WO2019054010A1 - 撮像レンズ系及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
センシングに必要な高解像度、車載可能なサイズ及び安価を同時に満たすことができる車載広角レンズを提供すること。 撮像レンズ(10)は、物体側から順に、負のパワーを持ち像側が凹面を有する第1レンズ(L1)と、負のパワーを持ち像側が凹面を有する第2レンズ(L2)と、正のパワーを持ち物体側が凸面を有する第3レンズ(L3)と、絞りと、正のパワーを持ち像側が凸面である第4レンズ(L4)と、第5レンズ(L5)と、物体側が第5レンズL5の像側と貼り合わせられた第6レンズ(L6)と、負のパワーを持ち像側が凸面を有する第7レンズ(L7)と、を有し、第4レンズ(L4)は、非球面ガラスレンズであるようにした。
Description
本発明は撮像レンズ系及び撮像装置に関する。
近年、車に搭載される広角レンズの用途は、ビューからセンシングへと変化してきている。センシングでは画像解析に必要な解像度が必要になるため、メガピクセル対応の高解像度の画像が求められている。さらに、車載広角レンズでは、温度による性能変化についても注目されている。例えば、特許文献1には、車載用広角レンズが記載されている。
他方、車載広角レンズでは、小型化された、安価なレンズも求められている。このように、高性能で且つ、小型化と安価を両立した、車載広角レンズの市場要望がある。
しかしながら、車載広角レンズにおいて、高解像と温度による性能向上を求めるとガラスレンズを多用することなり、またカメラとして大型なものとなり、高価なものとなる問題があった。このように、センシングに必要な高解像度、車載可能なサイズ及び安価を同時に満たす車載広角レンズは、実現できていなかった。
一実施形態の撮像レンズ系は、物体側から順に、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第1レンズと、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第2レンズと、正のパワーを持ち、物体側が凸面を有する第3レンズと、絞りと、正のパワーを持ち、像側が凸面である第4レンズと、第5レンズと、物体側が前記第5レンズの像側と貼り合わせられた第6レンズと、負のパワーを持ち、像側が凸面を有する第7レンズと、を有し、前記第4レンズは、非球面ガラスレンズであるようにした。
好ましくは、一実施形態の撮像レンズ系は、前記第1レンズから前記第7レンズのうち、正のパワーを有するレンズの中で、前記第4レンズのパワーが最も大きいようにしてもよい。
好ましくは、一実施形態の撮像レンズ系は、前記第4レンズの焦点距離をf4、レンズ光学系全体の焦点距離をfと定義したとき、以下の式(2)を満たすようにしてもよい。
2.8<f4/f<3.5 (2)
2.8<f4/f<3.5 (2)
好ましくは、一実施形態の撮像レンズ系は、前記第5レンズの焦点距離をf5、レンズ光学系全体の焦点距離をfと定義したとき、以下の式(1)を満たすようにしてもよい。
-3.0<f5/f<-2.2 (1)
-3.0<f5/f<-2.2 (1)
好ましくは、一実施形態の撮像レンズ系は、前記第5レンズの像側及び前記第6レンズの物体側は、非球面の形状であるようにしてもよい。
好ましくは、一実施形態の撮像レンズ系は、前記第2レンズ、前記第3レンズ、前記第5レンズ、前記第6レンズ及び前記第7レンズはプラスチックレンズであるようにしてもよい。
一実施形態の撮像装置は、上記のいずれかに記載の撮像レンズ系と、前記撮像レンズ系を保持するレンズ鏡筒と、前記撮像レンズ系の物体側に配置された平板状のカバーガラスと、前記撮像レンズ系の焦点位置に配置された撮像素子と、を備えるようにした。
本発明の車載広角レンズ及び撮像装置によれば、センシングに必要な高解像度、車載可能なサイズ及び安価を同時に満たすことができる。
以下、本実施例に係る撮像レンズ系及び撮像装置を説明する。
(実施例1:撮像レンズ系)
図1は、実施例1に係る撮像レンズ系の断面図である。図1において、撮像レンズ系11は、物体側から順に、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第1レンズL1と、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第2レンズL2と、正のパワーを持ち、物体側が凸面を有する第3レンズL3と、絞りSTOPと、正のパワーを持ち、像側が凸面を有する第4レンズL4と、第5レンズL5と、物体側が前記第5レンズの像側と貼り合わせられた第6レンズL6と、負のパワーを持ち、像側が凸面を有する第7レンズL7と、を有する。また、撮像レンズ系11は、IRカットフィルタ12を備える。また、IMGは結像面を示す。
(実施例1:撮像レンズ系)
