(57)【要約】【課題】小型で、広い撮影画角に対応しながらも良好な光学性能を実現する撮像レンズを提供する。【解決手段】  像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有する第４レンズとから構成され、前記第４レンズは両面に非球面が形成され、像側の面には光軸上以外の位置に極点を有しており、第１レンズの物体側の面から第４レンズの像側の面までの光軸上の距離をΣｄ、光学全長をＴＴＬとしたとき、次の条件式を満足する。０．５＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．９ 【選択図】図１
2018120036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から像側に向かって順に、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有する第４レンズとから構成され、前記第４レンズは両面に非球面が形成され、像側の面には光軸上以外の位置に極点を有しており、以下の条件式（１）、（２）および（３）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１）０．５＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．９
（２）０．７＜｜ｒ５｜／ｆ＜３．５
（３）１．０＜ｆ１／ｆ
ただし、
Σｄ：第１レンズの物体側の面から第４レンズの像側の面までの光軸上の距離
ＴＴＬ：光学全長
ｒ５：第３レンズの物体側の面の曲率半径
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
【請求項２】
物体側から像側に向かって順に、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有する第４レンズとから構成され、前記第４レンズは両面に非球面が形成され、像側の面には光軸上以外の位置に極点を有しており、以下の条件式（１）、（４）および（５）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１）０．５＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．９
（４）３０＜νｄ１−νｄ２
（５）２０＜νｄ４＜３２
ただし、
Σｄ：第１レンズの物体側の面から第４レンズの像側の面までの光軸上の距離
ＴＴＬ：光学全長
νｄ１：第１レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：第２レンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ４：第４レンズのｄ線に対するアッベ数
【請求項３】
物体側から像側に向かって順に、物体側に凹面を向け、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有する第４レンズとから構成され、前記第４レンズは両面に非球面が形成され、像側の面には光軸上以外の位置に極点を有しており、以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
（１）０．５＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．９
ただし、
Σｄ：第１レンズの物体側の面から第４レンズの像側の面までの光軸上の距離
ＴＴＬ：光学全長
【請求項４】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
（６）０．５＜（Ｔ３／ｆ）×１００＜２．０
ただし、
Ｔ３：第３レンズの像側の面から第４レンズの物体側の面までの光軸上の距離
ｆ：全系の焦点距離
【請求項５】
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮像レンズ。
（７）１．０＜｜ｒ３／ｒ４｜＜４．２
ただし、
ｒ３：第２レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ４：第２レンズの像側の面の曲率半径
【請求項６】
以下の条件式（８）を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像レンズ。
（８）０．３＜Ｄ３／ｆ＜０．９
ただし、
Ｄ３：第３レンズの光軸上の厚み
ｆ：全系の焦点距離
【請求項７】
以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
（９）ｆ４／ｆ＜−０．８
ただし、
ｆ４：第４レンズの焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
【請求項８】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
（５）２０＜νｄ４＜３２
νｄ４：第４レンズのｄ線に対するアッベ数
【請求項９】
