WO2016125613A1 - 撮像レンズおよび撮像装置 - Google Patents

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WO2016125613A1
WO2016125613A1 PCT/JP2016/051986 JP2016051986W WO2016125613A1 WO 2016125613 A1 WO2016125613 A1 WO 2016125613A1 JP 2016051986 W JP2016051986 W JP 2016051986W WO 2016125613 A1 WO2016125613 A1 WO 2016125613A1
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lens
imaging
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positive
focal length
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PCT/JP2016/051986
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滋彦 松永
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ソニー株式会社
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    • G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
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    • G—PHYSICS
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/698—Control of cameras or camera modules for achieving an enlarged field of view, e.g. panoramic image capture
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    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0045—Miniaturised 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
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/028—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation

Definitions

  • the present disclosure relates to an imaging lens and an imaging apparatus suitable for, for example, a vehicle-mounted camera, a surveillance camera, and a mobile device camera.
  • imaging apparatuses such as in-vehicle cameras, surveillance cameras, and mobile device cameras have been widely used. These imaging apparatuses are required to achieve good peripheral resolution performance with a small size and low cost while ensuring a wide angle of view. Examples of wide-angle imaging lenses that satisfy such requirements include those described in Patent Documents 1 to 3 below.
  • Patent Document 1 proposes a wide-angle imaging lens composed of five lenses in five groups.
  • the imaging lens described in Patent Document 1 achieves an angle of view exceeding 180 ° in all angles
  • the rear group has two positive and negative structures from the aperture, and chromatic aberration cannot be corrected, and the surroundings It is difficult to obtain good resolution performance.
  • Patent Document 2 proposes a wide-angle imaging lens composed of 6 lenses in 5 groups.
  • the wide-angle imaging lens described in Patent Document 2 achieves a shooting angle of view of 150 ° or more, it is composed of a glass lens and includes a cemented lens, but is advantageous in terms of chromatic aberration and sensitivity. It is difficult to reduce the cost because there is a need for processing.
  • automatic recognition techniques such as a parking assist function based on white line recognition have been accelerated by applying automatic recognition technology to imaging devices. Such a camera is required that the optical characteristics of the camera do not change even if a temperature change occurs in a severe environment where a car runs.
  • Plastic lenses can be reduced in cost and weight compared to glass lenses, but the refractive index changes greatly when the temperature changes, and the surface shape changes due to expansion and contraction caused by the large linear expansion coefficient. As a result, the optical characteristics are deteriorated. For this reason, the imaging lens for the above-mentioned use has been mainly used up to now that is composed of a glass lens.
  • Patent Document 3 proposes a configuration that suppresses a change in optical characteristics due to a temperature change by using a fourth lens group having six lenses and a third lens group as a cemented lens between glass lenses.
  • glass lenses are used for three of the six lenses, and the third lens group becomes a cemented lens of two glasses, and therefore it is necessary to use a cement or to process the cementing, Low cost is difficult.
  • it since it includes a cemented lens of two plastic lenses, there is a risk that the shape of the cemented surface changes with a change in temperature, and the junction is easily peeled off.
  • the plastic lens is disposed near the image sensor serving as a heat source, the structure is more susceptible to temperature changes.
  • an imaging lens and an imaging apparatus that can achieve a reduction in size and cost while having a wide angle of view and high image quality. It is also desirable to provide an imaging lens and an imaging apparatus that can suppress fluctuations in optical characteristics due to temperature changes at low cost.
  • An imaging lens includes, in order from the object side to the image side, a negative front group, a diaphragm, and a positive rear group, and the front group has a convex surface on the object side.
  • An imaging apparatus includes an imaging lens and an imaging element that outputs an imaging signal corresponding to an optical image formed by the imaging lens, and the imaging lens is directed from the object side to the image side.
  • the negative lens group is composed of a negative front lens group, a stop, and a positive rear lens group.
  • the front lens group has a negative first lens having a meniscus shape with a convex surface facing the object side, and a convex surface facing the object side.
  • the negative second lens having a meniscus shape and a positive third lens having a biconvex shape
  • the rear group includes a positive fourth lens and a negative fifth lens having a concave surface facing the image side, It consists of a positive sixth lens.
  • each lens is optimized mainly by the lens shape and power distribution with a configuration of six lenses as a whole.
  • Another imaging lens includes, in order from the object side to the image side, a negative front group, a diaphragm, and a positive rear group.
  • Another imaging device includes an imaging lens and an imaging element that outputs an imaging signal corresponding to an optical image formed by the imaging lens.
  • a negative front group, a stop, and a positive rear group and the front group includes a negative first lens, a negative second lens, and a positive third lens
  • the rear group includes a positive fourth lens, a negative fifth lens, and a positive sixth lens, and the first lens and the sixth lens are made of glass, and satisfy the following conditional expression: . 20 ⁇
  • each lens is optimized mainly by the material and power distribution of the lens with a configuration of six lenses as a whole.
  • the configuration of the six lenses as a whole is optimized, and the configuration of each lens is mainly optimized by the lens shape and power distribution. It is possible to achieve downsizing and cost reduction while maintaining a high quality corner.
  • the configuration of each lens is optimized mainly by the material and power distribution of the lens with a configuration of six lenses as a whole. It is possible to suppress fluctuations in optical characteristics due to temperature changes at low cost. Note that the effects described here are not necessarily limited, and may be any of the effects described in the present disclosure.
  • FIG. 3 is an aberration diagram showing various aberrations in Numerical Example 1 in which specific numerical values are applied to the imaging lens illustrated in FIG. 1. It is a lens sectional view showing the 2nd example of composition of an imaging lens.
  • FIG. 4 is an aberration diagram showing various aberrations in Numerical Example 2 in which specific numerical values are applied to the imaging lens illustrated in FIG. 3. It is a lens sectional view showing the 3rd example of composition of an imaging lens.
  • FIG. 6 is an aberration diagram showing various aberrations in Numerical Example 3 in which specific numerical values are applied to the imaging lens illustrated in FIG. 5. It is lens sectional drawing which shows the 4th structural example of an imaging lens.
  • FIG. 10 is an aberration diagram illustrating various aberrations in Numerical Example 4 in which specific numerical values are applied to the imaging lens illustrated in FIG. 7. It is a lens sectional view showing the 5th example of composition of an imaging lens.
  • FIG. 10 is an aberration diagram illustrating various aberrations in Numerical Example 5 in which specific numerical values are applied to the imaging lens illustrated in FIG. 9. It is explanatory drawing which shows an example of the installation example of a vehicle-mounted camera. It is a block diagram which shows the network structural example of a vehicle-mounted camera.
  • FIG. 1 illustrates a cross-sectional configuration of an imaging lens 1 according to a first configuration example of an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional configuration of the imaging lens 2 according to the second configuration example.
  • FIG. 5 shows a cross-sectional configuration of the imaging lens 3 according to the third configuration example.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional configuration of the imaging lens 4 according to the fourth configuration example.
  • FIG. 9 shows a cross-sectional configuration of the imaging lens 5 according to the fifth configuration example.
  • reference numeral IMG indicates an image plane
  • Z1 indicates an optical axis.
  • the imaging lens according to the present embodiment includes, in order from the object side to the image side, a negative front group Gf, an aperture stop S, and a positive rear group Gr.
  • the front group Gf includes a negative first lens L1, a negative second lens L2, and a positive third lens L3.
  • the rear group Gr includes a positive fourth lens L4, a negative fifth lens L5, and a positive sixth lens L6. That is, the imaging lens according to the present embodiment is substantially composed of six lenses.
  • the imaging lens according to the present embodiment further satisfies a predetermined conditional expression described later.
  • the imaging lens according to the present embodiment it is possible to obtain good optical characteristics with a small number of lenses while being reduced in size and cost by being composed of six single lenses as a whole.
  • by optimizing the configuration of each lens mainly by the lens shape and power distribution it is possible to achieve downsizing and cost reduction while having a wide angle of view and high image quality.
  • by optimizing the configuration of each lens mainly by the lens material and power distribution fluctuations in optical characteristics due to temperature changes can be suppressed at low cost.
  • the first lens L1 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side in order to achieve a reduction in size and cost while maintaining a wide field angle and high image quality.
  • the second lens L2 preferably has a meniscus shape with a convex surface facing the object side.
