JP2008275666A - 撮像光学装置および監視カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】光学系のコンパクト化を実現でき、しかも所望の歪み補正を光学系で実現でき、かつ良好な画質および所望の画角を確保することが可能な撮像光学装置および車載カメラに代表される監視カメラを提供する。
【解決手段】撮像光学装置２０は、複数のレンズＬ１〜Ｌ６と光路中に絞りＳＰを有し、複数のレンズ面のうちの一部のレンズ面を撮像面の中心に垂直な光軸に対して偏心させてあり、複数のレンズ面は全て各光軸に対して回転対称な形状を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、複数のレンズ面を備える超広角の撮像光学装置および監視カメラに関し、主に車載カメラで固体撮像素子を用いて路面などを斜め方向から撮像するカメラに好適な撮像光学装置および監視カメラに係り、特に車両後方を視認する広角光学系を適用する車載カメラ等のレンズの構成に関するものである。

車載カメラを車両のリアトランク部等に後ろ向きに設置し、この車載カメラから得られた車両後方の撮像画像を運転者に提示する運転支援装置が普及し始めている。

図２０は、車両に取り付けられた従来の車載カメラの光学系の構成図であって、撮像レンズと撮像素子の関係および路面と車載カメラの関係を表している。

図２０において、カメラ本体Ｍ０は、撮像レンズＧ０、撮像レンズＧ０によって結像させる像面ＩＰ０を有している。この像面ＩＰ０部分に画像を電気信号を変換する撮像素子を備えている。また、カメラ本体Ｍ０の撮像対象の路面Ｒ０である。
撮像レンズＧ０の構成は絞りＳＰ０と諸収差を良好に補正するために複数のレンズＬｎを配置しており、複数のレンズＬｎは絞りＳＰ０中心で、かつ絞りＳＰ０面に対して垂直に通過する光路の経路を基準軸Ｋ０とするとき、基準軸Ｋ０に光軸を合致させた共軸光学系の構成にするのが基本である。

また、車載カメラ用の撮像レンズＧ０は広範囲の被写体の画像を得るべく、非常に広い画角を有する超広角光学系が提案されている（たとえば特許文献１，２，３参照）。

また、路面Ｒと従来の撮像レンズＧ０の基準軸Ｋ０とが垂直でなく傾きを有した状態で撮像する場合、撮像レンズＧ０が理想的なものであっても得られた画像には、いわゆるアオリによる歪みが発生する。

このアオリによる歪みは撮像レンズＧ０の撮像画角が広画角になる程顕著になる。
このアオリによる歪みの発生を防止することのできるレンズ系として、たとえばプロジェクターなどに用いる投射光学系において、自由曲面などを用いた光学系による歪みの発生を防止する方法が種々提案されている。また画像処理によってアオリによる歪みの低減を行うことができる方法も種々提案されている。

特開２００３−１９５１６１号公報 特開２００３−３０７６７４号公報 特開２００４−０２９２８２号公報

画像処理を用いたアオリによる歪みの低減を行うと、車載用カメラでは動画として常に画像を撮像し続けるものであるため、画像処理にかかる負担が大きくなる。さらに画像処理を行うとその分画質が劣化してしまうため、運転者が車両後方の状況を正しく掴むことが困難となる。

一方、自由曲面を用いた光学系はアオリによる歪みを画質の劣化なく補正することが可能であるが、回転対称系でないレンズおよび鏡面を製作することが難しく、コストも高くなる。
また、車載用カメラの場合、アオリによる歪みを完全に除去してしまうと画像に違和感を生じてしまい、運転者が車両後方の状況を正しく掴むことが困難となる。

また、特許文献１、２、および３に記載するような基準軸Ｋに対して複数のレンズの光軸を合致させた共軸光学系では製作は比較的容易だが、アオリによる歪みの除去が行えていないため運転者が車両後方の状況を正しく掴むことが困難となる。

本発明は、光学系のコンパクト化を実現でき、しかも所望の歪み補正を光学系で実現でき、かつ良好な画質および所望の画角を確保することが可能な撮像光学装置および車載カメラに代表される監視カメラを提供することにある。

本発明の第１の観点は、複数のレンズ面を備える超広角の撮像光学装置であって、前記複数のレンズ面のうちの一部のレンズ面を絞り中心で、かつ絞り面に対して垂直な光軸に対して偏心させている。

