(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022181228
(43)【公開日】2022-12-08
(54)【発明の名称】撮像光学系、および、カメラ
(51)【国際特許分類】
G02B 13/04 20060101AFI20221201BHJP
G02B 13/18 20060101ALN20221201BHJP
【FI】
G02B13/04 D
G02B13/18
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021088044
(22)【出願日】2021-05-26
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックIPマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106116
【弁理士】
【氏名又は名称】鎌田 健司
(74)【代理人】
【識別番号】100131495
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 健児
(72)【発明者】
【氏名】西村 直人
(72)【発明者】
【氏名】園山 裕太郎
【テーマコード(参考)】
2H087
【Fターム(参考)】
2H087KA01
2H087LA03
2H087PA04
2H087PA05
2H087PA06
2H087PA18
2H087PB06
2H087PB07
2H087QA02
2H087QA07
2H087QA17
2H087QA21
2H087QA22
2H087QA25
2H087QA32
2H087QA34
2H087QA37
2H087QA41
2H087QA42
2H087QA45
2H087QA46
2H087RA04
2H087RA05
2H087RA12
2H087RA13
2H087RA32
2H087RA44
(57)【要約】 (修正有)
【課題】諸収差が良好に補正できる撮像光学系を提供する。
【解決手段】撮像光学系は、物体側から像側へと順に、像側に凹面を向けた負のパワーを有する第1レンズ素子L1と、パワーを有する第2レンズ素子L2と、正のパワーを有する第3レンズ素子L3と、パワーを有する第4レンズ素子L4と、パワーを有する第5レンズ素子L5と、を備え、以下の条件式を満足する。R11/TTL<0.25、ThL1/Thsum<0.15、ここで、R11は第1レンズ素子の物体側面の近軸曲率半径、TTLは光学全長、ThL1は第1レンズ素子の光軸上の厚み、Thsumは全てのレンズ素子の光軸上の厚みの和、である。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
物体側から像側へと順に、
像側に凹面を向けた負のパワーを有する第1レンズ素子と、
パワーを有する第2レンズ素子と、
正のパワーを有する第3レンズ素子と、
パワーを有する第4レンズ素子と、
パワーを有する第5レンズ素子と、
を備え、
以下の条件(1)、および(2)を満足し、
R11 / TTL < 0.25 ・・・(1)
ThL1 / Thsum < 0.15・・・(2)
ここで、
R11 :前記第1レンズ素子の物体側面の近軸曲率半径、
TTL :光学全長、
ThL1 :前記第1レンズ素子の光軸上の厚み、
Thsum:全てのレンズ素子の光軸上の厚みの和、
である、
撮像光学系。
【請求項2】
前記第4レンズ素子と前記第5レンズ素子とは接合されており、
前記第4レンズ素子は正のパワーを有し、
前記第5レンズ素子は負のパワーを有し、
以下の条件(3)を満足し、
30 < |vd_L4 - vd_L5| < 65・・・(3)
ここで、
vd_L4:前記第4レンズ素子のd線におけるアッベ数、
vd_L5:前記第5レンズ素子のd線におけるアッベ数、
である、
請求項1に記載の撮像光学系。
【請求項3】
以下の条件(4)を満足し、
-7.0E-6 < Min(dn/dt) < 0.0E-6・・・(4)
ここで、
Min(dn/dt):前記第3レンズ素子および前記第4レンズ素子の温度20℃~40℃におけるd線に対する屈折率温度係数のうち小さい方の値、
である、
請求項1または2に記載の撮像光学系。
【請求項4】
以下の条件(5)を満足し、
45° < ω・・・(5)
ここで、
ω:撮像光学系の半画角、
である、
請求項1から3のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項5】
以下の条件(6)
0.4 < Thsum / TTL < 1.6 ・・・(6)
を満足する、
請求項1から4のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項6】
以下の条件(7)を満足し、
-5.0< (R12+R11)/(R12-R11) < -1.5・・・(7)
ここで、
R11:前記第1レンズ素子の像側面における近軸曲率半径、
R12:前記第1レンズ素子の物体側面における近軸曲率半径、
である、
請求項1から5のいずれかに記載の撮像光学系。
【請求項7】
物体の光学的な像を形成する請求項1から6のいずれか1つの撮像光学系と、
前記撮像光学系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、