以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
（１０）−１．４＜ｒ２／ｆ＜−０．２
ただし、
ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
ｆ：全系の焦点距離
【請求項１０】
以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
（１１）８．０＜Ｄ３／Ｔ２
ただし、
Ｄ３：第３レンズの光軸上の厚み
Ｔ２：第２レンズの像側の面から第３レンズの物体側の面までの光軸上の距離
【請求項１１】
以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
（１２）−８．５＜｜ｒ５｜／ｒ６＜−３．０
ただし、
ｒ５：第３レンズの物体側の面の曲率半径
ｒ６：第３レンズの像側の面の曲率半径
【請求項１２】
以下の条件式（１３）を満足することを特徴とする請求項２に記載の撮像レンズ。
（１３）０．４５＜ｒ４／ｆ＜４．０
ただし、
ｒ４：第２レンズの像側の面の曲率半径
ｆ：全系の焦点距離
【請求項１３】
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項３に記載の撮像レンズ。
（２）０．７＜｜ｒ５｜／ｆ＜３．５
ただし、
ｒ５：第３レンズの物体側の面の曲率半径
ｆ：全系の焦点距離
【請求項１４】
以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項３に記載の撮像レンズ。
（３）１．０＜ｆ１／ｆ
ただし、
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に使用されるＣＣＤセンサやＣ-ＭＯＳセンサの固体撮像素子上に被写体の像を結像させる撮像レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電製品や情報端末機器にカメラ機能が搭載されることが一般的となっており、需要は益々高まる状況にある。このような機器に搭載される撮像レンズは、小型で、広い範囲が撮影でき、撮像面全体にわたって高精度に収差が補正された高い解像性能が求められる。
【０００３】
ここで、撮像面全体にわたって高い解像性能を得るには、諸収差を高精度に補正することはもちろんだが、像側のテレセントリック性の確保が重要な課題になる。像側のテレセントリック性が十分確保できないと、撮像素子への主光線入射角度（ＣＲＡという）が大きくなるため、特に周辺部においてシェーディングや周辺光量不足などの問題が発生し、画質の劣化を招く。
【０００４】
これまでに、撮像レンズは、性能、Ｆ値、画角等、その使用目的や要求性能に応じて様々な態様が提案されてきた。なかでも４枚構成の撮像レンズは、諸収差を良好に補正でき、小型化および低コスト化にも有効なため、多くの提案がなされてきた。
【０００５】
特許文献１には、物体側から順に、正の屈折力を有し物体側に凸面を向けた第１レンズと、負の屈折力を有し像側に凹面を向けた第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、負の屈折力を有し像側に凹面を向け、少なくとも像側面が非球面形状とされた第４レンズとからなる撮像レンズが開示されている。
【０００６】
特許文献２には、物体側より順に、物体側に凸面を向けた正の屈折力の第１レンズと、負の屈折力の第２レンズと、プラスチック材料で形成され、像側に凸面を向けた正の屈折力の第３レンズと、プラスチック材料で形成され、両凹形状で負の屈折力を持ち、像側の面が凹形状から周辺で凸形状に変化する第４レンズとを備える撮像レンズが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−０９５３０１号公報
【特許文献２】米国特許出願公開２０１３／０１４１６３３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に記載の撮像レンズは、最大画角におけるＣＲＡが２７°以下となっており、比較的像側テレセントリック性が確保されている。しかし、画角が５４°〜６８°と狭い。また、歪曲収差が大きく、撮像面全体にわたって高精度に収差を補正できていない。また、さらなる広角化を図ろうとした場合、像側テレセントリック性の確保および周辺部における収差補正が非常に困難である。
【０００９】
上記特許文献２に記載の撮像レンズは、約７５°の撮影画角を確保しているが、最大画角におけるＣＲＡが３５°を超えているものが多く、シェーディングや周辺光量不足などの問題がある。なかには、最大画角におけるＣＲＡが２８°程度で比較的小さく抑えられているものもあるが、その例では非点収差や歪曲収差が大きく、良好な光学性能を得ることはできない。
【００１０】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、小型で、広い撮影画角に対応し、撮像面全体にわたって高精度に収差が補正された高い解像性能を実現する撮像レンズを提供することを目的とする。
【００１１】
