JP2004325498A

JP2004325498A - Converter lens, imaging lens and onboard camera apparatus

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Publication number: JP2004325498A
Application number: JP2003115815A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Imoto; 政善井本; Yoshikazu Obata; 良和小畠; Makoto Terai; 誠寺井
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd; Ohashi Technica Inc; Chinontec KK
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd; Ohashi Technica Inc; Chinontec KK
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-18
Anticipated expiration: 2023-04-21
Also published as: JP4527363B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a converter lens whose constitution can be simplified, which can be made compact and has light weight while suppressing the deterioration of aberration properties. <P>SOLUTION: The converter lens 103 is constituted of a single lens where a surface on the object side is convex or concave, and the surface on the image side is concave, and at least one of the surfaces on the object side and the image side is aspherical. The focal distance f0 of the whole imaging lens 101 constituted of an image forming lens system 102 and the converter lens 103 and the focal distance f1 of the image forming lens system are set so as to satisfy the relation of 0.5<f0/f1<1.5. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンバータレンズ、撮像レンズ及びそれらを用いた車載カメラ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の撮像レンズでは、結像レンズ系に組み合わせるコンバータレンズとしては、コンバータレンズの装着によりピント位置等が移動しないようにするため、アフォーカル系を構成するものが一般に用いられている。この場合、コンバータレンズは、アフォーカル系を構成するために複数のレンズを組み合わせて構成される。
【０００３】
なお、本願発明の関連技術としては、例えば特許文献１、２に記載のものがある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００２−７２０８５公報
【特許文献２】
特開２００２−３６５５３１公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術では、複数のレンズによりコンバータレンズが構成されているため、コンバータレンズの構成が複雑になるとともに、サイズ及び重量が増大する。
【０００６】
そこで、本発明は、収差特性の劣化を抑制しつつ、コンバータレンズの構成の簡単化、コンパクト化及び軽量化が図れるコンバータレンズ、撮像レンズ及び車載カメラ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段は、撮像対象物の像を所定の像面に結像させる結像レンズ系の物体側に配置され、前記結像レンズ系の画角特性を広角撮影に適した特性に変換するコンバータレンズであって、その物体側の面が凸又は凹面で、その像側の面が凹面であり、その物体側及び像側のうちの少なくともいずれか一方の面が非球面である単一のレンズにより構成され、前記結像レンズ系と前記コンバータレンズとのレンズ全系の焦点距離ｆ０と、前記結像レンズ系の焦点距離ｆ１とが、０．５＜ｆ０／ｆ１＜１．５の関係を満たす。
【０００８】
また、前記目的を達成するための技術的手段は、請求項１に記載のコンバータレンズを用いた撮像レンズであって、請求項１に記載の前記結像レンズ系と、前記コンバータレンズと、を備えている。
【０００９】
さらに、好ましくは、前記コンバータレンズは、前記結像レンズ系の撮像視野のうちの一部の領域のみを覆うように、その一部分が切り取られたような構成を有する。
【００１０】
また、前記目的を達成するための技術的手段は、請求項３に記載の撮像レンズを用いた車載カメラ装置であって、請求項３に記載の撮像レンズを備え、車両に設置されて車両周辺を撮像する。
【００１１】
さらに、好ましくは、前記車載カメラ装置は、車両前端部又は後端部に設置され、車両前方側又は後方側における左右の撮像領域及び車両前端部又は後端部の斜め下方の撮像領域を撮像し、前記車載カメラ装置は、前記左右の撮像領域から光を反射して前記撮像レンズの前記結像レンズ系に導入する反射手段と、前記撮像レンズによって結像された像を撮像する撮像素子と、をさらに備え、前記結像レンズ系の前記撮像視野のうちの一部の領域が前記左右の撮像領域に割り当てられ、他の領域が前記斜め下方の撮像領域に割り当てられ、前記撮像レンズの前記コンバータレンズが、前記撮像視野のうちの前記他の領域に対応して配置されている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像レンズの構成を示す図である。この撮像レンズ１０１は、図１に示すように、結像レンズ系１０２とコンバータレンズ１０３とを備えている。結像レンズ系１０２は、コンバータレンズ１０３を取り除いた状態でも独立して結像レンズ系として機能するものであり、撮像対象物の像を所定の像面（撮像素子の撮像面等）に結像させる。コンバータレンズ１０３は、その結像レンズ系１０２の画角特性を広角撮影に適した特性に変換するためのものであり、結像レンズ系１０２の物体側に配置される。
【００１３】
本実施形態では、コンバータレンズ１０３は、その物体側の面が凸又は凹面で、その像側の面が凹面であり、その物体側及び像側のうちの少なくともいずれか一方の面が非球面である単一のレンズにより構成されている。そして、撮像レンズ１０１全系の焦点距離ｆ０と、結像レンズ系１０２の焦点距離ｆ１とが、
０．５＜ｆ０／ｆ１＜１．５
の関係を満たすように設定されている。
【００１４】
ここで、上記関係における上限値（１．５）は、ｆ０／ｆ１の値がこれ以上大きくなるとコンバータレンズ１０３による画角特性の変換効果が小さくなり過ぎるため、コンバータレンズ１０３による有効な画角変換効果が得られる限界を規定したものである。また、下限値（０．５）は、ｆ０／ｆ１の値がこれ以上小さくなると、単一のレンズによりコンバータレンズ１０３を構成している関係上、撮像レンズ１０１の収差特性の劣化が大きくなり過ぎるため（特に、周辺部のピントずれが大きくなる）、収差特性の劣化による限界値を規定したものである。
【００１５】
具体的には、本実施形態では、結像レンズ系１０２は、図１に示すように、第１ないし第４レンズ１１１〜１１４を組み合わせて構成されている。第４レンズ１４と撮像素子（ここでは、ＣＣＤ素子）との間には、赤外カットフィルタ、光学ローパスフィルタ及び撮像素子用のカバーガラスからなる複合部材１１５が備えられている。第２レンズ１１２と第３レンズ１１３との間には絞り１１６が介装されている。第１レンズ１１１は、物体側のレンズ面（３）が凸面で像側のレンズ面（４）が凹面となっている。第２レンズ１１２は、２つのレンズ１２１，１２２を貼り合わせて構成されており、物体側のレンズ面（５）が凹面で像側のレンズ面（７）が凸面となっており、レンズ１２１，１２２の境界面によって構成されるレンズ面（６）が像側から見て凹面となっている。第３レンズ１１３は、２つのレンズ１２３，１２４を貼り合わせて構成されており、物体側及び像側のレンズ面（９，１１）が凸面となっており、レンズ１２３，１２４の境界面によって構成されるレンズ面（１０）が像側から見て凹面となっている。第４レンズ１１４は、物体側及び像側のレンズ面（１２，１３）が凸面となっている。コンバータレンズ１０３は、物体側のレンズ面（１）が凸面で像側のレンズ面（２）が凹面となっている。複合部材１１５の物体側及び像側の表面（１４，１５）は平面となっている。なお、図１及び下記の表１において、絞り１１６に符号８を付与している。
【００１６】
下記の表１は、図１の撮像レンズ１０１の各光学機能要素の具体的構成を示すものである。表１中の最左欄の「１」〜「１５」は図１中の光学機能要素に対応しており、「Ｒ」は対応する各レンズ面の曲率半径（又は近軸曲率半径）［ｍｍ］を示し、「Ｄ」は対応する光学要素間の間隔［ｍｍ］を示している。「Ｎｄ」は対応するレンズのｄ線に対する屈折率を示し、例えば表中の値「１．４９１」はコンバータレンズ１０３の屈折率を示し、値「１．７２９１６」、「１．８４６６６」は第２レンズ１１２のレンズ１２１，１２２の屈折率をそれぞれ示す。また、「νｄ」は同様に対応するレンズのアッベ数を示す。なお、表１では、複合部材１１５の表面（１４，１５）及び絞り１１６（８）の曲率半径Ｒの欄を便宜上空欄としている。
【００１７】
【表１】

