WO2019187459A1 - 撮像レンズおよびこの撮像レンズを備えたカメラ装置 - Google Patents

撮像レンズおよびこの撮像レンズを備えたカメラ装置 Download PDF

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WO2019187459A1
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lens
group
lens group
refractive power
object side
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PCT/JP2018/048562
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翔 五月女
金井　大輔
隆春 藤井
悟 木原
宏介 杉木
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京セラ株式会社
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/62—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having six components only
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • 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
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/0025—Optical 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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    • 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
    • G02B7/021—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses for more than one lens
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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 a camera device including the imaging lens.
  • a fixed-focus wide-angle lens with a bright F value is used as an imaging lens mounted on a surveillance camera or a vehicle-mounted camera (hereinafter referred to as a vehicle-mounted camera or the like).
  • a wide-angle lens with a field of view exceeding 100 degrees is desired.
  • in-vehicle cameras and the like must be used in cold regions and tropical regions. Therefore, a stable performance in a temperature range from low temperature to high temperature is desired for an in-vehicle camera or the like.
  • the retro focus is composed of a front lens group and a rear lens group.
  • the front lens group has a negative power as a whole.
  • the rear lens group has a positive power as a whole.
  • Patent Document 1 proposes a five-group five-element imaging optical system capable of maintaining high resolution in a wide temperature range from low temperature to high temperature.
  • Patent Document 2 proposes an optical system of 6 elements in 5 groups, with 3 groups in the front group and 3 elements in the rear group.
  • JP 2016-114648 A Japanese Patent No. 5042767
  • An imaging lens includes, in order from the object side, a front group having negative refractive power (hereinafter referred to as a first lens group), a stop, and a rear group having positive refractive power (hereinafter referred to as a second lens group).
  • the first lens group has a negative refractive power from the object side, a meniscus lens (first lens) having a convex surface on the object side, and a meniscus having a negative refractive power and a convex surface on the object side.
  • a lens second lens
  • the second lens group includes, from the object side, a convex lens having a positive refractive power (third lens), a biconvex lens having a positive refractive power (fourth lens), and a biconvex lens having a positive refractive power (fifth lens). Lens) and a sixth lens having negative refractive power, and the fifth lens and the sixth lens are cemented.
  • the imaging lens is composed of 6 elements in 5 groups of a first lens group and a second lens group.
  • the camera device of the present disclosure includes the imaging lens.
  • FIG. 6 is a lens aberration diagram of Numerical Example 1.
  • 2 is an MTF (Modulation Transfer Function) characteristic diagram of Numerical Example 1.
  • FIG. 6 is a lens aberration diagram of Numerical Example 2.
  • 6 is an MTF characteristic diagram of Numerical Example 2.
  • FIG. 6 is a lens aberration diagram of Numerical Example 3.
  • FIG. 11 is an MTF characteristic diagram of Numerical Example 3.
  • 6 is a lens aberration diagram of Numerical Example 4.
  • FIG. 10 is an MTF characteristic diagram of Numerical Example 4.
  • 10 is a lens aberration diagram of Numerical Example 5.
  • FIG. 10 is an MTF characteristic diagram of Numerical Example 5.
  • FIG. 1 shows a camera 100 including a lens unit 10 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the lens unit 10 includes a lens barrel 2 and a lens group 1 including a plurality of lenses incorporated in the lens barrel 2.
  • the lens group 1 includes a first lens 11 to a sixth lens 16.
  • the lens group 1 includes an intermediate lens group 1a and a both-end lens group 1b.
  • the intermediate lens group 1a includes a second lens 12 to a fifth lens 15. Further, the intermediate lens group 1a is press-fit into the lens barrel 2 and incorporated therein.
  • Both end lens groups 1b are arranged on both sides in the optical axis direction of the intermediate lens group 1a.
  • the both-end lens group 1b includes a first lens 11 closest to the subject (object) and a sixth lens 16 closest to the image plane (sensor). Both end lens groups 1 b are fastened in the lens barrel 2 by a retainer 3.
  • the material of the lens included in the lens group 1 is not particularly limited.
  • a glass lens, a thin glass lens, a resin lens, or the like is used. You may use the lens contained in the lens group 1 combining suitably according to a use.
  • the number, diameter, thickness, and the like of the lenses included in the lens group 1 may be different from each other as long as they can be incorporated into the lens barrel 2.
  • the lens barrel 2 is a resin-made cylindrical member that houses the lens group 1 therein.
  • the lens barrel 2 has openings at both ends on the object side and the image plane side.
  • the lens barrel 2 is preferably designed by simulating the minimum necessary press-fitting pressure (pressure generated in the lens in a direction perpendicular to the optical axis) that can hold the lens in the lens barrel in the operating environment temperature range.
  • the press-fitting pressure is 20 MPa to 70 MPa. Also, it may be 20 MPa to 60 MPa. By setting the press-fitting pressure, adverse effects on the lenses included in the lens group 1 are suppressed, and glass materials having different linear expansion coefficients can be used.
  • the operating temperature range of the lens barrel 2 is ⁇ 40 ° C. to + 105 ° C. Further, it may be ⁇ 40 ° C. to + 125 ° C. This temperature range may be applied to other members including the lens group 1.
  • Such a lens barrel 2 is made of resin in terms of ease of molding by injection molding (mold molding), lightness, and cost.
  • a resin for example, a polycarbonate (PC) resin, a polyfetylene sulfide (PPS) resin, and the like are preferable.
  • PC polycarbonate
  • PPS polyfetylene sulfide
  • PPS resin has high rigidity and strength and is preferably used.
  • glass fibers may be mixed in the resin.
  • the first lens 11 and the sixth lens 16 are attached to the end of the lens barrel 2 by the retainer 3.
  • the retainer 3 is an annular member, and is attached to the object side and image plane side ends of the lens barrel 2 in parallel with the optical axis direction. Then, the retainer 3 is fastened so that both end lens groups 1b of the first lens 11 and the sixth lens 16 at the end of the lens barrel 2 are sandwiched between the lens barrels 2, respectively.
  • the retainer 3 may not only hold the both end lens group 1 b but also hold the intermediate lens group 1 a in the inner direction of the lens barrel 2. That is, the second lens 12 with which the first lens 11 abuts and the fifth lens 15 with which the sixth lens abuts can be pressed inward of the lens barrel 2.
  • the intermediate lens group 1a can hold the entire lens group 1 when adjacent lenses are in contact with the interval ring 6 as will be described later.
  • the fastening method of the retainer 3 to the lens barrel 2 is not particularly limited as long as no looseness occurs in the lens to be fastened.
  • screws are threaded onto the inner peripheral surface side of the retainer 3 and the outer peripheral surface sides of both ends of the lens barrel 2 and screwed together.
  • a screw (not shown) is screwed from the outside.
  • the retainer 3 is preferably formed of an elastic body. This is because the elastic body absorbs the linear expansion accompanying the environmental temperature change to the lens unit 10 and gives a stable pressing force in the optical axis direction.
  • the lens groups 1b at both ends can be pressed into the lens barrel 2 by the stress caused by the elastic deformation of the retainer 3, and can be fixed more reliably.
  • the elastic body include a metal material such as aluminum and a resin material such as PPS.
