(57)【要約】  【課題】  半画角９０°以上の広角化にも対応でき、同時に小型化と高性能化を満たすことのできる構成枚数の少ない結像光学系を提供すること。  【解決手段】  物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群、を備える結像光学系であって、前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズ、正レンズである第７レンズを有し、前記第３レンズが両凹負レンズである。【選択図】  図１
2006337691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群、を備える結像光学系であって、
前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズ、正レンズである第７レンズを有し、
前記第３レンズが両凹負レンズであることを特徴とする結像光学系。
【請求項２】
物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群、を備える結像光学系であって、
前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズ、正レンズである第７レンズを有し、
前記第５レンズと前記第６レンズとの合成焦点距離が正であることを特徴とする結像光学系。
【請求項３】
物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群、を備える結像光学系であって、
前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズ、正レンズである第７レンズを有し、
前記第４レンズと前記第５レンズとの間に明るさ絞りを配置し、
以下の条件式（１）を満たすことを特徴とする結像光学系。
０．３＜ｄ４Ｓ／Ｉｈ＜２．５                                    （１）
ただし、
ｄ４Ｓ：第４レンズの像側の面から明るさ絞りまでの軸上間隔
Ｉｈ  ：最大像高
である。
【請求項４】
物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群、を備える結像光学系であって、
前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズ、正レンズである第７レンズを有し、
以下の条件式（２）を満たすことを特徴とする結像光学系。
−０．７＜ｆＮ／ｆＰ＜−０．０５                                （２）
ただし、
ｆＮ  ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
ｆＰ  ：正屈折力のレンズ群の合成焦点距離
である。
【請求項５】
前記７枚のレンズのみで構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子等を用いた撮像装置に採用して好適な結像光学系であって、例えば車載用カメラ、監視用カメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、並びに携帯電話、パソコンなどに搭載される小型カメラ等に採用することができる結像光学系に関する。
【０００２】
近年、車載用カメラを備えた自動車が普及し始めている。そして当初の車載用カメラは、主に視認用モニタとして使用されていたが、最近では白線検知や車線逸脱の監視、障害物検知、ドライバー監視など、より高度なセンサー用カメラとして使用されるようになっている。そのため、このようなカメラに用いられる光学系には、広い画角、具体的には死角を完全になくすために半画角９０°以上の画角と、高い画質とを有していて、且つ、構成枚数が少なくコンパクトであって低コストで作製できる魚眼光学系が要求されている。
【０００３】
そして、構成枚数の少ない魚眼光学系の先行例としては、特許文献１、２に記載されている光学系のように６枚のレンズにより構成したものや、特許文献３の実施例１２に記載されている光学系のように７枚のレンズにより構成したものがある。また、半画角が９０°を超える魚眼光学系の先行例としては、特許文献４、５に記載されている光学系がある。
【特許文献１】特許第２９９２５４７号公報
【特許文献２】特開２００２−７２０８５号公報
【特許文献３】特開２０００−３５２６６５号公報
【特許文献４】特公昭５１−１４０１７号公報
【特許文献５】特公昭５１−２８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１、２に記載された光学系は、それぞれ半画角は９０°、８４°と比較的広角であるが、共に倍率色収差等の周辺性能が不十分であった。また第１レンズ、第２レンズともに、メニスカス形状の負レンズであるため、入射瞳位置が像面側に移動し、その結果、径が大きくなってしまい、レンズの低コスト化や小型化が困難であった。また、車載用カメラに要求されている９０°を超える半画角は達成されていなかった。特許文献３に記載された光学系は、半画角が４２°と半画角９０°には程遠い光学系であった。特許文献４、５に記載された光学系は、半画角が１１０°程度であり、十分広角ではあるが、構成枚数が１１〜１２枚と多く、低コスト化や小型化が困難であった。
【０００５】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、半画角９０°以上の広角化にも対応でき、同時に小型化と高性能化を満たすことのできる構成枚数の少ない結像光学系を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明による結像光学系は、物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群、を備える結像光学系であって、前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズ、正レンズである第７レンズを有し、前記第３レンズが両凹負レンズであるように構成する。
【０００７】
また、上記の目的を達成するために、本発明による結像光学系は、物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群、を備える結像光学系であって、前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズ、正レンズである第７レンズを有し、前記第５レンズと前記第６レンズとの合成焦点距離が正であるように構成する。
【０００８】
また、上記の目的を達成するために、本発明による結像光学系は、物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群、を備える結像光学系であって、前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズ、正レンズである第７レンズを有し、前記第４レンズと前記第５レンズとの間に明るさ絞りを配置し、以下の条件式（１）を満たすように構成する。
０．３≦ｄ４Ｓ／Ｉｈ≦２．５                                    （１）
ただし、
ｄ４Ｓ：第４レンズの像側の面から明るさ絞りまでの軸上間隔
Ｉｈ  ：最大像高
である。
【０００９】
また、上記の目的を達成するために、本発明による結像光学系は、物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群、を備える結像光学系であって、前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズ、正レンズである第７レンズを有し、以下の条件式（２）を満たすように構成する。
−０．７≦ｆＮ／ｆＰ≦−０．０５                                （２）
ただし、
ｆＮ  ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
ｆＰ  ：正屈折力のレンズ群の合成焦点距離
である。
【００１０】
さらに、上記の本発明の結像光学系は、７枚のレンズのみで構成されていることが望ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、半画角９０°以上の広角化にも対応でき、同時に小型化と高性能化を満たすことのできる構成枚数の少ない結像光学系を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。
【００１３】
一般的に広角光学系には、物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群で構成されるレトロフォーカスタイプが採用されている。そのような光学系を採用し半画角が９０°程度の超広角を想定する場合は、焦点距離を小さくしなければならないため、負屈折力のレンズ群のパワーを強くして主点位置を像面側に移動させる必要がある。また、そのように構成したことによって発生してしまう収差を補正するために、正屈折力のレンズ群を適切に構成する必要がある。なお、半画角が９０°を超える場合、即ち光学系の最も物体側に配置されたレンズの物体側の面よりも後方から入射する光線も屈曲させなければならない場合は、通常よりも大きな収差が生じてしまうため、そのような収差を発生させないように負屈折力のレンズ群と正屈折力のレンズ群を構成する各レンズを適切に配置しなければならない。
【００１４】
そこで、本発明の結像光学系は、物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群を備え、前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズ、正レンズである第７レンズを有する構成を基本とした。