好適には、前記複数のレンズ面は全て各光軸に対して回転対称な形状を有する。

好適には、絞り中心で、かつ絞り面に対して垂直に通過する光路の経路を基準軸とするとき、少なくとも１つのレンズが前記基準軸に対して傾き偏心を生じているレンズ面と基準軸とのなす角度をθとしたとき、下記条件式を満足する。
−５° ＜ θ ＜ ＋５°

好適には、画像を電気信号に変換する撮像素子に像を結像することを対象にした撮像レンズを形成し、前記撮像素子の長辺方向の画角をωＨとするとき、以下の条件式を満足する。
ωＨ ＞ １１０°

好適には、最も物体側の第１レンズは物体側に凸となるメニスカス形状のガラスレンズである。

好適には、前記複数のレンズのうち、少なくとも１面に非球面を有する。
また好適には、前記複数のレンズのうち、少なくとも１枚はプラスチックレンズを有する。

本発明の第２の観点は、監視カメラであって、複数のレンズ面を備える超広角の撮像光学装置を有し、前記撮像光学装置は、前記複数のレンズ面のうちの一部のレンズ面を撮像面の中心に垂直な光軸に対して偏心させている。
好適には、監視カメラは車両に搭載されている。

本発明によれば、光学系のコンパクト化を図りつつ、所望の歪み補正を光学系で実現でき、かつ良好な画質および所望の画角が得られる利点がある。

以下、図面に関連付けて本発明の撮像光学装置およびそれを用いた監視カメラとしての車載カメラの実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る撮像光学装置が採用される車載カメラの配置例を示す図である。図２は、本実施形態に係る車載カメラによる撮像状態を一般的な魚眼レンズによる撮像状態を比較して示す図である。

一般に、自動車１００の後部は運転者にとって死角となることから、図１に示すように、車体１０１の後部（Ｒ）のバンパー１０２の近傍に車載監視カメラ１０が載置される。車載カメラ１０は、撮像方向が路面Ｒ側（下向き）となるように取り付けられる。車載カメラ１０には、複数のレンズ群２１と撮像素子２２とを含む撮像光学装置２０が装備されている。
このような車載監視カメラシステムにおいては、たとえば、運転者がギアをリア（バック）にセットしたときに車載監視カメラ１０を作動させ、車体後部周辺の映像を得、この映像を車内に設置したモニタに表示させる。

本実施形態に係る撮像光学装置２０は、以下に詳述するように、複数のレンズ面を備える超広角機能を有し、複数のレンズ面のうちの一部のレンズ面を撮像面の中心に垂直な光軸に対して偏心させてある。そして、複数のレンズ面は全て各光軸に対して回転対称な形状を有している。
たとえば駐車ラインが引かれた駐車スペースを撮像すると、一般的な魚眼レンズで撮影した駐車ラインは図２中の破線で示すように、実態とはかけ離れた映像となるが、このような撮像光学装置２０で撮像すると、図２中の実線で示すように、実態に即した映像を得ることが可能となる。

以下、本撮像光学装置２０の第１〜第４の実施形態について説明した後、撮像レンズ系の特徴的な構成および機能について説明する。

＜第１実施形態＞
図３は、第１の実施形態において絞り面に対して垂直に通過する光路の経路（基準軸Ｋ）をＺ軸とする３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を定義したときに、Ｚ軸（基準軸Ｋ）を通るＹＺ平面で縦断した断面図である。
図４は、第１の実施形態においてその座標系におけるＺ軸（基準軸Ｋ）を通るＸＺ平面で縦断した断面図ある。
なお、図において、Ｘ軸方向は像面ＩＰの長辺方向に相当し、Ｙ軸方向はその短辺方向に相当する。
図５は、本第１の実施形態の撮像レンズの横収差図である。図６は、本第１の実施形態の撮像レンズの歪曲状態の説明図である。本第１の実施形態は焦点距離１．５１ｍｍ、Ｆナンバー２．７、光軸から撮像面における最大像高は２．３０ｍｍの撮像レンズである。

