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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】2024-01-11
(45)【発行日】2024-01-19
(54)【発明の名称】光学系及びそれを備える撮像装置
(51)【国際特許分類】
G02B 13/04 20060101AFI20240112BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20240112BHJP
【ＦＩ】
G02B13/04
G02B13/18
【請求項の数】
18
(21)【出願番号】P 2022167466
(22)【出願日】2022-10-19
【審査請求日】2023-03-23
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126240
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 琢磨
(74)【代理人】
【識別番号】100223941
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 佳子
(74)【代理人】
【識別番号】100159695
【弁理士】
【氏名又は名称】中辻 七朗
(74)【代理人】
【識別番号】100172476
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 一史
(74)【代理人】
【識別番号】100126974
【弁理士】
【氏名又は名称】大朋 靖尚
(72)【発明者】
【氏名】梶山 和彦
(72)【発明者】
【氏名】高橋 真
(72)【発明者】
【氏名】道塲 直人
【審査官】岡田 弘
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１１－０５９２９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２０－０１０１１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０１５９６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１７／２１３１０９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１５９８９８（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】
物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の前群と、開口絞りと、正の屈折力の後群とで構成され、前記前群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズと、負の屈折力の第２レンズと、第３レンズと、正の屈折力の第４レンズとを有し、
前記後群は、接合レンズと、最も像側に配置された正レンズとで構成され、
前記第２レンズの物体側面は、光軸を含む断面において変曲点を有する非球面であり、
前記第２レンズ及び前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３、前記第２レンズと前記第３レンズとの間の空気レンズの焦点距離をｆａ１、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
２．４≦ｆ２３／ｆａ１≦１６．０
－１．２０≦ｆａ１／ｆ≦－０．５０
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
【請求項2】
物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の前群と、開口絞りと、正の屈折力の後群とで構成され、前記前群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズと、負の屈折力の第２レンズと、第３レンズと、正の屈折力の第４レンズとを有し、
前記後群は、接合レンズと、最も像側に配置された正レンズとを有し、
前記第２レンズの物体側面は、光軸を含む断面において変曲点を有する非球面であり、
前記非球面の前記断面における径方向での位置に対する曲率を表すグラフは、第１極値及び第２極値を有し、
前記第２レンズ及び前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３、前記第２レンズと前記第３レンズとの間の空気レンズの焦点距離をｆａ１、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
２．４≦ｆ２３／ｆａ１≦１６．０
－１．２０≦ｆａ１／ｆ≦－０．５０
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
【請求項3】
物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の前群と、開口絞りと、正の屈折力の後群とで構成され、前記前群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズと、負の屈折力の第２レンズと、第３レンズと、正の屈折力の第４レンズとを有し、
前記後群は、接合レンズと、最も像側に配置された正レンズとを有し、
前記第２レンズの物体側面は、光軸を含む断面において変曲点を有する非球面であり、
前記第２レンズ及び前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３、前記第２レンズと前記第３レンズとの間の空気レンズの焦点距離をｆａ１、前記光学系の焦点距離をｆ、半画角θと像高ｙとの関係を表す前記光学系の射影特性をｙ（θ）、前記光学系の最大半画角をθｍａｘとするとき、
２．４≦ｆ２３／ｆａ１≦１６．０
－１．２０≦ｆａ１／ｆ≦－０．５０
１．０＜ｆ×ｓｉｎ（θｍａｘ）／ｙ（θｍａｘ）≦１．９
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
【請求項4】
前記非球面の前記断面における径方向での位置に対する曲率を表すグラフは、第１極値及び第２極値を有することを特徴とする請求項１又は３に記載の光学系。
【請求項5】
前記非球面において、光軸から前記第１極値及び前記第２極値の夫々に対応する位置までの規格化距離をＥ１及びＥ２とするとき、０．０２≦Ｅ１≦０．４０
０．６０≦Ｅ２≦０．９８
なる条件式を満足することを特徴とする請求項２に記載の光学系。
【請求項6】
前記第２レンズの像側面の焦点距離をｆ２Ｒ２、前記第３レンズの物体側面の焦点距離をｆ３Ｒ１とするとき、２．０≦ｆ３Ｒ１／ｆ２Ｒ２≦７．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。
【請求項7】
前記前群の焦点距離をｆＧ１、前記後群の焦点距離をｆＧ２とするとき、０．６≦ｆＧ１／ｆＧ２≦１．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。
【請求項8】
前記第１レンズの物体側面の曲率半径をＲ１、前記第１レンズの像側面の曲率半径をＲ２とするとき、－３．５０≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）≦－１．８５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。
【請求項9】
光軸上において、前記第１レンズ及び前記第２レンズは物体側へ向かって凸形状のメニスカスレンズであり、前記第３レンズは物体側へ向かって凹形状のメニスカスレンズであり、前記第４レンズは両凸レンズであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。
【請求項10】
前記接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された正レンズと負レンズとを含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。
【請求項11】
前記正レンズは、前記断面において変曲点を有する非球面を含むことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。
【請求項12】
前記第２レンズ、前記第３レンズ、及び前記正レンズの夫々は樹脂材料から成り、前記第３レンズの焦点距離をｆ３とするとき、｜ｆ／ｆ３｜≦０．１５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。
【請求項13】
前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第１レンズと前記第２レンズとの光軸上での距離をｄ１２とするとき、ｆ１／ｄ１２≦－８．５０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系。
【請求項14】
半画角θと像高ｙとの関係を表す前記光学系の射影特性をｙ（θ）、前記光学系の最大半画角をθｍａｘとするとき、１．０＜ｆ×ｓｉｎ（θｍａｘ）／ｙ（θｍａｘ）≦１．９
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学系。
【請求項15】
請求項１乃至３の何れか一項に記載の光学系と、該光学系を介して物体を撮像する撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項16】
請求項１５に記載の撮像装置と、該撮像装置の出力に基づいて得られる画像を表示する表示装置とを備えることを特徴とする表示システム。
【請求項17】
前記表示装置は、前記画像のうち、第１の画角に対応する第１の画像を表示する第１の表示部と、該第１の画角を含む第２の画角に対応する第２の画像を表示する第２の表示部とを有することを特徴とする請求項１６に記載の表示システム。
【請求項18】
請求項１５に記載の撮像装置を備え、該撮像装置を保持して移動可能であることを特徴とする移動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は光学系に関し、例えばデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、車載カメラ、携帯電話用カメラ、監視カメラ、ウェアラブルカメラ、医療用カメラ等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【0002】
車載カメラなどの撮像装置に用いられる光学系は広画角であることが求められている。特許文献１及び２には、物体側から像側へ順に配置された負の屈折力の第１レンズ、負の屈折力の第２レンズ、負の屈折力の第３レンズ、及び正の屈折力の第４レンズを含む７枚のレンズで構成された広画角な光学系が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特表２０１８－５２２２６６号公報
【文献】米国特許出願公開第２０２０／０１４２１５８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、特許文献１及び２の光学系においては、最も物体側に配置された第１レンズ及び第２レンズを小径化することや全系を短縮することが困難であった。
【0005】
本発明は、広画角かつ小型の光学系及びそれを備える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】