【００１５】
この基本構成により、本発明の結像光学系は、負屈折力のレンズ群を透過し発散する軸上光束を、正屈折力のレンズ群により集光させている。このとき、正屈折力のレンズ群により軸上光束を収斂させる程度が強ければ強いほどに広角化に有利となる。
【００１６】
また、通常のレトロフォーカスタイプの結像光学系は倍率色収差が出やすい構成である。そのため一般的には、各レンズのアッベ数を適切に配置してそれを補正している。しかしながら、本発明のような超広角にも対応し得る構成にする場合は、倍率色収差の発生に関係の深い周辺の主光線高が高くなるため、その影響がさらに顕著に出てしまう。そのため、アッベ数の設定だけでは補正に限界がある。
【００１７】
そこで、本願の第１の発明に係る結像光学系は、上記基本構成において、第３レンズを両凹負レンズとする構成とした。
【００１８】
倍率色収差の発生を抑えるためには、周辺の主光線高を低くすることが効果的である。そこで、入射瞳位置を適切に設定し、周辺の主光線高を低くするため、負屈折力のレンズ群を構成するレンズの１枚である第３レンズの形状を両凹形状とした。第３レンズをこのような形状とすれば、入射瞳位置を物体側に移動させ、倍率色収差の補正を効果的に行うことができる。また、周辺の主光線高を低くすることにより、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズの３つの負レンズの径を小さくすることができ、レンズの体積を小さくすることができる。その結果、レンズの作製のためのコストを抑えることができ、光学系の小型化、軽量化も同時に達成することができる。
【００１９】
また、本願の第２の発明に係る結像光学系は、前記第５レンズと前記第６レンズとの合成焦点距離が正となる構成とした。
【００２０】
広画角を達成するためには、負屈折力のレンズ群を構成する第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズにかなり強い負のパワーを持たせる必要がある。しかし、このようにすると、この負屈折力のレンズ群により収差が生じてしまうため、その収差は正のパワーを有するレンズ群により補正する必要がある。特にペッツバール和はパワーに依存するため、収差を生じさせる負屈折力のレンズ群よりも像面側に、正のパワーを有するレンズ群を配置しないと像面湾曲を補正することが難しくなる。また、画角が大きい光学系の場合、画面周辺部までコマ収差を補正するのは大変難しい。そのため、これらの収差を十分に補正するためには、第４レンズを正レンズとすることに加え、更なる工夫を行うことが好ましい。そこで、第５レンズと第６レンズとの合成焦点距離が正となる構成とした。このように構成することにより、ペッツバール和、コマ収差をより良好に補正することが可能となる。
【００２１】
また、本願の第３の発明に係る結像光学系は、上記基本構成に加え、さらに前記第４レンズと前記第５レンズとの間に明るさ絞りを備え、以下の条件式（１）を満たす構成とした。
０．３≦ｄ４Ｓ／Ｉｈ≦２．５                                  （１）
ただし、
ｄ４Ｓ：第４レンズの像側の面から明るさ絞りまでの軸上間隔
Ｉｈ  ：最大像高
である。
【００２２】
負屈折力のレンズ群を構成する第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズは全て負のパワーを有するレンズであるため収差は残存し、その収差は負屈折力のレンズ群より像面側に配置される正屈折力のレンズ群により補正する必要がある。負屈折力のレンズ群では、コマ収差、非点収差の他、特に倍率色収差が発生しやすい。この収差はパワーだけでなく光線高にも依存する。そのため、負屈折力のレンズに隣接する第４レンズを正のパワーを有するレンズとし、さらに入射光線高を適正化することにより、この収差を効果的に補正することができる。そこで、第４レンズと第５レンズとの間に明るさ絞りを配置し、上記条件式（１）を満たす構成とした。
【００２３】
条件式（１）の上限を上回ると、第４レンズと明るさ絞りとの軸上間隔が大きくなりすぎてしまい、全長が大きくなりやすくなる。下限を下回ると、第４レンズと明るさ絞りとの軸上間隔が小さくなりすぎてしまいコマ収差、非点収差、特に倍率色収差の補正が難しくなる。
【００２４】
ここで、上記条件式（１）を、
０．５≦ｄ４Ｓ／Ｉｈ≦２                                      （１’）
とし、この条件式（１’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（１）を、
０．７≦ｄ４Ｓ／Ｉｈ≦１．６                                  （１”）
とし、この条件式（１”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（１’）、（１”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（１）の上限値または下限値としても良い。
【００２５】
また、本願の第４の発明に係る結像光学系は、上記基本構成において、以下の条件式（２）を満たす構成とした。
−０．７≦ｆＮ／ｆＰ≦−０．０５                              （２）
ただし、
ｆＮ  ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
ｆＰ  ：正屈折力のレンズ群の合成焦点距離
である。
【００２６】
半画角９０°を超える広角化を実現するためには、光学系の主点をかなり像側に移動させなければならない。そのため、レトロフォーカスタイプの結像光学系を用いる場合、物体側には強い負のパワーを有するレンズ群を配置する必要がある。従って、光学系の大きさと性能は負屈折力のレンズ群よりも像側に配置される正屈折力のレンズ群の構成により大きく左右される。そこで、第４乃至第７レンズが上記条件式（２）を満たすような構成とした。
【００２７】
条件式（２）の上限を上回ると、負のパワーが強くなりすぎてしまい、全長が大きくなってしまう。下限を下回ると、正のパワーが強くなりすぎてしまい、コマ収差、非点収差が悪化してしまう。
【００２８】
ここで、上記条件式（２）を、
−０．５≦ｆＮ／ｆＰ≦−０．１                                （２’）
とし、この条件式（２’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（２）を、
−０．３≦ｆＮ／ｆＰ≦−０．１５                              （２”）
とし、この条件式（２”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（２’）、（２”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（２）の上限値または下限値としても良い。
【００２９】
また、上記の各々の発明は、基本となる７枚のレンズの他に、収差補正等の目的で他のレンズを追加してもよい。ただし、小型化とレンズ枚数の低減のためには、結像光学系中のレンズ枚数を前述の７枚のみとすることが好ましい。
【００３０】
なお、本実施例による結像光学系は、以下に述べるような条件を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
【００３１】
上記第１乃至４の発明に係る結像光学系は、第３レンズが両凹負レンズであり、以下の条件式（３）を満たすようにすると、より好ましくなる。
２≦｜ｒ３ｆ／ｆ｜≦１００                                    （３）
ただし、
ｒ３ｆ：第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｆ    ：結像光学系全系の焦点距離
である。
【００３２】
条件式（３）の上限を上回ると、入射瞳位置が像側に移動してしまい、効果的に倍率色収差を補正することが困難となり、また、レンズの径が大きくなりやすい。下限を下回ると、レンズのパワーが強くなりすぎてしまい、コマ収差、非点収差、倍率色収差が補正過剰になりやすい。
【００３３】
ここで、上記条件式（３）を、
５≦｜ｒ３ｆ／ｆ｜≦５０                                      （３’）
とし、この条件式（３’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（３）を、
８≦｜ｒ３ｆ／ｆ｜≦５０                                      （３”）
とし、この条件式（３”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（３’）、（３”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（３）の上限値または下限値としても良い。
【００３４】
また、上記第１乃至４の発明に係る結像光学系は、前記第５レンズと前記第６レンズとの合成焦点距離が正であって、以下の条件式（４）を満たすようにすると、より好ましくなる。
１≦ｆ５６／ｆ≦５０                                          （４）
ただし、
ｆ５６：第５レンズと第６レンズとの合成焦点距離
ｆ    ：結像光学系全系の焦点距離
である。
【００３５】
条件式（４）の上限を上回ると、第５レンズと第６レンズの正のパワーによる補正効果が小さく、像面湾曲、コマ収差の補正が不足しやすい。下限を下回ると、第５レンズと第６レンズの正のパワーによる補正効果が大きくなりすぎてしまい、像面湾曲、コマ収差の補正が過剰となりやすい。
【００３６】
