(57)【要約】【課題】車載用カメラに適した小型で光学性能の高い撮像レンズを提供する。【解決手段】物体側から順に、負の屈折力をもつ第１レンズ１、正の屈折力をもつ第２レンズ２、所定の口径をもつ開口絞りＳＤ、正の屈折力をもつ第３レンズ３を備え、第１レンズ１はガラス材料により形成されると共に凹状の球面をもつように形成され、第２レンズ２及び第３レンズ３は樹脂材料により形成されると共に物体側及び像面側の少なくとも一方の面が非球面に形成されている。このように、第１レンズとしてガラス材料により形成されたガラス球面レンズを採用し、第２レンズ及び第３レンズとして樹脂材料により形成されたプラスチック非球面レンズを採用することで、低コスト化を達成しつつ、耐温度、耐湿度、耐傷付き性等の耐環境性に優れ、諸収差が良好に補正された光学性能の高い、広画角の撮像レンズを得ることができる。【選択図】  図１
2006220691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像面側に向けて順に、負の屈折力をもつ第１レンズと、正の屈折力をもつ第２レンズと、所定の口径をもつ開口絞りと、正の屈折力をもつ第３レンズと、を備え、
前記第１レンズは、ガラス材料により形成されると共に凹状の球面をもつように形成され、
前記第２レンズ及び第３レンズは、樹脂材料により形成されると共に物体側及び像面側の両面が非球面に形成されている、
ことを特徴とする撮像レンズ。
【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、前記第１レンズのアッベ数をν１、前記第２レンズのアッベ数をν２とするとき、次の条件式（１），（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。
（１）  │ｆ１／ｆ２│＞０．９
（２）  ν１−ν２＞３０
【請求項３】
前記第１レンズは、物体側及び像面側の両方に凹面を向けた両凹レンズである、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像レンズ。
【請求項４】
前記第１レンズの物体側の面から像面までのレンズ系の焦点距離をｆ、前記第１レンズの物体側の面から像面までのレンズ系の全長をＴＬ（空気換算距離）とするとき、次の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１ないし３いずれかに記載の撮像レンズ。
（３）  ＴＬ／ｆ＜１０
【請求項５】
前記第２レンズの物体側の面は、周辺部に向うに連れて屈折力が強くなるように形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載の撮像レンズ。
【請求項６】
前記第３レンズの像面側の面は、周辺部に向うに連れて屈折力が弱くなるように形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれかに記載の撮像レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の固体撮像素子を備えた車載用カメラ等に適用される広画角の撮像レンズに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の広角レンズとしては、物体側から順に、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、第２レンズと第３レンズの間に配置された開口絞りを備え、第１レンズを凹非球面レンズとし、第２レンズ及び第３レンズを凸非球面レンズとしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、この広角レンズでは、第１レンズとして樹脂材料により形成したプラスチックレンズを採用しているため、車載用カメラに使用するとなると、温度、湿度、傷付き易さ等の耐環境性が問題となる。
一方、この広角レンズにおいて、第１レンズに、耐環境性の高い材料を使用した場合でも、レンズ面に非球面を採用しているため、高コスト化を招く等の問題が生じる。
【０００３】
また、耐環境性を考慮した従来の広角レンズとして、物体側から順に、弱い屈折力をもつ第１レンズ、負の屈折力をもつ第２レンズ、正の屈折力をもつ第３レンズを備えたものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、この広角レンズでは、第１レンズは保護フィルターとしての意味合いが強く、屈折力を殆ど持っていないため、収差補正の役割を成しておらず、特に、倍率色収差、歪曲収差等が大きく、光学性能があまり高くないレンズとなっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３３７２６８号公報
