JP4947700B2

JP4947700B2 - 広角撮像レンズ、撮像装置、およびカメラモジュール

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Publication number: JP4947700B2
Application number: JP2006255409A
Authority: JP
Inventors: 博充山川; 隆鈴木
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-09-21
Filing date: 2006-09-21
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2026-09-21
Also published as: US20080074761A1; EP1903368A3; EP1903368A2; JP2008076716A; US7595938B2; EP1903368B1; CN100507631C; ATE534928T1; CN101149465A

Description

本発明は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子を用いた車載カメラ、携帯電話用カメラ、および監視カメラ等に搭載される広角撮像レンズ、ならびにその広角撮像レンズにより形成された光学像を撮像信号に変換する撮像装置およびカメラモジュールに関する。

監視カメラや車載カメラでは、広い範囲の撮影を行うために、広い画角を有する超広角タイプの撮像レンズが用いられる。超広角化を実現するためには、レンズ枚数が多くなりがちであるが、特許文献１ないし４には、非球面レンズを有効に用いることで、良好な光学性能を維持しつつ、全体として６枚という比較的少ないレンズ枚数で小型化および軽量化の図られた広角レンズが開示されている。特許文献１ないし４に記載の広角レンズは、開口絞りを挟んで前側に第１ないし第３レンズを配置すると共に、像側に第４ないし第６レンズを配置した構成とされている。これらの広角レンズでは、色収差の補正のために接合レンズが用いられている。特に、特許文献１ないし３に記載の広角レンズでは、開口絞りに近い第４レンズおよび第５レンズが接合レンズとなっている。また、第４レンズは負レンズ、第５レンズは正レンズとしている。特許文献４に記載の広角レンズでは、開口絞りから離れた位置にある第５レンズおよび第６レンズを接合レンズとしている。また、第５レンズは負のメニスカスレンズ、第６レンズは両凸レンズとしている。また、特許文献４に記載の広角レンズでは、最も像側の面（第６レンズの像側の面）を非球面形状としている。
特開２００３−２３２９９８号公報特開２００５−２２１９２０号公報特開２００６−１１９３６８号公報特許第２５９９３１２号公報

しかしながら、上記各特許文献に記載の広角レンズは、最大画角が１５０°前後であり、さらなる広角化の図られたレンズ、例えば最大画角が１８０°以上の超広角化の図られたレンズの実現が望まれている。この場合において、レンズ枚数を増やすことなく、小型かつ軽量な構成を保ったままであることが望ましい。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、良好な光学性能を維持しつつ、小型かつ軽量で、監視用途や車載用途等に適した超広角化を実現できる広角撮像レンズ、ならびにその広角撮像レンズを搭載して高解像の撮像信号を得ることができる撮像装置およびカメラモジュールを提供することにある。

本発明の広角撮像レンズは、物体側から順に、正の屈折力を有する第１群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２群とからなり、第１群が、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである第１レンズと、像側の面が凹形状である負の第２レンズと、像側の面が像側に凸形状である正の第３レンズとから構成され、第２群が、物体側から順に、像側の面が像側に凸形状である正の第４レンズと、両凹形状の負の第５レンズと、正の第６レンズとから構成されているものである。かつ、下記条件式を満足するものである。
−４．０＜ｆ２／ｆ＜−２．０ ……（１）
３．５＜ｆ３／ｆ＜６．０ ……（２）
−２．５＜ｆ５／ｆ＜−１．５ ……（３）
３．０＜ｆｂ／ｆ＜５．０ ……（４）
−３．０＜ｆ１２／ｆ＜−１．２ ……（５）
ただし、ｆは全系の焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｆ３は第３レンズの焦点距離、ｆ５は第５レンズの焦点距離、ｆｂは第２群の合成焦点距離、ｆ１２は第１レンズと第２レンズとの合成焦点距離とする。