ここで、上記条件式（４）を、
５≦ｆ５６／ｆ≦２５                                          （４’）
とし、この条件式（４’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（４）を、
５．５≦｜ｒ３ｆ／ｆ｜≦１５                                  （４”）
とし、この条件式（４”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（４’）、（４”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（４）の上限値または下限値としても良い。
【００３７】
また、上記第１乃至４の発明に係る結像光学系は、以下の条件式（５）を満たすようにすると、より好ましくなる。
０．３≦ｆ１／ｆ２≦１．７                                    （５）
ただし、
ｆ１  ：第１レンズの焦点距離
ｆ２  ：第２レンズの焦点距離
である。
【００３８】
この条件式（５）を満足することにより、第１レンズ及び第２レンズが広い画角からの光線を屈曲させる役割を効果的に果たすことができる。
【００３９】
条件式（５）の上限を上回ると、第１レンズのパワーが強くなりすぎてしまい、コマ収差、非点収差を補正することが困難となる。または、第２レンズのパワーが弱くなりすぎてしまい、レンズ径が大きくなったり倍率色収差を補正することが困難となる。条件式（５）の下限を下回ると、第１レンズのパワーが弱くなりすぎてしまい、レンズ径が大きくなったり倍率色収差を補正することが困難となる。または、第２レンズのパワーが強くなりすぎてしまい、コマ収差、非点収差を補正することが困難となる。
【００４０】
ここで、上記条件式（５）を、
０．６≦ｆ１／ｆ２≦１．５                                    （５’）
とし、この条件式（５’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（５）を、
０．６５≦ｆ１／ｆ２≦１．２                                  （５”）
とし、この条件式（５”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（５’）、（５”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（５）の上限値または下限値としても良い。
【００４１】
また、上記第１乃至４の発明に係る結像光学系は、以下の条件式（６）を満たすようにすると、より好ましくなる。
−５≦ｆ３／Ｉｈ≦−１                                        （６）
ただし、
ｆ３  ：第３レンズの焦点距離
Ｉｈ  ：最大像高
である。
【００４２】
本発明の結像光学系に入射した光束は、３つの連続して配置された負屈折力のレンズによって構成される負屈折力のレンズ群により、発散されて拡大する。このような作用を有する負屈折力のレンズ群のうち、最も像側に配置される第３レンズは収差補正において特に重要となる。そこで、本発明の結像光学系は、第３レンズのパワーを規定した条件式である上記条件式（６）を満足するようにすることが好ましい。
【００４３】
条件式（６）の上限を上回ると、第３レンズのパワーが弱くなりすぎてしまい、全長が大きくなってしまう。または、第３レンズのパワーに対し、第１レンズ、第２レンズのパワーが相対的に大きくなりすぎてしまい、倍率色収差を補正することが困難となる。下限を下回ると、第３レンズのパワーが強くなりすぎてしまい、コマ収差を補正することが困難となる。または、第３レンズのパワーに対し、第１レンズ、第２レンズのパワーが相対的に小さくなりすぎてしまい、レンズ径が大きくなってしまう。
【００４４】
ここで、上記条件式（６）を、
−３．５≦ｆ３／Ｉｈ≦−１．５                                （６’）
とし、この条件式（６’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（６）を、
−３．２≦ｆ３／Ｉｈ≦−１．７                                （６”）
とし、この条件式（６”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（６’）、（６”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（６）の上限値または下限値としても良い。
【００４５】
また、上記第１乃至４の発明に係る結像光学系は、以下の条件式（７）を満たすようにすると、より好ましくなる。
−０．７≦ｆＮ／ｆ４≦−０．１                                （７）
ただし、
ｆＮ  ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
ｆ４  ：第４レンズの焦点距離
である。
【００４６】
負屈折力のレンズ群により生じた収差を適切に補正するため、負屈折力のレンズ群の像側に配置される正のパワーを有する第４レンズは、上記条件式（７）を満たすようにすると、より好ましい。
【００４７】
条件式（７）の上限を上回ると、第４レンズのパワーが弱くなりすぎてしまい、コマ収差、倍率色収差に対する補正効果が不足してしまいやすくなる。下限を下回ると、第４レンズのパワーが強くなりすぎてしまい、コマ収差、倍率色収差の補正が過剰となりやすい。
【００４８】
ここで、上記条件式（７）を、
−０．５≦ｆＮ／ｆ４≦−０．１５                              （７’）
とし、この条件式（７’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（７）を、
−０．４≦ｆＮ／ｆ４≦−０．２                                （７”）
とし、この条件式（７”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（７’）、（７”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（７）の上限値または下限値としても良い。
【００４９】
また、上記第１乃至４の発明に係る結像光学系は、以下の条件式（８）を満たすようにすると、より好ましくなる。
−０．５≦ｆ／ｒ５ｆ≦１                                      （８）
ただし、
ｆ    ：結像光学系全系の焦点距離
ｒ５ｆ：第５レンズの物体側の面の近軸曲率半径
である。
【００５０】
条件式（８）の上限を上回ると、第５レンズの物体側の面が強い凸面となり、第５レンズを負レンズとしたことによる球面収差及びコマ収差補正に対する補正効果が不足してしまいやすく、それらの収差の補正が困難となる。下限を下回ると、第５レンズの物体側の面が強い凹面となり、第５レンズを負レンズとしたことによる球面収差及びコマ収差補正に対する補正効果が過剰となりやすく、高次収差が発生しやすくなる。
【００５１】
ここで、上記条件式（８）を、
−０．２５≦ｆ／ｒ５ｆ≦０．５                                （８’）
とし、この条件式（８’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（８）を、
−０．１５≦ｆ／ｒ５ｆ≦０．３                                （８”）
とし、この条件式（８”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
さらに、上記条件式（８）を、
−０．０８≦ｆ／ｒ５ｆ≦０．２                                （８”’）
とし、この条件式（８”’）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（８’）、（８”）、（８”’）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（８）の上限値または下限値としても良い。
【００５２】
また、上記第１乃至４の発明に係る結像光学系は、以下の条件式（９）を満たすようにすると、より好ましくなる。
３≦ｆ７／Ｉｈ≦１５                                          （９）
ただし、
ｆ７  ：第７レンズの焦点距離
Ｉｈ  ：最大像高
である。
【００５３】
本発明の結像光学系において最も像側に配置される第７レンズは、入射する光束の光線高が大きいため、その特性が画面周辺の収差補正に大きく影響する。そこで、本発明の結像光学系は、第７レンズのパワーを規定した条件式である上記条件式（９）を満足するようにすることが好ましい。
【００５４】
条件式（９）の上限を上回ると、第７レンズのパワーが弱くなりすぎてしまい、倍率色収差を補正することが困難となる。下限を下回ると、第７レンズのパワーが強くなりすぎてしまい、上限を上回った場合と同様に倍率色収差の補正が難しくなる。または、相対的に第６レンズのパワーが弱くなりすぎてしまい、コマ収差が生じやすくなる。
【００５５】
ここで、上記条件式（９）を、
３．５≦ｆ７／Ｉｈ≦１０                                      （９’）
とし、この条件式（９’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（９）を、
４．０≦ｆ７／Ｉｈ≦８．０                                    （９”）