を備える、カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、撮像光学系、カメラに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1は、物体側から順に正または負の第1レンズ群G1と、開口絞りSと、正の第2レンズ群G2とから構成され、第1レンズ群は、最も物体側に負レンズを有し、第1レンズ群中の最も物体側の負レンズは、物体側の面に、近軸において物体側に凸面を向け、その有効径内で近軸曲率が最も大きく、且つ、その有効径内に近軸曲率の1/2以下の曲率となる部分を含む非球面を有する撮像光学系を開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本開示は、諸収差を良好に補正できる撮像光学系、カメラを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示における撮像光学系は、物体側から像側へと順に、像側に凹面を向けた負のパワーを有する第1レンズ素子と、パワーを有する第2レンズ素子と、正のパワーを有する第3レンズ素子と、パワーを有する第4レンズ素子と、パワーを有する第5レンズ素子と、を備える。
【0006】
そして、以下の条件(1)、および(2)を満足する。
【0007】
R11 / TTL < 0.25 ・・・(1)
ThL1 / Thsum < 0.15・・・(2)
ここで、
R11 :第1レンズ素子の物体側面の近軸曲率半径、
TTL :光学全長、
ThL1 :第1レンズ素子の光軸上の厚み、
Thsum:全てのレンズ素子の光軸上の厚みの和、
である。
【0008】
また、本開示におけるカメラは、撮像光学系と、撮像光学系により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子と、を備える。撮像光学系は、物体側から像側へと順に、像側に凹面を向けた負のパワーを有する第1レンズ素子と、パワーを有する第2レンズ素子と、正のパワーを有する第3レンズ素子と、パワーを有する第4レンズ素子と、パワーを有する第5レンズ素子と、を備える。
【0009】
そして、以下の条件(1)、および(2)を満足する。
【0010】
R11 / TTL < 0.25 ・・・(1)
ThL1 / Thsum < 0.15・・・(2)
ここで、
R11 :第1レンズ素子の物体側面の近軸曲率半径、
TTL :光学全長、
ThL1 :第1レンズ素子の光軸上の厚み、
Thsum:全てのレンズ素子の光軸上の厚みの和、
である。
【発明の効果】
【0011】
本開示は、明るくかつ諸収差を良好に補正できる撮像光学系を提供する。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【
図1】実施の形態1(数値実施例1)に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図
【
図2】数値実施例1に係る撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図
【
図3】実施の形態2(数値実施例2)に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図
【
図4】数値実施例2に係る撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図
【
図5】実施の形態3(数値実施例3)に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図
【
図6】数値実施例3に係る撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図
【
図7】実施の形態4(数値実施例4)に係る撮像光学系の無限遠合焦状態を示すレンズ配置図
【
図8】数値実施例4に係る撮像光学系の無限遠合焦状態の縦収差図
【
図9】実施の形態1に係る撮像光学系を備えた車載カメラの概略図
【
図10】車載カメラを車両の前側位置に備えた自動車の概略図
【
図11】車載カメラを車両の室内前方位置に備えた自動車の室内から前方を見た概略図
【発明を実施するための形態】
【0013】
以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
【0014】
なお、発明者は、当業者が本開示を充分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
【0015】
(実施の形態1~4:撮像光学系)
図1、
図3、
図5及び
図7は、各々実施の形態1~4に係る撮像光学系のレンズ配置図である。各図において、特定の面に付されたアスタリスク*は、該面が非球面であることを示している。また、各図において、最も右側に記載された直線は、像面Sの位置を表している。なお、各図において、縦横比は一致している。
【0016】
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る撮像光学系を表している。
【0017】
実施の形態1に係る撮像光学系は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ素子L1と、正のパワーを有する第2レンズ素子L2と、開口絞りAと、正のパワーを有する第3レンズ素子L3と、正のパワーを有する第4レンズ素子L4と、負のパワーを有する第5レンズ素子L5と、正のパワーを有する第6レンズ素子と、を備える。なお、物体側とは第1レンズ素子L1側に対応し、像側とは、像面S側に対応する。
