特許 6568905 レンズおよびカメラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6568905

(24)【登録日】2019年8月9日

(45)【発行日】2019年8月28日

(54)【発明の名称】レンズおよびカメラ

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/00 20060101AFI20190819BHJP

   G02B 13/18 20060101ALI20190819BHJP

【ＦＩ】

   G02B13/00

   G02B13/18

【請求項の数】5

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-148170(P2017-148170)

(22)【出願日】2017年7月31日

(65)【公開番号】特開2019-28294(P2019-28294A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2018年1月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】日本電産コパル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095407

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 満

(74)【代理人】

【識別番号】100132883

【弁理士】

【氏名又は名称】森川 泰司

(72)【発明者】

【氏名】由利 宗大

【審査官】 森内 正明

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１３７５４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平５−１１３５３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２５６６０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１１／０２７６９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／００４４６７（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０２Ｂ ９／００ − １７／０８

Ｇ０２Ｂ ２１／０２ − ２１／０４

Ｇ０２Ｂ ２５／００ − ２５／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被写体から撮像素子に向けて順に配置された、
正の屈折力を有し、前記被写体に向かい合う第１面が凸面であり前記撮像素子に向かい合う第２面が平面である第１レンズ素子と、
開口を有する開口絞りと、
負の屈折力を有し、前記被写体に向かい合う第３面および前記撮像素子に向かい合う第４面はそれぞれ凹面である第２レンズ素子と、
正の屈折力を有し、前記被写体に向かい合う第５面および前記撮像素子に向かい合う第６面はそれぞれ凸面である第３レンズ素子と、
正の屈折力を有し、前記被写体に向かい合う第７面が凸面であり前記撮像素子に向かい合う第８面が凹面である第４レンズ素子と、
負の屈折力を有し、前記被写体に向かい合う第９面が凸面であり前記撮像素子に向かい合う第１０面が凹面である第５レンズ素子と、からなり、
前記第１レンズ素子の前記第１面の第１曲率半径の絶対値が８．４１８９６５（ｍｍ）、前記第２面の第２曲率半径の絶対値が∞であり、
前記第２レンズ素子の前記第３面の第３曲率半径の絶対値が４．１５５６（ｍｍ）、前記第４面の第４曲率半径の絶対値が５．８７６３０４（ｍｍ）であり、
前記第３レンズ素子の前記第５面の第５曲率半径の絶対値が５．８７６３０４（ｍｍ）、前記第６面の第６曲率半径の絶対値が３．９０７５（ｍｍ）であり、
前記第４レンズ素子の前記第７面の第７曲率半径の絶対値が４．６（ｍｍ）、前記第８面の第８曲率半径の絶対値が３６（ｍｍ）であり、
前記第５レンズ素子の前記第９面の第９曲率半径の絶対値が５１．５１８４９（ｍｍ）、前記第１０面の第１０曲率半径の絶対値が５．７（ｍｍ）であり、
前記第３レンズ素子の前記撮像素子に向かい合う前記第６面の絶対値で表した曲率半径Ｒ１とレンズ全系の焦点距離ｆとが、Ｒ１／ｆ≦０．７４を満たす、
レンズ。

【請求項2】

前記第５レンズ素子の前記撮像素子に向かい合う前記第１０面の絶対値で表した曲率半径Ｒ２が、Ｒ２／ｆ≧０．８１を満たす、
請求項１に記載のレンズ。

【請求項3】

前記第４レンズ素子および前記第５レンズ素子が、樹脂から構成され、
前記第４レンズ素子の両面又は片面が、非球面で構成され、
前記第５レンズ素子の両面又は片面が、非球面で構成される、
請求項１または２に記載のレンズ。

【請求項4】

前記第２レンズ素子は、前記第３レンズ素子に接合され、
前記第３レンズ素子は、前記第２レンズ素子を構成するガラスよりアッベ数が大きいガラスから構成される、
請求項１から３の何れか１項に記載のレンズ。

【請求項5】

請求項１から４の何れか１項に記載のレンズと、
前記レンズにより撮像面に被写体像が結像される撮像素子と、
を備えるカメラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レンズおよびカメラに関する。