とし、この条件式（９”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（９’）、（９”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（９）の上限値または下限値としても良い。
【００５６】
また、上記第１、２又は４の発明に係る結像光学系は、第４レンズと第５レンズとの間に明るさ絞りが配置されているようにすると、より好ましくなる。
【００５７】
一般的に車載用カメラ、監視カメラ等は、ＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子の受光面を像面位置に配置している。そのため、光学系から射出される光線は、できるだけ像面に垂直に近くなる方が良い。また、画角が非常に大きな広角光学系である場合、倍率色収差の補正のために光線高を適切な値とするため、明るさ絞りを適切な位置に配置することが望ましい。そこで、明るさ絞りは第４レンズと第５レンズの間に配置すると良い。
【００５８】
また、上記第１乃至５の発明に係る結像光学系は、第５レンズと第６レンズとが接合しており、第５レンズと第６レンズの間の接合面が負屈折力を有していて、第５レンズのアッベ数が第６レンズのアッベ数よりも小さくなるようにすると、より好ましくなる。
【００５９】
上記第１乃至４の発明の構成では、正レンズである第４レンズにおいて軸上色収差が発生しやすくなる。そこで、第５レンズと第６レンズとを接合し、その接合面に負の屈折力を持たせ、同時に、負レンズである第５レンズのアッベ数を正レンズである第６レンズのアッベ数よりも小さくすることにより、第４レンズにおいて発生した軸上色収差と逆方向の軸上色収差を接合面に発生させることが好ましい。
【００６０】
また、上記第１乃至４の発明に係る結像光学系は、レンズ成分が、光軸付近で入射側の面と射出側の面のみが空気と接触し、その間に空間を持たないレンズ、即ち単レンズまたは接合レンズであると定義したとき、物体側から順に、第１レンズ、空間、第２レンズ、空間、第３レンズ、空間、第４レンズ、空間、第５レンズと第６レンズとの接合レンズ、空間、第７レンズの６つのレンズ成分、又は、物体側から順に、第１レンズ、空間、第２レンズ、空間、第３レンズと第４レンズとの接合レンズ、空間、第５レンズと第６レンズとの接合レンズ、空間、第７レンズの６つのレンズ成分からなる構成とすることが好ましい。
【００６１】
上記第１乃至５の発明に係る結像光学系をこのような構成とすると、各レンズの機能を有効に活用でき、広角でありながら収差の補正や小型化の達成がしやすくなる。
【００６２】
また、上記第１乃至４の発明に係る結像光学系は、前記結像光学系の最大半画角が、以下の条件式（１０）を満たすことが好ましい。
８０°≦ω≦１２０°                                          （１０）
ただし、
ω    ：結像光学系の最大半画角
である。
【００６３】
上記条件式（１０）の上限を上回ると、コマ収差が悪化しやすくなってしまい、高画質化が困難となる。下限を下回ると、視野が狭くなり死角が生じてしまい、監視カメラ、車載カメラ等で求められる撮像範囲を得られない場合が生じやすくなる。
【００６４】
ここで、上記条件式（１０）を、
８５°≦ω≦１１０°                                          （１０’）
とし、この条件式（１０’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（１０）を、
９２°≦ω≦１０７°                                          （１０”）
とし、この条件式（１０”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（１０’）、（１０”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（１０）の上限値または下限値としても良い。
【００６５】
また、上記第１乃至４の発明に係る結像光学系は、第３レンズと第４レンズとを接合するすると、より好ましくなる。
【００６６】
負レンズである第３レンズと正レンズである第４レンズとを接合することにより、負レンズである第１レンズ及び第２レンズで発生する倍率色収差を効果的に補正することができるようになる。
【００６７】
さらに、上記した各発明に係る結像光学系のより具体的な構成としては、第１レンズは物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、前記第２レンズは物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第３レンズは物体側の面の近軸曲率半径絶対値よりも像側の面の近軸曲率半径絶対値が小さい負レンズであり、第４レンズは両凸正レンズであり、第５レンズは物体側の面の近軸曲率半径絶対値よりも像側の面の近軸曲率半径絶対値が小さい負レンズであり、第６レンズは第５レンズに接合された両凸正レンズであり、第７レンズは物体側の面が凸面の正レンズであって、第４レンズと第５レンズとの間に明るさ絞りを有することが好ましい。
【００６８】
このような構成とすることで、より広画角でありながら収差を良好に補正することができ、テレセントリック性の確保も行いやすい。負屈折力のレンズ群を構成する第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを上述の形状とすることにより、軸外光束を少しずつ屈折させ、収差の発生を抑えながら広い画角を達成しやすくしている。第４レンズを上記の形状とすることにより、その両面の凸面において、発散する軸上光束乃至軸外光束を低減乃至収斂させ、負屈折力のレンズ群により発生した収差を低減させることができる。そして、明るさ絞り以降に配置された第５レンズ、第６レンズ及び第７レンズをそれぞれ上記の形状とすることにより、テレセントリックに近づけるように光束を折り曲げるが、このとき、第５レンズ及び第６レンズにて色収差を良好に補正するため、それぞれの向かい合う接合面の曲率を強くしている。また、収差の発生を抑えるため、第６レンズの像側の面及び第７レンズの両面において、それぞれ正のパワーを負担している。
【００６９】
なお、第３レンズと第４レンズとを接合する場合は、倍率色収差を補正しやすくするため、第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径絶対値を、像側の面よりも小さくすることが好ましい。一方、第３レンズと第４レンズとを接合しない場合は、球面収差を抑えるために第４レンズの物体側の面の近軸曲率半径絶対値を、像側の面よりも大きくすることが好ましい。
【００７０】
また、上記第１乃至４の発明に係る結像光学系は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズ、正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズ、正レンズである第７レンズを有し、前記第３レンズと前記第４レンズとが接合するすると、より好ましくなる。
【００７１】
このような構成とすることで、広角、小型ながら色収差を抑えやすくした結像光学系とし得る。
【００７２】
さらに、上記した各発明に係る結像光学系を撮像装置に採用する場合には、結像光学系の像側に受光面が配置されていて、結像光学系により該受光面上に形成された光学像を電気信号に変換する電子撮像素子を備えるようにするのが好ましい。
【００７３】
撮像装置に上記いずれかの結像光学系を用いることにより、テレセントリック性を確保することができるため、光線が撮像素子へ斜めに入射することによる悪影響を低減できる。なお、その場合、結像光学系の撮影像高Ｉｈは、撮像素子上での有効撮像領域の対角長の半分を意味する。有効撮像領域は、電子撮像素子の光電変換面（受光面）のうち、受光した画像について表示、印刷等に使用する撮像領域の最大範囲を意味する。
【００７４】
なお、上記の本発明の各々の特徴的な事項のうち複数を同時に満足させるようにすれば、各々の効果が同時に得られるため、より好ましいものとなる。
【００７５】
以下、図示した実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。
【００７６】
以下の各実施例におけるレンズの数値データにおいては、Ｒは各レンズ面の曲率半径、Ｄは各レンズの肉厚または間隔、Ｎｄは各レンズのｄ線における屈折率、Ｖｄは各レンズのｄ線におけるアッベ数、ｋは円錐係数、Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10は非球面係数をそれぞれ示している。
また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて以下の式で表される。但し、光軸方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）・（Ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4Ｙ4＋Ａ6Ｙ6＋Ａ8Ｙ8＋Ａ10Ｙ10
【００７７】
また、本発明に係る結像光学系においては、歪曲収差を発生させて、ｆθ特性になるように構成している。なお、歪曲収差の定義は理想像高を基準にしているため、９０°以上の収差量は定義できず収差図は描画していない。
【実施例１】
【００７８】
図１は、本実施例に係る結像光学系の構成を示す図である。図２は、本実施例に係る結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【００７９】
本実施例の結像光学系は、図１に示すように、物体側から順に、第１レンズＬ1、第２レンズＬ2、第３レンズＬ3、第４レンズＬ4、明るさ絞りＳ、第５レンズＬ5、第６レンズＬ6、第７レンズＬ7、ＩＲカットコート面を有するローパスフィルターＬＰＦ、カバーガラスＣＧにより構成されている。