【００１８】
また、本実施形態では、コンバータレンズ１０３の両レンズ面（１，２）、結像レンズ系１０１の第１レンズ１１１のレンズ面（４）、及び第４レンズ１１４のレンズ面（１２）が非球面とされている（他のレンズ面は球面である）。下記の表２は、これらのレンズ面（１，２，４，１２）の非球面形状を決定する各設定パラメータの値を示すものであり、下記の数１に代入して非球面形状の決定が行われる。
【００１９】
【表２】

【００２０】
【数１】

【００２１】
上記数１において、「ｒ」は近軸曲率半径であり、各レンズ面に対応する表１中のＲの値が代入される。「Ｋ」は円錐定数であり、「Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，・・・」は高次の非球面係数である。また、表２中の円錐定数及び非球面係数の表記における「Ｅとそれに続く数字」は１０の累乗を表しており、例えば「Ｅ＋０１」は１０の１乗を表し、「Ｅ−０４」は１０のマイナス４乗を表している。
【００２２】
また、本実施形態では、撮像レンズ１０１全系の焦点距離ｆ０［ｍｍ］及び画角、結像レンズ系１０２の焦点距離ｆ１［ｍｍ］、Ｆナンバー及び画角は、以下の表３のように設定されている。
【００２３】
【表３】

【００２４】
図２（ａ）ないし図２（ｃ）は結像レンズ系１０２の球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図であり、図３は結像レンズ系１０２の横収差図である。なお、図２（ｂ）の非点収差図における「Ｍ」はメリディオナルを示し、「Ｓ」はサジタルを示している（以下の非点収差図においても同様）。また、図４（ａ）ないし図４（ｃ）は撮像レンズ１０１全系の球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図であり、図５は撮像レンズ１０１全系の横収差図である。これらの収差図より、コンバータレンズ１０３を使用することによる収差特性の劣化が抑制されていることが分かる。
【００２５】
以上のように、本実施形態に係るコンバータレンズ１０３は、単一のレンズによって構成されているため、コンバータレンズ１０３及び撮像レンズ１０１の構成の簡単化、コンパクト化及び軽量化が図れる。
【００２６】
また、コンバータレンズ１０３は、その物体側のレンズ面が凸又は凹面で、その像側のレンズ面が凹面であり（本実施形態では、物体側が凸で像側が凹）、その物体側及び像側のうちの少なくともいずれか一方の面が非球面（本実施形態では、両側のレンズ面が非球面）となっているため、コンバータレンズ１０３を使用することによる収差特性の劣化を抑制しつつ、画角の変換倍率を大きくすることができる。
【００２７】
さらに、撮像レンズ１０１全系の焦点距離ｆ０と、結像レンズ系１０２の焦点距離ｆ１とが、０．５＜ｆ０／ｆ１＜１．５の関係を満たすように設定することにより（本実施形態では、ｆ０／ｆ１＝１．００９と設定されている）、コンバータレンズ１０３を使用することによる収差特性の劣化を抑制しつつ、コンバータレンズ１０３による画角の変換倍率を容易に大きくすることができる。
【００２８】
また、本実施形態に係るコンバータレンズ１０３を既存の結像レンズ系１０２に組み合わせることにより、広角撮像に適した撮像レンズ１０１を容易に構成することができる。
【００２９】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る撮像レンズの構成を示す図である。この撮像レンズ２０１は、図６に示すように、結像レンズ系２０２とコンバータレンズ２０３とを備えている。
【００３０】
結像レンズ系２０２は、第１ないし第５レンズ２１１〜２１５を組み合わせて構成されている。第５レンズ２１５と撮像素子との間には、前述の複合部材１１５と同様な構成の複合部材２１６が備えられている。第３レンズ２１３と第４レンズ２１４との間には絞り２１７が介装されている。第１レンズ２１１は、物体側のレンズ面（３）が平面で像側のレンズ面（４）が凹面となっている。第２レンズ２１２は、物体側のレンズ面（５）が凸面で像側のレンズ面（６）が凹面となっている。第３レンズ２１３は、物体側のレンズ面（７）が凸面で像側のレンズ面（８）が凸面となっている。第４レンズ２１４は、２つのレンズ２２１，２２２を貼り合わせて構成されており、物体側のレンズ面（１０）が凹面で像側のレンズ面（１２）が凸面となっており、レンズ２２１，２２２の境界面によって構成されるレンズ面（１１）が像側から見て凹面となっている。第５レンズ２１５は、物体側及び像側のレンズ面（１３，１４）が凸面となっている。コンバータレンズ２０３の物体側のレンズ面（１）は、その中央部が凸型で、周辺部が凹型の非球面形状を有しており、像側のレンズ面（２）は凹面となっている。複合部材２１６の物体側及び像側の表面（１５，１６）は平面となっている。なお、図６及び下記の表４において、絞り２１７に符号９を付与している。
【００３１】
下記の表４は、図６の撮像レンズ２０１の各光学機能要素の具体的構成を示すものであり、表４の記載様式等は上記表１と同様である。
【００３２】
【表４】

【００３３】
また、本実施形態では、コンバータレンズ２０３の両レンズ面（１，２）が非球面とされている（結像レンズ系２０２の各レンズ面は球面である）。レンズ面（１，２）の非球面形状は、下記の表５に記載の条件により決定される。
【００３４】
【表５】

【００３５】
また、本実施形態では、撮像レンズ２０１全系の焦点距離ｆ０［ｍｍ］及び画角、結像レンズ系２０２の焦点距離ｆ１［ｍｍ］、Ｆナンバー及び画角は、以下の表６のように設定されている。
【００３６】
【表６】

