WO2015107579A1 - 単焦点レンズ系、カメラ及び自動車 - Google Patents

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WO2015107579A1
WO2015107579A1 PCT/JP2014/005465 JP2014005465W WO2015107579A1 WO 2015107579 A1 WO2015107579 A1 WO 2015107579A1 JP 2014005465 W JP2014005465 W JP 2014005465W WO 2015107579 A1 WO2015107579 A1 WO 2015107579A1
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lens
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lens group
single focus
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健一 惠美
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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    • G02B13/006Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element at least one element being a compound optical element, e.g. cemented elements
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    • 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
    • GPHYSICS
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    • G02B27/0025Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
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    • G02B9/34Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only

Definitions

  • the present disclosure relates to a single focus lens system, a camera, and an automobile.
  • Patent Document 1 discloses a lens system that includes a front group composed of two lenses and a rear group composed of four lenses and an aperture stop, and has a small focal shift due to a temperature change.
  • the present disclosure provides a single focus lens system that has a wide angle and is small in size but has good temperature characteristics.
  • the present disclosure also provides a camera including the single focus lens system and an automobile including the camera.
  • the single focus lens system in the present disclosure is: In order from the object side to the image side, the first lens group having power, an aperture stop, and a second lens group having positive power,
  • the first lens group includes, in order from the object side to the image side, a first sub lens group having a negative power and a second sub lens group having a positive power.
  • the first sub lens group includes at least one lens element, and the lens element having the strongest negative power among the lens elements is a lens element made of resin.
  • the second lens group is composed of a cemented lens element, and the cemented lens element is composed of a lens element composed of at least two sheets of resin,
  • the camera in the present disclosure is A single focus lens system, An image sensor that images light collected by the single focus lens system;
  • the single focus lens system is: In order from the object side to the image side, the first lens group having power, an aperture stop, and a second lens group having positive power,
  • the first lens group includes, in order from the object side to the image side, a first sub lens group having a negative power and a second sub lens group having a positive power.
  • the first sub lens group includes at least one lens element, and the lens element having the strongest negative power among the lens elements is a lens element made of resin.
  • the second lens group is composed of a cemented lens element, and the cemented lens element is composed of a lens element composed of at least two sheets of resin,
  • the automobile in this disclosure is A camera, A processing unit that detects an external environment based on a captured image obtained by an image sensor provided in the camera and controls each unit;
  • the camera In order from the object side to the image side, the first lens group having power, an aperture stop, and a second lens group having positive power,
  • the first lens group includes, in order from the object side to the image side, a first sub lens group having a negative power and a second sub lens group having a positive power.
  • the first sub lens group includes at least one lens element, and the lens element having the strongest negative power among the lens elements is a lens element made of resin.
  • the second lens group is composed of a cemented lens element, and the cemented lens element is composed of a lens element composed of at least two sheets of resin,
  • a single focus lens system that satisfies It is a camera provided with the image pick-up element which images the light condensed with the said single focus lens system.
  • the first lens group is made of resin, includes a first lens element having negative power, is disposed on the image side of the first lens element, is made of glass, and has a positive power.
  • the second lens group includes a cemented lens element having a positive power, in which at least two lens elements made of resin are cemented.
  • the second lens element has the following condition (1-2):
  • the single-focus lens system according to the present disclosure has a wide angle of view with a diagonal field of view of about 90 ° or more. Even though it is small in size, the optical characteristics change even with a temperature change in the range of about 20 to 80 ° C., for example. There are few and temperature characteristics are also excellent.
  • FIG. 1 is a lens arrangement diagram illustrating an infinitely focused state of a single focus lens system according to Embodiment 1 (Numerical Example 1).
  • FIG. 2 is a longitudinal aberration diagram of the single focus lens system according to Numerical Example 1 in the infinite focus state.
  • FIG. 3 is a lens arrangement diagram illustrating an infinitely focused state of the single focus lens system according to Embodiment 2 (Numerical Example 2).
  • FIG. 4 is a longitudinal aberration diagram of the single focus lens system according to Numerical Example 2 when the lens is in focus at infinity.
  • FIG. 5 is a lens arrangement diagram illustrating an infinitely focused state of the single focus lens system according to Embodiment 3 (Numerical Example 3).
  • FIG. 6 is a longitudinal aberration diagram of the single focus lens system according to Numerical Example 3 in the infinite focus state.
  • FIG. 7 is a lens arrangement diagram illustrating an infinitely focused state of a single focus lens system according to Embodiment 4 (Numerical Example 4).
  • FIG. 8 is a longitudinal aberration diagram of the single focus lens system according to Numerical Example 4 when the lens is in focus at infinity.
  • FIG. 9 is a lens arrangement diagram illustrating an infinitely focused state of the single focus lens system according to Embodiment 5 (Numerical Example 5).
  • FIG. 10 is a longitudinal aberration diagram of the single focus lens system according to Numerical Example 5 in the infinite focus state.
  • FIG. 10 is a longitudinal aberration diagram of the single focus lens system according to Numerical Example 5 in the infinite focus state.
  • FIG. 11 is a lens arrangement diagram illustrating an infinitely focused state of the single focus lens system according to Embodiment 6 (Numerical Example 6).
  • FIG. 12 is a longitudinal aberration diagram of the single focus lens system according to Numerical Example 6 in the infinitely focused state.
  • FIG. 13 is a lens arrangement diagram illustrating an infinitely focused state of a single focus lens system according to Embodiment 7 (Numerical Example 7).
  • FIG. 14 is a longitudinal aberration diagram of the single focus lens system according to Numerical Example 7 when the lens is in focus at infinity.
  • FIG. 15 is a schematic diagram of an in-vehicle camera including the single focus lens system according to Embodiment 1 and an automobile including the in-vehicle camera at a front side position of the vehicle.
  • FIG. 16 is a schematic diagram showing a determination location of whether or not the vehicle rear view is possible based on an image of the in-vehicle camera and a range including the same in an automobile having the in-vehicle camera
  • the lens group is a group composed of at least one lens element. Depending on the type, number, arrangement, and the like of the lens elements constituting the lens group, the power, the composite focal length, etc. Is determined.
  • Embodiments 1 to 7 single focus lens system
  • 3, 5, 7, 9, 11, and 13 are lens arrangement diagrams of the single focus lens systems according to Embodiments 1 to 7, respectively, and all of the single focus lens systems in an infinite focus state are shown.
  • an asterisk * attached to a specific surface indicates that the surface is aspherical.
  • the straight line described on the rightmost side represents the position of the image plane S.
  • the single focus lens system according to Embodiment 1 has a first lens group G1 having a negative power, an aperture stop A, and a positive power in order from the object side to the image side.
  • the first lens group G1 includes a first lens element L1, a second lens element L2, and a third lens element L3 in order from the object side to the image side.
  • the second lens group G2 includes a fourth lens element L4 and a fifth lens element L5 in order from the object side to the image side.
  • the fourth lens element L4 and the fifth lens element L5 constitute a cemented lens element having a cemented surface that is aspheric, and the cemented lens element has positive power.
  • the first lens element L1 and the second lens element L2 constitute a first sub-lens group having negative power
  • the third lens element L3 is a second lens having positive power. It constitutes a sub lens group.
  • the first lens element L1 is a lens element made of glass having negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the object side.
  • the second lens element L2 is a lens element made of a resin having a negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the object side.
  • the second lens element L2 has two aspheric surfaces.
  • the third lens element L3 is a lens element made of glass having positive power, and is a biconvex lens element.
  • the fourth lens element L4 is a lens element made of a resin having a negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the object side.
  • the fourth lens element L4 has two aspheric surfaces.
  • the fifth lens element L5 is a lens element made of a resin having a positive power, and is a biconvex lens element.
  • the fifth lens element L5 has two aspheric surfaces.
  • a parallel plate CG is provided on the object side of the image plane S (between the image plane S and the fifth lens element L5).
  • the single focus lens system according to Embodiment 2 has a first lens group G1 having negative power, an aperture stop A, and positive power in order from the object side to the image side.
  • the first lens group G1 includes a first lens element L1, a second lens element L2, and a third lens element L3 in order from the object side to the image side.
  • the second lens group G2 includes a fourth lens element L4 and a fifth lens element L5 in order from the object side to the image side.
  • the fourth lens element L4 and the fifth lens element L5 constitute a cemented lens element having a cemented surface that is aspheric, and the cemented lens element has positive power.
  • the first lens element L1 and the second lens element L2 constitute a first sub-lens group having negative power
  • the third lens element L3 is a second lens having positive power. It constitutes a sub lens group.
  • the first lens element L1 is a lens element made of glass having negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the object side.
  • the second lens element L2 is a lens element made of a resin having a negative power, and is a biconcave lens element.
  • the second lens element L2 has two aspheric surfaces.
  • the third lens element L3 is a lens element made of glass having positive power, and is a biconvex lens element.
  • the third lens element L3 has two aspheric surfaces.
  • the fourth lens element L4 is a lens element made of a resin having a negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the object side.
  • the fourth lens element L4 has two aspheric surfaces.
  • the fifth lens element L5 is a lens element made of a resin having a positive power, and is a biconvex lens element.
  • the fifth lens element L5 has two aspheric surfaces.
  • a parallel plate CG is provided on the object side of the image plane S (between the image plane S and the fifth lens element L5).
  • the single focus lens system according to Embodiment 3 has, in order from the object side to the image side, a first lens group G1 having negative power, an aperture stop A, and positive power.
  • the first lens group G1 includes a first lens element L1, a second lens element L2, and a third lens element L3 in order from the object side to the image side.
