撮像レンズおよび撮像装置
【課題】撮像レンズにおいて、可視域から近赤外域までの広い波長域で良好な光学性能を保持しながら、長いバックフォーカスと小さなＦ値を有し、小型で安価に構成する。
【解決手段】最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズＬ１と、最も像側に配置されて最も物体側の面が凸面である接合レンズＬＣと、該接合レンズの物体側の直前に配置された絞りとを備え、下記条件式を満足する。
０．０５＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２５ … （１）
νｄ１−νｄ２＞１５ … （２）
ただし、
Ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
νｄ１：前記接合レンズを構成するレンズのうち最も物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：前記接合レンズを構成するレンズのうち最も像側のレンズのｄ線に対するアッベ数
【解決手段】最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズＬ１と、最も像側に配置されて最も物体側の面が凸面である接合レンズＬＣと、該接合レンズの物体側の直前に配置された絞りとを備え、下記条件式を満足する。
０．０５＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２５ … （１）
νｄ１−νｄ２＞１５ … （２）
ただし、
Ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
νｄ１：前記接合レンズを構成するレンズのうち最も物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：前記接合レンズを構成するレンズのうち最も像側のレンズのｄ線に対するアッベ数
【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、より詳しくは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を用いた車載用カメラ、携帯端末用カメラ、監視カメラ等に使用されるのに好適な撮像レンズ、および該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】
ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子は近年非常に小型化及び高画素化が進んでいる。それとともに、これら撮像素子を備えた撮像機器本体も小型化が進み、それに搭載される撮像レンズにも小型化、軽量化が求められている。
【０００３】
一方、車載用カメラや監視カメラなどでは、寒冷地の外気から熱帯地方の夏の車内まで高い耐候性を持ちながら広い温度範囲で使用可能な、安価で高性能のレンズが求められている。
【０００４】
特許文献１には、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第１レンズと、正の第２レンズと、負の第３レンズと、絞りと、負の第４レンズおよび正の第５レンズの接合レンズとが配列されてなる中望遠レンズが記載されている。また、特許文献２には、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の３枚のレンズからなる第１レンズ群と、メニスカス形状の負のレンズからなる第２レンズ群と、絞りと、負のレンズおよび正のレンズの接合レンズからなる第３レンズ群と、１枚以上の正のレンズからなる第４レンズ群とが配列されてなる中望遠レンズが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２７１６１０号公報
【特許文献２】特開平５−２２４１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車載用カメラや監視カメラは昼夜を通して使用されるものであり、特に、車載用カメラは、昼間は可視光、夜間は近赤外光による撮影を行うため、可視域から近赤外域までの広い波長域に対応した光学系が必要となる。また、低照度での撮影に対応するため、大口径比で明るい光学系が必要となる。さらに、レンズ系と撮像素子との間にカバーガラスやフィルタ等を配置することを考えると、バックフォーカスが長い光学系が好ましい。
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２に記載の中望遠レンズは、可視域の収差補正は考慮されているものの、近赤外域の性能は保証されていない。また、特許文献１に記載のものは、Ｆ値が４程度の暗い光学系となっており、夜間での使用に不向きである。特許文献２に記載のものは、レンズ枚数が７〜８枚と多いことから光学系が大型になり高コストになる上に、非球面レンズを使用しているため加工・組立時の要求精度が厳しくなり結局コストアップにつながる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、可視域から近赤外域までの広い波長域で良好な光学性能を保持しながら、長いバックフォーカスと小さなＦ値を有し、小型で安価な撮像レンズ、および該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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の撮像レンズは、最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズと、最も像側に配置されて最も物体側の面が凸面である接合レンズと、該接合レンズの物体側の直前に配置された絞りとを備え、下記条件式を満足することを特徴とするものである。
０．０５＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２５ … （１）
νｄ１−νｄ２＞１５ … （２）
ただし、
Ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
νｄ１：最も像側の接合レンズを構成するレンズのうち最も物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：最も像側の接合レンズを構成するレンズのうち最も像側のレンズのｄ線に対するアッベ数
【０００９】
なおここで、「接合レンズの物体側の直前に配置された絞り」の「直前」とは、距離的なものを意味するのではなく、接合レンズと絞りとの間に、別の光学要素が入らないという意味である。
【００１０】
なおここで、第１レンズが非球面レンズのときは、条件式（１）のＲ１，Ｒ２として近軸の曲率半径を用いるものとする。
【００１１】
本発明の第１の撮像レンズにおいては、最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けた負メニスカスの第１レンズにより、バックフォーカスが長く、Ｆ値が小さな明るい光学系を得やすくなる。条件式（１）を満たすように第１レンズの負のパワーを規定することにより、長いバックフォーカスと諸収差の良好な補正を両立させやすくなる。また、本発明の第1の撮像レンズにおいては、最も像側に接合レンズを配置し、条件式（２）を満たすようにこの接合レンズの材質の分散特性を規定することにより、コマ収差、非点収差の抑制と広い波長域での倍率色収差の良好な補正を両立させやすくなる。そして、上記構成を採用することにより、必ずしも非球面レンズを用いなくても小型で高性能の光学系を得ることが可能になる。
【００１２】
この際に、本発明の第１の撮像レンズにおいて、最も像側の接合レンズを構成するレンズが全て正のレンズであるように構成することができる。
【００１３】
