JP5689480B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、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撮像レンズ、および該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良好な光学性能に加え、小型、軽量化が求められている。一方、車載用カメラや監視カメラ等に搭載されるレンズには、耐候性が高く、広角で、小型かつ安価に構成可能で、高性能であることが求められている。

上記分野において従来知られている比較的レンズ枚数の少ない撮像レンズとしては、例えば下記特許文献１〜６に記載のものがある。特許文献１〜６には、３枚構成の撮像レンズが記載されている。

特開平６−３４８７９号公報 特開２００１−３３７２６８号公報 特開２００５−１８１５９６号公報 特開２００９−２７６６７９号公報 特開２０１０−２３１１９０号公報 特開２００８−１０２５００号公報

近年では車載用カメラや監視カメラ等に搭載されるレンズに対する要求がますます厳しくなってきており、小型で安価、高性能等の上記要望を満たした上で、例えば全画角が１３０°を超えるような、さらなる広角化が求められている。また、近年では、撮像素子と組合せた使用が一般化していることから、撮像素子との使用に好適なレンズ系が求められている。これらの事情から、広角化や撮像素子との組合せで問題となりやすい倍率の色収差を良好に補正したいという要請が高まっている。

特許文献１に記載のレンズ系は、全画角が８２°〜８３°程度であり、広角化が不十分である。特許文献２に記載のレンズ系は、小型化が不十分である。特許文献３に記載のレンズ系は、広角化が不十分であるか、広角化を図ろうとすると第１レンズと第２レンズの間隔が大きすぎるため、レンズ系が大型化してしまい、小型に構成することが困難である。特許文献４に記載のレンズ系は、第２レンズのパワーが弱く、倍率の色収差の補正が不十分である。特許文献６に記載のレンズ系は、第２レンズの物体側の面が凹面であるが、倍率の色収差を重視する場合にはこのようなレンズ系においては第２レンズの物体側の面を凸面とした構成の方が有利と考えられる。

本発明は、上記事情に鑑み、小型かつ安価な構成で十分な広角化を達成しつつ、倍率の色収差が良好に補正されて、撮像素子と好適に使用可能で、高い光学性能を有する撮像レンズ、および該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。

本発明の撮像レンズは、物体側から順に、像側に凹面を向けた負の第１レンズと、近軸領域で物体側に凸面を向けた正の第２レンズと、絞りと、近軸領域で像側に凸面を向けた正の第３レンズとからなり、第１レンズおよび第３レンズを構成する材質のｄ線に対するアッベ数が４０以上であり、第２レンズを構成する材質のｄ線に対するアッベ数が２６以下であり、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、第３レンズの焦点距離をｆ３とし、第２レンズと第３レンズの合成焦点距離をｆ２３としたとき、下記条件式（３Ａ）、（４）を満足することを特徴とするものである。
３．０＜ｆ２／ｆ３＜５０．０ … （３Ａ）
１．３＜｜ｆ１／ｆ２３｜＜４．０ … （４）

また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（２）、（５）〜（１２）、（１’）、（１−１）、（２−１）、（３Ａ−１）、（４−１）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）〜（１２）、（１’）、（１−１）、（２−１）、（３Ａ−１）、（４−１）のいずれか１つの構成を有するものでもよく、あるいは任意の２つ以上を組合せた構成を有するものでもよい。
−５．０＜ｆ１／ｆ＜−１．８ … （２）
１．００＜ｆ３／ｆ＜２．５０ … （５）
２．０＜Ｒ３／ｆ＜１０．０ … （６）
０．９＜Ｄ２／ｆ＜２．５ … （７）
０．４＜Ｄ１／ｆ＜１．５ … （８）
４．０＜｜ｆ１２／ｆ｜＜５０．０ … （９）
４．０＜ｆ２／ｆ＜２０．０ … （１０）
０．１＜｜ＲＸ３｜／Ｒ３＜１．０ … （１１）
１．００＜ｆ２３／ｆ＜１．８５ … （１２）
１．７＜Ｄ３／ｆ＜２．９ … （１’）
１．７＜Ｄ３／ｆ＜２．５ … （１−１）
−３．８＜ｆ１／ｆ＜−２．５ … （２−１）
３．５＜ｆ２／ｆ３＜６．０ … （３Ａ−１）
１．６＜｜ｆ１／ｆ２３｜＜２．２ … （４−１）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ２３：第２レンズと第３レンズの合成焦点距離
Ｒ３：第２レンズの物体側の面の近軸領域での曲率半径
ＲＸ３：第２レンズの物体側の面の有効径端での曲率半径
Ｄ１：第１レンズの中心厚
Ｄ２：第１レンズと第２レンズの光軸上の空気間隔
Ｄ３：第２レンズの中心厚

また、本発明の撮像レンズにおいては、レンズ系が、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズの３枚のみからなるように構成することが好ましい。

なお、本発明の撮像レンズにおいては、非球面レンズの場合は、面の凹凸形状、屈折力（パワー）の符号は特に断りのない限り、近軸領域で考えるものとする。また、本発明の撮像レンズにおける曲率半径の符号は、物体側に凸形状の場合を正、像側に凸形状の場合を負とすることにする。

なお、「面の有効径」とは、結像に寄与する全光線とレンズ面との交わる点を考えたとき、径方向における最も外側の点（最も光軸から離れた点）からなる円の直径を意味し、「有効径端」とは、この最も外側の点を意味するものとする。なお、光軸に対して回転対称の系においては、上記の最も外側の点からなる図形は円となるが、回転対称ではない系においては円とならない場合があり、そのような場合は、等価の円形を考えてその円の直径を有効径としてもよい。有効径は、例えばレンズ系が撮像素子と組み合わせて使用される場合は、撮像素子の撮像面のサイズに基づき決めることができ、撮像面が矩形の場合は例えば、その対角長の１／２を最大像高として決めることができる。

本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の撮像レンズを備えたことを特徴とするものである。

本発明の撮像レンズによれば、３枚のレンズ系において、全系におけるパワー配置、各レンズの形状、絞り位置、各レンズを構成する材質等を好適に設定し、条件式（３Ａ）、（４）を満足するようにしているため、小型、安価、十分な広角化を達成しつつ、倍率の色収差の良好な補正、撮像素子との組合せにおける好適性、高い光学性能を実現することができる。