  • the second lens group G2 includes a fourth lens element L4 and a fifth lens element L5 in order from the object side to the image side.
  • the fourth lens element L4 and the fifth lens element L5 constitute a cemented lens element having a cemented surface that is aspheric, and the cemented lens element has positive power.
  • the first lens element L1 and the second lens element L2 constitute a first sub-lens group having negative power
  • the third lens element L3 is a second lens having positive power. It constitutes a sub lens group.
  • the first lens element L1 is a lens element made of glass having negative power, and is a plano-concave lens element having a concave surface facing the image side.
  • the second lens element L2 is a lens element made of a resin having a negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the object side.
  • the second lens element L2 has two aspheric surfaces.
  • the third lens element L3 is a lens element made of glass having positive power, and is a biconvex lens element.
  • the fourth lens element L4 is a lens element made of a resin having a negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the object side.
  • the fourth lens element L4 has two aspheric surfaces.
  • the fifth lens element L5 is a lens element made of a resin having a positive power, and is a biconvex lens element.
  • the fifth lens element L5 has two aspheric surfaces.
  • a parallel plate CG is provided on the object side of the image plane S (between the image plane S and the fifth lens element L5).
  • the single focus lens system according to Embodiment 4 has, in order from the object side to the image side, a first lens group G1 having negative power, an aperture stop A, and positive power.
  • the first lens group G1 includes a first lens element L1, a second lens element L2, and a third lens element L3 in order from the object side to the image side.
  • the second lens group G2 includes a fourth lens element L4 and a fifth lens element L5 in order from the object side to the image side.
  • the fourth lens element L4 and the fifth lens element L5 constitute a cemented lens element having a cemented surface that is aspheric, and the cemented lens element has positive power.
  • the first lens element L1 and the second lens element L2 constitute a first sub-lens group having negative power
  • the third lens element L3 is a second lens having positive power. It constitutes a sub lens group.
  • the first lens element L1 is a lens element made of glass having negative power, and is a plano-concave lens element having a concave surface facing the image side.
  • the second lens element L2 is a lens element made of a resin having a negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the object side.
  • the second lens element L2 has two aspheric surfaces.
  • the third lens element L3 is a lens element made of glass having positive power, and is a biconvex lens element.
  • the fourth lens element L4 is a lens element made of a resin having a negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the object side.
  • the fourth lens element L4 has two aspheric surfaces.
  • the fifth lens element L5 is a lens element made of a resin having a positive power, and is a biconvex lens element.
  • the fifth lens element L5 has two aspheric surfaces.
  • a parallel plate CG is provided on the object side of the image plane S (between the image plane S and the fifth lens element L5).
  • the single focus lens system according to Embodiment 5 has a first lens group G1 having negative power, an aperture stop A, and positive power in order from the object side to the image side.
  • the first lens group G1 includes a first lens element L1, a second lens element L2, and a third lens element L3 in order from the object side to the image side.
  • the second lens group G2 includes a fourth lens element L4 and a fifth lens element L5 in order from the object side to the image side.
  • the fourth lens element L4 and the fifth lens element L5 constitute a cemented lens element having a cemented surface that is aspheric, and the cemented lens element has positive power.
  • the first lens element L1 and the second lens element L2 constitute a first sub-lens group having negative power
  • the third lens element L3 is a second lens having positive power. It constitutes a sub lens group.
  • the first lens element L1 is a lens element made of a resin having negative power, and is a plano-concave lens element having a concave surface facing the image side.
  • the second lens element L2 is a lens element made of a resin having a negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the object side.
  • the second lens element L2 has two aspheric surfaces.
  • the third lens element L3 is a lens element made of glass having positive power, and is a biconvex lens element.
  • the fourth lens element L4 is a lens element made of a resin having a negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the object side.
  • the fourth lens element L4 has two aspheric surfaces.
  • the fifth lens element L5 is a lens element made of a resin having a positive power, and is a biconvex lens element.
  • the fifth lens element L5 has two aspheric surfaces.
  • a parallel plate CG is provided on the object side of the image plane S (between the image plane S and the fifth lens element L5).
  • the single focus lens system according to Embodiment 6 has, in order from the object side to the image side, a first lens group G1 having a negative power, an aperture stop A, and a positive power.
  • the first lens group G1 includes a first lens element L1 and a second lens element L2 in order from the object side to the image side.
  • the second lens group G2 includes a third lens element L3 and a fourth lens element L4 in order from the object side to the image side.
  • the third lens element L3 and the fourth lens element L4 constitute a cemented lens element having a cemented surface with an aspheric surface, and the cemented lens element has positive power.
  • the first lens element L1 constitutes a first sub lens group having negative power
  • the second lens element L2 constitutes a second sub lens group having positive power. ing.
  • the first lens element L1 is a lens element made of a resin having negative power, and is a biconcave lens element.
  • the first lens element L1 has two aspheric surfaces.
  • the second lens element L2 is a lens element made of glass having positive power, and is a biconvex lens element.
  • the third lens element L3 is a lens element made of a resin having a negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the object side.
  • the third lens element L3 has two aspheric surfaces.
  • the fourth lens element L4 is a lens element made of a resin having a positive power, and is a biconvex lens element.
  • the fourth lens element L4 has two aspheric surfaces.
  • a parallel plate CG is provided on the object side of the image plane S (between the image plane S and the fourth lens element L4).
  • the single focus lens system according to Embodiment 7 has, in order from the object side to the image side, the first lens group G1 having negative power, the aperture stop A, and positive power.
  • the first lens group G1 includes a first lens element L1 and a second lens element L2 in order from the object side to the image side.
  • the second lens group G2 includes a third lens element L3 and a fourth lens element L4 in order from the object side to the image side.
  • the third lens element L3 and the fourth lens element L4 constitute a cemented lens element having a cemented surface with an aspheric surface, and the cemented lens element has positive power.
  • the first lens element L1 constitutes a first sub lens group having negative power
  • the second lens element L2 constitutes a second sub lens group having positive power. ing.
  • the first lens element L1 is a lens element made of a resin having negative power, and is a plano-concave lens element having a concave surface facing the image side.
  • the second lens element L2 is a lens element made of glass having a positive power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the image side.
  • the third lens element L3 is a lens element made of a resin having a positive power, and is a biconvex lens element.
  • the third lens element L3 has two aspheric surfaces.
  • the fourth lens element L4 is a lens element made of a resin having a negative power, and is a meniscus lens element having a convex surface facing the image side.
  • the fourth lens element L4 has two aspheric surfaces.
  • a parallel plate CG is provided on the object side of the image plane S (between the image plane S and the fourth lens element L4).
  • Embodiments 1 to 7 have been described as examples of the technology disclosed in the present application. However, the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to an embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, and the like are appropriately performed.
  • the material of the second sub-lens group (lens elements arranged on the object side of the aperture stop A) exemplified in the first to seventh embodiments, the following materials may be used. This is because the relative refractive index temperature coefficient in the air of 0 to 20 ° C. with respect to light in the wavelength region of 580 to 640 nm satisfies a predetermined condition described later. Note that the present invention is not limited to these, and various materials can be used as long as they meet the purpose.
  • Glass type name FD60, FD110, FF8, E-FD13, manufactured by HOYA Corporation E-FD10, E-FD4, FD140, FDS24, M-FDS1, TAFD40, FDS18, TAFD55, M-FDS2, E-FDS2, E-FDS3 I. Made by Sumita Optical Glass Co., Ltd.
  • a single focus lens system such as the single focus lens systems according to Embodiments 1 to 7
  • a plurality of useful conditions are defined for the single focus lens system according to each embodiment, but the configuration of the single focus lens system that satisfies all of the plurality of conditions is most effective.
  • individual conditions it is also possible to obtain a single focus lens system that exhibits the corresponding effects.
  • the single focus lens system according to the present disclosure includes, in order from the object side to the image side, a first lens group having power, an aperture stop, and a positive aperture.
  • the first lens group includes a first sub lens group having a negative power and a second sub lens group having a positive power in order from the object side to the image side.
  • the first sub-lens group includes at least one lens element, and the lens element having the strongest negative power among the lens elements is a lens element made of resin,
  • the lens group includes a cemented lens element, and the cemented lens element is formed by cementing at least two lens elements made of resin.
  • this lens configuration is referred to as a basic configuration of the embodiment.
  • the second lens group by configuring the second lens group with a cemented lens element, it becomes possible to correct chromatic aberration satisfactorily.
  • the single focus lens system having the basic configuration satisfies the following condition (1-1).
  • MAX Maximum in absolute value of relative refractive index temperature coefficient in air of 0 to 20 ° C. with respect to light in the wavelength region of 580 to 640 nm, obtained for each lens element constituting the second sub lens group Value.
  • the condition (1-1) is a condition related to the relative refractive index temperature coefficient of the lens elements constituting the second sub lens group.
  • the first sub-lens group having negative power and the second lens group having positive power are caused by a change in the refractive index of the lens element when the temperature changes. It is possible to cancel out of focus in the optical axis direction. For this reason, as the lens elements constituting the first sub lens group and the second lens group, a lens element made of a resin having a relatively large change in refractive index at the time of temperature change can be actively used, and the cost can be reduced. Can be achieved.
  • the relative refractive index temperature coefficient of the second sub lens group having a positive power can be kept small, so that the refractive index of the lens element changes when the temperature changes. Therefore, it is possible to reduce the focus shift in the optical axis direction of the entire system.
  • condition (a) is satisfied when the condition (1-1) is satisfied.
  • a single focus lens system having a basic configuration like the single focus lens systems according to Embodiments 1 to 7 is beneficial to satisfy the following condition (2).