  • the retainer 3 may be provided with a pressing portion that presses the lenses included in the both end lens groups 1b from the opening side to the inside.
  • the pressing portion is configured by, for example, a leaf spring.
  • a protrusion 5 for receiving a press-fitted lens is provided on the inner peripheral surface of the inner surface of the lens barrel 2 where the press-fitted intermediate lens group 1a is incorporated.
  • This inner peripheral surface is preferably a substantially circumferential surface shape (polygonal shape).
  • the protrusion 5 protrudes into the lens barrel 2 in a string shape (D shape, arc shape) in order to maintain the outer diameter of the lens included in the press-fitted lens group 1.
  • the height of the protruding portion 5 in the protruding direction is preferably 0.115 mm to 0.105 mm.
  • the thickness of the protruding portion 5 is preferably equal to or greater than the edge of the lens. The larger the contact area between the protrusion 5 and the lens, the better. When the contact area is large, the stress is lowered and the lens is securely held. On the other hand, if the contact area is small, the stress increases, and the protruding portion may be plastically deformed to cause lens play.
  • the protruding portion 5 does not need to be provided over the entire inner surface of the lens barrel 2. There may be at least one protrusion 5 in order to maintain the outer diameter of the lens included in the lens group 1.
  • the protrusions 5 are preferably provided at a predetermined interval in the inner circumferential direction.
  • the protruding portion 5 may be provided at three or four positions with a predetermined interval so that the inner circumference of the lens barrel 2 is divided into three or four equal parts.
  • a gap for allowing air to pass between the outer peripheral surface of the lens and the inner peripheral surface of the lens barrel 2 is formed. For this reason, the lenses included in the adjacent lens groups 1 are not sealed, and the pressure can be released. Therefore, it can suppress that the shape of the lens-barrel 2 deform
  • the protrusion 5 is provided for each lens of the intermediate lens group 1a to be press-fitted, and the shape and installation location may be different depending on the diameter of each lens.
  • the protrusion 5 may be integrally formed with the lens barrel 2 by resin molding or the like.
  • the protruding portion 5 may be formed by attaching another member to the lens barrel 2.
  • the lens barrel 2 has a thick portion 2a and a thin portion 2b.
  • the thick portion 2a and the thin portion 2b have different thicknesses on the outer peripheral surface into which the intermediate lens group 1a is press-fitted corresponding to the outer diameter of the lens.
  • This thin portion 2 b has a recess 8.
  • the concave portion 8 is formed on the outer peripheral surface of the region including the portion where the protruding portion 5 is formed on the inner peripheral surface of the lens barrel 2.
  • the concave portion 8 can be provided by, for example, cutting the outer peripheral surface of the lens barrel 2 in the region including the portion where the protruding portion 5 is formed.
  • the recesses 8 are preferably made to correspond to the locations and the number of the protrusions 5 in the lens barrel 2.
  • the diaphragm 4 is provided between the second lens 12 and the third lens 13.
  • the diaphragm 4 is a member that controls the amount of light entering the lens by opening a predetermined aperture.
  • the stop 4 includes an aperture stop and a light blocking stop.
  • the aperture stop limits the amount of transmitted light and determines an F value that is an index of brightness.
  • the light-shielding diaphragm shields light rays that cause ghosts and aberrations.
  • the diaphragm 4 may be disposed between the space ring 6 disposed between the second lens 12 and the third lens 13 and the object plane side of the third lens 13. This has the effect of maintaining the lens spacing.
  • a metal may be used from the viewpoint of durability. Examples of the metal include stainless steel and aluminum, and stainless steel may be used in consideration of durability.
  • the lens barrel 2 may have a reference position 9 and a spacing ring 6 in addition to the above.
  • the reference position 9 is a reference for lens arrangement when the intermediate lens group 1a is press-fitted into the lens barrel 2. Further, the reference position 9 indicates a contact position of the lens surface where the lens is first arranged. In the present embodiment, it is necessary to balance the amount of change of the lens group 1 and the amount of change of the lens barrel 2 with respect to the linear expansion of the lens barrel 2.
  • the reference position 9 is preferably provided at a substantially intermediate position of the entire lens group 1 (position between the third lens 13 and the fourth lens 14). Providing the reference position 9 at a substantially intermediate position of the lens group 1 also has an effect that the lens unit 10 can be made more compact than providing the aperture position or one side of the entire lens.
  • the reference position 9 may be changed as appropriate according to the number of lenses, performance, etc., and distortion is less likely to occur when the number of lenses before and after the reference position 9 is the same.
  • the third lens contact reference surface 93 is inclined toward the image plane side.
  • the fourth lens contact reference surface 94 is inclined toward the object side. Since the third lens contact reference surface 93 and the fourth lens contact reference surface 94 are inclined, the reference position 9 is formed so as to protrude into the roof mold.
  • the third lens 13 contacts the third lens contact reference surface 93 and is held at an appropriate position.
  • the fourth lens 14 is in contact with the fourth lens contact reference surface 94 and is held at an appropriate position.
  • the reference position 9 forms at least one protruding portion or stepped portion that protrudes in the circumferential direction of the lens barrel 2, and the inner peripheral surface has a circular shape.
  • the reason why the third lens abutting reference surface 93 and the fourth lens abutting reference surface 94 are inclined is to reduce internal reflection that affects imaging or with the lens barrel 2. This is because it is easy to pull out the mold during integral molding.
  • the lens focal length variation and the lens barrel that occur when the environmental temperature changes from the low temperature side ( ⁇ 40 ° C.) to the high temperature side (+ 125 ° C.) with respect to the reference temperature (about 20 ° C.) of the lens unit 10. 2 can be optically compensated for expansion and contraction.
  • the reference position 9 is disposed at a substantially intermediate position of the entire lens group 1. Therefore, it is possible to perform compensation design in consideration of a small amount of change, rather than setting a reference at the object side or image plane side end. Thereby, optical design becomes easy and more stable optical performance can be obtained. The optical design will be described later.
  • the reference position 9 does not satisfy the above conditions, it becomes difficult to perform optical design that satisfies temperature compensation within the temperature range to be used.
  • the first lens 11 to the sixth lens 16 are installed in the lens barrel 2
  • the third lens 13 is first incorporated into the reference position 9 from the object side of the lens barrel 2 and the fourth lens 14 from the image plane side.
  • the second lens 12 and the first lens 11 are incorporated in this order from the object side of the lens barrel 2
  • the fifth lens 15 and the sixth lens 16 are incorporated in this order from the image plane side.
  • the first lens group has a negative refractive power including the first lens 11 and the second lens 12.
  • the second lens group has positive refractive power including the third lens 13 to the sixth lens 16.
  • the first lens group is configured to sandwich the second lens group and the aperture stop 4 that is opened.
  • the reference position 9 is provided at a substantially intermediate position of the entire lens, the environmental temperature changes.
  • the lens focal length fluctuation and the expansion / contraction of the lens barrel 2 which occur in some cases can be optically compensated, and the optical performance is stabilized.
  • An interval ring 6 is provided between the second lens 12 and the third lens 13 that are arranged with an interval between them to maintain the interval between adjacent lenses. Further, a spacing ring 6 is also provided between the fourth lens 14 and the fifth lens 15 that are arranged with a space therebetween.
