JP2023103776A - 撮像レンズ系、カメラモジュール、車載システム、移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】コストを抑えながらも、十分な明るさを有する撮像レンズ系、カメラモジュール、車載システム、移動体を提供すること。【解決手段】撮像レンズ系１１は、物体側から順に、物体側面が物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズＬ１、物体側面が物体側に凸面を向けた負のパワーを有する第２レンズＬ２、像側面が像側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカスレンズである第３レンズＬ３、像側面が像側に凹面を向けた負のパワーを有する第４レンズＬ４、正のパワーを有する両凸レンズである第５レンズＬ５、物体側面が物体側に凸面を向けた第６レンズＬ６からなり、以下の条件式（１）～（３）を満足する。ｎｄ１＞１．７７・・・（１）ｎｄ２＞１．７７・・・（２）０．８＜ｆ３／ｆ＜１２．０・・・（３）【選択図】図１

Description

本発明は、撮像レンズ系、カメラモジュール、車載システム、移動体に関する。

近年、車両に搭載される車載用カメラでは、撮像素子の高解像度化が進み、撮像レンズ系にも各種収差の少ない良好な光学性能が求められている。また、当該車載用カメラには、人や物に対する検知機能が付加されてきており、そのような車載用カメラは昼夜問わず当該検知機能を使用することから、Ｆ値の小さい明るい撮像レンズ系が同時に求められている。
例えば、特許文献１には、監視用カメラや車載カメラに搭載される撮像レンズ系であって、７枚のレンズからなり、Ｆ値が１．４の明るい撮像レンズ系が記載されている。

また、特許文献２には、監視用カメラ等に搭載される撮像レンズ系であって、６枚のレンズからなり、Ｆ値が２．８８の撮像レンズ系が記載されている。

また、特許文献３には、監視用カメラや車載カメラに搭載される撮像レンズ系であって、６枚のレンズからなり、Ｆ値が２．２８の撮像レンズ系が記載されている。

特開２０１２－２２０７４１号公報 特開２０１５－１１１１９２号公報 特開２０１７－１０２１８３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された撮像レンズ系は、７枚のレンズからなり、コストが高くなってしまうという問題がある。また、特許文献２、３に記載された撮像レンズ系のＦ値は大きく、明るさが十分ではないため、センサの検知時間が長くなり、自動運転等に求められる瞬時のセンシング機能の要請にこたえることができない。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、コストを抑えながらも、十分な明るさを有する撮像レンズ系、カメラモジュール、車載システム、移動体を提供することを目的とする。

一実施形態の撮像レンズ系は、物体側から像側に向かって順に、物体側面が物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズ、物体側面が物体側に凸面を向けた負のパワーを有する第２レンズ、像側面が像側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカスレンズである第３レンズ、像側面が像側に凹面を向けた負のパワーを有する第４レンズ、正のパワーを有する両凸レンズである第５レンズ、物体側面が物体側に凸面を向けた第６レンズからなり、前記第１レンズのｄ線屈折率をｎｄ１、前記第２レンズのｄ線屈折率をｎｄ２、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、光学系全体の焦点距離をｆと定義したときに、以下の条件式（１）～（３）を満足する。
ｎｄ１＞１．７７・・・（１）
ｎｄ２＞１．７７・・・（２）
０．８＜ｆ３／ｆ＜１２．０・・・（３）

本発明によれば、コストを抑えながらも、十分な明るさを有する撮像レンズ系、カメラモジュール、車載システム、移動体を提供することができる。

実施例１に係るカメラモジュール及び撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例１の撮像レンズ系における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図、倍率色収差である。 実施例２に係るカメラモジュール及び撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例２の撮像レンズ系における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図、倍率色収差である。 実施例３に係るカメラモジュール及び撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例３の撮像レンズ系における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図、倍率色収差である。 実施例４に係るカメラモジュール及び撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例４の撮像レンズ系における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図、倍率色収差である。 実施例５に係るカメラモジュール及び撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例５の撮像レンズ系における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図、倍率色収差である。 実施例６に係るカメラモジュール及び撮像レンズ系の構成を示す断面図である。 実施例６の撮像レンズ系における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図、倍率色収差である。 本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールを備える車載システムが搭載される車両の概略図である。 図１３の車載システムを構成する撮像装置の構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明するが、本実施形態は、特にセンシングシステムにおいて信頼性の高いシステムを実現でき、強靭なインフラの開発に貢献するものであり、国連の提唱する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ：Ｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ Ｇｏａｌｓ）の「９．産業と技術革新の基盤をつくろう」の、「９．１ すべての人々に安価で公平なアクセスに重点を置いた経済発展と人間の福祉を支援するために、地域・越境インフラを含む質の高い、信頼でき、持続可能かつ強靱（レジリエント）なインフラを開発する。」をターゲットとするものである。
（実施の形態１：撮像レンズ系）
実施の形態１に係る撮像レンズ系は、物体側から像側に向かって順に、物体側面が物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズ、物体側面が物体側に凸面を向けた負のパワーを有する第２レンズ、像側面が像側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカスレンズである第３レンズと、像側面が像側に凹面を向けた負のパワーを有する第４レンズ、正のパワーを有する両凸レンズである第５レンズ、物体側面が物体側に凸面を向けた第６レンズとからなる。
また、実施の形態１に係る撮像レンズ系では、第１レンズのｄ線屈折率をｎｄ１、第２レンズのｄ線屈折率をｎｄ２、第３レンズの焦点距離をｆ３、光学系全体の焦点距離をｆと定義したときに、以下の条件式（１）～（３）を満足する。
ｎｄ１＞１．７７・・・（１）
ｎｄ２＞１．７７・・・（２）
０．８＜ｆ３／ｆ＜１２．０・・・（３）