なお、本発明において使用する用語に関し、レンズの面の凸面、凹面とは光軸近傍（近軸）における形状を指し、屈折力とは、特に断りが無い限り、光軸近傍（近軸）における屈折力を指し、極点とは、接平面が光軸と垂直に交わる光軸上以外における非球面上の点を指す。さらに、光学全長とは、最も物体側に位置する光学素子の物体側の面から撮像面までの光軸上の距離として定義し、撮像レンズとセンサの撮像面との間に配置するＩＲカットフィルタやカバーガラス等の厚みは、空気換算するものとする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による撮像レンズは、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズと、光軸近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズと、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３レンズと、光軸近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有する第４レンズとから構成され、前記第４レンズは両面に非球面が形成され、像側の面には光軸上以外の位置に極点を有しており、第１レンズの物体側の面から第４レンズの像側の面までの光軸上の距離をΣｄ、光学全長をＴＴＬとしたときに、以下の条件式（１）を満足するよう構成される。
（１）０．５＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．９
【００１３】
第１レンズは、諸収差の発生を抑えながら、撮像レンズの小型化と広角化を図る。
【００１４】
第２レンズは、第１レンズで発生する球面収差、色収差およびコマ収差を良好に補正する。
【００１５】
第３レンズは、構成されるレンズのなかで最も強い正の屈折力に設定されており、撮像レンズの小型化および広角化を図りながら、非点収差、コマ収差および像面湾曲を良好に補正する。また、像側に凸面を向けた形状によって、第３レンズを通過した軸外の光線を光軸と平行に近い角度で第４レンズに導く。これにより、最大画角におけるＣＲＡを小さく抑制する。
【００１６】
第４レンズは、撮像レンズの小型化を維持しながらバックフォーカスを確保する。また、像側の面に形成された極点を有する非球面形状によって、非点隔差を抑制しながら非点収差を補正するとともに、歪曲収差、コマ収差および像面湾曲の補正と、撮像面全体にわたってＣＲＡの制御を行う。なお、物体側の面にも極点を有する非球面形状を形成すれば、これらの収差補正とＣＲＡの制御がより良好なものとなる。
【００１７】
条件式（１）は、光学全長に対するバックフォーカスを適切な範囲に規定するものである。条件式（１）の範囲を満足することにより、製造可能なレンズの厚みを保ちつつ、適切なバックフォーカスを確保できる。
【００１８】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、開口絞りは第１レンズの物体側に配置することが望ましい。
【００１９】
開口絞りは、第１レンズの物体側に配置することによって、入射瞳位置を像面から遠ざけ、テレセントリック性の制御を容易にする。
【００２０】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第３レンズの物体側の面の曲率半径をｒ５、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）０．７＜｜ｒ５｜／ｆ＜３．５
【００２１】
条件式（２）は、第３レンズの物体側の面の光軸近傍における形状を規定するものである。条件式（２）の範囲を満足することで、撮像レンズの小型化および広角化を図りながら諸収差を良好に補正できる。
【００２２】
なお、条件式（２）については、以下の条件式（２ａ）がより好適な範囲である。
（２ａ）１．０＜｜ｒ５｜／ｆ＜３．０
【００２３】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズの焦点距離をｆ１、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）１．０＜ｆ１／ｆ
【００２４】
条件式（３）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第１レンズの焦点距離を規定するものである。条件式（３）を満足することで、球面収差の発生を抑制しながら広角化を図ることができる。
【００２５】
なお、条件式（３）については、以下の条件式（３ａ）がより好適な範囲である。
（３ａ）１．０＜ｆ１／ｆ＜２．０
【００２６】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ１、第２レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ２としたときに、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）３０＜νｄ１−νｄ２