【００８０】
本実施例において、第１レンズＬ1は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第２レンズＬ2は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ3は両凹負レンズであり、第４レンズＬ4は両凸正レンズであり、第５レンズＬ5は両凹負レンズであり、第６レンズＬ6は両凸正レンズであり、第７レンズＬ7は両凸正レンズである。なお、第５レンズＬ5と第６レンズＬ6とは接合されており、第７レンズＬ7は両面とも非球面である。また、第７レンズＬ7はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックスにより形成されている。
【００８１】
また、本実施例の結像光学系のスペックは、焦点距離１．２５ｍｍ、最大像高２．０１ｍｍであり、半画角１０５°、Ｆナンバー２．４００である。
【００８２】
次に、本実施例に係る撮影光学系を構成するレンズの数値データを示す。
【００８３】
面               Ｒ                Ｄ              Ｎｄ            Ｖｄ
1             20.3214            1.000           1.78590          44.20
2              4.2461            2.405
3              6.4906            1.000           1.62041          60.29
4              2.7866            2.200
5            -14.0681            1.000           1.62041          60.29
6              3.6367            1.000
7             10.2603            2.300           1.80518          25.42
8             -4.8061            1.780
9（絞り）       ∞               0.615
10            -31.8452            1.000           1.78472          25.68
11              2.4643            3.500           1.60311          60.64
12             -4.0091            0.200
13 *            8.6154            2.000           1.52542          55.78
14 *           -8.8168            1.379
15               ∞               2.081           1.51633          64.14
16               ∞               0.520
17               ∞               0.520           1.51633          64.14
18               ∞               0.500
19 （受光面）    ∞
*印：非球面
【００８４】
非球面係数
面    Ｒ      ｋ         Ａ4           Ａ6           Ａ8           Ａ10 
13   8.615   0.000  -5.40588×10-3  1.51109×10-3 -2.91534×10-4  3.42809×10-5
14  -8.817   0.000  -3.08060×10-3  9.16385×10-5  3.96691×10-5  5.94217×10-6
【００８５】
また、上記各条件式に係るデータは、
条件式（１）  ：  ｄ４ｓ／Ｉｈ＝０．８８
条件式（２）  ：  ｆＮ／ｆＰ＝−０．１６
条件式（３）  ：  ｜ｒ３ｆ／ｆ｜＝−１１．２５
条件式（４）  ：  ｄ５６／ｆ＝９．３２
条件式（５）  ：  ｆ１／ｆ２＝０．８０
条件式（６）  ：  ｆ３／Ｉｈ＝−２．２６
条件式（７）  ：  ｆＰ／ｆ４＝−０．２９
条件式（８）  ：  ｆ／ｒ５ｆ＝−０．０４
条件式（９）  ：  ｆ７／Ｉｈ＝４．２９
条件式（１０）  ：  ω＝１０５．００°
である。
【実施例２】
【００８６】
図３は、本実施例に係る結像光学系の構成を示す図である。図４は、本実施例に係る結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【００８７】
本実施例の結像光学系は、図３に示すように、物体側から順に、第１レンズＬ1、第２レンズＬ2、第３レンズＬ3、第４レンズＬ4、明るさ絞りＳ、第５レンズＬ5、第６レンズＬ6、第７レンズＬ7、ＩＲカットコート面を有するローパスフィルターＬＰＦ、カバーガラスＣＧにより構成されている。
【００８８】
本実施例において、第１レンズＬ1は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第２レンズＬ2は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ3は両凹負レンズであり、第４レンズＬ4は両凸正レンズであり、第５レンズＬ5は物体側に凸面を向けた負レンズであり、第６レンズＬ6は両凸正レンズであり、第７レンズＬ7は両凸正レンズである。なお、第５レンズＬ5と第６レンズＬ6とは接合されている。また、本実施例に用いられているレンズの面は全て球面である。
【００８９】
また、本実施例の結像光学系のスペックは、焦点距離１．２５ｍｍ、最大像高２．００ｍｍであり、半画角１０５°、Ｆナンバー２．４００である。
【００９０】
次に、本実施例に係る撮影光学系を構成するレンズの数値データを示す。
【００９１】
面               Ｒ                Ｄ              Ｎｄ            Ｖｄ
1             19.3535            1.000           1.78590          44.20
2              4.0773            2.760
3              9.0859            1.000           1.65160          58.55
4              2.7499            2.200
5           -118.2435            1.000           1.62041          60.29
6              3.9697            1.000
7             27.2010            2.300           1.80518          25.42
8             -4.6638            1.698
9（絞り）       ∞               1.442
10             38.9491            1.000           1.78472          25.68
11              2.7504            3.400           1.60311          60.64
12             -4.5678            0.200
13              7.0225            2.000           1.48749          70.23
14            -18.9282            1.379
15               ∞               2.081           1.51633          64.14
16               ∞               0.520
17               ∞               0.520           1.51633          64.14
18               ∞               0.500
19 （受光面）    ∞
【００９２】
また、上記各条件式に係るデータは、
条件式（１）  ：  ｄ４ｓ／Ｉｈ＝０．８５
条件式（２）  ：  ｆＮ／ｆＰ＝−０．１８
条件式（３）  ：  ｜ｒ３ｆ／ｆ｜＝−９４．５０
条件式（４）  ：  ｄ５６／ｆ＝８．１５
条件式（５）  ：  ｆ１／ｆ２＝１．０５
条件式（６）  ：  ｆ３／Ｉｈ＝−３．０８
条件式（７）  ：  ｆＰ／ｆ４＝−０．２５
条件式（８）  ：  ｆ／ｒ５ｆ＝０．０３
条件式（９）  ：  ｆ７／Ｉｈ＝５．３８
条件式（１０）  ：  ω＝１０５．００°
である。
【実施例３】
【００９３】
図５は、本実施例に係る結像光学系の構成を示す図である。図６は、本実施例に係る結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【００９４】
本実施例の結像光学系は、図５に示すように、物体側から順に、第１レンズＬ1、第２レンズＬ2、第３レンズＬ3、第４レンズＬ4、明るさ絞りＳ、第５レンズＬ5、第６レンズＬ6、第７レンズＬ7、ＩＲカットコート面を有するローパスフィルターＬＰＦ、カバーガラスＣＧにより構成されている。
