(57)【要約】【課題】撮像レンズにおいて、良好な光学性能を保持するとともに、有害なゴーストが発生するのを抑制する。【解決手段】撮像レンズ１は、絞りと、該絞りと結像面の間に配置された全体として正のパワーを持つレンズ群ＧＰとを備える。レンズ群ＧＰは、隣り合うレンズ間の空気間隔により構成される空気レンズを有し、レンズ群ＧＰにおける凸形状を有する最も像側の空気レンズの物体側の面の曲率半径をＲａ１とし、前記空気レンズの像側の面の曲率半径をＲａ２とし、全系における最も物体側のレンズの物体側の面から結像面までの光軸上の距離をＬとしたとき、下記条件式（１）を満足する。−８＜Ｌ×（１／Ｒａ２−１／Ｒａ１）＜−３  …  （１）【選択図】図１
2009069369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞りと、該絞りと結像面の間に配置された全体として正のパワーを持つレンズ群とを備えた撮像レンズにおいて、
前記レンズ群が、隣り合うレンズ間の空気間隔により構成される空気レンズを有し、
前記レンズ群における凸形状を有する最も像側の空気レンズの物体側の面の曲率半径をＲａ１とし、前記空気レンズの像側の面の曲率半径をＲａ２とし、全系における最も物体側のレンズの物体側の面から結像面までの光軸上の距離をＬ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。
−８＜Ｌ×（１／Ｒａ２−１／Ｒａ１）＜−３  …  （１）
【請求項２】
前記レンズ群における凸形状を有する最も像側の空気レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の距離をＫとし、全系の焦点距離をｆ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。
０．３＜Ｋ／ｆ＜１．０  …  （２）
【請求項３】
全系の焦点距離をｆとし、全系における最も像側のレンズの像側の面の曲率半径をＲｅとしたとき、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。
−４＜ｆ／Ｒｅ＜０．２  …  （３）
【請求項４】
前記レンズ群における凸形状を有する最も像側の空気レンズの像側の面が凸形状であ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】
空気接触する少なくとも１つのレンズ面に、波長８００ｎｍでの反射率が２％未満となる反射防止コートが施されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項６】
前記レンズ群における凸形状を有する最も像側の空気レンズの少なくとも１つの面に、前記反射防止コートが施されていることを特徴とする請求項５記載の撮像レンズ。
【請求項７】
車両の外方を撮像するために車両に搭載されたことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項８】
請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズと、
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
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項８記載の撮像装置を備えたことを特徴とする車両。
【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車載用カメラ、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。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車にカメラ等の撮像装置を搭載し、自動車の前方、側方、後方等を撮像して、外部環境の認識を行い、例えば走行道路の白線認識あるいは障害物検知などを行うシステムが実用化されている。このような車載用カメラに適用される車載用レンズとしては、明るい光学系で、良好な結像性能を有することが重要である。また、車載用レンズとしては、車の外観上、露出するレンズ部が小さいことも重要である。例えば、本出願人は、車載用レンズに好適な撮像レンズとして、特願２００７−９３３０４号に記載のものを提案している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記のような車載用レンズにおいては、使用時に対向車のヘッドライト等の光がレンズ面等で反射することにより、ゴーストが生じることがあり、程度によっては、正しい外部環境の認識の障害となる有害なゴーストになることがあった。
【０００４】
特に、ＣＣＤ等の固体撮像素子を用いた車載用カメラでは、自動的に明るさ感度を設定するオートゲインを採用して映像を表示装置の画面に表示しているため、以下に述べるような不具合が生じていた。対向車のヘッドライトの光が反射することなくレンズ系を透過して画面上に形成されるヘッドライトの像に比べ、多重反射により画面上に形成されるゴーストは、暗いものとなる。対向車のヘッドライトの像が画面内に存在する状態で、ゴーストが発生していたとしても、オートゲインではヘッドライトの明るい光に重点を置いてゲイン設定するため、低いゲインが設定され、ゴーストはそれほど目立たない。