【背景技術】

【0002】

車載用のカメラを用いた運転支援システムの開発が進められている。運転支援システムの一例として、特許文献１は、車載用のカメラによって撮像された画像から車線位置を検出する車線認識装置を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−２６４７１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車載用カメラが撮像した画像にモアレなどの偽解像が発生すると、特許文献１が開示する車線認識装置では、車線位置を正確に検出できない虞がある。車線位置以外のものを検出する運転支援システムであっても、カメラで撮像した画像にモアレが発生すると、正常に動作しない虞がある。このため、撮像した画像にモアレなどの偽解像が発生しにくいレンズおよびカメラが求められている。

【0005】

本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、偽解像の発生が少ないレンズおよびカメラ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】

上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係るレンズは、
被写体から撮像素子に向けて順に配置された、
正の屈折力を有し、前記被写体に向かい合う第１面が凸面であり前記撮像素子に向かい合う第２面が平面である第１レンズ素子と、
開口を有する開口絞りと、
負の屈折力を有し、前記被写体に向かい合う第３面および前記撮像素子に向かい合う第４面はそれぞれ凹面である第２レンズ素子と、
正の屈折力を有し、前記被写体に向かい合う第５面および前記撮像素子に向かい合う第６面はそれぞれ凸面である第３レンズ素子と、
正の屈折力を有し、前記被写体に向かい合う第７面が凸面であり前記撮像素子に向かい合う第８面が凹面である第４レンズ素子と、
負の屈折力を有し、前記被写体に向かい合う第９面が凸面であり前記撮像素子に向かい合う第１０面が凹面である第５レンズ素子と、からなり、
前記第１レンズ素子の前記第１面の第１曲率半径の絶対値が８．４１８９６５（ｍｍ）、前記第２面の第２曲率半径の絶対値が∞であり、
前記第２レンズ素子の前記第３面の第３曲率半径の絶対値が４．１５５６（ｍｍ）、前記第４面の第４曲率半径の絶対値が５．８７６３０４（ｍｍ）であり、
前記第３レンズ素子の前記第５面の第５曲率半径の絶対値が５．８７６３０４（ｍｍ）、前記第６面の第６曲率半径の絶対値が３．９０７５（ｍｍ）であり、
前記第４レンズ素子の前記第７面の第７曲率半径の絶対値が４．６（ｍｍ）、前記第８面の第８曲率半径の絶対値が３６（ｍｍ）であり、
前記第５レンズ素子の前記第９面の第９曲率半径の絶対値が５１．５１８４９（ｍｍ）、前記第１０面の第１０曲率半径の絶対値が５．７（ｍｍ）であり、
前記第３レンズ素子の前記撮像素子に向かい合う前記第６面の絶対値で表した曲率半径Ｒ１とレンズ全系の焦点距離ｆとが、Ｒ１／ｆ≦０．７４を満たす。

【0007】

このようにすることで、レンズの球面収差が大きくなり、撮像した画像に発生するモアレなどの偽解像を抑制することができる。

【0008】

前記第５レンズ素子の前記撮像素子に向かい合う前記第１０面の絶対値で表した曲率半径Ｒ２が、Ｒ２／ｆ≧０．８１を満たすとよい。
このようにすることで、第５レンズ素子の撮像素子に向かい合う面による乱反射が少なくなり、撮像した画像にゴーストが発生しにくくなる。

【0009】

前記第４レンズ素子および前記第５レンズ素子が、樹脂から構成され、
前記第４レンズ素子の両面又は片面が、非球面で構成され、
前記第５レンズ素子の両面又は片面が、非球面で構成されるとよい。
このようにすることで、少ないレンズ枚数で良好な画像を得ることができる。

【0010】

前記第２レンズ素子は、前記第３レンズ素子に接合され、
前記第３レンズ素子は、前記第２レンズ素子を構成するガラスよりアッベ数が大きいガラスから構成されるとよい。
このようにすることで、色収差を補正することができる。

【0011】

上記目的を達成するため、本発明の第２の観点に係るカメラは、
前記レンズと、
前記レンズにより撮像面に被写体像が結像される撮像素子と、
を備える。
このようにすることで、偽解像の発生が少ないカメラが得られる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、レンズの球面収差が大きくなり、撮像した画像に発生するモアレなどの偽解像を抑制することができる。従って、偽解像の発生が少ないレンズおよびカメラを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施の形態に係るカメラを示す断面図である。