本第１の実施形態のレンズ断面図において、左方は被写体側（物体側）ＯＢＪＳで、右方が像面ＩＰ側（結像面側）である。
レンズ断面図において、撮像レンズＧ１は、物体側に凸となるメニスカス形状のガラスレンズである第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６の複数のレンズにより構成されている。本例では、開口絞ＳＰは、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間の光路中に位置している。

＜第２実施形態＞
図７は、第２の実施形態において絞り面に対して垂直に通過する光路の経路（基準軸Ｋ）をＺ軸とする３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を定義したときに、Ｚ軸（基準軸Ｋ）を通るＹＺ平面で縦断した断面図である。
図８は、第２の実施形態において、その座標系におけるＺ軸（基準軸Ｋ）を通るＸＺ平面で縦断した断面図ある。
なお、図において、Ｘ軸方向は像面ＩＰの長辺方向に相当し、Ｙ軸方向はその短辺方向に相当する。
図９は、本第２の実施形態の撮像レンズの横収差図である。図１０は、本第２の実施形態の撮像レンズの歪曲状態の説明図である。本第２の実施形態は焦点距離１．２２ｍｍ、Ｆナンバー３．０、光軸から撮像面における最大像高は２．３０ｍｍの撮像レンズである。

本第２の実施形態のレンズ断面図において、左方は被写体側（物体側）ＯＢＪＳで、右方が像面ＩＰ側（結像面側）である。
レンズ断面図において、撮像レンズＧ１Ａは、物体側に凸となるメニスカス形状のガラスレンズである第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４の複数のレンズにより構成されている。本例では、開口絞りＳＰは、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間の光路中に位置している。

＜第３実施形態＞
図１１は、第３の実施形態において絞り面に対して垂直に通過する光路の経路（基準軸Ｋ）をＺ軸とする３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を定義したときに、Ｚ軸（基準軸Ｋ）を通るＹＺ平面で縦断した断面図である。
図１２は、第３の実施形態においてその座標系におけるＺ軸（基準軸Ｋ）を通るＸＺ平面で縦断した断面図ある。
なお、図において、Ｘ軸方向は像面ＩＰの長辺方向に相当し、Ｙ軸方向はその短辺方向に相当する。
図１３は、本第３の実施形態の撮像レンズの横収差図である。図１４は本第３の実施形態の撮像レンズの歪曲状態の説明図である。本第３の実施形態は、焦点距離１．５６ｍｍ、Ｆナンバー２．９、光軸から撮像面における最大像高は２．３０ｍｍの撮像レンズである。

本第３の実施形態のレンズ断面図において、左方は被写体側（物体側）ＯＢＪＳで、右方が像面ＩＰ側（結像面側）である。
レンズ断面図において、撮像レンズＧ１Ｂは、物体側に凸となるメニスカス形状のガラスレンズである第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４の複数のレンズにより構成されている。本例では、開口絞りＳＰは、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間の光路中に位置している。

＜第４実施形態＞
図１５は、第４の実施形態において絞り面に対して垂直に通過する光路の経路（基準軸Ｋ）をＺ軸とする３次元座標系（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を定義したときに、Ｚ軸（基準軸Ｋ）を通るＹＺ平面で縦断した断面図である。
図１６は、第４の実施形態においてその座標系におけるＺ軸（基準軸Ｋ）を通るＸＺ平面で縦断した断面図ある。
なお、図において、Ｘ軸方向は像面ＩＰの長辺方向に相当し、Ｙ軸方向はその短辺方向に相当する。
図１７は、本第４の実施形態４の撮像レンズの横収差図である。図１８は、本第４の実施形態の撮像レンズの歪曲状態の説明図である。本第４の実施形態は、焦点距離１．６４ｍｍ、Ｆナンバー３．０、光軸から撮像面における最大像高は２．３０mmの撮像レンズである。

本第４の実施形態のレンズ断面図において、左方は被写体側（物体側）ＯＢＪＳで、右方が像面ＩＰ側（結像面側）である。
レンズ断面図において、撮像レンズＧ１Ｃは、物体側に凸となるメニスカス形状のガラスレンズである第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５の複数のレンズにより構成されている。本例では、開口絞りＳＰは、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間の光路中に位置している。