【００３７】
図７（ａ）ないし図７（ｃ）は結像レンズ系２０２の球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図であり、図８は結像レンズ系２０２の横収差図である。また、図９（ａ）ないし図９（ｃ）は撮像レンズ２０１全系の球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図であり、図１０は撮像レンズ２０１全系の横収差図である。これらの収差図より、コンバータレンズ２０３を使用することによる収差特性の劣化が抑制されていることが分かる。
【００３８】
＜第３実施形態＞
図１１は、本発明の第３実施形態に係る撮像レンズの構成を示す図である。この撮像レンズ３０１は、図１１に示すように、結像レンズ系３０２とコンバータレンズ３０３とを備えている。
【００３９】
結像レンズ系３０２は、第１ないし第３レンズ３１１〜３１３を組み合わせて構成されている。第３レンズ３１３と撮像素子との間には、前述の複合部材１１５と同様な構成の複合部材３１４が備えられている。第２レンズ３１２と第３レンズ３１３との間には絞り３１５が介装されている。第１レンズ３１１は、物体側のレンズ面（３）が凸面で像側のレンズ面（４）が凹面となっている。第２レンズ３１２は、２つのレンズ３２１，３２２を貼り合わせて構成されており、物体側及び像側のレンズ面（５，７）が凹面となっており、レンズ３２１，３２２の境界面によって構成されるレンズ面（６）が像側から見て凹面となっている。第３レンズ３１３は、物体側のレンズ面（９）が凸面で像側のレンズ面（１０）が凸面となっている。コンバータレンズ３０３は、物体側及び像側のレンズ面（１，２）が凹面となっている。複合部材３１４の物体側及び像側の表面（１１，１２）は平面となっている。なお、図１１及び下記の表７において、絞り３１５に符号８を付与している。
【００４０】
下記の表４は、図１１の撮像レンズ３０１の各光学機能要素の具体的構成を示すものであり、表７の記載様式等は上記表１と同様である。
【００４１】
【表７】

【００４２】
また、本実施形態では、コンバータレンズ３０３の両レンズ面（１，２）、結像レンズ系３０２のレンズ面（４，９，１０）が非球面とされている（他のレンズ面は球面である）。レンズ面（１，２，４，９，１０）の非球面形状は、下記の表８に記載の条件により決定される。
【００４３】
【表８】

【００４４】
また、本実施形態では、撮像レンズ３０１全系の焦点距離ｆ０［ｍｍ］及び画角、結像レンズ系３０２の焦点距離ｆ１［ｍｍ］、Ｆナンバー及び画角は、以下の表９のように設定されている。
【００４５】
【表９】

