JP2015049453A - Imaging lens and on-vehicle camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮影レンズおよび車載カメラに関する。 The present invention relates to a photographing lens and a vehicle-mounted camera.
車載カメラに用いられる撮影レンズが提案されている(特許文献1参照)。 A photographing lens used for an in-vehicle camera has been proposed (see Patent Document 1).
車載カメラでは、ヘッドライトや太陽が撮影画面内に入ってくることが多く、画面内にゴーストが発生して画像情報取得の障害になるという問題があった。 In an in-vehicle camera, there is a problem that headlights and the sun often enter the shooting screen, and a ghost is generated in the screen, resulting in an obstacle to image information acquisition.
(1)請求項1に記載の撮影レンズは、物体側から像側の順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有し、負の屈折力を有する第1レンズと、物体側の面よりも像側の面の曲率半径が小さい形状であり、正の屈折力を有する第2レンズと、開口絞りと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有し、正の屈折力を有する第3レンズと、像側に凸面を向けたメニスカス形状を有し、正の屈折力を有する第4レンズと、から構成され、第3レンズと第4レンズとを構成する面のうち少なくとも1つの面が非球面であることを特徴とする。
(2)請求項7に記載の車載カメラは、請求項1〜6のいずれか一項に記載の撮影レンズを備えることを特徴とする。
(1) The photographic lens described in
(2) An on-vehicle camera according to a seventh aspect includes the photographing lens according to any one of the first to sixth aspects.
本発明によれば、撮影レンズで発生するゴーストを抑えることができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the ghost generated in the photographing lens.
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。図1は、本実施形態に係る撮影レンズ100を備える車載カメラ10の構成を示すブロック図である。車載カメラ10は、たとえば、自動車に搭載され、運転手を撮影して運転手の顔の向きを検知するために用いられる。なお、車載カメラ10の使用用途は一例であり、これに限らなくてよく、たとえば、自動車の前方を撮影するために用いられてもよい。車載カメラ10は、本実施形態に係る撮影レンズ100と、撮像素子101と、制御部102と、記憶部103と、近赤外LED104と、を有する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of an in-
近赤外LED104から出射された近赤外光(たとえば波長850nm〜1000nm)は、運転手を照明する。撮影レンズ100は、上記近赤外光で照明された運転手の像を、撮像素子101上に結像させる。なお、近赤外光で撮影を行うのは、夜間などの暗い状況であっても撮影を可能とするためである。撮像素子101は、たとえばCMOS撮像素子などのイメージセンサであり、撮影レンズ100により結像された像を撮像して、得られた画像信号を制御部102へ出力する。制御部102は、撮像素子101から取得した画像信号に対して所定の画像処理を行って画像データを生成し、記憶部103に記憶する。
Near infrared light (for example, wavelength 850 nm to 1000 nm) emitted from the near
図2は、本実施形態に係る撮影レンズ100の構成を示す断面図である。撮影レンズ100は、物体側から像側の順に、負の屈折力を有する第1レンズL1と、正の屈折力を有する第2レンズL2と、レンズの明るさを決定する開口絞りSと、正の屈折力を有する第3レンズL3と、正の屈折力を有する第4レンズL4とから構成される。第1レンズL1は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する。第2レンズL2は、物体側の面よりも像側の面の曲率半径が小さい形状を有する。第3レンズL3は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する。第4レンズL4は、像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する。第3レンズL3と第4レンズL4とを構成する面のうち、少なくとも1つの面は非球面である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of the
撮影レンズ100では、第4レンズL4を像側に凸面を向けたメニスカス形状を有する正屈折力レンズとすることで、撮像素子面からの反射光を拡散でき、ゴーストの強度を大幅に減らすことができる。
In the
また、撮影レンズ100では、第3レンズL3と第4レンズL4を構成する面のうち少なくとも1つの面を非球面にすることで、球面収差、コマ収差と像面湾曲が補正しやすい位置に非球面を配置して、所望の明るさ、画角、大きさを満足しつつ良好な結像性能を必要最小限のレンズ構成で確保できる。結果として、ゴーストの発生源であるレンズ面を必要最小限で構成することができるので、ゴーストの発生を抑えることができる。
In the photographing
また、撮影レンズ100では、第1レンズL1を物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負屈折力レンズとし、第2レンズL2を物体側の面よりも像側の面の曲率半径が小さい正屈折力レンズとすることで、必要最小限のレンズ構成と必要最小限の非球面レンズを達成している。これにより、低コストを実現することができる。
In the photographing
さらに、本実施形態の撮影レンズ100において、第4レンズL4を構成する面のうち少なくとも1つを非球面にする方が望ましい。こうすることにより、撮影レンズ100の結像性能をより良好に保つことができる。
Furthermore, in the
また、本実施形態の撮影レンズ100において、以下の条件式(1)を満足することが望ましい。
1.5>t3/f>0.4 ・・・(1)
但し、
f:撮影レンズ100の焦点距離
t3:第3レンズL3の中心厚
In the photographing
1.5> t 3 /f>0.4 (1)
However,
f: Focal length of the taking lens 100 t 3 : Center thickness of the third lens L3
条件式(1)の上限値を超えると、第3レンズL3の有効径に対して第3レンズL3の中心厚が大きくなり過ぎてしまい、第3レンズL3の製作工数が増えてコストアップになる。 When the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the center thickness of the third lens L3 becomes too large with respect to the effective diameter of the third lens L3, and the number of manufacturing steps for the third lens L3 increases, resulting in an increase in cost. .