【0018】
各レンズ素子を説明する。
【0019】
第1レンズ素子L1は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第1レンズ素子L1は光軸方向の両面に非球面形状を有する。
【0020】
第2レンズ素子L2は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。第2レンズ素子L2は光軸方向の両面に非球面形状を有する。
【0021】
第3レンズ素子L3は、両凸レンズである。
【0022】
第4レンズ素子L4は、両凸レンズである。
【0023】
第5レンズ素子L5は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。
【0024】
第6レンズ素子L6は、両凸レンズである。
【0025】
第4レンズ素子L4と第5レンズ素子L5とは接着剤等で接着された接合レンズである。
【0026】
(実施の形態2)
図3は、実施の形態2に係る撮像光学系を表している。
【0027】
実施の形態2に係る撮像光学系は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ素子L1と、正のパワーを有する第2レンズ素子L2と、開口絞りAと、正のパワーを有する第3レンズ素子L3と、正のパワーを有する第4レンズ素子L4と、負のパワーを有する第5レンズ素子L5と、正のパワーを有する第6レンズ素子と、を備える。なお、物体側とは第1レンズ素子L1側に対応し、像側とは、像面S側に対応する。
【0028】
各レンズ素子を説明する。
【0029】
第1レンズ素子L1は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第1レンズ素子L1は光軸方向の両面に非球面形状を有する。
【0030】
第2レンズ素子L2は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。第2レンズ素子L2は光軸方向の両面に非球面形状を有する。
【0031】
第3レンズ素子L3は、両凸レンズである。
【0032】
第4レンズ素子L4は、両凸レンズである。
【0033】
第5レンズ素子L5は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。
【0034】
第6レンズ素子L6は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。
【0035】
第4レンズ素子L4と第5レンズ素子L5とは接着剤等で接着された接合レンズである。
【0036】
(実施の形態3)
図5は、実施の形態3に係る撮像光学系を表している。
【0037】
実施の形態3に係る撮像光学系は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ素子L1と、負のパワーを有する第2レンズ素子L2と、開口絞りAと、正のパワーを有する第3レンズ素子L3と、正のパワーを有する第4レンズ素子L4と、負のパワーを有する第5レンズ素子L5と、正のパワーを有する第6レンズ素子と、を備える。なお、物体側とは第1レンズ素子L1側に対応し、像側とは、像面S側に対応する。
【0038】
各レンズ素子を説明する。
【0039】
第1レンズ素子L1は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第1レンズ素子L1は光軸方向の両面に非球面形状を有する。
【0040】
第2レンズ素子L2は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。第2レンズ素子L2は光軸方向の両面に非球面形状を有する。
【0041】
第3レンズ素子L3は、両凸レンズである。第3レンズ素子L3は光軸方向の両面に非球面形状を有する。
【0042】
第4レンズ素子L4は、両凸レンズである。
【0043】
第5レンズ素子L5は、両凹レンズである。
【0044】
第6レンズ素子L6は、両凸レンズである。
【0045】
第4レンズ素子L4と第5レンズ素子L5とは接着剤等で接着された接合レンズである。
【0046】
(実施の形態4)
図7は、実施の形態4に係る撮像光学系を表している。
【0047】
実施の形態4に係る撮像光学系は、物体側から像側へと順に、負のパワーを有する第1レンズ素子L1と、負のパワーを有する第2レンズ素子L2と、正のパワーを有する第3レンズ素子L3と、開口絞りAと、正のパワーを有する第4レンズ素子L4と、負のパワーを有する第5レンズ素子L5と、正のパワーを有する第6レンズ素子と、負のパワーを有する第7レンズ素子と、を備える。なお、物体側とは第1レンズ素子L1側に対応し、像側とは、像面S側に対応する。
【0048】
各レンズ素子を説明する。
【0049】
第1レンズ素子L1は、物体側に凸面を有するメニスカスレンズである。第1レンズ素子L1は光軸方向の両面に非球面形状を有する。
【0050】
第2レンズ素子L2は、両凹レンズである。
【0051】
第3レンズ素子L3は、両凸レンズである。
【0052】
第4レンズ素子L4は、両凸レンズである。
【0053】
