撮像レンズおよび撮像装置
【課題】撮像レンズにおいて、小型かつ安価でありながら高い光学性能を持たせる。
【解決手段】物体側より順に、両凹レンズである第１レンズＬ１と、正のパワーを持つ第２レンズＬ２と、正のパワーを持つ第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けた負のパワーを持つメニスカスレンズである第４レンズＬ４とからなる撮像レンズ１において、第１レンズＬ１のアッベ数をνｄ１、第２レンズＬ２のアッベ数をνｄ２としたとき、下記条件式（１）を満足するようにする。
νｄ１＋νｄ２≦６５．５ （１）
【解決手段】物体側より順に、両凹レンズである第１レンズＬ１と、正のパワーを持つ第２レンズＬ２と、正のパワーを持つ第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けた負のパワーを持つメニスカスレンズである第４レンズＬ４とからなる撮像レンズ１において、第１レンズＬ１のアッベ数をνｄ１、第２レンズＬ２のアッベ数をνｄ２としたとき、下記条件式（１）を満足するようにする。
νｄ１＋νｄ２≦６５．５ （１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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監視用カメラ、携帯端末用カメラ、車載用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。
【背景技術】
【０００２】
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、小型化が求められている。一方、監視用カメラや車載用カメラ等の用途では、広角のレンズでありながら高い耐候性を持ち、小型で高性能を有するレンズが求められている。
【０００３】
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１〜３に記載のものがある。特許文献１〜３には、４枚構成の撮像レンズが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０３９２０７号公報
【特許文献２】特開２００４−１６３９８６号公報
【特許文献３】特開２００６−０３０２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の撮像レンズは、画角が６０°程度に制限され、また色収差も残存している。また、上記特許文献２の実施例２に記載の撮像レンズは、広角化を満足していない。また、上記特許文献３の実施例３に記載の撮像レンズは、コンパクト性を優先し、画角が６１°程度に制限されている。
【０００６】
すなわち、上記特許文献１〜３には、広画角とコンパクト性を高次元で満足するものはなく、４枚構成のレンズ光学系においてさらなる広画角とコンパクト性の両立が望まれている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、広画角とコンパクト性を高次元で満足する撮像レンズおよびこの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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像レンズは、物体側より順に、両凹レンズである第１レンズと、正のパワーを持つ第２レンズと、正のパワーを持つ第３レンズと、物体側に凹面を向けた負のパワーを持つメニスカスレンズである第４レンズとからなる撮像レンズにおいて、第１レンズのアッベ数をνｄ１、第２レンズのアッベ数をνｄ２としたとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
νｄ１＋νｄ２≦６５．５ （１）
【０００９】
ここで、「両凹レンズである第１レンズ」、「正のパワーを持つ第２レンズ」、「正のパワーを持つ第３レンズ」、「物体側に凹面を向けた負のパワーを持つメニスカスレンズである第４レンズ」とは、各々光軸上における特性を意味する。
【００１０】
また、第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
０．４５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．６５ （２）
【００１１】
また、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
｜νｄ１−νｄ２｜＜１０．０ （３）
【００１２】
また、第３レンズおよび第４レンズは、互いに接合されてなるものとすることが好ましい。
【００１３】
本発明の撮像装置は、上記記載の撮像レンズを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の撮像レンズによれば、物体側より順に、両凹レンズである第１レンズと、正のパワーを持つ第２レンズと、正のパワーを持つ第３レンズと、物体側に凹面を向けた負のパワーを持つメニスカスレンズである第４レンズとからなる撮像レンズにおいて、第１レンズのアッベ数をνｄ１、第２レンズのアッベ数をνｄ２としたとき、下記条件式（１）を満足するように構成したので、広画角とコンパクト性を高次元で満足させた撮像レンズを実現することができる。
νｄ１＋νｄ２≦６５．５ （１）
【００１５】
本発明の撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えているため、広画角でありながら装置の構成を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図２】本発明の実施例２にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例３にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例４にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例５にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図６】本発明の実施例６にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図７】本発明の実施例７にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図８】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例１にかかる撮像レンズの各収差図
【図９】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例２にかかる撮像レンズの各収差図
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例３にかかる撮像レンズの各収差図
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例４にかかる撮像レンズの各収差図