これにより、コストを抑えながらも、十分な明るさを有する撮像レンズ系を提供することができる。
具体的には、第１レンズと第２レンズに屈折率の高い硝材を適用することにより、第１レンズと第２レンズのパワーを強くすることができ、歪曲収差や像面湾曲を補正することができる。そのため、より沢山の光を撮像レンズ系に取り入れることが可能となる。したがって、解像度が十分に高く十分に明るい撮像レンズ系を達成することができる。
また、光学系全体の焦点距離に対し、第３レンズの焦点距離を所定の範囲に制御することにより、光学系全体のパワーに対する第３レンズのパワーを好適な範囲とすることができ、歪曲収差や像面湾曲を補正することができる。そのため、より沢山の光を撮像レンズ系に取り入れることが可能となる。したがって、解像度が十分に高く十分に明るい撮像レンズ系を達成することができる。
また、撮像レンズ系を６枚のレンズから構成でき、コストを低減することができる。よって、コストを抑えながらも、十分な明るさを有する撮像レンズ系及びカメラモジュールを提供することができる。

より具体的には、上記の条件式（１）を満足することにより、第１レンズの正のパワーを強くすることができ、歪曲収差、像面湾曲等の諸収差を補正することができる。換言すれば、第１レンズのｄ線屈折率ｎｄ１が１．７７以下の場合、歪曲収差、像面湾曲等の諸収差を十分に補正することができず、十分な明るさを有する撮像レンズ系を達成することができない。第１レンズのｄ線屈折率ｎｄ１は、好ましくは１．８０より大きく、より好ましくは１．８３より大きく、好適には１．８６より大きい。

また、上記の条件式（２）を満足することにより、第２レンズの負のパワーを強くすることができ、歪曲収差、像面湾曲等の諸収差を補正することができる。換言すれば、第２レンズのｄ線屈折率ｎｄ２が１．７７以下の場合、歪曲収差、像面湾曲等の諸収差を十分に補正することができず、十分な明るさを有する撮像レンズ系を達成することができない。第２レンズのｄ線屈折率ｎｄ２は、好ましくは１．８０より大きく、より好ましくは１．８３より大きく、好適には１．８６より大きい。

また、条件式（３）を満足することにより、光学系全体のパワーに対する第３レンズのパワーを好適な範囲とすることができ、歪曲収差、像面湾曲等の諸収差を補正することができる。ｆ３／ｆが１２．０以上である場合、歪曲収差、像面湾曲等の諸収差を十分に補正できず、十分な明るさを有する撮像レンズ系を達成することができない。一方、ｆ３／ｆが０．８以下である場合、歪曲収差、像面湾曲等の諸収差を過剰に補正することになり、撮像レンズ系の解像度が低下してしまい、そのため、十分な明るさを有する撮像レンズ系を達成することができない。ｆ３／ｆの値は、好ましくは１．０より大きく、より好ましくは１．４より大きく、好適には１．５より大きい。また、ｆ３／ｆの値は、好ましくは１０．１より小さく、より好ましくは９．３より小さく、好適には４．４より小さい。

また、第４レンズのアッベ数をνｄ４と定義したときに、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
νｄ４＜２４・・・（４）
上記の条件式（２）を満足することにより、軸上色収差を補正することができる。そのため、より沢山の光を撮像レンズ系に取り入れることが可能となる。したがって、解像度が十分に高く十分に明るい撮像レンズ系を達成することができる。νｄ４は、より好ましくは１８より小さい。

また、第３レンズの物体側面及び像側面は非球面形状を有し、第６レンズの物体側面及び像側面は非球面形状を有することが好ましい。
第３レンズの物体側面及び像側面が非球面形状を有することにより、主収差を効果的に補正することができ、高解像度を有する撮像レンズ系を実現することができる。
また、第６レンズの物体側面及び像側面が非球面形状を有することにより、主収差を効果的に補正することができ、高解像度を有する撮像レンズ系を実現することができる。

また、第６レンズの焦点距離をｆ６と定義したときに、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
｜ｆ６／ｆ｜＞３．５・・・（５）
上記の条件式（５）を満足することにより、像面湾曲を補正することができ、高解像度を有する撮像レンズ系を実現することができる。具体的には、｜ｆ６／ｆ｜の値が３．５以下の場合、第６レンズのパワーが強くなりすぎ、像面湾曲等の諸収差を過剰に補正することになり、撮像レンズ系の解像度が低下してしまい、そのため、十分な明るさを有する撮像レンズ系を達成することができない。｜ｆ６／ｆ｜の値は、より好ましくは３．８以上である。