本発明の第２の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズと、物体側に凸面を向けた正の第２レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第３レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第４レンズと、絞りと、物体側に凸面を向けた正の第５レンズおよび正の第６レンズからなる接合レンズとを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第２の撮像レンズにおいては、最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けた負メニスカスの第１レンズにより、バックフォーカスが長く、Ｆ値が小さな明るい光学系を得やすくなる。また、本発明の第２の撮像レンズにおいては、最も像側に接合レンズを配置し、第１〜第６レンズの各レンズの形状、パワー等の構成を上記のように好適に設定することにより、コマ収差、非点収差の抑制と広い波長域での倍率色収差の良好な補正を両立させやすくなり、必ずしも非球面レンズを用いなくても小型で高性能の光学系を得ることが可能になる。
【００１５】
ここで、本発明の第１および第２の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。
０．１０＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２０ … （１−１）
ただし、
Ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
【００１６】
また、本発明の第１および第２の撮像レンズにおいては、最も像側の接合レンズにおいて、各面の曲率半径の絶対値が、物体側から像側に向かうに従い大きくなるように構成してもよい。
【００１７】
また、本発明の第１および第２の撮像レンズにおいては、全系の全てのレンズのｄ線に対する屈折率が１．７５より大きいことが好ましく、さらには全系の全てのレンズのｄ線に対する屈折率が１．８より大きいことがより好ましい。
【００１８】
また、本発明の第１および第２の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。
νｄ１−νｄ２＞２０ … （２−１）
ただし、
νｄ１：最も像側の接合レンズを構成するレンズのうち最も物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：最も像側の接合レンズを構成するレンズのうち最も像側のレンズのｄ線に対するアッベ数
【００１９】
なお、上記条件式の各値は、ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）を基準波長としたものであり、本明細書においては特に断りのない限り、ｅ線を基準波長とする。
【００２０】
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の撮像レンズと、該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たことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、各レンズの形状、パワー等の構成が好適に設定されているため、可視域から近赤外域までの広い波長域で良好な光学性能を保持しながら、長いバックフォーカスと小さなＦ値を有し、小型で安価な撮像レンズ、および該撮像レンズを備えた撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。まず、本発明の撮像レンズの実施形態について説明し、その後で撮像装置の実施形態について説明する。
【００２３】
図１に本発明の一実施形態にかかる撮像レンズ１のレンズ断面図を示す。図１には、軸上光線の最外周光線２、軸外光線の主光線３、軸外光線の最外周光線４も合わせて示してある。なお、この図１に示す構成例は、図２に示す後述の実施例１のレンズ構成に対応している。また、図３〜図７には、本発明の実施形態にかかる撮像レンズの別の構成例のレンズ断面図を示しており、これらは後述の実施例２〜６のレンズ構成に対応している。実施例１〜６の撮像レンズは、基本的なレンズ構成は同じであるため、以下では本発明の実施形態にかかる撮像レンズとして、図１に示す構成例の撮像レンズ１を例にとり説明する。
【００２４】
撮像レンズ１は、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正の第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第４レンズＬ４と、開口絞りＳｔと、物体側に凸面を向けた正の第５レンズＬ５および正の第６レンズＬ６からなる接合レンズＬＣとが配列されてなる。
【００２５】
なお、図１における開口絞りＳｔは形状や大きさを表すものではなく光軸Ｚ上の位置を示すものである。また、図１では、撮像レンズ１が撮像装置に適用される場合を考慮して、撮像レンズの結像位置Ｐｉｍを含む像面に配置された撮像素子５も図示している。撮像素子５は、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ものであり、例えばＣＣＤイメージセンサ等からなる。
【００２６】
図１では示していないが、撮像レンズ１を撮像装置に適用する際には、撮像レンズ１と撮像素子５との間に、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、カバーガラスや、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、紫外線カットフィルタなどの各種フィルタを配置することが好ましい。例えば、本撮像レンズが、車載カメラに使用され、夜間の視覚補助用の暗視カメラとして使用される場合には、レンズ系と撮像素子との間に紫外光から青色光をカットするようなフィルタを挿入することが好ましい。このようなカバーガラスやフィルタ等を余裕を持って配置し、取付時に調整できるように、撮像レンズ１は長いバックフォーカスを有する光学系となっている。
【００２７】
撮像レンズ１において、最も物体側に配置された第１レンズＬ１は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負のレンズであり、これにより、長いバックフォーカスを確保することが容易になるとともに、Ｆ値が小さな明るい光学系を得ることが容易になる。
【００２８】
撮像レンズ１は、下記条件式（１）を満足することが好ましい。
０．０５＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２５ … （１）
ただし、Ｒ１は第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径であり、Ｒ２は第１レンズＬ１の像側の面の曲率半径である。
【００２９】
条件式（１）は、最も物体側に配置される第１レンズＬ１の負のパワーに関する好適な範囲を規定するものである。条件式（１）の下限を超えると、長いバックフォーカスの確保、軸上色収差の補正、像面湾曲の補正が困難になる。条件式（１）の上限を超えると、像面湾曲、倍率色収差を補正しきれなくなる。
【００３０】
撮像レンズ１は、さらに下記条件式（１−１）を満足することがより好ましい。
０．１０＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２０ … （１−１）
さらに、条件式（１−１）を満足することにより、長いバックフォーカスの確保、軸上色収差の補正、像面湾曲の補正、倍率色収差の補正がより容易になる。
【００３１】
撮像レンズ１において、最も像側の接合レンズＬＣは、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
νｄ１−νｄ２＞１５ … （２）
ただし、νｄ１は最も像側の接合レンズＬＣを構成するレンズのうち最も物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数であり、νｄ２は最も像側の接合レンズＬＣを構成するレンズのうち最も像側のレンズのｄ線に対するアッベ数である。
【００３２】