【００４６】
図１２（ａ）ないし図１２（ｃ）は結像レンズ系３０２の球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図であり、図１３は結像レンズ系３０２の横収差図である。また、図１４（ａ）ないし図１４（ｃ）は撮像レンズ３０１全系の球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図であり、図１５は撮像レンズ３０１全系の横収差図である。これらの収差図より、コンバータレンズ３０３を使用することによる収差特性の劣化が抑制されていることが分かる。
【００４７】
＜第４実施形態＞
図１６は本発明の第４実施形態に係る車載カメラ装置の横断面図であり、図１７はその車載カメラ装置の縦断面図である。この車載カメラ装置１は、前述の第１ないし第３実施形態に係る撮像レンズ１０１，２０１，３０１のうちのいずれかを用いて構成されている。なお、本実施形態では、一例として撮像レンズ１０１が用いられている。
【００４８】
具体的には、車載カメラ装置１は、図１６及び図１７に示すように、遮光性及び防水性を有するケース１３内に、カメラユニット１５と、それぞれカメラユニット１５の正面側に配置されたコンバータレンズ１０３及び左右一対のプリズム（反射手段）１７，１９とを収容配設して構成される。ここで、図１７に示される構成要素のうち、カメラユニット１５の結像レンズ系１０２、及びコンバータレンズ１０３によって撮像レンズ１０１が構成されている。
【００４９】
このような車載カメラ装置１は、図１８及び図１９に示すように、車両前端部（例えば、フロントグリル部）の中央に設置され、車両前方側における左右の撮像領域Ａ１，Ａ２の撮像と、車両前端部の斜め下方の撮像領域Ａ３の撮像とを同時に行うようになっている。なお、変形例として、車載カメラ装置１を車両後端部に設置し、車両後方側における左右の撮像領域及び斜め下方向の撮像領域を撮像するようにしてもよい。
【００５０】
ケース１３は、密閉状の箱状に形成されている。このケース１３には、左右の撮像領域Ａ１，Ａ２及び斜め下方の撮像領域Ａ３を撮像するための透明性部材による透明窓１３Ｌ，１３Ｒ，１３Ｆが設けられている。
【００５１】
カメラユニット１５は、そのホルダ内に、結像レンズ系１０２と、ＣＣＤ素子等の撮像素子３１と、撮像素子３１の駆動回路等の処理回路３３とを収容配設して構成される。
【００５２】
結像レンズ系１０２は、プリズム１７，１９及びコンバータレンズ１０３によって導入される撮像領域Ａ１〜Ａ３からの光を取り込み、撮像領域Ａ１〜Ａ３の像を撮像素子３１の撮像面上に結像する。撮像素子３１は、その撮像面の垂直中心軸Ｐ１が結像レンズ系１０２のレンズ中心軸（光軸）Ｐ２に重なる位置から上方に所定距離だけ平行移動された位置に位置するように配設されている。これによって、撮像素子３１によって撮像される視野範囲が下方側に拡大されている。
【００５３】
コンバータレンズ１０３は結像レンズ系１０２の垂直画角の下側領域に配置され、プリズム１７，１９は結像レンズ系１０２の垂直画角の上側領域に配置される。すなわち、コンバータレンズ１０３は、カメラ装置３の複数の視野方向のうちの一部の視野方向（ここでは、前方斜め下方の撮像領域Ａ３）に対応する結像レンズ系１０２の画角の一部領域だけを占めるように配置され、プリズム１７，１９は、カメラ装置３の複数の視野方向のうちの残りの視野方向（ここでは、左右の撮像領域Ａ１，Ａ２）に対応する結像レンズ系１０２の画角の残部領域だけを占めるように配置される。
【００５４】
これに対応して、コンバータレンズ１０３は、結像レンズ系１０２の垂直画角の上側領域に重複しないように、その上側領域に対応する部分（略上半分の部分）が切り取られた構成を有している。そして、このコンバータレンズ１０３が結像レンズ系１０２の垂直画角の下側領域に配置されることで、カメラ装置３の前方斜め下側の視野方向の視野範囲（結像レンズ系１０２の垂直画角の下側領域に対応する範囲）が、その左右両側及び下側に拡大された広視野となる。
【００５５】
左右一対のプリズム１７，１９は、互いに鏡像対称となる略三角柱形に形成される。そして、左（右）のプリズム１７（１９）に関しては、その左（右）のプリズム側面１７Ｌ（１９Ｒ）及びそのプリズム後面１７Ｂ（１９Ｂ）が透過面に保たれ、その右（左）のプリズム側面１７Ｒ（１９Ｌ）上には、その内面が反射面（鏡面）と成るように、図示しないアルミ等の金属層が蒸着された上にその蒸着面を被覆するように更に黒色塗料による保護膜（図示省略）が形成される。
【００５６】
これら各プリズム１７，１９は、左（右）のプリズム１７（１９）に関しては、その頂角が前側に向けられ、その左（右）のプリズム側面１７Ｌ（１９Ｒ）がケース１３の左（右）の透明窓１３Ｌ（１３Ｒ）に対面され、そのプリズム後面１７Ｂ（１９Ｂ）が結像レンズ系１０２に対面されて配置される。そして、これら各プリズム１７，１９は、結像レンズ系１０２の正面側にて、互いに結像レンズ系１０２の左右２等分面に面対称に配置され、ともに鉛直姿勢に保たれて配置され、ともに結像レンズ系１０２の垂直画角の上側領域内に収まるように、それらの下端部が斜めにカットされている。
【００５７】
次に、このカメラ装置３の撮像原理を説明する。
【００５８】
車両前端部における斜め下方の撮像領域Ａ３の広角な範囲からの光は、図１７に示すように、ケース１３の透明窓１３Ｆを透過して、透明窓１３Ｆに組み込まれたコンバータレンズ１０３により屈折されて結像レンズ系１０２側に導光され、結像レンズ系１０２の垂直画角の下側領域を通って直接に結像レンズ系１０２に入射して、結像レンズ系１０２により集光されて撮像素子３１の撮像面の第１の領域に結像する。これにより、車両の前方斜め下方の撮像領域Ａ３の死角が撮像素子３１により広角に撮像される。
【００５９】
これと同時に、車両前方側における左右の撮像領域Ａ１，Ａ２の非広角な範囲からの光は、図１６に示すように、ケース１３の透明窓１３Ｌ（１３Ｒ）を透過して左（右）のプリズム１７（１９）に於ける左（右）のプリズム側面１７Ｌ（１９Ｒ）に入射し、左（右）のプリズム１７（１９）内で、その右（左）のプリズム側面１７Ｒ（１９Ｌ）で内面反射し、次いでその左（右）のプリズム側面１７Ｌ（１９Ｒ）で内面反射して計２回内面反転されて、そのプリズム後面１７Ｂ（１９Ｂ）から射出された後、結像レンズ系１０２の垂直画角の上側領域を通って結像レンズ系１０２に入射して、結像レンズ系１０２により集光されて撮像素子３１の撮像面３１ａの第２の領域（前記第１の領域と重複しない領域）に結像する。これにより車両の前方左右両側方向の死角が撮像素子３１により非広角に撮像される。すなわち車両の前方左右両側方向の撮像画像に映る接近物体が大きく映される。
【００６０】
このようにして、撮像素子３１により、車両の前方斜め下側方向の死角については広角に、車両の前方左右両側方向の死角については非広角に、それぞれ同時に撮像される。撮像素子３１によって撮像された撮像領域Ａ１〜Ａ３の撮像画像は、車室内に備えられた図示しない表示装置によって表示される。
【００６１】
以上のように、本実施形態に係る車載カメラ装置１によれば、撮像視野内のコンバータレンズ１０３に対応した領域（Ａ３）と対応しない領域（Ａ１，Ａ２）とを、画角を異ならせつつ同時に撮像することができるため、車両周辺の撮像領域Ａ１〜Ａ３の特性に柔軟に対応して撮像を行うことができ、車両周辺の良好な撮像画像を提供することができる。
【００６２】
また、車両前端部における斜め下方の撮像領域Ａ３がコンバータレンズ１０３を介して撮像されるため、カメラ装置１からの距離に比して広範囲な斜め下方の撮像領域Ａ３を容易に撮像できるとともに、左右の撮像領域Ａ１，Ａ２についてはコンバータレンズ１０３を介さずに撮像されるため、左右の撮像領域Ａ１，Ａ２内の景色を比較的大きな画像サイズで撮像することができる。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１ないし５に記載の発明に係るコンバータレンズは、単一のレンズによって構成されているため、コンバータレンズの構成の簡単化、コンパクト化及び軽量化が図れる。
【００６４】
また、コンバータレンズは、その物体側の面が凸又は凹面で、その像側の面が凹面であり、その物体側及び像側のうちの少なくともいずれか一方の面が非球面となっているため、コンバータレンズを使用することによる収差特性の劣化を抑制しつつ、画角の変換倍率を大きくすることができる。
【００６５】
さらに、結像レンズ系とコンバータレンズとのレンズ全系の焦点距離ｆ０と、結像レンズ系の焦点距離ｆ１とが、０．５＜ｆ０／ｆ１＜１．５の関係を満たすように設定することにより、コンバータレンズを使用することによる収差特性の劣化を抑制しつつ、コンバータレンズによる画角の変換倍率を容易に大きくすることができる。
【００６６】
また、本発明に係るコンバータレンズを既存の結像レンズ系に組み合わせることにより、広角撮像に適した撮像レンズを容易に構成することができる。
【００６７】
請求項３に記載の発明に係る撮像レンズを用いて撮像を行うことにより、撮像レンズの撮像視野のうちのコンバータレンズを介さずに撮像を行う領域と、コンバータレンズを介して撮像を行う領域とで画角を異ならせることができる。
【００６８】
請求項４に記載の発明によれば、撮像視野内のコンバータレンズに対応した領域と対応しない領域とを、画角を異ならせつつ同時に撮像することができるため、車両周辺の撮像領域の特性に柔軟に対応して撮像を行うことができ、車両周辺の良好な撮像画像を提供することができる。
【００６９】
請求項５に記載の発明によれば、車両前端部又は後端部の斜め下方の撮像領域がコンバータレンズを介して撮像されるため、カメラ装置からの距離に比して広範な斜め下方の撮像領域を容易に撮像できるとともに、左右の撮像領域についてはコンバータレンズを介さずに撮像されるため、左右の撮像領域内の景色を比較的大きな画像サイズで撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像レンズの構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）ないし図２（ｃ）は図１の結像レンズ系の球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図である。
【図３】図１の結像レンズ系の横収差図である。
【図４】図４（ａ）ないし図４（ｃ）は図１の撮像レンズ全系の球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図である。
【図５】図１の撮像レンズ全系の横収差図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係る撮像レンズの構成を示す図である。
【図７】図７（ａ）ないし図７（ｃ）は図６の結像レンズ系の球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図である。
【図８】図６の結像レンズ系の横収差図である。
【図９】図９（ａ）ないし図９（ｃ）は図６の撮像レンズ全系の球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図である。
【図１０】図６の撮像レンズ全系の横収差図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る撮像レンズの構成を示す図である。
【図１２】図１２（ａ）ないし図１２（ｃ）は図１１の結像レンズ系の球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図である。
【図１３】図１１の結像レンズ系の横収差図である。
【図１４】図１４（ａ）ないし図１４（ｃ）は図１１の撮像レンズ全系の球面収差、非点収差及び歪曲収差の収差図である。
【図１５】図１１の撮像レンズ全系の横収差図である。
【図１６】本発明の第４実施形態に係る車載カメラ装置の横断面図である。
【図１７】図１６の車載カメラ装置の縦断面図である。
【図１８】図１６の車載カメラの車両への設置形態を示す図である。
【図１９】図１６の車載カメラの車両への設置形態を示す図である。
【符号の説明】
１車載カメラ装置
１７，１９プリズム
３１撮像素子
１０１，２０１，３０１撮像レンズ
１０２，２０２，２０３結像レンズ系
１０３，２０３，３０３コンバータレンズ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a converter lens, an imaging lens, and a vehicle-mounted camera device using the same.
[0002]
[Prior art]
In this type of conventional imaging lens, as a converter lens to be combined with an image forming lens system, a lens that forms an afocal system is generally used in order to prevent a focus position or the like from moving by mounting the converter lens. In this case, the converter lens is configured by combining a plurality of lenses to form an afocal system.
[0003]
In addition, as a related art of the present invention, there are, for example, those described in