【００９５】
本実施例において、第１レンズＬ1は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第２レンズＬ2は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ3は両凹負レンズであり、第４レンズＬ4は両凸正レンズであり、第５レンズＬ5は物体側に凸面を向けた負レンズであり、第６レンズＬ6は両凸正レンズであり、第７レンズＬ7は両凸正レンズである。なお、第３レンズＬ3と第４レンズＬ4とが、第５レンズＬ5と第６レンズＬ6とが夫々接合されており、第７レンズＬ7は両面とも非球面である。また、第７レンズＬ7はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックスにより形成されている。
【００９６】
また、本実施例の結像光学系のスペックは、焦点距離１．２３ｍｍ、最大像高２．０５ｍｍであり、半画角１０５°、Ｆナンバー２．４００である。
【００９７】
次に、本実施例に係る撮影光学系を構成するレンズの数値データを示す。
【００９８】
面               Ｒ                Ｄ              Ｎｄ            Ｖｄ
1             17.8762            1.000           1.74400          44.78
2              3.7932            3.830
3             38.7777            1.000           1.74400          44.78
4              3.3886            1.769
5            -14.0589            1.000           1.74400          44.78
6              3.3977            4.000           1.75520          27.51
7             -6.1004            2.910
8（絞り）       ∞               1.832
9             11.6281            1.000           1.80518          25.42
10              2.7831            3.500           1.62041          60.29
11             -7.4320            0.200
12 *            9.3659            2.960           1.52542          55.78
13 *           -7.3527            1.500
14               ∞               2.000           1.51633          64.14
15               ∞               0.500
16               ∞               0.500           1.51633          64.14
17               ∞               0.500
18 （受光面）    ∞
*印：非球面
【００９９】
非球面係数
面    Ｒ      ｋ         Ａ4           Ａ6           Ａ8           Ａ10 
12   9.366   0.000  -2.44770×10-4  2.81072×10-4  1.30370×10-5       0   
13  -7.353   0.000   1.18015×10-3 -3.77233×10-5  3.55811×10-5  2.80212×10-6
【０１００】
また、上記各条件式に係るデータは、
条件式（１）  ：  ｄ４ｓ／Ｉｈ＝１．４２
条件式（２）  ：  ｆＮ／ｆＰ＝０．０５
条件式（３）  ：  ｜ｒ３ｆ／ｆ｜＝−１１．４３
条件式（４）  ：  ｄ５６／ｆ＝９．６０
条件式（５）  ：  ｆ１／ｆ２＝１．３２
条件式（６）  ：  ｆ３／Ｉｈ＝−１．７５
条件式（７）  ：  ｆＰ／ｆ４＝−０．２３
条件式（８）  ：  ｆ／ｒ５ｆ＝０．１１
条件式（９）  ：  ｆ７／Ｉｈ＝４．０８
条件式（１０）  ：  ω＝１０５．００°
である。
【実施例４】
【０１０１】
図７は、本実施例に係る結像光学系の構成を示す図である。図８は、本実施例に係る結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。
【０１０２】
本実施例の結像光学系は、図７に示すように、物体側から順に、第１レンズＬ1、第２レンズＬ2、第３レンズＬ3、第４レンズＬ4、明るさ絞りＳ、第５レンズＬ5、第６レンズＬ6、第７レンズＬ7、ＩＲカットコート面を有するローパスフィルターＬＰＦ、カバーガラスＣＧにより構成されている。
【０１０３】
本実施例において、第１レンズＬ1は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第２レンズＬ2は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第３レンズＬ3は両凹負レンズであり、第４レンズＬ4は両凸正レンズであり、第５レンズＬ5は両凹負レンズであり、第６レンズＬ6は両凸正レンズであり、第７レンズＬ7は物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズである。なお、第５レンズＬ5と第６レンズＬ6とは接合されており、第７レンズＬ7は両面とも非球面である。また、第７レンズＬ7はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックスにより形成されている。
【０１０４】
また、本実施例の結像光学系のスペックは、焦点距離１．２５ｍｍ、最大像高２．０１ｍｍであり、半画角１０５°、Ｆナンバー２．３９９である。
【０１０５】
次に、本実施例に係る撮影光学系を構成するレンズの数値データを示す。
【０１０６】
面               Ｒ                Ｄ              Ｎｄ            Ｖｄ
1             20.8699            1.000           1.78590          44.20
2              4.2162            2.331
3              5.7856            1.000           1.62041          60.29
4              2.8433            2.200
5            -53.4948            1.000           1.62041          60.29
6              3.6517            1.000
7             13.5951            2.300           1.80518          25.42
8             -4.6322            1.515
9（絞り）       ∞               0.954
10            -35.9658            1.000           1.78472          25.68
11              2.6545            3.500           1.60311          60.64
12             -3.2420            0.200
13 *            4.4322            2.000           1.52542          55.78
14 *           11.5126            1.000
15               ∞               1.000           1.51633          64.14
16               ∞               0.500
17               ∞               0.500           1.51633          64.14
18               ∞               0.500
19 （受光面）    ∞
*印：非球面
【０１０７】
非球面係数
面    Ｒ      ｋ         Ａ4           Ａ6           Ａ8           Ａ10 
13   4.432   0.000  -1.20178×10-2  3.41289×10-3 -8.30554×10-4  6.57794×10-5
14  11.513   0.000  -1.42285×10-2  3.31285×10-3 -7.84349×10-4  6.60923×10-5
【０１０８】
また、上記各条件式に係るデータは、
条件式（１）  ：  ｄ４ｓ／Ｉｈ＝０．７５
条件式（２）  ：  ｆＮ／ｆＰ＝−０．２３
条件式（３）  ：  ｜ｒ３ｆ／ｆ｜＝−４２．７９
条件式（４）  ：  ｄ５６／ｆ＝５．９７
条件式（５）  ：  ｆ１／ｆ２＝０．６７
条件式（６）  ：  ｆ３／Ｉｈ＝−２．７１
条件式（７）  ：  ｆＰ／ｆ４＝−０．３２
条件式（８）  ：  ｆ／ｒ５ｆ＝−０．０４
条件式（９）  ：  ｆ７／Ｉｈ＝６．１９