図1は、実施例1に係る撮像レンズ系の断面図である。図1において、撮像レンズ系11は、物体側から順に、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第1レンズL1と、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第2レンズL2と、正のパワーを持ち、物体側が凸面を有する第3レンズL3と、絞りSTOPと、正のパワーを持ち、像側が凸面を有する第4レンズL4と、第5レンズL5と、物体側が前記第5レンズの像側と貼り合わせられた第6レンズL6と、負のパワーを持ち、像側が凸面を有する第7レンズL7と、を有する。また、撮像レンズ系11は、IRカットフィルタ12を備える。また、IMGは結像面を示す。
第1レンズL1は、負のパワーを有するレンズである。第1レンズL1の物体側レンズ面S1は、物体側に突出する凸形状の曲面部分を有している。像側レンズ面S2は物体側に窪む凹形状の曲面部分を有している。第1レンズL1は、研磨ガラスで構成されることが望ましい。
第2レンズL2は、負のパワーを有する非球面レンズである。第2レンズL2の物体側レンズ面像S4は、物体側に突出する凸形状の曲面部分を有し、像側レンズ面S5は物体側に窪む凹形状の曲面部分を有している。第2レンズL2は、プラスチックレンズで構成されることが望ましい。
第3レンズL3は、正のパワーを有する非球面レンズである。第3レンズL3の物体側レンズ面S6は物体側に突出する凸形状の曲面部分を有しており、像側レンズ面S7は像側に突出する凸形状の曲面部分を有している。第3レンズL3は、プラスチックレンズで構成されることが望ましい。
絞りSTOPは、通過する光の量を調整する。例えば、絞りSTOPは、孔を有する板形状のものが好適である。
第4レンズL4は、正のパワーを有する非球面レンズである。第4レンズL4の物体側レンズ面S9は像側に窪む凹形状の曲面部分を有しており、像側レンズ面S10は像側に突出する凸形状の曲面部分を有している。第4レンズL4は、非球面ガラスレンズで構成されることが好ましい。
第5レンズL5は、負のパワーを有する非球面レンズである。第5レンズL5の物体側レンズ面S11は物体側に突出する凸形状の曲面部分を有しており、像側レンズ面S12は物体側に窪む凹形状の曲面部分を有している。第5レンズL5は、プラスチックレンズで構成されることが好ましい。
第6レンズL6は、正のパワーを有する非球面レンズである。第6レンズL6の物体側レンズ面S13は物体側に突出する凸形状の曲面部分を有しており、像側レンズ面S14は像側に突出する凸形状の曲面部分を有している。第6レンズL6は、プラスチックレンズで構成されることが好ましい。
第5レンズL5の像側レンズ面と第6レンズL6の物体側レンズ面は、紫外線硬化型接着剤により接合されており、第5レンズL5と第6レンズL6で接合レンズを形成する。第5レンズL5の像側レンズ面と第6レンズL6の物体側レンズ面の間隔は光軸から外周面に向かうにしたがって徐々に広がっており、接着剤中の気泡を外部に逃しやすい構造となっている。第5レンズL5と第6レンズL6の合成パワーは正のパワーである。
第7レンズL7は、負のパワーを有する非球面レンズである。第7レンズL7の物体側レンズ面S15は像側に窪む凹形状の曲面部分を有しており、像側レンズ面S16は像側に突出する凸形状の曲面部分を有している。第7レンズL7は、プラスチックレンズで構成されることが好ましい。
IRカットフィルタ12は、赤外光をカットするフィルタである。
IRカットフィルタ12は、赤外光をカットするフィルタである。
以下、撮像レンズ系11の特性データについて述べる。
まず、表1に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表1に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表1では、レンズデータとして、各面の曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数を提示している。「*印」がついた面は、非球面であることを示している。
まず、表1に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表1に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表1では、レンズデータとして、各面の曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数を提示している。「*印」がついた面は、非球面であることを示している。
レンズ面に採用される非球面形状は、zをサグ量、cを曲率半径の逆数、kを円錐係数、rを光軸Zからの光線高さとして、4次、6次、8次、10次、12次、14次、16次の非球面係数をそれぞれα4、α6、α8、α10、α12、α14、α16としたときに、次式により表わされる。
表2に、実施例1の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表2において、例えば「-6.522528E-03」は、「-6.522528×10-3」を意味する。
図2Aは、実施例1の撮像レンズ系における縦収差図である。図2Bは、実施例1の撮像レンズ系における像面湾曲図である。図2Cは、実施例1の撮像レンズ系における歪曲収差図である。図2A~図2Cに示すように、実施例1の撮像レンズ系11では、半画角が99°、F値が2.0である。図2Aの縦収差図では、横軸は、横軸は光線が光軸Zと交わる位置を示し、縦軸は瞳径での高さを示す。
