JP5479702B2 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を用いた車載用カメラ、携帯端末用カメラ、監視カメラ等に使用されるのに好適な撮像レンズ、および該撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。

ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子は近年非常に小型化及び高画素化が進んでいる。それとともに、これら撮像素子を備えた撮像機器本体も小型化が進み、それに搭載される撮像レンズにも良好な光学性能に加え、小型化、軽量化が求められている。

一方、車載用カメラや監視カメラなどでは、高い耐候性を持ちながら寒冷地の外気から熱帯地方の夏の車内まで広い温度範囲で使用可能であり、小型で高性能のレンズが求められている。特に車の車内に配置され、前方を監視するカメラでは、夜間でも使用可能なようにＦナンバーが小さく、可視域から赤外域までの広い波長帯で使用可能なことが求められている。また、車載用カメラとして用いられる場合、車の外観上の点から露出するレンズ部が小さいことも求められている。

本出願人は、上記分野で使用可能な撮像レンズを特願２００７−１３２３３４号において提案している。また、従来知られている６枚構成の撮像レンズとしては、下記特許文献１〜４に記載のものがある。特許文献１には、物体側から順に、負、正、正、絞り、負、正、正のレンズ配置のものが記載されている。特許文献２には、物体側から順に、負、正、正、絞り、負、正、負のレンズ配置のものが記載されている。特許文献３には、物体側から順に、負、正、絞り、正、負、正、正のレンズ配置のものが記載されている。特許文献４には、物体側から順に、負、正、正、絞り、負、正、正のレンズ配置のものが記載されている。
特開昭５５−４５００７号公報 特開昭６１−９０１１５号公報 特開平９−２３０２３２号公報 特開２００５−１６４８３９号公報

ところで、車載用カメラや監視用カメラ等は夜間に使用することも考えられるため、Ｆナンバーが小さい光学系が望まれている。しかしながら、特許文献１、２に記載のものは、Ｆナンバーが３．３〜４．５と大きく、いわゆる暗い光学系となっており、好ましくない。特許文献４に記載のものもＦナンバーが２．５であり、この点で改良の余地があるとともに、非球面レンズを使用しているため、コスト的に不利である。

本発明は、上記事情に鑑み、小型でＦナンバーが小さく低コストで良好な光学性能を有する撮像レンズ、および該撮像レンズを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。

本発明の撮像レンズは、物体側から順に、像側に凹面を向けた負のパワーを持つ第１レンズと、両凸レンズである正のパワーを持つ第２レンズと、正のパワーを持つ第３レンズと、絞りと、両凹レンズである負のパワーを持つ第４レンズと、像側に凸面を向けた正のパワーを持つ第５レンズと、物体側に凸面を向けた正のパワーを持つ第６レンズとからなり、第２レンズは物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値と同じかまたは像側の面の曲率半径の絶対値よりも小さく、第３レンズは物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値と同じかまたは像側の面の曲率半径の絶対値よりも小さく、第５レンズは物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値よりも大きく、第６レンズは物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値よりも小さく、第２レンズの材質のｄ線に対するアッベ数が４５以上であり、第４レンズの材質のｄ線に対するアッベ数が３０以下であり、全系の焦点距離をｆとし、第４レンズから第６レンズまでの合成焦点距離をｆ４５６としたとき、下記条件式（７）を満足することを特徴とするものである。
１．５０＜ｆ４５６／ｆ＜２．５０ … （７）

本発明の撮像レンズは、上記のように各レンズの構成を好適に選択することにより、小型でＦナンバーが小さく良好な光学性能を有する光学系を得るのに有利となり、必ずしも非球面を用いない構成が可能であるため、低コスト化を図ることができる。特に、本発明の撮像レンズは、第２、第３レンズの物体側の面と像側の面を上記のように構成することで球面収差の補正が容易となりＦナンバーの小さな光学系を得るのに有利となる。また、第２、第４レンズのアッベ数を上記のように選択することで色収差の補正が容易となり、良好な光学性能を有する実現するのに有利となる。

本発明の撮像レンズにおいては、第１レンズは両凹レンズであり、物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値よりも大きいことが好ましい。

また、本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（１）〜（６）を満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、下記条件式（１）〜（６）のいずれか１つの式を満足するものでもよく、あるいは任意の組合せを満足するものでもよい。
０．３０＜ｆ５／ｆ６＜０．９５ … （１）
０．５０＜ｆ２／ｆ３＜１．８０ … （２）
０．５＜Ｒ３／ｆ＜４．０ … （３）
２．０＜Ｌ／ｆ＜７．０ … （４）
０．８＜ｆ５／ｆ＜１．６ … （５）
０．３＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．０ … （６）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
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
ｆ６：第６レンズの焦点距離
Ｒ３：第２レンズの物体側の面の曲率半径
Ｌ：最も物体側のレンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離（バックフォーカス分は空気換算長）