【図2】本発明の実施の形態に係るレンズの球面収差を示す図である。

【図3】本発明の実施の形態に係るレンズのナイキスト周波数におけるＭＴＦを示す図である。

【図4】本発明の実施の形態に係るレンズのハーフナイキスト周波数におけるＭＴＦを示す図である。

【図5】比較例に係るカメラを示す断面図である。

【図6】比較例に係るレンズの球面収差を示す図である。

【図7】比較例に係るレンズのナイキスト周波数におけるＭＴＦを示す図である。

【図8】比較例に係るレンズのハーフナイキスト周波数におけるＭＴＦを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明を実施するための形態に係るレンズを、車載用のカメラに備えられるレンズを例に図面を参照しながら詳細に説明する。

【0015】

本発明の実施の形態に係るカメラ１００は、図１に示すように、第１〜第５レンズ素子１０〜５０からなるレンズ１１０と、レンズ１１０により撮像面に被写体像が結像される撮像素子１２０と、絞り７０と、レンズ１１０と撮像素子１２０と絞り７０とを収容するハウジング１３０と、を備える。カメラ１００は、車載カメラとして用いられるものである。カメラ１００が撮像した画像は、車線位置を検出する運転支援システムなどで用いられる。なお、レンズ１１０は、レンズ全系の焦点距離ｆを有する。

【0016】

撮像素子１２０は、レンズ１１０により撮像面に結像された被写体像を電気信号に変換する。撮像素子１２０は、被写体像を電気信号に変換するものであれば特に限定されず、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）型イメージセンサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型イメージセンサ等から構成される。撮像素子１２０の撮像面には、平板状のガラスフィルタ６０が配置されている。ガラスフィルタ６０は、ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタなどから構成される。

【0017】

ハウジング１３０内には、被写体から撮像素子１２０に向けて順に、第１レンズ素子１０、絞り７０、第２レンズ素子２０、第３レンズ素子３０、第４レンズ素子４０、第５レンズ素子５０が、配置されている。

【0018】

第１レンズ素子１０は、ガラスから構成され、正の屈折力を有する。第１レンズ素子１０の被写体に向かい合う面１１が凸面であり、撮像素子１２０に向かい合う面１２が平面である。面１１は、球面として成形される。

【0019】

絞り７０は、開口部７１を有する非透光性の樹脂から構成され、第１レンズ素子１０と第２レンズ素子２０の間に配置される。絞り７０は、レンズ１１０のＦ値を決定するものである。なお、Ｆ値はレンズの明るさを示す指標である。

【0020】

第２レンズ素子２０は、ガラスから構成され、負の屈折力を有する。第２レンズ素子２０の被写体の向かい合う面２１および撮像素子１２０に向かい合う面２２は、それぞれ凹面である。面２１および面２２は、球面として成形される。

【0021】

第３レンズ素子３０は、ガラスから構成され、正の屈折力を有する。第３レンズ素子３０の被写体に向かい合う面３１および撮像素子１２０に向かい合う面３２は、それぞれ凸面である。面３１および面３２は、球面として形成される。第３レンズ素子３０の面３２の曲率半径Ｒ１は、Ｒ１／ｆ≦０．７４を満たす。好ましくは、曲率半径Ｒ１／ｆ≦０．７０である。第３レンズ素子３０の面３１は、第２レンズ素子２０の面２２に接合される。第３レンズ素子３０には、色収差を補正するため、第２レンズ素子２０に用いられるガラスより分散が小さい（アッベ数が大きい）ガラスが用いられる。第３レンズ素子のアッベ数ｖｄ３は、第２レンズ素子のアッベ数ｖｄ２より１５以上大きいことが好ましい。

【0022】

第４レンズ素子４０は、樹脂から構成され、正の屈折力を有する凸メニスカスレンズである。第４レンズ素子４０の被写体に向かい合う面４１は、凸面であり、撮像素子１２０に向かい合う面４２は、凹面である。面４１および面４２は、非球面として形成される。