  • the third lens L3 preferably has a biconvex shape.
  • the fifth lens L5 preferably has a concave surface facing the image side.
  • the sixth lens L6 preferably has a concave surface facing the image side.
  • the conditional expression (1) is an expression showing conditions for providing a configuration suitable for achieving both a wide angle of view and a reduction in size of the first lens L1. If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the refractive power of the first lens L1 becomes weak and it becomes difficult to widen the angle of view, and the diameter of the first lens L1 becomes large. On the other hand, if the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the refractive power of the first lens L1 becomes too strong, and it becomes difficult to correct off-axis aberrations. Therefore, when the imaging lens satisfies the conditional expression (1), the refractive power arrangement of the first lens L1 is appropriately defined, and both wide angle of view and miniaturization can be achieved.
  • the conditional expression (2) is an expression that defines the radius of curvature of the image side surface of the first lens L1. If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the refractive power of the image-side surface of the first lens L1 becomes too strong, causing off-axis aberrations, making it difficult to process the image-side surface, and increasing manufacturing costs. Will be invited. Therefore, when the imaging lens satisfies the conditional expression (2), the refractive power of the image side surface of the first lens L1 is optimized, and the manufacturing cost can be suppressed.
  • the conditional expression (3) is an expression that defines the radius of curvature of the second lens L2. If the lower limit of conditional expression (3) is not reached, the second lens L2 becomes a biconcave lens having a concave surface directed toward the object side, and the refractive power becomes strong. Therefore, the optical performance is deteriorated due to the lens eccentricity generated due to manufacturing variations. End up. Conversely, if the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the radius of curvature between the object side surface and the image side surface of the second lens L2 becomes too close, and the refractive power of the second lens L2 becomes weak, resulting in a wide image. It becomes difficult to realize the corner. Therefore, when the imaging lens satisfies the conditional expression (3), the refractive power of the second lens L2 is optimized, and a wide angle of view and a reduction in eccentric sensitivity can be realized.
  • conditional expressions (1), (2), and (3) it is more preferable to limit the upper and lower limits of conditional expressions (1), (2), and (3) as follows. ⁇ 10 ⁇ f1 / f ⁇ 6 (1a) R2 / f> 3.5 (2a) 1.1 ⁇ (R3 + R4) / (R3-R4) ⁇ 1.5 (3a)
  • the Abbe number of the first lens L1, the second lens L2, the fourth lens L4, and the sixth lens L6 with respect to the d-line is 40 or more, the third lens L3,
  • the Abbe number of the five lenses L5 is preferably 28 or less.
  • the first lens L1 and the sixth lens L6 are made of glass in order to suppress fluctuations in optical characteristics due to temperature changes at low cost.
  • the second to fifth lenses are preferably made of plastic.
  • the sixth lens L6 closest to the image sensor 101 is made of glass whose characteristic change due to temperature is smaller than that of plastic, so that the temperature rise due to heat generation of the image sensor 101 becomes an optical characteristic. The influence that it has can be suppressed. Moreover, environmental resistance can be improved by making the 1st lens L1 exposed to external air into glass. Further, by using both the negative first lens L1 and the positive sixth lens L6 as glass lenses, changes in the optical characteristics due to the temperature characteristics can be canceled out, and changes in the optical characteristics as a whole can be reduced.
  • conditional expression (4) to (6) In order to suppress fluctuations in optical characteristics due to temperature changes, it is preferable that at least one of the following conditional expressions (4) to (6) is satisfied. In particular, it is preferable to satisfy the conditional expressions (4) and (5) in order to suppress the focal position variation accompanying the temperature change. In order to suppress the change in the angle of view due to the temperature change, it is preferable to satisfy the conditional expression (6).
  • the conditional expression (4) is an expression that defines the ratio between the refractive power of each lens and the refractive power of the entire lens system. If the lower limit of conditional expression (4) is not reached, the refractive power of each lens will increase and the decentration sensitivity will increase. In particular, in a plastic lens in which the value of the linear expansion coefficient and the temperature change of the refractive index are larger than those of glass, the refractive power change accompanying the temperature change becomes large. For this reason, the focal position variation and the optical characteristics such as the resolution performance are deteriorated.
  • conditional expression (5) is an expression that defines the combined refractive power of the second lens L2 to the fifth lens L5 made of a plastic lens. If the lower limit of conditional expression (5) is not reached, the combined refractive power becomes strong, the refractive power change accompanying the temperature change becomes large, and the optical characteristics such as the focal position fluctuation are deteriorated.
  • the conditional expression (6) is an expression showing a condition for reducing the angle of view variation when the angle of the light ray incident on the image sensor 101 is reduced and the focal position is shifted due to a temperature change. If the upper limit or lower limit of conditional expression (6) is exceeded, the angle of light incident on the image sensor 101 becomes tight (the angle of light with respect to the image pickup surface becomes small), and the angle of view changes when the temperature changes.
  • conditional expression (5) is more preferably limited as follows. 50 ⁇ fp (5b)
  • the imaging lens according to the present embodiment can be applied to an imaging device such as an in-vehicle camera, a surveillance camera, and a mobile device camera.
  • an imaging apparatus As shown in FIG. 1, a CCD (Charge Coupled Devices) that outputs an imaging signal (image signal) corresponding to an optical image formed by the imaging lens near the image plane IMG of the imaging lens.
  • an imaging device 101 such as a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).
  • a filter FL such as an infrared cut filter or a low-pass filter may be disposed between the sixth lens L6 and the image plane IMG.
  • an optical member such as a seal glass for protecting the image sensor may be disposed.
  • FIG. 11 and 12 show a configuration example of an in-vehicle camera as an application example to an imaging apparatus.
  • FIG. 11 shows an example of an installation example of a vehicle-mounted camera
  • FIG. 12 shows an example of a network configuration example of the vehicle-mounted camera.
  • a vehicle-mounted camera 401 is installed on the front (front) of the vehicle 301, vehicle-mounted cameras 402 and 403 are installed on the left and right sides, and a vehicle-mounted camera 404 is installed on the rear (rear).
  • the in-vehicle cameras 401 to 404 are connected to the in-vehicle network 410 as shown in FIG.
  • the in-vehicle network 410 is also connected to an ECU 302 (Electrical Control Unit), a display 414, and a speaker 415.
  • ECU 302 Electronic Control Unit
  • Each component block can be interconnected via an in-vehicle network 410.
  • the image capture angle of the in-vehicle camera 401 provided at the front of the vehicle 301 is, for example, a range indicated by a in FIG.
  • the image capturing angle of the vehicle-mounted camera 402 is, for example, a range indicated by b in FIG.
  • the image capture angle of the in-vehicle camera 403 is, for example, a range indicated by c in FIG.
  • the image capturing angle of the in-vehicle camera 404 is, for example, a range indicated by d in FIG.
  • Each of the in-vehicle cameras 401 to 404 outputs the captured image to the ECU 302. As a result, 360 degree (omnidirectional) images of the front, left, and rear of the vehicle 301 can be captured by the ECU 302.
  • the ECU 302 includes a signal processing unit 413 as shown in FIG.
  • the in-vehicle camera 401 includes a camera module 411 and a signal processing unit 412 as shown in FIG.
  • the signal processing units 412 and 413 are configured by an LSI (Large Scale Integration), for example, an image processing LSI.
  • the camera module 411 includes an imaging lens 100 and an imaging element 100. As the imaging lens 100, the imaging lenses 1 to 5 according to the present embodiment shown in FIG. Other on-vehicle cameras 402, 403, and 404 may have substantially the same configuration.
  • the signal processing unit 412 of the in-vehicle camera 401 converts the signal from the image sensor 101 into an image signal that can be transmitted to the in-vehicle network 410 and transmits the signal to the signal processing unit 413 of the ECU 302.
  • the other on-vehicle cameras 402, 403, and 404 perform substantially the same processing.
  • the signal processing unit 413 of the ECU 302 receives images from the plurality of in-vehicle cameras 401 to 404, combines them, generates a high angle of view image (panoramic image), and sends it to the display 414.
  • the display 414 displays the sent image.
  • Each of the signal processing units 412 of the in-vehicle cameras 401 to 404 also receives a signal from the camera module 411, and uses the received image signal to detect an object (an automobile, a person, a bicycle, an obstacle, etc. in the front). ) May be detected.
