながら、良好な像を得ることが可能な広角撮像レンズ、および該広角撮像レンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明の広角撮像レンズは、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屈折力を持つ第１レンズと、像側に凹面を向けるとともに少なくとも１面が非球面の負の屈折力を持つ第２レンズと、物体側に凸面を向けるとともに少なくとも１面が非球面の正の屈折力を持つ第３レンズと、像側に凸面を向けるとともに少なくとも１面が非球面の正の屈折力を持つ第４レンズとを備え、第１レンズの焦点距離をｆ１とし、第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、次の条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
７．０＜ｆ１／ｆ２＜１０ … （１）

本発明の広角撮像レンズは、最少４枚のレンズ枚数とすることで、低コスト化および小型化を図っている。本発明の撮像レンズは、各レンズの構成を好適に選択し、特に、第２、第３、第４レンズを非球面レンズとし、また、条件式（１）を満たすように構成することで、小型化、および歪曲収差や倍率色収差を含む諸収差の良好な補正を実現するものであり、製造性を良好にして安価に製作することを可能にするものである。

さらに、本発明の広角撮像レンズにおいては、全系の焦点距離をｆとし、第３レンズの焦点距離をｆ３とし、第１レンズ、第２レンズの合成焦点距離をｆ１２とし、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズの合成焦点距離をｆ２３４としたとき、次の条件式（２）〜（５）を満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、下記条件式（２）〜（５）のいずれか１つを満足するものであればよく、または任意の組み合わせを満足するものでもよい。
−１．１５＜ｆ２／ｆ＜−０．９ … （２）
１．１＜ｆ２３４／ｆ＜１．２５０ … （３）
１．４＜ｆ３／ｆ＜１．６ … （４）
−１．０＜ｆ１２／ｆ＜−０．７ … （５）

本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の広角撮像レンズと、該広角撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、最少４枚という少ないレンズ枚数で、各レンズの形状および屈折力を好適に設定し、条件式（１）を満足するように構成しているため、小型化および低コスト化を図りながら、良好な像を得ることが可能な広角撮像レンズ、および該広角撮像レンズを備えた撮像装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１に本発明の一実施形態にかかる広角撮像レンズのレンズ断面図を示す。なお、図１に示す構成例は、後述の実施例１のレンズ構成に対応している。図１の左側が物体側、右側が像側である。

なお、図１には、広角撮像レンズが撮像装置に適用される場合を考慮して、広角撮像レンズの結像位置Ｐｉｍを含む像面Ｓｉｍに配置された撮像素子５も図示している。撮像素子５は、広角撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等からなる。

また、広角撮像レンズを撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、カバーガラスや、ローパスフィルタまたは赤外線カットフィルタ等を配置することが好ましく、図１では、これらを想定した平行平板状の光学部材ＰＰをレンズ系と撮像素子５との間に配置した例を示している。例えば、広角撮像レンズが、車載カメラに使用され、夜間の視覚補助用の暗視カメラとして使用される場合には、レンズ系と撮像素子との間に紫外光から青色光をカットするようなフィルタを挿入してもよい。

なお、レンズ系と撮像素子５との間にローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等を配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよい。あるいは、広角撮像レンズが有するいずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。

広角撮像レンズは、物体側から順に、物体側の面が凸形状のメニスカス形状の負の屈折力を持つ第１レンズＬ１と、像側の面が凹形状で少なくとも１面が非球面の負の屈折力を持つ第２レンズＬ２と、物体側の面が凸形状で少なくとも１面が非球面の正の屈折力を持つ第３レンズＬ３と、開口絞りＳｔと、像側の面が凸形状で少なくとも１面が非球面の正の屈折力を持つ第４レンズＬ４とを備える。

なお、上述した各レンズの形状は概略的なものであり、例えば、第１レンズＬ１に関する「物体側の面が凸形状」とは、光軸を含む断面内の物体側の面における有効径の最外縁の２点を結んだ直線より光軸上の点が物体側にあるという意味である。また、第２レンズＬ２に関する「像側の面が凹形状」とは、光軸を含む断面内の像側の面における有効径の最外縁の２点を結んだ直線より光軸上の点が物体側にあるという意味である。上述した、第３レンズＬ３に関する「物体側の面が凸形状」、第４レンズＬ４に関する「像側の面が凸形状」も同様に考えることができる。