第5レンズ素子L5は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。
【0054】
第6レンズ素子L6は、両凸レンズである。
【0055】
第7レンズ素子L7は、像側に凸面を有するメニスカスレンズである。
【0056】
第5レンズ素子L5と第6レンズ素子L6とは接着剤等で接着された接合レンズである。
【0057】
(条件及び効果)
以下、例えば実施の形態1~4に係る撮像光学系のごとき撮像光学系が満足することが有益な条件を説明する。なお、各実施の形態に係る撮像光学系に対して、複数の有益な条件が規定されるが、これら複数の条件すべてを満足する撮像光学系の構成が最も効果的である。しかしながら、個別の条件を満足することにより、それぞれ対応する効果を奏する撮像光学系を得ることも可能である。
【0058】
例えば実施の形態1~4に係る撮像光学系のように、本開示における撮像光学系は、物体側から像側へと順に、像側に凹面を向けた負のパワーを有する第1レンズ素子と、パワーを有する第2レンズ素子と、正のパワーを有する第3レンズ素子と、パワーを有する第4レンズ素子と、パワーを有する第5レンズ素子と、を備える。
【0059】
そして、以下の条件(1)、および(2)を満足することが望ましい。
【0060】
R11 / TTL < 0.25 ・・・(1)
ThL1 / Thsum < 0.15・・・(2)
ここで、
R11 :第1レンズ素子L1の物体側面の近軸曲率半径、
TTL :光学全長、
ThL1 :第1レンズ素子L1の光軸上の厚み、
Thsum:全てのレンズ素子の光軸上の厚みの和、
である。
【0061】
条件(1)は、光学全長(光軸上における第1レンズ素子L1の物体側面から像面までの距離)に対する第1レンズ素子L1の物体側面の近軸曲率半径の好ましい範囲を規定する条件である。
【0062】
条件(1)の上限以上になると、第1レンズ素子L1の物体側面で反射したゴースト光が像面に入射するのをより有効に防ぐことができなくなる。また、光軸付近の角度分解能が下がり、光軸付近の物体を周辺より拡大して表示させることができなくなる。
【0063】
条件(2)は第1レンズ素子L1の光軸上の厚みと撮像光学系を構成する実質的にパワーを有する全てのレンズ素子の光軸上の厚みの総和との比を規定する条件である。
【0064】
条件(2)の上限以上になると、第1レンズ素子L1の厚みが大きくなり光軸付近の角度分解能と撮像光学系の小型化との両立が困難になる。
【0065】
このとき、条件(1)および(2)の範囲内で、以下の条件(1a)、条件(2a)のいずれか一方、または両方を満足すれば、より好ましい。
【0066】
R11 / TTL < 0.24 ・・・(1a)
ThL1 / Thsum < 0.12・・・(2a)
これにより、前述の効果が、より向上する。
【0067】
また、条件(1)および(2)の範囲内で、以下の条件(1b)、条件(2b)のいずれか一方、または両方を満足すれば、さらに好ましい。
【0068】
R11 / TTL < 0.23 ・・・(1b)
ThL1 / Thsum < 0.10・・・(2b)
これにより、前述の効果が、さらに向上する。
【0069】
また、例えば撮像光学系において、第4レンズ素子L4と第5レンズ素子L5とが接合されており、第4レンズ素子L4は正のパワーを有し、第5レンズ素子L5は負のパワーを有しており、以下の条件(3)を満足することが望ましい。
【0070】
30 < |vd_L4 - vd_L5| < 65・・・(3)
ここで、
vd_L4:第4レンズ素子L4のd線におけるアッベ数、
vd_L5:第5レンズ素子L5のd線におけるアッベ数、
である。
【0071】
条件(3)は、第4レンズ素子L4のd線におけるアッベ数と、第5レンズ素子L5のd線におけるアッベ数との差の好ましい範囲を規定するための条件である。
【0072】
条件(3)の下限以下になると、色収差の補正が困難となる。
また、条件(3)の上限以上になると、低分散の硝材は屈折率が低く、光学性能に対する感度が上がり、安定したモノづくりが困難となる。
【0073】
このとき、条件(3)の範囲内で、以下の条件(3a)、条件(3b)のいずれか一方、または両方を満足すれば、より好ましい。
【0074】
これにより、前述の効果が、より向上する。
【0075】
35 < |vd_L4 - vd_L5|・・・(3a)
|vd_L4 - vd_L5| < 63・・・(3b)
また、条件(3)の範囲内で、以下の条件(3c)、条件(3d)のいずれか一方、または両方を満足すれば、さらに好ましい。
【0076】
40 < |vd_L4 - vd_L5|・・・(3c)
|vd_L4 - vd_L5| < 60・・・(3d)
これにより、前述の効果が、さらに向上する。
【0077】
また、撮像光学系において、例えば以下の条件(4)を満足することが望ましい。
【0078】
-7.0E-6 < Min(dn/dt) < 0.0E-6・・・(4)
ここで、
Min(dn/dt):第3レンズ素子L3および第4レンズ素子L4の温度20℃~40℃におけるd線に対する屈折率温度係数のうち小さい方の値、
である。
【0079】
条件(4)は、第3レンズ素子L3および第4レンズ素子L4の温度20℃~40℃におけるd線に対する屈折率温度係数の最小値の範囲を規定するための条件である。
【0080】
