(57)【要約】      （修正有）【課題】広い画角や光学性能を確保しつつ、小型化や低コスト化に有利な結像光学系及びそれを用いた撮像装置を提供する。【解決手段】物体側から、負屈折力の前側レンズ群Ｇｆと正屈折力の後側レンズ群Ｇｂと、からなり、物体側と像側の２面のみが空気と接するレンズ体をレンズ成分とするとき、前側レンズ群Ｇｆは、物体側から順に、負屈折力の第１、第２、レンズ成分と、を有し、後側レンズ群Ｇｂは、物体側から順に、正屈折力の第３、第４レンズ成分とを有し、明るさ絞りＳを有し、前側と後側のレンズ群中のレンズ成分の総数の和が４であり、第３レンズ成分は、非球面を持ちかつ以下の条件式（１−１）及び条件式（１−２）を満足するプラスチック製の正レンズを有する。１９＜ν３＜２９・・・（１−１）、１．５９＜ｎ３＜１．８０・・・（１−２）ただし、ν３、n３は、第３レンズ成分中のプラスチック製の正レンズのアッベ数とｄ線の屈折率である。【選択図】図１
2010107611.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、
負屈折力の前側レンズ群と
正屈折力の後側レンズ群と、
からなり、
光軸上にて物体側面と像側面の２面のみが空気と接するレンズ体をレンズ成分とするとき、
前記前側レンズ群は、物体側から順に、
像側に凹面を向けた負屈折力の第1レンズ成分と、
像側に凹面を向けた負屈折力の第２レンズ成分と、
を有し、
前記後側レンズ群は、物体側から順に、
物体側に凸面を向けた正屈折力の第３レンズ成分と、
正屈折力の第４レンズ成分と、
を有し、
前記第３レンズ成分と前記第４レンズ成分との間に配置された明るさ絞りを有し、
前記前側レンズ群中のレンズ成分の総数と前記後側レンズ群中のレンズ成分の総数の和が４であり、
前記第３レンズ成分は、非球面を持ちかつ以下の条件式（１−１）及び条件式（１−２）を満足するプラスチック製の正レンズを有する
ことを特徴とする結像光学系。
１９  ＜  ν３  ＜  ２９                                  ・・・（１−１）
１．５９  ＜  ｎ３  ＜  １．８０                          ・・・（１−２）
ただし、
ν３は、前記第３レンズ成分中の前記プラスチック製の正レンズのアッベ数、
ｎ３は、前記第３レンズ成分中の前記プラスチック製の正レンズのｄ線の屈折率、
である。
【請求項２】
前記第１レンズ成分が単レンズである
ことを特徴とする請求項１記載の結像光学系。
【請求項３】
前記第２レンズ成分が単レンズである
ことを特徴とする請求項１記載の結像光学系。
【請求項４】
前記第３レンズ成分が単レンズである
ことを特徴とする請求項１記載の結像光学系。
【請求項５】
前記第４レンズ成分が単レンズである
ことを特徴とする請求項１記載の結像光学系。
【請求項６】
前記第1レンズ成分、前記第２レンズ成分、前記第３レンズ成分、前記第４レンズ成分
はそれぞれ単レンズであることを特徴とする請求項１記載の結像光学系。
【請求項７】
前記第１レンズ成分中の最も物体側のレンズをガラス製のレンズとし、
前記第２レンズ成分、前記第３レンズ成分、前記第４レンズ成分が非球面を持つプラスチック製のレンズを有する
ことを特徴とする請求項６に記載の結像光学系。
【請求項８】
前記前側レンズ群が、以下の条件式（２）を満足する
ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１つに記載の結像光学系。
０．４５  ＜  ｆａ／｜ｆ１２｜  ＜  ０．６５              ・・・（２）
ただし、
ｆ１２は、前記前側レンズ群の焦点距離、
ｆａは、前記結像光学系の全系の焦点距離、
である。
【請求項９】
前記第２レンズ成分が、以下の条件式（３）を満足する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の結像光学系。
０．２  ＜  ｆａ／｜ｆ２｜  ＜  ０．４５                  ・・・（３）
ただし、
ｆ２は、前記第２レンズ成分の焦点距離、
ｆａは、前記結像光学系の全系の焦点距離、
である。
【請求項１０】
前記第３レンズ成分が、以下の条件式（４）を満足する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載の結像光学系。
０．２  ＜  ｆａ／ｆ３  ＜  ０．３３                      ・・・（４）
ただし、
ｆ３は、前記第３レンズ成分の焦点距離、
ｆａは、前記結像光学系の全系の焦点距離、
である。
【請求項１１】
前記第２レンズ成分と前記第３レンズ成分が、以下の条件式（５）及び条件式（６）を満足する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載の結像光学系。
１．２  ＜  Ｒ４／ｆａ  ＜  ４                            ・・・（５）
２．０  ＜  Ｒ５／ｆａ  ＜  ５．０                        ・・・（６）
ただし、
Ｒ４は、前記第２レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
Ｒ５は、前記第３レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
ｆａは、前記結像光学系の全系の焦点距離、
である。
【請求項１２】
前記第１レンズ成分が以下の条件式（７）を満足する形状である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１つに記載の結像光学系。
０．６  ＜  （Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）  ＜  ２．５    ・・・（７）
ただし、
Ｒ１は、前記第１レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２は、前記第１レンズ成分の像側面の近軸曲率半径
である。
【請求項１３】
前記第２レンズ成分が以下の条件式（８）を満足する形状である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１つに記載の結像光学系。