図2Bの像面湾曲図では、横軸は光軸Z方向の距離を示し、縦軸は像高(画角)を示す。また、図2Bの像面湾曲図において、Sagはサジタル面における像面湾曲を示し、Tanはタンジェンシャル面における像面湾曲を示す。図2Bの像面湾曲図に示すように、本実施例の撮像レンズ系11によれば、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ系11が高解像度となる。
図2Cの歪曲収差図において、横軸は像の歪み量(%)を示し、縦軸は像高(画角)を示す。図2Bの像面湾曲図および図2Cの歪曲収差図では、波長588nmの光線によるシミュレーション結果を示してある。
次に、表3に、実施例1の撮像レンズ系11の特性値を計算した結果を示す。撮像レンズ系11において、レンズ系全体の焦点距離をf、第1レンズL1の焦点距離をf1、第2レンズL2の焦点距離をf2、第3レンズL3の焦点距離をf3、第4レンズL4の焦点距離をf4、第5レンズL5の焦点距離をf5、第6レンズL6の焦点距離をf6、第7レンズL7の焦点距離をf7、としたときのこれらの特性値(第1レンズL1と第2レンズL2の合成焦点距離f12、第2レンズL2と第3レンズL3の合成焦点距離f23、第3レンズL3と第4レンズL4の合成焦点距離f34、第4レンズL4と第5レンズL5の合成焦点距離f45、第5レンズL5と第6レンズL6の合成焦点距離f56、第6レンズL6と第7レンズL7の合成焦点距離f67)、f4/f及びf5/fを表3に示す。各種の焦点距離は、588nmの波長の光線を用いて計算した。
このように実施例1の撮像レンズ系によれば、絞りの直後の第4レンズをガラスレンズとすることにより、屈折率、アッベ数が幅広く設定することができ、収差の補正がしやすいので、このレンズ以外のレンズをプラスチックレンズとすることができ、センシングに必要な高解像度、車載可能なサイズ及び安価を同時に満たすことができる。特に7枚以上のレンズ構成で、高解像度且つ小型である広角の撮像レンズ系を実現する場合、非球面ガラスレンズの枚数が増加することにより、撮像レンズ系の価格が増大してしまう。実施例1の撮像レンズ系は、絞りの直後の第4レンズ以外は、安価なプラスチックレンズを用いることができ、価格を抑えることができる。
また、実施例1の撮像レンズ系によれば、絞りの直後の第4レンズをガラスレンズとすることにより、温度変化による、ピントずれによる解像度の変化が少なくなる。
光学系を構成するレンズは、結像系を構成する正レンズと補正系を構成する負レンズに分類される。表3から明らかなように、正レンズの中では第4レンズが最も焦点距離が短く、最も正のパワーが大きいものとなっている。このような最もパワーの大きなレンズをプラスチックからガラスとすることにより、光学系全体として、適切に温度変化によるピントずれを抑制できる。
光学系を構成するレンズは、結像系を構成する正レンズと補正系を構成する負レンズに分類される。表3から明らかなように、正レンズの中では第4レンズが最も焦点距離が短く、最も正のパワーが大きいものとなっている。このような最もパワーの大きなレンズをプラスチックからガラスとすることにより、光学系全体として、適切に温度変化によるピントずれを抑制できる。
また、第4レンズの非球面を有するガラスレンズのアッベ数の範囲が以下の式(4)を満たすことが好ましい。もっともパワーの大きな第4レンズにおいて色の分散を抑えることにより、レンズ系全体の特性を向上させることができるからである。
ν4≧53 (4)
ν4≧53 (4)
第4レンズの焦点距離をf4、レンズ光学系全体の焦点距離をfと定義したとき、以下の式(2)を満足するのが好ましい。
2.8<f4/f<3.5 (2)
(2)式の上限を超えると、第4レンズによるピントずれの補正が不足しMTFが悪化する。逆に、(2)式の下限を超えると、第4レンズによるピントずれの補正が過剰となりMTFが悪化する。より適切に補正する場合には以下の式(3)を満足するのが好ましい。
2.9<f4/f<3.3 (3)
2.8<f4/f<3.5 (2)
(2)式の上限を超えると、第4レンズによるピントずれの補正が不足しMTFが悪化する。逆に、(2)式の下限を超えると、第4レンズによるピントずれの補正が過剰となりMTFが悪化する。より適切に補正する場合には以下の式(3)を満足するのが好ましい。
2.9<f4/f<3.3 (3)
また、実施例1の撮像レンズ系によれば、第5レンズは下記の条件式(1)を満たすことにより、色収差補正が過剰となり全体の画質劣化を招くもなく、色収差補正不足となりこの場合においても全体の画質劣化を招くこともない。
-3.0<f5/f<-2.2 (1)
(f5は第5レンズの焦点距離、fは全系の焦点距離)
-3.0<f5/f<-2.2 (1)
(f5は第5レンズの焦点距離、fは全系の焦点距離)
なお、上記式(1)の下限値を下回るとf5のパワーが増大し、色収差補正が過剰となり全体の画質劣化を招く。また上記式(1)の上限値を上回るとf5のパワーが減少するため色補正不足となりこの場合においても全体の画質劣化を招く。
また、Fナンバーが小さく、明るいレンズとすることができる。また、球面収差、コマ収差について、第4レンズより像側のレンズの影響が少なくなる。