本発明の撮像装置によれば、本発明の撮像レンズを備えているため、小型で安価に構成でき、十分広い画角を有し、撮像素子を用いて解像度の高い良好な像を得ることができる。

本発明の一実施形態にかかる撮像レンズの構成と光路を示す図 本発明の実施例１の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の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の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の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の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の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の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の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例９の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１０の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１１の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１２の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１３の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１４の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１５の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１６の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１７の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１８の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例１９の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例２０の撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 図２２（Ａ）〜図２２（Ｄ）は本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図 図２３（Ａ）〜図２３（Ｄ）は本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図 図２４（Ａ）〜図２４（Ｄ）は本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図 図２５（Ａ）〜図２５（Ｄ）は本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図 図２６（Ａ）〜図２６（Ｄ）は本発明の実施例５の撮像レンズの各収差図 図２７（Ａ）〜図２７（Ｄ）は本発明の実施例６の撮像レンズの各収差図 図２８（Ａ）〜図２８（Ｄ）は本発明の実施例７の撮像レンズの各収差図 図２９（Ａ）〜図２９（Ｄ）は本発明の実施例８の撮像レンズの各収差図 図３０（Ａ）〜図３０（Ｄ）は本発明の実施例９の撮像レンズの各収差図 図３１（Ａ）〜図３１（Ｄ）は本発明の実施例１０の撮像レンズの各収差図 図３２（Ａ）〜図３２（Ｄ）は本発明の実施例１１の撮像レンズの各収差図 図３３（Ａ）〜図３３（Ｄ）は本発明の実施例１２の撮像レンズの各収差図 図３４（Ａ）〜図３４（Ｄ）は本発明の実施例１３の撮像レンズの各収差図 図３５（Ａ）〜図３５（Ｄ）は本発明の実施例１４の撮像レンズの各収差図 図３６（Ａ）〜図３６（Ｄ）は本発明の実施例１５の撮像レンズの各収差図 図３７（Ａ）〜図３７（Ｄ）は本発明の実施例１６の撮像レンズの各収差図 図３８（Ａ）〜図３８（Ｄ）は本発明の実施例１７の撮像レンズの各収差図 図３９（Ａ）〜図３９（Ｄ）は本発明の実施例１８の撮像レンズの各収差図 図４０（Ａ）〜図４０（Ｄ）は本発明の実施例１９の撮像レンズの各収差図 図４１（Ａ）〜図４１（Ｄ）は本発明の実施例２０の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

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。まず、図１を参照しながら、本発明の実施形態にかかる撮像レンズについて説明する。図１には、本発明の一実施形態にかかる撮像レンズ１のレンズ断面図、および、無限遠の距離にある物点からの軸上光束２、全画角２ωでの軸外光束３、４を示す。図１では、図の左側が物体側、右側が像側である。

図１では、撮像レンズ１が撮像装置に適用される場合を考慮して、撮像レンズ１の像面Ｓｉｍに配置された撮像素子５も図示している。なお、図１では、撮像素子を簡略的に示しているが、実際には撮像素子５の撮像面が像面Ｓｉｍの位置に一致するように配置される。撮像素子５は、撮像レンズ１により形成される光学像を撮像して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イメージセンサ等を用いることができる。

なお、撮像レンズ１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の各種フィルタを設けることが好ましく、図１では、これらを想定した平行平板状の光学部材ＰＰを最も像側のレンズと撮像素子５（像面Ｓｉｍ）の間に配置した例を示している。特に、撮像レンズ１が撮像素子５とともに使用される場合は、カバーガラスや各種フィルタをレンズ系と像面Ｓｉｍの間に配設することが多く、レンズ系にはこれらを配設するために十分なバックフォーカスが必要とされる。

撮像レンズ１は、基本構成として、光軸Ｚに沿って物体側から順に、像側に凹面を向けた負の第１レンズＬ１と、近軸領域で物体側に凸面を向けた正の第２レンズＬ２と、開口絞りＳｔと、近軸領域で像側に凸面を向けた正の第３レンズＬ３とを備え、第１レンズＬ１および第３レンズＬ３を構成する材質のｄ線に対するアッベ数が４０以上であり、第２レンズＬ２を構成する材質のｄ線に対するアッベ数が４０以下であるように構成される。
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。

この撮像レンズ１は、構成レンズ枚数が最少３枚と少ないため、小型で安価なレンズ系を作製することが可能になる。最も物体側の第１レンズＬ１を像側に凹面を向けた負レンズとすることで、レンズ系の広角化に有利となる。第１レンズＬ１は、像側に凹面を向けた負メニスカス形状とすることが好ましく、このようにした場合は、広い画角の光線を受けることができ、広角化により有利となるとともに、ディストーションを良好に補正することができる。

第１レンズＬ１を構成する材質のｄ線に対するアッベ数を４０以上とすることで、レンズ系の色収差、特に倍率の色収差の発生を使用可能な程度にまで抑え、良好な解像性能を得ることができる。第１レンズＬ１を構成する材質のｄ線に対するアッベ数は、４５以上とすることがより好ましく、４８以上とすることがさらにより好ましい。

開口絞りＳｔの物体側に配置された第２レンズＬ２のパワーを正とし、その材質のアッベ数を４０以下とすることで、倍率の色収差を良好に補正することが可能となる。第２レンズＬ２は、近軸領域で両凸形状とすることが好ましく、このようにした場合は、倍率の色収差、像面湾曲をより良好に補正することが可能となる。第２レンズＬ２は、近軸領域で物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズとしてもよい。

第２レンズＬ２を構成する材質のｄ線に対するアッベ数は、３０以下とすることがより好ましく、２６以下とすることがさらにより好ましく、２４以下とすることがさらによりいっそう好ましい。

第３レンズＬ３を近軸領域で像側に凸面を向けた正レンズとすることで、像面湾曲、球面収差を良好に補正することが可能となる。第３レンズＬ３は、近軸領域で像側に凸面を向けた正メニスカス形状とすることが好ましく、このようにした場合は、像面湾曲、球面収差をより良好に補正することが可能となる。

第３レンズＬ３を構成する材質のｄ線に対するアッベ数を４０以上とすることで、レンズ系の色収差、特に倍率の色収差の発生を使用可能な程度にまで抑え、良好な解像性能を得ることができる。第３レンズＬ３を構成する材質のｄ線に対するアッベ数は、４５以上とすることがより好ましく、５０以上とすることがさらにより好ましく、５５以上とすることがさらによりいっそう好ましい。

開口絞りＳｔの両側のレンズをともに正レンズとし、開口絞りＳｔの物体側の第２レンズＬ２の物体側の面を近軸領域で凸面とし、開口絞りＳｔの像側の第３レンズＬ３の像側の面を近軸領域で凸面とすることで、対称性が向上し、コマ収差、倍率の色収差の補正が容易となる。

図１に示す本実施形態の撮像レンズ１は、上記基本構成に加え、以下に述べる第１、第２、第３の態様を備えるものである。第１の態様は、全系の焦点距離をｆとし、第２レンズＬ２の中心厚をＤ３とし、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１としたとき、下記条件式（１）、（２）を満足するものである。
１．４＜Ｄ３／ｆ＜２．９ … （１）
−５．０＜ｆ１／ｆ＜−１．８ … （２）

条件式（１）の上限を上回ると、第２レンズＬ２の中心厚が大きくなりすぎてしまい、小型化が困難となる。条件式（１）の下限を下回ると、第２レンズＬ２の中心厚が小さくなりすぎてしまい、第２レンズＬ２の物体側の面において軸上光束と周辺光束を分離することが困難となり、倍率の色収差、像面湾曲の補正が困難となる。また、倍率の色収差補正のために第２レンズＬ２のパワーを強くしようとすると広角化が困難となる。

条件式（２）の上限を上回ると、第１レンズＬ１のパワーが強くなり過ぎてしまい、広角化は容易に達成可能だが、周辺の光線が急激に曲げられてしまうためディストーションが大きくなり周辺の画像が撮像素子上に小さく縮小されてしまい、画像処理により拡大したとしても画像が劣化してしまう。条件式（２）の下限を下回ると、第１レンズＬ１のパワーが弱くなりすぎてしまい、広角化が困難となるか、広角化のためには第２レンズＬ２のパワーを弱くする必要が有り、倍率の色収差の補正が困難となる。

第２の態様は、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１とし、第２レンズ２の焦点距離をｆ２とし、第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３とし、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の合成焦点距離をｆ２３としたとき、下記条件式（３Ａ）、（４）を満足するものである。
３．０＜ｆ２／ｆ３＜５０．０ … （３Ａ）
１．３＜｜ｆ１／ｆ２３｜＜４．０ … （４）