【００２７】
条件式（４）は、第１レンズおよび第２レンズのｄ線に対するアッベ数の関係について、色収差を良好に補正するための条件を規定するものである。条件式（４）の下限値を上回ることで、色収差を良好に補正できる。
【００２８】
なお、条件式（４）については、以下の条件式（４ａ）がより好適な範囲である。
（４ａ）３０＜νｄ１−νｄ２＜４０
【００２９】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第４レンズのｄ線に対するアッベ数をνｄ４としたときに、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）２０＜νｄ４＜３２
【００３０】
条件式（５）は、第４レンズのｄ線に対するアッベ数を規定するものである。条件式（５）の範囲を満足することで、より良好に色収差を補正できる。
【００３１】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズの物体側の面は凹面に形成されていることが望ましい。
【００３２】
第１レンズの物体側の面を凹面とすることによって、撮像レンズ全系の焦点距離を短くでき、さらなる広角化が図れる。
【００３３】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第３レンズの像側の面から第４レンズの物体側の面までの光軸上の距離をＴ３、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）０．５＜（Ｔ３／ｆ）×１００＜２．０
【００３４】
条件式（６）は、第３レンズの像側の面から第４レンズの物体側の面までの光軸上の距離を適切な範囲に規定するものである。条件式（６）の範囲を満足することで、撮像レンズの全長を短く抑制しつつ、第４レンズへの光線入射角を適切にし、ＣＲＡの制御を容易にする。
【００３５】
なお、条件式（６）については、以下の条件式（６ａ）がより好適な範囲である。
（６ａ）０．９＜（Ｔ３／ｆ）×１００＜１．５
【００３６】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第２レンズの物体側の面の曲率半径をｒ３、像側の面の曲率半径をｒ４としたときに、以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
（７）１．０＜｜ｒ３／ｒ４｜＜４．２
【００３７】
条件式（７）は、第２レンズの光軸近傍における形状を規定するものである。条件式（７）の範囲を満足することで、第１レンズで発生する球面収差、および軸上の色収差を良好に補正できる。
【００３８】
なお、条件式（７）については、以下の条件式（７ａ）がより好適な範囲である。
（７ａ）１．０＜｜ｒ３／ｒ４｜＜２．４
【００３９】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第３レンズの光軸上の厚みをＤ３、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
（８）０．３＜Ｄ３／ｆ＜０．９
【００４０】
条件式（８）は、第３レンズの光軸上の厚みと全系の焦点距離との比を規定するものである。条件式（８）の範囲を満足することで、第３レンズの成型性を良好に保ちつつ、撮像レンズの小型化を図る。また、第３レンズを通過した軸外の光線を光軸と並行に近い角度で第４レンズに導くことができ、ＣＲＡを小さく抑制する。
【００４１】
なお、条件式（８）については、以下の条件式（８ａ）がより好適な範囲である。
（８ａ）０．５＜Ｄ３／ｆ＜０．９
【００４２】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第４レンズの焦点距離をｆ４、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
（９）ｆ４／ｆ＜−０．８
【００４３】
条件式（９）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する第４レンズの焦点距離を規定するものである。条件式（９）の上限値を下回ることで、歪曲収差を良好に補正しながら、適切なバックフォーカスを確保できる。
【００４４】
なお、条件式（９）については、以下の条件式（９ａ）がより好適な範囲である。
（９ａ）−１．７＜ｆ４／ｆ＜−１．０
【００４５】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズの像側の面の曲率半径をｒ２、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（１０）を満足することが望ましい。
（１０）−１．４＜ｒ２／ｆ＜−０．２
【００４６】
条件式（１０）は、第１レンズの像側の面の光軸近傍における形状を規定するものである。条件式（１０）の範囲を満足することで、第１レンズの屈折力を適切に制御して諸収差の発生を抑えながら、撮像レンズの小型化および広角化を図る。
【００４７】
なお、条件式（１０）については、以下の条件式（１０ａ）がより好適な範囲である。