【０００５】
しかし、対向車が通り過ぎてヘッドライトの像が画面から消えた後も、画面外のヘッドライトの光の多重反射等により画面内にゴーストが存在していることがあった。ヘッドライトの像が画面から消えた後は、オートゲインでは高いゲインに設定変更するため、変更前は暗くて目立たっていなかったゴーストが、変更後は明るく表示されてしまうことになる。そのため、ゲインが切り替わった瞬間、明るく表示されたゴーストを、新たに近づいて来た別の車両のヘッドライトであると誤認識してしまう虞があった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑み、良好な光学性能を保持しながら、有害なゴーストが発生するのを抑制可能な撮像レンズ、および該撮像レンズを備えた撮像装置、ならびに該撮像装置を備えた車両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】
【０００７】
本発明の撮像レンズは、絞りと、該絞りと結像面の間に配置された全体として正のパワーを持つレンズ群とを備えた撮像レンズにおいて、前記レンズ群が、隣り合うレンズ間の空気間隔により構成される空気レンズを有し、前記レンズ群における凸形状を有する最も像側の空気レンズの物体側の面の曲率半径をＲａ１とし、前記空気レンズの像側の面の曲率半径をＲａ２とし、全系における最も物体側のレンズの物体側の面から結像面までの光軸上の距離をＬ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。
−８＜Ｌ×（１／Ｒａ２−１／Ｒａ１）＜−３  …  （１）
【０００８】
なお、上記のＬの算出の際には、バックフォーカス分については空気換算した距離を用いるものとする。
【０００９】
絞りと、該絞りと結像面の間に配置された全体として正のパワーを持つレンズ群とを備え、該レンズ群が凸形状を有する空気レンズを含む構成のレンズ系では、この空気レンズの像側の面で１回目の反射、物体側の面で２回目の反射をした後、結像面にゴーストを形成しやすい。そしてこのようなレンズ系を車載用レンズに適用した場合、対向車のヘッドライトの光が上記反射により形成されるゴーストは、ヘッドライトの像が画面外へ出た後も、画面内に留まりやすいという傾向がある。
【００１０】
このような有害なゴーストを防止するには、ヘッドライトの像が画面外に出た後は、そのヘッドライトに起因するゴーストを画面に表示しないようにするか、ゴーストそのものを低減することが必要である。
【００１１】
本発明の撮像レンズは、レンズ群における凸形状を有する最も像側の空気レンズの物体側の面と像側の面について、条件式（１）を満たすようにすることで、ヘッドライト等の光源が画面内にあるとき、および画面外にあるときの両方において、結像面上での有害なゴーストの発生を極力抑制するものである。
【００１２】
上記本発明の撮像レンズにおいては、前記レンズ群における凸形状を有する最も像側の空気レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の距離をＫとし、全系の焦点距離をｆとしたとき、下記条件式（２）を満足することが好ましい。  
０．３＜Ｋ／ｆ＜１．０  …  （２）
【００１３】
また、上記本発明の撮像レンズにおいては、全系の焦点距離をｆとし、全系における最も像側のレンズの像側の面の曲率半径をＲｅとしたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましい。  
−４＜ｆ／Ｒｅ＜０．２  …  （３）
【００１４】
ここで、上記条件式（１）〜（３）の各値は、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ）を基準波長としたものであり、本明細書においては特に断りのない限り、ｄ線を基準波長とする。
【００１５】
また、上記本発明の撮像レンズにおいては、前記レンズ群における凸形状を有する最も像側の空気レンズの像側の面が凸形状であるように構成してもよい。
【００１６】
また、上記本発明の撮像レンズにおいては、空気接触する少なくとも１つのレンズ面に、波長８００ｎｍでの反射率が２％未満となる反射防止コートが施されていることが好ましい。
【００１７】
その際に、前記レンズ群における凸形状を有する最も像側の空気レンズの少なくとも１つの面に、前記反射防止コートが施されていることが好ましい。
【００１８】
ここで、本明細書における「反射率」は、レンズ中心に光を垂直入射させたときのものとする。
【００１９】
なお、本明細書において、「レンズ」は、有限のパワーを有するものであり、平行平面板を含まないものとする。また、「レンズ面」は、「レンズ」が有する面のうち、結像に寄与する光が透過する光学面を意味する。
【００２０】
また、上記記載の本発明の撮像レンズは、車両の外方を撮像するために車両に搭載されたものであってもよい。
【００２１】
本発明の撮像装置は、上記記載の撮像レンズと、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たことを特徴とするものである。
【００２２】