また、第５レンズのｄ線における相対屈折率の温度係数をｄＮｄ５／ｄｔと定義したとき、２０℃以上４０℃以下の範囲において、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
ｄＮｄ５／ｄｔ（×１０－６／℃）＜０・・・（６）
条件式（６）を満足することにより、温度変化による撮像レンズ系の全体の焦点距離ｆのズレを抑制することができる。換言すれば、第５レンズの材料として、相対屈折率の温度係数ｄＮｄ５／ｄｔが０未満の硝材を選択することにより、温度変化による撮像レンズ系の全体の焦点距離ｆのズレを補正することができる。具体的には、ｄＮｄ５／ｄｔの値が上記条件式（６）を満たす場合、第５レンズ自体の温度変化によるフォーカスシフト量が、撮像レンズ系のレンズを保持するバレルの線膨張率とホルダの線膨張率との差と、温度変化による第１レンズの物体側のレンズ面から撮像素子の結像面までの距離の変化（フォーカスシフト量）とを相殺することができる。これにより、第５レンズによって、温度変化による撮像レンズ系の全体の焦点距離ｆのズレを補正することができる。ｄＮｄ５／ｄｔは、より好ましくは－０．５未満、好適には－２．０未満である。

また、第３レンズと第４レンズとの間に絞りが配置されることが好ましい。
第３レンズと第４レンズとの間に絞りが配置されることにより、好適な収差補正を行うことができる。絞りが第２レンズと第３レンズとの間に配置される場合、前群は２枚のレンズから構成されることとなり、横収差、像面湾曲等の諸収差を十分に補正することができなくなり、Ｆ値が十分に小さく十分に明るい撮像レンズ系を実現することが難しくなる。また、絞りが第５レンズと第６レンズとの間に配置される場合、後群は１枚のレンズから構成されることとなり、横収差、像面湾曲等の諸収差を十分に補正することができなくなり、Ｆ値が十分に小さく十分に明るい撮像レンズ系を実現することが難しくなる。

また、第４レンズと前記第５レンズとは接合レンズを構成することが好ましい。
第４レンズと前記第５レンズとが接合レンズを構成することにより、当該接合レンズによって軸上色収差及び倍率色収差といった色収差を補正することができる。これにより、解像度が十分に高く十分に明るい撮像レンズ系を達成することができる。

また、第４レンズと第５レンズとから構成される接合レンズの焦点距離をｆ４５と定義したときに、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
１．２＜ｆ４５／ｆ＜２．２・・・（７）
上記の条件式（７）を満足することにより、軸上色収差及び倍率色収差といった色収差を補正することができ、解像度が十分に高く十分に明るい撮像レンズ系を達成することができる。具体的には、ｆ４５／ｆの値が２．２以上の場合、接合レンズの正のパワーが弱くなりすぎ、色収差を十分に補正することができない。一方、ｆ４５／ｆの値が１．２以下の場合、接合レンズの正のパワーが強くなりすぎ、色収差を過剰に補正することになってしまう。ｆ４５／ｆの値は、好ましくは１．２５以上、より好ましくは１．３０以上、好適には１．３５より大きい。また、ｆ４５／ｆの値は、好ましくは２．１０以下、より好ましくは１．６４以下、好適には１．５６以下である。

第１レンズＬ１～第６レンズＬ６は、ガラスで形成されてもよい。なお、第２レンズＬ２～第６レンズＬ６は、プラスチックで形成されてもよい。

（実施の形態２：カメラモジュール）
実施の形態２に係るカメラモジュールは、上述の撮像レンズ系と、当該撮像レンズ系の焦点位置に配置され、撮像レンズ系を通じて集光される光を電気信号に変換する撮像素子と、を備える。これにより、コストを抑えながらも、十分な明るさを有するカメラモジュールを提供することができる。

次に、実施の形態１に係る撮像レンズ系及び実施の形態２に係るカメラモジュールに対応する実施例について、図面を参照して説明する。
（実施例１）
図１は、実施例１のカメラモジュール１０の構成を示す断面図である。具体的には、カメラモジュール１０は、撮像レンズ系１１と、撮像素子１２と、を備える。撮像レンズ系１１と撮像素子１２とは筐体（不図示）に収容されている。

撮像素子１２は、受光した光を電気信号に変換する素子であり、例えば、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサが用いられる。撮像素子１２は、撮像レンズ系１１の結像位置（焦点位置）に配置されている。