（１０ａ）−０．７＜ｒ２／ｆ＜−０．３
【００４８】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第３レンズの光軸上の厚みをＤ３、第２レンズの像側の面から第３レンズの物体側の面までの光軸上の距離をＴ２としたときに、以下の条件式（１１）を満足することが望ましい。
（１１）８．０＜Ｄ３／Ｔ２
【００４９】
条件式（１１）は、第３レンズの光軸上の厚みと第２レンズの像側の面から第３レンズの物体側の面までの光軸上の距離の比を規定するものである。条件式（１１）を満足することで、第３レンズが適切な厚みを持って最適な位置に配置され、歪曲収差の増大を抑制できる。その結果、第４レンズにおける歪曲収差の補正が効果的に行われる。
【００５０】
なお、条件式（１１）については、以下の条件式（１１ａ）がより好適な範囲である。
（１１ａ）８．０＜Ｄ３／Ｔ２＜２５．０
【００５１】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第３レンズの物体側の面の曲率半径をｒ５、像側の面の曲率半径をｒ６としたときに、以下の条件式（１２）を満足することが望ましい。
（１２）−８．５＜｜ｒ５｜／ｒ６＜−３．０
【００５２】
条件式（１２）は、第３レンズの光軸近傍における形状を規定するものである。条件式（１２）の範囲を満足することで、撮像レンズの小型化および広角化を図りながら、非点収差および像面湾曲の補正を容易にする。
【００５３】
なお、条件式（１２）については、以下の条件式（１２ａ）がより好適な範囲である。
（１２ａ）−８．０＜｜ｒ５｜／ｒ６＜−３．５
【００５４】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第２レンズの像側の面の曲率半径をｒ４、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（１３）を満足することが望ましい。
（１３）０．４５＜ｒ４／ｆ＜４．０
【００５５】
条件式（１３）は、第２レンズの像側の面の光軸近傍における形状を規定するものである。条件式（１３）の範囲を満足することで、軸上の色収差を良好に補正できる。
【００５６】
なお、条件式（１３）については、以下の条件式（１３ａ）がより好適な範囲である。
（１３ａ）０．４５＜ｒ４／ｆ＜２．５
【００５７】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第４レンズの物体側の面の曲率半径をｒ７、像側の面の曲率半径をｒ８としたときに、以下の条件式（１４）を満足することが望ましい。
（１４）０．２＜（ｒ７＋ｒ８）／（ｒ７−ｒ８）＜４．０
【００５８】
条件式（１４）は、第４レンズの光軸近傍の形状を規定するものである。条件式（１４）を満足することで、周辺部におけるコマ収差や像面湾曲の補正が容易になるとともに、非点収差の増大が抑制される。
【００５９】
なお、条件式（１４）については、以下の条件式（１４ａ）がより好適な範囲である。
（１４ａ）１．５＜（ｒ７＋ｒ８）／（ｒ７−ｒ８）＜４．０
【００６０】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズの像側の面の曲率半径をｒ２、第２レンズの物体側の面の曲率半径をｒ３としたときに、以下の条件式（１５）を満足することが望ましい。
（１５）−１．２＜ｒ２／｜ｒ３｜＜−０．１
【００６１】
条件式（１５）は、第１レンズの像側の面の曲率半径と第２レンズの物体側の面の曲率半径の比を規定するものである。条件式（１５）の範囲を満足することで、色収差、非点収差およびコマ収差の補正を容易にする。
【００６２】
なお、条件式（１５）については、以下の条件式（１５ａ）がより好適な範囲である。
（１５ａ）−０．８＜ｒ２／｜ｒ３｜＜−０．１
【００６３】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第２レンズの像側の面から第３レンズの物体側の面までの光軸上の距離をＴ２、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（１６）を満足することが望ましい。
（１６）２．５＜（Ｔ２／ｆ）×１００＜９．０
【００６４】
条件式（１６）は、第２レンズの像側の面から第３レンズの物体側の面までの光軸上の距離を適切な範囲に規定するものである。条件式（１６）の範囲を満足することで、撮像レンズの全長が大きくなりすぎることを抑制しながら第２レンズと第３レンズの間隔を適切に確保し、良好な収差補正を可能にする。
【００６５】
なお、条件式（１６）については、以下の条件式（１６ａ）がより好適な範囲である。
（１６ａ）２．５＜（Ｔ２／ｆ）×１００＜８．０
【００６６】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第４レンズの物体側の面の曲率半径をｒ７、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（１７）を満足することが望ましい。