条件式（３Ａ）は、撮像レンズ１が有する２つの正レンズのパワーの比に関するものである。条件式（３Ａ）の上限を上回ると、第２レンズＬ２のパワーが弱くなりすぎて、倍率の色収差の補正が困難となるか、第３レンズＬ３のパワーが強くなりすぎて、バックフォーカスが短くなりすぎてしまい、レンズ系と撮像素子５との間にカバーガラスや各種フィルタを配置することが困難となる。条件式（３Ａ）の下限を下回ると、第２レンズＬ２のパワーが強くなりすぎてしまい、倍率の色収差は良好に補正可能だが、レンズ系を広角化することが困難となる。

条件式（４）は、撮像レンズ１が有する負レンズと正レンズのパワーの比に関するものである。条件式（４）の上限を上回ると、第１レンズＬ１の負のパワーが弱くなり、広角化が困難となるか、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の合成パワーが強くなりすぎてしまい、バックフォーカスが短くなり過ぎてしまう。条件式（４）の下限を下回ると、広角化は容易に達成可能だが、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の合成パワーが弱くなりすぎてしまい、球面収差と倍率の色収差の補正が困難となる。

第３の態様は、第２レンズＬ２を構成する材質のｄ線に対する屈折率が１．６以上かつ１．８以下であり、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２とし、第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３としたとき、下記条件式（３Ｂ）を満足するものである。
２．０＜ｆ２／ｆ３＜５０．０ … （３Ｂ）

第２レンズＬ２を構成する材質のｄ線に対する屈折率を１．６以上とすることで、第２レンズＬ２のパワーを強くすることが可能となり、広角化と倍率の色収差の補正が容易となる。第２レンズＬ２を構成する材質のｄ線に対する屈折率を１．８以下とすることで材料のコストを抑制することができる。

条件式（３Ｂ）の上限を上回ると、第２レンズＬ２のパワーが弱くなりすぎて、倍率の色収差の補正が困難となるか、第３レンズＬ３のパワーが強くなりすぎて、バックフォーカスが短くなりすぎてしまい、レンズ系と撮像素子５との間にカバーガラスや各種フィルタを配置することが困難となる。第２レンズＬ２を構成する材質のｄ線に対する屈折率を１．６以上かつ１．８以下とした条件下において、条件式（３Ｂ）の下限を下回ると、第２レンズＬ２のパワーが強くなりすぎてしまい、倍率の色収差は良好に補正可能だが、レンズ系を広角化することが困難となる。

なお、上記第１、第２、第３の態様のいずれかを有する撮像レンズが、他の態様の構成を兼備するようにしてもよい。また、上記第１、第２、第３の態様を有する撮像レンズは、以下に述べる構成を有することが好ましい。なお、好ましい態様としては、以下のいずれか１つの構成を有するものでもよく、あるいは任意の２つ以上を組合せた構成を有するものでもよい。

全系の焦点距離をｆとし、第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３としたとき、下記条件式（５）を満足することが好ましい。
１．００＜ｆ３／ｆ＜２．５０ … （５）

条件式（５）の上限を上回ると、第３レンズＬ３のパワーが弱くなりすぎてしまい、球面収差と像面湾曲の補正が困難となるか、周辺光束が撮像素子５へ入射する角度を抑えることができず、テレセントリック性の良いレンズを作製することが困難となる。条件式（５）の下限を下回ると、第３レンズＬ３のパワーが強くなりすぎてしまい、バックフォーカスを長くとることが困難となり、使用できる撮像素子５が限定される、またはレンズ系と撮像素子５の間に各種フィルタ類を挿入することが困難となる。

全系の焦点距離をｆとし、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１としたとき、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
−５．０＜ｆ１／ｆ＜−１．８ … （２）

条件式（２）の上限を上回ると、第１レンズＬ１のパワーが強くなり過ぎてしまい、広角化は容易に達成可能だが、周辺の光線が急激に曲げられてしまうためディストーションが大きくなり周辺の画像が撮像素子上に小さく縮小されてしまい、画像処理により拡大したとしても画像が劣化してしまう。条件式（２）の下限を下回ると、第１レンズＬ１のパワーが弱くなりすぎてしまい、広角化が困難となるか、広角化のためには第２レンズＬ２のパワーを弱くする必要が有り、倍率の色収差の補正が困難となる。

全系の焦点距離をｆとし、第２レンズＬ２の物体側の面の近軸領域での曲率半径をＲ３としたとき、下記条件式（６）を満足することが好ましい。
２．０＜Ｒ３／ｆ＜１０．０ … （６）

条件式（６）の上限を上回ると、第２レンズＬ２の物体側の面の近軸領域での曲率半径が大きくなりすぎてしまい、倍率の色収差の補正が困難となる。条件式（６）の下限を下回ると、第２レンズＬ２の物体側の面の近軸領域での曲率半径が小さくなりすぎてしまい、倍率の色収差は良好に補正可能だが、第２レンズＬ２の物体側の面で周辺光線を大きく曲げることが困難となり、広角化が困難となる。

全系の焦点距離をｆとし、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の光軸上の空気間隔をＤ２としたとき、下記条件式（７）を満足することが好ましい。
０．９＜Ｄ２／ｆ＜２．５ … （７）

条件式（７）の上限を上回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間隔が広くなりすぎてしまい、広角化は容易となるが、第１レンズＬ１の径が大きくなり、レンズ系を小型化することが困難となる。条件式（７）の下限を下回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間隔が小さくなりすぎてしまい、広角化が困難となるとともに、第１レンズＬ１における周辺光束と軸上光束の分離が不十分になるため、像面湾曲とディストーションの補正が困難となる。

なお、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の光軸上の空気間隔Ｄ２は、２．０ｍｍ以下であることが好ましい。Ｄ２を２．０ｍｍ以下とすることで、レンズ系を小型化することが可能となる。

全系の焦点距離をｆとし、第１レンズＬ１の中心厚をＤ１としたとき、下記条件式（８）を満足することが好ましい。
０．４＜Ｄ１／ｆ＜１．５ … （８）

条件式（８）の上限を上回ると、第１レンズＬ１が厚くなりすぎてしまい、レンズ系の光軸方向とともに径方向も大型化してしまい、小型化を達成することが困難となる。条件式（８）の下限を下回ると、第１レンズＬ１が薄くなり割れやすくなってしまう。例えば車載レンズや監視カメラ用レンズとして用いる場合、各種衝撃に対する強度が求められるため、第１レンズＬ１は衝撃に強いことが好ましい。

第１レンズＬ１の各種衝撃に対する強度を高くするためにはＤ１は０．７ｍｍ以上とすることが好ましい。よりに好ましくは、Ｄ１を０．８ｍｍ以上とすることであり、さらにより好ましくは、Ｄ１を１．０ｍｍ以上とすることである。

全系の焦点距離をｆとし、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離をｆ１２としたとき、下記条件式（９）を満足することが好ましい。
４．０＜｜ｆ１２／ｆ｜＜５０．０ … （９）

条件式（９）の上限を上回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成パワーが弱くなり、広角化が困難となる。条件式（９）の下限を下回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成パワーが強くなり、広角化は容易だが、第１レンズＬ１の負のパワーが強くなり、倍率の色収差の補正が困難となるとともに、像面湾曲の補正も困難となる。