  • the signal processing unit 412 may also have a function of performing signal processing such as measuring the distance to the object or generating a warning signal based on the distance to the object.
  • the signal processing result and the image signal in this case are transmitted to the signal processing unit 413, the display 41, and the speaker 415 of the ECU 302 via the in-vehicle network 410.
  • the signal processing unit 413 of the ECU 302 generates a signal for controlling the brake of the vehicle as necessary based on the signal processing result in each signal processing unit 412 of the in-vehicle cameras 401 to 404, or for speed control.
  • the signal may be generated.
  • the display 41 displays a warning image and gives a warning to the driver.
  • the speaker 415 presents a warning sound and gives a warning to the driver.
  • “Surface number” indicates the number of the i-th surface counted from the object side to the image side.
  • “Ri” indicates the value (mm) of the paraxial radius of curvature of the i-th surface.
  • “Di” indicates a value (mm) of an axial upper surface interval (lens center thickness or air interval) between the i-th surface and the (i + 1) -th surface.
  • “Ni” indicates the value of the refractive index of d-line (wavelength 587.6 nm) of a lens or the like starting from the i-th surface.
  • ⁇ i indicates the value of the Abbe number in the d-line of the lens or the like starting from the i-th surface.
  • the portion where the value of “Ri” is “ ⁇ ” indicates a flat surface or a diaphragm surface (aperture stop S).
  • the surface indicated as “STO” in “surface number” indicates the aperture stop S.
  • F indicates the focal length of the entire lens system, “Fno” indicates the F number (open F value), and “ ⁇ ” indicates the half angle of view.
  • Some lenses used in the numerical examples have an aspherical lens surface.
  • surface number the surface indicated as “ASP” indicates an aspherical surface.
  • the aspherical shape is defined by the following equation.
  • E ⁇ n represents an exponential expression with a base of 10, that is, “10 to the negative n”, for example, “0.12345E-05”. Represents “0.12345 ⁇ (10 to the fifth power)”.
  • the distance in the optical axis direction from the apex of the lens surface is “x”
  • the height in the direction perpendicular to the optical axis is “y”
  • the paraxial curvature (1 / R) at the lens apex is “ c ”and the conic constant (conic constant) as“ ⁇ ”.
  • “A4”, “A6”, “A8”, “A10”, “A12”, “A14”, “A16” are 4th, 6th, 8th, 10th, 12th, 14th, 16th, respectively. Indicates the aspheric coefficient.
  • Each of the imaging lenses 1 to 5 includes a negative front group Gf, an aperture stop S, and a positive rear group Gr in order from the object side to the image side.
  • the front group Gf includes a negative first lens L1, a negative second lens L2, and a positive third lens L3.
  • the rear group Gr includes a positive fourth lens L4, a negative fifth lens L5, and a positive sixth lens L6. That is, each of the imaging lenses 1 to 5 is substantially composed of six lenses.
  • the first lens L1 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side.
  • the second lens L2 has a meniscus shape with a convex surface facing the object side.
  • the third lens L3 has a biconvex shape.
  • the fifth lens L5 has a concave surface facing the image side.
  • the sixth lens L6 has a concave surface facing the image side.
  • the aperture stop S is disposed between the third lens L3 and the fourth lens L4.
  • a filter FL is disposed between the sixth lens L6 and the image plane IMG.
  • Table 1 shows lens data of Numerical Example 1 in which specific numerical values are applied to the imaging lens 1 shown in FIG.
  • both surfaces of each of the second lens L2 to the sixth lens L6 are aspherical.
  • Table 2 shows the values of the aspheric coefficients A4, A6, A8, A10, A12, A14, and A16 along with the value of the cone coefficient ⁇ .
  • Table 3 shows values of the focal length f, the F number Fno, the half angle of view ⁇ , and the total lens length of the entire system.
  • the first lens L1 is a glass lens.
  • Each of the second lens L2 to the sixth lens L6 is a plastic lens.
  • FIG. 2 shows spherical aberration and astigmatism (field curvature) in a state of focusing on a finite distance (400 mm) as various aberrations.
  • Each of these aberration diagrams shows aberrations with the d-line (587.56 nm) as a reference wavelength.
  • the solid line shows the aberration with respect to the d line
  • the alternate long and short dash line shows the aberration with respect to the g line (435.84 nm)
  • the broken line shows the aberration with respect to the C line (656.27 nm).
  • the solid line indicates the aberration value on the sagittal image surface
  • the broken line indicates the aberration value on the meridional image surface. The same applies to aberration diagrams in other numerical examples.
  • the imaging lens 1 has excellent aberrations and excellent imaging performance.
  • Table 4 shows lens data of Numerical Example 2 in which specific numerical values are applied to the imaging lens 2 shown in FIG. In the imaging lens 2, both surfaces of each of the second lens L2 to the sixth lens L6 are aspherical.
  • Table 5 shows the values of the aspheric coefficients A4, A6, A8, A10, A12, A14, and A16 along with the value of the cone coefficient ⁇ .
  • Table 6 shows values of the focal length f, the F number Fno, the half angle of view ⁇ , and the total lens length of the entire system.
  • the first lens L1 is a glass lens. Further, each of the second lens L2 to the sixth lens L6 is a plastic lens.
  • FIG. 2 Various aberrations in the above numerical example 2 are shown in FIG. As can be seen from each aberration diagram, it is apparent that the imaging lens 2 has excellent aberrations and excellent imaging performance.
  • Table 7 shows lens data of Numerical Example 3 in which specific numerical values are applied to the imaging lens 3 shown in FIG.
  • both surfaces of the second lens L2 and the fourth lens L4 to the sixth lens L6 are aspherical.
  • the object side surface (fifth surface) of the third lens L3 has an aspherical shape.
  • Table 8 shows the values of the aspheric coefficients A4, A6, A8, A10, A12, A14, and A16 along with the value of the cone coefficient ⁇ .
  • Table 9 shows values of the focal length f, the F number Fno, the half angle of view ⁇ , and the total lens length of the entire system.
  • the first lens L1 and the fourth lens L4 are glass lenses.
  • the second lens L2 and the third lens L3, and the fifth lens L5 and the sixth lens L6 are plastic lenses.
  • FIG. 3 Various aberrations in the above numerical example 3 are shown in FIG. As can be seen from the respective aberration diagrams, it is clear that the imaging lens 3 has excellent aberrations and excellent imaging performance.
  • Table 10 shows lens data of numerical example 4 in which specific numerical values are applied to the imaging lens 4 shown in FIG.
  • both surfaces of each of the second lens L2 to the sixth lens L6 are aspherical.
  • Table 11 shows the values of the aspheric coefficients A4, A6, A8, A10, A12, A14, and A16 along with the value of the cone coefficient ⁇ .
  • Table 12 shows values of the focal length f, the F number Fno, the half angle of view ⁇ , and the total lens length of the entire system.
  • the first lens L1 and the sixth lens L6 are glass lenses. Further, each of the second lens L2 to the fifth lens L5 is a plastic lens.
  • the various aberrations in the above numerical example 4 are shown in FIG. As can be seen from the respective aberration diagrams, it is clear that the imaging lens 4 has excellent aberrations and excellent imaging performance.
  • Table 13 shows lens data of Numerical Example 5 in which specific numerical values are applied to the imaging lens 5 illustrated in FIG.
  • both surfaces of each of the second lens L2 to the sixth lens L6 are aspherical.
  • Table 14 shows the values of the aspheric coefficients A4, A6, A8, A10, A12, A14, and A16 of these aspheric surfaces together with the value of the cone coefficient ⁇ .
  • Table 15 shows values of the focal length f, the F number Fno, the half angle of view ⁇ , and the total lens length of the entire system.
  • the first lens L1 and the sixth lens L6 are glass lenses. Further, each of the second lens L2 to the fifth lens L5 is a plastic lens.
  • the various aberrations in the above numerical example 5 are shown in FIG. As can be seen from the respective aberration diagrams, it is clear that the imaging lens 5 has various aberrations corrected and has excellent imaging performance.
  • [Other numerical data of each example] [Table 16] shows a summary of values relating to the above-described conditional expressions for each numerical example.
  • conditional expressions (1) to (4) are satisfied by the imaging lenses of all the examples.
  • Conditional expressions (5) and (6) satisfy at least the imaging lenses of Examples 4 and 5.
