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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-07-06
(45)【発行日】2022-07-14
(54)【発明の名称】撮像レンズ
(51)【国際特許分類】
   G02B 13/00 20060101AFI20220707BHJP
   G02B 13/18 20060101ALN20220707BHJP
【FI】
G02B13/00
G02B13/18
【請求項の数】 5
(21)【出願番号】P 2021140766
(22)【出願日】2021-08-31
【審査請求日】2021-08-31
(73)【特許権者】
【識別番号】320011719
【氏名又は名称】エーエーシー オプティックス (ソシュウ) カンパニーリミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100123674
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 亮
(74)【代理人】
【識別番号】100097559
【弁理士】
【氏名又は名称】水野 浩司
(72)【発明者】
【氏名】寺西 孝亮
【審査官】森内 正明
(56)【参考文献】
【文献】中国特許出願公開第112817126(CN,A)
【文献】米国特許出願公開第2019/0278062(US,A1)
【文献】中国特許出願公開第108873253(CN,A)
【文献】中国特許出願公開第113031224(CN,A)
【文献】中国特許出願公開第113031229(CN,A)
【文献】特開2020-187181(JP,A)
【文献】米国特許出願公開第2020/0233180(US,A1)
【文献】米国特許出願公開第2018/0188493(US,A1)
【文献】特開2017-116913(JP,A)
(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】
物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ、正の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズ、正の屈折力を有する第6レンズ、負の屈折力を有する第7レンズからなり、且つ、以下の条件式(1)~(3)を満足することを特徴とする撮像レンズ。
-55.00≦R1/d1≦-18.00 (1)
1.42≦f2/f≦1.96 (2)
2.70≦f4/f1≦10.10 (3)
但し、
f:撮像レンズ全体の焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f4:第4レンズの焦点距離
R1:第1レンズの物体側面の曲率半径
d1:第1レンズの中心厚
である。
【請求項2】
以下の条件式(4)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。
-1.00≦R8/R9≦11.20 (4)
但し、
R8:第5レンズの物体側面の曲率半径
R9:第5レンズの像面側面の曲率半径
である。
【請求項3】
以下の条件式(5)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。
1.29≦R11/R12≦2.16 (5)
但し、
R11:第7レンズの物体側面の曲率半径
R12:第7レンズの像面側面の曲率半径
である。
【請求項4】
以下の条件式(6)を満足することを特徴とする請求項1に記載の撮像レンズ。
-11.00≦f7/f≦-1.45 (6)
但し、
f:撮像レンズ全体の焦点距離
f7:第7レンズの焦点距離
である。
【請求項5】
前記第1レンズ、前記第2レンズ、前記第3レンズ、前記第4レンズ、前記第5レンズ、前記第6レンズ及び前記第7レンズは、何れもガラス材質であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の撮像レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、撮像レンズに関する発明であり、特に高画素用CCD、CMOSを用いたフロントセンシングカメラに適した画角を備え良好な光学特性を有し、F値(以下、Fnoとする)が、1.43以下の明るい7枚のレンズで構成される撮像レンズに関する発明である。
【背景技術】
【0002】
近年、自動運転に必要となるフロントセンシングカメラでは被写体(前方の走行車や障害物、センターライン、道路標識等)の画像認識精度が高いことが要求される。
その為、画像認識精度を上げる為センサの大型化、高解像化への傾向がある。更に夜間での認識向上の為より明るいFnoを有する撮像レンズが求められている。
【0003】