なお、非球面レンズの場合は、上記「凹面」、「凸面」、「両凸」、「両凹」、「曲率半径」は近軸領域で考えるものとする。また、曲率半径は、物体側に凸の場合に正、像側に凸の場合に負の符号をとるものとする。

また、本発明の撮像レンズにおいては、第２レンズの材質のｄ線に対する屈折率が１．６５から１．９の間であることが好ましい。

本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の撮像レンズを備えたことを特徴とするものである。

本発明によれば、少なくとも６枚からなるレンズ系において、各レンズの形状、パワー、材質等の構成を好適に設定しているため、小型でＦナンバーが小さく低コストで良好な光学性能を得ることが可能な撮像レンズ、および該撮像レンズを備えた撮像装置を提供できる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、本発明の撮像レンズの実施形態について説明し、その後で撮像装置の実施形態について説明する。

図１に本発明の一実施形態にかかる撮像レンズ１のレンズ断面図を示す。図１では、図の左側が物体側、右側が像側であり、無限遠の距離にある物点からの軸上光束２、最大画角での軸外光束３、４も合わせて示してある。ここで、軸上光束とは光軸Ｚ上の物点からの光束であり、軸外光束とは、光軸Ｚ外の物点からの光束である。

図１では、撮像レンズ１が撮像装置に適用される場合を考慮して、撮像レンズ１の結像位置Ｐｉｍを含む像面に配置された撮像素子５も図示している。撮像素子５は、撮像レンズ１により形成される光学像を電気信号に変換するものであり、例えばＣＣＤイメージセンサ等からなる。

また、図１では、レンズ系と撮像素子５（像面）の間に配置された平行平板状の光学部材ＰＰと、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２の像側の面に配置された遮光手段１１、１２も合わせて図示している。光学部材ＰＰ、遮光手段１１、１２は本発明に必須のものではなく、これらの説明は後述する。

撮像レンズ１は、物体側から順に、像側に凹面を向けた負のパワーを持つ第１レンズＬ１と、両凸レンズである正のパワーを持つ第２レンズＬ２と、正のパワーを持つ第３レンズＬ３と、開口絞りＳｔと、両凹レンズである負のパワーを持つ第４レンズＬ４と、像側に凸面を向けた正のパワーを持つ第５レンズＬ５と、物体側に凸面を向けた正のパワーを持つ第６レンズＬ６とを備える。撮像レンズ１は、最少６枚という比較的少ないレンズ枚数で構成することで、光軸方向の全長を小型化することができる。なお、図１における開口絞りＳｔは、形状や大きさを表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。

第１レンズＬ１は、像側に凹面を向けた負のパワーを持つレンズとすることで、系全体を広角化することが可能になる。第１レンズＬ１は、像側に凹面を向けた負のパワーを持つレンズとすることで、軸外光線を光軸に沿う方向に屈折させることができ、レンズ系の径方向を小型化することが可能になる。また、図１に示す例のように、第１レンズＬ１を両凹レンズとした場合には、第１レンズＬ１の負のパワーを強くすることができ、レンズ系の径方向を小型化することがさらに容易となる。

第１レンズＬ１は、物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値よりも大きいことが好ましく、これにより、像面湾曲を良好に補正することが可能になる。

第１レンズＬ１の材質のｄ線に対するアッベ数は４０以上であることが好ましく、これにより、倍率の色収差を良好に補正することが可能となる。

第２レンズＬ２、第３レンズＬ３は正のレンズであり、このように開口絞りＳｔより物体側で正のパワーを２枚のレンズに分散することで、球面収差を良好に補正することが可能となり、例えばＦナンバーが２．０以下の光学系であっても、良好な光学性能を達成することが容易となる。

また、第２レンズＬ２の像側の面は、両凸レンズであり、特にその像側の面を凸面とすることで、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

第２レンズＬ２は物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値と同じか像側の面の曲率半径の絶対値よりも大きくなるようにすることで、球面収差をさらに良好に補正することが可能となる。

第２レンズＬ２の材質のｄ線に対するアッベ数は４５以上とすることで、軸上の色収差を良好に補正することが可能となる。

第２レンズＬ２の材質のｄ線に対する屈折率をＮ２としたとき、Ｎ２は１．６５から１．９の間にあることが好ましく、これによりコバ（レンズの縁肉）を確保しながら第２レンズＬ２に適切なパワーを持たせることができる。Ｎ２が１．６５以下となると、第２レンズＬ２に十分なパワーを持たせるために第２レンズＬ２の面の曲率がきつくなり第２レンズＬ２のコバが小さくなり加工が困難となる。あるいはこれを回避するために第２レンズＬ２を厚くすることになり、レンズ系が大型化してしまう。Ｎ２が１．９以上となると、高価な材質を用いることになり、コストアップの要因となってしまう。