また、本発明の車両は、上記本発明の撮像レンズ、または上記本発明の撮像装置を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の撮像レンズによれば、ゴーストが発生する可能性のあるレンズ構成において、有害なゴーストの原因となりやすい空気レンズの面に関して、条件式（１）を満たすように設定しているため、良好な光学性能を確保しながら、結像面上で有害なゴーストを発生するのを抑制することが可能になる。また、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、従来に比べ有害なゴーストが発生しにくく、より正確な映像を提供することができる。また、本発明の車両によれば、本発明の撮像装置を備えているため、従来発生していたゴーストによる誤認識を低減することができ、安全性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
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、本発明の撮像レンズの実施形態について説明する。
【００２５】
図１に本発明の一実施形態にかかる撮像レンズ１のレンズ断面図を示す。なお、この図１に示す構成例は、後述の実施例１のレンズ構成に対応している。また、図７〜図１７には、本発明の実施形態にかかる別の構成例を示しており、これらは後述するように実施例２〜１２のレンズ構成に対応している。実施例１〜１２は、基本的な構成は同じであるため、以下では図１に示す構成の撮像レンズを例にとり説明する。
【００２６】
なお、図１には、軸上光線の最外周光線２、軸外光線の主光線３、軸外光線の最外周光線４も合わせて示してある。また、図１では、撮像レンズが撮像装置に適用される場合を考慮して、撮像レンズの結像位置Ｐｉｍを含む結像面に配置された撮像素子５も図示している。撮像素子５は、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ものであり、例えばＣＣＤイメージセンサ等からなる。
【００２７】
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、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く、図１ではこれらを想定した平行平面板状の光学部材ＰＰをレンズ系と撮像素子５との間に配置した例を示している。例えば、本撮像レンズが、車載カメラに使用され、夜間の視覚補助用の暗視カメラとして使用される場合には、レンズ系と撮像素子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。
【００２８】
なお、レンズ系と撮像素子５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、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。
【００２９】
図１に示す構成例の撮像レンズ１は、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、開口絞りＳｔと、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とからなる。第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１からなり、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２１およびレンズＬ２２の接合レンズからなり、第３レンズ群Ｇ３はレンズＬ３からなり、第４レンズ群Ｇ４はレンズＬ４１およびレンズＬ４２の接合レンズからなる。なお、図１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。
【００３０】
本実施形態の撮像レンズ１は、特徴的な構成として、開口絞りＳｔと、開口絞りＳｔと結像面の間に配置され、全体として正のパワーを持つレンズ群ＧＰとを有している。そして、撮像レンズ１は、レンズ群ＧＰにおける凸形状を有する最も像側の空気レンズ（以下、凸状空気レンズという）の物体側の面の曲率半径をＲａ１とし、この凸状空気レンズの像側の面の曲率半径をＲａ２とし、全系における最も物体側のレンズの物体側の面から結像面までの光軸上の距離をＬとしたとき、下記条件式（１）を満足するように構成されている。  
−８＜Ｌ×（１／Ｒａ２−１／Ｒａ１）＜−３  …  （１）
【００３１】
図１に示す例においては、レンズ群ＧＰは、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３と、第４レンズ群Ｇ４とから構成される。また、空気レンズとは、隣り合うレンズ間の空気間隔により構成されるものである。図１に示す例においては、凸状空気レンズは、レンズＬ３とレンズＬ４１との間の空気間隔により構成されており、像側の面が凸形状のメニスカスレンズである。
【００３２】
なお、凸状空気レンズは、図１に示すメニスカスレンズだけでなく、後述の実施例に示すように、両凸レンズまたは平凸レンズであってもよいが、像側の面が凸形状を有するものについて、上記条件式（１）を満たすように構成すると有害なゴーストをより効果的に抑制できる。
【００３３】
絞りと、該絞りと結像面の間に配置された全体として正のパワーを持つレンズ群とを備え、該レンズ群が凸形状を有する空気レンズを含む構成のレンズ系では、この空気レンズの像側の面で１回目の反射、物体側の面で２回目の反射をした後、結像面にゴーストを形成しやすい。条件式（１）は、ゴーストの原因となりやすいこれら２つの面の曲率半径について好適な範囲を規定する式である。