特許文献1の実施例に開示された撮像レンズは、物体から順に正の屈折力を有する第1レンズ、負の屈折力を有する第2レンズ、負の屈折力を有する第3レンズ、正の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズ、正の屈折力を有する第6レンズ、正の屈折力を有する第7レンズで構成され良好な光学特性を有する撮像レンズが提案されているが、第1レンズの物体側面の曲率半径と第1レンズの中心厚の関係、第2レンズの焦点距離と撮像レンズ全体の焦点距離の関係、第4レンズの焦点距離と第1レンズの焦点距離の関係が不十分な為に、Fnoは1.90と暗く不十分であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開2017-125978号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、良好な光学特性を有し、明るいFnoを有する7枚のレンズで構成される撮像レンズの提供である。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ、正の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズ、正の屈折力を有する第6レンズ、負の屈折力を有する第7レンズで構成された撮像レンズで、第1レンズの物体側面の曲率半径と第1レンズの中心厚の関係、第2レンズの焦点距離と撮像レンズ全体の焦点距離の関係、第4レンズの焦点距離と第1レンズの焦点距離の関係を鋭意検討した結果、従来技術の課題が改善された撮像レンズを得ることを見出し、本発明に到達した。
【0007】
請求項1記載の撮像レンズは、物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ、正の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズ、正の屈折力を有する第6レンズ、負の屈折力を有する第7レンズが配置され且つ、以下の条件式(1)~(3)を満足する。
-55.00≦R1/d1≦-18.00 (1)
1.42≦f2/f≦1.96 (2)
2.70≦f4/f1≦10.10 (3)
但し、
f:撮像レンズLA全体の焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f4:第4レンズの焦点距離
R1:第1レンズL1の物体側面の曲率半径
d1:第1レンズL1の中心厚
である。
【0008】
請求項2記載の撮像レンズは、第1の発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式(4)を満足する。
-1.00≦R8/R9≦11.20 (4)
但し、
R8:第5レンズL5の物体側面の曲率半径
R9:第5レンズL5の像面側面の曲率半径
である。
【0009】
請求項3記載の撮像レンズは、第1の発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式(5)を満足する。
1.29≦R11/R12≦2.16 (5)
但し、
R11:第7レンズL7の物体側面の曲率半径
R12:第7レンズL7の像面側面の曲率半径
である。
【0010】
請求項4記載の撮像レンズは、第1の発明の撮像レンズにおいて、以下の条件式(6)を満足する。
-11.00≦f7/f≦-1.45 (6)
但し、
f:撮像レンズLA全体の焦点距離
f7:第7レンズの焦点距離
である。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、特に高画素用CCD、CMOSなどの撮像素子を使用した車載向けフロントセンシングカメラに適した画角を備え良好な光学特性を有し、明るいFnoを有する7枚のレンズで構成される撮像レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
図1】本発明の実施例1の撮像レンズLAの概略構成を示す図。
図2】本発明の実施例1の撮像レンズLAの球面収差を示す図。
図3】本発明の実施例1の撮像レンズLAの像面湾曲、歪曲収差を示す図。
図4】本発明の実施例1の撮像レンズLAの倍率色収差を示す図。
図5】本発明の実施例2の撮像レンズLAの概略構成を示す図。
図6】本発明の実施例2の撮像レンズLAの球面収差を示す図。
図7】本発明の実施例2の撮像レンズLAの像面湾曲、歪曲収差を示す図。
図8】本発明の実施例2の撮像レンズLAの倍率色収差を示す図。
図9】本発明の実施例3の撮像レンズLAの概略構成を示す図。
図10】本発明の実施例3の撮像レンズLAの球面収差を示す図。
図11】本発明の実施例3の撮像レンズLAの像面湾曲、歪曲収差を示す図。
図12】本発明の実施例3の撮像レンズLAの倍率色収差を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明に係る撮像レンズの実施形態について説明する。この撮像レンズLAは、物体側から像面側へ向かって、第1レンズL1、第2レンズL2、第3レンズL3、第4レンズL4、第5レンズL5、第6レンズL6、第7レンズL7が配置された7枚構成のレンズ系を備えている。第7レンズL7と像面との間に、ガラス平板GFが配置される。このガラス平板GFとしては、カバーガラス、及び、各種フィルターなどを想定したものである。本発明において、ガラス平板GFは、異なる位置に配置されてもよく、省略した構成も可能である。また、第1レンズ~第7レンズは、何れもガラス材質であってもよい。
【0014】
第1レンズL1は、負の屈折力を有するレンズであり、第2レンズL2は、正の屈折力を有するレンズであり、第3レンズL3は、正の屈折力を有するレンズであり、第4レンズL4は、負の屈折力を有するレンズであり、第5レンズL5は、負の屈折力を有するレンズであり、第6レンズL6は、正の屈折力を有するレンズであり、第7レンズL7は、負の屈折力を有するレンズである。第3レンズと第7レンズ面は、諸収差を良好に補正するため、非球面とすることが望ましい。