（１７）０．２＜ｒ７／ｆ＜２．０
【００６７】
条件式（１７）は、第４レンズの物体側の面の光軸近傍における形状を規定するものである。条件式（１７）の範囲を満足することで、歪曲収差を良好に補正しながら適切なバックフォーカスを確保できる。
【００６８】
なお、条件式（１７）については、以下の条件式（１７ａ）がより好適な範囲である。
（１７ａ）０．２＜ｒ７／ｆ＜１．２
【００６９】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第１レンズの焦点距離をｆ１、第３レンズの焦点距離をｆ３としたときに、以下の条件式（１８）を満足することが望ましい。
（１８）０．９＜ｆ１／ｆ３＜２．０
【００７０】
条件式（１８）は、第１レンズの焦点距離と第３レンズの焦点距離の比を規定するものである。条件式（１８）の範囲を満足することで、撮像レンズの小型化および広角化を図りながら、コマ収差、非点収差、像面湾曲の良好な補正を可能にする。
【００７１】
なお、条件式（１８）については、以下の条件式（１８ａ）がより好適な範囲である。
（１８ａ）１．３＜ｆ１／ｆ３＜２．０
【００７２】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、光学全長をＴＴＬ、全系の焦点距離をｆとしたときに、以下の条件式（１９）を満足することが望ましい。
（１９）１．６＜ＴＴＬ／ｆ＜３．０
【００７３】
条件式（１９）は、撮像レンズ全系の焦点距離に対する光学全長を規定するものである。条件式（１９）を満足することによって、バックフォーカスを確保しながら光学全長を抑制することが容易となる。
【００７４】
なお、条件式（１９）については、以下の条件式（１９ａ）がより好適な範囲である。
（１９ａ）１．８＜ＴＴＬ／ｆ＜２．２
【００７５】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、第３レンズの像側の面の有効径端のサグ量をＬ３Ｒｓａｇ、第３レンズの像側の面の有効径をＥＤ６としたときに、以下の条件式（２０）を満足することが望ましい。
（２０）−０．５＜Ｌ３Ｒｓａｇ／ＥＤ６＜−０．１
【００７６】
条件式（２０）は、第３レンズの像側の面の有効径に対して有効径端のサグ量を適切な範囲に規定するものである。条件式（２０）を満足することによって、非点収差、コマ収差および像面湾曲の良好な補正を行う。また、第３レンズを通過した光線を光軸と並行に近い角度で第４レンズに入射させることができ、最大画角におけるＣＲＡを小さく抑制することが容易となる。
【００７７】
なお、条件式（２０）については、以下の条件式（２０ａ）がより好適な範囲である。
（２０ａ）−０．４＜Ｌ３Ｒｓａｇ／ＥＤ６＜−０．２
【００７８】
また、本発明の撮像レンズにおいて、第２レンズの像側の面は、光軸上以外の位置に極点を有する非球面が形成されていることが望ましい。
【００７９】
第２レンズの像側の面に、光軸上以外の位置に極点を形成することにより、非点収差、コマ収差、倍率色収差の補正をより効果的に行うことができる。
【００８０】
また、上記構成の撮像レンズにおいては、最大画角におけるＣＲＡについて、以下の条件式（２１）を満足することが望ましい。
（２１）ＣＲＡ＜３２°
【００８１】
条件式（２１）は、最大画角における撮像素子への主光線入射角度を規定するものであり、条件式（２１）を満足することによって、光束を効率的に撮像素子の各画素に導くことができ、撮像素子で発生するシェーディングを小さく抑えることができる。
【００８２】
なお、条件式（２１）については、以下の条件式（２１ａ）がより好適な範囲である。
（２１ａ）ＣＲＡ＜２７°
【発明の効果】
【００８３】
本発明により、小型で、広い撮影画角に対応しながらも良好な光学性能を実現した撮像レンズを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施例１の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図３】本発明の実施例２の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例２の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図５】本発明の実施例３の撮像レンズの概略構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例３の撮像レンズの球面収差、非点収差、歪曲収差を示す図である。
【図７】本発明の実施例に係る撮像レンズの第３レンズについて、像側の面の有効径ＥＤ６、有効径端のサグ量Ｌ３Ｒｓａｇを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００８５】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００８６】
図１、図３および図５はそれぞれ、本発明の実施形態の実施例１から３に係る撮像レンズの概略構成図を示している。いずれも基本的なレンズ構成は同様であるため、ここでは主に実施例１の概略構成図を参照しながら、本実施形態の撮像レンズ構成について説明する。