  • conditional expression (4) the value of fi / f (min) is shown.
  • the configuration including substantially six lenses has been described.
  • the configuration may further include a lens having substantially no refractive power.
  • this technique can take the following composition.
  • [1] In order from the object side to the image side, it is composed of a negative front group, an aperture, and a positive rear group.
  • the front group is A negative first lens having a meniscus shape with a convex surface facing the object side;
  • the rear group is A positive fourth lens, A negative fifth lens with a concave surface facing the image side;
  • An imaging lens comprising a positive sixth lens.
  • f1 The focal length of the first lens
  • f The focal length of the entire lens system.
  • R2 The imaging lens according to [1] or [2], further satisfying the following condition.
  • R2 The radius of curvature of the image side surface of the first lens.
  • R4 The imaging lens according to any one of [1] to [3], further satisfying the following condition. 1.0 ⁇ (R3 + R4) / (R3-R4) ⁇ 1.6 (3)
  • R3 radius of curvature of the object side surface of the second lens
  • R4 radius of curvature of the image side surface of the second lens.
  • f56 The combined focal length of the fifth lens and the sixth lens.
  • the imaging lens according to any one of [1] to [8], further including a lens that has substantially no refractive power.
  • the front group includes a negative first lens, a negative second lens, and a positive third lens;
  • the rear group includes a positive fourth lens, a negative fifth lens, and a positive sixth lens.
  • the first lens and the sixth lens are made of glass, An imaging lens that satisfies the following conditional expression.
  • fp The combined focal length of the second to fifth lenses.
  • the imaging lens is In order from the object side to the image side, it is composed of a negative front group, an aperture, and a positive rear group.
  • the front group is A negative first lens having a meniscus shape with a convex surface facing the object side;
  • a negative second lens having a meniscus shape with a convex surface facing the object side;
  • a positive third lens having a biconvex shape,
  • the rear group is A positive fourth lens, A negative fifth lens with a concave surface facing the image side;
  • An imaging device comprising a positive sixth lens.
  • the imaging lens is In order from the object side to the image side, it is composed of a negative front group, an aperture, and a positive rear group.
  • the front group includes a negative first lens, a negative second lens, and a positive third lens;
  • the rear group includes a positive fourth lens, a negative fifth lens, and a positive sixth lens.
  • the first lens and the sixth lens are made of glass,

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Abstract

　本開示の撮像レンズは、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成される。前群は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第１レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第２レンズと、両凸形状を有する正の第３レンズとからなる。後群は、正の第４レンズと、像側に凹面を向けた負の第５レンズと正の第６レンズとからなる。

Description

撮像レンズおよび撮像装置
　本開示は、例えば車載用カメラ、監視カメラ、および携帯機器用カメラなどに好適な撮像レンズおよび撮像装置に関する。
　近年、車載用カメラ、監視カメラ、および携帯機器用カメラなどの撮像装置の普及が進んでいる。これらの撮像装置に対しては、広画角を確保しながら小型かつ低コストで良好な周辺の解像性能を実現することが要求されている。このような要求を満たす広角撮像レンズとしては、例えば以下の特許文献１ないし３に記載のものがある。
特開２０１３－３５４５号公報 特開２０１４－１９７１３１号公報 特開２０１４－８９３４９号公報
　特許文献１には、５群５枚のレンズで構成された広角撮像レンズが提案されている。しかしながら特許文献１に記載の撮像レンズでは、全画角で１８０°を超える画角を実現しているものの、絞りより後群が正負２枚の構成になっており、色収差を補正しきれず、周辺まで良好な解像性能を得るのが難しい。
　特許文献２には、５群６枚のレンズで構成された広角撮像レンズが提案されている。特許文献２に記載された広角撮像レンズは、撮影画角１５０°以上を達成しているが、すべてガラスレンズにより構成され、かつ接合レンズを含むために色収差や感度の面では有利だが、接合剤や加工をする必要もあり低コスト化が難しい。また、特に車載用カメラに関しては撮像装置に自動認識技術を応用して、白線認識による駐車アシスト機能を始めとする自動運転への取り組みが近年加速している。こうしたカメラには、車が走る厳しい環境化において温度変化が生じても、カメラの光学特性が変化しないことが求められている。プラスチックレンズはガラスレンズに比べて低コスト化、軽量化が可能になるものの、温度が変化すると屈折率が大きく変化し、かつ線膨張係数が大きいために起こる膨張収縮によって面形状の変化が生じてしまい、光学特性の劣化を招いてしまう。そのため、前記用途の撮像レンズに対しては、これまですべてガラスレンズで構成されたものが主に使用されていた。
　特許文献３には、４群６枚のレンズで第３レンズ群をガラスレンズ同士の接合レンズとすることで温度変化に伴う光学特性の変化を抑える構成が提案されている。しかしながら、６枚のレンズのうち３枚にガラスレンズを使用しており、さらに第３レンズ群がガラス２枚の接合レンズとなるために接合剤を用いる必要や接合の加工をする必要があり、低コスト化が難しい。また、プラスチックレンズ２枚の接合レンズを含んでおり、温度変化に伴い接合面の形状が変化し、接合が剥がれやすくなるといったリスクがある。さらには発熱源となる撮像素子の近くにプラスチックレンズが配置されているために、より温度変化の影響を受けやすい構成となっている。
　従って、高画質でありながら、小型化と例えば撮影画角１５０°以上の広画角化とを両立し、低コストで温度変化による光学特性の変動を抑えた単焦点の広角撮像レンズの開発が望まれている。
　従って、広画角かつ高画質でありながら小型化と低コスト化とを実現することができる撮像レンズ、および撮像装置を提供することが望ましい。また、低コストで温度変化による光学特性の変動を抑えることができる撮像レンズ、および撮像装置を提供することが望ましい。
　本開示の一実施の形態に係る撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成され、前群は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第１レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第２レンズと、両凸形状を有する正の第３レンズとからなり、後群は、正の第４レンズと、像側に凹面を向けた負の第５レンズと、正の第６レンズとからなるものである。