条件式(1)の下限値を超えると、第3レンズL3のメニスカス形状による球面収差と非点収差の補正のバランスが崩れ、中間像高におけるサジタル像面とタンジェンシャル像面の差が大きくなる。 When the lower limit of conditional expression (1) is exceeded, the balance between spherical aberration and astigmatism correction due to the meniscus shape of the third lens L3 is lost, and the difference between the sagittal image plane and the tangential image plane at the intermediate image height increases. .
また、本実施形態の撮影レンズ100において、以下の条件式(2)〜(4)を満足することが望ましい。
2.0>|f1/f|>1.0 ・・・(2)
f3/f>3.0 ・・・(3)
f2>f4 ・・・(4)
但し、
f:撮影レンズ100の焦点距離
f1:第1レンズL1の焦点距離
f2:第2レンズL2の焦点距離
f3:第3レンズL3の焦点距離
f4:第4レンズL4の焦点距離
In the photographing
2.0> | f 1 /f|>1.0 (2)
f 3 /f>3.0 (3)
f 2 > f 4 (4)
However,
f: Focal length of the taking lens 100 f 1 : Focal length of the first lens L 1 f 2 : Focal length of the second lens L 2 f 3 : Focal length of the third lens L 3 f 4 : Focal length of the
条件式(2)の上限値を超えると、所定のバックフォーカスを確保するために第1レンズL1と第2レンズL2の空気間隔を大きくする必要があり、撮影レンズ100が大型化する。
When the upper limit value of conditional expression (2) is exceeded, it is necessary to increase the air gap between the first lens L1 and the second lens L2 in order to ensure a predetermined back focus, and the
条件式(2)の下限値を超えると、第1レンズL1の屈折力が強くなり、撮影レンズ100を小型化できる可能性はあるが、歪曲収差が大きくなる。これを補正するためには第1レンズL1に非球面を採用する必要があるので、コストアップを招く。
When the lower limit of conditional expression (2) is exceeded, the refractive power of the first lens L1 becomes strong, and there is a possibility that the photographing
条件式(3)をはずれて第3レンズL3の屈折力が強くなると、撮影レンズ100において所定の焦点距離を確保するために第4レンズL4の屈折力を弱くしなければならない。その結果、撮影レンズ100の射出瞳位置が近くなり過ぎて画面周辺の光量損失を招く。これは、撮像素子101のマイクロレンズアレイの入射瞳位置を調整すれば解決するが、その場合、マイクロレンズアレイが特注となってコストアップになる可能性が出てくる。
If conditional expression (3) is deviated and the refractive power of the third lens L3 becomes strong, the refractive power of the fourth lens L4 must be weakened to ensure a predetermined focal length in the photographing
条件式(4)をはずれて第2レンズL2の屈折力が強くなると、所定のバックフォーカスを確保するために、第3レンズL3の中心厚を薄くして、第3レンズL3と第4レンズL4との空気間隔を小さくする必要がある。その結果、周辺像高のコマ収差補正が困難になり、かつ、撮影レンズ100の射出瞳位置が近くなり過ぎる。
When the refractive power of the second lens L2 becomes stronger by deviating from the conditional expression (4), the third lens L3 and the fourth lens L4 are made thin by reducing the center thickness of the third lens L3 in order to ensure a predetermined back focus. It is necessary to reduce the air gap between As a result, it becomes difficult to correct the coma aberration of the peripheral image height, and the exit pupil position of the photographing
また、本実施形態の撮影レンズ100において、以下の条件式(5)〜(7)を満足することが望ましい。
−1.2>(r2+r1)/(r2−r1)>−2.0 ・・・(5)
−0.8>(r4+r3)/(r4−r3)>−2.5 ・・・(6)
|(r7+r6)/(r7−r6)|>6.0 ・・・(7)
但し、
r1:第1レンズL1の物体側の面の曲率半径
r2:第1レンズL1の像側の面の曲率半径
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
r6:第3レンズL3の物体側の面の曲率半径
r7:第3レンズL3の像側の面の曲率半径
In the photographing
−1.2> (r 2 + r 1 ) / (r 2 −r 1 )> − 2.0 (5)
−0.8> (r 4 + r 3 ) / (r 4 −r 3 )> − 2.5 (6)
| (R 7 + r 6 ) / (r 7 −r 6 ) |> 6.0 (7)
However,
r 1 : radius of curvature of the object side surface of the first lens L 1 r 2 : radius of curvature of the image side surface of the first lens L 1 r 3 : radius of curvature of the object side surface of the second lens L 2 r 4 : second Radius of curvature of the image side surface of the lens L2 r 6 : radius of curvature of the object side surface of the third lens L3 r 7 : radius of curvature of the image side surface of the third lens L3
条件式(5)の上限を超えると、第1レンズL1の物体側の面の曲率半径r1が大きくなり過ぎて歪曲収差の補正が困難になる。 When the upper limit of the conditional expression (5), correction of distortion becomes difficult curvature radius r 1 of the object-side surface of the first lens L1 becomes too large.
条件式(5)の下限を超えると、第1レンズL1の屈折力を確保するために、第1レンズL1の像側の面の曲率半径r2を小さくする必要が生じ、第1レンズL1の製作工数が増え、コストアップを招く。 If the lower limit of condition (5), in order to secure the refractive power of the first lens L1, necessary to reduce the radius of curvature r 2 of the image-side surface of the first lens L1 occurs, the first lens L1 Manufacturing man-hours increase and cost increases.
条件式(6)の上限を超えると、第2レンズL2の物体側の面の正屈折力が強くなり過ぎ、所定のバックフォーカスを確保できなくなる。 When the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the positive refracting power of the object side surface of the second lens L2 becomes too strong, and a predetermined back focus cannot be secured.
