JP2006337690A - Image-formation optical system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子等を用いた撮像装置に採用して好適な結像光学系であって、例えば車載用カメラ、監視用カメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、並びに携帯電話、パソコンなどに搭載される小型カメラ等に採用することができる結像光学系に関する。 The present invention is an imaging optical system that is suitable for use in an imaging apparatus using a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS, for example, an in-vehicle camera, a monitoring camera, a digital camera, a digital video camera, and a mobile phone. The present invention relates to an imaging optical system that can be employed in a small camera mounted on a personal computer or the like.
近年、車載用カメラを備えた自動車が普及し始めている。そして当初の車載用カメラは、主に視認用モニタとして使用されていたが、最近では白線検知や車線逸脱の監視、障害物検知、ドライバー監視など、より高度なセンサー用カメラとして使用されるようになっている。そのため、このようなカメラに用いられる光学系には、広い画角、具体的には死角を完全になくすために半画角９０°以上の画角と、高い画質とを有していて、且つ、構成枚数が少なくコンパクトであって低コストで作製できる魚眼光学系が要求されている。 In recent years, cars equipped with in-vehicle cameras have begun to spread. The original in-vehicle camera was mainly used as a visual monitor, but recently it has been used as a more advanced sensor camera for white line detection, lane departure monitoring, obstacle detection, driver monitoring, etc. It has become. Therefore, the optical system used in such a camera has a wide angle of view, specifically, an angle of view of a half angle of view of 90 ° or more in order to completely eliminate the blind spot, and high image quality, and Therefore, there is a demand for a fish-eye optical system that has a small number of components and is compact and can be manufactured at low cost.
そして、構成枚数の少ない魚眼光学系の先行例としては、特許文献１、２に記載されている光学系のように６枚のレンズにより構成したものがある。また同様に６枚のレンズで構成された広角光学系の先行例としては、特許文献３、４、５、６に記載されている光学系がある。
しかしながら、特許文献１、２に記載された光学系は、それぞれ半画角は９０°、８４°と比較的広角であるが、共に倍率色収差等の周辺性能が不十分であった。また第１、第２負レンズともメニスカス形状であるため、入射瞳位置が像面側に移動し、その結果、径が大きくなってしまい、レンズの低コスト化や小型化が困難であった。また、車載用カメラに要求されている９０°を超える半画角は達成されていなかった。また、特許文献３、４、５、６に記載されている光学系は、それぞれ半画角が３０°、４２°、６４°、３８°程度であり、半画角９０°には程遠い光学系であった。 However, although the optical systems described in Patent Documents 1 and 2 have relatively wide half angles of view of 90 ° and 84 °, respectively, peripheral performance such as lateral chromatic aberration is insufficient. Further, since both the first and second negative lenses have a meniscus shape, the entrance pupil position moves to the image plane side. As a result, the diameter increases, and it is difficult to reduce the cost and size of the lens. Further, the half angle of view exceeding 90 ° required for the in-vehicle camera has not been achieved. The optical systems described in Patent Documents 3, 4, 5, and 6 have half angles of view of about 30 °, 42 °, 64 °, and 38 °, respectively, and are far from the half angle of view of 90 °. Met.
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、半画角９０°以上の広角化にも対応でき、同時に小型化と高性能化を満たすことのできる構成枚数の少ない結像光学系を提供することである。 The present invention has been made in view of such problems, and can be applied to widening of a half angle of view of 90 ° or more, and at the same time, an imaging optical system with a small number of components that can satisfy miniaturization and high performance. Is to provide a system.
上記の目的を達成するために、本発明による結像光学系は、物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群を備える結像光学系であって、前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第３レンズ、負レンズである第４レンズ、正レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを有し、前記第２レンズが両凹負レンズであり、前記第６レンズが両凸正レンズであるように構成する。 In order to achieve the above object, an imaging optical system according to the present invention is an imaging optical system including, in order from the object side, a negative refractive power lens group and a positive refractive power lens group, and the negative refractive power The lens group includes a first lens that is a negative lens and a second lens that is a negative lens in order from the object side, and the lens group having a positive refractive power is a third lens that is a positive lens in order from the object side. A fourth lens as a negative lens, a fifth lens as a positive lens, and a sixth lens as a positive lens, the second lens is a biconcave negative lens, and the sixth lens is a biconvex positive lens. Configure to be.
また、上記の目的を達成するために、本発明による結像光学系は、物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群を備える結像光学系であって、前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第３レンズ、負レンズである第４レンズ、正レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを有し、以下の条件式（１）、（２）を満たすように構成する。
−１．２≦ｆＮ／Ｉｈ≦−０．５ （１）
０．８５≦ｆ１／ｆ２≦１．５ （２）
ただし、
ｆ１ ：第１レンズの焦点距離
ｆ２ ：第２レンズの焦点距離
ｆＮ ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
Ｉｈ ：最大像高
である。
In order to achieve the above object, an imaging optical system according to the present invention is an imaging optical system including a lens unit having a negative refractive power and a lens group having a positive refractive power in order from the object side. The refractive power lens group includes a first lens that is a negative lens and a second lens that is a negative lens in order from the object side, and the positive refractive power lens group is a positive lens in order from the object side. It has three lenses, a fourth lens that is a negative lens, a fifth lens that is a positive lens, and a sixth lens that is a positive lens, and is configured to satisfy the following conditional expressions (1) and (2).
−1.2 ≦ fN / Ih ≦ −0.5 (1)
0.85 ≦ f1 / f2 ≦ 1.5 (2)
However,
f1: focal length of the first lens
f2: focal length of the second lens
fN: Composite focal length of the lens unit having negative refractive power
Ih: Maximum image height.
また、上記の目的を達成するために、本発明による結像光学系は、物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群を備える結像光学系であって、前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第３レンズ、負レンズである第４レンズ、正レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを有し、以下の条件式（３）を満たすように構成する。
２．１≦ｆ５／ｆ≦４ （３）
ただし、
ｆ５ ：第５レンズの焦点距離
ｆ ：結像光学系全系の焦点距離
である。
In order to achieve the above object, an imaging optical system according to the present invention is an imaging optical system including a lens unit having a negative refractive power and a lens group having a positive refractive power in order from the object side. The refractive power lens group includes a first lens that is a negative lens and a second lens that is a negative lens in order from the object side, and the positive refractive power lens group is a positive lens in order from the object side. It has three lenses, a fourth lens that is a negative lens, a fifth lens that is a positive lens, and a sixth lens that is a positive lens, and is configured to satisfy the following conditional expression (3).
2.1 ≦ f5 / f ≦ 4 (3)
However,
f5: focal length of the fifth lens
f: focal length of the entire imaging optical system.
また、上記の目的を達成するために、本発明による結像光学系は、物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群を備える結像光学系であって、前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第３レンズ、負レンズである第４レンズ、正レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを有し、前記第３レンズと前記第４レンズとの間に明るさ絞りを配置し、以下の条件式（４）を満たすように構成する。
０．７≦ｄ３Ｓ／Ｉｈ≦２ （４）
ただし、
ｄ３Ｓ：第３レンズの像側の面から明るさ絞りまでの軸上間隔
Ｉｈ ：最大像高
である。
In order to achieve the above object, an imaging optical system according to the present invention is an imaging optical system including a lens unit having a negative refractive power and a lens group having a positive refractive power in order from the object side. The refractive power lens group includes a first lens that is a negative lens and a second lens that is a negative lens in order from the object side, and the positive refractive power lens group is a positive lens in order from the object side. Three lenses, a fourth lens that is a negative lens, a fifth lens that is a positive lens, and a sixth lens that is a positive lens, and an aperture stop is disposed between the third lens and the fourth lens, The following conditional expression (4) is satisfied.
0.7 ≦ d3S / Ih ≦ 2 (4)
However,
d3S: axial distance from the image side surface of the third lens to the aperture stop
Ih: Maximum image height.
また、上記の目的を達成するために、本発明による結像光学系は、物体側から順に、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群を備える結像光学系であって、前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第３レンズ、負レンズである第４レンズ、正レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを有し、以下の条件式（５）を満たすように構成する。
−０．３５≦ｆＮ／ｆＰ≦−０．１ （５）
ただし、
ｆＮ ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
ｆＰ ：正屈折力のレンズ群の合成焦点距離
である。
In order to achieve the above object, an imaging optical system according to the present invention is an imaging optical system including a lens unit having a negative refractive power and a lens group having a positive refractive power in order from the object side. The refractive power lens group includes a first lens that is a negative lens and a second lens that is a negative lens in order from the object side, and the positive refractive power lens group is a positive lens in order from the object side. It has three lenses, a fourth lens that is a negative lens, a fifth lens that is a positive lens, and a sixth lens that is a positive lens, and is configured to satisfy the following conditional expression (5).
−0.35 ≦ fN / fP ≦ −0.1 (5)
However,
fN: Composite focal length of the lens unit having negative refractive power
fP: a combined focal length of a lens unit having a positive refractive power.
さらに、上記の本発明の結像光学系は、前記６枚のレンズのみで構成されていることが望ましい。 Furthermore, it is desirable that the image forming optical system according to the present invention includes only the six lenses.
本発明によれば、半画角９０°以上の広角化にも対応でき、同時に小型化と高性能化を満たすことのできる構成枚数の少ない結像光学系を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an imaging optical system with a small number of constituent elements that can cope with widening of a half angle of view of 90 ° or more, and at the same time can satisfy miniaturization and high performance.
実施例の説明に先立ち、本発明の作用効果について説明する。 Prior to the description of the embodiments, the effects of the present invention will be described.
一般的に広角光学系には、物体側から順に、負屈折力を有するレンズ群、正屈折力を有するレンズ群で構成されるレトロフォーカスタイプが採用されている。そのような光学系を採用し半画角が９０°程度の超広角を想定する場合は、焦点距離を小さくしなければならないため、負屈折力のレンズ群のパワーを強くして主点位置を像面側に移動させる必要がある。また、そのように構成したことによって発生してしまう収差を補正するために、正屈折力のレンズ群を適切に構成する必要がある。 In general, a wide-angle optical system employs a retrofocus type composed of a lens group having a negative refractive power and a lens group having a positive refractive power in order from the object side. When using such an optical system and assuming a super wide angle with a half field angle of about 90 °, the focal length must be reduced. It is necessary to move to the image plane side. In addition, in order to correct aberrations that occur due to such a configuration, it is necessary to appropriately configure a lens group having a positive refractive power.
そこで、本発明の結像光学系は、物体側より、負屈折力のレンズ群、正屈折力のレンズ群を備え、前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第３レンズ、負レンズである第４レンズ、正レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを有する構成を基本とした。 Therefore, the imaging optical system of the present invention includes a negative refractive power lens group and a positive refractive power lens group from the object side, and the negative refractive power lens group is a negative lens in order from the object side. The lens group having a positive refractive power includes, in order from the object side, a third lens that is a positive lens, a fourth lens that is a negative lens, and a fifth lens that is a positive lens. A configuration having a lens and a sixth lens which is a positive lens was used as a basis.
この基本構成は、負屈折力のレンズ群を透過し発散する軸上光束を、正屈折力のレンズ群により集光させている。このとき、正屈折力のレンズ群により軸上光束を収斂させる程度が強ければ強いほどに広角化に有利となる。 In this basic configuration, an axial light beam that passes through and diverges through a lens unit having a negative refractive power is condensed by the lens unit having a positive refractive power. At this time, the stronger the degree of converging the axial luminous flux by the positive refractive power lens group, the more advantageous for widening the angle.
また、通常のレトロフォーカスタイプの結像光学系は倍率色収差が出やすい構成である。そのため一般的には、各レンズのアッベ数を適切に配置してそれを補正している。しかしながら、本発明のような超広角にも対応し得る構成にする場合は、倍率色収差の発生に関係の深い周辺の主光線高が高くなるため、その影響がさらに顕著に出てしまう。そのため、アッベ数の設定だけでは補正に限界がある。 Further, a normal retrofocus type imaging optical system has a configuration in which chromatic aberration of magnification tends to occur. Therefore, generally, the Abbe number of each lens is appropriately arranged and corrected. However, in the case of a configuration that can cope with an ultra-wide angle as in the present invention, the principal ray height in the periphery that is deeply related to the occurrence of lateral chromatic aberration increases, so that the effect becomes more prominent. Therefore, there is a limit to correction only by setting the Abbe number.
そこで、本願の第１の発明に係る結像光学系は、上記基本構成において、第２レンズを両凹負レンズとし、第６レンズを両凸正レンズとする構成とした。 Therefore, the imaging optical system according to the first invention of the present application has a configuration in which the second lens is a biconcave negative lens and the sixth lens is a biconvex positive lens in the above basic configuration.
倍率色収差の発生を抑えるためには、周辺の主光線高を低くすることが効果的である。そこで、入射瞳位置を適切に設定し、周辺の主光線高を低くするため、負屈折力のレンズ群を構成するレンズの１枚である第２レンズの形状を両凹形状とした。第２レンズをこのような形状とすれば、入射瞳位置を物体側に移動させ、倍率色収差の補正を効果的に行うことができる。また、周辺の主光線高を低くすることにより、第１、２レンズの２つの負レンズの径を小さくすることができ、レンズの体積を小さくすることができる。その結果、レンズの作製のためのコストを抑えることができ、光学系の小型化、軽量化も同時に達成することができる。 In order to suppress the occurrence of lateral chromatic aberration, it is effective to reduce the peripheral principal ray height. Therefore, in order to appropriately set the entrance pupil position and reduce the peripheral principal ray height, the shape of the second lens, which is one of the lenses constituting the lens unit having the negative refractive power, is a biconcave shape. If the second lens has such a shape, it is possible to effectively correct the lateral chromatic aberration by moving the entrance pupil position to the object side. Also, by reducing the peripheral principal ray height, the diameters of the two negative lenses of the first and second lenses can be reduced, and the lens volume can be reduced. As a result, the cost for manufacturing the lens can be suppressed, and the optical system can be reduced in size and weight at the same time.