本発明の広角撮像レンズでは、全体として６枚という比較的少ないレンズ枚数で、各レンズの形状および屈折力が適切なものとされることで、良好な光学性能を維持しつつ、小型かつ軽量化が容易となる。また、監視用途や車載用途等に適した超広角化を実現しやすくなる。特に、条件式（１）〜（５）を満足することで、各レンズ間のパワーバランスが最適化され、軸上および倍率の色収差を始めとした諸収差の補正に有利となり、広角化に伴う収差の発生が抑制される。
本発明の広角撮像レンズにおいて、第６レンズは両凸形状であることが好ましい。
このように、第２群において、開口絞りから離れた位置にある第５レンズおよび第６レンズをそれぞれ、両凹形状の負レンズおよび両凸レンズとすることで、倍率色収差の補正に有利となり、広角化に伴う倍率色収差の発生が抑制される。

また、本発明の広角撮像レンズにおいて、第１レンズと第６レンズの材質はアッベ数が４０以上であり、第２レンズと第４レンズの材質はアッベ数が５０以上であることが好ましい。また、第３レンズの材質はアッベ数が４０以下であり、第５レンズの材質はアッベ数が３０以下であることが好ましい。
これにより、軸上および倍率の色収差の補正により有利となり、より良好な解像性能が得られる。

また、本発明の広角撮像レンズにおいて、第５レンズと第６レンズは互いに接合されていることが好ましい。
この構成の場合、開口絞りに対して像側に離れた位置にある第５レンズおよび第６レンズが接合レンズとなることで、特に倍率の色収差の補正に有利となる。

また、本発明の広角撮像レンズにおいて、画角が１８０°以上であり、かつ、最大画角の８０％での像高をＹ８０、最大画角の４０％での像高をＹ４０としたとき、下記条件式を満足することが好ましい。
Ｙ８０／Ｙ４０＞２．１ ……（６）
この場合、物体の像が、画角の小さい中央部に比べて画角の大きい周辺部で大きくなる。これにより、周辺の遠方物体の判別を重視する監視カメラや車載カメラ等に適した撮影が可能となる。

また、本発明の広角撮像レンズにおいて、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズはそれぞれ、少なくとも一方の面が非球面であることが好ましい。
これにより、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズの形状が最適化され、諸収差の補正により有利となる。

本発明による撮像装置は、本発明の広角撮像レンズと、この広角撮像レンズによって形成された光学像に応じた電気信号を出力する撮像素子とを備えたものである。
本発明による撮像装置では、本発明の広角撮像レンズによって得られた高解像の光学像に基づいて高解像の撮像信号が得られる。

本発明によるカメラモジュールは、本発明の広角撮像レンズと、この広角撮像レンズによって形成された光学像に応じた電気信号を出力する撮像素子と、撮像素子をカメラ本体の回路に接続する外部接続端子とを備え、広角撮像レンズ、撮像素子、および外部接続端子が一体化されているものである。
本発明によるカメラモジュールでは、本発明の広角撮像レンズによって得られた高解像の光学像に基づいて高解像の撮像信号が得られ、その撮像信号がカメラ本体の回路に出力される。カメラ本体では、その撮像信号に基づいて高解像の画像を得ることができる。

本発明の広角撮像レンズによれば、全体として６枚という比較的少ないレンズ枚数で、各レンズの形状および各レンズの配置等を最適化するようにしたので、良好な光学性能を維持しつつ、小型かつ軽量で、監視用途や車載用途等に適した超広角化を実現できる。

