(57)【要約】【課題】広い画角を確保しながら、収差性能に優れた撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供する。【解決手段】撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の第１レンズＬ１と、負の第２レンズＬ２と、正の第３レンズＬ３と、正の第４レンズＬ４と、負の第５レンズＬ５と、正の第６レンズＬ６とからなる６枚のレンズのみを屈折力を有するレンズとして備える。全系の焦点距離を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１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離をｆ１２としたとき、−０．９５＜ｆ／ｆ１２＜−０．６５、１．４＜ｆ１／ｆ２＜２．１で表される条件式を満足する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズとからなる６枚のレンズのみを屈折力を有するレンズとして備え、
全系の焦点距離をｆ、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第２レンズの焦点距離をｆ２、前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２としたとき、
−０．９５＜ｆ／ｆ１２＜−０．６５    （１）
１．４＜ｆ１／ｆ２＜２．１    （２）
で表される条件式（１）および（２）を満足することを特徴とする撮像レンズ。
【請求項２】
−０．４５＜ｆ／ｆ２＜−０．３５    （３）
で表される条件式（３）を満足する請求項１記載の撮像レンズ。
【請求項３】
前記６枚のレンズの中で焦点距離の絶対値が最も小さいレンズの焦点距離をｆｍｉｎとしたとき、
０．４＜｜ｆ／ｆｍｉｎ｜＜０．７    （４）
で表される条件式（４）を満足する請求項１または２記載の撮像レンズ。
【請求項４】
−０．９＜ｆ／ｆ１２＜−０．７    （１−１）
で表される条件式（１−１）を満足する請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項５】
１．５５＜ｆ１／ｆ２≦１．９    （２−１）
で表される条件式（２−１）を満足する請求項１から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項６】
最大全画角を２ωとし、該２ωの単位を度としたとき、
１８０＜２ω＜２３０    （５）
で表される条件式（５）を満足する請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項記載の撮像レンズを備えた撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関し、特にサラウンドセンシング用途に好適な撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、車にカメラを搭載し、ドライバーの側方および／または後方等の死角領域の確認補助に用いたり、車両周辺の車、歩行者、および／または障害物等の画像認識に用いたりするようになってきている。このような車両周辺を撮影する車載カメラに使用可能な撮像レンズとしては、例えば下記特許文献１に記載された６枚構成のレンズ系が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開ＷＯ２０１３／０４６５６５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、自動車の近傍の周囲環境のセンシング、いわゆるサラウンドセンシングを可能にする車載カメラの需要が増加している。特許文献１の撮像レンズは、最大全画角が２００度程度あり、サラウンドセンシングに適したレンズ系であると言える。しかしながら、特許文献１の撮像レンズは、センシング能力の向上が求められる場合、例えば画像から走行する自転車や自動車を背景から弁別する能力の向上が求められる場合には、更なる諸収差の改善が望まれる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、広い画角を確保しながら、収差性能に優れた撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、正の屈折力を有する第４レンズと、負の屈折力を有する第５レンズと、正の屈折力を有する第６レンズとからなる６枚のレンズのみを屈折力を有するレンズとして備え、全系の焦点距離をｆ、第１レンズの焦点距離をｆ１、第２レンズの焦点距離をｆ２、第１レンズと第２レンズの合成焦点距離をｆ１２としたとき、
−０．９５＜ｆ／ｆ１２＜−０．６５    （１）
１．４＜ｆ１／ｆ２＜２．１    （２）
で表される条件式（１）および（２）を満足することを特徴とする。
【０００７】
本発明の撮像レンズにおいては、下記条件式（１−１）、（２−１）、（３）〜（５）の少なくとも１つ、または任意の組合せを満足することが好ましい。
−０．９＜ｆ／ｆ１２＜−０．７    （１−１）
１．５５＜ｆ１／ｆ２≦１．９    （２−１）
−０．４５＜ｆ／ｆ２＜−０．３５    （３）
０．４＜｜ｆ／ｆｍｉｎ｜＜０．７    （４）
１８０＜２ω＜２３０    （５）
ただし、
ｆ：全系の焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
ｆ２：第２レンズの焦点距離
ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆｍｉｎ：上記６枚のレンズの中で焦点距離の絶対値が最も小さいレンズの焦点距離
２ω：単位を度としたときの最大全画角
である。
【０００８】
本発明の撮像装置は、本発明の撮像レンズを備えたものである。
【０００９】