また、物体側の負屈折力のレンズ群において発生する非点収差やコマ収差は、負屈折力のレンズ群よりも像面側に配置されている正屈折力のレンズ群により適切に補正する必要がある。非点収差やコマ収差も周辺の主光線高に関係しているため、周辺の主光線高の高い第６レンズを両凸正レンズとすることにより、効果的にそれらを補正することが容易となる。つまり、第６レンズを両凸形状とすることにより、第６レンズの有する正屈折力を二つの面に分担させ入射側の面、射出側の面のいずれか一方のみが曲率の強い曲面となるのを避けるようにしているので、非点収差、コマ収差の発生を抑制することができる。特に、結像光学系を６枚とした場合、結像光学系を構成するレンズのうち、第６レンズが最も像面側に位置することになるため、その第６レンズを両凸形状とすることがテレセントリック性の確保と非点収差、コマ収差の補正のためにはより好ましいものとなる。 In addition, astigmatism and coma generated in the negative-power lens group on the object side need to be corrected appropriately by the positive-power lens group disposed closer to the image plane than the negative-power lens group. There is. Since astigmatism and coma are also related to the peripheral chief ray height, it is easy to effectively correct them by making the sixth lens having a high chief ray height in the periphery a biconvex positive lens. Become. That is, by making the sixth lens a biconvex shape, the positive refractive power of the sixth lens is shared between the two surfaces, and only one of the incident side surface and the emission side surface is a curved surface having a strong curvature. Therefore, the generation of astigmatism and coma can be suppressed. In particular, when the number of image forming optical systems is six, among the lenses constituting the image forming optical system, the sixth lens is positioned closest to the image plane side, so that the sixth lens has a biconvex shape. This is more preferable for ensuring telecentricity and correcting astigmatism and coma.
また、本願の第２の発明に係る結像光学系は、上記基本構成において、以下の条件式（１）、（２）を満たす構成とした。
−１．２≦ｆＮ／Ｉｈ≦−０．５ （１）
０．８５≦ｆ１／ｆ２≦１．５ （２）
ただし、
ｆ１ ：第１レンズの焦点距離
ｆ２ ：第２レンズの焦点距離
ｆＮ ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
Ｉｈ ：最大像高
である。
Further, the imaging optical system according to the second invention of the present application is configured to satisfy the following conditional expressions (1) and (2) in the above basic configuration.
−1.2 ≦ fN / Ih ≦ −0.5 (1)
0.85 ≦ f1 / f2 ≦ 1.5 (2)
However,
f1: focal length of the first lens
f2: focal length of the second lens
fN: Composite focal length of the lens unit having negative refractive power
Ih: Maximum image height.
倍率色収差やコマ収差の補正には物体側に配置される負屈折力のレンズ群の構成が重要になる。そのためそのパワーを適切に設定することが好ましい。よって上記の条件式（１）、（２）を満たすような構成とした。 For correcting lateral chromatic aberration and coma aberration, the configuration of a lens unit having a negative refractive power disposed on the object side is important. Therefore, it is preferable to set the power appropriately. Therefore, it was set as the structure which satisfy | fills said conditional expression (1), (2).
条件式（１）は、負屈折力のレンズ群全体のパワーを規定したものである。この条件式（１）の下限を下回ると、負屈折力のレンズ群のパワーが弱くなりすぎてしまうため、光学系の全長が大きくなってしまう。一方、上限を上回ると、負屈折力のレンズ群のパワーが強くなりすぎ収差発生量が大きくなりすぎてしまうため、正屈折力のレンズ群により補正することが困難となる。 Conditional expression (1) defines the power of the entire lens unit having a negative refractive power. If the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the power of the lens unit having a negative refractive power becomes too weak, and the total length of the optical system becomes large. On the other hand, if the value exceeds the upper limit, the power of the lens unit having negative refractive power becomes too strong, and the amount of aberration generated becomes too large, so that correction with the lens unit having positive refractive power becomes difficult.
条件式（２）は第１レンズと第２レンズのパワーの比を規定したものである。条件式（２）の下限を下回ると、第１レンズのパワーが強くなりすぎてしまい、コマ収差、非点収差を補正することが困難となる。または、第２レンズのパワーが弱くなりすぎてしまい、レンズ径が大きくなったり倍率色収差を補正することが困難となる。上限を上回ると、第１レンズのパワーが弱くなりすぎてしまい、レンズ径が大きくなったり倍率色収差を補正することが困難となる。または、第２レンズのパワーが強くなりすぎてしまい、コマ収差、非点収差を補正することが困難となる。 Conditional expression (2) defines the power ratio between the first lens and the second lens. If the lower limit of conditional expression (2) is not reached, the power of the first lens becomes too strong, and it becomes difficult to correct coma and astigmatism. Alternatively, the power of the second lens becomes too weak, and it becomes difficult to increase the lens diameter and correct lateral chromatic aberration. If the upper limit is exceeded, the power of the first lens becomes too weak, and it becomes difficult to increase the lens diameter and correct lateral chromatic aberration. Alternatively, the power of the second lens becomes too strong, and it becomes difficult to correct coma and astigmatism.
ここで、上記条件式（１）を、
−１．１≦ｆＮ／Ｉｈ≦−０．７ （１’）
とし、この条件式（１’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（１）を、
−１．０５≦ｆＮ／Ｉｈ≦−０．９ （１”）
とし、この条件式（１”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（１’）、（１”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（１）の上限値または下限値としても良い。
Here, the conditional expression (1) is
−1.1 ≦ fN / Ih ≦ −0.7 (1 ′)
And satisfying the conditional expression (1 ′) is more preferable.
Furthermore, the conditional expression (1) is
−1.05 ≦ fN / Ih ≦ −0.9 (1 ″)
It is more preferable that the conditional expression (1 ″) is satisfied.
Note that only one of the upper limit value and the lower limit value of the conditional expressions (1 ′) and (1 ″) may be used as the upper limit value or the lower limit value of the conditional expression (1).
また、上記条件式（２）を、
０．９≦ｆ１／ｆ２≦１．４ （２’）
とし、この条件式（２’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（２）を、
１．１０≦ｆ１／ｆ２≦１．３７ （２”）
とし、この条件式（２”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（２’）、（２”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（２）の上限値または下限値としても良い。
In addition, the conditional expression (2)
0.9 ≦ f1 / f2 ≦ 1.4 (2 ′)
And satisfying the conditional expression (2 ′) is more preferable.
Furthermore, the conditional expression (2)
1.10 ≦ f1 / f2 ≦ 1.37 (2 ″)
It is more preferable to satisfy the conditional expression (2 ″).
Note that only one of the upper limit value and the lower limit value of the conditional expressions (2 ′) and (2 ″) may be used as the upper limit value or the lower limit value of the conditional expression (2).
また、本願の第３の発明に係る結像光学系は、上記基本構成において、以下の条件式（３）を満たす構成とした。
２．１≦ｆ５／ｆ≦４ （３）
ただし、
ｆ５ ：第５レンズの焦点距離
ｆ ：結像光学系全系の焦点距離
である。
Further, the imaging optical system according to the third invention of the present application is configured to satisfy the following conditional expression (3) in the above basic configuration.
2.1 ≦ f5 / f ≦ 4 (3)
However,
f5: focal length of the fifth lens
f: focal length of the entire imaging optical system.
倍率色収差の補正には、負屈折力のレンズ群だけでなく、正屈折力のレンズ群の中で像面に近く周辺の光線高が高いレンズも関係してくる。また結像光学系は全体で正のパワーを持つため、正屈折力のレンズ群内の正レンズの構成を適切にしないと、非点収差、コマ収差を良好に補正することが困難となる。そこで、正屈折力のレンズ群を構成するレンズのうち、第５レンズは上記条件式（３）を満たすような構成とした。 The correction of lateral chromatic aberration involves not only a lens unit having a negative refractive power but also a lens having a high peripheral ray height close to the image plane in a lens unit having a positive refractive power. Further, since the imaging optical system has a positive power as a whole, it is difficult to correct astigmatism and coma well unless the configuration of the positive lens in the lens unit having a positive refractive power is appropriate. Therefore, among the lenses constituting the lens unit having positive refractive power, the fifth lens is configured to satisfy the conditional expression (3).
条件式（３）の上限を上回ると、第５レンズによる正のパワーが弱くなりすぎてしまい、非点収差、コマ収差が良好に補正し難くなる。下限を下回ると、第５レンズによる正のパワーが強くなりすぎてしまい、倍率色収差が悪化しやすくなる。 If the upper limit of conditional expression (3) is exceeded, the positive power by the fifth lens becomes too weak, making it difficult to correct astigmatism and coma well. Below the lower limit, the positive power from the fifth lens becomes too strong, and the lateral chromatic aberration tends to deteriorate.
ここで、上記条件式（３）を、
２．２≦ｆ５／ｆ≦３．５ （３’）
とし、この条件式（３’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（３）を、
２．４≦ｆ５／ｆ≦３．１ （３”）
とし、この条件式（３”）を満足するようにするとさらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（３’）、（３”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（３）の上限値または下限値としても良い。
Here, the conditional expression (3) is
2.2 ≦ f5 / f ≦ 3.5 (3 ′)
And satisfying the conditional expression (3 ′) is more preferable.
Furthermore, the conditional expression (3) is
2.4 ≦ f5 / f ≦ 3.1 (3 ″)
It is more preferable that the conditional expression (3 ″) is satisfied.
Note that only one of the upper limit value and the lower limit value of the conditional expressions (3 ′) and (3 ″) may be set as the upper limit value or the lower limit value of the conditional expression (3).
また、本願の第４の発明に係る結像光学系は、上記基本構成に加え、さらに前記第３レンズと前記第４レンズとの間に明るさ絞りを備え、以下の条件式（４）を満たす構成とした。
０．７≦ｄ３Ｓ／Ｉｈ≦２ （４）
ただし、
ｄ３Ｓ：第３レンズの像側の面から明るさ絞りまでの軸上間隔
Ｉｈ ：最大像高
である。
In addition to the above basic configuration, the imaging optical system according to the fourth invention of the present application further includes an aperture stop between the third lens and the fourth lens, and the following conditional expression (4) is satisfied: It was set as the structure which satisfy | fills.
0.7 ≦ d3S / Ih ≦ 2 (4)
However,
d3S: axial distance from the image side surface of the third lens to the aperture stop
Ih: Maximum image height.
負屈折力のレンズ群では、コマ収差、非点収差に加え、特に倍率色収差が発生しやすい。このような収差を補正する場合、補正を行うレンズのパワーだけではなく光線高も依存する。すなわち、負屈折力のレンズ群よりも像側に隣接して配置された正レンズである第３レンズの構成を適切にし、適切な位置に明るさ絞りを配置することが、これらの収差を補正するために効果的である。そこで、第３レンズと第４レンズとの間に明るさ絞りを配置し、上記条件式（４）を満たす構成とした。 In a lens group having a negative refractive power, in addition to coma and astigmatism, chromatic aberration of magnification is particularly likely to occur. When correcting such an aberration, not only the power of the lens to be corrected but also the ray height depends. That is, it is possible to correct these aberrations by appropriately configuring the third lens, which is a positive lens disposed adjacent to the image side of the lens unit having a negative refractive power, and disposing an aperture stop at an appropriate position. It is effective to do. Therefore, an aperture stop is disposed between the third lens and the fourth lens, and the above conditional expression (4) is satisfied.
条件式（４）の上限を上回ると、第３レンズと明るさ絞りとの軸上間隔が大きくなりすぎてしまい、全長が大きくなりやすくなる。下限を下回ると、第３レンズと明るさ絞りとの軸上間隔が小さくなりすぎてしまいコマ収差、非点収差、特に倍率色収差の補正が難しくなる。 If the upper limit of conditional expression (4) is exceeded, the axial distance between the third lens and the aperture stop becomes too large, and the overall length tends to increase. Below the lower limit, the axial distance between the third lens and the aperture stop becomes too small, making it difficult to correct coma and astigmatism, particularly lateral chromatic aberration.
ここで、上記条件式（４）を、
１．１≦ｄ３Ｓ／Ｉｈ≦１．８ （４’）
とし、この条件式（４’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（４）を、
１．１≦ｄ３Ｓ／Ｉｈ≦１．６ （４”）
とし、この条件式（４”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（４’）、（４”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（４）の上限値または下限値としても良い。
Here, the conditional expression (4) is
1.1 ≦ d3S / Ih ≦ 1.8 (4 ′)
And satisfying this conditional expression (4 ′) is more preferable.
Furthermore, the conditional expression (4) is
1.1 ≦ d3S / Ih ≦ 1.6 (4 ″)
It is more preferable to satisfy the conditional expression (4 ″).
Note that only one of the upper limit value and the lower limit value of these conditional expressions (4 ′) and (4 ″) may be used as the upper limit value or the lower limit value of the conditional expression (4).