実施例１に係る撮像レンズ系１１は、物体側から像側に向かって順に、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３からなる前群Ｇｆと、開口絞り（ＳＴＯＰ）と、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６からなる後群Ｇｒと、からなる。撮像レンズ系１１の結像面はＩＭＧで示されている。第１レンズＬ１～第６レンズＬ６は、ガラスレンズである。
なお、撮像レンズ系１１と撮像素子１２との間には、必要に応じて、光学フィルタ（赤外線カットフィルタ、可視・赤外光バンドバスフィルタ等）が配置される。本明細書では、撮像レンズ系１１と撮像素子１２との間に、赤外線カットフィルタ（ＩＲＣＦ）が配置された例を挙げて説明する。

第１レンズＬ１は、正のパワーを有するガラスレンズである。第１レンズＬ１の物体側面Ｓ１は、物体側に凸面を向けた球面形状を有する。第１レンズＬ１の像側面Ｓ２は、像側に凹面を向けた球面形状を有する。

第２レンズＬ２は、負のパワーを有するガラスレンズである。第２レンズＬ２の物体側面Ｓ３は、物体側に凸面を向けた球面形状を有する。また、第２レンズＬ２の像側面Ｓ４は、像側に凹面を向けた球面形状を有する。

第３レンズＬ３は、正のパワーを有するガラスレンズである。第３レンズＬ３の物体側面Ｓ５は、物体側に凹面を向けた非球面形状を有する。また、第３レンズＬ３の像側面Ｓ６は、像面側に凸面を向けた非球面形状を有する。

絞りＳＴＯＰは、レンズ系のＦ値（Ｆナンバ、Ｆｎｏ）を決める絞りである。絞りＳＴＯＰは、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に配置される。

第４レンズＬ４は、負のパワーを有するガラスレンズである。第４レンズＬ４の物体側面Ｓ９は、物体側に凸面を向けた球面形状を有する。また、第４レンズＬ４の像側面Ｓ１０は、像面側に凹面を向けた球面形状を有する。

第５レンズＬ５は、正のパワーを有するガラスレンズである。第５レンズＬ５の物体側面Ｓ１１は、物体側に凸面を向けた球面形状を有する。また、第５レンズＬ５の像側面Ｓ１２は、像面側に凸面を向けた球面形状を有する。

第６レンズＬ６は、正のパワーを有するガラスレンズである。第６レンズＬ６の物体側面Ｓ１３は、物体側に凸面を向けた非球面形状を有する。また、第６レンズＬ６の像側面Ｓ１４は、像面側に凹面を向けた非球面形状を有する。

第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は、接合レンズを構成している。すなわち、第４レンズＬ４の像側面Ｓ１０と第５レンズＬ５の物体側面Ｓ１１とが接している。第４レンズＬ４と第５レンズＬ５は、軸上厚み０．０２０ｍｍの接着層で接合されている。

赤外線カットフィルタ（ＩＲＣＦ）は、赤外領域の光をカットするためのフィルタである。赤外線カットフィルタは、撮像レンズ系１１の設計時には、撮像レンズ系１１と一体として扱われる。しかし、赤外線カットフィルタは、撮像レンズ系１１の必須の構成要素ではない。赤外線カットフィルタは、第６レンズＬ６の像側に配置されている。
また、赤外線カットフィルタと撮像素子１２との間に、撮像素子１２へのごみ付着防止のため、センサーカバーガラスが配置されてもよい。

表１に、実施例１の撮像レンズ系１１における、各レンズ面のレンズデータを示す。表１では、レンズデータとして、各面の曲率半径（ｍｍ）、中心光軸における面間隔（ｍｍ）、ｄ線に対する屈折率ｎｄ、ｄ線に対するアッベ数νｄを提示している。また、表１において、「＊印」がついた面は、非球面であることを示している。

レンズ面に採用される非球面形状は、ｚをサグ量、ｃを曲率半径の逆数、ｋを円錐係数、ｒを光軸ＯＡからの光線高さとして、４次、６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次の非球面係数をそれぞれα４、α６、α８、α１０、α１２、α１４、α１６としたときに、次式により表わされる。

表２に、実施例１の撮像レンズ系１１において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。なお、表２において、例えば「－１．９１８５２８Ｅ－０６」は、「－１．９１８５２８×１０^－６」を意味する。以下の表についても数値の表現は同様である。

次に、収差について図面を用いて説明する。図２は、実施例１の撮像レンズ系１１における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す。図２に示すように、実施例１の撮像レンズ系１１では、Ｆナンバが１．５６であり、半画角が１８．８°である。
また、図２（Ａ）の縦収差図において、横軸は光線が光軸ＯＡと交わる位置を示し、縦軸は入射瞳上における光線の通過高さを示す。また、図２（Ａ）は、ｄ線、Ｃ線、Ｆ線によるシミュレーション結果を示している。
また、図２（Ｂ）の像面湾曲図において、横軸は光軸ＯＡ方向の距離を示し、縦軸は像高（画角）を示す。また、図２（Ｂ）の像面湾曲図において、Ｓａｇはサジタル光線束における結像位置を示し、Ｔａｎはタンジェンシャル光線束における結像位置を示す。また、図２（Ｂ）は、ｄ線によるシミュレーション結果を示している。
また、図２（Ｃ）の歪曲収差図において、横軸は像の歪曲収差（％）を示し、縦軸は像高（画角）を示す。また、図２（Ｃ）は、ｄ線の光線によるシミュレーション結果を示している。
また、図２（Ｄ）の倍率色収差図において、横軸は倍率色収差量を示し、縦軸は像高（画角）を示す。