  • the condition (2) is a condition related to the diagonal field angle of the single focus lens system.
  • it is possible to reduce the focus shift in the optical axis direction caused by the change in the refractive index of the lens element when the temperature changes while satisfying the condition (2).
  • the single focus lens system according to the present disclosure can achieve the above-described effect even if the following condition (2) ′ is satisfied. 2 ⁇ DIA ⁇ 100 (2) ′
  • the single focus lens systems according to Numerical Examples 1 to 7 to be described later satisfy the condition (2), thereby realizing further widening of the angle while maintaining high optical performance.
  • the camera provided with the single focus lens system in the present disclosure when installed at the rear side position of an automobile and is applied as a rear-view vehicle-mounted camera, not only the diagonal angle of view is large, but also a horizontal image. It is beneficial that the corners also have a certain size.
  • the range including 7 points A to G is 3.04 m ⁇ 6.10 m. That is, the installation of an in-vehicle camera capable of providing an image (video) that allows a driver to visually recognize an object, a person, or the like in a range of about 3 m ⁇ 6 m behind the vehicle is about to be obliged in the United States.
  • an image for example, an object having a height of about 80 cm (generally the height of an infant's height), a person, etc. can be visually recognized
  • the single focus lens system provided in the in-vehicle camera satisfies the following condition (b). 2 ⁇ HOR ⁇ 176 (b) here, 2 ⁇ HOR : Horizontal angle of view (°) It is.
  • the first lens group includes a lens element made of glass on the most object side.
  • the lens element made of glass on the most object side of the entire system, it is possible to improve the environmental resistance of the single focus lens system.
  • the cemented lens element of the second lens group has a basic configuration, and the lens element having negative power (hereinafter also referred to as a negative lens element for short). ) And a lens element having positive power (hereinafter also referred to as a positive lens element for short), and a single focus lens system in which the cemented surface of the cemented lens element is an aspherical surface can correct chromatic aberration better. It is beneficial to satisfy the following condition (3). 1.5 ⁇ f G2 /f ⁇ 3.5 (3) here, f G2 : focal length of the second lens group at the d-line, f: focal length at d-line of the entire system.
  • the condition (3) is a condition relating to the ratio between the focal length of the second lens group and the focal length of the entire single focal lens system.
  • the power of the cemented lens element in the single focus lens system can be adjusted to an appropriate value, so that it is possible to realize a small single focus lens system having good aberration performance. .
  • the upper limit of the condition (3) is exceeded, the power of the cemented lens element becomes too small, the overall length of the lens becomes long, and as a result, it is difficult to reduce the size of the single focus lens system.
  • the lower limit of the condition (3) is not reached, the power of the cemented lens element becomes too large, the generated aberration becomes large, and appropriate aberration correction becomes difficult.
  • the single focus lens having the basic configuration and having the strongest negative power of the first sub lens group has the concave surface facing the image side
  • the system can be further widened, and it is beneficial to satisfy the following condition (4). ⁇ 3.5 ⁇ f LN /f ⁇ 0.5 (4) here, f LN : the focal length of the lens element having the strongest negative power in the first sub lens group at the d line, f: focal length at d-line of the entire system.
  • the condition (4) is a condition relating to a ratio between the focal length of the lens element having the strongest negative power of the first sub lens unit and the focal length of the entire single focal lens system.
  • the number of lens elements is reduced. Therefore, the cost can be reduced.
  • the positive lens element constituting the second sub lens group has an aspherical surface, it is possible to realize better aberration performance. It is beneficial for such a single focus lens system to satisfy the following condition (5). ⁇ d LP ⁇ 35 (5) here, ⁇ d LP : Abbe number at the d-line of the positive lens element of the second sub-lens group.
  • the condition (5) is a condition related to the Abbe number of the positive lens elements constituting the second sub lens group. By satisfying the condition (5), it is possible to satisfactorily correct chromatic aberration in the entire single focus lens system. If the upper limit of the condition (5) is exceeded, both axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration will become large, and it will be difficult to satisfactorily correct aberrations.
  • the aperture stop, the first lens unit disposed on the object side of the aperture stop, and the first lens group disposed on the image side of the aperture stop is made of resin, includes a first lens element having a negative power, is disposed closer to the image side than the first lens element, is made of glass, and is positive.
  • a second lens element having a positive power wherein the second lens group includes at least two lens elements made of a resin, and a cemented lens element having a positive power. It is advantageous that the second lens element satisfies the following condition (1-2).
  • the condition (1-2) is a condition related to the relative refractive index temperature coefficient of the second lens element constituting the first lens group.
  • first, the first lens element having a negative power and the second lens group having a positive power are caused by a change in the refractive index of the lens element when the temperature changes. It is possible to cancel out of focus in the optical axis direction. For this reason, as the lens elements constituting the first lens element and the second lens group, a lens element made of a resin having a relatively large change in refractive index at the time of temperature change can be actively used, thereby reducing the cost. Can be planned.
  • the relative refractive index temperature coefficient of the second lens element having a positive power can be kept small, so that the refractive index of the lens element changes when the temperature changes.
  • the generated focus shift in the optical axis direction of the entire system can be reduced.
  • condition (a) is satisfied with respect to the focus shift in the optical axis direction caused by the change in the refractive index of the lens element when the temperature changes.
  • condition (a) is satisfied by satisfying the condition (1-2).
  • Embodiment 8 Camera and automobile
  • the camera provided with the single focus lens system according to Embodiment 1 will be described using an in-vehicle camera as an example.
  • any one of the single focus lens systems according to the second to seventh embodiments may be applied instead of the single focus lens system according to the first embodiment.
  • the single focus lens systems according to Embodiments 1 to 7 have a lens element made of glass disposed on the most object side of the entire system. Since it is superior in environmental resistance, it is particularly useful as a lens system for an in-vehicle camera.
  • FIG. 15A is a schematic diagram of an in-vehicle camera provided with the single focus lens system according to Embodiment 1, and the in-vehicle camera 100 is focused by the single focus lens system 201 and the single focus lens system 201. And an image sensor 202 for imaging the light.
  • the in-vehicle camera 100 is set in a vehicle and used as a sensing camera or a view camera.
  • the image captured by the sensing camera is used to check the inter-vehicle distance from other vehicles.
  • An image captured by the view camera is displayed on a monitor inside the vehicle, and is used by the driver to confirm the front and rear of the vehicle.
  • the single-focus lens system according to the present disclosure is a lens system in which the diagonal field angle is 90 ° or more in consideration of temperature characteristics, and the imaging according to the temperature change as compared with the conventional lens system. Since the occurrence of image aberration can be suppressed as much as possible, it is effective as a lens system for a sensing camera.
  • FIG. 15 (b) is a schematic view of an automobile equipped with a camera at the front side position of the vehicle.
  • the automobile includes a vehicle-mounted camera 100 at a front position of the vehicle, and a processing unit (CPU that detects each external environment based on a captured image obtained by an image sensor 202 provided in the vehicle-mounted camera 100 and controls each unit. ) 300.
  • CPU central processing unit
  • the image sensor 202 receives an optical image formed by the single focus lens system 201 and converts it into an electrical image signal.
  • the CPU 300 acquires an image signal, checks the inter-vehicle distance, the presence of a pedestrian, etc., and notifies the driver of the presence of a pedestrian or automatically applies a brake according to the check result.
  • the CPU 300 detects a white line and automatically releases the handle.
  • the single focus lens system according to the present disclosure is effective as a lens system of a sensing camera, but is also effective as a lens system of a view camera.
  • the in-vehicle camera when applied as a rear view camera (a rear-view in-vehicle camera) among the view cameras, not only the diagonal angle of view is large but also the horizontal angle of view has a certain size. It is beneficial.
  • the single focus lens system provided in the in-vehicle camera satisfies the condition (b), that is, the horizontal angle of view is 176 ° or more. It is beneficial.
  • the single focus lens system according to the second embodiment has a large horizontal field angle exceeding 190 °, and thus can be viewed in a wider range behind the vehicle. Such a rear view camera lens system is also very effective.
  • the eighth embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application.
  • the technology in the present disclosure is not limited to this, and can also be applied to an embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, and the like are appropriately performed.
  • Embodiment 8 an example in which the single focus lens system according to Embodiments 1 to 7 in the present disclosure is applied to an in-vehicle camera that is a sensing camera or a view camera is shown as Embodiment 8, but the single focus lens system in the present disclosure is described.
  • a surveillance camera a web camera, etc. in a surveillance system.
  • the surface marked with * is an aspherical surface, and the aspherical shape is defined by the following equation.
  • Z distance from a point on the aspheric surface having a height h from the optical axis to the tangent plane of the aspheric vertex
  • h height from the optical axis
  • r vertex radius of curvature
  • conic constant
  • a n is an n-order aspheric coefficient.
  • 2, 4, 6, 8, 10, 12, and 14 are longitudinal aberration diagrams of the single focus lens systems according to Numerical Examples 1 to 7 in an infinitely focused state, respectively.
  • Each longitudinal aberration diagram shows spherical aberration (SA (mm)), astigmatism (AST (mm)), and distortion (DIS (%)) in order from the left side.
  • the vertical axis represents the F number (indicated by F in the figure), the solid line is the d line (d-line), the short broken line is the F line (F-line), and the long broken line is the C line (C- line).
  • the vertical axis represents the image height
  • w represents the diagonal half field angle.
  • the solid line is the characteristic of the sagittal plane (indicated by s in the figure), and the broken line is the characteristic of the meridional plane (indicated by m in the figure).
  • the vertical axis represents the image height
  • w represents the diagonal half field angle.
  • Table 22 shows corresponding values for each condition in the single focus lens system of each numerical example.
  • This disclosure can be applied to in-vehicle cameras, surveillance cameras, web cameras, and the like.
  • the present disclosure is useful for cameras that require a wide-angle lens system such as an in-vehicle camera and a surveillance camera.