条件式（２）は、最も像側に配置された接合レンズの材質の分散特性の好適な範囲を規定するものである。条件式（２）を満足することで、コマ収差、非点収差を抑制しつつ倍率色収差を良好に補正することが容易となる。
【００３３】
撮像レンズ１は、さらに下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
νｄ１−νｄ２＞２０ … （２−１）
さらに条件式（２−１）を満足することにより、コマ収差、非点収差を抑制しつつ倍率色収差を良好に補正することがより容易になる。
【００３４】
また、最も像側の接合レンズＬＣにおいて、各面の曲率半径の絶対値が、物体側から像側に向かうに従い大きくなるように構成することが好ましく、図１に示す撮像レンズ１はそのように構成されている。この構成により、長いバックフォーカスを確保するとともに、軸上色収差と倍率の色収差のバランスをとりつつ、像面湾曲を良好に保つことができる。
【００３５】
なお、接合レンズＬＣの最も物体側の面である、第５レンズＬ５の物体側の面が、物体側に凸面を向けるよう構成した場合には、収差補正上有利となる。
【００３６】
図１に示す撮像レンズ１の接合レンズＬＣの接合面は、像側に曲率中心を有する。また、後述の実施例２〜６の撮像レンズにおいても、この接合面は、像側に曲率中心を有する（曲率半径の符号が正）か、あるいは物体側に曲率中心を有する（曲率半径の符号が負）場合は小さな曲率を有するものである。かかる構成によれば、接合面に対する軸外光線の入射角度が大きくなり、効果的に倍率色収差を補正することができる。
【００３７】
また、接合レンズＬＣの接合面の曲率を大きくしなくても、本撮像レンズ１のようにＦ値の小さな光学系では、軸上光線の外周光線と接合面のなす角が大きくなるため、軸上色収差についても効果的に補正することができる。
【００３８】
撮像レンズ１において、接合レンズＬＣは、２つの正のレンズ（第５レンズＬ５、第６レンズＬ６）を接合したものである。本発明の撮像レンズは、このように、最も像側に配置される接合レンズを全て正のレンズで構成することができる。かかる構成によれば、バックフォーカスを長くとりつつ、色収差と像面湾曲を補正するのに有利となる。
【００３９】
このような正のレンズからなる接合レンズＬＣの構成は、ゴースト防止、ゴースト低減の点からも好ましいものである。仮に、最も像側のレンズを負のレンズとした場合、全系の最も像側のレンズ面（以下、最終面という）が曲率の大きな凹面となり、撮像素子５で反射した光が最終面で再度反射して撮像素子５上に再び集光し、強度の強いフレア、つまりゴーストとなる可能性がある。これに対して、本撮像レンズ１では、最も像側のレンズを正のレンズとすることで、最終面を凸面または曲率の小さな凹面とすることができ、撮像素子５で反射して最終面で再度反射したフレア光が撮像素子５上で高密度に集光するのを防止することができる。
【００４０】
撮像レンズ１を構成する第１レンズＬ１〜第６レンズＬ６は、物体側から順に、負、正、正、負、正、正のパワー配置を有しており、負の第１レンズＬ１で長いバックフォーカスを有するように入射光束を拡大した後、正の第２、第３レンズＬ２，Ｌ３で徐々に光束を収束していき、一旦負の第４レンズＬ４で正負の収差のバランスをとった後、正の第５、第６レンズＬ５，Ｌ６により光束を収束して結像させるものである。また、撮像レンズ１は、両凸形状や両凹形状に比べて収差発生量が少ないメニスカスレンズを多用することにより、全体の収差発生量を低減でき、特にコマ収差、非点収差を良好に抑制して、小さなＦ値を確保しながら高い光学性能を実現することができる。
【００４１】
また、隣接して配置される第３レンズＬ３，第４レンズＬ４，第５レンズＬ５をそれぞれ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状、物体側に凸面を向けたメニスカス形状、物体側に凸面を向けた形状とすることで、レンズ間隔を詰めてこれらのレンズを配置することが可能となり、小型化に寄与することができる。
【００４２】
本実施形態にかかる撮像レンズにおいては、全系を構成する全てのレンズのｄ線に対する屈折率が１．７５より大きいことが好ましく、さらにはこれら全てのレンズのｄ線に対する屈折率が１．８より大きいことが好ましい。小型化のためには個々のレンズのパワーが大きい方が好ましいが、パワーを大きくするために面の曲率半径を小さくすると色収差を始めとする諸収差の補正が困難になってしまう。面の曲率半径を小さくすることなく、パワーを大きくするためには、上記のように高い屈折率の材質を採用すればよく、これにより、諸収差を抑制しつつ小型化を図ることができる。
【００４３】
なお、本撮像レンズが例えば車載用カメラ等の厳しい環境において使用される場合には、最も物体側に配置されるレンズは、風雨による表面劣化、直射日光による温度変化に強く、さらには油脂・洗剤等の化学薬品に強い材質、すなわち耐水性、耐候性、耐酸性、耐薬品性等が高い材質を用いることが好ましい。
【００４４】
また、最も物体側に配置されるレンズの材質としては堅く、割れにくい材質を用いることが好ましく、具体的にはガラスもしくは透明なセラミックスを用いることが好ましい。セラミックスは通常のガラスに比べ強度が高く、耐熱性が高いという性質を有する。
【００４５】
また、本撮像レンズが、例えば車載用カメラに適用される場合には、寒冷地の外気から熱帯地方の夏の車内まで広い温度範囲で使用可能なことが要求される。広い温度範囲で使用される場合には、レンズの材質としては線膨張係数の小さいものを用いることが好ましい。また、安価にレンズを製作するためには、全てのレンズが球面レンズであることが好ましい。
【実施例】
【００４６】
次に、本発明にかかる撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。まず、実施例１を例にとり説明する。実施例１にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図２に、レンズデータを表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１のレンズデータにおいて、Ｓｉは最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示し、Ｎｄｊは最も物体側の光学要素を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、…）の光学要素のｄ線に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示す。表１において、曲率半径および面間隔の単位はｍｍであり、曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。なお、表１のレンズデータには開口絞りＳｔも含めて示している。
【００４９】
実施例２〜６にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図３〜図７に、レンズデータを表２〜表６にそれぞれ示す。なお、図２〜図７では、結像位置Ｐｉｍを含む像面に配置された撮像素子５も含めて示しており、図示の開口絞りＳｔは形状や大きさを表すものではなく光軸Ｚ上の位置を示すものである。また、各実施例において、レンズデータの表のＲｉ、Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…）は、レンズ構成図の符号Ｒｉ、Ｄｉと対応している。
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】
【表４】
【００５３】
【表５】
【００５４】
【表６】
【００５５】
実施例１〜６の撮像レンズにおける各種データを表７に示す。表７において、焦点距離は全系の焦点距離であり、ｆ５は第５レンズＬ５の焦点距離であり、ｆ６は第６レンズＬ６の焦点距離であり、（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ２＋Ｒ１）は条件式（１）に対応する値であり、νｄ１−νｄ２は条件式（２）に対応する値であり、Ｎｄｍｉｎは全系のレンズにおけるｄ線の屈折率の最小値である。表７において、焦点距離、バックフォーカス、ｆ５，ｆ６の単位はｍｍであり、全画角の単位は度である。表７からわかるように、実施例１〜６は、条件式（１）、（２）を全て満たしている。