  • the spacing ring 6 is a member disposed in the lens barrel 2. The outer peripheral surface of the spacing ring 6 is in contact with the inner peripheral surface of the lens barrel 2.
  • the spacing ring 6 is preferably made of metal because the amount of change with respect to temperature change is small and the rigidity is increased. The metal spacing ring 6 can ensure stable optical performance in a wide temperature range. Examples of the material of the spacing ring 6 include aluminum, titanium, stainless steel, and the like. Aluminum may be used as the material of the spacing ring 6 in terms of weight reduction and low cost.
  • the fifth lens 15 and the sixth lens 16 are cemented to form a cemented lens.
  • the cemented lens is preferably protected by disposing a fifth lens 15 having a smaller diameter than the sixth lens 16 on the object side so that stress in the optical axis direction due to temperature change does not act on the cemented surface. Occurrence of chromatic aberration is improved by bonding the fifth lens 15 and the sixth lens 16 together. Further, even when the number of lenses is increased, it is possible to design so as to reduce the influence of deviation generated when the lens is incorporated and to lower the incorporation sensitivity.
  • the cemented lens and the fourth lens 14 are preferably defined by a spacing ring 6.
  • the lens unit 10 has a lens configuration of 6 elements in 5 groups.
  • the lens unit 10 includes a first lens group (L1) having a negative power (refractive power) as a whole and a second lens group (L2) having a positive power as a whole, with the diaphragm 4 interposed therebetween. Retro focus type. With this configuration, the lens unit 10 can be reduced in size while ensuring a sufficient back focus.
  • the first lens group (L1) is composed of two meniscus concave lenses of a first lens 11 and a second lens 12 in order from the object side.
  • the second lens group (L2) includes, from the object side, the third lens 13, the fourth lens 14, the convex lens of the fifth lens 15, and the sixth lens 16 that is a concave lens.
  • the fifth lens 15 and the sixth lens 16 are cemented lenses.
  • the second lens group (L2) is composed of 4 elements in 3 groups. This cemented lens is a convex lens having a positive power as a whole by bonding a pair of convex fifth lens 15 and concave sixth lens 16 together. For this reason, all the three groups constituting the second lens group (L2) have a lens configuration with positive power.
  • imaging lens of the present disclosure When the imaging lens of the present disclosure is used as an in-vehicle lens unit, high imaging performance may be ensured in a temperature range from about ⁇ 40 ° C. to + 120 ° C. in consideration of use in cold regions and tropical regions. .
  • the material of the lens barrel 2 it is possible to select and use a resin excellent in environmental stability, on the premise of using plastic, here, PPS resin.
  • the optical system may be designed so that a correct image can be formed even when the relative distance between the lens and the image sensor in the linear expansion of the resin barrel 2 changes.
  • One of the features of the present disclosure is the total length ratio between the first lens group and the second lens group. Distance from the aperture to the object side surface of the first lens group (Df) When the distance (Dr) from the stop to the image surface side surface of the second lens group is 0.346 ⁇ Df / Dr ⁇ 0.509 Formula (1) Should be satisfied.
  • the total length ratio When the total length ratio is below the lower limit of the formula (1), the total length of the second lens group becomes too long compared to the first lens group. In this case, the optical system cannot compensate for the linear expansion of the lens barrel 2 with respect to temperature changes. Conversely, if the upper limit is exceeded, the lens interval of the second lens unit cannot be optimized, or the interval between the two lenses of the first lens unit becomes large. In this case, designing for miniaturization becomes difficult.
  • the overall length ratio of the first lens group is set small as shown in the above-described formula (1).
  • the expressions (2) and (3) are satisfied with respect to the focal length of the first lens unit.
  • the parameters of the equations (2) and (3) are related to the focal length of the first lens group. By setting this range, it is possible to realize an excellent image quality up to the periphery of the field of view as shown in the embodiments described later.
  • ⁇ Second lens group> As the imaging lens, when the focal length of the entire imaging optical system is f and the focal length of the second lens group is f2, 0.967 ⁇
  • the first lens 11 is a lens located closest to the object side, and captures light that enters first. Therefore, the quality of the design of the first lens 11 affects the overall aberration correction.
  • the first lens 11 uses a glass material having a small linear expansion coefficient so that the design of the use environment temperature characteristic becomes easy.
  • the first lens 11 has a meniscus shape having a convex surface on the object side.
  • the second lens 12 has a meniscus shape having a convex surface on the object side similar to the first lens. Further, the second lens 12 is disposed close to the first lens 11. By arranging the second lens 12 close to the first lens 11, the aperture of the first lens 11 necessary for obtaining a desired incident angle of view is prevented from increasing.
  • both surfaces are aspherical surfaces, thereby contributing to imaging performance that can ensure a high MTF.
  • the first lens 13 in the second lens group with the aperture 4 interposed therebetween may be selectively used a glass material having a high refractive index and high dispersion as in the second lens.
  • a higher MTF can be secured by bringing the dispersion characteristics of adjacent lenses of the first lens group (L1) and the second lens group (L2) closer to each other with the stop interposed therebetween.
  • the value ( ⁇ d) indicating the dispersion characteristic of the second lens 12 at the d-line (wavelength 589.29 nm) is 31.1
  • the value indicating the dispersion characteristic of the third lens 13 is 37. 4 glass materials are selected.
  • An appropriate optical system can be obtained by selecting a glass material having a value indicating the dispersion characteristics of both lenses smaller than 40.
  • the fourth lens 14 may be a biconvex lens having the most power, and a glass material having a negative refractive index temperature coefficient (dn / dt) and a large linear expansion coefficient may be selectively used. Thereby, the optical characteristics of the lens unit are changed according to the temperature change of the lens barrel 2.
  • the entire optical system can be designed so that an image can be correctly formed on the surface of the image sensor.
  • the fourth lens 14 uses a low-dispersion glass material so that chromatic aberration is not adversely affected even when the optical characteristics change according to temperature changes.
  • the fourth lens 14 (dn / dt) at 20 ° C. to 40 ° C. is used for the fourth lens 14. Further, the linear expansion coefficient ⁇ (20/120 degrees (10 ⁇ 7 / ° C.)) of the glass material is 141. By selecting such a glass material, the fourth lens 14 can be optically compensated for temperature, and can maintain high imaging performance in a wide environmental temperature range from ⁇ 40 ° C. to 120 ° C. Become.
  • the fourth lens 14 is a biconvex lens that obtains the greatest power in the present optical system, and the imaging performance itself of the optical system can be enhanced by making the object side and the image surface side aspherical.
  • the fifth lens 15 and the sixth lens 16 are bonded (bonded).
  • the fifth lens 15 and the sixth lens 16 are designed so as to improve the occurrence of chromatic aberration, reduce the effect of deviation generated when the lenses are incorporated, and reduce the incorporation sensitivity even when the number of lenses is increased. It is said.
  • All aspheric surfaces employed in the wide-angle lenses (first lens 11 to sixth lens 16) according to the present embodiment are represented by the following aspheric expressions.
  • h is the height in the direction perpendicular to the optical axis
  • Z is the amount of displacement (sag amount) in the optical axis direction at height h
  • r is the radius of curvature of the reference sphere (paraxial radius of curvature)
  • k is the cone coefficient.