条件式（１０）  ：  ω＝１０５．００°
である。
【０１０９】
本発明の上記各実施例において、プラスチックで形成しているレンズ（ゼオネックス製のレンズ）をガラスで形成してもかまわない。一方、ガラスで形成しているレンズをプラスチックで形成してもかまわない。また、本実施例に用いたものよりも屈折率の高いガラスを用いれば、さらに高性能を達成できる。一方、本実施例より屈折率の低いガラスを用いれば低コスト化を達成できる。また、特殊低分散ガラスを用いれば色収差の補正に効果的である。さらに、レンズをプラスチックで形成する場合には、低吸湿材料を用いることにより環境変化による性能劣化が軽減されるので好ましい（例えば日本ゼオン社のゼオネックス等がある）。
【０１１０】
またゴースト、フレア等の不要光をカットするために、明るさ絞り以外にフレア絞りを配置してもかまわない。フレア絞りは、上記各実施例の第１レンズの物体側、第１、２レンズ間、第２、３レンズ間、第３レンズと明るさ絞り間、明るさ絞りと第４レンズ間、第５、６レンズ間、第６レンズから像面間のいずれの場所に配置しても良い。また、枠によりフレア光線をカットするように構成しても良いし、別の部材を用いてカットしても良い。また、光学系に直接印刷、塗装、シールなどを接着することによりカットするようにしてもかまわない。また、その形状は円形、楕円形、矩形、多角形、関数曲線で囲まれる範囲等、いかなる形状でもかまわない。また有害光束をカットするだけでなく画面周辺のコマフレア等の光束をカットできるようにしても良い。
【０１１１】
また、各レンズには反射防止コートを行い、ゴースト、フレアを軽減するようにしても良い。マルチコートであれば効果的にゴースト、フレアを軽減できるので望ましい。またＩＲカットコートをレンズ面、カバーガラス等に行ってもかまわない。
【０１１２】
また、ピント調節を行うためにフォーカシングを行えるようにしても良い。その場合、レンズ系全体を繰り出してフォーカシングを行っても良いし、一部のレンズを繰り出し、もしくは繰り込みをしてフォーカシングするようにしても良い。
【０１１３】
また、画像周辺部の明るさ低下をＣＣＤのマイクロレンズをシフトすることにより軽減しても良い。例えば、各像高における光線の入射角に合わせてＣＣＤのマイクロレンズの設計を変えても良い。また、画像処理により画像周辺部の低下量を補正しても良い。
【０１１４】
また、各単レンズや各接合レンズの空気接触面にプラスチック層を形成しても良い。その場合、プラスチック層の空気接触面を非球面とすると、光学性能がより良好となる。なお、本発明において、このようなプラスチック層を持たせたレンズは、プラスチック層の厚さが有効径内において１ｍｍ以内（ただし、厚さはプラスチック層を設けたレンズ面の面法線方向での厚さ）である場合、プラスチック層とそのプラスチック層を設けたレンズとが１枚のレンズを構成するものとする。
【０１１５】
なお、正屈折力のレンズ群の有するパワーは、強いほど広角化に有利となる。そこで、正レンズ群に光軸と平行な光束を入射させた場合に、その光束により形成される焦点が正レンズ群の内部に位置するほどの強いパワーを正レンズ群に持たせるようにしても良い。
【０１１６】
以上のような本発明の結像光学系を用いた撮像装置の例として、車載のステレオ撮像装置の例を説明する。
【０１１７】
図９は、上記いずれかの実施例に係る結像光学系を用いたステレオ撮像装置を含む、ステレオ撮像システムの構成を示す図である。なお、このステレオ撮像システムは、車両に搭載された例として説明する。
【０１１８】
このステレオ撮像システムは、距離画像入力装置１００と、制御装置１０４、物体認識装置１０５、警告装置１０６、運転装置１０７、表示装置１０８、車速センサー１０９、測距レーダ１１０、照度センサー１１１、外部カメラ１１２、ＧＰＳ（全地球測位システム）１１３、ＶＩＣＳ（渋滞情報取得装置）１１４、及び、外部通信装置１１５により構成されている。
【０１１９】
ここで、上記距離画像入力装置１００は、被写体４００を撮影する２つの撮像素子１０２Ｒ、１０２Ｌとこの撮像素子１０２Ｒ、１０２Ｌの前方にそれぞれ対応して取り付けられる結像光学系１０１Ｒ、１０１Ｌとを備えたステレオ撮像装置１１６と、被写体４００の距離画像２０５を計測する距離画像処理装置１０３と、から構成される。なお、それぞれの結像光学系１０１Ｒ、１０１Ｌは、撮像範囲における重複範囲以外に撮影範囲をより広くするため、互いに光軸が非平行とされている。ここでは、互いに外側に光軸が向けられる関係となっている。
【０１２０】
ステレオ撮像装置１１６は、一般のビデオカメラ、デジタルスティルカメラ等と同様に、撮影絞り調整装置（図示せず）と、撮影フォーカス調整装置（図示せず）と、撮影シャッタ速度調整装置（図示せず）と、感度調整装置（図示せず）とを適宜備えている。
【０１２１】
また、それぞれの撮像光学系１０１Ｒ、１０１Ｌは、撮像素子１０２Ｒ、１０２Ｌの前方のフィルター１０４Ｒ、１０４Ｌの前に取り付けられ、撮像光学系１０１Ｒ、１０１Ｌから入射した異なる視点からの被写体４００の像をそれぞれフィルター１０４Ｒ、１０４Ｌを介してそれぞれの撮像素子１０２Ｒ、１０２Ｌに結像することができるようになっている。
【０１２２】
このようにしてステレオ撮像装置１１６で撮影された、すなわち、撮像素子１０２Ｒ、１０２Ｌで捕らえたステレオ画像２０１は、図９に示すように、距離画像処理装置１０３に供給される。そして、この距離画像処理装置１０３により処理されて三次元距離画像２０５となり、制御装置１０４及び物体認識装置１０５に出力される。
【０１２３】
なお、「距離画像」という用語は、本明細書では、被写体画像のピクセルに距離情報を有する画像を意味している。
【０１２４】
なお、図９中の符号２１２は露出制御装置をさしており、この露出制御装置２１２は、ステレオ撮像装置１１６が備える上記撮影絞り調整装置、撮影フォーカス調整装置、撮影シャッタ、速度調整装置、及び、感度調整装置（何れも図示せず）に接続されている。また、この露出制御装置２１２は、制御装置１０４に接続されており、この制御装置１０４で、撮像素子１０２からの輝度情報により算出された露出値に応じて撮像装置１１６を制御する。
【０１２５】
また、距離画像処理装置１０３には、上述したように、撮像素子１０２Ｒ、１０２Ｌで撮像されたステレオ画像２０１が入力される。このステレオ画像２０１は、フレームメモリ２１３に入力され、デジタル画像２０２となる。このフレームメモリ２１３の出力は、レクティフィケーション装置２１４に入力される。このレクティフィケーション装置２１４は、距離算出装置２１５に、左画像２０３及び右画像２０４を出力する。距離算出装置２１５は、距離画像出力２１６を通して物体認識装置１０５に、三次元距離画像２０５を出力する。また、制御装置１０４に対しても、二次元画像（ステレオ画像２０１）、距離画像２０５等も出力する。
【０１２６】
なお、距離画像処理装置１０３には、キャリブレーション装置２１７が別途存在し、レクティフィケーション装置２１４に対してはレクティフィケーションパラメータを、距離算出装置２１５に対しては距離算出用パラメータを、物体認識装置１０５に対しては、物体認識用パラメータを出力する。物体認識装置１０５は、入力された三次元距離画像２０５を利用して、その中にある物体あるいは物体領域を認識し、その結果である物体データ（図示せず）を出力する。
【０１２７】
なお、距離画像処理装置１０３内の各装置は、計算機上のソフトウェアで実現してもよい。
【０１２８】
制御装置１０４は、画像情報と車両情報を統括する役割を持っており、例えば、距離画像処理装置１０３で処理された結果を表示装置１０８に表示したり、距離画像処理装置１０３で得られた距離情報と車速センサー１０９等の情報とを分析して、警告装置１０６に警告を発生させたり、運転装置１０７を制御して運転者に安全運転を促すことができるようになっている。なお、警告装置１０６は、音声装置や振動装置等からなり、例えば、音声装置はスピーカ等からの音声、振動装置は運転席シートの振動により運転者に警告を発するものである。
【０１２９】
このように、このステレオ撮像装置を用いたシステムによると、本発明に直接関係しないためその詳細説明は省略するが、本実施例に係るステレオ撮像装置１１６及び距離画像入力装置１００から得られた画像情報と各種センサー等から得られた車両情報とを統合することができ、表示装置１０８による画像情報の表示、警告装置１０６による警告、運転装置１０７の制御等により、運転者に安全走行を促すことができる。
【０１３０】
例えば、前方の被写体に近づきすぎたときに注意を促す表示、警告、さらには運転装置１０７（例えばブレーキ）の制御を行うことができる。または、道路の分離帯を読み取って自動で運転を制御する等に用いることができる。さらに、車外を観察し、前方や後方の走行車両、障害物、白線検知等に用いる他、車内の運転者、搭乗者の顔の位置、向きを検出し、脇見運転や居眠りの検知、エアバック点火時に、大人か子供かや顔の位置方向を判断し、安全にエアバッグを作動させるセンサーとして利用することも可能である。
【０１３１】
なお、本発明による結像光学系や、それを用いた撮像装置は、車載のステレオ撮像システムの他に、ロボット、鉄道、飛行機、船舶、監視カメラ、遠隔会議システム用カメラ等にも応用ができるものである。
【０１３２】
以上の本発明の結像光学系は、特許請求の範囲の記載の他に、例えば次のように構成することができる。
【０１３３】
（１）  前記第３レンズが両凹負レンズであり、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
２≦｜ｒ３ｆ／ｆ｜≦１００                                      （３）
ただし、
ｒ３ｆ：第３レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｆ    ：結像光学系全系の焦点距離
である。