なお、上記のレンズの屈折力の符号およびレンズの面形状は、非球面が含まれているものは近軸領域で考えることとする。また、上記条件式は全て、ｄ線（波長５８７．５６ｎｍ（ナノメートル））を基準とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、物体側から順に負負正正負正のパワー配列の６枚構成のレンズ系において、最も物体側のレンズの面形状と好適に設定し、所定の条件式を満足することにより、広い画角を確保しながら、収差性能に優れた撮像レンズ、およびこの撮像レンズを備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図２】本発明の実施例２の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図３】本発明の実施例３の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例４の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図５】本発明の実施例５の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図６】本発明の実施例６の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図７】本発明の実施例７の撮像レンズの構成と光路を示す断面図である。
【図８】本発明の実施例１の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。
【図９】本発明の実施例２の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。
【図１０】本発明の実施例３の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。
【図１１】本発明の実施例４の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。
【図１２】本発明の実施例５の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。
【図１３】本発明の実施例６の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。
【図１４】本発明の実施例７の撮像レンズの各収差図であり、左から順に、球面収差図、非点収差図、歪曲収差図、および倍率色収差図である。
【図１５】本発明の一実施形態に係る撮像装置の適用例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明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に本発明の一実施形態に係る撮像レンズの構成と光路の断面図を示す。図１に示す構成例は後述する本発明の実施例１に係る撮像レンズに対応している。図１では、左側が物体側、右側が像側であり、光路は軸上光束２、最大画角の軸外光束３について示しており、また、最大全画角の半値（最大半画角）ωも図示している。
【００１３】
この撮像レンズは、光軸Ｚに沿って物体側から像側へ向かって順に、物体側に凸面を向けた負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、正の屈折力を有する第４レンズＬ４と、負の屈折力を有する第５レンズＬ５と、正の屈折力を有する第６レンズＬ６とからなる６枚のレンズのみを屈折力を有するレンズとして備える。
【００１４】
なお、図１の例ではレンズ系と像面Ｓｉｍとの間に２枚の平行平板状の光学部材ＰＰ１、ＰＰ２が配置されている。光学部材ＰＰ１、ＰＰ２は、各種フィルタおよびカバーガラス等を想定したものである。本発明においては、光学部材ＰＰ１および／または光学部材ＰＰ２を図１の例とは異なる位置に配置してもよく、また省略した構成も可能である。
【００１５】
また、図１の例では、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の間に開口絞りＳｔが配置されている。図１に示す開口絞りＳｔは必ずしも大きさや形状を表すものではなく、光軸Ｚ上の位置を示すものである。開口絞りＳｔは図１の例とは異なる位置に配置することも可能である。
【００１６】
この撮像レンズでは、第１レンズＬ１の物体側の面を凸面にすることによって、軸外光線の入射角度を小さくでき、収差の発生を抑えることができる。また、第１レンズＬ１および第２レンズＬ２をともに負のレンズとすることによって、レンズ系全体を広角化することが容易となる。正の第３レンズＬ３によって像面湾曲を良好に補正することが可能となる。正の第４レンズＬ４および負の第５レンズＬ５によって軸上色収差および倍率色収差を良好に補正することが可能となる。正の第６レンズＬ６によって軸外光線の主光線が像面Ｓｉｍに入射する角度を小さくすることができ、シェーディングを抑えることができる。
【００１７】
この撮像レンズは、全系の焦点距離をｆとし、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１とし、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２とし、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離をｆ１２としたとき、
−０．９５＜ｆ／ｆ１２＜−０．６５    （１）
１．４＜ｆ１／ｆ２＜２．１    （２）
で表される条件式（１）および（２）を満足するように構成されている。
【００１８】
条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、高次収差の発生を抑制できる。なお、ここでいう高次収差とは５次以上の収差を意味する。この点は以下の説明においても同様である。条件式（１）の上限以上とならないようにすることによって、広角化と長いバックフォーカスの確保が可能となる。条件式（１）に関する効果を高めるためには下記条件式（１−１）を満足することが好ましい。
−０．９＜ｆ／ｆ１２＜−０．７    （１−１）
【００１９】
条件式（２）の下限以下とならないようにすることによって、高次収差の発生を抑制しつつ広角化を達成することができる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることによって、絶対値が大きな負の歪曲収差を抑制することができる。条件式（２）に関する効果を高めるためには下記条件式（２−１）を満足することが好ましい。
１．５５＜ｆ１／ｆ２≦１．９    （２−１）
【００２０】