条件(4)の下限以下になると、雰囲気温度の変化によるピント位置や画角の変化の補正が過剰となり、良好な結像性能を確保することが困難になる。
【0081】
また、条件(4)の上限以上になると、雰囲気温度の変化によるピント位置や画角の変化の補正が不足し、良好な結像性能を確保することが困難になる。
【0082】
このとき、条件(4)の範囲内で、以下の条件(4a)、(4b)のいずれか一方、または両方を満足すれば、より好ましい。
【0083】
-6.5E-6 < Min(dn/dt) ・・・(4a)
Min(dn/dt) < -1.5E-6 ・・・(4b)
これにより、前述の効果が、より向上する。
【0084】
また、条件(4)の範囲内で、以下の条件(4c)、条件(4d)のいずれか一方、または両方を満足すれば、さらに好ましい。
【0085】
-6.0E-6 < Min(dn/dt) ・・・(4c)
Min(dn/dt) < -2.6E-6 ・・・(4d)
これにより、前述の効果が、さらに向上する。
【0086】
また、撮像光学系において、例えば以下の条件(5)満足することが望ましい。
【0087】
45° < ω・・・(5)
ここで、
ω:撮像光学系の半画角、
である。
【0088】
条件(5)は、撮像光学系の半画角を規定する条件である。
条件(5)の下限以下になると、光軸中心の角度分解能高くなりすぎ、周囲の物体の検知が困難になるため好ましくない
このとき、条件(5)の範囲内で、以下の条件(5a)を満足すれば、より好ましい。
【0089】
50° < ω・・・(5a)
これにより、前述の効果が、より向上する。
【0090】
また、条件(5)の範囲内で、以下の条件(5bを満足すれば、さらに好ましい。
【0091】
55° < ω・・・(5b)
これにより、前述の効果が、さらに向上する。
【0092】
また、撮像光学系において、例えば以下の条件(6)を満足することが望ましい。
【0093】
0.4 < Thsum / TTL < 1.6 ・・・(6)
条件(6)は、撮像光学系の光学全長光軸上における第1レンズ素子L1の物体側面から像面までの距離)に対する撮像光学系を構成する実質的にパワーを有する全てのレンズ素子の光軸上の厚みの総和を規定する条件である。
【0094】
条件(6)の下限以下になると、光学全長に対するレンズの厚みの総和が少なくなり、光学系の小型化が困難になる。
【0095】
また、条件(6)の上限以上になると、レンズの体積が大きくなり、小型化を実現するのが困難となる。
【0096】
このとき、条件(6)の範囲内で、以下の条件(6a)、(6b)のいずれか一方、または両方を満足すれば、より好ましい。
【0097】
0.5 < Thsum / TTL ・・・(6a)
Thsum / TTL < 0.75・・・(6b)
これにより、前述の効果が、より向上する。
【0098】
また、条件(6)の範囲内で、以下の条件(6c)、条件(6d)のいずれか一方、または両方を満足すれば、さらに好ましい。
【0099】
0.6 ≦ Thsum / TTL ・・・(6c)
Thsum / TTL < 0.70・・・(6d)
これにより、前述の効果が、さらに向上する。
【0100】
また、撮像光学系において、例えば以下の条件(7)を満足することが望ましい。
【0101】
-5.0< (R12+R11)/(R12-R11) < -1.5・・・(7)
ここで、
R11:第1レンズ素子L1の像側面における近軸曲率半径、
R12:第1レンズ素子L1の物体側面における近軸曲率半径、
である。
【0102】
条件(7)は、撮像光学系の第1レンズ素子L1のシェイプファクターを規定する条件である。
【0103】
条件(7)の下限以下になると、第1レンズ素子L1の物体側の面の曲率半径が像側の曲率半径に対して相対的に大きくなり、球面収差を良好に補正することが困難になる。
【0104】
また、条件(7)の上限以上になると、第1レンズ素子L1の物体側の面の曲率半径が像側の面の曲率半径に対して相対的に小さくなりすぎるため、第1レンズ素子L1の製造難易度が高くなり、歩留まりの悪化やコストアップを招く可能性がある。
【0105】
このとき、条件(7)の範囲内で、以下の条件(7a)、(7b)のいずれか一方、または両方を満足すれば、より好ましい。
【0106】
-4.5< (R12+R11)/(R12-R11) ・・・(7a)
(R12+R11)/(R12-R11) < -2.0・・・(7b)
これにより、前述の効果が、より向上する。
【0107】
また、条件(7)の範囲内で、以下の条件(7c)、条件(7d)のいずれか一方、または両方を満足すれば、さらに好ましい。
【0108】
-4.0< (R12+R11)/(R12-R11) ・・・(7c)
(R12+R11)/(R12-R11) < -2.5・・・(7d)
これにより、前述の効果が、さらに向上する。
【0109】
(実施の形態5:カメラ)
実施の形態1に係る撮像光学系を備えたカメラについて、車載カメラを例に挙げて説明する。なお、該車載カメラにおいて、実施の形態1に係る撮像光学系の替わりに、実施の形態2~4に係る撮像光学系のいずれか1つを適用してもよい。
【0110】
図9は、実施の形態1に係る撮像光学系を備えた車載カメラの概略図である。
【0111】
車載カメラ100は、物体の光学的な像を形成する撮像光学系201と、撮像光学系201により形成された光学的な像を電気的な画像信号に変換する撮像素子202とを備えている。撮像素子202は、実施の形態1に係る撮像光学系における像面Sの位置に配置されている。