【００５６】
【表７】
【００５７】
上記実施例１〜６にかかる撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差の収差図をそれぞれ図８〜図１３に示す。各収差図には、ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図には、ｇ線（波長４３５．８３ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、ｓ線（波長８５２．１１ｎｍ）についての収差も示す。ディストーションの図は、全系の焦点距離ｆ、半画角θ（変数扱い、０≦θ≦ω）を用いて、理想像高をｆ×ｔａｎθとし、それからのずれ量を示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦ値であり、その他の収差図のωは半画角を示す。
【００５８】
以上のデータからわかるように、上記実施例１〜６は、Ｆ値が１．４０〜１．４６という小さな値でありながら、可視域から近赤外までの広い波長帯域にわたり、各収差が良好に補正されている。また、上記実施例１〜６は、フィルタ等の挿入が容易に可能な長いバックフォーカスを有し、小型に構成されている。さらに、上記実施例１〜６は、非球面を全く用いず全て球面レンズで構成されているため、安価に製造可能である。このような実施例１〜６の撮像レンズは、自動車の前方、側方、後方などの映像を撮影するための車載用カメラなどに好適に使用可能である。
【００５９】
図１４に使用例として、自動車１００に本実施形態の撮像レンズおよび撮像装置を搭載した様子を示す。図１４において、自動車１００は、その助手席側の側面の死角範囲を撮像するための車外カメラ１０１と、自動車１００の後側の死角範囲を撮像するための車外カメラ１０２と、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車内カメラ１０３とを備えている。車外カメラ１０１と車外カメラ１０２と車内カメラ１０３とは、撮像装置であり、本発明の実施形態による撮像レンズ１と、撮像レンズ１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５とを備えている。
【００６０】
上述したように、本発明の実施形態にかかる撮像レンズ１は、可視域から近赤外域までの広い波長域で良好な光学性能を保持しながら、小さなＦ値を有し、小型に構成され、安価に製造可能なため、車外カメラ１０１、１０２および車内カメラ１０３も小型で安価に構成することができ、その撮像素子５の撮像面には可視域から近赤外までの広い波長帯域にわたり明るく良好な像を結像することができる。
【００６１】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の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、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値は、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。
【００６２】
また、撮像装置の実施形態では、本発明を車載用カメラに適用した例について図を示して説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、例えば、携帯端末用カメラや監視カメラ等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる撮像レンズの光路図
【図２】本発明の実施例１にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例２にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例３にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例４にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図６】本発明の実施例５にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図７】本発明の実施例６にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図８】本発明の実施例１にかかる撮像レンズの各収差図
【図９】本発明の実施例２にかかる撮像レンズの各収差図
【図１０】本発明の実施例３にかかる撮像レンズの各収差図
【図１１】本発明の実施例４にかかる撮像レンズの各収差図
【図１２】本発明の実施例５にかかる撮像レンズの各収差図
【図１３】本発明の実施例６にかかる撮像レンズの各収差図
【図１４】本発明の実施形態にかかる車載用の撮像装置の配置を説明するための図
【符号の説明】
【００６４】
１ 撮像レンズ
２ 軸上光線の最外周光線
３ 軸外光線の主光線
４ 軸外光線の最外周光線
５ 撮像素子
１００ 自動車
１０１、１０２ 車外カメラ
１０３ 車内カメラ
Ｄｉ ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔
Ｐｉｍ 結像位置
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
ＬＣ 接合レンズ
Ｒｉ ｉ番目の面の曲率半径
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像レンズおよび撮像装置に関し、より詳しくは、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の撮像素子を用いた車載用カメラ、携帯端末用カメラ、監視カメラ等に使用されるのに好適な撮像レンズ、および該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】
ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子は近年非常に小型化及び高画素化が進んでいる。それとともに、これら撮像素子を備えた撮像機器本体も小型化が進み、それに搭載される撮像レンズにも小型化、軽量化が求められている。
【０００３】
一方、車載用カメラや監視カメラなどでは、寒冷地の外気から熱帯地方の夏の車内まで高い耐候性を持ちながら広い温度範囲で使用可能な、安価で高性能のレンズが求められている。
【０００４】
特許文献１には、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第１レンズと、正の第２レンズと、負の第３レンズと、絞りと、負の第４レンズおよび正の第５レンズの接合レンズとが配列されてなる中望遠レンズが記載されている。また、特許文献２には、物体側から順に、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の３枚のレンズからなる第１レンズ群と、メニスカス形状の負のレンズからなる第２レンズ群と、絞りと、負のレンズおよび正のレンズの接合レンズからなる第３レンズ群と、１枚以上の正のレンズからなる第４レンズ群とが配列されてなる中望遠レンズが記載されている。
【特許文献１】特開平１１−２７１６１０号公報
【特許文献２】特開平５−２２４１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車載用カメラや監視カメラは昼夜を通して使用されるものであり、特に、車載用カメラは、昼間は可視光、夜間は近赤外光による撮影を行うため、可視域から近赤外域までの広い波長域に対応した光学系が必要となる。また、低照度での撮影に対応するため、大口径比で明るい光学系が必要となる。さらに、レンズ系と撮像素子との間にカバーガラスやフィルタ等を配置することを考えると、バックフォーカスが長い光学系が好ましい。