また、本願の第５の発明に係る結像光学系は、上記基本構成において、以下の条件式（５）を満たす構成とした。
−０．３５≦ｆＮ／ｆＰ≦−０．１ （５）
ただし、
ｆＮ ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
ｆＰ ：正屈折力のレンズ群の合成焦点距離
である。
Further, the imaging optical system according to the fifth invention of the present application is configured to satisfy the following conditional expression (5) in the above basic configuration.
−0.35 ≦ fN / fP ≦ −0.1 (5)
However,
fN: Composite focal length of the lens unit having negative refractive power
fP: a combined focal length of a lens unit having a positive refractive power.
半画角９０°を超える広角化を実現するためには、光学系の主点をかなり像側に移動させなければならない。そのため、レトロフォーカスタイプの結像光学系を用いる場合、物体側には強い負屈折力のパワーを有するレンズ群を配置する必要がある。従って、光学系の大きさと性能は負屈折力のレンズ群よりも像側に配置される正屈折力のレンズ群の構成により大きく左右される。そこで、第３乃至第６レンズを有する正屈折力のレンズ群が上記条件式（５）を満たすような構成とした。 In order to realize a wide angle exceeding a half angle of view of 90 °, the principal point of the optical system has to be moved considerably to the image side. Therefore, when a retrofocus type imaging optical system is used, it is necessary to dispose a lens group having a strong negative refractive power on the object side. Therefore, the size and performance of the optical system greatly depend on the configuration of the positive refractive power lens group disposed on the image side of the negative refractive power lens group. Therefore, the lens unit having positive refractive power having the third to sixth lenses satisfies the conditional expression (5).
条件式（５）の上限を上回ると、負のパワーが強くなりすぎてしまい、全長が大きくなってしまう。下限を下回ると、正のパワーが強くなりすぎてしまい、コマ収差、非点収差が悪化してしまう。 If the upper limit of conditional expression (5) is exceeded, the negative power becomes too strong and the overall length becomes large. Below the lower limit, the positive power becomes too strong, and coma and astigmatism are deteriorated.
ここで、上記条件式（５）を、
−０．３≦ｆＮ／ｆＰ≦−０．１５ （５’）
とし、この条件式（５’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（５）を、
−０．３≦ｆＮ／ｆＰ≦−０．２ （５”）
とし、この条件式（５”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（５’）、（５”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（５）の上限値または下限値としても良い。
Here, the conditional expression (5) is
−0.3 ≦ fN / fP ≦ −0.15 (5 ′)
And satisfying the conditional expression (5 ′) is more preferable.
Furthermore, the conditional expression (5)
−0.3 ≦ fN / fP ≦ −0.2 (5 ″)
It is more preferable that the conditional expression (5 ″) is satisfied.
Note that only one of the upper limit value and the lower limit value of the conditional expressions (5 ′) and (5 ″) may be used as the upper limit value or the lower limit value of the conditional expression (5).
また、上記の各々の発明は、基本となる６枚のレンズの他に、収差補正等の目的で他のレンズを追加してもよい。ただし、小型化とレンズ枚数の低減のためには、結像光学系中のレンズ枚数を前述の６枚のみとすることが好ましい。 In each of the above inventions, in addition to the six basic lenses, other lenses may be added for the purpose of aberration correction. However, in order to reduce the size and reduce the number of lenses, it is preferable that the number of lenses in the imaging optical system is only the above-described six.
なお、本実施例による結像光学系は、以下に述べるような条件を満足するようにすると、さらに好ましくなる。 The imaging optical system according to the present embodiment is more preferable if the following conditions are satisfied.
上記第１乃至５の発明に係る結像光学系は、第２レンズが両凹負レンズであり、以下の条件式（６）を満たすようにすると、より好ましくなる。
６≦｜ｒ２ｆ／ｆ｜≦２００ （６）
ただし、
ｒ２ｆ：第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｆ ：結像光学系全系の焦点距離
である。
In the imaging optical systems according to the first to fifth inventions, it is more preferable that the second lens is a biconcave negative lens and satisfies the following conditional expression (6).
6 ≦ | r2f / f | ≦ 200 (6)
However,
r2f: paraxial radius of curvature of the object side surface of the second lens
f: focal length of the entire imaging optical system.
条件式（６）の上限を上回ると、入射瞳位置が像側に移動してしまい、効果的に倍率色収差を補正することが困難となり、また、レンズの径が大きくなりやすい。下限を下回ると、レンズのパワーが強くなりすぎてしまい、コマ収差、非点収差、倍率色収差が補正過剰になりやすい。 If the upper limit of conditional expression (6) is exceeded, the entrance pupil position moves to the image side, making it difficult to effectively correct lateral chromatic aberration, and the lens diameter tends to increase. Below the lower limit, the lens power becomes too strong, and coma, astigmatism, and lateral chromatic aberration tend to be overcorrected.
ここで、上記条件式（６）を、
８≦｜ｒ２ｆ／ｆ｜≦１００ （６’）
とし、この条件式（６’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（６）を、
１２≦｜ｒ２ｆ／ｆ｜≦８０ （６”）
とし、この条件式（６”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（６’）、（６”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（６）の上限値または下限値としても良い。
Here, the conditional expression (6) is
8 ≦ | r2f / f | ≦ 100 (6 ′)
And satisfying the conditional expression (6 ′) is more preferable.
Furthermore, the conditional expression (6)
12 ≦ | r2f / f | ≦ 80 (6 ″)
It is more preferable to satisfy the conditional expression (6 ″).
Note that only one of the upper limit value and the lower limit value of the conditional expressions (6 ′) and (6 ″) may be set as the upper limit value or the lower limit value of the conditional expression (6).
また、上記第１乃至５の発明に係る結像光学系は、以下の条件式（７）を満たすようにすると、より好ましくなる。
１．２≦ｆ３／ｆ５≦２．５ （７）
ただし、
ｆ３ ：第３レンズの焦点距離
ｆ５ ：第５レンズの焦点距離
である。
Further, it is more preferable that the image forming optical system according to the first to fifth inventions satisfies the following conditional expression (7).
1.2 ≦ f3 / f5 ≦ 2.5 (7)
However,
f3: focal length of the third lens
f5: focal length of the fifth lens.
条件式（７）の上限を上回ると、第３レンズの正のパワーが相対的に弱くなりすぎてしまい、負レンズである第１、２レンズで発生するコマ収差、非点収差、倍率色収差を補正することが困難となる。下限を下回ると、第５レンズの正のパワーが相対的に弱くなりすぎてしまい、球面収差、軸上色収差を補正することが困難となる。 When the upper limit of conditional expression (7) is exceeded, the positive power of the third lens becomes relatively weak, and coma, astigmatism, and lateral chromatic aberration that occur in the first and second lenses, which are negative lenses, are reduced. It becomes difficult to correct. Below the lower limit, the positive power of the fifth lens becomes relatively weak, and it becomes difficult to correct spherical aberration and axial chromatic aberration.
ここで、上記条件式（７）を、
１．４≦ｆ３／ｆ５≦２ （７’）
とし、この条件式（７’）を満足するようにと、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（７）を、
１．６≦ｆ３／ｆ５≦１．９５ （７”）
とし、この条件式（７”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（７’）、（７”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（７）の上限値または下限値としても良い。
Here, the conditional expression (7) is
1.4 ≦ f3 / f5 ≦ 2 (7 ′)
And satisfying the conditional expression (7 ′) is more preferable.
Furthermore, the conditional expression (7)
1.6 ≦ f3 / f5 ≦ 1.95 (7 ″)
It is more preferable to satisfy the conditional expression (7 ″).
Only one of the upper limit value and the lower limit value of these conditional expressions (7 ′) and (7 ″) may be set as the upper limit value or the lower limit value of conditional expression (7).
また、上記第１乃至５の発明に係る結像光学系は、以下の条件式（８）を満たすようにすると、より好ましくなる。
１．５≦ｆ４５／ｆ６≦６ （８）
ただし、
ｆ４５：第４レンズと第５レンズとの合成焦点距離
ｆ６ ：第６レンズの焦点距離
である。
In addition, it is more preferable that the image forming optical system according to the first to fifth inventions satisfies the following conditional expression (8).
1.5 ≦ f45 / f6 ≦ 6 (8)
However,
f45: Composite focal length of the fourth lens and the fifth lens
f6: the focal length of the sixth lens.
条件式（８）の上限を上回ると、第４、５レンズの正のパワーが弱くなりすぎてしまい、コマ収差、非点収差を補正することが困難となる。下限を下回ると、第６レンズの補正効果が小さくなりすぎてしまい、非点収差、倍率色収差を補正することが困難となる。 If the upper limit of conditional expression (8) is exceeded, the positive powers of the fourth and fifth lenses will become too weak, making it difficult to correct coma and astigmatism. Below the lower limit, the correction effect of the sixth lens becomes too small, making it difficult to correct astigmatism and lateral chromatic aberration.
ここで、上記条件式（８）を、
２≦ｆ４５／ｆ６≦４．５ （８’）
とし、この条件式（８’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（８）を、
２≦ｆ４５／ｆ６≦３．５ （８”）
とし、この条件式（８”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（８’）、（８”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（８）の上限値または下限値としても良い。
Here, the conditional expression (8) is
2 ≦ f45 / f6 ≦ 4.5 (8 ′)
And satisfying the conditional expression (8 ′) is more preferable.
Furthermore, the conditional expression (8)
2 ≦ f45 / f6 ≦ 3.5 (8 ″)
It is more preferable that the conditional expression (8 ″) is satisfied.
Note that only one of the upper limit value and the lower limit value of these conditional expressions (8 ′) and (8 ″) may be used as the upper limit value or the lower limit value of the conditional expression (8).
また、上記第１乃至５の発明に係る結像光学系は、前記第６のレンズが両凸正レンズであり、以下の条件式（９）を満たすようにすると、より好ましくなる。
−０．８≦（ｒ６ｆ＋ｒ６ｒ）／（ｒ６ｆ−ｒ６ｒ）≦０．８ （９）
ただし、
ｒ６ｆ：第６レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｒ６ｒ：第６レンズの像側の面の近軸曲率半径
である。
In the imaging optical system according to the first to fifth inventions, it is more preferable that the sixth lens is a biconvex positive lens and satisfies the following conditional expression (9).
−0.8 ≦ (r6f + r6r) / (r6f−r6r) ≦ 0.8 (9)
However,
r6f: paraxial radius of curvature of the object side surface of the sixth lens
r6r: Paraxial radius of curvature of the image side surface of the sixth lens.
条件式（９）の上限を上回ると、第６レンズの入射側の面のパワーが小さくなりすぎてしまうか、射出側の面のパワーが強くなりすぎてしまう。そして、前者の場合は、球面収差、コマ収差を効果的に補正することが困難となり、後者の場合は、高次収差が発生しやすくなる。また、下限を下回ると、入射側の面のパワーが強くなりすぎてしまうか、入射側の面のパワーが小さくなりすぎてしまう。そして、前者の場合は、高次収差が発生しやすくなってしまい、後者の場合は、球面収差、コマ収差を効果的に補正することが困難となる。 If the upper limit of conditional expression (9) is exceeded, the power on the incident side surface of the sixth lens will be too small, or the power on the exit side surface will be too strong. In the former case, it is difficult to effectively correct spherical aberration and coma, and in the latter case, higher-order aberrations are likely to occur. If the lower limit is not reached, the power on the incident side surface becomes too strong, or the power on the incident side surface becomes too small. In the former case, higher-order aberrations are likely to occur, and in the latter case, it is difficult to effectively correct spherical aberration and coma aberration.
ここで、上記条件式（９）を、
−０．６５≦（ｒ６ｆ＋ｒ６ｒ）／（ｒ６ｆ−ｒ６ｒ）≦０．６５ （９’）
とし、この条件式（９’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（９）を、
−０．３≦（ｒ６ｆ＋ｒ６ｒ）／（ｒ６ｆ−ｒ６ｒ）≦０．５５ （９”）
とし、この条件式（９”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（９’）、（９”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（９）の上限値または下限値としても良い。
Here, the conditional expression (9) is
−0.65 ≦ (r6f + r6r) / (r6f−r6r) ≦ 0.65 (9 ′)
And satisfying the conditional expression (9 ′) is more preferable.
Furthermore, the conditional expression (9)
−0.3 ≦ (r6f + r6r) / (r6f−r6r) ≦ 0.55 (9 ″)
It is more preferable that the conditional expression (9 ″) is satisfied.
Only one of the upper limit value and the lower limit value of the conditional expressions (9 ′) and (9 ″) may be used as the upper limit value or the lower limit value of the conditional expression (9).
また、上記第１乃至３、５の発明に係る結像光学系は、第３レンズと第４レンズとの間に明るさ絞りが配置されているようにすると、より好ましくなる。 In the image forming optical system according to the first to third and fifth inventions, it is more preferable that an aperture stop is disposed between the third lens and the fourth lens.