０．６  ＜  （Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）  ＜  １．３    ・・・（８）
ただし、
Ｒ３は、前記第２レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ４は、前記第２レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
【請求項１４】
前記第３レンズ成分が以下の条件式（９）を満足する両凸形状である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１つに記載の結像光学系。
−０．６  ＜  （Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５−Ｒ６）  ＜  ０．１  ・・・（９）
ただし、
Ｒ５は、前記第３レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ６は、前記第３レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
【請求項１５】
前記第４レンズ成分が以下の条件式（１０）を満足する形状である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１つに記載の結像光学系。
０．５  ＜  （Ｒ８＋Ｒ９）／（Ｒ８−Ｒ９）  ＜  １．２    ・・・（１０）
ただし、
Ｒ８は、前記第４レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ９は、前記第４レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
【請求項１６】
結像光学系と、
前記結像光学系の像側に配置された撮像面を持つ撮像素子と、
を備え、
前記結像光学系が請求項１乃至請求項１５のいずれか１つに記載の結像光学系である
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１７】
撮影半画角が７０度以上１００度以下である
ことを特徴とする請求項１６に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子等を用いた撮像装置に適した結像光学系に関するものである。さらには、そのような結像光学系を備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
監視カメラやインターホンに設けるカメラ、車載用カメラが普及し始めている。たとえば、車載用カメラは視認用モニターとしての使用の他、白線検知や車線逸脱の監視、障害物検知、ドライバー監視など、より高度なセンサー用カメラとして使用されるようになってきている。
【０００３】
これらのカメラに用いられる光学系には、視覚を少なくするために、視認できる画角を広くしたいため、たとえば半画角が約８０°以上の画角をもつ魚眼光学系が求められている。加えてコンパクトであって低コスト化にも有利な結像光学系が求められる。このような半画角が８０度程度の結像光学系として、特許文献１、２、３、４に記載のものが知られている。
【特許文献１】特開２００２−２４４０３１号公報
【特許文献２】特開２００５−２２７４２６号公報
【特許文献３】特開２００６−２５９７０４号公報
【特許文献４】特開２００７−１０１９２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された結像光学系は、焦点距離の割に全長が長く、径方向も含めた小型化に不利である。特許文献２に開示された結像光学系は、多くの光学系が５つの単レンズの構成であり、小型化しにくい。また、単レンズ４枚構成の結像光学系も開示されているが、焦点距離の割に全長が長く、径方向も含めた小型化に不利である。特許文献３に記載された結像光学系は、収差補正のために非球面偏倚量が大きいレンズが使われており、製造コストが高くなりやすい。特許文献４に記載された結像光学系は、複数のガラスレンズを使っている為にコストが高くなりやすい。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、広い画角や光学性能を確保しつつ、小型化や低コスト化に有利な結像光学系を提供することを目的とする。さらには、そのような結像光学系を備えた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る結像光学系は、物体側から順に、負屈折力の前側レンズ群と正屈折力の後側レンズ群と、からなり、
光軸上にて物体側面と像側面の２面のみが空気と接するレンズ体をレンズ成分とするとき、
前記前側レンズ群は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負屈折力の第1レンズ成分
と、像側に凹面を向けた負屈折力の第２レンズ成分と、を有し、
前記後側レンズ群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正屈折力の第３レンズ成分と、正屈折力の第４レンズ成分と、を有し、
前記第３レンズ成分と前記第４レンズ成分との間に配置された明るさ絞りを有し、
前記前側レンズ群中のレンズ成分の総数と前記後側レンズ群中のレンズ成分の総数の和が４であり、
前記第３レンズ成分は、非球面を持ちかつ以下の条件式（１−１）及び条件式（１−２）を満足するプラスチック製の正レンズを有することを特徴とする。
１９  ＜  ν３  ＜  ２９                                  ・・・（１−１）
１．５９  ＜  ｎ３  ＜  １．８０                          ・・・（１−２）
ただし、
ν３は、前記第３レンズ成分中の前記プラスチック製の正レンズのアッベ数、
ｎ３は、前記第３レンズ成分中の前記プラスチック製の正レンズのｄ線の屈折率、
である。
【０００７】
一般的に広画角の結像光学系には、物体側から順に、負屈折力の前側レンズ群、正屈折力の後側レンズ群で構成されるレトロフォーカスタイプの光学系が採用されている。
【０００８】