  • A, B, C, and D represent the fourth, sixth, eighth, and tenth-order aspheric coefficients, respectively. These numerical values are shown as a table for each numerical example. In the table showing the aspheric coefficient, “E-04” means “ ⁇ 10 ⁇ 4 ”.
  • the lens configuration is a 5 group 6 lens configuration as schematically shown in FIG.
  • the same members as those described above are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
  • a cover glass (CG) 97 and an IR (infrared) cut filter (IRCF) 96 are installed in front of the image plane (imaging sensor plane) 98.
  • a solid line passing through each lens indicates a peripheral light beam, and a broken line indicates a central light beam.
  • Each numerical value of the lens group 1 is shown below.
  • Focal length f 5.325mm
  • the surface number in Table 1 is the number of each surface of the lens constituting the optical system, and is a serial number sequentially shown from the object side.
  • Curvature R indicates the radius of curvature of each lens surface.
  • the interval indicates the interval between the surfaces on the optical axis.
  • the aspherical lens indicates an aspherical lens, and the other is a spherical lens.
  • nd is a numerical value indicating the refractive index at the d-line (wavelength 589.29 nm).
  • ⁇ d is a numerical value indicating dispersion characteristics at the d-line (wavelength 589.29 nm).
  • Table 2 shows Numerical Example 1 of surface numbers 5, 6, 10, and 11 of the aspheric type.
  • FIG. 6 shows an aberration characteristic diagram of the first embodiment
  • FIG. 7 shows an MTF characteristic diagram thereof.
  • Example 2 an optical system of 6 elements in 5 groups having the following lens data was designed.
  • the aberration characteristic diagram of Example 2 is shown in FIG. 8, and the MTF characteristic diagram is shown in FIG.
  • Example 3 an optical system of 6 elements in 5 groups having the following lens data was designed.
  • the aberration characteristic diagram of Example 3 is shown in FIG. 10, and the MTF characteristic diagram is shown in FIG.
  • Example 4 an optical system of 6 elements in 5 groups having the following lens data was designed.
  • the aberration characteristic diagram of Example 4 is shown in FIG. 12, and the MTF characteristic diagram is shown in FIG.
  • Example 5 As Numerical Example 5, an optical system of 6 elements in 5 groups having the following lens data was designed. The aberration characteristic diagram of Example 5 is shown in FIG. 14, and the MTF characteristic diagram is shown in FIG.
  • the imaging lens of the present disclosure has excellent optical performance as can be seen from the aberration characteristic diagrams and the MTF characteristic diagrams shown in FIGS. It can be seen that
  • the first lens unit disposed on the object side with respect to the stop is configured by two meniscus lenses (a first lens and a second lens from the object side) having a convex surface on the object side.
  • the overall length of the first lens group can be designed to be short, and a small and highly accurate optical system can be realized.
  • a biconvex lens having a large power is adopted by the fourth lens of the second lens group including the third to sixth lenses from the object side. As a result, an optical design that can easily cope with temperature compensation becomes possible.
  • This parameter indicates the total length ratio between the first lens group and the second lens group of the lens unit. By setting this range, it is possible to realize excellent image quality up to the periphery of the visual field.
  • the focal length of the entire imaging optical system is f and the focal length of the first lens group is f1, 1.070 ⁇