条件式(6)式の下限を超えると、コマ収差補正と球面収差補正をバランスさせることが困難になる。 When the lower limit of conditional expression (6) is exceeded, it becomes difficult to balance coma aberration correction and spherical aberration correction.
条件式(7)をはずれて第3レンズL3の物体側の面の曲率半径r6が第3レンズL3の像側の面の曲率半径r7よりも小さくなり過ぎると、第3レンズL3の物体側の面の曲率中心と第3レンズL3の像側の面の曲率中心が接近し過ぎるので、第3レンズL3の芯取り作業が困難になる。逆に条件式(7)をはずれて第3レンズL3の物体側の面の曲率半径r6が第3レンズL3の像側の面の曲率半径r7よりも大きくなり過ぎると、周辺像高のコマ収差補正が困難になる。 When the curvature radius r 6 of the object side surface of the third lens L3 out the conditional expression (7) becomes too smaller than the radius of curvature r 7 of the image-side surface of the third lens L3, the object of the third lens L3 Since the center of curvature of the side surface and the center of curvature of the image side surface of the third lens L3 are too close, the centering operation of the third lens L3 becomes difficult. When the curvature radius r 6 of the object side surface of the third lens L3 out of the conditional expression (7) is too larger than the curvature radius r 7 of the image-side surface of the third lens L3, the peripheral image height It becomes difficult to correct coma aberration.
また、本実施形態の撮影レンズ100は、波長が850nm〜1000nmの範囲に含まれる近赤外光を結像させることが望ましい。
In addition, it is desirable that the photographing
−実施例−
以下、本実施形態に係る撮影レンズ100の各実施例について説明する。なお、以下の各実施例で説明する表において、OBJは物体面、STOは開口絞り、IMGは像面、面番号に*印が付いた面は非球面を表す。曲率半径「INFINITY」は平面または開口を示す。空気の屈折率は省略している。
-Example-
Hereinafter, each example of the taking
また、各実施例で用いられる非球面は、以下の式(8)で定義される。
z:レンズ面頂点からの光軸方向のサグ量
h:光軸からの距離
c:曲率(曲率半径の逆数)
K:コーニック定数
An:n次の非球面係数
The aspheric surface used in each embodiment is defined by the following formula (8).
z: Sag amount in the optical axis direction from the apex of the lens surface h: Distance from the optical axis c: Curvature (reciprocal of radius of curvature)
K: Conic constant A n : n-order aspheric coefficient
<第1実施例>
まず、第1実施例について説明する。図2は、第1実施例に係る撮影レンズ100の断面図である。上述した構成については説明を省略する。第1実施例に係る撮影レンズ100では、第4レンズL4の物体側の面と像側の面とが非球面となっている。
<First embodiment>
First, the first embodiment will be described. FIG. 2 is a sectional view of the taking
以下の表1に、第1実施例に係る撮影レンズ100の各種データを示す。なお、表1に示す面番号は、図2に示す面番号と対応している。
[表1]
(全体諸元)
焦点距離 3.467 mm
Fナンバー 2.4
最大像高 2.4 mm
(レンズデータ)
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率(d線) アッベ数
OBJ: INFINITY 700.00000
1: 20.68804 1.00000 1.88300 40.76
2: 3.50000 3.00000
3: -47.50922 3.00000 2.00330 28.27
4: -6.81645 0.30000
STO: INFINITY 0.70000
6: 4.41141 2.00000 1.69680 55.53
7: 5.75888 3.00000
*8: -75.00000 1.50000 1.77030 47.40
*9: -5.00895 2.94831
IMG: INFINITY
Table 1 below shows various data of the photographing
[Table 1]
(Overall specifications)
Focal length 3.467 mm
F number 2.4
Maximum image height 2.4 mm
(Lens data)
Surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index (d line) Abbe number
OBJ: INFINITY 700.00000
1: 20.68804 1.00000 1.88300 40.76
2: 3.50000 3.00000
3: -47.50922 3.00000 2.00330 28.27
4: -6.81645 0.30000
STO: INFINITY 0.70000
6: 4.41141 2.00000 1.69680 55.53
7: 5.75888 3.00000
* 8: -75.00000 1.50000 1.77030 47.40
* 9: -5.00895 2.94831
IMG: INFINITY
また、表1のレンズデータに示したように、第4レンズL4の物体側の面(第8面)と像側の面(第9面)とは、非球面である。以下の表2にこれらの非球面における非球面係数の数値を示す。
[表2]
非球面係数 第8面 第9面
K 0.000000 0.000000
A4 -5.593307E-03 5.306234E-04
A6 -1.064014E-03 -8.214012E-04
A8 1.888741E-04 1.452815E-04
A10 -6.433949E-06 -3.660482E-06
A12 0.000000E+00 0.000000E+00
As shown in the lens data in Table 1, the object-side surface (eighth surface) and the image-side surface (ninth surface) of the fourth lens L4 are aspherical surfaces. Table 2 below shows numerical values of the aspheric coefficients in these aspheric surfaces.