そのような光学系を採用し広い画角を得るためには、全系の焦点距離を小さくする必要がある。そのために、負屈折力の前側レンズ群の負の屈折力を大きくして、光学系全系の主点位置をより像面側に位置させる必要がある。そして、そのように構成したことによって発生してしまう収差を補正するために、正の屈折力の後側レンズ群を適切に構成する必要があるが、正の屈折力を大きくするに従い、球面収差が大きくなりやすい。
【０００９】
また、インターホンや自動車などにカメラを装着する場合を考えると結像光学系を小型化する必要がある。その為には、前側レンズ群、後側レンズ群ともに屈折力の絶対値を大きくする必要がある。
【００１０】
そこで、本発明の結像光学系は、物体側より、負屈折力の前側レンズ群、正屈折力の後側レンズ群を備え、前側レンズ群を、物体側から順に、像側に凹面を向けた負屈折力の第１レンズ成分、像側に凹面を向けた負屈折力の第２レンズ成分の２つのレンズ成分で構成し、後側レンズ群を、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正屈折力の第３レンズ成分、正屈折力の第４レンズ成分の２つのレンズ成分の構成とし、第３レンズ成分と第４レンズ成分との間に明るさ絞りを配置している。
【００１１】
この構成により、負屈折力の前側レンズ群を透過し発散する軸上光束を、正屈折力の後側レンズ群により集光させる。各レンズ群の屈折力をそれぞれ２つのレンズ成分により分担することで、少ないレンズ成分数ながら収差の低減と画角の確保に有利となる。このとき、正屈折力のレンズ群により軸上光束を収斂させる程度が強ければ強いほどに広画角化や小型化に有利となる。
【００１２】
また、通常のレトロフォーカスタイプの結像光学系は倍率色収差が出やすい構成となる。特に、広画角な結像光学系の場合は、軸外光線の入射位置が光軸から遠くなる第１レンズ成分と第２レンズ成分において倍率色収差の発生が大きくなりやすい。
【００１３】
この２つのレンズ成分で発生する倍率色収差の補正のため、第３レンズ成分中の正レンズのアッベ数を出来るだけ小さくし、第１レンズ成分、第２レンズ成分で発生する倍率色収差を打ち消すことが好ましい。
【００１４】
条件式（１−１）は第３レンズ成分中の正レンズの好ましいアッベ数を特定するものである。条件式（１−１）の上限を上回らないようにすることで、第１レンズ成分、第２レンズ成分で発生した倍率色収差をキャンセルする機能の確保に有利となる。条件式（１−１）の下限を下回ると、非球面レンズ材料として好ましいプラスチック材料がなくなり、ガラスなどの非球面加工がしにくい材料となる。
【００１５】
また、広画角化にともない、第３レンズ成分中の正レンズは正の屈折力が大きくなりや
すい。一方、ガラスレンズを用いると低コスト化に不利となる。そこで、本発明は、この正レンズを持つプラスチック製の非球面レンズとし、球面収差補正に有利とし、かつ非球面を加工しやすい材料としている。
【００１６】
条件式（１−２）は、光学性能の確保のため、第３レンズ成分中の正レンズの好ましい屈折率を特定するものである。条件式（１−２）の下限を下回らないように屈折率を確保することで、第３レンズ成分は十分な正屈折力を確保でき、非球面の偏倚量も抑えやすくなり、球面収差などの補正や、小型化、明るさの確保に有利となる。条件式（１−２）の上限を上回るとレンズ材料として好ましいプラスチック材料がなくなり、ガラスなどの非球面加工がしにくい材料となる。
【００１７】
このように、上述の発明は、広い画角や光学性能の確保、小型化及び低コスト化に有利な結像光学系となる。
【００１８】
上述の発明において、さらに、以下の構成のいずれか一つもしくは複数を同時に満足することがより好ましい。
【００１９】
第１レンズ成分が単レンズであることが好ましい。
【００２０】
また、第２レンズ成分が単レンズであることが好ましい。
【００２１】
また、第３レンズ成分が単レンズであることが好ましい。
【００２２】
また、第４レンズ成分が単レンズであることが好ましい。
【００２３】
各レンズ成分の厚みの低減やコストの低減にいっそう有利となる。
【００２４】
また、第１、第２、第３、第４レンズ成分の全てを単レンズとすると小型化や低コスト化の面でより好ましい。
【００２５】
また、第１レンズ成分中の最も物体側のレンズをガラス製のレンズとし、第２レンズ成分、第３レンズ成分、第４レンズ成分が非球面を持つプラスチック製のレンズを有することが好ましい。
【００２６】
第１レンズ成分の最も物体側のレンズをガラス製とすることで、第１レンズ成分よりも物体側に結像光学系を保護する透明部材の配置の有無にかかわらす傷がつきにくくなる。そして、第２、第３、第４レンズ成分中に非球面を配置し、その非球面をプラスチックレンズのレンズ面とすることで、加工コストを抑えつつ光学性能の向上に有利となる。
【００２７】
また、前側レンズ群が、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
０．４５  ＜  ｆａ／｜ｆ１２｜  ＜  ０．６５              ・・・（２）
ただし、
ｆ１２は、前側レンズ群の焦点距離、
ｆａは、結像光学系の全系の焦点距離、
である。
【００２８】
第１レンズ成分、第２レンズ成分での倍率色収差の発生をよりいっそう抑えやすくするためには、第１、第２レンズ成分の有効径を小さくすることが効果的である。そこで、入射瞳位置を適切に設定し、第１、第２レンズ成分の有効径を小さくするため、第１レンズ成分と第２レンズ成分との合成系の負の屈折力が条件式（２）を満足することが好ましい
。
【００２９】
条件式（２）の下限を下回らないようして、前側レンズ群の負の屈折力を確保することで、結像光学系の小型化に有利となる。条件式（２）の上限を上回らないようにして、前側レンズ群の負の屈折力を適度に抑えることで、倍率色収差の低減に有利となる。
【００３０】
また、第２レンズ成分が、以下の条件式（３）を満足することが好ましい。
０．２  ＜  ｆａ／｜ｆ２｜  ＜  ０．４５                  ・・・（３）
ただし、
ｆ２は、第２レンズ成分の焦点距離、
ｆａは、結像光学系の全系の焦点距離、
である。
【００３１】
第１レンズ成分と第２レンズ成分とを比較すると、第１レンズ成分に比べて、第２レンズ成分は有効径が小さいので、負の屈折力を大きくしても倍率色収差の発生は第１レンズ成分ほど大きくはない。そのため前側レンズ群に十分な負の屈折力をもたせ、結像光学系の小型化を行うために、第２レンズ成分が条件式（３）を満足するように負の屈折力を確保することが好ましい。