以上の各実施形態において、路面Ｒは被写体側に位置しており、撮像レンズＧ１,Ｇ１Ａ〜Ｇ１Ｃおよび基準軸Ｋは路面Ｒに対してＹ方向に傾いて取り付けている。
また、Ｇは水晶ローパスフィルターや撮像素子を保護する保護ガラス、赤外カットフィルター等に対応して設計上設けられたガラスブロックを示している。
像面ＩＰは、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の画像を電機信号に変換する固体撮像素子２２の感光面が配置される。

図５、図９、図１３、および図１７の横収差図はｄ線（587.56nm）およびｇ線(435.835nm)を表示しており、図１９に示すように、像面ＩＰの撮像領域の複数の点Ｆ１〜Ｆ７において、路面Ｒから像面ＩＰに光線を追跡したときのものである。
評価対象点Ｆ１は、像面ＩＰに対してその像面ＩＰの中心点とし、評価対象点Ｆ２〜Ｆ７は、Ｆ１を原点とする２次元座標系（ｘ、ｙ）を定義した場合において、第１象限および第３象限に属する受光領域の対角位置を直線で結んだときに、原点Ｆ１を中心とした像面ＩＰの短辺方向を結ぶ接円と交わる位置をＦ２、Ｆ３とし、原点Ｆ１を中心として像面ＩＰの長辺方向を結ぶ接円と交わる位置をＦ４、Ｆ５とし、原点Ｆ１を中心として像面の対角位置を結ぶ接円と交わる位置をＦ６、Ｆ７とした点である。

歪曲収差は路面Ｒから像面ＩＰに光線を追跡したときの投影像そのものを示している。

無限遠物体から近距離物体へのフォーカスは、本実施形態ではパンフォーカスの位置で固定しており、撮像レンズＧ１の繰り出しは行っていないが、撮像レンズＧ１を物体側へ繰り出すまたは撮像レンズＧ１を構成する複数のレンズの内、一部を繰り出すことによって行っても良い。

以下、本実施形態の撮像レンズの構成とその作用について説明する。以下の説明では、撮像レンズとしては代表して符号Ｇ１を用いる。

本実施形態の撮像レンズＧ１は、基準軸Ｋに対して少なくとも１つのレンズ面が傾き偏心または平行偏心している。
このように構成することによって、路面Ｒと撮像レンズＧ１とが傾いていることで生じる台形歪みを適度に補正している。

そして、撮像レンズＧ１は物体側から像側の順に、第１レンズＬ１は像側の面に比べて物体側の面の屈折力の絶対値が小さい物体側の面が凸形状でかつ像側の面が物体側に凸形状になるようなメニスカス形状のガラスレンズにより形成されている。
このように、第１レンズＬ１をガラスレンズにすることで、車載監視カメラの厳しい環境性能を満足することができる。

また、撮像レンズＧ１を構成する複数のレンズの全ての面は各々のレンズの光軸に対して回転対称の面形状により形成されている。
このようにレンズ面を全て回転対称の面形状にすることで製造難易度を下げることができ、かつ精度良いレンズを作成することができ、結果として量産時の光学性能を良好にしている。

また、本実施形態の撮像レンズＧ１には、少なくとも１枚はプラスチック（樹脂）レンズを有している。
プラスチックレンズはガラスレンズに比べて成型の安定性および重量、コストの観点から優れているため、車載カメラの厳しい環境性能を満足できる限り使用したレンズ構成とした。またプラスチックレンズは成型のためローコストながら非球面化が容易である。

この非球面化が容易であるプラスチックレンズの特徴を活かして、本実施形態では撮像レンズＧ０を構成する複数のレンズのうち、少なくとも１面を非球面化し、良好な結像特性を得ている。

さらに、プラスチックレンズは成型のため、量産時も繰り返し精度が高く、１枚のレンズを構成する物体側の面と像側の面との傾き偏心および平行偏心を与えても安定した性能が得られる。
本実施形態では、プラスチックレンズのゲートカット位置を基準としてＹ軸方向に傾き偏心および平行偏心を与えている。

また、ガラスレンズに関しては、本実施形態では１枚のレンズでは偏心を与えていないレンズとし、レンズを保持する保持枠のレンズ当てつけ部を工夫することで偏心を与えている。
具体的には、レンズの当てつけ部および勘合部のＹ軸方向部分に接着テープを貼り、ガラスレンズを組み込むことで、レンズ単体でのＹ軸方向の傾き偏心および平行偏心を与えている。