第３レンズＬ３は物体側の面を凸面とすることで、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

第３レンズＬ３は物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値と同じか像側の面の曲率半径の絶対値よりも小さくなるようにすることで、球面収差をさらに良好に補正することが可能となる。

第３レンズＬ３の材質のｄ線に対するアッベ数は４０以上であることが好ましく、これにより、軸上の色収差を良好に補正することが可能となる。

第４レンズＬ４は両凹レンズとすることで、強い負のパワーを持たせることができる。

第４レンズＬ４の材質のｄ線に対するアッベ数を３０以下とすることで、軸上の色収差と倍率の色収差を良好に補正することが可能となる。

第５レンズＬ５、第６レンズＬ６は正のレンズであり、このように開口絞りＳｔより像側で正のパワーを２枚のレンズに分散することで、球面収差を良好に補正することが可能となり、例えばＦナンバーが２．０以下の光学系であっても、良好な光学性能を達成することができる。

第５レンズＬ５の像側の面は凸面とされており、これにより、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

第５レンズＬ５は物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値よりも大きくなるようにすることで、像面湾曲を良好に補正することが可能になる。

第５レンズＬ５の材質のｄ線に対するアッベ数は４０以上であることが好ましく、これにより、軸上の色収差と倍率の色収差を良好に補正することが可能となる。

第６レンズＬ６の物体側の面は、凸面とされており、これにより、像面湾曲を良好に補正することが可能となる。

第６レンズＬ６は物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値よりも小さくなるようにすることで、像面湾曲を良好に補正することが可能になる。

第６レンズＬ６の材質のｄ線に対するアッベ数は４０以上であることが好ましく、これにより、軸上の色収差と倍率の色収差を良好に補正することが可能となる。

第６レンズＬ６の材質のｄ線に対する屈折率をＮ６としたとき、第６レンズＬ６の材質として、Ｎ６が１．７５以下のものを使用してもよい。Ｎ６が１．７５以下のものを使用した場合は、第６レンズＬ６の材質の価格を抑制することができるとともに、アッベ数の大きな材質を選択することが可能となり、色収差の補正上有利となる。

本発明の実施形態にかかる撮像レンズは、以下に述べる条件式（１）〜（１３）を満足することが好ましい。なお、好ましい態様としては、条件式（１）〜（１３）のいずれか１つの式を満足するものでもよく、あるいは任意の組合せを満足するものでもよい。
０．３０＜ｆ５／ｆ６＜０．９５ … （１）
０．５０＜ｆ２／ｆ３＜１．８０ … （２）
０．５＜Ｒ３／ｆ＜４．０ … （３）
２．０＜Ｌ／ｆ＜７．０ … （４）
０．８＜ｆ５／ｆ＜１．６ … （５）
０．３＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．０ … （６）
１．５０＜ｆ４５６／ｆ＜２．５０ … （７）
０．５０＜Ｂｆ／ｆ＜１．２０ … （８）
１．０＜ｆ２＜ｆ＜２．０ … （９）
０．０３＜｜Ｒ８／Ｒ９｜＜１．０ … （１０）
２．０＜｜Ｒ４／ｆ｜＜４．２ … （１１）
０．１５＜Ｂｆ／（Ｌ−Ｂｆ）＜０．２５ … （１２）
２．０＜ＥＤ１／ＩＨ＜４．０ … （１３）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
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
ｆ６：第６レンズの焦点距離
ｆ４５６：第４レンズから第６レンズまでの合成焦点距離
Ｒ３：第２レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ４：第２レンズの像側の面の曲率半径
Ｒ８：第４レンズＬ４の物体側の面の曲率半径
Ｒ９：第４レンズＬ４の像側の面の曲率半径
Ｌ：第１レンズＬ１のレンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離（バックフォーカス分は空気換算長）
Ｂｆ：第６レンズＬ６の像側の面から像面までの光軸上の距離（バックフォーカスに相当、空気換算長）
ＥＤ１：第１レンズＬ１の物体側の面における有効径
ＩＨ：最大像高
なお、ＥＤ１、ＩＨは、例えば、撮像レンズの仕様や適用する撮像装置の仕様等により決めることができる。