（実施例２）
図３は、実施例２に係るカメラモジュール１０を示す断面図である。実施例２に係る撮像レンズ系１１は、実施例１と同様のレンズ構成を有するため、その説明を省略する。以下、実施例２に係る撮像レンズ系１１の特性データについて説明する。

表３に、実施例２に係る撮像レンズ系１１の各レンズ面のレンズデータを示す。表３に示す項目は、表１と同様であるため、その説明を省略する。

表４に、実施例２の撮像レンズ系１１において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表４において、レンズ面に採用される非球面形状は、実施例１と同様の式にて表される。

図４に、実施例２の撮像レンズ系１１における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す。図４に示すように、実施例２の撮像レンズ系１１では、Ｆナンバが１．５８であり、半画角が１９．４°である。図４に示す各収差図についての説明は図２と同様であるため、その説明を省略する。

（実施例３）
図５は、実施例３に係るカメラモジュール１０を示す断面図である。実施例３に係る撮像レンズ系１１は、実施例１と同様のレンズ構成を有するため、その説明を省略する。以下、実施例３に係る撮像レンズ系１１の特性データについて説明する。

表５に、実施例３に係る撮像レンズ系１１の各レンズ面のレンズデータを示す。表５に示す項目は、表１と同様であるため、その説明を省略する。

表６に、実施例３の撮像レンズ系１１において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表６において、レンズ面に採用される非球面形状は、実施例１と同様の式にて表される。

図６に、実施例３の撮像レンズ系１１における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す。図６に示すように、実施例３の撮像レンズ系１１では、Ｆナンバが１．５６であり、半画角が１８．８°である。図６に示す各収差図についての説明は図２と同様であるため、その説明を省略する。

（実施例４）
図７は、実施例４に係るカメラモジュール１０を示す断面図である。実施例４に係る撮像レンズ系１１は、第４レンズＬ４の物体側面Ｓ９が物体側に凹面を向けた球面形状である点が実施例１と異なる。以下、実施例４に係る撮像レンズ系１１の特性データについて説明する。

表７に、実施例４に係る撮像レンズ系１１の各レンズ面のレンズデータを示す。表７に示す項目は、表１と同様であるため、その説明を省略する。

表８に、実施例４の撮像レンズ系１１において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表８において、レンズ面に採用される非球面形状は、実施例１と同様の式にて表される。

図８に、実施例４の撮像レンズ系１１における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す。図８に示すように、実施例４の撮像レンズ系１１では、Ｆナンバが１．５７であり、半画角が１９．２°である。図８に示す各収差図についての説明は図２と同様であるため、その説明を省略する。

（実施例５）
図９は、実施例５に係るカメラモジュール１０を示す断面図である。実施例１と同様のレンズ構成を有するため、その説明を省略する。以下、実施例５に係る撮像レンズ系１１の特性データについて説明する。

表９に、実施例５に係る撮像レンズ系１１の各レンズ面のレンズデータを示す。表９に示す項目は、表１と同様であるため、その説明を省略する。

表１０に、実施例５の撮像レンズ系１１において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表１０において、レンズ面に採用される非球面形状は、実施例１と同様の式にて表される。

図１０に、実施例５の撮像レンズ系１１における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す。図１０に示すように、実施例５の撮像レンズ系１１では、Ｆナンバが１．６０であり、半画角が１９．３°である。図１０に示す各収差図についての説明は図２と同様であるため、その説明を省略する。

（実施例６）
図１１は、実施例６に係るカメラモジュール１０を示す断面図である。実施例６に係る撮像レンズ系１１は、実施例１と同様のレンズ構成を有するため、その説明を省略する。以下、実施例６に係る撮像レンズ系１１の特性データについて説明する。

表１１に、実施例６に係る撮像レンズ系１１の各レンズ面のレンズデータを示す。表１１に示す項目は、表１と同様であるため、その説明を省略する。

表１２に、実施例６の撮像レンズ系１１において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表１２において、レンズ面に採用される非球面形状は、実施例１と同様の式にて表される。

図１２に、実施例６の撮像レンズ系１１における球面収差図（縦収差図）、像面湾曲図、歪曲収差図、倍率色収差図を示す。図１２に示すように、実施例６の撮像レンズ系１１では、Ｆナンバが１．５５であり、半画角が１９．１°である。図１２に示す各収差図についての説明は図２と同様であるため、その説明を省略する。