また、本発明の撮像装置またはカメラモジュールによれば、上記本発明の高性能の広角撮像レンズによって形成された光学像に応じた電気信号を出力するようにしたので、高解像の撮像信号を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る広角撮像レンズの第１の構成例を示している。この構成例は、後述の第１の数値実施例（図７（Ａ），図７（Ｂ））のレンズ構成に対応している。図２は、第２の構成例を示しており、後述の第２の数値実施例（図８（Ａ），図８（Ｂ））のレンズ構成に対応している。図３は、第３の構成例を示しており、後述の第３の数値実施例（図９（Ａ），図９（Ｂ））のレンズ構成に対応している。図４は、第４の構成例を示しており、後述の第４の数値実施例（図１０（Ａ），図１０（Ｂ））のレンズ構成に対応している。図５は、第５の構成例を示しており、後述の第５の数値実施例（図１１（Ａ），図１１（Ｂ））のレンズ構成に対応している。図６は、第６の構成例を示しており、後述の第６の数値実施例（図１２（Ａ），図１２（Ｂ））のレンズ構成に対応している。図１〜図６において、符号Ｒｉは、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側（結像側）に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の曲率半径を示す。符号Ｄｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ１上の面間隔を示す。なお、各構成例共に基本的な構成は同じである。

この広角撮像レンズは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いた各種撮像機器、例えば車載カメラ、携帯電話用カメラ、および監視カメラ等に用いて好適なものである。車載カメラは、図２６に示したように、例えば自動車２の後部に搭載され、自動車２の後方監視に用いられるものである。その他、前方または側方を監視するものもある。このような車載カメラ１では、撮影画角２ωが大きい方が、広い範囲を観察できるので好ましい。

図２７は、車載カメラ１等に用いられるカメラモジュールの一構成例を示している。このカメラモジュールは、本実施の形態に係る広角撮像レンズが収納される鏡筒３と、鏡筒３を支持する支持基板４と、支持基板４上において広角撮像レンズの結像面に対応する位置に設けられた撮像素子とを備えている。このカメラモジュールはまた、支持基板４上の撮像素子に電気的に接続されたフレキシブル基板５と、フレキシブル基板５に電気的に接続されると共に、車載カメラ１等におけるカメラ本体側の信号処理回路に接続可能に構成された外部接続端子６とを備えている。これらの構成要素は、一体的に構成されている。

このカメラモジュールでは、広角撮像レンズによって形成された光学像が撮像素子によって電気的な撮像信号に変換され、その撮像信号が、フレキシブル基板５および外部接続端子６を介して、カメラ本体側の信号処理回路に出力される。ここで、このカメラモジュールでは、本実施の形態に係る広角撮像レンズを用いていることで、高解像の撮像信号が得られる。カメラ本体では、その撮像信号に基づいて高解像の画像を生成することができる。

本実施の形態に係る広角撮像レンズは、図１〜図６に示したように、光軸Ｚ１に沿って物体側から順に、第１群Ｇ１と、第２群Ｇ２とを備えている。第１群Ｇ１と第２群Ｇ２との間には、光学的な開口絞りＳｔが設けられている。この広角撮像レンズの結像面には、ＣＣＤ等の撮像素子１２が配置される。第２群Ｇ２と撮像素子１２との間には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、種々の光学部材が配置される。例えば撮像面保護用のカバーガラスや赤外線カットフィルタなどの平板状のガラス板ＧＣが配置される。

第１群Ｇ１は、物体側から順に配列された、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、および第３レンズＬ３からなる。第２群Ｇ２は、物体側から順に配列された、第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、および第６レンズＬ６からなる。

この広角撮像レンズにおいて、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間の有効径外を通過する光束は、迷光となって像面に達し、ゴーストとなるおそれがある。その場合、その有効径外の領域に遮光手段を設けて迷光を遮断することが好ましい。遮光手段は、不透明な板材または有効径外のレンズ面に施された不透明な塗料などで実現できる。例えば図１に示したように、第１レンズＬ１の第２レンズＬ２側の有効径外に施された不透明な塗料１１を遮光手段とすることができる。

第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第４レンズＬ４はそれぞれ、少なくとも１面が非球面であることが好ましい。より好ましくは、それぞれ両面が非球面であると良い。また、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第４レンズＬ４はそれぞれ、材質がプラスチックであることが好ましい。さらにレンズ材質をプラスチックとした場合、吸水率が０．３％以下であることが好ましい。例えば第２レンズＬ２および第４レンズＬ４をポリオレフィン系のプラスチック、第３レンズＬ３をポリカーボネート系またはＰＥＴ系のプラスチックで構成すると良い。

