JP7194979B2 - Imaging optical system and imaging device - Google Patents

Imaging optical system and imaging device Download PDF

Info

Publication number
JP7194979B2
JP7194979B2 JP2018186136A JP2018186136A JP7194979B2 JP 7194979 B2 JP7194979 B2 JP 7194979B2 JP 2018186136 A JP2018186136 A JP 2018186136A JP 2018186136 A JP2018186136 A JP 2018186136A JP 7194979 B2 JP7194979 B2 JP 7194979B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
lens
optical system
refractive power
imaging optical
group
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018186136A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2020056849A (en
Inventor
創太 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Institute of Technology
Original Assignee
Shibaura Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shibaura Institute of Technology filed Critical Shibaura Institute of Technology
Priority to JP2018186136A priority Critical patent/JP7194979B2/en
Publication of JP2020056849A publication Critical patent/JP2020056849A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7194979B2 publication Critical patent/JP7194979B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/06Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having five or more lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

Description

本発明は、撮像光学系及び撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging optical system and an imaging apparatus.

人の眼をモデルにして、視野が広く、しかも中心部では高い解像度が得られる広角中心窩レンズと称される撮像光学系が知られている。このような撮像光学系では、視野の中央部の光学倍率を周辺よりも高くすることにより、中央部から注目する物体に関する多くの画像情報を得、周辺部から広範囲な情報が得られるようにしている。 An imaging optical system called a wide-angle foveal lens is known, which is modeled on the human eye and has a wide field of view and high resolution at the center. In such an imaging optical system, by making the optical magnification higher in the center of the field of view than in the periphery, a large amount of image information about the object of interest can be obtained from the center and a wide range of information can be obtained from the periphery. there is

広角中心窩光学レンズとしての撮像光学系が特許文献1により知られている。この特許文献1の撮像光学系は、絞りを挟んだ前群と正の屈折力を有する後群とからなり、前群の最も物体側に、少なくとも1つのレンズ面がレンズ中央部で正の屈折力をレンズ周辺部で負の屈折力を有する面形状の非球面を持つ第1レンズを配した構成である。 An imaging optical system as a wide-angle foveal optical lens is known from Patent Document 1. The imaging optical system of Patent Document 1 consists of a front group with an aperture therebetween and a rear group having positive refractive power. It is a configuration in which a first lens having an aspherical surface having a negative refractive power in the peripheral portion of the lens is arranged.

特開2005-10521号公報JP-A-2005-10521

ところで、近年ではイメージセンサの解像度が向上し、また画像処理装置の処理能力が向上することにともなって、撮像画像から得られる情報に基づく物体認識や測距等の精度が高くなっている。このような精度の高い物体認識や測距を行うことができるイメージセンサの解像度に対して、上記の従来の撮像光学系では、視野の中央部の解像度が低い、すなわち視野の中央部に十分に高い光学倍率と十分な光学的結像性能が得られていなかった。一方で、上記のような撮像学系の構成において、広い画角を維持しながら、視野の中央部における光学倍率を高くするように光学性能を向上させようとすると、第1レンズの非球面形状が高次数化して、形状が複雑になる。また,上記のような解像度の向上した高画素撮像素子に対応できる光学的結像性能の実現が困難となる。このため、設計上では実現可能でも実際のレンズ加工ができない等の問題が生じる。 By the way, in recent years, along with the improvement of the resolution of image sensors and the improvement of the processing capability of image processing apparatuses, the accuracy of object recognition, distance measurement, etc., based on information obtained from captured images has increased. In contrast to the resolution of an image sensor capable of highly accurate object recognition and distance measurement, the conventional imaging optical system described above has a low resolution at the center of the field of view. High optical magnification and sufficient optical imaging performance were not obtained. On the other hand, in the configuration of the imaging optical system as described above, if an attempt is made to improve the optical performance by increasing the optical magnification in the central portion of the field of view while maintaining a wide angle of view, the aspherical shape of the first lens is required. increases in order and the shape becomes complicated. In addition, it becomes difficult to achieve optical imaging performance that is compatible with a high-resolution image pickup device with improved resolution as described above. For this reason, problems such as the fact that actual lens processing cannot be performed even if it is feasible in terms of design arise.

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、広角中心窩レンズとして、非球面形状の高次数化を抑えながら視野の中央部でより高い光学倍率を得ることができる撮像光学系及び撮像装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances. The purpose is to provide an apparatus.

本発明の撮像光学系は、物体側から順に、前群と、全体として正の屈折力を有する後群とを有する撮像光学系において、前記前群は、物体側から順に、第1群と第2群とを有し、前記第1群は、少なくとも第1レンズ及びこの第1レンズよりも像側の第2レンズを備え、前記第1レンズ及び前記第2レンズのうちの一方の中央部が正の屈折力を有し周辺部が負の屈折力を有し、他方のレンズの中央部が負の屈折力を有し周辺部が正の屈折力を有し、全体として前記第1レンズに入射する平行光線の幅に対する前記第2群の最も物体側の面における平行光線の幅を、前記第1レンズの中央部に小さな角度で入射する平行光線については狭め、周辺部に大きな角度で入射する平行光線については広げる屈折力を有するものである。 The imaging optical system of the present invention is an imaging optical system having, in order from the object side, a front group and a rear group having positive refractive power as a whole, wherein the front group comprises, in order from the object side, a first group and a second group. The first group includes at least a first lens and a second lens closer to the image side than the first lens, and the center portion of one of the first lens and the second lens is The lens has a positive refractive power and a peripheral portion with a negative refractive power, and the other lens has a central portion with a negative refractive power and a peripheral portion with a positive refractive power. The width of the parallel light rays on the most object side surface of the second group with respect to the width of the incident parallel light rays is narrowed for the parallel light rays that are incident on the central portion of the first lens at a small angle, and is incident on the peripheral portion at a large angle. It has a refractive power that spreads out parallel rays.

本発明の撮像装置は、上記撮像光学系と、前記撮像光学系で結像される光学像を電気的な信号に変換する撮像素子とを備えるものである。 An image pickup apparatus of the present invention includes the image pickup optical system described above and an image pickup device that converts an optical image formed by the image pickup optical system into an electrical signal.

本発明によれば、前群の最も物体側に配置された第1群の第1レンズ及びこの第1レンズよりも像側の第2レンズのうちの一方のレンズの中央部が正の屈折力を有し周辺部が負の屈折力を有し、他方のレンズの中央部が負の屈折力を有し周辺部が正の屈折力を有するものとして、第1群全体として前記第1レンズの中央部に小さな角度で入射する光線の幅を狭め,周辺部に大きな角度で入射する光線の幅を広げるようにしたので、第1レンズ及び第2レンズの非球面形状の高次数化に抑えながら視野の中央部でより高い光学倍率を得ることができる。 According to the present invention, the center portion of one of the first lens in the first group disposed closest to the object side in the front group and the second lens closer to the image side than the first lens has a positive refractive power. and the peripheral portion has negative refractive power, and the central portion of the other lens has negative refractive power and the peripheral portion has positive refractive power. The width of light rays incident at a small angle on the central portion is narrowed, and the width of light rays incident on the peripheral portion at a large angle is widened. Higher optical magnification can be obtained in the central portion of the field of view.