Abstract

 物体側から像側へと順に、パワーを有する第1レンズ群と開口絞りと正のパワーを有する第2レンズ群とからなり、第1レンズ群は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1サブレンズ群と正のパワーを有する第2サブレンズ群とを有し、第1サブレンズ群は、少なくとも1枚のレンズ素子を備えており、そのうち最も負のパワーが強いレンズ素子は樹脂からなるレンズ素子であり、第2レンズ群は接合レンズ素子からなり、接合レンズ素子は少なくとも2枚の樹脂からなるレンズ素子が接合されたものであり、条件:|dn/dt|MAX≦2.67×10-5(|dn/dt|MAX:第2サブレンズ群を構成する各レンズ素子について求めた、波長領域580~640nmの光に対する0~20℃の空気中での相対屈折率温度係数の絶対値における最大値)を満足する単焦点レンズ系。

Description

単焦点レンズ系、カメラ及び自動車
 本開示は、単焦点レンズ系、カメラ及び自動車に関する。
 特許文献1は、2枚のレンズで構成された前群と、4枚のレンズ及び開口絞りで構成された後群とからなり、温度変化による焦点移動が小さいレンズ系を開示している。
特開2012-018422号公報
 本開示は、広角化が図られ、小型でありながら、温度特性の良好な単焦点レンズ系を提供する。また本開示は、該単焦点レンズ系を含むカメラ、及び該カメラを備えた自動車を提供する。
 本開示における単焦点レンズ系は、
物体側から像側へと順に、パワーを有する第1レンズ群と、開口絞りと、正のパワーを有する第2レンズ群とからなり、
前記第1レンズ群は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1サブレンズ群と、正のパワーを有する第2サブレンズ群とを有し、
前記第1サブレンズ群は、少なくとも1枚のレンズ素子を備えており、該レンズ素子のうち、最も負のパワーが強いレンズ素子は、樹脂からなるレンズ素子であり、
前記第2レンズ群は、接合レンズ素子からなり、該接合レンズ素子は、少なくとも2枚の樹脂からなるレンズ素子が接合されたものであり、
以下の条件(1-1):
  |dn/dt|MAX≦2.67×10-5 ・・・(1-1)
(ここで、
 |dn/dt|MAX:第2サブレンズ群を構成する各レンズ素子について求めた、波長領域580~640nmの光に対する0~20℃の空気中での相対屈折率温度係数の絶対値における、最大値
である)
を満足する
ことを特徴とする。
 本開示におけるカメラは、
単焦点レンズ系と、
前記単焦点レンズ系で集光された光を撮像する撮像素子と
を備え、
前記単焦点レンズ系は、
物体側から像側へと順に、パワーを有する第1レンズ群と、開口絞りと、正のパワーを有する第2レンズ群とからなり、
前記第1レンズ群は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1サブレンズ群と、正のパワーを有する第2サブレンズ群とを有し、
前記第1サブレンズ群は、少なくとも1枚のレンズ素子を備えており、該レンズ素子のうち、最も負のパワーが強いレンズ素子は、樹脂からなるレンズ素子であり、
前記第2レンズ群は、接合レンズ素子からなり、該接合レンズ素子は、少なくとも2枚の樹脂からなるレンズ素子が接合されたものであり、
以下の条件(1-1):
  |dn/dt|MAX≦2.67×10-5 ・・・(1-1)
(ここで、
 |dn/dt|MAX:第2サブレンズ群を構成する各レンズ素子について求めた、波長領域580~640nmの光に対する0~20℃の空気中での相対屈折率温度係数の絶対値における、最大値
である)
を満足する単焦点レンズ系である
ことを特徴とする。
 本開示における自動車は、
カメラと、
前記カメラに備えられた撮像素子により得られた撮像画像に基づいて外部環境を検知し、各部を制御する処理部と
を備え、
前記カメラは、
物体側から像側へと順に、パワーを有する第1レンズ群と、開口絞りと、正のパワーを有する第2レンズ群とからなり、
前記第1レンズ群は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1サブレンズ群と、正のパワーを有する第2サブレンズ群とを有し、
前記第1サブレンズ群は、少なくとも1枚のレンズ素子を備えており、該レンズ素子のうち、最も負のパワーが強いレンズ素子は、樹脂からなるレンズ素子であり、
前記第2レンズ群は、接合レンズ素子からなり、該接合レンズ素子は、少なくとも2枚の樹脂からなるレンズ素子が接合されたものであり、
以下の条件(1-1):
  |dn/dt|MAX≦2.67×10-5 ・・・(1-1)
(ここで、
 |dn/dt|MAX:第2サブレンズ群を構成する各レンズ素子について求めた、波長領域580~640nmの光に対する0~20℃の空気中での相対屈折率温度係数の絶対値における、最大値
である)
を満足する単焦点レンズ系と、
前記単焦点レンズ系で集光された光を撮像する撮像素子と
を備えるカメラである
ことを特徴とする。
 本開示における、さらなる単焦点レンズ系は、
開口絞りと、該開口絞りの物体側に配置される第1レンズ群と、該開口絞りの像側に配置される第2レンズ群とからなり、
前記第1レンズ群は、樹脂からなり、負のパワーを有する第1レンズ素子を備え、かつ、該第1レンズ素子よりも像側に配置され、ガラスからなり、正のパワーを有する第2レンズ素子を備えており、
前記第2レンズ群は、少なくとも2枚の樹脂からなるレンズ素子が接合され、正のパワーを有する接合レンズ素子を備えており、
前記第2レンズ素子は、以下の条件(1-2):
  |dn/dt|L2≦2.67×10-5 ・・・(1-2)
(ここで、
 |dn/dt|L2:第2レンズ素子について求めた、波長領域580~640nmの光に対する0~20℃の空気中での相対屈折率温度係数の絶対値
である)
を満足する
ことを特徴とする。
 本開示における単焦点レンズ系は、対角画角が90°程度以上と広角化が図られており、小型でありながら、例えば20~80℃程度の範囲の温度変化によっても光学特性の変化が少なく、温度特性にも優れている。
図1は、実施の形態1(数値実施例1)に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図である。 図2は、数値実施例1に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図である。 図3は、実施の形態2(数値実施例2)に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図である。 図4は、数値実施例2に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図である。 図5は、実施の形態3(数値実施例3)に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図である。 図6は、数値実施例3に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図である。 図7は、実施の形態4(数値実施例4)に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図である。 図8は、数値実施例4に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図である。 図9は、実施の形態5(数値実施例5)に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図である。 図10は、数値実施例5に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図である。 図11は、実施の形態6(数値実施例6)に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図である。 図12は、数値実施例6に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図である。 図13は、実施の形態7(数値実施例7)に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図である。 図14は、数値実施例7に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図である。 図15は、実施の形態1に係る単焦点レンズ系を備えた車載カメラ、及び車載カメラを車両の前側位置に備えた自動車の概略図である。 図16は、車載カメラを車両の後側位置に備えた自動車における、車載カメラの画像による車両後方の視認の可否の決定箇所及びそれを含む範囲を示す概略図である。
 以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
 なお、発明者は、当業者が本開示を充分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
 本開示において、レンズ群とは少なくとも1枚のレンズ素子で構成された群であり、レンズ群を構成するレンズ素子の種類、枚数、配置等に応じて、レンズ群ごとにパワー、合成焦点距離等が決定される。
(実施の形態1~7:単焦点レンズ系)
 図1、3、5、7、9、11及び13は、各々実施の形態1~7に係る単焦点レンズ系のレンズ配置図であり、いずれも無限遠合焦状態にある単焦点レンズ系を表している。各図において、特定の面に付されたアスタリスク*は、該面が非球面であることを示している。各図において、最も右側に記載された直線は、像面Sの位置を表している。
(実施の形態1)
 実施の形態1に係る単焦点レンズ系は、図1に示すように、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1と、開口絞りAと、正のパワーを有する第2レンズ群G2とで構成される。
 第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、第1レンズ素子L1と、第2レンズ素子L2と、第3レンズ素子L3とで構成される。第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、第4レンズ素子L4と、第5レンズ素子L5とで構成される。第4レンズ素子L4と第5レンズ素子L5とは、接合面が非球面の接合レンズ素子を構成しており、該接合レンズ素子は、正のパワーを有する。
 第1レンズ群G1において、第1レンズ素子L1及び第2レンズ素子L2が、負のパワーを有する第1サブレンズ群を構成しており、第3レンズ素子L3が、正のパワーを有する第2サブレンズ群を構成している。
 第1レンズ素子L1は、負のパワーを有するガラスからなるレンズ素子であり、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。
 第2レンズ素子L2は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
 第3レンズ素子L3は、正のパワーを有するガラスからなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。
 第4レンズ素子L4は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。第4レンズ素子L4は、その両面が非球面である。
 第5レンズ素子L5は、正のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。第5レンズ素子L5は、その両面が非球面である。
 実施の形態1に係る単焦点レンズ系において、像面Sの物体側(像面Sと第5レンズ素子L5との間)には、平行平板CGが設けられている。
(実施の形態2)
 実施の形態2に係る単焦点レンズ系は、図3に示すように、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1と、開口絞りAと、正のパワーを有する第2レンズ群G2とで構成される。
 第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、第1レンズ素子L1と、第2レンズ素子L2と、第3レンズ素子L3とで構成される。第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、第4レンズ素子L4と、第5レンズ素子L5とで構成される。第4レンズ素子L4と第5レンズ素子L5とは、接合面が非球面の接合レンズ素子を構成しており、該接合レンズ素子は、正のパワーを有する。
 第1レンズ群G1において、第1レンズ素子L1及び第2レンズ素子L2が、負のパワーを有する第1サブレンズ群を構成しており、第3レンズ素子L3が、正のパワーを有する第2サブレンズ群を構成している。
 第1レンズ素子L1は、負のパワーを有するガラスからなるレンズ素子であり、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。
 第2レンズ素子L2は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、両凹形状のレンズ素子である。第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
 第3レンズ素子L3は、正のパワーを有するガラスからなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。第3レンズ素子L3は、その両面が非球面である。
 第4レンズ素子L4は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。第4レンズ素子L4は、その両面が非球面である。
 第5レンズ素子L5は、正のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。第5レンズ素子L5は、その両面が非球面である。
 実施の形態2に係る単焦点レンズ系において、像面Sの物体側(像面Sと第5レンズ素子L5との間)には、平行平板CGが設けられている。
(実施の形態3)
 実施の形態3に係る単焦点レンズ系は、図5に示すように、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1と、開口絞りAと、正のパワーを有する第2レンズ群G2とで構成される。
 第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、第1レンズ素子L1と、第2レンズ素子L2と、第3レンズ素子L3とで構成される。第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、第4レンズ素子L4と、第5レンズ素子L5とで構成される。第4レンズ素子L4と第5レンズ素子L5とは、接合面が非球面の接合レンズ素子を構成しており、該接合レンズ素子は、正のパワーを有する。