また、第１レンズＬ１と第６レンズＬ６の材質はアッベ数が４０以上であり、第２レンズＬ２と第４レンズＬ４の材質はアッベ数が５０以上であることが好ましい。また、第３レンズＬ３の材質はアッベ数が４０以下であり、第５レンズＬ５の材質はアッベ数が３０以下であることが好ましい。

第１群Ｇ１において、第１レンズＬ１は、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズとなっている。第２レンズＬ２は、像側の面が凹形状の負レンズとなっている。第２レンズＬ２の物体側の面は例えば凸形状とされている。第３レンズＬ３は、像側の面が像側に凸形状である正レンズとなっている。図２の第２の構成例では、第３レンズＬ３の物体側の面が光軸近傍において凸形状となっている。その他の構成例では、第３レンズＬ３の物体側の面が光軸近傍において凹形状となっている。

第２群Ｇ２において、第４レンズＬ４は、像側の面が像側に凸形状である正レンズとなっている。第４レンズＬ４は、図１の第１の構成例では物体側の面が凸形状とされ、両凸レンズとなっている。その他の構成例では、第４レンズＬ４の物体側の面が光軸近傍において凹形状とされ、正のメニスカスレンズなっている。第４レンズＬ４の物体側の面を物体側に凹形状とするか、または物体側の面の曲率半径の絶対値を像側の面の曲率半径の絶対値より大きくすることで、第４レンズＬ４に入射する光束の入射角を比較的小さくし、製造誤差による光学性能の変化を比較的小さくすることができる。

第５レンズＬ５は、両凹形状の負レンズとなっている。第６レンズＬ６は、両凸形状の正レンズとなっている。また、第５レンズＬ５および第６レンズＬ６は互いに接合され、接合レンズとなっている。なお、接合レンズにせず、第５レンズＬ５および第６レンズＬ６をそれぞれ、単レンズで構成しても良い。

この広角撮像レンズは、以下の条件を満足することが好ましい。
−４．０＜ｆ２／ｆ＜−２．０ ……（１）
３．５＜ｆ３／ｆ＜６．０ ……（２）
−２．５＜ｆ５／ｆ＜−１．５ ……（３）
３．０＜ｆｂ／ｆ＜５．０ ……（４）
−３．０＜ｆ１２／ｆ＜−１．２ ……（５）
ただし、ｆは全系の焦点距離、ｆ２は第２レンズＬ２の焦点距離、ｆ３は第３レンズＬ３の焦点距離、ｆ５は第５レンズＬ５の焦点距離、ｆｂは第２群Ｇ１の合成焦点距離、ｆ１２は第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との合成焦点距離とする。

条件式（１）〜（５）は、より好ましくは以下の数値範囲であると良い。
−４．０＜ｆ２／ｆ＜−２．５ ……（１Ａ）
３．５＜ｆ３／ｆ＜５．２ ……（２Ａ）
−２．１＜ｆ５／ｆ＜−１．６５ ……（３Ａ）
３．２＜ｆｂ／ｆ＜５．０ ……（４Ａ）
−３．０＜ｆ１２／ｆ＜−１．４ ……（５Ａ）

この広角撮像レンズはまた、画角２ωが１８０°以上であり、かつ、最大画角の８０％での像高をＹ８０、最大画角の４０％での像高をＹ４０としたとき、下記条件式を満足することが好ましい。
Ｙ８０／Ｙ４０＞２．１ ……（６）