【特許文献２】特開２００３−１９５１６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、非球面を設けるレンズと、樹脂材料により形成するレンズ（プラスチックレンズ）とを適切に組み合わせることにより、小型かつ安価で、光学性能が高く、特に、耐温度性、耐湿度性、耐傷付き性等の耐環境性に優れた、車載用カメラに好適な撮像レンズを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の撮像レンズは、物体側から像面側に向けて順に、負の屈折力をもつ第１レンズと、正の屈折力をもつ第２レンズと、所定の口径をもつ開口絞りと、正の屈折力をもつ第３レンズと、を備え、上記第１レンズは、ガラス材料により形成されると共に凹状の球面をもつように形成され、上記第２レンズ及び第３レンズは、樹脂材料により形成されると共に物体側及び像面側の両面が非球面に形成されている、ことを特徴としている。
この構成によれば、第１レンズには、ガラス材料により形成されたガラス球面レンズを採用し、かつ、第２レンズ及び第３レンズには、樹脂材料により形成されたプラスチック非球面レンズを採用しているため、低コスト化を達成しつつ、車載用カメラに適用された場合に要求される耐温度、耐湿度、耐傷付き性等の耐環境性に優れ、又、複雑な非球面形状を容易に加工できるが故に諸収差が良好に補正された光学性能の高い撮像レンズを得ることができる。
【０００７】
上記構成において、第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２、第１レンズのアッベ数をν１、第２レンズのアッベ数をν２とするとき、次の条件式（１），（２）、
（１）  │ｆ１／ｆ２│＞０．９
（２）  ν１−ν２＞３０
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズと第２レンズの焦点距離の関係を規定した条件式（１）を満たすことにより、パワー配置が適切に設定されて、諸収差が良好に補正されつつ、小型化、薄型化が可能となり、第１レンズと第２レンズのアッベ数の関係を規定した条件式（２）を満たすことにより、特に倍率色収差を良好に補正でき、光学性能の高い撮像レンズを得ることができる。
【０００８】
上記構成において、第１レンズは、物体側及び像面側の両方に凹面を向けた両凹レンズである、構成を採用することができる。
この構成によれば、第１レンズの像面側の面の曲率半径が極端に小さくなるのを防止でき、それ故に、加工が容易になり、製造コストが低減される。
【０００９】
上記構成において、第１レンズの物体側の面から像面までのレンズ系の焦点距離をｆ、第１レンズの物体側の面から像面までのレンズ系の全長をＴＬ（空気換算距離）とするとき、次の条件式（３）、
（３）  ＴＬ／ｆ＜１０
を満足する、構成を採用することができる。
この構成によれば、レンズ系の全長と焦点距離の関係を規定した条件式（３）を満たすことにより、小型化、薄型化を容易に達成することができる。
【００１０】
上記構成において、第２レンズの物体側の面は、周辺部に向うに連れて屈折力が強くなるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、諸収差、特に非点収差、コマ収差を良好に補正することができ、全体として光学性能の高い撮像レンズが得られる。
【００１１】
上記構成において、第３レンズの像面側の面は、周辺部に向うに連れて屈折力が弱くなるように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、諸収差、特に非点収差、歪曲収差を良好に補正することができ、全体として光学性能の高い撮像レンズが得られる。
【発明の効果】
【００１２】
上記のように、本発明の撮像レンズによれば、小型化、薄型化、軽量化、低コスト化等を達成しつつ、耐温度、耐湿度、耐傷付き性等の耐環境性に優れ、諸収差が良好に補正された光学性能の高い、車載用カメラに好適な広画角の撮像レンズを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の最良の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１及び図２は、本発明に係る撮像レンズの一実施形態を示すものであり、図１はレンズ系の基本構成図、図２は光線図を示す。
この撮像レンズにおいては、図１に示すように、光軸方向Ｌおいて、負の屈折力をもつ第１レンズ１と、正の屈折力をもつ第２レンズ２と、正の屈折力をもつ第３レンズ３とが、順次に配列されている。
そして、第２レンズ２と第３レンズ３との間には、所定の口径をもつ開口絞りＳＤが配置され、第３レンズ３の後方には、赤外線カットフィルタ、ローパスフィルタ等のガラスフィルタ４が配置され、その後方にＣＣＤ等の像面Ｐが配置される。
【００１４】
ここで、第１レンズ１、第２レンズ２、開口絞りＳＤ、第３レンズ３、及びガラスフィルタ４においては、図１に示すように、それぞれの面をＳｉ（ｉ＝１〜９）、それぞれの面Ｓｉの曲率半径をＲｉ（ｉ＝１〜９）、第１レンズ１〜ガラスフィルタ４のｄ線に対する屈折率をＮｉ及びアッベ数をνｉ（ｉ＝１〜４）で表す。さらに、第１レンズ１〜ガラスフィルタ４までのそれぞれの光軸方向Ｌにおける間隔（肉厚、空気間隔）をＤｉ（ｉ＝１〜８）、ガラスフィルタ４〜像面Ｐまでの間隔をＢＦで表す。