【００３４】
条件式（１）の下限を超えると、凸状空気レンズのパワーが強くなりすぎて、収差を良好に補正することが困難になる。条件式（１）の上限を超えると、（１／Ｒａ２−１／Ｒａ１）が０に近づくことになり、凸状空気レンズの物体側の面と像側の面の曲率半径の差が小さくなり、この空気レンズの像側の面を１回目の反射面とし、物体側の面を２回目の反射面とするゴーストが画面内に発生しやすくなる。
【００３５】
図２は、図１に示す構成の撮像レンズ１において、入射角２５度で入射した光線が、凸状空気レンズの像側の面を１回目の反射面とし、物体側の面を２回目の反射面として多重反射のシミュレーションを行い、このときの光線の進行する様子を示す図である。図２に示すように、これらの光線は、発散光となり、結像面Ｓｉｍにおいて広い面積にわたって広がっているため、有害なゴーストは発生しないと言える。
【００３６】
図３は、上記条件式（１）を満足しない比較例において、図２のものと同様に、入射角２５度で入射した光線が、凸形状を有する空気レンズの像側の面を１回目の反射面とし、物体側の面を２回目の反射面としたときの進行する様子を示している。図３に示すように、これらの光線は、結像面Ｓｉｍにおいて、密集した光線となっているため、有害なゴーストが発生する。
【００３７】
なお、図３に示す比較例は、特願２００７−９３３０４号記載の実施例１のレンズ構成に対応する。この比較例は、開口絞りＳｔと、開口絞りＳｔと結像面Ｓｉｍの間に配置された全体として正のパワーを持つレンズ群とを備えている。反射に用いた空気レンズは、このレンズ群の最も像側のレンズとその物体側の隣のレンズとの空気間隔により構成されたものである。
【００３８】
ここで、入射角２５度は、撮像レンズ１の設計仕様の半画角１７．７度、および比較例の設計仕様の半画角１７．６度よりも大きい値である。また、図２および図３の結像面Ｓｉｍのサイズは表示装置の画面に表示される像高を示している。すなわち、同じ入射角でありながら、条件式（１）を満足しない図３に示す例では、画面外の光源により有害なゴーストが発生する可能性が高いが、条件式（１）を満足する図２に示す例では、画面外の光源により有害なゴーストが発生することはない。画面外の光源により有害なゴーストが発生すると、車載レンズとして適用した場合、通り過ぎた対向車のヘッドライトにより誤認識が生じる虞があるが、本実施形態の撮像レンズ１では上記シミュレーションの条件ではそのような心配はない。
【００３９】
なお、撮像レンズ１において、入射角２５度で入射した光線が、結像面Ｓｉｍを１回目の反射面とし、全系における最も像側のレンズの像側の面を２回目の反射面とした場合も、有害なゴーストが発生しないことは確認されている。
【００４０】
本実施形態の撮像レンズにおいては、さらに下記条件式（１−２）を満足することが好ましく、この場合には、収差を良好に補正しつつ、有害なゴーストを抑制することがより容易になる。  
−６＜Ｌ×（１／Ｒａ２−１／Ｒａ１）＜−３  …    …  （１−２）
【００４１】
また、本実施形態の撮像レンズにおいては、この凸状空気レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の距離をＫとし、全系の焦点距離をｆとしたとき、下記条件式（２）を満足することが好ましい。  
０．３＜Ｋ／ｆ＜１．０  …  （２）
【００４２】
条件式（２）の下限を超えると、凸状空気レンズが結像面に近づきすぎ、ゴースト像の大きさが小さくなるため、光線密度が高くなり、ゴーストの明るさが増し、有害なゴーストとなる可能性が高くなる。条件式（２）の上限を超えると、凸状空気レンズが結像面から離れすぎてしまい、結像性能が低下して、良好な像が得られない。
【００４３】
なお、本実施形態の撮像レンズにおいては、さらに下記条件式（２−２）を満足することが好ましく、この場合には、良好な結像性能を保持しつつ、有害なゴーストを抑制することがより容易になる。  
０．４＜Ｋ／ｆ＜０．８  …  （２−２）
【００４４】
また、本実施形態の撮像レンズにおいては、全系の焦点距離をｆとし、全系における最も像側のレンズの像側の面の曲率半径をＲｅとしたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましい。  
−４＜ｆ／Ｒｅ＜０．２  …  （３）
【００４５】
条件式（３）の下限を超えると、全系における最も像側のレンズの像側の面の曲率半径が小さくなりすぎるため、収差発生量が大きくなり、結像性能を良好に保つことが困難になる。条件式（３）の上限を超えると、結像面を１回目の反射面とし、全系における最も像側のレンズの像側の面を２回目の反射面とするゴーストが画面内に発生しやすくなる。
【００４６】
図４は、図１に示す構成の撮像レンズ１において、入射角１０度で入射した光線が、結像面Ｓｉｍを１回目の反射面とし、全系における最も像側のレンズの像側の面を２回目の反射面として多重反射のシミュレーションを行い、このときの光線の進行する様子を示す図である。なお、図４は、光学部材ＰＰが光軸Ｚに垂直な面内に延在するとして光線追跡したものである。図４に示すように、これらの光線は発散光となり、しかもほとんどが画面外に位置しているため、画面内に有害なゴーストが発生しない。
【００４７】