【００３２】
条件式（３）の下限を下回らないようにすることで、第２レンズ成分の負の屈折力を十分確保でき、小型化に有利となる。条件式（３）の上限を上回らないようにして、第２レンズ成分の負の屈折力を適度に抑えることで、第２レンズ成分自体での倍率色収差の発生を抑えやすくなる。
【００３３】
また、第３レンズ成分が、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
０．２  ＜  ｆａ／ｆ３  ＜  ０．３３                      ・・・（４）
ただし、
ｆ３は、第３レンズ成分の焦点距離、
ｆａは、結像光学系の全系の焦点距離、
である。
【００３４】
第１レンズ成分、第２レンズ成分で発生する倍率色収差の補正のため、第３レンズ成分が条件式（４）を満足するように正の屈折力を確保することが好ましい。
【００３５】
条件式（４）の下限を下回らないようにして、第３レンズ成分の正屈折力を確保することで、前側レンズ群で発生する倍率色収差の補正にいっそう有利となる。条件式（４）の上限を上回らないようにすることで、第３レンズ成分の屈折力の過剰を抑え、倍率色収差の補正過剰や球面収差の低減に有利となる。
【００３６】
また、第２レンズ成分と第３レンズ成分が、以下の条件式（５）及び条件式（６）を満足することが好ましい。
１．２  ＜  Ｒ４／ｆａ  ＜  ４                            ・・・（５）
２．０  ＜  Ｒ５／ｆａ  ＜  ５．０                        ・・・（６）
ただし、
Ｒ４は、第２レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
Ｒ５は、第３レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
ｆａは、結像光学系の全系の焦点距離、
である。
【００３７】
条件式（５）は、結像光学系の全系の焦点距離に対する第２レンズ成分の像側面の好ま
しい近軸曲率半径を特定するものである。
【００３８】
条件式（５）の下限を下回らないようにすることで、第２レンズ成分の負の屈折力を抑えやすくなり、倍率色収差の低減に有利となる。また、条件式（５）の上限を上回らないようにすることで、第２レンズ成分の負の屈折力を確保しやすくなり結像光学系の小型化に有利になる。
【００３９】
条件式（６）は、結像光学系の全系の焦点距離に対する第３レンズ成分の物体側面の好ましい近軸曲率半径を特定するものである。
【００４０】
条件式（６）の下限を下回らないようにすることで、第３レンズ成分の正の屈折力を適度に抑えやすくなり、倍率色収差が補正過剰や球面収差を抑えやすくなる。また、条件式（６）の上限を上回らないようにすることで、第３レンズ成分の正の屈折力を確保し、第１レンズ成分及び第２レンズ成分で発生する倍率色収差の補正に有利となる。
【００４１】
また、第１レンズ成分が以下の条件式（７）を満足する形状であることが好ましい。
０．６  ＜  （Ｒ１＋Ｒ２）／（Ｒ１−Ｒ２）  ＜  ２．５    ・・・（７）
ただし、
Ｒ１は、第１レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ２は、第１レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
【００４２】
条件式（７）の下限を下回らないようにして、第１レンズ成分の物体側面が近軸曲率半径の小さい凹面とならないようにすることで、コマ収差の低減に有利となる。また、条件式（７）の上限を上回らないようにすることで、第１レンズ成分の物体側面の面頂点が物体側に張り出すことを抑え、結像光学系の薄型化に有利となる。
【００４３】
また、第２レンズ成分が以下の条件式（８）を満足する形状であることが好ましい。
０．６  ＜  （Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３−Ｒ４）  ＜  １．３    ・・・（８）
ただし、
Ｒ３は、第２レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ４は、第２レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
【００４４】
条件式（８）の下限を下回らないようにすることで、第２レンズ成分の物体側面でのコマ収差の発生を抑えやすくなる。また、条件式（８）の上限を上回らないようにすることで、第２レンズ成分の負の屈折力を確保しやすくなり小型化に有利となる。または、第１レンズ成分の負の屈折力を低減しやすくなり、倍率色収差の低減につながる。
【００４５】
また、第３レンズ成分が以下の条件式（９）を満足する両凸形状であることが好ましい。
−０．６  ＜  （Ｒ５＋Ｒ６）／（Ｒ５−Ｒ６）  ＜  ０．１  ・・・（９）
ただし、
Ｒ５は、第３レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ６は、第３レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
【００４６】
条件式（９）の下限を下回らないようにすることで、第３レンズ成分の像側面の正屈折力を確保でき、第３レンズ成分での屈折力の確保と球面収差の低減に有利となる。また、条件式（９）の上限を上回らないようにすることで、第３レンズ成分の物体側面の正屈折
力を確保でき、前側レンズ群で発生した軸外諸収差の補正に有利となる。
【００４７】
また、第４レンズ成分が以下の条件式（１０）を満足する形状であることが好ましい。
０．５  ＜  （Ｒ８＋Ｒ９）／（Ｒ８−Ｒ９）  ＜  １．２    ・・・（１０）
ただし、
Ｒ８は、第４レンズ成分の物体側面の近軸曲率半径、
Ｒ９は、第４レンズ成分の像側面の近軸曲率半径、
である。
【００４８】
条件式（１０）の下限を下回らないようにして、第４レンズ成分の物体側面が曲率半径の小さい凸面とならないようにすることで、軸外収差の発生を抑えやすくなる。もしくは、像側面の正屈折力の確保により射出瞳を像面から遠くに離しやすくなる。また、条件式（１０）の上限を上回らないようにして、像側の凸面の曲率半径が小さくなりすぎないようにすることで、球面収差等の発生を抑えやすくなる。
【００４９】