第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離ｆ１２は負の値であることが好ましい。ｆ１２が正の値となると、第２レンズＬ２の正のパワーが強くなりすぎてしまい、広角化が困難となる。

全系の焦点距離をｆとし、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（１０）を満足することが好ましい。
４．０＜ｆ２／ｆ＜２０．０ … （１０）

条件式（１０）の上限を上回ると、第２レンズＬ２のパワーが弱くなり、倍率の色収差の補正が困難となる。条件式（１０）の下限を下回ると、第２レンズＬ２のパワーが強くなり、倍率の色収差の補正は容易だが、広角化が困難となる。

第２レンズＬ２の物体側の面の近軸領域での曲率半径をＲ３とし、第２レンズＬ２の物体側の面の有効径端での曲率半径の絶対値を｜ＲＸ３｜としたとき、下記条件式（１１）を満足することが好ましい。なお、ＲＸ３については後で詳述する。
０．１＜｜ＲＸ３｜／Ｒ３＜１．０ … （１１）

条件式（１１）の上限を上回ると、第２レンズＬ２の物体側の面の有効径端の曲率半径の絶対値が大きくなり、像面湾曲の補正が困難となる。条件式（１１）の下限を下回ると、第２レンズＬ２の物体側の面の有効径端の曲率半径の絶対値が小さくなりすぎてしまい、この有効径端における光線と面の法線とのなす角が小さくなるため、光線を大きく曲げることが困難となり、広角化が困難となる。

全系の焦点距離をｆとし、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の合成焦点距離をｆ２３としたとき、下記条件式（１２）を満足することが好ましい。
１．００＜ｆ２３／ｆ＜１．８５ … （１２）

条件式（１２）の上限を上回ると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の合成パワーが弱くなり、倍率の色収差と像面湾曲の補正が困難になる。条件式（１２）の下限を下回ると、第２レンズＬ２のパワーが強くなりすぎて、レンズ系の広角化が困難となるか、第３レンズＬ３のパワーが強くなりすぎてしまい、バックフォーカスが短くなりすぎてしまい、レンズ系と撮像素子５との間に各種フィルタを配置することが困難となる。

第２レンズＬ２の物体側の面の近軸領域での曲率半径をＲ３とし、第２レンズＬ２の像側の面の近軸領域での曲率半径をＲ４としたとき、下記条件式（１３）を満足することが好ましい。条件式（１３）の下限を下回ると、第２レンズの像側の面が近軸領域で凹面となってしまい、倍率の色収差の補正が困難となる。
−１．００＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４） … （１３）

全系の焦点距離をｆとし、第１レンズＬ１の物体側の面から像面Ｓｉｍまでの距離をＬとしたとき、下記条件式（１４）を満足することが好ましい。なお、Ｌの算出の際には、バックフォーカス分は空気換算長とする。すなわち、最も像側のレンズと像面Ｓｉｍとの間にカバーガラスやフィルタなどがある場合は、カバーガラスやフィルタの厚さは空気換算した値を用いるものとする。
５．０＜Ｌ／ｆ＜１０．０ … （１４）

条件式（１４）の上限を上回ると、広角化は容易に達成できるがレンズ系が大型化してしまう。条件式（１４）の下限を下回ると、レンズ系は小型化することができるが、広角化を達成することが困難となる。

なお、上記の各条件式については、さらに以下のように下限と上限を変更したものを満足することが好ましい。また、好ましい態様としては、以下に述べる下限の変更値と上限の変更値を組み合わせて構成される条件式を満足するものでもよい。

条件式（１）の下限の変更値としては、１．６が好ましく、１．７がより好ましく、１．８がさらにより好ましい。条件式（１）の上限の変更値としては、２．７が好ましく、２．６がより好ましく、２．５がさらにより好ましい。

条件式（２）の下限の変更値としては、−４．５が好ましく、−３．８がより好ましく、−３．５がさらにより好ましい。条件式（２）の上限の変更値としては、−２．５が好ましく、−２．８がより好ましい。

条件式（３Ａ）の下限の変更値としては、３．５が好ましく、３．８がより好ましい。
条件式（３Ａ）の上限の変更値としては、１０．０が好ましく、９．０がより好ましく、６．０がさらにより好ましい。

条件式（３Ｂ）の下限の変更値としては、３．０が好ましく、３．５がより好ましく、３．８がさらにより好ましい。条件式（３Ｂ）の上限の変更値としては、１０．０が好ましく、９．０がより好ましく、６．０がさらにより好ましい。

条件式（４）の下限の変更値としては、１．５が好ましく、１．６がより好ましい。条件式（４）の上限の変更値としては、３．０が好ましく、２．２がより好ましい。

条件式（５）の下限の変更値としては、１．３が好ましく、１．４５がより好ましく、１．５１がさらにより好ましい。条件式（５）の上限の変更値としては、１．８が好ましく、１．７がより好ましい。

条件式（６）の下限の変更値としては、２．５が好ましく、３．５がより好ましく、４．５がさらにより好ましい。条件式（６）の上限の変更値としては、９．５が好ましく、９．２がより好ましい。

条件式（７）の下限の変更値としては、１．０が好ましく、１．１がより好ましい。条件式（７）の上限の変更値としては、２．０が好ましく、１．６がより好ましい。

条件式（８）の下限の変更値としては、０．６が好ましい。条件式（８）の上限の変更値としては、１．０が好ましい。

条件式（９）の下限の変更値としては、６．５が好ましく、７．５がより好ましい。条件式（９）の上限の変更値としては、２０．０が好ましく、１０．０がより好ましい。

条件式（１０）の下限の変更値としては、５．０が好ましく、５．５がより好ましい。
条件式（１０）の上限の変更値としては、１０．０が好ましく、９．６がより好ましい。

条件式（１１）の下限の変更値としては、０．２が好ましく、０．２４がより好ましい。条件式（１１）の上限の変更値としては、０．８が好ましく、０．５０がより好ましい。

条件式（１２）の下限の変更値としては、１．６０が好ましい。条件式（１２）の上限の変更値としては、１．８３が好ましく、１．８０がより好ましい。

条件式（１３）の（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）の下限は、−０．８５であることが好ましく、−０．８０であることがより好ましく、−０．７７であることがさらにより好ましい。また、条件式（１３）の（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）の上限は、−０．０５であることが好ましく、−０．０５を上回ると、第２レンズＬ２の物体側の面の近軸領域での曲率半径が大きくなり、倍率の色収差の補正が困難となるか、第２レンズＬ２の像側の面の近軸領域での曲率半径が小さくなり、すなわち、第２レンズＬ２の像側の面の近軸領域での曲率半径が負の値をとり、その絶対値が大きくなり、広角化とともに、像面湾曲の補正が困難となる。条件式（１３）の（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）の上限は、−０．１０であることがより好ましく、−０．１５であることがさらにより好ましい。

条件式（１４）の下限の変更値としては、６．０が好ましく、７．０がより好ましく、７．２がさらにより好ましい。条件式（１４）の上限の変更値としては、９．０が好ましく、８．５がより好ましく、８．２がさらにより好ましい。

第１レンズＬ１の物体側の面から像面Ｓｉｍまでの距離Ｌ（バックフォーカス分は空気換算長）は、１１．０ｍｍ以下であることが好ましい。Ｌを１１．０ｍｍ以下とすることで、レンズ系を小型化することが可能となる。より好ましくは、Ｌを１０．５ｍｍ以下とすることであり、レンズ系をより小型化することが可能となる。さらにより好ましくは、Ｌを１０．０ｍｍ以下とすることであり、レンズ系をさらにより小型化することが可能となる。