図５は、上記条件式（３）を満足しない図３と同じ比較例において、図４のものと同様に、入射角１０度で入射した光線が、凸形状を有する空気レンズの像側の面を１回目の反射面とし、物体側の面を２回目の反射面としたときの進行する様子を示している。図５に示すように、これらの光線は、結像面Ｓｉｍの中心部に入射し、しかも光線密度が高いため、有害なゴースが発生する可能性が非常に高い。
【００４８】
ここで、入射角１０度は、撮像レンズ１の設計仕様の半画角１７．７度、および比較例の設計仕様の半画角１７．６度よりも小さい値である。また、図４および図５の結像面Ｓｉｍのサイズは表示装置の画面に表示される像高を示している。すなわち、図２および図３は、画面内の光源によるゴースト発生の有無を示すものである。同じ入射角でありながら、条件式（３）を満足しない図５に示す例では有害なゴーストが発生する可能性が高いが、条件式（３）を満足する図４に示す例では有害なゴーストが発生することはない。
【００４９】
本実施形態の撮像レンズにおいては、さらに条件式（３−２）を満足することが好ましく、この場合には良好な結像性能を保持しつつ、有害なゴーストを抑制することがより容易になる。  
−２．８＜ｆ／Ｒｅ＜−０．２  …  （３−２）
また、本実施形態の撮像レンズにおいては、空気接触する少なくとも１つのレンズ面に、波長８００ｎｍでの反射率が２％未満となる反射防止コートが施されていることが好ましい。その際に、この反射防止コートは、凸状空気レンズの少なくとも１つの面に施されていることが好ましい。
【００５０】
本撮像レンズが、監視カメラや夜間用のカメラとして使用される場合は、小型であるとともに、赤外光に対して高感度であることが要求される。上記反射防止コートはこのような要望を満たすための構成である。反射防止コートの波長８００ｎｍでの反射率が２％を超えると、赤外光の反射強度が高くなり、赤外光のゴースト強度が強くなってしまう。
【００５１】
また、条件式（１）、（２）を満足する撮像レンズであったとしても、画面内に位置するヘッドライト等によるゴーストの発生を完全に防止することは難しい。そのため、有害なゴーストが発生しやすい凸形状を有する空気レンズの面に、反射防止コートを施すことが好ましい。
【００５２】
ゴーストに関するシミュレーションの図２を見ると、空気レンズの物体側の面および像側の面での反射は、曲率半径の絶対値の小さい面で起こったものか、反射面の法線に対して大きな角度を持って光が入出射したものであることがわかる。すなわち、大きな入射角で斜入射したときの反射である。
【００５３】
反射防止コートの一般的な特性として、垂直入射に比べて斜入射の方が、その使用可能波長域が短波長側にシフトすることが知られている。このことから、画面内のヘッドライト等の光により凸形状を有する空気レンズの面で多重反射して発生するゴーストの強度を小さくするためには、予め反射防止コートの使用波長域を長波長側に拡大して設定しておくことが好ましい。したがって、反射防止コートの反射特性を上記のように設定しておくことが好ましい。
【００５４】
さらに、本実施形態の撮像レンズにおいては、空気接触する少なくとも１つのレンズ面に、波長９００ｎｍでの反射率が２％未満となる反射防止コートが施されていることがより好ましい。
【００５５】
なお、各レンズ間の有効径外を通過する光束は、迷光となって結像面に達し、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。一例として、図１では、レンズＬ４２の像側の面に遮光手段１１を設けた例を示している。
【００５６】
なお、図１に示す構成の撮像レンズでは、開口絞りＳｔを第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２の間に配置している。この構成によれば、コマ収差を良好に補正しながら入射瞳位置を物体側方向へ位置させることができるので、性能上有利となる。
【００５７】
しかし、開口絞りＳｔの配置は図１の例に限定されず、後述の実施例のように、開口絞りＳｔを最も物体側に配置した構成としてもよい。開口絞りＳｔを物体側よりに配置することで、収差を良好に補正しながら入射瞳位置を物体側に位置させることができる。これにより、物体側に近いレンズにおける光線高が低くなり、レンズの有効径を小さくできるので、レンズの露出する面積を小さくすることができる。例えば車載カメラとして使用される場合、外観を損なわないようにレンズの露出する面積を小さくすることが望まれているため、上記構成は有効である。また、レンズの有効径を小さくできることから、レンズの小型化および軽量化を図ることができる。
【００５８】
後述の実施例１〜１２のレンズの材質は全てガラスを用いている。本発明の撮像レンズは、このように全レンズをガラスにより構成してもよく、あるいは透明なセラミックス、プラスチックにより構成してもよい。
【００５９】
なお、本撮像レンズが例えば車載用カメラ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レンズは、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。
【００６０】
また、最も物体側に配置されるレンズ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。
【００６１】