【0112】
図10は、車載カメラ100を車両500の室内前方位置に備えた自動車の概略図である。
【0113】
図11は、車載カメラ100を車両500の室内前方位置に備えた自動車の室内から前方を見た概略図である。
【0114】
車載カメラ100は、車両500に設定され、センシングカメラ又はビューカメラとして用いられる。センシングカメラで撮像した画像は、他の車両との車間距離等をチェックするために用いられる。ビューカメラで撮像した画像は、車内のモニタに表示され、運転者が車両前方や車両後方、および車両側方などを確認するために用いられる。
【0115】
撮像素子202によって得られた画像信号は、例えば、車両500の室内前方に位置する、表示装置401、表示装置402や表示装置403などに表示される。また、当該画像信号は、例えば、画像データとして、メモリに記録される。
【0116】
表示装置401は、例えば、電子ルームミラーなどである。
【0117】
表示装置402及び表示装置403は、例えば、ナビゲーションシステムや、フロントパネルなどの表示装置である。
【0118】
これにより、車両500は、撮像光学系201を有する車載カメラ100を用いて、車両前方の映像を、表示装置401や表示装置402などに表示することができる。そのため、運転手などの搭乗者は、車両500の後部を視認することができる。
【0119】
このように、本開示における撮像光学系は、センシングカメラ、ビューカメラどちらのレンズ系でも有効である。
【0120】
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態5を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。
【0121】
実施の形態1~4の単焦点系に、実質的にパワーを有しないレンズ素子を適宜追加してもよい。
【0122】
実施の形態1~4の単焦点系が有するレンズ素子の非球面形状は、研磨加工やモールド成型に限らない。例えば、球面レンズの表面に被膜の非球面を形成させてなる、いわゆるレプリカレンズ(ハイブリッドレンズ)でもよい。
【0123】
なお、本開示における実施の形態1~4に係る撮像光学系を、センシングカメラ又はビューカメラである車載カメラに適用した例を、実施の形態10として示したが、本開示における撮像光学系は、例えばスマートフォンや携帯電話に搭載されるカメラ、監視システムにおける監視カメラ、Webカメラ等に適用することも勿論可能である。
【0124】
(数値実施例)
以下、実施の形態1~4に係る撮像光学系を具体的に実施した数値実施例を説明する。なお、各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて「mm」であり、画角の単位はすべて「°」である。なお、表中「画角」とあるのは、水平半画角のことである。各数値実施例において、rは曲率半径、dは面間隔、ndはd線に対する屈折率、νd(vdとも記す)はd線に対するアッベ数、dn/dtは温度20℃~40℃におけるd線に対する屈折率温度係数であり、JIS X 0210による指数表記(E表記)で示す。また、各数値実施例において、*印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義している。
【0125】
【0126】
ここで、
Z:光軸からの高さがhの非球面上の点から、非球面頂点の接平面までの距離、
h:光軸からの高さ、
r:頂点曲率半径、
κ:円錐定数、
An:n次の非球面係数
である。
【0127】
図2、
図4、
図6および
図8は、数値実施例1から4に係る撮像光学系の無限遠合焦状態における縦収差図である。
【0128】
各縦収差図は、上側から順に、球面収差(SA(mm))、非点収差(AST(mm))、歪曲収差(DIS(%))を示す。
【0129】
球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、Fで示す)を表し、実線はd線(d-line)、短破線はF線(F-line)、長破線はC線(C-line)の特性である。
【0130】
非点収差図において、縦軸は像高を表し、実線はサジタル平面(図中、sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、mで示す)の特性である。なお、ω(wとも記す)は水平半画角を示す。
【0131】
歪曲収差図において、縦軸は像高を表し、ω(wとも記す)は水平半画角を示す。
【0132】
ここで、ディストーションの実線は、Y=f・tan(ω)を理想像高とした場合の収差を示している(Yは像高、fは全系の焦点距離)。
【0133】
(数値実施例1)
数値実施例1の撮像光学系は、
図1に示した実施の形態1に対応する。
【0134】
(面データ)
面番号 r d nd vd dn/dt
物面 ∞
1* 4.37540 1.32590 1.81055 41.1 5.7E-6
2* 2.25470 2.67190
3* -5.51910 3.40340 1.81055 41.1 5.7E-6
4* -5.92940 0.60980
5(絞り) ∞ 0.50050
6 24.03650 3.83090 1.61997 63.9 -2.9E-6