　本開示の一実施の形態に係る撮像装置は、撮像レンズと、撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを含み、撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成され、前群は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第１レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第２レンズと、両凸形状を有する正の第３レンズとからなり、後群は、正の第４レンズと、像側に凹面を向けた負の第５レンズと、正の第６レンズとからなるなるものである。
　本開示の一実施の形態に係る撮像レンズまたは撮像装置では、全体として６枚のレンズ構成で、主としてレンズ形状およびパワー配分により各レンズの構成の最適化が図られている。
　本開示の一実施の形態に係る他の撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成され、前群は、負の第１レンズと、負の第２レンズと、正の第３レンズとからなり、後群は、正の第４レンズと、負の第５レンズと、正の第６レンズとからなり、第１レンズと第６レンズとがガラスからなり、以下の条件式を満足するものである。
　２０＜｜ｆｐ｜　……（５）
ただし、
　ｆｐ：第２ないし第５レンズの合成焦点距離
とする。
　本開示の一実施の形態に係る他の撮像装置は、撮像レンズと、撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを含み、撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成され、前群は、負の第１レンズと、負の第２レンズと、正の第３レンズとからなり、後群は、正の第４レンズと、負の第５レンズと、正の第６レンズとからなり、第１レンズと第６レンズとがガラスからなり、以下の条件式を満足するものである。
　２０＜｜ｆｐ｜　……（５）
ただし、
　ｆｐ：第２ないし第５レンズの合成焦点距離
とする。
　本開示の一実施の形態に係る他の撮像レンズまたは撮像装置では、全体として６枚のレンズ構成で、主としてレンズの材料およびパワー配分により各レンズの構成の最適化が図られている。
　本開示の一実施の形態に係る撮像レンズまたは撮像装置によれば、全体として６枚のレンズ構成とし、主としてレンズ形状およびパワー配分により各レンズの構成の最適化を図るようにしたので、広画角かつ高画質でありながら小型化と低コスト化とを実現することができる。
　本開示の一実施の形態に係る他の撮像レンズまたは撮像装置によれば、全体として６枚のレンズ構成で、主としてレンズの材料およびパワー配分により各レンズの構成の最適化を図るようにしたので、低コストで温度変化による光学特性の変動を抑えることができる。
　なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
本開示の一実施の形態に係る撮像レンズの第１の構成例を示すレンズ断面図である。 図１に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例１における諸収差を示す収差図である。 撮像レンズの第２の構成例を示すレンズ断面図である。 図３に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例２における諸収差を示す収差図である。 撮像レンズの第３の構成例を示すレンズ断面図である。 図５に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例３における諸収差を示す収差図である。 撮像レンズの第４の構成例を示すレンズ断面図である。 図７に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例４における諸収差を示す収差図である。 撮像レンズの第５の構成例を示すレンズ断面図である。 図９に示した撮像レンズに具体的な数値を適用した数値実施例５における諸収差を示す収差図である。 車載用カメラの設置例の一例を示す説明図である。 車載用カメラのネットワーク構成例を示すブロック図である。
　以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　１．レンズの基本構成
　２．作用・効果
　３．撮像装置への適用例
　４．レンズの数値実施例
　５．その他の実施の形態
＜１．レンズの基本構成＞
　図１は、本開示の一実施の形態の第１の構成例に係る撮像レンズ１の断面構成を示している。図３は、第２の構成例に係る撮像レンズ２の断面構成を示している。図５は、第３の構成例に係る撮像レンズ３の断面構成を示している。図７は、第４の構成例に係る撮像レンズ４の断面構成を示している。図９は、第５の構成例に係る撮像レンズ５の断面構成を示している。これらの各構成例に具体的な数値を適用した数値実施例は後述する。図１等において、符号ＩＭＧは像面、Ｚ１は光軸を示す。
　以下、本実施の形態に係る撮像レンズの構成を、適宜図１等に示した構成例に対応付けて説明するが、本開示による技術は、図示した構成例に限定されるものではない。
　本実施の形態に係る撮像レンズは、物体側から像側に向かって順に、負の前群Ｇｆと、開口絞りＳと、正の後群Ｇｒとで構成されている。前群Ｇｆは、負の第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、正の第３レンズＬ３とからなる。後群Ｇｒは、正の第４レンズＬ４と、負の第５レンズＬ５と、正の第６レンズＬ６とからなる。すなわち、本実施の形態に係る撮像レンズは、実質的に６枚のレンズで構成されている。
　その他、本実施の形態に係る撮像レンズは、後述する所定の条件式等をさらに満足することが好ましい。
＜２．作用・効果＞
　次に、本実施の形態に係る撮像レンズの作用および効果を説明する。併せて、本実施の形態に係る撮像レンズにおける好ましい構成を説明する。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
　本実施の形態に係る撮像レンズによれば、全体として６枚の単レンズで構成することで、小型化とコストを抑えながら、少ないレンズ枚数で良好な光学特性を得ることができる。また、以下で説明するように、主としてレンズ形状およびパワー配分により各レンズの構成の最適化を図ることで、広画角かつ高画質でありながら小型化と低コスト化とを実現することができる。また、以下で説明するように、主としてレンズの材料およびパワー配分により各レンズの構成の最適化を図ることで、低コストで温度変化による光学特性の変動を抑えることができる。
　本実施の形態に係る撮像レンズにおいて、広画角かつ高画質でありながら小型化と低コスト化とを実現するために、第１レンズＬ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有することが好ましい。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有することが好ましい。第３レンズＬ３は、両凸形状を有することが好ましい。第５レンズＬ５は、像側に凹面を向けていることが好ましい。第６レンズＬ６は、像側に凹面を向けていることが好ましい。
　さらに、以下の条件式（１）～（３）のうち、少なくとも１つを満足することが好ましい。
　－１２＜ｆ１／ｆ＜－５　……（１）
　Ｒ２／ｆ＞３．３　……（２）
　１．０＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）＜１．６　……（３）
ただし、
　ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離
　ｆ：レンズ全系の焦点距離
　Ｒ２：第１レンズＬ１の像側の面の曲率半径
　Ｒ３：第２レンズＬ２の物体側の面の曲率半径
　Ｒ４：第２レンズＬ２の像側の面の曲率半径
とする。
　上記条件式（１）は、広画角化と第１レンズＬ１の小型化とを両立させるのに適した構成を与えるための条件を示す式である。条件式（１）の下限を下回ると、第１レンズＬ１の屈折力が弱くなり広画角化が難しくなり、第１レンズＬ１の径が大きくなってしまう。逆に、条件式（１）の上限を上回ると、第１レンズＬ１の屈折力が強くなりすぎ、軸外収差の補正が困難になってしまう。従って、撮像レンズが条件式（１）を満足することにより、第１レンズＬ１の屈折力配置が適切に規定され、広画角化と小型化とを両立させることができる。
　上記条件式（２）は、第１レンズＬ１の像側の面の曲率半径を規定する式である。条件式（２）の下限を下回ると、第１レンズＬ１の像側の面の屈折力が強くなりすぎ、軸外収差を発生させるとともに、像側の面の加工が難しくなり、製造コストの増大を招いてしまう。従って、撮像レンズが条件式（２）を満足することにより、第１レンズＬ１の像側の面の屈折力が適正化され、製造コストを抑えることができる。
　上記条件式（３）は、第２レンズＬ２の曲率半径を規定する式である。条件式（３）の下限を下回ると第２レンズＬ２が物体側に凹面を向けた両凹レンズとなり、屈折力が強くなるために、製造ばらつきによって発生するレンズ偏芯により光学性能の劣化を招いてしまう。逆に、条件式（３）の上限を上回ると第２レンズＬ２の物体側の面と像側の面との曲率半径が近くなりすぎ、第２レンズＬ２の屈折力が弱くなるために広画角を実現することが難しくなる。従って、撮像レンズが条件式（３）を満足することにより、第２レンズＬ２の屈折力が適正化され、広画角化と偏心感度の低減とを実現することができる。
　なお、条件式（１），（２），（３）の上限および下限を以下の如く限定するとより好ましい。
　－１０＜ｆ１／ｆ＜－６　……（１ａ）
　Ｒ２／ｆ＞３．５　……（２ａ）
　１．１＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）＜１．５　……（３ａ）
　また、本実施の形態に係る撮像レンズは、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第４レンズＬ４、および第６レンズＬ６のｄ線に対するアッベ数を４０以上とし、第３レンズＬ３、および第５レンズＬ５のアッベ数を２８以下とすることが好ましい。上記条件を満たすことにより、色収差を良好に補正することができる。
　本実施の形態に係る撮像レンズにおいて、低コストで温度変化による光学特性の変動を抑えるために、第１レンズＬ１と第６レンズＬ６とがガラスからなることが好ましい。また、第２ないし第５の各レンズがプラスチックからなることが好ましい。