次に、以上のように構成された広角撮像レンズの作用および効果を説明する。
この広角撮像レンズは、詳しくは画角１８０°を超えるような魚眼レンズに関するもので、半画角をθ、像高をＹとするとき、
Ｙ＝２・ｆ・ｔａｎ（θ／２）に近い歪曲特性を持つものである。Ｙ＝ｆ・θの歪曲特性を持つ一般的な魚眼レンズでは撮像装置から等しい距離にある同じ大きさの物体が、物体の方向によらず等しい大きさに撮影されるが、Ｙ＝２・ｆ・ｔａｎ（θ／２）に近い歪曲特性を持つレンズでは、画面中央部の物体の像に比べて画角の大きい周辺部の物体の像が大きく撮影される。そのため、周辺の遠方物体の判別を重視する監視カメラ、車載カメラなどに適している。条件式（６）を満足することで、周辺部の物体の像を大きく撮影することができ、監視用途や車載用途に適した性能が得られる。

この広角撮像レンズでは、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第４レンズＬ４を非球面レンズとすることで、短い全長で良好な解像性が得られる。また特に、第２群Ｇ２において、開口絞りＳｔから離れた位置にある第５レンズＬ５および第６レンズＬ６をそれぞれ、両凹形状の負レンズおよび両凸レンズとすることで、倍率色収差の補正に有利となり、広角化に伴う倍率色収差の発生が抑制される。特に、開口絞りＳｔから離れた位置に第５レンズＬ５および第６レンズＬ６からなる接合レンズを配置することで、倍率色収差の補正をより効果的に行うことができる。

また、第１レンズＬ１と第６レンズＬ６の材質のアッベ数を４０以上、第２レンズＬ２と第４レンズＬ４の材質のアッベ数を５０以上、第３レンズＬ３の材質のアッベ数が４０以下、第５レンズＬ５の材質のアッベ数を３０以下とすることで、軸上の色収差、および倍率の色収差とも良好に補正され、良好な解像性が得られる。

また、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第４レンズＬ４の材質をプラスチックとすることで、非球面形状を高精度に実現することができ、また、軽量、低コストのレンズを提供することが可能になる。後述する実施例はすべて、第１レンズＬ１、第５レンズＬ５および第６レンズＬ６の材質が光学ガラス、第２レンズＬ２および第４レンズＬ４の材質がポリオレフィン系のプラスチック、第３レンズＬ３の材質がポリカーボネート系のプラスチックとなっている。ただし、第３レンズＬ３または第４レンズＬ４の材質を光学ガラスとしても良い。この場合、環境変化による光学性能変化の少ないレンズを提供できる。プラスチックを使用する場合、第２レンズＬ２および第４レンズＬ４をポリオレフィン系（吸水率０．０１％以下）、第３レンズＬ３をポリカーボネート系またはＰＥＴ系（吸水率０．２％）と吸水性の極めて小さい材質とすることにより、吸水による性能劣化を最小限に抑えることができる。

条件式（１）〜（５）（および条件式（１Ａ）〜（５Ａ））を満足することで、各レンズ間のパワーバランスが最適化され、軸上および倍率の色収差を始めとした諸収差の補正に有利となり、広角化に伴う収差の発生が抑制される。条件式（１）〜（５）の条件を外れると、特に、軸上色収差と倍率色収差を同時に良好に補正することが困難になる。

条件式（１）の上限を超えると、第２レンズＬ２で光線が急激に曲げられることになり、良好な歪曲特性を維持できなくなる。下限を超えると、画角を大きくするために第１レンズＬ１の負のパワーを強くしなければならず、光線を徐々に屈折させていくことで得られる良好な歪曲特性を維持できなくなる。条件式（２）の上限を超えると、主に第１レンズＬ１および第２レンズＬ２で発生する倍率色収差を第３レンズＬ３で打ち消す作用が不足し、補正することが困難になる。下限を超えると、第３レンズＬ３で光線が急激に曲げられるため、部品精度や組み立て精度が高度に要求されるようになってしまう。条件式（３）の上限を超えると、曲率半径が小さくなり第５レンズＬ５の加工が難しくなるとともに、これに組み合わされる第６レンズＬ６の正のパワーが大きくなり、やはり第６レンズＬ６の加工が難しくなる。下限を超えると、軸上色収差が補正不足になる。