一般的に車載用カメラ、監視カメラ等は、ＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子の受光面を像面位置に配置している。そのため、光学系から射出される光線は、できるだけ像面に垂直に近くなる方が良い。また、画角が非常に大きな広角光学系である場合、倍率色収差の補正のために光線高を適切な値とするため、明るさ絞りを適切な位置に配置することが望ましい。明るさ絞りは軸外光束の通過位置を決める機能を持つが、明るさ絞りが物体側に近すぎる位置に配置されると、第５レンズ第６レンズへの光線入射高が高くなり、コマ収差や非点収差の補正が難しくなる。一方、明るさ絞りが像面側に近すぎる位置に配置されると、テレセントリック性の確保が難しくなり、また第１レンズの径も大型化しやすくなる。そこで、明るさ絞りの配置する位置を第３レンズと第４レンズの間とすることにより、画角の確保、光学系のコンパクト化、テレセントリック性の確保、コマ収差の補正、非点収差の補正をそれぞれバランス良く行うことができる。 In general, in-vehicle cameras, surveillance cameras, and the like have a light receiving surface of an image sensor such as a CCD or CMOS arranged at an image plane position. For this reason, the light beam emitted from the optical system should be as close to the image plane as possible. Further, in the case of a wide-angle optical system having a very large angle of view, it is desirable to arrange the aperture stop at an appropriate position in order to set the light beam height to an appropriate value for correcting the lateral chromatic aberration. The aperture stop has a function for determining the passage position of the off-axis light beam. However, if the aperture stop is disposed at a position that is too close to the object side, the incident light height to the fifth lens and the sixth lens becomes high, and coma aberration. And astigmatism correction becomes difficult. On the other hand, when the aperture stop is disposed at a position that is too close to the image plane side, it is difficult to ensure telecentricity, and the diameter of the first lens is likely to be increased. Therefore, by setting the position of the aperture stop between the third lens and the fourth lens, ensuring the angle of view, making the optical system compact, ensuring telecentricity, correcting coma, correcting astigmatism. Can be performed in a balanced manner.
また、上記第１乃至５の発明に係る結像光学系は、第４レンズと第５レンズとが接合しており、第４レンズと第５レンズの間の接合面が負屈折力を有していて、第４レンズのアッベ数が第５レンズのアッベ数よりも小さくなるようにすると、より好ましくなる。 In the imaging optical system according to the first to fifth inventions, the fourth lens and the fifth lens are cemented, and the cemented surface between the fourth lens and the fifth lens has a negative refractive power. Therefore, it is more preferable that the Abbe number of the fourth lens is smaller than the Abbe number of the fifth lens.
上記第１乃至５の発明の構成では、正レンズである第３レンズにおいて軸上色収差が発生しやすくなる。そこで、第４レンズと第５レンズとを接合し、その接合面に負の屈折力を持たせ、同時に、負レズである第４レンズのアッベ数を正レンズである第５レンズのアッベ数よりも小さくすることにより、第３レンズにおいて発生した軸上色収差と逆方向の軸上色収差を接合面に発生させることが好ましい。 In the configurations of the first to fifth inventions, axial chromatic aberration is likely to occur in the third lens that is a positive lens. Therefore, the fourth lens and the fifth lens are cemented, and the cemented surface has a negative refractive power. At the same time, the Abbe number of the fourth lens that is a negative lens is greater than the Abbe number of the fifth lens that is a positive lens. It is preferable that axial chromatic aberration in the direction opposite to the axial chromatic aberration generated in the third lens is generated on the cemented surface by reducing the axial chromatic aberration.
また、上記第１乃至５の発明に係る結像光学系は、レンズ成分が、光軸付近で入射側の面と射出側の面のみが空気と接触し、その間に空間を持たないレンズ、即ち単レンズまたは接合レンズであると定義したとき、物体側から順に、第１レンズ、空間、第２レンズ、空間、第３レンズ、空間、第４レンズと第５レンズとの接合レンズ、空間、第６レンズの５つのレンズ成分からなる構成とすることが好ましい。 In the imaging optical system according to any one of the first to fifth inventions, the lens component is a lens in which only the incident side surface and the emission side surface are in contact with air near the optical axis, and there is no space between them. When defined as a single lens or a cemented lens, in order from the object side, the first lens, the space, the second lens, the space, the third lens, the space, the cemented lens of the fourth lens and the fifth lens, the space, It is preferable to have a configuration including five lens components of six lenses.
上記第１乃至５の発明に係る結像光学系をこのような構成とすると、各レンズの機能を有効に活用でき、広角でありながら収差の補正や小型化の達成がしやすくなる。 When the imaging optical system according to the first to fifth inventions has such a configuration, the function of each lens can be used effectively, and aberration correction and miniaturization can be easily achieved while having a wide angle.
また、上記第１乃至５の発明に係る結像光学系は、前記結像光学系の最大半画角が、以下の条件式を満たすことが好ましい。
８０°≦ω≦１０５° （１０）
ただし、
ω ：結像光学系の最大半画角
である。
In the imaging optical system according to the first to fifth inventions, it is preferable that the maximum half angle of view of the imaging optical system satisfies the following conditional expression.
80 ° ≦ ω ≦ 105 ° (10)
However,
ω: The maximum half angle of view of the imaging optical system.
上記条件式（１０）の上限を上回ると、コマ収差が悪化しやすくなってしまい、高画質化が困難となる。下限を下回ると、視野が狭くなり死角が生じてしまい、監視カメラ、車載カメラ等で求められる撮像範囲を得られない場合が生じやすくなる。 If the upper limit of conditional expression (10) is exceeded, coma will tend to deteriorate, making it difficult to achieve high image quality. Below the lower limit, the field of view is narrowed and blind spots are generated, and it is likely that the imaging range required by a surveillance camera, an in-vehicle camera, or the like cannot be obtained.
ここで、上記条件式（１０）を、
８５°≦ω≦１００° （１０’）
とし、この条件式（１０’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（１０）を、
９０°≦ω≦１００° （１０”）
とし、この条件式（１０”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（１０’）、（１０”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（１０）の上限値または下限値としても良い。
Here, the conditional expression (10) is
85 ° ≦ ω ≦ 100 ° (10 ′)
And satisfying the conditional expression (10 ′) is more preferable.
Furthermore, the conditional expression (10)
90 ° ≦ ω ≦ 100 ° (10 ″)
And satisfying the conditional expression (10 ″) is more preferable.
Only one of the upper limit value and the lower limit value of these conditional expressions (10 ′) and (10 ″) may be set as the upper limit value or the lower limit value of conditional expression (10).
さらに、上記第１乃至５の発明に係る結像光学系は、以下の条件式（１１）を満たすことが好ましい。
０．７≦ｒ１ｒ／ｄ１ｒ≦１．５ （１１）
ただし、
ｒ１ｒ：第１レンズの像側の面の近軸曲率半径
ｄ１ｒ：第１レンズの像側の面から第２レンズの物体側の面までの軸上間隔
である。
Furthermore, it is preferable that the imaging optical system according to the first to fifth inventions satisfies the following conditional expression (11).
0.7 ≦ r1r / d1r ≦ 1.5 (11)
However,
r1r: Paraxial radius of curvature of the image side surface of the first lens
d1r: an axial distance from the image side surface of the first lens to the object side surface of the second lens.
第１レンズの像側の面の近軸曲率半径は、広角に光線が入射している物体側の面よりも小さいことが好ましい。そのようにすれば、広い画角を維持しながら第２レンズ以降の有効径を小さくすることができる。そこで、この面の曲率半径を小さくするため、第１レンズの像側の面から第２レンズの物体側の面までの軸上間隔を上記のように適度に設定する必要がある。 It is preferable that the paraxial radius of curvature of the image side surface of the first lens is smaller than the surface on the object side where light rays are incident at a wide angle. By doing so, the effective diameter after the second lens can be reduced while maintaining a wide angle of view. Therefore, in order to reduce the curvature radius of this surface, it is necessary to set the axial distance from the image side surface of the first lens to the object side surface of the second lens appropriately as described above.
条件式（１１）の上限を上回ると、第１レンズの像側の面のパワーが弱くなりすぎるか、第１レンズと２レンズとの間隔が小さくなるため、第１レンズのみで軸外光束を大きく屈折させることが難しくなってしまい、全長が大きくなりやすくなる。下限を下回ると、第１レンズの像側の面のパワーが強くなりすぎるため、第１レンズと第２レンズとの間隔が大きくなるため、広画角化した際の軸外光束の確保が難しくなる。 If the upper limit of conditional expression (11) is exceeded, the power on the image side surface of the first lens will be too weak, or the distance between the first lens and the second lens will be small. It becomes difficult to refract greatly, and the total length tends to be large. Below the lower limit, the power on the image side of the first lens becomes too strong, and the distance between the first lens and the second lens becomes large, so it is difficult to ensure off-axis light flux when the field angle is widened. Become.
ここで、上記条件式（１１）を、
０．７５≦ｒ１ｒ／ｄ１ｒ≦１．３ （１１’）
とし、この条件式（１１’）を満足するようにすると、より好ましくなる。
さらに、上記条件式（１１）を、
０．８≦ｒ１ｒ／ｄ１ｒ≦１．１ （１１”）
とし、この条件式（１１”）を満足するようにすると、さらに好ましくなる。
なお、これらの条件式（１１’）、（１１”）の上限値または下限値のいずれか一方のみを条件式（１１）の上限値または下限値としても良い。
Here, the conditional expression (11) is
0.75 ≦ r1r / d1r ≦ 1.3 (11 ′)
And satisfying the conditional expression (11 ′) is more preferable.
Further, the conditional expression (11)
0.8 ≦ r1r / d1r ≦ 1.1 (11 ″)
And satisfying the conditional expression (11 ″) is more preferable.
Only one of the upper limit value and the lower limit value of these conditional expressions (11 ′) and (11 ″) may be set as the upper limit value or the lower limit value of conditional expression (11).
さらに、上記した各発明に係る結像光学系のより具体的な構成としては、第１レンズが物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第２レンズが物体側の面の近軸曲率半径絶対値よりも像側の面の近軸曲率半径絶対値が小さい両凹負レンズであり、第３レンズが物体側の面の近軸曲率半径絶対値よりも像側の面の近軸曲率半径絶対値が小さい両凸正レンズであり、第４レンズが物体側の面の近軸曲率半径絶対値よりも像側の面の近軸曲率半径絶対値が小さい負レンズであり、第５レンズが第４レンズに接合された両凸正レンズであり、第６レンズが両凸正レンズであって、第３レンズと第４レンズとの間に明るさ絞りを有することが好ましい。 Further, as a more specific configuration of the imaging optical system according to each of the above inventions, the first lens is a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, and the second lens is a paraxial curvature of the object side surface. A biconcave negative lens having a paraxial curvature radius absolute value of the image side surface smaller than the absolute radius value, and the third lens is a paraxial curvature of the image side surface of the object side surface relative to the absolute value of the paraxial curvature radius of the object side surface. A biconvex positive lens having a small radius absolute value, a fourth lens being a negative lens having a paraxial curvature radius absolute value of the image side surface smaller than that of the object side surface, and a fifth lens. Is a biconvex positive lens cemented to the fourth lens, the sixth lens is a biconvex positive lens, and preferably has an aperture stop between the third lens and the fourth lens.
このような構成とすることで、より広画角でありながら収差を良好に補正することができ、テレセントリック性の確保も行いやすい。第１レンズと第２レンズとを上述の形状とすることにより、軸外光束を少しずつ屈折させ、収差の発生を抑えながら広い画角を達成しやすくしている。第３レンズを上記の形状とすることにより、その両面の凸面において、発散する軸上光束乃至軸外光束を低減乃至収斂させ第１レンズと第２レンズとを、負屈折力のレンズ群としたことにより発生した収差を低減させることができる。そして、明るさ絞り以降に配置された第４レンズ、第５レンズ、第６レンズをそれぞれ上記の形状とすることにより、テレセントリックに近づけるように光束を折り曲げるが、このとき、第４レンズ、第５レンズにて色収差を良好に補正するため、それぞれの向かい合う接合面の曲率を強くしている。また、第４レンズの像側の面、第６レンズ両面を、収差の発生を抑えるため、それぞれ正のパワーの屈折面としている。 By adopting such a configuration, it is possible to correct aberrations satisfactorily while maintaining a wider angle of view, and it is easy to ensure telecentricity. By making the first lens and the second lens have the above-described shapes, the off-axis light beam is refracted little by little to easily achieve a wide angle of view while suppressing the occurrence of aberrations. By forming the third lens in the above shape, the diverging on-axis light beam or off-axis light beam is reduced or converged on the convex surfaces of both surfaces, and the first lens and the second lens are used as a lens group having a negative refractive power. Thus, the generated aberration can be reduced. Then, the fourth lens, the fifth lens, and the sixth lens arranged after the aperture stop are each shaped as described above, so that the light flux is bent so as to be close to telecentricity. At this time, the fourth lens, the fifth lens, In order to satisfactorily correct the chromatic aberration with the lens, the curvature of each facing joint surface is increased. In addition, the image-side surface and the sixth lens both surfaces of the fourth lens are refracting surfaces with positive power in order to suppress the occurrence of aberrations.
さらに、上記した各発明に係る結像光学系を撮像装置に採用する場合には、結像光学系の像側に受光面が配置されていて、結像光学系により該受光面上に形成された光学像を電気信号に変換する電子撮像素子を備えるようにするのが好ましい。 Furthermore, when the imaging optical system according to each of the above-described inventions is employed in an imaging apparatus, a light receiving surface is disposed on the image side of the imaging optical system and is formed on the light receiving surface by the imaging optical system. It is preferable to provide an electronic image sensor that converts the optical image into an electrical signal.