Patent Documents

1 and 2.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 2002-72085 A
[Patent Document 2]
JP-A-2002-365531
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described related art, since the converter lens is configured by a plurality of lenses, the configuration of the converter lens becomes complicated, and the size and weight increase.
[0006]
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a converter lens, an imaging lens, and an on-vehicle camera device capable of simplifying the configuration of the converter lens, reducing the size and weight of the converter lens while suppressing the deterioration of aberration characteristics.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Technical means for achieving the object is arranged on the object side of an imaging lens system that forms an image of an imaging target on a predetermined image plane, and changes the angle-of-view characteristic of the imaging lens system to wide-angle shooting. A converter lens for converting into a suitable characteristic, wherein the object side surface is a convex or concave surface, the image side surface is a concave surface, and at least one of the object side and the image side is a non-surface. The focal length f0 of the entire lens system of the imaging lens system and the converter lens and the focal length f1 of the imaging lens system are 0.5 <f0 / f1. <1.5 is satisfied.
[0008]
Further, a technical means for achieving the object is an imaging lens using the converter lens according to claim 1, wherein the imaging lens system according to claim 1 and the converter lens are provided. Have.
[0009]
Further, preferably, the converter lens has a configuration in which a part thereof is cut out so as to cover only a part of the imaging field of view of the imaging lens system.
[0010]
Further, a technical means for achieving the above object is a vehicle-mounted camera device using the imaging lens according to claim 3, comprising the imaging lens according to claim 3, installed in a vehicle and around the vehicle. Is imaged.
[0011]
Further preferably, the on-vehicle camera device is installed at a vehicle front end or a rear end, and images left and right imaging regions on a vehicle front side or a rear side and an imaging region obliquely below the vehicle front end or a rear end. A reflection unit that reflects light from the left and right imaging regions and introduces the light into the imaging lens system of the imaging lens; and an imaging element that captures an image formed by the imaging lens. Further comprising: a part of the imaging field of view of the imaging lens system is assigned to the left and right imaging areas, the other area is assigned to the obliquely lower imaging area, the converter of the imaging lens A lens is arranged corresponding to the other area in the imaging field of view.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
<First embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an imaging lens according to a first embodiment of the present invention. The imaging lens 101 includes an imaging lens system 102 and a converter lens 103 as shown in FIG. The imaging lens system 102 independently functions as an imaging lens system even when the converter lens 103 is removed, and forms an image of an object to be imaged on a predetermined image plane (such as an imaging plane of an image sensor). Let it. The converter lens 103 is for converting the angle-of-view characteristics of the imaging lens system 102 into characteristics suitable for wide-angle shooting, and is arranged on the object side of the imaging lens system 102.
[0013]
In the present embodiment, the converter lens 103 has a convex or concave surface on the object side, a concave surface on the image side, and an aspheric surface on at least one of the object side and the image side. It is composed of a certain single lens. Then, the focal length f0 of the entire imaging lens system 101 and the focal length f1 of the imaging lens system 102 are
0.5 <f0 / f1 <1.5
Is set to satisfy the relationship.
[0014]
Here, the upper limit value (1.5) in the above relationship is such that when the value of f0 / f1 is larger than this, the conversion effect of the angle-of-view characteristic by the converter lens 103 becomes too small. It defines the limits at which the effect can be obtained. When the value of f0 / f1 is smaller than the lower limit (0.5), the deterioration of the aberration characteristic of the imaging lens 101 becomes too large because the converter lens 103 is formed by a single lens. For this reason (particularly, the defocus of the peripheral portion becomes large), the limit value due to the deterioration of the aberration characteristic is defined.
[0015]
Specifically, in the present embodiment, the imaging lens system 102 is configured by combining first to fourth lenses 111 to 114, as shown in FIG. A composite member 115 including an infrared cut filter, an optical low-pass filter, and a cover glass for the image sensor is provided between the fourth lens 14 and the image sensor (here, a CCD element). A diaphragm 116 is interposed between the second lens 112 and the third lens 113. The first lens 111 has a convex lens surface (3) on the object side and a concave lens surface (4) on the image side. The second lens 112 is formed by laminating two

lenses

121 and 122. The lens surface (5) on the object side is concave and the lens surface (7) on the image side is convex. The lens surface (6) formed by the boundary surface 122 is concave when viewed from the image side. The third lens 113 is formed by adhering two

lenses

123 and 124, the object-side and image-side lens surfaces (9, 11) are convex, and is formed by a boundary surface between the

lenses

123 and 124. The lens surface (10) is concave when viewed from the image side. The fourth lens 114 has convex lens surfaces (12, 13) on the object side and the image side. The converter lens 103 has a convex lens surface on the object side and a concave lens surface on the image side. The object-side and image-side surfaces (14, 15) of the composite member 115 are flat. In FIG. 1 and Table 1 below, reference numeral 8 is given to the aperture 116.
[0016]
Table 1 below shows a specific configuration of each optical functional element of the imaging lens 101 of FIG. “1” to “15” in the leftmost column in Table 1 correspond to the optical functional elements in FIG. 1, and “R” is the radius of curvature (or paraxial radius of curvature) of each corresponding lens surface [mm] ], And "D" indicates the distance [mm] between the corresponding optical elements. “Nd” indicates the refractive index of the corresponding lens with respect to the d-line. For example, the value “1.491” in the table indicates the refractive index of the converter lens 103, and the values “1.72916” and “1.864666” indicate the refractive index. The refractive indices of the

lenses

121 and 122 of the two lenses 112 are shown. “Νd” similarly indicates the Abbe number of the corresponding lens. In Table 1, the columns of the surface (14, 15) of the composite member 115 and the radius of curvature R of the aperture 116 (8) are left blank for convenience.
[0017]
[Table 1]

