JP7749352B2

JP7749352B2 - 撮像レンズ系、カメラモジュール、車載システム、移動体

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Publication number: JP7749352B2
Application number: JP2021101527A
Authority: JP
Inventors: 勝也宇野
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Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
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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。

従来、車両に搭載される車載用カメラの撮像レンズ系として、ドライバーの視認性を確保する目的で、中心領域よりも周辺領域が大きく撮像される、立体射影方式のレンズ系が必要とされていた。
近年では、車載用カメラには、自動運転を実現する目的等により、センシング機能が求められる傾向にある。そして、従来の立体射影方式の撮像レンズ系では、中心領域よりも周辺領域の方が大きく撮像されるため、画角の変化に対する像高の変化の割合が画角によって異なる。そのため、立体射影方式の撮像レンズで撮像された画像では、撮像された一定の速度で走行する自動車の速度が周辺領域と中心領域とで異なるように見えてしまい、センシングのための演算が複雑になるとともに、誤認識につながる可能性がある。そこで、センシング機能の安定性・正確性を実現するため、画角の変化に対する像高の変化の割合が、像の中心領域から周辺領域に亘って均一な、等距離射影方式の撮像レンズ系が求められている。そして、例えば、特許文献１には、監視カメラ等に搭載される、等距離射影方式の撮像レンズ系が記載されている。

特開２００８－１３４４９４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、最も物体側に配置される前玉レンズの径は光学像の大きさに対して大きく、レンズ系の全長も長く、暗いという問題がある。前玉レンズが大きいと、車両の外側に当該撮像レンズ系が設けられた場合、飛び石等が前玉レンズにぶつかってしまう可能性が高くなってしまうとともに、車載用カメラに搭載されるレンズ系に求められるコンパクト化を図ることができないという問題がある。また、レンズ系の全長が長いこともコンパクト化を阻む要因となっている。さらに、特許文献１に記載された撮像レンズ系のＦナンバは２．４～３．０程度であり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、コンパクト化を図ることができ、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負のパワーを有するメニスカスレンズである第１レンズ、物体側面が物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである第２レンズ、正のパワーを有する第３レンズからなる前群と、絞りと、正のパワーを有する第４レンズ、接合レンズを構成する第５レンズ及び第６レンズ、第７レンズからなる後群とからなり、
前記後群の合成焦点距離をＦｒｇとし、光学系全体の焦点距離をＦとしたとき、以下の式（１）を満足する。
２．０＜Ｆｒｇ／Ｆ＜３．０・・・（１）

本発明によれば、コンパクト化を図ることができ、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：ＳｕｓｔａｉｎａｂｌｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＧｏａｌｓ）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負のパワーを有するメニスカスレンズである第１レンズ、物体側面が物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである第２レンズ、正のパワーを有する第３レンズからなる前群と、絞りと、正のパワーを有する第４レンズ、接合レンズを構成する第５レンズ及び第６レンズ、第７レンズからなる後群とからなる。
また、実施の形態１に係る撮像レンズ系では、後群の合成焦点距離をＦｒｇとし、光学系全体の焦点距離をＦとしたとき、以下の式（１）を満足する。
２．０＜Ｆｒｇ／Ｆ＜３．０・・・（１）

これにより、コンパクト化を図ることができ、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。
具体的には、本実施の形態１に係る撮像レンズ系において、大まかに、前群は撮像レンズ系の画角特性を担っており、後群は結像性能を担っている。また、本実施の形態１に係る撮像レンズ系は、等距離射影方式のレンズ系であり、主光線の前群への入射角度をΘとし、主光線の後群への入射角度（主光線の中心光軸となす角）をθとした場合、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｆ／Ｆｒｇ・Θ）という関係式が成り立つ。そして、当該関係式から、後群の合成焦点距離Ｆｒｇが短くなると、主光線の後群への入射角度θが大きくなり、撮像素子上における像の高さ（以下、「像高」とも称する）が十分になり、撮像レンズ系の光学系の全長を短くすることができ、コンパクト化を図ることができる。しかし、上記式（１）の下限を下回ると、撮像レンズ系の光学系全体の焦点距離Ｆに対して後群の合成焦点距離Ｆｒｇが短くなりすぎ、換言すれば、後群のパワーが強くなりすぎ、後群において発生する収差が大きくなってしまう。一方、上記式（１）の上限を上回ると、上記関係式から、主光線の後群への入射角度θが小さくなり、像高が十分に取れなくなり、撮像レンズ系の光学系の全長が長くなり、コンパクト化を図ることができない。
よって、上記の式（１）を満足することにより、撮像レンズ系のコンパクト化を図ることができるとともに、収差を十分に低減することができる。また、収差を十分に低減することができるため、撮像レンズ系を十分に明るくすることができる。