第1の構成例の撮像光学系の構成を示す断面図である。2 is a cross-sectional view showing the configuration of an imaging optical system of a first configuration example; FIG. 第2の構成例の撮像光学系の構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of an imaging optical system of a second configuration example; 第3の構成例の撮像光学系の構成を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing the configuration of an imaging optical system of a third configuration example; 第1の構成例の撮像光学系の収差を示す収差図である。FIG. 4 is an aberration diagram showing aberration of the imaging optical system of the first configuration example; 第2の構成例の撮像光学系の収差を示す収差図である。FIG. 11 is an aberration diagram showing aberration of the imaging optical system of the second configuration example; 第2の構成例の撮像光学系での撮像例を示す画像である。FIG. 11 is an image showing an example of imaging by the imaging optical system of the second configuration example; FIG. 従来の撮像光学系での撮像例を示す画像である。It is an image which shows the example of imaging with the conventional imaging optical system. 第2の構成例の撮像光学系での撮像例であり視野周辺に歩行者が写った画像である。It is an example of imaging by the imaging optical system of the second configuration example, and is an image in which a pedestrian appears in the periphery of the field of view. 第3の構成例の撮像光学系の収差を示す収差図である。FIG. 11 is an aberration diagram showing aberration of the imaging optical system of the third configuration example;

本発明の実施形態に係る撮像光学系の第1の構成例を図1に示す。第1の構成例の撮像光学系10は、広い視野すなわち広角かつ視野(撮像画面)の中央部で周辺部よりも高い光学倍率(横倍率)が得られる広角中心窩レンズである。この撮像光学系10は、例えば撮像装置(図示省略)に装着あるいは一体に組み付けられる。撮像光学系10は、その光学性能として、視野の中央部において高い光学倍率を得ることができるものであって、視野の周辺で一定の解像度を維持しつつ中央部において高い解像度を得ることができるものである。このような撮像光学系10は、例えば前方の物体の認識及び測距を高い精度で行い、広い範囲で周囲の物体の認識及び測距を一定レベルで行うシステム等に好適であり、運転支援システム、自動運転用の車載カメラとして有用である。 FIG. 1 shows a first configuration example of an imaging optical system according to an embodiment of the present invention. The imaging optical system 10 of the first configuration example is a wide-angle foveal lens that provides a wide field of view, ie, a wide angle, and a higher optical magnification (horizontal magnification) in the central portion of the field of view (imaging screen) than in the peripheral portion. This imaging optical system 10 is attached to or integrally assembled with, for example, an imaging device (not shown). The optical performance of the imaging optical system 10 is such that a high optical magnification can be obtained in the central portion of the field of view, and high resolution can be obtained in the central portion while maintaining a constant resolution in the periphery of the field of view. It is. Such an imaging optical system 10 is suitable for, for example, a system that recognizes and measures the distance to an object in front with high accuracy and recognizes and measures the distance to surrounding objects in a wide range at a constant level. , useful as an in-vehicle camera for automatic driving.

撮像光学系10は、物体側(図中左側)から順に、前群Gf、絞りST、後群Grが配されている。撮像光学系10の像面IMには、結像される光学像を電気的な信号に変換する撮像素子が配される。また、この例では、絞りSTと後群Grとの間には、平板形状の赤外線カットフィルタP1が、後群Grと像面IMとの間には、像面IMに配される撮像素子の受光面(図示省略)を保護するカバープレートP2が配されている。赤外線カットフィルタP1、カバープレートP2は、省略することができる。 The imaging optical system 10 has a front group Gf, a diaphragm ST, and a rear group Gr arranged in order from the object side (left side in the drawing). An imaging element that converts a formed optical image into an electrical signal is arranged on the image plane IM of the imaging optical system 10 . Further, in this example, a plate-like infrared cut filter P1 is provided between the diaphragm ST and the rear group Gr, and an image pickup device arranged on the image plane IM is provided between the rear group Gr and the image plane IM. A cover plate P2 is arranged to protect the light receiving surface (not shown). The infrared cut filter P1 and the cover plate P2 can be omitted.

前群Gfは、物体側から順に、第1群G1と、第2群G2とが配されている。第1群G1は、像倍率を制御するためのものであり、物体側から順に、第1レンズL11と、第2レンズL12とで構成される。第1レンズL11は、中央部が正の屈折力(レンズパワー)を有し、周辺部が負の屈折力を有する。また、第2レンズL12は、中央部が負の屈折力を有し、周辺部が正の屈折力を有する。このような第1レンズL11と第2レンズL12とからなる第1群G1は、全体として、第1レンズL11に入射する平行光線の幅に対する第2群G2の最も物体側の面(第3レンズL13の物体側のレンズ面)における平行光線の幅を、第1レンズL11の中央部に小さな角度(光軸に対する角度)で入射する平行光線については狭め、周辺部に大きな角度(光軸に対する角度)で入射する平行光線については広げる屈折力を有する。すなわち、第1群G1によって、第1レンズL11の中央部に小さな角度で入射した平行光線は、第1レンズL11に入射したときの幅に対して第3レンズL13入射するときの幅が狭くされ、第1レンズL11の周辺部に大きな角度で入射した平行光線は、第1レンズL11に入射したときの幅に対して第3レンズL13に入射するときの幅が広くされる。 The front group Gf includes, in order from the object side, a first group G1 and a second group G2. The first group G1 is for controlling the image magnification, and is composed of a first lens L11 and a second lens L12 in order from the object side. The first lens L11 has positive refractive power (lens power) in the central portion and negative refractive power in the peripheral portion. The second lens L12 has negative refractive power in the central portion and positive refractive power in the peripheral portion. As a whole, the first group G1 composed of the first lens L11 and the second lens L12 is the most object-side surface of the second group G2 (the third lens The width of the parallel rays incident on the central portion of the first lens L11 at a small angle (angle with respect to the optical axis) is narrowed, and the width of the parallel rays at the peripheral portion with a large angle (angle with respect to the optical axis) is narrowed. ), it has a refractive power that expands for parallel light rays incident at . That is, the first group G1 narrows the width of the parallel light rays incident on the central portion of the first lens L11 at a small angle when they are incident on the third lens L13 compared to the width when they are incident on the first lens L11. , the parallel rays incident on the periphery of the first lens L11 at a large angle have a wider width when incident on the third lens L13 than the width when incident on the first lens L11.

この例では、第1群G1は、全体として中央部が正の屈折力を有し、周辺部が負の屈折力を有するが、これに限らず、第1群G1が全体として、上記のように入射する平行光線に対する屈折力を有すればよい。また、この例の撮像光学系10では、第1レンズL11は、物体側の面が物体側に凸状の球面形状であり、像面側が非球面形状の非球面レンズである。また、第2レンズL12は、物体側、像面側の各面がそれぞれ非球面の非球面レンズである。 In this example, the first group G1 as a whole has positive refractive power in the central portion and negative refractive power in the peripheral portion. should have refractive power for parallel light rays incident on . Further, in the imaging optical system 10 of this example, the first lens L11 is an aspherical lens whose object-side surface has a convex spherical shape toward the object side and whose image plane side has an aspherical shape. Further, the second lens L12 is an aspherical lens in which the object-side and image-plane-side surfaces are aspherical.