  • This parameter is related to the focal length of the first lens group. By setting this range, it is possible to realize excellent image quality up to the periphery of the visual field.
  • This parameter is related to the focal length of the second lens group. By setting this range, it is possible to realize excellent image quality up to the periphery of the visual field.
  • Such an imaging lens can be provided as an imaging lens suitable for a camera device such as an in-vehicle camera that is low in cost and excellent in mass productivity.
  • an imaging lens that can be used for sensing applications can be provided.

Abstract

撮像レンズは、レトロフォーカス型の撮像光学系であって、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とから構成される。第１レンズ群は、物体側より、負の屈折力を有し、物体側に凸面を形成したメニスカスレンズ（第１レンズ）と、負の屈折力を有し、物体側に凸面を形成したメニスカスレンズ（第２レンズ）とから構成される。第２レンズ群は、物体側より、正の屈折力を有する凸レンズ（第３レンズ）と、正の屈折力を有する両凸レンズ（第４レンズ）と、正の屈折力を有する両凸レンズ（第５レンズ）と、負の屈折力を有する第６レンズとから構成され、第５レンズと第６レンズとは接合されている。撮像レンズは、第１レンズ群と第２レンズ群との５群６枚で構成される。

Description

撮像レンズおよびこの撮像レンズを備えたカメラ装置
　本開示は、撮像レンズおよびこの撮像レンズを備えたカメラ装置に関する。
　近年、監視カメラや車載カメラ等が普及している。監視カメラや車載カメラ（以下、車載カメラ等という）に搭載する撮像レンズは、Ｆ値が明るい固定焦点の広角レンズが使用されている。中でも１００度を超える視野の広角レンズが望まれている。
　また、車載カメラ等は、寒冷地から熱帯地方での使用を考慮に入れなければならない。そのため、低温から高温までの温度範囲で安定した性能が車載カメラ等には望まれている。
　広角レンズを設計する場合には、十分なバックフォーカスを確保するためレトロフォーカスと称せられるレンズ構成が多用されている（特許文献１、２参照）。レトロフォーカスは、前群のレンズ群と、後群のレンズ群とで構成される。前群のレンズ群は、全体として負のパワーを有する。後群のレンズ群は、全体として正のパワーを有する。
　特許文献１では、低温から高温までの幅広い温度領域で高解像度を維持できることが可能な５群５枚構成の結像光学系が提案されている。
　特許文献２では、前群を３群３枚、後群を２群３枚とした５群６枚の光学系が提案されている。
特開２０１６－１１４６４８号公報 特許５０４２７６７号公報
　本開示の撮像レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する前群（以下、第１レンズ群という）と、絞りと、正の屈折力を有する後群（以下、第２レンズ群という）とから構成されたレトロフォーカス型の撮像光学系である。第１レンズ群は、物体側より、負の屈折力を有し、物体側に凸面を形成したメニスカスレンズ（第１レンズ）と、負の屈折力を有し、物体側に凸面を形成したメニスカスレンズ（第２レンズ）とから構成される。第２レンズ群は、物体側より、正の屈折力を有する凸レンズ（第３レンズ）と、正の屈折力を有する両凸レンズ（第４レンズ）と、正の屈折力を有する両凸レンズ（第５レンズ）と、負の屈折力を有する第６レンズとから構成され、第５レンズと第６レンズとは接合されている。撮像レンズは、第１レンズ群と第２レンズ群との５群６枚で構成される。
　本開示のカメラ装置は、前記撮像レンズを備える。
本開示の一実施形態に係るレンズユニットを有するカメラを示す斜視図である。 図１に示すレンズユニットの断面図である。 図１に示すレンズユニットの破断斜視図である。 図１に示すレンズユニットの鏡筒を示す斜視断面図である。 数値実施例におけるレンズ配置を示す模式図である。 数値実施例１のレンズ収差図である。 数値実施例１のＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ　Ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）特性図である。 数値実施例２のレンズ収差図である。 数値実施例２のＭＴＦ特性図である。 数値実施例３のレンズ収差図である。 数値実施例３のＭＴＦ特性図である。 数値実施例４のレンズ収差図である。 数値実施例４のＭＴＦ特性図である。 数値実施例５のレンズ収差図である。 数値実施例５のＭＴＦ特性図である。
　以下、本開示の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
　図１は本開示の一実施形態に係るレンズユニット１０を含むカメラ１００示している。このレンズユニット１０は鏡筒２と、この鏡筒２内に組み込まれた複数のレンズを含むレンズ群１とから構成される。このレンズ群１は、第１レンズ１１～第６レンズ１６を含む。
　図２に示すように、レンズ群１は、中間レンズ群１ａと、両末端レンズ群１ｂとを含む。中間レンズ群１ａは、第２レンズ１２～第５レンズ１５を含む。また、中間レンズ群１ａは鏡筒２内にそれぞれ圧入して組み込まれている。両末端レンズ群１ｂは、中間レンズ群１ａの光軸方向両側に配置される。両末端レンズ群１ｂは、最も被写体（物体）側の第１レンズ１１および最も像面（センサー）側の第６レンズ１６を含む。両末端レンズ群１ｂは、リテーナ３により鏡筒２内に締結される。
　レンズ群１に含まれるレンズの材質は特に限定されない。例えば、ガラスレンズ、薄肉ガラスレンズ、樹脂レンズなどが用いられる。レンズ群１に含まれるレンズは、用途に応じて適宜組み合わせて使用してもよい。レンズ群１に含まれるレンズの枚数、径、厚みなども鏡筒２に組み込むことが可能であればそれぞれ異なっていてもよい。
　鏡筒２は内部にレンズ群１を収容する樹脂製の筒状部材である。鏡筒２は、物体側および像面側の両末端に開口部を有する。
　鏡筒２は、使用環境温度範囲にてレンズを鏡筒に保持可能な必要最低限の圧入圧（光軸と直角方向にレンズに生じる圧力）をシミュレーションして設計されるのがよい。圧入圧は２０ＭＰａ～７０ＭＰａである。また、２０ＭＰａ～６０ＭＰａであってもよい。圧入圧を設定することで、レンズ群１に含まれるレンズへ与える悪影響が抑制され、線膨張係数の異なる硝材を使用することもできる。鏡筒２の使用環境温度範囲は－４０℃～＋１０５℃である。また、－４０℃～＋１２５℃であってもよい。この温度範囲はレンズ群１を含む他の部材にも適用されてもよい。
　このような鏡筒２は、射出成形（モールド成形）などによる成形の容易さ、軽さ、およびコストの点から樹脂製である。このような樹脂としては、例えば、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂やポリフェチレンサルフェイド（ＰＰＳ）樹脂などがよい。ＰＰＳ樹脂は、剛性や強度が高く、好適に使用される。より高強度、低線膨張にするために、例えばガラス繊維を樹脂中に混入してもよい。
　図２および図３に示すように、鏡筒２の端部には、第１レンズ１１および第６レンズ１６がリテーナ３により装着される。リテーナ３は環状部材であり、鏡筒２の物体側および像面側の端部に光軸方向と平行に取り付けられる。そして、リテーナ３は、鏡筒２の端部の第１レンズ１１および第６レンズ１６の両末端レンズ群１ｂをそれぞれ鏡筒２に挟み込むように締結する。リテーナ３は、両末端レンズ群１ｂを押さえるだけではなく、中間レンズ群１ａを鏡筒２の内側方向へ押さえてもよい。すなわち、第１レンズ１１が当接する第２レンズ１２、および、第６レンズが当接する第５レンズ１５を鏡筒２の内側方向へ押さえることができる。中間レンズ群１ａは、後述するように隣り合うレンズ同士が間隔環６に当接している場合、レンズ群１全体を押さえることができる。