撮像装置に上記いずれかの結像光学系を用いることにより、テレセントリック性を確保することができるため、光線が撮像素子へ斜めに入射することによる悪影響を低減できる。なお、その場合、結像光学系の撮影像高Ｉｈは、撮像素子上での有効撮像領域の対角長の半分を意味する。有効撮像領域は、電子撮像素子の光電変換面（受光面）のうち、受光した画像について表示、印刷等に使用する撮像領域の最大範囲を意味する。 By using any one of the above-described imaging optical systems in the imaging apparatus, telecentricity can be ensured, so that adverse effects caused by oblique incidence of light rays on the imaging element can be reduced. In this case, the photographic image height Ih of the imaging optical system means half of the diagonal length of the effective imaging area on the imaging device. The effective imaging area means the maximum range of the imaging area used for display, printing, and the like of the received image on the photoelectric conversion surface (light receiving surface) of the electronic image sensor.
なお、上記の各発明に係る各々の特徴的な事項のうち複数を同時に満足させるようにすれば、各々の効果が同時に得られるため、より好ましいものとなる。 It should be noted that it is more preferable to satisfy a plurality of characteristic items according to the inventions at the same time because the respective effects can be obtained simultaneously.
以下、図示した実施例に基づき、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on illustrated embodiments.
以下の各実施例におけるレンズの数値データにおいては、Ｒは各レンズ面の曲率半径、Ｄは各レンズの肉厚または間隔、Ｎｄは各レンズのｄ線における屈折率、Ｖｄは各レンズのｄ線におけるアッベ数、Ｋは円錐係数、Ａ4，Ａ6，Ａ8，Ａ10は非球面係数をそれぞれ示している。
また、各非球面形状は、各実施例における各非球面係数を用いて以下の式で表される。但し、光軸方向の座標をＺ、光軸と垂直な方向の座標をＹとする。
Ｚ＝（Ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）・（Ｙ／ｒ）2｝1/2］
＋Ａ4Ｙ4＋Ａ6Ｙ6＋Ａ8Ｙ8＋Ａ10Ｙ10
In the numerical data of the lenses in the following examples, R is the radius of curvature of each lens surface, D is the thickness or spacing of each lens, Nd is the refractive index of each lens at the d-line, and Vd is the d-line of each lens. Abbe number, K is the conic coefficient, and A 4 , A 6 , A 8 , and A 10 are the aspheric coefficients.
Each aspheric shape is expressed by the following equation using each aspheric coefficient in each embodiment. However, the coordinate in the optical axis direction is Z, and the coordinate in the direction perpendicular to the optical axis is Y.
Z = (Y 2 / r) / [1+ {1− (1 + k) · (Y / r) 2 } 1/2 ]
+ A 4 Y 4 + A 6 Y 6 + A 8 Y 8 + A 10 Y 10
また、本発明に係る結像光学系においては、歪曲収差を発生させて、ｆθ特性になるように構成している。なお、歪曲収差の定義は理想像高を基準にしているため、９０°以上の収差量は定義できず収差図は描画していない。 Further, the imaging optical system according to the present invention is configured to generate distortion and to have fθ characteristics. Since the definition of distortion aberration is based on the ideal image height, an aberration amount of 90 ° or more cannot be defined and an aberration diagram is not drawn.
図１は、本実施例に係る結像光学系の構成を示す図である。図２は、本実施例に係る結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an imaging optical system according to the present embodiment. FIG. 2 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration of the imaging optical system according to the present example.
本実施例の結像光学系は、図１に示すように、物体側から順に、第１レンズＬ1、第２レンズＬ2、第３レンズＬ3、明るさ絞りＳ、第４レンズＬ4、第５レンズＬ5、第６レンズＬ6、ＩＲカットコート面を有するローパスフィルターＬＰＦ、カバーガラスＣＧにより構成されている。 As shown in FIG. 1, the imaging optical system of the present embodiment includes, in order from the object side, a first lens L 1 , a second lens L 2 , a third lens L 3 , an aperture stop S, and a fourth lens L 4. The fifth lens L 5 , the sixth lens L 6 , a low-pass filter LPF having an IR cut coat surface, and a cover glass CG.
本実施例において、第１レンズＬ1は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第２レンズＬ2は両凹負レンズであり、第３レンズＬ3は両凸正レンズであり、第４レンズＬ4は両凹負レンズであり、第５レンズＬ5は両凸正レンズであり、第６レンズＬ6は両凸正レンズである。なお、第４レンズＬ4と第５レンズＬ5とは接合されており、第６レンズＬ6は両面とも非球面である。また、第６レンズＬ6はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックスにより形成されている。 In this embodiment, the first lens L 1 is a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, the second lens L 2 is a biconcave negative lens, and the third lens L 3 is a biconvex positive lens. The fourth lens L 4 is a biconcave negative lens, the fifth lens L 5 is a biconvex positive lens, and the sixth lens L 6 is a biconvex positive lens. The fourth lens L 4 and the fifth lens L 5 are cemented, and the sixth lens L 6 is both aspheric. The sixth lens L 6 is made of amorphous polyolefin ZEONEX.
また、本実施例の結像光学系のスペックは、焦点距離１．２５ｍｍ、最大像高１．９１ｍｍであり、半画角９５°、Ｆナンバー２．３８２である。 The specs of the imaging optical system of the present embodiment are a focal length of 1.25 mm, a maximum image height of 1.91 mm, a half angle of view of 95 °, and an F number of 2.382.
次に、本実施例に係る撮影光学系を構成するレンズの数値データを示す。 Next, numerical data of lenses constituting the photographing optical system according to the present example are shown.
面 Ｒ Ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 17.9924 1.000 1.78590 44.20
2 3.3300 3.314
3 -17.7711 1.000 1.64000 60.08
4 3.6309 2.100
5 109.6532 2.500 1.80518 25.42
6 -5.2370 2.907
7（絞り） ∞ 0.780
8 -45.9612 1.000 1.78472 25.68
9 2.9148 3.300 1.60311 60.64
10 -4.8466 0.200
11 * 6.4653 1.900 1.52542 55.78
12 * -7.8487 1.379
13 ∞ 2.081 1.51633 64.14
14 ∞ 0.520
15 ∞ 0.520 1.51633 64.14
16 ∞ 0.500
17 （受光面） ∞
*印：非球面
Surface RD Nd Vd
1 17.9924 1.000 1.78590 44.20
2 3.3300 3.314
3 -17.7711 1.000 1.64000 60.08
4 3.6309 2.100
5 109.6532 2.500 1.80518 25.42
6 -5.2370 2.907
7 (Aperture) ∞ 0.780
8 -45.9612 1.000 1.78472 25.68
9 2.9148 3.300 1.60311 60.64
10 -4.8466 0.200
11 * 6.4653 1.900 1.52542 55.78
12 * -7.8487 1.379
13 ∞ 2.081 1.51633 64.14
14 ∞ 0.520
15 ∞ 0.520 1.51633 64.14
16 ∞ 0.500
17 (Light-receiving surface) ∞
*: Aspherical surface
非球面係数
面 Ｒ ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8 Ａ10
11 6.465 -2.020 -1.42152×10-3 1.09596×10-3 -9.15947×10-5 1.08498×10-5
12 -7.849 -0.349 1.22449×10-3 -4.71123×10-4 2.63636×10-4 -9.93439×10-6
Aspherical coefficients plane R k A 4 A 6 A 8 A 10
11 6.465 -2.020 -1.42152 × 10 -3 1.09596 × 10 -3 -9.15947 × 10 -5 1.08498 × 10 -5
12 -7.849 -0.349 1.22449 × 10 -3 -4.71123 × 10 -4 2.63636 × 10 -4 -9.93439 × 10 -6
また、上記各条件式に係るデータは、
条件式（１） ： ｆ１／ｆ２＝１．１６
条件式（２） ： ｆＮ／Ｉｈ＝−０．９５
条件式（３） ： ｆ５／ｆ＝２．８７
条件式（４） ： ｄ３ｓ／Ｉｈ＝１．５２
条件式（５） ： ｆＮ／ｆＰ＝−０．２３
条件式（６） ： ｒ２ｆ／ｆ＝−１４．２２
条件式（７） ： ｆ３／ｆ５＝１．７４
条件式（８） ： ｆ４５／ｆ６＝２．１４
条件式（９） ： （ｒ６ｆ＋ｒ６ｒ）／（ｒ６ｆ−ｒ６ｒ）＝−０．１０
条件式（１０） ： ｒ１ｒ／ｄ１ｒ＝１．００５
条件式（１１） ： ω＝９５°
である。
The data related to the above conditional expressions is
Conditional expression (1): f1 / f2 = 1.16
Conditional expression (2): fN / Ih = −0.95
Conditional expression (3): f5 / f = 2.87
Conditional expression (4): d3s / Ih = 1.52
Conditional expression (5): fN / fP = −0.23
Conditional expression (6): r2f / f = -14.22
Conditional expression (7): f3 / f5 = 1.74
Conditional expression (8): f45 / f6 = 2.14
Conditional expression (9): (r6f + r6r) / (r6f−r6r) = − 0.10
Conditional expression (10): r1r / d1r = 1.005
Conditional expression (11): ω = 95 °
It is.
図３は、本実施例に係る結像光学系の構成を示す図である。図４は、本実施例に係る結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of the imaging optical system according to the present embodiment. FIG. 4 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration of the imaging optical system according to the present example.
本実施例の結像光学系は、図３に示すように、物体側から順に、第１レンズＬ1、第２レンズＬ2、第３レンズＬ3、明るさ絞りＳ、第４レンズＬ4、第５レンズＬ5、第６レンズＬ6、ＩＲカットコート面を有するローパスフィルターＬＰＦ、カバーガラスＣＧにより構成されている。 As shown in FIG. 3, the imaging optical system of the present embodiment includes a first lens L 1 , a second lens L 2 , a third lens L 3 , an aperture stop S, and a fourth lens L 4 in order from the object side. The fifth lens L 5 , the sixth lens L 6 , a low-pass filter LPF having an IR cut coat surface, and a cover glass CG.
本実施例において、第１レンズＬ1は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第２レンズＬ2は両凹負レンズであり、第３レンズＬ3は両凸正レンズであり、第４レンズＬ4は両凹負レンズであり、第５レンズＬ5は両凸正レンズであり、第６レンズＬ6は両凸正レンズである。なお、第４レンズＬ4と第５レンズＬ5とは接合されている。また、本実施例に用いられているレンズの面は全て球面である。 In this embodiment, the first lens L 1 is a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, the second lens L 2 is a biconcave negative lens, and the third lens L 3 is a biconvex positive lens. The fourth lens L 4 is a biconcave negative lens, the fifth lens L 5 is a biconvex positive lens, and the sixth lens L 6 is a biconvex positive lens. The fourth lens L 4 and the fifth lens L 5 are cemented. In addition, the lens surfaces used in this example are all spherical.
また、本実施例の結像光学系のスペックは、焦点距離１．２８ｍｍ、最大像高１．８２ｍｍであり、半画角９１．５°、Ｆナンバー２．４０４である。 The specs of the imaging optical system of the present example are a focal length of 1.28 mm, a maximum image height of 1.82 mm, a half angle of view of 91.5 °, and an F number of 2.404.
次に、本実施例に係る撮影光学系を構成するレンズの数値データを示す。 Next, numerical data of lenses constituting the photographing optical system according to the present example are shown.
面 Ｒ Ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 14.5023 1.000 1.65160 58.55
2 2.8750 3.511
3 -47.1155 1.000 1.62041 60.29
4 2.7853 2.448
5 31.8922 2.600 1.80518 25.42
6 -4.9596 1.450
7（絞り） ∞ 0.990
8 -13.4649 1.000 1.80518 25.42
9 2.5870 3.200 1.62041 60.29
10 -4.5451 0.200
11 6.4859 2.600 1.48749 70.23
12 -7.0124 1.500
13 ∞ 2.000 1.51633 64.14
14 ∞ 0.500
15 ∞ 0.500 1.51633 64.14
16 ∞ 0.500
17 （受光面） ∞
Surface RD Nd Vd
1 14.5023 1.000 1.65160 58.55
2 2.8750 3.511
3 -47.1155 1.000 1.62041 60.29
4 2.7853 2.448
5 31.8922 2.600 1.80518 25.42
6 -4.9596 1.450
7 (Aperture) ∞ 0.990
8 -13.4649 1.000 1.80518 25.42
9 2.5870 3.200 1.62041 60.29
10 -4.5451 0.200
11 6.4859 2.600 1.48749 70.23
12 -7.0124 1.500
13 ∞ 2.000 1.51633 64.14
14 ∞ 0.500
15 ∞ 0.500 1.51633 64.14
16 ∞ 0.500
17 (Light-receiving surface) ∞
また、上記各条件式に係るデータは、
条件式（１） ： ｆ１／ｆ２＝１．３５
条件式（２） ： ｆＮ／Ｉｈ＝−０．９５
条件式（３） ： ｆ５／ｆ＝２．５１
条件式（４） ： ｄ３ｓ／Ｉｈ＝０．８０
条件式（５） ： ｆＮ／ｆＰ＝−０．２６
条件式（６） ： ｒ２ｆ／ｆ＝−３６．８１
条件式（７） ： ｆ３／ｆ５＝１．７２
条件式（８） ： ｆ４５／ｆ６＝３．１２
条件式（９） ： （ｒ６ｆ＋ｒ６ｒ）／（ｒ６ｆ−ｒ６ｒ）＝−０．０４
条件式（１０） ： ｒ１ｒ／ｄ１ｒ＝０．８１９
条件式（１１） ： ω＝９１．５°
である。
The data related to the above conditional expressions is
Conditional expression (1): f1 / f2 = 1.35
Conditional expression (2): fN / Ih = −0.95
Conditional expression (3): f5 / f = 2.51
Conditional expression (4): d3s / Ih = 0.80
Conditional expression (5): fN / fP = −0.26
Conditional expression (6): r2f / f = −36.81
Conditional expression (7): f3 / f5 = 1.72
Conditional expression (8): f45 / f6 = 3.12
Conditional expression (9): (r6f + r6r) / (r6f−r6r) = − 0.04
Conditional expression (10): r1r / d1r = 0.919
Conditional expression (11): ω = 91.5 °
It is.