【００１５】
また、上記構成をなすレンズ系（第１レンズ１の物体側の面Ｓ１から像面Ｐまで）の焦点距離をｆ、レンズ系（第１レンズ１の物体側の面Ｓ１から像面Ｐまで）の光軸Ｌ上での全長をＴＬ（空気換算距離）、第１レンズ１の焦点距離をｆ１、第２レンズ２の焦点距離をｆ２で表す。
【００１６】
第１レンズ１は、ガラス材料により形成されて、物体側の面Ｓ１が凹面にかつ像面側の面Ｓ２が凹面に形成された両凹レンズである。また、第１レンズ１の物体側の面Ｓ１と像面側の面Ｓ２は、共に球面に形成されている。
このように、最も物体側に位置する第１レンズ１をガラスレンズとすることにより、車載用カメラの撮像レンズに要求される耐温度性、耐湿度性、耐傷付き性等の耐環境性に優れた特性を得ることができる。また、第１レンズ１に球面のみを設けることで、低コスト化を達成できる。
また、物体側の面Ｓ１を凹面とすることにより、像面側の面Ｓ２の曲率半径Ｒ２が極端に小さくなるのを防止でき、レンズの加工を容易にすることができる。
【００１７】
第２レンズ２は、樹脂材料により形成されて、物体側の面Ｓ３が凸面にかつ像面側の面Ｓ４が凸面に形成された両凸レンズである。また、第２レンズ２の物体側の面Ｓ３及び像面側の面Ｓ４は、両面共に非球面に形成されている。
このように、第１レンズ１の後方に位置する第２レンズ２をプラスチックレンズとすることにより、軽量化、低コスト化を達成しつつ、複雑な非球面形状を容易に加工でき、諸収差を良好に補正することができる。
また、第２レンズ２は、物体側の面Ｓ３が、周辺に向うに連れて屈折力が強くなるように形成されてもよい。このように形成することにより、特に非点収差、コマ収差を良好に補正することができる。
【００１８】
第３レンズ３は、樹脂材料により形成されて、物体側の面Ｓ６が凹面にかつ像面側の面Ｓ７が凸面に形成されたメニスカス形状のレンズである。また、第３レンズ３の物体側の面Ｓ６及び像面側の面Ｓ７は、両面共に非球面に形成されている。
このように、最も像面側寄りに位置する第３レンズ３をプラスチックレンズとすることにより、軽量化、低コスト化を達成しつつ、複雑な非球面形状を容易に加工でき、諸収差を良好に補正することができる。
また、第３レンズ３は、像面側の面Ｓ７が周辺部に向うに連れて屈折力が弱くなるように形成されてもよい。このように形成することにより、特に非点収差、歪曲収差を良好に補正することができる。
【００１９】
ここで、第２レンズ２及び第３レンズ３の非球面を表す式は、次式で規定される。
Ｚ＝Ｃｙ２／［１＋（１−εＣ２ｙ２）１／２］＋Ｄｙ４＋Ｅｙ６＋Ｆｙ８＋Ｇｙ１０
ただし、Ｚ：非球面の頂点における接平面から，光軸Ｌからの高さがｙの非球面上の点までの距離、ｙ：光軸からの高さ、Ｃ：非球面の頂点における曲率（１／Ｒ）、ε：円錐定数、Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ：非球面係数である。
【００２０】
上記構成においては、第１レンズ１の焦点距離ｆ１、第２レンズ２の焦点距離ｆ２、第１レンズ１のアッベ数ν１、第２レンズ２のアッベ数ν２が、好ましくは、次の条件式（１），（２）、
（１）  │ｆ１／ｆ２│＞０．９
（２）  ν１−ν２＞３０
を満足するように形成される。
条件式（１）は、第１レンズ１と第２レンズ２の焦点距離の関係を規定したものであり、│ｆ１／ｆ２│の値が条件式（１）を満たすことにより、パワー配置が適切に設定されて、諸収差が良好に補正され、小型化、薄型化が可能となる。
また、条件式（２）は、第１レンズ１と第２レンズ２のアッベ数の関係を規定したものであり、ν１−ν２の値が条件式（２）を満たすことにより、特に、倍率色収差を良好に補正でき、光学性能の高い撮像レンズを得ることができる。
【００２１】
また、上記構成においては、第１レンズ１の物体側の面Ｓ１から像面Ｐまでのレンズ系の焦点距離ｆ、第１レンズ１の物体側の面Ｓ１から像面Ｐまでのレンズ系の全長ＴＬ（空気換算距離）が、好ましくは、次の条件式（３）、
（３）  ＴＬ／ｆ＜１０
を満足するように形成される。
条件式（３）は、レンズ系の全長と焦点距離の関係、すなわち、レンズ系の光軸方向Ｌにおける寸法とレンズ系全体の焦点距離との適切な比を定めたものである。すなわち、ＴＬ／ｆの値が条件式（３）を満たすことにより、小型化、薄型化を容易に達成することができる。
【００２２】
上記構成からなる実施形態の具体的な数値による実施例を、実施例１、実施例２、実施例３として以下に示す。また、球面収差、非点収差、歪曲収差（ディスト−ション）、倍率色収差に関する収差線図は、実施例１の結果を図３に、実施例２の結果を図４に、実施例３の結果を図５にそれぞれ示す。尚、図３ないし図５において、ｇはｇ線による収差、ｄはｄ線による収差、ｃはｃ線による収差をそれぞれ示し、又、Ｓはサジタル平面での収差、Ｍはメリジオナル平面での収差を示す。