条件式（１）は、第５レンズＬ５と第６レンズＬ６のパワー比に関するものである。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６はともに正レンズであるが、図１に示すように第６レンズでの光線高の方が第５レンズＬ５のものよりも高い。条件式（１）の上限を上回ると、第６レンズＬ６のパワーが強くなりすぎて、曲率がきつくなり、コバ（レンズの縁肉）が小さくなり、加工が困難となってしまう。条件式（１）の下限を下回ると、第５レンズＬ５のパワーが強くなりすぎてしまい、像面湾曲を良好に補正することが困難となる。

条件式（２）を満足するよう構成することで、正のパワーを第２レンズＬ２と第３レンズＬ３に公的に分配することが可能となり、球面収差を良好に補正することが可能となる。すなわち、条件式（２）の上限または下限を外れると、正のパワーが第２レンズＬ２または第３レンズＬ３に偏ってしまうため、球面収差の補正が困難となる。

条件式（３）の上限を上回ると、像面湾曲の補正が困難となる。条件式（３）の下限を下回ると第２レンズＬ２の物体側の面の曲率半径が小さくなり、コバ（レンズの縁肉）が小さくなりすぎて、加工が困難となってしまう。

条件式（４）の上限を上回ると、光軸方向の全長が長くなり、レンズ系が大型化してしまうか、広角化を達成することが困難となる。条件式（４）の下限を下回ると、全長が短くなりすぎて、各レンズが薄くなり、レンズの加工、組立てが困難となる。

条件式（５）の上限を上回ると、像面湾曲を良好に補正することが困難となる。条件式（５）の下限を下回ると、第５レンズＬ５のパワーが強くなりすぎてしまい、偏心に対する製造誤差および組立誤差の許容量が少なくなり、組立てが困難となるかコストアップの原因となってしまう。

条件式（６）の上限を上回ると、第１レンズＬ１のパワーが弱くなり、広角化を達成することが困難となるか、バックフォーカスを長く取ることが困難となる。条件式（６）の下限を下回ると、像面湾曲、ディストーションを良好に補正することが困難となる。

条件式（７）の上限を上回ると、ディストーションを良好に補正しながら広角化することが困難となる。条件式（７）の下限を下回ると、像面湾曲の補正が困難となると共に、バックフォーカスが短くなり、レンズ系と像面に配置される撮像素子との間に各種フィルタやカバーガラスなどを配置することが困難となる。

条件式（８）の上限を上回ると、バックフォーカスが長くなりすぎて、結果としてレンズ系が大型化してしまう。条件式（８）の下限を下回ると、レンズ系と像面に配置される撮像素子との間に各種フィルタやカバーガラスなどを配置することが困難となる。また、撮像素子からレンズ系への戻り光を原因とするゴーストも発生しやすくなる。

条件式（９）の上限を上回ると、第２レンズＬ２のパワーが強くなりすぎてしまい、偏心に対する製造誤差および組立誤差の許容量が少なくなり、組み立てが困難となるかコストアップの原因となってしまう。条件式（９）の下限を下回ると、コマ収差を良好に補正することが困難となる。

条件式（１０）の上限を上回ると、像面湾曲を良好に補正することが困難となる。条件式（１０）の下限を下回ると、第４レンズＬ４の物体側の面の曲率半径の絶対値が小さくなりすぎて、加工が困難となる。

条件式（１１）の上限を上回ると、像面湾曲の補正が困難となる。条件式（１１）の下限を下回ると、第２レンズＬ２の像側の面の曲率半径の絶対値が小さくなり、コバ（レンズの縁肉）が小さくなりすぎて、加工が困難となってしまう。

条件式（１２）の上限を上回ると、系全体が大型化してしまう。条件式（１２）の下限を下回ると、バックフォーカスが短くなり、レンズ系と像面に配置される撮像素子との間に各種フィルタやカバーガラスなどを配置することが困難となる。

条件式（１３）の上限を上回ると、第１レンズＬ１の有効径が大きくなりすぎてしまい、レンズのうち外部に露出する部分を小型化することが困難となる。例えば本撮像レンズが車載用カメラに搭載される場合、車の外観を損なわないためには外界に露出するレンズの部分は小さいことが望ましいとされているため、条件式（１３）の上限を満たすよう構成することが好ましい。条件式（１３）の下限を下回ると、外部に露出する部分を小型化することは可能だが、絞りより前側の光学系で軸上光線と軸外光線を分離することが困難となり、像面湾曲を良好に補正することが困難となる。

ここで「レンズ面の有効径」とは、光学系が回転対称の場合には、レンズ面を通る有効な光線のうちの最も外側（光軸から最も離れた位置）を通る光線とそのレンズ面との交点が描く円の直径を意味する。なお、上記レンズ面を通る有効な光線とは、被写体の像の結像に用いられる光線である。