条件式（４）の上限または下限を超えると、収差を良好に保ちながら必要なバックフォーカスを確保しづらくなる。条件式（５）の上限を超えると、１８０°を超える画角を保ちながら、収差を良好に保つことが難しくなる。式（５）の下限を超えると、画角１８０°を超えるレンズで、Ｙ＝２・ｆ・ｔａｎ（θ／２）に近い像高特性を得ることが困難となる。

以上説明したように、本実施の形態に係る広角撮像レンズによれば、全体として６枚という比較的少ないレンズ枚数で、各レンズの形状および配置、ならびに屈折力等を最適化するようにしたので、良好な光学性能を維持しつつ、小型かつ軽量で、監視用途や車載用途等に適した超広角化を実現できる。また、本実施の形態に係る撮像装置またはカメラモジュールによれば、本実施の形態に係る高性能の広角撮像レンズによって形成された光学像に応じた電気信号を出力するようにしたので、高解像の撮像信号を得ることができる。

次に、本実施の形態に係る広角撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１ないし第６の数値実施例をまとめて説明する。

図１に示した広角撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例１として、図７（Ａ），図７（Ｂ）に示す。特に図７（Ａ）にはその基本的なレンズデータを示し、図７（Ｂ）には非球面に関するデータを示す。図７（Ａ）に示したレンズデータにおける面番号Ｓｉの欄には、最も物体側の構成要素の面を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目（ｉ＝１〜１１）の面の番号を示している。曲率半径Ｒｉの欄には、図１において付した符号Ｒｉに対応させて、物体側からｉ番目の面の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。面間隔Ｄｉの欄についても、同様に物体側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１との光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。Ｎｅｊは、物体側からｊ番目（ｊ＝１〜６）の光学要素のｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）に対する屈折率の値を示す。νｄｊの欄には、物体側からｊ番目の光学要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数の値を示す。

実施例１に係る広角撮像レンズは、第１レンズＬ１、第５レンズＬ５および第６レンズＬ６の材質が光学ガラス、第２レンズＬ２および第４レンズＬ４の材質がポリオレフィン系のプラスチック、第３レンズＬ３の材質がポリカーボネート系のプラスチックとなっている。なお、図７（Ａ）のレンズデータでは省略しているが、第６レンズＬ６と結像面との間には、厚み０．５ｍｍのガラス板ＧＣが配置されている。

実施例１に係る広角撮像レンズは、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第４レンズＬ４の両面がすべて非球面形状となっている。図７（Ａ）の基本レンズデータには、これらの非球面の曲率半径として、光軸近傍の曲率半径の数値を示している。図７（Ｂ）に非球面データとして示した数値において、記号“Ｅ”は、その次に続く数値が１０を底とした“べき指数”であることを示し、その１０を底とした指数関数で表される数値が“Ｅ”の前の数値に乗算されることを示す。例えば、「１．０Ｅ−０２」であれば、「１．０×１０^-2」であることを示す。

非球面データとしては、以下の式（Ａ）によって表される非球面形状の式における各係数Ｂ_n，Ｋの値を記す。Ｚは、より詳しくは、光軸Ｚ１から高さＹの位置にある非球面上の点から、非球面の頂点の接平面（光軸Ｚ１に垂直な平面）に下ろした垂線の長さ（ｍｍ）を示す。実施例１に係る広角撮像レンズは、各非球面が非球面係数Ｂ_nとして第３次〜第２０次の係数Ｂ₃〜Ｂ₂₀を有効に用いて表されている。
Ｚ＝Ｃ・Ｙ²／｛１＋（１−Ｋ・Ｃ²・Ｙ²）^1/2｝＋ΣＢ_n・Ｙⁿ ……（Ａ）
（ｎ＝３以上の整数）
ただし、
Ｚ：非球面の深さ（ｍｍ）
Ｙ：光軸からレンズ面までの距離（高さ）（ｍｍ）
Ｋ：円錐定数
Ｃ：近軸曲率＝１／Ｒ
（Ｒ：近軸曲率半径）
Ｂ_n：第ｎ次の非球面係数