7 -8.96020 1.40710
8 26.15600 3.73590 1.61800 63.4 -2.2E-6
9 -6.17410 0.00500 1.56732 42.8
10 -6.17410 0.60000 1.92286 20.9 1.8E-6
11 -24.80890 0.30000
12 28.40770 2.80290 1.58913 61.3 3.7E-6
13 -14.72000 0.00000
14 ∞ BF
像面 ∞
(非球面データ)
第1面
K=-1.48365E-01, A4=-5.11309E-03, A6=-1.57488E-04, A8= 1.70729E-05
A10=-5.38841E-07
第2面
K=-2.49327E+00, A4= 1.12935E-02, A6=-2.12019E-03, A8= 2.29147E-04
A10=-8.07885E-06
第3面
K=-1.99929E-01, A4=-1.78686E-03, A6=-7.58569E-05, A8=-5.95402E-07
A10=-8.54962E-07
第4面
K= 0.00000E+00, A4=-1.08476E-04, A6=-4.76612E-06, A8= 2.43399E-07
A10=-1.53701E-08
(各種データ)
焦点距離 4.8928
Fナンバー 1.62724
画角 64.0000
像高 4.0337
レンズ全長 25.9778
BF 4.78450
入射瞳位置 4.5027
射出瞳位置 -25.9692
前側主点位置 8.4736
後側主点位置 21.0848
(単レンズデータ)
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -7.9699
2 3 36.2638
3 6 11.0176
4 8 8.4558
5 10 -9.0466
6 12 16.8643
(数値実施例2)
数値実施例2の撮像光学系は、
図3に示した実施の形態2に対応する。
【0135】
(面データ)
面番号 r d nd vd dn/dt
物面 ∞
1* 5.86720 1.47000 1.80610 40.7 7.9E-6
2* 2.87630 2.94910
3* -5.39750 4.03810 1.80610 40.7 7.9E-6
4* -6.99470 -0.05280
5(絞り) ∞ 0.50000
6 16.85710 4.48110 1.59282 68.6 -5.7E-6
7 -7.47480 1.20910
8 17.64460 4.08780 1.59282 68.6 -5.7E-6
9 -5.73920 0.00500 1.56732 42.8
10 -5.73920 0.60000 1.92286 20.9 1.8E-6
11 -19.40340 0.00500 1.56732 42.8
12 -19.40340 1.44640 1.72916 54.7 3.4E-6
13 -12.53680 0.00000
14 ∞ BF
像面 ∞
(非球面データ)
第1面
K= 2.42540E-01, A4=-3.72448E-03, A6= 3.64410E-07, A8= 4.29785E-06
A10=-1.43950E-07
第2面
K=-3.10503E+00, A4= 7.07333E-03, A6=-1.05225E-03, A8= 1.03201E-04
A10=-3.17322E-06
第3面
K= 1.05412E+00, A4=-8.04282E-04, A6= 6.37489E-05, A8= 5.83983E-06
A10=-5.99813E-08
第4面
K= 0.00000E+00, A4= 2.22241E-04, A6= 2.22692E-05, A8= 2.07640E-07
A10= 8.22340E-08
(各種データ)
焦点距離 4.8560
Fナンバー 1.62802
画角 60.0000
像高 4.0341
レンズ全長 25.9943
BF 5.25550
入射瞳位置 4.6104
射出瞳位置 -19.5693
前側主点位置 8.2614
後側主点位置 21.1383
(単レンズデータ)
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -8.9665
2 3 228.3666
3 6 9.3782
4 8 7.8134
5 10 -9.0211
6 12 44.6213
(数値実施例3)
数値実施例3の撮像光学系は、
図5に示した実施の形態3に対応する。
【0136】
(面データ)
面番号 r d nd vd dn/dt
物面 ∞
1* 4.87820 1.47000 1.80610 40.7 7.9E-6
2* 2.56320 3.45190
3* -5.64550 4.12020 1.80610 40.7 7.9E-6
4* -7.84880 -0.15830
5(絞り) ∞ 0.52140
6* 10.61360 5.10000 1.59201 67.0 -7.0E-7
7* -8.45120 1.00540
8 16.61910 3.63510 1.59282 68.6 -5.7E-6
9 -8.37910 0.00500 1.56732 42.8
10 -8.37910 0.60000 1.92286 20.9 1.8E-6
11 81.84740 0.00500 1.56732 42.8