最も像側のレンズの像側の面から像面Ｓｉｍまでの距離、すなわちバックフォーカスをＢｆとしたとき、Ｂｆが２．０ｍｍ以上であることが好ましい。なお、Ｂｆは、空気換算長とする。すなわち、最も像側のレンズと像面Ｓｉｍとの間にカバーガラスやフィルタなどがある場合は、カバーガラスやフィルタの厚さは空気換算した値を用いるものとする。
Ｂｆを２．０ｍｍ以上とすることで、レンズ系と撮像素子５との間隔を広くとることができ、撮像素子の選択の幅が広がるとともにレンズ系と撮像素子との間に各種フィルタやカバーガラスなどを配置することが容易となる。より好ましくは、Ｂｆが２．２ｍｍ以上であることであり、さらにより好ましくはＢｆが２．３ｍｍ以上であることである。

全系の焦点距離をｆとし、最も像側のレンズの像側の面から像面Ｓｉｍまでの距離をＢｆとしたとき、Ｂｆがｆの１．５倍以上であることが好ましい。Ｂｆをｆの１．５倍以上とすることで、レンズ系と撮像素子との間隔を広くとることができ、撮像素子の選択の幅が広がるとともにレンズ系と撮像素子との間に各種フィルタやカバーガラスなどを配置することが容易となる。より好ましくは、Ｂｆがｆの１．８倍以上である。

ただし、レンズ系の小型化のためには、Ｂｆがｆの２．５倍以下であることが好ましい。より好ましくは、Ｂｆがｆの２．２倍以下であることであり、さらにより好ましくは、Ｂｆがｆの２．１倍以下であることである。

第２レンズＬ２の物体側の面は、非球面とすることが好ましい。第２レンズＬ２の物体側の面は、中心で正のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して正のパワーが強い形状であることが好ましい。第２レンズＬ２の物体側の面をこのような形状とすることで、広角化と同時に像面湾曲、倍率の色収差を良好に補正することが可能となる。

ここで、図１を参照しながら、上記の第２レンズＬ２の物体側の面の形状について説明する。図１において、点Ｃ３は、第２レンズＬ２の物体側の面の中心であり、第２レンズＬ２の物体側の面と光軸Ｚとの交点である。図１の点Ｘ３は、第２レンズＬ２の物体側の面の有効径端の点であり、軸外光束４に含まれる最も外側の光線６と第２レンズＬ２の物体側の面との交点である。

このとき、点Ｘ３でのレンズ面の法線と光軸Ｚとの交点を図１に示すように点Ｐ３とし、点Ｘ３と点Ｐ３を結ぶ線分Ｘ３−Ｐ３を点Ｘ３での曲率半径ＲＸ３と定義し、線分Ｘ３−Ｐ３の長さ｜Ｘ３−Ｐ３｜を曲率半径ＲＸ３の絶対値｜ＲＸ３｜と定義する。つまり、｜Ｘ３−Ｐ３｜＝｜ＲＸ３｜である。また、点Ｃ３での曲率半径、すなわち、第２レンズＬ２の物体側の面の中心の曲率半径（近軸領域での曲率半径）をＲ３とし、その絶対値を｜Ｒ３｜とする（図１では不図示）。

上記の第２レンズＬ２の物体側の面の「中心で正のパワーを持ち」とは、点Ｃ３を含む近軸領域が凸形状であることを意味する。また、上記の第２レンズＬ２の物体側の面の「有効径端では中心と比較して正のパワーが強い形状」とは、点Ｐ３が点Ｃ３より像側にあり、点Ｘ３での曲率半径の絶対値｜ＲＸ３|が点Ｃ３での曲率半径の絶対値｜Ｒ３｜よりも小さい形状を意味する。

図１では理解を助けるために、半径｜Ｒ３｜で点Ｃ３を通り、光軸上の点を中心とする円ＣＣ３を二点鎖線で描き、半径｜ＲＸ３｜で点Ｘ３を通り、光軸上の点を中心とする円ＣＸ３を破線で描いている。円ＣＸ３の方が円ＣＣ３よりも小さな円となっており、｜Ｒ３｜＞｜ＲＸ３｜であることが明示されている。

全系の焦点距離をｆとしたとき、点Ｘ３での曲率半径の絶対値｜ＲＸ３|は、ｆの１．５倍以上であることが好ましく、このようにした場合には広角化と同時に像面湾曲、倍率の色収差を良好に補正することが可能となる。｜ＲＸ３|は、ｆの１．８倍以上であることがより好ましく、ｆの２．０倍以上であることがさらにより好ましい。

第２レンズＬ２の像側の面は、非球面とすることが好ましい。第２レンズＬ２の像側の面は、中心が正のパワーを持ち、有効径端では負のパワーを持つ形状であることが好ましい。第２レンズＬ２の像側の面をこのような形状とすることで、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

第２レンズＬ２の像側の面の上記形状は、図１を用いて説明した第２レンズＬ２の物体側の面の形状と同様にして以下のように考えることができる。レンズ断面図において、第２レンズＬ２の像側の面の有効径端を点Ｘ４として、その点での法線と光軸Ｚとの交点を点Ｐ４とするとき、点Ｘ４と点Ｐ４とを結ぶ線分Ｘ４−Ｐ４を点Ｘ４での曲率半径とし、点Ｘ４と点Ｐ４とを結ぶ線分の長さ｜Ｘ４−Ｐ４｜を点Ｘ４での曲率半径の絶対値｜ＲＸ４|とする。つまり、｜Ｘ４−Ｐ４｜＝｜ＲＸ４｜である。また、第２レンズＬ２の像側の面と光軸Ｚとの交点、すなわち、第２レンズＬ２の像側の面の中心を点Ｃ４とする。そして、点Ｃ４での曲率半径（近軸領域での曲率半径）の絶対値を｜Ｒ４｜とする。

第２レンズＬ２の像側の面の「中心が正のパワーを持ち、有効径端で負のパワーを持つ形状」とは、点Ｃ４を含む近軸領域で凸形状であり、点Ｐ４が点Ｃ４より像側にある形状である。

点Ｘ４での曲率半径の絶対値｜ＲＸ４｜は、点Ｃ４での曲率半径の絶対値｜Ｒ４｜の０．９倍以下であることが好ましい。｜ＲＸ４｜を、｜Ｒ４｜の０．９倍以下とすることで、球面収差と像面湾曲を良好に補正することが可能となる。球面収差と像面湾曲をより良好に補正するためには、｜ＲＸ４｜が、｜Ｒ４｜の０．８倍以下であることが好ましく、球面収差と像面湾曲をさらにより良好に補正するためには、｜ＲＸ４｜が、｜Ｒ４｜の０．５倍以下であることが好ましい。

第２レンズＬ２の像側の面は、中心が負のパワーを持ち、有効径端でも負のパワーを持つ形状としてもよい。第２レンズＬ２の像側の面をこのような形状とすることで、倍率の色収差を良好に補正することが可能となる。その際に、中心が負のパワーを持ち、有効径端では中心と比べて負のパワーが強い形状としてもよい。第２レンズＬ２の像側の面をこのような形状とすることで、倍率の色収差をより良好に補正することが可能となる。第２レンズＬ２の像側の面の「中心が負のパワーを持ち」とは、点Ｃ４を含む近軸領域で凹形状であることを意味する。第２レンズＬ２の像側の面の「中心が負のパワーを持ち、有効径端では中心と比べて負のパワーが強い形状」とは、点Ｐ４が点Ｃ４より像側にあり、点Ｘ４での曲率半径の絶対値｜ＲＸ４|が点Ｃ４での曲率半径の絶対値｜Ｒ４｜よりも小さい形状を意味する。