 第1レンズ群G1において、第1レンズ素子L1及び第2レンズ素子L2が、負のパワーを有する第1サブレンズ群を構成しており、第3レンズ素子L3が、正のパワーを有する第2サブレンズ群を構成している。
 第1レンズ素子L1は、負のパワーを有するガラスからなるレンズ素子であり、像側に凹面を向けた平凹形状のレンズ素子である。
 第2レンズ素子L2は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
 第3レンズ素子L3は、正のパワーを有するガラスからなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。
 第4レンズ素子L4は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。第4レンズ素子L4は、その両面が非球面である。
 第5レンズ素子L5は、正のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。第5レンズ素子L5は、その両面が非球面である。
 実施の形態3に係る単焦点レンズ系において、像面Sの物体側(像面Sと第5レンズ素子L5との間)には、平行平板CGが設けられている。
(実施の形態4)
 実施の形態4に係る単焦点レンズ系は、図7に示すように、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1と、開口絞りAと、正のパワーを有する第2レンズ群G2とで構成される。
 第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、第1レンズ素子L1と、第2レンズ素子L2と、第3レンズ素子L3とで構成される。第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、第4レンズ素子L4と、第5レンズ素子L5とで構成される。第4レンズ素子L4と第5レンズ素子L5とは、接合面が非球面の接合レンズ素子を構成しており、該接合レンズ素子は、正のパワーを有する。
 第1レンズ群G1において、第1レンズ素子L1及び第2レンズ素子L2が、負のパワーを有する第1サブレンズ群を構成しており、第3レンズ素子L3が、正のパワーを有する第2サブレンズ群を構成している。
 第1レンズ素子L1は、負のパワーを有するガラスからなるレンズ素子であり、像側に凹面を向けた平凹形状のレンズ素子である。
 第2レンズ素子L2は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
 第3レンズ素子L3は、正のパワーを有するガラスからなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。
 第4レンズ素子L4は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。第4レンズ素子L4は、その両面が非球面である。
 第5レンズ素子L5は、正のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。第5レンズ素子L5は、その両面が非球面である。
 実施の形態4に係る単焦点レンズ系において、像面Sの物体側(像面Sと第5レンズ素子L5との間)には、平行平板CGが設けられている。
(実施の形態5)
 実施の形態5に係る単焦点レンズ系は、図9に示すように、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1と、開口絞りAと、正のパワーを有する第2レンズ群G2とで構成される。
 第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、第1レンズ素子L1と、第2レンズ素子L2と、第3レンズ素子L3とで構成される。第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、第4レンズ素子L4と、第5レンズ素子L5とで構成される。第4レンズ素子L4と第5レンズ素子L5とは、接合面が非球面の接合レンズ素子を構成しており、該接合レンズ素子は、正のパワーを有する。
 第1レンズ群G1において、第1レンズ素子L1及び第2レンズ素子L2が、負のパワーを有する第1サブレンズ群を構成しており、第3レンズ素子L3が、正のパワーを有する第2サブレンズ群を構成している。
 第1レンズ素子L1は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、像側に凹面を向けた平凹形状のレンズ素子である。
 第2レンズ素子L2は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。第2レンズ素子L2は、その両面が非球面である。
 第3レンズ素子L3は、正のパワーを有するガラスからなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。
 第4レンズ素子L4は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。第4レンズ素子L4は、その両面が非球面である。
 第5レンズ素子L5は、正のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。第5レンズ素子L5は、その両面が非球面である。
 実施の形態5に係る単焦点レンズ系において、像面Sの物体側(像面Sと第5レンズ素子L5との間)には、平行平板CGが設けられている。
(実施の形態6)
 実施の形態6に係る単焦点レンズ系は、図11に示すように、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1と、開口絞りAと、正のパワーを有する第2レンズ群G2とで構成される。
 第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、第1レンズ素子L1と、第2レンズ素子L2とで構成される。第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、第3レンズ素子L3と、第4レンズ素子L4とで構成される。第3レンズ素子L3と第4レンズ素子L4とは、接合面が非球面の接合レンズ素子を構成しており、該接合レンズ素子は、正のパワーを有する。
 第1レンズ群G1において、第1レンズ素子L1が、負のパワーを有する第1サブレンズ群を構成しており、第2レンズ素子L2が、正のパワーを有する第2サブレンズ群を構成している。
 第1レンズ素子L1は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、両凹形状のレンズ素子である。第1レンズ素子L1は、その両面が非球面である。
 第2レンズ素子L2は、正のパワーを有するガラスからなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。
 第3レンズ素子L3は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、物体側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。第3レンズ素子L3は、その両面が非球面である。
 第4レンズ素子L4は、正のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。第4レンズ素子L4は、その両面が非球面である。
 実施の形態6に係る単焦点レンズ系において、像面Sの物体側(像面Sと第4レンズ素子L4との間)には、平行平板CGが設けられている。
(実施の形態7)
 実施の形態7に係る単焦点レンズ系は、図13に示すように、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ群G1と、開口絞りAと、正のパワーを有する第2レンズ群G2とで構成される。
 第1レンズ群G1は、物体側から像側へと順に、第1レンズ素子L1と、第2レンズ素子L2とで構成される。第2レンズ群G2は、物体側から像側へと順に、第3レンズ素子L3と、第4レンズ素子L4とで構成される。第3レンズ素子L3と第4レンズ素子L4とは、接合面が非球面の接合レンズ素子を構成しており、該接合レンズ素子は、正のパワーを有する。
 第1レンズ群G1において、第1レンズ素子L1が、負のパワーを有する第1サブレンズ群を構成しており、第2レンズ素子L2が、正のパワーを有する第2サブレンズ群を構成している。
 第1レンズ素子L1は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、像側に凹面を向けた平凹形状のレンズ素子である。
 第2レンズ素子L2は、正のパワーを有するガラスからなるレンズ素子であり、像側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。
 第3レンズ素子L3は、正のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、両凸形状のレンズ素子である。第3レンズ素子L3は、その両面が非球面である。
 第4レンズ素子L4は、負のパワーを有する樹脂からなるレンズ素子であり、像側に凸面を向けたメニスカス形状のレンズ素子である。第4レンズ素子L4は、その両面が非球面である。
 実施の形態7に係る単焦点レンズ系において、像面Sの物体側(像面Sと第4レンズ素子L4との間)には、平行平板CGが設けられている。
(実施の形態1~7の展開例)
 以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1~7を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
 例えば、実施の形態1~7において例示した第2サブレンズ群(開口絞りAの物体側に配置されているレンズ素子)の材料に替えて、以下の材料を用いることも可能である。これは、波長領域580~640nmの光に対する0~20℃の空気中での相対屈折率温度係数が、後述する所定の条件を満足するためである。なおこれらに限らず、目的に沿う材料であれば、種々の材料を用いることができる。
 前記第2サブレンズ群を構成するレンズ素子の硝材の代替例を以下に記載する。
ア.HOYA(株)製
 硝種名:FD60、FD110、FF8、E-FD13、
     E-FD10、E-FD4、FD140、FDS24、
     M-FDS1、TAFD40、FDS18、
     TAFD55、M-FDS2、E-FDS2、
     E-FDS3
イ.(株)住田光学ガラス製
 硝種名:K-PSFn3、K-SFLD66、K-SFLD6、
     K-SFLDn3、K-SFLD11、K-CD120、
     K-SFLD14、K-SFLD4、K-SFLD1、
     K-PSFn1、K-PSFn4、K-PSFn5、
     K-PSFn2、K-PSFn203、K-SFLD10
ウ.(株)オハラ製
 硝種名:S-NPH1、S-NPH53、S-TIH6、
     S-TIH53、S-TIH11、S-TIH23、
     S-TIH14、S-NPH2、S-TIH4、
     S-TIH3、S-TIH13、S-TIH18、
     S-TIH10、S-NPH3、S-TIH1、
     S-NBH55、S-LAH79
 以下、例えば実施の形態1~7に係る単焦点レンズ系のごとき単焦点レンズ系が満足することが有益な条件を説明する。なお、各実施の形態に係る単焦点レンズ系に対して、複数の有益な条件が規定されるが、これら複数の条件すべてを満足する単焦点レンズ系の構成が最も効果的である。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏する単焦点レンズ系を得ることも可能である。
 例えば実施の形態1~7に係る単焦点レンズ系のように、本開示における単焦点レンズ系は、物体側から像側へと順に、パワーを有する第1レンズ群と、開口絞りと、正のパワーを有する第2レンズ群とからなり、前記第1レンズ群は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1サブレンズ群と、正のパワーを有する第2サブレンズ群とを有し、前記第1サブレンズ群は、少なくとも1枚のレンズ素子を備えており、該レンズ素子のうち、最も負のパワーが強いレンズ素子は、樹脂からなるレンズ素子であり、前記第2レンズ群は、接合レンズ素子からなり、該接合レンズ素子は、少なくとも2枚の樹脂からなるレンズ素子が接合されたものである。以下、このレンズ構成を、実施の形態の基本構成という。
 このように、第2レンズ群を接合レンズ素子で構成することで、色収差を良好に補正することが可能となる。
 そして、基本構成を有する単焦点レンズ系は、以下の条件(1-1)を満足する。
  |dn/dt|MAX≦2.67×10-5 ・・・(1-1)
ここで、
 |dn/dt|MAX:第2サブレンズ群を構成する各レンズ素子について求めた、波長領域580~640nmの光に対する0~20℃の空気中での相対屈折率温度係数の絶対値における、最大値
である。
 前記条件(1-1)は、第2サブレンズ群を構成するレンズ素子の相対屈折率温度係数に関する条件である。基本構成を有する単焦点レンズ系では、まず、負のパワーを有する第1サブレンズ群と、正のパワーを有する第2レンズ群とで、温度変化時にレンズ素子の屈折率が変化することによって生じる光軸方向でのピントずれを相殺させることができる。このため、第1サブレンズ群及び第2レンズ群を構成するレンズ素子として、温度変化時の屈折率の変化が比較的大きい樹脂からなるレンズ素子を積極的に使用することができ、低コスト化を図ることができる。さらに、条件(1-1)を満足することで、正のパワーを有する第2サブレンズ群の相対屈折率温度係数を小さく抑えることができるので、温度変化時にレンズ素子の屈折率が変化することによって生じる全系の光軸方向でのピントずれを小さくすることができる。
 以下の条件(1-1)’を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
  |dn/dt|MAX≦1.50×10-5 ・・・(1-1)’
 なお、前記温度変化時にレンズ素子の屈折率が変化することによって生じる光軸方向でのピントずれについては、以下の条件(a)が満足されることが有益である。
  |dBF/f|≦3.50×10-4 ・・・(a)
ここで、
 dBF:温度変化1℃あたりの各レンズ素子の屈折率の変化によって生じる光軸方向でのピントずれ、
 f:全系のd線における焦点距離
である。
 後述する数値実施例1~7に係る単焦点レンズ系では、前記条件(1-1)が満足されることで、前記条件(a)が満足されている。
 なお、本開示において、簡易化のために、JIS X 0210「情報交換用文字列による数値表現」にて規定の指数表記を用いる場合がある。例えば、「2.67×10-5」は「2.67E-05」と表現する。
 例えば実施の形態1~7に係る単焦点レンズ系のように、基本構成を有する単焦点レンズ系は、以下の条件(2)を満足することが有益である。
  2ωDIA≧90 ・・・(2)
ここで、