上記目的を達成するための、本発明の一側面としての光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の前群と、開口絞りと、正の屈折力の後群とで構成され、前記前群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズと、負の屈折力の第２レンズと、第３レンズと、正の屈折力の第４レンズとを有し、前記後群は、接合レンズと、最も像側に配置された正レンズとで構成され、前記第２レンズの物体側面は、光軸を含む断面において変曲点を有する非球面であり、前記第２レンズ及び前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３、前記第２レンズと前記第３レンズとの間の空気レンズの焦点距離をｆａ１、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、２．４≦ｆ２３／ｆａ１≦１６．０、－１．２０≦ｆａ１／ｆ≦－０．５０なる条件式を満足することを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、広画角かつ小型の光学系及びそれを備える撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施例１に係る光学系の要部概略図
【図2】実施例１に係る光学系の収差図
【図3】実施例２に係る光学系の要部概略図
【図4】実施例２に係る光学系の収差図
【図5】実施例３に係る光学系の要部概略図
【図6】実施例３に係る光学系の収差図
【図7】実施例４に係る光学系の要部概略図
【図8】実施例４に係る光学系の収差図
【図9】各実施例に係る第２レンズＬ２の物体側面の非球面形状を示す図
【図10】実施形態に係る撮像装置の模式図
【図11】実施形態に係る移動装置の模式図と光学系の光学特性を示す図
【図12】実施形態に係る車載システムの構成例を示すブロック図
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図面は、便宜的に実際とは異なる縮尺で描かれている場合がある。また、各図面において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明を省略する。
【0010】
図１，３，５，７は、実施例１乃至４に係る光学系の光軸ＯＡを含む断面図である。各断面図において、左側が物体側（前側）であり、右側が像側（後側）である。各実施例の光学系は撮像装置に用いられる撮像光学系であり、像面ＩＭＧの位置には撮像素子の撮像面が配置される。像面ＩＭＧの物体側に配置される光学ブロックＣＧは、光学フィルターやカバーガラスなどの光学系の結像に寄与しない光学素子である。なお、各実施例の光学系をプロジェクタ等の投射装置における投射光学系として用いてもよく、その場合は像面ＩＭＧの位置に液晶パネル等の表示素子の表示面が配置されることになる。
【0011】
図２，４，６，８は、実施例１乃至４に係る光学系の縦収差図である。各縦収差図は、左から順に球面収差、像面湾曲（非点収差）、歪曲を示している。各縦収差図においては、６５６．３ｎｍ（Ｃ線）、５８７．６ｎｍ（ｄ線）、４８６．１ｎｍ（Ｆ線）、４３５．８ｎｍ（ｇ線）に関する収差を各々異なる線で示している。
【0012】
次に、各実施例に係る光学系の特徴について詳細に説明する。
【0013】
各実施例に係る光学系は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の前群Ｇ１と、開口絞りＳＴＯと、正の屈折力の後群Ｇ２とで構成されている。ここでは、光学ブロックＣＧが各光学系に含まれていないものとして考える。前群Ｇ１は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズＬ１と、負の屈折力の第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、正の屈折力の第４レンズＬ４とを有している。後群Ｇ２は、接合レンズＬＣと、最も像側に配置された正レンズＬＬ（最終レンズ）とを有している。ここでのレンズとは、屈折力を有する光学素子のことを示しており、屈折力を有さない平行平板ガラスなどの光学素子は含まないものとする。
【0014】
各実施例に係る光学系においては、前群Ｇ１及び後群Ｇ２が共に正の屈折力を有し、かつ前群Ｇ１が上記構成を採ることで、光学系の全長を短くしつつ広画角を実現している。また、後群Ｇ２を上記構成とすることで、光学系を広画角にしたことで生じる像面湾曲や倍率色収差を良好に補正することができる。そして、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３の合成焦点距離をｆ２３、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間の空気レンズの焦点距離をｆａ１とするとき、各実施例に係る光学系は以下の条件式（１）を満足している。
２．４≦ｆ２３／ｆａ１≦１６．０ （１）
２．４≦ｆ２３／ｆａ１≦１６．０ （１）
【0015】
条件式（１）を満たすように焦点距離ｆ２３とｆａ１との関係を適切に設定することで、光学系の全長を短くすることができ、全系の小型化を実現することができる。条件式（１）の下限を下回ると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間の空気レンズのパワーの絶対値が小さくなりすぎてしまい、光学系の全長の短縮が困難になる。あるいは、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３の合成パワーの絶対値が大きくなりすぎてしまい、製造誤差などにより各レンズの配置がずれた場合の光学系の光学性能の変化の抑制が困難になる。また、条件式（１）の上限を上回ると、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３との間の空気レンズのパワーの絶対値が大きくなりすぎてしまい、製造誤差などにより各レンズの配置がずれた場合の光学系の光学性能の変化の抑制が困難になる。あるいは、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３の合成パワーの絶対値が小さくなりすぎてしまい、光学系の広画角化が困難になる。
【0016】
さらに、以下の条件式（１ａ）を満足することが好ましく、条件式（１ｂ）を満足することがより好ましい。
２．６≦ｆ２３／ｆａ１≦１５．０ （１ａ）
２．８≦ｆ２３／ｆａ１≦１４．０ （１ｂ）
２．６≦ｆ２３／ｆａ１≦１５．０ （１ａ）
２．８≦ｆ２３／ｆａ１≦１４．０ （１ｂ）
【0017】
なお、各実施例に係る光学系は、少なくとも上述した構成を満たしていれば本発明の効果を得ることができ、例えば前群Ｇ１が第１レンズＬ１乃至第４レンズＬ４以外のレンズを有する構成（５枚以上のレンズを有する構成）であってもよい。ただし、全系の小型化のためには、前群Ｇ１が４枚のレンズで構成されていることが好ましい。第３レンズＬ３については、後述のとおりパワーの絶対値が小さいため、正の屈折力又は負の屈折力の何れを持たせるのかについては各光学系の仕様に応じて決定することができる。
【0018】
なお、後述する車載カメラなどの撮像装置においては、広画角であることだけでなく、光軸近傍（中心領域）での結像倍率を大きくすることが求められる。例えば、撮像装置を移動装置（車両）の後部に配置した場合、主な注目領域となる中心領域に対応する画像を拡大して電子ルームミラーに表示し、中心領域以外の領域（周辺領域）を含む全体の画像を車内ディスプレイに表示するような形態が考えられる。そのため、光学系の結像倍率（焦点距離）を中心領域とそれ以外の領域とで異ならせることが望ましい。
【0019】
そこで、第２レンズＬ２の物体側面（物体側のレンズ面）を非球面とすることが望ましい。この構成によれば、第１レンズＬ１からの光束のうち径方向における周辺部からの光線を、第２レンズＬ２の物体側面により光軸ＯＡの側へ大きく屈折させることができる。これにより、光学系の中心領域と周辺領域とで結像倍率を異ならせることが容易になる。このとき、第２レンズＬ２の物体側面を、光軸ＯＡを含む断面において変曲点を有する非球面とすることが好ましい。これにより、光学系を構成するレンズの枚数を減らしつつ、広画角化と中心領域での結像倍率の増大を容易にすることができる。
【0020】
図９に、各実施例に係る第２レンズＬ２の物体側面の非球面形状を示す。図９において、横軸は第２レンズＬ２の物体側面の光軸ＯＡを含む断面における径方向での位置を示し、縦軸は第２レンズＬ２の物体側面の曲率［１／ｍｍ］を示している。すなわち、図９では第２レンズＬ２の物体側面の位置ごとの曲率をプロットしたグラフを示している。なお、横軸における数値は、光軸ＯＡから有効径（最大有効径）の位置までの距離が１となるように規格化したときの、光軸ＯＡから第２レンズＬ２の物体側面の有効径内の各位置までの距離（規格化距離）を示している。
【0021】
第２レンズＬ２の物体側面は、図９に示した光軸ＯＡからの距離に対する曲率を表すグラフが複数の極値を有するような非球面であることが望ましい。図９に示すように、各実施例に係るグラフは何れも第１極値（極大値）及び第２の極値（極小値）を有している。これにより、光学系の中心領域と周辺領域との結像倍率の差を際立たせることができ、具体的には周辺領域に対して中心領域の結像倍率をより大きくすることができるため、撮像装置の使用者に対する画像の視認性を向上させることが可能になる。
【0022】
また、第２レンズＬ２の物体側面において、光軸ＯＡから第１極値及び第２極値の夫々に対応する位置までの規格化距離をＥ１及びＥ２とするとき、各実施例に係る光学系は以下の条件式（２）及び（３）を満足することが望ましい。
０．０２≦Ｅ１≦０．４０ （２）
０．６０≦Ｅ２≦０．９８ （３）
０．０２≦Ｅ１≦０．４０ （２）
０．６０≦Ｅ２≦０．９８ （３）
【0023】
条件式（２）及び（３）は、第１極値及び第２極値の適切な位置を規定している。条件式（２）を満たすことで光学系の中心領域の焦点距離の増大を容易にすることができ、条件式（３）を満たすことで光学系の小型化と広画角化の両立を容易にすることができる。条件式（２）及び（３）の満足しない場合、中心領域及び周辺領域の夫々の結像倍率を適切に設定することが難しくなるため好ましくない。
【0024】
さらに、以下の条件式（２ａ）及び（３ａ）を満足することが好ましく、条件式（２ｂ）及び（３ｂ）を満足することがより好ましい。
０．０４≦Ｅ１≦０．３５ （２ａ）
０．６５≦Ｅ２≦０．９６ （３ａ）
０．０６≦Ｅ１≦０．３０ （２ｂ）
０．７０≦Ｅ２≦０．９４ （３ｂ）
０．０４≦Ｅ１≦０．３５ （２ａ）
０．６５≦Ｅ２≦０．９６ （３ａ）
０．０６≦Ｅ１≦０．３０ （２ｂ）
０．７０≦Ｅ２≦０．９４ （３ｂ）
【0025】
また、光学系（全系）の焦点距離をｆとするとき、各実施例に係る光学系は以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
－１．２０≦ｆａ１／ｆ≦－０．５０ （４）
－１．２０≦ｆａ１／ｆ≦－０．５０ （４）
【0026】
条件式（４）を満たすことで、第２レンズＬ２と第３レンズＬ３とで形成される空気レンズに強い（絶対値が大きい）負のパワー（屈折力）を持たせることができ、光学系の更なる小型化が可能になる。条件式（４）の下限を下回ると、空気レンズの負のパワーが強くなりすぎてしまい、製造誤差などにより各レンズの配置がずれた場合の光学系の光学性能の変化が大きくなるため好ましくない。また、条件式（４）の上限を上回ると、空気レンズの負のパワーが弱くなりすぎてしまい、光学系の更なる小型化が難しくなるため好ましくない。
【0027】
さらに、以下の条件式（４ａ）を満足することが好ましく、条件式（４ｂ）を満足することがより好ましい。
－１．１０≦ｆａ１／ｆ≦－０．５５ （４ａ）
－１．００≦ｆａ１／ｆ≦－０．６０ （４ｂ）
－１．１０≦ｆａ１／ｆ≦－０．５５ （４ａ）
－１．００≦ｆａ１／ｆ≦－０．６０ （４ｂ）
【0028】
また、第２レンズＬ２の像側面の焦点距離をｆ２Ｒ２、第３レンズＬ３の物体側面の焦点距離をｆ３Ｒ１とするとき、各実施例に係る光学系は以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
２．０≦ｆ３Ｒ１／ｆ２Ｒ２≦７．０ （５）
２．０≦ｆ３Ｒ１／ｆ２Ｒ２≦７．０ （５）
【0029】
条件式（５）を満たすように第２レンズＬ２の像側面と第３レンズＬ３の物体側面の焦点距離（パワー）を適切に設定することで、第１レンズＬ１の外径を小さくすることができ、全系の小型化が可能になる。条件式（５）の下限を下回ると、第２レンズＬ２の像側面のパワーの絶対値が小さくなりすぎてしまい、第１レンズＬ１の小径化が難しくなるため好ましくない。また、条件式（５）の上限を上回ると、第２レンズＬ２の像側面のパワーの絶対値が大きくなりすぎてしまい、製造誤差などにより各レンズの配置がずれた場合の光学系の光学性能の変化の抑制が難しくなるため好ましくない。