【0023】

第５レンズ素子５０は、樹脂から構成され、負の屈折力を有する凹メニスカスレンズである。第５レンズ素子５０の被写体に向かい合う面５１は、凸面であり、撮像素子１２０に向かい合う面５２は、凹面である。面５１および面５２は、非球面として形成される。第５レンズ素子５０は、温度変化により収縮膨張による焦点のずれを打ち消すために、第４レンズ素子４０が正の屈折力を有するのに対し、負の屈折力を有する構成とした。第５レンズ素子の面５２の曲率半径Ｒ２は、Ｒ２／ｆ≧０．８１を満たす。

【0024】

次に、上記構成を有するレンズ１１０の具体的な数値による実施例をカメラ１００に用いた例を以下に示す。

【0025】

物体距離：∞
レンズ全系の焦点距離ｆ：５．６７７５（ｍｍ）
Ｆ値：２．５
画角：６０°
バックフォーカス：２．３５４（ｍｍ）
第１レンズ素子１０の面１１から撮像素子１２０の撮像面までの光軸Ｌ上における距離ＴＬ：１１．８０４（ｍｍ）
レンズの光線通過高さ
第１レンズ素子１０の面１１：２．８３８９３７（ｍｍ）
第１レンズ素子１０の面１２：２．１２２５８７（ｍｍ）
絞り７０：２．１２２５８７（ｍｍ）
第２レンズ素子２０の面２１：２．４９４０８９（ｍｍ）
第２レンズ素子２０の面２２および第３レンズ素子３０の面３１：３．２８００２８（ｍｍ）
第３レンズ素子３０の面３２：５．０９４４３７（ｍｍ）
第４レンズ素子４０の面４１：５．５７０９８７（ｍｍ）
第４レンズ素子４０の面４２：５．４０２９６９（ｍｍ）
第５レンズ素子５０の面５１：５．５５４５９（ｍｍ）
第５レンズ素子５０の面５２：５．３３３５７３（ｍｍ）
カメラ１００の撮像素子１２０の１ｍｍあたりの画素数：２３８画素
撮像素子１２０の撮像面の縦の長さ：５．３７６（ｍｍ）、横の長さ：３．０２４（ｍｍ）

【0026】

第１レンズ素子１０の屈折率ｎｄ１＝２．０００７０４、アッベ数ｖｄ１＝２５．４５８３８、面１１の曲率半径Ｒ１１＝８．４１８９６５（ｍｍ）、面１２の曲率半径Ｒ１２＝∞、直径＝３．２３９１９７（ｍｍ）、面１１と面１２との光軸Ｌ上の距離Ｄ１＝１．１（ｍｍ）

【0027】

絞り７０の開口部７１の直径Ｒ７１＝２．１２２５８７（ｍｍ）

【0028】

第２レンズ素子２０の屈折率ｎｄ２＝２．０００７０４、アッベ数ｖｄ２＝２５．４５８３８、面２１の曲率半径Ｒ２１＝４．１５５６（ｍｍ）、面２２の曲率半径Ｒ２２＝５．８７６３０４（ｍｍ）、直径＝５．０９４４３７、面１２と面２１との光軸Ｌ上の距離Ｄ２＝０．９（ｍｍ）、面２１と面２２との光軸Ｌ上の距離Ｄ３＝０．９（ｍｍ）

【0029】

第３レンズ素子３０の屈折率ｎｄ３＝１．８３４８２、アッベ数ｖｄ３＝４２．７２１７９、面３１の曲率半径Ｒ３１＝５．８７６３０４（ｍｍ）、面３２の曲率半径Ｒ１＝３．９０７５（ｍｍ）、直径＝５．３８４１４４（ｍｍ）、面３１と面３２との光軸Ｌ上の距離Ｄ４＝２．７５（ｍｍ）、Ｒ１／ｆ＝０．６８８２４

【0030】

第４レンズ素子４０の屈折率ｎｄ４＝１．５２５３３８、アッベ数ｖｄ４＝５６．２８９２９、面４１の曲率半径Ｒ４１＝４．６（ｍｍ）（非球面）、面４２の曲率半径Ｒ４２＝３６（ｍｍ）（非球面）、直径＝５．８６１７１２、面３２と面４１との光軸Ｌ上の距離Ｄ５＝０．２（ｍｍ）、面４１と面４２との光軸Ｌ上の距離Ｄ６＝１．５（ｍｍ）