上記第1群G1により、視野の中央部では歪曲を小さくしつつ、中央部から周辺部に向けて歪曲収差の係数を大きく変化させ、周辺部において大きな負の歪曲収差を発生させる。これにより、撮像光学系10を広角とし、かつその視野の中央部の光学倍率がより高いものとしている。撮像光学系10の画角及び視野の中央部の光学倍率は、第1群G1の中央部と周辺部の各屈折力により調整することができる。撮像光学系10は、広角中心窩レンズとして最大半画角における歪曲収差Daが「-95%<Da<-10%」を満たすことが好ましい。 The first group G1 reduces distortion in the central portion of the field of view, while largely changing the coefficient of distortion aberration from the central portion to the peripheral portion, thereby generating a large negative distortion aberration in the peripheral portion. As a result, the imaging optical system 10 has a wide angle and a higher optical magnification in the central portion of its field of view. The angle of view of the imaging optical system 10 and the optical magnification of the central portion of the field of view can be adjusted by the respective refractive powers of the central portion and the peripheral portion of the first group G1. The imaging optical system 10 preferably satisfies "-95%<Da<-10%" in the distortion aberration Da at the maximum half angle of view as a wide-angle foveal lens.

上記のように第1群G1の第1レンズL11、第2レンズL12によって、広角化とともに、中央部の光学倍率の高倍率化を実現するとともに、光学的結像性能を向上させている。すなわち、第1レンズL11に対して中央部と周辺部との屈折力の正負が逆の第2レンズL12を空気間隔を設けて配置することにより、広角視野かつ大きな光学倍率変化を実現しながら,良好に視野全体の非点収差を抑制し、結果として高画素撮像素子への適用に十分に見合う光学結像性能をもつ広角かつ視野中央部での高い光学倍率及び光学結像性能が達成される。 As described above, the first lens L11 and the second lens L12 of the first group G1 achieve a wide angle, a high optical magnification at the center, and an improved optical imaging performance. That is, by arranging the second lens L12, which has an opposite positive/negative refractive power between the central portion and the peripheral portion, with an air gap with respect to the first lens L11, a wide-angle field of view and a large change in optical magnification are realized. Astigmatism in the entire field of view is well suppressed, and as a result, a wide angle and high optical magnification and optical imaging performance in the center of the field of view with optical imaging performance sufficiently suitable for application to high-pixel imaging devices are achieved. .

第1群G1を中央部同士と周辺部同士の正負が互いに異なる第1レンズL11と第2レンズL12とで構成することにより、撮像光学系10を広角とし、かつその視野の中央部の光学倍率をより高いものとしている。上記のような第1レンズL11と第2レンズL12とによって像倍率を制御する構成のため、第1レンズL11と第2レンズL12の各面の設計自由度が高くなり、第1レンズL11、第2レンズL12の非球面次数の高次数化を抑制し、またレンズ枚数の増加を抑え全長のコンパクト化等に有利にしながら、視野の中央部の光学倍率をより高いものとすることができる。 By configuring the first group G1 with the first lens L11 and the second lens L12 having different positivity between the central portion and the peripheral portion, the imaging optical system 10 has a wide angle and the optical magnification of the central portion of the field of view. is higher. Since the image magnification is controlled by the first lens L11 and the second lens L12 as described above, the degree of freedom in designing each surface of the first lens L11 and the second lens L12 is increased. It is possible to increase the optical magnification in the central portion of the field of view while suppressing an increase in the aspherical order of the second lens L12 and suppressing an increase in the number of lenses, which is advantageous for making the total length compact.

また、撮像光学系10のように第1レンズL11と第2レンズL12とを用いて像倍率を制御することにより、従来のレンズ構成のように1枚のレンズの面形状に着目する形で、中央部を正の屈折力,周辺部を負の屈折力とする手法に比べて、視野全体に渡るより高い像倍率変化(歪曲収差-95%<Da<-10%)と高い光学結像性能を実現しながら大口径化が容易になり、F値が3.5以下の明るい光学系とすることが可能である。これにより、撮像光学系10は、夜間や暗い場所での撮像にも好適となる。 In addition, by controlling the image magnification using the first lens L11 and the second lens L12 as in the imaging optical system 10, focusing on the surface shape of one lens as in the conventional lens configuration, Higher image magnification change over the entire field of view (distortion -95%<Da<-10%) and high optical imaging performance compared to the method that uses positive refractive power in the center and negative refractive power in the periphery. While realizing the above, it becomes easy to increase the aperture, and a bright optical system having an F value of 3.5 or less is possible. This makes the imaging optical system 10 suitable for imaging at night or in a dark place.

この例では、第1レンズL11の物体側の面を球面形状としているが、第1レンズL11及び第2レンズL12の4面のうちのいずれかの1面を球面形状とすることができる。第1レンズL11、第2レンズL12の非球面次数の高次数化を抑制されるため、第1レンズL11と第2レンズL12の4面のうちのいずれかの1面を球面形状としても、この例の撮像光学系10の第1群G1のように、他の3面の非球面形状を実現可能な程度の非球面形状とすることができる。第1レンズL11及び第2レンズL12の4面のうちのいずれかの1面を球面形状とすることは、製造コストの抑制、レンズの生産性の観点から好ましい。 In this example, the object-side surface of the first lens L11 is spherical, but any one of the four surfaces of the first lens L11 and the second lens L12 can be spherical. Since the aspherical order of the first lens L11 and the second lens L12 is suppressed from increasing, even if one of the four surfaces of the first lens L11 and the second lens L12 is spherical, this Like the first group G1 of the imaging optical system 10 of the example, the other three surfaces can be made as aspherical as possible. It is preferable to form one of the four surfaces of the first lens L11 and the second lens L12 into a spherical shape from the viewpoint of manufacturing cost reduction and lens productivity.

第1レンズL11、第2レンズL12は、それぞれ少なくとも1面を非球面とすることにより、上記のような中央部と周辺部の屈折力を得るが、非球面形状を低い非球面次数を持つものとするためには、第1レンズL11、第2レンズL12の4面のうちの3面以上を非球面形状とすることが好ましい。したがって、後述する例のように、第1レンズL11、第2レンズL12の各面のそれぞれを、非球面形状とすることは、第1レンズL11、第2レンズL12の各面の非球面次数の高次数化を抑制して加工を容易にする観点からはより好ましい態様である。 The first lens L11 and the second lens L12 each have at least one aspherical surface to obtain the refractive power in the central portion and the peripheral portion as described above, but the aspherical shape has a low aspherical surface order. To achieve this, it is preferable that three or more of the four surfaces of the first lens L11 and the second lens L12 have an aspherical shape. Therefore, as in an example to be described later, each surface of the first lens L11 and the second lens L12 is formed to have an aspherical shape. This is a more preferable embodiment from the viewpoint of facilitating processing by suppressing the increase in order.

また、第1レンズL11を中央部の屈折力が正、周辺部の屈折力が負であって、物体側に凸面を向けたものとし、第2レンズL12を中央部の屈折力が負、周辺部の屈折力が正とする構成は、大口径化すなわちF値を小さくする上で好ましい態様である。 The first lens L11 has positive refractive power in the central portion and negative refractive power in the peripheral portion, and has a convex surface facing the object side. The second lens L12 has negative refractive power in the central portion and negative refractive power in the peripheral portion. The configuration in which the refracting power of the portion is positive is a preferred mode for increasing the aperture, that is, for decreasing the F value.