【0030】
さらに、以下の条件式（５ａ）を満足することが好ましく、条件式（５ｂ）を満足することがより好ましい。
２．３≦ｆ３Ｒ１／ｆ２Ｒ２≦６．７ （５ａ）
２．５≦ｆ３Ｒ１／ｆ２Ｒ２≦６．５ （５ｂ）
２．３≦ｆ３Ｒ１／ｆ２Ｒ２≦６．７ （５ａ）
２．５≦ｆ３Ｒ１／ｆ２Ｒ２≦６．５ （５ｂ）
【0031】
また、前群Ｇ１の焦点距離をｆＧ１、後群Ｇ２の焦点距離をｆＧ２とするとき、各実施例に係る光学系は以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
０．６０≦ｆＧ１／ｆＧ２≦１．５０ （６）
０．６０≦ｆＧ１／ｆＧ２≦１．５０ （６）
【0032】
条件式（６）を満たすことで、前群Ｇ１と後群Ｇ２のパワーを適切に設定することができ、光学系の更なる小型化が可能になる。条件式（６）の下限を下回ると、前群Ｇ１のパワーが強くなりすぎてしまい、製造誤差などにより各レンズの配置がずれた場合の光学系の光学性能の変化が大きくなるため好ましくない。また、条件式（６）の上限を上回ると、前群Ｇ１のパワーが弱くなりすぎてしまい、光学系の更なる小型化が難しくなるため好ましくない。
【0033】
さらに、以下の条件式（６ａ）を満足することが好ましく、条件式（６ｂ）を満足することがより好ましい。
０．６５≦ｆＧ１／ｆＧ２≦１．４５ （６ａ）
０．７０≦ｆＧ１／ｆＧ２≦１．４０ （６ｂ）
０．６５≦ｆＧ１／ｆＧ２≦１．４５ （６ａ）
０．７０≦ｆＧ１／ｆＧ２≦１．４０ （６ｂ）
【0034】
また、第１レンズＬ１の物体側面の曲率半径をＲ１、第１レンズＬ１の像側面の曲率半径をＲ２とするとき、各実施例に係る光学系は以下の条件式（７）を満足することが望ましい。
－３．５０≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）≦－１．８５ （７）
－３．５０≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）≦－１．８５ （７）
【0035】
条件式（７）は、第１レンズＬ１の好ましい形状（シェイプファクタ）を表している。条件式（７）の下限を下回ると、第１レンズＬ１の外径が大きくなってしまうため、光学系の更なる小型化が難しくなるため好ましくない。また、条件式（７）の上限を上回ると、第１レンズＬ１により最軸外像高へ向かう光線（最軸外光線）を取り込むことが難しくなり、光学系の更なる広画角化が難しくなるため好ましくない。
【0036】
さらに、以下の条件式（７ａ）を満足することが好ましく、条件式（７ｂ）を満足することがより好ましい。
－３．２０≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）≦－１．８８ （７ａ）
－３．００≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）≦－１．９０ （７ｂ）
－３．２０≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）≦－１．８８ （７ａ）
－３．００≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）≦－１．９０ （７ｂ）
【0037】
また、光軸ＯＡ上において、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２を物体側へ向かって凸形状のメニスカスレンズ（負メニスカスレンズ）とし、第３レンズＬ３を物体側へ向かって凹形状のメニスカスレンズとし、第４レンズＬ４を両凸レンズとすることが望ましい。このような構成とすることで、後群Ｇ２に対する各光線の入射角を小さくし、各レンズの配置誤差（製造誤差）などに起因する光学性能の変化を抑制することができる。
【0038】
なお、後群Ｇ２の接合レンズＬＣは、倍率色収差の低減を容易にするために正レンズと負レンズとを含んでいることが望ましい。接合レンズＬＣは３枚以上のレンズで構成されていてもよいが、全系の小型化や製造の容易化のためには２枚のレンズで構成されていることが好ましい。また、後群Ｇ２が接合レンズＬＣ及び正レンズＬＬ以外のレンズを有していてもよい。例えば、図５に示す実施例３のように接合レンズＬＣの物体側にレンズＬ５を配置してもよい。後群Ｇ２に接合レンズＬＣ及び正レンズＬＬ以外のレンズを設けるか否かについては、各光学系の仕様や求められる光学性能に応じて決定することが望ましい。例えば、製造誤差の影響を抑えながら、少ないレンズ枚数で像面湾曲や倍率色収差を低減しやすくするためには、後群Ｇ２を接合レンズＬＣと正レンズＬＬとで構成することが好ましい。
【0039】
ここで、後群Ｇ２の正レンズＬＬも非球面を含んでいることが望ましい。言い換えると、正レンズＬＬの物体側面又は像側面の少なくとも一方を非球面とすることが望ましい。さらに、前群Ｇ１の第２レンズＬ２の非球面と同様に、正レンズＬＬの非球面も光軸ＯＡを含む断面において変曲点を有していることが好ましい。これにより、各光学系を構成するレンズの枚数を減らしつつ、第２レンズＬ２の非球面に起因して生じる像面湾曲を低減することができる。このとき、正レンズＬＬの非球面も複数の極値を有していることが好ましく、上述した条件式（２）及び（３）を満たすことがより好ましい。
【0040】
上述したように、第２レンズＬ２及び正レンズＬＬを非球面レンズとすることで光学性能の向上が図れるため、各レンズを樹脂材料から成るレンズ（樹脂レンズ）とすることが望ましい。ここで、樹脂材料とは、樹脂（プラスチック）を主成分とする材料を示しており、樹脂のみから成るものに限らず、微小量の樹脂以外の物質（不純物）を含有するものも含むものとする。各レンズを樹脂材料で構成することで、硝材で構成する場合と比較して非球面の成形を容易にすることができ、製造コストを低減することができる。
【0041】
ただし、一般的な硝材で構成された硝子レンズと比較して、樹脂レンズの屈折率の温度係数が大きい。よって、強い負のパワーを有する第２レンズＬ２及び正レンズＬＬのみを樹脂レンズとした場合、温度変化に起因するピント変動を各レンズで打ち消しきれない可能性がある。そこで、温度変化に起因するピント変動を抑制するために、第３レンズＬ３も樹脂レンズとすることが望ましい。さらに、第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３、全系の焦点距離をｆとするとき、各実施例に係る光学系は以下の条件式（８）を満足することが望ましい。
｜ｆ／ｆ３｜≦０．１５ （８）
｜ｆ／ｆ３｜≦０．１５ （８）
【0042】
条件式（８）を満たすように第３レンズＬ３のパワーを適切に設定することで、温度変化による各光学系のピント変動を抑制することが容易になる。条件式（８）の範囲を外れると、第３レンズＬ３のパワーの絶対値が大きくなりすぎてしまい、温度変化による各光学系のピント変動を抑制することが難しくなるため好ましくない。
【0043】
さらに、以下の条件式（８ａ）を満足することが好ましく、条件式（８ｂ）を満足することがより好ましい。
｜ｆ／ｆ３｜≦０．１３ （８ａ）
｜ｆ／ｆ３｜≦０．１２ （８ｂ）
｜ｆ／ｆ３｜≦０．１３ （８ａ）
｜ｆ／ｆ３｜≦０．１２ （８ｂ）
【0044】
なお、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、及び正レンズＬＬ以外のレンズを必要に応じて樹脂レンズとしてもよい。ただし、上述したように樹脂レンズの屈折率の温度係数は比較的大きいため、温度変化に起因するピント変動を抑制するためには、少なくとも一つのレンズを硝子レンズとすることが好ましい。上述したように、非球面を有する第２レンズＬ２と正レンズＬＬ、及びそれらに起因するピント変動を打ち消すための第３レンズＬ３のみを樹脂レンズとすることがより好ましい。なお、樹脂レンズは硝子レンズと比較して加工が容易であるため、樹脂レンズの物体側面と像側面の両方を非球面とすることが望ましい。これにより、各光学系を構成するレンズの枚数を減らしつつ、良好な光学性能を実現することが容易になる。
【0045】
また、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との光軸ＯＡ上での距離（間隔）をｄ１２とするとき、各実施例に係る光学系は以下の条件式（９）を満足することが望ましい。
ｆ１／ｄ１２≦－８．５０ （９）
ｆ１／ｄ１２≦－８．５０ （９）
【0046】
条件式（９）を満たすように焦点距離ｆ１と距離ｄ１２との関係を適切に設定することで、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２の外径を小さくすることができ、全系の小型化を実現することができる。条件式（９）の上限を上回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が広くなりすぎてしまい、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２の小径化が難しくなるため好ましくない。
【0047】
なお、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とを近づけて距離ｄ１２を限りなく小さくした場合は、ｆ１／ｄ１２の絶対値は無限大に近づくことになる。しかし、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とで接合レンズを構成する場合を除いて、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とを互いに離間して配置することが望ましい。よって、以下の条件式（９ａ）を満足することが望ましい。
－１．００×１０３≦ｆ１／ｄ１２≦－８．５０ （９ａ）
－１．００×１０３≦ｆ１／ｄ１２≦－８．５０ （９ａ）
【0048】
条件式（９ａ）の下限を下回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が狭くなりすぎてしまい、製造誤差などによって第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とが接触してしまう可能性が生じるため好ましくない。さらに、以下の条件式（９ｂ）を満足することが好ましく、条件式（９ｃ）を満足することがより好ましい。
－８．００×１０２≦ｆ１／ｄ１２≦－９．００ （９ｂ）
－３．００×１０２≦ｆ１／ｄ１２≦－９．５０ （９ｃ）
－８．００×１０２≦ｆ１／ｄ１２≦－９．００ （９ｂ）
－３．００×１０２≦ｆ１／ｄ１２≦－９．５０ （９ｃ）
【0049】
以下、各実施例に係る光学系の詳細な構成について説明する。
【0050】
［実施例１］
図１に示したように、実施例１に係る光学系１００は、物体側から像側へ順に配置された第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳＴＯ、接合レンズＬＣ、及び正レンズＬＬで構成されている。不図示の物体からの光束は各レンズ及びカバーガラスＣＧを介して像面ＩＭＧに集光され、これにより物体の像が形成される。本実施例の光学系１００は、全画角が１８０°（半画角が±９０°）と十分に広く、かつ光軸ＯＡ上での焦点距離（中心焦点距離）が４．４ｍｍと十分に長い構成となっている。
図１に示したように、実施例１に係る光学系１００は、物体側から像側へ順に配置された第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳＴＯ、接合レンズＬＣ、及び正レンズＬＬで構成されている。不図示の物体からの光束は各レンズ及びカバーガラスＣＧを介して像面ＩＭＧに集光され、これにより物体の像が形成される。本実施例の光学系１００は、全画角が１８０°（半画角が±９０°）と十分に広く、かつ光軸ＯＡ上での焦点距離（中心焦点距離）が４．４ｍｍと十分に長い構成となっている。
【0051】
本実施例において、第３レンズＬ３は負の屈折力を有し、接合レンズＬＣは物体側から像側へ順に配置された正レンズＬ５と負レンズＬ６とで構成されている。また、第２レンズＬ２及び正レンズＬＬが非球面を有している。具体的には、第２レンズＬ２の物体側面及び像側面と正レンズＬＬの物体側面及び像側面の夫々が、光軸ＯＡを含む断面において変曲点を有する非球面となっている。なお、本実施例に係る各レンズは何れも硝材で構成されている硝子レンズであり、各非球面はガラスモールドで成形されている。