以上の実施例１に係る広角撮像レンズと同様にして、図２に示した広角撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例２として、図８（Ａ），図８（Ｂ）に示す。また同様に、図３に示した広角撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例３として、図９（Ａ），図９（Ｂ）に示す。また同様に、図４に示した広角撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例４として、図１０（Ａ），図１０（Ｂ）に示す。また同様に、図５に示した広角撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例５として、図１１（Ａ），図１１（Ｂ）に示す。また同様に、図６に示した広角撮像レンズの構成に対応する具体的なレンズデータを実施例６として、図１２（Ａ），図１２（Ｂ）に示す。

なお、実施例２〜実施例６に係る広角撮像レンズのいずれについても、実施例１と同様、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第４レンズＬ４の両面がすべて非球面形状となっている。また、各レンズの材質は実施例１と同様である。また、各レンズデータでは省略しているが、第６レンズＬ６と結像面との間には、実施例２〜実施例６についてそれぞれ、厚み０．８５ｍｍ、０．５ｍｍ、０．８５ｍｍ、０．５ｍｍ、０．５ｍｍのガラス板ＧＣが配置されている。

図１３には、上述の条件式（１）〜（５）（条件式（１Ａ）〜（５Ａ））および条件式（６）に関する値を各実施例についてまとめて示す。図１３から分かるように、各実施例の値が、各条件式の数値範囲内となっている。

図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）はそれぞれ、実施例１に係る広角撮像レンズにおける球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）および倍率色収差を示している。また、図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）は各画角での横収差を示す。各収差図には、ｅ線を基準波長とした収差を示す。球面収差図および倍率色収差図には、ｇ線（波長４３５．８ｎｍ），Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）についての収差も示す。非点収差図において、実線はサジタル方向、破線はタンジェンシャル方向の収差を示す。ＦＮｏ．はＦ値、ωは半画角を示す。なお、ディストーションは、Ｙ＝２・ｆ・ｔａｎ（ω／２）を理想像高とした場合の収差を示している（Ｙは像高、ｆは全系の焦点距離）。

同様にして、実施例２に係る広角撮像レンズについての諸収差を図１６（Ａ）〜図１６（Ｄ）および図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）に、実施例３に係る広角撮像レンズについての諸収差を図１８（Ａ）〜図１８（Ｄ）および図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）に示す。同様にして、実施例４に係る広角撮像レンズについての諸収差を図２０（Ａ）〜図２０（Ｄ）および図２１（Ａ）〜図２１（Ｃ）に、実施例５に係る広角撮像レンズについての諸収差を図２２（Ａ）〜図２２（Ｄ）および図２３（Ａ）〜図２３（Ｃ）に、実施例６に係る広角撮像レンズについての諸収差を図２４（Ａ）〜図２４（Ｄ）および図２５（Ａ）〜図２５（Ｃ）に示す。

以上の各数値データおよび各収差図から分かるように、各実施例について、全体として６枚のレンズ構成で、良好な光学性能を維持しつつ、監視用途や車載用途等に適した画角１８０°以上の超広角の広角撮像レンズが実現できている。

なお、本発明は、上記実施の形態および各実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値などは、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