 2ωDIA:対角画角(°)
である。
 前記条件(2)は、単焦点レンズ系の対角画角に関する条件である。本開示における単焦点レンズ系では、条件(2)を満足しつつ、温度変化時にレンズ素子の屈折率が変化することによって生じる光軸方向でのピントずれを小さくすることができる。
 本開示における単焦点レンズ系は、以下の条件(2)’を満足しても、前記効果を奏功することができる。
  2ωDIA≧100 ・・・(2)’
 後述する数値実施例1~7に係る単焦点レンズ系は、条件(2)を満足することで、高い光学性能を維持しつつ、さらなる広角化を実現している。
 なお、本開示における単焦点レンズ系を備えたカメラを、自動車の車両の後側位置に設置し、後方確認用車載カメラとして適用する場合は、前記対角画角が大きいだけではなく、水平画角もある程度の大きさを有することが有益である。
 例えば、米国における運輸省道路交通安全局からの通達によると、図16の概略図に示されるように、車載カメラによる車両後方の視認の可否の決定箇所はA~Gの7点であり、これらA~Gの7点を含む範囲は、3.04m×6.10mの大きさである。すなわち、車両後方の約3m×6mの範囲にある物体、人物等を運転者が視認することができる画像(映像)を提供し得る車載カメラの設置が、米国において義務付けられようとしている。
 前記A~Gの7点のうち、車両に最も近いF及びGの2点において、例えば高さ約80cm(一般に、幼児の身長程度の高さ)の物体、人物等の視認が可能な画像(映像)を提供しようとする場合には、車載カメラに備えられた単焦点レンズ系は、以下の条件(b)を満足することが有益である。
  2ωHOR≧176 ・・・(b)
ここで、
 2ωHOR:水平画角(°)
である。
 なお、後の表22に示す数値実施例1~7に係る単焦点レンズ系の水平画角は、本開示におけるカメラに備えられる撮像素子の横幅と縦幅との比率を、横幅:縦幅=4:3と想定した場合の値であり、横幅:縦幅=16:9と想定した場合には、単焦点レンズ系の水平画角はさらに大きくなる。
 例えば実施の形態1~4に係る単焦点レンズ系のように、基本構成を有する単焦点レンズ系では、第1レンズ群は、最物体側にガラスからなるレンズ素子を備えることが有益である。このように、全系の最物体側にガラスからなるレンズ素子を配置することで、単焦点レンズ系の耐環境性を向上させることができる。
 例えば実施の形態1~7に係る単焦点レンズ系のように、基本構成を有し、第2レンズ群の接合レンズ素子が、負のパワーを有するレンズ素子(以下、略して負レンズ素子ともいう)と正のパワーを有するレンズ素子(以下、略して正レンズ素子ともいう)とからなり、該接合レンズ素子の接合面が非球面である単焦点レンズ系は、色収差をより良好に補正することが可能であり、以下の条件(3)を満足することが有益である。
  1.5≦fG2/f≦3.5 ・・・(3)
ここで、
 fG2:第2レンズ群のd線における焦点距離、
 f:全系のd線における焦点距離
である。
 前記条件(3)は、第2レンズ群の焦点距離と単焦点レンズ系全系の焦点距離との比に関する条件である。条件(3)を満足することで、単焦点レンズ系における接合レンズ素子のパワーを適切な値に調整することができるので、小型で良好な収差性能を有する単焦点レンズ系の実現が可能となる。条件(3)の上限を上回ると、接合レンズ素子のパワーが小さくなりすぎ、レンズ全長が長くなり、結果として単焦点レンズ系の小型化が困難となる。条件(3)の下限を下回ると、接合レンズ素子のパワーが大きくなりすぎ、発生する収差が大きくなり、適切な収差補正が困難となる。
 以下の条件(3)’及び(3)’’の少なくとも1つを満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
  1.8≦fG2/f ・・・(3)’
  fG2/f≦3.0 ・・・(3)’’
 後述する数値実施例1~7に係る単焦点レンズ系は、条件(3)を満足することで、さらなる小型化と良好な収差性能の維持とを両立している。
 例えば実施の形態1~7に係る単焦点レンズ系のように、基本構成を有し、第1サブレンズ群の最も負のパワーが強いレンズ素子が、像側に凹面を向けている単焦点レンズ系は、さらなる広角化が可能であり、以下の条件(4)を満足することが有益である。
  -3.5≦fLN/f≦-0.5 ・・・(4)
ここで、
 fLN:第1サブレンズ群の最も負のパワーが強いレンズ素子のd線における焦点距離、
 f:全系のd線における焦点距離
である。
 前記条件(4)は、第1サブレンズ群の最も負のパワーが強いレンズ素子の焦点距離と単焦点レンズ系全系の焦点距離との比に関する条件である。条件(4)を満足することで、第1サブレンズ群の最も負のパワーが強いレンズ素子として、相対屈折率温度係数が比較的大きい樹脂からなるレンズ素子を積極的に使用することができ、この最も負のパワーが強いレンズ素子と、同じく樹脂からなるレンズ素子で構成された正のパワーを有する第2レンズ群とで、温度変化時にレンズ素子の屈折率が変化することによって生じる光軸方向でのピントずれを適切に相殺することができる。また、樹脂からなるレンズ素子を使用することで、低コスト化を図ることができる。条件(4)を満足しない場合には、温度変化時にレンズ素子の屈折率が変化することによって生じる全系の光軸方向でのピントずれを適切に相殺することが困難となる。
 以下の条件(4)’及び(4)’’の少なくとも1つを満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
  -3.0≦fLN/f ・・・(4)’
  fLN/f≦-1.0 ・・・(4)’’
 後述する数値実施例1~7に係る単焦点レンズ系は、条件(4)を満足することで、第2レンズ群で発生する温度変化時の光軸方向でのピントずれを適切に相殺し、全系の光軸方向でのピントずれを小さくしている。
 例えば実施の形態1~7に係る単焦点レンズ系のように、基本構成を有し、第2サブレンズ群が、1枚の正レンズ素子からなる単焦点レンズ系では、レンズ素子数を削減することができ、低コスト化が可能となる。また、第2サブレンズ群を構成する正レンズ素子が非球面を有する場合には、より良好な収差性能を実現することも可能である。このような単焦点レンズ系は、以下の条件(5)を満足することが有益である。
  νdLP<35 ・・・(5)
ここで、
 νdLP:第2サブレンズ群の正レンズ素子の、d線におけるアッベ数
である。
 前記条件(5)は、第2サブレンズ群を構成する正レンズ素子のアッベ数に関する条件である。条件(5)を満足することで、単焦点レンズ系全系における色収差を良好に補正することができる。条件(5)の上限を上回ると、軸上色収差及び倍率色収差が共に大きくなり、良好な収差補正が困難となる。
 以下の条件(5)’を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
  νdLP<30 ・・・(5)’
 後述する数値実施例1~7に係る単焦点レンズ系は、条件(5)を満足することで、より良好な収差性能を実現している。
 さらに、例えば実施の形態6~7に係る単焦点レンズ系のように、開口絞りと、該開口絞りの物体側に配置される第1レンズ群と、該開口絞りの像側に配置される第2レンズ群とからなり、前記第1レンズ群は、樹脂からなり、負のパワーを有する第1レンズ素子を備え、かつ、該第1レンズ素子よりも像側に配置され、ガラスからなり、正のパワーを有する第2レンズ素子を備えており、前記第2レンズ群は、少なくとも2枚の樹脂からなるレンズ素子が接合され、正のパワーを有する接合レンズ素子を備えている単焦点レンズ系において、前記第2レンズ素子は、以下の条件(1-2)を満足することが有益である。
  |dn/dt|L2≦2.67×10-5 ・・・(1-2)
ここで、
 |dn/dt|L2:第2レンズ素子について求めた、波長領域580~640nmの光に対する0~20℃の空気中での相対屈折率温度係数の絶対値
である。
 前記条件(1-2)は、第1レンズ群を構成する第2レンズ素子の相対屈折率温度係数に関する条件である。このような構成の単焦点レンズ系では、まず、負のパワーを有する第1レンズ素子と、正のパワーを有する第2レンズ群とで、温度変化時にレンズ素子の屈折率が変化することによって生じる光軸方向でのピントずれを相殺させることができる。このため、第1レンズ素子及び第2レンズ群を構成するレンズ素子として、温度変化時の屈折率の変化が比較的大きい樹脂からなるレンズ素子を積極的に使用することができ、低コスト化を図ることができる。さらに、条件(1-2)を満足することで、正のパワーを有する第2レンズ素子の相対屈折率温度係数を小さく抑えることができるので、温度変化時にレンズ素子の屈折率が変化することによって生じる全系の光軸方向でのピントずれを小さくすることができる。
 以下の条件(1-2)’を満足することにより、前記効果をさらに奏功させることができる。
  |dn/dt|L2≦1.50×10-5 ・・・(1-2)’
 なお、前記温度変化時にレンズ素子の屈折率が変化することによって生じる光軸方向でのピントずれについては、前記条件(a)が満足されることが有益である。
 後述する数値実施例6~7に係る単焦点レンズ系では、前記条件(1-2)が満足されることで、前記条件(a)が満足されている。
(実施の形態8:カメラ及び自動車)
 実施の形態1に係る単焦点レンズ系を備えたカメラについて、車載カメラを例に挙げて説明する。なお、該車載カメラにおいて、実施の形態1に係る単焦点レンズ系の替わりに、実施の形態2~7に係る単焦点レンズ系のいずれか1つを適用してもよい。なお、実施の形態1~7に係る単焦点レンズ系のなかでも、実施の形態1~4に係る単焦点レンズ系は、全系の最物体側にガラスからなるレンズ素子が配置されており、耐環境性により優れるので、車載カメラ用のレンズ系として特に有益である。
 図15(a)は、実施の形態1に係る単焦点レンズ系を備えた車載カメラの概略図であり、車載カメラ100は、単焦点レンズ系201と、該単焦点レンズ系201で集光された光を撮像する撮像素子202とを備えている。
 車載カメラ100は、車両に設定され、センシングカメラ又はビューカメラとして用いられる。センシングカメラで撮像した画像は、他の車両との車間距離等をチェックするために用いられる。ビューカメラで撮像した画像は、車内のモニタに表示され、運転者が車両前方や車両後方を確認するために用いられる。
 本開示における単焦点レンズ系は、温度特性を考慮した、対角画角が90°以上と非常に広角化が図られたレンズ系であり、従来のレンズ系と比べて、温度変化に伴う撮像画像の収差の発生を極力抑えることができるので、センシングカメラのレンズ系として有効である。
 次に、本開示における自動車について、前記センシングカメラを備えた自動車を例に挙げて説明する。
 図15(b)は、カメラを車両の前側位置に備えた自動車の概略図である。自動車は、車両の前側位置に車載カメラ100を備えており、該車載カメラ100に備えられた撮像素子202により得られた撮像画像に基づいて外部環境を検知し、各部を制御する処理部(CPU)300を備えている。
 撮像素子202は、単焦点レンズ系201によって形成される光学像を受光し、電気的な画像信号に変換する。CPU300は、画像信号を取得し、車間距離、歩行者の存在等をチェックし、チェック結果に応じて、運転者に歩行者の存在を報知したり、自動的にブレーキをかける。またCPU300は、白線を検知し、自動的にハンドルをきる。
 このように、本開示における単焦点レンズ系は、センシングカメラのレンズ系として有効であるが、ビューカメラのレンズ系としても有効である。
 前記のとおり、車載カメラを、ビューカメラの中でもリアビューカメラ(後方確認用車載カメラ)として適用する場合は、前記対角画角が大きいだけではなく、水平画角もある程度の大きさを有することが有益である。
 図16の概略図における、リアビューカメラによる車両後方の視認の可否の決定箇所A~Gの7点のうち、車両に最も近いF及びGの2点において、例えば高さ約80cmの物体、人物等の視認が可能な画像(映像)を提供しようとする場合には、車載カメラに備えられた単焦点レンズ系は、前記条件(b)を満足する、すなわち、水平画角が176°以上であることが有益である。本開示における単焦点レンズ系の中でも、実施の形態2に係る単焦点レンズ系は、190°を超える大きな水平画角を有しているので、車両後方のより広範囲における視認が可能であり、このようなリアビューカメラのレンズ系としても非常に有効である。
 以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態8を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
 なお、本開示における実施の形態1~7に係る単焦点レンズ系を、センシングカメラ又はビューカメラである車載カメラに適用した例を、実施の形態8として示したが、本開示における単焦点レンズ系は、例えば監視システムにおける監視カメラ、Webカメラ等に適用することも勿論可能である。
(数値実施例1~7)
 以下、実施の形態1~7に係る単焦点レンズ系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて「mm」であり、画角の単位はすべて「°」である。なお、表中「画角」とあるのは、対角半画角のことである。各数値実施例において、rは曲率半径、dは面間隔、ndはd線に対する屈折率、vdはd線に対するアッベ数、dn/dtは波長領域580~640nmの光に対する0~20℃の空気中での相対屈折率温度係数である。また、各数値実施例において、*印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
ここで、
Z:光軸からの高さがhの非球面上の点から、非球面頂点の接平面までの距離、
h:光軸からの高さ、
r:頂点曲率半径、
κ:円錐定数、
:n次の非球面係数
である。
 図2、4、6、8,10、12及び14は、各々数値実施例1~7に係る単焦点レンズ系の無限遠合焦状態の縦収差図である。
 各縦収差図は、左側から順に、球面収差(SA(mm))、非点収差(AST(mm))、歪曲収差(DIS(%))を示す。
 球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、Fで示す)を表し、実線はd線(d-line)、短破線はF線(F-line)、長破線はC線(C-line)の特性である。
 非点収差図において、縦軸は像高を表し、wは対角半画角を示す。実線はサジタル平面(図中、sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、mで示す)の特性である。
 歪曲収差図において、縦軸は像高を表し、wは対角半画角を示す。実線は、Y=2×f×tan(ω/2)を理想像高とした場合(立体射影方式)の歪曲収差を示している(Y:像高、f:全系の焦点距離)。
(数値実施例1)
 数値実施例1の単焦点レンズ系は、図1に示した実施の形態1に対応する。数値実施例1の単焦点レンズ系の面データを表1に、非球面データを表2に、各種データを表3に示す。
表 1(面データ)
 