上述の各構成は複数を同時に満足することがより好ましい。
【００５０】
また、結像光学系がフォーカシング機構を備える場合は、最も遠距離に合焦した場合とする。
【００５１】
また、各条件式について、効果をより確実にするため、以下のようにすることがより好ましい。
【００５２】
条件式（１−１）について、
下限値を２２、さらには２４とすることがより好ましい。
上限値を２７．５、さらには２７．１とすることがより好ましい。
【００５３】
条件式（１−２）について、
下限値を１．６０、さらには１．６１とすることがより好ましい。
上限値を１．７０、さらには１．６５とすることがより好ましい。
【００５４】
条件式（２）について、
下限値を０．５０、さらには０．５５とすることがより好ましい。
上限値を０．６４、さらには０．６３とすることがより好ましい。
【００５５】
条件式（３）について、
下限値を０．２５、さらには０．３とすることがより好ましい。
上限値を０．４３、さらには０．４とすることがより好ましい。
【００５６】
条件式（４）について、
下限値を０．２５、さらには０．２８とすることがより好ましい。
上限値を０．３１、さらには０．３とすることがより好ましい。
【００５７】
条件式（５）について、
下限値を１．２５、さらには１．２８とすることがより好ましい。
上限値を３、さらには２とすることがより好ましい。
【００５８】
条件式（６）について、
下限値を２．５、さらには２．６とすることがより好ましい。
上限値を３．５、さらには３．２とすることがより好ましい。
【００５９】
条件式（７）について、
下限値を０．８、さらには１．０とすることがより好ましい。
上限値を１．５、さらには１．３とすることがより好ましい。
【００６０】
条件式（８）について、
下限値を０．８、さらには１．０とすることがより好ましい。
上限値を１．２、さらには１．１とすることがより好ましい。
【００６１】
条件式（９）について、
下限値を−０．５、さらには−０．４５とすることがより好ましい。
上限値を−０．１、さらには−０．２５とすることがより好ましい。
【００６２】
条件式（１０）について、
下限値を０．６、さらには０．６５とすることがより好ましい。
上限値を１．１、さらには１．０とすることがより好ましい。
【００６３】
また、本発明の撮像装置は、結像光学系と、その結像光学系の像側に配置された撮像面をもつ撮像素子と、を備え、その結像光学系が前述のいずれかの結像光学系であることを特徴とする。
【００６４】
上述の本発明の結像光学系は、例えば車載用カメラ、監視用カメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、および、携帯電話、パソコンなどに搭載される小型カメラ等の撮像装置に用いることができる。
【００６５】
また、撮影半画角が７０度以上１００度以下であることが好ましい。
【００６６】
本発明の結像光学系を持つ撮像装置は、小型ながら広画角の撮像を行える。撮影半画角が７０度以上であれは監視カメラなどの用途に便利である。さらには、撮影半画角を８０度以上とするとより便利である。撮影半画角が１００を上回ると光路の確保のために第１レンズ成分が大型化しやすくなるので、撮影半画角が１００度以下であることが好ましい。撮影半画角が９５度以下であればより好ましい。
【発明の効果】
【００６７】
本発明によれば、広い画角や光学性能を確保しつつ、小型化や低コスト化に有利な結像光学系を提供できる。さらには、そのような結像光学系を備えた撮像装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６８】
以下、本発明の結像レンズの実施例１〜３について説明する。実施例１〜３のレンズ断面図をそれぞれ図１〜図３に示す。各図中、前側レンズ群はＧｆ、後側レンズ群はＧｂ、明るさ絞りはＳ、カバーガラスはＣ、受光素子列の撮像面はＩで示してある。  図中の平行平板は撮像素子における撮像面を保護するカバーガラスＣであり、表面に赤外線カットコートが施されている。
【００６９】
本発明の実施例１〜３の光学系について説明する。
【００７０】
図１は実施例１の光学系の断面図である。
【００７１】
実施例１の結像光学系は、図１に示すように、物体側から順に、負屈折力の前側レンズ群Ｇｆ、正屈折力の後側レンズ群Ｇｂから構成されている。
【００７２】
前側レンズ群Ｇｆは、物体側から順に、像側に凹面を向けた第１レンズ成分としての負メニスカスレンズと、像側に凹面を向けた第２レンズ成分としての負メニスカスレンズと、からなる。
【００７３】
後側レンズ群Ｇｂは、物体側から順に、第３レンズ成分としての両凸正レンズと、明るさ絞りＳと、第４レンズ成分としての両凸正レンズと、からなる。
【００７４】
非球面は、前側レンズ群Ｇｆの像側の負メニスカスレンズの両面、後側レンズ群Ｇｂの物体側の両凸正レンズの両面、後側レンズ群Ｇｂの像側の両凸正レンズの両面の６面に用いている。
【００７５】
図２は実施例２の光学系の断面図である。
【００７６】
実施例２の結像光学系は、図２に示すように、物体側から順に、負屈折力の前側レンズ群Ｇｆ、正屈折力の後側レンズ群Ｇｂから構成されている。
【００７７】
前側レンズ群Ｇｆは、物体側から順に、像側に凹面を向けた第１レンズ成分としての負メニスカスレンズと、像側に凹面を向けた第２レンズ成分としての負メニスカスレンズと、からなる。
【００７８】
後側レンズ群Ｇｂは、物体側から順に、第３レンズ成分としての両凸正レンズと、明るさ絞りＳと、第４レンズ成分としての両凸正レンズと、からなる。
【００７９】
非球面は、前側レンズ群Ｇｆの像側の負メニスカスレンズの像側の面、後側レンズ群Ｇｂの物体側の両凸正レンズの両面、後側レンズ群Ｇｂの像側の両凸正レンズの両面の５面に用いている。
【００８０】
図３は実施例３の光学系の断面図である。
【００８１】
実施例３の結像光学系は、図３に示すように、物体側から順に、負屈折力の前側レンズ群Ｇｆ、正屈折力の後側レンズ群Ｇｂから構成されている。
【００８２】
前側レンズ群Ｇｆは、物体側から順に、像側に凹面を向けた第１レンズ成分としての負メニスカスレンズと、像側に凹面を向けた第２レンズ成分としての負メニスカスレンズと、からなる。
【００８３】
後側レンズ群Ｇｂは、物体側から順に、第３レンズ成分としての両凸正レンズと、明るさ絞りＳと、第４レンズ成分としての両凸正レンズと、からなる。
【００８４】