　鏡筒２へのリテーナ３の締結方法は、締結するレンズにガタが生じなければ特に限定されない。例えば、リテーナ３の内周面側および鏡筒２の両末端の外周面側にそれぞれネジを切って螺合する。また、リテーナ３と鏡筒２とを嵌合させた後、外側からネジ（図示せず）でネジ止めする、などが挙げられる。
　リテーナ３は、弾性体で形成されているのがよい。弾性体が、レンズユニット１０に対して環境温度変化に伴う線膨張を吸収し、安定した光軸方向の押圧力を付与するためである。このリテーナ３の弾性変形による応力で両末端レンズ群１ｂを鏡筒２内へ押圧して、より確実に固定することができる。弾性体としては、例えばアルミニウムなどの金属素材やＰＰＳなどの樹脂素材などが挙げられる。リテーナ３には、開口部側から内側へ両末端レンズ群１ｂに含まれるレンズをそれぞれ押圧するような押さえ部などが設けられていてもよい。押さえ部は、例えば、板バネにより構成される。
　図４に示すように、鏡筒２の内面のうち、圧入される中間レンズ群１ａが組み込まれる箇所の内周面は、圧入されるレンズを受けるための突出部５が設けられる。この内周面は、略円周面形状（多角形状）となっているのがよい。この突出部５は、圧入されたレンズ群１に含まれるレンズの外径を保持するため、鏡筒２内に弦状（Ｄ字型、円弧状）に突出している。突出部５の突出方向の高さは０．１１５ｍｍ～０．１０５ｍｍであるのがよい。突出部５の厚みはレンズのコバ以上であるのがよい。突出部５とレンズとの接触面積は大きい程よい。接触面積が大きいと応力が低くなり、レンズ保持が確実となる。反対に、接触面積が小さいと応力が大きくなり突出部が塑性変形しレンズガタが生じる恐れがある。
　突出部５は、鏡筒２の内面の全周にわたって設ける必要はない。突出部５は、レンズ群１に含まれるレンズの外径を保持するために少なくとも１つあればよい。突出部５は、内周方向に所定間隔を空けて設けるのがよい。突出部５は、例えば、鏡筒２の内周を３等分や４等分するように、所定間隔を空けて３箇所や４箇所設けるのがよい。所定間隔を空けて突出部５を設けることにより、レンズ群１に含まれるレンズの外周面と突出部５とが当接する状態であっても、突出部５間の間隔により、レンズ群１に含まれるレンズの外周面と鏡筒２の内周面との間に空気を通す隙間が生じる。そのため、隣り合うレンズ群１に含まれるレンズ同士の間が密閉された状態とならず、圧力を逃すことができる。したがって、鏡筒２の形状がより変形するのを抑制できる。
　突出部５は、圧入される中間レンズ群１ａのレンズ毎に設けられ、各レンズの径に応じて、形状や設置箇所が異なっていてもよい。突出部５は、鏡筒２と樹脂成形などで一体成形されていてもよい。突出部５は、鏡筒２に別部材を取り付けて形成してもよい。
　図４に示すように、鏡筒２は、肉厚部２ａと肉薄部２ｂとを有する。肉厚部２ａと肉薄部２ｂは、中間レンズ群１ａが圧入される外周面がレンズの外径に対応して厚みが異なる。この肉薄部２ｂは、凹部８を有する。凹部８は、鏡筒２内周面に突出部５が形成された部位を含む領域の外周面に形成される。凹部８は、突出部５が形成された部位を含む領域の鏡筒２の外周面を例えば切削して設けることができる。この凹部８は、鏡筒２における突出部５の配置箇所と配置数に対応させるのがよい。
　従来、鏡筒２に中間レンズ群１ａを圧入すると、鏡筒２の剛性が大きいため、鏡筒２の内径と圧入するレンズ群１に含まれるレンズの外径との差によって、大きな応力が発生してしまう。しかしながら、凹部８を設けることで、レンズ収容箇所の鏡筒２の剛性を緩和してレンズ群１に含まれるレンズの圧入圧を下げることができる。これにより、従来は圧入により大きな負荷が発生して、歪みが生じ光学性能が劣化していた樹脂レンズや薄肉ガラスレンズなどのレンズを、中間レンズ群１ａとして鏡筒２に圧入して使用することができる。
　絞り４は、第２レンズ１２と第３レンズ１３との間に設けられる。絞り４は、所定の口径を開口させてレンズに入る光量を制御する部材である。絞り４には、開口絞り、遮光絞りがある。開口絞りは、透過光量を制限し、明るさの指標となるＦ値を決定する。遮光絞りは、ゴーストや収差の原因となる光線を遮光する。本実施形態では、絞り４は、第２レンズ１２と第３レンズ１３との間に配置された間隔環６と第３レンズ１３の物体面側との間に配置されていてもよい。この事によりレンズ間隔の保持という効果がある。この絞り４の材質としては、耐久性などの点から金属を用いてもよい。金属としては、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム等が挙げられ、耐久性を考慮するとステンレス鋼を用いてもよい。
　鏡筒２は上記した他にも基準位置９、間隔環６などを有していてもよい。
　基準位置９は、中間レンズ群１ａを鏡筒２に圧入する際、レンズの配置の基準となるものである。また、基準位置９は、最初にレンズを配置するレンズ面の当接箇所を指す。本実施形態では、鏡筒２の線膨張に対して、レンズ群１の変化量と鏡筒２の変化量とを折り合いをつける必要がある。そのために、基準位置９は、レンズ群１全体の略中間位置（第３レンズ１３と第４レンズ１４との間の位置）に設けられるのがよい。基準位置９をレンズ群１の略中間位置に設ける方が、絞り位置やレンズ全体の一方側に設けるよりもレンズユニット１０をコンパクト化できるという効果もある。基準位置９はレンズの枚数や性能などに応じて適宜変更してもよく、基準位置９を中心にした前後のレンズ枚数が同じ方が、歪みが発生しにくい。
　図４に示すように、鏡筒２内において、第３レンズ当接基準面９３は、像面側に傾斜している。また、第４レンズ当接基準面９４は、物体側に傾斜している。そして、第３レンズ当接基準面９３および第４レンズ当接基準面９４がそれぞれ傾斜していることで、基準位置９は、屋根型に突出して形成される。第３レンズ１３は、第３レンズ当接基準面９３に当接し適切な位置で保持される。第４レンズ１４は、第４レンズ当接基準面９４に当接し適切な位置で保持される。この基準位置９は、鏡筒２の円周方向に突出した少なくとも１つの突出部や段部を形成しており、内周面が円形状となっている。第３レンズ当接基準面９３と第４レンズ当接基準面９４とが、それぞれ傾斜しているのは、撮像に影響が出てしまう内面反射を低減するためであり、あるいは鏡筒２との一体成型時に金型を引き抜くのを容易にするためである。
　基準位置９に基づいて光学設計を行なう。光学設計では、レンズユニット１０の基準温度（約２０℃）に対して、環境温度が低温側（－４０℃）から高温側（＋１２５℃）へ変化した場合に生じる、レンズ焦点距離変動と鏡筒２の膨張・収縮とを光学的に補償できるようにする。このとき、基準位置９は、レンズ群１全体の略中間位置に配置している。そのため、物体側若しくは像面側端部に基準を設定するよりも、少ない変化量を考慮した補償設計が可能となる。これにより、光学設計が容易となり、より安定した光学性能を得ることができる。光学設計については後述する。一方、基準位置９が上記の条件を満たさない場合、使用する温度範囲内での温度補償を満足する光学設計が難しくなる。
　例えば、鏡筒２に第１レンズ１１～第６レンズ１６を設置する場合、まず、この基準位置９に、鏡筒２の物体側より第３レンズ１３を組み込み、像面側より第４レンズ１４を組み込む。次に、第２レンズ１２、第１レンズ１１の順に鏡筒２の物体側より、第５レンズ１５、第６レンズ１６の順に像面側より組み込むのがよい。このとき、第１レンズ群は、第１レンズ１１および第２レンズ１２を含む負の屈折力を有する。第２レンズ群は、第３レンズ１３～第６レンズ１６を含む正の屈折力を有する。そして、第１レンズ群は、第２レンズ群と、開口した絞り４を挟んで構成される。このように、レンズ全体で、第１レンズ群と第２レンズ群との光軸上長さに不均衡が生じる場合、レンズ全体の略中間位置に基準位置９を設けると、環境温度が変化した場合に生じる、レンズ焦点距離変動および鏡筒２の膨張・収縮を光学的に補償でき、光学性能が安定する。
　間隔を空けて配置される第２レンズ１２と第３レンズ１３間には、隣り合うレンズ同士の間隔を保持するための間隔環６が設けられている。また、間隔を空けて配置される第４レンズ１４と第５レンズ１５間にも、間隔環６が設けられている。間隔環６は鏡筒２内に配置される部材である。この間隔環６の外周面は鏡筒２の内周面と当接する。間隔環６は温度変化に対する変化量が少なく、且つ剛性が大きくなることから、金属で形成するのがよい。金属製の間隔環６は、広い温度領域において安定した光学性能を確保することができる。このような間隔環６の材質としては、例えばアルミニウム、チタン、ステンレス鋼等が挙げられる。軽量化と低コストの面から間隔環６の材質とし、アルミニウムを用いてもよい。