【0031】

第５レンズ素子５０の屈折率ｎｄ５＝１．６３５１８、アッベ数ｖｄ５＝２３．９６３８２、面５１の曲率半径Ｒ５１＝５１．５１８４９（ｍｍ）（非球面）、面５２の曲率半径Ｒ２＝５．７（ｍｍ）（非球面）、直径＝５．８７８４４５（ｍｍ）、面４２と面５１との光軸Ｌ上の距離Ｄ７＝０．８（ｍｍ）、面５１と面５２との光軸Ｌ上の距離Ｄ８＝１．３（ｍｍ）、Ｒ２／ｆ＝１．００

【0032】

ガラスフィルタ７０の屈折率ｎｄ６＝１．５１６７９８、アッベ数ｖｄ６＝６４．１９８２６、面６１の曲率半径Ｒ６１＝∞、面６２の曲率半径Ｒ６２＝∞、面５２と面６１との光軸Ｌ上の距離Ｄ９＝２．０４５（ｍｍ）、面６１と面６２との光軸Ｌ上の距離Ｄ１０＝０．５（ｍｍ）

【0033】

非球面係数の数値データ
第４レンズ素子４０の面４１：
ε＝１．０００００００、Ｄ＝−０．０００６４０、Ｅ＝０、Ｆ＝０、Ｇ＝０
第４レンズ素子４０の面４２：
ε＝１．０００００００、Ｄ＝０．００４６９、Ｅ＝０、Ｆ＝０、Ｇ＝０
第５レンズ素子５０の面５１：
ε＝１．０００００００、Ｄ＝０．００５３３８、Ｅ＝−０．０００２７、Ｆ＝８．７１×１０^−６、Ｇ＝０
第５レンズ素子５０の面５２：
ε＝１．０００００００、Ｄ＝０．００２９４４、Ｅ＝−０．０００４７、Ｆ＝２．３３×１０^−５、Ｇ＝０

【0034】

上記実施例のレンズ１１０における球面収差を図２に示す。ナイキスト周波数におけるレンズ１１０のＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を図３、ハーフナイキスト周波数におけるＭＴＦを図４に示す。画素ピッチａとすると、ナイキスト周波数は、１／（ａ×２）で得られる。撮像素子１２０の１ｍｍあたりの画素数は２３８画素であるので、画素ピッチａは、１ｍｍ／２３８＝０．００４２ｍｍ＝４．２μｍである。ナイキスト周波数は、１／（ａ×２）＝１１９ｍｍ^−１となる。ハーフナイキスト周波数は、ナイキスト周波数の半分の値であり、５９．５ｍｍ^−１である。球面収差は、４３６ｎｍ、５８８ｎｍ、５４６ｎｍ、４８６ｎｍ、６５６ｎｍの波長の光それぞれについて示している。レンズ１１０の球面収差は、−０．０６から０．０６の間に分布しており、後述する比較例に比べて、球面収差が大きいことが示されている。ＭＴＦは、レンズ１１０の結像性能を知るために、被写体の持つコントラストをどの程度忠実に再現できるかを空間周波数特性として表現したものである。ナイキスト周波数でＭＴＦの最大値が０．４を超えると、モアレなどの偽解像の発生原因となるが、ハーフナイキスト周波数でのＭＴＦの値は大きくても、モアレなどの偽解像の発生原因となりにくい。レンズ１１０の球面収差が大きいため、実施例のレンズ１１０では、ナイキスト周波数においてＭＴＦの値の最大値は、０．４となる。ハーフナイキスト周波数では、ＭＴＦは０．６を超えており、結像性能が保たれていることがわかる。