(実施例2:撮像レンズ系)
図3は、実施例2に係る撮像レンズ系の断面図である。図3において、図1と同一の構成については、同一の番号を付し、説明を省略する。図3において、撮像レンズ系11は、物体側から順に、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第1レンズL1と、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第2レンズL2と、正のパワーを持ち、物体側が凸面を有する第3レンズL3と、絞りSTOPと、正のパワーを持ち、像側が凸面を有する第4レンズL4と、第5レンズL5と、物体側が前記第5レンズの像側と貼り合わせられた第6レンズL6と、負のパワーを持ち、像側が凸面を有する第7レンズL7と、を有する。また、撮像レンズ系11は、IRカットフィルタ12を備える。また、IMGは結像面を示す。
図3は、実施例2に係る撮像レンズ系の断面図である。図3において、図1と同一の構成については、同一の番号を付し、説明を省略する。図3において、撮像レンズ系11は、物体側から順に、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第1レンズL1と、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第2レンズL2と、正のパワーを持ち、物体側が凸面を有する第3レンズL3と、絞りSTOPと、正のパワーを持ち、像側が凸面を有する第4レンズL4と、第5レンズL5と、物体側が前記第5レンズの像側と貼り合わせられた第6レンズL6と、負のパワーを持ち、像側が凸面を有する第7レンズL7と、を有する。また、撮像レンズ系11は、IRカットフィルタ12を備える。また、IMGは結像面を示す。
以下、撮像レンズ系11の特性データについて述べる。
まず、表4に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表4に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表4では、レンズデータとして、各面の曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数を提示している。「*印」がついた面は、非球面であることを示している。
まず、表4に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表4に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表4では、レンズデータとして、各面の曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数を提示している。「*印」がついた面は、非球面であることを示している。
表5に、実施例2の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表5において、例えば「-6.522528E-03」は、「-6.522528×10-3」を意味する。
図4Aは、実施例2の撮像レンズ系における縦収差図である。図4Bは、実施例2の撮像レンズ系における像面湾曲図である。図4Cは、実施例2の撮像レンズ系における歪曲収差図である。図4A~図4Cに示すように、実施例2の撮像レンズ系11では、半画角が99°、F値が2.0である。図4Aの縦収差図では、横軸は、横軸は光線が光軸Zと交わる位置を示し、縦軸は瞳径での高さを示す。
図4Bの像面湾曲図では、横軸は光軸Z方向の距離を示し、縦軸は像高(画角)を示す。また、図4Bの像面湾曲図において、Sagはサジタル面における像面湾曲を示し、Tanはタンジェンシャル面における像面湾曲を示す。図4Bの像面湾曲図に示すように、本実施例の撮像レンズ系11によれば、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ系11が高解像度となる。
図4Cの歪曲収差図において、横軸は像の歪み量(%)を示し、縦軸は像高(画角)を示す。図4Bの像面湾曲図および図4Cの歪曲収差図では、波長588nmの光線によるシミュレーション結果を示してある。
次に、表6に、実施例2の撮像レンズ系11の特性値を計算した結果を示す。撮像レンズ系11において、レンズ系全体の焦点距離をf、第1レンズL1の焦点距離をf1、第2レンズL2の焦点距離をf2、第3レンズL3の焦点距離をf3、第4レンズL4の焦点距離をf4、第5レンズL5の焦点距離をf5、第6レンズL6の焦点距離をf6、第7レンズL7の焦点距離をf7、としたときのこれらの特性値(第1レンズL1と第2レンズL2の合成焦点距離f12、第2レンズL2と第3レンズL3の合成焦点距離f23、第3レンズL3と第4レンズL4の合成焦点距離f34、第4レンズL4と第5レンズL5の合成焦点距離f45、第5レンズL5と第6レンズL6の合成焦点距離f56、第6レンズL6と第7レンズL7の合成焦点距離f67)、f4/f及びf5/fを表6に示す。各種の焦点距離は、588nmの波長の光線を用いて計算した。