【0052】
図２に示したように、本実施例に係る光学系１００においては球面収差及び像面湾曲が良好に補正されている。また、歪曲については、周辺領域では画角（像高）が大きくなるほど増加している一方で、中心領域では相対的に小さくなっている。これにより、周辺領域と比較して中心領域の解像度を高くすることができ、上述したように撮像装置の使用者に対する画像の視認性を向上させることが可能になる。
【0053】
［実施例２］
図３に示したように、実施例２に係る光学系２００は、物体側から像側へ順に配置された第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳＴＯ、接合レンズＬＣ、及び正レンズＬＬで構成されている。実施例１と同様に、本実施例においても、第３レンズＬ３は負の屈折力を有し、接合レンズＬＣは物体側から像側へ順に配置された正レンズＬ５と負レンズＬ６とで構成されている。本実施例の光学系２００は、全画角が１８０°（半画角が±９０°）と十分に広く、かつ光軸ＯＡ上での焦点距離が４．４ｍｍと十分に長い構成となっている。
図３に示したように、実施例２に係る光学系２００は、物体側から像側へ順に配置された第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳＴＯ、接合レンズＬＣ、及び正レンズＬＬで構成されている。実施例１と同様に、本実施例においても、第３レンズＬ３は負の屈折力を有し、接合レンズＬＣは物体側から像側へ順に配置された正レンズＬ５と負レンズＬ６とで構成されている。本実施例の光学系２００は、全画角が１８０°（半画角が±９０°）と十分に広く、かつ光軸ＯＡ上での焦点距離が４．４ｍｍと十分に長い構成となっている。
【0054】
本実施例においては実施例１とは異なり、第２レンズＬ２及び正レンズＬＬだけでなく第３レンズＬ３も非球面を有している。具体的には、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、及び正レンズＬＬの夫々の物体側面及び像側面が非球面となっている。なお、第２レンズＬ２及び正レンズＬＬの非球面は光軸ＯＡを含む断面において変曲点を有するが、第３レンズＬ３の非球面は変曲点を有していない。また、本実施例においては実施例１とは異なり、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、及び正レンズＬＬの夫々が樹脂材料で構成されており、他のレンズが硝子材料で構成されている。すなわち、各非球面はプラスチックモールドで成形されている。
【0055】
図４に示したように、本実施例に係る光学系２００においては球面収差及び像面湾曲が良好に補正されている。また、歪曲については、周辺領域では画角が大きくなるほど増加している一方で、中心領域では相対的に小さくなっている。
【0056】
［実施例３］
図５に示したように、実施例３に係る光学系３００は、物体側から像側へ順に配置された第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳＴＯ、第５レンズＬ５、接合レンズＬＣ、及び正レンズＬＬで構成されている。本実施例においては、実施例１とは異なり、第３レンズＬ３が正の屈折力を有し、接合レンズＬＣの物体側に正の屈折力の第５レンズＬ５が配置されており、接合レンズＬＣが物体側から像側へ順に配置された負レンズＬ６と正レンズＬ７とで構成されている。本実施例の光学系３００は、全画角が１８０°（半画角が±９０°）と十分に広く、かつ光軸ＯＡ上での焦点距離が４．４ｍｍと十分に長い構成となっている。
図５に示したように、実施例３に係る光学系３００は、物体側から像側へ順に配置された第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳＴＯ、第５レンズＬ５、接合レンズＬＣ、及び正レンズＬＬで構成されている。本実施例においては、実施例１とは異なり、第３レンズＬ３が正の屈折力を有し、接合レンズＬＣの物体側に正の屈折力の第５レンズＬ５が配置されており、接合レンズＬＣが物体側から像側へ順に配置された負レンズＬ６と正レンズＬ７とで構成されている。本実施例の光学系３００は、全画角が１８０°（半画角が±９０°）と十分に広く、かつ光軸ＯＡ上での焦点距離が４．４ｍｍと十分に長い構成となっている。
【0057】
本実施例においては実施例１とは異なり、第２レンズＬ２及び正レンズＬＬだけでなく第３レンズＬ３及び第５レンズＬ５も非球面を有している。具体的には、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第５レンズＬ５、及び正レンズＬＬの夫々の物体側面及び像側面が非球面となっている。なお、第２レンズＬ２及び正レンズＬＬの非球面は光軸ＯＡを含む断面において変曲点を有するが、第３レンズＬ３及び第５レンズＬ５の非球面は変曲点を有していない。また、本実施例においては実施例１とは異なり、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、及び正レンズＬＬの夫々が樹脂材料で構成されており、他のレンズが硝子材料で構成されている。なお、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、及び正レンズＬＬの夫々の各非球面はプラスチックモールドで成形されており、第５レンズＬ５の各非球面はガラスモールドで成形されている。
【0058】
図６に示したように、本実施例に係る光学系３００においては球面収差及び像面湾曲が良好に補正されている。また、歪曲については、周辺領域では画角が大きくなるほど増加している一方で、中心領域では相対的に小さくなっている。
【0059】
［実施例４］
図７に示したように、実施例４に係る光学系４００は、物体側から像側へ順に配置された第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳＴＯ、接合レンズＬＣ、及び正レンズＬＬで構成されている。本実施例の光学系４００は、全画角が１８０°（半画角が±９０°）と十分に広く、かつ光軸ＯＡ上での焦点距離が４．４ｍｍと十分に長い構成となっている。
図７に示したように、実施例４に係る光学系４００は、物体側から像側へ順に配置された第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４、開口絞りＳＴＯ、接合レンズＬＣ、及び正レンズＬＬで構成されている。本実施例の光学系４００は、全画角が１８０°（半画角が±９０°）と十分に広く、かつ光軸ＯＡ上での焦点距離が４．４ｍｍと十分に長い構成となっている。
【0060】
実施例２と同様に本実施例においても、第３レンズＬ３は負の屈折力を有し、接合レンズＬＣは物体側から像側へ順に配置された正レンズＬ５と負レンズＬ６とで構成されている。第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、及び正レンズＬＬの夫々の物体側面及び像側面が非球面を有している。また、実施例２と同様に本実施例においても、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、及び正レンズＬＬの夫々が樹脂材料で構成されている。
【0061】
図８に示したように、本実施例に係る光学系４００においては球面収差及び像面湾曲が良好に補正されている。また、歪曲については、周辺領域では画角が大きくなるほど増加している一方で、中心領域では相対的に小さくなっている。
【0062】
以下、上述した実施例１乃至４に対応する数値実施例１乃至４を示す。各数値実施例において、面番号は、物体面から数えたときの各光学面の順番である。ｒ［ｍｍ］は第ｉ番目の光学面の曲率半径を示し、ｄ［ｍｍ］は第ｉ番目の光学面と第（ｉ＋１）番目の光学面の間隔（光軸上での距離）を示している。ｎｄは第ｉ面と第（ｉ＋１）面との間の媒質のｄ線に対する屈折率、νｄは該媒質のｄ線を基準としたアッベ数を示している。なお、アッベ数νｄは、Ｆ線、ｄ線、Ｃ線に対する屈折率を各々ｎＦ、ｎｄ、ｎＣとしたとき以下の式で定義される値である。
νｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）
νｄ＝（ｎｄ－１）／（ｎＦ－ｎＣ）
【0063】
また、各数値実施例において、非球面については面番号の後に＊（アスタリスク）の符号を付している。また、各数値における「Ｅ±Ｐ」は「×１０±Ｐ」を意味している。各非球面の形状は、光軸方向における面頂点からの変位量をｚ、光軸方向に垂直な方向における光軸ＯＡからの高さをｈ、曲率（曲率半径ｒの逆数）をｃ、円錐係数をｋ、非球面係数をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ・・・とするとき、以下の式で表される。
【0064】
【数1】
【0065】
なお、各数値実施例に係る光学系は、何れも焦点距離が不変である（ズーミングを行わない）単焦点光学系であり、かつフォーカシングを行わない構成を採っている。すなわち、各数値実施例に係る光学系を構成する各レンズの間隔は常に不動である。これにより、各レンズの移動に伴い光学性能が変動することを回避することができる。ただし、必要に応じて光学系がズーミング及びフォーカシングの少なくとも一方を行えるようにしてもよく、そのために各レンズの間隔が変化するように構成してもよい。
【0066】
（数値実施例１）
各種データ
中心焦点距離 4.4mm
Fno 2.8
半画角 ±90°
面データ
面番号 r d nd νd
1 24.64 1.00 1.703 52.4
2 12.20 0.67
3* 4.86 1.87 1.583 59.5
4* 2.44 3.13
5 -5.08 3.11 1.595 67.7
6 -7.50 0.20
7 8.20 1.56 1.583 59.4
8 -13.98 0.70
9(STO) ∞ 1.12
10 11.26 3.75 1.603 65.4
11 -3.40 0.60 1.785 25.7
12 -12.99 2.27
13* 9.44 2.58 1.583 59.5
14* -1697.27 0.70
15 ∞ 0.90 1.560 56.0
16 ∞ 0.85
非球面係数
面番号 K A B C D E
3 -4.499E-01 5.138E-03 -1.389E-03 2.223E-04 -3.240E-05 3.183E-06
4 -8.597E-01 1.547E-02 -5.648E-03 1.575E-03 -4.610E-04 1.122E-04
13 0.000E+00 6.276E-03 -3.280E-03 9.788E-04 -2.079E-04 3.009E-05
14 0.000E+00 2.784E-02 -1.002E-02 2.165E-03 -3.424E-04 3.840E-05
面番号 F G H I
3 -1.933E-07 7.002E-09 -1.390E-10 1.165E-12
4 -1.915E-05 2.114E-06 -1.361E-07 3.895E-09
13 -2.816E-06 1.613E-07 -5.130E-09 6.926E-11
14 -2.873E-06 1.340E-07 -3.504E-09 3.913E-11
各種データ
中心焦点距離 4.4mm
Fno 2.8
半画角 ±90°
面データ
面番号 r d nd νd
1 24.64 1.00 1.703 52.4
2 12.20 0.67
3* 4.86 1.87 1.583 59.5
4* 2.44 3.13
5 -5.08 3.11 1.595 67.7
6 -7.50 0.20
7 8.20 1.56 1.583 59.4
8 -13.98 0.70
9(STO) ∞ 1.12
10 11.26 3.75 1.603 65.4
11 -3.40 0.60 1.785 25.7
12 -12.99 2.27
13* 9.44 2.58 1.583 59.5
14* -1697.27 0.70
15 ∞ 0.90 1.560 56.0
16 ∞ 0.85
非球面係数
面番号 K A B C D E
3 -4.499E-01 5.138E-03 -1.389E-03 2.223E-04 -3.240E-05 3.183E-06