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例５にかかる撮像レンズの各収差図
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例６にかかる撮像レンズの各収差図
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例７にかかる撮像レンズの各収差図
【図１５】本発明の実施形態にかかる監視用カメラ用の撮像装置の配置を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態にかかる撮像レンズの構成を示す断面図であり、後述の実施例１の撮像レンズに対応している。
【００１９】
撮像レンズ１は、光軸Ｚに沿って物体側から順に、両凹レンズである第１レンズＬ１と、正のパワーを持つ第２レンズＬ２と、正のパワーを持つ第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けた負のパワーを持つメニスカスレンズである第４レンズＬ４とが配列されてなる。
【００２０】
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。
【００２１】
なお、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の結像位置を含む像面に配置された撮像素子５（Ｓｉｍ）も図示している。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イメージセンサ等からなる。
【００２２】
また、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、図１にＰＰとして示すように、第４レンズＬ４と像面との間に、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い。例えば、撮像レンズ１が、車載カメラに使用され、夜間の監視用カメラとして使用される場合には、第４レンズＬ４と像面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。
【００２３】
なお、第４レンズＬ４と像面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、撮像レンズ１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。
【００２４】
ここで、上記撮像レンズ１は、第１レンズのアッベ数をνｄ１、第２レンズのアッベ数をνｄ２としたとき、下記条件式（１）を満足するものである。このような構成とすることにより、９０°程度の広画角を確保するとともに、倍率色収差を良好に補正することが可能となる。ここで、条件式（１）の上限を超えると、広画角域での倍率色収差の補正が困難になり、広画角での性能を維持出来なくなる。
νｄ１＋νｄ２≦６５．５ （１）
なお、条件式（１−１）を満足することがより好ましく、条件式（１−２）を満足すればさらに好ましい。ここで、条件式（１−１）および（１−２）の下限を下回ると、軸上色収差が大きくなってしまう。
【００２５】
３４．０≦νｄ１＋νｄ２≦６５．０ （１−１）
４０．０≦νｄ１＋νｄ２≦６０．０ （１−２）
【００２６】
また、上記撮像レンズ１は、下記条件式のいずれかあるいは全てを満足することが望ましい。
【００２７】
第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（２）を満足することが好ましい。ここで、条件式（２）の範囲から外れると、球面収差の補正が困難になり、性能低下につながる。
０．４５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．６５ （２）
なお、条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
【００２８】
０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．６ （２−１）
【００２９】
また、下記条件式（３）を満足することが好ましい。ここで、条件式（３）の上限を超えると、倍率色収差の短波長側がオーバーになる傾向を補正できない。
｜νｄ１−νｄ２｜＜１０．０ （３）
なお、条件式（３−１）を満足することがより好ましく、条件式（３−２）を満足すればさらに好ましい。
【００３０】
｜νｄ１−νｄ２｜＜８．０ （３−１）
｜νｄ１−νｄ２｜＜６．０ （３−２）
【００３１】
また、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４は、互いに接合されてなるものとすることが好ましい。このような態様とすることにより、倍率色収差を軽減させることができる。
【００３２】
また、第３レンズＬ３は、両凸レンズとすることが好ましい。このような態様とすることにより、球面収差の発生を抑えると同時に、軸上色収差および倍率色収差の発生をも抑えることができる。
【００３３】
なお、第１レンズＬ１は、最も物体側のレンズであるため、例えば屋外の監視用カメラ等の厳しい環境において使用される場合には、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好ましい。また、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く、具体的にはガラスもしくは透明なセラミックスを用いることが好ましい。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。
【００３４】
撮像レンズ１が、例えば屋外の監視に適用される場合には、寒冷地の外気から熱帯地方の夏の車内まで広い温度範囲で使用可能なことが要求される。そのため全てのレンズの材質がガラスであることが好ましい。具体的には−４０℃〜１２５℃の広い温度範囲で使用可能なことが好ましい。また、安価にレンズを製作するためには、全てのレンズが球面レンズであることが好ましいが、コストよりも光学性能を優先する場合には非球面レンズを用いてもよい。
【００３５】
撮像レンズ１において、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間で軸外光線の最外周光線よりも外側を通過する光束は迷光となるおそれがあるため、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に遮光手段を設けて迷光を遮断することが好ましい。この遮光手段としては、例えば第１レンズＬ１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。このような目的の遮光手段は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間だけでなく、必要に応じて他のレンズ間に配置してもよい。さらに、第１レンズＬ１の物体側前方に、迷光を防止するフード状のものを配置してもよい。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明にかかる撮像レンズ１の具体的な数値実施例について説明する。