さらに、非球面レンズについては、上記の概略的な形状を逸脱しない範囲で好適な形状を選択することが可能であり、例えば、図１に示す例では、第２レンズＬ２の物体側の面は周辺部で凹形状であり、第４レンズＬ４の物体側の面は周辺部で凹形状である。

本実施形態の広角撮像レンズにおいては、最も物体側に配置された第１レンズＬ１を物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズとすることで、広角化に有利となる。

また、広角撮像レンズが例えば車載用カメラ等の厳しい環境において使用される場合には、最も物体側に配置される第１レンズＬ１は、風雨や洗車溶剤に晒されることが想定されるが、第１レンズＬ１を物体側に凸面を向けたメニスカス形状とすれば、これらの状況において懸念されるゴミ、埃、水滴等が残留しにくいという利点がある。さらに、両凹形状にした場合に比べて、光線の曲がり方が緩やかになるため、収差発生量を低減することができ、ディストーション等の補正上有利である。

なお、図１に示す例では第１レンズＬ１は球面レンズで構成しているが、本発明の第１レンズＬ１は、球面レンズ、非球面レンズのいずれでもよい。ただし、後述のように、最も物体側に配置される第１レンズの材質は、樹脂よりもガラスの方が好ましいことから、第１レンズＬ１を球面レンズとすれば、非球面レンズとした場合よりも低コストに製作することができる。

第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４は、設計自由度の高い非球面レンズを採用しているため、収差補正上有利となり、少ないレンズ枚数および短い全長で良好な解像性を得ることが容易になる。

第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４はそれぞれ、一面のみ非球面であってもよいし、あるいは、両面とも非球面であってもよい。両面を非球面とすれば、設計自由度が増加し、収差補正上さらに有利となる。

本実施形態の広角撮像レンズにおいては、第１レンズの焦点距離をｆ１とし、第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、次の条件式（１）を満足することが好ましい。
７．０＜ｆ１／ｆ２＜１０ … （１）

条件式（１）は、物体側の２つの負のレンズのパワーの比に関するものである。第１レンズＬ１および第２レンズＬ２は広角化に必要な負のパワーを担うものであるが、条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズＬ１の負のパワーが弱まり、第２レンズＬ２の負担が大きくなり、第２レンズＬ２の中央部の厚みと周辺部の厚みとの差が大きくなり、製造性が悪化する。

条件式（１）の下限を下回ると、第２レンズＬ２の負のパワーが弱まり、第２レンズＬ２の製造性は向上するが、倍率色収差を良好に補正することが難しくなる。また、条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズＬ１の負のパワーが大きくなり、第１レンズＬ１で発生する歪曲収差が大きくなって、全系に大きな歪曲収差が残存してしまう。

また、本実施形態の広角撮像レンズにおいては、全系の焦点距離をｆとし、第３レンズの焦点距離をｆ３とし、第１レンズ、第２レンズの合成焦点距離をｆ１２とし、第２レンズ、第３レンズ、第４レンズの合成焦点距離をｆ２３４としたとき、次の条件式（２）〜（６）を満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、下記条件式（２）〜（６）のいずれか１つを満足するものであればよく、または任意の組み合わせを満足するものでもよい。
−１．１５＜ｆ２／ｆ＜−０．９ … （２）
１．１＜ｆ２３４／ｆ＜１．２５０ … （３）
１．４＜ｆ３／ｆ＜１．６ … （４）
−１．０＜ｆ１２／ｆ＜−０．７ … （５）
０．８＜｜ｆ２／ｆ２３４｜＜０．９ … （６）

条件式（２）は、全系のパワーに対する第２レンズＬ２のパワーの比に関するものである。条件式（２）の上限を上回ると、第２レンズの負のパワーが強まり、倍率色収差の補正には有利になるが、中央部の厚みと周辺部の厚みとの差が大きくなり、製造性が悪化する。条件式（２）の下限を下回ると、製造性は向上するが、広角レンズとして必要な画角を確保しながら倍率色収差を良好に補正することが難しくなる。