[0018]
In the present embodiment, both lens surfaces (1, 2) of the converter lens 103, the lens surface (4) of the first lens 111 of the imaging lens system 101, and the lens surface (12) of the fourth lens 114 are non-uniform. It is spherical (the other lens surfaces are spherical). Table 2 below shows the values of the respective setting parameters for determining the aspherical shape of these lens surfaces (1, 2, 4, 12). The values are substituted into Equation 1 below to determine the aspherical shape. Is performed.
[0019]
[Table 2]

[0020]
(Equation 1)

[0021]
In the above Equation 1, “r” is a paraxial radius of curvature, and the value of R in Table 1 corresponding to each lens surface is substituted. “K” is a conical constant, and “A4, A6, A8, A10,...” Are higher order aspherical coefficients. In Table 2, "E and subsequent numbers" in the notation of the conical constant and the aspheric coefficient represent a power of 10, for example, "E + 01" represents a power of 10, and "E-04" represents 10 Represents the fourth power of.
[0022]
In this embodiment, the focal length f0 [mm] and the angle of view of the entire imaging lens system 101, the focal length f1 [mm], the F-number, and the angle of view of the imaging lens system 102 are as shown in Table 3 below. Is set.
[0023]
[Table 3]

[0024]
2A to 2C are aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the imaging lens system 102, and FIG. 3 is a lateral aberration diagram of the imaging lens system 102. Note that “M” in the astigmatism diagram of FIG. 2B indicates meridional, and “S” indicates sagittal (the same applies to the following astigmatism diagrams). 4A to 4C are aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the entire imaging lens 101, and FIG. 5 is a lateral aberration diagram of the entire imaging lens 101. From these aberration diagrams, it can be seen that the deterioration of the aberration characteristics due to the use of the converter lens 103 is suppressed.
[0025]
As described above, since the converter lens 103 according to the present embodiment is constituted by a single lens, the configurations of the converter lens 103 and the imaging lens 101 can be simplified, made compact, and reduced in weight.
[0026]
The converter lens 103 has a convex or concave lens surface on the object side and a concave lens surface on the image side (in the present embodiment, the object side is convex and the image side is concave). At least one of the surfaces is aspherical (in this embodiment, both lens surfaces are aspherical), so that the deterioration of the aberration characteristic due to the use of the converter lens 103 is suppressed and the image quality is reduced. The angle conversion magnification can be increased.
[0027]
Further, the focal length f0 of the entire imaging lens system 101 and the focal length f1 of the imaging lens system 102 are set so as to satisfy the relationship of 0.5 <f0 / f1 <1.5 (this embodiment). In this case, f0 / f1 is set to 1.009), and the conversion magnification of the angle of view by the converter lens 103 can be easily increased while suppressing the deterioration of the aberration characteristics due to the use of the converter lens 103. .
[0028]
Further, by combining the converter lens 103 according to the present embodiment with the existing imaging lens system 102, the imaging lens 101 suitable for wide-angle imaging can be easily configured.
[0029]
<Second embodiment>
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an imaging lens according to the second embodiment of the present invention. The imaging lens 201 includes an imaging lens system 202 and a converter lens 203, as shown in FIG.
[0030]
The imaging lens system 202 is configured by combining first to fifth lenses 211 to 215. A composite member 216 having the same configuration as the composite member 115 described above is provided between the fifth lens 215 and the image sensor. An aperture 217 is interposed between the third lens 213 and the fourth lens 214. The first lens 211 has a flat lens surface (3) on the object side and a concave surface (4) on the image side. The second lens 212 has a convex lens surface (5) on the object side and a concave lens surface (6) on the image side. The third lens 213 has a convex lens surface (7) on the object side and a convex lens surface (8) on the image side. The fourth lens 214 is formed by bonding two lenses 221 and 222. The lens surface (10) on the object side is concave and the lens surface (12) on the image side is convex. The lens surface (11) formed by the boundary surface 222 is concave when viewed from the image side. The fifth lens 215 has convex lens surfaces (13, 14) on the object side and the image side. The object-side lens surface (1) of the converter lens 203 has a convex aspherical shape at the center and a concave aspherical surface at the periphery, and the image-side lens surface (2) is concave. . The object-side and image-side surfaces (15, 16) of the composite member 216 are flat. In FIG. 6 and Table 4 below, reference numeral 9 is given to the aperture 217.
[0031]
Table 4 below shows a specific configuration of each optical functional element of the imaging lens 201 in FIG. 6, and the description format and the like of Table 4 are the same as those in Table 1 above.
[0032]
[Table 4]

[0033]
In the present embodiment, both lens surfaces (1, 2) of the converter lens 203 are aspherical (each lens surface of the imaging lens system 202 is spherical). The aspherical shape of the lens surfaces (1, 2) is determined by the conditions described in Table 5 below.
[0034]
[Table 5]

[0035]
In the present embodiment, the focal length f0 [mm] and the angle of view of the entire imaging lens 201, the focal length f1 [mm], the F-number, and the angle of view of the imaging lens system 202 are as shown in Table 6 below. Is set.
[0036]
[Table 6]

[0037]
7A to 7C are aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the imaging lens system 202, and FIG. 8 is a lateral aberration diagram of the imaging lens system 202. 9A to 9C are aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the entire imaging lens 201, and FIG. 10 is a lateral aberration diagram of the entire imaging lens 201. From these aberration diagrams, it can be seen that the deterioration of the aberration characteristics due to the use of the converter lens 203 is suppressed.
[0038]
<Third embodiment>
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of an imaging lens according to the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 11, the imaging lens 301 includes an imaging lens system 302 and a converter lens 303.
[0039]
The imaging lens system 302 is configured by combining first to third lenses 311 to 313. A composite member 314 having the same configuration as the composite member 115 described above is provided between the third lens 313 and the image sensor. A diaphragm 315 is interposed between the second lens 312 and the third lens 313. The first lens 311 has a convex lens surface (3) on the object side and a concave lens surface (4) on the image side. The second lens 312 is formed by laminating two

lenses

321 and 322, the object-side and image-side lens surfaces (5, 7) are concave, and is formed by a boundary surface between the

lenses

321 and 322. The lens surface (6) is concave when viewed from the image side. The third lens 313 has a convex lens surface (9) on the object side and a convex lens surface (10) on the image side. The converter lens 303 has concave lens surfaces (1, 2) on the object side and the image side. The object-side and image-side surfaces (11, 12) of the composite member 314 are flat. In FIG. 11 and Table 7 below, reference numeral 8 is given to the aperture 315.
[0040]
Table 4 below shows a specific configuration of each optical functional element of the imaging lens 301 in FIG. 11, and the description format in Table 7 is the same as that in Table 1 above.
[0041]
[Table 7]