また、第１レンズの物体側面と絞りとの中心光軸における距離をＬ１－ＳＴＯＰとしたとき、以下の式（２）を満足することが好ましい。
（Ｌ１－ＳＴＯＰ）／Ｆ＜３．５・・・（２）
これにより、上記の式（２）を満足する場合、絞りの位置を物体側に比較的近い位置に配置することができるため、入射瞳の位置も物体側に比較的近い位置に形成される。そのため、前群の最も物体側に配置される第１レンズの径を小さくすることができ、第１レンズへの飛び石の衝突の機会を減らすことができるとともに撮像レンズ系のコンパクト化を図ることができる。

また、第１レンズの焦点距離をＦ１とし、第３レンズの焦点距離をＦ３としたとき、以下の式（３）を満足することが好ましい。
－０．７＜Ｆ１／Ｆ３＜－０．４・・・（３）
上記の式（３）を満足することにより、前群において第１レンズのパワーを第３レンズのパワーに比べて大きくすることができ、前群の光学系の長さを短くすることができ、撮像レンズ系のコンパクト化を図ることができる。具体的には、上記の式（３）の下限を下回ると、第１レンズのパワーが小さくなりすぎ、撮像レンズ系のコンパクト化を図ることができない。さらに、後群への光線の入射角度が大きくなってしまい、後群における収差補正が難しくなってしまう。一方、上記の式（３）の上限を上回ると、第１レンズのパワーが大きくなりすぎるため、第１レンズにおいて発生する収差が大きくなりすぎ、第２レンズ～第７レンズにおいて当該収差を補正しきれなくなってしまう。

また、前記第１レンズの焦点距離をＦ１としたとき、以下の式（４）を満足することが好ましい。
－１．８＜Ｆ１／Ｆ＜－１．５・・・（４）
上記の式（４）を満足することにより、撮像レンズ系の光学系全体に対して、第１レンズのパワーを大きくすることができ、撮像レンズ系のコンパクト化を図ることができる。具体的には、上記の式（４）の下限を下回ると、第１レンズのパワーが小さくなりすぎるため、良好な画角特性を得ることができず、画角を広くすることができない。一方、上記の式（４）の上限を上回ると、第１レンズのパワーが大きくなりすぎるため、第１レンズにおいて発生する収差が大きくなりすぎ、第２レンズ～第７レンズにおいて当該収差を補正しきれなくなってしまう。

また、第３レンズは両凸レンズであり、第４レンズは両凸レンズであり、第５レンズの物体側面は物体側に凸面を向けており、第６レンズの像側面は像側に凹面を向けていることが好ましい。これにより、絞りを挟んで、第２レンズと第５レンズ及び第６レンズからなる接合レンズとの形状及び配置、並びに、第３レンズと第４レンズとの形状及び配置が対称となる。すなわち、撮像レンズ系において、第２レンズ～第６レンズまでを所謂タンデム配置とすることができることにより、コマ収差、倍率色収差、歪曲収差（ディストーション）等の収差補正を良好に行うことができる。

（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た撮像素子と、を備える。これにより、カメラモジュールのコンパクト化を図ることができ、カメラモジュールの明るさを十分に得ることができる。

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、第７レンズＬ７からなる後群Ｇｒと、赤外線カットフィルタ（ＩＲＣＦ）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７レンズＬ７は、ガラスレンズである。

第１レンズＬ１は、負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非球面形状を有する。第１レンズＬ１の像側面Ｓ２は、像側に凹面を向けた非球面形状を有する。

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、物体側に凹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、像側に凸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、物体側に凸面を向けた球面形状を有する。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、正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Ｓ８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Ｓ９は、像面側に凸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Ｓ１０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Ｓ１１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、負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Ｓ１２は、物体側に凹面を向けた球面形状を有する。また、第６レンズＬ６の像側面Ｓ１３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と第６レンズＬ６は、接合レンズを構成している。すなわち、第５レンズＬ５の像側面Ｓ１１と第６レンズＬ６の物体側面Ｓ１２とが接している。第５レンズＬ５と第６レンズＬ６は、軸上厚み０．００５ｍｍの接着層で接合されている。

第７レンズＬ７は、正のパワーを有するガラスレンズである。第７レンズＬ７の物体側面Ｓ１４は、物体側に凸面を向けた非球面形状を有する。また、第７レンズＬ７の像側面Ｓ１５は、像側に凹面を向けた非球面形状を有する。

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７レンズＬ７の像側に配置されている。

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、ｈ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Ａ_４、Ａ_６、Ａ_８、Ａ_１０、Ａ_１２、Ａ_１４、Ａ_１６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「－２．１３５９３Ｅ－０４」は、「－２．１３５９３×１０^－４」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（等距離射影基準）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１．６であり、半画角が７０°である。
また、図２（Ａ）の縦収差図では、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、４２０ｎｍ、５５０ｎｍ、６８０ｎｍ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（Ｂ）の像面湾曲図では、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、波長５５０ｎｍ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（Ｃ）の歪曲収差図において、横軸は像の歪み量（％）を示し、縦軸は像高（画角）を示す。また、図２（Ｃ）は、波長５５０ｎｍの光線によるシミュレーション結果を示している。