　第５レンズ１５および第６レンズ１６は接合され、接合レンズを形成する。接合レンズは温度変化に伴う光軸方向の応力が接合面に作用しないように、第６レンズ１６より小径の第５レンズ１５を物体側に配置して保護するのがよい。第５レンズ１５および第６レンズ１６を貼り合わせることで、色収差の発生を改善する。さらに、レンズ枚数が増えた場合であってもレンズ組み込み時に発生するズレの影響を小さく、組み込み感度がより低くなるよう設計することができる。この接合レンズと第４レンズ１４とは、間隔環６にて間隔規定されているのがよい。
＜光学系の説明＞
　次に、本開示の光学系について、図１および図５に基づいて説明する。レンズユニット１０は、５群６枚のレンズ構成をしている。レンズユニット１０は、絞り４を挟んで、全体として負のパワー（屈折力）を有した第１レンズ群（Ｌ１）と、全体として正のパワーを有する第２レンズ群（Ｌ２）とから構成されたレトロフォーカス型である。この構成により、レンズユニット１０は、十分なバックフォーカスを確保しつつ小型化が可能な構成としている。
　第１レンズ群（Ｌ１）は、物体側より順に第１レンズ１１および第２レンズ１２の２枚のメニスカス系凹レンズで構成される。第２レンズ群（Ｌ２）は、物体側より第３レンズ１３、第４レンズ１４、第５レンズ１５の凸レンズ、および、凹レンズである第６レンズ１６より構成される。第５レンズ１５および第６レンズ１６は接合されたレンズである。第２レンズ群（Ｌ２）は３群４枚で構成される。この接合レンズは凸の第５レンズ１５および凹の第６レンズ１６の一組のレンズを貼り合わせて、全体として正のパワーを有した凸レンズである。そのため、第２レンズ群（Ｌ２）を構成する３群は、全て正のパワーを配したレンズ構成となっている。
　車載用レンズユニットとして、本開示の撮像レンズを用いる場合は、寒冷地、熱帯地での使用を考慮して、－４０℃～＋１２０℃程度までの温度範囲において高い結像性能を確保すればよい。
　鏡筒２の材料としては、プラスチック、ここではＰＰＳ樹脂の使用を前提として、耐環境安定性に優れた樹脂を選択使用してもよい。その樹脂製の鏡筒２の線膨張におけるレンズと撮像センサとの相対距離が変化した場合においても、正しく結像できるように光学系を設計すればよい。
　本開示の特徴の一つが、第１レンズ群と第２レンズ群との全長比にある。
絞りから第１レンズ群の物体側面までの距離（Ｄｆ）
絞りから第２レンズ群の像面側面までの距離（Ｄｒ）としたとき、
　　０．３４６＜Ｄｆ／Ｄｒ＜０．５０９　　　　　式（１）
を満足すればよい。
　全長比が、式（１）の下限値を下回ると、第１レンズ群に比べて第２レンズ群の全長が長くなりすぎる。この場合、温度変化に対する鏡筒２の線膨張を光学系で補償することができなくなる。逆に上限を超える場合には、第２レンズ群のレンズ間隔を最適化できず、あるいは、第１レンズ群の２枚のレンズ間隔が大きくなる。この場合、小型化の設計が難しくなる。
＜第１レンズ群＞
　撮像レンズとして、撮像光学系全体の焦点距離をｆ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、
　　１．０７０＜|ｆ１／ｆ|＜１．２４９　　式（２）
　　０．９９５＜|ｆ１／Ｄｆ|＜１．１７６　式（３）
であることを満足すればよい。
　本開示では、前述した式（１）に示したように、第１レンズ群の全長比を小さく設定している。この条件下において、優れた結像性能を得るためには、第１レンズ群の焦点距離について式（２）や式（３）を満足すれはよい。この式（２）や式（３）のパラメータは第１レンズ群の焦点距離に関連したものである。この範囲とすることで、後述する実施例に示したように視野周辺まで優れた画質を実現することができる。
＜第２レンズ群＞
　撮像レンズとして、撮像光学系全体の焦点距離をｆ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
　　０．９６７＜|ｆ２／ｆ|＜１．１０８　　式（４）
　　０．３６１＜|ｆ２／Ｄｒ|＜０．４７１　式（５）
であることを満足すればよい。
　前述した第１レンズ群と同様に、優れた結像性能を得るためには、第２レンズ群の焦点距離についても、式（４）や式（５）を満足させればよい。この式（４）や式（５）のパラメータは第２群の焦点距離に関連したものである。この範囲とすることで、後述する実施例に示したように視野周辺まで優れた画質を実現することができる。
　以下、各レンズについて個別に説明する。
＜第１レンズ＞
　第１レンズ１１は、もっとも物体側に位置するレンズであり、最初に入射する光を捉える。そのため、この第１レンズ１１の設計の良し悪しが全体の収差補正に影響を与えることになる。第１レンズ１１は、使用環境温度特性の設計が容易となるように、線膨張係数の小さな硝材を使用する。また、第１レンズ１１は、形状としては物体側に凸面を有するメニスカス形状を有している。
＜第２レンズ＞
　第２レンズ１２は、第１レンズ同様の物体側に凸面を有するメニスカス形状を有している。また、第２レンズ１２は、第１レンズ１１に接近して配置している。第２レンズ１２を第１レンズ１１に接近させて配置することで、所望の入射画角を得るために必要な第１レンズ１１の口径が大径化しないようにしている。
　この第２レンズ１２の硝材は、高分散の硝材を選択し、両面を非球面とすることで、高いＭＴＦを確保できる結像性能に寄与している。
＜第３レンズ＞
　絞り４を挟んで第２レンズ群最初の第３レンズ１３は、高屈折率であると共に第２レンズ同様高分散な硝材を選択使用してもよい。また、絞りを挟んで第１レンズ群（Ｌ１）と第２レンズ群（Ｌ２）の隣接するレンズの分散特性を近づけることでより高いＭＴＦを確保できる。
　例えば、後述する各実施例では、ｄ線（波長５８９．２９ｎｍ）での第２レンズ１２の分散特性を示す値（νｄ）が３１．１、第３レンズ１３の分散特性を示す値が３７．４の硝材を選択する。双方のレンズの分散特性を示す値が４０よりも小さくなる硝材を選択することで、適切な光学系を得ることができる。
＜第４レンズ＞
　第４レンズ１４は最もパワーを有する両凸レンズとすると共に、屈折率温度係数（ｄｎ／ｄｔ）が負であって、且つ線膨張係数の大きな硝材を選択使用してもよい。これにより、鏡筒２の温度変化に応じてレンズ単体の光学特性を変化させる。そして、光学系全体としては撮像センサ表面に正しく結像できるように設計が可能となる。
　第４レンズ１４は、温度変化に応じて光学特性が変化する場合であっても、色収差に悪影響が出ないように低分散な硝材を使用している。後述する実施例では、２０℃～４０℃における屈折率温度係数（Ｄ線）が－６．６×１０-6℃（ｄｎ／ｄｔ）となる硝材を第４レンズ１４に用いる。また、硝材の線膨張率α（２０／１２０度（１０-7／℃））は、１４１である。第４レンズ１４は、このような硝材を選択することで、温度補償が可能な光学設計ができ、－４０℃から１２０℃の広い環境温度範囲において、高い結像性能を維持することが可能となる。この第４レンズ１４は、本光学系としては最も大きなパワーを得る両凸レンズであり、物体側及び像面側を非球面化することで、光学系の結像性能そのものを高めることもできる。
＜第５レンズおよび第６レンズ＞
　第５レンズ１５および第６レンズ１６は、貼り合わせられている（接合されている）。これにより、第５レンズ１５および第６レンズ１６を、色収差の発生を改善し、レンズ枚数が増えた場合であってもレンズ組み込み時に発生するズレの影響を小さく、組み込み感度が低くなるような設計としている。
　本実施形態に係る広角レンズ（第１レンズ１１～第６レンズ１６）に採用されている非球面は、すべて以下の非球面式で表される。式中ｈは光軸に垂直な方向の高さ、Ｚは高さｈにおける光軸方向の変位量（サグ量）、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）、ｋは円錐係数を表している。Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄは各々４，６，８，１０次の非球面係数を表している。これらの数値は数値実施例毎に表として示している。
なお、非球面係数を示した表中、「Ｅ－０４」は「×１０-4」を意味している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