【００８７】
図１に示すように、本実施形態の撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、像側に凸面を向けた正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、光軸Ｘの近傍で物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有する第４レンズＬ４とから構成される。第４レンズＬ４は両面に非球面が形成され、像側の面には光軸Ｘ上以外の位置に極点を有している。なお、本実施形態において、開口絞りＳＴは、正の屈折力を有する第１レンズＬ１の前に配置されている。従って、本実施形態における光学全長ＴＴＬは、開口絞りＳＴから撮像面ＩＭまでの光軸上の距離である（フィルタＩＲは空気換算長）。
【００８８】
また、第４レンズＬ４と撮像面ＩＭとの間には赤外線カットフィルタやカバーガラス等のフィルタＩＲが配置されている。なお、このフィルタＩＲは省略することが可能である。
【００８９】
第１レンズＬ１は、像側に凸面を向けた正の屈折力を有するレンズであり、諸収差の発生を抑えながら、撮像レンズの小型化と広角化を図っている。第１レンズＬ１は、光軸Ｘの近傍で物体側に凹面、像側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されている。
【００９０】
第２レンズＬ２は、光軸Ｘの近傍で像側に凹面を向けた負の屈折力を有するレンズであり、第１レンズＬ１で発生する球面収差、色収差およびコマ収差を良好に補正している。なお、第２レンズＬ２の形状は、光軸Ｘの近傍で物体側および像側に凹面を向けた両凹形状、または、光軸Ｘの近傍で物体側に凸面、像側に凹面を向けたメニスカス形状でも良い。図１に示す実施例１および図５に示す実施例３は、第２レンズＬ２を両凹形状にした例であり、この場合、第１レンズＬ１で発生する球面収差を良好に補正しながら、非点収差を好適に補正している。
【００９１】
第３レンズＬ３は、像側に凸面を向けた強い正の屈折力を有するレンズであり、撮像レンズの小型化および広角化を図りながら、非点収差、コマ収差および像面湾曲を良好に補正している。第３レンズＬ３は、光軸Ｘの近傍で、物体側に凹面、像側に凸面を向けたメニスカス形状に形成されている。像側の凸面は、第３レンズＬ３を通過した軸外の光線を光軸と平行に近い角度で第４レンズＬ４に導いており、最大画角におけるＣＲＡを小さく抑制している。
【００９２】
第４レンズＬ４は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状で負の屈折力を有するレンズであり、撮像レンズの小型化を維持しながらバックフォーカスを確保している。また、像側の面に形成された極点を有する非球面形状は、非点隔差を抑制しながら非点収差を補正するとともに、歪曲収差、コマ収差および像面湾曲を補正している。なお、物体側の面にも極点を有する非球面形状を形成しており、これらの収差補正とＣＲＡの制御をより良好なものにしている。
【００９３】
開口絞りＳＴは、第１レンズＬ１よりも物体側に配置している。従って、入射瞳位置が撮像面ＩＭから遠ざかり、テレセントリック性の制御が容易になっている。
【００９４】
本実施の形態に係る撮像レンズは、全てのレンズにプラスチック材料を採用することで製造を容易にし、低コストでの大量生産を可能にしている。また、全てのレンズの両面に適切な非球面を形成しており、諸収差をより好適に補正している。
【００９５】
なお、採用するレンズ材料はプラスチック材料に限定されるものではない。ガラス材料を採用することで、更なる高性能化を目指すことも可能である。また、すべてのレンズ面を非球面で形成することが望ましいが、要求される性能によっては、製造が容易な球面を採用しても良い。
【００９６】
また、本実施形態の撮像レンズは、以下の条件式（１）から（２１）を満足する。
（１）０．５＜Σｄ／ＴＴＬ＜０．９
（２）０．７＜｜ｒ５｜／ｆ＜３．５
（３）１．０＜ｆ１／ｆ
（４）３０＜νｄ１−νｄ２
（５）２０＜νｄ４＜３２
（６）０．５＜（Ｔ３／ｆ）×１００＜２．０
（７）１．０＜｜ｒ３／ｒ４｜＜４．２
（８）０．３＜Ｄ３／ｆ＜０．９
（９）ｆ４／ｆ＜−０．８
（１０）−１．４＜ｒ２／ｆ＜−０．２
（１１）８．０＜Ｄ３／Ｔ２
（１２）−８．５＜｜ｒ５｜／ｒ６＜−３．０
（１３）０．４５＜ｒ４／ｆ＜４．０
（１４）０．２＜（ｒ７＋ｒ８）／（ｒ７−ｒ８）＜４．０
（１５）−１．２＜ｒ２／｜ｒ３｜＜−０．１
（１６）２．５＜（Ｔ２／ｆ）×１００＜９．０
（１７）０．２＜ｒ７／ｆ＜２．０
（１８）０．９＜ｆ１／ｆ３＜２．０
（１９）１．６＜ＴＴＬ／ｆ＜３．０
（２０）−０．５＜Ｌ３Ｒｓａｇ／ＥＤ６＜−０．１
（２１）ＣＲＡ＜３２°
ただし、
Σｄ：第１レンズＬ１の物体側の面から第４レンズＬ４の像側の面までの光軸Ｘ上の距離
ＴＴＬ：光学全長
ｒ５：第３レンズＬ３の物体側の面の曲率半径
ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離
ｆ：全系の焦点距離
νｄ１：第１レンズＬ１のｄ線に対するアッベ数
νｄ２：第２レンズＬ２のｄ線に対するアッベ数
νｄ４：第４レンズＬ４のｄ線に対するアッベ数
Ｔ３：第３レンズＬ３の像側の面から第４レンズＬ４の物体側の面までの光軸Ｘ上の距離
ｒ３：第２レンズＬ２の物体側の面の曲率半径
ｒ４：第２レンズＬ２の像側の面の曲率半径
Ｄ３：第３レンズＬ３の光軸Ｘ上の厚み
ｆ４：第４レンズＬ４の焦点距離
ｒ２：第１レンズＬ１の像側の面の曲率半径
Ｔ２：第２レンズＬ２の像側の面から第３レンズＬ３の物体側の面までの光軸Ｘ上の距離
ｒ５：第３レンズＬ３の物体側の面の曲率半径
ｒ６：第３レンズＬ３の像側の面の曲率半径
ｒ７：第４レンズＬ４の物体側の面の曲率半径
ｒ８：第４レンズＬ４の像側の面の曲率半径
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離
Ｌ３Ｒｓａｇ：第３レンズＬ３の像側の面の有効径端のサグ量
ＥＤ６：第３レンズＬ３の像側の面の有効径
ＣＲＡ：最大画角における主光線入射角度
【００９７】
また、本実施形態の撮像レンズにおいて、すべての条件式を満足することが望ましいが、条件式を単独に満足することにより、条件式に対応する作用効果をそれぞれ得ることができる。
【００９８】
本実施形態において、レンズ面の非球面に採用する非球面形状は、光軸方向の軸をＺ、光軸に直交する方向の高さをＨ、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６としたとき数式１により表わされる。
【００９９】
【数１】
2018120036.tif 000003
【０１００】
次に、本実施形態に係る撮像レンズの実施例を示す。各実施例において、ｆは撮像レンズ全系の焦点距離を、ＦｎｏはＦナンバーを、ωは半画角を、ｉｈは最大像高を、ＴＴＬは光学全長をそれぞれ示す。また、ｉは物体側から数えた面番号、ｒは曲率半径、ｄは光軸上のレンズ面間の距離(面間隔)、Ｎｄはｄ線（基準波長）の屈折率、νｄはｄ線に対するアッベ数をそれぞれ示す。なお、非球面に関しては、面番号ｉの後に＊（アスタリスク）の符号を付加して示す。
【０１０１】
（実施例１）
基本的なレンズデータを以下の表１に示す。
【０１０２】
【表１】
2018120036.tif 000004
【０１０３】
実施例１の撮像レンズは、表４に示すように条件式（１）から（２１）を満たしている。
【０１０４】
図２は実施例１の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。球面収差図は、Ｆ線（４８６ｎｍ）、ｄ線（５８８ｎｍ）、Ｃ線（６５６ｎｍ）の各波長に対する収差量を示している。また、非点収差図にはサジタル像面Ｓ、タンジェンシャル像面Ｔにおけるｄ線の収差量をそれぞれ示している（図４および図６においても同じ）。図２に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。
【０１０５】
（実施例２）
基本的なレンズデータを以下の表２に示す。
【０１０６】
【表２】
2018120036.tif 000005
【０１０７】
実施例２の撮像レンズは、表４に示すように条件式（１）から（２１）を満たしている。
【０１０８】
図４は実施例２の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図４に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。
【０１０９】
（実施例３）
基本的なレンズデータを以下の表３に示す。
【０１１０】
【表３】
2018120036.tif 000006
【０１１１】
実施例３の撮像レンズは、表４に示すように条件式（１）から（２１）を満たしている。
【０１１２】
図６は実施例３の撮像レンズについて、球面収差（ｍｍ）、非点収差（ｍｍ）、歪曲収差（％）を示したものである。図６に示すように、各収差は良好に補正されていることが分かる。
【０１１３】
表４に実施例１から実施例３に係る条件式（１）から（２１）の値を示す。
【０１１４】
【表４】
2018120036.tif 000007
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明に係る撮像レンズを、カメラ機能を備える製品へ適用した場合、当該カメラの広角化への寄与とともに、高性能化を図ることができる。
【符号の説明】
【０１１６】
ＳＴ  開口絞り
Ｌ１  第１レンズ
Ｌ２  第２レンズ
Ｌ３  第３レンズ
Ｌ４  第４レンズ
ＩＭ  撮像面
【図１】
2018120036.tif 000008
【図２】
2018120036.tif 000009
【図３】
2018120036.tif 000010
【図４】
2018120036.tif 000011
【図５】
2018120036.tif 000012
【図６】
2018120036.tif 000013
【図７】
2018120036.tif 000014