【0015】
この撮像レンズは、以下の条件式(1)を満足する。
-55.00≦R1/d1≦-18.00 (1)
【0016】
条件式(1)は、第1レンズL1の物体側面の曲率半径R1と第1レンズL1の中心厚d1の比を規定するものである。条件式(1)の範囲内にすることにより、Fno1.43での諸収差の補正が容易となり好ましい。
【0017】
この撮像レンズは、以下の条件式(2)を満足する。
1.42≦f2/f≦1.96 (2)
【0018】
条件式(2)は、第2レンズL2の焦点距離f2と撮像レンズLA全体の焦点距離fの比を規定するものである。条件式(2)の範囲内にすることにより、Fno1.43での諸収差の補正が容易となり好ましい。
【0019】
この撮像レンズは、以下の条件式(3)を満足する。
2.70≦f4/f1≦10.10 (3)
【0020】
条件式(3)は、第4レンズL4の焦点距離f4と第1レンズL1の焦点距離f1の比を規定するものである。条件式(3)の範囲内にすることにより、Fno1.43での諸収差の補正が容易となり好ましい。
【0021】
この撮像レンズは、以下の条件式(4)を満足する。
-1.00≦R8/R9≦11.20 (4)
【0022】
条件式(4)は、第5レンズL5の物体側面S8の曲率半径R8と第5レンズL5の像面側面S9の曲率半径R9の比を規定するものである。条件式(4)の範囲内にすることにより、Fno1.43での諸収差の補正が容易となり好ましい。
【0023】
この撮像レンズは、以下の条件式(5)を満足する。
1.29≦R11/R12≦ 2.16 (5)
【0024】
条件式(5)は、第7レンズL7の物体側面S11の曲率半径R11と第7レンズL7の像面側面S12の曲率半径R12の比を規定するものである。条件式(5)の範囲内にすることにより、Fno1.43での諸収差の補正が容易となり好ましい。
【0025】
この撮像レンズは、以下の条件式(6)を満足する。
-11.00≦f7/f≦-1.45 (6)
【0026】
条件式(6)は、第7レンズL7の焦点距離f7と撮像レンズLA全体の焦点距離fの比を規定するものである。条件式(6)の範囲内にすることにより、Fno1.43での諸収差の補正が容易となり好ましい。
【0027】
撮像レンズLAを構成する7枚レンズが、それぞれ前記の構成及び、条件式を満たすことにより、フロントセンシングカメラに適した画角を備え良好な光学特性を有し、Fno1.43以下の撮像レンズを得ることが可能となる。
【実施例
【0028】
以下に、本発明の撮像レンズLAについて、実施例を用いて説明する。各実施例に記載されている記号は以下のことを示す。なお、距離、半径及び中心厚の単位は、mmである。
f :撮像レンズLA全体の焦点距離
f1 :第1レンズL1の焦点距離
f2 :第2レンズL2の焦点距離
f3 :第3レンズL3の焦点距離
f4 :第4レンズL4の焦点距離
f5 :第5レンズL5の焦点距離
f6 :第6レンズL6の焦点距離
f7 :第7レンズL7の焦点距離
Fno :F値
2ω :全画角
STOP:開口絞り
R :光学面の曲率半径、レンズの場合は中心曲率半径
R1 :第1レンズL1の物体側面の曲率半径
R2 :第1レンズL1の像面側面の曲率半径
R3 :第2レンズL2の物体側面の曲率半径
R4 :第2レンズL2の像面側面の曲率半径
R5 :第3レンズL3の物体側面の曲率半径
R6 :第3レンズL3の像面側面の曲率半径、及び、第4レンズL4の物体側面の曲率半径
R7 :第4レンズL4の像面側面の曲率半径
R8 :第5レンズL5の物体側面の曲率半径
R9 :第5レンズL5の像面側面の曲率半径、及び、第6レンズL6の物体側面の曲率半径
R10 :第6レンズL6の像面側面の曲率半径
R11 :第7レンズL7の物体側面の曲率半径
R12 :第7レンズL7の像面側面の曲率半径
R13 :ガラス平板GF1の物体側面の曲率半径
R14 :ガラス平板GF1の像面側面の曲率半径
R15 :ガラス平板GF2の物体側面の曲率半径
R16 :ガラス平板GF2の像面側面の曲率半径
d :レンズの中心厚、又は、レンズ間距離
d1 :第1レンズL1の中心厚
d2 :第1レンズL1の像面側面から第2レンズL2の物体側面までの軸上距離
d3 :第2レンズL2の中心厚
d4 :第2レンズL2の像面側面S4から開口絞りSTOPまでの軸上距離
d5 :開口絞りSTOPから第3レンズL3の物体側面S5までの軸上距離
d6 :第3レンズL3の中心厚
d7 :第4レンズL4の中心厚
d8 :第4レンズL4の像面側面から第5レンズL5の物体側面までの軸上距離
d9 :第5レンズL5の中心厚
d10 :第6レンズL6の中心厚
d11 :第6レンズL6の像面側面から第7レンズL7の物体側面までの軸上距離
d12 :第7レンズL7の中心厚
d13 :第7レンズL7の像面側面からガラス平板GF1の物体側面までの軸上距離
d14 :ガラス平板GF1の中心厚
d15 :ガラス平板GF1の像面側面からガラス平板GF2の物体側面までの軸上距離
d16 :ガラス平板GF2の中心厚
d17 :ガラス平板GF2の像面側面から像面までの軸上距離
nd :d線の屈折率
nd1 :第1レンズL1のd線の屈折率
nd2 :第2レンズL2のd線の屈折率
nd3 :第3レンズL3のd線の屈折率