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２に記載の中望遠レンズは、可視域の収差補正は考慮されているものの、近赤外域の性能は保証されていない。また、特許文献１に記載のものは、Ｆ値が４程度の暗い光学系となっており、夜間での使用に不向きである。特許文献２に記載のものは、レンズ枚数が７〜８枚と多いことから光学系が大型になり高コストになる上に、非球面レンズを使用しているため加工・組立時の要求精度が厳しくなり結局コストアップにつながる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、可視域から近赤外域までの広い波長域で良好な光学性能を保持しながら、長いバックフォーカスと小さなＦ値を有し、小型で安価な撮像レンズ、および該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ものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の撮像レンズは、最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズと、最も像側に配置されて最も物体側の面が凸面である接合レンズと、該接合レンズの物体側の直前に配置された絞りとを備え、下記条件式を満足することを特徴とするものである。
０．０５＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２５ … （１）
νｄ１−νｄ２＞１５ … （２）
ただし、
Ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
νｄ１：最も像側の接合レンズを構成するレンズのうち最も物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：最も像側の接合レンズを構成するレンズのうち最も像側のレンズのｄ線に対するアッベ数
【０００９】
なおここで、「接合レンズの物体側の直前に配置された絞り」の「直前」とは、距離的なものを意味するのではなく、接合レンズと絞りとの間に、別の光学要素が入らないという意味である。
【００１０】
なおここで、第１レンズが非球面レンズのときは、条件式（１）のＲ１，Ｒ２として近軸の曲率半径を用いるものとする。
【００１１】
本発明の第１の撮像レンズにおいては、最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けた負メニスカスの第１レンズにより、バックフォーカスが長く、Ｆ値が小さな明るい光学系を得やすくなる。条件式（１）を満たすように第１レンズの負のパワーを規定することにより、長いバックフォーカスと諸収差の良好な補正を両立させやすくなる。また、本発明の第1の撮像レンズにおいては、最も像側に接合レンズを配置し、条件式（２）を満たすようにこの接合レンズの材質の分散特性を規定することにより、コマ収差、非点収差の抑制と広い波長域での倍率色収差の良好な補正を両立させやすくなる。そして、上記構成を採用することにより、必ずしも非球面レンズを用いなくても小型で高性能の光学系を得ることが可能になる。
【００１２】
この際に、本発明の第１の撮像レンズにおいて、最も像側の接合レンズを構成するレンズが全て正のレンズであるように構成することができる。
【００１３】
本発明の第２の撮像レンズは、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズと、物体側に凸面を向けた正の第２レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第３レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第４レンズと、絞りと、物体側に凸面を向けた正の第５レンズおよび正の第６レンズからなる接合レンズとを備えたことを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第２の撮像レンズにおいては、最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けた負メニスカスの第１レンズにより、バックフォーカスが長く、Ｆ値が小さな明るい光学系を得やすくなる。また、本発明の第２の撮像レンズにおいては、最も像側に接合レンズを配置し、第１〜第６レンズの各レンズの形状、パワー等の構成を上記のように好適に設定することにより、コマ収差、非点収差の抑制と広い波長域での倍率色収差の良好な補正を両立させやすくなり、必ずしも非球面レンズを用いなくても小型で高性能の光学系を得ることが可能になる。
【００１５】
ここで、本発明の第１および第２の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。
０．１０＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２０ … （１−１）
ただし、
Ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
【００１６】
また、本発明の第１および第２の撮像レンズにおいては、最も像側の接合レンズにおいて、各面の曲率半径の絶対値が、物体側から像側に向かうに従い大きくなるように構成してもよい。
【００１７】
また、本発明の第１および第２の撮像レンズにおいては、全系の全てのレンズのｄ線に対する屈折率が１．７５より大きいことが好ましく、さらには全系の全てのレンズのｄ線に対する屈折率が１．８より大きいことがより好ましい。
【００１８】
また、本発明の第１および第２の撮像レンズにおいては、下記条件式を満足することが好ましい。
νｄ１−νｄ２＞２０ … （２−１）
ただし、
νｄ１：最も像側の接合レンズを構成するレンズのうち最も物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：最も像側の接合レンズを構成するレンズのうち最も像側のレンズのｄ線に対するアッベ数
【００１９】
なお、上記条件式の各値は、ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）を基準波長としたものであり、本明細書においては特に断りのない限り、ｅ線を基準波長とする。
【００２０】
本発明の撮像装置は、上記記載の本発明の撮像レンズと、該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たことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、各レンズの形状、パワー等の構成が好適に設定されているため、可視域から近赤外域までの広い波長域で良好な光学性能を保持しながら、長いバックフォーカスと小さなＦ値を有し、小型で安価な撮像レンズ、および該撮像レンズを備えた撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
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。まず、本発明の撮像レンズの実施形態について説明し、その後で撮像装置の実施形態について説明する。
【００２３】
図１に本発明の一実施形態にかかる撮像レンズ１のレンズ断面図を示す。図１には、軸上光線の最外周光線２、軸外光線の主光線３、軸外光線の最外周光線４も合わせて示してある。なお、この図１に示す構成例は、図２に示す後述の実施例１のレンズ構成に対応している。また、図３〜図７には、本発明の実施形態にかかる撮像レンズの別の構成例のレンズ断面図を示しており、これらは後述の実施例２〜６のレンズ構成に対応している。実施例１〜６の撮像レンズは、基本的なレンズ構成は同じであるため、以下では本発明の実施形態にかかる撮像レンズとして、図１に示す構成例の撮像レンズ１を例にとり説明する。
【００２４】