このように実施例2の撮像レンズ系によれば、絞りの直後の第4レンズをガラスレンズとすることにより、屈折率、アッベ数が幅広く設定することができ、収差の補正がしやすいので、このレンズ以外のレンズをプラスチックレンズとすることができ、センシングに必要な高解像度、車載可能なサイズ及び安価を同時に満たすことができる。また、実施例2の撮像レンズ系は、f4/fの範囲、第4レンズのアッベ数ν4の範囲を、実施例1の撮像レンズ系と同様にしてもよい。また、実施例2の撮像レンズ系は、実施例1の撮像レンズ系と同様の効果も奏する。
(実施例3:撮像レンズ系)
図5は、実施例3に係る撮像レンズ系の断面図である。図5において、図1と同一の構成については、同一の番号を付し、説明を省略する。図5において、撮像レンズ系11は、物体側から順に、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第1レンズL1と、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第2レンズL2と、正のパワーを持ち、物体側が凸面を有する第3レンズL3と、絞りSTOPと、正のパワーを持ち、像側が凸面を有する第4レンズL4と、第5レンズL5と、物体側が前記第5レンズの像側と貼り合わせられた第6レンズL6と、負のパワーを持ち、像側が凸面を有する第7レンズL7と、を有する。また、撮像レンズ系11は、IRカットフィルタ12を備える。また、IMGは結像面を示す。
図5は、実施例3に係る撮像レンズ系の断面図である。図5において、図1と同一の構成については、同一の番号を付し、説明を省略する。図5において、撮像レンズ系11は、物体側から順に、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第1レンズL1と、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第2レンズL2と、正のパワーを持ち、物体側が凸面を有する第3レンズL3と、絞りSTOPと、正のパワーを持ち、像側が凸面を有する第4レンズL4と、第5レンズL5と、物体側が前記第5レンズの像側と貼り合わせられた第6レンズL6と、負のパワーを持ち、像側が凸面を有する第7レンズL7と、を有する。また、撮像レンズ系11は、IRカットフィルタ12を備える。また、IMGは結像面を示す。
以下、撮像レンズ系11の特性データについて述べる。
まず、表7に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表7に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表7では、レンズデータとして、各面の曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数を提示している。「*印」がついた面は、非球面であることを示している。
まず、表7に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表7に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表7では、レンズデータとして、各面の曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数を提示している。「*印」がついた面は、非球面であることを示している。
表8に、実施例3の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表8において、例えば「-6.522528E-03」は、「-6.522528×10-3」を意味する。
図6Aは、実施例3の撮像レンズ系における縦収差図である。図6Bは、実施例3の撮像レンズ系における像面湾曲図である。図6Cは、実施例3の撮像レンズ系における歪曲収差図である。図6A~図6Cに示すように、実施例3の撮像レンズ系11では、半画角が99°、F値が2.0である。図6Aの縦収差図では、横軸は、横軸は光線が光軸Zと交わる位置を示し、縦軸は瞳径での高さを示す。
図6Bの像面湾曲図では、横軸は光軸Z方向の距離を示し、縦軸は像高(画角)を示す。また、図6Bの像面湾曲図において、Sagはサジタル面における像面湾曲を示し、Tanはタンジェンシャル面における像面湾曲を示す。図6Bの像面湾曲図に示すように、本実施例の撮像レンズ系11によれば、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ系11が高解像度となる。
図6Cの歪曲収差図において、横軸は像の歪み量(%)を示し、縦軸は像高(画角)を示す。図6Bの像面湾曲図および図6Cの歪曲収差図では、波長588nmの光線によるシミュレーション結果を示してある。