なお、今回は保持枠に接着テープを貼り付けて偏心を発生させたが、保持枠を樹脂材で構成し、金型の作製時にあらかじめ偏心を持たせる保持枠としても良い。

また、プラスチックレンズもガラスレンズ同様にレンズを保持する保持枠による偏心を持たせる構成にしても良い。

さらに、ガラスレンズもプラスチックレンズ同様に成型品とし、型自身に傾き偏心および平行偏心を与えても良い。

以上のように、各レンズを所望の偏心位置と収差補正とを両立するレンズ構成とすることにより、良好な性能を保ちつつ、台形歪みなどの路面Ｒと撮像レンズＧ１とが傾いていることで発生する、所望アオリによる諸収差を良好に補正している。

さらに、本実施形態の撮像レンズＧ１では、最適な車載カメラとして構成するため、また諸収差を良好に補正するために、次の諸条件を満足している。

（１−１）以下は諸収差を良好に補正するために好ましい条件である。
−５° ＜ θ ＜ ＋５° ・・・（条件式１）
ここで、θは基準軸Ｋに対して傾き偏心を生じているレンズ面と基準軸Ｋとのなす角度を示している。

条件式（１）は撮像レンズＧ１を構成する複数のレンズの傾き偏心量を規定する式である。条件式（１）の上限値を超えて傾き偏心を行うと、像面ＩＰの周辺像高での諸収差の補正が困難となり、さらには光学系のコンパクト化の観点からもレンズとレンズとの間にスペースを広く設ける必要があることから好ましくない。同様に下限値を超えても、上限値同様好ましくない。

（１−２）以下は最適な車載カメラとしての構成に好ましい条件である。
ωＨ ＞ １１０° ・・・（条件式２）
ここで、ωＨは像面ＩＰの長辺方向の画角を示している。

条件式（２）は撮像レンズＧ１の水平画角に関する式である。条件式（２）の下限値を超えて水平画角が狭まると、車載カメラとして車両後方の運転者の視界から死角となる領域をカバーできなくなり、車載カメラとして好ましくない。

さらに好ましくは、条件式（２）の数値範囲を、以下の条件式（２ａ）のように設定することにより、車載カメラとしてより好ましい撮影範囲を確保することが可能となる。
ωＨ ＞ １１５° ・・・（条件式２a）

以下に、第１〜第４の実施形態にそれぞれ対応する数値実施例１〜４の数値データを示す。各数値実施例において、ｉは物体側からの面の順序を示し、ｒｉは第ｉ面の曲率半径、ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間隔、ｎｉ、νｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。また、最も像側の２面は水晶ローパスフィルター、保護ガラス等に相当し、設計上設けられたガラスブロックＧである。また、非球面形状は光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてｘとするとき、次式で表される。

ただし、Ｒは近軸曲率半径を、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。

なお、各実施例１〜４においては、レンズ１の各レンズ群を構成する各レンズ、絞り部ＳＰ、並びにガラスブロックＧに対して、図４、図８、図１２、図１６に示すような面番号を付与した。
具体的には、実施例１では、図４に示すように、第１レンズＬ１の物体側面（凸面）を第１番、反対側の凹面を第２番、第２レンズＬ２の物体側面を第３番、像側面を第４番、第３レンズＬ３の物体側面を第５番、像側面を第６番、絞りＳＰを第７番、第４レンズＬ４の絞り側面（凸面）を第８番、第４レンズＬ４の像側面（接合面である第５レンズＬ５の物体側面）を第９番、第５レンズＬ５の像側面を第１０番、第６レンズＬ６の物体側面を第１１番、第６レンズＬ６の像側面を第１２番、ガラスブロックＧの第６レンズＬ６側の面を第１３番、像面ＩＰ側の面を第１４番としている。
実施例２，３では、図８および図１２に示すように、第１レンズＬ１の物体側面（凸面）を第１番、反対側の凹面を第２番、第２レンズＬ２の物体側面を第３番、像側面を第４番、第３レンズＬ３の物体側面を第５番、像側面を第６番、絞りＳＰを第７番、第４レンズＬ４の絞り側面（凸面）を第８番、第４レンズＬ４の像側面を第９番、ガラスブロックＧの第４レンズＬ４側の面を第１０番、像面ＩＰ側の面を第１１番としている。
実施例４では、図１６に示すように、第１レンズＬ１の物体側面（凸面）を第１番、反対側の凹面を第２番、第２レンズＬ２の物体側面を第３番、像側面を第４番、第３レンズＬ３の物体側面を第５番、像側面を第６番、絞りＳＰを第７番、第４レンズＬ４の絞り側面（凸面）を第８番、第４レンズＬ４の像側面を第９番、第５レンズＬ５の物体側面を第１０番、第５レンズＬ５の像側面を第１１番、ガラスブロックＧの第５レンズＬ５側の面を第１２番、像面ＩＰ側の面を第１３番としている。