4 -8.597E-01 1.547E-02 -5.648E-03 1.575E-03 -4.610E-04 1.122E-04
13 0.000E+00 6.276E-03 -3.280E-03 9.788E-04 -2.079E-04 3.009E-05
14 0.000E+00 2.784E-02 -1.002E-02 2.165E-03 -3.424E-04 3.840E-05
面番号 F G H I
3 -1.933E-07 7.002E-09 -1.390E-10 1.165E-12
4 -1.915E-05 2.114E-06 -1.361E-07 3.895E-09
13 -2.816E-06 1.613E-07 -5.130E-09 6.926E-11
14 -2.873E-06 1.340E-07 -3.504E-09 3.913E-11
【0067】
（数値実施例２）
各種データ
中心焦点距離 4.4mm
Fno 2.8
半画角 ±90°
面データ
面番号 r d nd νd
1 27.36 1.00 1.703 52.4
2 13.37 0.05
3* 4.92 2.40 1.536 56.0
4* 2.42 4.20
5* -3.99 2.58 1.536 56.0
6* -5.38 0.20
7 5.71 1.62 1.583 59.4
8 -29.74 0.98
9(STO) ∞ 1.15
10 17.63 2.74 1.603 65.4
11 -3.35 0.60 1.785 25.7
12 -19.47 1.55
13* 6.80 3.38 1.536 56.0
14* -43.69 0.66
15 ∞ 0.90 1.560 56.0
16 ∞ 0.85
非球面係数
面番号 K A B C D E
3 -4.634E-01 4.868E-03 -7.845E-04 1.348E-04 -1.747E-05 1.253E-06
4 -6.958E-01 1.742E-02 -5.776E-03 3.092E-03 -1.201E-03 2.696E-04
5 0.000E+00 4.533E-03 -1.467E-03 6.577E-04 -2.115E-04 4.871E-05
6 0.000E+00 1.574E-03 -1.185E-04 -1.584E-04 1.443E-04 -5.423E-05
13 0.000E+00 1.330E-03 -1.183E-03 2.994E-04 -4.603E-05 4.955E-06
14 0.000E+00 1.670E-02 -5.403E-03 8.838E-04 -9.971E-05 8.862E-06
面番号 F G H I
3 -5.205E-08 1.265E-09 -1.681E-11 9.454E-14
4 -3.679E-05 3.043E-06 -1.405E-07 2.785E-09
5 -7.65E-06 7.686E-07 -4.394E-08 1.079E-09
6 1.1252E-05 -1.341E-06 8.630E-08 -2.328E-09
13 -3.906E-07 2.128E-08 -6.966E-10 1.010E-11
14 -6.139E-07 2.924E-08 -8.120E-10 9.729E-12
各種データ
中心焦点距離 4.4mm
Fno 2.8
半画角 ±90°
面データ
面番号 r d nd νd
1 27.36 1.00 1.703 52.4
2 13.37 0.05
3* 4.92 2.40 1.536 56.0
4* 2.42 4.20
5* -3.99 2.58 1.536 56.0
6* -5.38 0.20
7 5.71 1.62 1.583 59.4
8 -29.74 0.98
9(STO) ∞ 1.15
10 17.63 2.74 1.603 65.4
11 -3.35 0.60 1.785 25.7
12 -19.47 1.55
13* 6.80 3.38 1.536 56.0
14* -43.69 0.66
15 ∞ 0.90 1.560 56.0
16 ∞ 0.85
非球面係数
面番号 K A B C D E
3 -4.634E-01 4.868E-03 -7.845E-04 1.348E-04 -1.747E-05 1.253E-06
4 -6.958E-01 1.742E-02 -5.776E-03 3.092E-03 -1.201E-03 2.696E-04
5 0.000E+00 4.533E-03 -1.467E-03 6.577E-04 -2.115E-04 4.871E-05
6 0.000E+00 1.574E-03 -1.185E-04 -1.584E-04 1.443E-04 -5.423E-05
13 0.000E+00 1.330E-03 -1.183E-03 2.994E-04 -4.603E-05 4.955E-06
14 0.000E+00 1.670E-02 -5.403E-03 8.838E-04 -9.971E-05 8.862E-06
面番号 F G H I
3 -5.205E-08 1.265E-09 -1.681E-11 9.454E-14
4 -3.679E-05 3.043E-06 -1.405E-07 2.785E-09
5 -7.65E-06 7.686E-07 -4.394E-08 1.079E-09
6 1.1252E-05 -1.341E-06 8.630E-08 -2.328E-09
13 -3.906E-07 2.128E-08 -6.966E-10 1.010E-11
14 -6.139E-07 2.924E-08 -8.120E-10 9.729E-12
【0068】
（数値実施例３）
各種データ
中心焦点距離 4.4mm
Fno 2.8
半画角 ±90°
面番号 r d nd νd
1 26.80 1.12 1.703 52.4
2 8.47 0.98
3* 3.86 3.20 1.536 56.0
4* 1.83 3.54
5* -6.87 1.92 1.536 56.0
6* -5.73 0.20
7 3.63 1.74 1.539 55.6
8 13.12 1.69
9(STO) ∞ 0.22
10* 35.10 1.20 1.583 59.4
11* -5.79 0.40
12 -7.68 0.33 1.742 25.7
13 6.23 1.84 1.589 61.1
14 -9.36 0.72
15* 23.06 2.88 1.536 56.0
16* -9.62 0.69
球 ∞ 0.90 1.569 56.4
球 ∞ 1.43
非球面係数
面番号 K A B C D E
3 -5.513E-01 1.621E-03 -4.817E-04 8.237E-05 -1.292E-05 1.073E-06
4 -8.615E-01 5.511E-03 -1.955E-03 -1.456E-04 -2.832E-05 3.229E-05
5 0.000E+00 -2.677E-03 1.363E-04 -1.769E-04 1.235E-04 -3.507E-05
6 0.000E+00 -6.872E-04 -3.457E-04 2.432E-04 -6.088E-05 8.232E-06
10 0.000E+00 -8.697E-03 -1.594E-03 3.830E-04 -1.179E-04 0.000E+00
11 0.000E+00 -4.873E-03 -4.025E-04 -7.694E-05 2.965E-05 0.000E+00
15 0.000E+00 2.170E-03 -1.611E-03 1.453E-04 7.909E-05 -3.374E-05
16 0.000E+00 1.445E-02 -5.089E-03 8.968E-04 -1.162E-04 1.118E-05
面番号 F G H I
3 -5.062E-08 1.380E-09 -2.026E-11 1.228E-13
4 -7.139E-06 7.722E-07 -4.358E-08 1.034E-09
5 5.4319E-06 -4.927E-07 2.477E-08 -5.312E-10
6 -6.181E-07 2.074E-08 1.389E-10 -2.085E-11
10 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
11 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
15 6.0816E-06 -5.992E-07 3.159E-08 -6.970E-10
16 -7.948E-07 3.965E-08 -1.235E-09 1.792E-11
各種データ
中心焦点距離 4.4mm
Fno 2.8
半画角 ±90°
面番号 r d nd νd
1 26.80 1.12 1.703 52.4
2 8.47 0.98
3* 3.86 3.20 1.536 56.0
4* 1.83 3.54
5* -6.87 1.92 1.536 56.0
6* -5.73 0.20
7 3.63 1.74 1.539 55.6
8 13.12 1.69
9(STO) ∞ 0.22
10* 35.10 1.20 1.583 59.4
11* -5.79 0.40
12 -7.68 0.33 1.742 25.7
13 6.23 1.84 1.589 61.1
14 -9.36 0.72
15* 23.06 2.88 1.536 56.0
16* -9.62 0.69
球 ∞ 0.90 1.569 56.4
球 ∞ 1.43
非球面係数
面番号 K A B C D E
3 -5.513E-01 1.621E-03 -4.817E-04 8.237E-05 -1.292E-05 1.073E-06
4 -8.615E-01 5.511E-03 -1.955E-03 -1.456E-04 -2.832E-05 3.229E-05
5 0.000E+00 -2.677E-03 1.363E-04 -1.769E-04 1.235E-04 -3.507E-05
6 0.000E+00 -6.872E-04 -3.457E-04 2.432E-04 -6.088E-05 8.232E-06
10 0.000E+00 -8.697E-03 -1.594E-03 3.830E-04 -1.179E-04 0.000E+00
11 0.000E+00 -4.873E-03 -4.025E-04 -7.694E-05 2.965E-05 0.000E+00
15 0.000E+00 2.170E-03 -1.611E-03 1.453E-04 7.909E-05 -3.374E-05
16 0.000E+00 1.445E-02 -5.089E-03 8.968E-04 -1.162E-04 1.118E-05
面番号 F G H I
3 -5.062E-08 1.380E-09 -2.026E-11 1.228E-13
4 -7.139E-06 7.722E-07 -4.358E-08 1.034E-09
5 5.4319E-06 -4.927E-07 2.477E-08 -5.312E-10
6 -6.181E-07 2.074E-08 1.389E-10 -2.085E-11
10 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
11 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00 0.000E+00
15 6.0816E-06 -5.992E-07 3.159E-08 -6.970E-10
16 -7.948E-07 3.965E-08 -1.235E-09 1.792E-11
【0069】
（数値実施例４）
各種データ
中心焦点距離 4.4mm
Fno 2.8
半画角 ±90°
面データ
面番号 r d nd νd
1 23.47 1.17 1.703 52.4
2 7.57 1.31
3* 3.82 3.25 1.536 56.0
4* 1.99 3.30
5* -7.32 1.81 1.536 56.0
6* -6.04 0.72
7 5.80 1.75 1.514 69.5
8 -10.77 1.33
9(STO) ∞ 1.61
10 13.56 1.73 1.589 61.1
11 -3.65 1.01 1.878 25.7
12 -20.26 0.62
13* 9.91 2.39 1.536 56.0
14* -10.47 0.66