【0035】

つぎに、実施例のレンズ１１０における、それぞれの面での球面収差を以下に示す。
第１レンズ素子１０の面１１による球面収差は、０．０００６９７であり、面１２による球面収差は、０．００１９５６である。第２レンズ素子２０の面２１による球面収差は、−０．０１９３３３であり、面２２による球面収差は、−０．００２２２６である。第３レンズ素子３０の面３１による球面収差は、−０．００２２２６であり、面３２による球面収差は、０．０３４４０３である。第４レンズ素子４０の面４１の球面収差は、−０．００４７５１であり、面４２の球面収差は、−０．００６０５３である。第５レンズ素子５０の面５１の球面収差は、０．０００３９４であり、面５２の球面収差は、−０．０００１３３である。なお、ここでの球面収差は、波長０．５８７６の光によるものである。以上から、実施例のレンズ１１０では、第３レンズ素子の面３２による球面収差が最も大きいことがわかる。これは、面３２の曲率半径Ｒ１が、Ｒ１／ｆ＝０．６８８２４≦０．７４を満たすためであると考えられる。従って、面３２による球面収差が大きいことが、レンズ１１０全体での球面収差が大きいことに寄与していると考えられる。

【0036】

以上のように、本実施の形態のレンズ１１０によれば、第３レンズ素子３０の面３２の曲率半径Ｒ１が、Ｒ１／ｆ≦０．７４を満たすことで、レンズ全系による球面収差を大きくし、ナイキスト周波数においてＭＴＦの値を０．４以下にしつつ、ハーフナイキスト周波数ではＭＴＦの値が０．６を超える。レンズ１１０は、ハーフナイキスト周波数では、ＭＴＦの値が０．６を超えており、結像性能が保たれている。また、ナイキスト周波数においてＭＴＦの値を０．４以下にできるため、レンズ１１０を備えるカメラ１００は、モアレなどの偽解像の発生が少ない画像を撮像できる。また、正の屈折力を有する第３レンズ素子３０には、負の屈折力を有する第２レンズ素子２０に用いられるガラスよりアッベ数が大きいガラスが用いられる。これにより、色収差（軸上色収差と倍率色収差）を補正できる。また、第４レンズ素子４０と第５レンズ素子５０とが樹脂製の非球面レンズで構成されるため、レンズ１１０の大きさを小さくでき、レンズ１１０を低コストで作成できる。また、第４レンズ素子４０が正の屈折力を有し、第５レンズ素子５０が負の屈折力を有することで、温度変化により収縮膨張による焦点のずれを打ち消す構成とした。これにより、温度変化による焦点のずれを少なくできる。また、第５レンズ素子５０の面５２の曲率半径Ｒ２が、Ｒ２／ｆ＝１．００≧０．８１を満たすことで、ゴーストの発生を防ぐことができる。従って、偽解像の発生が少ないレンズ１１０およびカメラ１００を提供することができる。従って、カメラ１００が撮像した画像を運転支援システムなどで用いたとしても、運転支援システムの認識に悪影響を及ぼしにくい。

【0037】

つぎに、第３レンズ素子３０の面３２の曲率半径Ｒ１が、Ｒ１／ｆ≦０．７４を満たさない比較例について説明する。比較例に係るレンズ１１０’は、図５に示すように、第１〜第５レンズ素子１０’〜５０’を備える。レンズ１１０’の具体的な数値を以下に示す。なお、面１１’および面１２’は、凸面である。面２１’および面２２’は、凹面である。面３１’および面３２’は凸面である。面４１’および面４２’は、凸面である。面５１’および面５２’は、凹面である。

【0038】

レンズ全系の焦点距離ｆ’＝５．６７７９（ｍｍ）
バックフォーカス＝２．５１３（ｍｍ）
レンズの光線通過高さ
第１レンズ素子１０’の面１１’：３．６４（ｍｍ）
第１レンズ素子１０’の面１２’：２．８９（ｍｍ）
絞り７０：２．２８（ｍｍ）
第２レンズ素子２０’の面２１’：２．８０（ｍｍ）
第２レンズ素子２０’の面２２’および第３レンズ素子３０’の面３１’：５．０６（ｍｍ）
第３レンズ素子３０’の面３２’：５．０６（ｍｍ）
第４レンズ素子４０’の面４１’：５．８６（ｍｍ）
第４レンズ素子４０’の面４２’：５．５６（ｍｍ）
第５レンズ素子５０’の面５１’：５．５６（ｍｍ）
第５レンズ素子５０’の面５２’：５．５３（ｍｍ）
第１レンズ素子１０’の面１１’から撮像素子１２０の撮像面までの光軸Ｌ上における距離ＴＬ’＝１２．１４３（ｍｍ）