【００３７】
＜実施例１＞
実施例１にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図１に、レンズデータおよび各種データを表１に示す。表１のレンズデータにおいて、面番号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、…）の面番号を示す。なお、表１のレンズデータには開口絞りＳｔも含めて付している。
【００３８】
表１のＲｉはｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面の曲率半径を示し、Ｄｉはｉ（ｉ＝１、２、３、…）番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示す。また、Ｎｄｊ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ｄ線に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線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。
【００３９】
表１の各種データにおいて、ｆは全系の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、２ωは全画角である。表１の各種データにおける単位は全てｍｍである。なお、表１中の記号の意味は後述の実施例についても同様である。
【００４０】
【表１】
【００４１】
＜実施例２＞
実施例２にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図２に、レンズデータおよび各種データを表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】
＜実施例３＞
実施例３にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図３に、レンズデータおよび各種データを表３に示す。
【００４４】
【表３】
【００４５】
＜実施例４＞
実施例４にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図４に、レンズデータおよび各種データを表４に示す。
【００４６】
【表４】
【００４７】
＜実施例５＞
実施例５にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図５に、レンズデータおよび各種データを表５に示す。
【００４８】
【表５】
【００４９】
＜実施例６＞
実施例６にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図６に、レンズデータおよび各種データを表６に示す。
【００５０】
【表６】
【００５１】
＜実施例７＞
実施例７にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図７に、レンズデータおよび各種データを表７に示す。
【００５２】
【表７】
【００５３】
実施例１〜７の撮像レンズにおける条件式（１）〜（３）に対応する値を表８に示す。表８の各値は、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものである。表８からわかるように、実施例１〜７は、条件式（１）〜（３）を全て満たしている。
【００５４】
【表８】
【００５５】
上記実施例１〜７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）、倍率色収差の収差図をそれぞれ図８（ａ）〜（ｄ）〜図１４（ａ）〜（ｄ）に示す。各収差図には、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図には、ｇ線（波長４３５．８３ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）についての収差も示す。ディストーションの図は、レンズ全系の焦点距離ｆ、光束のレンズへの入射角θ（変数扱い、０≦θ≦ω）を用いて、理想像高をｆｔａｎθとし、それからのずれ量を示す。球面収差図の縦軸のＦはＦナンバーであり、その他の収差図の縦軸（ω）は半画角を示す。
【００５６】
上述した撮像レンズ１および実施例１〜７の撮像レンズは、４枚構成であるにも関わらず良好な光学性能を有し、広画角とコンパクト性を高次元で満足させたものであるため、監視用カメラなどに好適に使用可能である。
【００５７】
図１５に、本発明の撮像装置の一実施形態として、監視用カメラの概略構成図を示す。図１５に示す監視用カメラ１０は、略円筒状の鏡筒の内部に配置された本発明の実施形態にかかる撮像レンズ１と、撮像レンズ１によって結像された被写体の像を撮像する撮像素子５とを備える。撮像素子５の具体例としては、撮像レンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等を挙げることができる。撮像素子５は、その撮像面が、撮像レンズ１の像面に一致するように配置される。
【００５８】
本発明の実施形態にかかる撮像レンズ１は前述した長所を有するため、本実施形態の監視用カメラ１０は、小型の筐体とすることができるとともに、広画角の撮影を行なうことができる。
【００５９】
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。
【００６０】
また、撮像装置の実施形態では、本発明を監視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、ビデオカメラや電子スチルカメラ、車載用カメラ等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 撮像レンズ
５ 撮像素子
１０ 監視用カメラ
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｓｔ 開口絞り
ＰＰ フィルタ
Ｚ 光軸
【技術分野】
【０００１】
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監視用カメラ、携帯端末用カメラ、車載用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。
【背景技術】
【０００２】
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、小型化が求められている。一方、監視用カメラや車載用カメラ等の用途では、広角のレンズでありながら高い耐候性を持ち、小型で高性能を有するレンズが求められている。
【０００３】
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１〜３に記載のものがある。特許文献１〜３には、４枚構成の撮像レンズが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−０３９２０７号公報
【特許文献２】特開２００４−１６３９８６号公報