さらに、本実施形態の撮像レンズは、以下の条件式（１−１）、（２−１）、（４−１）、（４−２）、（５−１）、（６−１）、（８−１）、（９−１）、（１０−１）を満足することがより好ましい。
０．４０＜ｆ５／ｆ６＜０．８ … （１−１）
０．８＜ｆ２／ｆ３＜１．６ … （２−１）
２．０＜Ｌ／ｆ＜４．２ … （４−１）
２．５＜Ｌ／ｆ＜３．８ … （４−２）
１．０＜ｆ５／ｆ＜１．６ … （５−１）
０．４＜｜ｆ１／ｆ２｜＜０．８ … （６−１）
０．７＜Ｂｆ／ｆ＜１．０ … （８−１）
１．２＜ｆ２＜ｆ＜１．９ … （９−１）
０．３＜｜Ｒ８／Ｒ９｜＜０．９ … （１０−１）

条件式（１−１）を満足することで、加工性と像面湾曲の良好な補正において、より有利となる。

条件式（２−１）を満足することで、球面収差を良好に補正することがより容易となる。

条件式（４−１）を満足することで、レンズ系をより小型に構成することが可能になる。

条件式（４−２）を満足することで、レンズ系をよりいっそう小型に構成することが可能になる。

なお、全系を小型化するためには上記Ｌは２４ｍｍ以下とすることが好ましく、さらに全系を小型化するためには上記Ｌは２３ｍｍ以下とすることがより好ましい。

条件式（５−１）を満足することで、製造性あるいはコストの面でより有利となる。

条件式（６−１）の上限を満足することで、広角化あるいは長いバックフォーカスを実現することがより容易になる。条件式（６−１）の下限を満足することで、像面湾曲、ディストーションの良好な補正により有利となる。

条件式（８−１）を満足することで、より小型に構成できる。

条件式（９−１）の上限を満足することで、製造性あるいはコストの面でより有利となる。条件式（９−１）の下限を満足することで、コマ収差の良好な補正がより容易となる。

条件式（１０−１）の上限を満足することで、像面湾曲を良好に補正することがより容易となる。条件式（１０−１）の下限を満足することで、第４レンズＬ４の加工性をより向上させることができる。

なお、撮像レンズ１が例えば車載用カメラ等の厳しい環境において使用される場合には、最も物体側に配置される第１レンズＬ１は、風雨による表面劣化、直射日光による温度変化に強く、さらには油脂・洗剤等の化学薬品に強い材質、すなわち耐水性、耐候性、耐酸性、耐薬品性等が高い材質を用いることが好ましい。また、最も物体側に配置される第１レンズＬ１の材質としては堅く、割れにくい材質を用いることが好ましい。以上のことから第１レンズＬ１の材質としては、具体的にはガラスを用いることが好ましく、あるいは透明なセラミックスを用いてもよい。セラミックスは通常のガラスに比べ強度が高く、耐熱性が高いという性質を有する。

第１レンズＬ１の中心厚は０．５ｍｍ以上とすることが好ましい。例えば車載用カメラに適用される場合は、レンズ系には各種衝撃に対する強度が求められる。そのため第１レンズＬ１の中心厚を０．５ｍｍ以上とすることで、第１レンズＬ１を割れにくくすることが可能となる。

また、撮像レンズ１が、例えば車載用カメラに適用される場合には、寒冷地の外気から熱帯地方の夏の車内まで広い温度範囲で使用可能なことが要求される。広い温度範囲で使用される場合には、レンズの材質としては線膨張係数の小さいものを用いることが好ましい。車載用カメラ用途など、広い温度範囲でも使用可能なことが要求される場合には、全てのレンズの材質がガラスであることが好ましい。

また、激しい温度変化、湿度変化により内部に曇りが生じないように、第１レンズＬ１に防水構造を施して外界との空気の流れを遮断するようにしても良い。防水構造としては、第１レンズＬ１とレンズ枠を接着することによって密封構造としても良いし、第１レンズＬ１とレンズ枠との間にＯリング等の気密部材を入れることによって密封構造としてもよい。

また、レンズ系が激しい温度環境下、湿度環境下で使用される場合にはレンズ系には接合レンズを用いないことが望ましい。例えば車載用カメラに適用される場合には、寒冷地の外気から熱帯地域の夏の車内まで広い温度範囲で使用可能なことが条件となる。接合レンズを用いた場合、広い温度範囲で使用するために特殊な接合剤を用いなければならず、コストアップの原因となってしまう。

また、安価にレンズを製作するためには、全てのレンズが球面レンズであることが好ましい。あるいは、性能が重視される場合など、各収差をより良好に補正するためには、非球面レンズを用いてもよい。そして、非球面を精度良く低コストで形成するためには、レンズの材質としてプラスチックを用いてもよい。