図５は、本実施例に係る結像光学系の構成を示す図である。図６は、本実施例に係る結像光学系の球面収差、非点収差、歪曲収差、倍率色収差を示す収差図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of the imaging optical system according to the present embodiment. FIG. 6 is an aberration diagram showing spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral chromatic aberration of the imaging optical system according to the present example.
本実施例の結像光学系は、図５に示すように、物体側から順に、第１レンズＬ1、第２レンズＬ2、第３レンズＬ3、明るさ絞りＳ、第４レンズＬ4、第５レンズＬ5、第６レンズＬ6、ＩＲカットコート面を有するローパスフィルターＬＰＦ、カバーガラスＣＧにより構成されている。 As shown in FIG. 5, the imaging optical system of the present embodiment has a first lens L 1 , a second lens L 2 , a third lens L 3 , an aperture stop S, and a fourth lens L 4 in order from the object side. The fifth lens L 5 , the sixth lens L 6 , a low-pass filter LPF having an IR cut coat surface, and a cover glass CG.
本実施例において、第１レンズＬ1は物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、第２レンズＬ2は両凹負レンズであり、第３レンズＬ3は両凸正レンズであり、第４レンズＬ4は両凹負レンズであり、第５レンズＬ5は両凸正レンズであり、第６レンズＬ6は両凸正レンズである。なお、第４レンズＬ4と第５レンズＬ5とは接合されており、第６レンズＬ6は物体側の面のみ非球面である。また、第６レンズＬ6はアモルファスポリオレフィン系のゼオネックスにより形成されている。 In this embodiment, the first lens L 1 is a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side, the second lens L 2 is a biconcave negative lens, and the third lens L 3 is a biconvex positive lens. The fourth lens L 4 is a biconcave negative lens, the fifth lens L 5 is a biconvex positive lens, and the sixth lens L 6 is a biconvex positive lens. The fourth lens L 4 and the fifth lens L 5 are cemented, and the sixth lens L 6 is aspheric only on the object side surface. The sixth lens L 6 is made of amorphous polyolefin ZEONEX.
また、本実施例の結像光学系のスペックは、焦点距離１．２５ｍｍ、最大像高１．９１ｍｍであり、半画角９５°、Ｆナンバー２．４００である。 The specs of the imaging optical system of the present embodiment are a focal length of 1.25 mm, a maximum image height of 1.91 mm, a half angle of view of 95 °, and an F number of 2.400.
次に、本実施例に係る撮影光学系を構成するレンズの数値データを示す。 Next, numerical data of lenses constituting the photographing optical system according to the present example are shown.
面 Ｒ Ｄ Ｎｄ Ｖｄ
1 17.6037 1.000 1.74320 49.34
2 3.2899 3.369
3 -90.6551 1.000 1.62041 60.29
4 3.1186 2.200
5 27.4145 2.800 1.80518 25.42
6 -5.1712 2.098
7（絞り） ∞ 0.533
8 -13.1872 1.000 1.78472 25.68
9 2.2035 3.200 1.62041 60.29
10 -4.7017 0.200
11 * 11.7813 2.600 1.52542 55.78
12 -3.9756 1.379
13 ∞ 2.081 1.51633 64.14
14 ∞ 0.520
15 ∞ 0.520 1.51633 64.14
16 ∞ 0.500
17 （受光面） ∞
*印：非球面
Surface RD Nd Vd
1 17.6037 1.000 1.74320 49.34
2 3.2899 3.369
3 -90.6551 1.000 1.62041 60.29
4 3.1186 2.200
5 27.4145 2.800 1.80518 25.42
6 -5.1712 2.098
7 (Aperture) ∞ 0.533
8 -13.1872 1.000 1.78472 25.68
9 2.2035 3.200 1.62041 60.29
10 -4.7017 0.200
11 * 11.7813 2.600 1.52542 55.78
12 -3.9756 1.379
13 ∞ 2.081 1.51633 64.14
14 ∞ 0.520
15 ∞ 0.520 1.51633 64.14
16 ∞ 0.500
17 (Light-receiving surface) ∞
*: Aspherical surface
非球面係数
面 Ｒ ｋ Ａ4 Ａ6 Ａ8
11 11.781 0.000 -3.88858×10-3 1.06129×10-4 -1.70031×10-5
Aspherical coefficient surface R k A 4 A 6 A 8
11 11.781 0.000 -3.88858 × 10 -3 1.06129 × 10 -4 -1.70031 × 10 -5
また、上記各条件式に係るデータは、
条件式（１） ： ｆ１／ｆ２＝１．１６
条件式（２） ： ｆＮ／Ｉｈ＝−０．９９
条件式（３） ： ｆ５／ｆ＝２．３５
条件式（４） ： ｄ３ｓ／Ｉｈ＝１．１０
条件式（５） ： ｆＮ／ｆＰ＝−０．２５
条件式（６） ： ｒ２ｆ／ｆ＝−７２．５１
条件式（７） ： ｆ３／ｆ５＝１．９１
条件式（８） ： ｆ４５／ｆ６＝４．７１
条件式（９） ： （ｒ６ｆ＋ｒ６ｒ）／（ｒ６ｆ−ｒ６ｒ）＝−０．５０
条件式（１０） ： ｒ１ｒ／ｄ１ｒ＝０．９７７
条件式（１１） ： ω＝９５°
である。
The data related to the above conditional expressions is
Conditional expression (1): f1 / f2 = 1.16
Conditional expression (2): fN / Ih = −0.99
Conditional expression (3): f5 / f = 2.35
Conditional expression (4): d3s / Ih = 1.10
Conditional expression (5): fN / fP = −0.25
Conditional expression (6): r2f / f = −72.51
Conditional expression (7): f3 / f5 = 1.91
Conditional expression (8): f45 / f6 = 4.71
Conditional expression (9): (r6f + r6r) / (r6f−r6r) = − 0.50
Conditional expression (10): r1r / d1r = 0.777
Conditional expression (11): ω = 95 °
It is.
本発明の上記各実施例において、プラスチックで形成しているレンズをガラスで形成してもかまわない。一方、ガラスで形成しているレンズをプラスチックで形成してもかまわない。また、本実施例に用いたものよりも屈折率の高いガラスを用いれば、さらに高性能を達成できる。一方、本実施例より屈折率の低いガラスを用いれば低コスト化を達成できる。また、特殊低分散ガラスを用いれば色収差の補正に効果的である。さらに、レンズをプラスチックで形成する場合には、低吸湿材料を用いることにより環境変化による性能劣化が軽減されるので好ましい（例えば日本ゼオン社のゼオネックス等がある）。 In each of the above embodiments of the present invention, the lens formed of plastic may be formed of glass. On the other hand, a lens made of glass may be made of plastic. Further, if glass having a higher refractive index than that used in this embodiment is used, higher performance can be achieved. On the other hand, if a glass having a lower refractive index than that of the present embodiment is used, cost reduction can be achieved. In addition, using special low dispersion glass is effective in correcting chromatic aberration. Further, when the lens is formed of plastic, it is preferable to use a low moisture absorption material because performance deterioration due to environmental changes is reduced (for example, ZEONEX of Nippon Zeon Co., Ltd.).
またゴースト、フレア等の不要光をカットするために、明るさ絞り以外にフレア絞りを配置してもかまわない。フレア絞りは、上記各実施例の第１レンズの物体側、第１、２レンズ間、第２、３レンズ間、第３レンズと明るさ絞り間、明るさ絞りと第４レンズ間、第５、６レンズ間、第６レンズから像面間のいずれの場所に配置しても良い。また、枠によりフレア光線をカットするように構成しても良いし、別の部材を用いてカットしても良い。また、光学系に直接印刷、塗装、シールなどを接着することによりカットするようにしてもかまわない。また、その形状は円形、楕円形、矩形、多角形、関数曲線で囲まれる範囲等、いかなる形状でもかまわない。また有害光束をカットするだけでなく画面周辺のコマフレア等の光束をカットできるようにしても良い。 Further, in order to cut unnecessary light such as ghosts and flares, a flare stop other than the brightness stop may be arranged. The flare stop is the object side of the first lens in each of the above embodiments, between the first and second lenses, between the second and third lenses, between the third lens and the brightness stop, between the brightness stop and the fourth lens, and fifth. , 6 lenses, and any position between the sixth lens and the image plane. Moreover, you may comprise so that a flare ray may be cut with a frame, and you may cut using another member. Further, it may be cut by adhering printing, painting, sealing or the like directly to the optical system. Further, the shape may be any shape such as a circle, an ellipse, a rectangle, a polygon, or a range surrounded by a function curve. Further, not only harmful light flux but also light flux such as coma flare around the screen may be cut.
また、各レンズには反射防止コートを行い、ゴースト、フレアを軽減するようにしても良い。マルチコートであれば効果的にゴースト、フレアを軽減できるので望ましい。またＩＲカットコートをレンズ面、カバーガラス等に行ってもかまわない。 Each lens may be provided with an antireflection coating to reduce ghosts and flares. A multi-coat is desirable because it can effectively reduce ghost and flare. IR cut coating may be applied to the lens surface, cover glass, or the like.
また、ピント調節を行うためにフォーカシングを行えるようにしても良い。その場合、レンズ系全体を繰り出してフォーカシングを行っても良いし、一部のレンズを繰り出し、もしくは繰り込みをしてフォーカシングするようにしても良い。 Further, focusing may be performed to adjust the focus. In that case, focusing may be performed by extending the entire lens system, or focusing may be performed by extending or retracting a part of the lenses.
また、画像周辺部の明るさ低下をＣＣＤのマイクロレンズをシフトすることにより軽減しても良い。例えば、各像高における光線の入射角に合わせてＣＣＤのマイクロレンズの設計を変えても良い。また、画像処理により画像周辺部の低下量を補正しても良い。 Further, the reduction in brightness at the periphery of the image may be reduced by shifting the CCD microlens. For example, the design of the CCD microlens may be changed according to the incident angle of the light beam at each image height. Further, the amount of decrease in the peripheral portion of the image may be corrected by image processing.
また、各単レンズや各接合レンズの空気接触面にプラスチック層を形成しても良い。その場合、プラスチック層の空気接触面を非球面とすると、光学性能がより良好となる。なお、本発明において、このようなプラスチック層を持たせたレンズは、プラスチック層の厚さが有効径内において１ｍｍ以内（ただし、厚さはプラスチック層を設けたレンズ面の面法線方向での厚さ）である場合、プラスチック層とそのプラスチック層を設けたレンズとが１枚のレンズを構成するものとする。 A plastic layer may be formed on the air contact surface of each single lens or each cemented lens. In that case, if the air contact surface of the plastic layer is an aspherical surface, the optical performance becomes better. In the present invention, the lens having such a plastic layer has a thickness of the plastic layer within 1 mm within the effective diameter (however, the thickness is in the surface normal direction of the lens surface provided with the plastic layer). Thickness), the plastic layer and the lens provided with the plastic layer constitute one lens.
なお、正屈折力のレンズ群の有するパワーは、強いほど広角化に有利となる。そこで、正レンズ群に光軸と平行な光束を入射させた場合に、その光束により形成される焦点が正レンズ群の内部に位置するほどの強いパワーを正レンズ群に持たせるようにしても良い。 Note that the stronger the power of the positive refractive lens group, the more advantageous for widening the angle. Therefore, when a light beam parallel to the optical axis is incident on the positive lens group, the positive lens group may have such a strong power that the focal point formed by the light beam is located inside the positive lens group. good.
以上のような本発明の結像光学系を用いた撮像装置の例として、車載のステレオ撮像装置の例を説明する。 As an example of an imaging apparatus using the imaging optical system of the present invention as described above, an example of an in-vehicle stereo imaging apparatus will be described.
図７は、上記いずれかの実施例に係る結像光学系を用いたステレオ撮像装置を含む、ステレオ撮像システムの構成を示す図である。なお、このステレオ撮像システムは、車両に搭載された例として説明する。 FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of a stereo imaging system including a stereo imaging device using the imaging optical system according to any one of the above embodiments. In addition, this stereo imaging system is demonstrated as an example mounted in the vehicle.
このステレオ撮像システムは、距離画像入力装置１００と、制御装置１０４、物体認識装置１０５、警告装置１０６、運転装置１０７、表示装置１０８、車速センサー１０９、測距レーダ１１０、照度センサー１１１、外部カメラ１１２、ＧＰＳ（全地球測位システム）１１３、ＶＩＣＳ（渋滞情報取得装置）１１４、及び、外部通信装置１１５により構成されている。 This stereo imaging system includes a distance image input device 100, a control device 104, an object recognition device 105, a warning device 106, a driving device 107, a display device 108, a vehicle speed sensor 109, a ranging radar 110, an illuminance sensor 111, and an external camera 112. , GPS (Global Positioning System) 113, VICS (Congestion Information Acquisition Device) 114, and External Communication Device 115.