非球面は、前側レンズ群Ｇｆの像側の負メニスカスレンズの像側の面、後側レンズ群Ｇｂの物体側の両凸正レンズの両面、後側レンズ群Ｇｂの像側の両凸正レンズの両面の５面に用いている。
【００８５】
以下に、実施例１〜３の数値データを示す。実施例１〜３の数値データにおいて、ｒはレンズ面の曲率半径、ｄはレンズ肉厚および空気間隔、ｎｄおよびνｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）における屈折率およびアッべ数、ｆは焦点距離、ＦnoはＦナンバー、ωは撮影半画角（°）、ＢＦは空気換算バックフォーカス、Ｌは光学系全長（フィルター類は空気換算長）である。
【００８６】
以下に示す本発明の結像光学系の数値実施例によれば、半画角８０度程度以上ありながら、Ｆナンバーが２．８程度と明るく、高い画質を有し、更に構成レンズ枚数が少なくコンパクトで低コストな結像光学系となっている。
【００８７】
各数値実施例にて、第1レンズ成分はガラスの単レンズ、第２レンズ成分はプラスチッ
クの両面または片面非球面単レンズ、第３レンズ成分はプラスチックの両面非球面単レンズ、第４レンズ成分はプラスチックの両面非球面単レンズである。
【００８８】
明るさ絞りは開口サイズが一定である。
【００８９】
フォーカシングはパンフォーカスのため行わない。
【００９０】
なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【００９１】
ｘ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（K＋１）（ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋A4ｙ4＋A6ｙ6＋A8ｙ8＋A10ｙ10＋A12ｙ12
ただし、ｒは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A4、A6、A8、A10、A12はそれぞれ４次、６次
、８次、１０次、１２次の非球面係数である。
【００９２】
数値実施例１
単位     ｍｍ
面データ
面番号                 r          d          nd       νd 
1                 105.901      0.90     1.59551    39.22
2                   4.703      1.92
3（非球面）       200.200      1.00     1.52542    55.78
4（非球面）         2.203      1.22
5（非球面）         4.365      2.50     1.61421    25.60
6（非球面）        -8.078      1.35
7（絞り）            ∞        0.99
8（非球面）         9.957      1.70     1.52542    55.78
9（非球面）        -1.795      1.54
10                    ∞        1.22     1.54424    70.87
11                    ∞        0.57
像面                   ∞
非球面データ
第３面
K=0.000,A4=8.14140E-04,A6=-5.94490E-05,A8=8.99370E-06,A10=-4.53820E-07
第４面
K=-0.207,A4=2.13520E-02,A6=-4.09430E-03,A8=1.56860E-03,A10=-2.76370E-04
第５面
K=0.000,A4=2.53890E-02,A6=-6.73870E-04,A8=-2.68480E-05,A10=3.39730E-05
第６面
K=0.000,A4=3.23180E-02,A6=-1.27060E-02,A8=6.06850E-03,A10=-7.80470E-04
第８面
K=-4.251,A4=-1.45770E-03,A6=-2.38580E-02,A8=1.53520E-02,A10=-2.84950E-03
第９面
K=-1.068,A4=3.66160E-03,A6=1.62510E-03,A8=-3.56370E-03,A10=9.65320E-04
各種データ
f        1.44 
ω      82.92°
Fno      2.8
BF       2.90
L       14.48 
【００９３】
数値実施例２
単位     ｍｍ
面データ
面番号                 r          d          nd       νd 
1                 221.315      0.70     1.59551    39.24
2                   6.730      1.53
3                 104.036      1.01     1.52540    56.25
4（非球面）         1.851      1.83
5（非球面）         3.768      2.41     1.60687    27.00
6（非球面）        -9.074      1.55
7（絞り）            ∞        0.80
8（非球面）       270.889      1.85     1.52540    56.25
9（非球面）        -1.568      1.37
10                    ∞        1.22     1.51633    64.14
11                    ∞        0.63
像面                   ∞
非球面データ
第４面
K=-2.350,A4=3.75044E-02,A6=-6.23094E-03,A8=1.15508E-03,A10=-9.17640E-05
第５面
K=-1.402,A4=7.60399E-03,A6=2.52234E-04,A8=1.26458E-04
第６面
K=19.012,A4=5.48350E-03,A6=5.22567E-03,A8=-1.11470E-03,A10=2.06491E-04