表１３に、撮像レンズ系１１のＦナンバ、撮像レンズ系１１の全画角、撮像レンズ系１１の光学全長、撮像レンズ系１１の光学系全体の焦点距離ｆ、第１レンズＬ１のｄ線屈折率ｎｄ１、第２レンズＬ２のｄ線屈折率ｎｄ２、ｆ３／ｆの値、第４レンズＬ４のアッベ数νｄ４、ｆ６／ｆの値、ｄＮｄ５／ｄｔの値、ｆ４５／ｆの値、第１レンズＬ１の焦点距離ｆ１、第２レンズＬ２の焦点距離ｆ２、第３レンズＬ３の焦点距離ｆ３、第４レンズＬ４の焦点距離ｆ４、第５レンズＬ５の焦点距離ｆ５、第６レンズＬ６の焦点距離ｆ６、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５の合成焦点距離ｆ４５を示している。表１３において、焦点距離、光学全長の単位はいずれもｍｍである。また、画角の単位は°である。また、表１３に示す焦点距離、全長は、５５０ｎｍの波長の光線を用いて計算した。

実施例１～６において、撮像レンズ系１１は、上記の条件式（１）、（２）の数値範囲を満足している。これにより、第１レンズと第２レンズに屈折率の高い硝材を適用することにより、第１レンズと第２レンズのパワーを強くすることができ、歪曲収差や像面湾曲を補正することができる。また、実施例１～６において、撮像レンズ系は、上記の条件式（３）の数値範囲を満足している。これにより、光学系全体のパワーに対する第３レンズのパワーを好適な範囲とすることができ、歪曲収差や像面湾曲を補正することができる。そのため、より沢山の光を撮像レンズ系に取り入れることが可能となる。したがって、解像度が十分に高く十分に明るい撮像レンズ系を達成することができる。実際、実施例１～６に係る撮像レンズ系１１は、図２、図４、図６、図８、図１０、図１２に示すように、球面収差、歪曲収差、像面湾曲を好適に低減し、結像性能に優れ、高解像度を実現できている。
また、撮像レンズ系を６枚のレンズから構成でき、コストを低減することができる。よって、コストを抑えながらも、十分な明るさを有する撮像レンズ系及びカメラモジュールを提供することができる。

また、実施例１～６において、撮像レンズ系１１は、上記の条件式（４）の数値範囲を満足している。これにより、軸上色収差を補正することができる。そのため、より沢山の光を撮像レンズ系に取り入れることが可能となる。したがって、解像度が十分に高く十分に明るい撮像レンズ系を達成することができる。実際、実施例１～６に係る撮像レンズ系１１は、図２、図４、図６、図８、図１０、図１２に示すように、色収差を好適に低減し、結像性能に優れ、高解像度を実現できている。

また、実施例１～６において、第３レンズＬ３の物体側面及び像側面、並びに第６レンズＬ６の物体側面及び像側面は非球面形状を有している。これにより、主収差を効果的に補正することができ、高解像度を有する撮像レンズ系を実現することができる。実際、実施例１～６に係る撮像レンズ系１１は、図２、図４、図６、図８、図１０、図１２に示すように、各収差を好適に低減し、結像性能に優れ、高解像度を実現できている。

また、実施例１～６において、撮像レンズ系１１は、上記の条件式（５）の数値範囲を満足している。これにより、像面湾曲を補正することができ、高解像度を有し、十分な明るさを有する撮像レンズ系を実現することができる。実際、実施例１～６に係る撮像レンズ系１１は、図２、図４、図６、図８、図１０、図１２に示すように、像面湾曲を好適に低減し、結像性能に優れ、高解像度を実現できている。

また、実施例１～６において、撮像レンズ系１１は、上記の条件式（６）の数値範囲を満足している。これにより、温度変化による撮像レンズ系１１の全体の焦点距離ｆのズレを抑制することができる。表１４に、実施例１～６の撮像レンズ系１１の焦点距離ｆの環境の温度変化に伴うフォーカスシフト量（μｍ）を示す。表１４は、常温２５℃における焦点距離ｆからのフォーカスシフト量が示されている。

表１４に示すように、実施例１～６に係る撮像レンズ系１１の環境の温度変化に伴う焦点距離ｆのフォーカスシフト量は、－４０℃以上１０５℃以下において、±１０μｍ程度に抑えられている。したがって、実施例１～６において、温度変化による撮像レンズ系１１の全体の焦点距離ｆのズレを抑制することができている。

また、実施例１～６において、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に絞りが配置されている。これにより、横収差、像面湾曲等の諸収差を十分に補正することができる。実際、実施例１～６に係る撮像レンズ系１１は、図２、図４、図６、図８、図１０、図１２に示すように、像面湾曲、倍率色収差を好適に低減し、結像性能に優れ、高解像度を実現できている。

また、実施例１～６において、第４レンズＬ４と第５レンズＬ５とは接合レンズを構成している。これにより、当該接合レンズによって軸上色収差及び倍率色収差といった色収差を補正することができる。実際、実施例１～６に係る撮像レンズ系１１は、図２、図４、図６、図８、図１０、図１２に示すように、倍率色収差を好適に低減し、結像性能に優れ、高解像度を実現できている。