条件式（３）は、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４を１つのレンズ群として見たとき、全系のパワーに対するこのレンズ群のパワーの比に関するものである。条件式（３）の上限を上回ると、歪曲収差が大きくなってしまう。条件式（３）の下限を下回ると、像面湾曲を良好に保ちながら大きな画角を得ることが難しくなる。

条件式（４）は、全系のパワーに対する第３レンズＬ３のパワーの比に関するものである。正の第３レンズＬ３は、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２で発生する倍率色収差を補償するよう作用するものである。条件式（４）の上限を上回ると、第３レンズＬ３の正のパワーが弱まり、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２で発生する倍率色収差を補償するための正のパワーが不足してしまう。条件式（４）の下限を下回ると、倍率色収差の補正には有利になるが、コマ収差を良好に補正することが難しくなる。

条件式（５）は、物体側の２つの負のレンズである第１レンズＬ１および第２レンズＬ２を１つのレンズ群として見たとき、全系のパワーに対するこのレンズ群のパワーの比に関するものである。条件式（５）の上限を上回ると、倍率色収差の補正には有利になるが、コマ収差を良好に補正することが難しくなる。条件式（５）の下限を下回ると、倍率色収差を良好に保ちながら、広角レンズとして必要な画角を得ることができなくなる。

条件式（６）は、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４を１つのレンズ群として見たとき、このレンズ群のパワーと第２レンズＬ２のパワーとの比に関するものである。条件式（６）の上限を上回ると、第２レンズＬ２の負のパワーが弱まり、倍率色収差を良好に補正することが難しくなる。条件式（６）の下限を下回ると、第２レンズＬ２の負のパワーが強まり、倍率色収差は良好に補正することができるが、軸上の色収差が大きくなってしまう。

なお、撮像レンズをＣＣＤやＣＭＯＳなどの受光素子を使用した撮像装置に適用する場合、テレセントリック性が悪いと周辺光量の減少を招き、シェーディングが生じてしまうことが知られている。このことから、本実施形態の広角撮像レンズにおいて、良好なテレセントリック性を確保するためには、最大像高における主光線の像面への入射角（該主光線と光軸とのなす角）をθとしたとき、次の条件式（７）を満足することが好ましい。
θ≦２３° … （７）

また、本広角撮像レンズにおいては、後述の実施例に示すように、第１レンズＬ１の材質のｄ線に対するアッベ数を４５以上、第２レンズＬ２および第４レンズＬ４の材質のｄ線に対するアッベ数を５０以上、第３レンズＬ３の材質のｄ線に対するアッベ数を３２以下とすることが好ましい。この場合には、倍率色収差を良好に補正することができ、良好な解像性を得ることができる。さらに、第１レンズＬ１の材質のｄ線に対するアッベ数を７０以上とすれば、倍率色収差をより良好に補正することができ、より良好な解像性を得ることができる。

なお、本広角撮像レンズが例えば車載用カメラ等の厳しい環境において使用される場合には、最も物体側に配置される第１レンズＬ１は、風雨や土砂による表面劣化、直射日光による温度変化に強く、さらには油脂・洗剤等の化学薬品に強い材質、すなわち耐水性、耐候性、耐酸性、耐薬品性等が高い材質を用いることが好ましい。また、最も物体側に配置される第１レンズＬ１の材質としては堅く、割れにくい材質を用いることが好ましい。以上のことから第１レンズＬ１の材質としては、具体的にはガラスを用いることが好ましく、あるいは透明なセラミックスを用いてもよい。セラミックスは通常のガラスに比べ強度が高く、耐熱性が高いという性質を有する。ただし、第１レンズＬ１の物体側の面にガラスなどの耐水性、耐候性、耐酸性、耐薬品性等が高い材質からなる被膜を形成することにより、第１レンズＬ１の材質にプラスチックを用いることもできる。