　第１レンズＬ１ないし第６レンズＬ６のうち、最も撮像素子１０１に近い第６レンズＬ６をプラスチックよりも温度による特性変化が小さいガラスとすることで、撮像素子１０１の発熱による温度上昇が光学特性に与える影響を抑えることができる。また、外気に晒される第１レンズＬ１をガラスとすることで、耐環境性を向上させることができる。また、負の第１レンズＬ１と正の第６レンズＬ６とを共にガラスレンズとすることで、温度特性による光学特性の変化を互いに打ち消し合い、全体として光学特性の変化を少なくすることができる。
　温度変化による光学特性の変動を抑えるために、さらに、以下の条件式（４）～（６）のうち、少なくとも１つを満足することが好ましい。特に、温度変化に伴う焦点位置変動を抑えるために、条件式（４），（５）を満足することが好ましい。また、温度変化に伴う画角変動を抑えるために、条件式（６）を満足することが好ましい。
　｜ｆｉ／ｆ｜＞１．３　……（４）
　２０＜｜ｆｐ｜　……（５）
　４＜ｆ５６／ｆ＜９　……（６）
ただし、
　ｆｉ：第ｉレンズ（ｉ＝１～６）の焦点距離（第１ないし第６の各レンズの焦点距離）
　ｆｐ：第２ないし第５レンズＬ２～Ｌ５の合成焦点距離
　ｆ５６：第５レンズＬ５と第６レンズＬ６との合成焦点距離
とする。
　上記条件式（４）は、各レンズの屈折力とレンズ全系の屈折力との比を規定する式である。条件式（４）の下限を下回ると、各レンズの屈折力が大きくなり、偏心感度が高くなる。また、特に線膨張係数の値や屈折率の温度変化がガラスに比べて大きいプラスチックレンズにおいて、温度変化に伴う屈折力変化が大きくなる。そのため、焦点位置変動、および解像性能などの光学特性の劣化を招いてしまう。
　上記条件式（５）は、プラスチックレンズで構成される第２レンズＬ２から第５レンズＬ５の合成屈折力を規定する式である。条件式（５）の下限を下回ると合成屈折力が強くなり、温度変化に伴う屈折力変化が大きくなり焦点位置変動などの光学特性の劣化を招いてしまう。
　上記条件式（６）は、撮像素子１０１に入射する光線の角度を小さくし、温度変化により焦点位置がずれた場合に画角変動を小さくするための条件を示す式である。条件式（６）の上限または下限を超えると、撮像素子１０１に入射する光線角度がきつくなり（撮像面に対する光線角度が小さくなり）、温度変化時に画角が変動してしまう。
　なお、条件式（４），（５），（６）の上限および下限を以下の如く限定するとより好ましい。
　｜ｆｉ／ｆ｜＞１．４　……（４ａ）
　５０＜｜ｆｐ｜　……（５ａ）
　５＜ｆ５６／ｆ＜８　……（６ａ）
　また、レンズ保持部材に金属ではなく線膨張係数の大きいプラスチックなどの部材を使用する場合は、保持部材の温度変化による膨張収縮が起こるため、条件式（５）を以下の如く限定するとより好ましい。
　５０＜ｆｐ　……（５ｂ）
＜３．撮像装置への適用例＞
　本実施の形態に係る撮像レンズは、例えば、車載用カメラ、監視カメラ、および携帯機器用カメラなどの撮像装置に適用可能である。撮像装置に適用する場合、図１に示したように、撮像レンズの像面ＩＭＧ付近に、撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号（画像信号）を出力するＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子１０１が配置される。この場合、図１等に示したように、第６レンズＬ６と像面ＩＭＧとの間には、例えば、赤外線カットフィルタやローパスフィルタ等のフィルタＦＬが配置されていてもよい。その他、撮像素子保護用のシールガラス等の光学部材が配置されていてもよい。
　図１１および図１２に、撮像装置への適用例として、車載用カメラの構成例を示す。図１１は車載用カメラの設置例の一例を示し、図１２は車載用カメラのネットワーク構成例の一例を示している。
　例えば、図１１に示したように、車両３０１のフロント（前方）に車載用カメラ４０１、左右に車載用カメラ４０２，４０３、さらにリア（後方）に車載用カメラ４０４が設置される。車載用カメラ４０１～４０４は、図１２に示したように、車内ネットワーク４１０に接続されている。車内ネットワーク４１０にはまた、ＥＣＵ３０２（Electrical Control Unit；電子制御ユニット）と、ディスプレイ４１４と、スピーカ４１５とが接続されている。各構成ブロックは、車内ネットワーク４１０を介して相互接続可能とされている。
　車両３０１のフロントに備え付けられた車載用カメラ４０１の画像取り込み角度は、例えば図１１にａで示す範囲である。車載用カメラ４０２の画像取り込み角度は、例えば図１１にｂで示す範囲である。車載用カメラ４０３の画像取り込み角度は、例えば図１１にｃで示す範囲である。車載用カメラ４０４の画像取り込み角度は、例えば図１１にｄで示す範囲である。車載用カメラ４０１～４０４はそれぞれ、取り込んだ画像をＥＣＵ３０２に出力する。この結果、車両３０１の前方、左右、後方の３６０度（全方位）の画像をＥＣＵ３０２において取り込むことができる。
　ＥＣＵ３０２は、図１２に示したように、信号処理部４１３を含んでいる。車載用カメラ４０１は、図１２に示したように、カメラモジュール４１１と、信号処理部４１２とを備えている。信号処理部４１２，４１３は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、例えば画像処理ＬＳＩで構成されている。カメラモジュール４１１は、撮像レンズ１００と、撮像素子１００とを含んでいる。撮像レンズ１００として、図１等に示した本実施の形態に係る撮像レンズ１～５を適用可能である。他の車載用カメラ４０２，４０３，４０４も略同様の構成であってもよい。
　車載用カメラ４０１の信号処理部４１２は、撮像素子１０１からの信号を画像信号として車内ネットワーク４１０に送信できる形に変換し、ＥＣＵ３０２の信号処理部４１３に送信する。他の車載用カメラ４０２，４０３，４０４も略同様の処理を行う。
　ＥＣＵ３０２の信号処理部４１３は、複数の車載用カメラ４０１～４０４からの画像を受信し、それらを合成し、高画角の画像（パノラマ画像）を生成し、ディスプレイ４１４に送る。ディスプレイ４１４は送られた画像を表示する。
　車載用カメラ４０１～４０４の各信号処理部４１２はまた、カメラモジュール４１１からの信号を受信し、受信した画像信号を用いて、画像内のオブジェクト（前方の車、人、自転車、および障害物など）の検出を行う機能を有していてもよい。信号処理部４１２はまた、オブジェクトまでの距離を測定したり、オブジェクトまでの距離に基づいて警告用の信号を生成したり、といった信号処理を行う機能を有していてもよい。この場合の信号処理結果や画像信号は、車内ネットワーク４１０を介して、ＥＣＵ３０２の信号処理部４１３、ディスプレイ４１、およびスピーカ４１５に送信される。
　ＥＣＵ３０２の信号処理部４１３は、車載用カメラ４０１～４０４の各信号処理部４１２での信号処理結果に基づいて、必要に応じて車のブレーキ制御のための信号を生成したり、スピード制御のための信号を生成してもよい。また、ディスプレイ４１は警告用の信号を受信すると、警告用画像の表示を行い、運転者に警告を与える。また、スピーカ４１５は、警告用の信号を受信すると、警告音の提示を行い、運転者に警告を与える。
＜４．レンズの数値実施例＞
　次に、本実施の形態に係る撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。ここでは、図１、図３、図５、図７、および図９に示した各構成例の撮像レンズ１、２、３、４、および５に、具体的な数値を適用した数値実施例を説明する。
　なお、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。「面番号」は、物体側から像側へ数えたｉ番目の面の番号を示している。「Ｒｉ」は、ｉ番目の面の近軸の曲率半径の値（ｍｍ）を示す。「Ｄｉ」はｉ番目の面とｉ＋１番目の面の間の軸上面間隔（レンズ中心厚あるいは空気間隔）の値（ｍｍ）を示す。「Ｎｉ」はｉ番目の面から始まるレンズ等のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率の値を示す。「νｉ」はｉ番目の面から始まるレンズ等のｄ線におけるアッベ数の値を示す。「Ｒｉ」の値が「∞」となっている部分は平面、または絞り面（開口絞りＳ）を示す。「面番号」において「ＳＴＯ」と記した面は開口絞りＳであることを示す。「ｆ」はレンズ全系の焦点距離、「Ｆｎｏ」はＦナンバー（開放Ｆ値）、「ω」は半画角を示す。
　各数値実施例において用いられたレンズには、レンズ面が非球面に形成されたものがある。「面番号」において「ＡＳＰ」と記した面は非球面であることを示す。非球面形状は、以下の式によって定義される。なお、後述する非球面係数を示す各表において、「Ｅ－ｎ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０のマイナスｎ乗」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ－０５」は「０．１２３４５×（１０のマイナス５乗）」を表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　上記非球面の式において、レンズ面の頂点から光軸方向における距離を「ｘ」、光軸と垂直な方向における高さを「ｙ」、レンズ頂点での近軸曲率（１／Ｒ）を「ｃ」、円錐定数（コーニック定数）を「κ」とする。「Ａ４」、「Ａ６」、「Ａ８」、「Ａ１０」、「Ａ１２」、「Ａ１４」、「Ａ１６」はそれぞれ４次、６次、８次、１０次、１２次、１４次、１６次の非球面係数を示す。
（各数値実施例に共通の構成）
　以下の各数値実施例が適用される撮像レンズ１～５はいずれも、上記したレンズの基本構成を満足した構成となっている。撮像レンズ１～５はいずれも、物体側から像側に向かって順に、負の前群Ｇｆと、開口絞りＳと、正の後群Ｇｒとで構成されている。前群Ｇｆは、負の第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、正の第３レンズＬ３とからなる。後群Ｇｒは、正の第４レンズＬ４と、負の第５レンズＬ５と、正の第６レンズＬ６とからなる。すなわち、撮像レンズ１～５はいずれも、実質的に６枚のレンズで構成されている。
　第１レンズＬ１は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有している。第２レンズＬ２は、物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有している。第３レンズＬ３は、両凸形状を有している。第５レンズＬ５は、像側に凹面を向けている。第６レンズＬ６は、像側に凹面を向けている。
　開口絞りＳは、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との間に配置されている。第６レンズＬ６と像面ＩＭＧとの間にはフィルタＦＬが配置されている。
［数値実施例１］