なお、撮像レンズ１を撮像装置に適用する際には、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、カバーガラスや、ローパスフィルタまたは赤外線カットフィルタ等を設けることが好ましく、光学部材ＰＰはこれらを想定したものである。例えば、撮像レンズ１が、車載用カメラに使用され、夜間の視覚補助用の暗視カメラとして使用される場合には、レンズ系と撮像素子との間に紫外光から青色光をカットするようなフィルタを挿入してもよい。

または、レンズ系と撮像素子５との間にローパスフィルタや特定の波長域をカットするような各種フィルタ等を配置する代わりに、各レンズの間にこれらの各種フィルタを配置してもよい。あるいは、撮像レンズ１が有するいずれかのレンズのレンズ面に、各種フィルタと同様の作用を有するコートを施してもよい。

なお、各レンズ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ため、必要に応じて、この迷光を遮光する遮光手段を設けることが好ましい。この遮光手段としては、例えばレンズの有効径外の部分に不透明な塗料を施したり、不透明な板材を設けたりしてもよい。または、迷光となる光束の光路に不透明な板材を設けて遮光手段としてもよい。あるいは、最も物体側のレンズのさらに物体側に迷光を遮断するフードのようなものを配置してもよい。一例として、図１では、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２の像側の面にそれぞれ遮光手段１１、１２を設けた例を示しているが、遮光手段を設ける箇所は図１に示す例に限定されず、他のレンズや、レンズ間に配置してもよい。

さらに、各レンズの間に周辺光線を遮断する部材を配置してもよい。周辺光線とは、光軸Ｚ外の物点からの光線のうち、光学系の入射瞳の周辺部分を通る光線のことである。周辺光量比が実用上問題の無い範囲で周辺光線を遮断することにより、結像領域周辺部の画質を向上させることができる。また、この部材でゴーストを発生させる光を遮断することにより、ゴーストを低減することが可能となる。

次に、本発明にかかる撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。

＜実施例１＞
実施例１にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図２に、レンズデータおよび各種データを表１に示す。

表１のレンズデータにおいて、面番号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ｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示す。なお、表１のレンズデータには開口絞りＳｔおよび光学部材ＰＰも含めて付している。

表１のＲｉはｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面の曲率半径を示し、Ｄｉはｉ（ｉ＝１、２、３、…）番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示す。また、Ｎｄｊは最も物体側の光学要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の光学要素のｄ線に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示す。表１において、曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。

表１の各種データにおいて、Ｆｎｏ．はＦナンバー、２ωは全画角、Ｌは第１レンズＬ１の物体側の面から像面までの光軸Ｚ上の距離（バックフォーカス分は空気換算長）、Ｂｆは第６レンズＬ６の像側の面から像面までの距離（バックフォーカスに相当、空気換算長）、ｆは全系の焦点距離、ｆ１は第１レンズＬ１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、ｆ４は第４レンズＬ４の焦点距離、ｆ５は第５レンズＬ５の焦点距離、ｆ６は第６レンズＬ６の焦点距離、ｆ４５６は第４レンズＬ４からから第６レンズＬ６までの合成焦点距離（第４レンズＬ４、第５レンズＬ５、第６レンズＬ６の合成焦点距離）、ＩＨは像面上での最大像高、ＥＤ１は第１レンズＬ１の物体側の面における有効径である。

表１の各種データにおいて、２ωの単位は度である。表１の曲率半径および面間隔の単位、表１のＬ、Ｂｆ、各焦点距離、合成焦点距離、ＩＨ、ＥＤ１の単位としては、ここでは「ｍｍ」を用いている。しかし、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「ｍｍ」に限定されることはなく、他の適当な単位を用いることもできる。

図２において、図の左側が物体側、右側が像側である。図２に示す開口絞りＳｔは、形状や大きさを表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。図２の符号Ｒｉ、Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…）は表１のＲｉ、Ｄｉと対応している。

上記説明の表１中の記号の意味およびレンズ構成図の図示方法は、後述の実施例についても基本的に同様である。

実施例１の撮像レンズは、物体側から順に、両凹レンズの第１レンズＬ１、両凸レンズの第２レンズＬ２、両凸レンズの第３レンズＬ３、開口絞りＳｔ、両凹レンズの第４レンズＬ４、像側に凸面を向けた平凸レンズの第５レンズＬ５、両凸レンズの第６レンズＬ６から構成されている。

＜実施例２＞
実施例２にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図３に、レンズデータおよび各種データを表２に示す。実施例２の撮像レンズは、物体側から順に、両凹レンズの第１レンズＬ１、両凸レンズの第２レンズＬ２、両凸レンズの第３レンズＬ３、開口絞りＳｔ、両凹レンズの第４レンズＬ４、像側に凸面を向けた平凸レンズの第５レンズＬ５、両凸レンズの第６レンズＬ６から構成されている。