[Table 2]
Aspheric coefficient 8th surface 9th surface K 0.000000 0.000000
A 4 -5.593307E-03 5.306234E-04
A 6 -1.064014E-03 -8.214012E-04
A 8 1.888741E-04 1.452815E-04
A 10 -6.433949E-06 -3.660482E-06
A 12 0.000000E + 00 0.000000E + 00
また、第1実施例に係る撮影レンズ100において、上述した条件式(1)〜(7)に関する値は、以下の通りである。以下に示すように、第1実施例に係る撮影レンズ100は、条件式(1)〜(7)を満足するため、上述した効果を得ることができる。
条件式(1) t3/f 0.577
条件式(2) |f1/f| 1.415
条件式(3) f3/f 4.850
条件式(4) f2=7.650 f4=6.904
条件式(5) (r2+r1)/(r2−r1) -1.407
条件式(6) (r4+r3)/(r4−r3) -1.335
条件式(7) |(r7+r6)/(r7−r6)| 7.548
In the photographing
Conditional expression (1) t 3 / f 0.577
Conditional expression (2) | f 1 / f | 1.415
Conditional expression (3) f 3 / f 4.850
Conditional expression (4) f 2 = 7.650 f 4 = 6.904
Conditional expression (5) (r 2 + r 1 ) / (r 2 −r 1 ) −1.407
Conditional expression (6) (r 4 + r 3 ) / (r 4 −r 3 ) −1.335
Conditional Expression (7) | (r 7 + r 6 ) / (r 7 −r 6 ) | 7.548
第1実施例に係る撮影レンズ100における球面収差、非点収差および歪曲収差を図3に示し、コマ収差を図4に示す。図3および図4によれば、第1実施例に係る撮影レンズ100において、各収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることがわかる。
FIG. 3 shows spherical aberration, astigmatism, and distortion in the photographing
なお、第1実施例に係る撮影レンズ100は、近赤外光で最良の結像性能が得られるように設計されている。そのために、図3および図4には波長940nmの光束に対する収差図を示した。しかし、表1で示すバックフォーカスおよび撮影レンズ100の焦点距離と、上記条件式(1)〜(7)の計算に使用する各レンズの焦点距離はd線で規定している。
The taking
<第2実施例>
次に、第2実施例について説明する。図5は、第2実施例に係る撮影レンズ100の断面図である。上述した構成については説明を省略する。第2実施例に係る撮影レンズ100では、第4レンズL4の物体側の面と像側の面とが非球面となっている。また、第2実施例では、第4レンズL4と撮像素子101との間に2枚の平行平面板P1,P2が配置されている。これらの平行平面板P1,P2は、可視光カットフィルタおよびカバーガラスである。
<Second embodiment>
Next, a second embodiment will be described. FIG. 5 is a cross-sectional view of the taking
以下の表3に、第2実施例に係る撮影レンズ100の各種データを示す。なお、表3に示す面番号は、図5に示す面番号と対応している。
[表3]
(全体諸元)
焦点距離 3.451 mm
Fナンバー 2.4
最大像高 2.4 mm
(レンズデータ)
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率(d線) アッベ数
OBJ: INFINITY 700.00000
1: 15.12306 1.00000 1.88300 40.76
2: 3.50000 3.00000
3: -45.03712 3.00000 2.00330 28.27
4: -7.17844 0.30000
STO: INFINITY 0.60000
6: 5.56624 4.30000 1.65160 58.55
7: 5.56671 1.20000
*8: -100.00000 1.10000 1.86400 40.58
*9: -4.55390 1.00000
10: INFINITY 1.10000 1.51680 64.17
11: INFINITY 0.50000
12: INFINITY 0.40000 1.51680 64.17
13: INFINITY 0.84204
IMG: INFINITY
Table 3 below shows various data of the photographing
[Table 3]
(Overall specifications)
Focal length 3.451 mm
F number 2.4
Maximum image height 2.4 mm
(Lens data)
Surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index (d line) Abbe number
OBJ: INFINITY 700.00000
1: 15.12306 1.00000 1.88300 40.76
2: 3.50000 3.00000
3: -45.03712 3.00000 2.00330 28.27
4: -7.17844 0.30000
STO: INFINITY 0.60000
6: 5.56624 4.30000 1.65160 58.55
7: 5.56671 1.20000
* 8: -100.00000 1.10000 1.86400 40.58
* 9: -4.55390 1.00000
10: INFINITY 1.10000 1.51680 64.17
11: INFINITY 0.50000
12: INFINITY 0.40000 1.51680 64.17
13: INFINITY 0.84204
IMG: INFINITY
また、表3のレンズデータに示したように、第4レンズL4の物体側の面(第8面)と像側の面(第9面)とは、非球面である。以下の表4にこれらの非球面における非球面係数の数値を示す。
[表4]
非球面係数 第8面 第9面
K 0.000000 0.000000
A4 -1.948020E-03 2.815286E-03
A6 -2.933776E-03 -2.253020E-03
A8 7.625820E-04 4.607817E-04
A10 -5.648299E-05 -2.382408E-05
A12 0.000000E+00 0.000000E+00
As shown in the lens data of Table 3, the object-side surface (eighth surface) and the image-side surface (ninth surface) of the fourth lens L4 are aspherical surfaces. Table 4 below shows numerical values of the aspheric coefficients in these aspheric surfaces.