第３レンズＬ３の物体側の面は、非球面とすることが好ましい。第３レンズＬ３の物体側の面は、中心が負のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して負のパワーが強い形状であることが好ましい。第３レンズＬ３の物体側の面をこのような形状とすることで、球面収差と像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

第３レンズＬ３の物体側の面の上記形状は、図１を用いて説明した第２レンズＬ２の物体側の面の形状と同様にして以下のように考えることができる。レンズ断面図において、第３レンズＬ３の物体側の面の有効径端を点Ｘ６として、その点での法線と光軸Ｚとの交点を点Ｐ６とするとき、点Ｘ６と点Ｐ６とを結ぶ線分Ｘ６−Ｐ６を点Ｘ６での曲率半径とし、点Ｘ６と点Ｐ６とを結ぶ線分の長さ｜Ｘ６−Ｐ６｜を点Ｘ６での曲率半径の絶対値｜ＲＸ６|とする。よって、｜Ｘ６−Ｐ６｜＝｜ＲＸ６｜となる。また、第３レンズＬ３の物体側の面と光軸Ｚとの交点、すなわち、第３レンズＬ３の物体側の面の中心を点Ｃ６とする。そして、点Ｃ６での曲率半径（近軸領域での曲率半径）の絶対値を｜Ｒ６｜とする。

第３レンズＬ３の物体側の面の「中心が負のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して負のパワーが強い形状」とは、点Ｃ６を含む近軸領域で凹形状であり、点Ｐ６が点Ｃ６より物体側にあり、かつ、点Ｘ６での曲率半径の絶対値｜ＲＸ６|が点Ｃ６での曲率半径の絶対値｜Ｒ６｜よりも小さい形状である。

点Ｘ６での曲率半径の絶対値｜ＲＸ６|は、点Ｃ６での曲率半径の絶対値｜Ｒ６｜の０．７倍以下であることが好ましく、この場合には球面収差と像面湾曲の良好な補正が可能となる。より好ましくは、｜ＲＸ６|を｜Ｒ６｜の０．５倍以下とすることであり、さらにより好ましくは、｜ＲＸ６|を｜Ｒ６｜の０．４倍以下とすることである。

第３レンズＬ３の像側の面は、非球面とすることが好ましい。第３レンズＬ３の像側の面は、中心が正のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して正のパワーが弱い形状であることが好ましい。第３レンズＬ３の像側の面をこのような形状とすることで、球面収差と像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

第３レンズＬ３の像側の面の上記形状は、図１を用いて説明した第２レンズＬ２の物体側の面の形状と同様にして以下のように考えることができる。レンズ断面図において、第３レンズＬ３の像側の面の有効径端を点Ｘ７として、その点での法線と光軸Ｚとの交点を点Ｐ７とするとき、点Ｘ７と点Ｐ７とを結ぶ線分Ｘ７−Ｐ７を点Ｘ７での曲率半径とし、点Ｘ７と点Ｐ７とを結ぶ線分の長さ｜Ｘ７−Ｐ７｜を点Ｘ７での曲率半径の絶対値｜ＲＸ７|とする。よって、｜Ｘ７−Ｐ７｜＝｜ＲＸ７｜となる。また、第３レンズＬ３の像側の面と光軸Ｚとの交点、すなわち、第３レンズＬ３の像側の面の中心を点Ｃ７とする。そして、点Ｃ７での曲率半径（近軸領域での曲率半径）の絶対値を｜Ｒ７｜とする。

第３レンズＬ３の像側の面の「中心が正のパワーを持ち、有効径端では中心と比較して正のパワーが弱い形状」とは、点Ｃ７を含む近軸領域で凸形状であり、点Ｐ７が点Ｃ７より物体側にあり、かつ、点Ｘ７での曲率半径の絶対値｜ＲＸ７|が点Ｃ７での曲率半径の絶対値｜Ｒ７｜よりも大きい形状である。

点Ｘ７での曲率半径の絶対値｜ＲＸ７|は、点Ｃ７での曲率半径の絶対値｜Ｒ７｜の１．２倍以上であることが好ましく、この場合には球面収差と像面湾曲を良好に補正することが容易となる。より好ましくは、｜ＲＸ７|が｜Ｒ７｜の１．３倍以上であることであり、さらにより好ましくは、｜ＲＸ７|が｜Ｒ７｜の１．５倍以上であることであり、さらによりいっそう好ましくは、｜ＲＸ７|が｜Ｒ７｜の１．６倍以上であることである。

第１レンズＬ１の材質がガラスであり、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の材質がプラスチックであることが好ましい。撮像レンズが例えば車載用カメラや監視カメラ用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要望され、また、堅く、割れにくい材質を用いることが要望されることがある。第１レンズＬ１の材質をガラスとすることで、これらの要望を満たすことが可能となる。また、第１レンズＬ１の材質として、透明なセラミックスを用いてもよい。

第２レンズＬ２、第３レンズＬ３の材質をプラスチックとすることで、レンズ系を安価で軽量に構成することが可能となるとともに、非球面形状を正確に作製することが容易となるため、良好な光学性能を確保しやすくなる。

要求される仕様によっては、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３のいずれかまたは両方の材質をガラスとしてもよい。第２レンズＬ２、第３レンズＬ３のいずれかまたは両方の材質をガラスとすることで、温度変化に強い光学系を作製することが可能となる。

第２レンズＬ２、第３レンズＬ３のいずれかにプラスチック材質を用いた場合は、その材質として、プラスチックに光の波長より小さな粒子を混合させた、いわゆるナノコンポジット材料を用いてもよい。ナノコンポジット材料は混合させる粒子の種類や量によって、材質の屈折率とアッベ数を変化させることが可能となる。ナノコンポジット材料を用いることで、例えばこれまでのプラスチック材料では得られなかった高屈折率の材質や、アッベ数の小さい材質等を作ることができ、それにより良好な光学性能のレンズを作製することが可能となる。

低コスト化のためには、第１レンズＬ１はガラス球面レンズであることが好ましいが、高い光学性能が重視される場合は、第１レンズＬ１の片側の面または両側の面を非球面としてもよい。第１レンズＬ１をガラス非球面レンズとすることで、諸収差をさらに良好に補正することが可能となる。

第１レンズＬ１を非球面レンズとする場合は、第１レンズＬ１の材質をプラスチックとしてもよい。第１レンズＬ１をプラスチック非球面レンズとすることで、安価で軽量に構成でき、像面湾曲、ディストーションを良好に補正することが可能となる。第１レンズＬ１をプラスチック非球面レンズとした場合には、第１レンズＬ１より物体側にカバーガラスなどの保護部材を配置することが好ましく、もしくは第１レンズＬ１の物体側の面にハードコートなどの耐衝撃性を高めるコートを施してもよい。