第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４の材質としては、プラスチックを用いることが好ましく、この場合には、非球面形状を精度良く作製することができるとともに、軽量化および低コスト化を図ることが可能となる。

プラスチック材質によっては、吸水性が高いと水分の出入りによって屈折率および形状寸法が変化するため、光学性能に悪影響が出る可能性がある。そこで、第２レンズＬ２と第４レンズＬ４にポリオレフィン系のプラスチック、第３レンズにポリカーボネート系のプラスチックあるいはペット系のプラスチックの吸水性のきわめて小さい材質を用いれば、吸水による性能劣化を最小限に抑えることができる。

本広角撮像レンズにおいては、ゴースト光低減等のために、各レンズに反射防止膜を施すようにしてもよい。その際、図１に例示するような広角撮像レンズでは、第１レンズＬ１の像側の面、第２レンズＬ２の像側の面、第３レンズＬ３の物体側の面において、周辺部の各面の接線と光軸とのなす角が小さいため、周辺部の反射防止膜の厚さがレンズ中央部より薄くなる。そこで、上記３つの面のうちの１面以上の面に、中央付近での反射率が最も小さくなる波長を６００ｎｍ以上９００ｎｍ以下とした反射防止膜を施すことにより、有効径全体で反射率を平均的に低減することができ、ゴースト光を低減させることが出来る。

なお、中央付近での反射率が最も小さくなる波長が６００ｎｍより短いと、周辺部での反射率が最も小さくなる波長が短くなり過ぎ、長波長側の反射率が高くなるため、赤味がかったゴーストが発生しやすくなってしまう。また、中央付近での反射率が最も小さくなる波長が９００ｎｍより長いと、中央部での反射率が最も小さくなる波長が長くなり過ぎ、短波長側の反射率が高くなるため、像の色合いがかなり赤みがかってしまうとともに、青味がかったゴーストが発生しやすくなってしまう。

また、本広角撮像レンズにおいては、各レンズ間の有効径外を通過する光束は、迷光となって像面に達し、ゴーストとなるおそれがあるため、必要に応じて、この迷光を遮光する遮光手段を設けることが好ましい。この遮光手段としては、例えばレンズの像側の有効径外の部分に不透明な塗料を施したり、不透明な板材を設けたりしてもよい。または、迷光となる光束の光路に不透明な板材を設けて遮光手段としてもよい。

次に、本発明にかかる広角撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。

まず、実施例１を例にとり説明する。実施例１にかかる広角撮像レンズのレンズデータを表１に、非球面データを表２に示す。

表１のレンズデータにおいて、Ｓｉは最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、ｒｉはｉ番目の面の曲率半径を示し、ｄｉはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示し、Ｎｅｊは最も物体側の光学要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の光学要素のｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数を示す。表１において、曲率半径および面間隔の単位はｍｍであり、曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。なお、表１のレンズデータには開口絞りＳｔも含めて示しており、開口絞りＳｔの曲率半径の欄には（開口絞り）と記載している。

また、表１のレンズデータでは、非球面は面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸曲率半径の数値を示している。表２の非球面データは、これら非球面に関する非球面係数を示すものである。非球面係数は、以下の式（Ａ）で表される非球面式における各係数Ｋ、Ｂｍ（ｍ＝３、４、５、…）の値である。

Ｚｄ＝Ｃ・ｈ^２／｛１＋（１−Ｋ・Ｃ^２・ｈ^２）^１/２｝＋ΣＢｍ・ｈ^ｍ … （Ａ）
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率半径の逆数
Ｋ、Ｂｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…）

実施例１にかかる広角撮像レンズのレンズ構成図は図１に示したとおりである。なお、図１における開口絞りＳｔは形状や大きさを表すものではなく光軸Ｚ上の位置を示すものである。また、図１に示す光学部材ＰＰは、一例として、屈折率１．５１，厚み１．０５ｍｍのものを用いている。