（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、歪曲収差図を示す。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、第７レンズＬ７の像側面Ｓ１５が像側に凸面を向けている点が実施例１と異なる。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、歪曲収差図を示す。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１レンズＬ１の物体側面Ｓ１及び像側面Ｓ２が球面形状である点が実施例１と異なる。また、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Ｓ８及び像側面Ｓ９が非球面形状である点が実施例１と異なる。また、実施例４に係る撮像レンズ系１１は、第７レンズＬ７の像側面Ｓ１５が像側に凸面を向けている点が実施例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、歪曲収差図を示す。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５に係る撮像レンズ系１１は、第７レンズＬ７の像側面Ｓ１５が、周辺部において像側に凸面を向け中心部において像側に凹面を向けた形状である点が、実施例４と異なる。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、歪曲収差図を示す。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４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、歪曲収差図を示す。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、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７レンズＬ７の焦点距離Ｆ７、撮像レンズ系１１の光学系全体の焦点距離Ｆ、Ｆ１／Ｆ～Ｆ７／Ｆの値、後群の第４レンズＬ４～第７レンズＬ７の合成焦点距離Ｆｒｇ、（Ｌ１－ＳＴＯＰ）／Ｆの値、Ｆ１／Ｆ３の値、撮像レンズ系１１の光学系の全長ＴＴＬ、ＴＴＬ／Ｆの値を示している。表１３において、焦点距離、全長の単位はいずれもｍｍ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、上記の式（１）の数値範囲を満足している。これにより、撮像レンズ系１１のコンパクト化を図ることができるとともに、収差を十分に低減することができる。また、収差を十分に低減することができるため、撮像レンズ系１１を十分に明るくすることができる。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、各種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、上記の式（２）の数値範囲を満足している。これにより、前群Ｇｆの最も物体側に配置される第１レンズＬ１の径を小さくすることができ、第１レンズＬ１への飛び石の衝突の機会を減らすことができるとともに撮像レンズ系１１のコンパクト化を図ることができる。

また、実施例１～６において、撮像レンズ系１１は、上記の式（３）の数値範囲を満足している。これにより、後群Ｇｒにおける収差補正を容易にしつつ前群Ｇｆの光学系の長さを短くすることができ、撮像レンズ系１１のコンパクト化を図ることができる。また、第１レンズＬ１における収差の発生を抑制することができる。

また、実施例１～６において、撮像レンズ系１１は、上記の式（４）の数値範囲を満足している。これにより、撮像レンズ系１１のコンパクト化を図ることができる。さらに、良好な画角特性を得ることができ、画角を広くすることができるとともに、第１レンズＬ１における収差の発生を抑制することができる。

また、実施例１～６において、第２レンズＬ２～第６レンズＬ６までが所謂タンデム配置となっている。これにより、コマ収差、倍率色収差、歪曲収差（ディストーション）等の収差補正を良好に行うことができる。

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のコンパクト化を図ることができるとともに、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には、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
Ｌ７第７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

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負のパワーを有するメニスカスレンズである第１レンズ、物体側面が物体側に凹面を向けたメニスカスレンズである第２レンズ、正のパワーを有する両凸レンズである第３レンズからなる前群と、絞りと、正のパワーを有する両凸レンズである第４レンズ、接合レンズを構成する第５レンズ及び第６レンズ、第７レンズからなる後群とからなり、前記第５レンズの物体側面は物体側に凸面を向けており、前記第６レンズの像側面は像側に凹面を向けており、
前記後群の合成焦点距離をＦｒｇとし、光学系全体の焦点距離をＦとしたとき、以下の式（１）を満足する、撮像レンズ系。
２．０＜Ｆｒｇ／Ｆ＜３．０・・・（１）
前記第１レンズの物体側面と前記絞りとの中心光軸における距離をＬ１－ＳＴＯＰとしたとき、以下の式（２）を満足する、請求項１に記載の撮像レンズ系。
（Ｌ１－ＳＴＯＰ）／Ｆ＜３．５・・・（２）
前記第１レンズの焦点距離をＦ１とし、前記第３レンズの焦点距離をＦ３としたとき、以下の式（３）を満足する、請求項１又は２に記載の撮像レンズ系。
－０．７＜Ｆ１／Ｆ３＜－０．４・・・（３）
前記第１レンズの焦点距離をＦ１としたとき、以下の式（４）を満足する、請求項１～３の何れか一項に記載の撮像レンズ系。
－１．８＜Ｆ１／Ｆ＜－１．５・・・（４）
請求項１～４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。
車両に搭載される車載システムであって、
請求項５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。
請求項６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。