[Table 4]
Aspheric coefficient 8th surface 9th surface K 0.000000 0.000000
A 4 -1.948020E-03 2.815286E-03
A 6 -2.933776E-03 -2.253020E-03
A 8 7.625820E-04 4.607817E-04
A 10 -5.648299E-05 -2.382408E-05
A 12 0.000000E + 00 0.000000E + 00
また、第2実施例に係る撮影レンズ100において、上述した条件式(1)〜(7)に関する値は、以下の通りである。以下に示すように、第2実施例に係る撮影レンズ100は、条件式(1)〜(7)を満足するため、上述した効果を得ることができる。
条件式(1) t3/f 1.246
条件式(2) |f1/f| 1.557
条件式(3) f3/f 8.121
条件式(4) f2=8.187 f4=5.493
条件式(5) (r2+r1)/(r2−r1) -1.602
条件式(6) (r4+r3)/(r4−r3) -1.379
条件式(7) |(r7+r6)/(r7−r6)| 23687.128
In the photographing
Conditional expression (1) t 3 / f 1.246
Conditional expression (2) | f 1 / f | 1.557
Conditional expression (3) f 3 / f 8.121
Conditional expression (4) f 2 = 8.187 f 4 = 5.493
Conditional expression (5) (r 2 + r 1 ) / (r 2 −r 1 ) −1.602
Conditional expression (6) (r 4 + r 3 ) / (r 4 −r 3 ) −1.379
Conditional Expression (7) | (r 7 + r 6 ) / (r 7 −r 6 ) | 23687.128
第2実施例に係る撮影レンズ100における球面収差、非点収差および歪曲収差を図6に示し、コマ収差を図7に示す。図6および図7によれば、第2実施例に係る撮影レンズ100において、各収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることがわかる。
FIG. 6 shows spherical aberration, astigmatism and distortion in the taking
なお、第2実施例に係る撮影レンズ100は、近赤外光で最良の結像性能が得られるように設計されている。そのために、図6および図7には波長940nmの光束に対する収差図を示した。しかし、表3で示すバックフォーカスおよび撮影レンズ100の焦点距離と、上記条件式(1)〜(7)の計算に使用する各レンズの焦点距離はd線で規定している。
Note that the taking
<第3実施例>
次に、第3実施例について説明する。図8は、第3実施例に係る撮影レンズ100の断面図である。第3実施例に係る撮影レンズ100では、第4レンズL4の物体側の面と像側の面とが非球面となっている。また、第3実施例では、第4レンズL4と撮像素子101との間に2枚の平行平面板P1,P2が配置されている。これらの平行平面板P1,P2は、可視光カットフィルタおよびカバーガラスである。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment will be described. FIG. 8 is a sectional view of the taking
以下の表5に、第3実施例に係る撮影レンズ100の各種データを示す。なお、表5に示す面番号は、図8に示す面番号と対応している。
[表5]
(全体諸元)
焦点距離 3.451 mm
Fナンバー 2.4
最大像高 2.4 mm
(レンズデータ)
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率(d線) アッベ数
OBJ: INFINITY 700.00000
1: 14.79079 1.00000 1.88300 40.76
2: 3.50000 3.00000
3: -51.56752 3.00000 2.00330 28.27
4: -7.19699 0.30000
STO: INFINITY 0.60000
6: 5.24325 4.00000 1.65160 58.55
7: 5.02891 1.20000
*8: -50.00000 1.20000 1.86400 40.58
*9: -4.32558 1.00000
10: INFINITY 1.10000 1.51680 64.17
11: INFINITY 0.50000
12: INFINITY 0.40000 1.51680 64.17
13: INFINITY 0.81865
IMG: INFINITY
Table 5 below shows various data of the photographing
[Table 5]
(Overall specifications)
Focal length 3.451 mm
F number 2.4
Maximum image height 2.4 mm
(Lens data)
Surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index (d line) Abbe number
OBJ: INFINITY 700.00000
1: 14.79079 1.00000 1.88300 40.76
2: 3.50000 3.00000
3: -51.56752 3.00000 2.00330 28.27
4: -7.19699 0.30000
STO: INFINITY 0.60000
6: 5.24325 4.00000 1.65160 58.55
7: 5.02891 1.20000
* 8: -50.00000 1.20000 1.86400 40.58
* 9: -4.32558 1.00000
10: INFINITY 1.10000 1.51680 64.17
11: INFINITY 0.50000
12: INFINITY 0.40000 1.51680 64.17
13: INFINITY 0.81865
IMG: INFINITY
また、表5のレンズデータに示したように、第4レンズL4の物体側の面(第8面)と像側の面(第9面)とは、非球面である。以下の表6にこれらの非球面における非球面係数の数値を示す。
[表6]
非球面係数 第8面 第9面
K 0.000000 0.000000
A4 -3.626731E-03 1.638367E-03
A6 -2.892586E-03 -2.000042E-03
A8 7.190983E-04 3.852942E-04
A10 -5.958750E-05 -2.264035E-05
A12 0.000000E+00 0.000000E+00
As shown in the lens data in Table 5, the object-side surface (eighth surface) and the image-side surface (ninth surface) of the fourth lens L4 are aspherical surfaces. Table 6 below shows numerical values of the aspheric coefficients in these aspheric surfaces.