なお、この例の第1群G1は、それぞれ1枚の第1レンズL11及び第2レンズL12からなるが、第1レンズL11及び第2レンズL12を含め、中央部同士と周辺部同士でそれぞれ屈折力の正負が異なる2種類のレンズが少なくとも1枚ずつあればよく、それら2種類のレンズの両方または一方を複数枚設けてもよい。また、第1レンズL11の中央部の屈折力を負、周辺部の屈折力を正とし、第2レンズL12の中央部の屈折力を正、周辺部の屈折力を負として、第1群G1が全体として、第1レンズL11に入射する平行光線の幅に対する第2群G2の最も物体側の面における平行光線の幅を、第1レンズL11の中央部に小さな角度で入射する平行光線については狭め、周辺部に大きな角度で入射する平行光線については広げるように構成してもよい。 The first group G1 in this example consists of one first lens L11 and one second lens L12, respectively. At least one of each of the two types of lenses with different positive and negative forces is sufficient, and both or one of these two types of lenses may be provided in plural. Further, the refractive power of the central portion of the first lens L11 is negative, the refractive power of the peripheral portion is positive, the refractive power of the central portion of the second lens L12 is positive, the refractive power of the peripheral portion is negative, and the first group G1 As a whole, the width of the parallel light beam on the surface of the second group G2 closest to the object side with respect to the width of the parallel light beam entering the first lens L11 is expressed as It may be configured such that it is narrowed, and parallel rays incident on the peripheral portion at a large angle are widened.

この例では、第2群G2は、1枚の第3レンズL13からなり、第3レンズL13は、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズである。この例の第2群G2としての第3レンズL13によって、前群Gfは全体としての屈折力が負となる。また、第1群G1と第3レンズL13の組み合わせにより、絞り径を大きくすることが可能となり、明るさの向上に寄与する。なお、第2群G2は、複数枚のレンズで構成してもよい。 In this example, the second group G2 is composed of one third lens L13, and the third lens L13 is a meniscus lens having negative refractive power with a concave surface facing the image side. The refractive power of the front group Gf as a whole becomes negative due to the third lens L13 as the second group G2 in this example. Also, the combination of the first group G1 and the third lens L13 makes it possible to increase the aperture diameter, which contributes to improvement in brightness. The second group G2 may be composed of a plurality of lenses.

後群Grは、物体側から順に、球面レンズである第4レンズL14~第7レンズL17からなり、前群Gfからの光を結像させる結像光学系であり、全体として正の屈折力を有している。第4レンズL14と第5レンズL15とは、色収差を補正する接合レンズを構成する。第4レンズL14は、凹面を像側に向けた凹メニスカスレンズ、第5レンズL15~第7レンズL17は、いずれも両凸レンズである。 The rear group Gr comprises, in order from the object side, a fourth lens L14 to a seventh lens L17, which are spherical lenses, and is an imaging optical system for forming an image of the light from the front group Gf, and has positive refractive power as a whole. have. The fourth lens L14 and the fifth lens L15 form a cemented lens that corrects chromatic aberration. The fourth lens L14 is a concave meniscus lens with the concave surface facing the image side, and the fifth lens L15 to the seventh lens L17 are all biconvex lenses.

次に撮像光学系の別の構成例について説明する。なお、以下に説明する他は、第1の構成例と同様である。 Next, another configuration example of the imaging optical system will be described. It should be noted that the configuration is the same as that of the first configuration example except for the following description.

本発明の実施形態に係る撮像光学系の第2の構成例を図2に示す。第2の構成例の撮像光学系20は、前群Gfの第1群G1を構成する第1レンズL21及び第2レンズL22の各面を非球面形状としたものである。この撮像光学系20は、物体側から順に、前群Gf、赤外線カットフィルタP1、絞りST、後群Gr、カバープレートP2が配されている。前群Gfは、物体側から順に、第1群G1を構成する第1レンズL21及び第2レンズL22と、第2群G2としての第3レンズL23とからなる。後群Grは、複数の球面レンズからなり、物体側から順に、色収差を補正するための接合レンズを構成する第4レンズL24及び第5レンズL25と、第6レンズL26~第8レンズL28とからなり、前群Gfからの光を結像させる結像光学系を構成する。 FIG. 2 shows a second configuration example of the imaging optical system according to the embodiment of the present invention. In the imaging optical system 20 of the second configuration example, each surface of the first lens L21 and the second lens L22 that constitute the first group G1 of the front group Gf is aspherical. The imaging optical system 20 includes, in order from the object side, a front group Gf, an infrared cut filter P1, a diaphragm ST, a rear group Gr, and a cover plate P2. The front group Gf is composed of, in order from the object side, a first lens L21 and a second lens L22, which constitute the first group G1, and a third lens L23, which constitutes the second group G2. The rear group Gr consists of a plurality of spherical lenses, and from the object side, a fourth lens L24 and a fifth lens L25 constituting a cemented lens for correcting chromatic aberration, and a sixth lens L26 to an eighth lens L28. This constitutes an imaging optical system for imaging the light from the front group Gf.

上述のように第1レンズL21及び第2レンズL22の各面が非球面形状である。第1レンズL21は、中央部が正の屈折力を、周辺部が負の屈折力を有し、第2レンズL22は、中央部が負の屈折力を、周辺部が正の屈折力を有している。第1群G1は、全体として、第1レンズL21に入射する平行光線の幅に対する第2群G2の最も物体側の面(第3レンズL23の物体側のレンズ面)における平行光線の幅を、第1レンズL21の中央部に小さな角度で入射する平行光線については狭め、周辺部に大きな角度で入射する平行光線については広げる屈折力を有する。 As described above, each surface of the first lens L21 and the second lens L22 is aspherical. The first lens L21 has positive refractive power in the central portion and negative refractive power in the peripheral portion, and the second lens L22 has negative refractive power in the central portion and positive refractive power in the peripheral portion. doing. In the first group G1, as a whole, the width of the parallel light rays on the most object-side surface of the second group G2 (the object-side lens surface of the third lens L23) with respect to the width of the parallel light rays incident on the first lens L21 is The first lens L21 has a refractive power that narrows parallel rays incident on the central portion at a small angle and widens parallel rays incident on the peripheral portion at a large angle.

この例の撮像光学系20では、撮像光学系10と同様に、第1群G1が全体として中央部に正の屈折力を有し、周辺部に負の屈折力を有するが、やはりこれに限らず、第1群G1が全体として、上記のように入射する平行光線に対する屈折力を有すればよい。 In the imaging optical system 20 of this example, similarly to the imaging optical system 10, the first group G1 as a whole has a positive refractive power in the central portion and a negative refractive power in the peripheral portion. Instead, it is sufficient that the first group G1 as a whole has a refractive power with respect to incident parallel rays as described above.

第3レンズL23は、像側に凹面を向けた負の屈折力を有するメニスカスレンズ(凹メニスカスレンズ)である。前群Gfは、全体として負の屈折力を有している。 The third lens L23 is a meniscus lens (concave meniscus lens) having negative refractive power with a concave surface facing the image side. The front group Gf has negative refractive power as a whole.