【０１３４】
（２）  以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
１≦ｆ５６／ｆ≦５０                                            （４）
ただし、
ｆ５６：第５レンズと第６レンズとの合成焦点距離
ｆ    ：結像光学系全系の焦点距離
である。
【０１３５】
（３）  以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
０．３≦ｆ１／ｆ２≦１．７                                      （５）
ただし、
ｆ１  ：第１レンズの焦点距離
ｆ２  ：第２レンズの焦点距離
である。
【０１３６】
（４）  以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
−５≦ｆ３／Ｉｈ≦−１                                          （６）
ただし、
ｆ３  ：第３レンズの焦点距離
Ｉｈ  ：最大像高
である。
【０１３７】
（５）  以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
−０．７≦ｆＮ／ｆ４≦−０．１                                  （７）
ただし、
ｆＮ  ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
ｆ４  ：第４レンズの焦点距離
である。
【０１３８】
（６）  以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
−０．５≦ｆ／ｒ５ｆ≦１                                        （８）
ただし、
ｆ    ：結像光学系全系の焦点距離
ｒ５ｆ：第５レンズの物体側の面の近軸曲率半径
【０１３９】
（７）  以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
３≦ｆ７／Ｉｈ≦１５                                            （９）
ただし、
ｆ７  ：第７レンズの焦点距離
Ｉｈ  ：最大像高
である。
【０１４０】
（８）  前記第４レンズと前記第５レンズとの間に明るさ絞りを配置したことを特徴とする請求項１、２又は４のいずれか１項に記載の結像光学系。
【０１４１】
（９）  前記第５レンズと前記第６レンズとが接合しており、前記第５レンズと前記第６レンズの間の接合面が負屈折力を有していて、前記第５レンズのアッベ数が前記第６レンズのアッベ数よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
【０１４２】
（１０）  レンズ成分が、光軸付近で入射側の面と射出側の面のみが空気と接触し、その間に空間を持たないレンズ、即ち単レンズまたは接合レンズであると定義したとき、物体側から順に、第１レンズ、空間、第２レンズ、空間、第３レンズ、空間、第４レンズ、空間、第５レンズと第６レンズとの接合レンズ、空間、第７レンズの６つのレンズ成分、又は、物体側から順に、第１レンズ、空間、第２レンズ、空間、第３レンズと第４レンズとの接合レンズ、空間、第５レンズと第６レンズとの接合レンズ、空間、第７レンズの６つのレンズ成分からなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
【０１４３】
（１１）  前記第３レンズが両凹負レンズであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
【０１４４】
（１２）  前記第５レンズと前記第６レンズとの合成焦点距離が正であることを特徴とする請求項１、３又は４のいずれか１項に記載の結像光学系。
【０１４５】
（１３）  前記結像光学系の最大半画角が、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
８０°≦ω≦１０５°                                            （１０）
ただし、
ω    ：結像光学系の最大半画角
である。
【０１４６】
（１４）    前記第４レンズと前記第５レンズとの間に明るさ絞りを配し、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１、２又は４のいずれか１項に記載の結像光学系。
０．３≦ｄ４Ｓ／Ｉｈ≦２．５                                    （１）
ただし、
ｄ４Ｓ：第４レンズの像側の面から明るさ絞りまでの軸上間隔
Ｉｈ  ：最大像高
である。
【０１４７】
（１５）  以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の結像光学系。
−０．７≦ｆＮ／ｆＰ≦−０．０５                                （２）
ただし、
ｆＮ  ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
ｆＰ  ：正屈折力のレンズ群の合成焦点距離
である。
【０１４８】
（１６）  前記第３レンズと前記第４レンズとが接合されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
【０１４９】
（１７）  前記７枚のレンズのみで構成されていることを特徴とする（１）乃至（１６）のいずれか１項に記載の結像光学系。
【０１５０】
（１８）  前記第１レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、
前記第２レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、
前記第３レンズは、物体側の面の近軸曲率半径絶対値よりも像側の面の近軸曲率半径絶対値が小さい負レンズであり、
前記第４レンズは、両凸正レンズであり、
前記第５レンズは、物体側の面の近軸曲率半径絶対値よりも像側の面の近軸曲率半径絶対値が小さい負レンズであり、
前記第６レンズは、第５レンズに接合された両凸正レンズであり、
前記第７レンズは、物体側の面が凸面の正レンズであり、
前記第４レンズと前記第５レンズとの間に明るさ絞りを有することを特徴とする請求項１乃至６、（１）乃至（１７）のいずれか１項に記載の結像光学系。
【０１５１】
（１９）  物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズ、負レンズである第３レンズ、正レンズである第４レンズ、負レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズ、正レンズである第７レンズを有し、前記第３レンズと前記第４レンズとが接合されていることを特徴とする請求項１乃至６、（１）乃至（１８）のいずれか１項に記載の結像光学系。
【０１５２】
請求項１乃至４、（１）乃至（１９）のいずれか１項に記載の結像光学系と、
前記結像光学系の像側に受光面が配置され、且つ、前記結像光学系により該受光面上に形成された光学像を電気信号に変換する電子撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】本発明の実施例１にかかる結像光学系の構成を示す図である。
【図２】本発明の実施例１にかかる結像光学系の収差曲線図である。
【図３】本発明の実施例２にかかる結像光学系の構成を示す図である。
【図４】本発明の実施例２にかかる結像光学系の収差曲線図である。
【図５】本発明の実施例３にかかる結像光学系の構成を示す図である。
【図６】本発明の実施例３にかかる結像光学系の収差曲線図である。
【図７】本発明の実施例４にかかる結像光学系の構成を示す図である。
【図８】本発明の実施例４にかかるズームレンズの収差曲線図である。
【図９】本発明に係る結像光学系を用いたステレオ撮像装置を含む、ステレオ撮像システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１５４】
ＬＰＦ          ローパスフィルター
ＣＧ            カバーガラス
Ｌｃ            光軸
１００          距離画像入力装置
１０１Ｒ、１０１Ｌ      結像光学系
１０２Ｒ、１０２Ｌ      撮像素子
１０４          制御装置
１０４Ｒ、１０４Ｌ      フィルター
１０５          物体認識装置
１０６          警告装置
１０７          運転装置
１０８          表示装置
１０９          車速センサー
１１０          測距レーダ
１１１          照度センサー
１１２          外部カメラ
１１３          ＧＰＳ
１１４          ＶＩＣＳ
１１５          外部通信装置
１１６          ステレオ撮像装置
２０１          ステレオ画像
２０３          左画像
２０４          右画像
２０５          距離画像
２１２          露出制御装置
２１３          フレームメモリ
２１４          レクティフィケーション装置
２１５          距離算出装置
２１６          距離画像出力
２１７          キャリブレーション装置
４００          被写体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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