【実施例１】
【００２３】
実施例１における主な仕様諸元は表１に、種々の数値データ（設定値）は表２に、非球面に関する数値データは表３にそれぞれ示される。
この実施例１においては、条件式（１）〜（３）の数値データは、
（１）│ｆ１／ｆ２│＝１．０３
（２）ν１−ν２＝３９．９
（３）ＴＬ／ｆ＝５．４８
となる。
【００２４】
【表１】
2006220691.tif 000003
【００２５】
【表２】
2006220691.tif 000004
【００２６】
【表３】
2006220691.tif 000005
【００２７】
以上の実施例１においては、レンズ系の全長（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が１０．９７ｍｍ、バックフォーカス（空気換算）が２．７３ｍｍ、Ｆナンバーが２．４、画角（２ω）が１１０°となり、薄型で、全長が短く、諸収差が良好に補正されて光学性能が高い広画角の撮像レンズが得られる。
【実施例２】
【００２８】
実施例２における主な仕様諸元は表４に、種々の数値データ（設定値）は表５に、非球面に関する数値データは表６にそれぞれ示される。
この実施例２においては、条件式（１）〜（３）の数値データは、
（１）│ｆ１／ｆ２│＝１．１０
（２）ν１−ν２＝３３．８
（３）ＴＬ／ｆ＝５．７３
となる。
【００２９】
【表４】
2006220691.tif 000006
【００３０】
【表５】
2006220691.tif 000007
【００３１】
【表６】
2006220691.tif 000008
【００３２】
以上の実施例２においては、レンズ系の全長ＴＬ（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が１１．３５ｍｍ、バックフォーカス（空気換算）が２．５９ｍｍ、Ｆナンバーが２．５、画角（２ω）が１１０°となり、薄型で、全長が短く、諸収差が良好に補正されて光学性能が高い広画角の撮像レンズが得られる。
【実施例３】
【００３３】
実施例３における主な仕様諸元は表７に、種々の数値データ（設定値）は表８に、非球面に関する数値データは表９にそれぞれ示される。
この実施例３においては、条件式（１）〜（３）の数値データは、
（１）│ｆ１／ｆ２│＝０．９３
（２）ν１−ν２＝３９．９
（３）ＴＬ／ｆ＝５．５４
となる。
【００３４】
【表７】
2006220691.tif 000009
【００３５】
【表８】
2006220691.tif 000010
【００３６】
【表９】
2006220691.tif 000011
【００３７】
以上の実施例３においては、レンズ系の全長ＴＬ（第１レンズ１の前面Ｓ１〜像面Ｐ）が１１．０８ｍｍ、バックフォーカス（空気換算）が２．９ｍｍ、Ｆナンバーが２．４、画角（２ω）が１０８°となり、薄型で、全長が短く、諸収差が良好に補正されて光学性能が高い広画角の撮像レンズが得られる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上述べたように、本発明の撮像レンズは、小型化、薄型化、低コスト化等が達成されつつ、高い光学性能に加えて耐環境性に優れた特性をもつため、温度、湿度、傷付き等の点で厳しい環境に曝される車載用カメラの撮像レンズとして有用であるのは勿論のこと、その他のデジタルカメラの撮像レンズとして、又、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ、携帯情報端末機（ＰＤＡ）等のモバイルカメラの撮像レンズとして好適に利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る撮像レンズの一実施形態を示す構成図である。
【図２】図１に示すレンズ系の光線図を示す。
【図３】実施例１に係る撮像レンズにおける、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。
【図４】実施例２に係る撮像レンズにおける、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。
【図５】実施例３に係る撮像レンズにおける、球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差の各収差図を示す。
【符号の説明】
【００４０】
１  第１レンズ
２  第２レンズ
３  第３レンズ
４  ガラスフィルタ
ＳＤ  開口絞り
Ｐ  撮像面
Ｄ１〜Ｄ８  光軸上の面間隔
Ｒ１〜Ｒ９  曲率半径
Ｓ１〜Ｓ９  面
ｆ  レンズ系の焦点距離
ｆ１  第１レンズの焦点距離
ｆ２  第２レンズの焦点距離
ＴＬ  レンズ系の全長（空気換算距離）
【図１】
2006220691.tif 000012
【図２】
2006220691.tif 000013
【図３】
2006220691.tif 000014
【図４】
2006220691.tif 000015
【図５】
2006220691.tif 000016