次に、表9に、実施例3の撮像レンズ系11の特性値を計算した結果を示す。撮像レンズ系11において、レンズ系全体の焦点距離をf、第1レンズL1の焦点距離をf1、第2レンズL2の焦点距離をf2、第3レンズL3の焦点距離をf3、第4レンズL4の焦点距離をf4、第5レンズL5の焦点距離をf5、第6レンズL6の焦点距離をf6、第7レンズL7の焦点距離をf7、としたときのこれらの特性値(第1レンズL1と第2レンズL2の合成焦点距離f12、第2レンズL2と第3レンズL3の合成焦点距離f23、第3レンズL3と第4レンズL4の合成焦点距離f34、第4レンズL4と第5レンズL5の合成焦点距離f45、第5レンズL5と第6レンズL6の合成焦点距離f56、第6レンズL6と第7レンズL7の合成焦点距離f67)、f4/f及びf5/fを表9に示す。各種の焦点距離は、588nmの波長の光線を用いて計算した。
このように実施例3の撮像レンズ系によれば、絞りの直後の第4レンズをガラスレンズとすることにより、屈折率、アッベ数が幅広く設定することができ、収差の補正がしやすいので、このレンズ以外のレンズをプラスチックレンズとすることができ、センシングに必要な高解像度、車載可能なサイズ及び安価を同時に満たすことができる。また、実施例2の撮像レンズ系は、f4/fの範囲、第4レンズのアッベ数ν4の範囲を、実施例1の撮像レンズ系と同様にしてもよい。また、実施例2の撮像レンズ系は、実施例1の撮像レンズ系と同様の効果も奏する。
(実施例4:撮像レンズ系)
図7は、実施例4に係る撮像レンズ系の断面図である。図7において、図1と同一の構成については、同一の番号を付し、説明を省略する。図7において、撮像レンズ系11は、物体側から順に、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第1レンズL1と、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第2レンズL2と、正のパワーを持ち、物体側が凸面を有する第3レンズL3と、絞りSTOPと、正のパワーを持ち、像側が凸面を有する第4レンズL4と、第5レンズL5と、物体側が前記第5レンズの像側と貼り合わせられた第6レンズL6と、負のパワーを持ち、像側が凸面を有する第7レンズL7と、を有する。また、撮像レンズ系11は、IRカットフィルタ12を備える。また、IMGは結像面を示す。
図7は、実施例4に係る撮像レンズ系の断面図である。図7において、図1と同一の構成については、同一の番号を付し、説明を省略する。図7において、撮像レンズ系11は、物体側から順に、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第1レンズL1と、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第2レンズL2と、正のパワーを持ち、物体側が凸面を有する第3レンズL3と、絞りSTOPと、正のパワーを持ち、像側が凸面を有する第4レンズL4と、第5レンズL5と、物体側が前記第5レンズの像側と貼り合わせられた第6レンズL6と、負のパワーを持ち、像側が凸面を有する第7レンズL7と、を有する。また、撮像レンズ系11は、IRカットフィルタ12を備える。また、IMGは結像面を示す。
以下、撮像レンズ系11の特性データについて述べる。
まず、表10に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表10に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表10では、レンズデータとして、各面の曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数を提示している。「*印」がついた面は、非球面であることを示している。
まず、表10に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表10に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表10では、レンズデータとして、各面の曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数を提示している。「*印」がついた面は、非球面であることを示している。
表11に、実施例4の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表11において、例えば「-6.522528E-03」は、「-6.522528×10-3」を意味する。
図8Aは、実施例4の撮像レンズ系における縦収差図である。図8Bは、実施例4の撮像レンズ系における像面湾曲図である。図8Cは、実施例4の撮像レンズ系における歪曲収差図である。図8A~図8Cに示すように、実施例4の撮像レンズ系11では、半画角が99°、F値が2.0である。図8Aの縦収差図では、横軸は、横軸は光線が光軸Zと交わる位置を示し、縦軸は瞳径での高さを示す。
図8Bの像面湾曲図では、横軸は光軸Z方向の距離を示し、縦軸は像高(画角)を示す。また、図8Bの像面湾曲図において、Sagはサジタル面における像面湾曲を示し、Tanはタンジェンシャル面における像面湾曲を示す。図8Bの像面湾曲図に示すように、本実施例の撮像レンズ系11によれば、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ系11が高解像度となる。
図8Cの歪曲収差図において、横軸は像の歪み量(%)を示し、縦軸は像高(画角)を示す。図8Bの像面湾曲図および図8Cの歪曲収差図では、波長588nmの光線によるシミュレーション結果を示してある。