【特許文献３】特開２００６−０３０２９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の撮像レンズは、画角が６０°程度に制限され、また色収差も残存している。また、上記特許文献２の実施例２に記載の撮像レンズは、広角化を満足していない。また、上記特許文献３の実施例３に記載の撮像レンズは、コンパクト性を優先し、画角が６１°程度に制限されている。
【０００６】
すなわち、上記特許文献１〜３には、広画角とコンパクト性を高次元で満足するものはなく、４枚構成のレンズ光学系においてさらなる広画角とコンパクト性の両立が望まれている。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、広画角とコンパクト性を高次元で満足する撮像レンズおよびこの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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像レンズは、物体側より順に、両凹レンズである第１レンズと、正のパワーを持つ第２レンズと、正のパワーを持つ第３レンズと、物体側に凹面を向けた負のパワーを持つメニスカスレンズである第４レンズとからなる撮像レンズにおいて、第１レンズのアッベ数をνｄ１、第２レンズのアッベ数をνｄ２としたとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とするものである。
νｄ１＋νｄ２≦６５．５ （１）
【０００９】
ここで、「両凹レンズである第１レンズ」、「正のパワーを持つ第２レンズ」、「正のパワーを持つ第３レンズ」、「物体側に凹面を向けた負のパワーを持つメニスカスレンズである第４レンズ」とは、各々光軸上における特性を意味する。
【００１０】
また、第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
０．４５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．６５ （２）
【００１１】
また、下記条件式（３）を満足することが好ましい。
｜νｄ１−νｄ２｜＜１０．０ （３）
【００１２】
また、第３レンズおよび第４レンズは、互いに接合されてなるものとすることが好ましい。
【００１３】
本発明の撮像装置は、上記記載の撮像レンズを備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の撮像レンズによれば、物体側より順に、両凹レンズである第１レンズと、正のパワーを持つ第２レンズと、正のパワーを持つ第３レンズと、物体側に凹面を向けた負のパワーを持つメニスカスレンズである第４レンズとからなる撮像レンズにおいて、第１レンズのアッベ数をνｄ１、第２レンズのアッベ数をνｄ２としたとき、下記条件式（１）を満足するように構成したので、広画角とコンパクト性を高次元で満足させた撮像レンズを実現することができる。
νｄ１＋νｄ２≦６５．５ （１）
【００１５】
本発明の撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えているため、広画角でありながら装置の構成を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図２】本発明の実施例２にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例３にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例４にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例５にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図６】本発明の実施例６にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図７】本発明の実施例７にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図８】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例１にかかる撮像レンズの各収差図
【図９】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例２にかかる撮像レンズの各収差図
【図１０】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例３にかかる撮像レンズの各収差図
【図１１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例４にかかる撮像レンズの各収差図
【図１２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例５にかかる撮像レンズの各収差図
【図１３】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例６にかかる撮像レンズの各収差図
【図１４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の実施例７にかかる撮像レンズの各収差図
【図１５】本発明の実施形態にかかる監視用カメラ用の撮像装置の配置を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態にかかる撮像レンズの構成を示す断面図であり、後述の実施例１の撮像レンズに対応している。
【００１９】
撮像レンズ１は、光軸Ｚに沿って物体側から順に、両凹レンズである第１レンズＬ１と、正のパワーを持つ第２レンズＬ２と、正のパワーを持つ第３レンズＬ３と、物体側に凹面を向けた負のパワーを持つメニスカスレンズである第４レンズＬ４とが配列されてなる。
【００２０】
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。
【００２１】
なお、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の結像位置を含む像面に配置された撮像素子５（Ｓｉｍ）も図示している。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イメージセンサ等からなる。
【００２２】
また、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、図１にＰＰとして示すように、第４レンズＬ４と像面との間に、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い。例えば、撮像レンズ１が、車載カメラに使用され、夜間の監視用カメラとして使用される場合には、第４レンズＬ４と像面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。
【００２３】
なお、第４レンズＬ４と像面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、撮像レンズ１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。
【００２４】