また、本撮像レンズが、例えば車載用カメラ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。広い温度範囲で使用される場合には、レンズの材質としては線膨張係数の小さいものを用いることが好ましい。
【００６２】
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。あるいは、各収差を良好に補正するためには、非球面レンズを用いてもよい。そして、非球面を精度良く低コストで形成するために、レンズの材質としてプラスチックを用いてもよい。
【実施例】
【００６３】
次に、本発明にかかる撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。
【００６４】
＜実施例１＞
実施例１にかかる撮像レンズの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および光学部材ＰＰも含めて付している。
【００６５】
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。
【００６６】
表１の各種データにおいて、ＦＮｏ．はＦ値、ｆは全系の焦点距離、Ｋは凸状空気レンズの物体側の面から結像面までの光軸上の距離、Ｌは全系の最も物体側のレンズの物体側の面から結像面までの光軸Ｚ上の距離（バックフォーカス分は空気換算）、ωは半画角、Ｂｆは空気換算したバックフォーカスである。これらのデータにおいて、ωの単位は度であり、ＦＮｏ．とω以外の単位は全て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。
【００６７】
【表１】
2009069369.tif 000003
【００６８】
実施例１のレンズ構成図を図６に示す。図６における符号Ｒｉ、Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…）は表１のＲｉ、Ｄｉと対応している。図６の符号は、開口絞りＳｔおよび光学部材ＰＰも含めて付している。
【００６９】
＜実施例２＞
実施例２にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データを表２に、レンズ構成図を図７に示す。図７において、符号Ｒｉ、Ｄｉは表２のＲｉ、Ｄｉと対応している。なお、表２および図７に示す実施例２の構成例は、光学部材ＰＰを含まないものを示しているが、実施例２のレンズ系についても、他の実施例と同様に、レンズ系と結像面の間に光学部材を挿入して使用することも可能である。
【００７０】
【表２】
2009069369.tif 000004
【００７１】
＜実施例３＞
実施例３にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データを表３に、レンズ構成図を図８に示す。図８において、符号Ｒｉ、Ｄｉは表３のＲｉ、Ｄｉと対応している。
【００７２】
【表３】
2009069369.tif 000005
【００７３】
＜実施例４＞
実施例４にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データを表４に、レンズ構成図を図９に示す。図９において、符号Ｒｉ、Ｄｉは表４のＲｉ、Ｄｉと対応している。
【００７４】
【表４】
2009069369.tif 000006
【００７５】
＜実施例５＞
実施例５にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データを表５に、レンズ構成図を図１０に示す。図１０において、符号Ｒｉ、Ｄｉは表５のＲｉ、Ｄｉと対応している。
【００７６】
【表５】
2009069369.tif 000007
【００７７】
＜実施例６＞
実施例６にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データを表６に、レンズ構成図を図１１に示す。図１１において、符号Ｒｉ、Ｄｉは表６のＲｉ、Ｄｉと対応している。
【００７８】
【表６】
2009069369.tif 000008
【００７９】
＜実施例７＞
実施例７にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データを表７に、レンズ構成図を図１２に示す。図１２において、符号Ｒｉ、Ｄｉは表７のＲｉ、Ｄｉと対応している。
【００８０】
【表７】
2009069369.tif 000009
【００８１】
＜実施例８＞
実施例８にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データを表８に、レンズ構成図を図１３に示す。図１３において、符号Ｒｉ、Ｄｉは表８のＲｉ、Ｄｉと対応している。
【００８２】
【表８】
2009069369.tif 000010
【００８３】
＜実施例９＞
実施例９にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データを表９に、レンズ構成図を図１４に示す。図１４において、符号Ｒｉ、Ｄｉは表９のＲｉ、Ｄｉと対応している。
【００８４】
【表９】
2009069369.tif 000011
【００８５】
＜実施例１０＞
実施例１０にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データを表１０に、レンズ構成図を図１５に示す。図１５において、符号Ｒｉ、Ｄｉは表１０のＲｉ、Ｄｉと対応している。