【0039】

第１レンズ素子１０’面１１’の曲率半径Ｒ１１’＝８．７７３９７３（ｍｍ）、面１２’の曲率半径Ｒ１２’＝２１．８１７２、直径＝３．６３９２６４（ｍｍ）、面１１’と面１２’との光軸Ｌ上の距離Ｄ１’＝１．２（ｍｍ）

【0040】

第２レンズ素子２０’の面２１’の曲率半径Ｒ２１’＝４．９１５５６（ｍｍ）、面２２’の曲率半径Ｒ２２’＝４．１６３４４８（ｍｍ）、直径＝５．０６４、面１２’と面２１’との光軸Ｌ上の距離Ｄ２’＝０．１６（ｍｍ）、面２１’と面２２’との光軸Ｌ上の距離Ｄ３’＝０．４７（ｍｍ）

【0041】

第３レンズ素子３０’の面３１’の曲率半径Ｒ３１’＝４．１６３４４８（ｍｍ）、面３２’の曲率半径Ｒ１’＝４．４９２２１（ｍｍ）、直径＝５．０６４（ｍｍ）、面３１’と面３２’との光軸Ｌ上の距離Ｄ４’＝４．５３（ｍｍ）、Ｒ１’／ｆ’＝０．７９１２３

【0042】

第４レンズ素子４０’の面４１’の曲率半径Ｒ４１’＝４．５４８２６３（ｍｍ）（非球面）、面４２’の曲率半径Ｒ４２’＝２９．４９０６（ｍｍ）（非球面）、直径＝５．８５６７９１、面３２’と面４１’との光軸Ｌ上の距離Ｄ５’＝０．１（ｍｍ）、面４１’と面４２’との光軸Ｌ上の距離Ｄ６’＝１．４（ｍｍ）

【0043】

第５レンズ素子５０’の面５１’の曲率半径Ｒ５１’＝１３．６７９１（ｍｍ）（非球面）、面５２’の曲率半径Ｒ２’＝５．２１１３７３（ｍｍ）（非球面）、直径＝５．５６２２０５（ｍｍ）、面４２’と面５１’との光軸Ｌ上の距離Ｄ７’＝０．８（ｍｍ）、面５１’と面５２’との光軸Ｌ上の距離Ｄ８’＝０．５２（ｍｍ）

【0044】

ガラスフィルタ６０の面６１の曲率半径Ｒ６１＝∞、面６２の曲率半径Ｒ６２＝∞、面５２と面６１との光軸Ｌ上の距離Ｄ９’＝２．１９３（ｍｍ）、面６１と面６２との光軸Ｌ上の距離Ｄ１０’＝０．４（ｍｍ）

【0045】

非球面係数の数値データ
第４レンズ素子４０’の面４１’：
ε＝１．０００００００、Ｄ＝−０．０００５７、Ｅ＝５．０４×１０^−５、Ｆ＝４．０３×１０^−５、Ｇ＝０
第４レンズ素子４０’の面４２’：
ε＝１．０００００００、Ｄ＝０．００５６２３、Ｅ＝−０．０００１、Ｆ＝７．９５×１０^−５、Ｇ＝０
第５レンズ素子５０’の面５１’：
ε＝１．０００００００、Ｄ＝０．００４２２６、Ｅ＝−０．０００３４、Ｆ＝２．８６×１０^−５、Ｇ＝０
第５レンズ素子５０’の面５２’：
ε＝１．０００００００、Ｄ＝−０．００１２５、Ｅ＝−０．０００５９、Ｆ＝６．２５×１０^−５、Ｇ＝０

【0046】

比較例におけるレンズ１１０’の物体距離、Ｆ値、画角、絞り７０の開口部７１の直径Ｒ７１、および第１から第５レンズ素子１０’〜５０’の屈折率およびアッベ数、は、実施例のレンズ１１０と同じである。比較例のカメラ１００’の撮像素子１２０の１ｍｍあたりの画素数は、実施例のカメラ１００の撮像素子の１ｍｍあたりの画素数と同じである。