撮像レンズ１は、物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた正の第２レンズＬ２と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第３レンズＬ３と、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第４レンズＬ４と、開口絞りＳｔと、物体側に凸面を向けた正の第５レンズＬ５および正の第６レンズＬ６からなる接合レンズＬＣとが配列されてなる。
【００２５】
なお、図１における開口絞りＳｔは形状や大きさを表すものではなく光軸Ｚ上の位置を示すものである。また、図１では、撮像レンズ１が撮像装置に適用される場合を考慮して、撮像レンズの結像位置Ｐｉｍを含む像面に配置された撮像素子５も図示している。撮像素子５は、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ものであり、例えばＣＣＤイメージセンサ等からなる。
【００２６】
図１では示していないが、撮像レンズ１を撮像装置に適用する際には、撮像レンズ１と撮像素子５との間に、レンズを装着するカメラ側の構成に応じて、カバーガラスや、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ、紫外線カットフィルタなどの各種フィルタを配置することが好ましい。例えば、本撮像レンズが、車載カメラに使用され、夜間の視覚補助用の暗視カメラとして使用される場合には、レンズ系と撮像素子との間に紫外光から青色光をカットするようなフィルタを挿入することが好ましい。このようなカバーガラスやフィルタ等を余裕を持って配置し、取付時に調整できるように、撮像レンズ１は長いバックフォーカスを有する光学系となっている。
【００２７】
撮像レンズ１において、最も物体側に配置された第１レンズＬ１は、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負のレンズであり、これにより、長いバックフォーカスを確保することが容易になるとともに、Ｆ値が小さな明るい光学系を得ることが容易になる。
【００２８】
撮像レンズ１は、下記条件式（１）を満足することが好ましい。
０．０５＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２５ … （１）
ただし、Ｒ１は第１レンズＬ１の物体側の面の曲率半径であり、Ｒ２は第１レンズＬ１の像側の面の曲率半径である。
【００２９】
条件式（１）は、最も物体側に配置される第１レンズＬ１の負のパワーに関する好適な範囲を規定するものである。条件式（１）の下限を超えると、長いバックフォーカスの確保、軸上色収差の補正、像面湾曲の補正が困難になる。条件式（１）の上限を超えると、像面湾曲、倍率色収差を補正しきれなくなる。
【００３０】
撮像レンズ１は、さらに下記条件式（１−１）を満足することがより好ましい。
０．１０＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２０ … （１−１）
さらに、条件式（１−１）を満足することにより、長いバックフォーカスの確保、軸上色収差の補正、像面湾曲の補正、倍率色収差の補正がより容易になる。
【００３１】
撮像レンズ１において、最も像側の接合レンズＬＣは、下記条件式（２）を満足することが好ましい。
νｄ１−νｄ２＞１５ … （２）
ただし、νｄ１は最も像側の接合レンズＬＣを構成するレンズのうち最も物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数であり、νｄ２は最も像側の接合レンズＬＣを構成するレンズのうち最も像側のレンズのｄ線に対するアッベ数である。
【００３２】
条件式（２）は、最も像側に配置された接合レンズの材質の分散特性の好適な範囲を規定するものである。条件式（２）を満足することで、コマ収差、非点収差を抑制しつつ倍率色収差を良好に補正することが容易となる。
【００３３】
撮像レンズ１は、さらに下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
νｄ１−νｄ２＞２０ … （２−１）
さらに条件式（２−１）を満足することにより、コマ収差、非点収差を抑制しつつ倍率色収差を良好に補正することがより容易になる。
【００３４】
また、最も像側の接合レンズＬＣにおいて、各面の曲率半径の絶対値が、物体側から像側に向かうに従い大きくなるように構成することが好ましく、図１に示す撮像レンズ１はそのように構成されている。この構成により、長いバックフォーカスを確保するとともに、軸上色収差と倍率の色収差のバランスをとりつつ、像面湾曲を良好に保つことができる。
【００３５】
なお、接合レンズＬＣの最も物体側の面である、第５レンズＬ５の物体側の面が、物体側に凸面を向けるよう構成した場合には、収差補正上有利となる。
【００３６】
図１に示す撮像レンズ１の接合レンズＬＣの接合面は、像側に曲率中心を有する。また、後述の実施例２〜６の撮像レンズにおいても、この接合面は、像側に曲率中心を有する（曲率半径の符号が正）か、あるいは物体側に曲率中心を有する（曲率半径の符号が負）場合は小さな曲率を有するものである。かかる構成によれば、接合面に対する軸外光線の入射角度が大きくなり、効果的に倍率色収差を補正することができる。
【００３７】
また、接合レンズＬＣの接合面の曲率を大きくしなくても、本撮像レンズ１のようにＦ値の小さな光学系では、軸上光線の外周光線と接合面のなす角が大きくなるため、軸上色収差についても効果的に補正することができる。
【００３８】
撮像レンズ１において、接合レンズＬＣは、２つの正のレンズ（第５レンズＬ５、第６レンズＬ６）を接合したものである。本発明の撮像レンズは、このように、最も像側に配置される接合レンズを全て正のレンズで構成することができる。かかる構成によれば、バックフォーカスを長くとりつつ、色収差と像面湾曲を補正するのに有利となる。
【００３９】
このような正のレンズからなる接合レンズＬＣの構成は、ゴースト防止、ゴースト低減の点からも好ましいものである。仮に、最も像側のレンズを負のレンズとした場合、全系の最も像側のレンズ面（以下、最終面という）が曲率の大きな凹面となり、撮像素子５で反射した光が最終面で再度反射して撮像素子５上に再び集光し、強度の強いフレア、つまりゴーストとなる可能性がある。これに対して、本撮像レンズ１では、最も像側のレンズを正のレンズとすることで、最終面を凸面または曲率の小さな凹面とすることができ、撮像素子５で反射して最終面で再度反射したフレア光が撮像素子５上で高密度に集光するのを防止することができる。
【００４０】
撮像レンズ１を構成する第１レンズＬ１〜第６レンズＬ６は、物体側から順に、負、正、正、負、正、正のパワー配置を有しており、負の第１レンズＬ１で長いバックフォーカスを有するように入射光束を拡大した後、正の第２、第３レンズＬ２，Ｌ３で徐々に光束を収束していき、一旦負の第４レンズＬ４で正負の収差のバランスをとった後、正の第５、第６レンズＬ５，Ｌ６により光束を収束して結像させるものである。また、撮像レンズ１は、両凸形状や両凹形状に比べて収差発生量が少ないメニスカスレンズを多用することにより、全体の収差発生量を低減でき、特にコマ収差、非点収差を良好に抑制して、小さなＦ値を確保しながら高い光学性能を実現することができる。
【００４１】
また、隣接して配置される第３レンズＬ３，第４レンズＬ４，第５レンズＬ５をそれぞれ、物体側に凸面を向けたメニスカス形状、物体側に凸面を向けたメニスカス形状、物体側に凸面を向けた形状とすることで、レンズ間隔を詰めてこれらのレンズを配置することが可能となり、小型化に寄与することができる。
【００４２】
本実施形態にかかる撮像レンズにおいては、全系を構成する全てのレンズのｄ線に対する屈折率が１．７５より大きいことが好ましく、さらにはこれら全てのレンズのｄ線に対する屈折率が１．８より大きいことが好ましい。小型化のためには個々のレンズのパワーが大きい方が好ましいが、パワーを大きくするために面の曲率半径を小さくすると色収差を始めとする諸収差の補正が困難になってしまう。面の曲率半径を小さくすることなく、パワーを大きくするためには、上記のように高い屈折率の材質を採用すればよく、これにより、諸収差を抑制しつつ小型化を図ることができる。
【００４３】