第１レンズＬ１のｄ線に対する屈折率をＮｄ１としたとき、Ｎｄ１は１．６以上であることが好ましい。Ｎｄ１を１．６より小さくすると、広角化を達成するために物体側の面の曲率半径の絶対値を大きくしなければならなくなってしまい、ディストーションを良好に補正することが困難となる。より好ましくは、Ｎｄ１を１．６５以上とすることであり、さらにより好ましくは、Ｎｄ１を１．７以上とすることである。また、Ｎｄ１は１．９以下であることが好ましい。Ｎｄ１を１．９より大きくすると、現在使用可能な光学材質の範囲では、アッベ数が小さくなり、色収差が大きくなってしまう。また材質のコストも高くなりコストアップの原因となってしまう。より好ましくは、Ｎｄ１を１．８７以下とすることであり、さらにより好ましくは、Ｎｄ１を１．８５以下とすることであり、さらにより好ましくは、Ｎｄ１を１．８以下とすることである。

第２レンズＬ２の材質のｄ線に対する屈折率をＮｄ２としたとき、Ｎｄ２は１．５５以上であることが好ましい。Ｎｄ２を１．５５以上とすることで、第２レンズＬ２のパワーを強くすることが可能となり、広角化と倍率の色収差の補正が容易となる。より好ましくは、Ｎｄ２を１．６０以上とすることであり、さらにより好ましくは、Ｎｄ２を１．６２以上とすることである。また、Ｎｄ２は１．９５以下であることが好ましい。Ｎｄ２を１．９５より大きくすると材料のコストが高くなり、低コスト化を達成することが困難となる。より好ましくは、Ｎｄ２を１．８５以下とすることであり、さらにより好ましくは、Ｎｄ２を１．８以下とすることであり、さらにより好ましくは、Ｎｄ２を１．７以下とすることである。

第３レンズＬ３の材質のｄ線に対する屈折率をＮｄ３としたとき、Ｎｄ３は１．５０以上であることが好ましい。Ｎｄ３を１．５０以上とすることで、第３レンズＬ３のパワーを強くすることが可能となり、球面収差と像面湾曲の補正が容易となる。より好ましくは、Ｎｄ３を１．５２以上とすることである。また、Ｎｄ３は１．９５以下であることが好ましい。Ｎｄ３を１．９５より大きくすると材料のコストが高くなり、低コスト化を達成することが困難となる。より好ましくは、Ｎｄ３を１．８５以下とすることであり、さらにより好ましくは、Ｎｄ３を１．７０以下とすることであり、さらにより好ましくは、Ｎｄ３を１．６０以下とすることである。

レンズ系は、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３の３枚のみからなることが望ましい。レンズ系をこれら３枚のレンズのみで構成することで、レンズ系を安価に構成することができる。

なお、後述の実施例では全てのレンズを均質な材料により構成しているが、屈折率分布型のレンズを用いてもよい。また、後述の実施例では、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の各面に非球面を用いたものがあるが、これらの一つの面もしくは複数の面に回折光学素子を形成した構成も可能である。

図１では、レンズ系と撮像素子５との間に各種フィルタ等を想定した光学部材ＰＰを配置した例を示している。このように、撮像レンズ１の用途に応じて、レンズ系と撮像素子５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、または赤外光をカットするようなＩＲ（ＩｎｆｒａＲｅｄ）カットフィルタを挿入してもよい。上記フィルタと同様の特性を持つコートをいずれかのレンズのレンズ面に施してもよい。またはいずれかのレンズの材質として紫外光や青色光、赤外光などを吸収する材質を用いてもよい。

なお、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。あるいは、最も物体側のレンズのさらに物体側に迷光を遮断するフードのようなものを配置してもよい。一例として、図１では、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２それぞれの像側の面の有効径外に遮光手段１１、１２を設けた例を示している。なお、遮光手段を設ける箇所は図１に示す例に限定されず、他のレンズや、レンズ間に配置してもよい。

さらに、各レンズの間に周辺光量比が実用上問題の無い範囲で周辺光線を遮断する絞り等の部材を配置してもよい。周辺光線とは、光軸Ｚ外の物点からの光線のうち、光学系の入射瞳の周辺部分を通る光線のことである。このように周辺光線を遮断する部材を配置することにより、結像領域周辺部の画質を向上させることができる。また、この部材でゴーストを発生させる光を遮断することにより、ゴーストを低減することが可能となる。

次に、本発明の撮像レンズの数値実施例について説明する。なお、実施例１〜実施例２０のうち、実施例１〜実施例１７、実施例１９は本発明の実施例であるが、実施例１８、実施例２０は参考例である。実施例１〜実施例２０の撮像レンズのレンズ断面図をそれぞれ図２〜図２１に示す。図２〜図２１において、図の左側が物体側、右側が像側であり、開口絞りＳｔ、光学部材ＰＰも合せて図示している。各図の開口絞り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。各実施例において、レンズ断面図の符号Ｒｉ、Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…）は以下に説明するレンズデータのＲｉ、Ｄｉと対応している。

実施例１にかかる撮像レンズのレンズデータを表１に、非球面係数のデータを表２に、曲率半径に関するデータを表３に示す。同様に、実施例２〜２０にかかる撮像レンズのレンズデータ、非球面係数のデータ、曲率半径に関するデータをそれぞれ表４〜表６０に示す。以下では表中の記号の意味について、実施例１を例にとり説明するが、その他の実施例のものについても基本的に同様である。

表１では、左側の表に基本レンズデータを示し、右側の表に仕様および焦点距離等のデータを示す。基本レンズデータの表において、Ｓｉの欄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の欄はｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示している。なお、曲率半径の符号は、面形状が物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。

また、表１のレンズデータにおいて、Ｎｄｊの欄は最も物体側のレンズを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ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｊの欄はｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示している。なお、レンズデータには、開口絞りＳｔおよび光学部材ＰＰも含めて示しており、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には、（開口絞り）という語句を合わせて記載している。

表１の仕様および焦点距離等のデータにおいて、Ｆｎｏ．はＦ値、ＩＨは最大像高、Ｂｆ（ｉｎ Ａｉｒ）は最も像側のレンズの像側の面から像面Ｓｉｍまでの光軸Ｚ上の距離（バックフォーカスに相当、空気換算長）、Ｌ（ｉｎ Ａｉｒ）は第１レンズＬ１の物体側の面から像面Ｓｉｍまでの光軸Ｚ上の距離（バックフォーカス分は空気換算長）、ｆは全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズＬ１の焦点距離、ｆ２は第２レンズＬ２の焦点距離、ｆ３は第３レンズＬ３の焦点距離、ｆ１２は第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離、ｆ２３は第２レンズＬ２と第３レンズＬ３の合成焦点距離である。

表１のレンズデータでは、非球面の面番号に＊印を付しており、非球面の曲率半径として近軸曲率半径（中心の曲率半径）の数値を示している。表２には、非球面の面番号と、各非球面に関する非球面係数を示す。表２の数値の「Ｅ−ｎ」（ｎ：整数）は「×１０ ^−ｎ 」を意味し、「Ｅ＋ｎ」は「×１０ ^ｎ 」を意味する。なお、非球面係数は、以下の式で表される非球面式における各係数ＫＡ、ＲＢｍ（ｍ＝３、４、５、…２０）の値である。
Ｚｄ：非球面深さ（高さＹ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）
Ｙ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率
ＫＡ、ＲＢｍ：非球面係数（ｍ＝３、４、５、…２０）

表３の曲率半径に関するデータでは、面番号と、有効径端での曲率半径の絶対値、有効径端での曲率半径の絶対値と中心の曲率半径の絶対値の比を前述の説明の記号を用いて示している。