15 ∞ 0.90 1.569 56.4
16 ∞ 1.43
非球面係数
面番号 K A B C D E
3 -5.553E-01 2.035E-03 -4.672E-04 7.196E-05 -1.144E-05 8.964E-07
4 -7.682E-01 5.504E-03 -1.152E-03 -1.293E-03 5.350E-04 -1.181E-04
5 0.000E+00 -3.664E-03 -4.244E-04 4.473E-04 -8.862E-05 5.675E-06
6 0.000E+00 -1.413E-03 -4.265E-04 6.189E-04 -2.342E-04 4.960E-05
13 0.000E+00 1.133E-02 -5.796E-03 1.694E-03 -3.406E-04 4.642E-05
14 0.000E+00 2.836E-02 -7.958E-03 1.011E-03 -1.905E-05 -1.504E-05
面番号 F G H I
3 -3.696E-08 7.803E-10 -6.415E-12 -8.093E-15
4 1.707E-05 -1.562E-06 8.018E-08 -1.731E-09
5 5.5065E-07 -1.298E-07 9.501E-09 -2.564E-10
6 -6.471E-06 5.148E-07 -2.282E-08 4.308E-10
13 -4.141E-06 2.245E-07 -6.385E-09 6.590E-11
14 2.5115E-06 -1.928E-07 7.525E-09 -1.203E-10
各種データ
中心焦点距離 4.4mm
Fno 2.8
半画角 ±90°
面データ
面番号 r d nd νd
1 23.47 1.17 1.703 52.4
2 7.57 1.31
3* 3.82 3.25 1.536 56.0
4* 1.99 3.30
5* -7.32 1.81 1.536 56.0
6* -6.04 0.72
7 5.80 1.75 1.514 69.5
8 -10.77 1.33
9(STO) ∞ 1.61
10 13.56 1.73 1.589 61.1
11 -3.65 1.01 1.878 25.7
12 -20.26 0.62
13* 9.91 2.39 1.536 56.0
14* -10.47 0.66
15 ∞ 0.90 1.569 56.4
16 ∞ 1.43
非球面係数
面番号 K A B C D E
3 -5.553E-01 2.035E-03 -4.672E-04 7.196E-05 -1.144E-05 8.964E-07
4 -7.682E-01 5.504E-03 -1.152E-03 -1.293E-03 5.350E-04 -1.181E-04
5 0.000E+00 -3.664E-03 -4.244E-04 4.473E-04 -8.862E-05 5.675E-06
6 0.000E+00 -1.413E-03 -4.265E-04 6.189E-04 -2.342E-04 4.960E-05
13 0.000E+00 1.133E-02 -5.796E-03 1.694E-03 -3.406E-04 4.642E-05
14 0.000E+00 2.836E-02 -7.958E-03 1.011E-03 -1.905E-05 -1.504E-05
面番号 F G H I
3 -3.696E-08 7.803E-10 -6.415E-12 -8.093E-15
4 1.707E-05 -1.562E-06 8.018E-08 -1.731E-09
5 5.5065E-07 -1.298E-07 9.501E-09 -2.564E-10
6 -6.471E-06 5.148E-07 -2.282E-08 4.308E-10
13 -4.141E-06 2.245E-07 -6.385E-09 6.590E-11
14 2.5115E-06 -1.928E-07 7.525E-09 -1.203E-10
【0070】
下記の表に、上述した各実施例に係る光学系についての各条件式に関する値を示す。なお、下記の表には後述する条件式（１０）に関する値についても示している。表に示すように、各実施例に係る光学系は各条件式を満足している。
【0071】
【表1】
【0072】
［撮像装置］
図１０は、本発明の実施形態に係る撮像装置７０の要部概略図である。本実施形態に係る撮像装置７０は、上述した各実施例の何れかに係る光学系（撮像光学系）７１と、光学系７１によって形成される物体の像を光電変換する受光素子７２と、受光素子７２を保持するカメラ本体（筐体）７３とを備える。光学系７１は、鏡筒（保持部材）により保持され、カメラ本体７３に接続されている。図７に示すようにカメラ本体７３には、受光素子７２により取得された画像を表示する表示部７４が接続されていてもよい。受光素子７２としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）を用いることができる。
図１０は、本発明の実施形態に係る撮像装置７０の要部概略図である。本実施形態に係る撮像装置７０は、上述した各実施例の何れかに係る光学系（撮像光学系）７１と、光学系７１によって形成される物体の像を光電変換する受光素子７２と、受光素子７２を保持するカメラ本体（筐体）７３とを備える。光学系７１は、鏡筒（保持部材）により保持され、カメラ本体７３に接続されている。図７に示すようにカメラ本体７３には、受光素子７２により取得された画像を表示する表示部７４が接続されていてもよい。受光素子７２としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子（光電変換素子）を用いることができる。
【0073】
撮像装置７０を測距装置として用いる場合は、例えば物体からの光束を二つに分割して光電変換できる画素を有する撮像素子（撮像面位相差センサ）を受光素子７２として採用することができる。被写体が光学系７１の前側焦点面上にあるときは、光学系７１の像面において、分割された二つの光束に対応する各像に位置ずれは生じない。しかし、被写体が光学系７１の前側焦点面以外の位置にあるときは各像に位置ずれが生じる。このとき、各像の位置ずれは被写体の前側焦点面からの変位量に対応しているので、撮像面位相差センサを用いて各像の位置ずれ量及び位置ずれの方向を取得することで、被写体までの距離を測定することができる。
【0074】
なお、光学系７１とカメラ本体７３とは互いに着脱可能に構成されていてもよい。すなわち、光学系７１及び鏡筒を交換レンズ（レンズ装置）として構成してもよい。また、上述した各実施例に係る光学系は、デジタルスチルカメラや銀塩フィルム用カメラ、ビデオカメラ、車載カメラ、監視カメラ等の撮像装置に限らず、望遠鏡や双眼鏡、プロジェクタ（投射装置）、デジタル複写機等の種々の光学装置に適用することができる。
【0075】
［車載システム］
図１１（Ａ）は、本発明の実施形態に係る移動装置１０及びそれが保持する撮像装置２０（車載カメラ）の概略図である。図１１（Ａ）では、移動装置１０が自動車（車両）である場合を示している。移動装置１０は、撮像装置２０により取得された画像を用いて移動装置１０の使用者４０（運転者や同乗者など）を支援するための、不図示の車載システム（運転支援装置）を備えている。本実施形態においては、撮像装置２０が移動装置１０の後方を撮像するように設置されている場合を示しているが、撮像装置２０が移動装置１０の前方や側方などを撮像するように設置されていてもよい。また、二つ以上の撮像装置２０を移動装置１０の２箇所以上に設置してもよい。
図１１（Ａ）は、本発明の実施形態に係る移動装置１０及びそれが保持する撮像装置２０（車載カメラ）の概略図である。図１１（Ａ）では、移動装置１０が自動車（車両）である場合を示している。移動装置１０は、撮像装置２０により取得された画像を用いて移動装置１０の使用者４０（運転者や同乗者など）を支援するための、不図示の車載システム（運転支援装置）を備えている。本実施形態においては、撮像装置２０が移動装置１０の後方を撮像するように設置されている場合を示しているが、撮像装置２０が移動装置１０の前方や側方などを撮像するように設置されていてもよい。また、二つ以上の撮像装置２０を移動装置１０の２箇所以上に設置してもよい。
【0076】
撮像装置２０は、上述した何れかの実施例に係る光学系２０１と撮像部２１０とを有する。光学系２０１は、第１の画角（第１の視野）３０と、該第１の画角３０よりも大きい第２の画角（第２の視野）３１とで結像倍率が異なる光学系（異画角レンズ）である。撮像部２１０の撮像面（受光面）は、第１の画角３０に含まれる物体を撮像する第１の領域と、第２の画角３１に含まれる物体を撮像する第２の領域とを含む。このとき、第１の領域における単位画角あたりの画素数が、第１の領域を除く第２の領域における単位画角あたりの画素数よりも多くなっている。言い換えると、撮像装置２０の第１の画角（第１の領域）における解像度が、第２の画角（第２の領域）における解像度よりも高くなっている。
【0077】
以下、光学系２０１の光学特性について詳細に説明する。図１１（Ｂ）における左図は、撮像部２１０の撮像面上での各半画角θ［ｄｅｇ．］における像高ｙ［ｍｍ］を等高線状に示したものである。図１１（Ｂ）における右図は、左図の第１象限における各半画角θと像高ｙとの関係（光学系２０１の射影特性）をグラフで示したものである。
【0078】
図１１（Ｂ）に示すように、光学系２０１は所定の半画角θａ未満の画角と半画角θａ以上の画角とで射影特性ｙ（θ）が互いに異なるように構成されている。よって、単位あたりの半画角θに対する像高ｙの増加量（解像度）も画角ごとに異なる。光学系２０１の局所的な解像度は、射影特性ｙ（θ）の半画角θに対する微分値ｄｙ（θ）／ｄθで表される。図１１（Ｂ）の左図においては、各半画角θに対する像高ｙの等高線の間隔が大きいほど解像度が高いということを示している。また、図１１（Ｂ）の右図においては、射影特性ｙ（θ）のグラフの傾きが大きいほど解像度が高いということを示している。
【0079】
図１１（Ｂ）の左図においては、中心領域である第１の領域２０１ａが半画角θａ未満の画角に対応し、周辺領域である第２の領域２０１ｂが半画角θａ以上の画角に対応している。そして、半画角θａ未満の画角は図１１（Ａ）における第１の画角３０に対応し、半画角θａ未満の画角と半画角θａ以上の画角とを合わせた画角は図１１（Ａ）における第２の画角３１に対応している。上述したように、第１の領域２０１ａは高解像度かつ低歪曲の領域であり、第２の領域２０１ｂは低解像度かつ高歪曲の領域である。
【0080】
なお、最大半画角θｍａｘに対する半画角θａの比の値θａ／θｍａｘは、０．１５以上かつ０．３５以下であることが好ましく、０．１６以上かつ０．２５以下であることがより好ましい。例えば、上述した各実施例においては最大半画角θｍａｘ＝９０°であるため、半画角θａの値は１３．５°以上かつ３１．５°以下であることが好ましく、１４．４°以上かつ２２．５°以下であることがより好ましい。
【0081】
また、光学系２０１は、第１の領域２０１ａにおける射影特性ｙ（θ）がｆ×θ（等距離射影方式）とは異なり、かつ第２の領域２０１ｂにおける射影特性とも異なるように構成されている。このとき、光学系２０１の射影特性ｙ（θ）が以下の条件式（１０）を満足することが望ましい。
１．０＜ｆ×ｓｉｎ（θｍａｘ）／ｙ（θｍａｘ）≦１．９ （１０）
１．０＜ｆ×ｓｉｎ（θｍａｘ）／ｙ（θｍａｘ）≦１．９ （１０）
【0082】
ｙ（θｍａｘ）は、最大半画角θｍａｘに対応する像高（最大像高）に相当する。条件式（１０）を満たすことにより、第２の領域２０１ｂにおいて解像度を小さくすることで光学系２０１の広画角化を実現することができる。さらに、第１の領域２０１ａにおいては、正射影方式（ｙ（θ）＝ｆ×ｓｉｎθ）を採用した一般的な魚眼レンズの中心領域よりも解像度を高くすることができる。条件式（１０）の下限を下回ると、正射影方式の魚眼レンズと比較して、第１の領域２０１ａにおける解像度が低くなったり、最大像高が大きくなって光学系の大型化を招いたりするため好ましくない。条件式（１０）の上限を上回ると、第１の領域２０１ａにおける解像度が高くなりすぎてしまい、正射影方式の魚眼レンズと同等の広画角を実現することが難しくなったり、良好な光学性能を維持できなくなったりするため好ましくない。
【0083】