第4レンズL24は、凹面を像側に向けた凹メニスカスレンズ、第5レンズL25は、凸面を物体側に向けた凸メニスカスレンズ、第6レンズL26は、凸面を物体側に向けた平凸レンズ、第7レンズL27は、両凸レンズ、第7レンズL27は、凸面を物体側に向けた凸メニスカスレンズである。 The fourth lens L24 is a concave meniscus lens with the concave surface facing the image side, the fifth lens L25 is a convex meniscus lens with the convex surface facing the object side, the sixth lens L26 is a plano-convex lens with the convex surface facing the object side, The seventh lens L27 is a biconvex lens, and the seventh lens L27 is a convex meniscus lens with the convex surface facing the object side.

本発明の実施形態に係る撮像光学系の第3の構成例を図3に示す。第3の構成例の撮像光学系30は、上記撮像光学系20と同様に、前群Gfの第1群G1を構成する第1レンズL31及び第2レンズL32の各面を非球面形状とした例である。撮像光学系30は、物体側から順に、前群Gf、絞りST、赤外線カットフィルタP1、後群Gr、カバープレートP2が配されている。 FIG. 3 shows a third configuration example of the imaging optical system according to the embodiment of the present invention. In the imaging optical system 30 of the third configuration example, each surface of the first lens L31 and the second lens L32 constituting the first group G1 of the front group Gf is aspherical, as in the imaging optical system 20 described above. For example. The imaging optical system 30 includes, in order from the object side, a front group Gf, a diaphragm ST, an infrared cut filter P1, a rear group Gr, and a cover plate P2.

前群Gfは、物体側から順に、第1レンズL31~第3レンズL33からなり、第1レンズL31及び第2レンズL32は第1群G1を構成し、第3レンズL33は第2群G2として設けられている。後群Grは、複数の球面レンズからなり、物体側から順に、色収差を補正するための接合レンズを構成する第4レンズL34及び第5レンズL35と、第6レンズL36~第8レンズL38とからなり、前群Gfからの光を結像させる結像光学系を構成する。 The front group Gf consists of a first lens L31 to a third lens L33 in order from the object side, the first lens L31 and the second lens L32 constitute the first group G1, and the third lens L33 constitutes the second group G2. is provided. The rear group Gr consists of a plurality of spherical lenses, and from the object side, a fourth lens L34 and a fifth lens L35 constituting a cemented lens for correcting chromatic aberration, and a sixth lens L36 to an eighth lens L38. This constitutes an imaging optical system for imaging the light from the front group Gf.

上述のように第1レンズL31及び第2レンズL32は、各面が非球面形状であり、第1レンズL31は、中央部が正の屈折力を、周辺部が負の屈折力を有し、第2レンズL32は、中央部が負の屈折力を、周辺部が正の屈折力を有している。第1群G1は、全体として、第1レンズL31に入射する平行光線の幅に対する第2群G2の最も物体側の面(第3レンズL33の物体側のレンズ面)における平行光線の幅を、第1レンズL31の中央部に小さな角度で入射する平行光線については狭め、周辺部に大きな角度で入射する平行光線については広げる屈折力を有する。撮像光学系30の第1群G1は、全体として中央部に正の屈折力を有し、周辺部に負の屈折力を有するが、やはりこれに限らず、第1群G1が全体として、上記のように入射する平行光線に対する屈折力を有すればよい。第3レンズL33は、負の屈折力をするものであり、両凹レンズを用いている。前群Gfは、全体として負の屈折力を有している。 As described above, each surface of the first lens L31 and the second lens L32 has an aspherical shape, and the first lens L31 has positive refractive power in the central portion and negative refractive power in the peripheral portion. The second lens L32 has negative refractive power in the central portion and positive refractive power in the peripheral portion. In the first group G1, as a whole, the width of the parallel light rays on the most object-side surface of the second group G2 (the lens surface of the third lens L33 on the object side) with respect to the width of the parallel light rays incident on the first lens L31 is The first lens L31 has a refractive power that narrows parallel rays incident on the central portion at a small angle and expands parallel rays incident on the peripheral portion at a large angle. The first group G1 of the imaging optical system 30 as a whole has positive refractive power in the central portion and negative refractive power in the peripheral portion. It suffices if it has a refractive power for incident parallel light rays, such as The third lens L33 has negative refractive power and is a biconcave lens. The front group Gf has negative refractive power as a whole.

第4レンズL34は、凹面を像側に向けた凹メニスカスレンズ、第5レンズL35は、凸面を物体側に向けた平凸レンズ、第6レンズL36は、両凸レンズ、第7レンズL37及び第8レンズL38は、いずれも凸面を物体側に向けた平凸レンズである。 The fourth lens L34 is a concave meniscus lens with the concave surface facing the image side, the fifth lens L35 is a plano-convex lens with the convex surface facing the object side, the sixth lens L36 is a biconvex lens, the seventh lens L37 and the eighth lens L38 is a plano-convex lens with a convex surface facing the object side.

上記の各例では、前群Gfは、全体としての屈折力が負となるように構成されるが、中央部の屈折力が正、周辺部の屈折力が負となるように構成してもよい。このような構成にした場合、例えばより大きな倍率変化を作り出すことができる。 In each of the above examples, the front group Gf is configured to have a negative refractive power as a whole. good. With such a configuration, for example, a larger magnification change can be produced.

次に、上記実施形態に係る撮像光学系の数値実施例1~3について説明する Next, Numerical Examples 1 to 3 of the imaging optical system according to the above embodiment will be described.

[数値実施例1]
上記撮像光学系10のレンズデータを表1に示す。表1中の「面番号」は、物体側から順に構成要素の面に付した番号である。面番号に付した「*」は、その面が非球面であることを示している。「曲率半径」の欄には、各面の曲率半径を、「面間隔」の欄には、各面の光軸上における次の面との間のレンズ厚みあるいは空気間隔をそれぞれ示している。曲率半径及び面間隔の単位は「mm」である。「nd」の欄には、各光学要素のd線(波長587.6nm)に対する屈折率を示し、「νd」の欄には、各光学要素のd線に対するアッベ数を示す。
[Numerical Example 1]
Table 1 shows the lens data of the imaging optical system 10 . "Surface number" in Table 1 is the number assigned to the surface of the component in order from the object side. "*" attached to the surface number indicates that the surface is an aspherical surface. The column of "radius of curvature" indicates the radius of curvature of each surface, and the column of "spacing between surfaces" indicates the lens thickness or air gap between each surface and the next surface on the optical axis. The unit of radius of curvature and surface spacing is "mm". The "nd" column shows the refractive index of each optical element for the d-line (wavelength: 587.6 nm), and the "νd" column shows the Abbe number of each optical element for the d-line.