nd4 :第4レンズL4のd線の屈折率
nd5 :第5レンズL5のd線の屈折率
nd6 :第6レンズL6のd線の屈折率
nd7 :第7レンズL7のd線の屈折率
nd8 :ガラス平板GF1のd線の屈折率
nd9 :ガラス平板GF2のd線の屈折率
ν :アッベ数
ν1 :第1レンズL1のアッベ数
ν2 :第2レンズL2のアッベ数
ν3 :第3レンズL3のアッベ数
ν4 :第4レンズL4のアッベ数
ν5 :第5レンズL5のアッベ数
ν6 :第6レンズL6のアッベ数
ν7 :第7レンズL7のアッベ数
ν8 :ガラス平板GF1のアッベ数
ν9 :ガラス平板GF2のアッベ数
TTL :光学長(第1レンズL1の物体側面から像面までの軸上距離)
LB :第7レンズL7の像面側面から像面までの軸上距離(ガラス平板GFの厚み含む)
【0029】
y=(x/R)/[1+{1-(k+1)(x/R)}1/2
+A4x+A6x+A8x+A10x10+A12x12+A14x14
+A16x16 (7)
【0030】
各レンズ面の非球面は、便宜上、式(7)で表される非球面を使用している。しかしながら、特に、この式(7)の非球面多項式に限定するものでない。
【0031】
(実施例1)
図1は、実施例1の撮像レンズLAの配置を示す構成図である。実施例1の撮像レンズLAを構成する第1レンズL1~第7レンズL7のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径R、レンズ中心厚又はレンズ間距離d、屈折率nd、アッベ数νを表1に、円錐係数k、非球面係数を表2に、2ω、Fno、f、f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、TTL、LB、IHを表3に示す。
【0032】
【表1】
【0033】
【表2】
【0034】
【表3】
【0035】
後に登場する表10は、各実施例1~3の諸値及び条件式(1)~(6)で規定したパラメータに対応する値を示す。
【0036】
実施例1は、表10に示すように、条件式(1)~(6)を満足する。
【0037】
実施例1の撮像レンズLAの球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、を図2に示す。なお、図の像面湾曲のSはサジタル像面に対する像面湾曲、Tはタンジェンシャル像面に対する像面湾曲であり、実施例2~3においても同様である。実施例1の撮像レンズLAは、表3に示すように、Fno=1.43と明るく図2に示すように、良好な光学特性を有していることがわかる。
【0038】
(実施例2)
図3は、実施例2の撮像レンズLAの配置を示す構成図である。実施例2の撮像レンズLAを構成する第1レンズL1~第7レンズL7のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径R、レンズ中心厚又はレンズ間距離d、屈折率nd、アッベ数νを表4に、円錐係数k、非球面係数を表5に、2ω、Fno、f、f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、TTL、LB、IHを表6に示す。
【0039】
【表4】
【0040】
【表5】
【0041】
【表6】
【0042】
実施例2は、表10に示すように、条件式(1)~(6)を満足する。
【0043】
実施例2の撮像レンズLAの球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、を図4に示す。なお、実施例2の撮像レンズLAは、表6に示すように、Fno=1.43と明るく図4に示すように、良好な光学特性を有していることがわかる。
【0044】
(実施例3)
図5は、実施例3の撮像レンズLAの配置を示す構成図である。実施例3の撮像レンズLAを構成する第1レンズL1~第7レンズL7のそれぞれの物体側及び像面側の曲率半径R、レンズ中心厚又はレンズ間距離d、屈折率nd、アッベ数νを表7に、円錐係数k、非球面係数を表8に、2ω、Fno、f、f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7、TTL、LB、IHを表9に示す。
【0045】
【表7】
【0046】
【表8】
【0047】
【表9】
【0048】
実施例3は、表10に示すように、条件式(1)~(6)を満足する。
【0049】
実施例3の撮像レンズLAの球面収差、像面湾曲、歪曲収差、倍率色収差、を図6に示す。なお、実施例3の撮像レンズLAは、表9に示すように、Fno=1.43と明るく図6に示すように、良好な光学特性を有していることがわかる。
【0050】
【表10】

【要約】
【課題】近年、車載カメラ用の高画素用CCD、CMOSなどの撮像素子が普及している。フロントセンシングカメラではより遠くの物体を認識する為の良好な光学特性、夜間認識率向上の為の明るいF値を有するレンズが求められている。
【解決の手段】物体側から順に負の屈折力を有する第1レンズ、正の屈折力を有する第2レンズ、正の屈折力を有する第3レンズ、負の屈折力を有する第4レンズ、負の屈折力を有する第5レンズ、正の屈折力を有する第6レンズ、負の屈折力を有する第7レンズが配置され、所定の条件式を満足することを特徴とする撮像レンズ。
【選択図】図1
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11
図12