なお、本明細書の表には、所定の桁でまるめた数値を記載している。各数値の単位としては、表１の２ωについては「度」を用い、長さについては「ｍｍ」を用いている。しかし、これは一例であり、光学系は比例拡大または比例縮小しても使用可能なため、他の適当な単位を用いることもできる。

上記実施例１〜２０の撮像レンズでは全て、第１レンズＬ１がガラス球面レンズであり、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３がプラスチック非球面レンズである。

実施例１〜２０の撮像レンズにおける条件式（１）〜（１４）に対応する値を表６１に示す。実施例１〜２０では、ｄ線を基準波長としており、表６１にはこの基準波長における各値を示す。

上記実施例１〜２０にかかる撮像レンズの各収差図をそれぞれ、図２２（Ａ）〜図２２（Ｄ）、図２３（Ａ）〜図２３（Ｄ）、図２４（Ａ）〜図２４（Ｄ）、図２５（Ａ）〜図２５（Ｄ）、図２６（Ａ）〜図２６（Ｄ）、図２７（Ａ）〜図２７（Ｄ）、図２８（Ａ）〜図２８（Ｄ）、図２９（Ａ）〜図２９（Ｄ）、図３０（Ａ）〜図３０（Ｄ）、図３１（Ａ）〜図３１（Ｄ）、図３２（Ａ）〜図３２（Ｄ）、図３３（Ａ）〜図３３（Ｄ）、図３４（Ａ）〜図３４（Ｄ）、図３５（Ａ）〜図３５（Ｄ）、図３６（Ａ）〜図３６（Ｄ）、図３７（Ａ）〜図３７（Ｄ）、図３８（Ａ）〜図３８（Ｄ）、図３９（Ａ）〜図３９（Ｄ）、図４０（Ａ）〜図４０（Ｄ）、図４１（Ａ）〜図４１（Ｄ）に示す。

ここでは、実施例１の収差図を例にとり説明するが、他の実施例の収差図についても同様である。図２２（Ａ）、図２２（Ｂ）、図２２（Ｃ）、図２２（Ｄ）はそれぞれ、実施例１にかかる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（倍率の色収差）の収差図を示す。球面収差図のＦｎｏ．はＦ値を意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。ディストーションの図は、全系の焦点距離ｆ、画角φ（変数扱い、０≦φ≦ω）を用いて、理想像高をｆ×ｔａｎ（φ）とし、それからのずれ量を示す。各収差図には、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図には、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）、正弦条件違反量（ＳＮＣと図示）についての収差も示し、倍率の色収差図にはＦ線、Ｃ線についての収差を示す。

以上のデータからわかるように、実施例１〜２０の撮像レンズは、３枚という少ないレンズ枚数で構成され、小型で安価に作製可能である上、Ｆナンバーが２．１〜２．８と小さく、全画角が約１５０°〜１７０°と広い画角を達成しつつ、倍率の色収差を含めた諸収差が良好に補正されて高い光学性能を有する。これらの撮像レンズは、監視カメラや、自動車の前方、側方、後方などの映像を撮影するための車載用カメラ等に好適に使用可能である。

図４２に使用例として、自動車１００に本実施形態の撮像レンズを備えた撮像装置を搭載した様子を示す。図４２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、本発明の実施形態にかかる撮像装置であり、本発明の実施形態にかかる撮像レンズと、該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。

本発明の実施形態にかかる撮像レンズは、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は、車の外観を損ねることはなく、小型で安価に構成でき、広い画角を有し、良好な映像を得ることができる。

以上、実施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、アッベ数、非球面係数の値は、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。

Claims (17)

1. 物体側から順に、像側に凹面を向けた負の第１レンズと、近軸領域で物体側に凸面を向けた正の第２レンズと、絞りと、近軸領域で像側に凸面を向けた正の第３レンズとからなり、
   前記第１レンズおよび前記第３レンズを構成する材質のｄ線に対するアッベ数が４０以上であり、前記第２レンズを構成する材質のｄ線に対するアッベ数が２６以下であり、
   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、前記第３レンズの焦点距離をｆ３とし、前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３としたとき、下記条件式（３Ａ）、（４）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   ３．０＜ｆ２／ｆ３＜５０．０ … （３Ａ）
   １．３＜｜ｆ１／ｆ２３｜＜４．０ … （４）
2. 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、下記条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
   １．００＜ｆ３／ｆ＜２．５０ … （５）
3. 全系の焦点距離をｆとし、前記第１レンズの焦点距離をｆ１としたとき、下記条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の撮像レンズ。
   −５．０＜ｆ１／ｆ＜−１．８ … （２）
4. 全系の焦点距離をｆとし、前記第２レンズの物体側の面の近軸領域での曲率半径をＲ３としたとき、下記条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ２．０＜Ｒ３／ｆ＜１０．０ … （６）
5. 全系の焦点距離をｆとし、前記第１レンズと前記第２レンズの光軸上の空気間隔をＤ２としたとき、下記条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ０．９＜Ｄ２／ｆ＜２．５ … （７）
6. 全系の焦点距離をｆとし、前記第１レンズの中心厚をＤ１としたとき、下記条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ０．４＜Ｄ１／ｆ＜１．５ … （８）
7. 全系の焦点距離をｆとし、前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２としたとき、下記条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ４．０＜｜ｆ１２／ｆ｜＜５０．０ … （９）
8. 全系の焦点距離をｆとし、前記第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ４．０＜ｆ２／ｆ＜２０．０ … （１０）
9. 前記第２レンズの物体側の面の近軸領域での曲率半径をＲ３とし、前記第２レンズの物体側の面の有効径端での曲率半径をＲＸ３としたとき、下記条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ０．１＜｜ＲＸ３｜／Ｒ３＜１．０ … （１１）
10. 全系の焦点距離をｆとし、前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３としたとき、下記条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項記載の撮像レンズ。
    １．００＜ｆ２３／ｆ＜１．８５ … （１２）
11. レンズ系が、前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズの３枚のみからなることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項記載の撮像レンズ。
12. 全系の焦点距離をｆとし、前記第２レンズの中心厚をＤ３としたとき、下記条件式（１’）を満足することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載の撮像レンズ。
    １．７＜Ｄ３／ｆ＜２．９ … （１’）
13. 全系の焦点距離をｆとし、前記第２レンズの中心厚をＤ３としたとき、下記条件式（１−１）を満足することを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項記載の撮像レンズ。
    １．７＜Ｄ３／ｆ＜２．５ … （１−１）
14. 全系の焦点距離をｆとし、前記第１レンズの焦点距離をｆ１としたとき、下記条件式（２−１）を満足することを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項記載の撮像レンズ。
    −３．８＜ｆ１／ｆ＜−２．５ … （２−１）
15. 前記第２レンズの焦点距離をｆ２とし、前記第３レンズの焦点距離をｆ３としたとき、下記条件式（３Ａ−１）を満足することを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項記載の撮像レンズ。
    ３．５＜ｆ２／ｆ３＜６．０ … （３Ａ−１）
16. 前記第１レンズの焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズと前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３としたとき、下記条件式（４−１）を満足することを特徴とする請求項１から１５のいずれか一項記載の撮像レンズ。
    １．６＜｜ｆ１／ｆ２３｜＜２．２ … （４−１）
17. 請求項１から１６のいずれか一項記載の撮像レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。