実施例２〜８にかかる広角撮像レンズのレンズ構成図を図２〜図８に、レンズデータ、非球面データを表３〜表１６にそれぞれ示す。なお、各実施例において、レンズ構成図の符号ｒｉ、ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…）は、レンズデータの表のｒｉ、ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…）と対応している。なお、実施例２〜８にかかる各表および各図中の記号の意味は実施例１について述べたものと同様であるが、図２〜図８に示す光学部材ＰＰとしては、図１のものと異なり、一例として、屈折率１．５１、厚み０．５ｍｍのものを用いている。

実施例１〜３の第１レンズの材質はＳ−ＦＰＬ５１（オハラ社製）であり、実施例４〜８の第１レンズの材質はＢＳＣ７（ＨＯＹＡ社製）である。全実施例の第２レンズおよび第４レンズの材質はＺＥＯＮＥＸ（登録商標 日本ゼオン株式会社製）、全実施例の第３レンズの材質はポリカーボネートである。

上記実施例１〜８では、第１レンズＬ１は、両面を球面形状としているため、安価に製造することができる。第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４については、収差補正能力の高い非球面レンズとし、その材質をプラスチックとしているため、非球面形状を高精度に実現して光学性能を確保することができるとともに、軽量で低コストに製造することができる。

上記実施例１〜８の広角撮像レンズにおける各種データおよび上記条件式（１）〜（７）に対応する値を表１７に示す。表１７に示す各条件式に対応する値は、基準波長に関するものであり、ここではｅ線を基準波長としている。

表１７において、ｆは全系の焦点距離、Ｂｆは空気換算したバックフォーカス、Ｌは最も物体側のレンズ面から像面までの光軸上の距離（バックフォーカス分は空気換算）、ＦＮｏ．はＦ値、２ωは全画角である。ｆ、Ｂｆ、Ｌの単位はｍｍであり、２ωの単位は度である。表１７に示すように、実施例１〜８の広角撮像レンズは全て上記条件式（１）〜（７）を満たしている。

図９（Ａ）〜図９（Ｇ）にそれぞれ、実施例１にかかる広角撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差、半画角０°でのコマ収差、半画角５６．１°でのコマ収差、半画角７３．５度でのコマ収差の各収差図を示す。各収差図には、ｅ線を基準波長とした収差を示すが、球面収差および倍率色収差に関しては、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。図９においてＦＮｏ．はＦ値であり、ωは半画角を意味する。また同様に、図１０（Ａ）〜図１０（Ｇ）、図１１（Ａ）〜図１１（Ｇ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｇ）、図１３（Ａ）〜図１３（Ｇ）、図１４（Ａ）〜図１４（Ｇ）、図１５（Ａ）〜図１５（Ｇ）、図１６（Ａ）〜図１６（Ｇ）にそれぞれ、実施例２、実施例３、実施例４、実施例５、実施例６、実施例７、実施例８の広角撮像レンズの各収差図を示す。

なお、ディストーションの収差図については、全系の焦点距離ｆ、半画角φ（変数扱い、０≦φ≦ω）を用いて、理想像高をｆ×ｔａｎφとし、それからのずれ量を示しているため、周辺部でマイナスの値になっている。しかし、実施例１〜８の広角撮像レンズのディストーションは、立体射影や等距離射影に基づく像高を基準として算出すれば、プラスの大きな値となる。これは、実施例１〜８の広角撮像レンズが、立体射影や等距離射影に基づく像高でディストーションを抑制するように設計されたレンズに比べて、周辺部の画像が大きく写るように考慮されたものだからである。図９〜図１６からわかるように、上記実施例１〜８は、ディストーション、倍率色収差を含めて各収差が良好に補正されており、良好な光学性能を有する。

すなわち、実施例１〜８の広角撮像レンズは、４枚という少ないレンズ枚数でありながら、小型かつ低コストに構成されて、高い光学性能を有するものである。また、前述の特許文献３に記載の光学系は、θの値が大きく、テレセントリック性が良好とは言えなかったが、本発明の実施例１〜８の広角撮像レンズは、上記長所を有した上で、テレセントリック性が良好な光学系を実現している。