表1の「Materials」の欄には、各光学要素の材料(ガラスまたは樹脂の種類)を示す。「Materials」の欄中の「E48R」は、「ZEONEX(登録商標)E48R」(日本ゼオン株式会社製)であってシクロオレフィンポリマー(COP)樹脂である。「OKP-1」は、大阪ガスケミカル株式会社の製品名であり光学用ポリエステル樹脂である。また、「S-LAL18」、「S-TIH11」、「S-PHM52」、「S-BSL7」は、株式会社オハラの製品名であり光学ガラスである。「B270(登録商標)」は、SCHOTT AG社製の硝材であり、これに薄膜を形成して赤外線カットフィルタP1とした。 The column of "Materials" in Table 1 shows the material (type of glass or resin) of each optical element. "E48R" in the "Materials" column is "ZEONEX (registered trademark) E48R" (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.), which is a cycloolefin polymer (COP) resin. "OKP-1" is a product name of Osaka Gas Chemicals Co., Ltd. and is an optical polyester resin. "S-LAL18", "S-TIH11", "S-PHM52" and "S-BSL7" are product names of OHARA INC. and are optical glasses. "B270 (registered trademark)" is a glass material manufactured by SCHOTT AG, and a thin film was formed on it to form an infrared cut filter P1.

Figure 0007194979000001
Figure 0007194979000001

レンズの非球面形状は、表2に示される円錐係数k、非球面係数A、A、A・・・を用いて次の非球面式で表される。 The aspherical shape of the lens is expressed by the following aspherical formula using conic coefficient k and aspherical coefficients A 2 , A 4 , A 6 . . . shown in Table 2.

Figure 0007194979000002
Figure 0007194979000002

上記式中の各値は次の通りである。
Z:光軸方向のサグ量(mm)
s:光軸からの距離(mm)
C:曲率(近軸曲率半径の逆数)
k:円錐定数
、A、A・・・:4次、6次、8次・・・の非球面係数
Each value in the above formula is as follows.
Z: Amount of sag in the optical axis direction (mm)
s: distance from the optical axis (mm)
C: Curvature (reciprocal of paraxial radius of curvature)
k: conic constant A 4 , A 6 , A 8 .

Figure 0007194979000003
Figure 0007194979000003

上記レンズデータに示される撮像光学系10は、レンズ全長(第1レンズL11の最前面から像面IMまでの距離)が47.75mm,F値が3.5、全系焦点距離が10.5mm、最大半画角が47°、最大半画角における歪曲収差Daが-80%であった。また、全系焦点距離は、光軸近傍のものである。最大半画角からの焦点距離の換算値は1.07mmであり、中央部と周辺部で10倍近い焦点距離の比となっている。すなわち、撮像光学系10は、F値が3.5であり、夜間でも可視光カメラに装着できる非常に明るいレンズであり、また視野の中心部分は、周辺部の10倍にも及び光学倍率が得られているものであった。このF値及び光学倍率については、後述する撮像光学系20、30の数値実施例2、3についても同様であった。 The imaging optical system 10 shown in the above lens data has a total lens length (distance from the front surface of the first lens L11 to the image plane IM) of 47.75 mm, an F value of 3.5, and a focal length of the entire system of 10.5 mm. , the maximum half angle of view was 47°, and the distortion aberration Da at the maximum half angle of view was -80%. Also, the focal length of the entire system is near the optical axis. The conversion value of the focal length from the maximum half angle of view is 1.07 mm, and the ratio of the focal length between the central portion and the peripheral portion is nearly 10 times. That is, the imaging optical system 10 has an F value of 3.5, and is a very bright lens that can be attached to a visible light camera even at night. It was obtained. The F value and the optical magnification are the same for Numerical Examples 2 and 3 of imaging optical systems 20 and 30, which will be described later.

また、撮像光学系10の像面湾曲と歪曲収差を図4にそれぞれ示す。図4では、F線(波長435.8nm)、d線、C線(波長656.3nm)についての像面湾曲を示してあり、実線がタンジェンシャル像面の像面湾曲を、破線がサジタル像面における像面湾曲を示している。また、歪曲収差は、F線、d線、C線はほぼ同じであったため1本の収差曲線のみを描いてある。 FIG. 4 shows curvature of field and distortion of the imaging optical system 10, respectively. FIG. 4 shows the curvature of field for the F-line (wavelength 435.8 nm), d-line, and C-line (wavelength 656.3 nm). 4 shows the curvature of field in the plane. Also, since the distortion aberration is almost the same for the F-line, d-line, and C-line, only one aberration curve is drawn.

図4に示される像面湾曲と歪曲収差からわかるように、撮像光学系10は、広角視野かつ意図的に大きな歪曲収差を作り出しているにもかかわらず、像面歪曲収差が小さく抑えられており,高倍率の視野中央部のみならず視野全体に渡って高い結像性能を実現している。 As can be seen from the field curvature and distortion shown in FIG. 4, the imaging optical system 10 has a wide-angle field of view and intentionally creates large distortion, but the field distortion is kept small. , and achieves high imaging performance not only in the center of the high-magnification field of view, but also over the entire field of view.

[数値実施例2]
上記撮像光学系20のレンズデータを次の表3に示す。また、レンズの非球面形状は、表4に示される円錐係数k、非球面係数A、A、A・・・を用いて上述の非球面式で表される。図5に撮像光学系20の像面湾曲と歪曲収差を示す。表3、表4の項目、図5の像面湾曲と歪曲収差は、数値実施例1のものと同様に示してある。
[Numerical Example 2]
Lens data of the imaging optical system 20 are shown in Table 3 below. Also, the aspheric shape of the lens is represented by the above aspheric formula using the conic coefficient k and the aspheric coefficients A 2 , A 4 , A 6 . . . shown in Table 4. FIG. 5 shows curvature of field and distortion of the imaging optical system 20 . The items in Tables 3 and 4, and the curvature of field and distortion in FIG.

Figure 0007194979000004
Figure 0007194979000004

Figure 0007194979000005
Figure 0007194979000005

表3中の「Materials」の欄の「S-LAM60」、「S-BSM4」は、株式会社オハラの製品名であり光学ガラスである。「BOROFLOAT(登録商標)」は、SCHOTT AG社製の硝材であり、これに薄膜を形成して赤外線カットフィルタP1とした。 "S-LAM60" and "S-BSM4" in the column of "Materials" in Table 3 are product names of OHARA INC. and are optical glasses. "BOROFLOAT (registered trademark)" is a glass material manufactured by SCHOTT AG, and a thin film was formed on it to form an infrared cut filter P1.

上記レンズデータに示される撮像光学系20は、レンズ全長(第1レンズL21の最前面から像面IMまでの距離)が51.54mm,F値が3.5、全系焦点距離が10.5mm、最大半画角が47°、最大半画角における歪曲収差Daが-80%であった。また、全系焦点距離は、光軸近傍のものであり、最大半画角からの焦点距離の換算値は、1.07mmであり、中央部と周辺部で10倍近い焦点距離の比となっていた。 The imaging optical system 20 shown in the above lens data has a total lens length (distance from the front surface of the first lens L21 to the image plane IM) of 51.54 mm, an F value of 3.5, and a focal length of the entire system of 10.5 mm. , the maximum half angle of view was 47°, and the distortion aberration Da at the maximum half angle of view was -80%. The focal length of the entire system is in the vicinity of the optical axis, and the conversion value of the focal length from the maximum half angle of view is 1.07 mm. was

図5に示される像面湾曲と歪曲収差からわかるように、撮像光学系20は、広角視野かつ意図的に大きな歪曲収差を作り出しているにもかかわらず、像面歪曲収差が小さく抑えられており,高倍率の視野中央部のみならず視野全体に渡って高い結像性能を実現している。 As can be seen from the field curvature and distortion shown in FIG. 5, the imaging optical system 20 has a wide-angle field of view and intentionally creates a large distortion, but the field distortion is kept small. , and achieves high imaging performance not only in the center of the high-magnification field of view, but also over the entire field of view.