[0042]
In the present embodiment, both lens surfaces (1, 2) of the converter lens 303 and the lens surfaces (4, 9, 10) of the imaging lens system 302 are aspherical (the other lens surfaces are spherical). is there). The aspherical shape of the lens surface (1, 2, 4, 9, 10) is determined by the conditions described in Table 8 below.
[0043]
[Table 8]

[0044]
In this embodiment, the focal length f0 [mm] and the angle of view of the entire imaging lens system 301, the focal length f1 [mm], the F-number, and the angle of view of the imaging lens system 302 are as shown in Table 9 below. Is set.
[0045]
[Table 9]

[0046]
12A to 12C are aberration diagrams of the spherical aberration, astigmatism, and distortion of the imaging lens system 302, and FIG. 13 is a lateral aberration diagram of the imaging lens system 302. 14A to 14C are aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the entire imaging lens 301, and FIG. 15 is a lateral aberration diagram of the entire imaging lens 301. From these aberration diagrams, it can be seen that the deterioration of the aberration characteristics due to the use of the converter lens 303 is suppressed.
[0047]
<Fourth embodiment>
FIG. 16 is a cross-sectional view of a vehicle-mounted camera device according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 17 is a vertical cross-sectional view of the vehicle-mounted camera device. This in-vehicle camera device 1 is configured using any one of the

imaging lenses

101, 201, and 301 according to the above-described first to third embodiments. In the present embodiment, the imaging lens 101 is used as an example.
[0048]
Specifically, as shown in FIGS. 16 and 17, the in-vehicle camera device 1 includes a camera unit 15 and a converter disposed on the front side of the camera unit 15 in a case 13 having a light-shielding property and a waterproof property. The lens 103 and a pair of right and left prisms (reflecting means) 17 and 19 are housed and arranged. Here, among the constituent elements shown in FIG. 17, the imaging lens system 102 of the camera unit 15 and the converter lens 103 constitute the imaging lens 101.
[0049]
As shown in FIGS. 18 and 19, such an in-vehicle camera device 1 is installed at the center of a front end of a vehicle (for example, a front grille), and captures left and right imaging regions A1 and A2 on the front side of the vehicle. The imaging of the imaging area A3 diagonally below the front end of the vehicle is simultaneously performed. As a modification, the on-vehicle camera device 1 may be installed at the rear end of the vehicle, and image the left and right imaging regions and the obliquely downward imaging region on the rear side of the vehicle.
[0050]
The case 13 is formed in a closed box shape. The case 13 is provided with

transparent windows

13L, 13R, 13F made of a transparent member for imaging left and right imaging regions A1, A2 and an obliquely lower imaging region A3.
[0051]
The camera unit 15 is configured such that an imaging lens system 102, an imaging device 31 such as a CCD device, and a processing circuit 33 such as a driving circuit of the imaging device 31 are housed and arranged in the holder.
[0052]
The imaging lens system 102 captures light from the imaging regions A1 to A3 introduced by the

prisms

17 and 19 and the converter lens 103, and forms images of the imaging regions A1 to A3 on the imaging surface of the imaging element 31. The image pickup device 31 is disposed such that the vertical center axis P1 of the image pickup plane is parallelly moved by a predetermined distance upward from a position overlapping with the lens center axis (optical axis) P2 of the imaging lens system 102. ing. Thereby, the visual field range imaged by the imaging element 31 is expanded downward.
[0053]
The converter lens 103 is arranged in a lower region of the vertical angle of view of the imaging lens system 102, and the

prisms

17 and 19 are arranged in an upper region of the vertical angle of view of the imaging lens system 102. That is, the converter lens 103 is a part of the angle of view of the imaging lens system 102 corresponding to a part of the plurality of viewing directions of the camera device 3 (here, the imaging region A3 obliquely downward and forward). And the

prisms

17 and 19 of the imaging lens system 102 corresponding to the remaining viewing directions (here, the left and right imaging regions A1 and A2) of the plurality of viewing directions of the camera device 3. It is arranged so as to occupy only the remaining area of the angle of view.
[0054]
Correspondingly, the converter lens 103 has a configuration in which a portion (substantially the upper half) corresponding to the upper region is cut out so as not to overlap the upper region of the vertical angle of view of the imaging lens system 102. are doing. By arranging the converter lens 103 in the lower region of the vertical angle of view of the imaging lens system 102, the visual field range in the oblique lower front direction of the camera device 3 (the vertical image of the imaging lens system 102 The range corresponding to the lower area of the corner) is a wide field of view that is enlarged on both left and right sides and below.
[0055]
The pair of left and

right prisms

17 and 19 are formed in a substantially triangular prism shape that is mirror-symmetrical to each other. As for the left (right) prism 17 (19), the left (right) prism side surface 17L (19R) and the prism rear surface 17B (19B) are kept as transmission surfaces, and the right (left) prism side surface. On the 17R (19L), a metal layer such as aluminum (not shown) is deposited so that its inner surface becomes a reflective surface (mirror surface), and a protective film made of black paint is further applied so as to cover the deposited surface. (Omitted) is formed.
[0056]
With respect to the left (right) prism 17 (19), the apex angle of each of the

prisms

17 and 19 is directed toward the front side, and the left (right) prism side surface 17L (19R) is located on the left (right) of the case 13. The rear surface 17B (19B) of the prism is disposed facing the imaging lens system 102. These