また、この撮像レンズは、全系の焦点距離をｆとし、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたとき、下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）の下限以下とならないようにすることによって、特に周縁部の光束において高次収差が発生することを抑制できる。条件式（３）の上限以上とならないようにすることによって、広角化に適した屈折力を第２レンズＬ２に持たせることができる。
−０．４５＜ｆ／ｆ２＜−０．３５    （３）
【００２１】
また、この撮像レンズは、全系の焦点距離をｆとし、第１レンズＬ１〜第６レンズＬ６の６枚のレンズの中で焦点距離の絶対値が最も小さいレンズの焦点距離をｆｍｉｎとしたとき、下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）を満足することによって、屈折力を各レンズに適切に配分することができるので、特定のレンズが解像性に極度に影響することを抑制でき、製造公差の緩和および性能のバラツキが小さい製造が可能となる。
０．４＜｜ｆ／ｆｍｉｎ｜＜０．７    （４）
【００２２】
また、この撮像レンズの最大全画角を２ωとし、この２ωの単位を度としたとき、下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）を満足することによって、自動車の近傍の周囲環境をセンシングすることに適した画角を得ることができる。
１８０＜２ω＜２３０    （５）
【００２３】
なお、上述した好ましい構成および可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。本実施形態によれば、自動車のサラウンドセンシングに好適な広い画角を確保しながら、収差性能に優れた撮像レンズを実現することが可能である。なお、ここでいう「広い画角」とは最大全画角が１８０°より大きいことを意味する。
【００２４】
次に、本発明の撮像レンズの数値実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１の撮像レンズのレンズ構成は図１に示したものであり、その図示方法と構成は図１に示す例として上述したとおりであるので、ここでは重複説明を省略する。
【００２５】
実施例１の撮像レンズの基本レンズデータを表１に、非球面係数を表２に示す。表１のＳｉの欄には最も物体側の構成要素の物体側の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するように構成要素の面に面番号を付した場合のｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉの欄にはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉの欄にはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示す。表１のＮｄｊの欄には最も物体側の構成要素を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｊ番目（ｊ＝１、２、３、…）の構成要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））に対する屈折率を示し、νｄｊの欄にはｊ番目の構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。
【００２６】
ここで、曲率半径の符号は、物体側に凸面を向けた面形状のものを正とし、像側に凸面を向けた面形状のものを負としている。表１には開口絞りＳｔおよび光学部材ＰＰ１、ＰＰ２も合わせて示している。表１では、開口絞りＳｔに相当する面の面番号の欄には（Ｓｔ）という語句も記入している。Ｄｉの最下欄の値は表中の最も像側の面と像面Ｓｉｍとの間隔である。表１の枠外上部には、全系の焦点距離ｆ、ＦナンバーＦＮｏ．、最大全画角２ωをｄ線基準で示す。
【００２７】
表１では、非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。表２に、実施例１の各非球面の非球面係数を示す。表２の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０±ｎ」を意味する。非球面係数は、下式で表される非球面式における各係数ＫＡ、Ａｍ（ｍ＝３、４、５、…、２０）の値である。
【００２８】
【数１】
2018116076.tif 000003
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
【００２９】
各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍ（ミリメートル）を用いているが、光学系は比例拡大または比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。
【００３０】
【表１】
2018116076.tif 000004
【００３１】
【表２】
2018116076.tif 000005
【００３２】
図８に実施例１の撮像レンズの無限遠物体に合焦した状態での各収差図を示す。図８では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。球面収差図では、ｄ線（波長５８７．６ｎｍ（ナノメートル））、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ（ナノメートル））、およびＦ線（波長４８６．１ｎｍ（ナノメートル））における収差をそれぞれ黒の実線、長破線、および短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、およびＦ線における収差をそれぞれ長破線、および短破線で示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦナンバーを意味し、その他の収差図のωは半画角を意味する。
【００３３】
上記の実施例１の説明で述べた各データの記号、意味、および記載方法は、特に断りがない限り以下の実施例のものについても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
【００３４】
［実施例２］
実施例２の撮像レンズのレンズ構成と光路を図２に示す。実施例２の撮像レンズの基本レンズデータを表３に、非球面係数を表４に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図９に示す。
【００３５】
【表３】
2018116076.tif 000006