図１７に使用例として、自動車１００に本実施形態の広角撮像レンズを備えた撮像装置を搭載した様子を示す。図１７において、自動車１００は、その助手席側の側面の死角範囲を撮像するための車外カメラ１０１と、自動車１００の後側の死角範囲を撮像するための車外カメラ１０２と、ルームミラーの背面に取り付けられ、ドライバーと同じ視野範囲を撮影するための車内カメラ１０３とを備えている。車外カメラ１０１と車外カメラ１０２と車内カメラ１０３とは、本実施の形態にかかる撮像装置であり、本発明の実施例による広角撮像レンズと、広角撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えている。

本発明の実施例にかかる広角撮像レンズは、上述した長所を有するものであるから、車外カメラ１０１、１０２および車内カメラ１０３も小型で安価に構成可能であり、その撮像素子５の撮像面には良好な像を結像することができる。

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率およびアッベ数等の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

また、撮像装置の実施形態では、本発明を車載用カメラに適用した例について図を示して説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、例えば、携帯端末用カメラや監視カメラ等にも適用可能である。

本発明の実施例１にかかる広角撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例２にかかる広角撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例３にかかる広角撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例４にかかる広角撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例５にかかる広角撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例６にかかる広角撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例７にかかる広角撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例８にかかる広角撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 図９（Ａ）〜図９（Ｇ）は本発明の実施例１にかかる広角撮像レンズの各収差図 図１０（Ａ）〜図１０（Ｇ）は本発明の実施例２にかかる広角撮像レンズの各収差図 図１１（Ａ）〜図１１（Ｇ）は本発明の実施例３にかかる広角撮像レンズの各収差図 図１２（Ａ）〜図１２（Ｇ）は本発明の実施例４にかかる広角撮像レンズの各収差図 図１３（Ａ）〜図１３（Ｇ）は本発明の実施例５にかかる広角撮像レンズの各収差図 図１４（Ａ）〜図１４（Ｇ）は本発明の実施例６にかかる広角撮像レンズの各収差図 図１５（Ａ）〜図１５（Ｇ）は本発明の実施例７にかかる広角撮像レンズの各収差図 図１６（Ａ）〜図１６（Ｇ）は本発明の実施例８にかかる広角撮像レンズの各収差図 本発明の実施形態にかかる車載用の撮像装置の配置を説明するための図

符号の説明

５ 撮像素子
１００ 自動車
１０１、１０２ 車外カメラ
１０３ 車内カメラ
ｄｉ ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｐｉｍ 結像位置
ＰＰ 光学部材
ｒｉ ｉ番目の面の曲率半径
Ｓｉｍ 像面
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (6)

1. 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屈折力を持つ第１レンズと、像側に凹面を向けるとともに少なくとも１面が非球面の負の屈折力を持つ第２レンズと、物体側に凸面を向けるとともに少なくとも１面が非球面の正の屈折力を持つ第３レンズと、像側に凸面を向けるとともに少なくとも１面が非球面の正の屈折力を持つ第４レンズとを備え、
   前記第１レンズの焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、次の条件式（１）を満足することを特徴とする広角撮像レンズ。
   ７．０＜ｆ１／ｆ２＜１０ … （１）
2. 全系の焦点距離をｆとしたとき、次の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１記載の広角撮像レンズ。
   −１．１５＜ｆ２／ｆ＜−０．９ … （２）
3. 全系の焦点距離をｆとし、前記第２レンズ、前記第３レンズ、前記第４レンズの合成焦点距離をｆ２３４としたとき、次の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の広角撮像レンズ。
   １．１＜ｆ２３４／ｆ＜１．２５０ … （３）
4. 全系の焦点距離をｆとし、前記第３レンズの焦点距離をｆ３としたとき、次の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の広角撮像レンズ。
   １．４＜ｆ３／ｆ＜１．６ … （４）
5. 全系の焦点距離をｆとし、前記第１レンズ、前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２としたとき、次の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の広角撮像レンズ。
   −１．０＜ｆ１２／ｆ＜−０．７ … （５）
6. 請求項１から５のいずれか１項記載の広角撮像レンズと、
   該広角撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子と
   を備えたことを特徴とする撮像装置。

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