[Table 6]
Aspheric coefficient 8th surface 9th surface K 0.000000 0.000000
A 4 -3.626731E-03 1.638367E-03
A 6 -2.892586E-03 -2.000042E-03
A 8 7.190983E-04 3.852942E-04
A 10 -5.958750E-05 -2.264035E-05
A 12 0.000000E + 00 0.000000E + 00
また、第3実施例に係る撮影レンズ100において、上述した条件式(1)〜(7)に関する値は、以下の通りである。以下に示すように、第3実施例に係る撮影レンズ100は、条件式(1)〜(7)を満足するため、上述した効果を得ることができる。
条件式(1) t3/f 1.159
条件式(2) |f1/f| 1.570
条件式(3) f3/f 8.599
条件式(4) f2=8.064 f4=5.415
条件式(5) (r2+r1)/(r2−r1) -1.620
条件式(6) (r4+r3)/(r4−r3) -1.324
条件式(7) |(r7+r6)/(r7−r6)| 47.925
In the photographing
Conditional expression (1) t 3 / f 1.159
Conditional expression (2) | f 1 / f | 1.570
Conditional expression (3) f 3 / f 8.599
Conditional expression (4) f 2 = 8.064 f 4 = 5.415
Conditional expression (5) (r 2 + r 1 ) / (r 2 −r 1 ) −1.620
Conditional expression (6) (r 4 + r 3 ) / (r 4 −r 3 ) −1.324
Conditional Expression (7) | (r 7 + r 6 ) / (r 7 −r 6 ) | 47.925
第3実施例に係る撮影レンズ100における球面収差、非点収差および歪曲収差を図9に示し、コマ収差を図10に示す。図9および図10によれば、第3実施例に係る撮影レンズ100において、各収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることがわかる。
FIG. 9 shows spherical aberration, astigmatism and distortion in the taking
なお、第3実施例に係る撮影レンズ100は、近赤外光で最良の結像性能が得られるように設計されている。そのために、図9および図10には波長940nmの光束に対する収差図を示した。しかし、表5で示すバックフォーカスおよび撮影レンズ100の焦点距離と、上記条件式(1)〜(7)の計算に使用する各レンズの焦点距離はd線で規定している。
The taking
<第4実施例>
次に、第4実施例について説明する。図11は、第4実施例に係る撮影レンズ100の断面図である。第4実施例に係る撮影レンズ100では、第4レンズL4の物体側の面のみが非球面となっている。また、第4実施例では、第4レンズL4と撮像素子101との間に2枚の平行平面板P1,P2が配置されている。これらの平行平面板P1,P2は、可視光カットフィルタおよびカバーガラスである。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view of the taking
以下の表7に、第4実施例に係る撮影レンズ100の各種データを示す。なお、表7に示す面番号は、図11に示す面番号と対応している。
[表7]
(全体諸元)
焦点距離 3.452 mm
Fナンバー 2.4
最大像高 2.4 mm
(レンズデータ)
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率(d線) アッベ数
OBJ: INFINITY 700.00000
1: 11.60670 1.00000 1.88300 40.76
2: 3.50000 3.00000
3: -21.00000 2.90000 2.00330 28.27
4: -7.08842 0.30000
STO: INFINITY 0.70000
6: 4.73871 4.00000 1.58913 61.14
7: 5.26428 1.00000
*8: -200.00000 1.40000 1.85400 40.39
9: -4.54691 1.00000
10: INFINITY 1.10000 1.51680 64.17
11: INFINITY 0.50000
12: INFINITY 0.40000 1.51680 64.17
13: INFINITY 0.93805
IMG: INFINITY
Table 7 below shows various data of the photographing
[Table 7]
(Overall specifications)
Focal length 3.452 mm
F number 2.4
Maximum image height 2.4 mm
(Lens data)
Surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index (d line) Abbe number
OBJ: INFINITY 700.00000
1: 11.60670 1.00000 1.88300 40.76
2: 3.50000 3.00000
3: -21.00000 2.90000 2.00330 28.27
4: -7.08842 0.30000
STO: INFINITY 0.70000
6: 4.73871 4.00000 1.58913 61.14
7: 5.26428 1.00000
* 8: -200.00000 1.40000 1.85400 40.39
9: -4.54691 1.00000
10: INFINITY 1.10000 1.51680 64.17
11: INFINITY 0.50000
12: INFINITY 0.40000 1.51680 64.17
13: INFINITY 0.93805
IMG: INFINITY
また、表7のレンズデータに示したように、第4レンズL4の物体側の面(第8面)は、非球面である。以下の表8に、この非球面における非球面係数の数値を示す。
[表8]
非球面係数 第8面
K 0.000000
A4 -5.545826E-03
A6 5.950405E-04
A8 -2.683160E-04
A10 2.873463E-05
A12 0.000000E+00
Further, as shown in the lens data of Table 7, the object side surface (eighth surface) of the fourth lens L4 is an aspherical surface. Table 8 below shows numerical values of the aspheric coefficients in this aspheric surface.
[Table 8]
Aspheric coefficient 8th surface K 0.000000
A 4 -5.545826E-03
A 6 5.950405E-04
A 8 -2.683160E-04
A 10 2.873463E-05
A 12 0.000000E + 00
また、第4実施例に係る撮影レンズ100において、上述した条件式(1)〜(7)に関する値は、以下の通りである。以下に示すように、第4実施例に係る撮影レンズ100は、条件式(1)〜(7)を満足するため、上述した効果を得ることができる。
条件式(1) t3/f 1.159
条件式(2) |f1/f| 1.745
条件式(3) f3/f 6.107
条件式(4) f2=9.657 f4=5.430
条件式(5) (r2+r1)/(r2−r1) -1.863
条件式(6) (r4+r3)/(r4−r3) -2.019
条件式(7) |(r7+r6)/(r7−r6)| 19.032
In the photographing
Conditional expression (1) t 3 / f 1.159
Conditional expression (2) | f 1 / f | 1.745
Conditional expression (3) f 3 / f 6.107
Conditional expression (4) f 2 = 9.657 f 4 = 5.430
Conditional expression (5) (r 2 + r 1 ) / (r 2 −r 1 ) −1.863
Conditional expression (6) (r 4 + r 3 ) / (r 4 −r 3 ) −2.019
Conditional Expression (7) | (r 7 + r 6 ) / (r 7 −r 6 ) | 19.032
第4実施例に係る撮影レンズ100における球面収差、非点収差および歪曲収差を図12に示し、コマ収差を図13に示す。図12および図13によれば、第4実施例に係る撮影レンズ100において、各収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることがわかる。
FIG. 12 shows spherical aberration, astigmatism and distortion in the photographing
なお、第4実施例に係る撮影レンズ100は、近赤外光で最良の結像性能が得られるように設計されている。そのために、図12および図13には波長940nmの光束に対する収差図を示した。しかし、表7で示すバックフォーカスおよび撮影レンズ100の焦点距離と、上記条件式(1)〜(7)の計算に使用する各レンズの焦点距離はd線で規定している。