なお、本撮像レンズが例えば車載用カメラ等の厳しい環境において使用される場合には、最も物体側に配置されるレンズは、風雨による表面劣化、直射日光による温度変化に強く、さらには油脂・洗剤等の化学薬品に強い材質、すなわち耐水性、耐候性、耐酸性、耐薬品性等が高い材質を用いることが好ましい。
【００４４】
また、最も物体側に配置されるレンズの材質としては堅く、割れにくい材質を用いることが好ましく、具体的にはガラスもしくは透明なセラミックスを用いることが好ましい。セラミックスは通常のガラスに比べ強度が高く、耐熱性が高いという性質を有する。
【００４５】
また、本撮像レンズが、例えば車載用カメラに適用される場合には、寒冷地の外気から熱帯地方の夏の車内まで広い温度範囲で使用可能なことが要求される。広い温度範囲で使用される場合には、レンズの材質としては線膨張係数の小さいものを用いることが好ましい。また、安価にレンズを製作するためには、全てのレンズが球面レンズであることが好ましい。
【実施例】
【００４６】
次に、本発明にかかる撮像レンズの具体的な数値実施例について説明する。まず、実施例１を例にとり説明する。実施例１にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図２に、レンズデータを表１に示す。
【００４７】
【表１】
【００４８】
表１のレンズデータにおいて、Ｓｉは最も物体側の構成要素の面を１番目として像側に向かうに従い順次増加するｉ番目（ｉ＝１、２、３、…）の面番号を示し、Ｒｉはｉ番目の面の曲率半径を示し、Ｄｉはｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸Ｚ上の面間隔を示し、Ｎｄｊは最も物体側の光学要素を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、…）の光学要素のｄ線に対する屈折率を示し、νｄｊはｊ番目の光学要素のｄ線に対するアッベ数を示す。表１において、曲率半径および面間隔の単位はｍｍであり、曲率半径は物体側に凸の場合を正、像側に凸の場合を負としている。なお、表１のレンズデータには開口絞りＳｔも含めて示している。
【００４９】
実施例２〜６にかかる撮像レンズのレンズ構成図を図３〜図７に、レンズデータを表２〜表６にそれぞれ示す。なお、図２〜図７では、結像位置Ｐｉｍを含む像面に配置された撮像素子５も含めて示しており、図示の開口絞りＳｔは形状や大きさを表すものではなく光軸Ｚ上の位置を示すものである。また、各実施例において、レンズデータの表のＲｉ、Ｄｉ（ｉ＝１、２、３、…）は、レンズ構成図の符号Ｒｉ、Ｄｉと対応している。
【００５０】
【表２】
【００５１】
【表３】
【００５２】
【表４】
【００５３】
【表５】
【００５４】
【表６】
【００５５】
実施例１〜６の撮像レンズにおける各種データを表７に示す。表７において、焦点距離は全系の焦点距離であり、ｆ５は第５レンズＬ５の焦点距離であり、ｆ６は第６レンズＬ６の焦点距離であり、（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ２＋Ｒ１）は条件式（１）に対応する値であり、νｄ１−νｄ２は条件式（２）に対応する値であり、Ｎｄｍｉｎは全系のレンズにおけるｄ線の屈折率の最小値である。表７において、焦点距離、バックフォーカス、ｆ５，ｆ６の単位はｍｍであり、全画角の単位は度である。表７からわかるように、実施例１〜６は、条件式（１）、（２）を全て満たしている。
【００５６】
【表７】
【００５７】
上記実施例１〜６にかかる撮像レンズの球面収差、非点収差、ディストーション（歪曲収差）、倍率色収差の収差図をそれぞれ図８〜図１３に示す。各収差図には、ｅ線（波長５４６．０７ｎｍ）を基準波長とした収差を示すが、球面収差図および倍率色収差図には、ｇ線（波長４３５．８３ｎｍ）、Ｃ線（波長６５６．３ｎｍ）、ｓ線（波長８５２．１１ｎｍ）についての収差も示す。ディストーションの図は、全系の焦点距離ｆ、半画角θ（変数扱い、０≦θ≦ω）を用いて、理想像高をｆ×ｔａｎθとし、それからのずれ量を示す。球面収差図のＦＮｏ．はＦ値であり、その他の収差図のωは半画角を示す。
【００５８】
以上のデータからわかるように、上記実施例１〜６は、Ｆ値が１．４０〜１．４６という小さな値でありながら、可視域から近赤外までの広い波長帯域にわたり、各収差が良好に補正されている。また、上記実施例１〜６は、フィルタ等の挿入が容易に可能な長いバックフォーカスを有し、小型に構成されている。さらに、上記実施例１〜６は、非球面を全く用いず全て球面レンズで構成されているため、安価に製造可能である。このような実施例１〜６の撮像レンズは、自動車の前方、側方、後方などの映像を撮影するための車載用カメラなどに好適に使用可能である。
【００５９】
図１４に使用例として、自動車１００に本実施形態の撮像レンズおよび撮像装置を搭載した様子を示す。図１４において、自動車１００は、その助手席側の側面の死角範囲を撮像するための車外カメラ１０１と、自動車１００の後側の死角範囲を撮像するための車外カメラ１０２と、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車内カメラ１０３とを備えている。車外カメラ１０１と車外カメラ１０２と車内カメラ１０３とは、撮像装置であり、本発明の実施形態による撮像レンズ１と、撮像レンズ１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５とを備えている。
【００６０】
上述したように、本発明の実施形態にかかる撮像レンズ１は、可視域から近赤外域までの広い波長域で良好な光学性能を保持しながら、小さなＦ値を有し、小型に構成され、安価に製造可能なため、車外カメラ１０１、１０２および車内カメラ１０３も小型で安価に構成することができ、その撮像素子５の撮像面には可視域から近赤外までの広い波長帯域にわたり明るく良好な像を結像することができる。
【００６１】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の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、各レンズ成分の曲率半径、面間隔および屈折率の値は、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。
【００６２】
また、撮像装置の実施形態では、本発明を車載用カメラに適用した例について図を示して説明したが、本発明はこの用途に限定されるものではなく、例えば、携帯端末用カメラや監視カメラ等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施形態にかかる撮像レンズの光路図
【図２】本発明の実施例１にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図３】本発明の実施例２にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図４】本発明の実施例３にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図５】本発明の実施例４にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図６】本発明の実施例５にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図７】本発明の実施例６にかかる撮像レンズのレンズ構成を示す断面図
【図８】本発明の実施例１にかかる撮像レンズの各収差図
【図９】本発明の実施例２にかかる撮像レンズの各収差図
【図１０】本発明の実施例３にかかる撮像レンズの各収差図
【図１１】本発明の実施例４にかかる撮像レンズの各収差図
【図１２】本発明の実施例５にかかる撮像レンズの各収差図
【図１３】本発明の実施例６にかかる撮像レンズの各収差図
【図１４】本発明の実施形態にかかる車載用の撮像装置の配置を説明するための図
【符号の説明】
【００６４】
１ 撮像レンズ
２ 軸上光線の最外周光線
３ 軸外光線の主光線
４ 軸外光線の最外周光線
５ 撮像素子
１００ 自動車
１０１、１０２ 車外カメラ
１０３ 車内カメラ