また、実施例１～６において、上記の条件式（７）の数値範囲を満足している。これにより、軸上色収差及び倍率色収差といった色収差を補正することができ、解像度が十分に高く十分に明るい撮像レンズ系を達成することができる。実際、実施例１～６に係る撮像レンズ系１１は、図２、図４、図６、図８、図１０、図１２に示すように、倍率色収差を好適に低減し、結像性能に優れ、高解像度を実現できている。

また、カメラモジュール１０が撮像レンズ系１１を備えることにより、カメラモジュール１０のコストを抑えることができ、撮像レンズ系１１が自動運転における画像認識に必要な十分な明るさを有することにより、カメラモジュール１０のセンシングをより高精度にすることができる。

（実施の形態３）
図１３は、実施の形態１又は実施の形態２に係る撮像レンズ系１１とこれを通じて集光される光を電気信号に変換する撮像素子１２とを含む撮像装置５０を備える車載システムが搭載される車両４０の概略図である。図示のように、撮像装置５０は車両４０に搭載することができ、図１３は、車両４０における撮像装置５０の搭載位置を例示する配置例である。車両４０に搭載される撮像装置５０は、車載カメラと呼ぶこともでき、車両４０の種々の場所に設置することができる。例えば、第１の撮像装置５０ａは、車両４０が走行する際の前方を監視するカメラとして、フロントバンパー又はその近傍に配置されてもよい。また、前方を監視する第２の撮像装置５０ｂは、車両４０の車室内のルームミラー（Inner Rearview Mirror）の近傍に配置されてもよい。第３の撮像装置５０ｃは、運転者の運転状況を監視するカメラとしてダッシュボード上又はインスツルメントパネル内等に配置されてもよい。第４の撮像装置５０ｄは、車両４０の後方モニター用に車両４０の後部に設置されてもよい。撮像装置５０ａ、５０ｂはフロントカメラと呼ぶことができる。第３の撮像装置５０ｃは、インカメラと呼ぶことができる。第４の撮像装置５０ｄはリアカメラと呼ぶことができる。撮像装置５０は、これらに限られず、左後ろ側方を撮像する左サイドカメラおよび右後ろ側方を撮像する右サイドカメラ等、種々の位置に設置される撮像装置を含む。

撮像装置５０により撮像された画像の画像信号は、車両４０内の情報処理装置４２および／または表示装置４３等に出力され得る。これらの情報処理装置４２および表示装置４３は、撮像装置５０と共に車載システムを構成する。車両４０内の情報処理装置４２は、撮像装置５０により取得される画像信号を処理し、前記撮像画像の中の各種対象物の認識を認識して運転者の運転を支援する装置を含む。また、情報処理装置４２は、例えば、ナビゲーション装置、衝突被害軽減ブレーキ装置、車間距離制御装置、および、車線逸脱警報装置等を含むが、これらに限定されない。表示装置４３は、情報処理装置４２により処理されて出力される画像を表示するが、撮像装置５０から直接に画像信号を受信することもできる。また、表示装置４３は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ:Liquid Crystal Display）、有機ＥＬ（Electro-Luminescence）ディスプレイ、および、無機ＥＬディスプレイを採用し得るが、これらに限定されない。表示装置４３は、リアカメラ等の運転者から視認しづらい位置の画像を撮像する撮像装置５０から出力された画像信号を、運転者に対して表示することができる。

図１４には、図１３の車載システムを構成する撮像装置５０の構成が示される。図示のように、一実施の形態に係る撮像装置５０は、制御部５２と、記憶部５４と、カメラモジュール１０とを備える。

制御部５２は、カメラモジュール１０を制御するとともに、カメラモジュール１０の撮像素子１２から出力される電気信号を処理する。この制御部５２は例えばプロセッサとして構成されてもよい。また、制御部５２は１つ以上のプロセッサを含んでもよい。プロセッサは、特定のプログラムを読み込ませて特定の機能を実行する汎用のプロセッサ、および、特定の処理に特化した専用のプロセッサを含んでもよい。専用のプロセッサは、特定用途向けＩＣ（Integrated Circuit）を含んでもよい。特定用途向けＩＣは、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）とも称される。プロセッサは、プログラマブルロジックデバイスを含んでもよい。プログラマブルロジックデバイスは、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）とも称される。ＰＬＤは、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）を含んでもよい。制御部５２は、１つ以上のプロセッサが協働するＳｏＣ（System-on-a-Chip）、および、ＳｉＰ（System In a Package）のいずれかであってもよい。

記憶部５４は、撮像装置５０の動作に係る各種情報又はパラメータを記憶する。記憶部５４は、例えば半導体メモリ等で構成されてもよい。記憶部５４は、制御部５２のワークメモリとして機能してもよい。記憶部５４は、撮像画像を記憶してもよい。記憶部５４は、制御部５２が撮像画像に基づく検出処理を行なうための各種パラメータ等を記憶してもよい。記憶部５４は制御部５２に含まれてもよい。

前述したように、カメラモジュール１０は、撮像レンズ系１１を介して結像する被写体像を撮像素子１２で撮像し、撮像した画像を出力する。カメラモジュール１０で撮像された画像は、撮像画像とも称される。