ここで、上記撮像レンズ１は、第１レンズのアッベ数をνｄ１、第２レンズのアッベ数をνｄ２としたとき、下記条件式（１）を満足するものである。このような構成とすることにより、９０°程度の広画角を確保するとともに、倍率色収差を良好に補正することが可能となる。ここで、条件式（１）の上限を超えると、広画角域での倍率色収差の補正が困難になり、広画角での性能を維持出来なくなる。
νｄ１＋νｄ２≦６５．５ （１）
なお、条件式（１−１）を満足することがより好ましく、条件式（１−２）を満足すればさらに好ましい。ここで、条件式（１−１）および（１−２）の下限を下回ると、軸上色収差が大きくなってしまう。
【００２５】
３４．０≦νｄ１＋νｄ２≦６５．０ （１−１）
４０．０≦νｄ１＋νｄ２≦６０．０ （１−２）
【００２６】
また、上記撮像レンズ１は、下記条件式のいずれかあるいは全てを満足することが望ましい。
【００２７】
第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（２）を満足することが好ましい。ここで、条件式（２）の範囲から外れると、球面収差の補正が困難になり、性能低下につながる。
０．４５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．６５ （２）
なお、条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
【００２８】
０．５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．６ （２−１）
【００２９】
また、下記条件式（３）を満足することが好ましい。ここで、条件式（３）の上限を超えると、倍率色収差の短波長側がオーバーになる傾向を補正できない。
｜νｄ１−νｄ２｜＜１０．０ （３）
なお、条件式（３−１）を満足することがより好ましく、条件式（３−２）を満足すればさらに好ましい。
【００３０】
｜νｄ１−νｄ２｜＜８．０ （３−１）
｜νｄ１−νｄ２｜＜６．０ （３−２）
【００３１】
また、第３レンズＬ３および第４レンズＬ４は、互いに接合されてなるものとすることが好ましい。このような態様とすることにより、倍率色収差を軽減させることができる。
【００３２】
また、第３レンズＬ３は、両凸レンズとすることが好ましい。このような態様とすることにより、球面収差の発生を抑えると同時に、軸上色収差および倍率色収差の発生をも抑えることができる。
【００３３】
なお、第１レンズＬ１は、最も物体側のレンズであるため、例えば屋外の監視用カメラ等の厳しい環境において使用される場合には、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好ましい。また、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く、具体的にはガラスもしくは透明なセラミックスを用いることが好ましい。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。
【００３４】
撮像レンズ１が、例えば屋外の監視に適用される場合には、寒冷地の外気から熱帯地方の夏の車内まで広い温度範囲で使用可能なことが要求される。そのため全てのレンズの材質がガラスであることが好ましい。具体的には−４０℃〜１２５℃の広い温度範囲で使用可能なことが好ましい。また、安価にレンズを製作するためには、全てのレンズが球面レンズであることが好ましいが、コストよりも光学性能を優先する場合には非球面レンズを用いてもよい。
【００３５】
撮像レンズ１において、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間で軸外光線の最外周光線よりも外側を通過する光束は迷光となるおそれがあるため、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間に遮光手段を設けて迷光を遮断することが好ましい。この遮光手段としては、例えば第１レンズＬ１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。このような目的の遮光手段は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間だけでなく、必要に応じて他のレンズ間に配置してもよい。さらに、第１レンズＬ１の物体側前方に、迷光を防止するフード状のものを配置してもよい。
【実施例】
【００３６】
次に、本発明にかかる撮像レンズ１の具体的な数値実施例について説明する。
【００３７】
＜実施例１＞
実施例１にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図１に、レンズデータおよび各種データを表１に示す。表１のレンズデータにおいて、面番号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、…）の面番号を示す。なお、表１のレンズデータには開口絞りＳｔも含めて付している。
【００３８】
表１のＲｉはｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面の曲率半径を示し、Ｄｉはｉ（ｉ＝１、２、３、…）番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示す。また、Ｎｄｊ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ｄ線に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線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。
【００３９】
表１の各種データにおいて、ｆは全系の焦点距離、ＦｎｏはＦナンバー、２ωは全画角である。表１の各種データにおける単位は全てｍｍである。なお、表１中の記号の意味は後述の実施例についても同様である。
【００４０】
【表１】
【００４１】
＜実施例２＞
実施例２にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図２に、レンズデータおよび各種データを表２に示す。
【００４２】
【表２】
【００４３】
＜実施例３＞
実施例３にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図３に、レンズデータおよび各種データを表３に示す。
【００４４】
【表３】
【００４５】
＜実施例４＞
実施例４にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図４に、レンズデータおよび各種データを表４に示す。
【００４６】
【表４】
【００４７】
＜実施例５＞
実施例５にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図５に、レンズデータおよび各種データを表５に示す。
【００４８】
【表５】
【００４９】
＜実施例６＞
実施例６にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図６に、レンズデータおよび各種データを表６に示す。