  面番号         r           d           nd         vd       dn/dt   
    物面             ∞                                              
     1        117.27020     0.80000     1.51680    64.2      2.60E-06
     2          8.12200     0.83000                                  
     3*       204.69560     0.70000     1.53360    56.2     -9.20E-05
     4*         1.31710     1.19190                                  
     5          6.27270     2.13890     1.71736    29.5      1.10E-06
     6         -4.76020     0.05000                                  
   7(絞り)           ∞     0.10000                                  
     8*         3.16830     0.79640     1.63450    23.9     -1.10E-04
     9*         0.84160     2.62670     1.53360    56.2     -9.20E-05
    10*        -2.49900     2.64150                                  
    11               ∞     0.30000     1.51680    64.1      2.20E-06
    12               ∞     0.10000                                  
    13               ∞        (BF)                                  
    像面             ∞                                              
表 2(非球面データ)
 
  第3面
   K= 1.00000E+03, A4=-8.26736E-03, A6= 6.30360E-04, A8=-2.00380E-05 
   A10= 0.00000E+00, A12= 0.00000E+00 
  第4面
   K=-6.02742E-01, A4=-1.11343E-02, A6=-4.17757E-03, A8=-4.28238E-04 
   A10= 0.00000E+00, A12= 0.00000E+00 
  第8面
   K=-4.50671E+00, A4=-4.38365E-03, A6= 8.87783E-03, A8=-6.35719E-03 
   A10= 2.30638E-03, A12= 0.00000E+00 
  第9面
   K=-7.95705E-01, A4=-1.17372E-01, A6=-3.31253E-02, A8= 6.06183E-02 
   A10=-3.32809E-02, A12= 6.06336E-03 
  第10面
   K=-4.02485E+00, A4=-9.61783E-03, A6= 3.41167E-03, A8= 3.86418E-04 
   A10=-9.72353E-05, A12= 0.00000E+00 
表 3(各種データ)
 
  焦点距離       1.9491
 Fナンバー     2.05693
  半画角        72.0000
    像高         2.2114
 レンズ全長     12.2629
    BF       -0.01252
 入射瞳位置      2.7824
 射出瞳位置     -7.3189
 前側主点位置    4.2116
 後側主点位置   10.3138
 
単レンズデータ
  レンズ     始面     焦点距離
     1         1      -16.9277
     2         3       -2.4873
     3         5        4.1051
     4         8       -2.0829
     5         9        1.6242
 
接合レンズデータ
   始面      終面     焦点距離
     8        10        3.9826
(数値実施例2)
 数値実施例2の単焦点レンズ系は、図3に示した実施の形態2に対応する。数値実施例2の単焦点レンズ系の面データを表4に、非球面データを表5に、各種データを表6に示す。
表 4(面データ)
 
  面番号         r           d           nd         vd       dn/dt   
    物面             ∞                                              
     1         14.65240     0.60000     1.77250    49.6      4.80E-06
     2          3.36460     2.42380                                  
     3*       -38.50610     0.60000     1.53360    56.2     -9.20E-05
     4*         1.30820     1.26620                                  
     5*         7.97110     1.40440     1.82115    24.1     -2.00E-07
     6*        -5.29880     1.61530                                  
   7(絞り)           ∞     0.05630                                  
     8*         2.25100     0.50000     1.63450    23.9     -1.10E-04
     9*         0.99280     2.10330     1.53360    56.2     -9.20E-05
    10*        -1.83090     1.34520                                  
    11               ∞     0.70000     1.51680    64.1      2.20E-06
    12               ∞     0.10000                                  
    13               ∞        (BF)                                  
    像面             ∞                                              
表 5(非球面データ)
 
  第3面
   K=-1.09248E+02, A4=-9.57053E-04, A6=-6.69898E-04, A8= 1.69320E-04 
   A10=-1.63976E-05, A12= 3.68253E-07, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00 
  第4面
   K=-6.63502E-01, A4=-2.53233E-02, A6=-2.51910E-03, A8= 8.84882E-04 
   A10=-3.87419E-04, A12= 3.49070E-06, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00 
  第5面
   K= 1.74580E+00, A4= 4.60358E-05, A6= 8.96602E-05, A8=-9.23349E-05 
   A10=-2.74031E-06, A12=-3.42497E-06, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00 
  第6面
   K=-2.52590E+00, A4= 1.57165E-03, A6=-3.28280E-04, A8=-1.65913E-04 
   A10=-7.25004E-06, A12= 5.19458E-06, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00 
  第8面
   K= 5.72001E-01, A4= 1.08381E-02, A6=-3.16155E-02, A8= 8.46368E-03 
   A10= 1.18491E-02, A12=-6.31041E-05, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00 
  第9面
   K=-2.08296E-01, A4= 2.44004E-01, A6=-8.31894E-01, A8= 1.68507E+00 
   A10=-2.26001E+00, A12= 1.19147E+00, A14= 3.44757E-01, A16=-4.38893E-01 
  第10面
   K=-1.57275E+00, A4= 2.38155E-02, A6=-1.10219E-03, A8= 4.56091E-03 
   A10=-6.24580E-04, A12= 4.65049E-04, A14= 0.00000E+00, A16= 0.00000E+00 
表 6(各種データ)
 
  焦点距離       0.9012
 Fナンバー     2.07563
  半画角       106.0000
    像高         1.8618
 レンズ全長     12.7441
    BF        0.02956
 入射瞳位置      2.9316
 射出瞳位置     -5.3622
 前側主点位置    3.6821
 後側主点位置   11.8429
 
単レンズデータ
  レンズ     始面     焦点距離
     1         1       -5.7878
     2         3       -2.3587
     3         5        4.0704
     4         8       -3.3100
     5         9        1.6284
 
接合レンズデータ
   始面      終面     焦点距離
     8        10        2.6332
(数値実施例3)
 数値実施例3の単焦点レンズ系は、図5に示した実施の形態3に対応する。数値実施例3の単焦点レンズ系の面データを表7に、非球面データを表8に、各種データを表9に示す。
表 7(面データ)
 
  面番号         r           d           nd         vd       dn/dt   
    物面             ∞                                              
     1               ∞     1.60000     1.51680    64.2      2.60E-06
     2          6.37210     0.59000                                  
     3*        22.47150     0.50000     1.53360    56.2     -9.20E-05
     4*         1.32470     1.21000                           
     5          7.67280     1.76000     1.84666    23.8      5.00E-07
     6         -5.27250     0.05000                                  
   7(絞り)           ∞     0.10000                                  
     8*         3.08980     0.70000     1.63450    23.9     -1.10E-04
     9*         0.82060     2.97000     1.53360    56.2     -9.20E-05
    10*        -2.28990     2.41530                                  
    11               ∞     0.30000     1.51680    64.1      2.20E-06
    12               ∞     0.10000                                  
    13               ∞        (BF)                                  
    像面             ∞                                              
表 8(非球面データ)
 
  第3面
   K=-3.04111E+02, A4=-1.23183E-02, A6= 2.21500E-04, A8= 8.33625E-05 
   A10= 2.36602E-05, A12=-3.48640E-06 
  第4面
   K=-6.07940E-01, A4=-1.63001E-02, A6=-1.06779E-02, A8= 3.45789E-04 
   A10= 8.85768E-04, A12=-1.87582E-04 
  第8面
   K=-4.12479E+00, A4=-2.72077E-03, A6= 9.08087E-03, A8=-7.63530E-03 
   A10= 2.37777E-03, A12= 2.94662E-04 
  第9面
   K=-8.28360E-01, A4=-1.05662E-01, A6= 3.02353E-02, A8=-3.19613E-02 
   A10= 2.51526E-02, A12=-7.33380E-03 
  第10面
   K=-3.64838E+00, A4=-1.19424E-02, A6= 3.94125E-03, A8= 7.29866E-04 
   A10=-5.04016E-04, A12= 7.41959E-05 
表 9(各種データ)
 
  焦点距離       1.9375
 Fナンバー     2.05365
  半画角        72.0000
    像高         2.2042
 レンズ全長     12.2920
    BF       -0.00326
 入射瞳位置      2.9058
 射出瞳位置     -8.3394
 前側主点位置    4.3930
 後側主点位置   10.3545
 
単レンズデータ
  レンズ     始面     焦点距離
     1         1      -12.3300
     2         3       -2.6600
     3         5        3.9364
     4         8       -2.0006
     5         9        1.6954
 
接合レンズデータ
   始面      終面     焦点距離
     8        10        3.7925
(数値実施例4)
 数値実施例4の単焦点レンズ系は、図7に示した実施の形態4に対応する。数値実施例4の単焦点レンズ系の面データを表10に、非球面データを表11に、各種データを表12に示す。
表 10(面データ)
 
  面番号         r           d           nd         vd       dn/dt   
    物面             ∞                                              
     1               ∞     0.60000     1.51680    64.2      2.60E-06
     2          3.69120     0.83000                                  
     3*         3.52170     0.70000     1.53360    56.2     -9.20E-05
     4*         1.33950     1.70890                                  
     5         33.86420     1.52690     2.14780    17.3      2.67E-05
     6         -8.22460     0.05000                                  
   7(絞り)           ∞     0.10000                                  
     8*         3.24620     0.70000     1.63450    23.9     -1.10E-04
     9*         0.81360     2.46700     1.53360    56.2     -9.20E-05
    10*        -2.29710     3.16100                                  
    11               ∞     0.30000     1.51680    64.1      2.20E-06
    12               ∞     0.10000                                  
    13               ∞        (BF)                                  
    像面             ∞                                              
表 11(非球面データ)
 
  第3面
   K=-1.14487E+00, A4=-8.67240E-03, A6=-8.49187E-04, A8= 7.91269E-05 
   A10= 0.00000E+00, A12= 0.00000E+00 
  第4面
   K=-6.29566E-01, A4=-7.68335E-03, A6=-2.76426E-03, A8=-1.23578E-03 
   A10= 0.00000E+00, A12= 0.00000E+00 
  第8面
   K=-4.59735E+00, A4=-6.00827E-03, A6= 7.30991E-03, A8=-6.11575E-03 
   A10= 2.07527E-03, A12= 0.00000E+00 
  第9面
   K=-8.14371E-01, A4=-1.00995E-01, A6=-4.57734E-02, A8= 5.14734E-02 
   A10=-2.69037E-02, A12= 5.08193E-03 
  第10面
   K=-3.36131E+00, A4=-1.50857E-02, A6= 1.89832E-03, A8= 4.32143E-04 
   A10= 1.22880E-05, A12=-4.31757E-06 
表 12(各種データ)
 
  焦点距離       1.9634
 Fナンバー     2.04172
  半画角        72.0000
    像高         2.2352
 レンズ全長     12.2223
    BF       -0.02150
 入射瞳位置      2.5727
 射出瞳位置     -7.5825
 前側主点位置    4.0263
 後側主点位置   10.2589
 
単レンズデータ
  レンズ     始面     焦点距離
     1         1       -7.1424
     2         3       -4.5602
     3         5        5.8793
     4         8       -1.9263
     5         9        1.5550
 
接合レンズデータ
   始面      終面     焦点距離
     8        10        3.7865
(数値実施例5)
 数値実施例5の単焦点レンズ系は、図9に示した実施の形態5に対応する。数値実施例5の単焦点レンズ系の面データを表13に、非球面データを表14に、各種データを表15に示す。
表 13(面データ)
 
  面番号         r           d           nd         vd       dn/dt   
    物面             ∞                                              
     1               ∞     0.60000     1.53360    56.2     -9.20E-05
     2          3.05580     0.83000                                  
     3*         3.79930     0.70000     1.53360    56.2     -9.20E-05
     4*         1.38380     1.36410                                  
     5         12.81230     1.99990     1.92286    20.9      8.00E-07
     6         -6.67510     0.05000                                  
   7(絞り)           ∞     0.10000                                  
     8*         3.19770     0.70000     1.63450    23.9     -1.10E-04
     9*         0.83380     2.43560     1.53360    56.2     -9.20E-05
    10*        -2.56710     3.12860                                  
    11               ∞     0.30000     1.51680    64.1      2.20E-06
    12               ∞     0.10000                                  
    13               ∞        (BF)                                  
    像面             ∞                                              
表 14(非球面データ)
 