次に、表12に、実施例4の撮像レンズ系11の特性値を計算した結果を示す。撮像レンズ系11において、レンズ系全体の焦点距離をf、第1レンズL1の焦点距離をf1、第2レンズL2の焦点距離をf2、第3レンズL3の焦点距離をf3、第4レンズL4の焦点距離をf4、第5レンズL5の焦点距離をf5、第6レンズL6の焦点距離をf6、第7レンズL7の焦点距離をf7、としたときのこれらの特性値(第1レンズL1と第2レンズL2の合成焦点距離f12、第2レンズL2と第3レンズL3の合成焦点距離f23、第3レンズL3と第4レンズL4の合成焦点距離f34、第4レンズL4と第5レンズL5の合成焦点距離f45、第5レンズL5と第6レンズL6の合成焦点距離f56、第6レンズL6と第7レンズL7の合成焦点距離f67)、f4/f及びf5/fを表12に示す。各種の焦点距離は、588nmの波長の光線を用いて計算した。
このように実施例4の撮像レンズ系によれば、絞りの直後の第4レンズをガラスレンズとすることにより、屈折率、アッベ数が幅広く設定することができ、収差の補正がしやすいので、このレンズ以外のレンズをプラスチックレンズとすることができ、センシングに必要な高解像度、車載可能なサイズ及び安価を同時に満たすことができる。また、実施例2の撮像レンズ系は、f4/fの範囲、第4レンズのアッベ数ν4の範囲を、実施例1の撮像レンズ系と同様にしてもよい。また、実施例2の撮像レンズ系は、実施例1の撮像レンズ系と同様の効果も奏する。
(実施例5:撮像レンズ系)
図9は、実施例5に係る撮像レンズ系の断面図である。図9において、撮像レンズ系11は、物体側から順に、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第1レンズL1と、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第2レンズL2と、正のパワーを持ち、物体側が凸面を有する第3レンズL3と、絞りSTOPと、正のパワーを持ち、像側が凸面を有する第4レンズL4と、第5レンズL5と、物体側が前記第5レンズの像側と貼り合わせられた第6レンズL6と、負のパワーを持ち、像側が凸面を有する第7レンズL7と、を有する。また、撮像レンズ系11は、IRカットフィルタ12を備える。また、IMGは結像面を示す。
図9は、実施例5に係る撮像レンズ系の断面図である。図9において、撮像レンズ系11は、物体側から順に、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第1レンズL1と、負のパワーを持ち、像側が凹面を有する第2レンズL2と、正のパワーを持ち、物体側が凸面を有する第3レンズL3と、絞りSTOPと、正のパワーを持ち、像側が凸面を有する第4レンズL4と、第5レンズL5と、物体側が前記第5レンズの像側と貼り合わせられた第6レンズL6と、負のパワーを持ち、像側が凸面を有する第7レンズL7と、を有する。また、撮像レンズ系11は、IRカットフィルタ12を備える。また、IMGは結像面を示す。
以下、撮像レンズ系11の特性データについて述べる。
まず、表13に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表13に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表13では、レンズデータとして、各面の曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数を提示している。「*印」がついた面は、非球面であることを示している。
まず、表13に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表13に、撮像レンズ系11の各レンズ面のレンズデータを示す。表13では、レンズデータとして、各面の曲率半径、面間隔、屈折率、及びアッベ数を提示している。「*印」がついた面は、非球面であることを示している。
表14に、実施例5の撮像レンズ系11において、非球面とされたレンズ面の非球面形状を規定するための非球面係数を示す。表14において、例えば「-6.522528E-03」は、「-6.522528×10-3」を意味する。
図10Aは、実施例5の撮像レンズ系における縦収差図である。図10Bは、実施例5の撮像レンズ系における像面湾曲図である。図10Cは、実施例5の撮像レンズ系における歪曲収差図である。図10A~図10Cに示すように、実施例5の撮像レンズ系11では、半画角が99°、F値が2.0である。図10Aの縦収差図では、横軸は、横軸は光線が光軸Zと交わる位置を示し、縦軸は瞳径での高さを示す。
図10Bの像面湾曲図では、横軸は光軸Z方向の距離を示し、縦軸は像高(画角)を示す。また、図10Bの像面湾曲図において、Sagはサジタル面における像面湾曲を示し、Tanはタンジェンシャル面における像面湾曲を示す。図10Bの像面湾曲図に示すように、本実施例の撮像レンズ系11によれば、像面湾曲が良好に補正されている。従って、撮像レンズ系11が高解像度となる。