（実施例１）
表１から表４に実施例１の各数値を示す。
表１は、実施例１におけるレンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径（ｒ：ｍｍ）と間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎ）、アッベ数（ν）を示している。

表２は、実施例１における非球面を含む第２レンズＬ２、および第６レンズＬ６の所定面の非球面係数を示す。表２において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。

表３は、偏心データを示している。

表４は、焦点距離、Ｆナンバー、対角画角、水平画角（ωＨ）、像高、レンズ全長、ＢＦ（バックフォーカス）の各種データを示している。

実施例１によれば、図５に示す本第１の実施形態の撮像レンズの横収差図からもわかるように、高い光学性能が求められ、かつ違和感のない超広角画像の出力に適した撮像レンズが実現できる。

（実施例２）
表５から表８に実施例２の各数値を示す。
表５は、実施例２におけるレンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径（ｒ：ｍｍ）と間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎ）、アッベ数（ν）を示している。

表６は、実施例２における非球面を含む第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第４レンズＬ４の所定面の非球面係数を示す。表６において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。

表７は、偏心データを示している。

表８は、焦点距離、Ｆナンバー、対角画角、水平画角（ωＨ）、像高、レンズ全長、ＢＦ（バックフォーカス）の各種データを示している。

実施例２によれば、図９に示す本第２の実施形態の撮像レンズの横収差図からもわかるように、高い光学性能が求められ、かつ違和感のない超広角画像の出力に適した撮像レンズが実現できる。

（実施例３）
表９から表１２に実施例３の各数値を示す。
表９は、実施例３におけるレンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径（ｒ：ｍｍ）と間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎ）、アッベ数（ν）を示している。

表１０は、実施例３における非球面を含む第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第４レンズＬ４の所定面の非球面係数を示す。表１０において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。

表１１は、偏心データを示している。

表１２は、焦点距離、Ｆナンバー、対角画角、水平画角（ωＨ）、像高、レンズ全長、ＢＦ（バックフォーカス）の各種データを示している。

実施例３によれば、図１３に示す本第３の実施形態の撮像レンズの横収差図からもわかるように、高い光学性能が求められ、かつ違和感のない超広角画像の出力に適した撮像レンズが実現できる。

（実施例４）
表１３から表１６に実施例４の各数値を示す。
表１３は、実施例４におけるレンズの各面番号に対応した各レンズ、絞り、カバーガラスの曲率半径（ｒ：ｍｍ）と間隔（ｄ：ｍｍ）、屈折率（ｎ）、アッベ数（ν）を示している。

表１４は、実施例４における非球面を含む第２レンズＬ２、および第５レンズＬ５の所定面の非球面係数を示す。表１４において、Ｋは円錐定数を、Ａは４次の非球面係数を、Ｂは６次の非球面係数を、Ｃは８次の非球面係数を、Ｄは１０次の非球面係数をそれぞれ表している。

表１５は、偏心データを示している。

表１６は、焦点距離、Ｆナンバー、対角画角、水平画角（ωＨ）、像高、レンズ全長、ＢＦ（バックフォーカス）の各種データを示している。

実施例４によれば、図１７に示す本第４の実施形態の撮像レンズの横収差図からもわかるように、高い光学性能が求められ、かつ違和感のない超広角画像の出力に適した撮像レンズが実現できる。

以上説明したように、本実施形態によれば、固体撮像素子を用いた撮影系、特に路面などを斜め方向から撮像する車載カメラに好適であり、高い光学性能が求められ、かつ違和感のない超広角画像の出力に適した撮像レンズが実現できる。