【００３６】
【表４】
2018116076.tif 000007
【００３７】
［実施例３］
実施例３の撮像レンズのレンズ構成と光路を図３に示す。実施例３の撮像レンズの基本レンズデータを表５に、非球面係数を表６に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１０に示す。
【００３８】
【表５】
2018116076.tif 000008
【００３９】
【表６】
2018116076.tif 000009
【００４０】
［実施例４］
実施例４の撮像レンズのレンズ構成と光路を図４に示す。実施例４の撮像レンズの基本レンズデータを表７に、非球面係数を表８に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１１に示す。
【００４１】
【表７】
2018116076.tif 000010
【００４２】
【表８】
2018116076.tif 000011
【００４３】
［実施例５］
実施例５の撮像レンズのレンズ構成と光路を図５に示す。実施例５の撮像レンズの基本レンズデータを表９に、非球面係数を表１０に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１２に示す。
【００４４】
【表９】
2018116076.tif 000012
【００４５】
【表１０】
2018116076.tif 000013
【００４６】
［実施例６］
実施例６の撮像レンズのレンズ構成と光路を図６に示す。実施例６の撮像レンズの基本レンズデータを表１１に、非球面係数を表１２に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１３に示す。
【００４７】
【表１１】
2018116076.tif 000014
【００４８】
【表１２】
2018116076.tif 000015
【００４９】
［実施例７］
実施例７の撮像レンズのレンズ構成と光路を図７に示す。実施例７の撮像レンズの基本レンズデータを表１３に、非球面係数を表１４に、無限遠物体に合焦した状態での各収差図を図１４に示す。
【００５０】
【表１３】
2018116076.tif 000016
【００５１】
【表１４】
2018116076.tif 000017
【００５２】
表１５に実施例１〜７の撮像レンズの条件式（１）〜（５）の対応値を示す。表１５に示す値はｄ線を基準とするものである。
【００５３】
【表１５】
2018116076.tif 000018
【００５４】
以上のデータからわかるように、実施例１〜７の撮像レンズは、最大全画角が１９０°〜２１０°の範囲にあり広い画角を有し、諸収差が良好に補正されて高性能な撮像レンズであることがわかる。
【００５５】
次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。ここでは、本発明の撮像装置の一実施形態として車載カメラに適用した場合の例について説明する。図１５に自動車に車載カメラを搭載した様子を示す。ただし、図１５に示す例は一例であり、本発明を適用する際の車載カメラの設置位置や数量は、画角および撮影範囲等に応じて適宜設定することが好ましい。
【００５６】
図１５において、自動車１００は、車外カメラ１０１、１０２、１０３と、車内カメラ１０４、１０５とを車載カメラとして備えている。車外カメラ１０１は、助手席側の側面の主に前方の死角範囲を撮影するためのカメラである。車外カメラ１０２は、自動車１００の後側の死角範囲を撮影するためのカメラである。車外カメラ１０３は、サイドミラーに設置され、助手席側の側面の前方から後方にわたる範囲を撮影するためのカメラである。車内カメラ１０４は、ルームミラーの背面に取り付けられ、ドライバーと同じ視野範囲を撮影するためのカメラである。車内カメラ１０５は、車内天井の後方に設置され、後続車両に遮られて車外カメラ１０２では撮影できない範囲、および／または自動車１００自身の車体に遮られて車外カメラ１０３では撮影できない範囲を主に撮影するためのカメラである。なお、図１５では、車外カメラ１０３は自動車１００のサイドミラーに設置された例を示しているが、サイドミラーではなく車外に設けられたステー等の支持部材に車外カメラ１０３を設置するようにしてもよい。
【００５７】
上記５つのカメラはいずれも、本発明の実施の形態による撮像レンズと、この撮像レンズにより形成される光学像を電気信号に変換する撮像素子とを備えている。そのため、これらのカメラは広角でかつ高画質の画像を取得することができる。
【００５８】
以上、実施形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、および非球面係数は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得るものである。
【００５９】
また、本発明の実施形態にかかる撮像装置についても、車載カメラに限定されず、携帯端末用カメラ、監視カメラ、またはデジタルカメラとする等、種々の態様とすることができる。
【符号の説明】
【００６０】
２    軸上光束
３    軸外光束
１００    自動車
１０１、１０２、１０３    車外カメラ
１０４、１０５    車内カメラ
Ｌ１    第１レンズ
Ｌ２    第２レンズ
Ｌ３    第３レンズ
Ｌ４    第４レンズ
Ｌ５    第５レンズ
Ｌ６    第６レンズ
ＰＰ１、ＰＰ２    光学部材
Ｓｉｍ    像面
Ｓｔ    開口絞り
Ｚ    光軸
ω    最大全画角の半値
【図１】
2018116076.tif 000019
【図２】
2018116076.tif 000020
【図３】
2018116076.tif 000021
【図４】
2018116076.tif 000022
【図５】
2018116076.tif 000023
【図６】
2018116076.tif 000024
【図７】
2018116076.tif 000025
【図８】
2018116076.tif 000026
【図９】
2018116076.tif 000027
【図１０】
2018116076.tif 000028
【図１１】
2018116076.tif 000029
【図１２】
2018116076.tif 000030
【図１３】
2018116076.tif 000031
【図１４】
2018116076.tif 000032
【図１５】
2018116076.tif 000033