  第3面
   K=-2.87340E+00, A4=-1.03518E-02, A6=-9.45778E-07, A8= 0.00000E+00 
   A10= 0.00000E+00, A12= 0.00000E+00 
  第4面
   K=-6.19061E-01, A4=-1.62111E-02, A6=-1.68129E-03, A8= 0.00000E+00 
   A10= 0.00000E+00, A12= 0.00000E+00 
  第8面
   K=-4.34843E+00, A4=-3.85851E-03, A6= 9.10721E-03, A8=-6.69302E-03 
   A10= 1.93123E-03, A12= 0.00000E+00 
  第9面
   K=-7.90837E-01, A4=-1.01176E-01, A6=-3.87581E-02, A8= 5.24043E-02 
   A10=-2.98829E-02, A12= 5.75267E-03 
  第10面
   K=-4.14903E+00, A4=-1.26985E-02, A6= 2.39974E-03, A8= 5.48453E-04 
   A10=-3.77940E-05, A12= 0.00000E+00 
表 15(各種データ)
 
  焦点距離       1.9760
 Fナンバー     2.04316
  半画角        72.0000
    像高         2.2309
 レンズ全長     12.2911
    BF       -0.01714
 入射瞳位置      2.4174
 射出瞳位置     -7.1108
 前側主点位置    3.8429
 後側主点位置   10.3151
 
単レンズデータ
  レンズ     始面     焦点距離
     1         1       -5.7268
     2         3       -4.5364
     3         5        5.0019
     4         8       -2.0085
     5         9        1.5709
 
接合レンズデータ
   始面      終面     焦点距離
     8        10        4.0170
(数値実施例6)
 数値実施例6の単焦点レンズ系は、図11に示した実施の形態6に対応する。数値実施例6の単焦点レンズ系の面データを表16に、非球面データを表17に、各種データを表18に示す。
表 16(面データ)
 
  面番号         r           d           nd         vd       dn/dt   
    物面             ∞                                              
     1*      -104.40470     0.78530     1.53360    56.2     -9.20E-05
     2*         1.28850     1.26010                                  
     3          9.80780     2.43400     1.84666    23.8      5.00E-07
     4         -5.68280     0.05000                                  
   5(絞り)           ∞     0.10000                                  
     6*         3.08610     0.70350     1.63450    23.9     -1.10E-04
     7*         0.85010     2.96250     1.53360    56.2     -9.20E-05
     8*        -2.45970     2.59800                                  
     9               ∞     0.30000     1.51680    64.1      2.20E-06
    10               ∞     0.10000                                  
    11               ∞        (BF)                                  
    像面             ∞                                              
表 17(非球面データ)
 
  第1面
   K= 7.93198E+02, A4=-6.88724E-03, A6= 7.02815E-04, A8=-2.09750E-05 
   A10= 0.00000E+00, A12= 0.00000E+00 
  第2面
   K=-6.22825E-01, A4=-8.16408E-03, A6=-7.77818E-03, A8= 1.15007E-03 
   A10= 0.00000E+00, A12= 0.00000E+00 
  第6面
   K=-4.44965E+00, A4=-4.49863E-03, A6= 8.75524E-03, A8=-5.85040E-03 
   A10= 2.06144E-03, A12= 0.00000E+00 
  第7面
   K=-8.42346E-01, A4=-1.11613E-01, A6=-3.49974E-02, A8= 6.32611E-02 
   A10=-3.54244E-02, A12= 7.17991E-03 
  第8面
   K=-4.10766E+00, A4=-9.65269E-03, A6= 3.41264E-03, A8= 4.78463E-04 
   A10=-1.01991E-04, A12= 0.00000E+00 
表 18(各種データ)
 
  焦点距離       2.0630
 Fナンバー     2.05097
  半画角        58.5000
    像高         2.2118
 レンズ全長     11.2676
    BF       -0.02577
 入射瞳位置      1.7946
 射出瞳位置     -8.0465
 前側主点位置    3.3269
 後側主点位置    9.2046
 
単レンズデータ
  レンズ     始面     焦点距離
     1         1       -2.3791
     2         3        4.5796
     3         6       -2.1064
     4         7        1.7194
 
接合レンズデータ
   始面      終面     焦点距離
     6         8        3.9319
(数値実施例7)
 数値実施例7の単焦点レンズ系は、図13に示した実施の形態7に対応する。数値実施例7の単焦点レンズ系の面データを表19に、非球面データを表20に、各種データを表21に示す。
表 19(面データ)
 
  面番号         r           d           nd         vd       dn/dt   
    物面             ∞                                              
     1               ∞     0.60000     1.53360    56.2     -9.20E-05
     2          2.58500     1.93230                                  
     3         -2.72880     2.00000     1.84666    23.8      5.00E-07
     4         -3.29640     0.21480                                  
   5(絞り)           ∞     0.39500                                  
     6*         2.40460     3.34080     1.53360    56.2     -9.20E-05
     7*        -0.78660     1.08430     1.63450    23.9     -1.10E-04
     8*        -2.58400     2.11870                                  
     9               ∞     0.30000     1.51680    64.1      2.20E-06
    10               ∞     0.10000                                  
    11               ∞        (BF)                                  
    像面             ∞                                              
表 20(非球面データ)
 
  第6面
   K=-4.23314E-01, A4= 1.34859E-03, A6=-5.06936E-03, A8= 1.69123E-03 
   A10= 1.70678E-03, A12=-1.49720E-04, A14=-6.88557E-04, A16= 1.90050E-04 
  第7面
   K=-9.29601E-01, A4= 8.95725E-02, A6=-5.39842E-02, A8= 8.31992E-02 
   A10=-5.31253E-02, A12= 1.02294E-02, A14=-4.36706E-04, A16= 2.87665E-04 
  第8面
   K=-1.45933E+00, A4= 2.38184E-02, A6=-1.18161E-03, A8= 2.11442E-03 
   A10=-8.08591E-04, A12= 8.70251E-05, A14= 9.13405E-06, A16= 1.82200E-08 
表 21(各種データ)
 
  焦点距離       2.0040
 Fナンバー     2.06849
  半画角        75.0000
    像高         2.2607
 レンズ全長     12.0796
    BF       -0.00626
 入射瞳位置      2.1911
 射出瞳位置     -9.7585
 前側主点位置    3.7833
 後側主点位置   10.0756
 
単レンズデータ
  レンズ     始面     焦点距離
     1         1       -4.8445
     2         3       30.4103
     3         6        1.7472
     4         7       -2.3273
 
接合レンズデータ
   始面      終面     焦点距離
     6         8        3.8889
 以下の表22に、各数値実施例の単焦点レンズ系における各条件の対応値を示す。
表 22(条件の対応値)
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
 したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
 また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
 本開示は、車載カメラ、監視カメラ、Webカメラ等に適用可能である。特に本開示は、車載カメラ、監視カメラといった広角レンズ系が求められるカメラにおいて有益である。
G1  第1レンズ群
G2  第2レンズ群
L1  第1レンズ素子
L2  第2レンズ素子
L3  第3レンズ素子
L4  第4レンズ素子
L5  第5レンズ素子
CG  平行平板
A   開口絞り
S   像面
201 単焦点レンズ系

Claims (9)

  1.  物体側から像側へと順に、パワーを有する第1レンズ群と、開口絞りと、正のパワーを有する第2レンズ群とからなり、
    前記第1レンズ群は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1サブレンズ群と、正のパワーを有する第2サブレンズ群とを有し、
    前記第1サブレンズ群は、少なくとも1枚のレンズ素子を備えており、該レンズ素子のうち、最も負のパワーが強いレンズ素子は、樹脂からなるレンズ素子であり、
    前記第2レンズ群は、接合レンズ素子からなり、該接合レンズ素子は、少なくとも2枚の樹脂からなるレンズ素子が接合されたものであり、
    以下の条件(1-1)を満足する、単焦点レンズ系:
      |dn/dt|MAX≦2.67×10-5 ・・・(1-1)
    ここで、
     |dn/dt|MAX:第2サブレンズ群を構成する各レンズ素子について求めた、波長領域580~640nmの光に対する0~20℃の空気中での相対屈折率温度係数の絶対値における、最大値
    である。
  2.  以下の条件(2)を満足する、請求項1に記載の単焦点レンズ系:
      2ωDIA≧90 ・・・(2)
    ここで、
     2ωDIA:対角画角(°)
    である。
  3.  第1レンズ群は、最物体側にガラスからなるレンズ素子を備える、請求項1に記載の単焦点レンズ系。
  4.  第2レンズ群の接合レンズ素子は、負のパワーを有するレンズ素子と正のパワーを有するレンズ素子とからなり、該接合レンズ素子の接合面は、非球面であり、
    以下の条件(3)を満足する、請求項1に記載の単焦点レンズ系:
      1.5≦fG2/f≦3.5 ・・・(3)
    ここで、
     fG2:第2レンズ群のd線における焦点距離、
     f:全系のd線における焦点距離
    である。
  5.  第1サブレンズ群の最も負のパワーが強いレンズ素子は、像側に凹面を向けており、
    以下の条件(4)を満足する、請求項1に記載の単焦点レンズ系:
      -3.5≦fLN/f≦-0.5 ・・・(4)
    ここで、
     fLN:第1サブレンズ群の最も負のパワーが強いレンズ素子のd線における焦点距離、
     f:全系のd線における焦点距離
    である。
  6.  第2サブレンズ群は、1枚の正のパワーを有するレンズ素子からなり、
    以下の条件(5)を満足する、請求項1に記載の単焦点レンズ系:
      νdLP<35 ・・・(5)
    ここで、
     νdLP:第2サブレンズ群の正のパワーを有するレンズ素子の、d線におけるアッベ数
    である。
  7.  請求項1に記載の単焦点レンズ系と、
    前記単焦点レンズ系で集光された光を撮像する撮像素子と
    を備える、カメラ。
  8.  請求項7に記載のカメラと、
    前記カメラに備えられた撮像素子により得られた撮像画像に基づいて外部環境を検知し、各部を制御する処理部と
    を備える、自動車。
  9.  開口絞りと、該開口絞りの物体側に配置される第1レンズ群と、該開口絞りの像側に配置される第2レンズ群とからなり、
    前記第1レンズ群は、樹脂からなり、負のパワーを有する第1レンズ素子を備え、かつ、該第1レンズ素子よりも像側に配置され、ガラスからなり、正のパワーを有する第2レンズ素子を備えており、
    前記第2レンズ群は、少なくとも2枚の樹脂からなるレンズ素子が接合され、正のパワーを有する接合レンズ素子を備えており、
    前記第2レンズ素子は、以下の条件(1-2)を満足する、単焦点レンズ系:
      |dn/dt|L2≦2.67×10-5 ・・・(1-2)
    ここで、
     |dn/dt|L2:第2レンズ素子について求めた、波長領域580~640nmの光に対する0~20℃の空気中での相対屈折率温度係数の絶対値
    である。
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