Ｄｉ ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔
Ｐｉｍ 結像位置
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
ＬＣ 接合レンズ
Ｒｉ ｉ番目の面の曲率半径
Ｓｔ 開口絞り
Ｚ 光軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズと、最も像側に配置されて最も物体側の面が凸面である接合レンズと、該接合レンズの物体側の直前に配置された絞りとを備え、下記条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
０．０５＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２５ … （１）
νｄ１−νｄ２＞１５ … （２）
ただし、
Ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
νｄ１：前記接合レンズを構成するレンズのうち最も物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：前記接合レンズを構成するレンズのうち最も像側のレンズのｄ線に対するアッベ数
【請求項２】
前記接合レンズを構成するレンズが全て正のレンズであることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
【請求項３】
物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズと、物体側に凸面を向けた正の第２レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第３レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第４レンズと、絞りと、物体側に凸面を向けた正の第５レンズおよび正の第６レンズからなる接合レンズとを備えたことを特徴とする撮像レンズ。
【請求項４】
下記条件式を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
０．１０＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２０ … （１−１）
ただし、
Ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
【請求項５】
前記接合レンズにおいて、各面の曲率半径の絶対値が、物体側から像側に向かうに従い大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項６】
全てのレンズのｄ線に対する屈折率が１．７５より大きいことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項７】
全てのレンズのｄ線に対する屈折率が１．８より大きいことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項８】
下記条件式を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
νｄ１−νｄ２＞２０ … （２−１）
ただし、
νｄ１：前記接合レンズを構成するレンズのうち最も物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：前記接合レンズを構成するレンズのうち最も像側のレンズのｄ線に対するアッベ数
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項記載の撮像レンズと、
該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
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
最も物体側に配置されて物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズと、最も像側に配置されて最も物体側の面が凸面である接合レンズと、該接合レンズの物体側の直前に配置された絞りとを備え、下記条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
０．０５＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２５ … （１）
νｄ１−νｄ２＞１５ … （２）
ただし、
Ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
νｄ１：前記接合レンズを構成するレンズのうち最も物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：前記接合レンズを構成するレンズのうち最も像側のレンズのｄ線に対するアッベ数
【請求項２】
前記接合レンズを構成するレンズが全て正のレンズであることを特徴とする請求項１記載の撮像レンズ。
【請求項３】
物体側から順に、物体側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズと、物体側に凸面を向けた正の第２レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正の第３レンズと、物体側に凸面を向けたメニスカス形状の負の第４レンズと、絞りと、物体側に凸面を向けた正の第５レンズおよび正の第６レンズからなる接合レンズとを備えたことを特徴とする撮像レンズ。
【請求項４】
下記条件式を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の撮像レンズ。
０．１０＜（Ｒ２−Ｒ１）／（Ｒ１＋Ｒ２）＜０．２０ … （１−１）
ただし、
Ｒ１：第１レンズの物体側の面の曲率半径
Ｒ２：第１レンズの像側の面の曲率半径
【請求項５】
前記接合レンズにおいて、各面の曲率半径の絶対値が、物体側から像側に向かうに従い大きくなるように構成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項６】
全てのレンズのｄ線に対する屈折率が１．７５より大きいことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項７】
全てのレンズのｄ線に対する屈折率が１．８より大きいことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像レンズ。
【請求項８】
下記条件式を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の撮像レンズ。
νｄ１−νｄ２＞２０ … （２−１）
ただし、
νｄ１：前記接合レンズを構成するレンズのうち最も物体側のレンズのｄ線に対するアッベ数
νｄ２：前記接合レンズを構成するレンズのうち最も像側のレンズのｄ線に対するアッベ数
【請求項９】
請求項１から８のいずれか１項記載の撮像レンズと、
該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
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００９−１５１０４６（Ｐ２００９−１５１０４６Ａ）
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−３２８２３６（Ｐ２００７−３２８２３６）
【出願日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月９日（２００９．７．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１２月２０日（２００７．１２．２０）
【出願人】（０００００５４３０）フジノン株式会社 (2,231)
【Ｆターム（参考）】
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