上記撮像光学系20を用いて、80m前方の車両を撮像した画像を図6に示す。また、図7には、最大半画角が撮像光学系20と同程度の通常の広角レンズを用い、図6の画像と同じ撮像位置から撮像した画像を示す。通常の広角レンズで撮像された画像は、大きな画角で広い範囲を撮像できているが、中央部の光学倍率が小さく中央の車両の像が非常に小さかった。このため、この画像は、例えば物体認識や精度の高い測距に用いるには不十分なものであった。これに対して、撮像光学系20で撮像した画像では、通常の広角レンズの場合と同様に大きな画角で広い範囲が撮像されているが、中央の車両の像が大きく物体認識や精度の高い測距に用いるのに十分な大きさであり、十分な解像度が得られていた。図8は、撮像光学系20により前方の車両とともに右前方45度方向で10mの距離にいる歩行者を撮像した画像である。撮像光学系20では、その歩行者(画像中の円で囲む部分)を十分な大きさで、物体認識を確実にできる解像度で撮像できていた。 FIG. 6 shows an image of a vehicle 80 m in front of the vehicle captured using the imaging optical system 20. As shown in FIG. Also, FIG. 7 shows an image taken from the same imaging position as the image in FIG. An image captured with a normal wide-angle lens can capture a wide range with a large angle of view, but the image of the vehicle in the center is very small due to the small optical magnification at the center. For this reason, this image is insufficient for use in, for example, object recognition and highly accurate distance measurement. On the other hand, in the image captured by the imaging optical system 20, a wide range is captured with a large angle of view as in the case of a normal wide-angle lens, but the image of the vehicle in the center is large and object recognition and accuracy are high. It was large enough to be used for ranging, and sufficient resolution was obtained. FIG. 8 is an image of a pedestrian at a distance of 10 m in a 45-degree right-front direction together with a forward vehicle captured by the imaging optical system 20 . The imaging optical system 20 was able to capture the pedestrian (the portion surrounded by the circle in the image) with a sufficient size and a resolution capable of reliably recognizing the object.

また、発明者は、上記のような撮像光学系20を装着した2台のカメラを用いて視差に基づく測距装置(ステレオカメラ)を構成したときに、150m前方の物体について高精度な測距と同時に、左右あわせて90度以上の広い画角の範囲内で実用的な測距を行えたことを確認している。 Further, the inventors have found that when a distance measuring device (stereo camera) based on parallax is constructed using two cameras equipped with the imaging optical system 20 as described above, highly accurate distance measurement of an object 150 m ahead is possible. At the same time, it was confirmed that practical distance measurement was possible within a wide angle of view of 90 degrees or more for both left and right.

[数値実施例3]
上記撮像光学系30のレンズデータを次の表5に示す。また、レンズの非球面形状は、表6に示される円錐係数k、非球面係数A、A、A・・・を用いて上述の非球面式で表される。図9に撮像光学系30の像面湾曲と歪曲収差を示す。表5、表6の項目、図9の像面湾曲と歪曲収差は、数値実施例1のものと同様に示してある。
[Numerical Example 3]
Table 5 below shows the lens data of the imaging optical system 30 . Also, the aspherical shape of the lens is represented by the above aspherical formula using the conic coefficient k and the aspherical coefficients A 2 , A 4 , A 6 . . . shown in Table 6. FIG. 9 shows curvature of field and distortion aberration of the imaging optical system 30 . The items in Tables 5 and 6, and the curvature of field and distortion in FIG.

Figure 0007194979000006
Figure 0007194979000006

Figure 0007194979000007
Figure 0007194979000007

表5中の「Materials」の欄の「S-TIH14」は、株式会社オハラの製品名であり光学ガラスである。「N-BK7」は、SCHOTT AG社製の硝材である。実施例2と同様に、「BOROFLOAT(登録商標)」に薄膜を形成して赤外線カットフィルタP1とした。 "S-TIH14" in the column of "Materials" in Table 5 is a product name of OHARA INC. and is an optical glass. "N-BK7" is a glass material manufactured by SCHOTT AG. As in Example 2, a thin film was formed on "BOROFLOAT (registered trademark)" to form an infrared cut filter P1.

上記レンズデータに示される撮像光学系30は、レンズ全長(第1レンズL31の最前面から像面IMまでの距離)が51.06mm,F値が3.5、全系焦点距離が10.5mm、最大半画角が47°、最大半画角における歪曲収差Daが-80%であった。また、全系焦点距離は、光軸近傍のものであり、最大半画角からの焦点距離の換算値は、1.07mmであり、中央部と周辺部で10倍近い焦点距離の比となっていた。 The imaging optical system 30 shown in the above lens data has a total lens length (distance from the front surface of the first lens L31 to the image plane IM) of 51.06 mm, an F value of 3.5, and a focal length of the entire system of 10.5 mm. , the maximum half angle of view was 47°, and the distortion aberration Da at the maximum half angle of view was -80%. The focal length of the entire system is in the vicinity of the optical axis, and the conversion value of the focal length from the maximum half angle of view is 1.07 mm. was

図9に示される像面湾曲と歪曲収差からわかるように、撮像光学系30は、広角視野かつ意図的に大きな歪曲収差を作り出しているにもかかわらず、像面歪曲収差が小さく抑えられており,高倍率の視野中央部のみならず視野全体に渡って高い結像性能を実現している。 As can be seen from the curvature of field and distortion shown in FIG. 9, the imaging optical system 30 has a wide-angle field of view and intentionally creates large distortion, but the field distortion is kept small. , and achieves high imaging performance not only in the center of the high-magnification field of view, but also over the entire field of view.

10、20、30 撮像光学系
Gf 前群
Gr 後群
G1 第1群
G2 第2群
ST 絞り
L11~L17、L21~L28、L31~L38 レンズ

10, 20, 30 Imaging optical system Gf Front group Gr Rear group G1 First group G2 Second group ST Aperture L11 to L17, L21 to L28, L31 to L38 Lens

Claims (8)