本発明の実施例１に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例２に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例３に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例４に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例５に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例６に係る広角撮像レンズに対応するレンズ断面図である。本発明の実施例１に係る広角撮像レンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータ、（Ｂ）は非球面に関するレンズデータを示す。本発明の実施例２に係る広角撮像レンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータ、（Ｂ）は非球面に関するレンズデータを示す。本発明の実施例３に係る広角撮像レンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータ、（Ｂ）は非球面に関するレンズデータを示す。本発明の実施例４に係る広角撮像レンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータ、（Ｂ）は非球面に関するレンズデータを示す。本発明の実施例５に係る広角撮像レンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータ、（Ｂ）は非球面に関するレンズデータを示す。本発明の実施例５に係る広角撮像レンズのレンズデータを示す図であり、（Ａ）は基本的なレンズデータ、（Ｂ）は非球面に関するレンズデータを示す。条件式に関する値を各実施例についてまとめて示した図である。本発明の実施例１に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例１に係る広角撮像レンズの横収差を示す収差図である。本発明の実施例２に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例２に係る広角撮像レンズの横収差を示す収差図である。本発明の実施例３に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例３に係る広角撮像レンズの横収差を示す収差図である。本発明の実施例４に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例４に係る広角撮像レンズの横収差を示す収差図である。本発明の実施例５に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例５に係る広角撮像レンズの横収差を示す収差図である。本発明の実施例６に係る広角撮像レンズの諸収差を示す収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）はディストーション、（Ｄ）は倍率色収差を示す。本発明の実施例６に係る広角撮像レンズの横収差を示す収差図である。本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールが搭載される車載カメラの概念を示す構成図である。本発明の一実施の形態に係るカメラモジュールの一構成例を示す斜視図である。

符号の説明

１…車載カメラ、２…自動車、３…鏡筒、４…支持基板、５…フレキシブル基板、６…外部接続端子、１１…遮光部材、１２…撮像素子、Ｇ１…第１群、Ｇ２…第２群、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、ＧＣ…ガラス板、Ｓｔ…開口絞り、Ｒｉ…物体側から第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉ…物体側から第ｉ番目と第ｉ＋１番目のレンズ面との面間隔、Ｚ１…光軸。

Claims

物体側から順に、正の屈折力を有する第１群と、開口絞りと、正の屈折力を有する第２群とからなり、
前記第１群は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負のメニスカスレンズである第１レンズと、像側の面が凹形状である負の第２レンズと、像側の面が像側に凸形状である正の第３レンズとから構成され、
前記第２群は、物体側から順に、像側の面が像側に凸形状である正の第４レンズと、両凹形状の負の第５レンズと、正の第６レンズとから構成され、
かつ、下記条件式を満足する
ことを特徴とする広角撮像レンズ。
−４．０＜ｆ２／ｆ＜−２．０ ……（１）
３．５＜ｆ３／ｆ＜６．０ ……（２）
−２．５＜ｆ５／ｆ＜−１．５ ……（３）
３．０＜ｆｂ／ｆ＜５．０ ……（４）
−３．０＜ｆ１２／ｆ＜−１．２ ……（５）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
ｆ５：第５レンズの焦点距離
ｆｂ：第２群の合成焦点距離
ｆ１２：第１レンズと第２レンズとの合成焦点距離
とする。
前記第６レンズは両凸形状である
ことを特徴とする請求項１に記載の広角撮像レンズ。
前記第１レンズと前記第６レンズの材質はアッベ数が４０以上であり、
前記第２レンズと前記第４レンズの材質はアッベ数が５０以上であり、
前記第３レンズの材質はアッベ数が４０以下であり、
前記第５レンズの材質はアッベ数が３０以下である
ことを特徴とする請求項１または２に記載の広角撮像レンズ。
前記第５レンズと前記第６レンズは互いに接合されている
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の広角撮像レンズ。
画角が１８０°以上であり、かつ、
最大画角の８０％での像高をＹ８０、最大画角の４０％での像高をＹ４０としたとき、下記条件式を満足する
Ｙ８０／Ｙ４０＞２．１ ……（６）
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の広角撮像レンズ。
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の広角撮像レンズと、
前記広角撮像レンズによって形成された光学像に応じた電気信号を出力する撮像素子と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
カメラ本体に取り付けられるカメラモジュールであって、
請求項１ないし５のいずれか１項に記載の広角撮像レンズと、
前記広角撮像レンズによって形成された光学像に応じた電気信号を出力する撮像素子と、
前記撮像素子を前記カメラ本体の回路に接続する外部接続端子と
を備え、前記広角撮像レンズ、前記撮像素子、および前記外部接続端子が一体化されている
ことを特徴とするカメラモジュール。