12 81.84740 2.07090 1.72916 54.7 3.4E-6
13 -14.72950 0.00000
14 ∞ BF
像面 ∞
(非球面データ)
第1面
K=-2.20991E-01, A4=-3.20613E-03, A6=-4.86262E-05, A8= 4.01742E-06
A10=-1.02311E-07
第2面
K=-1.08793E+00, A4=-1.75021E-03, A6=-7.98643E-05, A8= 1.86439E-05
A10=-7.93577E-07
第3面
K=-1.49116E+00, A4=-1.89421E-03, A6=-3.72248E-05, A8=-1.35022E-06
A10=-3.66396E-07
第4面
K= 0.00000E+00, A4=-1.22533E-05, A6= 2.33327E-05, A8=-5.23830E-07
A10= 5.18589E-09
第6面
K= 0.00000E+00, A4=-5.51506E-05, A6= 3.45380E-05, A8=-1.17086E-06
A10= 3.36727E-08
第7面
K= 0.00000E+00, A4= 3.98597E-04, A6= 1.67138E-05, A8=-2.99422E-07
A10= 4.08178E-08
(各種データ)
焦点距離 4.8547
Fナンバー 1.45814
画角 60.0000
像高 4.0347
レンズ全長 26.6775
BF 4.85090
入射瞳位置 5.1079
射出瞳位置 -19.7548
前側主点位置 8.7696
後側主点位置 21.8230
(単レンズデータ)
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -9.3504
2 3 -150.8604
3 6 8.8251
4 8 9.9342
5 10 -8.2101
6 12 17.2759
(数値実施例4)
数値実施例4の撮像光学系は、
図7に示した実施の形態4に対応する。
【0137】
面番号 r d nd vd dn/dt
物面 ∞
1* 4.85780 1.69660 1.81055 41.1 5.7E-6
2* 2.68620 3.10610
3 -27.93060 0.60920 1.70154 41.2 4.4E-6
4 8.50980 1.16450
5 10.32430 4.12780 1.95375 32.3 4.4E-6
6 -17.15780 2.35350
7(絞り) ∞ 0.23710
8 71.00550 4.45560 1.59282 68.6 -5.7E-6
9 -4.45850 0.00500 1.56732 42.8
10 -4.45850 0.65850 1.92286 20.9 1.8E-6
11 -8.94710 0.53170
12 9.83820 4.99910 1.80420 46.5 4.1E-6
13 -17.36890 1.24380
14 -10.68750 2.20950 1.80518 25.5 9.0E-7
15 -69.28910 0.00000
16 ∞ BF
像面 ∞
(非球面データ)
第1面
K=-4.60947E-01, A4=-1.94353E-03, A6=-1.08387E-04, A8= 4.91796E-06
A10=-9.02563E-08, A12= 4.53987E-10
第2面
K=-9.90859E-01, A4=-1.56624E-03, A6=-2.34822E-04, A8= 1.77182E-05
A10=-3.45447E-07, A12= 0.00000E+00
(各種データ)
焦点距離 5.3190
Fナンバー 1.44038
画角 62.0000
像高 4.0359
レンズ全長 29.8657
BF 2.46770
入射瞳位置 7.3155
射出瞳位置 -12.6919
前側主点位置 10.4054
後側主点位置 24.5467
(単レンズデータ)
レンズ 始面 焦点距離
1 1 -11.4010
2 3 -9.2339
3 5 7.2931
4 8 7.2354
5 10 -10.3594
6 12 8.5065
7 14 -15.9626
(条件の対応値)
以下の表に、各数値実施例の対応値を示す。
【0138】
【0139】
以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。
【0140】
したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
【0141】
また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【0142】
本開示は、車載カメラ、監視カメラ、Webカメラ等に用いる撮像光学系に適用可能である。特に本開示は、車載カメラなど高画質化が求められているカメラに用いる撮像光学系において有益である。
【符号の説明】
【0143】
L1 第1レンズ素子
L2 第2レンズ素子
L3 第3レンズ素子
L4 第4レンズ素子
L5 第5レンズ素子
L6 第6レンズ素子
L7 第7レンズ素子
A 開口絞り
S 像面
100 車載カメラ
201 撮像光学系
202 撮像素子
401 表示装置
402 表示装置
403 表示装置
500 車両