物体側から順に、前群と、絞りと、全体として正の屈折力を有する後群とを備え、像面に光学像を形成する撮像光学系において、
前記前群は、物体側から順に、第1群と第2群とを有し、
前記第1群は、1レンズ及びこの第1レンズよりも像側の第2レンズからなり、前記第1レンズ中央部が正の屈折力を有し周辺部が負の屈折力を有し、第2のレンズの中央部が負の屈折力を有し周辺部が正の屈折力を有し、前記第1レンズの中央部に撮像画面の中央部から入射する光に対して、前記第1レンズの中央部が正の屈折力を前記第2レンズの中央部が負の屈折力を有し、前記第1レンズの周辺部に前記撮像画面の周辺部から入射する光に対して、前記第1レンズの周辺部が負の屈折力を前記第2レンズの周辺部が正の屈折力を有し、全体として、前記第1レンズに入射する平行光束の前記第2群の最も物体側の面における光束を、前記撮像画面の中央部から前記第1レンズの中央部に入射する平行光束については狭め、前記撮像画面の周辺部から前記第1レンズの周辺部に入射する平行光束については広げる屈折力を有する
ことを特徴とする撮像光学系。
An imaging optical system comprising, in order from the object side, a front group, a diaphragm, and a rear group having positive refractive power as a whole, and forming an optical image on an image plane ,
The front group has a first group and a second group in order from the object side,
The first group comprises a first lens and a second lens located closer to the image side than the first lens, and the central portion of the first lens has positive refractive power and the peripheral portion has negative refractive power. , the center portion of the second lens has a negative refractive power and the peripheral portion has a positive refractive power, and the light incident on the center portion of the first lens from the center portion of the imaging screen is The central portion of the first lens has a positive refractive power and the central portion of the second lens has a negative refractive power. The peripheral portion of the first lens has a negative refractive power, and the peripheral portion of the second lens has a positive refractive power . The light flux on the surface is narrowed for the parallel light flux incident on the central part of the first lens from the center part of the imaging screen, and for the parallel light flux incident on the peripheral part of the first lens from the peripheral part of the imaging screen. An imaging optical system characterized by having a refractive power that spreads.
前記第1レンズ及び前記第2レンズは、非球面レンズであることを特徴とする請求項1に記載の撮像光学系。 2. The imaging optical system according to claim 1, wherein the first lens and the second lens are aspherical lenses. 前記第1レンズ及び前記第2レンズの4面のうちのいずれか1面が球面形状であること
を特徴とする請求項に記載の撮像光学系。
3. The imaging optical system according to claim 2 , wherein one of four surfaces of said first lens and said second lens is spherical.
前記第1レンズは、物体側の面が物体側に凸状の球面であり、像面側が非球面の非球面レンズであり、
前記第2レンズは、物体側、像面側の各面がそれぞれ非球面の非球面レンズである
ことを特徴とする請求項に記載の撮像光学系。
the first lens is an aspherical lens having an object-side surface that is convex toward the object side and an aspherical surface on the image side;
2. The imaging optical system according to claim 1 , wherein the second lens is an aspherical lens having aspherical surfaces on the object side and the image plane side.
前記前群は、前記第2群が負の屈折力を有することを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の撮像光学系。 5. The imaging optical system according to claim 1 , wherein the second group of the front group has a negative refractive power. F値が3.5以下であることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の撮像光学系。 6. The imaging optical system according to any one of claims 1 to 5 , wherein the F value is 3.5 or less. 最大半画角における歪曲収差Daが「-95%<Da<-10%」を満たすことを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の撮像光学系。 7. The imaging optical system according to claim 1 , wherein the distortion aberration Da at the maximum half angle of view satisfies "-95%<Da<-10%". 請求項1ないしのいずれか1項に記載の撮像光学系と、
前記撮像光学系で結像される光学像を電気的な信号に変換する撮像素子と
を備えることを特徴とする撮像装置。
an imaging optical system according to any one of claims 1 to 7 ;
An imaging device, comprising: an imaging element that converts an optical image formed by the imaging optical system into an electrical signal.
JP2018186136A 2018-09-28 2018-09-28 Imaging optical system and imaging device Active JP7194979B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018186136A JP7194979B2 (en) 2018-09-28 2018-09-28 Imaging optical system and imaging device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018186136A JP7194979B2 (en) 2018-09-28 2018-09-28 Imaging optical system and imaging device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020056849A JP2020056849A (en) 2020-04-09
JP7194979B2 true JP7194979B2 (en) 2022-12-23

Family

ID=70107647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018186136A Active JP7194979B2 (en) 2018-09-28 2018-09-28 Imaging optical system and imaging device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7194979B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111007622B (en) * 2019-12-13 2021-09-28 诚瑞光学(常州)股份有限公司 Image pickup optical lens
JP2022114764A (en) 2021-01-27 2022-08-08 キヤノン株式会社 Optical system, image capturing device, in-vehicle system, and mobile device
CN114236771B (en) * 2021-12-29 2023-07-04 浙江大华技术股份有限公司 Lens
CN115128776B (en) * 2022-08-03 2023-02-28 湖北华鑫光电有限公司 Wide-angle low-distortion optical lens

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004354572A (en) 2003-05-28 2004-12-16 Minolta Co Ltd Imaging apparatus
JP2005010521A (en) 2003-06-19 2005-01-13 Minolta Co Ltd Imaging apparatus
JP2016050990A (en) 2014-08-29 2016-04-11 富士フイルム株式会社 Projection zoom lens and projection display device
JP2017517756A (en) 2015-05-08 2017-06-29 ツェージャン サニー オプティクス カンパニー リミテッド Wide-angle imaging lens
US20190271831A1 (en) 2018-03-02 2019-09-05 Largan Precision Co., Ltd. Optical photographing lens assembly, imaging apparatus and electronic device

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05346540A (en) * 1992-06-15 1993-12-27 Pioneer Electron Corp Projection lens

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004354572A (en) 2003-05-28 2004-12-16 Minolta Co Ltd Imaging apparatus
JP2005010521A (en) 2003-06-19 2005-01-13 Minolta Co Ltd Imaging apparatus
JP2016050990A (en) 2014-08-29 2016-04-11 富士フイルム株式会社 Projection zoom lens and projection display device
JP2017517756A (en) 2015-05-08 2017-06-29 ツェージャン サニー オプティクス カンパニー リミテッド Wide-angle imaging lens
US20190271831A1 (en) 2018-03-02 2019-09-05 Largan Precision Co., Ltd. Optical photographing lens assembly, imaging apparatus and electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020056849A (en) 2020-04-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6427241B2 (en) Zoom lens system and imaging device
JP6740904B2 (en) Imaging lens and imaging device
JP7194979B2 (en) Imaging optical system and imaging device
JP4914136B2 (en) Zoom lens and imaging apparatus having the same
EP2490061A1 (en) Imaging lens, camera and personal digital assistant
CN109491045B (en) Optical system and image pickup apparatus
JP5596428B2 (en) Lens system
JP2007226142A (en) Zoom lens and imaging apparatus having the same
JP2010014855A (en) Imaging lens and imaging apparatus
JP5718351B2 (en) Zoom lens and imaging device
JP7286893B2 (en) WIDE-ANGLE OPTICAL SYSTEM AND IMAGING DEVICE HAVING THE SAME
JP4672755B2 (en) Magnification optical system and imaging device
CN109425975B (en) Zoom lens system
JP5698866B2 (en) Imaging lens and imaging apparatus
JP6156848B2 (en) Magnification optical system and imaging device
JP2017146478A (en) Imaging lens and imaging apparatus
JPWO2013118468A1 (en) Imaging lens and imaging apparatus
JPWO2013031188A1 (en) Zoom lens and imaging device
JP2011505018A (en) Dual focal length lens system
JP5496565B2 (en) Zoom lens
JP2013250290A (en) Rear converter lens, optical device, and method for manufacturing rear converter lens
JPWO2013031110A1 (en) Zoom lens and imaging device
JP2020126108A (en) Image capturing lens
WO2014141349A1 (en) Wide-angle lens and imaging device
JP7300703B2 (en) imaging lens

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210922

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220629

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220706

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20220901

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221026

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221108

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221206

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7194979

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150