The taking
<第5実施例>
次に、第5実施例について説明する。図14は、第5実施例に係る撮影レンズ100の断面図である。第5実施例に係る撮影レンズ100では、第3レンズL3の像側の面のみが非球面となっている。また、第5実施例では、第4レンズL4と撮像素子101との間に2枚の平行平面板P1,P2が配置されている。これらの平行平面板P1,P2は、可視光カットフィルタおよびカバーガラスである。
<Fifth embodiment>
Next, a fifth embodiment will be described. FIG. 14 is a sectional view of the taking
以下の表9に、第5実施例に係る撮影レンズ100の各種データを示す。なお、表9に示す面番号は、図14に示す面番号と対応している。
[表9]
(全体諸元)
焦点距離 3.440 mm
Fナンバー 2.4
最大像高 2.4 mm
(レンズデータ)
面番号 曲率半径 面間隔 屈折率(d線) アッベ数
OBJ: INFINITY 700.00000
1: 28.69721 1.00000 1.833300 40.76
2: 3.50000 3.00000
3: 100.00000 2.90000 2.00330 28.27
4: -7.95414 0.30000
STO: INFINITY 0.70000
6: 8.42804 5.00000 1.65160 58.55
*7: 9.62735 0.50000
8: -25.00000 1.40000 1.86400 40.58
9: -4.49098 1.00000
10: INFINITY 1.10000 1.51680 64.17
11: INFINITY 0.50000
12: INFINITY 0.40000 1.51680 64.17
13: INFINITY 1.74427
IMG: INFINITY
Table 9 below shows various data of the photographing
[Table 9]
(Overall specifications)
Focal length 3.440 mm
F number 2.4
Maximum image height 2.4 mm
(Lens data)
Surface number Curvature radius Surface spacing Refractive index (d line) Abbe number
OBJ: INFINITY 700.00000
1: 28.69721 1.00000 1.833300 40.76
2: 3.50000 3.00000
3: 100.00000 2.90000 2.00330 28.27
4: -7.95414 0.30000
STO: INFINITY 0.70000
6: 8.42804 5.00000 1.65160 58.55
* 7: 9.62735 0.50000
8: -25.00000 1.40000 1.86400 40.58
9: -4.49098 1.00000
10: INFINITY 1.10000 1.51680 64.17
11: INFINITY 0.50000
12: INFINITY 0.40000 1.51680 64.17
13: INFINITY 1.74427
IMG: INFINITY
また、表9のレンズデータに示したように、第3レンズL3の像側の面(第7面)は、非球面である。以下の表10に、この非球面における非球面係数の数値を示す。
[表10]
非球面係数 第7面
K 0.000000
A4 6.459051E-03
A6 -6.621031E-04
A8 9.826798E-05
A10 -8.707881E-06
A12 0.000000E+00
Further, as shown in the lens data of Table 9, the image side surface (seventh surface) of the third lens L3 is an aspherical surface. Table 10 below shows numerical values of the aspheric coefficients in this aspheric surface.
[Table 10]
Aspheric coefficient 7th surface K 0.000000
A 4 6.459051E-03
A 6 -6.621031E-04
A 8 9.826798E-05
A 10 -8.707881E-06
A 12 0.000000E + 00
また、第5実施例に係る撮影レンズ100において、上述した条件式(1)〜(7)に関する値は、以下の通りである。以下に示すように、第5実施例に係る撮影レンズ100は、条件式(1)〜(7)を満足するため、上述した効果を得ることができる。
条件式(1) t3/f 1.454
条件式(2) |f1/f| 1.337
条件式(3) f3/f 11.413
条件式(4) f2=7.444 f4=6.142
条件式(5) (r2+r1)/(r2−r1) -1.278
条件式(6) (r4+r3)/(r4−r3) -0.853
条件式(7) |(r7+r6)/(r7−r6)| 15.055
In the photographing
Conditional expression (1) t 3 / f 1.454
Conditional expression (2) | f 1 / f | 1.337
Conditional expression (3) f 3 / f 11.413
Conditional expression (4) f 2 = 7.444 f 4 = 6.142
Conditional expression (5) (r 2 + r 1 ) / (r 2 −r 1 ) −1.278
Conditional expression (6) (r 4 + r 3 ) / (r 4 −r 3 ) −0.853
Conditional Expression (7) | (r 7 + r 6 ) / (r 7 −r 6 ) | 15.055
第4実施例に係る撮影レンズ100における球面収差、非点収差および歪曲収差を図15に示し、コマ収差を図16に示す。図15および図16によれば、第5実施例に係る撮影レンズ100において、各収差が良好に補正されており、高い光学性能を有していることがわかる。
FIG. 15 shows spherical aberration, astigmatism and distortion in the taking
なお、第5実施例に係る撮影レンズ100は、近赤外光で最良の結像性能が得られるように設計されている。そのために、図15および図16には波長940nmの光束に対する収差図を示した。しかし、表9で示すバックフォーカスおよび撮影レンズ100の焦点距離と、上記条件式(1)〜(7)の計算に使用する各レンズの焦点距離はd線で規定している。
The taking
以上説明した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
撮影レンズ100は、物体側から像側の順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有し、負の屈折力を有する第1レンズL1と、物体側の面よりも像側の面の曲率半径が小さい形状であり、正の屈折力を有する第2レンズL2と、開口絞りSと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有し、正の屈折力を有する第3レンズL3と、像側に凸面を向けたメニスカス形状を有し、正の屈折力を有する第4レンズL4と、から構成され、第3レンズL3と第4レンズL4とを構成する面のうち少なくとも1つの面が非球面であるようにした。このような構成により、撮影レンズ100で発生するゴーストを抑えることができ、ヘッドライトなどの高輝度の物体が撮影画面内に入ってもゴーストを目立たなくすることができる。特に、撮像素子面で反射した光が撮影レンズ100のレンズ面で反射して撮像素子面に戻ってくる光は、撮像素子面の反射率が高いために、撮影レンズ100内の2面反射ゴ−ストに比べて数十倍も明るいゴーストになる。これに対して、本実施形態の撮影レンズ100では、第4レンズL4によって撮像素子面からの反射光を拡散できるので、ゴーストの強度を減らすことができる。また、本実施形態の撮影レンズ100では、第3レンズL3と第4レンズL4を構成する面のうち少なくとも1つの面を非球面にすることで、ゴーストの発生源であるレンズ面を必要最小限で構成することができるので、ゴーストの発生を抑えることができる。
According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
The taking
−変形例−
上述した実施の形態では、撮影レンズ100が近赤外光での撮影に用いられる例について説明したが、これに限らなくてよく、可視光での撮影に用いられるようにしてもよい。この場合は、可視光で最良の結像性能を有するように撮影レンズを設計すればよい。
-Modification-
In the above-described embodiment, the example in which the photographing
上記では、種々の実施例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments have been described above, the present invention is not limited to these contents. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.