【００５０】
【表６】
【００５１】
＜実施例７＞
実施例７にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図７に、レンズデータおよび各種データを表７に示す。
【００５２】
【表７】
【００５３】
実施例１〜７の撮像レンズにおける条件式（１）〜（３）に対応する値を表８に示す。表８の各値は、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものである。表８からわかるように、実施例１〜７は、条件式（１）〜（３）を全て満たしている。
【００５４】
【表８】
【００５５】
上記実施例１〜７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）、倍率色収差の収差図をそれぞれ図８（ａ）〜（ｄ）〜図１４（ａ）〜（ｄ）に示す。各収差図には、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図には、ｇ線（波長４３５．８３ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）についての収差も示す。ディストーションの図は、レンズ全系の焦点距離ｆ、光束のレンズへの入射角θ（変数扱い、０≦θ≦ω）を用いて、理想像高をｆｔａｎθとし、それからのずれ量を示す。球面収差図の縦軸のＦはＦナンバーであり、その他の収差図の縦軸（ω）は半画角を示す。
【００５６】
上述した撮像レンズ１および実施例１〜７の撮像レンズは、４枚構成であるにも関わらず良好な光学性能を有し、広画角とコンパクト性を高次元で満足させたものであるため、監視用カメラなどに好適に使用可能である。
【００５７】
図１５に、本発明の撮像装置の一実施形態として、監視用カメラの概略構成図を示す。図１５に示す監視用カメラ１０は、略円筒状の鏡筒の内部に配置された本発明の実施形態にかかる撮像レンズ１と、撮像レンズ１によって結像された被写体の像を撮像する撮像素子５とを備える。撮像素子５の具体例としては、撮像レンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等を挙げることができる。撮像素子５は、その撮像面が、撮像レンズ１の像面に一致するように配置される。
【００５８】
本発明の実施形態にかかる撮像レンズ１は前述した長所を有するため、本実施形態の監視用カメラ１０は、小型の筐体とすることができるとともに、広画角の撮影を行なうことができる。
【００５９】
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。
【００６０】
また、撮像装置の実施形態では、本発明を監視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、ビデオカメラや電子スチルカメラ、車載用カメラ等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６１】
１ 撮像レンズ
５ 撮像素子
１０ 監視用カメラ
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
Ｓｔ 開口絞り
ＰＰ フィルタ
Ｚ 光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、両凹レンズである第１レンズと、正のパワーを持つ第２レンズと、正のパワーを持つ第３レンズと、物体側に凹面を向けた負のパワーを持つメニスカスレンズである第４レンズとからなる撮像レンズにおいて、
前記第１レンズのアッベ数をνｄ１、前記第２レンズのアッベ数をνｄ２としたとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
νｄ１＋νｄ２≦６５．５ （１）
【請求項２】
前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第２レンズの焦点距離をｆ２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記載の撮像レンズ。
０．４５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．６５ （２）
【請求項３】
下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の撮像レンズ。
｜νｄ１−νｄ２｜＜１０．０ （３）
【請求項４】
前記第３レンズと前記第４レンズとが接合されてなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１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。
【請求項１】
物体側より順に、両凹レンズである第１レンズと、正のパワーを持つ第２レンズと、正のパワーを持つ第３レンズと、物体側に凹面を向けた負のパワーを持つメニスカスレンズである第４レンズとからなる撮像レンズにおいて、
前記第１レンズのアッベ数をνｄ１、前記第２レンズのアッベ数をνｄ２としたとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
νｄ１＋νｄ２≦６５．５ （１）
【請求項２】
前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第２レンズの焦点距離をｆ２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記載の撮像レンズ。
０．４５＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．６５ （２）
【請求項３】
下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の撮像レンズ。
｜νｄ１−νｄ２｜＜１０．０ （３）
【請求項４】
前記第３レンズと前記第４レンズとが接合されてなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１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。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
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【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１１−１２８２１０（Ｐ２０１１−１２８２１０Ａ）
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２８４０１３（Ｐ２００９−２８４０１３）
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１２月１５日（２００９．１２．１５）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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