　図１に示した撮像レンズ１に具体的な数値を適用した数値実施例１のレンズデータを、［表１］に示す。撮像レンズ１において、第２レンズＬ２～第６レンズＬ６の各レンズの両面は非球面形状となっている。それらの非球面における非球面係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２，Ａ１４，Ａ１６の値を円錐係数κの値と共に［表２］に示す。また、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ、半画角ωおよびレンズ全長の値を［表３］に示す。
　この数値実施例１において、第１レンズＬ１はガラスレンズとなっている。第２レンズＬ２～第６レンズＬ６の各レンズはすべてプラスチックレンズとなっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　以上の数値実施例１における諸収差を図２に示す。図２には諸収差として、有限距離（４００ｍｍ）に合焦した状態における球面収差および非点収差（像面湾曲）を示す。これらの各収差図には、ｄ線（５８７．５６ｎｍ）を基準波長とした収差を示す。球面収差図には、実線はｄ線、一点鎖線はｇ線（４３５．８４ｎｍ）、破線はＣ線（６５６．２７ｎｍ）に対する収差を示す。非点収差図において、実線はサジタル像面における収差の値を示し、破線はメリディオナル像面における収差の値を示す。以降の他の数値実施例における収差図についても同様である。
　以上の各収差図から分かるように、撮像レンズ１は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
［数値実施例２］
　図３に示した撮像レンズ２に具体的な数値を適用した数値実施例２のレンズデータを、［表４］に示す。撮像レンズ２において、第２レンズＬ２～第６レンズＬ６の各レンズの両面は非球面形状となっている。それらの非球面における非球面係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２，Ａ１４，Ａ１６の値を円錐係数κの値と共に［表５］に示す。また、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ、半画角ωおよびレンズ全長の値を［表６］に示す。
　この数値実施例２において、第１レンズＬ１はガラスレンズとなっている。また、第２レンズＬ２～第６レンズＬ６の各レンズはすべてプラスチックレンズとなっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　以上の数値実施例２における諸収差を図４に示す。各収差図から分かるように、撮像レンズ２は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
［数値実施例３］
　図５に示した撮像レンズ３に具体的な数値を適用した数値実施例３のレンズデータを、［表７］に示す。撮像レンズ３において、第２レンズＬ２、および第４レンズＬ４～第６レンズＬ６の各レンズの両面は非球面形状となっている。また、第３レンズＬ３の物体側の面（第５面）が非球面形状となっている。それらの非球面における非球面係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２，Ａ１４，Ａ１６の値を円錐係数κの値と共に［表８］に示す。また、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ、半画角ωおよびレンズ全長の値を［表９］に示す。
　この数値実施例３において、第１レンズＬ１と第４レンズＬ４とがガラスレンズとなっている。また、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３と、第５レンズＬ５および第６レンズＬ６とがプラスチックレンズとなっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
　以上の数値実施例３における諸収差を図６に示す。各収差図から分かるように、撮像レンズ３は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
［数値実施例４］
　図７に示した撮像レンズ４に具体的な数値を適用した数値実施例４のレンズデータを、［表１０］に示す。撮像レンズ４において、第２レンズＬ２～第６レンズＬ６の各レンズの両面は非球面形状となっている。それらの非球面における非球面係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２，Ａ１４，Ａ１６の値を円錐係数κの値と共に［表１１］に示す。また、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ、半画角ωおよびレンズ全長の値を［表１２］に示す。
　この数値実施例４において、第１レンズＬ１と第６レンズＬ６とがガラスレンズとなっている。また、第２レンズＬ２～第５レンズＬ５の各レンズはすべてプラスチックレンズとなっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　以上の数値実施例４における諸収差を図８に示す。各収差図から分かるように、撮像レンズ４は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
［数値実施例５］
　図９に示した撮像レンズ５に具体的な数値を適用した数値実施例５のレンズデータを、［表１３］に示す。撮像レンズ５において、第２レンズＬ２～第６レンズＬ６の各レンズの両面は非球面形状となっている。それらの非球面における非球面係数Ａ４，Ａ６，Ａ８，Ａ１０，Ａ１２，Ａ１４，Ａ１６の値を円錐係数κの値と共に［表１４］に示す。また、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦｎｏ、半画角ωおよびレンズ全長の値を［表１５］に示す。
　この数値実施例５において、第１レンズＬ１と第６レンズＬ６とがガラスレンズとなっている。また、第２レンズＬ２～第５レンズＬ５の各レンズはすべてプラスチックレンズとなっている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
　以上の数値実施例５における諸収差を図１０に示す。各収差図から分かるように、撮像レンズ５は諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることが明らかである。
［各実施例のその他の数値データ］
　［表１６］には、上述の各条件式に関する値を、各数値実施例についてまとめたものを示す。［表１６］から明らかなように、条件式（１）～（４）は、すべての実施例の撮像レンズが満足している。条件式（５），（６）は、少なくとも実施例４，５の撮像レンズが満足している。
　なお、条件式（４）に関しては、ｆｉ／ｆ（ｍｉｎ）の値を示す。ｆｉ／ｆ（ｍｉｎ）は、第ｉレンズ（ｉ＝１～６）の焦点距離ｆｉとレンズ全系の焦点距離ｆとの比（ｆｉ／ｆ）のうち、最も小さい値を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
＜５．その他の実施の形態＞
　本開示による技術は、上記実施の形態および実施例の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
　例えば、上記各数値実施例において示した各部の形状および数値は、いずれも本技術を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本技術の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
　また、上記実施の形態および実施例では、実質的に６枚のレンズからなる構成について説明したが、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた構成であってもよい。
　また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
［１］
　物体側から像側に向かって順に、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成され、
　前記前群は、
　物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第１レンズと、
　物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第２レンズと、
　両凸形状を有する正の第３レンズとからなり、
　前記後群は、
　正の第４レンズと、
　像側に凹面を向けた負の第５レンズと、
　正の第６レンズとからなる
　撮像レンズ。
［２］
　さらに以下の条件を満足する
　上記［１］に記載の撮像レンズ。
　－１２＜ｆ１／ｆ＜－５　……（１）
ただし、
　ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
　ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
［３］
　さらに以下の条件を満足する
　上記［１］または［２］に記載の撮像レンズ。
　Ｒ２／ｆ＞３．３　……（２）
ただし、
　Ｒ２：前記第１レンズの像側の面の曲率半径
とする。
［４］
　さらに以下の条件を満足する
　上記［１］ないし［３］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
　１．０＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）＜１．６　……（３）
ただし、
　Ｒ３：前記第２レンズの物体側の面の曲率半径
　Ｒ４：前記第２レンズの像側の面の曲率半径
とする。
［５］
　さらに以下の条件を満足する
　上記［１］ないし［４］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
　｜ｆｉ／ｆ｜＞１．３　……（４）
ただし、
　ｆｉ：第ｉレンズ（ｉ＝１～６）の焦点距離（前記第１ないし第６の各レンズの焦点距離）
とする。
［６］
　前記第１レンズと前記第６レンズとがガラスからなり、
　以下の条件式を満足する
　上記［５］に記載の撮像レンズ。
　２０＜｜ｆｐ｜　……（５）
ただし、
　ｆｐ：前記第２ないし第５レンズの合成焦点距離
とする。
［７］
　前記第２ないし第５の各レンズがプラスチックからなる
　上記［５］または［６］に記載の撮像レンズ。
［８］
　さらに以下の条件を満足する
　上記［５］ないし［７］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
　４＜ｆ５６／ｆ＜９　……（６）
ただし、
　ｆ５６：前記第５レンズと前記第６レンズとの合成焦点距離
とする。
［９］
　実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた
　上記［１］ないし［８］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
［１０］
　物体側から像側に向かって順に、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成され、
　前記前群は、負の第１レンズと、負の第２レンズと、正の第３レンズとからなり、
　前記後群は、正の第４レンズと、負の第５レンズと、正の第６レンズとからなり、
　前記第１レンズと前記第６レンズとがガラスからなり、
　以下の条件式を満足する
　撮像レンズ。
　２０＜｜ｆｐ｜　……（５）
ただし、
　ｆｐ：前記第２ないし第５レンズの合成焦点距離
とする。
［１１］
　前記第２ないし第５の各レンズがプラスチックからなる
　上記［１０］に記載の撮像レンズ。
［１２］
　さらに以下の条件を満足する
　上記［１０］または［１１］に記載の撮像レンズ。
　｜ｆｉ／ｆ｜＞１．３　……（４）
ただし、
　ｆｉ：第ｉレンズ（ｉ＝１～６）の焦点距離（前記第１ないし第６の各レンズの焦点距離）
とする。
［１３］
　さらに以下の条件を満足する
　上記［１０］ないし［１２］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
　－１２＜ｆ１／ｆ＜－５　……（１）
ただし、
　ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
　ｆ：レンズ全系の焦点距離
とする。
［１４］
　さらに以下の条件を満足する
　上記［１０］ないし［１３］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
　Ｒ２／ｆ＞３．３　……（２）
ただし、
　Ｒ２：前記第１レンズの像側の面の曲率半径
とする。
［１５］
　さらに以下の条件を満足する
　上記［１０］ないし［１４］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
　４＜ｆ５６／ｆ＜９　……（６）
ただし、
　ｆ５６：前記第５レンズと前記第６レンズとの合成焦点距離
とする。
［１６］
　実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた
　上記［１０］ないし［１５］のいずれか１つに記載の撮像レンズ。
［１７］
　撮像レンズと、前記撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを含み、
　前記撮像レンズは、
　物体側から像側に向かって順に、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成され、
　前記前群は、
　物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第１レンズと、
　物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第２レンズと、
　両凸形状を有する正の第３レンズとからなり、
　前記後群は、
　正の第４レンズと、
　像側に凹面を向けた負の第５レンズと、
　正の第６レンズとからなる
　撮像装置。
［１８］
　前記撮像レンズは、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備える
　上記［１７］に記載の撮像装置。
［１９］
　撮像レンズと、前記撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを含み、
　前記撮像レンズは、
　物体側から像側に向かって順に、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成され、
　前記前群は、負の第１レンズと、負の第２レンズと、正の第３レンズとからなり、
　前記後群は、正の第４レンズと、負の第５レンズと、正の第６レンズとからなり、
　前記第１レンズと前記第６レンズとがガラスからなり、
　以下の条件式を満足する
　撮像装置。
　２０＜｜ｆｐ｜　……（５）
ただし、
　ｆｐ：前記第２ないし第５レンズの合成焦点距離
とする。
［２０］
　前記撮像レンズは、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備える
　上記［１９］に記載の撮像装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０１５年２月６日に出願された日本特許出願番号第２０１５－０２１９９４号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (16)

  1. 　物体側から像側に向かって順に、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成され、
    　前記前群は、
    　物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第１レンズと、
    　物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第２レンズと、
    　両凸形状を有する正の第３レンズとからなり、
    　前記後群は、
    　正の第４レンズと、
    　像側に凹面を向けた負の第５レンズと、
    　正の第６レンズとからなる
    　撮像レンズ。
  2. 　さらに以下の条件を満足する
    　請求項１に記載の撮像レンズ。
    　－１２＜ｆ１／ｆ＜－５　……（１）
    ただし、
    　ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
    　ｆ：レンズ全系の焦点距離
    とする。
  3. 　さらに以下の条件を満足する
    　請求項１に記載の撮像レンズ。
    　Ｒ２／ｆ＞３．３　……（２）
    ただし、
    　Ｒ２：前記第１レンズの像側の面の曲率半径
    とする。
  4. 　さらに以下の条件を満足する
    　請求項１に記載の撮像レンズ。
    　１．０＜（Ｒ３＋Ｒ４）／（Ｒ３－Ｒ４）＜１．６　……（３）
    ただし、
    　Ｒ３：前記第２レンズの物体側の面の曲率半径
    　Ｒ４：前記第２レンズの像側の面の曲率半径
    とする。
  5. 　さらに以下の条件を満足する
    　請求項１に記載の撮像レンズ。
    　｜ｆｉ／ｆ｜＞１．３　……（４）
    ただし、
    　ｆｉ：第ｉレンズ（ｉ＝１～６）の焦点距離（前記第１ないし第６の各レンズの焦点距離）
    とする。
  6. 　前記第１レンズと前記第６レンズとがガラスからなり、
    　以下の条件式を満足する
    　請求項５に記載の撮像レンズ。
    　２０＜｜ｆｐ｜　……（５）
    ただし、
    　ｆｐ：前記第２ないし第５レンズの合成焦点距離
    とする。
  7. 　前記第２ないし第５の各レンズがプラスチックからなる
    　請求項６に記載の撮像レンズ。
  8. 　さらに以下の条件を満足する
    　請求項６に記載の撮像レンズ。
    　４＜ｆ５６／ｆ＜９　……（６）
    ただし、
    　ｆ５６：前記第５レンズと前記第６レンズとの合成焦点距離
    とする。
  9. 　物体側から像側に向かって順に、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成され、
    　前記前群は、負の第１レンズと、負の第２レンズと、正の第３レンズとからなり、
    　前記後群は、正の第４レンズと、負の第５レンズと、正の第６レンズとからなり、
    　前記第１レンズと前記第６レンズとがガラスからなり、
    　以下の条件式を満足する
    　撮像レンズ。
    　２０＜｜ｆｐ｜　……（５）
    ただし、
    　ｆｐ：前記第２ないし第５レンズの合成焦点距離
    とする。
  10. 　前記第２ないし第５の各レンズがプラスチックからなる
    　請求項９に記載の撮像レンズ。
  11. 　さらに以下の条件を満足する
    　請求項９に記載の撮像レンズ。
    　｜ｆｉ／ｆ｜＞１．３　……（４）
    ただし、
    　ｆｉ：第ｉレンズ（ｉ＝１～６）の焦点距離（前記第１ないし第６の各レンズの焦点距離）
    とする。
  12. 　さらに以下の条件を満足する
    　請求項９に記載の撮像レンズ。
    　－１２＜ｆ１／ｆ＜－５　……（１）
    ただし、
    　ｆ１：前記第１レンズの焦点距離
    　ｆ：レンズ全系の焦点距離
    とする。
  13. 　さらに以下の条件を満足する
    　請求項９に記載の撮像レンズ。
    　Ｒ２／ｆ＞３．３　……（２）
    ただし、
    　Ｒ２：前記第１レンズの像側の面の曲率半径
    とする。
  14. 　さらに以下の条件を満足する
    　請求項９に記載の撮像レンズ。
    　４＜ｆ５６／ｆ＜９　……（６）
    ただし、
    　ｆ５６：前記第５レンズと前記第６レンズとの合成焦点距離
    とする。
  15. 　撮像レンズと、前記撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを含み、
    　前記撮像レンズは、
    　物体側から像側に向かって順に、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成され、
    　前記前群は、
    　物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第１レンズと、
    　物体側に凸面を向けたメニスカス形状を有する負の第２レンズと、
    　両凸形状を有する正の第３レンズとからなり、
    　前記後群は、
    　正の第４レンズと、
    　像側に凹面を向けた負の第５レンズと、
    　正の第６レンズとからなる
    　撮像装置。
  16. 　撮像レンズと、前記撮像レンズによって形成された光学像に応じた撮像信号を出力する撮像素子とを含み、
    　前記撮像レンズは、
    　物体側から像側に向かって順に、負の前群と、絞りと、正の後群とで構成され、
    　前記前群は、負の第１レンズと、負の第２レンズと、正の第３レンズとからなり、
    　前記後群は、正の第４レンズと、負の第５レンズと、正の第６レンズとからなり、
    　前記第１レンズと前記第６レンズとがガラスからなり、
    　以下の条件式を満足する
    　撮像装置。
    　２０＜｜ｆｐ｜　……（５）
    ただし、
    　ｆｐ：前記第２ないし第５レンズの合成焦点距離
    とする。
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