＜実施例３＞
実施例３にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図４に、レンズデータおよび各種データを表３に示す。実施例３の撮像レンズは、物体側から順に、両凹レンズの第１レンズＬ１、両凸レンズの第２レンズＬ２、両凸レンズの第３レンズＬ３、開口絞りＳｔ、両凹レンズの第４レンズＬ４、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第５レンズＬ５、両凸レンズの第６レンズＬ６から構成されている。

＜実施例４＞
実施例４にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図５に、レンズデータおよび各種データを表４に示す。実施例４の撮像レンズは、物体側から順に、両凹レンズの第１レンズＬ１、両凸レンズの第２レンズＬ２、両凸レンズの第３レンズＬ３、開口絞りＳｔ、両凹レンズの第４レンズＬ４、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第５レンズＬ５、両凸レンズの第６レンズＬ６から構成されている。

＜実施例５＞
実施例５にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図６に、レンズデータおよび各種データを表５に示す。実施例５の撮像レンズは、物体側から順に、両凹レンズの第１レンズＬ１、両凸レンズの第２レンズＬ２、両凸レンズの第３レンズＬ３、開口絞りＳｔ、両凹レンズの第４レンズＬ４、像側に凸面を向けた平凸レンズの第５レンズＬ５、両凸レンズの第６レンズＬ６から構成されている。

＜実施例６＞
実施例６にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図７に、レンズデータおよび各種データを表６に示す。実施例６の撮像レンズは、物体側から順に、両凹レンズの第１レンズＬ１、両凸レンズの第２レンズＬ２、両凸レンズの第３レンズＬ３、開口絞りＳｔ、両凹レンズの第４レンズＬ４、像側に凸面を向けた平凸レンズの第５レンズＬ５、両凸レンズの第６レンズＬ６から構成されている。

＜実施例７＞
実施例７にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図８に、レンズデータおよび各種データを表７に示す。実施例７の撮像レンズは、物体側から順に、両凹レンズの第１レンズＬ１、両凸レンズの第２レンズＬ２、両凸レンズの第３レンズＬ３、開口絞りＳｔ、両凹レンズの第４レンズＬ４、像側に凸面を向けた正メニスカスレンズの第５レンズＬ５、両凸レンズの第６レンズＬ６から構成されている。

実施例１〜７の撮像レンズにおける条件式（１）〜（１３）に対応する値を表８に示す。実施例１〜７では、ｄ線を基準波長としており、表８にはこの基準波長における各値を示す。表８からわかるように、実施例１〜７は、条件式（１）〜（１３）を全て満たしている。

実施例１にかかる撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差（倍率の色収差）の収差図をそれぞれ図９（Ａ）、図９（Ｂ）、図９（Ｃ）、図９（Ｄ）に示す。各収差図には、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図には、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）、ｓ線（８５２．１１ｎｍ）についての収差も示す。さらに、球面収差図には、ＯＳＣとして正弦条件違反量（Ｏｆｆｅｎｃｅ ａｇａｉｎｓｔ ｔｈｅ Ｓｉｎｅ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）も合わせて示す。球面収差図のＦｎｏ．はＦナンバーであり、その他の収差図のωは半画角を示す。ディストーションの図は、全系の焦点距離ｆ、画角φ（変数扱い、０≦φ≦ω）を用いて、理想像高をｆ×ｔａｎφとし、それからのずれ量を示す。

また同様に、上記実施例２、３、４、５、６、７にかかる撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差の収差図をそれぞれ、図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）、図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）、図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）、図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）、図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）、図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）に示す。各収差図からわかるように、上記実施例１〜５は可視域から近赤外域にわたって各収差が良好に補正されている。

実施例１〜７の撮像レンズは、６枚のレンズ構成において、全て球面レンズからなり、接合レンズを全く用いず全て単レンズで構成されているため、安価に作製可能である。また、実施例１〜７の撮像レンズは、小型で広角化が図られて良好な光学性能を有し、Ｆナンバーが２．０と小さく、可視域から近赤外域にわたって良好に収差補正されているため、監視カメラや、自動車の前方、側方、後方などの映像を撮影するための車載用カメラ等に好適に使用可能である。

図１６に使用例として、自動車１００に本実施形態の撮像レンズを備えた撮像装置を搭載した様子を示す。図１６において、自動車１００は、その助手席側の側面の死角範囲を撮像するための車外カメラ１０１と、自動車１００の後側の死角範囲を撮像するための車外カメラ１０２と、ルームミラーの背面に取り付けられ、ドライバーと同じ視野範囲を撮影するための車内カメラ１０３とを備えている。車外カメラ１０１と車外カメラ１０２と車内カメラ１０３とは、本発明の実施形態にかかる撮像装置であり、本発明の実施例の撮像レンズと、該撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えている。