prisms

17 and 19 are arranged on the front side of the imaging lens system 102 in plane symmetry with respect to the left and right bisectors of the imaging lens system 102, and both are arranged while being maintained in a vertical posture. The lower ends thereof are cut obliquely so that both fall within the upper region of the vertical angle of view of the imaging lens system 102.
[0057]
Next, the imaging principle of the camera device 3 will be described.
[0058]
As shown in FIG. 17, light from the wide-angle range of the imaging area A3 obliquely downward at the front end of the vehicle passes through the transparent window 13F of the case 13 and is refracted by the converter lens 103 incorporated in the transparent window 13F. The light is guided to the imaging lens system 102 side, directly enters the imaging lens system 102 through the lower region of the vertical angle of view of the imaging lens system 102, and is condensed by the imaging lens system 102. An image is formed on the first area of the imaging surface of the imaging element 31. As a result, the blind spot in the imaging area A3 obliquely downward and forward of the vehicle is captured by the imaging element 31 in a wide angle.
[0059]
At the same time, light from the non-wide-angle range of the left and right imaging areas A1 and A2 on the front side of the vehicle is transmitted through the transparent window 13L (13R) of the case 13 to the left (right) as shown in FIG. The light enters the left (right) prism side surface 17L (19R) of the prism 17 (19), and enters the right (left) prism side surface 17R (19L) inside the left (right) prism 17 (19). After being reflected and then internally reflected by the left (right) side 17L (19R) of the prism, the surface is inverted twice in total, and emitted from the rear surface 17B (19B) of the prism. The light enters the imaging lens system 102 through the upper area of the corner, is condensed by the imaging lens system 102, and is in the second area of the imaging surface 31a of the imaging element 31 (the area that does not overlap with the first area). Image. As a result, the blind spot in the front left and right sides of the vehicle is imaged by the image sensor 31 at a non-wide angle. In other words, the approaching object shown in the captured images in the front left and right sides of the vehicle is largely displayed.
[0060]
In this way, the image sensor 31 simultaneously captures a wide angle for the blind spot in the obliquely downward front direction of the vehicle and a non-wide angle for the blind spot in the left and right front directions of the vehicle. The captured images of the imaging areas A1 to A3 captured by the imaging element 31 are displayed by a display device (not shown) provided in the vehicle interior.
[0061]
As described above, according to the in-vehicle camera device 1 according to the present embodiment, the area (A3) corresponding to the converter lens 103 and the areas (A1, A2) not corresponding to the converter lens 103 in the imaging field of view have different angles of view. Since imaging can be performed simultaneously, imaging can be performed flexibly in response to the characteristics of the imaging regions A1 to A3 around the vehicle, and a good captured image around the vehicle can be provided.
[0062]
Further, since the obliquely lower imaging area A3 at the front end of the vehicle is imaged via the converter lens 103, the imaging area A3 which is obliquely lower and wider than the distance from the camera device 1 can be easily imaged. Since the imaging regions A1 and A2 are imaged without passing through the converter lens 103, the scenes in the left and right imaging regions A1 and A2 can be imaged with a relatively large image size.
[0063]
【The invention's effect】
Since the converter lens according to the first to fifth aspects of the present invention is formed by a single lens, the configuration of the converter lens can be simplified, made compact, and reduced in weight.
[0064]
Also, the converter lens has a convex or concave surface on the object side, a concave surface on the image side, and at least one of the object side and the image side has an aspherical surface. In addition, the conversion magnification of the angle of view can be increased while suppressing the deterioration of the aberration characteristics due to the use of the converter lens.
[0065]
Further, the focal length f0 of the entire lens system of the imaging lens system and the converter lens and the focal length f1 of the imaging lens system are set so as to satisfy the relationship of 0.5 <f0 / f1 <1.5. Thus, the conversion magnification of the angle of view by the converter lens can be easily increased while suppressing the deterioration of the aberration characteristics due to the use of the converter lens.
[0066]
Further, by combining the converter lens according to the present invention with an existing imaging lens system, an imaging lens suitable for wide-angle imaging can be easily configured.
[0067]
By performing imaging using the imaging lens according to the third aspect of the present invention, an area where imaging is performed without passing through the converter lens in an imaging field of view of the imaging lens, and an area where imaging is performed via the converter lens. Can change the angle of view.
[0068]
According to the fourth aspect of the present invention, since an area corresponding to the converter lens and an area not corresponding to the converter lens in the imaging field of view can be simultaneously imaged while changing the angle of view, the characteristics of the imaging area around the vehicle can be improved. Imaging can be performed flexibly, and a good captured image around the vehicle can be provided.
[0069]
According to the fifth aspect of the present invention, the imaging area obliquely below the front end or the rear end of the vehicle is imaged via the converter lens, so that the imaging is performed obliquely downward obliquely below the distance from the camera device. Since the area can be easily imaged and the left and right imaging areas are imaged without the intermediary of the converter lens, the scenery in the left and right imaging areas can be imaged with a relatively large image size.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an imaging lens according to a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A to 2C are aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the imaging lens system of FIG. 1;
FIG. 3 is a lateral aberration diagram of the imaging lens system of FIG. 1;
FIGS. 4A to 4C are aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the entire imaging lens system of FIG. 1;
FIG. 5 is a lateral aberration diagram of the entire imaging lens system of FIG. 1;
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an imaging lens according to a second embodiment of the present invention.
7 (a) to 7 (c) are diagrams showing spherical aberration, astigmatism and distortion of the imaging lens system of FIG. 6;
8 is a lateral aberration diagram of the imaging lens system of FIG.
FIGS. 9A to 9C are aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the entire imaging lens system of FIG. 6;
FIG. 10 is a lateral aberration diagram of the entire imaging lens system of FIG. 6;
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of an imaging lens according to a third embodiment of the present invention.
12 (a) to 12 (c) are aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the imaging lens system of FIG. 11;
FIG. 13 is a lateral aberration diagram of the imaging lens system of FIG. 11;
FIGS. 14A to 14C are aberration diagrams of spherical aberration, astigmatism, and distortion of the entire imaging lens system of FIG. 11;
15 is a lateral aberration diagram of the entire imaging lens system of FIG. 11;
FIG. 16 is a cross-sectional view of a vehicle-mounted camera device according to a fourth embodiment of the present invention.
17 is a longitudinal sectional view of the vehicle-mounted camera device of FIG.
FIG. 18 is a diagram showing an installation mode of the vehicle-mounted camera of FIG. 16 in a vehicle.
FIG. 19 is a diagram showing an installation mode of the vehicle-mounted camera of FIG. 16 in a vehicle.
[Explanation of symbols]
1 In-vehicle camera device
17, 19 Prism
31 Image sensor
101, 201, 301 imaging lens
102, 202, 203 Imaging lens system
103, 203, 303 Converter lens

Claims

A converter lens that is arranged on the object side of an imaging lens system that forms an image of an imaging target on a predetermined image plane, and converts a field angle characteristic of the imaging lens system into a characteristic suitable for wide-angle shooting,
The object-side surface is a convex or concave surface, the image-side surface is a concave surface, and at least one of the object-side and image-side surfaces is formed by a single lens having an aspherical surface,
The focal length f0 of the entire lens system of the imaging lens system and the converter lens and the focal length f1 of the imaging lens system are:
0.5 <f0 / f1 <1.5
Converter lens that satisfies the relationship.

An imaging lens using the converter lens according to claim 1,
The imaging lens system according to claim 1,
The converter lens;
An imaging lens comprising:

The imaging lens according to claim 2,
The imaging lens, wherein the converter lens has a configuration in which a part thereof is cut out so as to cover only a part of an imaging field of view of the imaging lens system.

An in-vehicle camera device using the imaging lens according to claim 3,
An in-vehicle camera device comprising the imaging lens according to claim 3 and installed in a vehicle to image around the vehicle.

The vehicle-mounted camera device according to claim 4,
The in-vehicle camera device is installed at a vehicle front end or a rear end, and images left and right imaging regions on a vehicle front side or a rear side and an imaging region obliquely below a vehicle front end or a rear end.
The in-vehicle camera device,
Reflection means for reflecting light from the left and right imaging regions and introducing the light into the imaging lens system of the imaging lens;
An image sensor that captures an image formed by the imaging lens;
Further comprising
A part of the imaging field of the imaging lens system is assigned to the left and right imaging areas, the other area is assigned to the obliquely lower imaging area, and the converter lens of the imaging lens is An in-vehicle camera device arranged corresponding to the other area in an imaging field of view.