本実施形態に係る撮像光学装置が採用される車載監視カメラの配置例を示す図である。 本実施形態に係る車載監視カメラによる撮像状態を一般的な魚眼レンズによる撮像状態を比較して示す図である。 本第１の実施形態の撮像レンズのＹＺ方向のレンズ断面図である。 本第１の実施形態の撮像レンズのＸＺ方向のレンズ断面図である。 本第１の実施形態の撮像レンズの収差図である。 本第１の実施形態の撮像レンズのアオリを含む歪曲の説明図である。 本第２の実施形態の撮像レンズのＹＺ方向のレンズ断面図である。 本第２の実施形態の撮像レンズのＸＺ方向のレンズ断面図である。 本第２の実施形態の撮像レンズの収差図である。 本第２の実施形態の撮像レンズのアオリを含む歪曲の説明図である。 本第３の実施形態の撮像レンズのＹＺ方向のレンズ断面図である。 本第３の実施形態の撮像レンズのＸＺ方向のレンズ断面図である。 本第３の実施形態の撮像レンズの収差図である。 本第３の実施形態の撮像レンズのアオリを含む歪曲の説明図である。 本第４の実施形態の撮像レンズのＹＺ方向のレンズ断面図である。 本第４の実施形態の撮像レンズのＸＺ方向のレンズ断面図である。 本第４の実施形態の撮像レンズの収差図である。 本第４の実施形態の撮像レンズのアオリを含む歪曲の説明図である。 本実施形態の撮像レンズの収差図の評価対象点Ｆ１〜Ｆ７の設定方法を説明するための図である。 一般的な車載カメラの光学系の構成図である。

符号の説明

１０・・・車載カメラ（監視カメラ）、Ｇ１，Ｇ１Ａ〜Ｇ１Ｃ・・・撮像レンズ、Ｌ１・・・第１レンズ、Ｌ２・・・第２レンズ、Ｌ３・・・第３レンズ、Ｌ４・・・第４レンズ、Ｌ５・・・第５レンズ、Ｌ６・・・第６レンズ、ＳＰ・・・開口絞り、ＩＰ・・・像面、Ｇ・・・ガラスブロック、Ｋ・・・基準軸、Ｒ・・・路面（物体面）。

Claims (10)

1. 複数のレンズ面を備える超広角の撮像光学装置であって、
   前記複数のレンズ面のうちの一部のレンズ面を絞り中心で、かつ絞り面に対して垂直な光軸に対して偏心させた
   撮像光学装置。
2. 前記複数のレンズ面は全て各光軸に対して回転対称な形状を有する
   請求項１に記載の撮像光学装置。
3. 絞り中心で、かつ絞り面に対して垂直に通過する光路の経路を基準軸とするとき、少なくとも１つのレンズが前記基準軸に対して傾き偏心を生じているレンズ面と基準軸とのなす角度をθとしたとき、下記条件式を満足する
   請求項１または２に記載の撮像光学装置。
   −５° ＜ θ ＜ ＋５°
4. 画像を電気信号に変換する撮像素子に像を結像することを対象にした撮像レンズを形成し、前記撮像素子の長辺方向の画角をωＨとするとき、以下の条件式を満足する
   請求項１から３のいずれか一に記載の撮像光学装置。
   ωＨ ＞ １１０°
5. 最も物体側の第１レンズは物体側に凸となるメニスカス形状のガラスレンズである
   請求項１から４のいずれか一に記載の撮像光学装置。
6. 前記複数のレンズのうち、少なくとも１面に非球面を有する
   請求項１から５のいずれか一に記載の撮像光学装置。
7. 前記複数のレンズのうち、少なくとも１枚はプラスチックレンズを有する
   請求項１から６いずれか一に記載の撮像光学装置。
8. 監視カメラであって、
   複数のレンズ面を備える超広角の撮像光学装置を有し、
   前記撮像光学装置は、
   前記複数のレンズ面のうちの一部のレンズ面を撮像面の中心に垂直な光軸に対して偏心させた
   監視カメラ。
9. 車両に搭載されている
   請求項８に記載の監視カメラ。
10. 前記撮像光学装置は、請求項２から７のいずれか一に記載された撮像光学装置である
    請求項８または９に記載の監視カメラ。

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