ここで、上記距離画像入力装置１００は、被写体４００を撮影する２つの撮像素子１０２Ｒ、１０２Ｌとこの撮像素子１０２Ｒ、１０２Ｌの前方にそれぞれ対応して取り付けられる結像光学系１０１Ｒ、１０１Ｌとを備えたステレオ撮像装置１１６と、被写体４００の距離画像２０５を計測する距離画像処理装置１０３と、から構成される。なお、それぞれの結像光学系１０１Ｒ、１０１Ｌは、撮像範囲における重複範囲以外に撮影範囲をより広くするため、互いに光軸が非平行とされている。ここでは、互いに外側に光軸が向けられる関係となっている。 Here, the distance image input apparatus 100 includes two imaging elements 102R and 102L that capture the subject 400 and imaging optical systems 101R and 101L that are attached in front of the imaging elements 102R and 102L, respectively. The stereo imaging device 116 and the distance image processing device 103 that measures the distance image 205 of the subject 400 are configured. Note that the optical axes of the respective imaging optical systems 101R and 101L are made non-parallel to each other in order to make the imaging range wider than the overlapping range in the imaging range. Here, the optical axes are directed to the outside.
ステレオ撮像装置１１６は、一般のビデオカメラ、デジタルスティルカメラ等と同様に、撮影絞り調整装置（図示せず）と、撮影フォーカス調整装置（図示せず）と、撮影シャッタ速度調整装置（図示せず）と、感度調整装置（図示せず）とを適宜備えている。 The stereo imaging device 116 is a photographing aperture adjusting device (not shown), a photographing focus adjusting device (not shown), and a photographing shutter speed adjusting device (not shown) similarly to a general video camera, digital still camera, and the like. ) And a sensitivity adjusting device (not shown).
また、それぞれの撮像光学系１０１Ｒ、１０１Ｌは、撮像素子１０２Ｒ、１０２Ｌの前方のフィルター１０４Ｒ、１０４Ｌの前に取り付けられ、撮像光学系１０１Ｒ、１０１Ｌから入射した異なる視点からの被写体４００の像をそれぞれフィルター１０４Ｒ、１０４Ｌを介してそれぞれの撮像素子１０２Ｒ、１０２Ｌに結像することができるようになっている。 Further, the respective imaging optical systems 101R and 101L are attached in front of the filters 104R and 104L in front of the imaging elements 102R and 102L, and respectively filter images of the subject 400 from different viewpoints incident from the imaging optical systems 101R and 101L. Images can be formed on the respective image sensors 102R and 102L via 104R and 104L.
このようにしてステレオ撮像装置１１６で撮影された、すなわち、撮像素子１０２Ｒ、１０２Ｌで捕らえたステレオ画像２０１は、図７に示すように、距離画像処理装置１０３に供給される。そして、この距離画像処理装置１０３により処理されて三次元距離画像２０５となり、制御装置１０４及び物体認識装置１０５に出力される。 The stereo image 201 photographed by the stereo imaging device 116 in this way, that is, captured by the imaging elements 102R and 102L is supplied to the distance image processing device 103 as shown in FIG. Then, it is processed by the distance image processing device 103 to become a three-dimensional distance image 205 and is output to the control device 104 and the object recognition device 105.
なお、「距離画像」という用語は、本明細書では、被写体画像のピクセルに距離情報を有する画像を意味している。 In this specification, the term “distance image” means an image having distance information in the pixel of the subject image.
なお、図７中の符号２１２は露出制御装置をさしており、この露出制御装置２１２は、ステレオ撮像装置１１６が備える上記撮影絞り調整装置、撮影フォーカス調整装置、撮影シャッタ、速度調整装置、及び、感度調整装置（何れも図示せず）に接続されている。また、この露出制御装置２１２は、制御装置１０４に接続されており、この制御装置１０４で、撮像素子１０２からの輝度情報により算出された露出値に応じて撮像装置１１６を制御する。 Note that reference numeral 212 in FIG. 7 denotes an exposure control device, and the exposure control device 212 includes the above-described photographing aperture adjustment device, photographing focus adjustment device, photographing shutter, speed adjustment device, and sensitivity provided in the stereo imaging device 116. It is connected to an adjusting device (both not shown). The exposure control device 212 is connected to the control device 104, and the control device 104 controls the imaging device 116 according to the exposure value calculated based on the luminance information from the imaging device 102.
また、距離画像処理装置１０３には、上述したように、撮像素子１０２Ｒ、１０２Ｌで撮像されたステレオ画像２０１が入力される。このステレオ画像２０１は、フレームメモリ２１３に入力され、デジタル画像２０２となる。このフレームメモリ２１３の出力は、レクティフィケーション装置２１４に入力される。このレクティフィケーション装置２１４は、距離算出装置２１５に、左画像２０３及び右画像２０４を出力する。距離算出装置２１５は、距離画像出力２１６を通して物体認識装置１０５に、三次元距離画像２０５を出力する。また、制御装置１０４に対しても、二次元画像（ステレオ画像２０１）、距離画像２０５等も出力する。 Further, as described above, the stereo image 201 captured by the imaging elements 102R and 102L is input to the distance image processing apparatus 103. The stereo image 201 is input to the frame memory 213 and becomes a digital image 202. The output of the frame memory 213 is input to the rectification device 214. The rectification device 214 outputs the left image 203 and the right image 204 to the distance calculation device 215. The distance calculation device 215 outputs the three-dimensional distance image 205 to the object recognition device 105 through the distance image output 216. In addition, a two-dimensional image (stereo image 201), a distance image 205, and the like are also output to the control device 104.
なお、距離画像処理装置１０３には、キャリブレーション装置２１７が別途存在し、レクティフィケーション装置２１４に対してはレクティフィケーションパラメータを、距離算出装置２１５に対しては距離算出用パラメータを、物体認識装置１０５に対しては、物体認識用パラメータを出力する。物体認識装置１０５は、入力された三次元距離画像２０５を利用して、その中にある物体あるいは物体領域を認識し、その結果である物体データ（図示せず）を出力する。 It should be noted that the distance image processing apparatus 103 includes a calibration apparatus 217, which provides rectification parameters for the rectification apparatus 214, distance calculation parameters for the distance calculation apparatus 215, and object recognition. Object recognition parameters are output to the device 105. The object recognizing device 105 recognizes an object or an object area in the input three-dimensional distance image 205 and outputs object data (not shown) as a result.
なお、距離画像処理装置１０３内の各装置は、計算機上のソフトウェアで実現してもよい。 Each device in the distance image processing device 103 may be realized by software on a computer.
制御装置１０４は、画像情報と車両情報を統括する役割を持っており、例えば、距離画像処理装置１０３で処理された結果を表示装置１０８に表示したり、距離画像処理装置１０３で得られた距離情報と車速センサー１０９等の情報とを分析して、警告装置１０６に警告を発生させたり、運転装置１０７を制御して運転者に安全運転を促すことができるようになっている。なお、警告装置１０６は、音声装置や振動装置等からなり、例えば、音声装置はスピーカ等からの音声、振動装置は運転席シートの振動により運転者に警告を発するものである。 The control device 104 has a role of supervising image information and vehicle information. For example, the control device 104 displays the result processed by the distance image processing device 103 on the display device 108 or the distance obtained by the distance image processing device 103. By analyzing the information and information such as the vehicle speed sensor 109, the warning device 106 can generate a warning, or the driving device 107 can be controlled to prompt the driver to drive safely. The warning device 106 includes a voice device, a vibration device, and the like. For example, the voice device issues a warning to the driver by sound from a speaker or the like, and the vibration device vibrates the driver seat.
このように、このステレオ撮像装置を用いたシステムによると、本発明に直接関係しないためその詳細説明は省略するが、本実施例に係るステレオ撮像装置１１６及び距離画像入力装置１００から得られた画像情報と各種センサー等から得られた車両情報とを統合することができ、表示装置１０８による画像情報の表示、警告装置１０６による警告、運転装置１０７の制御等により、運転者に安全走行を促すことができる。 As described above, according to the system using the stereo imaging device, the detailed description thereof is omitted because it is not directly related to the present invention, but the image obtained from the stereo imaging device 116 and the distance image input device 100 according to the present embodiment. Information and vehicle information obtained from various sensors can be integrated, and the driver is encouraged to drive safely by displaying image information on the display device 108, warning by the warning device 106, control of the driving device 107, etc. Can do.
例えば、前方の被写体に近づきすぎたときに注意を促す表示、警告、さらには運転装置１０７（例えばブレーキ）の制御を行うことができる。または、道路の分離帯を読み取って自動で運転を制御する等に用いることができる。さらに、車外を観察し、前方や後方の走行車両、障害物、白線検知等に用いる他、車内の運転者、搭乗者の顔の位置、向きを検出し、脇見運転や居眠りの検知、エアバック点火時に、大人か子供かや顔の位置方向を判断し、安全にエアバッグを作動させるセンサーとして利用することも可能である。 For example, it is possible to perform a display, a warning, and further control of the driving device 107 (for example, a brake) to call attention when the subject is too close to the subject in front. Alternatively, it can be used to automatically control driving by reading a road separation zone. In addition to observing the outside of the vehicle, it can be used to detect the front and rear traveling vehicles, obstacles, white lines, etc., as well as detect the position and orientation of the driver and passengers in the vehicle, detect sideways driving and doze, and airbag It can also be used as a sensor that safely determines whether the person is an adult or a child and the direction of the face when ignited, and operates the airbag safely.
なお、本発明による結像光学系や、それを用いた撮像装置は、車載のステレオ撮像システムの他に、ロボット、鉄道、飛行機、船舶、監視カメラ、遠隔会議システム用カメラ等にも応用ができるものである。 The imaging optical system according to the present invention and an imaging apparatus using the imaging optical system can be applied to a robot, a railroad, an airplane, a ship, a surveillance camera, a camera for a teleconference system, etc. in addition to the in-vehicle stereo imaging system. Is.
以上の本発明の結像光学系は、特許請求の範囲の記載の他に、例えば次のように構成することができる。 In addition to the description of the scope of claims, the imaging optical system of the present invention described above can be configured as follows, for example.
（１） 前記第２レンズが両凹負レンズであり、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。
６≦｜ｒ２ｆ／ｆ｜≦２００ （６）
ただし、
ｒ２ｆ：第２レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｆ ：結像光学系全系の焦点距離
である。
(1) The imaging optical system according to any one of claims 1 to 5, wherein the second lens is a biconcave negative lens and satisfies the following conditional expression.
6 ≦ | r2f / f | ≦ 200 (6)
However,
r2f: paraxial radius of curvature of the object side surface of the second lens
f: focal length of the entire imaging optical system.
（２） 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。
１．２≦ｆ３／ｆ５≦２．５ （７）
ただし、
ｆ３ ：第３レンズの焦点距離
ｆ５ ：第５レンズの焦点距離
である。
(2) The imaging optical system according to any one of claims 1 to 5, wherein the following conditional expression is satisfied.
1.2 ≦ f3 / f5 ≦ 2.5 (7)
However,
f3: focal length of the third lens
f5: focal length of the fifth lens.
（３） 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。
１．５≦ｆ４５／ｆ６≦６ （８）
ただし、
ｆ４５：第４レンズと第５レンズとの合成焦点距離
ｆ６ ：第６レンズの焦点距離
である。
(3) The imaging optical system according to any one of claims 1 to 5, wherein the following conditional expression is satisfied.
1.5 ≦ f45 / f6 ≦ 6 (8)
However,
f45: Composite focal length of the fourth lens and the fifth lens
f6: the focal length of the sixth lens.
（４） 前記第６のレンズが両凸正レンズであり、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。
−０．８≦（ｒ６ｆ＋ｒ６ｒ）／（ｒ６ｆ−ｒ６ｒ）≦０．８ （９）
ただし、
ｒ６ｆ：第６レンズの物体側の面の近軸曲率半径
ｒ６ｒ：第６レンズの像側の面の近軸曲率半径
である。
(4) The imaging optical system according to any one of claims 1 to 5, wherein the sixth lens is a biconvex positive lens and satisfies the following conditional expression.
−0.8 ≦ (r6f + r6r) / (r6f−r6r) ≦ 0.8 (9)
However,
r6f: paraxial radius of curvature of the object side surface of the sixth lens
r6r: Paraxial radius of curvature of the image side surface of the sixth lens.
（５） 前記第３レンズと前記第４レンズとの間に明るさ絞りが配置されていることを特徴とする請求項１乃至３、５のいずれか１項に記載の結像光学系。 (5) The imaging optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein an aperture stop is disposed between the third lens and the fourth lens.
（６） 前記第４レンズと前記第５レンズとが接合しており、前記第４レンズと前記第５レンズの間の接合面が負屈折力を有していて、前記第４レンズのアッベ数が前記第５レンズのアッベ数よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。 (6) The fourth lens and the fifth lens are cemented, the cemented surface between the fourth lens and the fifth lens has a negative refractive power, and the Abbe number of the fourth lens The imaging optical system according to any one of claims 1 to 5, wherein is smaller than an Abbe number of the fifth lens.
（７） レンズ成分が、光軸付近で入射側の面と射出側の面のみが空気と接触し、その間に空間を持たないレンズ、即ち単レンズまたは接合レンズであると定義したとき、物体側から順に、第１レンズ、空間、第２レンズ、空間、第３レンズ、空間、第４レンズと第５レンズとの接合レンズ、空間、第６レンズの５つのレンズ成分からなることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。 (7) When the lens component is defined as a lens having only a light incident surface and a light exit surface in contact with air near the optical axis and having no space between them, that is, a single lens or a cemented lens, the object side The first lens, the space, the second lens, the space, the third lens, the space, the cemented lens of the fourth lens and the fifth lens, the space, and the sixth lens are arranged in this order. The imaging optical system according to any one of claims 1 to 5.