図10Cの歪曲収差図において、横軸は像の歪み量(%)を示し、縦軸は像高(画角)を示す。図10Bの像面湾曲図および図10Cの歪曲収差図では、波長588nmの光線によるシミュレーション結果を示してある。
次に、表15に、実施例5の撮像レンズ系11の特性値を計算した結果を示す。撮像レンズ系11において、レンズ系全体の焦点距離をf、第1レンズL1の焦点距離をf1、第2レンズL2の焦点距離をf2、第3レンズL3の焦点距離をf3、第4レンズL4の焦点距離をf4、第5レンズL5の焦点距離をf5、第6レンズL6の焦点距離をf6、第7レンズL7の焦点距離をf7、としたときのこれらの特性値(第1レンズL1と第2レンズL2の合成焦点距離f12、第2レンズL2と第3レンズL3の合成焦点距離f23、第3レンズL3と第4レンズL4の合成焦点距離f34、第4レンズL4と第5レンズL5の合成焦点距離f45、第5レンズL5と第6レンズL6の合成焦点距離f56、第6レンズL6と第7レンズL7の合成焦点距離f67)、f4/f及びf5/fを表15に示す。各種の焦点距離は、588nmの波長の光線を用いて計算した。
このように実施例5の撮像レンズ系によれば、絞りの直後の第4レンズをガラスレンズとすることにより、屈折率、アッベ数が幅広く設定することができ、収差の補正がしやすいので、このレンズ以外のレンズをプラスチックレンズとすることができ、センシングに必要な高解像度、車載可能なサイズ及び安価を同時に満たすことができる。また、実施例2の撮像レンズ系は、f4/fの範囲、第4レンズのアッベ数ν4の範囲を、実施例1の撮像レンズ系と同様にしてもよい。また、実施例2の撮像レンズ系は、実施例1の撮像レンズ系と同様の効果も奏する。
(実施例6:撮像装置への適用例)
図11は、実施例6に係る撮像装置の断面図である。撮像装置20は、撮像レンズ系11と、撮像素子21と、を備える。撮像レンズ系11と、撮像素子21と、は筐体(不図示)に収容されている。撮像レンズ系11は、上述の実施の形態1に記載された撮像レンズ系11である。
図11は、実施例6に係る撮像装置の断面図である。撮像装置20は、撮像レンズ系11と、撮像素子21と、を備える。撮像レンズ系11と、撮像素子21と、は筐体(不図示)に収容されている。撮像レンズ系11は、上述の実施の形態1に記載された撮像レンズ系11である。
撮像素子21は、受光した光を電気信号に変換する素子であり、例えば、CDイメージセンサやCMOSイメージセンサが用いられる。撮像素子21は、撮像レンズ系11の結像位置に配置されている。なお、水平画角とは、撮像素子21の水平方向に対応する画角である。
なお、本発明は上記実施例に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、実施例6は、実施の形態2~5に適用してもよい。また、レンズ7は、負のパワーをもつレンズが好ましいが、レンズ7は像面を補正するためのレンズであり、正のパワーでも像面補正は可能である。したがって、レンズ7は、正のパワーをもつレンズであってもよい。
この出願は、2017年9月13日に出願された日本出願特願2017-175546を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
11 撮像レンズ系
12 カットフィルタ
20 撮像装置
21 撮像素子
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7 レンズ
12 カットフィルタ
20 撮像装置
21 撮像素子
L1、L2、L3、L4、L5、L6、L7 レンズ
Claims (7)
- 物体側から順に、負のパワーを持ち像側が凹面を有する第1レンズと、負のパワーを持ち像側が凹面を有する第2レンズと、正のパワーを持ち物体側が凸面を有する第3レンズと、絞りと、正のパワーを持ち像側が凸面である第4レンズと、第5レンズと、物体側が前記第5レンズの像側と貼り合わせられた第6レンズと、負のパワーを持ち像側が凸面を有する第7レンズと、を有し、
前記第4レンズは、非球面ガラスレンズである撮像レンズ。 - 前記第1レンズから前記第7レンズのうち、正のパワーを有するレンズの中で、前記第4レンズのパワーが最も大きい請求項1に記載の撮像レンズ。
- 前記第4レンズの焦点距離をf4、レンズ光学系全体の焦点距離をfと定義したとき、以下の式(2)を満たす請求項1または2に記載の撮像レンズ。
2.8<f4/f<3.5 (2) - 前記第5レンズの焦点距離をf5、レンズ光学系全体の焦点距離をfと定義したとき、以下の式(1)を満たす請求項1から3のいずれかに記載の撮像レンズ。
-3.0<f5/f<-2.2 (1) - 前記第5レンズの像側及び前記第6レンズの物体側は、非球面の形状である請求項1から4のいずれかに記載の撮像レンズ。
- 前記第2レンズ、前記第3レンズ、前記第5レンズ、前記第6レンズ及び前記第7レンズはプラスチックレンズである、請求項1から5のいずれかに記載の撮像レンズ。
- 請求項1から6のいずれかに記載の撮像レンズ系と、
前記撮像レンズ系の物体側に配置された平板状のカバーガラスと、
前記撮像レンズ系の焦点位置に配置された撮像素子と、を備える撮像装置。
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