撮像素子１２は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ又はＣＣＤ（Charge Coupled Device）等で構成されてよい。撮像素子１２は、複数の画素が並ぶ撮像面を有する。各画素は、入射した光量に応じて電流又は電圧で特定される信号を出力する。各画素が出力する信号は、撮像データとも称される。

撮像データは、全ての画素についてカメラモジュール１０で読み出され、撮像画像として制御部５２に取り込まれてもよい。全ての画素について読み出された撮像画像は、最大撮像画像とも称される。撮像データは、一部の画素についてカメラモジュール１０で読み出され、撮像画像として取り込まれてもよい。言い換えれば、撮像データは、所定の取り込み範囲の画素から読み出されてもよい。所定の取り込み範囲の画素から読み出された撮像データは、撮像画像として取り込まれてもよい。所定の取り込み範囲は、制御部５２によって設定されてもよい。カメラモジュール１０は、制御部５２から所定の取り込み範囲を取得してもよい。撮像素子１２は、撮像レンズ系１１を介して結像する被写体像のうち所定の取り込み範囲の画像を撮像してもよい。

なお、本発明は上記実施例に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本発明の撮像レンズ系の用途は、車載カメラや監視カメラに限定されるものではなく、携帯電話等の小型電子機器に搭載する等の他の用途にも用いることができる。

１０ カメラモジュール
１１ 撮像レンズ系
１２ 撮像素子
４０ 車両（移動体）
４２ 情報処理装置（処理装置）
４３ 表示装置（出力装置）
５０ 撮像装置
５２ 制御部
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
ＳＴＯＰ 絞り
Ｇｆ 前群
Ｇｒ 後群
ＩＲＣＦ 赤外線カットフィルタ
ＩＭＧ 結像面
ＯＡ 光軸

Claims (11)

1. 物体側から像側に向かって順に、物体側面が物体側に凸面を向けた正のパワーを有する第１レンズ、物体側面が物体側に凸面を向けた負のパワーを有する第２レンズ、像側面が像側に凸面を向けた正のパワーを有するメニスカスレンズである第３レンズ、像側面が像側に凹面を向けた負のパワーを有する第４レンズ、正のパワーを有する両凸レンズである第５レンズ、物体側面が物体側に凸面を向けた第６レンズからなり、
   前記第１レンズのｄ線屈折率をｎｄ１、前記第２レンズのｄ線屈折率をｎｄ２、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、光学系全体の焦点距離をｆと定義したときに、以下の条件式（１）～（３）を満足することを特徴とする、撮像レンズ系。
   ｎｄ１＞１．７７・・・（１）
   ｎｄ２＞１．７７・・・（２）
   ０．８＜ｆ３／ｆ＜１２．０・・・（３）
2. 前記第４レンズのアッベ数をνｄ４と定義したときに、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする、請求項１に記載の撮像レンズ系。
   νｄ４＜２４・・・（４）
3. 前記第３レンズの物体側面及び像側面は非球面形状を有し、
   前記第６レンズの物体側面及び像側面は非球面形状を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の撮像レンズ系。
4. 前記第６レンズの焦点距離をｆ６と定義したときに、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする、請求項１～３の何れか一項に記載の撮像レンズ系。
   ｜ｆ６／ｆ｜＞３．５・・・（５）
5. 前記第５レンズのｄ線における相対屈折率の温度係数をｄＮｄ５／ｄｔと定義したとき、２０℃以上４０℃以下の範囲において、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする、請求項１～４の何れか一項に記載の撮像レンズ系。
   ｄＮｄ５／ｄｔ（×１０^－６／℃）＜０・・・（６）
6. 前記第３レンズと前記第４レンズとの間に絞りが配置されたことを特徴とする、請求項１～５の何れか一項に記載の撮像レンズ系。
7. 前記第４レンズと前記第５レンズとは接合レンズを構成することを特徴とする、請求項１～６の何れか一項に記載の撮像レンズ系。
8. 前記第４レンズと前記第５レンズとから構成される接合レンズの焦点距離をｆ４５と定義したときに、以下の条件式（７）を満足することを特徴とする、請求項１～７の何れか一項に記載の撮像レンズ系。
   １．２＜ｆ４５／ｆ＜２．２・・・（７）
9. 請求項１～８の何れか一項に記載の撮像レンズ系と、前記撮像レンズ系を通じて集光される光を電気信号に変換する撮像素子とを備えることを特徴とするカメラモジュール。
10. 車両に搭載される車載システムであって、
    請求項９に記載のカメラモジュールと、
    前記カメラモジュールの前記撮像素子から出力される撮像画像を処理して、前記撮像画像の中の対象物の認識を行う情報処理装置と、
    を備えることを特徴とする車載システム。
11. 請求項１０に記載の車載システムを搭載した移動体であって、
    前記車載システムは、乗員への情報を出力する出力装置をさらに備え、
    前記情報処理装置は前記対象物の認識情報を前記出力装置に出力するように構成されていることを特徴とする移動体。

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