本発明の実施例にかかる撮像レンズは、上述した長所を有するものであるから、車外カメラ１０１、１０２および車内カメラ１０３も小型で安価に構成可能であり、その撮像素子の撮像面には良好な像を結像することができる。

以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数の値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。

また、撮像装置の実施形態では、本発明を車載用カメラに適用した例について図を示して説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、例えば、携帯端末用カメラや監視カメラ等にも適用可能である。

本発明の一実施形態にかかる撮像レンズの光路図 本発明の実施例１にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例２にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例３にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例４にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例５にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例６にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 本発明の実施例７にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図 図９（Ａ）〜図９（Ｄ）は本発明の実施例１にかかる撮像レンズの各収差図 図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）は本発明の実施例２にかかる撮像レンズの各収差図 図１１（Ａ）〜図１１（Ｄ）は本発明の実施例３にかかる撮像レンズの各収差図 図１２（Ａ）〜図１２（Ｄ）は本発明の実施例４にかかる撮像レンズの各収差図 図１３（Ａ）〜図１３（Ｄ）は本発明の実施例５にかかる撮像レンズの各収差図 図１４（Ａ）〜図１４（Ｄ）は本発明の実施例６にかかる撮像レンズの各収差図 図１５（Ａ）〜図１５（Ｄ）は本発明の実施例７にかかる撮像レンズの各収差図 本発明の実施形態にかかる車載用の撮像装置の配置を説明するための図

符号の説明

１ 撮像レンズ
２ 軸上光束
３、４ 軸外光束
５ 撮像素子
１１、１２ 遮光手段
１００ 自動車
１０１、１０２ 車外カメラ
１０３ 車内カメラ
Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…） ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔
Ｐｉｍ 結像位置
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
ＰＰ 光学部材
Ｒｉ（ｉ＝１、２、３、…） ｉ番目の面の曲率半径
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸

Claims (10)

1. 物体側から順に、像側に凹面を向けた負のパワーを持つ第１レンズと、両凸レンズである正のパワーを持つ第２レンズと、正のパワーを持つ第３レンズと、絞りと、両凹レンズである負のパワーを持つ第４レンズと、像側に凸面を向けた正のパワーを持つ第５レンズと、物体側に凸面を向けた正のパワーを持つ第６レンズとからなり、
   前記第２レンズは物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値と同じかまたは像側の面の曲率半径の絶対値よりも小さく、
   前記第３レンズは物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値と同じかまたは像側の面の曲率半径の絶対値よりも小さく、
   前記第５レンズは物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値よりも大きく、
   前記第６レンズは物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値よりも小さく、
   前記第２レンズの材質のｄ線に対するアッベ数が４５以上であり、
   前記第４レンズの材質のｄ線に対するアッベ数が３０以下であり、
   全系の焦点距離をｆとし、前記第４レンズから前記第６レンズまでの合成焦点距離をｆ４５６としたとき、下記条件式（７）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
   １．５０＜ｆ４５６／ｆ＜２．５０ … （７）
2. 前記第１レンズは両凹レンズであり、物体側の面の曲率半径の絶対値が像側の面の曲率半径の絶対値よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
3. 前記第５レンズの焦点距離をｆ５とし、前記第６レンズの焦点距離をｆ６としたとき、下記条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１または２記載の撮像レンズ。
   ０．３０＜ｆ５／ｆ６＜０．９５ … （１）
4. 前記第２レンズの焦点距離をｆ２とし、前記第３レンズの焦点距離をｆ３としたとき、下記条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ０．５０＜ｆ２／ｆ３＜１．８０ … （２）
5. 全系の焦点距離をｆとし、前記第２レンズの物体側の面の曲率半径をＲ３としたとき、下記条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ０．５＜Ｒ３／ｆ＜４．０ … （３）
6. 全系の焦点距離をｆとし、最も物体側のレンズの物体側の面から像面までの光軸上の距離をＬとするとき、下記条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ２．０＜Ｌ／ｆ＜７．０ … （４）
7. 前記第２レンズの材質のｄ線に対する屈折率が１．６５から１．９の間であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項記載の撮像レンズ。
8. 全系の焦点距離をｆとし、前記第５レンズの焦点距離をｆ５としたとき、下記条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ０．８＜ｆ５／ｆ＜１．６ … （５）
9. 前記第１レンズの焦点距離をｆ１とし、前記第２レンズの焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の撮像レンズ。
   ０．３＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．０ … （６）
10. 請求項１から９のいずれか一項記載の撮像レンズを備えたことを特徴とする撮像装置。

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