（数値実施例）
　数値実施例として、以下の光学系諸量を有する５つの実施例を作成し評価を行った。レンズ構成は図５に模式的に示すように５群６枚構成である。上記した部材と同じ部材には同符号を付し、説明は省略する。
　このとき、像面（撮像センサ面）９８の前には、カバーガラス（ＣＧ）９７およびＩＲ（赤外線）カットフィルタ（ＩＲＣＦ）９６が設置される。各レンズを透過する実線は周辺光束を示し、破線は中心光束を示している。レンズ群１の各数値は以下に示すものであった。
焦点距離　f 　＝　 ５．３２５ｍｍ
ＦＮｏ．　　＝　　１．６
水平画角　　＝　１１２度
　数値実施例１として、以下のレンズデータを有する５群６枚の光学系を設計した。表１中の面番号とは光学系を構成するレンズの各面の番号であって、物体側より順次示した通し番号である。曲率Ｒは各レンズ面の曲率半径を示したものである。間隔とは光軸上の面の間隔を示す。表中に非球面と示したのは非球面レンズであり、他は球面レンズである。
表中のｎｄは、ｄ線（波長５８９．２９ｎｍ）での屈折率を示す数値である。νｄは、同じくｄ線（波長５８９．２９ｎｍ）での分散特性を示す数値である。表２は、非球面式の面番号５，６，１０，１１の数値実施例１を示している。この本実施例１の収差特性図を図６に、ＭＴＦ特性図を図７に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　数値実施例２として、以下のレンズデータを有する５群６枚の光学系を設計した。本実施例２の収差特性図を図８に、ＭＴＦ特性図を図９に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　数値実施例３として、以下のレンズデータを有する５群６枚の光学系を設計した。本実施例３の収差特性図を図１０に、ＭＴＦ特性図を図１１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　数値実施例４として、以下のレンズデータを有する５群６枚の光学系を設計した。本実施例４の収差特性図を図１２に、ＭＴＦ特性図を図１３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　数値実施例５として、以下のレンズデータを有する５群６枚の光学系を設計した。本実施例５の収差特性図を図１４に、ＭＴＦ特性図を図１５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　上述した数値実施例１から数値実施例５について、本文中に示したパラメータ条件式（１）から（６）を以下の表１１にまとめた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
　表１１に示したように、画角が１００度を超える広角レンズにおいて、図６から図１５に示した収差特性図やＭＴＦ特性図からもわかるように、本開示の撮像レンズは優れた光学性能を有することがわかる。
　本開示によれば、絞りに対して物体側に配置した第１レンズ群が物体側に凸面を形成した２枚のメニスカスレンズ（物体側より第１レンズおよび第２レンズ）で構成している。これにより、第１レンズ群の全長を短く設計でき、小型高精度な光学系を実現できる。また、物体側より４枚の第３レンズ～第６レンズを含む第２レンズ群の第４レンズによりパワーの大きな両凸レンズを採用する。これにより、温度補償に対応し易い光学設計が可能となる。
　絞りから第１レンズの物体側面までの距離をＤｆ、前記絞りから第６レンズの像面側面までの距離をＤｒとしたとき、
　　０．３４６＜Ｄｆ／Ｄｒ＜０．５０９　　　　　式（１）
であることを満足すればよい。
　このパラメータはレンズユニットの第１レンズ群と第２レンズ群との全長比を示したものである。この範囲とすることで、視野周辺まで優れた画質を実現することができる。
　撮像レンズとして、撮像光学系全体の焦点距離をｆ、第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、
　　１．０７０＜|ｆ１／ｆ|＜１．２４９　　式（２）
　　０．９９５＜|ｆ１／Ｄｆ|＜１．１７６　式（３）
であることを満足すればよい。
　このパラメータは第１レンズ群の焦点距離に関連したものである。この範囲とすることで、視野周辺まで優れた画質を実現することができる。
　撮像レンズとして、撮像光学系全体の焦点距離をｆ、第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
　　０．９６７＜|ｆ２／ｆ|＜１．１０８　　式（４）
　　０．３６１＜|ｆ２／Ｄｒ|＜０．４７１　式（５）
であることを満足すればよい。
このパラメータは第２レンズ群の焦点距離に関連したものである。この範囲とすることで、視野周辺まで優れた画質を実現することができる。
　第４レンズの焦点距離をｆ４、光軸上における第４レンズの像面側レンズ面から像面までの距離をＤ４ｓとしたとき、
　　　０．７５０＜ｆ４／Ｄ４ｓ＜０．９０９　式（６）
であることを満足する撮像レンズである。
　このパラメータは第４レンズの焦点距離に関連したものである。この範囲とすることで、幅広い温度範囲において優れた結像性能を実現することができる。
　このような撮像レンズによれば、低コストかつ量産性に優れた車載カメラ等のカメラ装置に好適な撮像レンズとして提供することができる。特にセンシング用途に利用可能な撮像レンズを提供することができる。
　以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されず、請求の範囲に記載の範囲内において、種々の改良および変更を行なってもよい。
　１　　レンズ群
　１ａ　中間レンズ群
　１ｂ　両末端レンズ群
　２　　鏡筒
　２ａ　肉厚部
　２ｂ　肉薄部
　３　　リテーナ
　４　　絞り
　５　　突出部
　６　　間隔環
　８　　凹部
　９　　基準位置
　１０　レンズユニット
　１００　カメラ

Claims (7)

  1. 　物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、絞りと、正の屈折力を有する第２レンズ群とから構成されたレトロフォーカス型の撮像光学系であって、
    　前記第１レンズ群は、物体側より、負の屈折力を有し、物体側に凸面を形成したメニスカスレンズ（第１レンズ）と、負の屈折力を有し、物体側に凸面を形成したメニスカスレンズ（第２レンズ）とから構成され、
    　前記第２レンズ群は、物体側より、正の屈折力を有する両凸レンズ（第３レンズ）と、正の屈折力を有する両凸レンズ（第４レンズ）と、正の屈折力を有する両凸レンズ（第５レンズ）と、負の屈折力を有する第６レンズとから構成され、前記第５レンズと第６レンズとは接合されていることを特徴とする５群６枚構成の撮像レンズ。
  2. 　　前記絞りから前記第１レンズの物体側面までの距離をＤｆ、
    　　前記絞りから前記第６レンズの像面側面までの距離をＤｒ、
    としたとき、
    　　０．３４６＜Ｄｆ／Ｄｒ＜０．５０９　　（式１）
    であることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
  3. 　　前記撮像光学系全体の焦点距離をｆ、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、
    　　１．０７０＜|ｆ１／ｆ|＜１．２４９　　（式２）
    　　０．９９５＜|ｆ１／Ｄｆ|＜１．１７６　（式３）
    である請求項１または２記載の撮像レンズ。
  4. 　　前記撮像光学系全体の焦点距離をｆ、前記第２レンズ群の焦点距離をｆ２としたとき、
    　　０．９６７＜|ｆ２／ｆ|＜１．１０８　　（式４）
    　　０．３６１＜|ｆ２／Ｄｒ|＜０．４７１　（式５）
    である請求項１～３のいずれかに記載の撮像レンズ。
  5. 　　前記第４レンズの焦点距離をｆ４、光軸上における前記第４レンズの像面側レンズ面から像面までの距離をＤ４ｓとしたとき、
    　　　０．７５０＜ｆ４／Ｄ４ｓ＜０．９０９　（式６）
    である請求項１～４のいずれかに記載の撮像レンズ。
  6. 　レンズの配置の基準となる基準位置が、第２レンズ群の第３レンズと第４レンズとの間に配置されている請求項１～５のいずれかに記載の撮像レンズ。
  7. 　請求項１～６のいずれかに記載の撮像レンズを備える、カメラ装置。
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