（８） 前記第２レンズが両凹負レンズであることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。 (8) The imaging optical system according to any one of (2) to (5), wherein the second lens is a biconcave negative lens.
（９） 前記第６レンズは両凸正レンズであることを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。 (9) The imaging optical system according to any one of claims 2 to 5, wherein the sixth lens is a biconvex positive lens.
（１０） 前記結像光学系の最大半画角が、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。
８０°≦ω≦１０５° （１０）
ただし、
ω ：結像光学系の最大半画角
である。
(10) The imaging optical system according to any one of claims 1 to 5, wherein a maximum half angle of view of the imaging optical system satisfies the following conditional expression.
80 ° ≦ ω ≦ 105 ° (10)
However,
ω: The maximum half angle of view of the imaging optical system.
（１１） 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１、３乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。
０．８５≦ｆ１／ｆ２≦１．５ （２）
ただし、
ｆ１ ：第１レンズの焦点距離
ｆ２ ：第２レンズの焦点距離
である。
(11) The imaging optical system according to any one of claims 1, 3 to 5, wherein the following conditional expression is satisfied.
0.85 ≦ f1 / f2 ≦ 1.5 (2)
However,
f1: focal length of the first lens
f2: the focal length of the second lens.
（１２） 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１、３乃至５のいずれか１項に記載の結像光学系。
−１．２≦ｆＮ／Ｉｈ≦−０．５ （１）
ただし、
ｆＮ ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
Ｉｈ ：最大像高
である。
(12) The imaging optical system according to any one of claims 1, 3 to 5, wherein the following conditional expression is satisfied.
−1.2 ≦ fN / Ih ≦ −0.5 (1)
However,
fN: Composite focal length of the lens unit having negative refractive power
Ih: Maximum image height.
（１３） 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１、２、４又は５のいずれか１項に記載の結像光学系。
２．１≦ｆ５／ｆ≦４ （３）
ただし、
ｆ５ ：第５レンズの焦点距離
ｆ ：結像光学系全系の焦点距離
である。
(13) The imaging optical system according to any one of claims 1, 2, 4, and 5, wherein the following conditional expression is satisfied.
2.1 ≦ f5 / f ≦ 4 (3)
However,
f5: focal length of the fifth lens
f: focal length of the entire imaging optical system.
（１４） 前記第３レンズと前記第４レンズとの間に明るさ絞りを配し、以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至３、５のいずれか１項に記載の結像光学系。
０．７≦ｄ３Ｓ／Ｉｈ≦２ （４）
ただし、
ｄ３Ｓ：第３レンズの像側の面から明るさ絞りまでの軸上間隔
Ｉｈ ：最大像高
である。
(14) The aperture stop is disposed between the third lens and the fourth lens, and the following conditional expression is satisfied: The result according to any one of claims 1 to 3 and 5, Image optics.
0.7 ≦ d3S / Ih ≦ 2 (4)
However,
d3S: axial distance from the image side surface of the third lens to the aperture stop
Ih: Maximum image height.
（１５） 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の結像光学系。
−０．３５≦ｆＮ／ｆＰ≦−０．１ （５）
ただし、
ｆＮ ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
ｆＰ ：正屈折力のレンズ群の合成焦点距離
である。
(15) The imaging optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein the following conditional expression is satisfied.
−0.35 ≦ fN / fP ≦ −0.1 (5)
However,
fN: Composite focal length of the lens unit having negative refractive power
fP: a combined focal length of a lens unit having a positive refractive power.
（１６） 前記６枚のレンズのみで構成されていることを特徴とする（１）乃至（１５）のいずれか１つに記載の結像光学系。 (16) The imaging optical system according to any one of (1) to (15), which includes only the six lenses.
（１７） 以下の条件式を満たすことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項又は（１）乃至（１６）のいずれか１つに記載の結像光学系。
０．７≦ｒ１ｒ／ｄ１ｒ≦１．５ （１１）
ただし、
ｒ１ｒ：第１レンズの像側の面の近軸曲率半径
ｄ１ｒ：第１レンズの像側の面から第２レンズの物体側の面までの軸上間隔
である。
(17) The imaging optical system according to any one of claims 1 to 6, or (1) to (16), wherein the following conditional expression is satisfied.
0.7 ≦ r1r / d1r ≦ 1.5 (11)
However,
r1r: Paraxial radius of curvature of the image side surface of the first lens
d1r: an axial distance from the image side surface of the first lens to the object side surface of the second lens.
（１８） 前記第１レンズは、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズであり、
前記第２レンズは、物体側の面の近軸曲率半径絶対値よりも像側の面の近軸曲率半径絶対値が小さい両凹負レンズであり、
前記第３レンズは、物体側の面の近軸曲率半径絶対値よりも像側の面の近軸曲率半径絶対値が小さい両凸正レンズであり、
前記第４レンズは、物体側の面の近軸曲率半径絶対値よりも像側の面の近軸曲率半径絶対値が小さい負レンズであり、
前記第５レンズは、第４レンズに接合された両凸正レンズであり、
前記第６レンズは、両凸レンズであり、
前記第３レンズと第４レンズとの間に明るさ絞りを有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項又は（１）乃至（１７）のいずれか１つに記載の結像光学系。
(18) The first lens is a negative meniscus lens having a convex surface facing the object side,
The second lens is a biconcave negative lens in which the absolute value of the paraxial radius of curvature of the image side surface is smaller than the absolute value of the paraxial radius of curvature of the object side surface;
The third lens is a biconvex positive lens in which the absolute value of the paraxial curvature radius of the image side surface is smaller than the absolute value of the paraxial radius of curvature of the object side surface;
The fourth lens is a negative lens in which the absolute value of the paraxial radius of curvature of the image side surface is smaller than the absolute value of the paraxial radius of curvature of the object side surface;
The fifth lens is a biconvex positive lens joined to a fourth lens;
The sixth lens is a biconvex lens;
The imaging according to any one of claims 1 to 6, or (1) to (17), wherein an aperture stop is provided between the third lens and the fourth lens. Optical system.
（１９） 請求項１乃至６のいずれか１項又は（１）乃至（１７）のいずれか１つに記載の結像光学系と、
前記結像光学系の像側に受光面が配置され、且つ、前記結像光学系により該受光面上に形成された光学像を電気信号に変換する電子撮像素子と、を備えたことを特徴とする撮像装置。
(19) The imaging optical system according to any one of claims 1 to 6 or any one of (1) to (17);
A light receiving surface disposed on the image side of the imaging optical system, and an electronic image pickup device that converts an optical image formed on the light receiving surface by the imaging optical system into an electric signal. An imaging device.
ＬＰＦ ローパスフィルター
ＣＧ カバーガラス
Ｌｃ 光軸
１００ 距離画像入力装置
１０１Ｒ、１０１Ｌ 結像光学系
１０２Ｒ、１０２Ｌ 撮像素子
１０４ 制御装置
１０４Ｒ、１０４Ｌ フィルター
１０５ 物体認識装置
１０６ 警告装置
１０７ 運転装置
１０８ 表示装置
１０９ 車速センサー
１１０ 測距レーダ
１１１ 照度センサー
１１２ 外部カメラ
１１３ ＧＰＳ
１１４ ＶＩＣＳ
１１５ 外部通信装置
１１６ ステレオ撮像装置
２０１ ステレオ画像
２０３ 左画像
２０４ 右画像
２０５ 距離画像
２１２ 露出制御装置
２１３ フレームメモリ
２１４ レクティフィケーション装置
２１５ 距離算出装置
２１６ 距離画像出力
２１７ キャリブレーション装置
４００ 被写体
LPF Low-pass filter CG Cover glass Lc Optical axis 100 Distance image input device 101R, 101L Imaging optical system 102R, 102L Image sensor 104 Controller 104R, 104L Filter 105 Object recognition device 106 Warning device 107 Driving device 108 Display device 109 Vehicle speed sensor 110 Ranging radar 111 Illuminance sensor 112 External camera 113 GPS
114 VICS
115 External Communication Device 116 Stereo Imaging Device 201 Stereo Image 203 Left Image 204 Right Image 205 Distance Image 212 Exposure Control Device 213 Frame Memory 214 Rectification Device 215 Distance Calculation Device 216 Distance Image Output 217 Calibration Device 400 Subject
Claims (6)
前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第３レンズ、負レンズである第４レンズ、正レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを有し、
前記第２レンズが両凹負レンズであり、前記第６レンズが両凸正レンズであることを特徴とする結像光学系。 An imaging optical system comprising, in order from the object side, a negative refractive power lens group and a positive refractive power lens group,
The negative refractive power lens group includes a first lens that is a negative lens and a second lens that is a negative lens in order from the object side, and the positive refractive power lens group is a positive lens in order from the object side. A third lens, a fourth lens that is a negative lens, a fifth lens that is a positive lens, and a sixth lens that is a positive lens;
The imaging optical system, wherein the second lens is a biconcave negative lens, and the sixth lens is a biconvex positive lens.
前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第３レンズ、負レンズである第４レンズ、正レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを有し、
以下の条件式（１）、（２）を満たすことを特徴とする結像光学系。
−１．２≦ｆＮ／Ｉｈ≦−０．５ （１）
０．８５≦ｆ１／ｆ２≦１．５ （２）
ただし、
ｆ１ ：第１レンズの焦点距離
ｆ２ ：第２レンズの焦点距離
ｆＮ ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
Ｉｈ ：最大像高
である。 An imaging optical system comprising, in order from the object side, a negative refractive power lens group and a positive refractive power lens group,
The negative refractive power lens group includes a first lens that is a negative lens and a second lens that is a negative lens in order from the object side, and the positive refractive power lens group is a positive lens in order from the object side. A third lens, a fourth lens that is a negative lens, a fifth lens that is a positive lens, and a sixth lens that is a positive lens;
An imaging optical system satisfying the following conditional expressions (1) and (2):
−1.2 ≦ fN / Ih ≦ −0.5 (1)
0.85 ≦ f1 / f2 ≦ 1.5 (2)
However,
f1: focal length of the first lens
f2: focal length of the second lens
fN: Composite focal length of the lens unit having negative refractive power
Ih: Maximum image height.
前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第３レンズ、負レンズである第４レンズ、正レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを有し、
以下の条件式（３）を満たすことを特徴とする結像光学系。
２．１≦ｆ５／ｆ≦４ （３）
ただし、
ｆ５ ：第５レンズの焦点距離
ｆ ：結像光学系全系の焦点距離
である。 An imaging optical system comprising, in order from the object side, a negative refractive power lens group and a positive refractive power lens group,
The negative refractive power lens group includes a first lens that is a negative lens and a second lens that is a negative lens in order from the object side, and the positive refractive power lens group is a positive lens in order from the object side. A third lens, a fourth lens that is a negative lens, a fifth lens that is a positive lens, and a sixth lens that is a positive lens;
An imaging optical system characterized by satisfying the following conditional expression (3):
2.1 ≦ f5 / f ≦ 4 (3)
However,
f5: focal length of the fifth lens
f: focal length of the entire imaging optical system.
前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第３レンズ、負レンズである第４レンズ、正レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを有し、
前記第３レンズと前記第４レンズとの間に明るさ絞りを配置し、
以下の条件式（４）を満たすことを特徴とする結像光学系。
０．７≦ｄ３Ｓ／Ｉｈ≦２ （４）
ただし、
ｄ３Ｓ：第３レンズの像側の面から明るさ絞りまでの軸上間隔
Ｉｈ ：最大像高
である。 An imaging optical system comprising, in order from the object side, a negative refractive power lens group and a positive refractive power lens group,
The negative refractive power lens group includes a first lens that is a negative lens and a second lens that is a negative lens in order from the object side, and the positive refractive power lens group is a positive lens in order from the object side. A third lens, a fourth lens that is a negative lens, a fifth lens that is a positive lens, and a sixth lens that is a positive lens;
An aperture stop is disposed between the third lens and the fourth lens,
An imaging optical system characterized by satisfying the following conditional expression (4):
0.7 ≦ d3S / Ih ≦ 2 (4)
However,
d3S: axial distance from the image side surface of the third lens to the aperture stop
Ih: Maximum image height.
前記負屈折力のレンズ群は、物体側から順に、負レンズである第１レンズ、負レンズである第２レンズを有し、前記正屈折力のレンズ群は、物体側から順に、正レンズである第３レンズ、負レンズである第４レンズ、正レンズである第５レンズ、正レンズである第６レンズを有し、
以下の条件式（５）を満たすことを特徴とする結像光学系。
−０．３５≦ｆＮ／ｆＰ≦−０．１ （５）
ただし、
ｆＮ ：負屈折力のレンズ群の合成焦点距離
ｆＰ ：正屈折力のレンズ群の合成焦点距離
である。 An imaging optical system comprising, in order from the object side, a negative refractive power lens group and a positive refractive power lens group,
The negative refractive power lens group includes a first lens that is a negative lens and a second lens that is a negative lens in order from the object side, and the positive refractive power lens group is a positive lens in order from the object side. A third lens, a fourth lens that is a negative lens, a fifth lens that is a positive lens, and a sixth lens that is a positive lens;
An imaging optical system that satisfies the following conditional expression (5):
−0.35 ≦ fN / fP ≦ −0.1 (5)
However,
fN: Composite focal length of the lens unit having negative refractive power
fP: a combined focal length of a lens unit having a positive refractive power.
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