10…車載カメラ、100…撮影レンズ、101…撮像素子、L1…第1レンズ、L2…第2レンズ、L3…第3レンズ、L4…第4レンズ、S…開口絞り
DESCRIPTION OF
Claims (7)
物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有し、負の屈折力を有する第1レンズと、
物体側の面よりも像側の面の曲率半径が小さい形状であり、正の屈折力を有する第2レンズと、
開口絞りと、
物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有し、正の屈折力を有する第3レンズと、
像側に凸面を向けたメニスカス形状を有し、正の屈折力を有する第4レンズと、
から構成され、
前記第3レンズと前記第4レンズとを構成する面のうち少なくとも1つの面が非球面であることを特徴とする撮影レンズ。 From the object side to the image side,
A first lens having a meniscus shape with a convex surface facing the object side and having negative refractive power;
A second lens having a shape in which the radius of curvature of the image side surface is smaller than the object side surface and having a positive refractive power;
An aperture stop,
A third lens having a meniscus shape with a convex surface facing the object side and having a positive refractive power;
A fourth lens having a meniscus shape with a convex surface facing the image side and having a positive refractive power;
Consisting of
A photographic lens, wherein at least one of the surfaces constituting the third lens and the fourth lens is an aspherical surface.
前記第4レンズを構成する面のうち少なくとも1つの面が非球面であることを特徴とする撮影レンズ。 The photographic lens according to claim 1,
A photographing lens, wherein at least one of the surfaces constituting the fourth lens is an aspherical surface.
以下の条件式(1)を満足することを特徴とする撮影レンズ。
1.5>t3/f>0.4 ・・・(1)
但し、
f:前記撮影レンズの焦点距離
t3:前記第3レンズの中心厚 The photographic lens according to claim 1 or 2,
A photographic lens characterized by satisfying the following conditional expression (1):
1.5> t 3 /f>0.4 (1)
However,
f: Focal length of the taking lens t 3 : Center thickness of the third lens
以下の条件式(2)〜(4)を満足することを特徴とする撮影レンズ。
2.0>|f1/f|>1.0 ・・・(2)
f3/f>3.0 ・・・(3)
f2>f4 ・・・(4)
但し、
f:前記撮影レンズの焦点距離
f1:前記第1レンズの焦点距離
f2:前記第2レンズの焦点距離
f3:前記第3レンズの焦点距離
f4:前記第4レンズの焦点距離 In the photographic lens according to any one of claims 1 to 3,
A photographic lens characterized by satisfying the following conditional expressions (2) to (4):
2.0> | f 1 /f|>1.0 (2)
f 3 /f>3.0 (3)
f 2 > f 4 (4)
However,
f: focal length of the taking lens f 1 : focal length of the first lens f 2 : focal length of the second lens f 3 : focal length of the third lens f 4 : focal length of the fourth lens
以下の条件式(5)〜(7)を満足することを特徴とする撮影レンズ。
−1.2>(r2+r1)/(r2−r1)>−2.0 ・・・(5)
−0.8>(r4+r3)/(r4−r3)>−2.5 ・・・(6)
|(r7+r6)/(r7−r6)|>6.0 ・・・(7)
但し、
r1:前記第1レンズの物体側の面の曲率半径
r2:前記第1レンズの像側の面の曲率半径
r3:前記第2レンズの物体側の面の曲率半径
r4:前記第2レンズの像側の面の曲率半径
r6:前記第3レンズの物体側の面の曲率半径
r7:前記第3レンズの像側の面の曲率半径 The photographic lens according to claim 4,
A photographic lens characterized by satisfying the following conditional expressions (5) to (7):
−1.2> (r 2 + r 1 ) / (r 2 −r 1 )> − 2.0 (5)
−0.8> (r 4 + r 3 ) / (r 4 −r 3 )> − 2.5 (6)
| (R 7 + r 6 ) / (r 7 −r 6 ) |> 6.0 (7)
However,
r 1 : radius of curvature of the object side surface of the first lens r 2 : radius of curvature of the image side surface of the first lens r 3 : radius of curvature of the object side surface of the second lens r 4 : the first Radius of curvature of the image side surface of the two lenses r 6 : radius of curvature of the object side surface of the third lens r 7 : radius of curvature of the image side surface of the third lens
波長が850nm〜1000nmの範囲に含まれる近赤外光を結像させることを特徴とする撮影レンズ。 In the photographing lens according to any one of claims 1 to 5,
An imaging lens, wherein near-infrared light having a wavelength in the range of 850 nm to 1000 nm is imaged.
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