【００８６】
【表１０】
2009069369.tif 000012
【００８７】
＜実施例１１＞
実施例１１にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データを表１１に、レンズ構成図を図１６に示す。図１６において、符号Ｒｉ、Ｄｉは表１１のＲｉ、Ｄｉと対応している。
【００８８】
【表１１】
2009069369.tif 000013
【００８９】
＜実施例１２＞
実施例１２にかかる撮像レンズのレンズデータおよび各種データを表１２に、レンズ構成図を図１７に示す。図１７において、符号Ｒｉ、Ｄｉは表１２のＲｉ、Ｄｉと対応している。
【００９０】
【表１２】
2009069369.tif 000014
【００９１】
実施例１〜１２の撮像レンズにおける条件式（１）〜（３）に対応する値を表１３に示す。表１３からわかるように、実施例１〜１２は、条件式（１）〜（３）を全て満たしている。
【００９２】
【表１３】
2009069369.tif 000015
【００９３】
また、図３および図５で用いた比較例の条件式（１）〜（３）に対応する値を表１４に示す。表１４からわかるように、この比較例は、条件式（１）、（３）を満たしていない。
【００９４】
【表１４】
2009069369.tif 000016
【００９５】
上記実施例において、実施例１０の撮像レンズは４群５枚構成であり、その第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２のみからなる。その他の実施例の撮像レンズは、４群６枚構成である。また、実施例９と実施例１０の撮像レンズは、最も物体側に開口絞りＳｔが配置されているため、レンズ群ＧＰは第１レンズ群Ｇ１〜第４レンズ群Ｇ４からなるが、その他の実施例の撮像レンズは、図１に示す例と同様に、レンズ群ＧＰは第２レンズ群Ｇ２〜第４レンズ群Ｇ４からなる。
【００９６】
上記実施例１〜１２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１８〜図２９に示す。各収差図には、ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）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、Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、ｓ線（波長８５２．１１ｎｍ）についての収差も示す。ディストーションの図は、全系の焦点距離ｆと半画角θ（変数扱い、０≦θ≦ω）の正接の積であるｆ×ｔａｎθを理想像高とし、それからのずれ量を示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦ値であり、その他の収差図のωは半画角を示す。
【００９７】
図１８〜図２９からわかるように、実施例１〜実施例１２は各収差が良好に補正されており、特に、可視域から近赤外までの広い波長帯域で色収差が良好に補正されている。また、実施例１〜１２は、Ｆ値が２．０であり、車載用カメラや監視カメラに適用するのに好適な明るい光学系となっている。このように、実施例１〜１２の撮像レンズは、良好な光学性能を有し、有害なゴーストを低減するように構成されているため、自動車の前方、側方、後方などの車両の外方を撮像するために車両に搭載される車載用カメラなどに好適に使用可能である。
【００９８】
図３０に、本発明の実施形態にかかる撮像装置および該撮像装置を備えた車両を示す。図３０に示す車両としての自動車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。これらの車外カメラ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よる撮像装置であり、上記の撮像レンズ１と、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撮像素子５とを備えている。
【００９９】
上述したように、本発明の実施形態にかかる撮像レンズ１は、良好な光学性能を有するとともに、有害なゴーストを低減するように構成されているため、車外カメラ１０１、１０２および車内カメラ１０３は、良好な像を得ることができるとともに、対向車のヘッドライト等による有害なゴーストが発生しにくいものとなる。また、これらのカメラを備えた自動車１００は、有害なゴーストによる運転者の誤認識を低減できるため、より安全に走行することが可能になる。
【０１００】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の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、面間隔および屈折率の値は、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。
【０１０１】
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、本発明は必ずしもこの用途に限定されるものではなく、例えば、監視カメラ等の他の撮像装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の一実施形態にかかる撮像レンズの光路図