第８面
K=9.620,A4=-7.44277E-02,A6=2.84804E-02,A8=-4.15675E-02,A10=1.60270E-02,A12=1.61498E-08
第９面
K=-1.045,A4=-1.36746E-02,A6=-4.38406E-03,A8=-2.36040E-04,A10=-3.62638E-04
各種データ
f        1.43 
ω      82.92°
Fno      2.8
BF       2.81
L       14.49 
【００９４】
数値実施例３
単位     ｍｍ
面データ
面番号                 r          d          nd       νd 
1                 110.364      0.90     1.59551    39.22
2                   4.779      1.86
3                  73.494      1.09     1.52542    55.78
4（非球面）         2.267      1.27
5（非球面）         4.035      2.48     1.61421    25.60
6（非球面）        -9.784      1.33
7（絞り）            ∞        0.96
8（非球面）         9.761      1.75     1.52542    55.78
9（非球面）        -1.773      1.54
10                    ∞        1.22     1.54424    70.87
11                    ∞        0.51
像面                   ∞
非球面データ
第４面
K=-0.183,A4=3.09360E-02,A6=-1.11430E-02,A8=2.43500E-03,A10=-2.78760E-04
第５面
K=0.000,A4=2.47030E-02,A6=-3.87920E-03,A8=8.59140E-04,A10=-4.31590E-05
第６面
K=0.000,A4=2.12200E-02,A6=-4.90370E-03,A8=4.04250E-03,A10=-5.85790E-04
第８面
K=-1.357,A4=-3.58710E-02,A6=1.55290E-02,A8=-1.27140E-02,A10=5.55860E-03
第９面
K=-1.065,A4=-1.07310E-02,A6=8.73970E-03,A8=-6.53620E-03,A10=1.46580E-03
各種データ
f        1.49 
ω      82.92°
Fno      2.8
BF       2.86
L       14.50 
【００９５】
図４〜図６は実施例１〜３の結合光学系の諸収差図である。球面収差と倍率色収差は、５８７．６ｎｍ（ｄ線：実線），４３５．８ｎｍ（ｇ線：一点鎖線），６５６．３ｎｍ（Ｃ線：点線）の各波長における数値を示してある。また、非点収差は、実線がサジタル像面、点線がメリジオナル像面を示している。
【００９６】
次に、上記各実施例における条件式（１）〜（１０）の値を示す。
【００９７】
条件式       実施例１      実施例２      実施例３
(1-1)       25.60         27.00         25.60
(1-2)        1.61421       1.60687       1.61421
(2)          0.623         0.596         0.611 
(3)          0.342         0.398         0.332 
(4)          0.292         0.303         0.299 
(5)          1.524         1.292         1.532 
(6)          3.021         2.630         2.727 
(7)          1.093         1.063         1.091 
(8)          1.022         1.036         1.064 
(9)         -0.298        -0.413        -0.416 
(10)          0.694         0.988         0.693 
【００９８】
以下、図面を用いて上述の実施例を用いたレンズ組み立て体の一例を示す。
【００９９】
図７は本発明にしたがう結像光学系を用いたレンズ組立体の実施の形態を模式的に示
した断面図であり、図８はその分解状況を示した外観斜視図である。
【０１００】
図における符号１は鏡枠である。この鏡枠１の内部にはレンズを設置する領域Ｍが形成されている。この鏡枠１はプラスチックあるいは金属材料からなる環状周壁にて構成されており、物体側（紙面左側）及び像側（紙面右側）に向けてそれぞれ開放した開口１ａ、１ｂを有している。ここに開口１ａを以下に入側開口１ａということとし、開口１ｂを以下に、出側開口１ｂということとし、物体側の光は入側開口１ａを通して鏡枠１内に入射され、出側開口１ｂを経て出射され撮像素子（図示せず）へと至る。レンズを設置する領域Ｍを形成する鏡枠１の内周面には段差部ｔ1〜ｔ5が形成されており、この段差部により径Ｄ1〜Ｄ4が出側開口１ｂへ向けて段階的に小さくなるレンズ設置用の内周壁面(座面)Ｌ1〜Ｌ4  が設けられている。
【０１０１】
２は鏡枠１の出側開口１ｂに設けられたフレア絞り壁である。このフレア絞り壁２は出側開口１ｂに一体連結されており、後述する像側に位置するレンズの光軸を含む中央部を露出させる貫通孔２ａを有している。
【０１０２】
３は鏡枠１の入側開口１ａへの押し込みによって座面Ｌ1に設置され、鏡枠１のカシメ
Ｋにより固定することができる第１レンズ成分である。この第１レンズ成分３は外周面３ａが座面Ｌ1に嵌り込んでおり、その前側の外縁部にはカシメに際して鏡枠１の変形部位
を乗り上げさせる面取り部３ｂが形成されている。
【０１０３】
４は第１レンズ成分３の隣で座面Ｌ2に配置された第２レンズ成分である。この第２レ