さらに、以下の条件式（１０ａ）を満足することが好ましく、条件式（１０ｂ）を満足することがより好ましい。
１．０＜ｆ×ｓｉｎ（θｍａｘ）／ｙ（θｍａｘ）≦１．７ （１０ａ）
１．０＜ｆ×ｓｉｎ（θｍａｘ）／ｙ（θｍａｘ）≦１．４ （１０ｂ）
１．０＜ｆ×ｓｉｎ（θｍａｘ）／ｙ（θｍａｘ）≦１．７ （１０ａ）
１．０＜ｆ×ｓｉｎ（θｍａｘ）／ｙ（θｍａｘ）≦１．４ （１０ｂ）
【0084】
上述したように、第１の領域２０１ａにおいては光学系２０１の歪曲が小さく解像度が高いため、第２の領域２０１ｂと比較して高精細な画像を得ることができる。よって、第１の領域２０１ａ（第１の画角３０）を使用者４０の注目領域となるように設定することで良好な視認性を得ることができる。例えば、図１１（Ａ）に示したように撮像装置２０を移動装置１０の後部に配置した場合は、第１の画角３０に対応する画像を電子ルームミラーに表示することで、使用者４０が後方車両などを注視する際に自然な遠近感を得ることができる。一方、第２の領域２０１ｂ（第２の画角３１）については、第１の画角３０を含む広画角に対応している。よって、例えば移動装置１０がバック走行しているときに第２の画角３１に対応する画像を車内ディスプレイに表示することで、使用者４０の運転支援を行うことができる。
【0085】
図１２は、本実施形態に係る車載システム２の構成例を説明するための機能ブロック図である。車載システム２は、移動装置１０の後方に設置された撮像装置２０により得られた画像を使用者４０に対して表示するためのシステムである。車載システム２は、撮像装置２０、処理装置２２０、及び表示装置（表示部）２３０を有している。撮像装置２０は、上述したように光学系２０１及び撮像部２１０を有する。撮像部２１０は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の撮像素子を含み、光学系２０１により形成された光学像を光電変換することで撮像データを生成し、処理装置２２０に対して出力する。
【0086】
処理装置２２０は、画像処理部２２１、表示画角判定部２２４（判定部）、ユーザ設定変更部２２６（第１の変更部）、後方車両距離検知部２２３（第１の検知部）、バックギア検知部２２５（第２の検知部）、表示画角変更部２２２（第２の変更部）を有する。処理装置２２０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）マイコンなどのコンピュータであり、コンピュータプログラムに基づいて各構成要素の動作を制御する制御部として機能している。処理装置２２０における少なくとも一つの構成要素は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）やＰＬＡ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ａｒｒａｙ）等のハードウェアにより実現されてもよい。
【0087】
画像処理部２２１は、撮像部２１０から取得した撮像データに対してＷＤＲ（Ｗｉｄｅ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｇｅ）補正、ガンマ補正、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）処理、歪曲補正等の画像処理を行うことで画像データを生成する。なお、歪曲補正は少なくとも第２の領域２０１ｂに対応する撮像データに対して行われる。これにより、表示装置２３０に画像を表示した際に使用者４０が視認しやすくなり、また後方車両距離検知部２２３における後方車両の検知率が向上する。なお、第１の領域２０１ａに対応する撮像データに対しては歪曲補正を行わなくてもよい。画像処理部２２１は、上述のような画像処理を実行することで生成した画像データを、表示画角変更部２２２及び後方車両距離検知部２２３に対して出力する。
【0088】
後方車両距離検知部２２３は、画像処理部２２１から出力された画像データを用いて、第２の画角３１のうち第１の画角３０を含まない範囲に対応する画像データに含まれる後方車両までの距離に関する情報を取得する。例えば、後方車両距離検知部２２３は、画像データのうち第２の領域２０１ｂに対応する画像データに基づいて後方車両を検出し、検出した後方車両の位置や大きさの変化などから自車両までの距離を算出することができる。後方車両距離検知部２２３は、算出した距離の情報を表示画角判定部２２４に対して出力する。
【0089】
さらに、後方車両距離検知部２２３は、多数の車両の画像に基づく機械学習（深層学習）の結果として出力された、車種ごとの形状や色彩などの特徴情報に関するデータに基づいて後方車両の車種の判定を行ってもよい。このとき、後方車両距離検知部２２３は、後方車両の車種に関する情報を表示画角判定部２２４に対して出力してもよい。バックギア検知部２２５は、移動装置１０（自車両）のトランスミッションがバックギアに入っているかどうかを検知し、その検知結果を表示画角判定部２２４に対して出力する。
【0090】
表示画角判定部２２４は、後方車両距離検知部２２３又はバックギア検知部２２５の少なくとも一方からの出力に基づいて、表示装置２３０に表示する画像の画角（表示画角）を第１の画角３０又は第２の画角３１の何れにするのかを判定する。そして、表示画角判定部２２４は、判定結果に応じて表示画角変更部２２２に対する出力を行う。例えば、表示画角判定部２２４は、距離情報における距離の値がある閾値（例えば３ｍ）以下になった場合は表示画角を第２の画角３１にすると判定し、閾値よりも大きくなった場合は表示画角を第１の画角３０にすると判定することができる。あるいは、表示画角判定部２２４は、バックギア検知部２２５より移動装置１０のトランスミッションがバックギアに入っているという通知があった場合は、表示画角を第２の画角３１にすると判定することができる。また、表示画角判定部２２４は、バックギアに入っていない場合は表示画角を第１の画角３０にすると判定することができる。
【0091】
さらに、表示画角判定部２２４は、移動装置１０のトランスミッションがバックギアに入っている状態では、後方車両距離検知部２２３の結果にかかわらず表示画角を第２の画角３１にすると判定することができる。また、表示画角判定部２２４は、移動装置１０のトランスミッションがバックギアに入っていない場合は、後方車両距離検知部２２３の検知結果に応じて表示画角を決定すると判定することができる。なお、表示画角判定部２２４は、後方車両距離検知部２２３より車種情報を受け取ることで、移動装置１０の車種に応じて画角変更の判定基準を変えてもよい。例えば、移動装置１０がトラックなどの大型車両である場合は、制動距離が普通車と比較して長くなるため、前述の閾値を普通車よりも長く（例えば１０ｍ）とすることが望ましい。
【0092】
ユーザ設定変更部２２６は、表示画角判定部２２４にて表示画角を第２の画角３１に変更するかどうかの判定基準を、使用者４０に変更させるためのものである。使用者４０により設定（変更）された判断基準は、ユーザ設定変更部２２６から表示画角判定部２２４に入力される。
【0093】
表示画角変更部２２２は、表示画角判定部２２４での判定結果に応じて表示装置２３０に表示させる表示画像の生成を行う。例えば、第１の画角３０にすると判定された場合、表示画角変更部２２２は、第１の画角３０に対応する画像データの中から矩形の挟角画像（第１の画像）の切り出しを行い、それを表示装置２３０に対して出力する。また、第２の画角３１に対応する画像データにおいて所定の条件を満たす後方車両が存在する場合、表示画角変更部２２２は、該後方車両を含む画像（第２の画像）を表示装置２３０に対して出力する。なお、第２の画像は第１の領域２０１ａに対応する画像を含んでもよい。表示画角変更部２２２は、表示装置２３０が第１の画像を表示する第１の表示状態と、第２の画像を表示する第２の表示状態とを切り替える表示制御を行う表示制御部として機能する。
【0094】
表示画角変更部２２２による画像の切り出しは、画像処理部２２１から出力された画像データをＲＡＭなどの記憶部（メモリ）に格納しておき、そこから切り出したい画像の読み出しを行うことで実行される。なお、画像データにおける第１の画像に対応する領域は、第１の領域２０１ａに対応する第１の画角３０における矩形領域である。また、画像データにおける第２の画像に対応する領域は、第２の領域２０１ｂに対応する第２の画角３１における該後方車両を含む矩形領域である。
【0095】
表示装置２３０は、液晶ディスプレイや有機ＥＬなどの表示部を有し、表示画角変更部２２２から出力された表示画像の表示を行う。例えば、表示装置２３０は、移動装置１０のウインドシールド（フロントガラス）の上側に配置される電子ルームミラーとしての第１の表示部と、移動装置１０のウインドシールドの下側に配置される操作パネル（モニタ）としての第２の表示部を有する。この構成によれば、上述した画像データより生成された第１の画像及び第２の画像を、第１の表示部及び第２の表示部の夫々に表示させることができる。第１の表示部は、例えばハーフミラーなどを備えることで、ディスプレイとして使用しないときはミラーとして使用することができるように構成されていてもよい。第２の表示部は、例えばナビゲーションシステムやオーディオシステムのディスプレイを兼ねていてもよい。
【0096】
なお、移動装置１０は自動車等の車両に限らず、例えば船舶や航空機、産業用ロボット、ドローンなどの移動体であってもよい。また、本実施形態に係る車載システム２は使用者４０に対する画像の表示に用いられているが、これに限らずクルーズコントロール（全車速追従機能付を含む）や自動運転などの運転支援に用いられてもよい。さらに、車載システム２は移動装置に限らず高度道路交通システム（ＩＴＳ）等の物体認識を利用する種々の機器に適用することができる。
【0097】
［変形例］
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の組合せ、変形及び変更が可能である。
【0098】
例えば、上述した各実施例に係る光学系は可視域での使用が想定されており、可視域の全域での良好な収差補正を行うように構成されているが、必要に応じて収差補正を行う波長範囲を変更してもよい。例えば、各光学系は、可視域における特定の波長範囲においてのみ収差補正を行うように構成されていてもよいし、可視域以外の赤外域の波長範囲において収差補正を行うように構成されていてもよい。
【0099】
また、上述した車載システム２においては、撮像装置２０として上述したような測距装置を採用してもよい。このとき、車載システム２は、撮像装置２０により取得された対象物までの距離の情報に基づいて、その対象物との衝突可能性を判定する判定部を備えていてもよい。また、撮像装置２０として撮像部２１０を二つ備えるステレオカメラを採用してもよい。この場合、撮像面位相差センサを用いなくても、同期させた各撮像部の夫々によって画像データを同時に取得し、その二つの画像データを用いることで、上述したものと同様の処理を行うことができる。ただし、各撮像部による撮像時間の差異が既知であれば、各撮像部を同期させなくてもよい。
【0100】
なお、本発明の実施形態は以下の構成を含む。
【0101】
（構成１）
物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の前群と、開口絞りと、正の屈折力の後群とで構成され、
前記前群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズと、負の屈折力の第２レンズと、第３レンズと、正の屈折力の第４レンズとを有し、
前記後群は、接合レンズと、最も像側に配置された正レンズとを有し、
前記第２レンズ及び前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３、前記第２レンズと前記第３レンズとの間の空気レンズの焦点距離をｆａ１とするとき、
２．４≦ｆ２３／ｆａ１≦１６．０
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の前群と、開口絞りと、正の屈折力の後群とで構成され、
前記前群は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズと、負の屈折力の第２レンズと、第３レンズと、正の屈折力の第４レンズとを有し、
前記後群は、接合レンズと、最も像側に配置された正レンズとを有し、