【図２】図１に示す撮像レンズで多重反射したときの様子を示す図
【図３】比較例の撮像レンズで多重反射したときの様子を示す図
【図４】図１に示す撮像レンズで多重反射したときの様子を示す図
【図５】比較例の撮像レンズで多重反射したときの様子を示す図
【図６】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７】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８】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９】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１０】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１１】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１２】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１３】本発明の実施例８にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図１４】本発明の実施例９にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図１５】本発明の実施例１０にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図１６】本発明の実施例１１にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図１７】本発明の実施例１２にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図１８】本発明の実施例１にかかる撮像レンズの各収差図
【図１９】本発明の実施例２にかかる撮像レンズの各収差図
【図２０】本発明の実施例３にかかる撮像レンズの各収差図
【図２１】本発明の実施例４にかかる撮像レンズの各収差図
【図２２】本発明の実施例５にかかる撮像レンズの各収差図
【図２３】本発明の実施例６にかかる撮像レンズの各収差図
【図２４】本発明の実施例７にかかる撮像レンズの各収差図
【図２５】本発明の実施例８にかかる撮像レンズの各収差図
【図２６】本発明の実施例９にかかる撮像レンズの各収差図
【図２７】本発明の実施例１０にかかる撮像レンズの各収差図
【図２８】本発明の実施例１１にかかる撮像レンズの各収差図
【図２９】本発明の実施例１２にかかる撮像レンズの各収差図
【図３０】本発明の実施形態にかかる撮像装置と車両の概略構成図
【符号の説明】
【０１０３】
１    撮像レンズ
２    軸上光線の最外周光線
３    軸外光線の主光線
４    軸外光線の最外周光線
５    撮像素子
１１    遮光手段
１００    自動車
１０１、１０２    車外カメラ
１０３    車内カメラ
Ｄｉ    ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔
Ｌ１、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ４１、Ｌ４２    レンズ
Ｐｉｍ    結像位置
ＰＰ    光学部材
Ｒｉ    ｉ番目の面の曲率半径
Ｓｉｍ    結像面
Ｓｔ    開口絞り
Ｚ    光軸
【図１】
2009069369.tif 000017
【図２】
2009069369.tif 000018
【図３】
2009069369.tif 000019
【図４】
2009069369.tif 000020
【図５】
2009069369.tif 000021
【図６】
2009069369.tif 000022
【図７】
2009069369.tif 000023
【図８】
2009069369.tif 000024
【図９】
2009069369.tif 000025
【図１０】
2009069369.tif 000026
【図１１】
2009069369.tif 000027
【図１２】
2009069369.tif 000028
【図１３】
2009069369.tif 000029
【図１４】
2009069369.tif 000030
【図１５】
2009069369.tif 000031
【図１６】
2009069369.tif 000032
【図１７】
2009069369.tif 000033
【図１８】
2009069369.tif 000034
【図１９】
2009069369.tif 000035
【図２０】
2009069369.tif 000036
【図２１】
2009069369.tif 000037
【図２２】
2009069369.tif 000038
【図２３】
2009069369.tif 000039
【図２４】
2009069369.tif 000040
【図２５】
2009069369.tif 000041
【図２６】
2009069369.tif 000042
【図２７】
2009069369.tif 000043
【図２８】
2009069369.tif 000044
【図２９】
2009069369.tif 000045
【図３０】
2009069369.tif 000046