ンズ成分４の前面には第１レンズ成分３の後面にフレア絞りを介して面接触する当接部４ａが設けられている。
【０１０４】
また、５は第２のレンズ４の隣で座面Ｌ3に配置された第３レンズ成分である。この第
３レンズ成分５は第２レンズ成分４と同様にその前面には第２レンズ成分４の後面にフレア絞りを介して面接触する当接部５ａが設けられている。
【０１０５】
６は第３レンズ成分５の隣で座面Ｌ4  に配置された第４レンズ成分である。この第４
レンズ成分６の前面には第３レンズ成分５の後面に明るさ絞りを介して面接触する当接部６ａが設けられている。この第４レンズ成分６は像側面のレンズ面頂がフレア絞り壁２の貫通孔２ａから突出するように配置されている。第２レンズ成分４、第３レンズ成分５及び第４レンズ成分６はその外周面に１つ又は複数個のカット面を設けることができる。
【０１０６】
また、７は第１レンズ成分３と第２レンズ成分４の間に配置されたシート状のフレア絞り、８は第２レンズ成分４と第３レンズ成分５との間に配されたシート状のフレア絞り、９は第３レンズ成分５と第４レンズ成分６の間に配されたシート状の明るさ絞りである。明るさ絞り９は軸上光束径を制限する。また、フレア絞り７、８は第１レンズ成分３から
入射された物体側の光のうちコマ収差につながる軸外マージナル光線やゴーストの原因となる迷光などの不要光をさえぎる役目を有している。絞り７、８、９はポリエステルシート等によって構成され、不要光の入射あるいは反射を防止するため黒色塗料が塗布されるなどの艶消し処理が施されている。絞り７、８、９はレンズ成分の端面の黒色塗料にて構成してもよい。
【０１０７】
１０はＯリングを例として示したシール部材である。このシール部材１０は第１レンズ成分３の後側外縁端部に設けられた凹所３ｃと鏡枠１の段差部（段差面）ｔ2との間で挟
持されていてその相互間を気密状態に維持するようになっている。
【０１０８】
１１は第４レンズ成分６とフレア絞り壁２の相互間に配置された弾性部材（板ばね）である。この弾性部材１１は第１レンズ成分３を座面Ｌ1に設置する際の押し込みによって
反発力を生じせしめて各レンズ成分３、４、５、６の端面同士を絞り７、８、９を介して相互に弾性的に接触（弾性支持）させて鏡枠１の内部での位置決めを行うものであり、フレア絞り壁２の貫通孔２ａよりも大きく、かつ第４のレンズ６の中央凸部（光学機能面）を通過させ得る開口を備えた薄肉の環状ベース１１ａと、この環状ベース１１ａの外縁に片側支持状態にて一体連結する複数のアーム（板状のもの）１１ｂからなっている。
【０１０９】
図９（ａ）、（ｂ）は弾性部材１１の正面および側面図、図１０は弾性部材の変位状況を示す図である。
【０１１０】
アーム１１ｂは付け根部に該アームそのものを厚さ方向へ僅かに屈曲させる屈曲部（屈曲ライン）１１ｂ1が設けられていて、この屈曲部１１ｂ1によって弾性部材１１に反発力が生じた際に図１０に示すように該アーム１１ｂの先端が径方向外側へ向けて広がり鏡枠１内でアーム１１ｂの先端が座面Ｌ5に接触するのを防止してその有する機能をより有効
に発揮させることが可能となる。
【０１１１】
さらに、１２はフレア絞り壁２の内側面に設けられたストッパーである。このストッパー１２は第４レンズ成分６に予期しない衝撃等、外部振動が入力された際にフレア絞り壁２の貫通孔２ａの縁部ｅが第４レンズ成分６の外表面よりも先に該第４レンズ成分６の径方向外側において当接するものであり、このストッパー１２により貫通孔２ａの縁部ｅが接触することによって生じることが懸念されるレンズの有効径内での傷の発生を抑制する。ストッパー１２は環状の凸部あるいは間隔をあけて配置した複数の突起を適用することができる。
【０１１２】
本発明にしたがう結像光学系を用いたレンズ組立体は、鏡枠１の内部にまず弾性部材１１を入れ込み、次いで、第４レンズ成分６、明るさ絞り９、第３レンズ成分５、フレア絞り８、第２レンズ成分４、さらにフレア絞り７を順次に配置する。そして、第１レンズ成分３をシール部材１０とともに鏡枠１の入側開口１ａへ押し込んだのち、鏡枠１のカシメにより該第１レンズ成分３を座面Ｌ1に固定すればよく、このとき弾性部材１１に反発力
が生じ第１レンズ成分３により第２レンズ成分４、第３レンズ成分５及び第４レンズ成分６は端面同士が弾性的に接触することとなり、余計な作業を要することなしに鏡枠１の内部において各レンズが光軸ｃ方向に沿って正確に位置決めされる。
【０１１３】
弾性部材１１については、各レンズ成分を光軸に沿って弾性支持できるものであればその形状は適宜変更可能であり、また、板状のばねに替えてゴム部材を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】実施例１の光学系の断面図である。
【図２】実施例２の光学系の断面図である。
【図３】実施例３の光学系の断面図である。
【図４】実施例１の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。
【図５】実施例２の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。
【図６】実施例３の光学系の無限遠合焦状態の諸収差図である。
【図７】本発明にしたがう結像光学系を用いたレンズ組立体の実施の形態を断面で示した図である。
【図８】図７に示したレンズ組立体の分解状態を示した外観斜視図である。
【図９】弾性部材を示した図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。
【図１０】弾性部材の変位状況の説明図である。
【符号の説明】
【０１１５】
Ｇｆ…前側レンズ群
Ｇｂ…後側レンズ群
Ｓ…明るさ絞り
１…鏡枠
１ａ…開口（入側開口）
１ｂ…開口（出側開口）
２…フレア絞り壁
２ａ…貫通孔
３…第１レンズ成分
３ａ…外周面
３ｂ…面取り部
３ｃ…凹所
４…第２レンズ成分
４ａ…当接部
５…第３レンズ成分
５ａ…当接部
６…第４レンズ成分
６ａ…当接部
７…フレア絞り
８…フレア絞り
９…明るさ絞り
１０…シール部材
１１…弾性部材
１１ａ…環状ベース
１１ｂ…アーム
１２…ストッパー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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