前記第２レンズ及び前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３、前記第２レンズと前記第３レンズとの間の空気レンズの焦点距離をｆａ１とするとき、
２．４≦ｆ２３／ｆａ１≦１６．０
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
【0102】
（構成２）
前記第２レンズの物体側面は、非球面であることを特徴とする構成１に記載の光学系。
前記第２レンズの物体側面は、非球面であることを特徴とする構成１に記載の光学系。
【0103】
（構成３）
前記非球面は、光軸を含む断面において変曲点を有することを特徴とする構成２に記載の光学系。
前記非球面は、光軸を含む断面において変曲点を有することを特徴とする構成２に記載の光学系。
【0104】
（構成４）
前記非球面の光軸を含む断面における径方向での位置に対する曲率を表すグラフは、第１極値及び第２極値を有することを特徴とする構成２に記載の光学系。
前記非球面の光軸を含む断面における径方向での位置に対する曲率を表すグラフは、第１極値及び第２極値を有することを特徴とする構成２に記載の光学系。
【0105】
（構成５）
前記非球面において、光軸から前記第１極値及び前記第２極値の夫々に対応する位置までの規格化距離をＥ１及びＥ２とするとき、
０．０２≦Ｅ１≦０．４０
０．６０≦Ｅ２≦０．９８
なる条件式を満足することを特徴とする構成４に記載の光学系。
前記非球面において、光軸から前記第１極値及び前記第２極値の夫々に対応する位置までの規格化距離をＥ１及びＥ２とするとき、
０．０２≦Ｅ１≦０．４０
０．６０≦Ｅ２≦０．９８
なる条件式を満足することを特徴とする構成４に記載の光学系。
【0106】
（構成６）
前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
－１．２０≦ｆａ１／ｆ≦－０．５０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至５の何れか一つに記載の光学系。
前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
－１．２０≦ｆａ１／ｆ≦－０．５０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至５の何れか一つに記載の光学系。
【0107】
（構成７）
前記第２レンズの像側面の焦点距離をｆ２Ｒ２、前記第３レンズの物体側面の焦点距離をｆ３Ｒ１とするとき、
２．０≦ｆ３Ｒ１／ｆ２Ｒ２≦７．０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至６の何れか一つに記載の光学系。
前記第２レンズの像側面の焦点距離をｆ２Ｒ２、前記第３レンズの物体側面の焦点距離をｆ３Ｒ１とするとき、
２．０≦ｆ３Ｒ１／ｆ２Ｒ２≦７．０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至６の何れか一つに記載の光学系。
【0108】
（構成８）
前記前群の焦点距離をｆＧ１、前記後群の焦点距離をｆＧ２とするとき、
０．６≦ｆＧ１／ｆＧ２≦１．５
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至７の何れか一つに記載の光学系。
前記前群の焦点距離をｆＧ１、前記後群の焦点距離をｆＧ２とするとき、
０．６≦ｆＧ１／ｆＧ２≦１．５
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至７の何れか一つに記載の光学系。
【0109】
（構成９）
前記第１レンズの物体側面の曲率半径をＲ１、前記第１レンズの像側面の曲率半径をＲ２とするとき、
－３．５０≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）≦－１．８５
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至８の何れか一つに記載の光学系。
前記第１レンズの物体側面の曲率半径をＲ１、前記第１レンズの像側面の曲率半径をＲ２とするとき、
－３．５０≦（Ｒ２＋Ｒ１）／（Ｒ２－Ｒ１）≦－１．８５
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至８の何れか一つに記載の光学系。
【0110】
（構成１０）
光軸上において、前記第１レンズ及び前記第２レンズは物体側へ向かって凸形状のメニスカスレンズであり、前記第３レンズは物体側へ向かって凹形状のメニスカスレンズであり、前記第４レンズは両凸レンズであることを特徴とする構成１乃至９の何れか一つに記載の光学系。
光軸上において、前記第１レンズ及び前記第２レンズは物体側へ向かって凸形状のメニスカスレンズであり、前記第３レンズは物体側へ向かって凹形状のメニスカスレンズであり、前記第４レンズは両凸レンズであることを特徴とする構成１乃至９の何れか一つに記載の光学系。
【0111】
（構成１１）
前記後群は、前記接合レンズと前記正レンズとで構成されていることを特徴とする構成１乃至１０の何れか一つに記載の光学系。
前記後群は、前記接合レンズと前記正レンズとで構成されていることを特徴とする構成１乃至１０の何れか一つに記載の光学系。
【0112】
（構成１２）
前記接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された正レンズと負レンズとを含むことを特徴とする構成１乃至１１の何れか一つに記載の光学系。
前記接合レンズは、物体側から像側へ順に配置された正レンズと負レンズとを含むことを特徴とする構成１乃至１１の何れか一つに記載の光学系。
【0113】
（構成１３）
前記後群における最も像側に配置された前記正レンズは、光軸を含む断面において変曲点を有する非球面を含むことを特徴とする構成１乃至１２の何れか一つに記載の光学系。
前記後群における最も像側に配置された前記正レンズは、光軸を含む断面において変曲点を有する非球面を含むことを特徴とする構成１乃至１２の何れか一つに記載の光学系。
【0114】
（構成１４）
前記第２レンズ、前記第３レンズ、及び前記後群における最も像側に配置された前記正レンズの夫々は樹脂材料から成り、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
｜ｆ／ｆ３｜≦０．１５
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至１３の何れか一つに記載の光学系。
前記第２レンズ、前記第３レンズ、及び前記後群における最も像側に配置された前記正レンズの夫々は樹脂材料から成り、前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
｜ｆ／ｆ３｜≦０．１５
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至１３の何れか一つに記載の光学系。
【0115】
（構成１５）
前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第１レンズと前記第２レンズとの光軸上での距離をｄ１２とするとき、
ｆ１／ｄ１２≦－８．５０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至１４の何れか一つに記載の光学系。
前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記第１レンズと前記第２レンズとの光軸上での距離をｄ１２とするとき、
ｆ１／ｄ１２≦－８．５０
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至１４の何れか一つに記載の光学系。
【0116】
（構成１６）
半画角θと像高ｙとの関係を表す前記光学系の射影特性をｙ（θ）、前記光学系の最大半画角をθｍａｘ、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
１．０＜ｆ×ｓｉｎ（θｍａｘ）／ｙ（θｍａｘ）≦１．９
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至１５の何れか一つに記載の光学系。
半画角θと像高ｙとの関係を表す前記光学系の射影特性をｙ（θ）、前記光学系の最大半画角をθｍａｘ、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
１．０＜ｆ×ｓｉｎ（θｍａｘ）／ｙ（θｍａｘ）≦１．９
なる条件式を満足することを特徴とする構成１乃至１５の何れか一つに記載の光学系。
【0117】
（構成１７）
構成１乃至１６の何れか一つに記載の光学系と、該光学系を介して物体を撮像する撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。
構成１乃至１６の何れか一つに記載の光学系と、該光学系を介して物体を撮像する撮像素子とを備えることを特徴とする撮像装置。
【0118】
（構成１８）
構成１７に記載の撮像装置と、該撮像装置の出力に基づいて得られる画像を表示する表示装置とを備えることを特徴とする車載システム。
構成１７に記載の撮像装置と、該撮像装置の出力に基づいて得られる画像を表示する表示装置とを備えることを特徴とする車載システム。
【0119】
（構成１９）
前記表示装置は、前記画像のうち、第１の画角に対応する第１の画像を表示する第１の表示部と、該第１の画角を含む第２の画角に対応する第２の画像を表示する第２の表示部とを有することを特徴とする構成１８に記載の車載システム。
前記表示装置は、前記画像のうち、第１の画角に対応する第１の画像を表示する第１の表示部と、該第１の画角を含む第２の画角に対応する第２の画像を表示する第２の表示部とを有することを特徴とする構成１８に記載の車載システム。
【0120】
（構成２０）
構成１７に記載の撮像装置を備え、該撮像装置を保持して移動可能であることを特徴とする移動装置。
構成１７に記載の撮像装置を備え、該撮像装置を保持して移動可能であることを特徴とする移動装置。
【符号の説明】
【0121】
１００ 光学系
Ｇ１ 前群
Ｇ２ 後群
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
ＬＣ 接合レンズ
ＬＬ 正レンズ（最終レンズ）
ＳＴＯ 開口絞り
Ｇ１ 前群
Ｇ２ 後群
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
ＬＣ 接合レンズ
ＬＬ 正レンズ（最終レンズ）
ＳＴＯ 開口絞り
【要約】
【課題】 広画角かつ小型の光学系及びそれを備える撮像装置を提供すること。
【解決手段】 光学系１００は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の前群Ｇ１と、開口絞りＳＴＯと、正の屈折力の後群Ｇ２とで構成され、前群Ｇ１は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズＬ１と、負の屈折力の第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、正の屈折力の第４レンズＬ４とを有し、後群Ｇ２は、接合レンズＬＣと、最も像側に配置された正レンズＬＬとを有し、前記第２レンズ及び前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３、前記第２レンズと前記第３レンズとの間の空気レンズの焦点距離をｆａ１とするとき、２．４≦ｆ２３／ｆａ１≦１６．０なる条件式を満足する。
【選択図】 図１
【解決手段】 光学系１００は、物体側から像側へ順に配置された、正の屈折力の前群Ｇ１と、開口絞りＳＴＯと、正の屈折力の後群Ｇ２とで構成され、前群Ｇ１は、物体側から像側へ順に配置された、負の屈折力の第１レンズＬ１と、負の屈折力の第２レンズＬ２と、第３レンズＬ３と、正の屈折力の第４レンズＬ４とを有し、後群Ｇ２は、接合レンズＬＣと、最も像側に配置された正レンズＬＬとを有し、前記第２レンズ及び前記第３レンズの合成焦点距離をｆ２３、前記第２レンズと前記第３レンズとの間の空気レンズの焦点距離をｆａ１とするとき、２．４≦ｆ２３／ｆａ１≦１６．０なる条件式を満足する。
【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】