【0047】

比較例のレンズ１１０’における球面収差を図６に示す。ナイキスト周波数におけるＭＴＦを図７に示し、ハーフナイキスト周波数におけるＭＴＦを図８に示す。比較例のレンズ１１０’の面３２’の曲率半径Ｒ１’は、４．４９２２１ｍｍである。このため、Ｒ１’／ｆ’＝０．７９１２３であり、Ｒ１’／ｆ’≦０．７４を満たしていない。比較例のレンズ１１０’の球面収差は、−０．００５から０．０４の間に分布しており球面収差が小さいことが示されている。比較例のレンズ１１０’のナイキスト周波数におけるＭＴＦの最大値は、０．６である。ハーフナイキスト周波数におけるＭＴＦの最大値は、ほぼ０．８である。このレンズ１１０’をカメラ１００’に用いると、ＭＴＦの最大値がナイキスト周波数において、０．４を超えるので、偽解像が発生する虞がある。

【0048】

（変形例）
上述の実施の形態において、レンズ１１０が、第１から第３レンズ素子１０〜３０がガラスから構成される球面レンズを有し、第４および第５レンズ素子４０、５０が樹脂から構成される非球面レンズを有する例について説明した。レンズ１１０が備える第１〜第５レンズ素子で用いられるレンズの面は、球面、平面、あるいは非球面で形成されてもよい。また、第４および第５レンズ素子４０、５０は、片面が非球面レンズから構成されてもよい。レンズの面が球面又は平面の場合、レンズの加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。レンズの面が非球面の場合、研削加工による非球面、ガラスまたは樹脂を型で非球面形状に形成したモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、必要に応じて、レンズの面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ等としてもよい。また、レンズ全系において、使用時等に外部に晒される面には、必要に応じて様々な加工を施すことも可能である。この加工の例としては、レンズ本体の曇り防止や水滴形成防止のために表面部を光触媒等により親水化すること等が挙げられる。また、第１から第５レンズ素子１０〜５０は、それぞれ１枚のレンズから構成されてもよく、複数のレンズを組み合わせて一つのレンズ素子としてもよい。

【0049】

上述の実施の形態において、レンズ１１０が有する第２レンズ素子２０と第３レンズ素子３０とが接合レンズである例について説明した。第２レンズ素子２０と第３レンズ素子３０とは、離間して配置されてもよい。また、上述の実施の形態において、第２レンズ素子２０と第３レンズ素子３０が色収差を補正する例について説明したが、色収差の補正は、第２レンズ素子２０と第３レンズ素子３０によらなくてもよく、第２レンズ素子２０と第３レンズ素子３０との組み合わせ以外の組み合わせのレンズで色収差を補正してもよい。

【0050】

上述の実施の形態において、レンズ１１０が、絞り７０を有する例について説明した。レンズ１１０は、絞り７０に加えて、第３レンズ素子３０と第４レンズ素子４０との間に副絞りを有してもよい。これにより、コマ収差を少なくすることができる。

【0051】

上述の実施の形態において、カメラ１００が、車載カメラとして用いられるものである例について説明した。カメラ１００は、車載カメラとして用いられる物に限定されず、デジタルカメラなどの民生用カメラ、監視カメラ、ロボットに搭載されるロボット用カメラなどに用いられてもよい。

【0052】

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施の形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。

【産業上の利用可能性】

【0053】

本発明は、車載カメラとして、好適に利用され得る。

【符号の説明】

【0054】

１０、１０’ 第１レンズ素子
１１、１１’、１２、１２’ 面
２０、２０’ 第２レンズ素子
２１、２１’、２２、２２’ 面
３０、３０’ 第３レンズ素子
３１、３１’、３２、３２’ 面
４０、４０’ 第４レンズ素子
４１、４１’、４２、４２’ 面
５０、５０’ 第５レンズ素子
５１、５１’、５２、５２’ 面
６０、６０’ ガラスフィルタ
７０ 絞り
７１ 開口部
１００、１００’ カメラ
１１０、１１０’ レンズ
１２０ 撮像素子
１３０ ハウジング
ｆ 焦点距離

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】